JP2012031479A - 表面処理アルミニウム合金板 - Google Patents
表面処理アルミニウム合金板 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012031479A JP2012031479A JP2010172805A JP2010172805A JP2012031479A JP 2012031479 A JP2012031479 A JP 2012031479A JP 2010172805 A JP2010172805 A JP 2010172805A JP 2010172805 A JP2010172805 A JP 2010172805A JP 2012031479 A JP2012031479 A JP 2012031479A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum alloy
- alloy plate
- concentration
- film
- treatment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 102
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 31
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims abstract description 27
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 23
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 54
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 38
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 23
- OERNJTNJEZOPIA-UHFFFAOYSA-N zirconium nitrate Chemical compound [Zr+4].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O OERNJTNJEZOPIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 58
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 51
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 51
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 48
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 43
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 33
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 description 24
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 23
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 21
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 16
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 15
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 description 15
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 14
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 13
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 12
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 11
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 10
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 9
- 238000001336 glow discharge atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 9
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 7
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 6
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 4
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 4
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 4
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 3
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 3
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 3
- 229910021365 Al-Mg-Si alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018571 Al—Zn—Mg Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910017818 Cu—Mg Inorganic materials 0.000 description 2
- LVGKNOAMLMIIKO-UHFFFAOYSA-N Elaidinsaeure-aethylester Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(=O)OCC LVGKNOAMLMIIKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- RGPUVZXXZFNFBF-UHFFFAOYSA-K diphosphonooxyalumanyl dihydrogen phosphate Chemical compound [Al+3].OP(O)([O-])=O.OP(O)([O-])=O.OP(O)([O-])=O RGPUVZXXZFNFBF-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- LVGKNOAMLMIIKO-QXMHVHEDSA-N ethyl oleate Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OCC LVGKNOAMLMIIKO-QXMHVHEDSA-N 0.000 description 2
- 229940093471 ethyl oleate Drugs 0.000 description 2
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 238000000682 scanning probe acoustic microscopy Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- LRXTYHSAJDENHV-UHFFFAOYSA-H zinc phosphate Chemical compound [Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O LRXTYHSAJDENHV-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- 229910000165 zinc phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- QMMJWQMCMRUYTG-UHFFFAOYSA-N 1,2,4,5-tetrachloro-3-(trifluoromethyl)benzene Chemical compound FC(F)(F)C1=C(Cl)C(Cl)=CC(Cl)=C1Cl QMMJWQMCMRUYTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018134 Al-Mg Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018131 Al-Mn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018125 Al-Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018467 Al—Mg Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018461 Al—Mn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018520 Al—Si Inorganic materials 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000272194 Ciconiiformes Species 0.000 description 1
- 241000178435 Eliokarmos dubius Species 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- HVUMOYIDDBPOLL-XWVZOOPGSA-N Sorbitan monostearate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O HVUMOYIDDBPOLL-XWVZOOPGSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003483 aging Methods 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 229910052789 astatine Inorganic materials 0.000 description 1
- RYXHOMYVWAEKHL-UHFFFAOYSA-N astatine atom Chemical compound [At] RYXHOMYVWAEKHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 238000004993 emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- -1 moisture Substances 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- UJVRJBAUJYZFIX-UHFFFAOYSA-N nitric acid;oxozirconium Chemical compound [Zr]=O.O[N+]([O-])=O.O[N+]([O-])=O UJVRJBAUJYZFIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 229940035048 sorbitan monostearate Drugs 0.000 description 1
- 235000011076 sorbitan monostearate Nutrition 0.000 description 1
- 239000001587 sorbitan monostearate Substances 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
- 238000004846 x-ray emission Methods 0.000 description 1
- ZUWXYYNYQIKFSJ-UHFFFAOYSA-N zirconium(2+);dinitrate Chemical compound [Zr+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZUWXYYNYQIKFSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
【解決手段】アルミニウム合金板1と、このアルミニウム合金板の表面に形成された皮膜2と、を備えた表面処理アルミニウム合金板10であって、前記皮膜は、膜厚が1〜30nmであり、マグネシウム濃度が1〜20原子%、ジルコニウム濃度が0.2〜10原子%、ハロゲン濃度およびリン濃度がそれぞれ0.1原子%未満であることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
以下、本発明に係る表面処理アルミニウム合金板について、図1を参照して具体的に説明する。図1に示すように、本発明に係る表面処理アルミニウム合金板10は、基板1と、この基板1の表面に形成された皮膜2とを備えている。なお、皮膜2は、後記するように、製造方法においては、初めに酸化皮膜を形成し、その後、形成した酸化皮膜の表面に硝酸ジルコニウム(正式名:二硝酸酸化ジルコニウム、慣用名:オキシ硝酸ジルコニウム、硝酸ジルコニル、硝酸ジルコン等)水溶液を接触させ、冷却とともに表面処理を施すことにより、全体として皮膜2を形成するようにしている。
なお、ここで、基板1の表面とは、基板1の表面の少なくとも一面を意味し、いわゆる表面、裏面が含まれる。
以下、表面処理アルミニウム合金板の各構成について説明する。
基板1は、アルミニウム合金からなり、その板厚は表面処理アルミニウム合金板10の用途に応じて適宜設定される。また、基板1の材料となるアルミニウム合金も、表面処理アルミニウム合金板10の用途に応じて、JISに規定される、またはJISに近似する種々の非熱処理型アルミニウム合金または熱処理型アルミニウム合金から適宜選択される。なお、非熱処理型アルミニウム合金は、純アルミニウム(1000系)、Al−Mn系合金(3000系)、Al−Si系合金(4000系)およびAl−Mg系合金(5000系)であり、熱処理型アルミニウム合金は、Al−Cu−Mg系合金(2000系)、Al−Mg−Si系合金(6000系)およびAl−Zn−Mg系合金(7000系)である。
Mgは、強度を向上させる効果がある。Mgの含有量が0.2質量%未満では、強度向上の効果が小さい。一方、Mgの含有量が1.5質量%を超えると、成形性が低下しやすくなる。
Siは、強度を向上させる効果がある。Siの含有量が0.3質量%未満では、強度向上の効果が小さい。一方、Siの含有量が2.3質量%を超えると、成形性、熱間圧延性が低下しやすくなる。
Cuは、強度を向上させる効果がある。しかし、Cuの含有量が1.0質量%を超えると、耐食性が低下しやすくなる。
Bは、鋳塊の結晶粒や晶出物を微細にし、成形性を向上させる効果がある。しかし、Bの含有量が0.06質量%を超えると、粗大な晶出物の形成により、成形性が低下しやすくなる。
Mn、Cr、Fe、Zr、Vは、強度を向上させる効果がある。しかし、含有量がそれぞれ、0.8質量%、0.4質量%、0.5質量%、0.2質量%、0.2質量%を超えると、粗大な晶出物の形成により、成形性が低下しやすくなる。
皮膜2は、脱脂性の向上、化成処理のムラの低減、及び接着性の向上を行なうために、基板1の表面に、所定の成分で所定の膜厚で形成されるものである。なお、皮膜2の形成は、ここでは、酸化皮膜を加熱工程により作成した後に、冷却工程により硝酸ジルコニウム水溶液を用いた冷却工程により酸化皮膜上に表面処理を行い、その表面処理を行った酸化皮膜の全体で皮膜2を形成している。
この皮膜2は、その膜厚を1〜30nmの範囲として基板1に形成している。皮膜2は、その膜厚が1nm未満では、防錆油およびプレス油中のエステル成分の吸着が抑制されるため、表面処理皮膜が無くても脱脂性、化成処理性及び接着性は確保されるが、全体として膜厚を1nm未満に制御するには酸洗浄等が必要となる。そのため、生産性に劣り、実用的ではない。一方、皮膜の膜厚が30nm超の場合,皮膜量が過剰のために表面に凹凸ができ、結果的に化成ムラが生じ、化成性が低下する。なお、膜厚の好適な範囲は10〜20nmである。
皮膜2は、マグネシウム濃度を1〜20原子%の範囲となるようにしている。皮膜2は、基板1にマグネシウムの成分を含んでいた場合には、そのマグネシウム濃度が1原子%未満に抑制することが困難であり、そのための処理が必要になってしまう。一方、マグネシウム濃度が20原子%超の場合,硝酸ジルコニウム水溶液を用いた本発明の処理を行っても脱脂性や化成性等を確保することができない。なお、皮膜2におけるマグネシウム濃度の好適な範囲は2〜15原子%である。また、皮膜2中のマグネシウム濃度は、基板1に含まれるマグネシウム量や製造条件により制御されるが、特に、ここでは、基板1に含まれるマグネシウム量(0.2〜1.5質量%)を制御することと、後記する製造方法により皮膜2のマグネシウム濃度を1〜20原子%の範囲にコントロールしている。
アルミニウム合金材(基板10)の板表面の皮膜2中の元素濃度(マグネシウム濃度、ジルコニウム濃度、ハロゲン、リン等の濃度)は、GD−OES(グロー放電発光分析装置(Glow Discharge Optical Emission Spectroscopy))よって測定され、皮膜2の膜厚さ測定後、深さ方向プロファイルにおいて所定元素濃度の平均値を算出することができる。また、GD−OESは、皮膜2の膜厚についても測定することが可能である。すなわち、GD−OESにより測定した、深さ方向プロファイルでの最大ジルコニウム濃度の半値の時の深さを皮膜の厚さとすることができる。なお、元素濃度および膜厚は、皮膜2表面における数箇所の測定結果の平均値とすることができるのはいうまでもない。
次に、本発明に係る表面処理アルミニウム合金板の製造方法について、図2を参照して説明する。なお、表面処理アルミニウム合金板の構成については、図1を参照する。
以下、各工程について説明する。
基板作製工程S1は、圧延によって基板1を作製する工程である。具体的には、以下のような手順で基板1を作製することが好ましい。
加熱工程S2は、基板1を400〜580℃に加熱して、基板1の表面に酸化皮膜を形成する工程である。また、加熱工程S2は、表面処理アルミニウム合金板10の強度を調整する工程でもある。なお、加熱工程S2は、加熱速度100℃/分以上の急速加熱とすることが好ましい。
加熱温度400℃以上に急速加熱することで、表面処理アルミニウム合金板10の強度、および、その表面処理アルミニウム合金板10の塗装後加熱(ベーキング)した後の強度がより高くなる。加熱温度580℃以下に急速加熱することで、バーニングの発生による成形性の低下が抑制される。また、加熱温度400〜580℃で加熱することで、基板1の表面に所定膜厚(1〜30nm)の酸化皮膜が形成される。なお、強度を向上させる観点から、保持時間は、3〜30秒が好ましい。
冷却工程S3は、酸化皮膜が形成された基板1を冷却して、酸化皮膜の表面に表面処理を行っている、すなわち、冷却処理と表面処理とを同時に行なう工程である。なお、冷却工程S3は、冷却速度100℃/分以上で100℃まで急速冷却することが好ましい。100℃までの冷却速度を100℃/分以上とすることで、成形性の低下がより抑制されると共に、ベーキング後の強度がより高くなる。
本発明において、冷却液としての硝酸ジルコニウム水溶液がハロゲンおよびリンを含有しないとは、前記したように、蛍光X線およびGD−OESでハロゲンおよびリンを測定した際、測定できないこと、すなわち、測定限界未満であることを意味する。そして、冷却液がハロゲンを含有する場合には、製造設備に負荷がかかる。また、冷却液がリンを含有する場合には、表面処理液を排液する際に沈殿が生じ易く、環境を汚染し易い。
冷却液として所定濃度の硝酸ジルコニウム水溶液を用いることで、表面処理を行うことで皮膜2のジルコニウム濃度が所定範囲(0.2〜10原子%)となる。硝酸ジルコニウム水溶液の濃度が0.005g/L未満では、表面処理によるジルコニウム濃度が小さく(0.1原子%未満)、表面処理アルミニウム合金板10の脱脂性、化成処理性および接着性が確保できない。一方、硝酸ジルコニウム水溶液の濃度が5g/Lを超えると、表面処理によるジルコニウム濃度が大きく(ジルコニウム濃度10原子%を超える)、脱脂性、化成処理性および接着性の向上効果が飽和する。硝酸ジルコニウム水溶液の濃度は、0.05〜0.5g/Lが好ましい。
冷却液としての硝酸ジルコニウム水溶液のpHが1未満では、表面処理が適正にできず、表面処理アルミニウム合金板10の脱脂性、化成処理性および接着性が確保できない。一方、pHが5を超えると、冷却液の安定性が低下し、冷却液中に沈殿が発生し易くなる。冷却液中に沈殿が発生すると、表面処理アルミニウム合金板10の板表面に沈殿が異物として押し込まれ、外観不良となるため、好ましくない。冷却水としての硝酸ジルコニウム水溶液のpHは、2〜4が好ましい。
その他、例えば表面処理アルミニウム合金板10の板表面の異物を除去する異物除去工程や、各工程で発生した不良品を除去する不良品除去工程等を含めてもよい。
次に、本発明に係る表面処理アルミニウム合金板10にプレス油を塗布する方法について説明する。
プレス油の塗布の方法としては、例えば、エステル成分としてオレイン酸エチルを含有するプレス油に、表面処理アルミニウム合金板10を浸漬させるだけでよい。エステル成分を含有するプレス油を塗布する方法や条件は、特に限定されるものではなく、通常のプレス油を塗布する方法や条件が広く適用できる。また、エステル成分もオレイン酸エチルに限定されるものではなく、ステアリン酸ブチルやソルビタンモノステアレート等、様々なものを利用することができる。
供試材No.12については,加熱温度590℃、濃度0.05g/Lの硝酸ジルコニウム水溶液を用いて処理を行った。
供試材No.13については,加熱温度500℃、濃度0.004g/Lの硝酸ジルコニウム水溶液を用いて処理を行った。
供試材(No.14、15)については、加熱処理後に酸洗浄、強酸洗浄を行い、本発明の表面処理を行わなかった。
供試材No.16については,加熱温度500℃、濃度6g/Lの硝酸ジルコニウム水溶液を用いて処理を行った。
供試材No.17については,加熱温度590℃、濃度1g/Lの硝酸ジルコニウム水溶液を用いて処理を行った。
供試材(No.18)については、加熱温度500℃とし、硝酸ジルコニウム水溶液の代わりに、濃度が0.5g/Lのリン酸二水素アルミニウム水溶液を用いた。
供試材No.19については、濃度10g/Lのハロゲン含有Zr系水溶液による表面処理を行なった。なお、ここでは、環境および設備への負荷等を考慮して常温で処理を行う一方、反応性を考慮して濃度を高めに設定してある。
<脱脂性(水濡れ面積率)>
各供試材を、15〜35℃で50〜90%RHの環境室内に6ヶ月放置した。そして、6ヶ月後に、市販自動車用の炭酸ソーダ系脱脂浴に40℃×2分間浸漬(スターラーによる攪拌あり)し、30秒間水洗(流水)した後の供試材面積に対する水濡れ面積率(表裏の平均)を測定した(良好な程、高い数値となり、完全に水濡れする場合は100%となる)。これにより、化成処理時の水濡れ性、すなわち、脱脂性を評価することができる。各供試材は、それぞれ3枚とし、水濡れ面積率は、これらの平均値とした。なお、湿潤環境室内に保持する前の初期値は全て100%であった。水漏れ面積率が80%以上のものを、脱脂性が良好、80%未満のものを、脱脂性が不良とした。
各供試材を、炭酸ソーダ系脱脂浴に40℃×2分間浸漬(スターラーによる攪拌あり)して、供試材表面を脱脂処理した。次に、室温の亜鉛系表面調整浴に1分間浸漬(スターラーによる攪拌あり)した後、35℃リン酸亜鉛浴に2分間浸漬(スターラーによる攪拌あり)して、供試材表面を化成処理した。そして、化成処理後の供試材表面に発生する化成処理ムラを目視にて観察し、化成処理性を評価した。化成処理性の評価において、化成処理ムラの発生が無かったものを、表中「なし」と記して、化成処理性が良好とし、化成処理ムラが発生したものを、表中「あり」と記して、化成処理性が不良とした。
構成が同じ2枚の供試材(70mm幅)の端部を、熱硬化型エポキシ樹脂系接着剤(サンスター技研株式会社製、ペンギンセメント#1086)を介して、ラップ長13mm(接着面積:70mm×13mm=910mm2)となるように重ね合わせた。なお、接着剤層の膜厚が150μmとなるように微量のガラスビーズ(粒径150μm)を接着剤に添加して調節した。重ね合わせてから30分、室温で乾燥させて、次いで、170℃で20分間加熱して接着剤を硬化させた。その後、さらに室温で24時間静置して、接着試験体とした。
凝集破壊率(%)=100−{(試験片Aの界面剥離面積/試験片Aの接着面積)×100}+{(試験片Bの界面剥離面積/試験片Bの接着面積)×100}・・・(1)
一方、供試材No.11〜19(比較例)は、本発明の構成を満たさないため、以下の結果となった。
供試材No.16は、ジルコニウム濃度が上限を超えているため、化成処理性が不良であった。試供材No.17は、マグネシウム濃度が上限を超えているため、脱脂性、化成処理性および接着性が不良であった。
供試材No.19は、ハロゲンを含むZr系による表面処理を行ったため、脱脂性、化成処理性および接着性は良好であるが、環境及び設備負荷が高くなってしまう。したがって、供試材No.19による表面処理アルミニウム合金板は、経済的ではなく、実用に適さないものであった。
2 皮膜
10 表面処理アルミニウム合金板
Claims (1)
- アルミニウム合金板と、このアルミニウム合金板の表面に形成された皮膜と、を備えた表面処理アルミニウム合金板であって、
前記皮膜は、膜厚が1〜30nmであり、マグネシウム濃度が1〜20原子%、ジルコニウム濃度が0.2〜10原子%、ハロゲン濃度およびリン濃度がそれぞれ0.1原子%未満であることを特徴とする表面処理アルミニウム合金板。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010172805A JP5745791B2 (ja) | 2010-07-30 | 2010-07-30 | 表面処理アルミニウム合金板 |
CN 201110176285 CN102312233B (zh) | 2010-06-29 | 2011-06-23 | 经表面处理的铝合金板及其制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010172805A JP5745791B2 (ja) | 2010-07-30 | 2010-07-30 | 表面処理アルミニウム合金板 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015095101A Division JP5969087B2 (ja) | 2015-05-07 | 2015-05-07 | 表面処理アルミニウム合金板 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012031479A true JP2012031479A (ja) | 2012-02-16 |
JP5745791B2 JP5745791B2 (ja) | 2015-07-08 |
Family
ID=45845231
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010172805A Expired - Fee Related JP5745791B2 (ja) | 2010-06-29 | 2010-07-30 | 表面処理アルミニウム合金板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5745791B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014045886A1 (ja) * | 2012-09-20 | 2014-03-27 | 株式会社神戸製鋼所 | アルミニウム合金板、これを用いた接合体および自動車用部材 |
WO2016031940A1 (ja) * | 2014-08-27 | 2016-03-03 | 株式会社神戸製鋼所 | アルミニウム合金材および接合体、ならびに自動車部材 |
JP2016098397A (ja) * | 2014-11-20 | 2016-05-30 | 株式会社神戸製鋼所 | 表面処理アルミニウム合金板およびその製造方法 |
WO2017213221A1 (ja) * | 2016-06-08 | 2017-12-14 | 株式会社Uacj | 輸送機器用アルミニウム合金導電部材 |
JP2020537040A (ja) * | 2017-10-23 | 2020-12-17 | ノベリス・インコーポレイテッドNovelis Inc. | 反応性クエンチング溶液および使用方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5969087B2 (ja) * | 2015-05-07 | 2016-08-10 | 株式会社神戸製鋼所 | 表面処理アルミニウム合金板 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08104939A (ja) * | 1994-10-06 | 1996-04-23 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 記録媒体カセットのシャッター用Al合金材料並びにその製造方法及びそれを使用したAl合金製シャッター |
WO2007100018A1 (ja) * | 2006-03-01 | 2007-09-07 | Nippon Paint Co., Ltd. | 金属表面処理用組成物、金属表面処理方法、及び金属材料 |
JP2009256701A (ja) * | 2008-04-14 | 2009-11-05 | Furukawa-Sky Aluminum Corp | アルミニウム材表面処理方法 |
WO2011002040A1 (ja) * | 2009-07-02 | 2011-01-06 | 日本パーカライジング株式会社 | クロムおよびフッ素フリー金属表面用化成処理液、金属表面処理方法および金属表面塗装方法 |
JP2012012638A (ja) * | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Kobe Steel Ltd | 表面処理アルミニウム合金板およびその製造方法 |
-
2010
- 2010-07-30 JP JP2010172805A patent/JP5745791B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08104939A (ja) * | 1994-10-06 | 1996-04-23 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 記録媒体カセットのシャッター用Al合金材料並びにその製造方法及びそれを使用したAl合金製シャッター |
WO2007100018A1 (ja) * | 2006-03-01 | 2007-09-07 | Nippon Paint Co., Ltd. | 金属表面処理用組成物、金属表面処理方法、及び金属材料 |
JP2009256701A (ja) * | 2008-04-14 | 2009-11-05 | Furukawa-Sky Aluminum Corp | アルミニウム材表面処理方法 |
WO2011002040A1 (ja) * | 2009-07-02 | 2011-01-06 | 日本パーカライジング株式会社 | クロムおよびフッ素フリー金属表面用化成処理液、金属表面処理方法および金属表面塗装方法 |
JP2012012638A (ja) * | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Kobe Steel Ltd | 表面処理アルミニウム合金板およびその製造方法 |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014045886A1 (ja) * | 2012-09-20 | 2014-03-27 | 株式会社神戸製鋼所 | アルミニウム合金板、これを用いた接合体および自動車用部材 |
JP2014062277A (ja) * | 2012-09-20 | 2014-04-10 | Kobe Steel Ltd | アルミニウム合金板、これを用いた接合体および自動車用部材 |
US20150231859A1 (en) * | 2012-09-20 | 2015-08-20 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Aluminum-alloy plate and joined body as well as automobile member using the same |
US9669604B2 (en) | 2012-09-20 | 2017-06-06 | Kobe Steel, Ltd. | Aluminum-alloy plate and joined body as well as automobile member using the same |
CN106574375A (zh) * | 2014-08-27 | 2017-04-19 | 株式会社神户制钢所 | 铝合金材和接合体、以及汽车构件 |
JP2016047950A (ja) * | 2014-08-27 | 2016-04-07 | 株式会社神戸製鋼所 | 接着耐久性に優れたアルミニウム合金材および接合体、または自動車部材 |
WO2016031940A1 (ja) * | 2014-08-27 | 2016-03-03 | 株式会社神戸製鋼所 | アルミニウム合金材および接合体、ならびに自動車部材 |
JP2016098397A (ja) * | 2014-11-20 | 2016-05-30 | 株式会社神戸製鋼所 | 表面処理アルミニウム合金板およびその製造方法 |
WO2017213221A1 (ja) * | 2016-06-08 | 2017-12-14 | 株式会社Uacj | 輸送機器用アルミニウム合金導電部材 |
JPWO2017213221A1 (ja) * | 2016-06-08 | 2019-04-04 | 株式会社Uacj | 輸送機器用アルミニウム合金導電部材 |
JP7073257B2 (ja) | 2016-06-08 | 2022-05-23 | 株式会社Uacj | 輸送機器用アルミニウム合金導電部材 |
JP2020537040A (ja) * | 2017-10-23 | 2020-12-17 | ノベリス・インコーポレイテッドNovelis Inc. | 反応性クエンチング溶液および使用方法 |
US11118253B2 (en) | 2017-10-23 | 2021-09-14 | Novelis Inc. | Reactive quenching solutions and methods of use |
JP7041257B2 (ja) | 2017-10-23 | 2022-03-23 | ノベリス・インコーポレイテッド | 反応性クエンチング溶液および使用方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5745791B2 (ja) | 2015-07-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5968637B2 (ja) | 表面処理アルミニウム合金板およびその製造方法 | |
JP5745788B2 (ja) | 表面処理アルミニウム合金板およびその製造方法 | |
JP6143431B2 (ja) | アルミニウム合金板、これを用いた接合体および自動車用部材 | |
JP5745791B2 (ja) | 表面処理アルミニウム合金板 | |
JP6457193B2 (ja) | 接着耐久性に優れたアルミニウム合金材および接合体、または自動車部材 | |
JP2015157967A (ja) | アルミニウム合金板、接合体及び自動車用部材 | |
KR101516472B1 (ko) | 알루미늄 합금판, 및 이것을 사용한 접합체 및 자동차용 부재 | |
JP5969087B2 (ja) | 表面処理アルミニウム合金板 | |
KR101469324B1 (ko) | 자동차용 알루미늄 합금판, 및 이것을 이용한 접합체 및 자동차용 부재 | |
JP5968956B2 (ja) | アルミニウム合金板、これを用いた接合体および自動車用部材 | |
JP2014173123A (ja) | 表面処理アルミニウム合金板およびその製造方法 | |
JP2010222659A (ja) | アルミニウム合金材およびその製造方法 | |
JP2017155289A (ja) | 表面処理アルミニウム合金板の製造方法 | |
JP5276263B2 (ja) | 表面安定性に優れた自動車用アルミニウム合金材 | |
JP6278882B2 (ja) | 表面処理アルミニウム合金板およびその製造方法 | |
JP6290042B2 (ja) | 接着耐久性に優れたアルミニウム合金材および接合体、または自動車部材 | |
JP5192986B2 (ja) | 表面安定性に優れたアルミニウム合金材 | |
JP5661602B2 (ja) | 自動車用アルミニウム合金板、これを用いた接合体および自動車用部材 | |
JP5969086B2 (ja) | 表面処理アルミニウム合金板およびその製造方法 | |
US20050205167A1 (en) | Method for surface treatment of sheets and strips of aluminium alloy | |
KR101362525B1 (ko) | 알루미늄 합금판, 이것을 사용한 접합체 및 자동차용 부재 | |
JP2011202264A (ja) | 表面処理アルミニウム合金材 | |
JP2010270372A (ja) | 表面安定性に優れたアルミニウム合金材の製造方法 | |
JP6721406B2 (ja) | アルミニウム合金材、接着樹脂層付きアルミニウム合金材、アルミニウム合金材の製造方法、及び接着樹脂層付きアルミニウム合金材の製造方法 | |
JP6247135B2 (ja) | 接合用アルミニウム部材 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120828 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140225 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140428 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20141014 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141204 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150407 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150507 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5745791 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |