JPH03111532A

JPH03111532A - 耐糸錆性に優れる自動車パネル用アルミニウム合金材料及びその製造方法

Info

Publication number: JPH03111532A
Application number: JP25028489A
Authority: JP
Inventors: Hideo Fujimoto; 日出男藤本; Hideyoshi Usui; 碓井　栄喜
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1989-09-26
Filing date: 1989-09-26
Publication date: 1991-05-13

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）本発明は耐糸錆性に優れる自動車パネル用アルミニウム
合金材料及びその製造方法に関するものであり、特に、
リン酸亜鉛処理を塗装下地処理として適用する場合、優
れた塗膜密着性と耐糸錆性が得られ、必要な機械的性質
も有し、自動車パネル等の用途に好適である。

（従来の技術）アルミニウム合金は、軽量化を目的として自動車の部品
に採用されつつあるが、パネル材のように耐糸錆性が要
求される用途に対しては、クロム酸クロメート等の塗装
下地処理が必要であるとされていた。

一方、通常の自動車塗装ラインは；プレス成形→説脂→
リン酸亜鉛処理→カチオン電着→塗装の工程からなる鋼
板用のラインであり、下地処理にはリン酸亜鉛処理が施
されているが、このラインにおいてリン酸亜鉛処理をア
ルミニウム合金の下地処理に適用した場合、カチオン電
着後の塗装密着力（塗装密着性）が不充分となり、耐糸
錆性の点で充分な性能が得られていないのが現状であり
。

この塗装ラインを使用して耐糸錆性の優れた下地処理が
できる技術の開発が望まれている。

この点、自動車塗装ラインの下地処理として。

リン酸亜鉛処理に代えて、クロム酸クロメート処理を採
用することも考えらるが、前述の如く耐糸錆性は向上で
きるものの、クロム酸クロメート処理には洗浄→水洗→水洗→クロム酸りロメート→水洗（本）→
水洗→乾燥という工程が必要であって、そのための専用の処理設備
が必要となり、且つ前記水洗（本）段階でクローズドシ
ステムによる排水処理が必要であるため、排水処理等を
含めた処理コストが高くなるという問題があり、下地処
理としてクロム酸クロメート処理を採用するには難があ
る。

本発明は、か）る要請に応えるべくなされたものであっ
て、塗装下地処理としてリン酸亜鉛処理を施す場合であ
っても、特に耐糸錆性に優れた自動車パネル用アルミニ
ウム合金材料を提供し、またその製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。

（課題を解決するための手段）本発明者らは、下地処理としてリン酸亜鉛処理を採用し
た場合に特に耐糸錆性が劣化する原因を究明すると共に
新規な自動車パネル用アルミニウム合金材料について、
合金組成並びに製造条件の両面から鋭意研究を重ねた。

その結果、特定組成のアルミニウム合金が耐糸錆性に優
れ、自動車パネル用材料として適し、また特定の製造工
程において酸化皮膜除去を行うことによって更に耐糸錆
性の向上を図ることができることを見い出し、ここに本
発明をなしたものである。

すなわち、本発明は、Ｍｇ：３．５〜５．０％、Ｃｒ：
０．１〜０．３％及びＣｕ：０．０１−０．０５％を必
須成分として含み、不純物としてのＦｅを０゜１％以下
、Ｓｉを０．０７％以下に抑制したことを特徴とする耐
糸錆性に優れる自動車パネル用アルミニウム合金材料を
要旨とするものである。

また、その製造方法は、前記成分組成を有するアルミニ
ウム合金につき、熱間圧延終了から最終焼鈍に至る工程
中で、表面に生成した酸化皮膜を少なくとも１回以上除
去することを特徴とするものである。

以下に本発明を更に詳細に説明する。

本発明者らの研究により、自動車パネル材のような塗装
材に発生する糸鋸は、以下に示す過程で進行することが
判明した。

第１段階・・・・・・塗膜欠陥部−のＣ１イオンの吸着
と母材の腐食開始第１段階・・・・・・塗膜２次密着の低下と母材−塗膜
界面での局部アノードの形成第３段階・・・・・・糸鋸先端部（アノード）と糸鋸胴
体部（カソード）との極部電池の形成による糸鋸の進行すなわち、糸鋸の進行を阻止するためには、素材の合金
成分面からの対応としては１局部電池の起電力の低下が
有効であり、製造条件面からは、塗膜の２次密着性を阻
害するような不純物を多く含む酸化皮膜の除去が有効で
あることを見い出した。

まず、局部電池の起電力を低下する方法としては、アル
ミニウム合金中の不純物を極力抑制することが好ましい
が、しかし、純アルミニウムでは、自動車パネル材とし
ての機械的性質を満足しない。

そこで、機械的性質を確保しつつ優れた耐糸錆性を有す
るアルミニウム合金組成について更に研究を重ねた結果
、特定量のＭｇ、Ｃｒ及びＣｕを含み、不純物としてＦ
ｅ及びＳｉを規制した成分組成が適切であることを見い
出した。ここで、これらの不純物規制は地金のコストを
大きく上げることなく、耐糸錆性を向上できる利点もあ
る。

次に、製造条件面においては、糸鋸の発生を抑制するた
めには、塗膜（カチオン電着）の密着性を向上させる必
要がある。この点、通常工程で製造されるアルミニウム
合金材料は、熱間圧延時に生成する不純物を多く含む酸
化皮膜を除去する必要があるが、自動車パネルの塗装工
程においては、前述のとおり、脱脂（けい酸塩系ノンエ
ッチタイプ）→リン酸亜鉛処理→カチオン電着の工程か
らなり、酸化皮膜の除去工程が採用されていない。

また、仮に最終焼鈍後、例えば、塗装工程において酸化
皮膜を除去すると、リン酸亜鉛の付着量が減少し、塗膜
の密着性が阻害される６そこで、本発明者らは、これらの問題点を解決する方法
として、熱間圧延で生成した不純物を含む酸化皮膜を除
去し、最終焼鈍で不純物を殆ど含まない酸化皮膜を生成
させるのが有効であることが判明した。

（作用）本発明における化学成分の限定理由を説明する。

Ｍｇ：自動車パネル材はプレス成形されるため、素材の調質と
しては最終焼鈍した軟質材（○材）が使用される。軟質
材で自動車パネルとしての機械的特性を有するためには
、合金元素としてのＭｇ含有量が３．５％以上必要であ
る。しかし、Ｍｇ含有量が増加していくと、強度は向上
するものの、　Ａｌ−Ｍｇのβ相が粒界に析出して耐食
性、耐応力腐食性が低下することになり、その上限は５
．５％である。したがって、Ｍｇ量は、強度を確保でき
、＃ｆ食性が許容できる範囲として、３．５〜５．５％
とする。

Ｃｒ：Ｃｒは強度向上と耐糸錆性向上の双方に有効な元素であ
る。すなわち、耐糸錆性を向上させ、且つ強度の向上を
図ることができるため、強度向上に必要なＭｇ量を低減
でき、耐糸錆性向上に著しく寄与する。しかし、Ｃｒ量
が０．１％未満では耐糸錆性向上及び強度向上のいずれ
も不充分であり。

また０、３％を超えると巨大金属間化合物が生成し、耐
糸錆性向上及び強度向上の効果も飽和する。

したがって、Ｃｒ量は０．１〜０．３％の範囲とする。

Ｃｕ：Ｃｕは、多量に含まれるとカソード反応を促進し、その
結果、耐糸錆性を低下させる。一方、本発明者らは、Ｃ
ｕは微量で表面の酸化皮膜を安定化させる効果があり、
微量の添加は耐糸錆性向上に有効であることを見い出し
た。しかし、０．０１％未満では表面の酸化皮膜を安定
化させる効果が不充分であり、また０、０５％を超える
とカソード反応を促進し、耐糸錆性を低下させる。した
がって、Ｃｕ量は０．０１〜０．０５％の範囲とする。

Ｆｅ、Ｓｉ：Ｆｅ、Ｓｉはいずれもカソード反応を促進し、耐糸錆性
を低下させるため、極力抑制する方が好ましい。しかし
、地金価格と耐糸錆性向上効果を勘案すると、Ｆｅ量は
０．１％以下、Ｓｉｉは０．０７％以下に抑制するのが
最も有効である。

なお、他の合金元素であるＭｎ、Ｔｉは加工性を低下さ
せない範囲で許容でき、Ｍｎ：０，３％以下。

Ｔｉ：０．０７％以下が好ましい。

次に製造条件について説明する。

上記成分組成のアルミニウム合金は、一般に溶解→鋳造
→面削→均熱→熱延→冷延→焼鈍の工程で製造される。

この工程において、熱延までは、通常３００　’Ｃ以上
の温度で行われ、特に熱延は、ソリプルタイプのクーラ
ントが使用されるため、表面に生成される酸化皮膜はク
ーランｌ−中の不純物を含んだダーティ−オキサイドで
ある。このダーティ−オキサイドが表面に存在する場合
には、塗膜の密着性が低下し、耐糸錆性も必然的に低下
する。反面、冷間圧延時に生成する酸化皮膜は、温度が
低いため、薄く除去し易いので、特に問題とならない。

最終焼鈍後にダーティ−オキサイドを除去することも考
えられるが、前述のようにリン酸亜鉛の付着量が減少し
、塗膜密着性が低下すると共に鮮映性も低下するため、
好ましくない。

したがって１本発明では、ダーティ−オキサイドは除去
するが、最終焼鈍で酸化皮膜を生成する工程として、熱
間圧延終了から最終焼鈍までの間で、少なくとも１回は
酸化皮膜を除去する工程とする。

この場合、ダーティ−オキサイドの除去は、機械的方法
、化学的方法の何れでもよいが、処理時間や表面の均−
性等を考慮すると、アルカリ性の浴による化学的方法が
実用的である。具体的には、加熱した苛性ソーダやリン
酸ソーダ系のエッチングが使用できる。

なお、酸化皮膜除去は、熱延と冷延との間、冷延と最終
焼鈍との間など、種々の態様で実施でき、１回又は複数
回行う。複数回行う・ことにより、酸化皮膜中に取り込
まれる不純物（圧延油成分等）を焼鈍前に除去できるた
め、更に耐糸錆性向上の効果が期待できる。

以下に本発明の一実施例を示す。

（実施例）自動車パネル用アルミニウム合金材料として第１表に示
す化学成分の熱間圧延板（５ｍｍ厚）を準備し、これを
第２表に示す条件で、工程中に酸化皮膜を除去し、最終
的に厚さ１ｍｍの軟質材を試作し、機械的性質及び耐糸
錆性を調べた。それらの結果を第３表に示す。

なお、耐糸錆性は、軟質材に通常の条件でリン酸亜鉛処
理を施し、次いで自動車パネル用のカチオン電着塗装（
膜厚２５μｍ）を行い、その後塗膜にスクラッチ傷を付
け、塩水噴＠２４時間→湿潤（５０℃ｘ８５％ＲＨ）１
４４時間を１サイクルとし、５サイクル後の糸鋸発生状
況を調べて評価した。

第３表より、本発明例はいずれも、自動車パネル材とし
て検討されているＪＩＳＡ５１８２．０材と同等の強度
、伸びを有し、しかも耐糸錆性に優れていることがわか
る。なお、Ｎａ３４は、焼鈍後に酸化皮膜除去を行った
例であり、耐糸錆性は良好であるものの、塗膜密着性が
劣ることが確認された。

一方、従来例と比較例は、化学成分が本発明範囲外であ
るか、或いは熱間圧延終了から最終焼鈍までの間に酸化
皮膜除去を行わない工程によるため、特に耐糸錆性が劣
っている。

【以下余白１（発明の効果）以上詳述したように、本発明によれば、自動車パネル用
アルミニウム合金材料として、特定の化学成分に調整す
ると共に製造条件を規制したので。

所望の機械的性質を確保しつつ優れた耐糸錆性を有する
材料が得られる。特に既存の自動車塗装ラインを変更す
ることなく適用できるので、その実用上の効果は顕著で
ある。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）重量％で（以下、同じ）、Ｍｇ：３．５〜５．０
％、Ｃｒ：０．１〜０．３％及びＣｕ：０．０１〜０．
０５％を必須成分として含み、不純物としてのＦｅを０
．１％以下、Ｓｉを０．０７％以下に抑制したことを特
徴とする耐糸錆性に優れる自動車パネル用アルミニウム
合金材料。
（２）前記成分組成を有するアルミニウム合金につき、
熱間圧延終了から最終焼鈍に至る工程中で、表面に生成
した酸化皮膜を少なくとも１回以上除去することを特徴
とする耐糸錆性に優れる自動車パネル用アルミニウム合
金材料の製造方法。
（３）前記酸化皮膜の除去にアルカリ性のエッチング剤
を用いる請求項２に記載の方法。