JP2023522896A - 金属のための熱加工された酸化物に基づく前処理及びその作製方法 - Google Patents
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Abstract
本明細書で提供されるのは、耐食性金属基材及び熱加工によってそれを製造するための方法である。開示は、金属基材の表面上に前処理フィルムを製造し、前処理された金属基材を加熱することによって、耐食性基材を製造するための方法を提供する。特に、これらの方法の金属基材及び／または前処理された金属基材は、Ｆ調質、Ｔ４調質、またはＴ６調質のものである。【選択図】図１
Description
関連出願の相互参照
本出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０２０年４月２４日出願の米国仮特許出願第６３／０１５，０５６号の優先権及び出願利益を主張する。
本出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０２０年４月２４日出願の米国仮特許出願第６３／０１５，０５６号の優先権及び出願利益を主張する。
本開示は、概して、アルミニウム合金などの金属基材の加工に関する。より具体的には、本開示は、前処理された金属基材の熱加工に関する。
アルミニウム合金などのある特定の金属製品は、前処理、例えば金属製品の表面上への前処理フィルムの適用または製造から利益を得ることができる。これらの利点としては、結合耐久性、色の安定性、メンテナンスの容易さ、美観、健康及び安全、ならびに低いコストが挙げられる。しかしながら、アルミニウム合金製品の接合を含む、柔軟性、耐久性、及び／または下流加工の表面特徴要件を満たす前処理フィルムを有するアルミニウム合金コイルを製造することは困難である。さらに、従来の方法は、例えば、上記の利益の損失を回避するために、前処理された金属の高温への曝露の制限を必要とする。これは、前処理することができる製品の種類、例えば、アルミニウム合金の調質を制限する。
網羅される発明の実施形態は、この概要ではなく、特許請求の範囲によって定義される。この概要は、発明の様々な態様の大まかな概要であり、以下の発明を実施するための形態の節でさらに説明される概念のうちのいくつかを紹介する。この発明の概要は、特許請求される主題の重要なまたは必須の特色を識別することを意図するものではなく、また特許請求され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、明細書全体、任意のまたはすべての図面及び各請求項の適切な部分を参照することによって理解されるべきである。
一態様では、本開示は、耐食性基材を作製する方法であって、金属基材の表面上に前処理フィルムを製造して前処理された金属基材を提供することと、前処理された金属基材を第１の温度で加熱して、耐食性基材を提供することと、を含み、第１の温度が、３００℃超であり、金属基材及び／または前処理された金属基材が、Ｆ調質、Ｔ４調質、またはＴ６調質のものである、方法について記載する。場合によっては、金属基材は、アルミニウム合金（例えば、５ｘｘｘシリーズアルミニウム合金、６ｘｘｘシリーズアルミニウム合金、または７ｘｘｘシリーズアルミニウム合金）を含む。場合によっては、耐食性基材は、Ｔ６調質のものである。場合によっては、前処理フィルムは、酸化物層を含む。場合によっては、酸化物層は、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化クロム、酸化マンガン、酸化ニッケル、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化モリブデン、またはそれらの組み合わせを含む。場合によっては、前処理フィルムを製造することは、金属基材の表面に無機前処理組成物を適用することを含む。場合によっては、前処理フィルムを製造することは、金属基材の表面を陽極処理することを含む。場合によっては、前処理フィルムを製造することは、金属基材の表面を火炎加水分解することを含む。場合によっては、第１の温度は、３００℃～５５０℃である。場合によっては、加熱することは、前処理された金属基材を３０分未満の間、第１の温度で加熱することを含む。任意選択的に、加熱することは、前処理された金属基材を第２の温度で加熱することをさらに含む。場合によっては、第２の温度は、第１の温度よりも低い。場合によっては、第２の温度は、７５℃～２５０℃である。場合によっては、加熱することは、前処理された金属基材を１時間～４８時間の間、第２の温度で加熱することを含む。場合によっては、金属基材は、連続コイルである。
別の態様では、本開示は、アルミニウム合金連続コイルを含む耐食性コイルであって、アルミニウム合金連続コイルの表面が、無機前処理フィルムを含み、アルミニウム合金連続コイルが、Ｆ調質、Ｔ４調質、またはＴ６調質のものである、耐食性コイルについて記載する。場合によっては、アルミニウム合金連続コイルは、５ｘｘｘシリーズアルミニウム合金、６ｘｘｘシリーズアルミニウム合金、または７ｘｘｘシリーズアルミニウム合金を含む。場合によっては、無機前処理フィルムは、酸化物層を含む。場合によっては、酸化物層は、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化クロム、酸化マンガン、酸化ニッケル、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化モリブデン、またはそれらの組み合わせを含む。
別の態様では、本開示は、耐食性基材を作製する方法であって、金属基材の表面上に前処理フィルムを製造して前処理された金属基材を提供することと、前処理された金属基材を第１の温度で加熱して、耐食性基材を提供することと、を含み、金属基材及び／または前処理された金属基材が、Ｆ調質のものであり、耐食性基材が、Ｔ５調質、Ｔ６調質、Ｔ６１調質、Ｔ７調質、Ｔ８ｘ調質、またはＴ９調質のものである、方法について記載する。
開示は、添付の図面を参照して以下に詳細に説明される。
本明細書に記載されているのは、耐食性アルミニウム合金基材などの耐食性金属基材を作製するための方法である。本明細書に記載の耐食性基材は、例えば、本開示に従って加工されていない金属基材から調製された製品と比較して、優れた表面品質を有し、表面欠陥を最小限に抑えた耐食性製品を製造するために使用することができる。
多くの場合、様々な前処理が、アルミニウム合金などの金属基材の従来の加工で用いられている。いくつかの従来のプロセスは、化学的または電解的改質によって、金属基材の１つ以上の表面上に前処理フィルムを製造する。前処理フィルムは、結合耐久性、接着性、または腐食速度などの金属基材の特性を変化させることができる。従来の方法では、金属基材は、前処理後に熱加工を施されない。特に、従来の方法は、金属基材の表面上の前処理フィルムを高温（例えば、４００℃超の温度）に曝露させることを回避する。例えば、従来の方法は、前処理された表面を１００℃未満の温度で乾燥させる。これは、例えば、前処理フィルムを焼くことによる高温への曝露が前処理フィルムを劣化させるか、または前処理フィルムの有効性を低減するであろうという考えが、当業者によって一般的に保持されていることに起因する。さらに、高温への曝露はまったく利点を提供しないという一般的に保持されている考えが原因で、前処理後の金属基材の熱加工は、回避すべき不要な追加コストであると見なされていた。
従来の考えの主張にもかかわらず、本明細書に記載の方法は、前処理フィルムを意図的に高温に曝露させることを含む。本開示は、金属基材の表面上に前処理フィルムを製造し、前処理された金属基材を４００℃超の温度まで加熱することによって、耐食性金属基材を作製する方法を提供する。本明細書に記載の方法に従った、高温（例えば、４００℃超）への前処理フィルムの曝露は、前処理フィルムを劣化させず、また負の影響を与えない。むしろ、高温は、前処理フィルムの特性を改善する（例えば、向上する）。本開示に従って、前処理された金属基材を加熱することによって、前処理フィルムを乾燥及び／または高密度化させ、前処理フィルムによって付与される結合耐久性、接着性、及び／または耐食性が改善される。
したがって、本明細書に記載の方法によって製造された耐食性基材は、結合耐久性などの優れた物理的特性を呈する。さらに、本明細書に記載のプロセスは、コイルからコイルへのライン、ならびにバッチ加工に好適である。
定義及び説明
本明細書で使用される場合、「発明（ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」、「発明（ｔｈｅ ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」、「この発明（ｔｈｉｓ ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」、及び「本発明（ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」という用語は、本特許出願及び以下の特許請求の範囲の主題のすべてを広く指すことが意図される。これらの用語を含有する記述は、本明細書に記載の主題を限定するものではなく、また以下の特許請求の範囲の意味または範囲を限定するものではないことが理解されるべきである。
本明細書で使用される場合、「発明（ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」、「発明（ｔｈｅ ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」、「この発明（ｔｈｉｓ ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」、及び「本発明（ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」という用語は、本特許出願及び以下の特許請求の範囲の主題のすべてを広く指すことが意図される。これらの用語を含有する記述は、本明細書に記載の主題を限定するものではなく、また以下の特許請求の範囲の意味または範囲を限定するものではないことが理解されるべきである。
この説明では、「シリーズ」または「７ｘｘｘ」などのアルミニウム産業の呼称によって識別される合金について言及する。アルミニウム及びその合金の命名及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関しては、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。
本明細書で使用される場合、プレートは、概して、約１５ｍｍ超の厚さを有する。例えば、プレートは、１５ｍｍ超、２０ｍｍ超、２５ｍｍ超、３０ｍｍ超、３５ｍｍ超、４０ｍｍ超、４５ｍｍ超、５０ｍｍ超、または１００ｍｍ超の厚さを有するアルミニウム製品を指し得る。
本明細書で使用される場合、シェート（ｓｈａｔｅ）（シートプレートとも称される）は、概して、約４ｍｍ～約１５ｍｍの厚さを有する。例えば、シェートは、４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ、１０ｍｍ、１１ｍｍ、１２ｍｍ、１３ｍｍ、１４ｍｍ、または１５ｍｍの厚さを有し得る。
本明細書で使用される場合、シートは、概して、約４ｍｍ未満の厚さを有するアルミニウム製品を指す。例えば、シートは、４ｍｍ未満、３ｍｍ未満、２ｍｍ未満、１ｍｍ未満、０．５ｍｍ未満、０．３ｍｍ未満、または０．１ｍｍ未満の厚さを有し得る。
本明細書で使用される場合、「結合耐久性」は、２つの製品を一緒に結合して、結合剤の不具合を引き起こす環境条件への曝露後に、繰り返される機械的応力に耐える、結合剤の能力を指す。結合耐久性は、結合された製品を環境条件に曝露させながら、結合された製品に印加される機械的応力サイクルの、結合が損なわれるまでの数の観点で特徴評価する。
本明細書で使用される場合、「鋳造金属製品」、「鋳造製品」、「鋳造アルミニウム合金製品」などの用語は、交換可能であり、直接チル鋳造（直接チル共鋳造を含む）、または半連続鋳造、連続鋳造（例えば、ツインベルト鋳造機、ツインロール鋳造機、ツインブロック鋳造機、または任意の他の連続鋳造機の使用を含む）、電磁鋳造、ホットトップ鋳造、または任意の他の鋳造方法によって製造された製品を指す。
本明細書で使用される場合、「コイルからコイルへの」ラインまたは「コイルからコイルへの加工」は、連続ライン上の連続加工方法を指し、それによって、方法で加工された合金、例えば、アルミニウム合金が、コイルから加工に供給され、加工中にコイルがほどかれ、加工完了後に再びコイル化される。加工される合金は、そのような加工方法であり、本明細書では「連続コイル」または「アルミニウム合金連続コイル」と称される。
合金条件または調質については、本出願で言及されている。最も一般的に使用される合金調質の説明の理解に関しては、「Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ（ＡＮＳＩ）Ｈ３５ ｏｎ Ａｌｌｏｙ ａｎｄ Ｔｅｍｐｅｒ Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ」を参照されたい。Ｆ条件または調質は、製造されたアルミニウム合金についての言及である。Ｏ条件または調質は、アニーリング後のアルミニウム合金についての言及である。Ｔ１条件または調質は、熱間加工から冷却し、自然に（例えば、室温で）エージングさせたアルミニウム合金についての言及である。Ｔ２条件または調質は、熱間加工から冷却し、冷間加工し、自然にエージングさせたアルミニウム合金についての言及である。Ｔ３条件または調質は、溶体化処理し、冷間加工し、自然にエージングさせたアルミニウム合金についての言及である。Ｔ４条件または調質は、溶体化処理し、自然にエージングさせたアルミニウム合金についての言及である。Ｔ５条件または調質は、熱間加工から冷却し、人工的に（高温で）エージングさせたアルミニウム合金についての言及である。Ｔ６条件または調質は、溶体化処理し、人工的にエージングさせたアルミニウム合金についての言及である。Ｔ７条件または調質は、溶体化処理し、人工的に過剰にエージングさせたアルミニウム合金についての言及である。Ｔ８ｘ条件または調質は、溶体化処理し、冷間加工し、人工的にエージングさせたアルミニウム合金についての言及である。Ｔ９条件または調質は、溶体化処理し、人工的にエージングさせ、冷間加工したアルミニウム合金についての言及である。
本明細書で使用される場合、「ａ」、「ａｎ」、または「ｔｈｅ」の意味は、別段文脈が明確に示さない限り、単数及び複数の対象物を含む。
本明細書で使用される場合、「約」という修飾語は、「約」という単語を伴わずに記載される用語を含むことが意図される（例えば、「約１０」は、「１０」を含むことが意図される）。
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℃の温度を含み得る。
本明細書に開示のすべての範囲は、その中に包括される任意の及びすべての部分範囲を包含すると理解されるものである。例えば、「１～１０」と記載された範囲は、最小値１と最大値１０との間の（及びそれらを含む）任意の及びすべての部分範囲、すなわち、最小値１以上、例えば、１～６．１で始まり、最大値１０以下、例えば、５．５～１０で終わるすべての部分範囲を含むと見なされるべきである。
金属基材
上述したように、本開示は、耐食性金属基材を作製するための方法を提供する。より具体的には、本明細書に記載の方法は、金属基材の表面上に前処理フィルムを製造する。前処理フィルムが形成される金属基材の組成は、特に限定されない。前処理フィルムは、例えば、アルミニウム合金の連続コイルなどの任意の好適なアルミニウム合金に適用され得る。好適なアルミニウム合金としては、例えば、１ｘｘｘシリーズアルミニウム合金、２ｘｘｘシリーズアルミニウム合金、３ｘｘｘシリーズアルミニウム合金、４ｘｘｘシリーズアルミニウム合金、５ｘｘｘシリーズアルミニウム合金、６ｘｘｘシリーズアルミニウム合金、７ｘｘｘシリーズアルミニウム合金、及び８ｘｘｘシリーズアルミニウム合金が挙げられる。
上述したように、本開示は、耐食性金属基材を作製するための方法を提供する。より具体的には、本明細書に記載の方法は、金属基材の表面上に前処理フィルムを製造する。前処理フィルムが形成される金属基材の組成は、特に限定されない。前処理フィルムは、例えば、アルミニウム合金の連続コイルなどの任意の好適なアルミニウム合金に適用され得る。好適なアルミニウム合金としては、例えば、１ｘｘｘシリーズアルミニウム合金、２ｘｘｘシリーズアルミニウム合金、３ｘｘｘシリーズアルミニウム合金、４ｘｘｘシリーズアルミニウム合金、５ｘｘｘシリーズアルミニウム合金、６ｘｘｘシリーズアルミニウム合金、７ｘｘｘシリーズアルミニウム合金、及び８ｘｘｘシリーズアルミニウム合金が挙げられる。
非限定的な例として、金属基材として使用するための例示的な１ｘｘｘシリーズアルミニウム合金としては、ＡＡ１１００、ＡＡ１１００Ａ、ＡＡ１２００、ＡＡ１２００Ａ、ＡＡ１３００、ＡＡ１１１０、ＡＡ１１２０、ＡＡ１２３０、ＡＡ１２３０Ａ、ＡＡ１２３５、ＡＡ１４３５、ＡＡ１１４５、ＡＡ１３４５、ＡＡ１４４５、ＡＡ１１５０、ＡＡ１３５０、ＡＡ１３５０Ａ、ＡＡ１４５０、ＡＡ１３７０、ＡＡ１２７５、ＡＡ１１８５、ＡＡ１２８５、ＡＡ１３８５、ＡＡ１１８８、ＡＡ１１９０、ＡＡ１２９０、ＡＡ１１９３、ＡＡ１１９８、またはＡＡ１１９９を挙げることができる。場合によっては、アルミニウム合金は、少なくとも９９．９％純粋なアルミニウム（例えば、少なくとも９９．９１％、少なくとも９９．９２％、少なくとも９９．９３％、少なくとも９９．９４％、少なくとも９９．９５％、少なくとも９９．９６％、少なくとも９９．９７％、少なくとも９９．９８％、または少なくとも９９．９９％純粋なアルミニウム）である。
金属基材として使用するための非限定的な例示的な２ｘｘｘシリーズアルミニウム合金としては、ＡＡ２００１、ＡＡ２００２、ＡＡ２００４、ＡＡ２００５、ＡＡ２００６、ＡＡ２００７、ＡＡ２００７Ａ、ＡＡ２００７Ｂ、ＡＡ２００８、ＡＡ２００９、ＡＡ２０１０、ＡＡ２０１１、ＡＡ２０１１Ａ、ＡＡ２１１１、ＡＡ２１１１Ａ、ＡＡ２１１１Ｂ、ＡＡ２０１２、ＡＡ２０１３、ＡＡ２０１４、ＡＡ２０１４Ａ、ＡＡ２２１４、ＡＡ２０１５、ＡＡ２０１６、ＡＡ２０１７、ＡＡ２０１７Ａ、ＡＡ２１１７、ＡＡ２０１８、ＡＡ２２１８、ＡＡ２６１８、ＡＡ２６１８Ａ、ＡＡ２２１９、ＡＡ２３１９、ＡＡ２４１９、ＡＡ２５１９、ＡＡ２０２１、ＡＡ２０２２、ＡＡ２０２３、ＡＡ２０２４、ＡＡ２０２４Ａ、ＡＡ２１２４、ＡＡ２２２４、ＡＡ２２２４Ａ、ＡＡ２３２４、ＡＡ２４２４、ＡＡ２５２４、ＡＡ２６２４、ＡＡ２７２４、ＡＡ２８２４、ＡＡ２０２５、ＡＡ２０２６、ＡＡ２０２７、ＡＡ２０２８、ＡＡ２０２８Ａ、ＡＡ２０２８Ｂ、ＡＡ２０２８Ｃ、ＡＡ２０２９、ＡＡ２０３０、ＡＡ２０３１、ＡＡ２０３２、ＡＡ２０３４、ＡＡ２０３６、ＡＡ２０３７、ＡＡ２０３８、ＡＡ２０３９、ＡＡ２１３９、ＡＡ２０４０、ＡＡ２０４１、ＡＡ２０４４、ＡＡ２０４５、ＡＡ２０５０、ＡＡ２０５５、ＡＡ２０５６、ＡＡ２０６０、ＡＡ２０６５、ＡＡ２０７０、ＡＡ２０７６、ＡＡ２０９０、ＡＡ２０９１、ＡＡ２０９４、ＡＡ２０９５、ＡＡ２１９５、ＡＡ２２９５、ＡＡ２１９６、ＡＡ２２９６、ＡＡ２０９７、ＡＡ２１９７、ＡＡ２２９７、ＡＡ２３９７、ＡＡ２０９８、ＡＡ２１９８、ＡＡ２０９９、またはＡＡ２１９９を挙げることができる。
金属基材として使用するための非限定的な例示的な３ｘｘｘシリーズアルミニウム合金としては、ＡＡ３００２、ＡＡ３１０２、ＡＡ３００３、ＡＡ３１０３、ＡＡ３１０３Ａ、ＡＡ３１０３Ｂ、ＡＡ３２０３、ＡＡ３４０３、ＡＡ３００４、ＡＡ３００４Ａ、ＡＡ３１０４、ＡＡ３２０４、ＡＡ３３０４、ＡＡ３００５、ＡＡ３００５Ａ、ＡＡ３１０５、ＡＡ３１０５Ａ、ＡＡ３１０５Ｂ、ＡＡ３００７、ＡＡ３１０７、ＡＡ３２０７、ＡＡ３２０７Ａ、ＡＡ３３０７、ＡＡ３００９、ＡＡ３０１０、ＡＡ３１１０、ＡＡ３０１１、ＡＡ３０１２、ＡＡ３０１２Ａ、ＡＡ３０１３、ＡＡ３０１４、ＡＡ３０１５、ＡＡ３０１６、ＡＡ３０１７、ＡＡ３０１９、ＡＡ３０２０、ＡＡ３０２１、ＡＡ３０２５、ＡＡ３０２６、ＡＡ３０３０、ＡＡ３１３０、またはＡＡ３０６５を挙げることができる。
金属基材として使用するための非限定的な例示的な４ｘｘｘシリーズアルミニウム合金としては、ＡＡ４００４、ＡＡ４１０４、ＡＡ４００６、ＡＡ４００７、ＡＡ４００８、ＡＡ４００９、ＡＡ４０１０、ＡＡ４０１３、ＡＡ４０１４、ＡＡ４０１５、ＡＡ４０１５Ａ、ＡＡ４１１５、ＡＡ４０１６、ＡＡ４０１７、ＡＡ４０１８、ＡＡ４０１９、ＡＡ４０２０、ＡＡ４０２１、ＡＡ４０２６、ＡＡ４０３２、ＡＡ４０４３、ＡＡ４０４３Ａ、ＡＡ４１４３、ＡＡ４３４３、ＡＡ４６４３、ＡＡ４９４３、ＡＡ４０４４、ＡＡ４０４５、ＡＡ４１４５、ＡＡ４１４５Ａ、ＡＡ４０４６、ＡＡ４０４７、ＡＡ４０４７Ａ、またはＡＡ４１４７を挙げることができる。
金属基材として使用するための非限定的な例示的な５ｘｘｘシリーズアルミニウム合金としては、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、またはＡＡ５０８８を挙げることができる。
金属基材として使用するための非限定的な例示的な６ｘｘｘシリーズアルミニウム合金としては、ＡＡ６１０１、ＡＡ６１０１Ａ、ＡＡ６１０１Ｂ、ＡＡ６２０１、ＡＡ６２０１Ａ、ＡＡ６４０１、ＡＡ６５０１、ＡＡ６００２、ＡＡ６００３、ＡＡ６１０３、ＡＡ６００５、ＡＡ６００５Ａ、ＡＡ６００５Ｂ、ＡＡ６００５Ｃ、ＡＡ６１０５、ＡＡ６２０５、ＡＡ６３０５、ＡＡ６００６、ＡＡ６１０６、ＡＡ６２０６、ＡＡ６３０６、ＡＡ６００８、ＡＡ６００９、ＡＡ６０１０、ＡＡ６１１０、ＡＡ６１１０Ａ、ＡＡ６０１１、ＡＡ６１１１、ＡＡ６０１２、ＡＡ６０１２Ａ、ＡＡ６０１３、ＡＡ６１１３、ＡＡ６０１４、ＡＡ６０１５、ＡＡ６０１６、ＡＡ６０１６Ａ、ＡＡ６１１６、ＡＡ６０１８、ＡＡ６０１９、ＡＡ６０２０、ＡＡ６０２１、ＡＡ６０２２、ＡＡ６０２３、ＡＡ６０２４、ＡＡ６０２５、ＡＡ６０２６、ＡＡ６０２７、ＡＡ６０２８、ＡＡ６０３１、ＡＡ６０３２、ＡＡ６０３３、ＡＡ６０４０、ＡＡ６０４１、ＡＡ６０４２、ＡＡ６０４３、ＡＡ６１５１、ＡＡ６３５１、ＡＡ６３５１Ａ、ＡＡ６４５１、ＡＡ６９５１、ＡＡ６０５３、ＡＡ６０５５、ＡＡ６０５６、ＡＡ６１５６、ＡＡ６０６０、ＡＡ６１６０、ＡＡ６２６０、ＡＡ６３６０、ＡＡ６４６０、ＡＡ６４６０Ｂ、ＡＡ６５６０、ＡＡ６６６０、ＡＡ６０６１、ＡＡ６０６１Ａ、ＡＡ６２６１、ＡＡ６３６１、ＡＡ６１６２、ＡＡ６２６２、ＡＡ６２６２Ａ、ＡＡ６０６３、ＡＡ６０６３Ａ、ＡＡ６４６３、ＡＡ６４６３Ａ、ＡＡ６７６３、Ａ６９６３、ＡＡ６０６４、ＡＡ６０６４Ａ、ＡＡ６０６５、ＡＡ６０６６、ＡＡ６０６８、ＡＡ６０６９、ＡＡ６０７０、ＡＡ６０８１、ＡＡ６１８１、ＡＡ６１８１Ａ、ＡＡ６０８２、ＡＡ６０８２Ａ、ＡＡ６１８２、ＡＡ６０９１、またはＡＡ６０９２を挙げることができる。
金属基材として使用するための非限定的な例示的な７ｘｘｘシリーズアルミニウム合金としては、ＡＡ７０１１、ＡＡ７０１９、ＡＡ７０２０、ＡＡ７０２１、ＡＡ７０３９、ＡＡ７０７２、ＡＡ７０７５、ＡＡ７０８５、ＡＡ７１０８、ＡＡ７１０８Ａ、ＡＡ７０１５、ＡＡ７０１７、ＡＡ７０１８、ＡＡ７０１９Ａ、ＡＡ７０２４、ＡＡ７０２５、ＡＡ７０２８、ＡＡ７０３０、ＡＡ７０３１、ＡＡ７０３３、ＡＡ７０３５、ＡＡ７０３５Ａ、ＡＡ７０４６、ＡＡ７０４６Ａ、ＡＡ７００３、ＡＡ７００４、ＡＡ７００５、ＡＡ７００９、ＡＡ７０１０、ＡＡ７０１１、ＡＡ７０１２、ＡＡ７０１４、ＡＡ７０１６、ＡＡ７１１６、ＡＡ７１２２、ＡＡ７０２３、ＡＡ７０２６、ＡＡ７０２９、ＡＡ７１２９、ＡＡ７２２９、ＡＡ７０３２、ＡＡ７０３３、ＡＡ７０３４、ＡＡ７０３６、ＡＡ７１３６、ＡＡ７０３７、ＡＡ７０４０、ＡＡ７１４０、ＡＡ７０４１、ＡＡ７０４９、ＡＡ７０４９Ａ、ＡＡ７１４９、ＡＡ７２０４、ＡＡ７２４９、ＡＡ７３４９、ＡＡ７４４９、ＡＡ７０５０、ＡＡ７０５０Ａ、ＡＡ７１５０、ＡＡ７２５０、ＡＡ７０５５、ＡＡ７１５５、ＡＡ７２５５、ＡＡ７０５６、ＡＡ７０６０、ＡＡ７０６４、ＡＡ７０６５、ＡＡ７０６８、ＡＡ７１６８、ＡＡ７１７５、ＡＡ７４７５、ＡＡ７０７６、ＡＡ７１７８、ＡＡ７２７８、ＡＡ７２７８Ａ、ＡＡ７０８１、ＡＡ７１８１、ＡＡ７１８５、ＡＡ７０９０、ＡＡ７０９３、ＡＡ７０９５、またはＡＡ７０９９を挙げることができる。
金属基材杖として使用するための非限定的な例示的な８ｘｘｘシリーズアルミニウム合金としては、ＡＡ８００５、ＡＡ８００６、ＡＡ８００７、ＡＡ８００８、ＡＡ８０１０、ＡＡ８０１１、ＡＡ８０１１Ａ、ＡＡ８１１１、ＡＡ８２１１、ＡＡ８１１２、ＡＡ８０１４、ＡＡ８０１５、ＡＡ８０１６、ＡＡ８０１７、ＡＡ８０１８、ＡＡ８０１９、ＡＡ８０２１、ＡＡ８０２１Ａ、ＡＡ８０２１Ｂ、ＡＡ８０２２、ＡＡ８０２３、ＡＡ８０２４、ＡＡ８０２５、ＡＡ８０２６、ＡＡ８０３０、ＡＡ８１３０、ＡＡ８０４０、ＡＡ８０５０、ＡＡ８１５０、ＡＡ８０７６、ＡＡ８０７６Ａ、ＡＡ８１７６、ＡＡ８０７７、ＡＡ８１７７、ＡＡ８０７９、ＡＡ８０９０、ＡＡ８０９１、またはＡＡ８０９３が挙げられる。
アルミニウム合金製品は、開示全体を通して説明されているが、方法及び製品は、任意の金属基材に適用される。いくつかの実施形態では、金属基材は、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム系材料、チタン、チタン系材料、銅、銅系材料、スチール、スチール系材料、ブロンズ、ブロンズ系材料、真鍮、真鍮系材料、複合材、複合材に使用されるシート、または任意の他の好適な金属、または材料の組み合わせである。製品は、モノリシック材料、ならびに圧延結合材料、クラッド材料、複合材料、または様々な他の材料などの非モノリシック材料を含み得る。いくつかの例では、金属基材は、金属コイル、金属ストリップ、金属プレート、金属シェート、金属シート、金属ビレット、金属インゴット、または他の金属物品である。
合金は、直接チル鋳造（直接チル共鋳造を含む）、または半連続鋳造、連続鋳造（例えば、ツインベルト鋳造機、ツインロール鋳造機、ブロック鋳造機、または任意の他の連続鋳造機の使用を含む）、電磁鋳造、ホットトップ鋳造、または任意の他の鋳造方法によって製造され得る。
金属基材は、任意の調質の合金から調製され得る。いくつかの実施形態では、金属基材は、Ｆ調質、Ｔ４調質、またはＴ６調質の合金である。以下で考察されるように、金属基材の調質は、本明細書に記載の熱加工によって変化させることができる。方法の一実施形態では、例えば、金属基材は、Ｆ調質で提供され、前処理フィルムは、金属基材の表面上に製造され、前処理された金属基材は、最終的な耐食性基材が前処理フィルムを損なうことなくＴ６調質のものであるように加熱される。
前処理
本明細書に記載の方法は、金属基材の表面上に前処理フィルムを製造して、前処理された金属基材を提供することを含む。本明細書に記載の前処理フィルムは、前処理フィルムが製造される表面上の金属基材の接着性及び／または耐食性などの特性を改善する。
本明細書に記載の方法は、金属基材の表面上に前処理フィルムを製造して、前処理された金属基材を提供することを含む。本明細書に記載の前処理フィルムは、前処理フィルムが製造される表面上の金属基材の接着性及び／または耐食性などの特性を改善する。
金属基材の表面上に前処理フィルムを製造する方法は、特に限定されず、当技術分野で既知の任意の好適な方法が使用され得る。いくつかの実施形態では、前処理フィルムを製造することは、金属基材の表面に前処理組成物（例えば、無機前処理組成物）を適用することを含み得る。場合によっては、例えば、前処理組成物（例えば、無機前処理組成物）は、金属基材の表面上に噴霧され得る。場合によっては、金属基材は、前処理組成物（例えば、無機前処理組成物）中に浸漬され得る。前処理組成物（例えば、無機前処理組成物）は、金属基材の表面上に前処理フィルムを製造するために特別に配合され得る。例えば、前処理組成物は、クロム、モリブデン、チタン、ジルコニウム、マンガン、またはそれら組み合わせを含み得る。
いくつかの実施形態では、前処理フィルムを製造することは、金属基材の表面を陽極処理することを含み得る。陽極処理は、例えば、金属基材の表面を電解質溶液と接触させ、金属基材に電流（例えば、交流（ＡＣ）電力及び／または直流（ＤＣ））を印加することを含み得る。場合によっては、金属基材を陽極処理することは、酸化物層を含み得る薄い前処理フィルムを有する前処理された金属基材を製造する。陽極処理に好適な方法は、参照により本明細書に組み込まれる、米国公開第２０２０／００８２９７２号に記載されている。
いくつかの実施形態では、前処理フィルムを製造することは、発熱プロセスを含み得る。例えば、前処理フィルムは、火炎熱分解堆積によって製造され得る。火炎熱分解堆積は、金属製品を焼いて（例えば、燃焼させて）金属基材の表面上に堆積物を製造することを含み得る。堆積物の組成は、火炎熱分解堆積のために特別に配合され得るガス混合物及び／または金属化合物によって変動するであろう。場合によっては、酸化物を含み得る堆積物は、前処理フィルムを形成する。
前処理された金属基材上の前処理フィルムの組成または構造は、特に限定されず、当技術分野で既知の任意の前処理フィルムが製造または使用され得る。当技術分野で既知の前処理フィルムは、有機前処理フィルム、無機前処理フィルム、及び組み合わせ前処理フィルムとして分類され得る。有機前処理フィルムは、有機ポリマーなどの有機化合物（すなわち、炭素含有化合物）を含む。無機前処理フィルムは、金属イオン類似体及び金属配位錯体などの無機化合物（すなわち、非炭素含有化合物）を含む。組み合わせ前処理フィルムは、有機化合物と無機化合物との両方、または有機部分と無機部分との両方を含む有機－無機化合物を含む。
いくつかの実施形態では、開示の方法で製造される前処理フィルムは、有機前処理フィルムである。しかしながら、好ましくは、前処理フィルムは、無機前処理フィルムまたは組み合わせ前処理フィルムである。本明細書に記載されるように、無機及び／または組み合わせ前処理フィルムで前処理されている金属基材の熱加工（以下で考察される）は、金属基材の特性（例えば、接着性、耐食性）を驚くほど改善する。むしろ、本発明者らは、有機前処理フィルムで前処理されている金属基材の熱加工が、特性を改善しない場合がある（例えば、同じ程度まで特性を改善しない場合がある）ことを見出した。場合によっては、有機前処理フィルムを有する金属基材の熱加工は、基材の特性を劣化させる場合さえあり得る。従来の有機前処理フィルム（例えば、有機ポリマー）中に存在する有機化合物は、本明細書に記載の熱加工を施されると、望ましくない化学反応（例えば、燃焼）を受け得ることが理論化されている。したがって、方法のいくつかの実施形態では、前処理フィルムは、有機前処理フィルム（すなわち、有機化合物のみを含む前処理フィルム）ではない。
場合によっては、金属基材の表面上に前処理フィルムを製造することは、表面上に酸化物層を作製することを含む。換言すれば、前処理フィルムは、酸化物層を含み得る。例えば、前処理フィルムは、無機酸化物層を含み得る。酸化物層は、金属酸化物などの１つ以上の酸化物を含む。
酸化物層の組成は、特に限定されず、当技術分野で既知の任意の好適な酸化物層が使用され得る。酸化物層は、例えば、酸化アルミニウム（例えば、Ａｌ２Ｏ、ＡｌＯ、及び／またはＡｌ２Ｏ３）、酸化ケイ素（例えば、ＳｉＯ２及び／またはＳｉＯ）、酸化チタン（例えば、Ｔｉ２Ｏ、ＴｉＯ、Ｔｉ２Ｏ３、及び／またはＴｉＯ２）、酸化クロム（例えば、ＣｒＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｒＯ２、及び／またはＣｒＯ５）、酸化マンガン（例えば、ＭｎＯ、Ｍｎ３Ｏ４、Ｍｎ２Ｏ３、ＭｎＯ２、ＭｎＯ３、及び／またはＭｎ２Ｏ７）、酸化ニッケル（例えば、ＮｉＯ及び／またはＮｉ２Ｏ３）、酸化イットリウム（例えば、Ｙ２Ｏ３）、酸化ジルコニウム（例えば、ＺｒＯ２）、酸化モリブデン（例えば、ＭｏＯ２及び／またはＭｏＯ３）、またはそれらの組み合わせを含み得る。
いくつかの実施形態では、前処理フィルムは、酸化アルミニウムの酸化物層を含む。いくつかの実施形態では、前処理フィルムは、酸化ケイ素の酸化物層を含む。いくつかの実施形態では、前処理フィルムは、酸化物の組み合わせを含む。例えば、前処理フィルムは、酸化チタン及び酸化ジルコニウムの酸化物層上に含み得る。
概して、前処理フィルムは、金属基材の表面の一部分（例えば、少なくとも一部分）上に薄層を含む。場合によっては、前処理フィルムは、金属基材の１つの表面上に製造され得る。場合によっては、前処理フィルムは、金属基材の１つ以上の表面、例えば、２つの表面上に製造され得る。場合によっては、前処理フィルムは、金属基材のすべての表面上に製造される。
前処理フィルムの厚さは、変動し得る。上述したように、前処理フィルムは、概して薄層である。前処理フィルムの厚さは、約１ｎｍ～約１０００ｎｍの範囲であり得る。場合によっては、前処理フィルムは、厚さ約１０００ｎｍ未満、例えば、約９００ｎｍ未満、約８００ｎｍ未満、約７００ｎｍ未満、約６００ｎｍ未満、約５００ｎｍ未満、約４００ｎｍ未満、約３００ｎｍ未満、約２００ｎｍ未満、または約１００ｎｍ未満である。例えば、前処理フィルムは、厚さ約５ｎｍ～約１０００ｎｍ、約１０ｎｍ～約９００ｎｍ、約２０ｎｍ～約８００ｎｍ、または約３０ｎｍ～約７００ｎｍであり得る。いくつかの例では、前処理フィルムは、厚さ約１ｎｍ、約５ｎｍ、約１０ｎｍ、約１５ｎｍ、約２０ｎｍ、約２５ｎｍ、約３０ｎｍ、約３５ｎｍ、約４０ｎｍ、約４５ｎｍ、約５０ｎｍ、約５５ｎｍ、約６０ｎｍ、約６５ｎｍ、約７０ｎｍ、約７５ｎｍ、約８０ｎｍ、約８５ｎｍ、約９０ｎｍ、約９５ｎｍ、約１００ｎｍ、約１５０ｎｍ、約２００ｎｍ、約２５０ｎｍ、約３００ｎｍ、約４００ｎｍ、約５００ｎｍ、約６００ｎｍ、約７００ｎｍ、約７５０ｎｍ、約８００ｎｍ、約８５０ｎｍ、約９００ｎｍ、約９５０ｎｍ、もしくは約１０００ｎｍ、または間の任意の数値であり得る。
場合によっては、前処理された金属基材上の前処理フィルムは、複数の層で構成され得る。特に、前処理フィルムを製造するある特定の方法によって、前処理フィルム内で別個の層を製造することができる。例えば、金属基材を陽極処理することによって、（例えば、無孔性酸化アルミニウムなどの酸化アルミニウムで構成される）バリア層及び（例えば、多孔性酸化アルミニウムなどの酸化アルミニウムで構成される）フィラメント層を含む前処理フィルムを製造することができる。いずれかの層の特徴は、前処理フィルムを製造する方法（例えば、陽極処理パラメータまたは条件）によって制御することができる。
基材の調質は、概して、前処理フィルムの製造によって影響を受けない（例えば、変化しない）。すなわち、前処理された金属基材は、概して、前処理前の金属基材と同じ調質のものである。いくつかの実施形態では、前処理された金属基材は、Ｆ調質、Ｔ４調質、またはＴ６調質の合金である。以下で考察されるように、金属基材の調質は、本明細書に記載の熱加工によって変化させることができる。一実施形態では、例えば、前処理された金属基材は、Ｆ調質のものであり、前処理された金属基材の熱加工は、Ｔ６調質の基材を製造する。
熱加工
本明細書に記載の方法は、前処理された金属基材を加熱して、耐食性基材を提供することを含む。上述したように、金属基材を前処理する従来の方法は、前処理フィルムが製造された後に、金属基材を高温（例えば、４００℃超の温度）に曝露させることを回避する。高温への曝露は、前処理フィルムを劣化させるか、または前処理フィルムの有効性を低減するであろうと当業者によって考えられていた。むしろ、本明細書に記載の方法に従って、前処理された金属基材を加熱することは、前処理フィルムを向上する。
本明細書に記載の方法は、前処理された金属基材を加熱して、耐食性基材を提供することを含む。上述したように、金属基材を前処理する従来の方法は、前処理フィルムが製造された後に、金属基材を高温（例えば、４００℃超の温度）に曝露させることを回避する。高温への曝露は、前処理フィルムを劣化させるか、または前処理フィルムの有効性を低減するであろうと当業者によって考えられていた。むしろ、本明細書に記載の方法に従って、前処理された金属基材を加熱することは、前処理フィルムを向上する。
本開示の熱加工は、前処理された金属基材を、従来の方法と比較して概して高温である第１の温度で加熱することを含む。いくつかの実施形態では、第１の温度は、３００℃～５５０℃、例えば、３００℃～５４０℃、３００℃～５３０℃、３００℃～５２０℃、３００℃～５１０℃、３００℃～５００℃、３２５℃～５５０℃、３２５℃～５４０℃、３２５℃～５３０℃、３２５℃～５２０℃、３２５℃～５１０℃、３２５℃～５００℃、３５０℃～５５０℃、３５０℃～５４０℃、３５０℃～５３０℃、３５０℃～５２０℃、３５０℃～５１０℃、３５０℃～５００℃、３７５℃～５５０℃、３７５℃～５４０℃、３７５℃～５３０℃、３７５℃～５２０℃、３７５℃～５１０℃、３７５℃～５００℃、４００℃～５５０℃、４００℃～５４０℃、４００℃～５３０℃、４００℃～５２０℃、４００℃～５１０℃、４００℃～５００℃、４２５℃～５５０℃、４２５℃～５４０℃、４２５℃～５３０℃、４２５℃～５２０℃、４２５℃～５１０℃、４２５℃～５００℃、４５０℃～５５０℃、４５０℃～５４０℃、４５０℃～５３０℃、４５０℃～５２０℃、４５０℃～５１０℃、または４５０℃～５００℃である。
上限に関して、第１の温度は、５５０℃未満、例えば、５４０℃未満、５３０℃未満、５２０℃未満、５１０℃未満、または５００℃未満であり得る。下限に関して、第１の温度は、３００℃超、例えば、３２５℃超、３５０℃超、３７５℃超、４００℃超、４２５℃超、または４５０℃超であり得る。
場合によっては、第１の温度は、約３７５℃、約３８５℃、約３９５℃、約４００℃、約４０５℃、約４１０℃、約４１５℃、約４２０℃、約４２５℃、約４３０℃、約４３５℃、約４４０℃、約４４５℃、約４５０℃、約４５５℃、約４６０℃、約４６５℃、約４６６℃、約４６７℃、約４６８℃、約４６９℃、約４７０℃、約４７１℃、約４７２℃、約４７３℃、約４７４℃、約４７５℃、約４７６℃、約４７７℃、約４７８℃、約４７９℃、約４８０℃、約４８１℃、約４８２℃、約４８３℃、約４８４℃、約４８５℃、約４８６℃、約４８７℃、約４８８℃、約４８９℃、約４９０℃、約４９１℃、約４９２℃、約４９３℃、約４９４℃、約４９５℃、約４９６℃、約４９７℃、約４９８℃、約４９９℃、約５００℃、約５１０℃、約５２０℃、約５２５℃、約５３０℃、約５４０℃、もしくは約５５０℃、またはそれらの間の任意の温度であり得る。
記載の方法の熱加工は、高温、例えば、第１の温度への長時間の曝露を含み得る。高温への長時間の曝露は、例えば、前処理フィルムを（さらに）乾燥及び／または高密度化することによって、前処理フィルムを向上し得る。したがって、いくつかの実施形態では、前処理された金属基材は、一定期間の間、第１の温度で加熱され得る。
いくつかの実施形態では、前処理された金属基材は、１０秒～３０分、例えば１０秒～２５分、１０秒～２０分、１０秒～１５分、１０秒～１０分、１５秒～３０分、１５秒～２５分、１５秒～２０分、１５秒～１５分、１５秒～１０分、３０秒～３０分、３０秒～２５分、３０秒～２０分、３０秒～１５分、３０秒～１０分、６０秒～３０分、６０秒～２５分、６０秒～２０分、６０秒～１５分、６０秒～１０分、７５秒～３０分、７５秒～２５分、７５秒～２０分、７５秒～１５分、７５秒～１０分、９０秒～３０分、９０秒～２５分、９０秒～２０分、９０秒～１５分、または９０秒～１０分の期間の間、第１の温度で加熱される。
上限に関して、前処理された金属基材は、３０分未満、例えば、２５分未満、２０分未満、１５分未満、または１０分未満の間、第１の温度で加熱され得る。下限に関して、前処理された金属基材は、少なくとも１０秒、例えば、少なくとも１５秒、少なくとも３０秒、少なくとも６０秒、少なくとも７５秒、または少なくとも９０秒の間、第１の温度で加熱され得る。
場合によっては、例えば、前処理された金属基材は、約１分、約２分、約３分、約４分、約５分、約６分、約７分、約８分、約９分、もしくは約１０分、またはそれらの間の任意の時間の長さの間、第１の温度で加熱される。
いくつかの実施形態では、第１の温度は、一定期間の間、適切な加熱プロセスによって維持され得る。場合によっては、例えば、熱は、一定期間の間、前処理された金属基材に連続的及び／または継続的に印加され得る。
いくつかの実施形態では、第１の温度は、一定期間の間、維持されない場合がある。場合によっては、例えば、前処理された金属基材は、第１の温度に曝露され得、前処理された金属基材が一定期間の間に加熱される温度が、わずかに、例えば、２５℃未満、２０℃未満、１５℃未満、１０℃未満、５℃未満、３℃未満、２℃未満、または１℃未満減少し得るように、一定期間の間に追加の熱を印加されない場合がある。
いくつかの実施形態では、熱加工は、追加の加熱ステップを含む。例えば、前処理された金属基材は、（例えば、第１の温度で加熱される前及び／または後に）第２の温度で加熱され得る。場合によっては、記載の方法に従って、第２の温度で加熱することは、例えば、前処理フィルムを乾燥及び／または高密度化することによって、前処理フィルムをさらに向上する。結果として、耐食性基材は、改善された接着性、結合耐久性、及び／または耐食性を示し得る。
第２の温度は、概して、従来の方法と比較してより高い温度である。第２の温度は、第１の温度に関連してもしなくてもよい。いくつかの実施形態では、例えば、第２の温度は、第１の温度未満である。いくつかの実施形態では、第１の温度及び第２の温度は、ほぼ同じである。
いくつかの実施形態では、第２の温度は、７５℃～２５０℃、例えば、７５℃～２４０℃、７５℃～２３０℃、７５℃～２２０℃、７５℃～２１０℃、７５℃～２００℃、８０℃～２５０℃、８０℃～２４０℃、８０℃～２３０℃、８０℃～２２０℃、８０℃～２１０℃、８０℃～２００℃、８５℃～２５０℃、８５℃～２４０℃、８５℃～２３０℃、８５℃～２２０℃、８５℃～２１０℃、８５℃～２００℃、９０℃～２５０℃、９０℃～２４０℃、９０℃～２３０℃、９０℃～２２０℃、９０℃～２１０℃、９０℃～２００℃、９５℃～２５０℃、９５℃～２４０℃、９５℃～２３０℃、９５℃～２２０℃、９５℃～２１０℃、９５℃～２００℃、１００℃～２５０℃、１００℃～２４０℃、１００℃～２３０℃、１００℃～２２０℃、１００℃～２１０℃、または１００℃～２００℃である。いくつかの実施形態では、第２の温度は、１５０℃～２５０℃、例えば、１５０℃～２４０℃、１５０℃～２３０℃、１５０℃～２２０℃、１５０℃～２１０℃、１５０℃～２００℃、１５５℃～２５０℃、１５５℃～２４０℃、１５５℃～２３０℃、１５５℃～２２０℃、１５５℃～２１０℃、１５５℃～２００℃、１６０℃～２５０℃、１６０℃～２４０℃、１６０℃～２３０℃、１６０℃～２２０℃、１６０℃～２１０℃、１６０℃～２００℃、１６５℃～２５０℃、１６５℃～２４０℃、１６５℃～２３０℃、１６５℃～２２０℃、１６５℃～２１０℃、１６５℃～２００℃、１７０℃～２５０℃、１７０℃～２４０℃、１７０℃～２３０℃、１７０℃～２２０℃、１７０℃～２１０℃、１７０℃～２００℃、１７５℃～２５０℃、１７５℃～２４０℃、１７５℃～２３０℃、１７５℃～２２０℃、１７５℃～２１０℃、１７５℃～２００℃、１８０℃～２５０℃、１８０℃～２４０℃、１８０℃～２３０℃、１８０℃～２２０℃、１８０℃～２１０℃、または１８０℃～２００℃である。
上限に関して、第２の温度は、２５０℃未満、例えば、２４０℃未満、２３０℃未満、２２０℃未満、２１０℃未満、または２００℃未満であり得る。下限に関して、第２の温度は、７５℃超、例えば、８０℃超、８５℃超、９０℃超、９５℃超、または１００℃超であり得る。
場合によっては、例えば、第２の温度は、約９０℃、約９１℃、約９２℃、約９３℃、約９４℃、約９５℃、約９６℃、約９７℃、約９８℃、約９９℃、約１００℃、約１０１℃、約１０２℃、約１０３℃、約１０４℃、約１０５℃、約１０６℃、約１０７℃、約１０８℃、約１０９℃、約１１０℃、約１１１℃、約１１２℃、約１１３℃、約１１４℃、約１１５℃、約１１６℃、約１１７℃、約１１８℃、約１１９℃、約１２０℃、約１２１℃、約１２２℃、約１２３℃、約１２４℃、約１２５℃、約１２６℃、約１２７℃、約１２８℃、約１２９℃、約１３０℃、約１３１℃、約１３２℃、約１３３℃、約１３４℃、約１３５℃、約１３６℃、約１３７℃、約１３８℃、約１３９℃、約１４０℃、約１４１℃、約１４２℃、約１４３℃、約１４４℃、約１４５℃、約１４６℃、約１４７℃、約１４８℃、約１４９℃、もしくは約約１５０℃、またはそれらの間の任意の温度であり得る。
第１の温度と同様に、場合によっては、前処理された金属基材は、長時間の間、第２の温度で加熱され得る。いくつかの実施形態では、前処理された金属基材は、第１の温度に曝露される時間よりも長い期間の間、第２の温度で加熱される。いくつかの実施形態では、予熱された金属基材は、第１の温度に曝露される時間よりも短い期間の間、第２の温度で加熱される。いくつかの実施形態では、前処理された金属基材は、ほぼ同じ量の時間の間、第１の温度及び第２の温度に曝露される。
いくつかの実施形態では、前処理された金属基材は、１時間～４８時間、例えば、１時間～４２時間、１時間～３８時間、１時間～３４時間、１時間～３０時間、２時間～４８時間、２時間～４２時間、２時間～３８時間、２時間～３４時間、２時間～３０時間、４時間～４８時間、４時間～４２時間、４時間～３８時間、４時間～３４時間、４時間～３０時間、８時間～４８時間、８時間～４２時間、８時間～３８時間、８時間～３４時間、８時間～３０時間、１２時間～４８時間、１２時間～４２時間、１２時間～３８時間、１２時間～３４時間、１２時間～３０時間、１８時間～４８時間、１８時間～４２時間、１８時間～３８時間、１８時間～３４時間、１８時間～３０時間、２２時間～４８時間、２２時間～４２時間、２２時間～３８時間、２２時間～３４時間、または２２時間～３０時間の期間の間、第２の温度で加熱される。
上限に関して、前処理された金属基材は、４８時間未満、例えば、４２時間未満、３８時間未満、３４時間未満、または３０時間未満の間、第２の温度で加熱され得る。下限に関して、前処理された金属基材は、少なくとも１時間、例えば、少なくとも２時間、少なくとも４時間、少なくとも８時間、少なくとも１２時間、少なくとも１８時間、または少なくとも２２時間の間、第２の温度で加熱され得る。
場合によっては、例えば、前処理された金属基材は、約１８時間、約１９時間、約２０時間、約２１時間、約２２時間、約２３時間、約２４時間、約２５時間、約２６時間、約２７時間、約２８時間、約２９時間、約３０時間、約３１時間、もしくは約３２時間、またはそれらの間の任意の長さの時間の間、第２の温度で加熱される。
第１の温度と同様に、いくつかの実施形態では、第２の温度は、一定期間の間、適切な加熱プロセスによって維持され得る。場合によっては、例えば、熱は、一定期間の間、前処理された金属基材に連続的及び／または継続的に印加され得る。いくつかの実施形態では、第２の温度は、一定期間の間、維持されない場合がある。場合によっては、例えば、前処理された金属基材は、第２の温度に曝露され得、前処理された金属基材が一定期間の間に加熱される温度が、わずかに、例えば、２５℃未満、２０℃未満、１５℃未満、１０℃未満、５℃未満、３℃未満、２℃未満、または１℃未満減少し得るように、一定期間の間に追加の熱を印加されない場合がある。
記載の方法の熱加工は、前処理された金属基材を人工的にエージングさせることができる。すなわち、本明細書に記載の方法によって製造された耐食性基材は、人工的にエージングさせた合金であり得る。人工的なエージングは、例えば、前処理された金属基材を第１の温度単独で加熱することによって、及び／または前処理された金属基材を第１の温度と第２の温度との両方で加熱することによって達成され得る。
前処理された金属基材を人工的にエージングすることによって、本明細書に記載の熱加工は、金属基材及び／または前処理された金属基材のものとは異なる調質の耐食性基材を製造する。いくつかの実施形態では、例えば、金属基材は、Ｆ調質またはＴ４調質のものであり、熱加工は、Ｔ６調質の基材を製造する。耐食性基材の調質のさらなる考察を、以下に提供する。
耐食性基材
本明細書に記載の方法は、耐食性基材を製造する。特に、方法は、前処理フィルム（例えば、乾燥前処理フィルムまたは高密度化前処理フィルムなどの、強化前処理フィルム）を有する耐食性基材を製造する。前処理フィルムは、耐食性及び／または接着性の増加などの所望の特徴を耐食性基材に付与する。記載の方法の結果として、耐食性基材は、優れた結合耐久性、接着性、及び／または耐食性を示す。
本明細書に記載の方法は、耐食性基材を製造する。特に、方法は、前処理フィルム（例えば、乾燥前処理フィルムまたは高密度化前処理フィルムなどの、強化前処理フィルム）を有する耐食性基材を製造する。前処理フィルムは、耐食性及び／または接着性の増加などの所望の特徴を耐食性基材に付与する。記載の方法の結果として、耐食性基材は、優れた結合耐久性、接着性、及び／または耐食性を示す。
いくつかの実施形態では、熱加工は、前処理フィルムを変化させない（例えば、化学的に変化させない）。場合によっては、例えば、前処理フィルムの化学組成は、熱加工によって実質的に変化しない。場合によっては、熱加工は、前処理フィルムを乾燥させる（例えば、吸着及び／または吸収された水を除去する）。耐食性基材の前処理フィルムは、酸化物層を含み得る。例えば、耐食性基材の前処理フィルムは、無機酸化物層を含み得る。酸化物層は、金属酸化物などの１つ以上の酸化物を含む。特に、耐食性基材の前処理フィルムは、上で考察された酸化物のうちのいずれかまたはそれらの組み合わせを含み得る。
場合によっては、アルミニウム合金を高温に曝露させることは、ある特定の合金元素の表面濃縮を引き起こす。例えば、高温は、典型的には、腐食に寄与し得るマグネシウム及び／またはケイ素の表面濃縮を引き起こす。前処理フィルム（例えば、酸化物層）がバリアとして機能し得るので、これら及び他の元素の表面濃縮は、本開示の熱加工の問題ではない。
場合によっては、熱加工後の前処理フィルムの物理的構造は、本明細書に記載の熱加工前の前処理フィルムの物理的構造と比較して、変化しない。場合によっては、熱加工は、金属－酸化物の架橋を形成し、高密度の無水酸化物フィルムを製造する。上述したように、前処理された金属基材上の前処理フィルムは、複数の層で構成され得る。これらの層は、熱加工後もそのままであり得る。例えば、耐食性基材は、（例えば、無孔性酸化アルミニウムなどの酸化アルミニウムで構成される）バリア層及び（例えば、多孔性酸化アルミニウムなどの酸化アルミニウムで構成される）フィラメント層を含む前処理フィルムを含み得る。
上述したように、熱加工は、前処理された金属基材を人工的にエージングさせることができる。したがって、耐食性基材は、人工的にエージングさせた合金に対応する調質のものであり得る。いくつかの実施形態では、耐食性基材は、Ｔ５調質、Ｔ６調質、Ｔ６１調質、Ｔ７調質、Ｔ８ｘ調質、またはＴ９調質のものである。場合によっては、特に、耐食性基材は、Ｔ６調質のものであり得る。
耐食性基材の使用
本明細書に記載の方法に従って作製された耐食性基材は、とりわけ、自動車、電子機器、及び商用車両、航空機、または鉄道用途などの輸送用途に使用するための製品を含む、製品の製造に使用することができる。本明細書に記載の連続コイル及び方法は、様々な用途において所望の表面特性を有する製品を提供する。本明細書に記載の製品は、高い強度、高い変形性（伸び、スタンピング、成形、成形性、曲げ性、または熱成形性）、及び／または高い耐食性を有し得る。耐食性基材を連続コイルとして調製することは、前処理を損傷することなく変形可能な製品を提供する。
本明細書に記載の方法に従って作製された耐食性基材は、とりわけ、自動車、電子機器、及び商用車両、航空機、または鉄道用途などの輸送用途に使用するための製品を含む、製品の製造に使用することができる。本明細書に記載の連続コイル及び方法は、様々な用途において所望の表面特性を有する製品を提供する。本明細書に記載の製品は、高い強度、高い変形性（伸び、スタンピング、成形、成形性、曲げ性、または熱成形性）、及び／または高い耐食性を有し得る。耐食性基材を連続コイルとして調製することは、前処理を損傷することなく変形可能な製品を提供する。
ある特定の態様では、耐食性基材は、コーティング、例えば、リン酸亜鉛コーティング及び電気コーティング（Ｅコーティング）することができる。耐食性基材は、前処理フィルムを含有しない連続コイルと比較して、改善されたコーティングの接着性を示す。
いくつかのさらなる態様では、耐食性基材は、連続コイルの表面上へのラミネートまたはラッカーフィルムの高レベルの接着性を示す。加えて、ラミネート及びラッカーは、適用後に、最大約２３０℃の温度で硬化させることができる。耐食性基材は、アルミニウム合金製品のある特定の下流加工で使用される高温によって損傷されず、アルミニウム合金製品に耐熱性前処理を提供する。
いくつかのさらなる態様では、耐食性基材は、優れた結合耐久性を示す。
いくつかの例では、耐食性基材は、強度を得るためのシャーシ、クロスメンバー、及びシャーシ内構成要素（限定されないが、商用車両シャーシにおける２つのＣチャネル間のすべての構成要素を包含する）に使用され得、高強度スチールの完全なまたは部分的な代替物として機能する。ある特定の態様では、耐食性基材は、自動車本体部品製品、例えば、バンパー、サイドビーム、ルーフビーム、クロスビーム、ピラー補強材（例えば、Ａピラー、Ｂピラー、及びＣピラー）、内部パネル、サイドパネル、フロアパネル、トンネル、構造パネル、補強パネル、内部フード、またはトランクリッドパネルなどの自動車本体部品を調製するために使用され得る。開示の耐食性基材はまた、航空機または鉄道車両用途において、例えば、外部及び内部パネルを調製するために使用され得る。
いくつかの例では、耐食性基材はまた、携帯電話及びタブレットコンピュータを含む、電子デバイス用の筐体を調製するために使用され得る。例えば、耐食性基材は、携帯電話（例えば、スマートフォン）の外部ケーシング及びタブレット底部シャーシ用の筐体を調製するために使用され得る。例示的な消費者向け電子機器製品としては、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、家庭用電化製品、ビデオ再生及び録画デバイスなどが挙げられる。例示的な消費者用電子機器製品部品としては、消費者用電子機器製品用の外部筐体（例えば、ファサード）及び内部部品が挙げられる。
耐食性基材は、任意の他の所望の用途において使用され得る。
例示
例示１は、耐食性基材を作製する方法であって、金属基材の表面上に前処理フィルムを製造して前処理された金属基材を提供することと、前記前処理された金属基材を第１の温度で加熱して、前記耐食性基材を提供することと、を含み、前記第１の温度が、３００℃超であり、前記金属基材及び／または前記前処理された金属基材が、Ｆ調質、Ｔ４調質、またはＴ６調質のものである、前記方法である。
例示１は、耐食性基材を作製する方法であって、金属基材の表面上に前処理フィルムを製造して前処理された金属基材を提供することと、前記前処理された金属基材を第１の温度で加熱して、前記耐食性基材を提供することと、を含み、前記第１の温度が、３００℃超であり、前記金属基材及び／または前記前処理された金属基材が、Ｆ調質、Ｔ４調質、またはＴ６調質のものである、前記方法である。
例示２は、前記金属基材が、アルミニウム合金を含む、先行または後続例示のいずれか１つに記載の方法である。
例示３は、前記金属基材が、５ｘｘｘシリーズアルミニウム合金、６ｘｘｘシリーズアルミニウム合金、または７ｘｘｘシリーズアルミニウム合金を含む、先行または後続例示のいずれか１つに記載の方法である。
例示４は、前記耐食性基材が、Ｔ６調質のものである、先行または後続例示のいずれか１つに記載の方法である。
例示５は、前記前処理フィルムが、酸化物層を含む、先行または後続例示のいずれか１つに記載の方法である。
例示６は、前記酸化物層が、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化クロム、酸化マンガン、酸化ニッケル、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化モリブデン、またはそれらの組み合わせを含む、先行または後続例示のいずれか１つに記載の方法である。
例示７は、前記前処理フィルムを製造することが、前記金属基材の前記表面に無機前処理組成物を適用することを含む、先行または後続例示のいずれか１つに記載の方法である。
例示８は、前記前処理フィルムを製造することが、前記金属基材の前記表面を陽極処理することを含む、先行または後続例示のいずれか１つに記載の方法である。
例示９は、前記前処理フィルムを製造することが、前記金属基材の前記表面を火炎加水分解することを含む、先行または後続例示のいずれか１つに記載の方法である。
例示１０は、前記第１の温度が、３００℃～５５０℃である、先行または後続例示のいずれか１つに記載の方法である。
例示１１は、前記加熱することが、前記前処理された金属基材を３０分未満の間、前記第１の温度で加熱することを含む、先行または後続例示のいずれか１つに記載の方法である。
例示１２は、前記加熱することが、前記前処理された金属基材を第２の温度で加熱することをさらに含む、先行または後続例示のいずれか１つに記載の方法である。
例示１３は、前記第２の温度が、前記第１の温度よりも低い、先行または後続例示のいずれか１つに記載の方法である。
例示１４は、第２の温度が、７５℃～２５０℃である、先行または後続例示のいずれか１つに記載の方法である。
例示１５は、前記加熱することが、前記前処理された金属基材を１時間～４８分、前記第２の温度で加熱することを含む、先行または後続例示のいずれか１つに記載の方法である。
例示１６は、前記金属基材が、連続コイルである、先行または後続例示のいずれか１つに記載の方法である。
例示１７は、アルミニウム合金連続コイルを含む耐食性コイルであって、前記アルミニウム合金連続コイルの表面が、無機前処理フィルムを含み、前記アルミニウム合金連続コイルが、Ｆ調質、Ｔ４調質、またはＴ６調質のものである、前記耐食性コイルである。
例示１８は、前記アルミニウム合金連続コイルが、５ｘｘｘシリーズアルミニウム合金、６ｘｘｘシリーズアルミニウム合金、または７ｘｘｘシリーズアルミニウム合金を含む、先行または後続例示のいずれか１つに記載の方法である。
例示１９は、前記無機前処理フィルムが、酸化物層を含む、先行または後続例示のいずれか１つに記載の耐食性コイルである。
例示２０は、前記酸化物層が、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化クロム、酸化マンガン、酸化ニッケル、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化モリブデン、またはそれらの組み合わせを含む、先行または後続例示のいずれか１つに記載の耐食性コイルである。
例示２１は、耐食性基材を作製する方法であって、金属基材の表面上に前処理フィルムを製造して前処理された金属基材を提供することと、前記前処理された金属基材を第１の温度で加熱して、前記耐食性基材を提供することと、を含み、前記金属基材及び／または前記前処理された金属基材が、Ｆ調質のものであり、前記耐食性基材が、Ｔ５調質、Ｔ６調質、Ｔ６１調質、Ｔ７調質、Ｔ８ｘ調質、またはＴ９調質のものである、前記方法である。
以下の実施例は、本発明をさらに例示するのに役立つが、しかしながら、そのいかなる限定も設定するものではない。むしろ、方策が、様々な実施形態、修正、及び同等物に及され得、本明細書の記載を閲読した後、発明の趣旨から逸脱することなく、それら自体を当業者に示唆することができることが明確に理解されるものである。
実施例１：結合耐久性試験
上述したように、本明細書に記載の熱加工方法は、優れた結合耐久性を示す耐食性基材を製造する。この実施例は、従来の方法に従って前処理され、熱加工されていない金属基材と比較した、本明細書に記載の方法に従って製造された耐食性基材の結合耐久性の改善を例示するように機能する。
上述したように、本明細書に記載の熱加工方法は、優れた結合耐久性を示す耐食性基材を製造する。この実施例は、従来の方法に従って前処理され、熱加工されていない金属基材と比較した、本明細書に記載の方法に従って製造された耐食性基材の結合耐久性の改善を例示するように機能する。
ＡＡ７０７５アルミニウム合金を使用して、開示の方法に従って耐食性基材のいくつかの試料を調製して、耐食性基材の特性を試験した。試験した試料の各々を、表１に示す。表１に示されるように、異なる前処理方法及び異なる構成成分を用いて、試料を調製した。さらに、表１に示されるように、異なる調質から試料を調製した。各試料に以下の熱加工を施した：各試料を４８５℃で５分間加熱し、その後、１２５℃で２４時間加熱した。この熱加工の後、各試料は、Ｔ６調質のものであった。
表１に示されるように、いくつかの比較試料（Ｃｏｍｐ．１～７）も調製し、試験した。比較試料は、前処理フィルムを製造することによって調製した。これらの試料は熱加工を受けなかった。
上の試料及び比較物に結合耐久性試験を施した。この試験では、各試料の６つの重ね接合／結合の組をボルトによって順次接続し、９０％相対湿度（ＲＨ）の保湿キャビネット内に垂直に配置した。温度を５０℃に維持した。一連の結合に２．４ｋＮの力の荷重を印加した。結合耐久性試験は、最大６０サイクルにわたって行われるサイクルでの曝露試験である。各サイクルは、２４時間継続される。各サイクルにおいて、保湿キャビネット内で２２時間の間、結合を曝露させ、次いで５％のＮａＣｌに１５分間浸漬させ、最後に１０５分間風乾させる。４つの接合が破断した時点で、特定の接合の組についての試験を中止し、結合の不具合として示す。本開示では、結合の不具合がなく４５サイクルを完了したことによって、接合の組が結合耐久性試験に合格したことを示す。６０サイクルが完了した時点で、試験を中止する。
接着耐久試験結果を、以下の表２に示す。表２では、接合の各々に、１～６を付番し、接合１が、垂直に配向した場合の上部接合であり、接合６が、底部接合である。別段記述されない限り、セル内の数は、破断前の成功サイクルの数を示す。数字の横にあるアスタリスク（「＊」）は、接合が破断しなかったが、試験を中止したことを示している。結果を、以下の表２に要約する：
本開示に従って熱加工を受けた例示的な耐食性基材は、３つの試料（試料５、試料１２、及び試料１３）を除くすべてが試験に合格し、優れた結合耐久性を示した。顕著なことに、耐久性試験に合格しなかった３つの試料のうちの２つは、有機前処理フィルムを含んでいた。比較基材は、各比較基材が耐久性試験に不合格であり、比較的劣った結合耐久性を示した。
実施例２：結合耐久性試験
この実施例は、従来の方法に従って前処理され、熱加工されていない金属基材と比較した、本明細書に記載の方法に従って製造された耐食性基材の結合耐久性の改善をさらに例示する。
この実施例は、従来の方法に従って前処理され、熱加工されていない金属基材と比較した、本明細書に記載の方法に従って製造された耐食性基材の結合耐久性の改善をさらに例示する。
ＡＡ７０７５アルミニウム合金を使用して、開示の方法に従って耐食性基材のいくつかの試料を調製して、耐食性基材の特性を試験した。試験した試料の各々を、表３に示す。表３に詳述されるように、酸でエッチングし、異なるチタン／ジルコニウム前処理（Ｃｈｅｍｅｔａｌｌ ＧｍｂＨ（Ｆｒａｎｋｆｕｒｔ，Ｇｅｒｍａｎｙ）からのＧａｒｄｏｂｏｎｄ４５９１）を適用することによって、試料を調製した。最初に、各試料をＦ調質で調製した。表３に示されるように、各試料を熱加工して、調質を調整した。
上の試料に結合耐久性試験を施した。この試験では、各試料の６つの重ね接合／結合の組をボルトによって順次接続し、９０％相対湿度（ＲＨ）の保湿キャビネット内に垂直に配置した。温度を５０℃に維持した。一連の結合に２．４ｋＮの力の荷重を印加した。結合耐久性試験は、最大６０サイクルにわたって行われるサイクルでの曝露試験である。各サイクルは、２４時間継続される。各サイクルにおいて、保湿キャビネット内で２２時間の間、結合を曝露させ、次いで５％のＮａＣｌに１５分間浸漬させ、最後に１０５分間風乾させる。４つの接合が破断した時点で、特定の接合の組についての試験を中止し、結合の不具合として示す。本開示では、結合の不具合がなく４５サイクルを完了したことによって、接合の組が結合耐久性試験に合格したことを示す。６０サイクルが完了した時点で、試験を中止する。
接着耐久試験結果を、以下の表４に示す。表４では、接合の各々に、１～６を付番し、接合１が、垂直に配向した場合の上部接合であり、接合６が、底部接合である。別段記述されない限り、セル内の数は、破断前の成功サイクルの数を示す。数字の横にあるアスタリスク（「＊」）は、接合が破断しなかったが、試験を中止したことを示している。結果を、以下の表４に要約する：
本開示に従って熱加工を受けた例示的な耐食性基材は、１つの試料（試料１７）を除くすべてが試験に合格し、優れた結合耐久性を示した。
実施例３：ＧＤＯＥＳ深さプロファイリング
ＡＡ７０７５アルミニウム合金を使用して、開示の方法に従って耐食性基材のいくつかの試料を調製して、耐食性基材の特性を試験した。試験した試料の各々を、表５に示す。表５に詳述されるように、酸でエッチングし、異なるチタン／ジルコニウム前処理（Ｃｈｅｍｅｔａｌｌ ＧｍｂＨ（Ｆｒａｎｋｆｕｒｔ，Ｇｅｒｍａｎｙ）からのＧａｒｄｏｂｏｎｄ４５９１）を適用することによって、試料を調製した。最初に、各試料をＦ調質で調製した。表５に示されるように、各試料を熱加工して、調質を調整した。
ＡＡ７０７５アルミニウム合金を使用して、開示の方法に従って耐食性基材のいくつかの試料を調製して、耐食性基材の特性を試験した。試験した試料の各々を、表５に示す。表５に詳述されるように、酸でエッチングし、異なるチタン／ジルコニウム前処理（Ｃｈｅｍｅｔａｌｌ ＧｍｂＨ（Ｆｒａｎｋｆｕｒｔ，Ｇｅｒｍａｎｙ）からのＧａｒｄｏｂｏｎｄ４５９１）を適用することによって、試料を調製した。最初に、各試料をＦ調質で調製した。表５に示されるように、各試料を熱加工して、調質を調整した。
表面プロファイル及び深さプロファイルを分析するために、各試料にグロー放電発光分光法（ＧＤＯＥＳ）を施した。ＧＤＯＥＳは、各試料の薄い表面フィルムにおける元素の定量的深さ分布を提供する。ＧＤＯＥＳ深さプロファイリングの結果を図１に示し、これは、試料の表面上の銅及びケイ素の濃縮を示している。銅に関して、試料２５及び２６は、１２秒のスパッタリング後に銅の濃縮が存在しており、同様のプロファイルを呈した。ケイ素に関して、試料２５は、試料２６よりも高いが薄くケイ素が濃縮しており、これは、２つの試料間の酸エッチングの違いに起因し得る。
Claims (21)
- 耐食性基材を作製する方法であって、
金属基材の表面上に前処理フィルムを製造して、前処理された金属基材を提供することと、
前記前処理された金属基材を第１の温度で加熱して、前記耐食性基材を提供することと、を含み、
前記第１の温度が、３００℃超であり、
前記金属基材及び／または前記前処理された金属基材が、Ｆ調質、Ｔ４調質、またはＴ６調質のものである、前記方法。 - 前記金属基材が、アルミニウム合金を含む、請求項１に記載の方法。
- 前記金属基材が、５ｘｘｘシリーズアルミニウム合金、６ｘｘｘシリーズアルミニウム合金、または７ｘｘｘシリーズアルミニウム合金を含む、請求項２に記載の方法。
- 前記耐食性基材が、Ｔ６調質のものである、請求項１に記載の方法。
- 前記前処理フィルムが、酸化物層を含む、請求項１に記載の方法。
- 前記酸化物層が、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化クロム、酸化マンガン、酸化ニッケル、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化モリブデン、またはそれらの組み合わせを含む、請求項５に記載の方法。
- 前記前処理フィルムを製造することが、前記金属基材の前記表面に無機前処理組成物を適用することを含む、請求項１に記載の方法。
- 前記前処理フィルムを製造することが、前記金属基材の前記表面を陽極処理することを含む、請求項１に記載の方法。
- 前記前処理フィルムを製造することが、前記金属基材の前記表面を火炎加水分解することを含む、請求項１に記載の方法。
- 前記第１の温度が、３００℃～５５０℃である、請求項１に記載の方法。
- 前記加熱することが、前記前処理された金属基材を３０分未満の間、前記第１の温度で加熱することを含む、請求項１に記載の方法。
- 前記加熱することが、前記前処理された金属基材を第２の温度で加熱することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
- 前記第２の温度が、前記第１の温度よりも低い、請求項１２に記載の方法。
- 前記第２の温度が、７５℃～２５０℃である、請求項１２に記載の方法。
- 前記加熱することが、前記前処理された金属基材を１時間～４８時間、前記第２の温度で加熱することを含む、請求項１２に記載の方法。
- 前記金属基材が、連続コイルである、請求項１に記載の方法。
- 耐食性コイルであって、
アルミニウム合金連続コイルを含み、前記アルミニウム合金連続コイルの表面が、無機前処理フィルムを含み、
前記アルミニウム合金連続コイルが、Ｆ調質、Ｔ４調質、またはＴ６調質のものである、前記耐食性コイル。 - 前記アルミニウム合金連続コイルが、５ｘｘｘシリーズアルミニウム合金、６ｘｘｘシリーズアルミニウム合金、または７ｘｘｘシリーズアルミニウム合金を含む、請求項１７に記載の方法。
- 前記無機前処理フィルムが、酸化物層を含む、請求項１７に記載の耐食性コイル。
- 前記酸化物層が、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化クロム、酸化マンガン、酸化ニッケル、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化モリブデン、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１９に記載の耐食性コイル。
- 耐食性基材を作製する方法であって、
金属基材の表面上に前処理フィルムを製造して、前処理された金属基材を提供することと、
前記前処理された金属基材を第１の温度で加熱して、前記耐食性基材を提供することと、を含み、
前記金属基材及び／または前記前処理された金属基材が、Ｆ調質のものであり、
前記耐食性基材が、Ｔ５調質、Ｔ６調質、Ｔ６１調質、Ｔ７調質、Ｔ８ｘ調質、またはＴ９調質のものである、前記方法。
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