JP2019073802A - 高い強度及び美的訴求力を有するアルミニウム合金 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、異なる範囲の合金化元素を含むアルミニウム合金を提供することを目的とする。【解決手段】さまざまな態様において、合金は、ＺｎとＭｇとの重量％の比が４：１〜７：１である。本開示は更に、アルミニウム合金を製造するための方法、及びアルミニウム合金を含む物品を含む。【選択図】図５

Description

〔優先権〕
本出願は、２０１３年９月３０日出願の発明の名称が「Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｌｌｏｙｓ ｗｉｔｈ Ｈｉｇｈ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ Ｃｏｓｍｅｔｉｃ Ａｐｐｅａｌ」である米国特許仮出願第６１／８８４，８６０号、及び２０１４年９月８日出願の発明の名称が「Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｌｌｏｙｓ ｗｉｔｈ Ｈｉｇｈ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ Ｃｏｓｍｅｔｉｃ Ａｐｐｅａｌ」である米国特許仮出願第６２／０４７，６００号の米国特許法第１１９条（ｅ）の下での利益を主張するものであり、これらの出願をいずれも本出願に参照によって援用するものである。

本明細書に述べられる各実施形態は、概して、アルミニウム合金に関する。より詳細には、各実施形態は、電子機器のエンクロジャをはじめとする用途に用いられる、高い強度及び美的訴求力を有するアルミニウム合金に関する。

アルミニウム（Ａｌ）合金６０６３番などの市販のアルミニウム合金が、電子機器のエンクロジャを製造するために使用されてきた。しかしながら、アルミニウム合金６０６３番は、降伏強度が例えば約２１４ＭＰａと比較的低く、電子機器のエンクロジャとして使用される場合に容易に凹んでしまうことがある。合金が容易に凹まないように高い降伏強度を有する合金を製造することが望ましいと考えられる。電子機器としては、携帯電話、タブレット型コンピュータ、ノートブック型コンピュータ、機器のウインドウ、装置のスクリーンなどが挙げられる。

多くの市販の７０００番台のアルミニウム合金が航空宇宙用途に開発されている。一般的に、７０００番台のアルミニウム合金は高い降伏強度を有している。しかしながら、市販の７０００番台のアルミニウム合金は、電子機器のエンクロジャを製造するために使用される場合には美的訴求力がない。例えば、市販の７０００番台のアルミニウム合金は、通常、合金を強化する目的でジルコニウム（Ｚｒ）及び銅（Ｃｕ）を含有している。Ｃｕは合金を強化するものの、Ｃｕを含有するアルミニウム合金は陽極酸化処理された後で、通常、黄色味がかった色を呈する。黄色味がかった色は美的な訴求力がない。図１は、Ｃｕを含有する市販のアルミニウム合金で作製された合金の画像である。合金の色は黄色味がかっている。

美的訴求力は電子装置のエンクロジャにおいて極めて重要である。凹みにくくするためには高い降伏強度も重要である。市販の合金（例えば、２０００、６０００、又は７０００番台の合金）は、陽極酸化処理及びブラスト処理を行った後で、高い降伏強度及び中間色のような美的訴求力の両方は得られない。

したがって、高い強度及び向上した美観を有するアルミニウム合金の開発が依然として求められている。

本明細書に述べられる各態様及び各実施形態は、高い強度及び向上した美観を有するアルミニウム合金を提供しうるものである。

いくつかの態様では、本開示は、４．０〜１０．０重量％のＺｎと、０．５〜２．０重量％のＭｇと、０〜０．５０重量％のＣｕと、０〜０．１０重量％のＺｒとを含み、残部がアルミニウム及び付随的な不純物であるアルミニウム合金に関する。

さまざまな態様において、合金は、ＺｎとＭｇとの重量％の比が、４：１〜７：１であってよい。

さまざまな態様において、アルミニウム合金は、４．２５〜６．２５重量％のＺｎと、０．７５〜１．５０重量％のＭｇとを含む。

さまざまな態様において、アルミニウム合金は、４．７５〜６．２５重量％のＺｎと、０．７５〜１．５０重量％のＭｇとを含む。

さまざまな態様において、アルミニウム合金は、５．００〜５．６５重量％のＺｎと、１．００〜１．１０重量％のＭｇとを含む。

さまざまな態様において、アルミニウム合金は、５．４０〜５．６０重量％のＺｎと、０．９０〜１．１０重量％のＭｇとを含む。

さまざまな態様において、アルミニウム合金は、５．４０〜５．６５重量％のＺｎと、１．３０〜１．５０重量％のＭｇとを含む。

さまざまな態様において、アルミニウム合金は、６．４０〜６．６０重量％のＺｎと、１．３０〜１．５０重量％のＭｇとを含む。

さまざまな態様において、アルミニウム合金は、４．２５〜６．２５重量％のＺｎと、０．７５〜１．５０重量％のＭｇとを含む。

いくつかの態様において、アルミニウム合金は、４．０〜１０．０重量％のＺｎと、０．５〜２．０重量％のＭｇと、０〜０．２０重量％のＣｕと、０〜０．１０重量％のＺｒとを含み、ＺｎとＭｇとの重量％の比が、４：１〜７：１である。

いくつかの態様において、アルミニウム合金は、４．０〜１０．０重量％のＺｎと、０．５〜２．０重量％のＭｇと、０〜０．２０重量％のＣｕと、０〜０．１０重量％のＺｒとを含み、ＺｎとＭｇとの重量％の比が４：１〜７：１である。

いくつかの態様において、アルミニウム合金は、４．０〜８．０重量％のＺｎと、０．５〜２．０重量％のＭｇと、０〜０．０１重量％のＣｕと、０〜０．０１重量％のＺｒとを含み、ＺｎとＭｇとの重量％の比が４：１〜７：１である。

いくつかの態様において、アルミニウム合金は、４．０〜８．０重量％のＺｎと、０．５〜２．０重量％のＭｇと、０〜０．５０重量％のＣｕと、０〜０．１０重量％のＺｒとを含む。特定の更なる態様において、合金は、ＺｎとＭｇとの重量％の比が、４：１〜７：１であってよい。

いくつかの態様において、アルミニウム合金は、４．０〜８．０重量％のＺｎと、０．５〜２．０重量％のＭｇと、０〜０．２０重量％のＣｕと、０〜０．１０重量％のＺｒとを含む。特定の更なる態様において、合金は、ＺｎとＭｇとの重量％の比が、４：１〜７：１であってよい。

いくつかの態様において、アルミニウム合金は、４．０〜８．０重量％のＺｎと、０．５〜２．０重量％のＭｇと、０〜０．０１重量％のＣｕと、０〜０．０１重量％のＺｒとを含み、ＺｎとＭｇとの重量％の比が４：１〜７：１である。

いくつかの態様において、アルミニウム合金は、５．２５〜５．７５重量％のＺｎと、１．０〜１．４重量％のＭｇと、０〜０．０１重量％のＣｕと、０〜０．０１０重量％のＺｒとを含む。

いくつかの態様では、アルミニウム合金を製造するための方法が提供される。本方法は、４．０〜８．０重量％のＺｎと、０．５〜２．０重量％のＭｇと、０〜０．０１重量％のＣｕと、０〜０．０１重量％のＺｒとを含む溶融物を形成する工程を含む。合金は、ＺｎとＭｇとの重量％の比が４：１〜７：１である。本方法は、溶融物を室温に冷却する工程を更に含む。本方法は、冷却した合金を、高温に加熱し、高温にある時間にわたって保持することによって均質化する工程と、を更に含む。

更なる実施形態及び特徴は、一部が以下に続く説明文に記載され、一部は明細書を検討することで当業者にとって明らかとなるか、又は本明細書に記載される実施形態の実施により知ることができるであろう。明細書の残りの部分及び本開示の一部をなす図面を参照することによって特定の実施形態の性質及び利点の更なる理解を得ることが可能である。

本開示の更なる非限定的な態様について、図面及び説明文を参照しながら説明する。

Ｃｕを０．２％以上の量で含有するアルミニウム合金で作製されたＭａｃＢｏｏｋ（登録商標）の画像を示す。 本開示の実施形態に係るＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ合金について、亜鉛（Ｚｎ）に対するマグネシウム（Ｍｇ）の組成空間を示す。 本開示の実施形態に係るＺｒを含むアルミニウム合金の長い粒子構造を示した画像である。 本開示の実施形態に係るＺｒを含まないアルミニウム合金の微細粒子構造を示した画像である。 本開示の実施形態に係る、異なるクエンチング方法を用いた６０６３番のアルミニウム合金と比較した本明細書に開示される試料合金の硬さを示す。

本開示は、以下の詳細な説明を、下記に述べる図面と併せて参照することで理解することができる。説明を分かりやすくするため、異なる図面中の特定の要素は一定の縮尺で描かれていない場合があり、概略的に又は概念的に表されているか、あるいは、各実施形態の特定の物理的な構成と正確に一致していない場合がある。

本特許出願は、さまざまな実施形態において、高い硬さ、向上した美的訴求力、及び／又はより効率的な処理パラメータを有する７ｘｘｘ番台のアルミニウム合金に関するものである。Ａｌ合金は、元素のさまざまな重量％及び特定の性質によって述べることができる。本明細書に述べられる各合金のすべての説明において、各合金の重量％での残部は、Ａｌ及び付随的不純物であることは理解されよう。

いくつかの態様において、アモルファス合金を有する組成物は少量の付随的不純物を含みうる。不純物元素は、処理及び製造の副生成物として存在しうるものである。不純物は、約２重量％以下、又は約１重量％以下、又は約０．５重量％以下、又は約０．１重量％でありうる。

いくつかの態様では、本開示は、少なくとも２８０ＭＰａの高い降伏強度を有するアルミニウム合金を提供する。更なる態様では、本開示は、少なくとも３５０ＭＰａの降伏強度を有するアルミニウム合金を提供する。合金は、合金を強化するために亜鉛（Ｚｎ）及びマグネシウム（Ｍｇ）を含む。
亜鉛及びマグネシウム

合金はＺｎ及びＭｇを添加することによって強化することができる。Ｚｎ及びＭｇは、ＭｇＺｎ₂として析出して合金中で第２のＭｇＺｎ₂相を形成する。この第２のＭｇＺｎ₂相は、析出強化によって合金の強度を高めることができる。さまざまな態様において、ＭｇＺｎ₂析出物は、本明細書に述べられるような急速冷却及びそれに続く熱処理を含むプロセスから生成することができる。

合金の降伏強度は、Ｚｎ含量を大きくすることによって高めることができる。しかしながら、応力腐食割れに対する耐性は、Ｚｎ含量が大きくなるのにしたがって低下しうる。Ｚｎ含量は、設計上の耐応力腐食性及び設計上の降伏強度に応じて異なりうる。高い降伏強度を得ようとすると、合金の耐腐食性は低くなりうる。例えば、用途に応じて、耐腐食性の高い合金では、耐腐食性の低い合金におけるよりもＺｎ含量が低くされる場合がある。強度の高い合金が比較的低い耐応力腐食性を有するような変例では、耐腐食性の高い合金よりもＺｎ含量は高くされる場合がある。

合金中のＺｎ及びＭｇの量は、利用可能なすべてのＭｇ及びＺｎが合金中でＭｇＺｎ₂を生成するために使用されるように化学量論的な量で選択することができる。いくつかの実施形態では、ＺｎとＭｇとは、ＭｇＺｎ₂の外側に過剰なＭｇ又はＺｎが存在しないようなモル比である。さまざまな実施形態では、いくらかの過剰なＺｎ又はＭｇが存在してよい。

いくつかの実施形態では、合金は１０．０重量％未満のＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は９．５重量％未満のＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は９．０重量％未満のＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は８．５重量％未満のＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は８．０重量％未満のＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は７．５重量％未満のＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は７．０重量％未満のＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は６．５重量％未満のＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は６．０重量％未満のＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は５．５重量％未満のＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は５．０重量％未満のＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は４．５重量％未満のＺｎを含む。

いくつかの実施形態では、合金は４．０重量％よりも多いＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は４．５重量％よりも多いＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は５．０重量％よりも多いＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は５．５重量％よりも多いＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は６．０重量％よりも多いＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は６．５重量％よりも多いＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は７．０重量％よりも多いＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は７．５重量％よりも多いＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は８．０重量％よりも多いＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は８．５重量％よりも多いＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は９．０重量％よりも多いＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は９．５重量％よりも多いＺｎを含む。

いくつかの実施形態では、合金は４．０〜８．０重量％のＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は４．２５〜６．２５重量％のＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は６．２５重量％未満のＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は５．２５〜５．７５重量％のＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は６．２５重量％未満のＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は６．００重量％未満のＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は５．７５重量％未満のＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は５．６５重量％未満のＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は５．５５重量％未満のＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は５．４５重量％未満のＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は５．３５重量％未満のＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は５．２５重量％未満のＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は５．００重量％未満のＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は５．７５重量％未満のＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は４．７５重量％未満のＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は４．５０重量％未満のＺｎを含む。

いくつかの実施形態では、合金は４．２５重量％よりも多いＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は４．５０重量％よりも多いＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は４．７５重量％よりも多いＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は５．００重量％よりも多いＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は５．２５重量％よりも多いＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は５．３５重量％よりも多いＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は５．４５重量％よりも多いＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は５．５５重量％よりも多いＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は５．６５重量％よりも多いＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は５．７５重量％よりも多いＺｎを含む。いくつかの実施形態では、合金は６．００重量％よりも多いＺｎを含む。

いくつかの実施形態では、ＭｇＺｎ₂粒子又は析出物が形成されてＡｌ中に分配されて合金を強化することができるように、ＺｎとＭｇとの重量比（Ｚｎ／Ｍｇ）が約１１：２となるように設計することができる。いくつかの実施形態では、Ｚｎ／Ｍｇ重量比は、４：１〜７：１の範囲とすることができる。いくつかの実施形態では、このＺｎ／Ｍｇの比を維持することにより、過剰なＺｎを低減して、合金の耐応力腐食性を向上させることができる。

いくつかの実施形態では、合金は０．５〜２．０重量％のＭｇを含む。いくつかの実施形態では、合金は２．０重量％未満のＭｇを含む。いくつかの実施形態では、合金は０．７５〜１．５０重量％のＭｇを含む。いくつかの実施形態では、合金は１．００〜１．１０重量％のＭｇを含む。いくつかの実施形態では、合金は２．０重量％未満のＭｇを含む。いくつかの実施形態では、合金は１．７５重量％未満のＭｇを含む。いくつかの実施形態では、合金は１．５重量％未満のＭｇを含む。いくつかの実施形態では、合金は１．０重量％未満のＭｇを含む。いくつかの実施形態では、合金は０．５重量％よりも多いＭｇを含む。いくつかの実施形態では、合金は０．７５重量％よりも多いＭｇを含む。いくつかの実施形態では、合金は１．０重量％よりも多いＭｇを含む。いくつかの実施形態では、合金は１．５重量％よりも多いＭｇを含む。
銅

合金は、黄色味がかった色を呈さないように銅（Ｃｕ）を含まないものとすることができる。これにより、合金は、陽極酸化処理後に中間色を有することによってより美的訴求力を有するものとなる。当業者であれば、「Ｃｕを除いた」、「Ｃｕを含まない」、又はＣｕが０重量％である合金とは、合金中のＣｕの量が天然に存在するＣｕの存在量より多くを含まないことを意味する点は理解されるであろう。

さまざまな実施形態において、本明細書に開示される合金は、Ｃｕを低減するか又はＣｕを含まないような設計とすることで陽極酸化処理後の望ましくない黄色味がかった色を低減及び／又は防止することができる。合金は、合金中のＣｕ及び又はＺｒ元素が除去又は低減されることによる合金の降伏強度の喪失を補償するためにＺｎ又はＭｇの含量を大きくすることもできる。

７ｘｘｘ番台のＡｌ合金中のＣｕの存在は、合金の降伏強度を高めることができるが、美的訴求力に悪影響を及ぼしうる。特定の機構又は作用機序に限定されることを望むものではないが、Ｃｕは、Ｍｇ₂Ｚｎ粒子に安定性を与えるものと考えられる。合金中のＣｕの量は、本明細書に述べられる量とすることができる点は理解されよう。本開示のさまざまな合金において、最大で０．０１重量％、あるいは０．０５重量％、あるいは最大で０．１５重量％のＣｕが存在することで、本明細書に述べられるように、Ｌ^*ａ^*ｂ^*スケール上で中間色の喪失をともなうことなく高い降伏強度が与えられる。

さまざまな態様において、Ｃｕを添加することで合金中のＺｎの必要性が低減される。Ｃｕの重量％が大きくなるほど、Ｚｎの量を減らすことができる。更に、いずれの理論又は作用機序に限定されることも望むものではないが、本開示の合金中のＣｕの存在により、安定性の向上したＭｇ₂Ｚｎが与えられる。最大で０．０１重量％、最大で０．１０重量％、あるいは最大で０．１５重量％のかかる合金中のＣｕの量であるために、Ａｌ合金は本明細書で述べるように中間色を有する（Ｌ^*ａ^*ｂ^*値に対して）。

いくつかの実施形態では、合金は０〜０．０１重量％のＣｕを含む。いくつかの実施形態では、合金は０．０１重量％未満のＣｕを含む。いくつかの実施形態では、合金は０重量％よりも多いＣｕを含む。

いくつかの態様では、合金は０．３０重量％未満のＣｕを有しうる。いくつかの態様では、合金は０．２０重量％未満のＣｕを有しうる。さまざまな態様において、合金は０．１０重量％よりも多いＣｕを有しうる。さまざまな態様において、合金は０．０５重量％よりも多いＣｕを有しうる。さまざまな態様において、合金は０．０４重量％よりも多いＣｕを有しうる。さまざまな態様において、合金は０．０３重量％よりも多いＣｕを有しうる。さまざまな態様において、合金は０．０２重量％よりも多いＣｕを有しうる。さまざまな態様において、合金は０．０１重量％よりも多いＣｕを有しうる。

さまざまな実施形態において、合金の降伏強度は少なくとも２７５ｍＰＡである。特定の実施形態において、合金の降伏強度は少なくとも２８０ｍＰＡである。特定の実施形態において、合金の降伏強度は少なくとも３００ｍＰＡである。特定の実施形態において、合金の降伏強度は少なくとも３２０ｍＰＡである。特定の実施形態において、合金の降伏強度は少なくとも３３０ｍＰＡである。特定の実施形態において、合金の降伏強度は少なくとも３４０ｍＰＡである。特定の実施形態において、合金の降伏強度は少なくとも３５０ｍＰＡである。いくつかの実施形態では、合金は少なくとも３５０ＭＰａの降伏強度を有する。いくつかの実施形態では、合金は少なくとも３６０ＭＰａの降伏強度を有する。いくつかの実施形態では、合金は少なくとも３７０ＭＰａの降伏強度を有する。いくつかの実施形態では、合金は少なくとも３８０ＭＰａの降伏強度を有する。いくつかの実施形態では、合金は少なくとも３９０ＭＰａの降伏強度を有する。いくつかの実施形態では、合金は少なくとも４００ＭＰａの降伏強度を有する。いくつかの実施形態では、合金は少なくとも４１０ＭＰａの降伏強度を有する。いくつかの実施形態では、合金は少なくとも４２０ＭＰａの降伏強度を有する。いくつかの実施形態では、合金は少なくとも４３０ＭＰａの降伏強度を有する。いくつかの実施形態では、合金は少なくとも４４０ＭＰａの降伏強度を有する。いくつかの実施形態では、合金は少なくとも４５０ＭＰａの降伏強度を有する。
鉄

さまざまな態様において、本明細書に述べられる合金中のＦｅの重量％は、従来の７ｘｘｘ番台のアルミニウム合金におけるよりも低くすることができる。開示される量となるようにＦｅの濃度を制御することにより、合金は陽極酸化処理後に暗さが低く見え（すなわちより明るい色を有する）、粗い粒子欠陥の数をより少なくすることができる。Ｆｅ（及びＳｉ）を低減させることで、粗い粒子の体積比率が低くなり、これにより、本明細書に述べられるように、陽極酸化処理後に例えば画像明瞭性（distinctness of image）（ＤＯＩ）及びヘイズといった美的品質が向上する。

Ｆｅの重量％は、合金が微細粒子構造を維持する助けとなりうる。微量のＦｅを含む合金もやはり、陽極酸化処理後に中間色を有する。

いくつかの変例では、合金は０．３０重量％以下のＦｅを有する。いくつかの変例では、合金は０．２５重量％以下のＦｅを有する。いくつかの変例では、合金は０．２０重量％以下のＦｅを有する。更なる変例では、Ｆｅは０．１２重量％以下を有する。いくつかの実施形態では、合金は０．１０重量％以下のＦｅを含む。いくつかの実施形態では、合金は０．０８重量％以下のＦｅを含む。いくつかの変例では、合金は０．０６重量％以下のＦｅを含む。

いくつかの実施形態では、合金は０．０４重量％よりも多いＦｅを含む。いくつかの実施形態では、合金は０．０６重量％よりも多いＦｅを含む。いくつかの実施形態では、合金は０．０８重量％よりも多いＦｅを含む。いくつかの実施形態では、合金は０．１０重量％よりも多いＦｅを含む。いくつかの実施形態では、合金は０．０４〜０．０１重量％のＦｅを含む。いくつかの実施形態では、合金は０．０４〜０．０１重量％のＦｅを含む。かかるＦｅの重量％は微細粒子構造の維持を可能とするものである。
ジルコニウム

従来の７ｘｘｘ番台のアルミニウム合金は、合金の硬さを高めるためにＺｒを含んでいる。従来の７ｘｘｘ番台の合金中のＺｒの存在は、合金中に繊維状粒子構造を生じ、合金の粒子構造を膨張させることなく合金を再加熱することを可能とする。本明細書に開示される合金では、Ｚｒを低減させるか又はＺｒが存在しないことにより、試料毎で低い平均の粒子のアスペクト比で驚くほどの粒子構造の制御が可能である。更に、合金中のＺｒを低減させるか又は除去することにより、完成した製品の細長い粒子構造及び／又はすじ状の線を低減することができる。

さまざまな実施形態において、Ａｌ合金はＺｒを含まないものとすることもできる。当業者であれば、「Ｚｒを除いた」、又は「Ｚｒを含まない」合金とは、合金中のＺｒの量が天然に存在するＺｒの存在量より多くを含まないことを意味する点は理解されるであろう。

いくつかの実施形態では、合金は０〜０．００１重量％のＺｒを含む。いくつかの実施形態では、合金は０．００１重量％未満のＺｒを含む。いくつかの実施形態では、合金は０重量％よりも多いＺｒを含む。いくつかの実施形態では、合金は最大で０．０１重量％のＺｒを有しうる。いくつかの実施形態では、合金は最大で０．０２重量％のＺｒを有しうる。

いくつかの実施形態では、合金は最大で０．１０重量％のＺｒを有しうる。いくつかの実施形態では、合金は最大で０．０８重量％のＺｒを有しうる。いくつかの実施形態では、合金は最大で０．０６重量％のＺｒを有しうる。いくつかの実施形態では、合金は０．０５重量％未満のＺｒを有しうる。いくつかの実施形態では、合金は０．０４重量％未満のＺｒを有しうる。いくつかの実施形態では、合金は０．０３重量％未満のＺｒを有しうる。いくつかの実施形態では、合金は０．０２重量％未満のＺｒを有しうる。いくつかの実施形態では、合金は０．０１重量％未満のＺｒを有しうる。いくつかの実施形態では、合金は０．０１重量％よりも多いＺｒを有しうる。いくつかの実施形態では、合金は０．０２重量％よりも多いＺｒを有しうる。いくつかの実施形態では、合金は０．０３重量％よりも多いＺｒを有しうる。いくつかの実施形態では、合金は０．０４重量％よりも多いＺｒを有しうる。いくつかの実施形態では、合金は０．０５重量％よりも多いＺｒを有しうる。いくつかの実施形態では、合金は０．０６重量％よりも多いＺｒを有しうる。いくつかの実施形態では、合金は０．０８重量％よりも多いＺｒを有しうる。

合金は高い耐腐食性も有しうるものであり、これは過酷な条件において訴求力のある美的外観を維持する助けとなるものである。

合金は少なくとも１５０Ｗ／ｍＫの熱伝導性も有しうるものであり、これは電子機器の熱拡散を助けるものである。合金は固溶体によって強化することができる。Ｚｎ及びＭｇは合金中に可溶性でありうる。固溶強化によって、純粋な金属の強度を向上させることができる。この合金化技術では、１つの元素の原子（例えば合金化元素）を別の元素（例えばベース金属）の結晶格子に付加することができる。合金化元素は、マトリクスとともに含有させられて固溶体を形成する。

本明細書に開示される合金中のＺｒ及びＦｅの重量％濃度によって、粒子構造の制御が与えられる。従来の７ｘｘｘ番台のＡｌ合金では、押出し成形後の熱処理の際に粒径が増大しうる。Ｚｒ濃度がより高い従来の７ｘｘｘ番台の合金では、粒子の膨張によって、より繊維質で目に見える粒子が生成される可能性があり、美的に許容されない不調和が生じる。かかる粒子は、本明細書に開示されるさまざまな合金の範囲（例えば１．０：０．８０〜１．０：１：２）の外側のアスペクト比を有する。更に、得られた合金は降伏強度、硬さ、及び／又は美観に欠点を有しうる。

Ｚｒを含まず、少なくとも０．１０重量％のＦｅを含むさまざまな６０６３番のＡｌ合金は、製造時の粒径の制御を可能とする。さまざまなかかる６０６３番の合金では、０．０８重量％のＦｅによって粒径が予測不能に大きくなる。本開示の合金では、Ｚｒを低減するか又は除くことと、低重量％のＦｅとを組み合わせることで粒径の制御が可能である。
鉄及びケイ素

本開示の合金は、従来の合金と比較して向上した軽量性及び透明性と高い降伏強度及び硬さとの組み合わせを与えるものである。従来の７ｘｘｘ番台のＡｌ合金では、高重量％のＦｅ及び／又はＦｉは、陽極酸化処理及び美観の不良につながりうる。本明細書に開示される合金では、低いＦｅ及びＳｉ含量により、陽極酸化処理後の透明性の妨げとなる封入体の数が少なくなる。その結果、本明細書に述べられる合金は高い透明性を有している。

いくつかの実施形態では、合金は最大で０．２０重量％のＳｉを含む。いくつかの実施形態では、合金は０．０３〜０．０５重量％のＳｉを含む。いくつかの実施形態では、合金は０．０５重量％未満のＳｉを含む。いくつかの実施形態では、合金は０．０４重量％未満のＳｉを含む。いくつかの実施形態では、合金は０．０３重量％よりも多いＳｉを含む。いくつかの実施形態では、合金は０．０４重量％よりも多いＳｉを含む。

さまざまな他の態様では、本明細書に開示されるＡｌ合金はＡｇを含んでもよい。いくつかの態様では、合金は０．０１重量％よりも多いＡｇを含みうる。更なる態様では、Ａｌ合金は、０．１重量％以下のＡｇを含みうる。更なる態様では、Ａｌ合金は、０．２重量％以下のＡｇを含みうる。更なる態様では、Ａｌ合金は、０．３重量％以下のＡｇを含みうる。更なる態様では、Ａｌ合金は、０．４重量％以下のＡｇを含みうる。更なる態様では、Ａｌ合金は、０．５重量％以下のＡｇを含みうる。

さまざまな更なる実施形態において、各元素当たり０．０５０重量％を越えない量の更に元素を合金に添加することができる。かかる元素の例としては、Ｃａ、Ｓｒ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏの１つ以上が挙げられる。各元素当たり０．０５０重量％、又は各元素当たり０．１００重量％を越えない量の更なる元素としては、Ｌｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｖ、Ｇａ、及びＨｆが挙げられる。

標準的な方法を使用して色、光沢、及びヘイズを含む美観を評価することができる。光沢は、光が反射される際に「ぴかぴか」に見える表面の知覚を記述するものである。光沢度（グロスユニット）（ＧＵ）は、ＩＳＯ２８１３及びＡＳＴＭ Ｄ５２３をはじめとする国際規格に規定されている。これは、既知の屈折率１．５６７を有するよく研磨された黒色のガラス基準からの反射光の量によって決定される。この基準の鏡面反射光沢値を１００とする。ヘイズは、高光沢面の表面に見られる不透明なハロ又は曇りを記述するものである。ヘイズは、ＡＳＴＭ Ｅ４３０に記載される角度公差を用いて計算される。この器具は、自然ヘイズ値（ＨＵ）又は対数ヘイズ値（ＨＵ_LOG）を表示することができる。ヘイズ値が０の高光沢面は、高いコントラストの深い反射像を有する。ＤＯＩ（明瞭性）とは、その名前が示すように、ＡＳＴＭ Ｄ５７６７に基づくコーティング表面の反射像の鮮明さの関数である。高光沢品質が益々重要となっているコーティング用途では、オレンジピール、テクスチャー、フローアウト、及び他のパラメータを評価することができる。光沢度、ヘイズ、及びＤＯＩの測定はＲｈｏｐｏｉｎｔ ＩＱのような試験装置によって行うことができる。

本開示のアルミニウム合金を使用することにより、陽極酸化層を通して見られる欠陥が低減される一方で、降伏強度及び硬さが維持され、これにより、驚くほど低いヘイズで像の高光沢性かつ高識別性が与えられる。

高い降伏強度は、Ａｌ合金の熱伝導率も低くなることとのトレードオフでありうる。一般的にＡｌ合金は、純粋なＡｌよりも熱伝導率が低い。強化度を高くするために合金化成分の含量を高くした合金では、強化度がそれほど高くない合金化成分の含量の低い合金よりも熱伝導率は低くなりうる。例えば、本明細書に述べられる７ｘｘｘ番台の合金は、１３０Ｗ／ｍＫよりも高い熱伝導率を有しうる。いくつかの実施形態では、改質された７ｘｘｘ番台の合金は、１４０Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有しうる。いくつかの実施形態では、改質された７ｘｘｘ番台の合金は、１５０Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有しうる。いくつかの実施形態では、改質された７ｘｘｘ番台の合金は、１６０Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有しうる。いくつかの実施形態では、改質された７ｘｘｘ番台の合金は、１７０Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有しうる。いくつかの実施形態では、改質された７ｘｘｘ番台の合金は、１８０Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導率を有しうる。いくつかの実施形態では、改質された７ｘｘｘ番台の合金は、１４０Ｗ／ｍＫ未満の熱伝導率を有しうる。いくつかの実施形態では、合金は、１９０〜２００Ｗ／ｍＫの熱伝導率を有しうる。合金は、約１３０〜２００Ｗ／ｍＫの熱伝導率を有しうる。さまざまな実施形態において、合金は、約１５０〜１８０Ｗ／ｍＫの熱伝導率を有しうる。異なる電子機器では、設計上の熱伝導率及び設計上の降伏強度は、手持ち式機器、携帯型機器、又はデスクトップ機器といった機器の種類に応じて異なりうる。

表１に、銅を含まないアルミニウム合金（例えば、０．０１重量％未満のＣＵを有する合金）について、合金の組成及び降伏強度を市販の７０００番台のＡｌ合金及び６０６３番Ａｌ合金と比較して示す。試料合金１〜１４は、０．０１重量％未満のＣＵを有するＡｌ合金の例である。各合金を引張降伏強度について試験した。Ｍｇに対するＺｎの重量比及びこれらの合金の色も表１に示す。

表１の各合金の残部はＡｌ及び付随的な不純物である。

表１に示されるように、市販のＡｌ６０６３合金は、０．０１重量％未満のＺｎ、０．４７〜０．５５重量％のＭｇ、０．３７〜０．４４重量％のＳｉ、及び０．１２重量％のＦｅを含み、約２１４ＭＰａの測定された降伏強度を有している。市販の６０６３Ａｌ合金は、３５０ＭＰａの測定された降伏強度よりも、また、Ｚｎ及びＭｇを高含量で含む他のすべての合金よりも大幅に低い降伏強度を有している。

試料合金１は、５．５重量％のＺｎ、１．０重量％のＭｇを含み、約３５０ＭＰａの降伏強度を有している。試料合金２は、５．５重量％のＺｎ、１．２重量％のＭｇを含み、約３６０ＭＰａの降伏強度を有している。Ｍｇ含量を、試料合金１の１．０重量％から試料合金２の１．２重量％にまで増大させることにより、降伏強度は３５０ＭＰａ〜３６０ＭＰａにまでわずかに増大する。このことは、Ｍｇ含量が高いほど降伏強度が増大しうることを示唆するものである。

別の変例では、合金は、５．４０〜５．６０重量％のＺｎ及び０．９０〜１．１０重量％のＭｇを含みうる。さまざまな実施形態において、合金は、５．４〜５．６重量％のＺｎ、０．９〜１．１重量％のＭｇ、０．０１重量％未満のＣｕ、０．０２〜０．０４重量％のＳｉ、及び０．０４〜０．０８重量％のＦｅを、残部のＡｌ及び付随的不純物とともに含みうる。更なる実施形態において、合金は、５．４〜５．６重量％のＺｎ、１．１〜１．３重量％のＭｇ、０．０１重量％未満のＣｕ、０．０２〜０．０４重量％のＳｉ、及び０．０４〜０．０８重量％のＦｅを、残部のＡｌ及び付随的不純物とともに含みうる。さまざまな更なる実施形態において、合金は、５．４〜５．６重量％のＺｎ、０．９〜１．３重量％のＭｇ、０．０１重量％未満のＣｕ、０．０２〜０．０４重量％のＳｉ、及び０．０４〜０．０８重量％のＦｅを、残部のＡｌ及び付随的不純物とともに含みうる。

いくつかの実施形態では、合金は銀（Ａｇ）を含んでよく、これにより合金を強化することができる。試料合金３〜６は、３５０ＭＰａ〜４１５ＭＰａの範囲の降伏強度を有している。

試料合金４は、５．５重量％のＺｎ、１．８重量％のＭｇ、０．３重量％のＡｇを、残部のＡＬ及び付随的不純物とともに含み、４つの試料合金３〜６の中でも最も高い降伏強度を有している。試料合金５は、４．５重量％のＺｎ、１．８重量％のＭｇ、０．３重量％のＡｇを、残部のＡＬ及び付随的不純物とともに含み、４つの試料合金３〜６の中でも２番目に高い降伏強度を有している。試料合金４と５を比較すると、Ｍｇ及びＡｇの含量は変化していないが、Ｚｎ含量は試料合金５の４．５重量％〜試料合金４の５．５重量％に増大しているために、降伏強度は３８０ＭＰａ〜４１５ＭＰａに増大している。このことは、Ｚｎ含量が高いほど合金の降伏強度が増大しうることを示唆するものである。

試料合金３が、５．５重量％のＺｎ、１．０重量％のＭｇ、及び０．３重量％のＡｇを含み、約３６０ＭＰａの降伏強度を有するのに対して、試料合金６は、４．５重量％のＺｎ、１．６重量％のＭｇ、及び０．３重量％のＡｇを含み、約３５０ＭＰａの降伏強度を有している。このことは、より高いＭｇ含量（例えば１．６重量％のＭｇ）とより低いＺｎ含量（例えば５．５重量％）との組み合わせ、又はより高いＺｎ含量（例えば５．５重量％）とより低いＭｇ含量（例えば１．０重量％）との組み合わせによって、合金の降伏強度が増大しうることを示唆するものである。

試料合金３を試料合金１と比較すると、０．３重量％のＡｇの添加によって、降伏強度は３５０ＭＰａから３６０ＭＰａに若干増大している。このことは、Ａｇが合金の降伏強度を高めうることを示している。

別の変例では、合金は、５．４０〜５．６０重量％のＺｎ、０．９〜１．１重量％のＭｇ、０．２〜０．４重量％のＡｇ、０．０１重量％未満のＣｕ、０．０２〜０．０４重量％のＳｉ、及び０．０４〜０．０８重量％のＦｅを、残部のＡｌ及び付随的不純物とともに含みうる。別の変例では、合金は、４．４〜４．６重量％のＺｎ、１．７〜１．９重量％のＭｇ、０．２〜０．４重量％のＡｇ、０．０１重量％未満のＣｕ、０．０２〜０．０４重量％のＳｉ、及び０．０４〜０．０８重量％のＦｅを、残部のＡｌ及び付随的不純物とともに含みうる。別の変例では、合金は、４．４〜４．６重量％のＺｎ、１．７〜１．９重量％のＭｇ、０．２〜０．４重量％のＡｇ、０．０１重量％未満のＣｕ、０．０２〜０．０４重量％のＳｉ、及び０．０４〜０．０８重量％のＦｅを、残部のＡｌ及び付随的不純物とともに含みうる。

試料合金７は、５．５重量％のＺｎ、１．４重量％のＭｇを含み、約３５０ＭＰａの降伏強度を有している。試料合金８は、６．２重量％のＺｎ、１．７重量％のＭｇを含み、約３８０ＭＰａの降伏強度を有している。試料合金８を試料合金７と比較すると、Ｚｎ及びＭｇの両方の含量が高くなっていることにより、降伏強度は３８０ＭＰａにまで３０ＭＰａ増大している。

更に、試料合金９は、６．７重量％のＺｎ、１．７重量％のＭｇを含み、約３９０ＭＰａの降伏強度を有している。試料合金９を試料合金８と比較すると、Ｚｎ含量が０．５重量％だけわずかに増えており、これにより、合金の降伏強度は１０ＭＰａだけわずかに増大している。

更なる変例では、合金は、５．４０〜５．６０重量％のＺｎ及び１．３０〜１．５０重量％のＭｇを含みうる。別の変例において、合金は、５．４〜５．６重量％のＺｎ、１．３〜１．５重量％のＭｇ、０．０１重量％未満のＣｕ、０．０２〜０．０４重量％のＳｉ、及び０．０１〜０．０３重量％のＦｅを、残部のＡｌ及び付随的不純物とともに含みうる。別の変例において、合金は、６．１〜６．３重量％のＺｎ、１．６〜１．８重量％のＭｇ、０．０１重量％未満のＣｕ、０．０２〜０．０４重量％のＳｉ、及び０．０１〜０．０３重量％のＦｅを、残部のＡｌ及び付随的不純物とともに含みうる。別の変例において、合金は、６．６〜６．８重量％のＺｎ、１．６〜１．８重量％のＭｇ、０．０１重量％未満のＣｕ、０．０２〜０．０４重量％のＳｉ、及び０．０１〜０．０３重量％のＦｅを、残部のＡｌ及び付随的不純物とともに含みうる。

試料合金１０は、６．５重量％のＺｎ、１．４重量％のＭｇを含み、約３６０ＭＰａの降伏強度を有している。試料合金１１は、７．５〜８．１重量％のＺｎ、１．７〜１．８重量％のＭｇを含み、約４７０ＭＰａの降伏強度を有している。試料合金１１を試料合金１０と比較すると、Ｚｎ含量がより高い（例えば７．５〜８．１重量％のＺｎ）ために合金の降伏強度が大幅に増大している。

更なる変例では、合金は、６．４０〜６．６０重量％のＺｎ及び１．３０〜１．５０重量％のＭｇを含みうる。別の変例において、合金は、６．４〜６．６重量％のＺｎ、１．３〜１．５重量％のＭｇ、０．０１重量％未満のＣｕ、０．０４〜０．０６重量％のＳｉ、及び０．０５〜０．０７重量％のＦｅを、残部のＡｌ及び付随的不純物とともに含みうる。別の変例において、合金は、７．５〜８．１重量％のＺｎ、１．６〜１．９重量％のＭｇ、０．０１重量％未満のＣｕ、０．０２〜０．０４重量％のＳｉ、及び０．０５〜０．０７重量％のＦｅを、残部のＡｌ及び付随的不純物とともに含みうる。

試料合金１２は、５．５重量％のＺｎ、１．４重量％のＭｇを含み、約３５０ＭＰａの降伏強度を有するが、これは試料合金７と同様であり、Ｚｎ及びＭｇ含量は同じである。Ｓｉの不純物濃度はわずかに異なる（試料合金７の０．０３重量％に対して試料合金１２の０．０５重量％）が、降伏強度はかかる不純物の差によって影響されていない。

試料合金１３は、５．５重量％のＺｎ、１．４重量％のＭｇ、０．１２重量％のＺｒを含み、約４００ＭＰａの降伏強度を有している。試料合金１３を試料合金１２と比較すると、０．１２重量％のＺｒの添加により合金の降伏強度が大幅に増大している。このことは、合金の降伏強度に対するＺｒの影響が、Ｚｎ、Ｍｇ、又はＡｇと比較して大幅に大きいことを示すものである。

試料合金１４は、７．５重量％のＺｎ、１．７重量％のＭｇを含み、試料合金１１と同様、約４７０ＭＰａの降伏強度を有している。この結果は、これらの合金のＺｎ及びＭｇ含量が同様であることから驚くほどのことではない。

更なる変例では、合金は、５．４〜５．６重量％のＺｎ及び１．３０〜１．５重量％のＭｇを含みうる。別の変例において、合金は、５．４〜５．６重量％のＺｎ、１．３〜１．５重量％のＭｇ、０．０１重量％未満のＣｕ、０．０４〜０．０６重量％のＳｉ、及び０．０７〜０．１２重量％のＦｅを、残部のＡｌ及び付随的不純物とともに含みうる。別の変例において、合金は、５．４〜５．６重量％のＺｎ、１．３〜１．５重量％のＭｇ、０．１１〜０．１５重量％のＺｒ、０．０１重量％未満のＣｕ、０．０４〜０．０６重量％のＳｉ、及び０．０７〜０．１２重量％のＦｅを、残部のＡｌ及び付随的不純物とともに含みうる。別の変例において、合金は、７．４〜７．６重量％のＺｎ、１．６〜１．８重量％のＭｇ、０．０１重量％未満のＣｕ、０．０４〜０．０６重量％のＳｉ、及び０．０７〜０．０９重量％のＦｅを、残部のＡｌ及び付随的不純物とともに含みうる。

試料合金１５は、５．４５重量％のＺｎ、１．０５重量％のＭｇ、０．０５重量％のＣｕ、０．０３重量％のＳｉ、０．０４〜０．０８重量％のＦｅを含み、約３５０ＭＰａの降伏強度を有している。試料合金１６は、５．３５重量％のＺｎ、１．０５重量％のＭｇ、０．１０重量％のＣｕ、０．０３重量％のＳｉ、０．０４〜０．０８重量％のＦｅを含み、約３５０ＭＰａの降伏強度を有している。試料合金１７は、５．２５重量％のＺｎ、１．０５重量％のＭｇ、０．１５重量％のＣｕ、０．０３重量％のＳｉ、０．０４〜０．０８重量％含み、やはり約３５０ＭＰａの降伏強度を有している。試料合金１８は、５．１０重量％のＺｎ、１．０５重量％のＭｇ、０．２０重量％のＣｕを含み、約３５０ＭＰａの降伏強度を有している。試料合金１９は、５．５０重量％のＺｎ、１．０５重量％のＭｇ、０．０１重量％未満のＣｕ、０．０３重量％のＳｉ、０．０４〜０．０８重量％のＦｅを含み、約３５０ＭＰａの降伏強度を有している。

別の変例では、合金は、５．００〜５．６５重量％のＺｎ及び１．００〜１．１０重量％のＭｇを含みうる。別の変例において、合金は、５．３５〜５．５５重量％のＺｎ、０．９５〜１．１５重量％のＭｇ、０．０２５〜０．０７５重量％未満のＣｕ、０．０２〜０．０４重量％のＳｉ、及び０．０３〜０．１０重量％のＦｅを、残部のＡｌ及び付随的不純物とともに含みうる。別の変例において、合金は、５．２２〜５．４２重量％のＺｎ、０．９５〜１．１５重量％のＭｇ、０．０７５〜０．１２５重量％未満のＣｕ、０．０２〜０．０４重量％のＳｉ、及び０．０３〜０．１０重量％のＦｅを、残部のＡｌ及び付随的不純物とともに含みうる。別の変例において、合金は、５．１２〜５．３２重量％のＺｎ、０．９５〜１．１５重量％のＭｇ、０．１２５〜０．１７５重量％未満のＣｕ、０．０２〜０．０４重量％のＳｉ、及び０．０３〜０．１０重量％のＦｅを、残部のＡｌ及び付随的不純物とともに含みうる。別の変例において、合金は、５．００〜５．２０重量％のＺｎ、０．９５〜１．１５重量％のＭｇ、０．１５〜０．２５重量％未満のＣｕ、０．０２〜０．０４重量％のＳｉ、及び０．０３〜０．１０重量％のＦｅを、残部のＡｌ及び付随的不純物とともに含みうる。

Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ合金は、本明細書に述べられるさまざまな態様において市販の７０００番台のアルミニウム合金と異なっている。市販の７０００番台のアルミニウム合金は、合金を強化する目的で通常、Ｚｒ及びＣｕを含んでいる。例えば、市販の７００３、７００５、及び７１０８番のＡｌ合金は、いずれも０．０５重量％から０．２５重量％の範囲のＺｒを含んでいる。表１に示されるように、７００３番の合金は０．０５〜０．２５重量％のＺｒを含み、７００５番の合金は０．０８〜０．２０重量％のＺｒを含み、７１０８番の合金は０．１２〜０．２５重量％のＺｒを含んでいる。これに対して、Ｚｒを含まないか、又は低含量のＺｒを含む本開示の各種合金では、ブラスト処理された表面にすじ状の線のない合金を得ることができる。

さまざまな実施形態において、各合金は実質上、Ｃｕを含まないものとすることができる。表１に示されるように、試料合金１〜１４では、Ｃｕは０．０１重量％未満に制限されている。これらの合金中の低量のＣｕは、市販の７０００番台のアルミニウム合金と比較して、陽極酸化処理された表面においてより中間色を得る助けとなりうるものである。これに対して、市販の７００３、７００５、及び７１０８番のＡｌ合金は、いずれも０．０５重量％〜０．２重量％の範囲の量のＺｒを含んでいる。例えば、表１に示されるように、７００３番の合金は０．２０重量％未満のＣｕを含み、７００５番の合金は０．１０重量％未満のＣｕを含み、７１０８番の合金は０．０５重量％未満のＺｒを含んでいる。

合金は、市販の７０００番台のアルミニウム合金と比較してより低いＦｅの不純物濃度を更に有してもよい。合金中の低いＦｅ含量は、陽極酸化処理の前後の両方において美観を損ねうる粗い二次粒子の数を低減させる助けとなりうる。これに対して、市販の合金は、本開示の合金と比較してより高濃度のＦｅの不純物を有している。例えば、表１に示されるように、７００３番の合金は０．３５重量％未満のＦｅを含み、７００５番の合金は０．４０重量％未満のＦｅを含み、７１０８番の合金は０．１０重量％未満のＦｅを含んでいる。得られるＤＯＩ及び対数ヘイズ値は、本開示に述べられる合金では大幅に向上している。

試料合金１、７、８、及び１０〜１３などの大部分の試料合金は、中間色を示している。中間色は、合金中のＣｕの存在量を限定した結果生じうるものである。

表１に示されるように、０．１２重量％のＺｒを含む試料合金１３を除いた、試料合金１〜１２、及び１４は、いずれもＺｒを含んでいない。少量のＺｒの存在は試料合金１３の中間色には影響していないが、粒子構造に影響する結果、すじ状の線につながりうる。

図２は、本開示の実施形態に係る高強度のＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ合金の組成空間（Ｚｎに対するＭｇ）を示したグラフを示している。いくつかの実施形態では、ＭｇとＺｎの組成空間は０を起点とする。Ｚｒの添加によって再結晶化が阻害され、望ましくない陽極酸化処理後の美観につながりうる長い粒子構造が生じる。図３は、Ｚｒ含有アルミニウム合金の長い粒子構造を示した画像である。長い粒子構造は、図１に示されるようなすじ状の線を生じうるものである。

図４は、本開示の実施形態に係るＺｒを含まないアルミニウム合金の微細粒子構造を示した画像である。図４に示される微細粒子構造は、すじ状の線をいっさい生じることがない。

いくつかの態様では、合金は１：１．５以下の平均の粒子アスペクト比を有する。いくつかの態様では、合金は１：１．４以下の平均の粒子アスペクト比を有する。いくつかの態様では、合金は１：１．３以下の平均の粒子アスペクト比を有する。いくつかの態様では、合金は１：１．２以下の平均の粒子アスペクト比を有する。いくつかの態様では、合金は１：１．１以下の平均の粒子アスペクト比を有する。いくつかの態様では、合金は１：１．０５以下の平均の粒子アスペクト比を有する。いくつかの態様では、合金は１：１．０４以下の平均の粒子アスペクト比を有する。いくつかの態様では、合金は１：１．０３以下の平均の粒子アスペクト比を有する。いくつかの態様では、合金は１：１．０２以下の平均の粒子アスペクト比を有する。いくつかの態様では、合金は１：１．０１以下の平均の粒子アスペクト比を有する。Ｉいくつかの態様では、合金は１：１に等しい平均の粒子アスペクト比を有する。

いくつかの態様では、合金は少なくとも０．５：１の平均の粒子アスペクト比を有する。いくつかの態様では、合金は少なくとも０．６：１の平均の粒子アスペクト比を有する。いくつかの態様では、合金は少なくとも０．７：１の平均の粒子アスペクト比を有する。いくつかの態様では、合金は少なくとも０．８：１の平均の粒子アスペクト比を有する。いくつかの態様では、合金は少なくとも０．９：１の平均の粒子アスペクト比を有する。いくつかの態様では、合金は少なくとも０．９５：１の平均の粒子アスペクト比を有する。いくつかの態様では、合金は少なくとも０．９６：１の平均の粒子アスペクト比を有する。いくつかの態様では、合金は少なくとも０．９７：１の平均の粒子アスペクト比を有する。いくつかの態様では、合金は少なくとも０．９８：１の平均の粒子アスペクト比を有する。いくつかの態様では、合金は少なくとも０．９９：１の平均の粒子アスペクト比を有する。

合金は、市販の７０００番台のアルミニウム合金と比較してより低いＳｉの不純物濃度（例えば０．０３重量％）を更に有しうる。低いＳｉ濃度は、合金中のＳｉ含量がより高い合金と比較して、より美的訴求力のある陽極酸化処理表面を与える助けとなりうるものである。これに対して、表１に示されるように、市販の７００３番の合金は０．３０重量％未満のＳｉを含み、市販の７００５番の合金は０．３５重量％未満のＳｉを含み、市販の７１０８番の合金は０．１０重量％未満のＳｉを含んでいる。

合金の降伏強度は、Ｚｎ及びＭｇ含量を高めることによって市販の７０００番台の合金と比較して高くすることができる。市販の７０００番台のＡｌ合金は、Ｚｎ及びＭｇの含量が異なるが、これらの合金は３５０ＭＰａに近い似たような降伏強度を有している。詳細には、７００３番の合金は５．０〜６．５重量％のＺｎ、０．５〜１．０重量％のＭｇを含んでいる。市販の７００３番の合金では、２９０ＭＰａの引張降伏強度が報告されている。市販の７００５番の合金は、４．０〜５．０重量％のＺｎ、１．０〜１．８重量％のＭｇを含み、約３４５ＭＰａの降伏強度を有している。市販の７１０８番の合金は、４．５〜５．５重量％のＺｎ、０．７〜１．４重量％のＭｇを含み、約３５０ＭＰａの降伏強度を有している。
処理方法
いくつかの実施形態では、合金用の溶融物を、表１に示されるような組成物を含む合金を加熱することによって調製することができる。溶融物を室温にまで冷却した後、合金を、均質化、押出し、鍛造、エイジング、及び／又は他の成形若しくは溶体化熱処理法などの各種の熱処理に供することができる。

合金では、ＭｇＺｎ₂相は、粒子内部及び粒子境界の両方で生じうる。ＭｇＺｎ₂相は、合金の約３体積％〜約６体積％を構成しうる。ＭｇＺｎ₂は、個別の粒子として、かつ／又は結合された粒子として形成されうる。各種の熱処理を用いて、結合された粒子ではなく、個別の粒子としてのＭｇＺｎ₂の生成を誘導することができる。さまざまな態様において、個別の粒子は、結合された粒子と比較してより高い強化効果を得ることができる。

いくつかの実施形態では、冷却した合金を、高温、例えば５００℃に加熱し、ある時間、例えば約８時間にわたってこの高温に維持することによって均質化することができる。当業者であれば、熱処理の条件（例えば温度及び時間）は異なりうる点は認識されるであろう。均質化とは、高温浸漬を高温である時間にわたって用いる処理のことを指す。均質化により、合金によっては固化の自然な結果として生じうる化学的又は冶金学的分離を低減することができる。いくつかの実施形態では、高温浸漬は、あるドウェル時間、例えば約４時間〜約４８時間にわたって行われる。当業者であれば、熱処理の条件（例えば温度及び時間）は異なりうる点は認識されるであろう。

いくつかの実施形態では、均質化された合金を熱間加工（例えば押出し）することができる。押出しは、金属インゴット又はビレットを、ダイのオリフィスから強制的に塑性的に流すことによって均一な断面を有する一定の長さの部分に変換するためのプロセスである。

いくつかの実施形態では、熱間加工した合金を、４５０℃以上の高温である時間、例えば２時間にわたって溶体化熱処理することができる。溶体化熱処理は、合金の強度を変化させうるものである。

溶体化熱処理の後、合金は、第１の温度及び時間（例えば１００℃で約５時間）でエイジングした後、第２の温度及び時間（例えば１５０℃で約９時間）で加熱してから、水で急冷（クエンチング）することができる。エイジングは高温での熱処理であり、ＭｇＺｎ₂を生成する析出反応を引き起こすことができる。いくつかの実施形態では、エイジングは、第１の温度で第１の時間にわたって行った後、第２の温度で第２の時間にわたって行うことができる。単一温度での熱処理（例えば１２０℃で２４時間）を用いることもできる。（例えば温度及び時間）当業者であれば、熱処理の条件（例えば温度及び時間）は異なりうる点は認識されるであろう。

更なる実施形態では、必要に応じて、合金を、溶体化熱処理とエイジング熱処理との間で応力緩和処理に供してもよい。応力緩和処理は、合金を延伸すること、合金を圧縮すること、又はこれらの組み合わせを含みうる。

いくつかの実施形態では、合金を陽極酸化処理することができる。陽極酸化処理は、金属の表面処理プロセスであり、アルミニウム合金を保護する目的で最も一般的に用いられる。陽極酸化処理は、電解パッシベーションを利用して金属部品の表面上の自然の酸化層の厚さを増大させるものである。陽極酸化処理は耐腐食性及び耐摩耗性を向上させ、裸の金属と比較して塗料プライマー及び接着剤に対する高い接着性を与えることもできる。陽極酸化処理されたフィルムは、美観効果を目的として利用することもでき、例えば、反射光に干渉効果を付与することができる。

いくつかの実施形態では、合金で電子機器のエンクロジャを形成することができる。エンクロジャは、ブラスト処理された表面仕上げを有するか、又はすじ状の線がないように設計することができる。ブラスト処理は、例えば、粗い表面を平滑化するか又は平滑面を粗面化する表面仕上げ処理である。ブラスト処理は、高圧下で表面に対して研磨材料の流れを強制的に推進させることによって表面の材料を除去することができる。

本明細書に述べられるＡｌ合金は、従来の７ｘｘｘ番台のＡｌ合金と比較してより速やかな処理パラメータを与える一方で、本明細書に述べられるような色、硬さ、及び強度などの性質は維持される。上記に述べたように、開示される合金は、中間色を有することに加えて、Ｚｒが含まれないか又は低減されているために既存の市販の７ｘｘｘ番台のアルミニウムとは異なっている。高い押出し生産性を有し、クエンチングによる影響を受けにくいことで、Ｚｒ粒子の精製を低減することが可能となり、その後の加熱処理を必要としない。

本明細書に開示される７ｘｘｘ番台のＡｌ合金は、６０６３番の合金の押出し速度よりも低いがこれに近い押出し速度を有する。Ａｌ合金の押出し時間は、従来の７ｘｘｘ番台のＡｌ合金よりも大幅に長い。いくつかの態様では、本開示の合金の押出し速度は、６０６３番（Ｔ５）の合金の処理時間の少なくとも７０％である。いくつかの態様では、本開示の合金の押出し速度は、６０６３番（Ｔ５）の合金の処理時間の少なくとも７５％である。更なる態様では、本開示の合金の押出し速度は、６０６３番（Ｔ５）の合金の処理時間の少なくとも８０％である。

開示されるＡｌ合金は、プレスクエンチ可能であり、押出し後の熱処理を必要としない。より大きなＺｒの量を有する従来の７ｘｘｘ番台のＡｌ合金は、普通はプレス機から取り出して再加熱しなければならない。再加熱の更なる処理工程が行われないことにより、本開示の合金は、従来のＡｌ合金と比較して製造時間及び美的品質において大きな利点を有するものである。

更に、開示されるＡｌ合金は６０６３番の合金よりもクエンチングによる影響を受けにくい。その結果、開示されるＡｌ合金は、合金の性質（例えば強度及び硬さ）が低下する前に従来の７ｘｘｘ番台の合金よりもゆっくりと冷却することができる。開示されるＡｌ合金、及びそれから形成される部品は、より良好な押出し性及び向上した最終部品の平坦性を有しながらも、よりゆっくりと冷却することができる。

１つの例では、試料合金１２から製造された部品は、試料合金１（６０６３番合金）から製造したものと比較して３０％高い平坦度及びより低いクエンチ歪みを示した。図５に示されるように、試料合金１２の硬さは、２５℃の水浴中で水でクエンチングした場合に１４０ＨＶに近づき、６５℃の水浴中、又は強制空気冷却により、又は空気冷却によりクエンチングした場合にも１３０ＨＶよりも高く維持された。これと比較して、６０６３番のＡｌ合金は、同様の方法により冷却した場合に１００ＨＶを上回ることはなかった。試料合金１２は、６０６３番のＡｌ合金と比較してファン及び空気冷却により、より低い歪みを示した（データは示されていない）。合金の低い歪みは、より薄く、より複雑な部品を加工するうえで大きな利点を与えるものである。まとめると、本開示の７ｘｘｘ番台のＡｌ合金は、６０６３番のＡｌ合金及び市販の７ｘｘｘ番台のＡｌ合金と比較してより大きな処理ウインドウを有する一方で、向上した強度、硬さ、平坦度、及び美的特性も与えるものである。

各種の従来の７ｘｘｘ番台のＡｌ合金は、本開示の合金について述べた色の範囲の外側となる黄色、及び／又は、特定の６０６３（Ｔ５）番合金の処理時間の２０％未満、あるいは１０％未満の押出し速度を有する。より高い押出し速度は、実用上は、高い製造能力につながる。他の７ｘｘｘ番台のＡｌは、しばしば、押出し後に更なる熱処理につながる。更なる熱処理工程をともなわずに合金をプレス機の外部にクエンチングすることが可能な長い押出し時間によって、本合金のより速やかな製造が可能となる。

更なるさまざまな態様において、合金は、本明細書に述べられるような押出し速度及び／又は中間色も有する一方で、３００ＭＰａ以上の引張降伏強度を有する。

標準的な方法を用いて色、光沢、及びヘイズを含む美観を評価することができる。
色

物体の色は、入射光が白色光であると仮定した場合に、吸収されずに反射又は透過する光の波長によって測定することができる。物体の見え方は光の反射又は透過によって異なりうる。更なる外観の特質は、特に一般的に、つやつやした、ぴかぴかした、ぼんやりした、透明な、かすんだ、と呼ばれる反射光又は透過光の方向明度分布に基づいたものでありうる。定量的評価は、特に、ＡＳＴＭ Ｄ５２３（光沢）、ＡＳＴＭ Ｄ２４５７（プラスチックの光沢）、ＡＳＴＭ Ｅ４３０（高光沢表面の光沢度、ヘイズ）、及びＡＳＴＭ Ｄ５７６７ （ＤＯＩ）を含む、色及び外観の測定に関するＡＳＴＭ規格、又はＡＳＴＭ Ｅ−４３０（高光沢表面の光沢度を測定するための標準的試験方法）に基づいて行うことができる。光沢度、ヘイズ、及びＤＯＩの測定はＲｈｏｐｏｉｎｔ ＩＱのような試験装置によって行うことができる。

いくつかの実施形態では、色は、Ｌ^*、ａ^*、及びｂ^*のパラメータにより定量化することができる（ただし、Ｌ^*は光の明度を表し、ａ^*は赤色と緑色の間の色を表し、ｂ^*は青色と黄色の間の色を表す）。例えば、高いｂ^*値は、黄金色ではなく、訴求力のない黄色味がかった色を示す。ａ^*及びｂ^*における０に近い値は、中間色を示す。低いＬ^*値は暗い明度を示し、高いＬ^*値は高い明度を示す。色測定には、Ｘ−Ｒｉｔｅ Ｃｏｌｏｒ ｉ７ ＸＴＨ、Ｘ−Ｒｉｔｅ Ｃｏｌｏｒｅｙｅ ７０００などの試験装置を使用することができる。これらの測定値は、光源、観測者、及びＬ^* ａ^* ｂ^*色スケールのＣＩＥ／ＩＳＯ規格に基づいたものである。例えば、これらの規格には、（ａ）ＩＳＯ １１６６４−１：２００７（Ｅ）／ＣＩＥ Ｓ ０１４−１／Ｅ：２００６：合同ＩＳＯ／ＣＩＥ規格：測色法−第１部：ＣＩＥ 測色の基準観測者；（ｂ）ＩＳＯ １１６６４−２：２００７（Ｅ）／ＣＩＥ Ｓ ０１４−２／Ｅ：２００６：合同ＩＳＯ／ＣＩＥ規格：測色法−第２部：ＣＩＥ 測色用の基準光源；（ｃ）ＩＳＯ １１６６４−３：２０１２（Ｅ）／ＣＩＥ Ｓ ０１４−３／Ｅ：２０１１：合同ＩＳＯ／ＣＩＥ規格：測色法− 第３部：ＣＩＥ 三刺激値；及び（ｄ）ＩＳＯ １１６６４−４：２００８（Ｅ）／ＣＩＥ Ｓ ０１４−４／Ｅ：２００７：合同ＩＳＯ／ＣＩＥ規格：測色法−第４部：ＣＩＥ １９７６ Ｌ^*ａ^*ｂ^*色空間が挙げられる。

本明細書に述べられるように、合金からＣｕを低減するか又は除去することにより合金に中間色が与えられる。本明細書に述べられる合金は、合金に更なる降伏強度を与えるためにＭｇ₂Ｚｎを含んでいる。合金は、本明細書に述べられるように中間色及び０．８〜１．２の範囲の低いアスペクト比を有する。本明細書に述べられる合金の組成に少なくとも一部起因するＬ^*ａ^*ｂ^*に対応した中間色についてここで述べる。

さまざまな態様において、本明細書に開示される合金のＬ＊は少なくとも８５である。いくつかの場合では、合金のＬ^*は少なくとも９０である。

本明細書に開示される合金は、中間色を有する。中間色とは、０に近い特定の値を超えて外れないａ^*及びｂ^*のことを刺す。さまざまな態様において、ａ^*は、−０．５以上である。さまざまな態様において、ａ^*は、−０．２５以上である。さまざまな態様において、ａ^*は、０．２５以下である。さまざまな態様において、ａ^*は、０．５以下である。更なる態様では、ａ^*は、−０．５以上、かつ０．５以下である。更なる態様では、ａ^*は、−０．２５以上、かつ０．２５以下である。

さまざまな態様において、ｂ^*は、−２．０以上である。さまざまな態様において、ｂ^*は、−１．７５以上である。さまざまな態様において、ｂ^*は、−１．５０以上である。さまざまな態様において、ｂ^*は、−１．２５以上である。さまざまな態様において、ｂ^*は、−１．０以上である。さまざまな態様において、ｂ^*は、−０．５以上である。さまざまな態様において、ｂ^*は、−０．２５以上である。さまざまな態様において、ｂ^*は、１．０以下である。さまざまな態様において、ｂ^*は、１．２５以下である。さまざまな態様において、ｂ^*は、１．５０以下である。さまざまな態様において、ｂ^*は、１．７５以下である。さまざまな態様において、ｂ^*は、２．０以下である。さまざまな態様において、ｂ^*は、０．５以下である。さまざまな態様において、ｂ^*は、０．２５以下である。更なる態様では、ｂ^*は、−１．０以上、かつ１．０以下である。更なる態様では、ｂ^*は、−０．５以上、かつ０．５以下である。

合金の降伏強度は、試験装置、試験試料、及び、引張試験の試験方法についてカバーしたＡＳＴＭ Ｅ８によって測定することができる。

応力腐食試験を、サンプリングの試験方法、試料の種類、試料の調製、試験環境、及びアセンブリ合金のＳＣＣの受けやすさを測定するための曝露の方法についてカバーしたＡＳＴＭ Ｇ４７によって、合金に対して行うことができる。

いくつかの実施形態では、本合金で電子機器のエンクロジャを形成することができる。エンクロジャは、ブラスト処理された表面仕上げを有するか、又はすじ状の線がないように設計することができる。ブラスト処理は、例えば、粗い表面を平滑化するか又は平滑面を粗面化する表面仕上げ処理である。ブラスト処理は、高圧下で表面に対して研磨材料の流れを強制的に推進させることによって表面の材料を除去することができる。

さまざまな実施形態において、合金は、電子機器の筐体又はその他の部品（例えば、機器の筐体又はケーシングの一部）を形成するのに使用することができる。機器としては、例えば携帯電話、デスクトップコンピュータ、ノートブックコンピュータ、及び／又は携帯型音楽プレイヤーなどのあらゆる消費者向け電子機器が挙げられる。機器は、デジタルディスプレイ、モニター、電子ブックリーダー、携帯型ウェブブラウザー、及びコンピュータモニターなどのディスプレイの一部でありうる。機器は、携帯型ＤＶＤプレイヤー、ＤＶＤプレイヤー、Ｂｌｕｅ−Ｒａｙ（登録商標）ディスクプレイヤー、ビデオゲームコンソール、又は、携帯型音楽プレイヤーなどの音楽プレイヤーをはじめとする娯楽機器であってもよい。機器は、画像、ビデオ、音声のストリーミング制御のような制御を与える機器の一部であってもよく、又は電子機器のリモートコントローラであってもよい。合金は、コンピュータ、又はハードドライバタワーの筐体若しくはケーシング、ノートブック筺体、ノートブックキーボード、ノートブックトラックパッド、デスクトップキーボード、マウス、及びスピーカーなどの、コンピュータ付属品の一部であってよい。合金は、腕時計又は時計などの機器にも適用することができる。

以上、いくつかの実施形態を説明したが、当業者には、本開示の趣旨から逸脱することなく、さまざまな改変例、代替的構造及び均等物を使用することができる点は認識されよう。更に、本明細書に開示した実施形態を不要に分かりにくくすることを避けるため、多くの周知のプロセス及び要素について説明をしていない。そのため、上記の説明文は、本文書の範囲を限定するものとして解釈すべきでない。

当業者には、本開示の実施形態は、限定ではなくあくまで例として教示を与えるものである点は了承されよう。したがって、以上の説明に含まれる、又は添付の図面に示される事項は、限定的な意味としてではなく、例示的なものとして解釈されるべきである。以下の特許請求の範囲は、本明細書に述べられるすべての包括的かつ具体的な機能、並びに、文言的にそれらの間に位置するものということができる、方法とシステムの範囲のすべての記述を含むことを意図するものである。

Claims (20)

1. ４．０〜１０．０重量％のＺｎと、
   ０．５〜２．０重量％のＭｇと、
   ０〜０．５０重量％のＣｕと、
   ０〜０．１０重量％のＺｒと、
   を含み、残部がアルミニウム及び付随的な不純物である、アルミニウム合金。
2. 前記合金は、４：１〜７：１であるＺｎとＭｇとの重量％の比を有する、請求項１に記載のアルミニウム合金。
3. ４．２５〜６．２５重量％のＺｎと、
   ０．７５〜１．５０重量％のＭｇと、
   を含む、請求項１に記載のアルミニウム合金。
4. ４．７５〜６．２５重量％のＺｎと、
   ０．７５〜１．５０重量％のＭｇと、
   を含む、請求項１に記載のアルミニウム合金。
5. ５．００〜５．６５重量％のＺｎと、
   １．００〜１．１０重量％のＭｇと、
   を含む、請求項１に記載のアルミニウム合金。
6. ５．４０〜５．６０重量％のＺｎと、
   ０．９０〜１．１０重量％のＭｇと、
   を含む、請求項１に記載のアルミニウム合金。
7. ５．４０〜５．６５重量％のＺｎと、
   １．３０〜１．５０重量％のＭｇと、
   を含む、請求項１に記載のアルミニウム合金。
8. ６．４０〜６．６０重量％のＺｎと、
   １．３０〜１．５０重量％のＭｇと、
   を含む、請求項１に記載のアルミニウム合金。
9. ０〜０．０１０重量％のＺｒを含む、請求項１に記載のアルミニウム合金。
10. ０〜０．２０重量％のＣｕを含む、請求項１に記載のアルミニウム合金。
11. ４．７５〜６．２５重量％のＺｎを含む、請求項１に記載のアルミニウム合金。
12. ０．７５〜１．５０重量％のＭｇを含む、請求項１に記載のアルミニウム合金。
13. 前記合金は、５．２５〜５．７５重量％のＺｎを含む、請求項１に記載の合金。
14. 前記合金は、０．０４〜０．２５重量％のＦｅを含む、請求項１に記載の合金。
15. 前記合金は、最大で０．２０重量％のＳｉを含む、請求項１に記載の合金。
16. 前記合金は、最大で０．３重量％のＡｇを含む、請求項１に記載の合金。
17. 前記合金は、少なくとも約２８０ＭＰａの降伏強度を有する、請求項１に記載の合金。
18. 前記合金は、少なくとも約３５０ＭＰａの降伏強度を有する、請求項１に記載の合金。
19. アルミニウム合金を製造するための方法であって、
    請求項１に記載の合金を含む溶融物を形成する工程と、
    前記溶融物を室温に冷却する工程と、
    前記冷却した合金を、高温に加熱し、前記高温にある時間にわたって保持することによって均質化する工程と、
    を含む、方法。
20. 請求項１の合金を含む、物品。