JPH0892684A - フッ化処理用アルミニウム合金 - Google Patents
フッ化処理用アルミニウム合金Info
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- JPH0892684A JPH0892684A JP25611194A JP25611194A JPH0892684A JP H0892684 A JPH0892684 A JP H0892684A JP 25611194 A JP25611194 A JP 25611194A JP 25611194 A JP25611194 A JP 25611194A JP H0892684 A JPH0892684 A JP H0892684A
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Abstract
材料として使用可能なフッ化処理用のアルミニウム合金
を提供する。 【構成】 Mg:2.0〜4.5%、Ti:0.00
3〜0.015%、必要に応じてB:0.001〜0.
005%を含有し、残部がAlと不可避不純物からなる
とともに、該不可避不純物中のSi、Feを個々に0.
04%以下、Cu、Mn、Cr、Znを個々に0.02
%以下に規制したフッ化処理用アルミニウム合金 【効果】 フッ化処理の際に表面に均一なフッ化不働
態膜が形成され、ハロゲンガスなどの腐食性の強いガス
等に対しても優れた耐食性を発揮し、半導体製造プロセ
スで用いられる装置類の材料として使用することがで
き、その結果、装置類を軽量化できる。
Description
膜を形成して耐食性を著しく向上させることによって半
導体製造プロセスなどで用いられる装置、部品類の材料
として使用することを可能とするフッ化処理用アルミニ
ウム合金に関するものである。
置、部品類は、そのプロセスで使用される腐食性の強い
HFガス等に晒されるため、優れた耐食性が必要とされ
ており、その構成材料には耐食性に優れたステンレス鋼
が使用されている。ところが最近では、移動作業の便宜
などから上記装置、部品類の軽量化の要望が強く、構成
材料として軽量のアルミニウム合金材が着目されてい
る。アルミニウム合金は一般には、表面に形成される緻
密な酸化皮膜によって良好な耐食性を有しているが、H
Fガス等のように腐食性の強いものに対しては良好な耐
食性を示さず、著しい腐食を受けてしまう。したがっ
て、耐食性の問題からアルミニウム合金をそのまま上記
装置類の材料として使用することはできない。このた
め、アルミニウム合金材表面にフッ化不働態膜を形成し
て耐食性を向上させる方法が提案されており(特開平4
−66657号等)、実際に、上記用途の部品類の一部
には、JIS A5052アルミニウム合金材にフッ化
処理を施して表面にフッ化不働態膜を形成した材料が使
用されている。
れているフッ化処理材でも耐食性は十分とは言えず、さ
らに耐食性を向上させることが要望されている。本発明
者らは、この要望に応えるべく鋭意研究したところ、従
来のアルミニウム合金材表面に形成されたフッ化不働態
膜は、厚さ、質ともに不均一であり、その結果として十
分な耐食性が得られていないのではないかと考えた。そ
して、さらに研究を進めたところ、アルミニウム合金の
組織がフッ化不働態膜の健全性に影響を与えており、特
に金属間化合物(晶析出物)が不均一(質)なフッ化不
働態膜を形成する原因となっていることを見出し、本発
明をするに至ったものである。
ものであり、金属間化合物の形成を極力抑える(量、大
きさの低減)ことによって、均一なフッ化不働態膜の形
成を可能とし、その結果として優れた耐食性を得ること
ができるフッ化処理用アルミニウム合金を提供すること
を目的とする。
化処理用アルミニウム合金は、Mg:2.0〜4.5w
t%、Ti:0.003〜0.015wt%、必要に応
じてB:0.001〜0.005wt%を含有し、残部
がAlと不可避不純物からなるとともに、該不可避不純
物中のSi、Feを個々に0.04wt%以下、Cu、
Mn、Cr、Znを個々に0.02wt%以下に規制し
たことを特徴とする。
大きさともに低減され、フッ化処理時に合金表面に均一
なフッ化不働態膜が形成されて、耐食性が著しく向上
し、HFガス、HClガス等の腐食性ガスや超純水に対
しても優れた耐食性を発揮する。また、強度、切削性等
の機械加工性も良好で、従来材(例えばJIS A50
52材)と同等以上であり、各種装置、部品類の材料と
して使用することが可能となる。次に、本発明の成分を
限定した理由を以下に説明する。
してフッ化不働態膜を形成する。ただし、その含有量が
2.0wt%未満では、強度が不足し、また切削性が不
良となる。一方、4.5wt%を越えると、鋳造や圧延
が困難になり、また金属間化合物を形成してフッ化不働
態膜の健全性を損なうので、含有量を2.0〜4.5w
t%に限定した。
また熱間加工性、切削性を向上させ、さらには、フッ化
処理後の強度を確保する。Tiは、鋳造時に単独で添加
することも可能であるが、Al−Ti−B母合金として
添加することもできる(例えば、Al−5%Ti−1%
B合金)。上記作用を十分に得るためには、Tiは、
0.003wt%以上含有させることが必要であり、一
方、0.015wt%を越えると、粗大な金属間化合物
TiB2を形成してフッ化不働態膜の健全性を損なうの
で、含有量を0.003〜0.015wt%に限定し
た。
れ防止、熱間加工性・切削性の向上、フッ化処理後の強
度確保の作用を果たすので必要に応じて含有させる。し
たがって、本発明としてはBを含有させないものも含ま
れる。上記作用を十分に得るためには、0.001wt
%以上の含有が必要であり、0.005wt%を越える
と粗大な金属間化合物を形成するので、含有量は0.0
01〜0.005wt%に限定した。
れ許容値を越えると粗大な金属間化合物を形成してフッ
化不働態膜の健全性を損なうので、原材料の厳選などに
よって上記範囲内に規制する。なお、より望ましくは、
これらの総量を0.14wt%以下に規制するのが望ま
しく、さらには、不純物全体の総量を0.20wt%以
下に規制するのが望ましい。
等の工程を経て製造することができる。但し、本発明の
目的をより達成するために、製造過程で、鋳造時の溶湯
ろ過や鋳塊の均質化処理を行うのが望ましい。具体的に
は、溶湯をセラミック製フィルター(カートリッジフィ
ルター)でろ過して粗大な金属間化合物を除去する。ま
た、均質化処理は、520〜540℃で4〜8時間で行
い、凝固によって生じたミクロ偏析の均質化、および凝
固によって生じた過飽和固溶元素を均一微細に析出させ
る。
として厳選された純度99.992%の純Al地金と純
度99.95%の純Mg地金とを常法により溶解し、さ
らに鋳造時に溶湯をろ過して表1に示す組成の発明材合
金を溶製した。また、通常原材料を同じく常法により溶
解して表2に示す組成の比較材合金を溶製した。得られ
た各合金鋳塊には、530℃で6時間の均質化処理を施
し、その後、熱間圧延を経て冷間圧延により3mmの板
を作製した。次いで酸により脱脂した後、フッ化処理と
して一旦真空引きしたチャンバーに高純度フッ素ガスを
導入し、350℃で、6時間処理した。得られたフッ化
処理材を試験材として、組織中の金属間化合物の形成状
況を、顕微鏡観察による粒径分布で調査するとともに、
試験材の機械的特性(引張強さ、研削性)を試験した。
さらに試験材の表面に形成されたフッ化不働態膜の平均
膜厚をESCAによる深さ分析によって測定し、この不
働態膜の耐食性および耐久性について評価した。これら
の試験結果は表2に示した。
間化合物の量が少ないだけでなく、その粒径も小さく、
明らかに金属間化合物の形成が抑制されている。これに
対し、比較材の多くは、金属間化合物の量が多く、また
粗大なものも多く形成されている。さらに、発明材は、
表面に厚くて均一なフッ化不働態膜が形成されており、
耐食性、耐久性ともに優れている。発明材は、上記耐食
性、耐久性に加えて強度、切削性にも優れており、あら
ゆる評価項目で良好な結果が得られた。これに対し、比
較材は、いずれかの項目で劣っており、とくに耐食性の
点ではいずれの比較材も劣っていた。さらに、発明材に
ついて、400℃⇔室温の熱サイクル試験を行ったがク
ラック等の発生はなく、耐熱性に優れていることも確認
された。
処理用アルミニウム合金は、Mg:2.0〜4.5wt
%、Ti:0.003〜0.015wt%、必要に応じ
てB:0.001〜0.005wt%を含有し、残部が
Alと不可避不純物からなるとともに、該不可避不純物
中のSi、Feを個々に0.04wt%以下、Cu、M
n、Cr、Znを個々に0.02wt%以下に規制した
ので、フッ化処理時に表面に、厚さ、質ともに均一なフ
ッ化不働態膜が十分な厚さで形成され、HFガス、HC
lガス等の腐食性ガスや超純水に対しても優れた耐食性
を発揮し、特に水素還元雰囲気で極めて安定な特性を示
す。さらに、H2、Ar、O2、CF4(NF3)プラズマ
等に対しも極めて優れた耐久性を示し、耐熱性にも優れ
ている。したがってハロゲン系腐食ガスを使用する半導
体製造装置のチャンバー、配管、ガス貯蔵装置やこれら
の周辺装置への使用が可能になり、これら装置類の軽量
化が達成される。また、本発明のアルミニウム合金の適
用は、半導体製造装置に限定されるものではなく、その
他の強い腐食性環境で使用される装置の材料として使用
することも可能である。
Claims (1)
- 【請求項1】 Mg:2.0〜4.5wt%、Ti:
0.003〜0.015wt%、必要に応じてB:0.
001〜0.005wt%を含有し、残部がAlと不可
避不純物からなるとともに、該不可避不純物中のSi、
Feを個々に0.04wt%以下、Cu、Mn、Cr、
Znを個々に0.02wt%以下に規制したことを特徴
とするフッ化処理用アルミニウム合金
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25611194A JP3691089B2 (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | フッ化処理用アルミニウム合金 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25611194A JP3691089B2 (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | フッ化処理用アルミニウム合金 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0892684A true JPH0892684A (ja) | 1996-04-09 |
JP3691089B2 JP3691089B2 (ja) | 2005-08-31 |
Family
ID=17288054
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25611194A Expired - Fee Related JP3691089B2 (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | フッ化処理用アルミニウム合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3691089B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997039156A1 (en) * | 1996-04-15 | 1997-10-23 | Alcan International Limited | Aluminium alloy and extrusion |
US6215806B1 (en) | 1996-03-07 | 2001-04-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Excimer laser generator provided with a laser chamber with a fluoride passivated inner surface |
JP2003119540A (ja) * | 2001-10-12 | 2003-04-23 | Showa Denko Kk | 皮膜形成処理用アルミニウム合金、ならびに耐食性に優れたアルミニウム合金材およびその製造方法 |
WO2020008704A1 (ja) * | 2018-07-04 | 2020-01-09 | 昭和電工株式会社 | フッ化物皮膜形成用アルミニウム合金部材及びフッ化物皮膜を有するアルミニウム合金部材 |
WO2020213307A1 (ja) * | 2019-04-16 | 2020-10-22 | 昭和電工株式会社 | フッ化物皮膜形成用アルミニウム合金部材及びフッ化物皮膜を有するアルミニウム合金部材 |
-
1994
- 1994-09-27 JP JP25611194A patent/JP3691089B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6215806B1 (en) | 1996-03-07 | 2001-04-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Excimer laser generator provided with a laser chamber with a fluoride passivated inner surface |
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