JP3314312B2 - アルミニウム合金材の結晶模様製造方法 - Google Patents

アルミニウム合金材の結晶模様製造方法

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    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10Etching compositions
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はアルミニウム合金材特に
Al−Mg−Si系合金材の結晶模様製造方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】近時、Al−Mg−Si系合金材は、軽
量であり、加工性、耐食性及び表面処理性に優れ、また
適度の強度を有することから、押出形材として、建材を
中心に広く普及してきた。
【0003】一般に、建材としてこのAl−Mg−Si
系合金を用いる場合は、銅成分を0.01重量%程度、
また鉄成分を0.13〜0.23重量%程度不純物とし
て含んでいる。銅成分による効果は、故意に0.05〜
0.40重量%程度添加することにより人工時効硬化性
の向上や光輝合金に対して光輝性を出現させるため等に
有効である。一方、鉄成分による効果は、表面処理後の
外観において過度の光輝性を抑制し落着きのあるシルバ
−材やブロンズ系の着色材を得るのに有効である。ま
た、一部には表面処理後に光輝性を出現させるためには
Al−Mg−Si系合金中のFe成分を0.05〜0.
1重量%の低い成分とした材料もある。 結晶粒がアル
ミニウム合金材料表面に出現するのは表面処理で特に材
料表面の溶解を伴うエッチング工程であるが、通常のA
l−Mg−Si系合金の押出形材の場合はその結晶粒径
は50μm程度以下で目視では観察できない位、均一微
細である。
【0004】従来からの上記のようなアルミニウム結晶
部材の新しい方法の開発が望まれていた。その1つとし
て特開平3−257177号公報にはアルミ結晶粒部材
の製造方法が開示されている。即ち、アルミニウム部材
に熱処理を施して結晶粒を粗大化させる工程と、結晶粒
が粗大化したアルミニウム部材にエッチング処理を施す
工程とからなるアルミ結晶粒部材の製造方法であり、ま
た上記熱処理の前に、アルミニウム部材に部分的に塑性
歪みを与える工程をさらに含む製造方法であり、或いは
上記エッチング処理を施した上記アルミニウム部材に、
周期律表のIIIb,IVb,Va,VIa族の中の少
なくとも一つの元素の窒化物または酸化物または炭化物
を有する透明被膜を形成する工程をさらに含む製造方法
であり、上記エッチング処理を施した上記アルミニウム
部材に、アルマイト処理を施す工程をさらに含む製造方
法であり、また硫酸及び塩酸の混合水溶液をエッチング
液として用いたアルミ結晶粒部材の製造方法である。し
かしながら、本方法のように硫酸及び塩酸の混合水溶液
をエッチングとして用いた場合、液の取扱が危険なこと
や有害なミストが発生すること等の問題があり、またア
ルミニウム部材のFe成分が特定されていないため、一
般的に結晶模様の鮮明さに欠ける等の問題もある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたアルミニウ
ム部材の結晶模様の生成方法は、建材としては不十分な
ものであった。一方、前述の如く、Al−Mg−Si系
合金材は、軽量であり、加工性、耐食性及び表面処理性
に優れ、また適度の強度を有することから、押出形材と
して、建材を中心に広く普及してきており、この合金に
結晶粒模様を付した場合、更に建材として有効な材料と
なることが予想される。従って、本発明は、Al−Mg
−Si系合金を用いて、建材として有効な結晶模様を付
し、必要に応じて表面処理後の外観において意匠的に優
れたシルバ−材やブロンズ系の着色材のようなアルミニ
ウム陽極酸化塗装複合皮膜材の結晶模様製造方法を提供
することを目的としたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の第1は、鉄成分
を0.05重量%未満含有し、更に銅成分を0.05重
量%以上含有するAl−Mg−Si系合金を押出加工
し、460℃以上の温度で熱処理を施し、次いで該合金
形材を前処理(エッチング処理)し、平均結晶粒径が1
mm以上の鮮明な模様を生成せしめることを特徴とするア
ルミニウム合金材の結晶模様製造方法である。本発明の
第2は、鉄成分を0.05重量%未満含有し、更に銅成
分を0.05重量%以上含有するAl−Mg−Si系合
金を押出加工し、460℃以上の温度で熱処理を施し、
次いで該合金形材を前処理(エッチング処理)し、更に
陽極酸化処理を施し、押出の平行方向に対して陽極酸化
処理後の45度鏡面光沢度と75度鏡面光沢度との比率
が0.65以下であることを特徴とするアルミニウム合
金材の結晶模様製造方法である。本発明の第3は、鉄成
分を0.05重量%未満含有し、更に銅成分を0.05
重量%以上含有するAl−Mg−Si系合金を押出加工
し、460℃以上の温度で熱処理を施し、次いで該合金
形材を前処理(エッチング処理)し、更に陽極酸化処理
を施し、次いで電解着色処理、染色処理及び塗装処理か
ら選ばれた処理を施すことを特徴とするアルミニウム合
金材の結晶模様製造方法である。
【0007】
【作用】アルミニウム合金押出材を500℃前後の高温
で熱処理すると、結晶粒が成長し粗大化することは既に
知られているが、合金中の鉄成分を0.05重量%未満
にし、更に銅成分を0.05重量%以上とすることによ
り、(1)表面処理後の外観において、通常の銅成分量の
場合は結晶模様が不鮮明で著しい光沢むらが生ずるのに
対して、銅成分を0.05重量%以上とすることにより
鮮明になること、(2)一般にマクロな結晶組織を調べる
際に用いる塩酸、硝酸、フッ酸等を含んだエッチング液
を使用することが不用で、通常のアルニウム建材の表面
処理ラインで用いられる苛性ソ−ダを主成分とする浴に
よるエッチングで鮮明な結晶外観が得られること、(3)
陽極酸化皮膜材の鏡面光沢度において、鉄成分が0.0
5重量%未満で、更に銅成分を0.05重量%以上のも
のは45度と75度の鏡面光沢度に差が生じ、その比
(75度鏡面光沢度/45度鏡面光沢度)は0.65以
下で、意匠的に優れた結晶外観が得られること(但し、
鏡面光沢度は押出に平行方向の値)。以上の3つの知見
を得た。
【0008】なお、本発明において、“結晶模様が鮮
明”とは次の通りである。押出形材を460℃以上の温
度で熱処理しその後にエッチングすると結晶粒が出現す
る。各結晶粒は見る角度や光の状況によって光輝度が変
化し、また各結晶粒の方位が異なるために各結晶粒間で
独立した光特性を示す。このため光輝部と非光輝部とが
結晶粒単位で入り混じった結晶粒が観察でき、この模様
のコントラストが鮮やかなことを“結晶模様が鮮明”と
表現する。一方、結晶模様が不鮮明な場合では各結晶粒
間のコントラストが弱いため鮮やかさな欠けるか、各結
晶粒の粒界が網目状に観察し得るのみか殆ど観察できな
い状態を指す。
【0009】更に、本発明の製造方法に於ける各工程に
ついて述べる。 (1)押出工程 この工程は、通常のAl−Mg−Si系合金の押出加工
工程に同じである。 (2)熱処理工程 Al−Mg−Si系合金のFe成分が0.05wt%未
満の押出形材を460℃以上の温度で熱処理すると結晶
粒は粗大化する。但し、熱処理は500℃〜525℃で
1時間以上の保持が結晶模様が得られる点で望ましく、
熱処理に当たっての熱処理炉はビレット用バッチ式均質
化処理炉を利用してもよい。一方、Al−Mg−Si系
合金のFe成分が0.05重量%以上の押出形材を比較
的短時間で熱処理して結晶粒を均一に粗大化させる場
合、550℃を超える温度が必要であり、その場合熱処
理時に形材が変形し易くなる。
【0010】(3)表面処理工程 (エッチング処理)本発明においても、一般の建材の表
面処理時のエッチングと同様の処理(苛性ソ−ダ濃度5
〜15%,浴温40〜55℃,浸漬時間3〜12分)を
行い、材料表面を10〜20μm程度の厚さ溶解するこ
とにより鮮やかな結晶模様となる。但し、5μm未満の
溶解量では結晶模様が弱く意匠性に乏しいが、20μm
を超えると溶解量の増加と共に結晶模様に凹凸感が付与
される。また、マクロ観察に用いられるフッ酸や塩酸等
を含んだ浴によるエッチングでも結晶模様を得ることが
できるが、浴の取扱が危険なことや有害ミストが発生す
ること等の問題があり実用上は好ましい方法とは言えな
い。 (陽極酸化処理)一般建材の陽極酸化処理例えば硫酸濃
度10〜20%,浴温20℃程度の浴中で電解処理と同
様の処理で良い。陽極酸化皮膜はほぼ透明の薄膜であ
り、この処理ではアルミニウム合金に耐食性を付与する
が意匠的には殆ど変化しない。
【0011】(着色処理)着色は意匠上の要求に応じて
行えば良く、電解着色若しくは染色が一般的な方法であ
る。但し、着色による色を濃くするに従って素地を隠蔽
する効果が大きくなり、結晶模様は弱くなっていく。こ
のため黒着色では本発明の効果はなくなる。 (塗装処理)塗装処理は透明塗料及び着色塗料のいずれ
も使用できる。透明塗料は主として耐食性の向上を目的
として施すもので意匠的には殆ど変化しない。一方、着
色塗装では一般的に隠蔽性が高いため本発明には適用し
難い。しかし“カラ−クリヤ−”と呼ばれる光の透過性
の良い塗料や塗料中の顔料濃度を低くし、かつ顔料粒径
を小さくして隠蔽性を下げた塗料であれば適用できる。
【0012】
【実施例】
実施例1 表1に示す各種組成のAl−Mg−Si系合金を図1に
示す工程により押出加工し、その後、 300,350,400,450℃×8時間 500℃×1,2,4,8時間 525,550,575℃×2時間 の条件で熱処理を施した形材を、表面処理工程で行う通
常の前処理(脱脂、苛性ソ−ダエッチング、中和)を施
し、結晶模様の確認を行った。 エッチング条件:7%苛性ソ−ダ浴中に45℃で6分浸
漬 その結果を表2並びに表3に示す。
【0013】
【表1】
【0014】
【表2】
【0015】表2に示すごとく、Feが0.05wt%
以上の合金A,B,Cは結晶模様が不鮮明で意匠上好ま
しくなく、商品価値が低い。また、Feが0.05重量
%未満であるもののCuが0.05重量%未満の合金D
は、著しい光沢むらが発生し結晶模様が不鮮明で意匠上
好ましくなく、商品価値が低い。それに対して合金E,
Fは比較的低温度の500℃以上でかつ短時間で結晶模
様が鮮明に生成され商品価値が高い。次に、結晶模様と
平均結晶粒径との関係を調べてみた。表3にその結果を
示す。
【0016】
【表3】
【0017】表3の結果結晶模様が鮮明に生成された合
金E,Fは、他の合金よりも平均平均結晶粒径が若干小
さくなっているが、熱処理条件(昇温速度と温度との兼
ね合い)次第では大きくもなる。また、同一熱処理条件
において合金E,Fは他の合金より平均結晶粒径が小さ
くなる傾向があるが、結晶模様が1mm以上であることが
判る。 本実施例に示すごとく、有害な硫酸及び塩酸の
混合水溶液等の浴によらず、苛性ソ−ダを主成分とする
浴によるエッチングで鮮明な結晶外観が得られる。
【0018】実施例2 実施例1の各種Al−Mg−Si系合金(合金A,B,
C,F)を用いて次の図2及び図3に示す型NO.1及び型
NO.2の2型を1500 uston(6 ″)押出プレスにより押出
加工し結晶模様が出現し得る条件で夫々熱処理し、通常
の前処理を施した。その形材を15%硫酸浴で陽極酸化
処理し、5,10,15μmの皮膜を施した各種皮膜材
の45度及び75度鏡面光沢度を押出方向に平行に測定
した。その結果を表4及び表5に示す。尚、鏡面光沢度
はスガ試験機(株)製デジタル変角光沢計UGV−5D
型により測定した。また、型NO.1とは図2に示す如く、
肉厚1.1mm,押出比76.2の押出形材であり、型
NO.2とは図3に示す如く、肉厚1.3mm,押出比5
6.2の押出形材のことを言う。
【0019】
【表4】
【0020】
【表5】
【0021】表4及び表5のデータは皮膜厚さ5,1
0,15μmの各データを平均したものである。表4及
び表5に示すごとく型NO.1及び型NO.2ともに本発明の合
金Fの45度鏡面光沢度は他の合金A,B,Cよりも高
く、また75度鏡面光沢度は同等若しくはやや高めであ
る。これにともない本発明の合金Fの鏡面光沢度比(7
5度/45度)は他の合金よりも低く、その鏡面光沢度
比は0.65以下である。また型NO.1と型NO.2との傾向
並びに異なったエッチング時間による傾向において違い
は認められなかった。
【0022】実施例3 実施例1の合金記号E,Fの合金に対して、図4に示す
肉厚1.2mm,押出比60.4の型NO.3の押出形材を
1500 uston(6 ″)押出プレスにより押出加工をし、そ
の後鋳造ライン内のビレット用バッチ式均質化処理炉に
より、500℃×2時間の熱処理を施した形材を通常の
表面処理ラインで前処理(脱脂、苛性ソーダエッチン
グ、中和)及び陽極酸化処理し、更にシルバー,ブロン
ズ、ステンカラー等の着色を施して処理した所、平均3
〜6mmの結晶模様が均一かつ鮮明に出現した。 エッチング条件 :7%苛性ソーダ浴中に45℃で6分
浸漬 陽極酸化処理条件:15%硫酸浴中に20℃で0.8A
/dm2 ×50分電解
【0023】実施例4 実施例3の陽極酸化皮膜材に対してロールコーターによ
り表6のカラークリヤーを約10μm塗装した所、各色
の結晶模様が均一かつ鮮明に出現した。
【0024】
【表6】
【0025】
【発明の効果】本発明のアルミニウム合金材の結晶模様
製造方法によれば、建材として有効な平均結晶粒径が1
mm以上の鮮明な模様を生成せしめることが可能であり、
必要ならば表面処理後の外観において意匠的に優れたシ
ルバー材やブロンズ系の着色おも可能として、建材の需
要開拓に資すること大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の製造工程の説明図である。
【図2】本発明の実施例における型NO.1の押出形材形状
の説明図である。
【図3】本発明の実施例における型NO.2の押出形材形状
の説明図である。
【図4】本発明の実施例における型NO.3の押出形材形状
の説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C25D 11/04 309 C25D 11/04 309A 11/16 301 11/16 301 // C22C 21/06 C22C 21/06 C22F 1/00 601 C22F 1/00 601 612 612 613 613 682 682 691 691B (56)参考文献 特開 平3−257177(JP,A) 特開 平3−247738(JP,A) 特開 昭53−92316(JP,A) 特開 昭62−96639(JP,A) 特開 昭57−76199(JP,A) 特開 昭60−5861(JP,A) 特開 平6−100970(JP,A) 特公 昭35−6510(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23F 1/00 - 1/20 C25D 11/04 - 11/24 C22C 21/00 - 21/18 C22F 1/04 - 1/057

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉄成分を0.05重量%未満含有し、さ
    らに銅成分を0.05〜0.15重量%含有するAl−
    Mg−Si−Cu系合金を押出加工し、460〜575
    ℃の温度で熱処理を施し、次いで該合金形材を苛性ソー
    ダによるエッチングをし、さらに陽極酸化処理を施し、
    押出の平行方向に対して陽極酸化処理後の45度鏡面光
    沢度と75度鏡面光沢度との比率が0.65以下である
    ことを特徴とするアルミニウム合金材の結晶模様製造方
    法。
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JP4858668B2 (ja) * 2003-08-27 2012-01-18 電化皮膜工業株式会社 アルミニウム及びアルミニウム合金の製造方法
JP4521659B2 (ja) * 2003-11-19 2010-08-11 電化皮膜工業株式会社 マグネシウムまたはマグネシウム合金材料の製造方法
KR100661853B1 (ko) * 2005-02-03 2006-12-27 주식회사 그레인 표면 형성 방법 및 이에 의해 제작된 성형물
JP5182805B2 (ja) * 2008-05-26 2013-04-17 住友軽金属工業株式会社 粗大結晶粒を有するアルミニウム板およびその製造方法
JP5629099B2 (ja) * 2010-02-09 2014-11-19 株式会社Uacj 耐食性及び光輝性に優れた押出し用アルミニウム合金
US20170009322A1 (en) * 2014-03-27 2017-01-12 Norsk Hydro Asa Method for the manufacturing of products with anodized high gloss surfaces from extruded profiles of al-mg-si or al-mg-si cu extrusion alloys
US20170137956A1 (en) 2014-04-02 2017-05-18 Nippon Light Metal Company, Ltd. Surface-treated aluminum material and zinc-supplemented aluminum alloy
CN106756314A (zh) * 2016-11-11 2017-05-31 湖北万佳宏铝业股份有限公司 一种兼具装饰和电磁防护功效的铝合金及其制备方法
CN108239713B (zh) * 2018-03-04 2020-03-31 广西平果百矿高新铝业有限公司 一种电子产品外观用铝合金板材及其生产工艺

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