JP3355285B2 - 化成処理性および塗装後耐食性に優れる焼き付け塗装用アルミニウム合金およびアルミニウム合金焼き付け塗装材の製造方法 - Google Patents
化成処理性および塗装後耐食性に優れる焼き付け塗装用アルミニウム合金およびアルミニウム合金焼き付け塗装材の製造方法Info
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- JP3355285B2 JP3355285B2 JP35269696A JP35269696A JP3355285B2 JP 3355285 B2 JP3355285 B2 JP 3355285B2 JP 35269696 A JP35269696 A JP 35269696A JP 35269696 A JP35269696 A JP 35269696A JP 3355285 B2 JP3355285 B2 JP 3355285B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用ボデー材
等に使用される化成処理性および塗装後耐食性に優れる
焼き付け塗装用アルミニウム合金および該合金を用いた
焼き付け塗装材の製造方法に関するものである。
等に使用される化成処理性および塗装後耐食性に優れる
焼き付け塗装用アルミニウム合金および該合金を用いた
焼き付け塗装材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、車体の軽量化等の観点から自動車
用ボデー材にアルミニウム合金材が使用される例が増え
ており、現状ではこの合金材に主としてＡｌ−Ｍｇ系合
金が使用されている。この合金材は、一般には鋼板と混
材した状態で塗装下地としてリン酸亜鉛処理が施され、
その後、塗装が施される。ところで、最近、ボデーシー
ト材のコストダウンの要請が増しており、その方法とし
ては板厚を薄くすることが最もコストダウンに有効であ
ると考えられている。しかし、従来、アルミニウム合金
材として使用されているＡｌ−Ｍｇ系合金材は、現状の
１ｍｍ程度の板厚よりも薄くすると、外力による凹み変
形性（耐デント性）が十分に得られず、使用に耐え得な
いものになってしまう。そこで、上記Ａｌ−Ｍｇ系合金
材に代えて、時効硬化型のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金材を
用いることが提案されている。すなわち、この合金材を
用いれば、塗装焼き付けの際の加熱により時効硬化し
（ベークハード）、材料強度が増すことから板厚を薄く
することができる。このため、最近では、Ａｌ−Ｍｇ−
Ｓｉ系合金材を自動車用ボデー材に使用するという要求
が増している。
用ボデー材にアルミニウム合金材が使用される例が増え
ており、現状ではこの合金材に主としてＡｌ−Ｍｇ系合
金が使用されている。この合金材は、一般には鋼板と混
材した状態で塗装下地としてリン酸亜鉛処理が施され、
その後、塗装が施される。ところで、最近、ボデーシー
ト材のコストダウンの要請が増しており、その方法とし
ては板厚を薄くすることが最もコストダウンに有効であ
ると考えられている。しかし、従来、アルミニウム合金
材として使用されているＡｌ−Ｍｇ系合金材は、現状の
１ｍｍ程度の板厚よりも薄くすると、外力による凹み変
形性（耐デント性）が十分に得られず、使用に耐え得な
いものになってしまう。そこで、上記Ａｌ−Ｍｇ系合金
材に代えて、時効硬化型のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金材を
用いることが提案されている。すなわち、この合金材を
用いれば、塗装焼き付けの際の加熱により時効硬化し
（ベークハード）、材料強度が増すことから板厚を薄く
することができる。このため、最近では、Ａｌ−Ｍｇ−
Ｓｉ系合金材を自動車用ボデー材に使用するという要求
が増している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、Ａｌ−Ｍｇ−
Ｓｉ系合金材は、Ａｌ−Ｍｇ系合金材に比較してりん酸
亜鉛皮膜が形成され難くく、十分な皮膜付着量を得るこ
とが難しいという問題がある。また、仮にＡｌ−Ｍｇ−
Ｓｉ系合金材に、Ａｌ−Ｍｇ系合金材と同等量のりん酸
亜鉛皮膜を形成できたとしても、耐食性に劣っており、
塗装後に糸錆が発生しやすいという問題がある。本発明
は、上記事情を背景としてなされたものであり、塗装用
に用いられるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金材のりん酸亜鉛処
理性および耐食性を改善して、高強度で薄肉化（例えば
１ｍｍ以下）が可能な焼き付け塗装用アルミニウム合金
および該合金を用いた焼き付け塗装材の製造方法を提供
することを目的とする。
Ｓｉ系合金材は、Ａｌ−Ｍｇ系合金材に比較してりん酸
亜鉛皮膜が形成され難くく、十分な皮膜付着量を得るこ
とが難しいという問題がある。また、仮にＡｌ−Ｍｇ−
Ｓｉ系合金材に、Ａｌ−Ｍｇ系合金材と同等量のりん酸
亜鉛皮膜を形成できたとしても、耐食性に劣っており、
塗装後に糸錆が発生しやすいという問題がある。本発明
は、上記事情を背景としてなされたものであり、塗装用
に用いられるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金材のりん酸亜鉛処
理性および耐食性を改善して、高強度で薄肉化（例えば
１ｍｍ以下）が可能な焼き付け塗装用アルミニウム合金
および該合金を用いた焼き付け塗装材の製造方法を提供
することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】まず、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ
系合金材の塗装後の耐食性がＡｌ−Ｍｇ系合金材に比較
して劣る原因を検討した結果、下記の２つの要因が作用
していることが判明した。 ａ）りん酸亜鉛皮膜の付着量が低い。 ｂ）腐食形態が粒界腐食となるため、単位面積辺りの腐
食面積が増加したり結晶粒が崩落等したりして腐食生成
物が多く生じ、塗膜の剥離と腐食の成長を促進する。
系合金材の塗装後の耐食性がＡｌ−Ｍｇ系合金材に比較
して劣る原因を検討した結果、下記の２つの要因が作用
していることが判明した。 ａ）りん酸亜鉛皮膜の付着量が低い。 ｂ）腐食形態が粒界腐食となるため、単位面積辺りの腐
食面積が増加したり結晶粒が崩落等したりして腐食生成
物が多く生じ、塗膜の剥離と腐食の成長を促進する。
【０００５】上記各問題点の改善につき検討したとこ
ろ、りん酸亜鉛皮膜の付着量はＣｕを含有させることに
より増やすことができ、しかもＣｕの含有量を増すほど
付着量も増加することが判った。しかしながら、Ｃｕを
単独で添加すると、りん酸亜鉛皮膜の形成量は増すもの
の、粒界腐食が顕著に生じ、糸錆の発生という形で塗装
後耐食性が劣化してしまう。この原因は以下のように考
えられるが、対策としてＺｎを適正量同時に添加するこ
とが粒界腐食の防止に効果的なことが判明した。
ろ、りん酸亜鉛皮膜の付着量はＣｕを含有させることに
より増やすことができ、しかもＣｕの含有量を増すほど
付着量も増加することが判った。しかしながら、Ｃｕを
単独で添加すると、りん酸亜鉛皮膜の形成量は増すもの
の、粒界腐食が顕著に生じ、糸錆の発生という形で塗装
後耐食性が劣化してしまう。この原因は以下のように考
えられるが、対策としてＺｎを適正量同時に添加するこ
とが粒界腐食の防止に効果的なことが判明した。
【０００６】粒界腐食は粒界に生じた特定の溶解しやす
い層が選択的に溶解することにより生じる。この溶解層
を調査した結果、上記合金では、Ｍｇ2Ｓｉがこれに該
当することが判明した。また、Ｃｕを含有させると粒界
腐食が著しくなる理由は、Ｃｕ添加によりマトリックス
の電位が高くなり、Ｍｇ2Ｓｉとの電位差が大きくなっ
てＭｇ2Ｓｉの溶解が促進されるためと判明した。この
対策として、マトリックスの電位を低下させる元素を添
加し、マトリックスの電位をＭｇ2Ｓｉの溶解電位と同
等に調整することが有効と考えられる。このような観点
から各種の元素について試験を行ったところ、図１に示
すようにＺｎの添加が最も有効であることが判明した。
い層が選択的に溶解することにより生じる。この溶解層
を調査した結果、上記合金では、Ｍｇ2Ｓｉがこれに該
当することが判明した。また、Ｃｕを含有させると粒界
腐食が著しくなる理由は、Ｃｕ添加によりマトリックス
の電位が高くなり、Ｍｇ2Ｓｉとの電位差が大きくなっ
てＭｇ2Ｓｉの溶解が促進されるためと判明した。この
対策として、マトリックスの電位を低下させる元素を添
加し、マトリックスの電位をＭｇ2Ｓｉの溶解電位と同
等に調整することが有効と考えられる。このような観点
から各種の元素について試験を行ったところ、図１に示
すようにＺｎの添加が最も有効であることが判明した。
【０００７】すなわち、合金中にＺｎを添加することに
より電気化学的なマトリックスの電位が卑側に移行し、
Ｍｇ2Ｓｉとマトリックスの溶解電位が等しいか小さく
なり、粒界の選択的な溶解が殆ど生じなくなり、粒界腐
食が改善される。ただし、Ｚｎの添加量が過剰である
と、粒界腐食は抑制されるもののＺｎによる材料の溶解
性が増し、塗装後の耐食性は不十分になってしまうこと
も判った。また、Ｍｇ2Ｓｉの析出により形成されるＳ
ｉの欠乏層もＺｎ添加量が多いと卑な電位になりやすく
粒界腐食（欠乏層の溶解）を生じるようになる。上記観
点からりＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金に適量のＣｕとＺｎを
添加することによりりん酸亜鉛処理性と塗装後耐食性が
Ａｌ−Ｍｇ系合金材なみに改善でき、よって高強度でこ
れら特性に優れたアルミニウム合金材が得られることが
判明し本発明を完成するに至った。
より電気化学的なマトリックスの電位が卑側に移行し、
Ｍｇ2Ｓｉとマトリックスの溶解電位が等しいか小さく
なり、粒界の選択的な溶解が殆ど生じなくなり、粒界腐
食が改善される。ただし、Ｚｎの添加量が過剰である
と、粒界腐食は抑制されるもののＺｎによる材料の溶解
性が増し、塗装後の耐食性は不十分になってしまうこと
も判った。また、Ｍｇ2Ｓｉの析出により形成されるＳ
ｉの欠乏層もＺｎ添加量が多いと卑な電位になりやすく
粒界腐食（欠乏層の溶解）を生じるようになる。上記観
点からりＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金に適量のＣｕとＺｎを
添加することによりりん酸亜鉛処理性と塗装後耐食性が
Ａｌ−Ｍｇ系合金材なみに改善でき、よって高強度でこ
れら特性に優れたアルミニウム合金材が得られることが
判明し本発明を完成するに至った。
【０００８】すなわち、本発明の化成処理性および塗装
後耐食性に優れる焼き付け塗装用アルミニウム合金のう
ち第１の発明は、重量％で、Ｍｇ：０．５〜１．２％、
Ｓｉ：０．５〜１．２％、Ｃｕ：０．１〜０．８％、Ｚ
ｎ：０．２〜０．９％を含有し、残部がＡｌおよび不可
避不純物からなることを特徴とする。また、第２の発明
は、第１の発明において、成分として、さらに、Ｚｒ、
Ｍｎの１種又は２種を、合計の重量％で、０．０５〜
０．２％含有することを特徴とする。
後耐食性に優れる焼き付け塗装用アルミニウム合金のう
ち第１の発明は、重量％で、Ｍｇ：０．５〜１．２％、
Ｓｉ：０．５〜１．２％、Ｃｕ：０．１〜０．８％、Ｚ
ｎ：０．２〜０．９％を含有し、残部がＡｌおよび不可
避不純物からなることを特徴とする。また、第２の発明
は、第１の発明において、成分として、さらに、Ｚｒ、
Ｍｎの１種又は２種を、合計の重量％で、０．０５〜
０．２％含有することを特徴とする。
【０００９】さらに、第３の発明のアルミニウム合金焼
き付け塗装材の製造方法は、第１または第２の発明のア
ルミニウム合金材に、塗装下地処理としてりん酸亜鉛処
理を施し、その後、処理温度１２０℃〜２００℃、処理
時間５分〜３００分の範囲内であって下記の（１）式を
満たす条件で焼き付け塗装処理を施すことを特徴とする 処理時間（分）≦（処理温度（℃）−２２５）／（−０．３９）…（１） また、第４の発明のアルミニウム合金焼き付け塗装材の
製造方法は、第３の発明において、焼き付け塗装時にさ
らに、下記の（２）式を満たす条件で処理を施すことを
特徴とする。 処理時間（分）≧（−０．１８）×(処理温度（℃）)＋４０…（２）
き付け塗装材の製造方法は、第１または第２の発明のア
ルミニウム合金材に、塗装下地処理としてりん酸亜鉛処
理を施し、その後、処理温度１２０℃〜２００℃、処理
時間５分〜３００分の範囲内であって下記の（１）式を
満たす条件で焼き付け塗装処理を施すことを特徴とする 処理時間（分）≦（処理温度（℃）−２２５）／（−０．３９）…（１） また、第４の発明のアルミニウム合金焼き付け塗装材の
製造方法は、第３の発明において、焼き付け塗装時にさ
らに、下記の（２）式を満たす条件で処理を施すことを
特徴とする。 処理時間（分）≧（−０．１８）×(処理温度（℃）)＋４０…（２）
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の焼き付け塗装用アルミニ
ウム合金は常法により製造することができ、適当な手段
によって溶製される。例えば、鋳造後、４５０〜５７０
℃で１〜４０時間の均質化処理し、熱間圧延及び冷間圧
延（圧延率は２０％以上）後、中間焼鈍し、その後５０
０〜５８０℃で６０秒以下程度の溶体化処理を行う。ま
た、成形性や強度の観点から予備時効処理や復元処理を
組み合わせて行っても良い。なお、本発明の合金の成分
は以下の理由により選定される。
ウム合金は常法により製造することができ、適当な手段
によって溶製される。例えば、鋳造後、４５０〜５７０
℃で１〜４０時間の均質化処理し、熱間圧延及び冷間圧
延（圧延率は２０％以上）後、中間焼鈍し、その後５０
０〜５８０℃で６０秒以下程度の溶体化処理を行う。ま
た、成形性や強度の観点から予備時効処理や復元処理を
組み合わせて行っても良い。なお、本発明の合金の成分
は以下の理由により選定される。
【００１１】（１）Ｍｇ：０．５〜１．２％ Ｍｇは、焼き付け塗装時にＭｇ2Ｓｉを形成し時効硬化
により強度を向上する主成分である。ただし、０．５％
未満の含有では強度の向上効果が不十分であり、一方、
１．２％を越えると伸びや成形性が低下してしまうの
で、Ｍｇの含有量を０．５〜１．２％に限定する。な
お、同様の理由で下限を０．６％、上限を１．０％とす
るのが望ましく、さらに、下限を０．７％、上限を０．
９％とするのが一層望ましい。
により強度を向上する主成分である。ただし、０．５％
未満の含有では強度の向上効果が不十分であり、一方、
１．２％を越えると伸びや成形性が低下してしまうの
で、Ｍｇの含有量を０．５〜１．２％に限定する。な
お、同様の理由で下限を０．６％、上限を１．０％とす
るのが望ましく、さらに、下限を０．７％、上限を０．
９％とするのが一層望ましい。
【００１２】（２）Ｓｉ：０．５〜１．２％ Ｓｉは上記したＭｇとともにＭｇ2Ｓｉを形成し時効硬
化により強度を向上する主成分である。ただし、０．５
％未満の含有では強度の向上効果が不十分であり、１．
２％を越えると伸びや成形性が低下してしまうので、Ｓ
ｉの含有量もＭｇと同様に０．５〜１．２％に限定す
る。なお、同様の理由で下限を０．６％、上限を１．０
％とするのが望ましく、さらに、下限を０．７％、上限
を１．０％とするのが一層望ましい。
化により強度を向上する主成分である。ただし、０．５
％未満の含有では強度の向上効果が不十分であり、１．
２％を越えると伸びや成形性が低下してしまうので、Ｓ
ｉの含有量もＭｇと同様に０．５〜１．２％に限定す
る。なお、同様の理由で下限を０．６％、上限を１．０
％とするのが望ましく、さらに、下限を０．７％、上限
を１．０％とするのが一層望ましい。
【００１３】（３）Ｃｕ：０．２〜０．５％ Ｃｕは、前述したように材料のりん酸亜鉛皮膜の付着量
を増す作用があり、Ｃｕ含有量が増すほどりん酸亜鉛皮
膜の付着量が増す。このりん酸亜鉛付着量の増加はＣｕ
含有量が０．５％程度まではＣｕ含有量とともに増加
し、それ以上ではほぼ飽和する。このようなＣｕによる
皮膜の付着量の増加は、Ｃｕがりん酸亜鉛皮膜形成反応
におけるカソード反応を促進するためと考えられる。た
だし、上記作用を得るためには、Ｃｕを０．２％以上含
有することが必要であり、一方、Ｃｕ量が０．５％を越
えると、Ｍｇ２Ｓｉによる粒界腐食が顕著になり、これ
を生じさせないために多量のＺｎが必要になって塗装後
の耐食性が低下するため、Ｃｕ量を０．２〜０．５％に
限定する。
を増す作用があり、Ｃｕ含有量が増すほどりん酸亜鉛皮
膜の付着量が増す。このりん酸亜鉛付着量の増加はＣｕ
含有量が０．５％程度まではＣｕ含有量とともに増加
し、それ以上ではほぼ飽和する。このようなＣｕによる
皮膜の付着量の増加は、Ｃｕがりん酸亜鉛皮膜形成反応
におけるカソード反応を促進するためと考えられる。た
だし、上記作用を得るためには、Ｃｕを０．２％以上含
有することが必要であり、一方、Ｃｕ量が０．５％を越
えると、Ｍｇ２Ｓｉによる粒界腐食が顕著になり、これ
を生じさせないために多量のＺｎが必要になって塗装後
の耐食性が低下するため、Ｃｕ量を０．２〜０．５％に
限定する。
【００１４】（４）Ｚｎ：０．４〜０．７％ Ｚｎは、りん酸亜鉛皮膜の形成をやや増す作用がある
が、添加の主目的は、Ｃｕ含有により貴に変化したマト
リックスの電位を卑側に移行させて粒界腐食を防止する
ことにある。ただし、この作用を十分に得るためにはＺ
ｎ含有量を０．４％以上にする必要があり、一方、０．
７％を越えてＺｎを過剰に添加すると、材料の溶解性が
増すこと、ならびにＭｇ２Ｓｉの析出により形成するＳ
ｉの欠乏した層が溶解しやすくなり粒界腐食を生じるこ
とから塗装後の耐食性が低下してしまう。これらの点か
らＺｎ含有量を０．４〜０．７％に限定する。
が、添加の主目的は、Ｃｕ含有により貴に変化したマト
リックスの電位を卑側に移行させて粒界腐食を防止する
ことにある。ただし、この作用を十分に得るためにはＺ
ｎ含有量を０．４％以上にする必要があり、一方、０．
７％を越えてＺｎを過剰に添加すると、材料の溶解性が
増すこと、ならびにＭｇ２Ｓｉの析出により形成するＳ
ｉの欠乏した層が溶解しやすくなり粒界腐食を生じるこ
とから塗装後の耐食性が低下してしまう。これらの点か
らＺｎ含有量を０．４〜０．７％に限定する。
【００１５】また、上記合金組成においては、Ｚｒ，Ｍ
ｎは、化成処理性および耐食性を損なうことなく成形性
を向上させることができるので、所望により１種以上を
含有させる。ただし、合計含有量が０．０５％未満であ
ると、上記作用は十分に得られず、また、０．２％をこ
えると、成形性が低下するため、合計含有量を０．０５
〜０．２％に限定する。なお、同様の理由で、合計含有
量の下限を０．０７％、上限を０．１５％とするのが望
ましい。
ｎは、化成処理性および耐食性を損なうことなく成形性
を向上させることができるので、所望により１種以上を
含有させる。ただし、合計含有量が０．０５％未満であ
ると、上記作用は十分に得られず、また、０．２％をこ
えると、成形性が低下するため、合計含有量を０．０５
〜０．２％に限定する。なお、同様の理由で、合計含有
量の下限を０．０７％、上限を０．１５％とするのが望
ましい。
【００１６】上記により選定されたアルミニウム合金に
対する製造方法としては、焼き付け塗装時の処理温度、
処理時間の条件を除いては、本発明としては特に限定さ
れるものではなく、常法により、その他条件を定めてり
ん酸亜鉛処理や焼き付け塗装を行うことができる。した
がってりん酸亜鉛処理の前処理や、りん酸亜鉛処理時の
浴選定や条件選定、さらにりん酸亜鉛処理後の後処理等
も適宜条件を定めて行うことができる。また、焼き付け
塗装時の塗料の選定や塗装方法の選定等も適宜行うこと
ができる。以下に、本発明法において、焼き付け塗装時
の処理温度および処理時間の条件を限定した理由を説明
する。
対する製造方法としては、焼き付け塗装時の処理温度、
処理時間の条件を除いては、本発明としては特に限定さ
れるものではなく、常法により、その他条件を定めてり
ん酸亜鉛処理や焼き付け塗装を行うことができる。した
がってりん酸亜鉛処理の前処理や、りん酸亜鉛処理時の
浴選定や条件選定、さらにりん酸亜鉛処理後の後処理等
も適宜条件を定めて行うことができる。また、焼き付け
塗装時の塗料の選定や塗装方法の選定等も適宜行うこと
ができる。以下に、本発明法において、焼き付け塗装時
の処理温度および処理時間の条件を限定した理由を説明
する。
【００１７】（５）処理温度：１２０℃〜２００℃、処
理時間：５分〜３００分 焼き付け塗装時には、塗料を焼き付けるとともに、合金
材中のＭｇ2Ｓｉを析出させて時効硬化させる。ここ
で、処理温度が１２０℃よりも低いと時効効果による強
度向上が十分に得られず、一方、２００℃を越えると、
Ｍｇ2Ｓｉの析出が過剰に起こり、Ｓｉの欠乏した層が
粒界近傍にできて粒界腐食を生じる場合がある。また、
２００℃を越える温度での焼き付け処理は設備的、加熱
エネルギー的にコスト高となってしまう。これらの点か
ら処理温度は１２０〜２００℃の範囲とする。また、処
理時間が５分未満であると、時効処理、焼き付けともに
不十分であり、一方、３００分を越えて処理を行って
も、上記作用は飽和して生産効率が低下する上に、Ｍｇ
2Ｓｉの析出が過剰になって上記と同様に粒界腐食が生
じるので、処理時間も５〜３００分に限定する。
理時間：５分〜３００分 焼き付け塗装時には、塗料を焼き付けるとともに、合金
材中のＭｇ2Ｓｉを析出させて時効硬化させる。ここ
で、処理温度が１２０℃よりも低いと時効効果による強
度向上が十分に得られず、一方、２００℃を越えると、
Ｍｇ2Ｓｉの析出が過剰に起こり、Ｓｉの欠乏した層が
粒界近傍にできて粒界腐食を生じる場合がある。また、
２００℃を越える温度での焼き付け処理は設備的、加熱
エネルギー的にコスト高となってしまう。これらの点か
ら処理温度は１２０〜２００℃の範囲とする。また、処
理時間が５分未満であると、時効処理、焼き付けともに
不十分であり、一方、３００分を越えて処理を行って
も、上記作用は飽和して生産効率が低下する上に、Ｍｇ
2Ｓｉの析出が過剰になって上記と同様に粒界腐食が生
じるので、処理時間も５〜３００分に限定する。
【００１８】さらに、処理温度と処理時間とは、相互に
下式の関係式（１）を満たすことが望ましい。これは、
図２に示すように、熱処理温度が高いか処理時間が長い
傾向にあると、Ｓｉの欠乏した層が粒界近傍にできて粒
界腐食を生じやすくなるためである。 処理時間（分）≦（処理温度（℃）−２２５）／（−０．３９）…（１） また、時効硬化による強度向上を確実に得るという観点
からは、上記（１）式に加えて、下記（２）式を満たす
のが望ましい。 処理時間（分）≧（−０．１８）×(処理温度（℃）)＋４０…（２）
下式の関係式（１）を満たすことが望ましい。これは、
図２に示すように、熱処理温度が高いか処理時間が長い
傾向にあると、Ｓｉの欠乏した層が粒界近傍にできて粒
界腐食を生じやすくなるためである。 処理時間（分）≦（処理温度（℃）−２２５）／（−０．３９）…（１） また、時効硬化による強度向上を確実に得るという観点
からは、上記（１）式に加えて、下記（２）式を満たす
のが望ましい。 処理時間（分）≧（−０．１８）×(処理温度（℃）)＋４０…（２）
【００１９】
【実施例】（１）試験材の作成と前処理 表１に示す合金を常法により作製し、熱間圧延と冷間圧
延により１ｍｍ厚みまで圧延した後、７０×１５０ｍｍ
寸法に切断し、５４０℃で２時間の加熱の後に水冷し溶
体化処理した。継いで、表面清浄化のために５％ＨＮＯ
3水溶液に室温で１０分間浸漬して水洗し、１０％Ｎａ
ＯＨ水溶液に５０℃×３分間浸漬して水洗し、更に、５
％ＨＮＯ3水溶液に室温で１分間浸漬しデスマット処理
してドライヤーで乾燥した。
延により１ｍｍ厚みまで圧延した後、７０×１５０ｍｍ
寸法に切断し、５４０℃で２時間の加熱の後に水冷し溶
体化処理した。継いで、表面清浄化のために５％ＨＮＯ
3水溶液に室温で１０分間浸漬して水洗し、１０％Ｎａ
ＯＨ水溶液に５０℃×３分間浸漬して水洗し、更に、５
％ＨＮＯ3水溶液に室温で１分間浸漬しデスマット処理
してドライヤーで乾燥した。
【００２０】
【表１】
【００２１】（２）りん酸亜鉛処理性 さらに上記試験材に対し、弱アルカリ系脱脂剤（２ｗｔ
％）にて、４５℃で２分間のスプレー脱脂処理した後、
１０秒間スプレー水洗し、表面調整剤水溶液（日本パー
カライジング（株）製）に１０秒間浸漬して表面調整し
た後、市販のりん酸亜鉛処理液（ＰＢ−Ｌ３０２０、日
本パーカライジング（株）製）にて４３℃で２分間処理
し、１０秒間スプレー水洗した後、乾燥した。試験材の
表面には上記処理によりりん酸亜鉛皮膜が形成された。
このりん酸亜鉛皮膜の付着量を測定するため、５ｗｔ％
無水クロム酸水溶液に試験材を２５℃で１５分間浸漬し
て皮膜を溶解し、溶解前後の重量差を求め、これを付着
量とした。
％）にて、４５℃で２分間のスプレー脱脂処理した後、
１０秒間スプレー水洗し、表面調整剤水溶液（日本パー
カライジング（株）製）に１０秒間浸漬して表面調整し
た後、市販のりん酸亜鉛処理液（ＰＢ−Ｌ３０２０、日
本パーカライジング（株）製）にて４３℃で２分間処理
し、１０秒間スプレー水洗した後、乾燥した。試験材の
表面には上記処理によりりん酸亜鉛皮膜が形成された。
このりん酸亜鉛皮膜の付着量を測定するため、５ｗｔ％
無水クロム酸水溶液に試験材を２５℃で１５分間浸漬し
て皮膜を溶解し、溶解前後の重量差を求め、これを付着
量とした。
【００２２】（３）耐食性試験 りん酸亜鉛皮膜が施されている試験材にエポキシ系のカ
チオン電着塗装を３０μｍ、中塗りを３０μｍ、上塗り
を３０μｍを施して総膜厚９０μｍの焼き付け塗装膜を
施した。この塗装膜に１００ｍｍ長さのクロスカットを
加え、下記の複合サイクル試験を１２０サイクル行い、
発生した腐食の最大長さを測定した（ＣＣＴ試験）。 塩水噴霧（０．５ＮａＣｌ水溶液、３５℃、２時間） ↓ 温風乾燥（６０℃、４時間） ↓ 湿潤（５０℃、相対湿度９５％、２時間）
チオン電着塗装を３０μｍ、中塗りを３０μｍ、上塗り
を３０μｍを施して総膜厚９０μｍの焼き付け塗装膜を
施した。この塗装膜に１００ｍｍ長さのクロスカットを
加え、下記の複合サイクル試験を１２０サイクル行い、
発生した腐食の最大長さを測定した（ＣＣＴ試験）。 塩水噴霧（０．５ＮａＣｌ水溶液、３５℃、２時間） ↓ 温風乾燥（６０℃、４時間） ↓ 湿潤（５０℃、相対湿度９５％、２時間）
【００２３】
【表２】
【００２４】表２に各試験材の粒界腐食性、りん酸亜鉛
付着量及び腐食長さの試験結果を示した。表２から明ら
かなように、本発明材によれば、十分な量のりん酸亜鉛
付着量が得られており、腐食長さも小さく、塗装後耐食
性に優れている。一方、比較材１〜４は、その成分が発
明の範囲外であるため、一部を除いてりん酸亜鉛皮膜の
付着量が少なく、腐食試験についてはいずれも発明材よ
りも大きく劣っている。また、比較材５では、合金成分
は発明の範囲内にあるものの、焼き付け塗装時の条件が
発明法の範囲を外れており、りん酸亜鉛皮膜の付着量で
は、やや発明材に劣る程度であるが、耐食性については
大きく劣っている。なお、発明材７は、耐食性は良好で
あるが、処理時間が短時間すぎるため、十分な時効硬化
がなされず、強度が他の発明材よりも低いという結果に
なっている。
付着量及び腐食長さの試験結果を示した。表２から明ら
かなように、本発明材によれば、十分な量のりん酸亜鉛
付着量が得られており、腐食長さも小さく、塗装後耐食
性に優れている。一方、比較材１〜４は、その成分が発
明の範囲外であるため、一部を除いてりん酸亜鉛皮膜の
付着量が少なく、腐食試験についてはいずれも発明材よ
りも大きく劣っている。また、比較材５では、合金成分
は発明の範囲内にあるものの、焼き付け塗装時の条件が
発明法の範囲を外れており、りん酸亜鉛皮膜の付着量で
は、やや発明材に劣る程度であるが、耐食性については
大きく劣っている。なお、発明材７は、耐食性は良好で
あるが、処理時間が短時間すぎるため、十分な時効硬化
がなされず、強度が他の発明材よりも低いという結果に
なっている。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の焼き付け
塗装用アルミニウム合金によれば、重量％で、Ｍｇ：
０．５〜１．２％、Ｓｉ：０．５〜１．２％、Ｃｕ：
０．２〜０．５％、Ｚｎ：０．４〜０．７％を含有する
ので、十分な量のりん酸亜鉛皮膜が付着され、良好な耐
食性（耐糸錆性等）を有する焼き付け塗装膜を形成する
ことができる。また、上記のように高い強度を有するＡ
ｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金において良好な化成処理性と塗装
後耐食性が得られので、塗装材料を薄肉化することがで
き、軽量化および材料費の節減が可能になるという効果
もある。また、上記合金に、さらに、Ｚｒ、Ｍｎの１種
又は２種を、合計重量％で、０．０５〜０．２％含有さ
せれば、化成処理性および塗装後耐食性を損なうことな
く成形性を向上させることができる。
塗装用アルミニウム合金によれば、重量％で、Ｍｇ：
０．５〜１．２％、Ｓｉ：０．５〜１．２％、Ｃｕ：
０．２〜０．５％、Ｚｎ：０．４〜０．７％を含有する
ので、十分な量のりん酸亜鉛皮膜が付着され、良好な耐
食性（耐糸錆性等）を有する焼き付け塗装膜を形成する
ことができる。また、上記のように高い強度を有するＡ
ｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金において良好な化成処理性と塗装
後耐食性が得られので、塗装材料を薄肉化することがで
き、軽量化および材料費の節減が可能になるという効果
もある。また、上記合金に、さらに、Ｚｒ、Ｍｎの１種
又は２種を、合計重量％で、０．０５〜０．２％含有さ
せれば、化成処理性および塗装後耐食性を損なうことな
く成形性を向上させることができる。
【００２６】さらに、上記合金からなる合金材に、塗装
下地処理としてりん酸亜鉛処理を施し、その後、処理温
度１２０℃〜２００℃、処理時間５分〜３００分の範囲
内であって、処理時間（分）≦（処理温度（℃）−２２
５）／（−０．３９）…（１）の関係式を満たす条件で
焼き付け塗装処理を施せば、耐食性を低下させることな
く強度を向上させ、さらに塗装の焼き付けを行うことが
できる。さらに、焼き付け塗装時にさらに、処理時間
（分）≧（−０．１８）×(処理温度（℃）)＋４０…
（２）の関係式を満たす条件で処理を施せば、焼き付け
塗装時に材料が十分に時効硬化し、高い強度の塗装材が
得られる。
下地処理としてりん酸亜鉛処理を施し、その後、処理温
度１２０℃〜２００℃、処理時間５分〜３００分の範囲
内であって、処理時間（分）≦（処理温度（℃）−２２
５）／（−０．３９）…（１）の関係式を満たす条件で
焼き付け塗装処理を施せば、耐食性を低下させることな
く強度を向上させ、さらに塗装の焼き付けを行うことが
できる。さらに、焼き付け塗装時にさらに、処理時間
（分）≧（−０．１８）×(処理温度（℃）)＋４０…
（２）の関係式を満たす条件で処理を施せば、焼き付け
塗装時に材料が十分に時効硬化し、高い強度の塗装材が
得られる。
【図１】 本発明におけるＣｕ含有とＺｎ含有と電位の
関係とを示すグラフである。
関係とを示すグラフである。
【図２】 焼き付け塗装時の処理温度及び処理時間が耐
食性に及ぼす影響を示すグラフである。
食性に及ぼす影響を示すグラフである。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−32532（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−3371（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−310155（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−81744（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−74014（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−60315（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−3702（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−228957（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22C 21/00 - 21/18
Claims (4)
- 【請求項１】 重量％で、Ｍｇ：０．５〜１．２％、Ｓ
ｉ：０．５〜１．２％、Ｃｕ：０．２〜０．５％、Ｚ
ｎ：０．４〜０．７％を含有し、残部がＡｌおよび不可
避不純物からなる化成処理性および塗装後耐食性に優れ
る焼き付け塗装用アルミニウム合金 - 【請求項２】 成分として、さらに、ＺｒおよびＭｎの
１種又は２種を、合計の重量％で、０．０５〜０．２％
含有することを特徴とする請求項１記載の化成処理性お
よび塗装後耐食性に優れる焼き付け塗装用アルミニウム
合金 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の組成からなる
アルミニウム合金材に、塗装下地処理としてりん酸亜鉛
処理を施し、その後、処理温度１２０℃〜２００℃、処
理時間５分〜３００分の範囲内であって下記の（１）式
を満たす条件で焼き付け塗装処理を施すことを特徴とす
るアルミニウム合金焼き付け塗装材の製造方法 処理時間（分）≦（処理温度（℃）−２２５）／（−０．３９）…（１） - 【請求項４】 焼き付け塗装時にさらに、下記の（２）
式を満たす条件で処理を施すことを特徴とする請求項３
記載のアルミニウム合金焼き付け塗装材の製造方法 処理時間（分）≧（−０．１８）×(処理温度（℃）)＋４０…（２）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35269696A JP3355285B2 (ja) | 1996-12-14 | 1996-12-14 | 化成処理性および塗装後耐食性に優れる焼き付け塗装用アルミニウム合金およびアルミニウム合金焼き付け塗装材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35269696A JP3355285B2 (ja) | 1996-12-14 | 1996-12-14 | 化成処理性および塗装後耐食性に優れる焼き付け塗装用アルミニウム合金およびアルミニウム合金焼き付け塗装材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10176233A JPH10176233A (ja) | 1998-06-30 |
| JP3355285B2 true JP3355285B2 (ja) | 2002-12-09 |
Family
ID=18425813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35269696A Expired - Fee Related JP3355285B2 (ja) | 1996-12-14 | 1996-12-14 | 化成処理性および塗装後耐食性に優れる焼き付け塗装用アルミニウム合金およびアルミニウム合金焼き付け塗装材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3355285B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2001286386A1 (en) * | 2000-06-01 | 2001-12-11 | Alcoa Inc. | Corrosion resistant 6000 series alloy suitable for aerospace applications |
| JP4829412B2 (ja) * | 2001-02-23 | 2011-12-07 | 株式会社神戸製鋼所 | 耐糸錆性に優れたアルミニウム合金材 |
| JP2002339030A (ja) * | 2001-05-17 | 2002-11-27 | Yamaha Motor Co Ltd | ダイカスト用アルミニウム合金 |
| JP6746367B2 (ja) * | 2016-04-28 | 2020-08-26 | 株式会社Uacj | バスバー用アルミニウム合金板及びバスバーの製造方法 |
-
1996
- 1996-12-14 JP JP35269696A patent/JP3355285B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10176233A (ja) | 1998-06-30 |
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