JP2001029884A - 塗装焼付硬化性に優れたアルミニウム合金板の連続処理方法 - Google Patents

塗装焼付硬化性に優れたアルミニウム合金板の連続処理方法

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JP2001029884A
JP2001029884A JP11203223A JP20322399A JP2001029884A JP 2001029884 A JP2001029884 A JP 2001029884A JP 11203223 A JP11203223 A JP 11203223A JP 20322399 A JP20322399 A JP 20322399A JP 2001029884 A JP2001029884 A JP 2001029884A
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aluminum alloy
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plate
plating
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JP11203223A
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Kazutoshi Kubota
久保田和利
Toshiki Muramatsu
村松俊樹
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Sky Aluminium Co Ltd
Original Assignee
Sky Aluminium Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車ボディーシートに用いられる6000
系アルミニウム合金板を連続焼鈍炉出側ラインにおいて
酸化皮膜除去処理とメッキ処理を連続的に行い、なおか
つ高い塗装焼付硬化性を付与する方法を提供する。 【解決手段】 6000系アルミニウム合金板を加熱装
置1と冷却装置2を通板させて溶体化焼き入れ処理し、
続いて酸化膜除去装置3にて表面酸化膜を除去し、さら
に続いてメッキ処理装置4にてメッキ処理した後、各設
備通板により低下した合金板温度を水洗槽5の浴温もし
くは乾燥装置6の通板温度を調節して70〜100℃の
板温度でコイル巻き取る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼板と同等な塗装
処理が施される自動車外板に使用される6000系アル
ミニウム合金板の連続焼鈍処理と連続塗装下地前処理で
の高い塗装焼付け硬化性の付与方法、およびそれに用い
る装置に関する。
【0002】
【従来の技術】輸送機器の軽量化とそれに伴う輸送コス
トの削減を狙って、鋼板に代りアルミニウム合金が外板
やフレームや発動機周りに用いられつつある。自動車用
外板の場合、現在、アルミニウム合金板を鋼板と組み合
わせて自動車ボディを形成する場合が多く、このため自
動車の製造ラインにおいては塗装下地処理ラインも含め
てアルミニウム合金板は鋼板と同等の取扱いができるこ
とが強く要求されている。塗装下地処理として、鋼板表
面には塗膜の密着性向上と耐食性向上のためにリン酸亜
鉛被覆処理が施されているが、鋼板と複合化されたアル
ミニウム合金板も当然同様に処理される。そのため、ア
ルミニウム合金板からメッキ浴にアルミニウムイオンが
溶出して鋼板のリン酸亜鉛処理性を損うことがない様
に、アルミニウム合金板に事前にZn系メッキ処理を施
して表面同質化を行っている。また塗膜・リン酸亜鉛皮
膜・メッキの間の密着性向上のためにはアルミニウム合
金板の熱処理工程中に生じた酸化皮膜は除去される必要
がある。このように、自動車材外板用に鋼板とともに塗
装下地処理されて使用されるアルミニウム合金板は、塗
装下地処理の前処理として、酸化皮膜除去処理とメッキ
処理を行わなければならない。
【0003】一方、国内においては自動車外板にMgを
主添加元素とする5000系合金が主に用いられてきて
いる。この5000系合金は比較的成形性が良く、また
塗装下地のリン酸亜鉛皮膜の密着性が比較的優れている
特徴がある。しかし最近、環境的な観点から自動車の車
体重量を軽量化し、燃料消費量の節約を目指して各部材
の板厚が薄くなっている。そのためリサイクル性に優
れ、塗装焼付け時に強度が上昇する「塗装焼付硬化性」
を有し、より強度の高い6000系合金が5000系合
金に代って国内で採用されつつある。
【0004】塗装焼付けは通常170〜180℃で30
分程度行われ、この塗装焼付け温度で最高強度を得る為
に従来から種々の方法が提案されている。これらの方法
の基本は、6000系合金の冷間圧延板を連続焼鈍炉等
により溶体化処理し、70℃以上の温度に焼き入れを行
い、その後70〜130℃で数時間の熱処理を行うか、
または200〜300℃で60秒以下の熱処理を行う事
によって高い塗装焼付硬化性を獲得するものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来は溶体化
焼入れ後に再加熱装置等を用いて熱処理を行うため、別
途加熱炉等の設備が必要であり、またコイルのハンドリ
ングなどもたいへんである。また一旦冷却した後に再加
熱するため、熱エネルギーも無駄になっているのが現状
である。本発明の目的は、6000系アルミニウム合金
板を付帯設備を設けた連続処理炉に熱処理ならびに塗装
下地処理を行い、特にその運転条件を適切にすることに
より、鋼板と同等な塗装下地処理性を有しかつ高い塗装
焼付硬化性を有するアルミニウム合金板を得る効率的な
連続処理方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明によるアルミニウム合金板の連続処理方法は、
鋼板と同等な塗装下地処理前処理が要求されるMg:
0.2〜1.5%、Si:0.5〜1.6%を含有する
6000系合金の板材を加熱装置と冷却装置を通板さ
せ、連続的に熱処理し、該熱処理に引続いて酸溶液また
はアルカリ溶液により酸化膜除去処理をし、さらに引続
いてメッキ処理を行うが、高い塗装焼付硬化性を得るた
めに70〜100℃の高浴温メッキ水洗槽を通板させる
か、この水洗後の乾燥を70〜100℃に合金板を加熱
して行うか、それともそれら両方を行うかして、70℃
以上の高温状態でコイル状に巻き取ることを特徴とす
る。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の製造方法を適用する装置
構成は、図1に示す様に、連続的にアルミニウム合金板
を目標温度に加熱する加熱装置1と、合金板を冷却する
冷却装置2と、酸化膜除去装置3と、メッキ処理装置4
と、浴温調節可能な水洗槽5あるいは合金板温度を70
〜100℃に加熱する乾燥機6、および緩衝装置7と、
合金板を巻き取るコイラ9を備えた連続処理ラインであ
る。
【0008】本発明の対象とするアルミニウム合金はM
g:0.2〜1.5%、Si:0.5〜1.6%を主要
合金成分とする6000系合金である。なお、強度向
上、成形性向上のためCuを1.2%まで含有すること
ができる。1.2%を超えると耐食性が低下する。この
合金を、温風加熱方式または電磁加熱方式の加熱装置1
と、空気吹付けもしくは気水吹付けによる冷却装置2に
より500〜560℃に加熱して溶体化焼入れ処理す
る。引続き、酸溶液槽またはアルカリ溶液槽からなる酸
化膜除去装置3による酸化皮膜の除去をおこなう。酸化
膜除去は酸溶液(例えば無機酸または無機酸ベースの水
溶液)またはアルカリ溶液(例えば苛性ソーダー水)で
行う。さらに引続き、メッキ処理装置4で硫酸亜鉛溶液
等を用いた電気メッキもしくは苛性ソーダー、弗化アン
モン、青化ソーダー等を含む亜鉛浴に浸漬する無電解メ
ッキで1g/m2 以上のZn系メッキ付着量のメッキを
行い、塗装下地処理とする。メッキ処理後、浴温を70
〜100℃に保ったメッキ処理液水洗槽で水洗を行う。
あるいは水洗後に熱風等により合金板を70〜100℃
の温度に加熱する乾燥を行う。この場合は、水洗槽の温
度は常温でも構わないが、上記の70〜100℃に保持
した水洗槽を使うとより効果的である。このようにし
て、メッキ処理の水洗・乾燥処理でアルミニウム合金板
を70〜100℃の温度にし、直ちにコイラにて巻き取
り、表面積減少させ材料温度を保温する。このようにす
ることにより、溶体化焼入れ後に70℃以上で数時間の
時効処理を施すのと同等の効果が得られ、従って高い焼
付硬化性を得ることができるのである。また、設備に備
えられている水洗装置、乾燥装置の温度を適切に制御す
ることにより所期の目的が達成できるため、別途、再加
熱装置を設置し運転する必要が無いことから、設備面な
らびにランニングコストの面から経済的である。
【0009】
【実施例】本発明の実施例について説明する。6000
系合金(Al−1.0wt%Si−0.6wt%Mg−
0.7wt%Cu)をDC鋳造によりスラブに製造し、
そのスラブを所定の厚さまで熱間圧延、冷間圧延し、板
厚1mmの合金板を得た。このアルミニウム合金板を連
続焼鈍炉に通板し530℃に加熱し、保持無しで60℃
に冷却した。引き続き、まずケイ酸ソーダ系の2%脱脂
液で70℃×13secの脱脂処理を行ない、次いでH
2 SO4 の10wt%水溶液で50℃×13secの酸
洗処理を行った後、硫酸亜鉛20wt%、硫酸第一鉄2
0wt%の水溶液で50℃×電極通過時間2.7秒の条
件でZn−Feの電気メッキ処理を行った。次いで、9
0℃の水洗槽を通してメッキ液の水洗を行い、常温空気
で乾燥させ、巻取りした。なお、巻取り後のコイル中巻
部側面温度の測定結果を表に示す。また、同じ条件でメ
ッキ処理を施した後、水洗を常温水で行い、100℃の
熱風で乾燥させた。さらに、同じ条件でメッキ処理を施
した後、90℃に保持した水洗槽で水洗した後、90℃
の熱風で乾燥させた。比較例として水洗槽の温度を20
℃として、常温空気で乾燥させた後に巻取りを行った。
【0010】
【表1】
【0011】上記により製造したアルミニウム合金板の
試片を、2%ケイ酸ソーダ系の脱脂液中に45℃×2分
間浸漬して脱脂し、水洗の後、15%HNO3 水溶液に
室温中で1分間浸漬してデスマットし水洗し、市販のチ
タン含有表面調整液中に1分間浸漬して表面調整を行
い、この試片をZnメッキ鋼板とともに市販のフッ素含
有リン酸亜鉛系化成処理液に浸漬させることによりリン
酸亜鉛処理を行った。この時、アルミニウム合金板試片
表面のリン酸亜鉛の生成状態を走査型電子顕微鏡で観察
し、生成状態が密であれば○、分布が粗であれば×とし
てリン酸亜鉛処理性を評価した。
【0012】また共に処理した鋼板表面のリン酸亜鉛の
生成状態も同様に走査型電子顕微鏡で観察し、生成状態
が密であれば○、分布が粗であれば×として併存鋼板の
リン酸亜鉛処理性への影響を評価した。
【0013】さらにリン酸亜鉛メッキ後の試片に対して
175℃×30minの条件で塗装焼付を行い、焼付け
前後の耐力を測定し、その差(塗装焼付硬化性)が80
MPa以上あれば○、なければ×として塗装焼付硬化性
を評価した。
【0014】メッキ処理行っているため各発明例、比較
例ともにリン酸亜鉛処理性は良好であった。しかし、塗
装焼付硬化性は巻取り温度との関係が強く、コイルを巻
きとったときの温度が70℃を下回る比較例では高い塗
装焼付硬化性を得られないことがわかる。本発明例では
浴温の高い水洗層を通板することにより、あるいは水洗
後の乾燥を高い温度で行うことにより、高い巻取り温度
を達成し、高い塗装焼付硬化性を得ていることがわか
る。
【0015】
【発明の効果】以上詳述したように、生産性の高い連続
焼鈍炉と酸化膜除去装置とメッキ処理装置が連結した複
処理設備において、水洗温度または乾燥温度を適切な温
度範囲とすることにより高温コイル巻取りが可能とな
り、これにより自動車ボディシート材として鋼板と同等
な塗装下地処理性を有し、かつ塗装焼付後に強度が上昇
すること(塗装焼付硬化性)により高強度が得られ、そ
の結果、車体の軽量化に貢献することができる。また、
本発明の方法によれば、合金板の熱処理と表面処理が連
続して行われることによりそれらの特性を兼ね備えた材
料を効率良く生産でき、しかも表面処理装置内の水洗槽
の浴温を制御する方法であるため、従来設備のような再
加熱用の加熱炉を設置・使用しなくても良く、設備コス
ト・ランニングコストの面からも極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の適用される連続焼鈍炉の概略図であ
る。
【符号の説明】 1 加熱装置 2 冷却装置 3 酸化皮膜除去装置 4 メッキ装置 5 水洗槽 6 乾燥機 7 緩衝装置 8 コイラ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Mg:0.2〜1.5%(重量%、以下
    同じ)、Si:0.5〜1.6%を含有するAl−Si
    −Mg系合金板材を、加熱装置と冷却装置を通板させ、
    引続き酸化膜除去装置を通板させ、さらにメッキ処理水
    洗槽浴温が70〜100℃のメッキ処理装置を通板させ
    ることを特徴とする塗装焼付硬化性に優れたアルミニウ
    ム合金板の連続処理方法。
  2. 【請求項2】 Mg:0.2〜1.5%、Si:0.5
    〜1.6%を含有するAl−Si−Mg系合金板材を、
    加熱装置と冷却装置を通板させ、引続き酸化膜除去装置
    を通板させ、さらにメッキ処理装置を通板させ、メッキ
    液水洗後の乾燥時に合金板を70〜100℃に加熱する
    ことを特徴とする塗装焼付硬化性に優れたアルミニウム
    合金板の連続処理方法。
JP11203223A 1999-07-16 1999-07-16 塗装焼付硬化性に優れたアルミニウム合金板の連続処理方法 Pending JP2001029884A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008291336A (ja) * 2007-05-28 2008-12-04 Nippon Steel Corp アルミニウム合金板の連続処理方法
JP2009214097A (ja) * 2008-02-13 2009-09-24 Jfe Steel Corp 表面処理鋼板の製造設備および製造方法

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JP2008291336A (ja) * 2007-05-28 2008-12-04 Nippon Steel Corp アルミニウム合金板の連続処理方法
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