JP2019524989A - 陽極酸化品質アルミニウム合金およびその関連製品ならびに方法 - Google Patents
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Abstract
改善された表面品質を有する陽極酸化品質アルミニウムシートのための合金およびこれらのシートの製造方法を開示する。これらの合金は、これらの合金から形成された陽極酸化シート製品の表面筋をもたらす陰極の金属間化合物粒子の形成を最小にするように設計される。さらに、これらの合金は、再生アルミニウム屑を陽極酸化品質シートに取り込むことを可能にする。【選択図】図１Ａ
Description
関連出願の相互参照
本出願は、２０１６年６月２８日に出願された米国仮出願第６２／３５５，５２７号の利益を主張し、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０１６年６月２８日に出願された米国仮出願第６２／３５５，５２７号の利益を主張し、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本開示は、陽極酸化アルミニウム合金シート、具体的には、建築およびリソグラフィ用途のために陽極酸化され得るアルミニウム合金シートの分野に関する。
陽極酸化アルミニウムシートは、建築およびリソグラフィの用途に広く使用されている。これらの高品質建築およびリソグラフィ製品は、典型的には、線状の筋のような表面欠陥を最小にするために、非常に高純度の合金から製造される。しかしながら、このような高純度合金の要件は、陽極酸化品質（「ＡＱ」）製品に組み込むことができる再生含有物の量を厳しく制限する。
本発明の組成物および関連する製品ならびに方法は、建築およびリソグラフィ用途のような様々な用途に使用するためのアルミニウム５ｘｘｘ系シートの製造に利用することができる。このようなシートは、非常に高い表面品質を必要とする。ある種の合金元素や不純物が存在すると、シート上に線状の筋が現れることがある。これらの表面欠陥の生成を避けるために、高純度で高価な合金が使用されてきた。本明細書に記載の合金および方法は、先行技術における問題を解決し、多少の再生含有物の取り込みを可能にしながら表面品質を著しく改善する合金およびプロセスを提供する。具体的には、陽極酸化品質アルミニウムシートと、先行技術に見られる非常に高純度の合金を必要とせずに、陽極酸化品質アルミニウムシートを製造するプロセスが本明細書で提供される。本明細書に開示される合金および方法は、再生含有物が取り込まれた場合でも、高純度合金からのアルミニウムシートと同等の優れた陽極酸化品質および機械的特性を有するシートを提供する。
本発明の対象となる実施形態は、この概要ではなく、特許請求の範囲によって規定される。この概要は、本発明の様々な実施形態の高い階層における概観であり、以下の詳細な説明の項でさらに説明される概念のいくつかを紹介するものである。この概要は、特許請求の範囲にかかる主題の重要または本質的な特徴を特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲にかかる主題の範囲を決定するために単独で使用されることも意図していない。主題は、本特許の明細書全体の適切な部分、任意のまたはすべての図面、および各請求項を参照することによって理解されるべきである。
アルミニウム合金用の組成物を、本明細書に記載する。いくつかの例では、アルミニウム合金は、０．１０〜０．３０重量％のＦｅと、０．１０〜０．３０重量％のＳｉと、０〜０．２５重量％のＣｒと、２．０〜３．０重量％のＭｇと、０．０５〜０．１０重量％のＭｎと、０．０２〜０．０６重量％のＣｕと、各不純物に関しては最大０．０５重量％、全不純物に関しては最大０．１５重量％の不可避不純物と、残部のアルミニウムと、を含む。特定の実施例では、アルミニウム合金は０．１５〜０．２４重量％のＦｅおよび０〜０．２０重量％のＣｒを含む。ある場合には、アルミニウム合金は、０．１５重量％のＦｅ、０．３０重量％のＳｉ、２．４重量％のＭｇ、０．０７重量％のＭｎ、および０．０４重量％のＣｕを含む。ある場合には、Ｓｉ：Ｆｅ比は０．２：１〜２．５：１または０．６７：１〜２．０：１である。いくつかの例では、アルミニウム合金は、約１％〜約９０％の再生含有物を含む。
陽極酸化品質シートまたは陽極酸化シートは、本明細書に記載のアルミニウム合金から形成することができる。いくつかの実施例では、陽極酸化シートは、訓練された要員による１０フィートの距離での視覚的検査によって測定して、建築品質である。この検査では、シート間の色整合が評価される。他の例では、陽極酸化シートは、表面品質を評価するために訓練された要員による近距離視覚的検査によって測定されたリソグラフィック品質である。均一性、滑らかさ、光沢度、色および明度が、視覚的検査中に評価される。
本明細書に記載の陽極酸化シートは、１）エッチピットのサイズの小ささ、および／もしくはエッチピットの密度の低さ、ならびに／または２）シートの直線性値（ｌｉｎｅａｒｉｔｙ ｖａｌｕｅ）（ＬＶ）の低さ、および／もしくは６未満のＡＱ値から分かるように、高品質である。特定の例では、陽極酸化シートは、１平方ミリメートル当たり約２０００ピット未満のエッチピットの密度を有する。いくつかの例では、陽極酸化シートは、５μｍ以上の任意の寸法の測定値を有するエッチピットを含まない。
アルミニウムシートを製造する方法も本明細書に記載する。いくつかの例では、この方法は、インゴットを鋳造することと、インゴットを均質化することと、均質化したインゴットを熱間圧延して、熱間圧延された中間生成物を生成することと、熱間圧延された中間生成物を冷間圧延して、冷間圧延された中間生成物を生成することと、冷間圧延された中間生成物を中間焼きなましして、中間焼きなましされた生成物を生成することと、中間焼きなましされた生成物を冷間圧延して、冷間圧延されたシートを生成することと、冷間圧延されたシートを焼きなましして、焼きなましされたシートを形成することと、を含む。場合によっては、この方法は、焼きなましされたシートを陽極酸化することをさらに含む。
いくつかの例では、均質化は、２つの加熱工程を含み、第１の加熱工程は、インゴットを約５００〜６００℃で約２〜２４時間加熱することを含み、第２の加熱工程は、インゴットを約４８０℃で約８時間加熱することを含む。いくつかの例では、本方法は、熱間圧延された中間生成物を約３５０℃で約１時間自己焼きなましする工程をさらに含む。場合によっては、中間焼きなましすることは冷間圧延された中間生成物を約３５５℃で約２時間加熱することを含む。ときには、冷間圧延されたシートは、１〜１．５ｍｍの厚さを有する。
いくつかの例では、この方法は、０．１０〜０．３０重量％のＦｅと、０．１０〜０．３０重量％のＳｉと、０〜０．２５重量％のＣｒと、２．０〜３．０重量％のＭｇと、０．０５〜０．１０重量％のＭｎと、０．０２〜０．０６重量％のＣｕと、各不純物に関しては最大０．０５重量％、全不純物に関しては最大０．１５重量％の不可避不純物と、残部のアルミニウムと、を含む、前記アルミニウム合金を使用する。場合によっては、アルミニウム合金は、０．２：１〜２．５：１のＳｉ：Ｆｅ比でＳｉおよびＦｅを含む。
本明細書に記載の方法に従って製造されたアルミニウムシートから調製された製品も、本明細書で提供される。製品は、家庭用電化製品部品、自動車車体部品、建築部品、またはリソグラフィ部品とすることができる。
本発明の他の目的および利点は、以下の詳細な説明から明らかになろう。
本明細書では、再生含有物が合金に含まれる場合であっても、陽極酸化に適した高品質のアルミニウムシート、すなわち陽極酸化品質アルミニウムシートを製造するための新規のアルミニウム合金組成物およびプロセスを記載する。本明細書に記載された合金およびプロセスは、形成された金属間化合物粒子のタイプを制御し、したがって、以下により詳細に説明するように、許容できないレベルの粒子誘導線状性を生じさせない高品質アルミニウムシートを提供する。非限定的な例として、陽極酸化品質の合金は、５ｘｘｘ系のアルミニウム合金であってもよい。別の非限定的な例として、本明細書に記載されたプロセスによって製造されたシートは、建築用シートとして建築業界に特別な用途がある。
定義と説明：
本特許で使用される「発明（ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」「その発明（ｔｈｅ ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」、「本発明（ｔｈｉｓ ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」、および「本発明（ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」という用語は、本特許出願の主題のすべておよび以下の特許請求の範囲を広く指すことを意図している。これらの用語を含む陳述は、本明細書に記載された主題を限定するものではなく、または以下の特許請求の範囲の意味もしくは範囲を限定するものではないと理解すべきである。
本特許で使用される「発明（ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」「その発明（ｔｈｅ ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」、「本発明（ｔｈｉｓ ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」、および「本発明（ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」という用語は、本特許出願の主題のすべておよび以下の特許請求の範囲を広く指すことを意図している。これらの用語を含む陳述は、本明細書に記載された主題を限定するものではなく、または以下の特許請求の範囲の意味もしくは範囲を限定するものではないと理解すべきである。
本説明では、「系」または「５ｘｘｘ」などのＡＡ番号および他の関連する指定によって識別される合金が参照される。アルミニウムおよびその合金の命名および識別に最も一般的に使用される番号指定システムの理解には、両方ともにＴｈｅ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎによって出版されている、「Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ａｌｌｏｙ Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｌｉｍｉｔｓ ｆｏｒ Ｗｒｏｕｇｈｔ Ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｎｄ Ｗｒｏｕｇｈｔ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｌｌｏｙｓ」または「Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ Ｒｅｃｏｒｄ ｏｆ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ａｌｌｏｙ Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ Ｌｉｍｉｔｓ ｆｏｒ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｌｌｏｙｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｆｏｒｍ ｏｆ Ｃａｓｔｉｎｇｓ ａｎｄ Ｉｎｇｏｔ」を参照されたい。
本明細書中で使用される場合、「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」の意味は、文脈上他に明確に指示されない限り、単数形および複数形の言及を含む。
本明細書で使用される場合、「室温」の意味は、約１５℃〜約３０℃、例えば約１５℃、約１６℃、約１７℃、約１８℃、約１９℃、約２０℃、約２１℃、約２２℃、約２３℃、約２４℃、約２５℃、約２６℃、約２７℃、約２８℃、約２９℃、または約３０℃を含むことができる。
以下の実施例において、アルミニウム合金は、その元素組成の重量パーセント（重量％）で記載されている。各合金において、残部はアルミニウムであり、すべての不純物ついて０．１５％の最大重量％を有する。
合金
アルミニウムの精錬プロセスは非常にエネルギー集約的である。バージンアルミニウムから作られた製品は、バージンアルミニウムとアルミニウム屑の混合物から作られた製品よりもはるかに高いエネルギー入力を必要とする。アルミニウムの再生利用では、精錬よりもはるかに少ないエネルギーを必要とするため、経済的および環境的理由から、再生含有物をアルミニウム製品に含めることが非常に望ましい。しかしながら、再生含有物を特定の製品に取り込むことは、アルミニウム屑中に存在する不純物および／または合金元素によって制限される場合がある。再生アルミニウム含有物を取り込むことは、厳しい品質要件が定められている製品においてはより困難である。従来、陽極酸化に十分な品質のアルミニウムシートのように非常に純粋な合金を必要とする製品は、アルミニウム屑中に存在する不純物および／または合金元素から生じる表面欠陥を回避するために、再生含有物を全く取り込んでいないか、またはほとんど取り込んでいない。本開示は、任意で再生内容物を含むことができる高品質の平滑な表面アルミニウムシートを製造するための合金およびプロセスを提供する。
アルミニウムの精錬プロセスは非常にエネルギー集約的である。バージンアルミニウムから作られた製品は、バージンアルミニウムとアルミニウム屑の混合物から作られた製品よりもはるかに高いエネルギー入力を必要とする。アルミニウムの再生利用では、精錬よりもはるかに少ないエネルギーを必要とするため、経済的および環境的理由から、再生含有物をアルミニウム製品に含めることが非常に望ましい。しかしながら、再生含有物を特定の製品に取り込むことは、アルミニウム屑中に存在する不純物および／または合金元素によって制限される場合がある。再生アルミニウム含有物を取り込むことは、厳しい品質要件が定められている製品においてはより困難である。従来、陽極酸化に十分な品質のアルミニウムシートのように非常に純粋な合金を必要とする製品は、アルミニウム屑中に存在する不純物および／または合金元素から生じる表面欠陥を回避するために、再生含有物を全く取り込んでいないか、またはほとんど取り込んでいない。本開示は、任意で再生内容物を含むことができる高品質の平滑な表面アルミニウムシートを製造するための合金およびプロセスを提供する。
陽極酸化品質の高品質な建築製品を生産するには、細かい表面の筋をなくす必要がある。これらの筋は、線状に分布した金属間化合物粒子の存在に起因し、金属間ストリンガとも呼ばれる。クロス圧延のような２方向に沿った圧延とは対照的に、長さのような一方向の繰返し圧延シーケンスを使用する一般的なシート製造プロセスでは、圧延方向に沿った金属間化合物粒子の線状分布は不可避である。陽極酸化アルミニウムシートの表面品質は、線状性値（ＬＶ）によって等級付けされてもよく、ここで、より低いＬＶは、より少ない線状の表面の筋または欠陥に対応する。
金属間化合物粒子は２つ以上の元素を含み、例えばアルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、および／またはマグネシウム（Ｍｇ）のうちの２つ以上の元素を含む。金属間化合物粒子としては、Ａｌｘ（Ｆｅ，Ｍｎ）、Ａｌ３Ｆｅ、Ａｌ１２（Ｆｅ，Ｍｎ）３Ｓｉ、Ａｌ７Ｃｕ２Ｆｅ、Ａｌ２０Ｃｕ２Ｍｎ３、Ａｌ３Ｔｉ、Ａｌ２Ｃｕ、Ａｌ（Ｆｅ，Ｍｎ）２Ｓｉ３、Ａｌ３Ｚｒ、Ａｌ７Ｃｒ、Ａｌｘ（Ｍｎ，Ｆｅ）、Ａｌ１２（Ｍｎ，Ｆｅ）３Ｓｉ、Ａｌ３Ｎｉ、Ｍｇ２Ｓｉ、ＭｇＺｎ３、Ｍｇ２Ａｌ３、Ａｌ３２Ｚｎ４９、Ａｌ２ＣｕＭｇ、Ａｌ６Ｍｎ等が挙げられるが、これらに限定されない。金属間化合物粒子中の元素に下線が引かれている場合、その元素は粒子中、支配的に存在する元素である。記号（Ｆｅ，Ｍｎ）は、元素がＦｅまたはＭｎ、またはこれらの２つの混合物であることを示す。多くの金属間化合物粒子はアルミニウムを含むが、Ｍｇ２Ｓｉなどのアルミニウムを含まない金属間化合物粒子も存在する。金属間化合物粒子の組成および特性は、以下でさらに説明される。
アルミニウムシートを陽極酸化する前に、アルカリまたは酸性エッチングプロセスが用いられる。このエッチングプロセスの間に、線状に分布した金属間化合物粒子（および／または金属間化合物粒子に隣接するアルミニウムシートの一部）がアルミニウムシートに溶解または除去され、アルミニウムシート中に様々な大きさのエッチピットが残る。線状に分布したエッチピットの数および／またはサイズが過剰である場合、アルミニウムシートの表面上に細かい短い筋が見えるようになる。この現象は粒子誘起線状性（ｐａｒｔｉｃｌｅ ｉｎｄｕｃｅｄ ｌｉｎｅａｒｉｔｙ）と呼ばれることがある。０．０５０／μｍ未満のＬＶのような低いＬＶを有することが望ましい。エッチングを最小限に抑えてアルミニウムシートの表面トポグラフィーを制御するためには、金属間化合物粒子の組成およびそのエッチング応答を理解する必要がある。
アルミニウム合金の金属間化合物粒子は、それらの電気化学的ポテンシャルに従って３つの異なるタイプに分類することができる。３つのタイプは、陰極金属間化合物粒子、中性金属間化合物粒子、および陽極金属間化合物粒子である。各タイプは、アルカリエッチング中の異なる応答を示す。陰極粒子は、周囲のアルミニウムマトリックスよりも不活性である。したがって、粒子に隣接するアルミニウムマトリックスは優先的に溶解され、エッチングプロセスの間およびその後に残っている陰極粒子の周囲に比較的大きなエッチピットを残す。陰極粒子からの大きなエッチングピットは、材料の陽極酸化品質に悪影響を与える高視認性の筋を生じる。一方、陽極粒子は、それらを取り囲むアルミニウムマトリックスよりも容易に溶解し、エッチピットは陽極粒子と同じ大きさになる。陽極粒子から残されたエッチピットは陰極粒子から残されたエッチピットよりも小さいので、陽極粒子の存在は陰極粒子の存在よりも陽極酸化シートの品質に対してあまり有害でない。最後に、電気化学的に中性の粒子は、周囲のアルミニウムマトリックスとほぼ同じ速度で溶解され、したがって最小限のエッチピットを形成する。エッチピットは陽極酸化工程の後に残るが、中性および陽極粒子によって生成されるエッチピットは、陰極粒子によって生成されるエッチピットよりもはるかに小さく見えにくい。したがって、中性および陽極の粒子は、陽極酸化シートの品質に対して陰極粒子よりも害が少ない。
１つの目的は、エッチピットを最小化するための電気化学ポテンシャルの点で合金に存在する金属間化合物粒子のタイプを分類して制御することである。理論に縛られることを意図するものではなく、陰極粒子の形成が最小限に抑えられると、エッチピットのサイズおよび数密度が減少し、その結果、アルミニウムシートの陽極酸化品質が改善され、粒子誘起線状性は低下する。この改善は、形成される陰極粒子の割合が減少する限り、金属間化合物粒子の総数が同じであっても観察され得る。
表１は、アルミニウムマトリックスと比較して、ｐＨ６で０．０１〜０．１ＭのＮａＣｌ中の金属間化合物粒子およびそれらの電気化学ポテンシャルを詳細に示す。アルミニウムマトリックスと比較して陽性である（約５０ミリボルト（ｍＶ）より大きい）酸化電位を有する金属間化合物粒子は陰極であり、このタイプの粒子を取り囲むアルミニウムマトリックスは陰極粒子が溶解する前にアルカリエッチングプロセス中に溶解する。アルミニウムマトリックスとほぼ同じ酸化電位（約−５０ｍＶ〜約＋５０ｍＶ）を有する金属間化合物粒子は中性であり、このタイプの粒子を取り囲むアルミニウムマトリックスはアルカリエッチングプロセス中に中性粒子とほぼ同じ速度で溶解する。陰性酸化電位を有する金属間化合物粒子は陽極であり、周囲のアルミニウムマトリックスが溶解する前に溶解する。表１は、一般的な金属間化合物粒子型を示し、場合によってはその酸化電位を列挙する。記号（Ｆｅ，Ｍｎ）は、元素がＦｅまたはＭｎ、またはこれらの２つの混合物であることを示す。ＦｅまたはＭｎのいずれかに下線が引かれている場合、下線が引かれた要素は、これらの２つの要素の中で支配的に存在する要素である。酸化電位は既知の場合カッコ内に記載されている。表１に示すように、Ｆｅ、Ｍｎ、ＣｕおよびＴｉは、陰極粒子の形成をもたらす元素である。したがって、合金中のこれらの元素を最小限に抑えることが不可欠である。
陰極の金属間化合物粒子の存在を最小にするアルミニウム合金組成物が望ましい。そのようなアルミニウム合金の１つは、約０．１０〜０．３０重量％のＦｅと、０．１０〜０．３０重量％のＳｉと、０〜０．２５重量％のＣｒと、２．０〜３．０重量％のＭｇと、０．０５〜０．１０重量％のＭｎと、０．０２〜０．０６重量％のＣｕと、各不純物に関しては最大０．０５重量％、全不純物に関しては最大０．１５重量％の不可避不純物と、残部のアルミニウムと、を含む。ある場合には、この合金は、０．１５〜０．２４重量％のＦｅおよび０〜０．２０重量％のＣｒを含む。他の例では、この合金は０．１５重量％のＦｅ、０．３０重量％のＳｉ、２．４重量％のＭｇ、０．０７重量％のＭｎ、および０．０４重量％のＣｕを含む。
いくつかの例では、合金は約０．０５重量％、０．１０重量％、０．１５重量％、０．２０重量％、０．２５重量％、０．３０重量％、０．４０重量％、もしくは０．５０重量％のＦｅ、または０．０５〜０．３５重量％、０．１０〜０．２５重量％、０．１５〜０．３０重量％、もしくは０．１５〜０．２５重量％のＦｅを含む。いくつかの例では、合金は約０．０５重量％、０．１０重量％、０．１５重量％、０．２０重量％、０．２５重量％、０．３０重量％、０．３５重量％、０．４０重量％、０．４５重量％、もしくは０．５０重量％のＳｉ、または０．０５〜０．３５重量％、０．１０〜０．２５重量％、０．１５〜０．３０重量％、もしくは０．１５〜０．２５の重量％のＳｉを含む。いくつかの例では、合金は約０．０５重量％、０．１０重量％、０．１５重量％、０．２０重量％、０．２５重量％、もしくは０．３０重量％のＣｒ、または０〜０．２０重量％、０〜０．１０重量％、０〜０．０５重量％、０〜０．２５重量％、０．０５〜０．２０重量％、０．１０〜０．２０重量％、もしくは０．０５〜０．１５重量％のＣｒを含む。いくつかの例では、合金は約２．０重量％、２．２５重量％、２．５重量％、２．７５重量％、もしくは３．０重量％のＭｇ、または２．０〜２．５重量％、２．５〜３．０重量％、もしくは２．２５−２．７５重量％のＭｇを含む。いくつかの例では、合金は約０．０６重量％、０．０７重量％、０．０８重量％、０．０９重量％、もしくは０．１０重量％のＭｎ、または０．０６〜０．１０重量％、０．０７〜０．１０重量％のＭｎを含む。いくつかの例では、合金は約０．０２重量％、０．０３重量％、０．０４重量％、０．０５重量％、もしくは０．０６重量％Ｃｕ、または０．０２〜０．０４重量％、０．０４〜０．０６重量％、もしくは０．０３〜０．０５重量％のＣｕを含む。
さらに、Ｓｉ：Ｆｅ比を変化させることにより、支配的相のタイプが変化する。例えば、Ｓｉ：Ｆｅ比を上げることで、５ｘｘｘ系アルミニウム合金中の陰極型粒子の形成を最小にする。同様に、陰極型粒子の形成を最小限に抑えるために、例えば３ｘｘｘ系アルミニウム合金および４ｘｘｘ系アルミニウム合金のような他の合金中の元素の比を制御することも、これらの陽極酸化シートの品質を改善する。いくつかの例では、アルミニウム合金は、０．２：１〜２．５：１のＳｉ：Ｆｅ比を有する。いくつかの例では、Ｓｉ：Ｆｅ比は０．６７：１〜２．０：１である。いくつかの例では、Ｓｉ：Ｆｅ比は２．０：１であり、合金のＦｅ含有量は０．１５重量％以下である。
いくつかの例では、シートは、１平方ミリメートル当たり１２０個以下の粒子、１平方ミリメートル当たり２００個以下の粒子、１平方ミリメートル当たり３００個以下の粒子、１平方ミリメートル当たり４００個以下の粒子、１平方ミリメートル当たり５００個以下の粒子、１平方ミリメートル当たり１０００個以下の粒子、１平方ミリメートル当たり１５００個以下の粒子、または１平方ミリメートル当たり２０００個以下の粒子を含む。
いくつかの例では、アルミニウム合金は、約１％〜約９０％の再生含有物（例えば、約１％〜約５０％、約５０％〜約９０％、約１０％〜約８０％、約２０％〜約６０％、約１％〜約４０％、約１％〜約３０％、約１％〜約２０％、または約１％〜約１０％の再生含有物）を含む。いくつかの例では、アルミニウム合金は、１％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、または９０％の再生含有物を含む。上述のように、経済的理由および環境上の理由から、アルミニウム製品に再生アルミニウム含有物を含めることが望ましい。本開示の目的上、「再生含有物」は、製造廃棄物または消費材廃棄物（総称して：アルミニウム屑）を指すことができる。合金元素または不純物の同一性および濃度は、アルミニウム屑の供給源によって異なる。例えば、飲料缶はアルミニウム屑の一般的な供給源である。飲料缶本体にはＡＡ３００４アルミニウム合金が一般的に使用されているが、端部およびタブにはＡＡ５１８２合金が使用されている。ＡＡ３００４は、公称１．２％のＭｎおよび１％のＭｇを含む。ＡＡ５１８２は、公称５％のＭｇ、０．５％のＭｎ、および０．１％のＣｒを含む。
陽極酸化処理シート
合金は、当業者に知られている任意の方法によってアルミニウムシートに成形することができる。さらに、酸または塩基浴中でアルミニウムシートをエッチングし、次いで陽極酸化することができる。いくつかの例では、陽極酸化シートは、０．１０〜０．３０重量％のＦｅと、０．１０〜０．３０重量％のＳｉと、０〜０．２５重量％のＣｒと、２．０〜３．０重量％のＭｇと、０．０５〜０．１０重量％のＭｎと、０．０２〜０．０６重量％のＣｕと、各不純物に関しては最大０．０５重量％、全不純物に関しては最大０．１５重量％の不可避不純物と、残部のアルミニウムとを含む、アルミニウム合金を含む。特定の実施例では、アルミニウム合金は０．１５〜０．２４重量％のＦｅおよび０〜０．２０重量％のＣｒを含む。ある場合には、アルミニウム合金は、０．１５重量％のＦｅ、０．３０重量％のＳｉ、２．４重量％のＭｇ、０．０７重量％のＭｎ、および０．０４重量％のＣｕを含む。ある場合には、Ｓｉ：Ｆｅ比は０．２：１〜２．５：１または０．６７：１〜２．０：１である。いくつかの例では、アルミニウム合金は、約１％〜約９０％の再生含有物（例えば、約１％〜約５０％、約５０％〜約９０％、約１０％〜約８０％、約２０％約６０％、約１％〜約４０％、約１％〜約３０％、約１％〜約２０％、または約１％〜約１０％の再生含有物）を含む。いくつかの例では、アルミニウム合金は、１％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、または９０％の再生含有物を含む。いくつかの例では、Ａｌｘ（ＦｅＭｎ）、Ａｌ３Ｆｅ、Ａｌ１２（Ｆｅ，Ｍｎ）３ＳｉおよびＡｌ（Ｆｅ，Ｍｎ）２Ｓｉ３を含む陰極金属間化合物粒子の存在は、従来の５ｘｘｘ系アルミニウム合金に対するものよりも低い。
合金は、当業者に知られている任意の方法によってアルミニウムシートに成形することができる。さらに、酸または塩基浴中でアルミニウムシートをエッチングし、次いで陽極酸化することができる。いくつかの例では、陽極酸化シートは、０．１０〜０．３０重量％のＦｅと、０．１０〜０．３０重量％のＳｉと、０〜０．２５重量％のＣｒと、２．０〜３．０重量％のＭｇと、０．０５〜０．１０重量％のＭｎと、０．０２〜０．０６重量％のＣｕと、各不純物に関しては最大０．０５重量％、全不純物に関しては最大０．１５重量％の不可避不純物と、残部のアルミニウムとを含む、アルミニウム合金を含む。特定の実施例では、アルミニウム合金は０．１５〜０．２４重量％のＦｅおよび０〜０．２０重量％のＣｒを含む。ある場合には、アルミニウム合金は、０．１５重量％のＦｅ、０．３０重量％のＳｉ、２．４重量％のＭｇ、０．０７重量％のＭｎ、および０．０４重量％のＣｕを含む。ある場合には、Ｓｉ：Ｆｅ比は０．２：１〜２．５：１または０．６７：１〜２．０：１である。いくつかの例では、アルミニウム合金は、約１％〜約９０％の再生含有物（例えば、約１％〜約５０％、約５０％〜約９０％、約１０％〜約８０％、約２０％約６０％、約１％〜約４０％、約１％〜約３０％、約１％〜約２０％、または約１％〜約１０％の再生含有物）を含む。いくつかの例では、アルミニウム合金は、１％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、または９０％の再生含有物を含む。いくつかの例では、Ａｌｘ（ＦｅＭｎ）、Ａｌ３Ｆｅ、Ａｌ１２（Ｆｅ，Ｍｎ）３ＳｉおよびＡｌ（Ｆｅ，Ｍｎ）２Ｓｉ３を含む陰極金属間化合物粒子の存在は、従来の５ｘｘｘ系アルミニウム合金に対するものよりも低い。
いくつかの例では、陽極酸化シートは、視覚的検査によって測定された建築品質のものである。１０フィートの距離で観察された場合、色の一致および粗い筋模様は許容限度以下でなければならない。いくつかの例では、陽極酸化シートは視覚的検査によって測定されたリソグラフィ品質のものである。１０フィートの距離で観察すると、細かい筋模様やピックアップは許容限度以下でなければならない。
いくつかの例では、シートは、ＡＱ視覚的等級付けによって測定された場合、ＡＱ値が８未満、７未満、６未満、５未満または４未満である。より低いＡＱ値はより高いＡＱ品質を示す（例えば、ＡＱ値が１であるシートは、このシートが、ＡＱ値が１０であるシートよりも高い陽極酸化品質を有することを示す）。
上述のように、陰極粒子の存在を最小限に抑えるために金属間化合物粒子の性質を制御することにより、表面品質の高いアルミニウムシートが得られる。エッチピットは肉眼で線状の筋に見えるため、表面の品質を視覚的に評価することができる。いくつかの例では、陽極酸化シートは、１平方ミリメートル（ｍｍ）当たり約３０００ピット未満、約２０００ピット未満、約１５００ピット未満、約１０００ピット未満、または約５００ピット未満のエッチピット密度を有する。さらに、これらのエッチピットは、高い表面品質のためにサイズが制限されなければならない。いくつかの例では、陽極酸化シートは、約２μｍより大きい幅および／または約１０μｍより大きい長さを有するエッチピットを実質的に含まない。本明細書で使用されるように、特定の寸法（例えば、幅および／または長さ）を有するエッチピットの数に関連して、実質的に含まないという用語は、特定の寸法を有するエッチピットのパーセンテージが、エッチピットの総数に基づいて、０．１％未満、０．０１％未満、０．００１％未満、または０．０００１％未満であることを意味する。場合によっては、陽極酸化シートは、０．２５μｍ、０．５μｍ、０．７５μｍ、１μｍ、１．２５μｍ、１．５μｍ、１．７５μｍ、２μｍ、３μｍ、４μｍ、５μｍ、６μｍ、７μｍ、８μｍ、９μｍ、または１０μｍ、を超えるいずれかの寸法の測定値を有するエッチピットを実質的に含まない。
製造方法
本明細書に開示される方法は、所望の機械的および物理的特性を有する陽極酸化品質の５ｘｘｘシートを製造する効率的な方法である。本明細書に記載のシートを製造するのに適した合金には、Ｔｈｅ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎによって確立されたＡＡ５ｘｘｘ指定内の任意の合金が含まれる。非限定的な例示のＡＡ５ｘｘｘ系合金は、ＡＡ５１８２、ＡＡ５１８３、ＡＡ５００５、ＡＡ５００５Ａ、ＡＡ５２０５、ＡＡ５３０５、ＡＡ５５０５、ＡＡ５６０５、ＡＡ５００６、ＡＡ５１０６、ＡＡ５０１０、ＡＡ５１１０、ＡＡ５１１０Ａ、ＡＡ５２１０、ＡＡ５３１０、ＡＡ５０１６、ＡＡ５０１７、ＡＡ５０１８、ＡＡ５０１８Ａ、ＡＡ５０１９、ＡＡ５０１９Ａ、ＡＡ５１１９、ＡＡ５１１９Ａ、ＡＡ５０２１、ＡＡ５０２２、ＡＡ５０２３、ＡＡ５０２４、ＡＡ５０２６、ＡＡ５０２７、ＡＡ５０２８、ＡＡ５０４０、ＡＡ５１４０、ＡＡ５０４１、ＡＡ５０４２、ＡＡ５０４３、ＡＡ５０４９、ＡＡ５１４９、ＡＡ５２４９、ＡＡ５３４９、ＡＡ５４４９、ＡＡ５４４９Ａ、ＡＡ５０５０、ＡＡ５０５０Ａ、ＡＡ５０５０Ｃ、ＡＡ５１５０、ＡＡ５０５１、ＡＡ５０５１Ａ、ＡＡ５１５１、ＡＡ５２５１、ＡＡ５２５１Ａ、ＡＡ５３５１、ＡＡ５４５１、ＡＡ５０５２、ＡＡ５２５２、ＡＡ５３５２、ＡＡ５１５４、ＡＡ５１５４Ａ、ＡＡ５１５４Ｂ、ＡＡ５１５４Ｃ、ＡＡ５２５４、ＡＡ５３５４、ＡＡ５４５４、ＡＡ５５５４、ＡＡ５６５４、ＡＡ５６５４Ａ、ＡＡ５７５４、ＡＡ５８５４、ＡＡ５９５４、ＡＡ５０５６、ＡＡ５３５６、ＡＡ５３５６Ａ、ＡＡ５４５６、ＡＡ５４５６Ａ、ＡＡ５４５６Ｂ、ＡＡ５５５６、ＡＡ５５５６Ａ、ＡＡ５５５６Ｂ、ＡＡ５５５６Ｃ、ＡＡ５２５７、ＡＡ５４５７、ＡＡ５５５７、ＡＡ５６５７、ＡＡ５０５８、ＡＡ５０５９、ＡＡ５０７０、ＡＡ５１８０、ＡＡ５１８０Ａ、ＡＡ５０８２、ＡＡ５１８２、ＡＡ５０８３、ＡＡ５１８３、ＡＡ５１８３Ａ、ＡＡ５２８３、ＡＡ５２８３Ａ、ＡＡ５２８３Ｂ、ＡＡ５３８３、ＡＡ５４８３、ＡＡ５０８６、ＡＡ５１８６、ＡＡ５０８７、ＡＡ５１８７、およびＡＡ５０８８を含むことができる。いくつかの例では、本明細書に記載の合金をシートの製造に使用することができる。
本明細書に開示される方法は、所望の機械的および物理的特性を有する陽極酸化品質の５ｘｘｘシートを製造する効率的な方法である。本明細書に記載のシートを製造するのに適した合金には、Ｔｈｅ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎによって確立されたＡＡ５ｘｘｘ指定内の任意の合金が含まれる。非限定的な例示のＡＡ５ｘｘｘ系合金は、ＡＡ５１８２、ＡＡ５１８３、ＡＡ５００５、ＡＡ５００５Ａ、ＡＡ５２０５、ＡＡ５３０５、ＡＡ５５０５、ＡＡ５６０５、ＡＡ５００６、ＡＡ５１０６、ＡＡ５０１０、ＡＡ５１１０、ＡＡ５１１０Ａ、ＡＡ５２１０、ＡＡ５３１０、ＡＡ５０１６、ＡＡ５０１７、ＡＡ５０１８、ＡＡ５０１８Ａ、ＡＡ５０１９、ＡＡ５０１９Ａ、ＡＡ５１１９、ＡＡ５１１９Ａ、ＡＡ５０２１、ＡＡ５０２２、ＡＡ５０２３、ＡＡ５０２４、ＡＡ５０２６、ＡＡ５０２７、ＡＡ５０２８、ＡＡ５０４０、ＡＡ５１４０、ＡＡ５０４１、ＡＡ５０４２、ＡＡ５０４３、ＡＡ５０４９、ＡＡ５１４９、ＡＡ５２４９、ＡＡ５３４９、ＡＡ５４４９、ＡＡ５４４９Ａ、ＡＡ５０５０、ＡＡ５０５０Ａ、ＡＡ５０５０Ｃ、ＡＡ５１５０、ＡＡ５０５１、ＡＡ５０５１Ａ、ＡＡ５１５１、ＡＡ５２５１、ＡＡ５２５１Ａ、ＡＡ５３５１、ＡＡ５４５１、ＡＡ５０５２、ＡＡ５２５２、ＡＡ５３５２、ＡＡ５１５４、ＡＡ５１５４Ａ、ＡＡ５１５４Ｂ、ＡＡ５１５４Ｃ、ＡＡ５２５４、ＡＡ５３５４、ＡＡ５４５４、ＡＡ５５５４、ＡＡ５６５４、ＡＡ５６５４Ａ、ＡＡ５７５４、ＡＡ５８５４、ＡＡ５９５４、ＡＡ５０５６、ＡＡ５３５６、ＡＡ５３５６Ａ、ＡＡ５４５６、ＡＡ５４５６Ａ、ＡＡ５４５６Ｂ、ＡＡ５５５６、ＡＡ５５５６Ａ、ＡＡ５５５６Ｂ、ＡＡ５５５６Ｃ、ＡＡ５２５７、ＡＡ５４５７、ＡＡ５５５７、ＡＡ５６５７、ＡＡ５０５８、ＡＡ５０５９、ＡＡ５０７０、ＡＡ５１８０、ＡＡ５１８０Ａ、ＡＡ５０８２、ＡＡ５１８２、ＡＡ５０８３、ＡＡ５１８３、ＡＡ５１８３Ａ、ＡＡ５２８３、ＡＡ５２８３Ａ、ＡＡ５２８３Ｂ、ＡＡ５３８３、ＡＡ５４８３、ＡＡ５０８６、ＡＡ５１８６、ＡＡ５０８７、ＡＡ５１８７、およびＡＡ５０８８を含むことができる。いくつかの例では、本明細書に記載の合金をシートの製造に使用することができる。
本明細書に記載の合金は、直接冷却（ＤＣ）プロセスを用いてインゴットに鋳造することができる。得られたインゴットは、必要に応じて面削りすることができる。その後、インゴットはさらなる処理工程に供されることができる。いくつかの例では、処理工程は、２段階の均質化工程、熱間圧延工程、冷間圧延工程、任意の中間焼きなまし工程、冷間圧延工程、および最終焼きなまし工程を含む。
本明細書に記載の均質化工程は、単一の均質化工程または２段階の均質化プロセスであり得る。第１の均質化工程は、準安定相をマトリックスに溶解し、微細構造の不均質性を最小にする。インゴットを、２〜２４時間、２〜５時間、５〜１２時間、１２〜１８時間、または１８〜２４時間、または少なくとも２時間、少なくとも１２時間、または少なくとも２４時間の加熱時間の間に、少なくとも約５６０℃（例えば、少なくとも約５５０℃、少なくとも約５５５℃、少なくとも約５６５℃、または少なくとも約５７０℃）のピーク金属温度を達成するように加熱する。いくつかの例では、インゴットを約５６０℃〜約５７５℃の範囲のピーク金属温度に達するように加熱する。ピーク金属温度に達する加熱速度は、約５０℃／時間〜約１００℃／時間とすることができる。例えば、加熱速度は、約５０℃／時間、約５５℃／時間、約６０℃／時間、約６５℃／時間、約７０℃／時間、約７５℃／時間、約８０℃／時間、約８５℃／時間、約９０℃／時間、約９５℃／時間、または約１００℃／時間であってよい。次いで、インゴットを、第１の均質化段階中の一定時間、ソーク（すなわち、示した温度に保持される）することができる。いくつかの例では、インゴットは最大６時間（例えば３０分〜６時間）ソークすることができる。例えば、インゴットを約５６０℃の温度で５時間ソークすることができる。
第２の均質化段階では、インゴット温度を、その後の処理の前に約４５０℃〜５４０℃の温度に低下させる。いくつかの例では、インゴット温度を、その後の処理の前に、約４８０℃から５４０℃の温度に低下させる。例えば、第２段階では、インゴットを約４７０℃、約４８０℃、約５００℃、約５２０℃、または約５４０℃の温度に冷却して、一定時間ソークすることができる。いくつかの例では、インゴットを、指示された温度で最大８時間（例えば、３０分〜８時間、包括的には３０分、１時間、２時間、３時間、４時間、５時間、６時間、７時間、または８時間）ソークすることができる。例えば、インゴットを約４８０℃の温度で８時間ソークすることができる。
第２の均質化工程の後、熱間圧延工程を行うことができる。熱間圧延工程は、熱可逆圧延機操作および／または熱タンデム圧延機操作を含むことができる。熱間圧延工程は、約２５０℃〜約４５０℃（例えば、約３００℃〜約４００℃または約３５０℃〜約４００℃）の範囲の温度で行うことができる。熱間圧延工程では、インゴットを１０ｍｍゲージ以下（例えば、３ｍｍ〜８ｍｍゲージ）の厚さに熱間圧延することができる。例えば、インゴットは、８ｍｍゲージ以下、７ｍｍゲージ以下、６ｍｍゲージ以下、５ｍｍゲージ以下、４ｍｍゲージ以下、または３ｍｍゲージ以下に熱間圧延することができる。必要に応じて、熱間圧延工程は最大１時間行うことができる。必要に応じて、熱間圧延工程の終了時（例えば、タンデム圧延機から出る時）に、シートはコイル状に巻かれる。
その後、熱間圧延シートは、冷間圧延工程を経ることができる。シート温度は、約２０℃〜約２００℃（例えば、約１２０℃〜約２００℃）の範囲の温度に低下させることができる。冷間圧延工程は、約１．０ｍｍから約３ｍｍ、または約２．３ｍｍの最終ゲージ厚さをもたらす期間、実施することができる。必要に応じて、冷間圧延工程は、最大約１時間（例えば、約１０分〜約３０分間）の期間、実施することができる。
冷間圧延されたコイルは、次に中間焼きなまし工程を経ることができる。中間焼きなまし工程は、コイルを約３００℃〜約４００℃（例えば、約３００℃、３０５℃、３１０℃、３１５℃、３２０℃、３２５℃、３３０℃、３３５℃、３４０℃、３４５℃、３５０℃、３５５℃、３６０℃、３６５℃、３７０℃、３７５℃、３８０℃、３８５℃、３９０℃、３９５℃、または４００℃）のピーク金属温度に加熱することを含むことができる。中間焼きなまし工程の加熱速度は、約２０℃／分〜約１００℃／分とすることができる。中間焼きなまし工程は、２時間以下（例えば、１時間以下）の期間実施することができる。例えば、中間焼きなまし工程は、３０分〜５０分の期間実施することができる。
中間焼きなまし工程の後に、別の冷間圧延工程を行ってもよい。この冷間圧延工程は、約０．５ｍｍ〜約２ｍｍ、約０．７５〜１．７５ｍｍ、約１〜１．５ｍｍ、または約１．２７ｍｍの最終ゲージ厚さをもたらす期間にわたって実施することができる。必要に応じて、冷間圧延工程は、最大約１時間（例えば、約１０分〜約３０分間）の期間、実施することができる。
冷間圧延されたコイルはその後、焼きなまし工程を経ることができる。焼きなまし工程は、約１８０℃〜約３５０℃（例えば、約１７５℃、約１８０℃、約１８５℃、約２００℃、約２２５℃、約２５０℃、約２７５℃、約３００℃、約３２５℃、約３５０℃、約３５５℃、または約３６０℃）のピーク金属温度にコイルを加熱することを含むことができる。焼きなまし工程の加熱速度は、約１０℃／時間〜約１００℃／時間とすることができる。焼きなまし工程は、４８時間以下（例えば、１時間以下）の期間実施することができる。例えば、焼きなまし工程は、３０分〜５０分の間実施することができる。
本明細書に記載の合金、陽極酸化シート、および方法は、建築用途、リソグラフィ用途、エレクトロニクス用途、および自動車用途を含むいくつかの用途に使用することができる。建築ＡＱシートは、非限定的な例として、フラッシング、窓枠、ドアパネル、カーテンウォール、および装飾パネルに広く使用されている。陽極酸化プロセスの間、アルミニウムの酸化された表面は、顔料または染料で着色されていてもよく、室内装飾に幅広い色およびスタイルを提供する。いくつかの例では、シートは、家庭用電化製品または家庭用電化製品部品などの製品を調製するために使用することができる。例示的な家庭用電化製品には、携帯電話、オーディオデバイス、ビデオデバイス、カメラ、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、テレビ、ディスプレイ、家電製品、ビデオ再生および録音デバイスなどが含まれる。例示的な家庭用電化製品部品は、アウターハウジング（例えば、ファサード）、および家庭用電化製品用の内部部品を含む。いくつかの例では、本明細書に記載のシートおよび方法は、内部パネルなどの自動車車体部品を調製するために使用することができる。いくつかの例では、本明細書に記載の合金から調製された製品は、家庭用電化製品部品、自動車車体部品、建築部品、またはリソグラフィ部品であってよい。
以下の実施例は、開示された実施例をさらに例示するものであり、同時に、その限定を構成するものではない。それどころか、本発明の精神から逸脱することなく、本明細書の記載を読んだ後に当業者に示唆される様々な例、改変、および均等物が、本発明の範囲内にあることを明確に理解されたい。以下の実施例に記載の研究中では、他に記載がない限り、従来の手順に従った。いくつかの手順は、説明のために以下に記載される。
実施例１：陽極酸化品質のシートの調製
陽極酸化品質のシートを調製するために使用されたインゴットを、表２に示す組成を有する合金からＤＣ鋳造を用いて鋳造し、当業者に知られている方法を用いて面削りされた。すべての元素を、残部Ａｌを有する合金の総重量に基づいて、重量％で表す。
陽極酸化品質のシートを調製するために使用されたインゴットを、表２に示す組成を有する合金からＤＣ鋳造を用いて鋳造し、当業者に知られている方法を用いて面削りされた。すべての元素を、残部Ａｌを有する合金の総重量に基づいて、重量％で表す。
合金１〜４のそれぞれを、以下の方法で処理した。インゴットを鋳造し、３″（インチ）のゲージに面削りし、室温〜５６０℃まで加熱し、約６時間ソークした。次いで、インゴットを４８０℃に冷却し、約８時間ソークした。次いで、得られたインゴットを熱間圧延して厚さ７ｍｍのゲージにした。得られたシートを約３５０℃の温度で約１時間自己焼きなましした。次いで、シートを冷間圧延して厚さ２．３ｍｍのゲージにした。次いで、冷間圧延されたシートを３３５℃の温度で約２時間中間焼きなましした後、再び冷間圧延して厚さ１．２７ｍｍのゲージにした。得られたシートを２２５℃で約２時間焼きなましした。
例２：シート特性の試験
実施例１の合金１〜４から調製したシート１〜４を評価して、図１Ａおよび１Ｂに示すように、金属間化合物粒子Ａ〜Ｄの空間分布図を作成した。
実施例１の合金１〜４から調製したシート１〜４を評価して、図１Ａおよび１Ｂに示すように、金属間化合物粒子Ａ〜Ｄの空間分布図を作成した。
図１Ａおよび図１Ｂの空間分布図からのデータを用いて、陰極粒子（図２Ａに示す）および陽極粒子（図２Ｂに示す）の粒子分布線状性を計算した。合金１および２は、合金３および４よりも高い陰極粒子の線状分布を示し、合金４は陰極粒子の線状分布が最も低い。したがって、合金４は、エッチング後に最良の表面品質を有することが期待される。
図３Ａおよび３Ｂは、実験用合金１〜４における４つの主な金属間化合物粒子の空間分布図を示す。この図は、各合金の４つの主な金属間化合物粒子の支配的相タイプ、数密度、および分布線状性の明確な変化を示す。３つの主な陰極金属間化合物粒子は、同様の陰極電位を有するが、それらの各々は、表１に示すような特徴的な電気化学ポテンシャルから生じる異なる反応性を有するため、分離された。合金３および４から調製されたシートは、合金１および２から調製されたシートと比較して、陰極粒子Ａの密度が低い。
各シートの陽極酸化品質は、ＡＱ視覚的等級付けによって分析された。計算された線状性値を図４に示す。合金４はＡＱ視覚的等級４が最良であり、合金３はＡＱ視覚的等級７を有し、合金２はＡＱ視覚的等級９を有し、合金１はＡＱ視覚的等級１０を有した。陰極粒子のＬＶが最も低い合金４は、ＡＱ視覚的等級が最も良好であった。また、ＡＱ視覚的等級は、陰極粒子ＡのＬＶに比例し、陰極粒子ＡのＬＶは、マトリックスとの酸化電位差が最も大きい（すなわち、粒子Ａはマトリックスよりもはるかに溶解しにくい）。これらの合金のＡＱ視覚的等級は、粒子の絶対数密度によって決定されなかった。陰極粒子の組成は、ＡＱ視覚的等級に最も影響を与えた。例えば、合金２は、陰極Ｂ粒子の数密度が高いにもかかわらず、合金１よりも優れたＡＱ視覚的等級を示した。最も支配的な相の数密度は合金１では少なかったが、陰極Ａ粒子の反応性はより有害であり、結果的に合金１はＡＱ視覚的等級が低かった。したがって、ＡＱ視覚的等級は、陰極Ａ粒子の形成を最小にするように合金を変えることによって改善することができる。主な金属間化合物粒子の陰極反応性、数密度および線状性は、合金の最終的な陽極酸化品質に影響する最も支配的な要因である。
上に引用したすべての特許、刊行物および要約は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。様々な例が、本明細書で議論される様々な目的を達成するために記載されている。これらの実施例は、本発明の原理の単なる例示であることを認識すべきである。添付の特許請求の範囲で定義される本発明の精神および範囲から逸脱することなく、多くの修正およびその適合が当業者に容易に明らかであろう。
Claims (20)
- ０．１０〜０．３０重量％のＦｅと、０．１０〜０．３０重量％のＳｉと、０〜０．２５重量％のＣｒと、２．０〜３．０重量％のＭｇと、０．０５〜０．１０重量％のＭｎと、０．０２〜０．０６重量％のＣｕと、各不純物に関しては最大０．０５重量％、全不純物に関しては最大０．１５重量％の不可避不純物と、残部のアルミニウムと、を含む、アルミニウム合金。
- ０．１５〜０．２４重量％のＦｅおよび０〜０．２０重量％のＣｒを含む、請求項１に記載のアルミニウム合金。
- ０．１５重量％のＦｅ、０．３０重量％のＳｉ、２．４重量％のＭｇ、０．０７重量％のＭｎ、および０．０４重量％のＣｕを含む、請求項１に記載のアルミニウム合金。
- ０．２：１〜２．５：１のＳｉ：Ｆｅ比で、ＳｉおよびＦｅを含む、請求項１に記載のアルミニウム合金。
- Ｓｉ：Ｆｅ比が０．６７：１〜２．０：１である、請求項４に記載のアルミニウム合金。
- 約１％〜約９０％の再生含有物を含む、請求項１に記載のアルミニウム合金。
- 請求項１に記載のアルミニウム合金を含む、シート。
- 前記シートが、１平方ミリメートル当たり２０００個以下の粒子の陰極粒子密度を有する、請求項７に記載のシート。
- 前記シートが、１平方ミリメートル当たり１２０個以下の粒子の陰極粒子密度を有する、請求項８に記載のシート。
- 前記シートが陽極酸化シートである、請求項７に記載のシート。
- 前記陽極酸化シートが、１平方ミリメートル当たり２０００個未満のピットの、エッチピットの密度を有する、請求項１０に記載のシート。
- 前記陽極酸化シートが、５μｍ以上の任意の寸法の測定値を有するエッチピットを含まない、請求項１０に記載のシート。
- 請求項１に記載のアルミニウム合金を含む物品であって、前記物品が家庭用電化製品部品、自動車車体部品、建築部品またはリソグラフィ部品である、物品。
- アルミニウムシートの調製方法であって、
アルミニウム合金を鋳造して、インゴットを形成することと、
前記インゴットを均質化することと、
前記インゴットを熱間圧延して、熱間圧延された中間生成物を生成することと、
前記熱間圧延された中間生成物を冷間圧延して、冷間圧延された中間生成物を生成することと、
前記冷間圧延された中間生成物を中間焼きなましして、中間焼きなましされた生成物を生成することと、
前記中間焼きなましされた生成物を冷間圧延して、冷間圧延されたシートを生成することと、
前記冷間圧延されたシートを焼きなましして、焼きなましされたシートを形成することと、を含む、方法。 - 前記焼きなましされたシートを陽極酸化することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
- 均質化が第１の加熱工程と第２の加熱工程とを含み、前記第１の加熱工程が前記インゴットを約５６０℃で約６時間加熱することを含み、前記第２の加熱工程が前記インゴットを約４８０℃で約８時間加熱することを含む、請求項１４に記載の方法。
- 熱間圧延された中間生成物を約２５０〜４５０℃で約１時間自己焼きなましすることをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
- 前記冷間圧延されたシートが、約１ｍｍ〜約１．５ｍｍの厚さを有する、請求項１４に記載の方法。
- 前記アルミニウム合金が、０．１０〜０．３０重量％のＦｅと、０．１０〜０．３０重量％のＳｉと、０〜０．２５重量％のＣｒと、２．０〜３．０重量％のＭｇと、０．０５〜０．１０重量％のＭｎと、０．０２〜０．０６重量％のＣｕと、各不純物に関しては最大０．０５重量％、全不純物に関しては最大０．１５重量％の不可避不純物と、残部のアルミニウムと、を含む、請求項１４に記載の方法。
- 前記アルミニウム合金が、０．２：１〜２．５：１のＳｉ：Ｆｅ比でＳｉおよびＦｅを含む、請求項１４に記載の方法。
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