【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
【発明の目的】[Purpose of the invention]
（産業上の利用分野）
本発明は、陽極酸化処理によって乳白色に発色させるの
に利用される乳白色発色アルミニウム合金に係り、さら
に詳しくは、白色度の強い不透明な陽極酸化皮膜外観が
得らえるとともに、６０６３合金と同等の良好な押出し
性および耐食・耐候性を有し、さらに押出し後に人工時
効処理を施すことにより前記６０６３合金と同等の機械
的性質が得られる乳白色発色アルミニウム合金に関する
。
（従来の技術）
サツシ材等アルミニウム合金製の建築用材料では、多彩
な色調のものが要求されており、ゴールド、ブロンズ、
ブラックなど各種色調と共に、「乳白色」あるいは「パ
ステル調」と表現される不透明な淡色系統の色調に対す
る要望にも強いものがある。
アルミニウム合金に表面処理を施して着色する方法とし
ては、自然発色する合金を用い、陽極酸化処理によって
それぞれの色調を得る方法が近年多く用いられている。
例えば、陽極酸化処理によって乳白色の色調の皮膜が得
られるアルミニウム合金としては、特開昭５０−１６６
３１号公報にＭｎおよびＣｏを添加したアルミニウム合
金が開示されている。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、自然発色合金は合金成分によって得られ
る色調が決まるため、希望する色調と：その合金の強度
を始めとする各種特性とのバランス調整など合金の成分
設計が一般に難しい。
すなわち、前記特開昭５０−１６６３１号公報記載のア
ルミニウム合金は、ダイカスト用合金であり、陽極酸化
処理によって乳白色に発色しても、展伸性および時効硬
化性の点で、本発明が対象とするサツシ枠などの建築用
構造材としての性能を確保することができないという問
題点があった。
（発明の目的）
本発明は、従来の乳白色発色アルミニウム合金の上記問
題点を解決すべくなされたものであって、その目的とす
るところは、陽極酸化処理によって、白色度の強い、不
透明な乳白色の皮膜外観が得られ、かつ６０６３合金と
同等の押出し性９強度、耐食・耐候性を備えた時効硬化
型のアルミニウム合金を提供することにある。
〔発明の構成］
（問題点を解決するための手段）
本発明者は、上記目的を達成するため、合金成分等が陽
極酸化処理による発色の色調や押出し性２時効硬化性等
に及ぼす影響について鋭意検討した結果、押出し後の人
工時効処理によって建築用構造材に適した機械的性質が
得られるＡ！；Ｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金中に、時効処理後
の強度に影響を及ぼさない範囲のＦｅを添加することに
よって、常用の硫酸浴中での陽極酸化処理後の皮膜外観
色調を不透明なものとすることができ、さらにＣｏの添
加によって白色度の強い皮膜外観色調が得られ、Ｆｅと
Ｃｏの両者の効果で「乳白色」の陽極酸化皮膜外観色調
が得られることを見出した。
本発明に係る乳白色アルミニウム合金は、上記知見に基
づくものであって、重量％で、Ｆｅ：０．３０〜０．７
％、Ｃｏ：０．０５〜１．０％、Ｍｇ：０．３０〜０．
７％、Ｓｉ：０．２０〜０．６％を含有し、残部Ａ文お
よび不可避的不純物からなることを特徴としている。
以下に、本発明に係る乳白色発色アルミニウム合金の成
分値（重量％）限定理由等について述べる。
Ｆｅ：０．３０〜０．７％
Ｆｅは、押出し形材に、硫酸浴中で陽極酸化処理を施し
た時に、不透明な陽極酸化皮膜外観色調を得るのに必要
な元素であるが、０．３０％未満ではその効果が得られ
ない、逆に０．７％を超えた場合、Ｆｅは鋳造時にＡｎ
−Ｆｅ−Ｓｔ系金金属間化合物晶出し、押出し加工後に
人工時効処理を施した時に、硬化に有効なＭｇ２Ｓｉあ
るいは遊ｒａ、Ｓｉ量を減少させ、６０６３合金と同等
の強度が得られなくなる。従って、Ｆｅは０．３０〜０
．７％の範囲に限定される。
Ｃｏ：０．０５〜１．０％
ＣＯは、押出し形材に硫酸浴中で陽極酸化処理を施すこ
とによって白色度の強い皮膜色調を得るのに必要な元素
であり、前記Ｆｅによる不透明感に、ＣＯによる白色感
が加わり、両者の効果によってパステル調乳白色の色調
が得られる。しかし、０．０５％未満ではその効果がな
く、１．０％を超えた添加は効果が飽和し、もはやそれ
以上の添加効果はない。
なお、ＣＯには、前記Ｆｅとともに、陽極酸化処理の前
処理工程として、苛性ソータによる艶消し工程時の溶解
反応を促進させる効果があり、押出し工程において生地
表面に生じたダイスマークが消滅しやすくなるばかりで
なく、その後の陽極酸化処理によって生成する皮膜が光
沢度の低い色調となるため、前述の不透明感、白色感と
相まってしっとりした落ち着きのある外観が得られる効
果もある。
また、ＣＯは、時効処理後の強度に対する悪影響がＦｅ
にくらべ極めて少なく、機械的性質面から添加量を制限
されることはない。
Ｍｇ：０．３０〜０．７％
Ｍｇは、人工時効処理による硬化要素であるＭｇ２Ｓｉ
を形成するのに必要な元素であり、Ｍｇが０．３０％未
満では所定の強度を得ることができず、０．７％を超え
ると合金の押出し性を劣化させる。
なお、Ｍｇの陽極酸化処理後の皮膜外観色調に及ぼす影
響は比較的少ない。
Ｓｉ：０．２０〜０．６％
Ｓｔは前述のＭｇと共に、人工時効処理による硬化要素
であるＭｇ２Ｓｉを形成したり、過剰の遊＃Ｓｉとなっ
て強度を得るのに必要な元素であり、Ｓｉが０．２０％
未満では６０６３合金と同等の強度が得られず、逆に０
．６％以上では、陽極酸化処理時にＳｔによる自然発色
が起り、灰色を帯びたくすんだ皮膜外観となり好ましく
ない。
次に、本発明アルミニウム合金に対しては、組織の均質
化をはかるために、ビレット形状に鋳造後、押出し加工
を行う前に均質化熱処理を施す必要がある。その熱処理
温度は、Ａ！２．−Ｆｅ系の金属間化合物のＡ、Ｑ３Ｆ
ｅへの変化を促し、乳白色とするために、５５０〜６０
０℃の温度が望ましいが、生産性を度外視すれば５５０
℃以下でも長時間の処理で可能となる。
なお、本発明に係るアルミニウム合金による押出し形材
を表面処理するにあたっては、脱脂。
エツチング、スマット除去を常法に従って行い、陽極酸
化処理も硫酸浴など通常使用されている方法によって行
うものであり、処理条件に格別の限定はない。
（実施例）
第１表に示す各組成を有するアルミニウム合金Ａ−Ｃの
溶湯を、半連続鋳造法により鋳造速度１００ｍ／ｍｉｎ
で１５５ｍｍ径のビＬ／−／ト形状に鋳造し、５９０°
０ＸＩＯ時間の均質化熱処理を施した後、建材に使用さ
れる中空形材形状（薯］形状）に押出し加工した。続い
て、１９０°Ｃ！Ｘ２．５時間の人工時効処理を施し、
硫酸濃度１３０ ｇ／ｌの電解浴中で、電流密度１．５
Ａ／ｄｍ’で３２分間陽極酸化処理を行っ第１表
（比較例）
比較用合金として、第１表中に併せて示すアルミニウム
合金り、Ｅの溶湯を、前記本発明合金Ａ〜Ｃの場合と同
様の方法で鋳造、均質化熱処理。
押出し加工した。次いで、同様に人工時効処理、陽極醇
化処理（厚さ１５ｐＬｍ）を行った。
（評価）
上記の手順により得た本発明合金Ａ−Ｃ１および比較合
金り、Ｅからなる形材の陽極酸化皮膜色調および光沢度
を測定した。また、その耐食性を１６時間のキャス試験
によって評価すると共に各形材の機械的性質についても
測定した。
なお、酸化皮膜の色調はスガ試験機製測色色差計（０−
４５°方式）を用いて測定し、ＪＩＳＺ８７２９に規定
されるＬ 値で表記した。このＬ８値は明度を表わすも
ので、Ｌ 値が高いもの程白いことを示す。
これらの結果は第２表に示すとおりで、本発明で特定し
た範囲内の成分を有する本発明合金Ａ〜Ｃでは、明るい
光沢度の少ない色調の乳白色に発色し、特にＧｏの含有
量が高くなる程この傾向が著しく、落ち着いた乳白色に
発色することが確認された。
これに対し、比較合金り、Ｅでは明るさのないくすんだ
色調に発色し、特に従来の６０６３合金ではこの傾向が
顕著で、明度が低く、表面光沢度の高い皮膜色調となっ
た。
耐食性については、１６時間のキャス試験の結果、本発
明合金、比較合金いずれもＲＮ（レイティングナンバ）
９．８で良好な数値を示した。
機械的性質について、本発明合金Ａ−Ｃは、比較合金り
、Ｅに較べ、若干低目の強度となったが、６０６３合金
Ｔ合金理材の規格を十分に満足することが確認された。
以上の評価試験の結果、本発明合金Ａ−Ｃは、いずれも
明るい、落ち着いた乳白色に発色しているばかりでなく
、耐食性、機械的性質の点でも従来合金に劣るところは
なく、建材用押出し材として、６０６３合金と同様の使
用に耐えることが確認された。(Industrial Application Field) The present invention relates to a milky-white colored aluminum alloy that is used to develop a milky white color through anodizing treatment, and more specifically, the present invention relates to a milky-white colored aluminum alloy that is used to develop a milky white color by anodizing treatment, and more specifically, it is possible to obtain an opaque anodic oxide film appearance with a strong degree of whiteness. , relates to a milky-white colored aluminum alloy which has good extrudability and corrosion resistance and weather resistance equivalent to that of the 6063 alloy, and which can obtain mechanical properties equivalent to the 6063 alloy by performing an artificial aging treatment after extrusion. (Prior art) Architectural materials made of aluminum alloy, such as sash wood, are required to have a variety of colors, such as gold, bronze,
In addition to various tones such as black, there is also a strong demand for opaque light tones expressed as "milky white" or "pastel tone." As a method for surface-treating and coloring aluminum alloys, in recent years a method has been widely used in which a naturally colored alloy is used and each color tone is obtained by anodizing. For example, as an aluminum alloy that can obtain a film with a milky white color by anodizing treatment, there is
No. 31 discloses an aluminum alloy to which Mn and Co are added. (Problem to be solved by the invention) However, since the color tone obtained with naturally colored alloys is determined by the alloy components, alloy component design involves adjusting the balance between the desired color tone and various properties such as the strength of the alloy. is generally difficult. In other words, the aluminum alloy described in JP-A-50-16631 is an alloy for die casting, and even though it develops a milky white color through anodizing, it is not suitable for the present invention in terms of malleability and age hardenability. There was a problem in that the performance as a structural material for construction such as a sash frame could not be ensured. (Object of the Invention) The present invention was made to solve the above-mentioned problems of the conventional milky-white coloring aluminum alloy, and its purpose is to produce a highly white, opaque milky-white color by anodizing. An object of the present invention is to provide an age-hardening aluminum alloy that has a film appearance of 6063, extrudability 9 strength, corrosion resistance, and weather resistance equivalent to that of 6063 alloy. [Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present inventor has made a study on the influence of alloy components etc. on the color tone of anodizing treatment, extrudability, age hardenability, etc. As a result of extensive research, we found that artificial aging treatment after extrusion provides mechanical properties suitable for architectural structural materials A! By adding Fe to the L-Mg-Si alloy in a range that does not affect the strength after aging treatment, the appearance color tone of the film after anodizing treatment in a common sulfuric acid bath can be made opaque. Furthermore, it has been found that by adding Co, a highly white film appearance color tone can be obtained, and that the effects of both Fe and Co can provide a "milky white" anodic oxide film appearance color tone. The milky white aluminum alloy according to the present invention is based on the above findings, and has Fe: 0.30 to 0.7 in weight%.
%, Co: 0.05-1.0%, Mg: 0.30-0.
7%, Si: 0.20 to 0.6%, and the remainder consists of A content and inevitable impurities. Below, the reasons for limiting the component values (wt%) of the milky-white colored aluminum alloy according to the present invention will be described. Fe: 0.30 to 0.7% Fe is an element necessary to obtain an opaque anodic oxide film appearance color tone when an extruded shape is anodized in a sulfuric acid bath. If the Fe content is less than 30%, the effect cannot be obtained; on the other hand, if the Fe content exceeds 0.7%, the An
When an artificial aging treatment is performed after -Fe-St based gold intermetallic compound crystallization and extrusion processing, the amount of Mg2Si or free RA or Si, which is effective for hardening, is reduced, making it impossible to obtain strength equivalent to that of 6063 alloy. Therefore, Fe is 0.30~0
．． Limited to a range of 7%. Co: 0.05-1.0% CO is an element necessary to obtain a film with strong whiteness by anodizing the extruded shape in a sulfuric acid bath, and it also reduces the opacity caused by Fe. , CO adds a white feel, and a pastel milky white color tone is obtained by the effects of both. However, if it is less than 0.05%, it has no effect, and if it exceeds 1.0%, the effect is saturated and there is no further effect. In addition, CO, together with the aforementioned Fe, has the effect of accelerating the dissolution reaction during the matting process using a caustic sorter as a pretreatment process for anodizing treatment, making it easier to eliminate die marks that occur on the fabric surface during the extrusion process. Not only that, but the film produced by the subsequent anodic oxidation treatment has a low gloss color, which, in combination with the aforementioned opacity and whiteness, has the effect of providing a moist and calming appearance. In addition, CO has a negative effect on the strength after aging treatment, as does Fe.
The amount added is extremely small compared to the above, and there are no restrictions on the amount added from the mechanical property standpoint. Mg: 0.30-0.7% Mg is Mg2Si, which is a hardening element by artificial aging treatment.
If Mg is less than 0.30%, the specified strength cannot be obtained, and if it exceeds 0.7%, the extrudability of the alloy will deteriorate. Note that the influence of Mg on the appearance color tone of the film after the anodizing treatment is relatively small. Si: 0.20-0.6% St is an element necessary to form Mg2Si, which is a hardening element by artificial aging treatment, or to obtain strength by becoming excess free #Si, along with the above-mentioned Mg, Si is 0.20%
If it is less than 0, the same strength as 6063 alloy cannot be obtained;
．． If it is more than 6%, natural coloring due to St occurs during anodizing treatment, resulting in a grayish and dull appearance of the film, which is not preferable. Next, in order to homogenize the structure of the aluminum alloy of the present invention, it is necessary to perform homogenization heat treatment after casting into a billet shape and before extrusion processing. The heat treatment temperature is A! 2. -Fe-based intermetallic compound A, Q3F
550-60 to promote the change to e and make it milky white.
A temperature of 0°C is desirable, but if productivity is not considered, the temperature is 550°C.
It is possible to process for a long time even at temperatures below ℃. In addition, when surface-treating the extruded shape of the aluminum alloy according to the present invention, degreasing is necessary. Etching and smut removal are carried out according to conventional methods, and anodizing treatment is carried out using a commonly used method such as a sulfuric acid bath, and there are no particular limitations on the treatment conditions. (Example) Molten aluminum alloys A-C having the compositions shown in Table 1 were cast at a casting speed of 100 m/min by a semi-continuous casting method.
It was cast into a 155mm diameter bit L/-/T shape at 590°.
After homogenization heat treatment for 0XIO hours, it was extruded into a hollow shape (yam shape) used for building materials. Next, 190°C! X2.5 hours of artificial aging treatment,
In an electrolytic bath with a sulfuric acid concentration of 130 g/l, a current density of 1.5
Table 1 (Comparative Example) After anodizing at A/dm' for 32 minutes, the molten aluminum alloy E shown in Table 1 was used as a comparative alloy in the case of the invention alloys A to C. Casting and homogenization heat treatment in the same manner as. Extruded. Next, artificial aging treatment and anodic thickening treatment (thickness: 15 pLm) were performed in the same manner. (Evaluation) The color tone and gloss of the anodic oxide film of the shapes made of the present alloys A-C1 and comparative alloys E obtained by the above procedure were measured. In addition, the corrosion resistance was evaluated by a 16-hour Cath test, and the mechanical properties of each profile were also measured. The color tone of the oxide film was measured using a Suga Test Instruments colorimeter (0-
45° method) and expressed as the L value specified in JIS Z8729. This L8 value represents brightness, and the higher the L value, the whiter it is. These results are shown in Table 2. Alloys A to C of the present invention having components within the range specified in the present invention developed a milky white color with a bright and low gloss, and the Go content was particularly high. Indeed, this tendency was remarkable, and it was confirmed that the color developed to a calm milky white color. On the other hand, the comparative alloy E developed a dull color with no brightness, and this tendency was particularly noticeable in the conventional 6063 alloy, resulting in a film tone with low brightness and high surface gloss. Regarding corrosion resistance, as a result of a 16-hour CAST test, both the invention alloy and the comparative alloy had RN (Rating Number).
It showed a good value of 9.8. In terms of mechanical properties, alloys A-C of the present invention had slightly lower strength than comparative alloys E, but it was confirmed that they fully satisfied the standards for 6063 alloy T alloy material. As a result of the above evaluation tests, the present invention alloys A to C not only have a bright, calm milky white color, but also have no inferiority to conventional alloys in terms of corrosion resistance and mechanical properties, and are suitable for extrusion for building materials. As a material, it was confirmed that it can withstand the same use as 6063 alloy.
【発明の効果】【Effect of the invention】
以上説明した様に、本発明に係る乳白色発色アルミニウ
ム合金は、Ａｎ−Ｍｇ−５ｉ系合金にＦｅとＣｏとを同
時添加することによって、Ｆｅによる不透明感とＣＯに
よる白色感の効果が発揮され、陽極酸化処理を施すこと
によってパステル調乳白色に発色する。加えて、耐食性
１機械的性質、押出し性においても従来の６０６３合金
に匹敵する性能を有しており、多彩な色調が求められて
いる建材向は用途を中心に、アルミニウム合金として広
い用途が期待できる。As explained above, the milky white colored aluminum alloy according to the present invention exhibits the effects of opacity due to Fe and whiteness due to CO by simultaneously adding Fe and Co to the An-Mg-5i alloy. By anodizing, it develops a pastel milky white color. In addition, it has performance comparable to conventional 6063 alloy in terms of corrosion resistance, mechanical properties, and extrudability, and is expected to have a wide range of uses as an aluminum alloy, mainly for construction materials where a variety of colors are required. can.