JPH0341536B2 - - Google Patents
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- JPH0341536B2 JPH0341536B2 JP63042807A JP4280788A JPH0341536B2 JP H0341536 B2 JPH0341536 B2 JP H0341536B2 JP 63042807 A JP63042807 A JP 63042807A JP 4280788 A JP4280788 A JP 4280788A JP H0341536 B2 JPH0341536 B2 JP H0341536B2
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- Japan
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- aluminum alloy
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- rolled
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- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Description
(産業上の利用分野)
本発明はコピードラム用アルミニウム合金に係
り、より詳細には、DI加工によりコピードラム
を成形するのに適するアルミニウム合金圧延焼鈍
板に関するものである。
(従来の技術)
コピードラムは、乾式複写機やフアクシミリ等
のドラムとして用いられているが、近年、複写機
感光体等の進歩はめざましく、それと同時にコピ
ードラム基盤の性能として、真円度、真直度等の
寸法精度や表面品質等に対する要求も厳しくなつ
てきている。
このコピードラム材としては、従来より加工性
に優れるアルミニウム合金が用いられ、押出、引
抜等によるパイプを切削加工により製造されてい
た。しかし、このような加工では生産性が低いう
えに性能にも劣ると云う欠点があつた。
したがつて、最近では、生産性の良いアルミニ
ウム合金圧延板をDI加工(絞り加工+しごき加
工)することにより、形状性や表面品質の優れた
コピードラムを製造するため、1070、1050、1100
等の純アルミニウム系が使用されている。
(発明が解決しようとする課題)
しかし乍ら、最近になつて、コストダウンのた
めにドラム側壁厚を更に薄肉化することが試みら
れているが、従来の1070、1050、1100等の純アル
ミニウム系では強度が低く、剛性不足を来すこ
と、更に寸法精度が出にくくなるなどの欠点があ
ることがわかつた。そこで、合金元素を添加した
3004(Al−Mn系)等のアルミニウム合金を適用
する提案がされている(例えば、特公昭62−
40411号参照)。
しかし、特にドラムの底面に回転させるための
軸部(以下、「ボス」と称す)を一体加工する場
合、一部に提案されている3004合金では強度が高
く、しかも加工硬化が大きすぎるため、ボス加工
部の成形が難しいと云う問題がある。
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するた
めになされたものであつて、生産性の良い圧延板
をDI加工することにより、形状性や表面品質に
優れ、更にボス部の成形可能な薄肉高強度コピー
ドラムを製造するためのアルミニウム合金圧延板
を提供することを目的とするものである。
(課題を解決するための手段)
前記目的を達成するため、本発明者は、上述の
問題点に鑑みて鋭意研究を行い、検討を重ねた結
果、薄肉化に際しても問題の発生しないアルミニ
ウム合金板を開発したのである。
すなわち、本発明は、Fe:0.2〜1.0%、Mn:
0.30〜0.7%及びMg:0.20〜0.7%を含み、かつ、
Fe+(Mn×1.07)+(Mg×0.27)≦1.3%の関係を
満たし、残部が実質的にAlからなるアルミニウ
ム合金であつて、圧延板表面からみた金属間化合
物の大きさが25μm以下で、粒子径5〜25μmの
金属間化合物の面積占有率が0.1〜2%であり、
更に圧延板表面からみた結晶粒の平均幅が70μm
以下であることを特徴とするDI加工により成形
されるコピードラム用アルミニウム合金圧延焼鈍
板を要旨とするものである。
以下に本発明を更に詳細に説明する。
本発明における化学成分限定理由は以下のとお
りである。
FeはMnと共に(Fe・Mn)Al6の金属間化合物
を形成し、しごき加工時のダイスへの焼付を防止
するために必要な元素であり、更にFeの添加は
45゜耳を助長し、0−90゜耳を発生し易い軟質材の
異方性を小さくする効果がある。また結晶粒の微
細化やフローマークの発生防止に効果がある。し
かし、Fe含有量が0.2%未満ではこのような効果
が少なく、また、1.0%を超えて含有すると巨大
化合物を形成し易くなるため、成形性が低下する
と同時にコピードラムの電気的特性が損なわれて
画質が低下する。よつて、Fe量は0.2〜1.0%の範
囲とする。
Mgは高強度化による薄肉軽量化には不可欠の
元素である。しかし、0.2%未満では効果が少な
く、0.7%を超えて添加すると、しごき加工、張
出し等の成形性が低下し、スコーリングが発生し
易くなる。特に加工硬化が大きくなり、ボス部の
成形が困難となる。よつて、Mg量は0.2〜0.7%
の範囲とする。
MnはMgと共に強度を付与する重要な元素で
あり、またFeと共存して、MnAl6、(Fe・Mn)
Al6等の金属間化合物を形成し、スコーリングを
防止する効果がある。また、MnはMgと同時に
含有されると熱処理後の再結晶において集合組織
を安定化して深絞り耳を安定にする効果がある。
しかし、Mn含有量が0.3%未満ではこのような効
果が期待できず、またMn含有量が増加すると晶
出物の量、大きさ共に増大し、0.7%を超えて含
有されるとしごき加工性、ボス部の加工性が低下
すると同時にコピードラムの電気的特性が損なわ
れる。よつて、Mnは0.3〜0.7%の範囲とする。
但し、Fe、Mn及びMgの各量は、上記範囲に
おいて、特定の関係を満たす量であることが重要
であり、Fe+(Mn×1.07)+(Mg×0.27)≦1.3%
の関係を満たす必要がある。その理由は以下のと
おりである。
すなわち、金属間化合物は晶出物と析出物とに
大きく分けられ、晶出物は鋳造における凝固時に
生成し、析出物は鋳造時に過飽和となつたものが
以後の熱処理時に固体中で生成するものであり、
析出物は通常そのサイズは1μm以下であり、サ
イズが小さいことから応力集中源及び電気的特性
としては特に問題とはならない。そして、晶出物
を更に分類すると、液体中で凝固直前に生成され
る初晶化合物と凝固時の共晶化合物に分けられ、
特に初晶化合物は巨大化合物に成長し易く、工業
的レベルの鋳造においては溶湯の滞留等もあり、
実際面でも成長に対する生成温度の通過時間の影
響も大きいが、上記式を満足する範囲内であれ
ば、巨大化合物の発生を防止することができ、成
形性の向上及びコピードラムとしての電気的特性
の向上が図れるのである。したがつて、Fe+
(Mn×1.07)+(Mg×0.27)の量は1.3%以下とす
る。
なお、上記アルミニウム合金には、不純物が含
まれ得るが、不純物量は本発明の効果を損なわな
い限度で許容される。例えば、SiはSi≦0.3%の
含有は強度及び絞り性の向上に効果がある。Cu
についても、強度向上に効果があり、耐食性も害
さないCu≦0.3wt%の含有は許容される。Ti及び
Bの添加は鋳造組織の微細化や成形性の向上に効
果があり、Ti<0.2%、B<0.1%であれば、巨大
金属間化合物の生成もなく、Si、Cuと同様に許
容される。
次に、本発明における金属組織の限定理由につ
いて説明する。
コピードラムには外観上の寸法精度や表面の平
坦度が要求されるだけでなく、ドラム表面のミク
ロ組織が微細均一であることを要求される。すな
わち、圧延板表面からみた25μmを超える大きさ
の金属間化合物が存在したり、その粒子径が5〜
25μm範囲の金属間化合物であつても面積率で2
%を超えて集中的に存在するような不均一な組織
をもつ材料では、金属間化合物の多い部分と少な
い部分とで電気的特性が異なり、これが原因して
画像に濃淡のむらが発生することがある。また面
積率で0.1%未満の場合にはしごき加工性が低下
する。したがつて、大きさ25μm以下の金属間化
合物が均一に分布し、粒子径5〜25μm以下の金
属間化合物の面積率が0.1〜2%であることが必
要である。
また、DI加工による肌荒れ及びしわの発生を
抑制するためには、圧延板表面からみた結晶粒の
平均幅が70μm以下であることが必要がある。
なお、金属組織については、化学成分のみでな
く、鋳造時冷却スピード、均熱条件、熱間圧延条
件、圧延加工率(熱延+冷延)等の製造条件によ
つて異なるので、本発明の目的達成のために敢え
て厳密に規定する必要があるのである。
更に、本発明のアルミニウム合金圧延焼純板
は、冷間圧延後に焼鈍を施した仕上げ焼鈍材であ
り、焼鈍条件は、工業的にはバツチ焼鈍(徐加熱
徐冷の焼鈍)にて40℃/hr程度の加熱冷却速度で
370〜380℃程度の加熱焼鈍が好ましい。
次に本発明の実施例を示す。
(実施例)
第1表に示す化学組成を有するアルミニウム合
金に対し、第2表に示す条件の製造法を適用し
て、板厚2.5mmのアルミニウム合金板を製造した。
その金属組織の観察結果は第3表に示すとおりで
あつた。
得られたアルミニウム合金板を直径60mm、長さ
350mmにDI加工し、コピードラムを製造して、そ
の特性について調査した。その結果を第4表に示
す。なお、画質については、DI成形し、洗浄し
た後、いわゆるOPC処理をして乾式複写機に組
み込み、複写を行つて画質の均一性を目視で評価
した。
第2表に示す如く金属間化合物が細かく、均一
に分布し、結晶粒径の小さい本発明材はいずれ
も、第4表に示すように、DI成形性、ボス部成
形性も良好であり、DI成形後の形状性及び表面
品質も良好である。また、形状性が良好なこと
は、乾式複写機の帯電装置・現像装置とコピード
ラムとの間隙が感光層表面全域で一定となるた
め、表面電位や現像剤量の均一性を高め、均一な
画質を得ることを可能にするものである。このよ
うに本発明材は、現在使用されている1100材はも
とより、3004材に比較して、高強度薄肉用材とし
て製品特性上のあらゆる特性において優れている
ことがわかる。
(Industrial Application Field) The present invention relates to an aluminum alloy for copy drums, and more particularly to a rolled annealed aluminum alloy plate suitable for forming copy drums by DI processing. (Prior art) Copy drums are used as drums in dry copying machines, facsimile machines, etc. In recent years, there have been remarkable advances in photoreceptors for copying machines, and at the same time, the performance of the copy drum base has improved in roundness and straightness. Requirements for dimensional accuracy, surface quality, etc., are also becoming stricter. Aluminum alloys with excellent workability have conventionally been used as the copy drum material, and have been manufactured by cutting pipes by extrusion, drawing, etc. However, this type of processing has the drawbacks of low productivity and poor performance. Therefore, in recent years, 1070, 1050, 1100, etc.
Pure aluminum is used. (Problem to be Solved by the Invention) Recently, however, attempts have been made to further reduce the drum side wall thickness in order to reduce costs. It was found that the system had drawbacks such as low strength, insufficient rigidity, and difficulty achieving dimensional accuracy. Therefore, alloying elements were added.
There have been proposals to apply aluminum alloys such as 3004 (Al-Mn system) (for example,
(See No. 40411). However, especially when machining the rotating shaft part (hereinafter referred to as "boss") on the bottom of the drum, the 3004 alloy that has been proposed has high strength and is too hard to work. There is a problem in that it is difficult to form the boss-processed part. The present invention has been made to solve the problems of the prior art described above, and by performing DI processing on a rolled plate with good productivity, it has excellent shape and surface quality, and furthermore, the boss part can be formed. The object of the present invention is to provide an aluminum alloy rolled plate for manufacturing a thin-walled, high-strength copy drum. (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present inventor conducted intensive research in view of the above-mentioned problems, and as a result of repeated consideration, developed an aluminum alloy plate that does not cause problems even when thinned. was developed. That is, in the present invention, Fe: 0.2 to 1.0%, Mn:
Contains 0.30-0.7% and Mg: 0.20-0.7%, and
An aluminum alloy that satisfies the relationship of Fe + (Mn x 1.07) + (Mg x 0.27) ≦ 1.3%, and the remainder is substantially Al, and the size of the intermetallic compound seen from the rolled plate surface is 25 μm or less, The area occupancy rate of intermetallic compounds with a particle size of 5 to 25 μm is 0.1 to 2%,
Furthermore, the average width of crystal grains seen from the surface of the rolled plate is 70 μm.
The gist of the present invention is an aluminum alloy rolled annealed plate for copy drums formed by DI processing, which is characterized by the following characteristics. The present invention will be explained in more detail below. The reasons for limiting the chemical components in the present invention are as follows. Fe forms an intermetallic compound of (Fe/Mn)Al 6 together with Mn, and is an element necessary to prevent seizure of the die during ironing.
It has the effect of promoting 45° selvage and reducing the anisotropy of soft materials that tend to generate 0-90° selvage. It is also effective in refining crystal grains and preventing flow marks. However, if the Fe content is less than 0.2%, this effect will be small, and if it is more than 1.0%, it will be easier to form giant compounds, which will reduce moldability and impair the electrical properties of the copy drum. The image quality will deteriorate. Therefore, the amount of Fe is set in the range of 0.2 to 1.0%. Mg is an essential element for reducing thickness and weight by increasing strength. However, if it is less than 0.2%, the effect will be small, and if it is added in excess of 0.7%, moldability such as ironing and stretching will be reduced, and scoring will occur more easily. In particular, work hardening increases, making it difficult to form the boss portion. Therefore, the amount of Mg is 0.2-0.7%
The range shall be . Mn is an important element that provides strength together with Mg, and also coexists with Fe to form MnAl 6 , (Fe・Mn)
It forms intermetallic compounds such as Al 6 and has the effect of preventing scoring. Furthermore, when Mn is contained at the same time as Mn, it has the effect of stabilizing the texture during recrystallization after heat treatment and stabilizing the deep drawing edges.
However, such effects cannot be expected when the Mn content is less than 0.3%, and when the Mn content increases, both the amount and size of crystallized substances increase, and when the Mn content exceeds 0.7%, the ironing workability is reduced. , the machinability of the boss portion is reduced and at the same time the electrical characteristics of the copy drum are impaired. Therefore, Mn should be in the range of 0.3 to 0.7%. However, it is important that the amounts of Fe, Mn, and Mg satisfy a specific relationship within the above range, and Fe + (Mn x 1.07) + (Mg x 0.27) ≦ 1.3%.
It is necessary to satisfy the following relationship. The reason is as follows. In other words, intermetallic compounds are broadly divided into crystallized substances and precipitates. Crystallized substances are generated during solidification during casting, and precipitates are those that become supersaturated during casting and are formed in the solid during subsequent heat treatment. and
The size of the precipitate is usually 1 μm or less, and because of its small size, it poses no particular problem as a stress concentration source or electrical properties. Further classification of crystallized substances can be divided into primary crystal compounds, which are formed in the liquid just before solidification, and eutectic compounds, which are formed during solidification.
In particular, primary crystal compounds tend to grow into giant compounds, and in industrial casting, molten metal may stagnate.
In practice, the passing time of the formation temperature has a large influence on growth, but as long as the above formula is satisfied, the generation of giant compounds can be prevented, improving moldability and electrical properties as a copy drum. It is possible to improve this. Therefore, Fe+
The amount of (Mn x 1.07) + (Mg x 0.27) shall be 1.3% or less. Note that the above aluminum alloy may contain impurities, but the amount of impurities is allowed within a limit that does not impair the effects of the present invention. For example, containing Si in an amount of Si≦0.3% is effective in improving strength and drawability. Cu
Also, it is permissible to contain Cu≦0.3wt%, which is effective in improving strength and does not impair corrosion resistance. The addition of Ti and B is effective in refining the casting structure and improving formability, and if Ti < 0.2% and B < 0.1%, there will be no formation of giant intermetallic compounds, and it is acceptable like Si and Cu. be done. Next, the reason for limiting the metal structure in the present invention will be explained. Copy drums are required not only to have dimensional accuracy in appearance and surface flatness, but also to have a fine and uniform microstructure on the drum surface. In other words, the presence of intermetallic compounds with a size exceeding 25 μm as seen from the surface of the rolled plate, or the presence of intermetallic compounds with a particle size of 5 to 5 μm.
Even for intermetallic compounds in the 25 μm range, the area ratio is 2.
In materials with a non-uniform structure, where more than 20% of intermetallic compounds are present, the electrical properties differ between areas with more and less intermetallic compounds, which can cause uneven shading in images. be. In addition, if the area ratio is less than 0.1%, ironing workability will decrease. Therefore, it is necessary that the intermetallic compounds having a particle size of 25 μm or less be uniformly distributed and that the area ratio of the intermetallic compounds having a particle size of 5 to 25 μm be 0.1 to 2%. Furthermore, in order to suppress the occurrence of rough skin and wrinkles due to DI processing, it is necessary that the average width of crystal grains as viewed from the surface of the rolled plate is 70 μm or less. Note that the metallographic structure differs not only depending on the chemical composition but also on manufacturing conditions such as cooling speed during casting, soaking conditions, hot rolling conditions, and rolling reduction rate (hot rolling + cold rolling). In order to achieve the purpose, it is necessary to deliberately stipulate it strictly. Furthermore, the rolled annealed aluminum alloy plate of the present invention is a finish annealed material that is annealed after cold rolling, and the annealing conditions are industrially batch annealing (slow heating slow cooling annealing) at 40°C/ At a heating and cooling rate of about hr
Heat annealing at about 370 to 380°C is preferred. Next, examples of the present invention will be shown. (Example) An aluminum alloy plate having a thickness of 2.5 mm was manufactured by applying the manufacturing method under the conditions shown in Table 2 to an aluminum alloy having the chemical composition shown in Table 1.
The observation results of the metal structure were as shown in Table 3. The obtained aluminum alloy plate is 60mm in diameter and length
A copy drum was manufactured by DI processing to 350 mm, and its characteristics were investigated. The results are shown in Table 4. Regarding the image quality, after DI molding, washing, and so-called OPC processing, it was installed in a dry type copying machine, copies were made, and the uniformity of the image quality was visually evaluated. As shown in Table 2, the materials of the present invention in which intermetallic compounds are finely and uniformly distributed and have small crystal grain sizes also have good DI formability and boss part formability, as shown in Table 4. The shape and surface quality after DI molding are also good. In addition, good formability means that the gap between the charging device/developing device of a dry copying machine and the copy drum is constant over the entire surface of the photosensitive layer, which increases the uniformity of the surface potential and amount of developer, resulting in a uniform This makes it possible to obtain high image quality. Thus, it can be seen that the material of the present invention is superior in all product properties as a high-strength, thin-walled material compared to the currently used 1100 material as well as the 3004 material.
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】
(発明の効果)
以上詳述したように、本発明によれば、形状性
及び表面品質に優れており、更にボス部の成形可
能な薄肉高強度材をコピードラム用として提供す
ることが可能である。[Table] (Effects of the Invention) As detailed above, according to the present invention, it is possible to provide a thin-walled high-strength material for use in a copy drum that has excellent shapeability and surface quality and can be molded into a boss portion. is possible.
Claims (1)
Mn:0.30〜0.7%、Mg:0.20〜0.7%を含み、か
つ、Fe+(Mn×1.07)+(Mg×0.27)≦1.3%の関
係を満たし、残部が実質的にAlからなるアルミ
ニウム合金であつて、圧延板表面からみた金属間
化合物の大きさが25μm以下で、粒子径5〜25μ
mの金属間化合物の面積占有率が0.1〜2%であ
り、更に圧延板表面からみた結晶粒の平均幅が
70μm以下であることを特徴とするDI加工により
成形されるコピードラム用アルミニウム合金圧延
焼鈍板。1% by weight (the same applies hereinafter), Fe: 0.2-1.0%,
An aluminum alloy that contains Mn: 0.30 to 0.7%, Mg: 0.20 to 0.7%, and satisfies the relationship of Fe + (Mn x 1.07) + (Mg x 0.27) ≦ 1.3%, and the remainder is substantially Al. The size of the intermetallic compound viewed from the surface of the rolled plate is 25 μm or less, and the particle size is 5 to 25 μm.
The area occupation rate of the intermetallic compound of m is 0.1 to 2%, and the average width of the crystal grains as seen from the surface of the rolled plate is
An aluminum alloy rolled annealed plate for copy drums formed by DI processing characterized by a thickness of 70 μm or less.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63042807A JPH01219137A (en) | 1988-02-25 | 1988-02-25 | Aluminum alloy rolled plate for coppy drum |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63042807A JPH01219137A (en) | 1988-02-25 | 1988-02-25 | Aluminum alloy rolled plate for coppy drum |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01219137A JPH01219137A (en) | 1989-09-01 |
| JPH0341536B2 true JPH0341536B2 (en) | 1991-06-24 |
Family
ID=12646229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63042807A Granted JPH01219137A (en) | 1988-02-25 | 1988-02-25 | Aluminum alloy rolled plate for coppy drum |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01219137A (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS626740A (en) * | 1985-07-02 | 1987-01-13 | Nisshin Steel Co Ltd | Thin plate continuous casting method for molten steel |
-
1988
- 1988-02-25 JP JP63042807A patent/JPH01219137A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01219137A (en) | 1989-09-01 |
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