JPH09143602A

JPH09143602A - 陽極酸化皮膜が無彩色な淡灰色に発色するアルミニウム合金板

Info

Publication number: JPH09143602A
Application number: JP7319834A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Moriyama; 武森山; Hitoshi Hotta; 仁堀田
Original assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Current assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Priority date: 1995-11-15
Filing date: 1995-11-15
Publication date: 1997-06-03

Abstract

(57)【要約】【構成】 Mg：1.５〜3.０％，Mn：0.１０〜0.３０％，
Fe：0.１５〜0.４０％，Si：0.０６〜0.１５％を含有す
ると共に、Ti：0.０１〜0.１０％又はTi：0.０１〜0.１
０％とＢ：0.０００１〜0.０１％の双方を選択的に含有
する陽極酸化皮膜が無彩色な淡灰色に発色するアルミニ
ウム合金板である。このAl基合金板は、不純物として残
存するCr量を0.０２％以下に規制している。【効果】この発明のアルミニウム合金板の陽極酸化皮
膜は、強度及び成形性に優れ、均斉で明るく、無彩色の
淡灰色の製品を再現性よく得ることができるので、器
物，建材などの装飾性が要求される板製品を提供するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は陽極酸化皮膜が無彩
色な淡灰色に発色するアルミニウム合金板に係り、硫酸
浴による陽極酸化処理を施し淡灰色のままで無彩色の明
るい皮膜を均斉な色調で再現性よく形成し、しかも強度
および成形性に優れたアルミニウム合金板に関するもの
である。

【０００２】器物、建材等の製品には、装飾性付与と耐
食性、耐候性向上を目的とし、しばしば陽極酸化処理を
施すことによって、その表面に特有な種々の色調の発色
皮膜を生成するアルミニウム合金板、たとえば純Al系の
１０００系合金板、Al−Si系の４０００系合金板が使用
されている。また、強度および成形性に優れたアルミニ
ウム合金としては、日用品、電気部品或いはドア材等と
してＡＡ規格５０５２、５０８３、５１８２のようなAl
−Mg系の５０００系合金、６０６１、６１１１のような
Al−Mg−Si系の６０００系合金が実用合金として使用さ
れている。然し、これらの５０００系合金および６００
０系合金の板は、これに硫酸浴による陽極酸化処理を施
すことによって、黄味を帯びた淡灰色に発色することが
知られているが、均一な色調が安定して得られないため
器物や建材の内外装パネルにはほとんど使用されていな
い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】然し、近年における生
活様式の多様化によって、ユーザーの要求も多様化し、
耐食性と強度を有する材料でしかも無彩色な明るい淡灰
色は好ましい安定感ないし落ちつきを得しめることから
好まれることが多い。このような要求は、従来より用い
られてきた上述の５０００系合金および６０００系合金
板の硫酸浴による陽極酸化皮膜の色調では黄味を帯びた
彩色となるので適切に満足できない。すなわち、強度お
よび成形性に優れていて、しかも硫酸浴による陽極酸化
処理を施すことによってもその表面に無彩色状の明るい
感覚をもったアルミニウム合金板に対する要求が大であ
るが、これを満足するような製品は得られていない。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記したような
従来技術における課題を解消することについて鋭意研究
した結果、FeおよびSiの特定量を含有させ、Crを特定値
以下としたAl−Mg系合金板は、硫酸浴による陽極酸化皮
膜の色調が無彩色状で明るい本来の淡灰色をそのまま呈
することを見出し本発明を完成したものであって、以下
の如くである。

【０００５】（１） wt％で、Mg：1.５〜3.０％、Mn：
0.１０〜0.３０％、Fe：0.１５〜0.４０％、Si：0.０６
〜0.１５％を含有すると共に、Ti：0.０１〜0.１０％ま
たはTi：0.０１〜0.１０％とＢ：0.０００１〜0.０１％
を含有し、残部がAlおよび不可避的不純物からなり、不
純物としてのCrを0.０２％以下としたことを特徴とする
陽極酸化皮膜が無彩色な淡灰色に発色するアルミニウム
合金板。

【０００６】（２） wt％で、Mg：1.５〜3.０％、Mn：
0.１０〜0.３０％、Fe：0.１５〜0.４０％、Si：0.０６
〜0.１５％、Cu：0.０１〜0.１５％を含有すると共に、
Ti：0.０１〜0.１０％またはTi：0.０１〜0.１０％と
Ｂ：0.０００１〜0.０１％を含有し、残部がAlおよび不
可避的不純物からなり、不純物としてのCrを0.０２％以
下としたことを特徴とする陽極酸化皮膜が無彩色な淡灰
色に発色するアルミニウム合金板。

【０００７】

【発明の実施の形態】上記したような本発明について、
更に仔細を説明すると、本発明はAl−Mg系合金において
含有される不純物元素中、陽極酸化処理に当ってその色
相に悪影響を及ぼすCrの含有量を一定限度以下に抑制す
ると共に、Fe、Siの特定量を含有させ、合金全体として
陽極酸化皮膜を、無彩色状の明るい淡灰色に発色させる
ものである。即ち、陽極酸化処理後の上述の色調につい
ては、ＪＩＳＺ８７３０に示されるＬａｂ系による色差
式によるもので、本発明の陽極酸化皮膜の発色は、Ｌ値
が６５〜７５、ａ値が−１〜＋１、ｂ値が−１〜＋１で
示されるものであり、ここで、Ｌ値は明度を示し、数値
が高いほど明るい色調となる。またａ値、ｂ値は色相を
示し、赤味を帯びるとａ値が高くなり、０より小さくな
るほど緑色味を帯びる。これに対し黄色味を帯びるとｂ
値が高くなり、０より小さくなるほど青色味を帯びる。
無彩色に感じるのはａ値、ｂ値共に−１〜＋１である。

【０００８】次に本発明に係る合金組成について詳細に
説明する。本発明における含有元素の％は、重量換算で
表すものであって、以下の如くである。 Mg：1.５〜3.０％ Mgは、合金に強度と成形性を付与するためのものであっ
て、上記下限値未満ではこの作用が不足し、一方上限値
を超えると成形が難しくなると共に応力腐食割れが生じ
易くなって好ましくない。

【０００９】Mn：0.１０〜0.３０％ Mnは製板中に施される焼鈍処理に際して再結晶粒を微細
なものとし、合金の強度と成形性を付与するものであっ
て、下限値未満では効果が不足し、上限値を超えると成
形性が低下すると共に色相が微紅色を呈し前記したよう
な無彩色が得られない。

【００１０】Fe：0.１５〜0.４０％ Si：0.０６〜0.１５％ FeおよびSiは合金の陽極酸化処理に際しアルカリエッチ
ング性を良好なものとして明るさを付与し、しかも色調
を淡灰色に発色させるためのものであって、下限値未満
ではそれらの作用が不足し、一方上限値を超えると色調
は灰色になり、また成形も難しくなって好ましくない。
Siは上記欠点の他に上限値を超えると色調が灰色になる
だけでなく黄味を呈して好ましくない。

【００１１】Ti：0.０１から0.１０％、または、Ti：0.
０１から0.１０％およびＢ：0.０００１から0.０１％ TiまたはTiおよびＢは、合金溶湯を鋳造する際に鋳造組
織を微細化して鋳造割れを防止するために必要であっ
て、下限値未満ではそれらの作用が不足し、一方上限値
を超えると粗大な金属間化合物粒子が生じて板の成形性
を損ねる。

【００１２】Cr：0.０２％以下 Crは、合金の溶製に際して原材料から不純物として含有
されるものであるが、このCrは合金の陽極酸化処理に際
し色調に黄味を呈するので規定以下とする。好ましくは
0.０１％以下であって、さらに好ましくは0.００５％以
下とすることが望ましい。

【００１３】Cu：0.０２〜0.１５％ Cuは、陽極酸化処理に際し、前処理として施されるアル
カリエッチング性を更に均一にし、爾後の硫酸浴による
陽極酸化処理で皮膜の色相を一層均一にする。なお原材
料から不可避的不純物として含有される上述した元素以
外の元素としては、硫酸浴による陽極酸化皮膜の色相に
濁りを生じることがあるので、Znは0.２５％以下、その
他の元素は各々0.０５％以下に規制することが好まし
い。

【００１４】本発明の合金板は上記したような条件が満
足されることによってその技術目的を達することがで
き、その製造方法は特に限定するものではないが、技術
的関係の理解を容易ならしめるようにその最も好ましい
製造法の例を示せば以下のとおりである。

【００１５】本発明組成の合金溶湯を溶製後半連続鋳造
法（ＤＣ鋳造）等によってフィルターを通して鋳造し、
圧延用鋳塊を得る。このようにして得られた鋳塊は表面
の組織的不均一さを取り除くために５〜２０mm面削し、
次に鋳造に際して鋳塊に生じた合金元素の偏析、たとえ
ばβ相（Mg₂Al₃）の偏析、局部的ミクロ偏析を軽減また
は解消するために鋳塊を４３０〜５６０℃に１〜２０時
間程度の一段または温度を変えて多段の均質化処理を行
う。なおこの温度条件で加熱することによりMnが十分に
析出し、爾後の中間焼鈍または最終焼鈍処理で再結晶粒
が微細化する。

【００１６】上記したような均質化処理後鋳塊は熱間圧
延で２〜１０mm程度の厚さまで圧延を行うが、この場合
において合金元素を微細な第２相粒子として析出させ、
爾後の硫酸浴による陽極酸化皮膜の色相を均斉なものと
するために、圧延の終了温度を２８０℃以上の温度にな
るようにする。

【００１７】熱間圧延を終了した圧延板は、所要の板厚
まで常法による冷間圧延を行った後、さらに合金元素を
析出させ爾後の硫酸浴による陽極酸化皮膜の色相を均斉
なものとするために、２８０〜３４０℃に１〜５時間程
度加熱して最終の焼鈍を行う。一層強度の必要な板を必
要とする場合は冷間圧延の中間で焼鈍する。この場合に
おいては冷間圧延後の経年によりβ相（Mg₂Al₃）が粒界
に徐々に析出し、0.２％耐力が低下する所謂経時軟化現
象を防止するため、冷間圧延後１３０〜１８０℃の温度
に１〜５時間程度加熱して安定化処理することが好まし
い。最終焼鈍後の冷却速度を２００℃程度まで例えば８
０℃／時間以下の冷却速度で徐冷するとCr、Mn等の元素
を一層析出させることができ、爾後の硫酸浴による陽極
酸化皮膜の色相を無彩色で均斉なものとすることができ
る。

【００１８】このようにして得られた圧延板は硫酸浴に
よる陽極酸化処理に供される。この陽極酸化処理条件は
特に限定するものではないが、最も好ましい例を示せば
以下のとおりである。すなわち圧延板は表面に付着して
いる油分を除去するために硫酸を３〜２０％程度含有し
た酸性水溶液中に浸漬される。油分の除去された圧延板
は、表面の酸化物を除去し、爾後の硫酸浴による陽極酸
化処理で陽極酸化皮膜を均一に形成させるために、水洗
後苛性ソーダを５〜３０％程度含有するアルカリ性水溶
液中に浸漬されエッチングされる。このアルカリ処理で
エッチングされた圧延板は、水洗後硫酸を１０〜３０％
含有する硫酸浴中で、圧延板を陽極として、陽極電流密
度0.５〜５Ａ／dm²とし、浴温５〜３０℃、電解時間１
０〜１２０分で電解処理を施し、皮膜厚さとして５〜３
０μｍ生成させると、無彩色な明るい淡灰色に発色した
電解発色皮膜が得られる。

【００１９】

【実施例】合金溶湯を常法により溶製した後、半連続鋳
造法で厚さ５６０mm、幅１１００mmの断面をそれぞれ有
する圧延用鋳塊を得た。これら鋳塊の組成は次の表１に
Ａ〜Ｆとして示す如くであるが、表示元素以外の不純物
元素のうち主要な元素の分析値は、Znが0.０１５％、Zr
が0.００１％、Ｖが0.０１％、Gaが0.００５％、Niが0.
００５％、Beが0.００８％であった。

【００２０】

【表１】

【００２１】次にこれら鋳塊の表面を１０mm面削した
後、４４０℃の温度に２時間保持し、さらに加熱して５
３０℃の温度に４時間保持した。また各鋳塊の熱間圧延
を５１０℃の温度で開始し厚さ６mmまで圧延したが、熱
間圧延の終了温度は３００℃であった。次いで熱間圧延
の終了した圧延板は厚さ1.５mmまで冷間圧延し、この冷
間圧延後３３０℃の温度に３時間加熱保持し、冷却速度
５０℃／時間で冷却して最終焼鈍を施した。このように
して作製された材料の調質を「Ｏ材」という。

【００２２】上記のようにして最終焼鈍を施された圧延
板は１０％硫酸水溶液に１０分間浸漬した。浸漬後十分
に水洗し、８％苛性ソーダ水溶液中に浸漬しエッチング
した。また、このようにしてエッチングされた圧延板は
以下に示す条件で陽極酸化処理し、表面に発色陽極酸化
皮膜を生成させた結果を次の表２に試験番号１〜７とし
て示すが、表２中の機械的性質および成形性は陽極酸化
処理前の最終焼鈍処理した圧延板を用いて求めた。電解浴組成濃度１５％の硫酸浴浴温度２１℃ 陽極電流密度１Ａ／dm² 対極陰極炭素電極

【００２３】

【表２】

【００２４】前記表２における成形性は次のようなＬＤ
Ｒ、Er、１８０゜曲げテストで評価した。ＬＤＲ：限界絞り比このＬＤＲは、深絞り性を判断する指標でパンチ径を一
定とし、ブランク径を大きくしていき、割れ、破れがな
く絞れる最大ブランク径をパンチ径で除した値を示し、
この値が大きい程深く絞れることを意味し、開口部に比
べて深い容器が製造できることが判断できるが、本実施
例では次の条件でテストした。テスト機エリクセン深絞り試験機シク押さえ圧５００kg一定ダイス肩曲率３mm 潤滑剤片面塗布パンチ径３３mm Er：エリクセン値張出成形性を判断する指標で、本実施例ではＪＩＳ−Ａ
法によった。すなわち、球頭パンチを被測定板に押圧
し、張出頭頂部に割れが発生し始める時の張出高さ（m
m）で示す。この値が大きい程張出成形性が優れること
を意味するが、本実施例では次の条件でテストした。テスト機日本試験機製エリクセン試験機パンチ径２０φ １８０゜曲げ：長手方向に直角な断面がＵ字型のパンチと該パンチが挿
入される凹型ダイスを用い、被測定板を上記パンチで凹
型ダイスに押し込み、曲げ面にクラックが生じない最小
内側曲げ半径を板厚（mm）で除した値で示す。この値が
小さい程曲げ性が優れることを意味し、シャープな形状
の加工ができることを判断できるが、本実施例では次の
条件でテストした。パンチＲ 0.７５〜1.５mm 押圧速度３０〜５０mm／分

【００２５】

【比較例】前記表１のＧ〜Ｋとして示した圧延用鋳塊を
実施例１と同様にして熱間圧延まで施し、さらに冷間で
圧延した厚さ２mmの板を３３０℃の温度に３時間加熱保
持し、冷却速度５０℃／時間で冷却して中間焼鈍を施
し、さらに冷間圧延して厚さ1.５mmの板とした。次にこ
の板を１５０℃の温度で１時間保持の安定化処理を施し
たが、このようにして作製された材料の調質を“Ｈ３４
材”と称し、得られた板に実施例１と同様の条件で陽極
酸化処理を施すと共に、機械的性質および成形性を測定
した結果は前記表２において試験番号８以下として併せ
て示す如くである。

【００２６】前記したような表２記載の結果によれば、
本発明に係るアルミニウム合金板（Ａ〜Ｆ）は、いずれ
も比較合金板（Ｇ〜Ｋ）に比べて硫酸浴による陽極酸化
処理皮膜は均斉で明るく、しかも無彩色状の淡灰色が得
られ、かつ強度および成形性に優れた特性を有するもの
であることが確認された。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るアル
ミニウム合金板の陽極酸化処理皮膜は、強度および成形
性に優れ、均斉で明るくかつ無彩色の淡灰色の好ましい
製品を再現性よく的確に得ることができるので、器物、
建材等の装飾性が要求される板製品の用途に十分に対応
できる特徴を有し、工業的に優れた発明である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】 wt％で、Mg：1.５〜3.０％、Mn：0.１０
〜0.３０％、Fe：0.１５〜0.４０％、Si：0.０６〜0.１
５％を含有すると共に、Ti：0.０１〜0.１０％またはT
i：0.０１〜0.１０％とＢ：0.０００１〜0.０１％を含
有し、残部がAlおよび不可避的不純物からなり、不純物
としてのCrを0.０２％以下としたことを特徴とする陽極
酸化皮膜が無彩色な淡灰色に発色するアルミニウム合金
板。
【請求項２】 wt％で、Mg：1.５〜3.０％、Mn：0.１０
〜0.３０％、Fe：0.１５〜0.４０％、Si：0.０６〜0.１
５％、Cu：0.０１〜0.１５％を含有すると共に、Ti：0.
０１〜0.１０％またはTi：0.０１〜0.１０％とＢ：0.０
００１〜0.０１％を含有し、残部がAlおよび不可避的不
純物からなり、不純物としてのCrを0.０２％以下とした
ことを特徴とする陽極酸化皮膜が無彩色な淡灰色に発色
するアルミニウム合金板。