JPH05271982A - プレス成形性と耐食性に優れたアルミニウム合金板 - Google Patents
プレス成形性と耐食性に優れたアルミニウム合金板Info
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- JPH05271982A JPH05271982A JP7193592A JP7193592A JPH05271982A JP H05271982 A JPH05271982 A JP H05271982A JP 7193592 A JP7193592 A JP 7193592A JP 7193592 A JP7193592 A JP 7193592A JP H05271982 A JPH05271982 A JP H05271982A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】アルミニウム合金板の摺動性を向上させ、か
つ、アルミニウム合金板の耐食性およびリン酸塩処理性
を損なうことなくプレス加工性と耐食性を兼備したアル
ミニウム合金板を提供すること。 【構成】表面に単層または２層からなるめっき層を有
し、その最外層めっき層が（目付量１〜５０g/m2）亜鉛
含有率が２０〜９５重量％のマンガン−亜鉛合金めっき
であることを特徴とするプレス成形性および耐食性に優
れたアルミニウム合金板。
つ、アルミニウム合金板の耐食性およびリン酸塩処理性
を損なうことなくプレス加工性と耐食性を兼備したアル
ミニウム合金板を提供すること。 【構成】表面に単層または２層からなるめっき層を有
し、その最外層めっき層が（目付量１〜５０g/m2）亜鉛
含有率が２０〜９５重量％のマンガン−亜鉛合金めっき
であることを特徴とするプレス成形性および耐食性に優
れたアルミニウム合金板。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主として自動車用計量
化素材として使用されるアルミニウム合金板、特にプレ
ス成形性と耐食性に優れたアルミニウム板またはアルミ
ニウム合金板に関するものである。
化素材として使用されるアルミニウム合金板、特にプレ
ス成形性と耐食性に優れたアルミニウム板またはアルミ
ニウム合金板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】省エネルギー、ＣＯ2 による地球環境問
題等の観点から自動車の計量化が積極的に推進されてい
るが、その中でも材料の信頼性、加工性、リサイクル利
用等の面でアルミニウムあるいはアルミニウム合金が脚
光を浴び、近年になって多用されつつある。
題等の観点から自動車の計量化が積極的に推進されてい
るが、その中でも材料の信頼性、加工性、リサイクル利
用等の面でアルミニウムあるいはアルミニウム合金が脚
光を浴び、近年になって多用されつつある。
【０００３】しかしながら、アルミニウム合金板は従来
多用されている鋼板に比べ特性が異なるため、その自動
車への適用に際し多くの問題を抱えている。その代表が
プレス成形といえる。アルミニウム合金板のプレス加工
性は、冷延鋼板に比べてプレス加工時の金型とアルミニ
ウム合金板表面との摺動抵抗が大きく、このため、従来
使用されてきた冷延鋼板と比べてプレス成形性が劣る。
多用されている鋼板に比べ特性が異なるため、その自動
車への適用に際し多くの問題を抱えている。その代表が
プレス成形といえる。アルミニウム合金板のプレス加工
性は、冷延鋼板に比べてプレス加工時の金型とアルミニ
ウム合金板表面との摺動抵抗が大きく、このため、従来
使用されてきた冷延鋼板と比べてプレス成形性が劣る。
【０００４】この摺動抵抗が大であると、プレス加工時
にアルミニウム合金板を固定するためのプレス金型のビ
ード部などの摺動を激しく受ける箇所では、アルミニウ
ム合金板のスムーズな流入が妨げられ、極端な場合、ア
ルミニウム合金板が破断することがある。プレス加工に
おける適正クッション圧（アルミニウム合金板にシワが
発生せずかつ破断が生じない範囲）に関してアルミニウ
ム合金板と冷延鋼板とを比較すると、アルミニウム合金
板の適正クッション圧は冷延鋼板に比べて範囲が狭いた
めに、生産性が悪くなるので、アルミニウム合金板の摺
動性の改善が強く望まれている。
にアルミニウム合金板を固定するためのプレス金型のビ
ード部などの摺動を激しく受ける箇所では、アルミニウ
ム合金板のスムーズな流入が妨げられ、極端な場合、ア
ルミニウム合金板が破断することがある。プレス加工に
おける適正クッション圧（アルミニウム合金板にシワが
発生せずかつ破断が生じない範囲）に関してアルミニウ
ム合金板と冷延鋼板とを比較すると、アルミニウム合金
板の適正クッション圧は冷延鋼板に比べて範囲が狭いた
めに、生産性が悪くなるので、アルミニウム合金板の摺
動性の改善が強く望まれている。
【０００５】プレス成形時の摺動性の改善の目的でアル
ミニウム合金板表層を、例えば各種金属めっきや有機高
分子膜などで被覆し、アルミニウム合金板表層と金型と
の直接接触を避け、潤滑性を与えることにより摺動性を
改善する試みがなされている。
ミニウム合金板表層を、例えば各種金属めっきや有機高
分子膜などで被覆し、アルミニウム合金板表層と金型と
の直接接触を避け、潤滑性を与えることにより摺動性を
改善する試みがなされている。
【０００６】さらに潤滑処理アルミニウム合金板として
は、例えば金属石鹸、高級脂肪酸ワックスなどを主成分
とした皮膜で表面を被覆したものなどが提案されてい
る。
は、例えば金属石鹸、高級脂肪酸ワックスなどを主成分
とした皮膜で表面を被覆したものなどが提案されてい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしこれらのめっき
や有機皮膜を有するアルミニウム合金板には以下のよう
な問題点がある。
や有機皮膜を有するアルミニウム合金板には以下のよう
な問題点がある。
【０００８】（１）アルミニウム合金板に金属めっきを
施した場合 アルミニウムは電気化学的に極めて卑な金属であるた
め、亜鉛めっきや亜鉛に少量の合金元素を含む亜鉛基め
っき以外の金属めっきを施すとアルミニウム合金板の耐
食性、特に裸耐食性が著しく劣化する。一方、耐食性の
問題がない亜鉛めっきや亜鉛基めっきはプレス加工性を
著しく劣化させる。
施した場合 アルミニウムは電気化学的に極めて卑な金属であるた
め、亜鉛めっきや亜鉛に少量の合金元素を含む亜鉛基め
っき以外の金属めっきを施すとアルミニウム合金板の耐
食性、特に裸耐食性が著しく劣化する。一方、耐食性の
問題がない亜鉛めっきや亜鉛基めっきはプレス加工性を
著しく劣化させる。
【０００９】（２）アルミニウム合金板に有機皮膜を設
ける場合 アルミニウム合金板を自動車用として使用する際に、プ
レス成形後塗装前処理としてリン酸塩処理を施すが、有
機皮膜が、リン酸塩処理の前処理のアルカリ脱脂で完全
には溶解除去されないまま、アルミニウム合金板上に一
部残存する。このためリン酸塩処理時の正常なアルミニ
ウム合金板のリン酸塩結晶の生成が阻害され、塗膜の密
着性が低下し、これが、塗装後の耐食性を劣化させる。
ける場合 アルミニウム合金板を自動車用として使用する際に、プ
レス成形後塗装前処理としてリン酸塩処理を施すが、有
機皮膜が、リン酸塩処理の前処理のアルカリ脱脂で完全
には溶解除去されないまま、アルミニウム合金板上に一
部残存する。このためリン酸塩処理時の正常なアルミニ
ウム合金板のリン酸塩結晶の生成が阻害され、塗膜の密
着性が低下し、これが、塗装後の耐食性を劣化させる。
【００１０】したがって、本発明の目的は、アルミニウ
ム合金板の摺動性を向上させ、かつ、アルミニウム合金
板の耐食性およびリン酸塩処理性を損なうことのないプ
レス加工性と耐食性を兼備したアルミニウム合金板を提
供することである。
ム合金板の摺動性を向上させ、かつ、アルミニウム合金
板の耐食性およびリン酸塩処理性を損なうことのないプ
レス加工性と耐食性を兼備したアルミニウム合金板を提
供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、まずアル
ミニウム合金板の摩擦係数とプレス加工性との関係につ
いて検討した結果、プレス加工性に優れる通常の冷延鋼
板では、摩擦係数は０．１０程度であるのに対し、アル
ミニウム合金板では、０．１５以上の値を示すことを知
見した。なお、本発明における摩擦係数は、後述する実
施例で述べるドロービード引き抜き試験において、塗油
状態で測定した値である。
ミニウム合金板の摩擦係数とプレス加工性との関係につ
いて検討した結果、プレス加工性に優れる通常の冷延鋼
板では、摩擦係数は０．１０程度であるのに対し、アル
ミニウム合金板では、０．１５以上の値を示すことを知
見した。なお、本発明における摩擦係数は、後述する実
施例で述べるドロービード引き抜き試験において、塗油
状態で測定した値である。
【００１２】アルミニウム合金板がこのように高い摩擦
係数を有するのは、アルミニウム合金板が低融点で、し
かも、他金属、特にプレス金型に多様されている鋳鉄な
どとの親和力が強く、金型に凝着しやすい性質を有する
ことに起因すると推察された。
係数を有するのは、アルミニウム合金板が低融点で、し
かも、他金属、特にプレス金型に多様されている鋳鉄な
どとの親和力が強く、金型に凝着しやすい性質を有する
ことに起因すると推察された。
【００１３】そして、プレス成形時の摺動性に影響を与
えるのは、金型と直接接触するアルミニウム合金板表面
の物性であるため、アルミニウム合金板表面と金型との
直接接触を避けるべく、種々の金属めっきを研究したと
ころ、アルミニウム合金板表面の最外層めっき層とし
て、（目付量１〜５０g/m2）亜鉛含有率が２０〜９５重
量％のマンガン−亜鉛合金めっきを施すことにより、ア
ルミニウム合金板の耐食性を損なうことなく、プレス成
形性を著しく改善でき本発明の目的が達成されることを
見出した。
えるのは、金型と直接接触するアルミニウム合金板表面
の物性であるため、アルミニウム合金板表面と金型との
直接接触を避けるべく、種々の金属めっきを研究したと
ころ、アルミニウム合金板表面の最外層めっき層とし
て、（目付量１〜５０g/m2）亜鉛含有率が２０〜９５重
量％のマンガン−亜鉛合金めっきを施すことにより、ア
ルミニウム合金板の耐食性を損なうことなく、プレス成
形性を著しく改善でき本発明の目的が達成されることを
見出した。
【００１４】即ち本発明によれば、表面に単層または２
層からなるめっき層を有し、その最外層めっき層が（目
付量１〜５０g/m2、）亜鉛含有率２０〜９５重量％のマ
ンガン−亜鉛合金めっきであることを特徴とするプレス
成形性および耐食性に優れたアルミニウム合金板が提供
される。
層からなるめっき層を有し、その最外層めっき層が（目
付量１〜５０g/m2、）亜鉛含有率２０〜９５重量％のマ
ンガン−亜鉛合金めっきであることを特徴とするプレス
成形性および耐食性に優れたアルミニウム合金板が提供
される。
【００１５】以下に、本発明の構成を詳細に説明する
が、本発明のより好ましい態様およびそれに基づく利点
が明らかとなろう。
が、本発明のより好ましい態様およびそれに基づく利点
が明らかとなろう。
【００１６】アルミニウム合金板 本発明のアルミニウム合金板は、ＪＩＳ Ｈ４０００１
２に規定する合金板およびアルミニウム板を包含し、ア
ルミニウムとＭｇを主体とする合金板が自動車用として
好ましい。そして合金板中におけるアルミニウム含量は
通常９０〜１００重量％である。
２に規定する合金板およびアルミニウム板を包含し、ア
ルミニウムとＭｇを主体とする合金板が自動車用として
好ましい。そして合金板中におけるアルミニウム含量は
通常９０〜１００重量％である。
【００１７】最外層めっき層 アルミニウム合金板の最外層めっき層は前述の如く、亜
鉛含有率２０〜９５重量％のマンガン−亜鉛合金めっき
である。このような合金めっき層を最外層に設けること
によりプレス成形性と耐食性を両立させることができ
る。亜鉛含量が過少のマンガン−亜鉛合金めっきではマ
ンガン単相めっきに近い物性を有し、めっき硬度や融点
が高いためプレス成形性向上には効果があるが、めっき
にクラックが発生しやすくなり、耐食性、特に傷付き後
の耐食性に劣る。一方、マンガン含量が過少ではマンガ
ン−亜鉛合金めっきがマンガン単相めっきに近くなるた
め、電気化学的電位はアルミニウムと同等またはアルミ
ニウムより卑であるので、めっき下のアルミニウム合金
板を腐食させることはないが、亜鉛はアルミニウムより
融点や硬度が低く、プレス金型に凝着しやすいため、ア
ルミニウム合金板自体よりプレス成形性は悪くなる。
鉛含有率２０〜９５重量％のマンガン−亜鉛合金めっき
である。このような合金めっき層を最外層に設けること
によりプレス成形性と耐食性を両立させることができ
る。亜鉛含量が過少のマンガン−亜鉛合金めっきではマ
ンガン単相めっきに近い物性を有し、めっき硬度や融点
が高いためプレス成形性向上には効果があるが、めっき
にクラックが発生しやすくなり、耐食性、特に傷付き後
の耐食性に劣る。一方、マンガン含量が過少ではマンガ
ン−亜鉛合金めっきがマンガン単相めっきに近くなるた
め、電気化学的電位はアルミニウムと同等またはアルミ
ニウムより卑であるので、めっき下のアルミニウム合金
板を腐食させることはないが、亜鉛はアルミニウムより
融点や硬度が低く、プレス金型に凝着しやすいため、ア
ルミニウム合金板自体よりプレス成形性は悪くなる。
【００１８】マンガン−亜鉛合金めっきの付着量は該め
っき層を設けたことによる効果を充分かつ経済的に発現
する目的において１〜５０g/m2とするのが好ましい。
っき層を設けたことによる効果を充分かつ経済的に発現
する目的において１〜５０g/m2とするのが好ましい。
【００１９】マンガン−亜鉛めっき層の内層として、例
えば置換Ｚｎめっき（ジンケート）などのめっき層を設
けても良いが、もちろん設けなくても良い。
えば置換Ｚｎめっき（ジンケート）などのめっき層を設
けても良いが、もちろん設けなくても良い。
【００２０】めっき方法 めっきの方法としては、電気めっき法（溶融塩電気めっ
き法を含む）、無電解めっき法、蒸着めっき法、イオン
プレーティング法のいずれの手段によるものでもよく、
その手段を特に限定するものではないが、この中でも水
溶液系電気めっき方法は効率よくめっきができ、連続め
っき装置でのインライン化も容易であることから、本発
明に適用するには適している。
き法を含む）、無電解めっき法、蒸着めっき法、イオン
プレーティング法のいずれの手段によるものでもよく、
その手段を特に限定するものではないが、この中でも水
溶液系電気めっき方法は効率よくめっきができ、連続め
っき装置でのインライン化も容易であることから、本発
明に適用するには適している。
【００２１】しかし、アルミニウム合金板への水溶液系
での直接電気めっきは、現在の技術では密着性が悪く、
極めて困難であるので、マンガン−亜鉛合金めっきの下
地処理としてアルミニウム合金板へ亜鉛置換処理（ジン
ケート法）や陽極酸化処理等を施すこともできる。
での直接電気めっきは、現在の技術では密着性が悪く、
極めて困難であるので、マンガン−亜鉛合金めっきの下
地処理としてアルミニウム合金板へ亜鉛置換処理（ジン
ケート法）や陽極酸化処理等を施すこともできる。
【００２２】
【実施例】以下、実施例を以って本発明を具体的に説明
する。
する。
【００２３】（実施例） （１）試料の作成 ＪＩＳ Ａ ５１２８アルミニウム合金板（ＡｌとＭｇ
を主体とする合金）にジンケート法にて亜鉛置換めっき
を下地処理として行った後、電気めっきにて種々の付着
量と亜鉛含有率を有するマンガン−亜鉛合金めっきを施
した。 （２）試験評価方法 下記の方法では試験評価を行い、結果は表１に示した。 ａ）摺動性（プレス成形性） 摺動性の評価は、図１の（ａ）および図１の（ｂ）に示
すドロービード引き抜き試験により行った。すなわち、
図１において、ロールを固定した場合のサンプルの引き
抜きに要する力ＤＦとロールを回転可能な状態にした場
合の引き抜きに要する力ＤＲを求め、この両者から、次
式によってサンプルの摩擦係数μを算出し、摺動性を評
価した。 μ＝（ＤＦ−ＤＲ）／（πＰＦ） ここで、μ ：ロールとサンプル間の摩擦係数 ＰＦ：中央ポンチの押さえ荷重 なお、試験条件は以下の通りである。 サンプルサイズ ２０×４００ｍｍ 摺動速度 ５００mm/sec. 摺動距離 １００ｍｍ 中央ポンチの押さえ荷重 １００ｋｇｆ 洗浄油塗油量 ０．５g/m2 ここで、各実施例での評価は、摩擦係数μの値で ○：μが０．１３以下 ×：μが；０．１３を超える
とした。なお、上式においてμの算出式の理論的根拠は
下記から理解されよう。
を主体とする合金）にジンケート法にて亜鉛置換めっき
を下地処理として行った後、電気めっきにて種々の付着
量と亜鉛含有率を有するマンガン−亜鉛合金めっきを施
した。 （２）試験評価方法 下記の方法では試験評価を行い、結果は表１に示した。 ａ）摺動性（プレス成形性） 摺動性の評価は、図１の（ａ）および図１の（ｂ）に示
すドロービード引き抜き試験により行った。すなわち、
図１において、ロールを固定した場合のサンプルの引き
抜きに要する力ＤＦとロールを回転可能な状態にした場
合の引き抜きに要する力ＤＲを求め、この両者から、次
式によってサンプルの摩擦係数μを算出し、摺動性を評
価した。 μ＝（ＤＦ−ＤＲ）／（πＰＦ） ここで、μ ：ロールとサンプル間の摩擦係数 ＰＦ：中央ポンチの押さえ荷重 なお、試験条件は以下の通りである。 サンプルサイズ ２０×４００ｍｍ 摺動速度 ５００mm/sec. 摺動距離 １００ｍｍ 中央ポンチの押さえ荷重 １００ｋｇｆ 洗浄油塗油量 ０．５g/m2 ここで、各実施例での評価は、摩擦係数μの値で ○：μが０．１３以下 ×：μが；０．１３を超える
とした。なお、上式においてμの算出式の理論的根拠は
下記から理解されよう。
【数１】 したがって μ＝（ＤＦ−ＤＲ）／（πＰＦ） ここで、ｐ：ロールの径方向に負荷される力 Ｒ：ロール半径 θ：中心角 ｂ）塗装後耐食性 マンガン−亜鉛合金めっきを施したアルミニウム合金板
にリン酸化成処理、電着塗装、３コート塗装を施した
後、傷を付け、海岸近傍に暴露し、１日に２回塩水を噴
霧する試験を１年間行い、塗膜のフクレを測定し、以下
の基準で評価した。 ○：片側最大フクレ幅が１ｍｍ以下 ×：片側最大フ
クレ幅が１ｍｍ以上
にリン酸化成処理、電着塗装、３コート塗装を施した
後、傷を付け、海岸近傍に暴露し、１日に２回塩水を噴
霧する試験を１年間行い、塗膜のフクレを測定し、以下
の基準で評価した。 ○：片側最大フクレ幅が１ｍｍ以下 ×：片側最大フ
クレ幅が１ｍｍ以上
【００２４】
【００２５】
【発明の効果】本発明により、その耐食性を損なわずに
プレス加工性が著しく改善されたアルミニウム合金板が
提供される。また、本発明のアルミニウム合金板を用い
ることにより、プレス成形時における生産性が飛躍的に
向上できる。
プレス加工性が著しく改善されたアルミニウム合金板が
提供される。また、本発明のアルミニウム合金板を用い
ることにより、プレス成形時における生産性が飛躍的に
向上できる。
【図１】 摺動性の評価を説明する図であり、（ａ）
は、ドロービード引き抜き型摺動性試験機の線図、
（ｂ）は、この試験機での解析方法を示す図である。
は、ドロービード引き抜き型摺動性試験機の線図、
（ｂ）は、この試験機での解析方法を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上 杉 康 治 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (72)発明者 戸 塚 信 夫 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (72)発明者 橋 口 耕 一 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (72)発明者 松 本 義 裕 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内
Claims (1)
- 【請求項１】表面に単層または２層からなるめっき層を
有し、その最外層めっき層が亜鉛含有率２０〜９５重量
％のマンガン−亜鉛合金めっきであることを特徴とする
プレス成形性および耐食性に優れたアルミニウム合金
板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7193592A JPH05271982A (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | プレス成形性と耐食性に優れたアルミニウム合金板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7193592A JPH05271982A (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | プレス成形性と耐食性に優れたアルミニウム合金板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05271982A true JPH05271982A (ja) | 1993-10-19 |
Family
ID=13474870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7193592A Withdrawn JPH05271982A (ja) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | プレス成形性と耐食性に優れたアルミニウム合金板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05271982A (ja) |
-
1992
- 1992-03-30 JP JP7193592A patent/JPH05271982A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990608 |