JPH08187818A - プレス成形性および耐食性に優れたアルミニウム板 - Google Patents

プレス成形性および耐食性に優れたアルミニウム板

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JPH08187818A
JPH08187818A JP7003875A JP387595A JPH08187818A JP H08187818 A JPH08187818 A JP H08187818A JP 7003875 A JP7003875 A JP 7003875A JP 387595 A JP387595 A JP 387595A JP H08187818 A JPH08187818 A JP H08187818A
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aluminum plate
corrosion resistance
lubricant
organic resin
film
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JP7003875A
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Haruyumi Kosuge
張弓 小菅
Kenjiro Kawai
健二郎 川合
Hitoshi Hotta
仁 堀田
Nobuyasu Hagisawa
亘保 萩澤
Muneyoshi Matsushita
宗由 松下
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Nippon Light Metal Co Ltd
Original Assignee
Nippon Light Metal Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 油性潤滑剤を使用しないでプレス成形する際
に、金型温度が高温になっても焼き付きや表面欠陥の発
生がなく、かつ耐食性を有するアルミニウム板を実現す
る。 【構成】 アルミニウム材の表面に陽極酸化皮膜が形成
され、その陽極酸化皮膜上に有機樹脂皮膜が形成された
アルミニウム板であって、前記有機樹脂皮膜は、ポリオ
レフィン系ワックス微粉末粒子、ポリエチレン系ワック
ス微粉末粒子、フッ素樹脂系微粉末粒子のうちの少なく
とも1つからなる潤滑剤が、ポリウレタン系樹脂または
エポキシ系樹脂に分散した構成である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、家電、機械部品、建
材、家庭用品等に使用されるアルミニウム板に係り、特
に、プレス成形時にプレス油を使用しなくても成形可能
で且つ耐食性に優れたアルミニウム板に関する。
【0002】
【従来の技術】アルミニウムは軽く、成形加工し易いこ
とから、家電、機械部品、建材、家庭用品等の匡体、容
器、部品等に広く使用されている。アルミニウムは生地
のままで耐食性はあるが更に耐食性を向上させるため
に、陽極酸化処理して使用される。
【0003】あらかじめ陽極酸化皮膜を形成したアルミ
ニウム板は、プレス成形等の加工を施す際に、プレスの
ダイスとアルミニウム板との潤滑が不十分であると、ア
ルミニウム板が局部的に金型に焼き付いて板に割れが発
生し、目的形状に成形出来なかったり、板の表面に傷が
付いたりする欠点がある。そこで、このような割れおよ
び傷の発生防止のため、更には成形性の向上のために、
プレス成形時にアルミニウム板表面に油性の液体潤滑剤
を塗布してプレス加工することが一般的に行われてい
る。
【0004】しかしながら、プレス成形時に油性の液体
潤滑剤を使用すると、潤滑剤による作業環境低下の恐れ
があり、さらにプレス成形後にその油性潤滑剤をトリク
ロロエチレン等の有機溶剤を用いて脱脂する必要があ
る。トリクロロエチレン等の有機溶剤はオゾン層を破壊
するため、近年、その使用は禁止される方向にあり、油
性潤滑剤を使用しないでもプレス成形性の良好なプレス
成形用アルミニウム板が望まれている。
【0005】そのような成形用アルミニウム板として、
例えば、アルミニウム板の表面に陽極酸化皮膜を第一層
として形成し、その上面にアルカリ金属の含水ほう酸塩
からなる潤滑性無機化合物を第二層として形成したもの
(特開平5−306474号公報)や、またアルミニウ
ム板の表面にクロメート層を第一層として形成し、その
上面に潤滑剤を含む有機樹脂からなる第二層を形成した
もの(特開平5−311454号公報)が提案されてい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記提
案された従来技術のうち、前者のアルミニウム板は第二
層が無機化合物のために潤滑性が充分ではない。一方、
後者のアルミニウム板は、第一層がクロメート皮膜であ
るために、陽極酸化皮膜に較べて耐食性が充分ではな
い。
【0007】アルミニウム板を連続プレス成形すると金
型温度は100〜130℃の高温になり、局部的にアル
ミニウムが付着し易くなって、板表面に傷等の表面欠陥
や焼き付きが発生する。このため、アルミニウム板はこ
のような付着が生じない良好な潤滑性を有することが必
要である。また、プレス成形後のアルミニウム板は良好
な耐食性を有することが求められている。
【0008】本発明の目的は、油性潤滑剤を使用しない
でプレス成形する際に、金型温度が高温になっても焼き
付きや表面欠陥の発生がなく、かつ耐食性を有するアル
ミニウム板を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】発明者らは、油性潤滑剤
を使用しなくても上記の諸特性を有するアルミニウム板
について種々研究した結果、アルミニウム板表面に第一
層として薄い陽極酸化皮膜を形成し、さらに陽極酸化皮
膜の表面に第二層として有機樹脂皮膜を形成したとき、
その有機樹脂皮膜に特定の材料を用いると、第一層の陽
極酸化皮膜は、アルミニウム板に良好な耐食性を付与す
ると同時に、プレス成形における板表面の傷の発生を抑
えるようになり、また第二層の有機樹脂皮膜は金型温度
が高温になっても十分な潤滑性を有することを見出し、
本発明を完成したものである。
【0010】すなわち、本発明のアルミニウム板は、ア
ルミニウム材の表面に陽極酸化皮膜が形成され、その陽
極酸化皮膜上に有機樹脂皮膜が形成されており、前記有
機樹脂皮膜は、ポリオレフィン系ワックス微粉末粒子、
ポリエチレン系ワックス微粉末粒子、フッ素樹脂系微粉
末粒子のうちの少なくとも1つからなる潤滑剤が、ポリ
ウレタン系樹脂またはエポキシ系樹脂に分散した構成で
あることを特徴としている。
【0011】そして、前記陽極酸化皮膜の厚さは0.2
〜3μmに、前記有機樹脂皮膜の厚さは0.3〜3μm
に設定すると良い。また、前記潤滑剤は、粒子径を0.
01〜0.5μmに、分散量を1〜50wt%に設定す
ると良い。
【0012】
【作用】アルミニウム板の表面に第一層として薄い陽極
酸化皮膜を形成することにより、優れた耐食性を付与で
きると共に、プレス成形時の変形においても大きな割れ
を生じることなく変形し傷発生を防止できる。また、第
二層として有機樹脂皮膜を形成することにより十分な潤
滑性を付与できる。すなわち、有機樹脂皮膜は、ポリオ
レフィン系ワックス微粉末粒子、ポリチエレン系ワック
ス微粉末粒子、フッ素樹脂系微粉末粒子のうちの少なく
とも1つからなる潤滑剤が、ポリウレタン系樹脂または
エポキシ系樹脂に分散させた構成であるから、動摩擦係
数を小さくでき十分な潤滑作用を付与することができ
る。その結果、プレス成形時に高温の金型に焼き付くこ
とを防止できる。
【0013】アルミニウム板は特に限定されるものでな
く用途によって選ぶことができる。例えば、自動車部品
の如く強度と耐食性を求められるような部材の場合は、
Mgを2〜6%含有するアルミニウム合金が、家電用の
部材では工業純アルミニウムやMgを0.5〜3%含有
するアルミニウム合金が、建材用には工業用純アルミニ
ウム、Mn0.5〜1.5%、Mg0.5〜2.0%を含有
するAl−Mn系合金等が、さらに家庭用品などには工
業用純アルミニウムやMgを0.3〜1.5%含有するA
l−Mg系合金などを使用するとよい。
【0014】陽極酸化皮膜は、硫酸、しゅう酸、クロム
酸等の電解液中で、交流、直流または交直重畳の電流を
印加して、切り板の状態でバッチ式またはコイル状で連
続的にアルミニウム表面にアルミニウムの酸化皮膜を形
成させたもので、優れた耐食性とプレス成形時のアルミ
ニウム板の表面傷の防止に効果を付与する。
【0015】陽極酸化皮膜の厚さは0.2〜3μmであ
って、0.2μm未満では充分な耐食性が得られず、3
μmを超えると耐食性は増大するがプレス成形時に割れ
が生じ易くなる。
【0016】陽極酸化処理の一例の好ましい条件を示せ
ば以下のとおりである。硫酸の場合、硫酸濃度5〜30
%、液温度8〜35℃の電解液を用いて、電流密度がバ
ッチ式では0.5〜3.0A/dm2、連続ラインでは1.
0〜20A/dm2で行われる。しゅう酸の場合、しゅ
う酸濃度2〜30%、液温度8〜40℃の電解液を用い
て電流密度がバッチ式で0.5〜4.0A/dm2で行わ
れる。一方、クロム酸の場合、クロム酸濃度3〜30
%、液温度8〜35℃の電解液を用いて、電流密度がバ
ッチ式で0.8〜8.0A/dm2で行われる。
【0017】有機樹脂は、ポリウレタン樹脂、エポキシ
樹脂とすることで高温の金型に接しても劣下を抑えるこ
とができる。一方、有機樹脂皮膜中に分散させる潤滑剤
は、ポリオレフィン系ワックス微粉末、ポリエチレン系
ワックス微粉末、またはフッ素系樹脂微粉末とし、有機
樹脂の持つ潤滑性と分散した微粉末状潤滑剤の作用によ
って、プレス成形時に良好な潤滑性を付与し、高速度プ
レス成形時に金型温度が100℃付近に上昇しても、金
型に焼き付きが生じないという効果を発揮している。有
機樹脂皮膜の厚さは0.3〜3μmに設定されており、
0.3μm未満では充分な潤滑効果が得られず、また3
μmを超えてもその効果が飽和してしまう。
【0018】また潤滑剤の粒子径は0.05〜0.5μm
であって、0.05μm未満では工業的に均一に分散さ
せることが困難で、充分な潤滑作用が得られず、また
0.5μmを超えるとその効果が飽和してしまう。潤滑
剤の分散量は1〜50wt%として上記の効果が発現す
る。1%未満では充分な潤滑効果が得られず、また50
%を超えるとその効果が飽和する傾向にある。
【0019】潤滑剤を均一に分散した樹脂の塗布は、ロ
ールコーター塗布、スプレー塗布、ディッピング塗布等
の一般的な方法により所定の皮膜厚さに塗布して、雰囲
気温度100−300℃で10−120秒間焼き付け
る。この時の素材の最高温度(PMT)は80−250
℃の範囲であることが好ましい。
【0020】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。表
1に示す組成を有する0.5mm厚さのアルミニウム板
を用い、表2〜5に示す陽極酸化皮膜を形成し、同表2
〜5に示す潤滑皮膜を形成したアルミニウム板を試験材
として評価試験を行った。
【0021】
【表1】
【0022】試験材は以下に示す方法で各々の特性を測
定し評価した。その評価結果を表6に示す。 試験材の評価方法 動摩擦係数 二個の平行な面を有する金型で押さえ力2.0〜4.0k
Nで試料を押さえ、この状態で160mm/minで引
き抜くに必要な力を求め、それから次式により動摩擦係
数μを求めた。
【0023】μ=P/2F ここで、P;引き抜き力 F;押さえ力 である。結果の判定は、動摩擦係数μが0.10以下の
場合は良好(○)とし、0.10を超える場合は不良
(×)とした。
【0024】 限界絞り比 パンチ径33mm、パンチおよびダイの肩半径3mmの
金型を用いて円筒深絞り試験をしわ押さえ力100kg
fで行い、破断せずに成形出来る最大の絞り比を求め、
限界絞り比とした。結果の判定は、限界絞り比が2.0
5以上の場合は良好(○)とし、2.04〜2.00の場
合はやや不良(△)とし、2.00未満の場合は不良
(×)とした。
【0025】 耐焼き付き性 絞り成形時の金型への焼き付き性の評価は、連続プレス
成形での金型温度の上昇を考慮して、130℃で10回
連続的にプレス成形した際に、金型への局部的焼き付き
の発生の有無で評価した。結果の判定は、焼き付きが発
生しなかった場合は良好(○)とし、若干発生した場合
はやや不良(△)とし、焼き付きが発生した場合は不良
(×)とした。
【0026】 板表面傷つき抵抗 プレス成形品の表面を目視観察し、表面傷つき難さを判
定した。結果の判定は、傷つきがない場合は良好(○)
とし、若干ある場合はやや不良(△)とし、傷つきがあ
る場合は不良(×)とした。
【0027】 耐食性 クロスカットを入れた試料を、1000時間の塩水噴霧
試験を実施した。評価は糸錆の発生の有無を目視観察で
判定した。結果の判定は、糸錆がない場合は良好(○)
とし、5mm未満の糸錆が発生した場合はやや不良
(△)とし、5mm以上の糸錆が発生した場合は不良
(×)とした。
【0028】
【表2】
【0029】
【表3】
【0030】
【表4】
【0031】
【表5】
【0032】
【表6】
【0033】表6に示す結果より、本発明に係るアルミ
ニウム板(試験材記号:A,B,C,D,E,F)は潤
滑性、耐食性共に良好で油性の液体潤滑剤を使用しない
でもプレス加工で製品とすることができることが判る。
【0034】一方、本発明の条件から外れるアルミニウ
ム板(試験材記号:G,H,I,J,K,L,M)は何
れかの特性が十分でなく、プレス加工で製品とすること
が困難であることが判る。すなわち、試験材記号Gは、
第二層に使用する有機樹脂の厚さが薄く本発明の構成か
ら外れているので、動摩擦係数が高く、限界絞り比がや
や低く、耐焼き付き性がやや不良でプレス成形時の潤滑
性に劣る。試験材記号Hは、第二層の有機樹脂中に分散
させる潤滑剤の大きさが大きく本発明の構成から外れて
いるので、動摩擦係数が高く、限界絞り比が低く、耐焼
き付き性がやや不良でプレス成形時の潤滑性に劣る。試
験材記号IおよびJは、第二層に使用する有機樹脂の種
類が本発明の構成から外れているので、動摩擦係数が高
く、限界絞り比が低く、耐焼き付き性が不十分でプレス
成形時の潤滑性に劣る。
【0035】また、試験材記号Kは、第一層の陽極酸化
皮膜が形成されていないので、板表面傷付き抵抗が不良
でプレス成形時の潤滑性に劣る。また耐食性も不良であ
る。試験材記号Lは、第一層に設ける皮膜の種類が本発
明の構成から外れているので、板表面傷付き抵抗がやや
不良でプレス成形時の潤滑性に劣る。また耐食性も不良
である。試験材記号Mは、第一層に設ける陽極酸化皮膜
の厚さが厚く本発明の構成から外れているので、限界絞
り比が低く、プレス成形時の潤滑性に劣る。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
アルミニウム板の表面に第一層として陽極酸化皮膜を形
成したので、アルミニウム板の耐食性の向上とプレス成
形時の傷つき防止を図ることができる。
【0037】また、陽極酸化皮膜の表面に第2層として
有機樹脂皮膜を形成し、その有機樹脂皮膜の構成は、ポ
リオレフィン系ワックス微粉末粒子、ポリエチレン系ワ
ックス微粉末粒子、フッ素樹脂系微粉末粒子のうち少な
くとも1つからなる潤滑剤が、ポリウレタン系樹脂また
はエポキシ系樹脂に分散した構成としたので、連続プレ
ス成形時に生じる100℃以上の金型温度においても十
分な潤滑作用を保持できる。その結果、プレス成形時に
油性の液体潤滑剤を使用する必要がなく、清潔な環境で
プレス成形作業ができるとともに、液体潤滑剤の除去に
トリクロロエタン等の有機溶剤を使用しないですみ、地
球環境の保護に寄与するという優れた効果がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 萩澤 亘保 静岡県庵原郡蒲原町蒲原1丁目34番1号 株式会社日軽技研内 (72)発明者 松下 宗由 静岡県庵原郡蒲原町蒲原1丁目34番1号 株式会社日軽技研内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミニウム材の表面に陽極酸化皮膜が
    形成され、その陽極酸化皮膜上に有機樹脂皮膜が形成さ
    れており、前記有機樹脂皮膜は、ポリオレフィン系ワッ
    クス微粉末粒子、ポリエチレン系ワックス微粉末粒子、
    フッ素樹脂系微粉末粒子のうちの少なくとも1つからな
    る潤滑剤が、ポリウレタン系樹脂またはエポキシ系樹脂
    に分散した構成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板。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のアルミニウム板におい
    て、前記陽極酸化皮膜の厚さは0.2〜3μm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
    ミニウム板。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のアルミニウム板におい
    て、前記潤滑剤は、粒子径が0.01〜0.5μmで、か
    つ分散量が1〜50wt%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板。
  4. 【請求項4】 請求項1記載のアルミニウム板におい
    て、前記有機樹脂皮膜の厚さは0.3〜3μm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
    ミニウム板。
  5. 【請求項5】 請求項1記載のアルミニウム板におい
    て、前記陽極酸化皮膜の厚さは0.2〜3μm、前記有
    機樹脂皮膜の厚さは0.3〜3μmであり、さらに前記
    潤滑剤は、粒子径が0.01〜0.5μmで、かつ分散量
    が1〜50wt%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板。
JP7003875A 1995-01-13 1995-01-13 プレス成形性および耐食性に優れたアルミニウム板 Pending JPH08187818A (ja)

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