专利名称：铝合金厚板及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种铝合金厚板及其制造方法。
背景技术：
通常，铝合金材料除了用于衬底基板、输送装置、真空装置用室等半导体相关装置 之外，正在电机电子零件及其制造装置、生活用品、机械零件等各种用途中使用。另外，作为 用于冲压用模具的模具原料，批量生产中使用钢铁、铸钢等，而作为试制用，使用锌合金铸 件材料、铝合金铸件材料等。此外，近年来，从多品种少量化的倾向来看，作为中少量生产 用，铝合金的轧制材料或者锻造材料等展伸材料正在普及。这其中，对于铝合金的轧制材料，例如如图2所示，从熔解工序S101经由退火工 序S600制造后，对变形、板厚及表面瑕疵等进行检查(例如，参照日本特开2006-281381号 公报)，之后实施利用氯乙烯制或聚乙烯制等的树脂膜覆盖轧制表背面的处理(例如，熟知 的有神户制钢技报/Vol. 52No. 2，Sep. 2002、注册商标r ^ 4 ^ (ALHIGHCE)古河天空 社(Furukawa-Sky Aluminum Corp.)制的注册商标“、4 八一卜(HIPLATE)等)(S101 S900)。之所以设为以树脂膜覆盖轧制表、背面的产品形态，是因为由于高精度铝合金厚 板大多作为精密设备等的零件使用，所以按照小尺寸、小定额经由切板批发商(cut length sheet wholesaler)进行交易。即，对于切板批发商，在精密设备零件用途中，实施为了形成 垫片(寸4 二口)大小的小尺寸的锯切断，在真空室用途中，局部实施立铣床加工，因此，非 加工部分成为装置外装材料。因此，为了防止这些切削加工时产生瑕疵，以高精度铝合金厚 板的轧制表背面用树脂膜覆盖的产品形态流通。该铝合金的轧制材料通常通过将铸锭轧制至规定厚度进行制造。但是，这样的铝 合金热轧板由于仅通过轧辊控制板厚及平坦度，难以得到良好的板厚精度及平坦性(尤其 是轧制方向的平坦度)。另外，热轧时轧制面上形成厚的氧化皮膜，因此，相同平坦度的控制 较困难。于是，还公开有在热轧后不积蓄变形的程度的压下率5%以下实施冷轧，使板厚的 精度提高的技术(例如参照专利文献1)。专利文献1 (日本)特开2006_316332号公报(段落0027 0028)但是，上述专利文献1的现有技术将铝合金材料制成板厚1mm左右的薄板。另外，所述表面瑕疵不仅影响产品的外观美观，也是损坏产品功能的重大品质缺 陷，使产品成品率下降的同时，为了除去该缺陷，还需要很多作业工时，成为妨碍生产力的 主要原因。例如，存在如下问题，使用垫片大小的小尺寸的顾客中，对购入产品进行加工并 交货后，由于在产品交货之前剥离被覆树脂模的阶段发现瑕疵，而最终失去向顾客销售机 会，或者在真空室用途中，微细瑕疵为铸造蜂窝的情况下，会成为功能缺陷，瑕疵微细时，不 能与损伤瑕疵进行区分，判断瑕疵的原因需要长时间，由此，失去向顾客的销售机会。另外，成为问题的瑕疵水平，近年来要求水平增高，深度为8 ym以上、当量圆直径 约0. 1mm左右的大小的瑕疵，目测就可以发现，因此成为问题的所在。此外，现有制造方法中，难以完全消除所述水平的瑕疵。另外，主要是在真空室用途中，几乎没有不对材料表面 进行处理而直接使用的，为了提高耐蚀性、耐候性，实施氧化铝膜处理或电镀处理。近年来， 即使原板上没有缺陷，在实施所述表面处理后，由于后述的Ti-B的熔解残余，存在轧制平 行方向上产生约3 ym长度左右的黑线状的表面缺陷的麻烦，其改善成为当务之急。根据顾 客对于这些表面缺陷的要求，优选在被覆前可靠地将该水平的表面缺陷，或者由表面处理 产生的表面缺陷排除的高精度铝合金厚板。本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于提供铝合金厚板及其制造方法， 其具有能够制造成真空装置用室那样的半导体相关装置等的良好的板厚精度及平坦性，同 时能够抑制瑕疵或黑线等导致的表面缺陷。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的铝合金厚板是将铝合金热轧板的表面平滑化而 成，其表面的平坦度在轧制方向上每lrn长度为0. 2mm以下，板厚的偏差为所希望板厚的 士 0. 5%以内。这样，通过(树脂模被覆前的)表面平滑化，将表面的平坦度及板厚的偏差限定在 规定范围内，由此，在不实施冷轧等薄壁化加工的情况下，能够制成半导体相关装置等的用 于形状上要求高精度的产品的铝合金材料。此外，可抑制瑕疵及黑线等导致的表面缺陷。优选的是，所述铝合金厚板含有Mg :1. 5 12. 0质量％，还含有Si 0. 7质量％以 下、Fe :0. 8质量％以下、Cu :0. 6质量％以下、Mn :1.0质量％以下、Cr :0. 5质量％以下、Zn 0.4质量％以下、Ti :0. 1质量％以下中的一种以上，余量由A1及不可避免的杂质构成。通过以规定范围的浓度含有上述元素，能够制成除板厚精度及平坦性之外、强度 等特性也优异的Al-Mg系合金厚板。此外，能够抑制瑕疵及黑线等导致的表面缺陷，并能够 抑制表面的色斑(color irregularity)的产生。优选的是，所述铝合金厚板由铝合金构成，该铝合金含有Mn:0. 3 1.6质量％，还 含有Si :0. 7质量％以下、Fe :0. 8质量％以下、Cu :0. 5质量％以下、Mg :1. 5质量％以下、 Cr :0. 3质量％以下、Zn :0.4质量％以下、Ti :0. 1质量％以下中的一种以上，余量由A1及 不可避免的杂质构成。通过以规定范围的浓度含有上述元素，能够制成除板厚精度及平坦性之外、强度 等特性也优异的Al-Mn系合金厚板。此外，能够抑制瑕疵及黑线等导致的表面缺陷，并能够 抑制表面的色斑的产生。优选的是，所述铝合金厚板由铝合金构成，该铝合金含有Mg :0. 3 1. 5质量％、 Si 0. 2 1. 6质量％，还含有Fe 0. 8质量％以下、Cu 1.0质量％以下、Mn 0. 6质量％以 下、Cr :0. 5质量％以下、Zn :0.4质量％以下、Ti :0. 1质量％以下中的一种以上，余量由A1 及不可避免的杂质构成。通过以规定范围的浓度含有上述元素，能够制成除板厚精度及平坦性之外、强度 等特性也优异的Al-Mg-Si系合金厚板。此外，能够抑制瑕疵及黑线等导致的表面缺陷，并 能够抑制表面的色斑的产生。优选的是，所述铝合金厚板由铝合金构成，该铝合金含有Zn :3. 0 9. 0质量％、 Mg 0. 4 4. 0质量％，还含有Si 0. 7质量％以下、Fe 0. 8质量％以下、Cu 3. 0质量％以下、Mn 0. 8质量％以下、Cr 0. 5质量％以下、Ti 0. 1质量％以下、Zr 0. 25质量％以下中 的一种以上，余量由A1及不可避免的杂质构成。通过以规定范围的浓度含有上述元素，能够制成除板厚精度及平坦性之外、强度 等特性也优异的Al-Zn-Mg系合金厚板。此外，能够抑制瑕疵及黑线等导致的表面缺陷，并 能够抑制表面的色斑的产生。另外，本发明的铝合金厚板的制造方法，其为制造如上所述的铝合金厚板的方法， 进行下述工序将铝合金熔解成铝合金溶液的熔解工序；从所述铝合金溶液除去氢气的脱 氢工序；从除去了所述氢气的铝合金溶液除去夹杂物的过滤工序；对除去了所述夹杂物的 铝合金溶液进行铸造而制造铸锭的铸造工序；将所述铸锭热轧成规定厚度而制造热轧板的 热轧工序；将所述热轧板切断成规定的轧制方向长度及宽度的切断工序；将所述切断后的 热轧板的表面平滑化的平滑化处理工序；在所述平滑化处理工序中，所述热轧板的表面的 除去厚度在每一面为2 5mm。这样，通过在热轧板的表面以规定的除去厚度实施平滑化处理，能够提高板厚精 度及平坦性。另外，能够抑制瑕疵及黑线等导致的表面缺陷。优选的是，所述铝合金厚板的制造方法，在所述热轧工序之前，进行将所述铸锭以 400°C以上且不足所述铝合金的熔点的温度维持1小时以上的热处理的均热处理工序。这样，通过在热轧之前对铸锭进行热处理，能够使铸锭微细化、均质化。优选的是，所述铝合金厚板的制造方法中，在所述平滑化处理工序之前，进行将所 述切断后的热轧板退火的退火工序。这样，通过对热轧板实施退火，能够提高热轧板的特性。优选的是，所述铝合金厚板的制造方法，所述平滑化处理工序通过切削法、研削法 及研磨法中的任一种以上进行。通过这样的方法，铝合金厚板的板厚精度及平坦性良好。另外，能够抑制瑕疵及黑 线等导致的表面缺陷。根据本发明的铝合金厚板，即使在塑性变形少的厚板中，也能成为所希望的板厚 及平坦的厚板，因此，适用于制造成要求正确形状的半导体相关装置等的情况。另外，能够 抑制瑕疵及黑线等导致的表面缺陷，因此，厚板的表面性状良好。此外，通过使用规定的铝 合金，强度等特性提高，另外，可抑制表面色斑的产生，使厚板的表面形状更良好。根据本发明的铝合金厚板的制造方法，能够以更好的生产力制造具有上述效果的 铝合金厚板。
图1是表示本发明的铝合金厚板的制造方法的流程图；图2是表示现有技术的铝合金厚板的制造方法的一例的流程图。
具体实施例方式下面，对用于实现本发明的铝合金厚板的最优方式进行说明。[铝合金厚板的构成]本发明的铝合金厚板是将表面平滑化了的铝合金热轧板(铝合金热轧板)，表面的平坦度在轧制方向上每Im长度为0. 2mm以下，板厚的偏差为所希望板厚的士0. 5%以内。 此外，本发明的铝合金厚板是板厚为15 200nm的板材，但并不限定于此，可以根据铝合金 厚板的用途进行适当变更。下面，对构成本发明的铝合金厚板的各要素进行说明。(表面的平坦度轧制方向每Im长度为0.2mm以下)半导体相关装置的部件、尤其是等离子处理装置等之类的真空装置用室的内部部 件中使用平坦性差的部件时，减压至高真空时，由于吸附气体从部件表面放出，真空度下 降。因此，达到目标的真空度需要时间，生产效率降低。因此，本发明的铝合金厚板的表面 的平坦度为0. 2mm/m以下。另外，热轧板的表面的平坦性在轧制方向最差，因此，设为轧制 方向每Im长度为0. 2mm以下。这样的平坦性通过后述的制造方法的平滑化处理工序及矫 正工序进行调节。(板厚的偏差所希望板厚的士0.5%以内)本发明的铝合金厚板由于是制造成半导体相关装置的部件等、形状上要求高精 度的产品，因此，对于板厚也要求高精度。为了适应该要求，板厚的偏差在所希望板厚的 士0. 5%以内。这样的板厚精度通过后述的制造方法的平滑化处理工序进行调节。除此之外，本发明的铝合金厚板优选其每IOOg中包含的氢气量为0. 2ml以下，更 优选为0. Iml以下。氢气从燃料中的氢或附着于铅合金等上的水分、其他的有机物等产生。 含有过多氢气时，导致产生针孔，或者产品的强度减弱。另外，氢在铸锭的表面附近的晶界 集聚、浓化，发生铸锭的膨胀(blister)、及由膨胀引起的铝合金厚板的膨胀(blister)，并 且产生作为厚板的表面缺陷而显现的厚板表面的潜在缺陷。另外，真空装置用室的内部部 件上存在这些缺陷时，减压至高真空时，由于固溶在部件中的气体原子向表面的放出，真空 度下降。因此，达到目标的真空度需要时间，生产效率降低。为了降低铝合金厚板中包含的 氢气量，通过后述的制造方法中的脱氢工序，从铸造前的铝合金溶液将氢气除去。对于铸锭的氢气的浓度，例如可从自铸锭(均热处理前)切出样品并利用醇 和丙酮进行超声波洗涤的铸锭，通过惰性气体气流熔解热导率法(LIS(Light-metal Industrial Standard)A06-1993)求出。另外，对于铝合金厚板的氢气的浓度，例如可从自 铝合金厚板切出样品并浸泡至NaOH后，用硝酸除去表面的氧化皮膜，并用醇和丙酮进行超 声波洗涤的铸锭，通过真空加热提取容量法(LIS A06-1993)求出。本发明的铝合金厚板可由任何铝合金构成，可从Al-Mg系合金、Al-Mn系合金、 Al-Mg-Si系合金、Al-Zn-Mg系合金的任一个中，选择适合其用途的材料。下面，对构成本发 明的铝合金厚板的铝合金之一例的各要素进行说明。[Al-Mg 系合金]本发明的Al-Mg系合金、即以5000系Al合金为基础的铝合金含有Mg 1. 5 12. 0 质量％，还含有Si 0. 7质量％以下、Fe 0. 8质量％以下、Cu 0. 6质量％以下、Mn :1. 0质 量％以下、Cr :0. 5质量％以下、Zn :0. 4质量％以下、Ti 0. 1质量％以下中的一种以上，余 量由Al及不可避免的杂质构成。(Mg :1· 5 12. 0 质量 ％ )Mg具有提高Al-Mg系合金的强度的效果。Mg含量不足1. 5质量％，则该效果小， 另一方面，Mg含量超过12.0质量％时，铸造性显著下降而不能制造产品。因此，在使用上 述成分组成的Al-Mg系合金的情况下，需要将Mg含量设为12.0质量％。因此，Mg含量设为1. 5 12. 0质量％。(Si :0.7 质量％ 以下)Si是作为铅合金杂质不可避免地包含于铝合金中的元素。Si有提高铝合金的强 度的效果，但另一方面，与MruFe结合生成Al-(Fe)-(Mn)-Si系金属间化合物。Si含量超过 0.7质量％时，在铸锭中产生粗大的金属间化合物，氧化铝膜处理后的表面外观上易产生色 斑。因此，Si含量设为0.7质量％以下。(Fe :0.8 质量％ 以下)Fe是作为铅合金杂质不可避免地包含于铝合金中的元素。Fe具有使铝合金的 结晶粒微细化、稳定化且使强度提高的效果。另一方面，在铸造时等，与Mn、Si结合生成 Al-Fe-(Mn)-Si系金属间化合物。Fe含量超过0. 8质量％时，在铸锭中产生粗大的金属间 化合物，氧化铝膜处理后的表面外观上易产生色斑。因此，Fe含量设为0. 8质量％以下。(Cu :0.6 质量％ 以下)Cu具有固溶于铝合金中提高强度的效果。在Cu含量为0. 6质量％时，能够充分确 保用于作为Al-Mg系合金厚板使用的强度，超过该含量时，即使进行添加，效果已饱和。因 此，Cu含量设为0. 6质量％以下。(Mn 1.0 质量％ 以下)Mn具有固溶于铝合金中提高强度的效果。另一方面，Mn含量超过1.0质量％时， 在铸锭中产生粗大的金属间化合物，氧化铝膜处理后的表面外观上易产生色斑。因此，Mn含 量设为1.0质量％以下。(Cr :0.5 质量％ 以下)Cr在铸造时或热处理时作为微细的化合物析出，具有抑制结晶粒成长的效果。另 一方面，Cr含量超过0. 5质量％时，作为初晶产生粗大的Al-Cr系金属间化合物，氧化铝膜 处理后的表面外观上易产生色斑。因此，Cr含量设为0. 5质量％以下。(Zn :0.4 质量％ 以下)Zn具有提高铝合金的强度的效果。在Zn含量为0. 4质量％时，能够充分确保用于 作为Al-Mg系合金厚板使用的强度，超过时，即使进行添加，效果已饱和。因此，Zn含量设 为0.4质量％以下。(Ti :0· 1 质量％ 以下)Ti具有使铝合金的结晶粒的效果。Ti含量即使超过0. 1质量％，其效果已饱和。 因此，Ti含量设为0. 1质量％以下。[Al-Mn系合金的组成]接着，对Al-Mn系合金的各要素进行说明。本发明的Al-Mn系合金、即以3000系 Al合金为基础的铝合金含有Mn :0. 3 1.6质量％，还含有Si :0. 7质量％以下、Fe :0. 8质 量％以下、Cu :0. 5质量％以下、Mg :1. 5质量％以下、Cr :0. 3质量％以下、Zn :0. 4质量％以 下、Ti :0. 1质量％以下中的一种以上，余量由Al及不可避免的杂质构成。(Mn :0· 3 1. 6 质量％ )Mn具有固溶于铝合金中提高强度的效果。Mn含量不足0. 3质量％，则该效果小， 另一方面，Mn含量超过1.6质量％时，在铸锭中产生粗大的Al-(Fe)-Mn-(Si)系金属间化 合物，氧化铝膜处理后的表面外观上易产生色斑。因此，Mn含量为0. 3 1. 6质量％。
(Mg 1.5 质量％ 以下)Mg具有提高铝合金的强度的效果。在Mg含量为1. 5质量％时，能够充分确保用于 作为Al-Mn系合金厚板使用的强度，超过时，即使进行添加，效果已饱和。因此，Mg含量设 为1.5质量％以下。(Si 0. 7质量％以下、Fe 0. 8质量％以下、Cu 0. 5质量％以下、Cr 0. 3质量％以 下、Zn 0. 4质量％以下、Ti 0. 1质量％以下)Si、Fe、Cu、Cr、Zn、Ti各自的效果与Al-Mg系合金中的效果相同，因此省略。[Al-Mg-Si系合金的组成]接着，对Al-Mg-Si系合金的各要素进行说明。本发明的Al-Mg-Si系合金即以6000 系Al合金为基础的铝合金含有Mg:0. 3 1.5质量％、Si :0. 2 1.6质量％，还含有Fe 0. 8质量％以下、Cu 1.0质量％以下、Mn 0. 6质量％以下、Cr 0. 5质量％以下、Zn 0. 4质 量％以下、Ti :0. 1质量％以下中的一种以上，余量由Al及不可避免的杂质构成。(Mg :0· 3 1. 5 质量％ )Mg具有提高铝合金的强度的效果，此外，通过与Si共存，形成Mg2Si而提高铝合金 的强度。Mg含量不足0.3质量％，则这些效果小，另一方面，Mg含量超过1.5质量％时，有 时会成为Al-Mg系(5000系Al)合金的特性。因此，Mg含量设为0. 3 1. 5质量％。(Si :0· 2 1. 6 质量％ )Si具有提高铝合金的强度的效果，此外，通过与Mg共存，形成Mg2Si而提高铝合金 的强度。Si含量不足0. 2质量％，则这些效果小，另一方面，Si含量超过1. 6质量％时，在 Al-Mg-Si系合金中产生粗大的金属间化合物，氧化铝膜处理后的表面外观上易产生色斑。 因此，Si含量为0. 2 1. 6质量％。(Cu 1.0 质量％ 以下)Cu具有固溶于铝合金中提高强度的效果，另一方面，Cu含量超过1.0质量％时， Al-Mg-Si系合金的耐蚀性降低。因此，Cu含量设为1. 0质量％以下。(Zn :0.4 质量％ 以下)Zn具有提高铝合金的强度的效果，另一方面，Zn含量超过0. 4质量％时，Al-Mg-Si 系合金的耐蚀性降低。因此，Zn含量设为0. 4质量％。(Fe 0. 8质量％以下、Mn 0. 6质量％以下、Cr 0. 5质量％以下、Ti 0. 1质量％以 下)Fe、Mn、Cr、Ti各自的效果与Al-Mg系合金中的效果相同，因此省略。[Al-Zn-Mg系合金的组成]接着，对Al-Zn-Mg系合金的各要素进行说明。本发明的Al-Zn-Mg系合金、即以 7000系Al合金为基础的铝合金含有Zn :3. 0 9. 0质量％、Mg 0. 4 4. 0质量％，还含有 Si 0. 7质量％以下、Fe 0. 8质量％以下、Cu 3. 0质量％以下、Mn 0. 8质量％以下、Cr 0. 5 质量％以下、Ti 0. 1质量％以下、Zr 0. 25质量％以下中的一种以上，余量由Al及不可避 免的杂质构成。(Zn :3· 0 9. 0 质量 ％ )Zn具有提高铝合金的强度的效果。Zn的含量不足3.0质量％，则该效果小，另一方 面，Zn的含量超过9. 0质量％时，产生粗大的金属间化合物，氧化铝膜处理后的表面外观上易产生色斑，或者耐SCC(耐应力腐蚀开裂)性降低。因此，Zn含量设为3.0 9.0质量％ 以下。(Mg :0. 4 4. 0 质量％ )Mg具有提高铝合金的强度的效果，Mg含量不足0. 4质量％，则该效果小，另一方 面，Mg含量超过0.4质量％时，产生粗大的金属间化合物，氧化铝膜处理后的表面外观上易 产生色斑，或者耐SCC(耐应力腐蚀开裂)性降低。因此，Mg含量设为0.4 4.0质量％。(Cu :3.0 质量％ 以下)Cu具有固溶于铝合金中提高强度的效果，另一方面，Cu含量超过3.0质量％时， Al-Zn-Mg系合金的耐蚀性降低。因此，Cu含量设为3. 0质量％以下。(&:0.25 质量％ 以下)Zr具有使铝合金的结晶粒微细化、稳定化的效果。另一方面，&含量超过0. 25% 质量时，产生粗大的金属间化合物，氧化铝膜处理后的表面外观上易产生色斑。因此，&含 量设为0. 25质量％以下。(Si 0. 7质量％以下、Fe 0. 8质量％以下、Mn 0. 8质量％以下、Cr 0. 5质量％以 下、Ti 0. 1质量％以下)Si、Fe、Mn、Cr、Ti各自的效果与Al-Mg系合金中的效果相同，因此省略。此外，Al-Mg系合金、Al-Mn系合金、Al-Mg-Si系合金、Al-Zn-Mg系合金的任一种 中，作为不可避免的杂质的V、B等的含量，只要分别为0. 01质量％以下，则不影响本发明的 铝合金厚板的特性。但是，为了防止板坯造锭时的铸锭裂纹，有时将Ti以由其与B的母合 金构成的微细化剂的形式进行添加，如后所述，粗大的Ti-B粒子没有完全溶化时，有时氧 化铝膜处理或电镀处理等表面处理以后产生黑线。因此，优选使用Al-Ti的微细化剂等，不 添加B。即使由于B的添加而产生了黑线，如后所述，通过进行适当的平滑化处理，也可除去
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“、、-^Ci O[铝合金厚板的制造方法]接着，参照附图，对本发明的铝合金厚板的制造方法进行说明。图1是表示本发明 的铝合金厚板的制造方法的流程图。对于本发明的铝合金厚板的制造方法，首先，将所述任 一组成的铝合金熔解成铝合金溶液(熔解工序S11)，从铝合金溶液分别除去氢气及夹杂物 (脱氢工序S12、过滤工序S13)。对铝合金溶液进行铸造而制造铸锭(铸造工序S14)，将铸 锭热轧成规定厚度而制造热轧板(热轧工序S30)，而且，将热轧板切断(切断工序S50)，将 表面平滑化后完成(平滑化处理工序S70)。另外，也可在热轧前，通过热处理使铸锭均质化 (均热处理工序S20)。另外，也可对热轧板的变形进行矫正(矫正工序S40)进一步，也可对 热轧板进行退火(退火工序S60)。此外，这样操作而制造的铝合金厚板之后经由检查工序 S80、树脂膜被覆工序S90，表背面被树脂膜覆盖而成为产品形态。另外，图1中，从方便的角 度考虑，经由树脂膜被覆工序S90后结束，但本发明的铝合金厚板为完成了平滑化处理S70 的阶段的铝合金厚板。下面，对各工序的详细情况进行说明。(熔解工序)熔解工序Sll是将规定的组成的铝合金熔解成铝合金溶液的工序，通过公知的设 备、方法进行。(脱氢工序)
脱氢工序S12是从铝合金溶液除去氢气的工序，其通过对铝合金溶液进行净化 (fluxing)、氯精炼、或者纵测线精炼，能够适当地除去氢。另外，作为脱氢装置，使用吸气 (SNIFF)等转动式脱氢装置或多孔塞(porous plug)(参照日本特开2002-146447号公报) 进行时，能够更适当地除去。(过滤工序)过滤工序S13为通过过滤装置主要从铝合金溶液除去氧化物及非金属的夹杂物 的工序。在过滤装置中设有使用了例如Imm左右的粒子的氧化铝的陶瓷管，通过使铝合金 溶液在其中通过，能够除去所述氧化物及夹杂物。通过脱氢工序S12及过滤工序S13，能够在后续的铸造工序S14中，制成可抑制内 部缺陷的高品质的铝合金铸锭。另外，能够抑制氧化物的堆积物(浮渣(dross))的堆积， 因此，能够减少除去浮渣的作业。(铸造工序)铸造工序S14是用于例如利用包含水冷铸模而构成的铸造装置，将铝合金溶液形 成长方体形状等规定形状并使其凝固而制造铝合金铸锭的工序。作为铸造方法，可以使用 半连续铸造法。半连续铸造法是从上方将金属的溶液注入底部开放的金属制的水冷铸模， 并从水冷铸模的底部连续地取出凝固的金属而得到规定厚度的铸锭的方法。该半连续铸造 法可按照纵向、横向任一种进行。(均热处理工序-处理温度400°C以上且不足铝合金的熔点，处理时间1小时以 上)均热处理工序S20是用于通过对铝合金铸锭实施热处理除去内部应力，并使铸造 时偏析的溶质元素均质化，使铸造时结晶出的金属间化合物扩散固溶，将组织均质化的工 序。热处理按照常用的方法，以400°C以上且不足铝合金的熔点的温度保持1小时以上来进 行。均热处理温度不足400°C，则所述效果不充分。另外，处理时间不足1小时，则金属间化 合物的固溶不充分，容易分离。另一方面，均热处理温度达到本发明的铝合金的熔点时，发 生铝合金铸锭的表面的局部熔解的叫做过烧(burning)的现象，易导致铝合金厚板的表面 缺陷。因此，均热处理温度为400°C以上且不足铝合金的熔点，进行1小时以上。(热轧工序)热轧工序S30是将铝合金铸锭热轧成规定厚度的板材(铝合金热轧板)的工序。 作为热轧方法，可使用可逆式(可逆)热轧机。将铝合金铸锭升温至规定温度，通过利用可 逆式热轧机进行压下，制造规定厚度的铝合金热轧板。该工序中的板厚(铝合金热轧板的 板厚)为对铝合金厚板的所希望的板厚加上后述的平滑化处理工序S70带来的减少厚度的 板厚，优选为15 200mm。(矫正工序)矫正工序S40是对铝合金热轧板的热轧中产生的变形进行矫正使其平坦化的工 序，利用拉伸矫直机(stretcher)或张力拉矫机等公知的设备、方法来进行。(切断工序)切断工序S50是将铝合金热轧板切断成所希望的长度(及宽度)的工序。(退火工序)退火工序S60是通过对铝合金厚板实施热处理，除去内部应力或使内部组织均一化的工序。另外，也可实施利用固溶处理及时效处理进行的调质。另外，这些处理也可以在 平滑化处理工序S70之后进行。此外，例如如日本特开昭63-115617号公报所示，可以通过 实施热处理提高表面的平坦度。(平滑化处理工序)平滑化处理工序S70是将铝合金热轧板的表面(轧制面)平滑化，并对板厚进行 调节的工序。在此，热轧板的表面的除去厚度设为每单面为2 5mm。通过将除去厚度设为2mm 以上，能够将平坦度、板厚的偏差调节至所希望的值，且能够抑制瑕疵导致的表面缺陷。另外，如上所述，近年来，存在如下问题，S卩，即使原板上没有缺陷，在实施了氧化 铝膜处理或电镀处理等的表面处理后，也会有在轧制平行方向上产生约3 μ m长左右的黑 线状的表面缺陷的麻烦，发明者对其原因进行了潜心调查后，结果发现，这种表面缺陷是铸 锭裂纹防止或铸造时的铸锭微细化剂(结晶粒微细化剂)的Ti-B在板坯造锭的铸模附近 的急冷凝固部没有完全熔化而造成的。因此，通过将除去厚度设为2mm以上，即使铸锭微细 化剂Ti-B没有完全熔化，也能够将其除去，即使进行氧化铝膜处理或电镀处理也不会产生 黑线状的表面缺陷。另外，从成品率及单位成本率的观点来看，除去厚度设为5mm以下。作为平滑化处理方法，可使用立铣床(end mill)切削或金刚石钻头(diamond bite)切削等切削法、利用砥石等对表面进行研削的研削法、抛光(buffing)研磨等研磨法 等，但并不限定于这些。另外，平滑化处理工序S70中，抑制平坦度、板厚的偏差、瑕疵及黑线等导致的表 面缺陷后，可进一步实施发线加工(hairline process) 0通过实施发线加工，能够在厚板 表面标注轧制刻度。作为发线加工的方法，熟知的是带式、或者轮式等研磨方法，但可采取 任一种方法，作为带式、或者轮式等的发线加工中使用的研磨无纺布，熟知的是由磨粒种类 为氧化铝、碳化硅、氧化锆等的单体、或它们的混合物与树脂或胶等粘接剂构成的研磨无纺 布，作为粒度，在市售品中可举出较粗的#120 #220。另外，在使用带或轮的转动外径为 Φ400mm的研磨无纺布的情况下，含有防止烧粘在一起的润滑脂，因此，优选以1500rpm以 下的转速进行发线加工，但并不限定于这些条件。此外，关于瑕疵导致的表面缺陷，人的肉眼可视的瑕疵的大小为深度8μπι以上， 检查时难以判断的瑕疵的大小也至深度20 μ m，但8 20 μ m深度是异物或轧辊瑕疵产生的 压入，此类缺陷不是本来的功能缺陷。因此，这样的压入瑕疵具有如下效果，即，能够通过实 施相当于发线加工(加工量(日语加工代)为2 3μπι)的加工，使厚板表面的平滑部、 瑕疵和边界处于平滑状态，因此，能够容易地进行其与功能缺陷的辨别。另外，如果忽视经 济性的话，则即使仅进行发线加工，如果每单面切削2mm以上，也能得到本发明的效果。而且，对于如上操作而制造的铝合金厚板，之后通过检查工序S80，对变形、板厚、 及表面瑕疵等进行检查后，通过树脂膜被覆工序S90，利用树脂膜覆盖表背面。实施例以上，对用于实施本发明的最优方式进行了阐述，下面，将证实本发明的效果的实 施例，与不能满足本发明的条件的比较例进行比较，并具体地进行说明。此外，本发明并不 限定于该实施例。[实施例1测试材料制造]
(Al-Mg 系合金)将表1所示的合金No. 5a 5v的组成的铝合金(5k :JIS5052合金、51 JIS5083合 金、5v未添加Ti、B)熔解，进行脱氢处理、过滤后，进行铸造而制造成板厚500mm的铸锭。将 该铸锭在500°C下加热4小时进行热处理后，进行热轧，制造成厚度约25mm、和厚度约20mm 的铝合金热轧板。将该铝合金热轧板切断成轧制方向长2000mmX宽1000mm后，对轧制面 (两面)进行平滑化处理，制成厚度20mm的铝合金厚板(切断板)。此外，对于含有Ti的 合金，为了防止铸锭裂纹，添加Ti-B母合金。平滑化处理用立铣床加工、立铣床加工+发线 加工(利用带式研磨无纺布)、发线加工这三种方法，对效果进行了比较。此外，实施立铣 床加工的铝合金热轧板，使用厚度约25mm的铝合金热轧板，仅实施发线加工的铝合金热轧 板，使用厚度约20mm的铝合金热轧板。立铣床加工是将WASSER GmbH制(德国的机械制造商、GmbH为株式会社)的立铣 床加工机(铣刀)进行改造后使用。粗片为超硬的，精加工片为金刚石，加工量为从零点的 圆盘的压入量，按照总计约2. 5mm/单面的方式进行调节并加工。具体而言，在圆盘下面的圆周附近安装30个粗片、2个精加工片，将圆盘降低至被 加工物后转动，通过向板长方向送进，进行切削加工。此外，按照精加工片突出量比粗片稍 突出的方式安装，因此，形成精加工片随后对粗片切削的面进行切削的形式。发线加工按照在抛光研磨辊部能够安装研磨无纺布轮的方式，改造并使用野水机 械株式会社(Nomizu Machine Mfg. Co.，Ltd.)制的铝板抛光研磨机。轮使用株式会社光阳 社(K0Y0-SHA Co.，Ltd.)制的水。 、” 卞(P0LITEX 注册商标)KF 轮 MA (粗粒(#150)、 外径Φ400πιπι、含浸润滑脂、作为磨粒种类使用褐色熔融氧化铝、作为粘接剂使用树脂粘合 剂)。然后，以加工量为约3. 0 μ m/单面的条件(存在摆动(两往复))，实施研磨。此外， 关于研磨量(日语研磨代)，利用Vecoo instrument Inc.制(美国)的“WYKO NT3300(表 面形状测定系统)”对试验抛光部的不均勻进行形状测定，并测定凹凸的深度，进行测量确 认。(Al-Mn 合金)将表1所示的合金No. 3a 3a的组成的铝合金(3e不添加Ti、B)熔解，进行脱 氢处理、过滤后，进行铸造而制造成板厚500mm的铸锭。对该铸锭进行热轧，制造成厚度约 25mm、和厚度约20mm的铝合金热轧板。将该铝合金热轧板切断成轧制方向长2000mmX宽 IOOOmm后，对轧制面(两面)进行平滑化处理，制成厚度20mm的铝合金厚板(切断板)。此 外，对于含有Ti的铝合金，为了防止铸锭开裂，添加Ti-B母合金。平滑化处理用立铣床加 工、立铣床加工+发线加工(利用带式研磨无纺布)、发线加工三种方法，对效果进行了比 较。此外，实施立铣床加工的铝合金热轧板，使用厚度约25mm的铝合金热轧板，仅实施发线 加工的铝合金热轧板，使用厚度约20mm的铝合金热轧板。另外，关于立铣床加工、发线加工 的方法，与上述Al-Mg系合金的情况相同。表1
权利要求
一种铝合金厚板，将铝合金热轧板的表面平滑化而成，其特征在于，表面的平坦度在轧制方向上每1m长度为0.2mm以下，板厚的偏差为所希望板厚的±0.5％以内。
2.根据权利要求1所述的铝合金厚板，其特征在于，由铝合金构成，所述铝合金含有Mg 1. 5 12. 0质量％，还含有Si 0. 7质量％以下、Fe 0. 8质量％以 下、Cu :0. 6质量％以下、Mn :1.0质量％以下、Cr :0. 5质量％以下、Zn :0. 4质量％以下、Ti 0. 1质量％以下中的一种以上，且余量由Al及不可避免的杂质构成。
3.根据权利要求1所述的铝合金厚板，其特征在于，由铝合金构成，所述铝合金含有Mn :0. 3 1.6质量％，还含有Si :0. 7质量％以下、Fe :0.8质量％以 下、Cu :0. 5质量％以下、Mg :1. 5质量％以下、Cr :0. 3质量％以下、Zn :0. 4质量％以下、Ti 0. 1质量％以下中的一种以上，且余量由Al及不可避免的杂质构成。
4.根据权利要求1所述的铝合金厚板，其特征在于，由铝合金构成，所述铝合金含有Mg :0. 3 1.5质量％、Si :0. 2 1.6质量％，还含有Fe :0.8质量％ 以下、Cu 1.0质量％以下、Mn 0. 6质量％以下、Cr 0. 5质量％以下、Zn 0. 4质量％以下、 Ti 0. 1质量％以下中的一种以上，且余量由Al及不可避免的杂质构成。
5.根据权利要求1所述的铝合金厚板，其特征在于，由铝合金构成，所述铝合金含有Zn :3. 0 9. 0质量％、Mg 0. 4 4. 0质量％，还含有Si 0. 7质量％以 下、Fe 0. 8质量％以下、Cu 3. 0质量％以下、Mn 0. 8质量％以下、Cr 0. 5质量％以下、Ti 0. 1质量％以下、Zr :0. 25质量％以下中的一种以上，余量由Al及不可避免的杂质构成。
6.一种铝合金厚板的制造方法，其是制造权利要求1所述的铝合金厚板的制造方法， 其特征在于，进行下述工序将铝合金熔解成铝合金熔融液的熔解工序；从所述铝合金熔融液除去氢气的脱氢工 序；从除去了所述氢气的铝合金熔融液除去夹杂物的过滤工序；对除去了所述夹杂物的铝 合金熔融液进行铸造而制造铸锭的铸造工序；将所述铸锭热轧成规定厚度而制造热轧板的 热轧工序；将所述热轧板切断成规定的轧制方向长度及宽度的切断工序；将所述切断后的 热轧板的表面平滑化的平滑化处理工序，在所述平滑化处理工序中，所述热轧板的表面的除去厚度在每一面为2 5mm。
7.根据权利要求6所述的铝合金厚板的制造方法，其特征在于，在所述热轧工序之前， 进行均热处理工序，所述均热处理工序通过在400°C以上且不足所述铝合金的熔点的温度 下对所述铸锭进行1小时以上的热处理而进行。
8.根据权利要求6所述的铝合金厚板的制造方法，其特征在于，在所述平滑化处理工 序之前，进行将所述切断后的热轧板退火的退火工序。
9.根据权利要求6所述的铝合金厚板的制造方法，其特征在于，所述平滑化处理工序 通过切削法、研削法及研磨法中的任一种以上进行。
10.根据权利要求6所述的铝合金厚板的制造方法，其特征在于，所述铝合金是权利要 求2 5中任一项所述的铝合金。
全文摘要
本发明提供一种铝合金厚板及其制造方法，该铝合金厚板适合于半导体相关装置部件，板厚精度及平坦性良好，且能够抑制表面缺陷。将规定成分的铝合金熔解(熔解工序)，除去氢气及夹杂物(脱氢工序、过滤工序)，铸造成铸锭(铸造工序)。根据需要，通过热处理使该铸锭均质化(均热处理工序)，热轧成规定厚度(热轧工序)，进行切断(切断工序)，并将表面平滑化后完成(平滑化处理工序)。另外，也可根据需要实施变形矫正(矫正工序)及退火等热处理(退火工序)。得到的铝合金厚板，其表面的平坦度为轧制方向每1m长度为0.2mm以下，板厚偏差为所希望板厚的±0.5％以内。
文档编号B21B45/00GK101959625SQ200980106340
公开日2011年1月26日 申请日期2009年3月26日 优先权日2008年3月28日
发明者加藤友晴, 小林一德, 稻叶隆 申请人:株式会社神户制钢所