JPH01268837A - 展伸用アルミニウム合金およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は陽極酸化処理を施した状態でビルなどの建造
物の外装用などの用途に使用される展伸用アルミニウム
合金およびその製法に関し、特に陽極酸化処理後の色調
が灰色ないし暗灰色のいわゆる濃灰色系を呈する展伸用
アルミニウム合金Ｊ′３よびその製法に関するものであ
る。

従来の技術 従来一般に、陽極酸化処理を施した状態でビルの外装用
などに用いられるアルミニウム合金としては、主として
ＪＩＳ　１１００合金、ＪＩＳ　１０５００５０合金Ｓ
　５００５００５合金あり、これらの色調としては硫酸
浴陽極酸化処理による淡灰色か、自然光色陽極酸化処理
もしくは所謂浅田法光色による褐色系が代表的であった
。しかしながら最近ではビルの外観上の重厚さを求める
観点から、陽極酸化処理後に濃灰色系、すなわち灰色〜
暗灰色の色調を呈するアルミニウム合金が強く要求され
るようになっている。

上述のように灰色ないし暗灰色の色調を陽４ｆ！酸化処
理後に呈する建材用アルミニウム合金とじてはＡｍ’−
８ｉ系のＪＩＳ　４３４３合金やそれを改良した合金が
一部では用いられている。

しかしながらＡｚ−ｓｒ系の月Ｓ　４３４３合金やそれ
を改良した合金では、陽極酸化処理後に濃灰色系の色調
を得ることは可能なものの、灰色の色調が熱の影響を受
けやすく、ぞのため製造ロフト間で色調が変動し易く、
また同一ロット内でも色調が変動することがあり、安定
して同一色調の濃い灰色をヱする合金板を製造すること
は極めて困難であった。またこの種のＡｉ）−８ｉ系合
金は前述（７）ＪＩＳ　１１００合金ヤＪＩＳ　５００
５合金ト比較Ｌ　Ｔ　ｒｉＡ極酸化処理後の耐食性が低
い欠点もあり、このこともピルの外装用などに使用され
るアルミニウム合金板として問題があった。

ところで月Ｓ　１１００合金、ＪＩＳ　１０５０合金、
あるいはＪＩＳ　５００５合金などの如く、へβ−Ｆｅ
系の金属間化合物を晶出する系の合金鋳塊には、しばし
ば樅の本組織と称される模様が発生することが知られて
いる。この樅の本組織は、陽極酸化処理後に内部領域が
比較的暗い色調の灰色を呈し、外部領域が淡い灰色を呈
するものであり、鋳塊の場所によって晶出プるＡＲ−Ｆ
ｅ系化合物の種類が興なることに起因フるものであるこ
とが知られている。

すなわち、鋳塊中には大別してＡｌｌＮＦｅ、Ａｊ１３
Ｆｅ、Ａｉ’ｓ　Ｆｅの金属間化合物が晶出するが、こ
れらはそれぞれの電気化学的性質が異なり、ＡｌｌＮＦ
ｅ相およびＡｉ’３Ｆｅ相は陽極酸化処理中に酸化され
て酸化物として酸化皮膜中に存在するのに対し、Ａｌ６
Ｆｅ相は酸化されずに金属相のまま皮膜中に存在する。

この酸化されないＡｌ６Ｆｅ相が皮膜中に存在づれは入
射光を吸収して、Ａｆ３Ｆｅ、ＡｉｌＦｅ相と比較して
暗い色調の灰色を呈することとなる。そして一般に前記
樅の本組織の外部領域にはＡｌｒｍ　Ｆｅ相が主として
存在し、内部領域にはＡｌ６Ｆｅ相とＡｉ！３Ｆｅ相が
存在するため、Ａｌ６Ｆｅ相を含む内８１Ｓ領域がＡＩ
Ｎ　Ｆｅ相を主体とする外部領域よりも暗い色調の灰色
をヱすることが知られている。

したがって月Ｓ　１１００合金あるいはＪＩＳ　１０５
０合金においても、鋳塊全体が樅の本組織の内部領域の
組織からなるように樅の本組織の内８１ｓ領域を拡大さ
せ、実質的に樅の木ｌＩｓのないＡｌ６Ｆｅ相主体の鋳
塊となるように制御すれば、前述のようなＡｉ’−８ｉ
系の合金でなくとも陽極酸化処理後に灰色−暗灰色の濃
灰色系の色調を呈するアルミニウム合金板を得ることが
できると考えられる。

しかしながらこの場合は鋳塊をある程度以上の温度に加
熱すればＡＬ６Ｆｅ相がＡＺａ　Ｆｅ相に変態し、陽極
酸化処理後に濃灰色を得ることができなくなってしまう
。一方加熱温度を低くすれば陽極酸化処理後に濃灰色を
得ることができるが、熱間加工時の結晶粒が粗大化し、
その粗大結晶粒が最終圧延板までに伸ばされて、陽１ｊ
！酸化処理後に粗いスジ目が生じて、所謂スジ目不良が
生じ易い問題がある。

このような問題を解決するためには、Ｍ９の添加が有効
であることが知られている。づなわちＭＣ＋を添加して
Ｊ″３けば、鋳塊の加熱温度が低くても熱間加工時の結
晶粒が微細となってスジ目不良が発生しにくくなり、し
かも陽極酸化Ｉｔｌ後に濃灰色の色調を得ることが可能
となる。しかしながらＭｇを添加した場合は鋳塊に樅の
本組織が生じ易く、陽極酸化処理後に濃灰色系の色調を
安定して得るためには、限られた特殊な成分、鋳造条件
を選ぶ必要があり、そのため製造上困難を伴なう問題が
あった。

また一方、Ｍｎの添加によっても濃灰色系の色調が青ら
れることが知られている例えば（特公昭５６−１２３０
１号公報）。しかしながらこの場合Ｍｎの添加量が０．
８％までは、スジ目不良を安定して生じないようにする
ために５６０℃以上の鋳塊加熱が必要であり、このよう
な鋳塊加熱温度では濃灰色系の色調に寄与するＡＲ６（
Ｆｅ、Ｍｎ）がＡｌ７６Ｆｅ３に変態し易く、そのため
濃灰色系の色調の安定性に欠ける問題があった。

発明が解決すべき問題点 前述のように、従来の展伸用アルミニウム合金では、特
殊な製造条件を適用することなく、陽極酸化処理後の色
調として灰色−暗灰色の園灰色系の色調を安定して得る
と同時に、陽極酸化処理後のスジ目不良のｎ１を確実か
つ安定して防止することは困難であった。

この発明は以上の事情を背景としてなされたもので、特
殊な鋳造条件を適用することなく、濃灰色系の色調を陽
極酸化処理後に安定して得ることができ、しかもスジ目
不良のｎ１も確実かつ安定して防止し得る展伸用アルミ
ニウム合金およびその製造方法を提供することを目的と
するものである。

問題点を解決するための手段 Ａｊ！−Ｆｅ　（−８ｉ）系合金にある程度以上のＭｎ
を添加した場合、陽極酸化処理後の色調が赤味を帯びた
り、灰色がほとんど失われてしまうことが知られている
が、本発明者等は、ある程度以上のＭｎを添加した場合
でも鋳塊を５６０℃以上の高温で加熱プ゛ることによっ
て、陽極酸化処理後の色調として赤味が消失するととも
に灰色が濃色化され、安定して濃灰色系の色調が得られ
ることを見出した。しかもこのような高温で鋳塊を加熱
すれば、熱間加工時の再結晶粒＠細化にも有効であり、
姓終Ｉｊロエ品の陽極酸化処理後のスジ目不良もｎ１し
にくくなる。プなわら、ある程度以上のＭｎを添加し、
５６０℃以上の高温でのＩｉ塊加熱を行なうことによっ
て、酌述の問題を一奉に解決できることを見出し、この
発明をなづに至ったのである。

具体的には、この光明の展伸用アルミニウム合金は、Ｉ
ｊＪ比でＦｅＯ，４〜１．０％、Ｓｉ０．０５〜０．２
５％、Ｍｎ０．８％を越え１．５％以下を含有し、残部
がＡｌｌ’ｒよび不可避的不に物よりなることを特徴と
するものである。

またこの発明の展伸用アルミニウム合金の￥Ｉ３％方法
は、重量比でＦｅ　０．４〜１．０％、Ｓｉ０．０５〜
０．２５％、１ｙｌｎ０．８％を越え１．５％以下を含
有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物よりなるアルミ
ニウム合金を半連続鋳造法により鋳造し、次いでそのｆ
ｓ塊を５６０〜６５０℃の温度範囲内で０．５〜１２時
間加熱した後、その温度範囲もしくはそれ以下の温度で
熱間加工することを特徴とするものである。

作　　　用 先ずこの発明における合金組成の限定理由について説明
する。

Ｆｅ： Ｆｅが０．４％未満では、陽極酸化処理後に濃灰色を呈
するに寄与するＡｌ６　Ｆｅ　（Ｍｎ）相の量が少なく
なって灰色が濃くなってしまい、一方「ｅが１．０％を
越えれば耐食性が低下するから、０．４〜１．０％の範
囲とした。

Ｓｌ： Ｓｉを０６０５％未満とブるためには高純度地金が必要
となって経演的でなくなり、一方Ｓｉが０．２５％を越
えれば陽極酸化処理後の色調が全体的に黄色を帯びて、
この発明で目的とする無彩色の濃灰色系から外れてしま
う。したがってＳｉは０．０５〜０．２５％の範囲内と
した。

Ｍｎ： Ｍｎは準安定相であるＡｌ６Ｆｅ！を Ａｌ６Ｆｅ！（Ｍｎ）相として安定化させ、＊ｔａ化処
３！！’債の色調を安定して灰色〜暗灰色の濃灰色系と
プるために必要な元素である。Ｍｎ添加によってＡｔ！
６Ｆｅ　（Ｍｎ）として安定化した相は、熱に対しても
安定であって、加熱によりＡｌｅ　ｌ”ｅ　（Ｍｎ）−
’Ａｉ’３　Ｆｅ　（ｒｖｌｎ）の変態を生じにくく、
したがって加熱条件の変動により色調の変動が生じにく
い特徴を貴重る。そして０．８％を越え１．５％以下の
範囲内のＭｎの添加と、５６０〜６５０℃の範囲内の温
度での鋳塊加熱とが組合された場合にのみ、無彩色の灰
色〜暗灰色の色調を得ることが可能となる。ここで、Ｍ
ｎが０．８％以下では無彩色の色調が得られにクク、一
方Ｍ口が１．５％を越えれば初品が発生するおそれがあ
る。したがってＭｎは０．８％を越え１．５％以下の範
囲内とした。

なお上述のようなｌ”ｅ、Ｓｉ、Ｍｎの残部は実質的に
Ａｌとすれば良いが、通常のへ２合金では鋳塊の結晶粒
微細化のためにＴｉ、あるいはＴ１およびＢを微量添加
することがあり、この発明の合金でもこれらが微量添ｈ
口されているｇＡ８を含むものとする。但しＴｉが０．
１０％を越えれば１”ｉＡｉ’３の初晶が生成されてス
トリンが−と称される線状欠陥の原因となるから、Ｔｉ
は０．１０％以下とすることが望ましく、またＢを０．
０３％を越えて添加すれば、ストリンガ−と称される線
状欠陥が生成されて外観不良となり易くなるから、Ｂを
添加する場合は０．０３％以下とすることが好ましい。

次にこの弁明の合金の製造方法、すなわち請求項２の方
法における各工程の条件について説明する。

先ず前述のような成分組成の合金を常法に従って半連続
鋳造＜ＤＣ！＊造）によってＩｆ造プる。得られた鋳塊
は、熱間圧延に先立って加熱するが、この加熱温度は５
６０〜６５０℃の温度範囲内とし、またその加熱保持時
間は０．５〜１２時間とする必要がある。すなわち鋳塊
加熱温度が５６０”Ｃ未満では熱間圧延時に粗大な再結
晶を生じて製品板の陽極酸化処理後の表面にスジ目不良
が生じ、しがも陽極酸化処理後の色調が赤味を帯び、か
つ灰色も簿くなってしまう。一方６５０℃を越える温度
では鋳塊が溶解しはじめてしまう。また保持時間が０．
５時間未満では鋳塊全体が均一な温度となりにくく、一
方１２時間以上加熱しても経済的に不利となるだけであ
る。したがって鋳塊加熱の温度、時間は上述のように規
定した。

熱間圧延は常法にしたがって鋳塊加熱温度またはそれ以
下の温度で行なえば良く、またその後の冷間圧延も常法
にしたがって行なえば良く、これらの条ヂｔはｌＩｌ極
酸極短化処理後面色調に本質的な影響を与えない。

なおこの発明の方法は、圧延材のみならず押出材の製造
にも適用できることは勿論である。すなわち押出材を製
造する場合、前述の熱間圧延前の加熱温度、時間を熱間
押出前の加熱温度、時間に適用すれば良い。

実施例 第１表に示す化学成分の合金１１０．１〜３を常法にし
たがって溶製し、半連続鋳造によって鋳込み温度７００
℃、鋳造速度６５闇／１１ｉ１１で４００ｚ＊　Ｘ　１
０００闇の断面寸法の鋳塊をｍ造した。

各合金Ｎｏ１〜３の鋳塊についてその断面組織を調べた
ところ、いずれも全断面が樅の本組織内部領域からなっ
ていることが判明した。

また約２同様にして鋳造したＮ０．　１〜３の合金の各
鋳塊について、第２表中に示１温度で各１０時間の均Ｐ
、処理を施した後、４３０℃で熱間圧延を開始して６１
Ｍの熱延板に仕上げた後、さらに冷間圧延を施して３闇
厚とし、３５０℃×２時間の中間焼鈍を行なった後、最
終冷間圧延によって２．０闇厚の冷延板に仕上げた。そ
の冷延板にエツチング深さ２０珈の苛性エツチングを施
した後、２０℃の１５％Ｈ２ＳＯ４を用いて電流密度１
．５Ａ／ｄｄによって陽極酸化処理を行ない、２０顯厚
の陽極酸化皮膜を生成させた。

陽極酸化処理後の表面の色調について、スガ試験は製カ
ラーメーターＳＭ−３−ＭＣＨを用いてハンターカラー
システムのＬｌｉおよびａｍで評価するとともに、同一
ロット内でのＬｌａの変動を評価し、同時に表面のスジ
目不良について評価した。

それらの結果を第２表中に併せて示す。なお第２表にお
いてＬ値は灰色の色調が濃いほど低くなる。

またａＷＢはその値が大きいほど赤味が強くなり、零に
近いほど無彩色系となる。具体的には、この発明で目的
とする灰色〜暗灰色の無彩色系の色調としては、Ｌ値で
６５以下、ａ値で０．７以下が必要である。またロフト
内り値の変動評価は、同一のロフト内でＬ値の変動幅が
１．０以下の場合に○印を、またし値の変動幅が１．０
〜２．０の場合をΔ印、２．０を越える場合をＸ印とし
て評価した。さらにスジ目不良判定の評価は、Ｘ印が不
良、Ｏ印はスジ目不良の発生のほとんどないものを示す
。

第　　　１　　　表 第　　　２　　　表 第２表から明らかなように、この光間の合金量１ｄ３よ
びＮ０．　２の場合は、５６０℃以上の高温で鋳塊の均
熱処理を行なうことにより、陽極酸化処理後の表面スト
リークス等によるスジ目不良が生じることなく無彩色の
灰色−暗灰色の色調を著しく安定して青ることがでさた
。

なお比較合金Ｎ０．　３はＭ　ｒｌの添加量が少なかっ
たものであるが、この比較合金ＮＯ，３は、均熱温度が
５６０″Ｃ以上の高温では無彩色の灰色−暗灰色の色調
が青れず、均熱温度が低温ではスジ目不良が生じてしま
った。

発明の効果 以上の説明で明らかなようにこの発明の展伸用アルミニ
ウム合金は、陽極酸化処理後の色調として、灰色〜昭灰
色のいわゆる濃灰色系の無彩色の色調を極めて安定して
得ることかでき、しかもスジ目不良のような欠陥が生じ
ることがなく、したがって重辱さが求められるビルなど
の外装用などに最適なものである。またこの発明の方法
によれば、上述のように灰色〜暗灰色の濃灰色系の無彩
色の色調を有しかつスジ目不良のような欠陥のない展伸
加工材を、特に厳しい鋳造条件等の制約を受けることな
く、製造条件の若干のバラツキがあっても確実かつ安定
して容易に製造することができる。したがってこの種の
展伸加工材の工業的量産規模での製造に最適である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量比でＦｅ０．４〜１．０％、Ｓｉ０．０５〜
   ０．２５％、Ｍｎ０．８％を越え１．５％以下を含有し
   、残部がＡｌおよび不可避的不純物よりなることを特徴
   とする、陽極酸化処理後の色調が灰色ないし暗灰色であ
   る展伸用アルミニウム合金。
2. （２）重量比でＦｅ０．４〜１．０％、Ｓｉ０．０５〜
   ０．２５％、Ｍｎ０．８％を越え１．５％以下を含有し
   、残部がＡｌおよび不可避的不純物よりなるアルミニウ
   ム合金を半連続鋳造法により鋳造し、次いでその鋳塊を
   ５６０〜６５０℃の温度範囲内で０．５〜１２時間加熱
   した後、その温度範囲もしくはそれ以下の温度で熱間加
   工することを特徴とする、陽極酸化処理後の色調が灰色
   ないし暗灰色である展伸用アルミニウム合金の製造方法
   。