JPH0293035A - 色調むらのない陽極酸化皮膜を生成するアルミニウム合金板材およびその製造方法 - Google Patents

色調むらのない陽極酸化皮膜を生成するアルミニウム合金板材およびその製造方法

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JPH0293035A
JPH0293035A JP24460488A JP24460488A JPH0293035A JP H0293035 A JPH0293035 A JP H0293035A JP 24460488 A JP24460488 A JP 24460488A JP 24460488 A JP24460488 A JP 24460488A JP H0293035 A JPH0293035 A JP H0293035A
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JP
Japan
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aluminum alloy
color tone
plastic working
oxide film
reduction rate
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Pending
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JP24460488A
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English (en)
Inventor
Tsutomu Moriyama
勉 森山
Junzo Nagai
長井 潤三
Yoshimasu Yamamoto
山本 悦加
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Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Light Metal Industries Ltd
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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] この発明は建材や器物等に使用されるAl−M n −
M g系、またはAl−Mg系アルミニウム合金を芯材
とする複合材料であって、陽極酸化処理することによっ
て表面に種々の色をもった皮膜を得るときに、色調のな
い陽極酸化皮膜を安定して生成するアルミニウム合金皮
材をもった耐熱強度に優れた複合板材とその製造方法に
関するものである。
[従来の技術] アルミニウム合金は陽極酸化処理することによって、表
面に種々の色を持った皮膜を作ることは自然発色処理法
として古くから知られており、また、陽極酸化処理皮膜
の色調が、アルミニウム合金の組成や組織によって影響
を受け、種々の色調が発現することが分かっている。そ
のような自然発色皮膜を有する材料を建材パネルや器物
などに用いる場合、建材においては色調の均一性、器物
においては色調の均一性に加えて、成形性やフッ素樹脂
塗装時の耐熱強度に優れていることが強く要望されてい
た。
色調の均一性とフッ素樹脂塗装性がよく、かつ耐熱強度
に優れていることを兼備した材料を得るために、フッ素
樹脂塗装性のよい芯材に陽極酸化処理性のよい皮材を複
合したもので、皮材にSiおよびCaを添加したAl−
Fe合金、芯材にAt−Mg系合金、または、Al−M
n−Mg系合金とする複合材(特開昭63−27247
)が提案されている。
一方、本発明者らは先に特願昭63−40738号の発
明を提案した。これは、Fe:0.3〜2.2%、Cu
 :  0.005〜0.5%、Si:0.5%以下を
含有し、残部は実質上Alと不純物であるアルミニウム
合金であり、Cu添加によりアルカリエツチング時の表
面の凹凸を均一にし、色調の均一性を具備したものであ
る。前者の場合、SiおよびCaを添加させることでA
l3Feの晶出物が均一になり安定した乳白色が得られ
るが、その他の晶出物(A16Fe、A1.。
・Fe)の不均一分散には効果がなく、例えばAl6F
eによる灰黒色の皮膜の色調むらには効果がないという
欠点があった。
一方、後者の本発明者らが提案したものは、Cu添加に
よりアルカリエツチング時の表面の凹凸を均一にし、色
調の均一性を具備したものであるが、強度(0材: l
Okgr/mm2)が不足し、強度を必要とする器物に
は使用することができなかった。
[発明が解決しようとする課題] 本発明は、従来技術の上記問題点を解決し、陽極酸化に
よる発色の色調が均一で、かつ、耐熱強度が優れたアル
ミニウム合金板材とその製造方法を提供しようとするも
のである。
[課題を解決するための手段] 本発明者らは、色調が均一で、かつ、耐熱強度とも優れ
たアルミニウム合金板材とその製造方法を得るために、
アルカリエツチング処理を行ったのち、硫酸洛中で陽極
酸化処理を行うという、従来の処理方法を変えることな
く、Al−Fe系に種々の他の元素を微量添加し、かつ
、板厚の減少率を種々変えた組合せで鋭意検討した結果
、この発明を完成した。
すなわち、本発明の要旨はA I −M n −M g
系、またはA l−Mg系アルミニウム合金材からなる
芯材と、芯材の片側または両側に皮材として重二基阜で
、 F  e  :   1.0〜2.2 96Cu  :
   0.005〜0.5  %S i : 0.5%
以下 を含有し、残部は実質上Alと不純物とからなるアルミ
ニウム合金材を、皮材として複合された、色調むらのな
い陽極酸化皮膜を生成するアルミニウム合金板材を第1
の発明とし、AlM n −M g系、またはAl−M
g系アルミニウム合金材からなる芯材の片側または両側
に重量基って、 F  e  :   1.0〜2.2  %Cu  :
   0.005〜0.5  %Si:0.5%以下 を含有し、残部は実質上Alと不純物とからなり、圧延
後の表面からみた平面でAl6Fe化合物などの晶出物
の大きさが、5μ■以下であるアルミニウム合金材を皮
材とする色調むらのない陽極酸化皮膜を生成するアルミ
ニウム合金材を第2の発明とし、重量基準で F e :  1.0〜2.2% Cu :  0.0(15〜(1,5%Si:0.5%
以下 を含有し、残部は実質上Alと不純物であるアルミニウ
ム合金からなる皮材の鋳塊にあらかじめ80%以上の塑
性加工を付与した後、上記芯材の片面または両面に重ね
合せ、皮材となる板厚減少率が合計で、99.90%以
上の塑性加工を行うことにより、色調むらのない陽極酸
化皮膜を生成するアルミニウム合金板材の製造方法を第
3の発明とするものである。
[作 用] 本発明の板材の構成についてその理由を説明する。
芯材にAl−Mn−Mg系、あるいはAl−Mg系アル
ミニウム合金を使用するのは、器物などに使用した時、
耐熱強度を必要とするためである。
皮材は陽極酸化処理を行ったとき色調むらのない発色皮
膜を生成するために、次のように成分元素を選定した。
Fe; Feはその含有量と晶出物相の違いにより濃灰色から乳
白色まで広範囲の陽極酸化皮膜を与える。しかし、その
含有量が1.0%未満では晶出物の分布が少なく、99
.90%以上の塑性加工による晶出物の均一分布の効果
が少なく、均一な色調の皮膜を得ることが困難である。
2.2%より多くなると、粗大なAl3Feの初品化合
物を生ずるため、圧延加工のとき、表面欠陥を発生させ
る原因となり好ましくない。また、F e 含(−j量
が増加すると、耐候性も低下するため、2.2%以下が
好ましい。
Cu ; CuはAl−Fe系合金の酸化皮膜を安定して生成させ
るために有効な元素である。Cuを0.005〜0.5
%含有したものは、アルカリエツチング処理によって均
一微細な凹凸を得ることができ、その後の硫酸による陽
極酸化処理によって得られる色調を均一にする。Cuが
0.005%より少ないか、または、0.5%より多く
なると、アルカリエツチング処理により均一微細な凹凸
を得ることができず、陽極酸化皮膜の色調が不均一なも
のとなって観察される。また、Cuは0.5%よりも多
く含有されると、材料の耐候性が劣るので好ましくない
Si; Siはその含有量が少ない方が好ましいが、0.5%を
越えるとAl−Fe−Si化合物が生成されやすくなり
、Al−Fe化合物による広範囲の色調が得られないこ
とと、単体のStが析出しやすく、焼鈍のむらによる色
調むらを生じ易くなる。
また、合金溶製に際し、結晶組織改善のため、しばしば
添加される 0.1%までのT i 、 0.05%ま
でのBの添加は、本発明合金材料の製造方法による陽極
酸化皮膜の色調および安定性には特に影響がないので差
し支えない。
Al5Fe化合物などの晶出物は陽極酸化処理によって
濃灰色から乳白色までの広い範囲の発色皮膜を与えるも
のである。しかし、これらの晶出物が不均一に晶出する
と色調むらの原因となるため、本・発明では板厚の減少
率を99.90%以上とすることで、これらの晶出物の
大きさが5μm以下に細かく分断され、均一に分布する
ようになることにより色調むらのない材料が得られたの
である。
次に製造方法について具体的に述べる。
芯材および皮材を所定の大きさの鋳塊とした後、いずれ
も面側する。あらかじめ皮材のみ板厚の減少率で80%
以上の塑性加工を行う。このようにして得られた材料を
芯材の面側した鋳塊に複合した後、塑性加工を行い、目
的の複合祠を得ることができた。ここで皮材をあらかじ
め80%以上の塑性加工を行うのは複合した後の塑性加
工によって最終板厚の減少率99.90%以上の加工度
を得るためである。
最終的の減少率を99.90%とした理由はこれより小
さい場合、鋳塊で不均一に晶出したA13FeSAla
Fe、A1mFeの晶出物がそのまま延ばされる格好と
なり、色調むらの原因になるためである。板厚の減少率
が99.90%以上であると、晶出物は細かく分断され
、均一に分布するようになる。
鋳塊を面側した後からの板厚の減少率は、1(鋳塊の面
側後の板厚−最終板厚)/(鋳塊の面側後の板厚)l 
x 1ooで計算される。
皮材の複合率(クラツド率)が高くなると最終的に塑性
加工されたときに、板厚の減少率99.90%以上の加
工度を得ることが困難となるため、20%以下とするの
が好ましい。
[実施例] 以下実施例と比較例により本発明を具体的に説明する。
実施例1 皮材は半連続鋳造法によって第1表に示す成分のアルミ
ニウム合金を、500mmX 1o00nvの断面積を
有する鋳塊に鋳造し、500℃で24時間の均熱処理を
行った後、片側20+maの面側を両面につき行い、4
80a+mの厚さとし、480℃に加熱後、厚さ80■
(厚さ減少率82.6%)に熱間圧延した。
芯材は月83004相当のS i−0,15%、Fe−
0,15%、Cu−0,10%、M n −1,24%
、Mg−1,12%、Z n = 0.05%のアルミ
ニウム合金を500m+nX 11000IIIIの断
面積を有する鋳塊に鋳造し、500℃で24時間の均熱
処理を行った後、片側20nmの面側を両面につき行い
、460Iの厚さとした。
厚さ80mn+の皮材を厚さ4601Imの芯材の両面
に複合した後、480℃に加熱後、厚さ12ffiI1
1に熱間圧延し、その後厚さ 3IIlfllに冷間圧
延加工を行った。この場合の複合率は12.9%であり
、皮材の板厚減少率は99.91%であった。
冷間圧延された厚さ 3Ilraの板材から 300I
mX300mI11の大きさに切り出し陽極酸化処理試
験に供した。陽極酸化処理後の色調の調査は、上記各例
で得られた厚さ 3■のアルミニウム合金複合板を、1
0%NaOH溶液で片面5μlのアルカリエツチングを
した後、15%H2804の20℃溶液中で電流密度1
.5A/di’の電流を通電し、片面約15μmの陽極
酸化皮膜を形成させた。そして表面に形成された酸化皮
膜をスガ試験機製SM3メタリック用色差計によって色
調を測定し、第1表に示した。
第1表のLllは明度を示し、数値の大きいほど明るく
、小さくなると暗くなることを示している。
a東は赤と緑の色調の強さを示すもので、(十)側では
赤が強く、(−)側では緑が強いことを示す。
b*は黄と青の色調の強さを示すもので、(+)側では
黄が強<、(−)側では青が強いことを示している。
また、色調の均一さとしては、複合板における板幅方向
および圧延方向の約15カ所の色調のばらつきから、L
mlでは1.0以下、B’jlでは0.3以下、b!l
Kでは0.5以下を合格とし、目視において色調のばら
つきが目立たない程度とした。
No、1〜4はFe5CuSStいずれも請求範囲内に
調整したもので、いずれも色調のばらつきが小さく、ス
トリーク等の色調の欠陥は認められず、安定した良好な
色調が得られた。
晶出物の大きさは、板面を水酸化ナトリウムでエツチン
グした後、画像解析装置(日本レギュレータ製Luzc
x 500)で測定した。
No、5はFeの含有量が0.8%と少ないため、1、
 累B Im  l) 1mのばらつきが大きく色調む
らが発生した。
No、6はFe含有量が、2.5%と多いため、濃灰色
が得られるが、晶出物の大きさがIOμ藷と大きく、L
 11  aml  l) Ifのばらつきが大きく、
色調むらが発生した。
No、7はFe含有量が1.0%のため淡灰色が得られ
、ストリーク等の色調の欠陥は認められないが、Cu含
有量が0.003%と少ないため、LII alL b
東のばらつきが大きく色調むらが発生した。
No、8はFe含有量が1.3%のため濃灰色が得られ
、ストリーク等の色調の欠陥は認められないが、Cu含
有量が0.55%と多いため、板厚方向と圧延方向の色
調のばらつきが大きく色調が発生した。
No、9はFe含有量が1.0%、Cu含有量が0.3
%のため淡灰色が得られ、ストリーク等の色調の欠陥は
認められないが、Si含有量が0.55%と多く、焼鈍
むらによるSi粒子の不均一分布のため、L’  a東
 blKのばらつきが大きく、色調むらが発生した。
実施例2 実施例1に示す芯材を用い、また、実施例1のNo、3
で示すアルミニウム合金を皮材とし、実施例〕と同様な
処理を行い、皮材の初圧延の厚さ減少率を第2表に示す
ように、60%から95%まで変化させ、面間した厚さ
 4GOm+uの鋳塊芯材に複合し、実施例1と同様な
条件で熱間圧延、冷間圧延を行い、厚さ 318丘の冷
間圧延材を得た。
陽極酸化処理条件および色調の調査を実施例1と同様に
行い、結果を第2表に示した。初圧延の厚さ減少率を変
えたのは、最終の厚さ減少率を種々変えるためである。
N o、 10〜13は初圧延厚さ減少率を80〜95
%とし、最終圧延後の複合層(皮材)の厚さ減少率を9
9.90%以上としたものであり、LIll  ;I 
l1lblKの板幅方向および圧延方向のばらつきが小
さく、色調むらの少ないものであった。
しかし、No、14〜I7は最終圧延後の複合層(皮材
)の厚さ減少率を99.90%以下であり、晶出物の大
きさが8〜12μ■と大きく、板厚方向と圧延方向の色
調のばらつきが大きく、色調むらを発生するものであっ
た。
〔発明の効果] 以上説明したように、本発明のアルミニウム合金複合板
材は陽極酸化処理したとき色調の変動が少なく常に一定
の色調に発色する。したがって、建材として広範囲の空
間に使用したとき、色むらのない外観を呈することと、
又、器物等に使用したときにも成形性がよく、耐熱強度
に優れた芯材となっているので、きわめて有用な材料で
ある。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Al−Mn−Mg系、またはAl−Mg系アルミ
    ニウム合金材からなる芯材の片側または両側に重量基準
    で、 Fe:1.0〜2.2% Cu:0.005〜0.5% Si:0.5%以下 を含有し、残部は実質上Alと不純物とからなるアルミ
    ニウム合金材を皮材とすることを特徴とする、色調むら
    のない陽極酸化皮膜を生成するアルミニウム合金板材。
  2. (2)Al−Mn−Mg系、またはAl−Mg系アルミ
    ニウム合金材からなる芯材の片側または両側に重量基準
    で、 Fe:1.0〜2.2% Cu:0.005〜0.5% Si:0.5%以下 を含有し、残部は実質上Alと不純物と からなり、圧延後の表面からみた平面で Al_6Fe化合物などの晶出物の大きさが、5μm以
    下であるアルミニウム合金材を皮材とすることを特徴と
    する、色調むらのない陽極酸化皮膜を生成するアルミニ
    ウム合金材。
  3. (3)Al−Mn−Mg系またはAl−Mg系アルミニ
    ウム合金材からなる芯材の片側または両側に重量基準で
    、 Fe:1.0〜2.2% Cu:0.005〜0.5% Si:0.5%以下 を含有し、残部は実質上Alと不純物であるアルミニウ
    ム合金からなる皮材の鋳塊にあらかじめ80%以上の塑
    性加工を付与した後、上記芯材の片面または両面に重ね
    合せ、皮材となる板厚減少率が合計で、99.90%以
    上の塑性加工を行うことを特徴とする、上記請求項(1
    )または(2)記載の、色調むらのない陽極酸化皮膜を
    生成するアルミニウム合金板材の製造方法。
JP24460488A 1988-09-30 1988-09-30 色調むらのない陽極酸化皮膜を生成するアルミニウム合金板材およびその製造方法 Pending JPH0293035A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06271961A (ja) * 1993-03-23 1994-09-27 Showa Alum Corp ヘラ絞り用アルミニウムクラッド材

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