JP6247135B2 - 接合用アルミニウム部材 - Google Patents
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Description
また、本発明の接合用アルミニウム部材は、前記皮膜における前記チタンが、チタンの酸化物またはチタンのフッ化物として含有され、前記皮膜における前記ジルコニウムが、ジルコニウムの酸化物またはジルコニウムのフッ化物として含有されることが好ましい。
以下、本発明に係る接合用アルミニウム部材について、具体的に説明する。
図1に示すように、接合用アルミニウム部材10は、基板1と、この基板1の表面に形成された皮膜2とを備えている。ここで、基板1の表面とは、基板1の表面の少なくとも一面を意味し、いわゆる片面、両面が含まれる。
以下、接合用アルミニウム部材10の各構成について説明する。
基板1は、Mn:0.6〜2.0質量%、好ましくは0.8〜1.4質量%を含有するAl−Mn系合金からなるアルミニウム合金板である。Al−Mn系合金は、JIS規定の3000系合金であって、3104合金が好ましい。基板1がAl−Mn系合金からなることによって、リサイクル性の高い飲料用アルミ缶のスクラップを基板素材として使用することができるため、接合用アルミニウム部材10を使用したアルミニウム接合構造部材20の製造コストを下げることができる。
皮膜2は、所定量のチタンおよびジルコニウムを含有する皮膜である。そして、皮膜2におけるチタンは、チタンの酸化物またはチタンのフッ化物であることが好ましく。皮膜2におけるジルコニウムは、ジルコニウムの酸化物またはジルコニウムのフッ化物であることが好ましい。
次に、前記した接合用アルミニウム部材の製造方法について、図1を参照して説明する。接合用アルミニウム部材10の製造方法は、基板作製工程と、皮膜形成工程とを含むものである。以下、各工程について説明する。
次に、本発明に係る接合用アルミニウム部材を使用するアルミニウム接合構造部材について説明する。なお、以下では、接合用アルミニウム部材10は、基板1の片面に皮膜2を備えるもの(図1参照)で説明する。
接合用アルミニウム部材10については、前記したとおりであるので説明を省略する。
(接着剤)
接着剤11としては、特に限定されるものではなく、従来からアルミニウム合金板を接合する際に用いられてきた接着剤を用いることができる。例えば、熱硬化型のエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられる。接着剤11の厚さは、特に限定されるものではないが、50〜500μmが好ましく、150〜300μmがより好ましい。接着剤11の厚さが500μmを超える場合には、接合用アルミニウム部材10と接着剤11との界面で界面破壊が生じ易く、アルミニウム接合構造部材20の接着強度が不十分なものになり易い。接着剤11の厚さが50μm未満の場合には、凝集破壊強度が小さくなる場合があり、アルミニウム接合構造部材20の接着強度が不十分なものになり易い。
なお、接合用アルミニウム部材10である第1アルミニウム部材、および、接着剤11は、前記したとおりであるので、説明を省略する。
第2アルミニウム部材12は、前記した基板1と同様なアルミニウム合金板のみからなり、基板1には皮膜が形成されていないものである。第2アルミニウム部材12は、具体的には、JISに規定される、またはJISに近似する種々の非熱処理型アルミニウム合金または熱処理型アルミニウム合金からなる。非熱処理型アルミニウム合金としては、純アルミニウム(1000系合金)、Al−Mn系合金(3000系合金)、Al−Si系合金(4000系合金)およびAl−Mg系合金(5000系合金)が挙げられ、熱処理型アルミニウム合金としては、Al−Cu−Mg系合金(2000系合金)、Al−Mg−Si系合金(6000系合金)およびAl−Zn−Mg系合金(7000系合金)が挙げられる。
アルミニウム接合構造部材20、21の製造方法、具体的には接着剤11を介する接合用アルミニウム部材10、10同士、接合用アルミニウム部材10と第2アルミニウム部材12との接合方法は、従来公知の接合方法が用いられる。そして、接着剤11は、皮膜2の表面に噴霧または塗布され、接着剤11が熱硬化型接着剤の場合には、例えば150〜180℃、7〜20分の熱処理を行う。
また、JIS規定の6022系合金(Mg:0.6質量%、Si:1.0質量%)を用いて、前記した製造方法により、アルミニウム合金冷延板(厚さ0.8mm)を作製した。この冷延板の0.2%耐力は170MPaであった。この冷延板を長さ200mm×幅25mmに切断して基板とし、基板の表面処理液への浸漬を行わず、皮膜が形成されていない基板そのものを合金板Cとした。
引張り試験後の接着試験体30の剥離状態を観察し、接着剤32の内部での剥離を凝集破壊、下側試験片31と接着剤32との界面での剥離を界面破壊とし、下式(1)で凝集破壊率を算出した。
凝集破壊率(%)=100−{(下側試験片31の界面剥離面積/下側試験片31の接着面積)×100+(上側試験片33の界面剥離面積/上側試験片33の接着面積)×100)}・・・(1)
なお、各接着試験体30は2本ずつ作製し、凝集破壊率は2本の平均値とした。また、破壊形態の評価基準は、凝集破壊率が90%未満を不良「×」、90%以上を良好「○」とした。
接着強度は、引張り試験時の応力−ひずみ線図から、初期30%および破断前10%を除外した応力の平均値とした。なお、各接着試験体30は2本ずつ作製し、接着強度は2本の平均値とした。また、評価基準は、65N/25mm未満を不良「×」、65N/25mm以上を良好「○」とした。
破壊形態および接着強度の両者が良好であるときに接着性が良好、いずれか一方が不良のときには接着性が不良と評価した。
2 皮膜
10 接合用アルミニウム部材
11 接着剤
12 第2アルミニウム部材
20、21 アルミニウム接合構造部材
Claims (2)
- 一方のアルミニウム部材と、前記一方のアルミニウム部材と接着剤を介して接合される他方のアルミニウム部材とからなるアルミニウム接合構造部材における前記一方のアルミニウム部材である接合用アルミニウム部材において、
Mn:0.6〜2.0質量%を含有するAl−Mn系合金からなる厚さ0.8mm以下の基板と、前記基板の表面に形成されるチタンおよびジルコニウムを含有する皮膜と、を備え、
前記皮膜におけるチタン含有量が金属チタン換算値で1〜8mg/m2、ジルコニウム含有量が金属ジルコニウム換算値で1〜8mg/m2であることを特徴とする接合用アルミニウム部材。 - 前記皮膜における前記チタンが、チタンの酸化物またはチタンのフッ化物として含有され、前記皮膜における前記ジルコニウムが、ジルコニウムの酸化物またはジルコニウムのフッ化物として含有されることを特徴とする請求項1に記載の接合用アルミニウム部材。
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