JPH1121648A - 光輝性アルミニウム材およびその製造方法 - Google Patents
光輝性アルミニウム材およびその製造方法Info
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- JPH1121648A JPH1121648A JP19499397A JP19499397A JPH1121648A JP H1121648 A JPH1121648 A JP H1121648A JP 19499397 A JP19499397 A JP 19499397A JP 19499397 A JP19499397 A JP 19499397A JP H1121648 A JPH1121648 A JP H1121648A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光輝性に優れた自動車用ホイールを得
る。 【解決手段】 Ｍｇ：２．５〜３．５％、Ｃｕ：０．０
５〜０．５０％、Ｃｒ：０〜０．２５％、Ｆｅ：０．０
６％以下、Ｓｉ：０．０６％以下を含有するアルミニウ
ム材を熱間加工後、４８０〜５６０℃で２０秒〜１２０
分加熱し、１℃／秒以上の冷却速度で急冷する。 【効果】 Ｃｕ、Ｃｒの含有作用が確実に得られ、
よって化学研磨時に表面が一様に溶解、研磨されて光輝
性が向上する。
る。 【解決手段】 Ｍｇ：２．５〜３．５％、Ｃｕ：０．０
５〜０．５０％、Ｃｒ：０〜０．２５％、Ｆｅ：０．０
６％以下、Ｓｉ：０．０６％以下を含有するアルミニウ
ム材を熱間加工後、４８０〜５６０℃で２０秒〜１２０
分加熱し、１℃／秒以上の冷却速度で急冷する。 【効果】 Ｃｕ、Ｃｒの含有作用が確実に得られ、
よって化学研磨時に表面が一様に溶解、研磨されて光輝
性が向上する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用ホイール
に好適な光輝性アルミニウム材およびその製造方法に関
するものである。
に好適な光輝性アルミニウム材およびその製造方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】２輪車を含む自動車等の車両に用いられ
るホイールは、軽量化による燃費の向上や運動性能の向
上、またはデザイン性からアルミホイールの使用が活発
である。このアルミホイールのデザインに関して、表面
の光の反射性、すなわち光輝性を向上させたものが、主
に３ピースホイールの分野において高級品として販売さ
れている。光輝性向上の手法には、ダイヤモンドバイト
で表面を精密切削仕上し、無色クロメートで下地処理し
た後、クリヤー塗料を塗布する方法やクロムメッキ等の
メッキ処理を行う方法、または、バフ研磨処理した後に
化学研磨処理し、さらにアルマイト処理で光輝性を得る
方法等がある。このなかで、切削処理によるものは下地
処理や塗料により光輝性が低下するため満足できる光輝
性は得られない。また、メッキによるものは、メッキ膜
の密着性を向上させるために多層メッキが必要とされ、
コスト高となる問題がある。一方、化学研磨とアルマイ
トで仕上げる場合には、素材であるアルミニウムの質感
を生かし、コスト的にも適当であることから、この処理
方法によって光輝性が得られる素材が強く要求されてい
る。
るホイールは、軽量化による燃費の向上や運動性能の向
上、またはデザイン性からアルミホイールの使用が活発
である。このアルミホイールのデザインに関して、表面
の光の反射性、すなわち光輝性を向上させたものが、主
に３ピースホイールの分野において高級品として販売さ
れている。光輝性向上の手法には、ダイヤモンドバイト
で表面を精密切削仕上し、無色クロメートで下地処理し
た後、クリヤー塗料を塗布する方法やクロムメッキ等の
メッキ処理を行う方法、または、バフ研磨処理した後に
化学研磨処理し、さらにアルマイト処理で光輝性を得る
方法等がある。このなかで、切削処理によるものは下地
処理や塗料により光輝性が低下するため満足できる光輝
性は得られない。また、メッキによるものは、メッキ膜
の密着性を向上させるために多層メッキが必要とされ、
コスト高となる問題がある。一方、化学研磨とアルマイ
トで仕上げる場合には、素材であるアルミニウムの質感
を生かし、コスト的にも適当であることから、この処理
方法によって光輝性が得られる素材が強く要求されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、化学研磨と
アルマイトを組み合わせて光輝性を得る方法において
は、素材のＦｅ含有量が低いほど光輝性が良いことが知
られており、光輝性を高めるためにＦｅ含有量を０．０
２％以下にしたアルミニウム材が開発されている。しか
し、素材のＦｅ含有量を低下させるためには、地金の純
度を高純度化させることが必要であり、材料費が嵩んで
コストが上昇するという問題がある。
アルマイトを組み合わせて光輝性を得る方法において
は、素材のＦｅ含有量が低いほど光輝性が良いことが知
られており、光輝性を高めるためにＦｅ含有量を０．０
２％以下にしたアルミニウム材が開発されている。しか
し、素材のＦｅ含有量を低下させるためには、地金の純
度を高純度化させることが必要であり、材料費が嵩んで
コストが上昇するという問題がある。
【０００４】ところで、上記した光輝性の処理（化学研
磨、アルマイト処理）においては、化学研磨によって表
面部のＦｅ晶出物が溶解されることが予想されるが、上
述したように、Ｆｅの含有量が多いと化学研磨にも拘わ
らず光輝性が顕著に低下する。この原因につき調査した
ところ、化学研磨の際に、Ｆｅ晶出物とマトリックスと
の溶解電位差（マトリックスが低い）によりマトリック
スが優先的に溶解され、Ｆｅ晶出物が十分に溶解されな
いとともに、Ｆｅ晶出物の周囲にピットが形成されてい
ることが判明した。上記のようにして十分に溶解されな
かったＦｅ晶出物はアルマイト処理に際しアルマイト膜
に取り込まれて光輝性を損ない、また上記ピットは凹凸
形状を形成して光輝性をさらに低下させることになる。
磨、アルマイト処理）においては、化学研磨によって表
面部のＦｅ晶出物が溶解されることが予想されるが、上
述したように、Ｆｅの含有量が多いと化学研磨にも拘わ
らず光輝性が顕著に低下する。この原因につき調査した
ところ、化学研磨の際に、Ｆｅ晶出物とマトリックスと
の溶解電位差（マトリックスが低い）によりマトリック
スが優先的に溶解され、Ｆｅ晶出物が十分に溶解されな
いとともに、Ｆｅ晶出物の周囲にピットが形成されてい
ることが判明した。上記のようにして十分に溶解されな
かったＦｅ晶出物はアルマイト処理に際しアルマイト膜
に取り込まれて光輝性を損ない、また上記ピットは凹凸
形状を形成して光輝性をさらに低下させることになる。
【０００５】本発明者は、上記知見を基に、Ｆｅ含有量
を格別に低減しないでも良好な光輝性を得られる材料組
成及び製造条件について検討を行い、その過程で、Ｃｕ
量を多く含有させることによってマトリックスの溶解電
位を上げる試みを行った。しかし、Ｃｕ量が０．２０％
未満の場合には、Ｃｕの増量に伴って光輝性が改善され
るが、それ以上にＣｕ量を増やすと、０．２０％をピー
クにしてそれ以降、却って光輝性が低下することが分か
った。この原因について調査したところ、図１に示すよ
うに、０．２０％未満のＣｕ含有では、Ｃｕ量の増大に
伴って徐々にマトリックスの溶解電位が上がるものの、
０．２０％を越えると、これと逆に溶解電位が徐々に下
がっていることが判明した。これは、Ｃｕ量が０．２０
％を越えると製造過程の焼鈍などに起因してＡｌＭｇＣ
ｕ系析出物が生成されるようになり、Ｃｕの増量に伴っ
て析出物の生成が急激に助長されて上記Ｃｕによる溶解
電位を挙げる作用が大幅に低下するためと考えられる。
また、上記析出物自身が光輝性を低下させる原因にもな
る。
を格別に低減しないでも良好な光輝性を得られる材料組
成及び製造条件について検討を行い、その過程で、Ｃｕ
量を多く含有させることによってマトリックスの溶解電
位を上げる試みを行った。しかし、Ｃｕ量が０．２０％
未満の場合には、Ｃｕの増量に伴って光輝性が改善され
るが、それ以上にＣｕ量を増やすと、０．２０％をピー
クにしてそれ以降、却って光輝性が低下することが分か
った。この原因について調査したところ、図１に示すよ
うに、０．２０％未満のＣｕ含有では、Ｃｕ量の増大に
伴って徐々にマトリックスの溶解電位が上がるものの、
０．２０％を越えると、これと逆に溶解電位が徐々に下
がっていることが判明した。これは、Ｃｕ量が０．２０
％を越えると製造過程の焼鈍などに起因してＡｌＭｇＣ
ｕ系析出物が生成されるようになり、Ｃｕの増量に伴っ
て析出物の生成が急激に助長されて上記Ｃｕによる溶解
電位を挙げる作用が大幅に低下するためと考えられる。
また、上記析出物自身が光輝性を低下させる原因にもな
る。
【０００６】本発明は、上記事情を背景としてなされた
ものであり、光輝性を阻害するＦｅ晶出物の悪影響を排
除して、よってＦｅ含有量を格別に軽減することなく低
コストで優れた光輝性を得ることができる光輝性アルミ
ニウム材およびその製造方法を提供することを目的とす
る。
ものであり、光輝性を阻害するＦｅ晶出物の悪影響を排
除して、よってＦｅ含有量を格別に軽減することなく低
コストで優れた光輝性を得ることができる光輝性アルミ
ニウム材およびその製造方法を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の光輝性アルミニウム材は、重量％で、Ｍ
ｇ：２．５〜３．５％、Ｃｕ：０．０５〜０．５０％、
Ｃｒ：０〜０．２５％、Ｆｅ：０．０６％以下、Ｓｉ：
０．０６％以下を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純
物からなる組成を有し、かつ、Ｃｕ系析出物（粒径１μ
ｍ以上）の析出量が平均で６×１０5個／ｃｍ2以下であ
ることを特徴とする。また、本発明の光輝性に優れたア
ルミニウム材の製造方法は、重量％で、Ｍｇ：２．５〜
３．５％、Ｃｕ：０．０５〜０．５０％、Ｃｒ：０〜
０．２５％、Ｆｅ：０．０６％以下、Ｓｉ：０．０６％
以下を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる
アルミニウム合金を熱間圧延後に、４８０〜５６０℃で
２０秒〜１２０分保持した後、１℃／秒以上の冷却速度
で急冷することを特徴とする。
め、本発明の光輝性アルミニウム材は、重量％で、Ｍ
ｇ：２．５〜３．５％、Ｃｕ：０．０５〜０．５０％、
Ｃｒ：０〜０．２５％、Ｆｅ：０．０６％以下、Ｓｉ：
０．０６％以下を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純
物からなる組成を有し、かつ、Ｃｕ系析出物（粒径１μ
ｍ以上）の析出量が平均で６×１０5個／ｃｍ2以下であ
ることを特徴とする。また、本発明の光輝性に優れたア
ルミニウム材の製造方法は、重量％で、Ｍｇ：２．５〜
３．５％、Ｃｕ：０．０５〜０．５０％、Ｃｒ：０〜
０．２５％、Ｆｅ：０．０６％以下、Ｓｉ：０．０６％
以下を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる
アルミニウム合金を熱間圧延後に、４８０〜５６０℃で
２０秒〜１２０分保持した後、１℃／秒以上の冷却速度
で急冷することを特徴とする。
【０００８】すなわち、本発明によれば、適切な成分調
整の基にＣｕを適量含有させるとともに、製造過程での
Ｃｕ析出物（ＣｕＭｇＡｌ2，ＣｕＡｌ2等）の生成を抑
えることにより、図１に示すようにＣｕ含有によるマト
リックス電位の上昇作用を確実に得ることができる。特
に熱間圧延後に通常行われている焼鈍処理をできるだけ
行わず、特定の条件の熱処理を行うことによりＣｕ析出
物の形成が防止され、マトリックス電位の上昇作用がよ
り大きく得られる。また、所望によりＣｕに加えてＣｒ
を含有させれば、図１に示すようにマトリックスの溶解
電位を一層上昇させることができる。なお、上記Ｃｕ系
析出物の生成の抑制では、粒径１μｍ以上のＣｕ系析出
物を平均で６×１０5個／ｃｍ2以下とするのが望まし
い。これは、粒径が１μｍ以上のＣｕ系析出物が光輝性
に大きく影響するためである。また、Ｃｕ系析出物は、
材料全体において上記数値を満たすのがより望ましい
が、平均で上記数値を満たすものであれば明らかに光輝
性によい結果を与える。上記アルミニウム材に化学的な
研磨を施せば、Ｆｅ晶出物およびマトリックスがほぼ一
様に溶解され、ピットの形成もほとんどないため、平滑
度に優れた表面性状が得られる。このアルミニウム材に
アルマイト等の表面被膜処理を行えば、優れた光輝性を
有する材料が得られる。
整の基にＣｕを適量含有させるとともに、製造過程での
Ｃｕ析出物（ＣｕＭｇＡｌ2，ＣｕＡｌ2等）の生成を抑
えることにより、図１に示すようにＣｕ含有によるマト
リックス電位の上昇作用を確実に得ることができる。特
に熱間圧延後に通常行われている焼鈍処理をできるだけ
行わず、特定の条件の熱処理を行うことによりＣｕ析出
物の形成が防止され、マトリックス電位の上昇作用がよ
り大きく得られる。また、所望によりＣｕに加えてＣｒ
を含有させれば、図１に示すようにマトリックスの溶解
電位を一層上昇させることができる。なお、上記Ｃｕ系
析出物の生成の抑制では、粒径１μｍ以上のＣｕ系析出
物を平均で６×１０5個／ｃｍ2以下とするのが望まし
い。これは、粒径が１μｍ以上のＣｕ系析出物が光輝性
に大きく影響するためである。また、Ｃｕ系析出物は、
材料全体において上記数値を満たすのがより望ましい
が、平均で上記数値を満たすものであれば明らかに光輝
性によい結果を与える。上記アルミニウム材に化学的な
研磨を施せば、Ｆｅ晶出物およびマトリックスがほぼ一
様に溶解され、ピットの形成もほとんどないため、平滑
度に優れた表面性状が得られる。このアルミニウム材に
アルマイト等の表面被膜処理を行えば、優れた光輝性を
有する材料が得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明のアルミニウム材は、以下
に示す組成を有しており、常法により成分を調整して溶
製することができる。先ず、本発明の組成の限定理由お
よび溶体化処理条件の限定理由を以下に説明する。材料
組成 ［１］Ｍｇ含有量：２．５〜３．５％ ＭｇはＡｌに対して比較的高い固溶度を有しており、合
金の強度を高めるために添加する。Ｍｇの添加量が２．
５％未満では例えばホイール材としての強度が不足す
る。一方、３．５％を越えると応力腐食割れの危険が生
じるため、上記範囲とする。なお、同様の理由で下限を
２．８％、上限を３．２％とするのが望ましい。
に示す組成を有しており、常法により成分を調整して溶
製することができる。先ず、本発明の組成の限定理由お
よび溶体化処理条件の限定理由を以下に説明する。材料
組成 ［１］Ｍｇ含有量：２．５〜３．５％ ＭｇはＡｌに対して比較的高い固溶度を有しており、合
金の強度を高めるために添加する。Ｍｇの添加量が２．
５％未満では例えばホイール材としての強度が不足す
る。一方、３．５％を越えると応力腐食割れの危険が生
じるため、上記範囲とする。なお、同様の理由で下限を
２．８％、上限を３．２％とするのが望ましい。
【００１０】［２］Ｃｕ含有量：０．０５〜０．５％ Ｃｕは材料の溶解電位を調整する（マトリックス電位を
上昇させる）ために添加する。Ｃｕは微量な添加でも溶
解電位に大きく影響を及ぼすが、０．０５％未満では電
位上昇の作用が十分でなく、圧延により生じる結晶粒毎
の溶解電位のばらつきが化学研磨処理に影響し、結晶毎
に溶解速度の差を生じて粗面化し、化学研磨での光輝性
が得られない。また、Ｆｅが含有される合金では、マト
リックスとの溶解電位が大きいために化学研磨時にＦｅ
系晶出物（主に鋳造で生成）が十分に溶解されず、さら
に晶出物の回りに凹凸が形成されて光輝性を損なう。こ
れに対し、Ｃｕを０．０５％以上含有させて地の溶解電
位を十分に上昇させれば、結晶粒毎の溶解速度差が小さ
くなり、化学研磨が良好になされる。また、地の溶解電
位がＦｅ系晶出物のそれに近い電位まで上昇するので、
化学研磨時に表面が均一に溶解されるようになり化学研
磨面の光輝性が優れたものになる。ただし、Ｃｕ含有量
が０．５％を越えると、電位変化に対する作用は飽和す
るとともに、ホイールの耐食性が低下するため上限は
０．５％とする。なお、同様の理由で、下限を０．１５
％、上限を０．４５％とするのが望ましく、さらに、下
限を０．２５％、上限を０．３５％とするのが一層望ま
しい。
上昇させる）ために添加する。Ｃｕは微量な添加でも溶
解電位に大きく影響を及ぼすが、０．０５％未満では電
位上昇の作用が十分でなく、圧延により生じる結晶粒毎
の溶解電位のばらつきが化学研磨処理に影響し、結晶毎
に溶解速度の差を生じて粗面化し、化学研磨での光輝性
が得られない。また、Ｆｅが含有される合金では、マト
リックスとの溶解電位が大きいために化学研磨時にＦｅ
系晶出物（主に鋳造で生成）が十分に溶解されず、さら
に晶出物の回りに凹凸が形成されて光輝性を損なう。こ
れに対し、Ｃｕを０．０５％以上含有させて地の溶解電
位を十分に上昇させれば、結晶粒毎の溶解速度差が小さ
くなり、化学研磨が良好になされる。また、地の溶解電
位がＦｅ系晶出物のそれに近い電位まで上昇するので、
化学研磨時に表面が均一に溶解されるようになり化学研
磨面の光輝性が優れたものになる。ただし、Ｃｕ含有量
が０．５％を越えると、電位変化に対する作用は飽和す
るとともに、ホイールの耐食性が低下するため上限は
０．５％とする。なお、同様の理由で、下限を０．１５
％、上限を０．４５％とするのが望ましく、さらに、下
限を０．２５％、上限を０．３５％とするのが一層望ま
しい。
【００１１】［３］Ｃｒ含有量：０．０５〜０．２５％ Ｃｒは材料の地の電位を一層上昇させる作用があり、化
学研磨表面の光輝性を増すために選択的に添加する。た
だし、Ｃｒ含有量が０．０５％よりも低いと電位調整の
効果が不十分となり、一方、０．２５％を越えると電位
に及ぼす影響は飽和するとともに、巨大な金属間化合物
が形成するようになり、成形性や疲労強度を損なうとと
もに、アルマイト膜を着色させて光輝性を低下させるの
で、Ｃｒ含有量を上記範囲とする。なお、同様の理由
で、下限を０．０７％、上限を０．２０％とするのが望
ましく、さらに、下限を０．１２％、上限を０．１８％
とするのが一層望ましい。
学研磨表面の光輝性を増すために選択的に添加する。た
だし、Ｃｒ含有量が０．０５％よりも低いと電位調整の
効果が不十分となり、一方、０．２５％を越えると電位
に及ぼす影響は飽和するとともに、巨大な金属間化合物
が形成するようになり、成形性や疲労強度を損なうとと
もに、アルマイト膜を着色させて光輝性を低下させるの
で、Ｃｒ含有量を上記範囲とする。なお、同様の理由
で、下限を０．０７％、上限を０．２０％とするのが望
ましく、さらに、下限を０．１２％、上限を０．１８％
とするのが一層望ましい。
【００１２】［４］Ｆｅ含有量：０．０６％以下 Ｆｅは不可避不純物として材料に含有されるものであ
り、前述したように、その含有量が低ければ低いほど光
輝性は優れたものとなるが、本発明では上記Ｃｕ、Ｃｒ
の適切な含有による化学研磨性の向上により、Ｆｅ晶出
物を含めて表面が均一に研磨されるので、Ｆｅ含有量を
従来のように格別に低減（０．０２％以下）しないでも
良好な光輝性を得ることができる。特に、従来において
は、良好な光輝性が得られないとされていた０．０３％
以上のＦｅ含有材においてＣｕまたは／およびＣｒの上
記含有による効果が極めて顕著に現れる。ただし、Ｆｅ
含有によるＦｅ晶出物は主に鋳造時に生じ、本発明の熱
処理を施しても再固溶はほとんどないので、Ｆｅの含有
量が増えるに連れてＦｅ晶出物量も増える。そしてＦｅ
が０．０６％を越えると、Ｃｕ、Ｃｒの適切な含有によ
っても、多量のＦｅ晶出物に起因して十分な光輝性を得
ることが困難になり、アルマイト膜の着色が大きくなっ
て光輝性は大きく低下してしまう。したがって、Ｆｅ含
有量は、０．０６％以下にする必要がある。また、Ｆｅ
含有量の低減は、Ｃｕ、Ｃｒ量の調整がなされていない
場合に比べれば光輝性向上効果は小さいものの、本発明
においても、その低減は光輝性の向上に寄与するので、
コストよりも光輝性を重視する場合には、Ｆｅ含有量を
十分に低減することも可能である。ただし、Ｆｅ含有量
を０．０１％未満に低下させても光輝性の向上効果は次
第に小さくなり、一方、原料としての地金純度は益々要
求が高くなり、コスト的にも極めて不利になるため、Ｆ
ｅ含有量の下限は０．０１％とするのが望ましい。
り、前述したように、その含有量が低ければ低いほど光
輝性は優れたものとなるが、本発明では上記Ｃｕ、Ｃｒ
の適切な含有による化学研磨性の向上により、Ｆｅ晶出
物を含めて表面が均一に研磨されるので、Ｆｅ含有量を
従来のように格別に低減（０．０２％以下）しないでも
良好な光輝性を得ることができる。特に、従来において
は、良好な光輝性が得られないとされていた０．０３％
以上のＦｅ含有材においてＣｕまたは／およびＣｒの上
記含有による効果が極めて顕著に現れる。ただし、Ｆｅ
含有によるＦｅ晶出物は主に鋳造時に生じ、本発明の熱
処理を施しても再固溶はほとんどないので、Ｆｅの含有
量が増えるに連れてＦｅ晶出物量も増える。そしてＦｅ
が０．０６％を越えると、Ｃｕ、Ｃｒの適切な含有によ
っても、多量のＦｅ晶出物に起因して十分な光輝性を得
ることが困難になり、アルマイト膜の着色が大きくなっ
て光輝性は大きく低下してしまう。したがって、Ｆｅ含
有量は、０．０６％以下にする必要がある。また、Ｆｅ
含有量の低減は、Ｃｕ、Ｃｒ量の調整がなされていない
場合に比べれば光輝性向上効果は小さいものの、本発明
においても、その低減は光輝性の向上に寄与するので、
コストよりも光輝性を重視する場合には、Ｆｅ含有量を
十分に低減することも可能である。ただし、Ｆｅ含有量
を０．０１％未満に低下させても光輝性の向上効果は次
第に小さくなり、一方、原料としての地金純度は益々要
求が高くなり、コスト的にも極めて不利になるため、Ｆ
ｅ含有量の下限は０．０１％とするのが望ましい。
【００１３】［５］Ｓｉ含有量：０．０６％以下 Ｓｉも不純物として材料に取り込まれるものであり、Ｆ
ｅと同様の理由で制限する必要があり、その上限を０．
０６％とする。なお、工業性を考慮すれば、下限を０．
０１％とするのが望ましい。ただし、ＳｉはＭｇが存在
すると、Ｆｅ晶出物よりも溶解電位が低いＭｇ2Ｓｉと
なるため、Ｆｅ晶出物に比べると少ないＣｕ量でも均一
溶解性が高くなり、したがって光輝性に及ぼす影響はＦ
ｅに比べると比較的少ない。
ｅと同様の理由で制限する必要があり、その上限を０．
０６％とする。なお、工業性を考慮すれば、下限を０．
０１％とするのが望ましい。ただし、ＳｉはＭｇが存在
すると、Ｆｅ晶出物よりも溶解電位が低いＭｇ2Ｓｉと
なるため、Ｆｅ晶出物に比べると少ないＣｕ量でも均一
溶解性が高くなり、したがって光輝性に及ぼす影響はＦ
ｅに比べると比較的少ない。
【００１４】なお、溶製時には、結晶粒を均一かつ微細
化するために、Ｔｉを必要に応じて単独で、またはＢと
ともに添加することができる。ただし、その含有量が
０．００１％未満ではその効果が小さく、０．１％越で
はその効果が飽和するとともに、化学研磨面にピットを
形成したりアルマイト膜を着色させて光輝性を低下させ
るので、Ｔｉを添加する場合には不純物として含有され
るＴｉ量は、０．０００５〜０．１％に定めるのが望ま
しい。
化するために、Ｔｉを必要に応じて単独で、またはＢと
ともに添加することができる。ただし、その含有量が
０．００１％未満ではその効果が小さく、０．１％越で
はその効果が飽和するとともに、化学研磨面にピットを
形成したりアルマイト膜を着色させて光輝性を低下させ
るので、Ｔｉを添加する場合には不純物として含有され
るＴｉ量は、０．０００５〜０．１％に定めるのが望ま
しい。
【００１５】溶製されたアルミニウム材は、所望により
均質化処理等を行った後、必要に応じて熱間加工（圧延
含む）、冷間加工（圧延含む）を行う。なお、本発明で
は、後工程で高温の熱処理を行うので、この熱処理によ
って均質化作用が得られており、上記均質化処理を省略
することができる。ただし、所望により均質化処理を行
うものであってもよい。また、通常は材料をスピニング
加工等によりホイールに成形可能なレベルにまで軟化さ
せるために、二次成形加工前には３００℃前後で加熱す
る焼鈍処理を行うが、この焼鈍処理では、Ａｌ−Ｍｇ−
Ｃｕ系の析出が生じることから、本発明では、このよう
な焼鈍処理はできるだけ避けて、特別に条件を定めた熱
処理を行うことを望ましいものとしている（熱処理：４
８０〜５６０℃で２０秒〜１２０分の加熱後、１℃／ｓ
ｅｃ以上で急冷）。本発明では上記のような焼鈍処理で
はなく、４８０〜５６０℃の高温でＣｕやＣｒを固溶さ
せ、続く急冷により固溶状態を保持する熱処理を施すこ
とで、Ａｌ−Ｍｇ−Ｃｕ系化合物の析出により生じる光
輝性の低下を抑制し、さらにＣｕやＣｒ等の合金成分の
固溶による材料の地の電位上昇を有効に作用させ、化学
研磨処理における溶解性の差を少なくし均一溶解を可能
にする。特に、ＣｕとＣｒが固溶することで地の電位は
大きく上昇し均一溶解性が増す。なお、処理温度はＭ
ｇ、Ｃｕ、Ｃｒが固溶する温度以上にする必要があり、
そのため熱処理温度を４８０℃以上とした。また、この
ような成分の固溶は、温度が高いほど速やかになること
から、高温になるほど短時間での処理が可能となるが、
あまりに高温になると、材料の変形や酸化による着色が
起こるため、上限を５５０℃とした。また、加熱時間は
２０秒未満では、上記固溶が不十分であり、また１２０
分を越えても効果は飽和するので、加熱時間を２０秒か
ら１２０分とする。
均質化処理等を行った後、必要に応じて熱間加工（圧延
含む）、冷間加工（圧延含む）を行う。なお、本発明で
は、後工程で高温の熱処理を行うので、この熱処理によ
って均質化作用が得られており、上記均質化処理を省略
することができる。ただし、所望により均質化処理を行
うものであってもよい。また、通常は材料をスピニング
加工等によりホイールに成形可能なレベルにまで軟化さ
せるために、二次成形加工前には３００℃前後で加熱す
る焼鈍処理を行うが、この焼鈍処理では、Ａｌ−Ｍｇ−
Ｃｕ系の析出が生じることから、本発明では、このよう
な焼鈍処理はできるだけ避けて、特別に条件を定めた熱
処理を行うことを望ましいものとしている（熱処理：４
８０〜５６０℃で２０秒〜１２０分の加熱後、１℃／ｓ
ｅｃ以上で急冷）。本発明では上記のような焼鈍処理で
はなく、４８０〜５６０℃の高温でＣｕやＣｒを固溶さ
せ、続く急冷により固溶状態を保持する熱処理を施すこ
とで、Ａｌ−Ｍｇ−Ｃｕ系化合物の析出により生じる光
輝性の低下を抑制し、さらにＣｕやＣｒ等の合金成分の
固溶による材料の地の電位上昇を有効に作用させ、化学
研磨処理における溶解性の差を少なくし均一溶解を可能
にする。特に、ＣｕとＣｒが固溶することで地の電位は
大きく上昇し均一溶解性が増す。なお、処理温度はＭ
ｇ、Ｃｕ、Ｃｒが固溶する温度以上にする必要があり、
そのため熱処理温度を４８０℃以上とした。また、この
ような成分の固溶は、温度が高いほど速やかになること
から、高温になるほど短時間での処理が可能となるが、
あまりに高温になると、材料の変形や酸化による着色が
起こるため、上限を５５０℃とした。また、加熱時間は
２０秒未満では、上記固溶が不十分であり、また１２０
分を越えても効果は飽和するので、加熱時間を２０秒か
ら１２０分とする。
【００１６】上記加熱処理は、コイルによる連続処理や
熱処理炉によるバッチ処理等により行うことができ、本
発明としては特定の方法に限定されるものではない。ま
た、材料成分の固溶を保持するうえで、上記熱処理後の
冷却速度も極めて重要であり、本発明では上記成分が冷
却時に析出せず固溶状態が維持されるように、冷却速度
を１℃／ｓｅｃ以上とした。特に、Ａｌ−Ｍｇ−Ｃｕ系
化合物が析出しやすい４００℃から２００℃の温度域を
素早く冷却する（例えば１０℃／ｓｅｃ以上）ことが重
要である。このような冷却速度を得る方法としては、フ
ァンによる強制空冷や冷却剤を用いた冷却が例示される
が、本発明では、上記作用を確実に得るために、冷却剤
（油や水）により（３００〜６００℃／ｓｅｃ）に急冷
することが好ましく、４００℃／ｓｅｃ程度が最も好ま
しい。
熱処理炉によるバッチ処理等により行うことができ、本
発明としては特定の方法に限定されるものではない。ま
た、材料成分の固溶を保持するうえで、上記熱処理後の
冷却速度も極めて重要であり、本発明では上記成分が冷
却時に析出せず固溶状態が維持されるように、冷却速度
を１℃／ｓｅｃ以上とした。特に、Ａｌ−Ｍｇ−Ｃｕ系
化合物が析出しやすい４００℃から２００℃の温度域を
素早く冷却する（例えば１０℃／ｓｅｃ以上）ことが重
要である。このような冷却速度を得る方法としては、フ
ァンによる強制空冷や冷却剤を用いた冷却が例示される
が、本発明では、上記作用を確実に得るために、冷却剤
（油や水）により（３００〜６００℃／ｓｅｃ）に急冷
することが好ましく、４００℃／ｓｅｃ程度が最も好ま
しい。
【００１７】その後は、鍛造、プレス成形等の二次成形
加工を経てホイール等が得られる。二次成形加工後は、
常法により光輝処理をすることができる。例えば、アル
ミニウム材の表面を切削や研磨により鏡面化する。な
お、本発明材としては、鏡面化に際し、仕上げ研磨とし
て化学研磨を行うのが望ましい。これは、Ｃｕ、Ｃｒ量
の調整により、Ｆｅ晶出物やその他の析出物とマトリッ
クス地との溶解電位差が小さくなっているので、化学研
磨時に表面が一様に溶解して平滑な研磨面を得ることが
できるためである。したがって、バフ研磨等の粗研磨を
行った後、化学研磨を行うことにより低コストで鏡面化
することができる。なお、化学研磨自体は常法により行
うことができる。また、化学的な研磨を行うという点
で、電解研磨を採用することも可能であり、上記化学研
磨と同様に、研磨によって良好な平滑面を得ることがで
きる。
加工を経てホイール等が得られる。二次成形加工後は、
常法により光輝処理をすることができる。例えば、アル
ミニウム材の表面を切削や研磨により鏡面化する。な
お、本発明材としては、鏡面化に際し、仕上げ研磨とし
て化学研磨を行うのが望ましい。これは、Ｃｕ、Ｃｒ量
の調整により、Ｆｅ晶出物やその他の析出物とマトリッ
クス地との溶解電位差が小さくなっているので、化学研
磨時に表面が一様に溶解して平滑な研磨面を得ることが
できるためである。したがって、バフ研磨等の粗研磨を
行った後、化学研磨を行うことにより低コストで鏡面化
することができる。なお、化学研磨自体は常法により行
うことができる。また、化学的な研磨を行うという点
で、電解研磨を採用することも可能であり、上記化学研
磨と同様に、研磨によって良好な平滑面を得ることがで
きる。
【００１８】上記鏡面処理後には、必要に応じてアルミ
ニウム材表面を脱脂処理した後、水洗し、常法によりア
ルマイト処理を行うことができる。上記一連の光輝処理
によって、質感を持ち、かつ光輝性に優れた製品を得る
ことができる。なお、本発明の材料は、前記したように
光輝性を持たせた高級な自動車ホイールに好適である
が、この用途に限定されるものではなく、光輝性を要求
される他の用途への適用も可能である。
ニウム材表面を脱脂処理した後、水洗し、常法によりア
ルマイト処理を行うことができる。上記一連の光輝処理
によって、質感を持ち、かつ光輝性に優れた製品を得る
ことができる。なお、本発明の材料は、前記したように
光輝性を持たせた高級な自動車ホイールに好適である
が、この用途に限定されるものではなく、光輝性を要求
される他の用途への適用も可能である。
【００１９】
【実施例】以下に、本発明の一実施例を説明する。表１
に示す供試材を常法により溶製し、通常の均質化処理
（高温で８〜１０時間保持）を行うことなく、５１０℃
で１時間均熱したのち、所定の熱間加工により５ｍｍ厚
とし、さらに、表１に示す条件で熱処理（冷却条件含
む）を施した。上記熱処理後に上記供試材の一部を切り
出して、顕微鏡による目視観察によって粒径１μｍ以上
のＣｕ系析出物の個数を単位面積当たりで求めた。この
結果は、個数が平均で６×１０5個／ｃｍ2以下のものを
○、６×１０5個／ｃｍ2を越えるものを×として表２に
示した。さらに、熱処理後の各供試材を５０×５０ｍｍ
2に切断し、エメリー＃１０００で研磨した後、０．３
μｍのアルミナで研磨し、さらにラサ工業株式会社製の
化学研磨処理液（商品名：ラサブライト）で化学研磨処
理して鏡面に仕上げた。ついで、１５％硫酸中で１６Ｖ
の電解を行い、アルマイト膜を３μｍ形成するアルマイ
ト処理を行い、光輝処理を完了した。
に示す供試材を常法により溶製し、通常の均質化処理
（高温で８〜１０時間保持）を行うことなく、５１０℃
で１時間均熱したのち、所定の熱間加工により５ｍｍ厚
とし、さらに、表１に示す条件で熱処理（冷却条件含
む）を施した。上記熱処理後に上記供試材の一部を切り
出して、顕微鏡による目視観察によって粒径１μｍ以上
のＣｕ系析出物の個数を単位面積当たりで求めた。この
結果は、個数が平均で６×１０5個／ｃｍ2以下のものを
○、６×１０5個／ｃｍ2を越えるものを×として表２に
示した。さらに、熱処理後の各供試材を５０×５０ｍｍ
2に切断し、エメリー＃１０００で研磨した後、０．３
μｍのアルミナで研磨し、さらにラサ工業株式会社製の
化学研磨処理液（商品名：ラサブライト）で化学研磨処
理して鏡面に仕上げた。ついで、１５％硫酸中で１６Ｖ
の電解を行い、アルマイト膜を３μｍ形成するアルマイ
ト処理を行い、光輝処理を完了した。
【００２０】光輝性処理を行った各供試材について、以
下の方法で反射率および光輝性の評価を行い、その結果
を表２に示した。 ［評価方法］ （１）光沢度計で銀鏡を１００％とした際の鏡面反射率
をアルマイト処理後に測定し、その数値を表に示した。 （２）光輝性は表面の光沢と色味を含めた目視評価を行
った。評価では、○：光輝性に優れる △：やや着色が
感じられる ×：光輝性は劣るものとして判定し、その
結果を、○、△、×により表中に示した。
下の方法で反射率および光輝性の評価を行い、その結果
を表２に示した。 ［評価方法］ （１）光沢度計で銀鏡を１００％とした際の鏡面反射率
をアルマイト処理後に測定し、その数値を表に示した。 （２）光輝性は表面の光沢と色味を含めた目視評価を行
った。評価では、○：光輝性に優れる △：やや着色が
感じられる ×：光輝性は劣るものとして判定し、その
結果を、○、△、×により表中に示した。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】表の結果より、発明材はいずれも反射率に
おいて比較材よりも高い数値を示しており、光輝性の目
視評価ではさらに顕著な差異が認められた。
おいて比較材よりも高い数値を示しており、光輝性の目
視評価ではさらに顕著な差異が認められた。
【００２４】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明の光輝性
アルミニウム材によれば、重量％で、Ｍｇ：２．５〜
３．５％、Ｃｕ：０．０５〜０．５０％、Ｃｒ：０〜
０．２５％、Ｆｅ：０．０６％以下、Ｓｉ：０．０６％
以下を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる
組成を有し、かつ、Ｃｕ系析出物（粒径１μｍ以上）の
析出量が平均で６×１０5個／ｃｍ2以下であるので、化
学的研磨時に表面が一様に溶解して平滑な面が得られ、
表面被膜形成後に優れた光輝性を発揮する。
アルミニウム材によれば、重量％で、Ｍｇ：２．５〜
３．５％、Ｃｕ：０．０５〜０．５０％、Ｃｒ：０〜
０．２５％、Ｆｅ：０．０６％以下、Ｓｉ：０．０６％
以下を含有し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなる
組成を有し、かつ、Ｃｕ系析出物（粒径１μｍ以上）の
析出量が平均で６×１０5個／ｃｍ2以下であるので、化
学的研磨時に表面が一様に溶解して平滑な面が得られ、
表面被膜形成後に優れた光輝性を発揮する。
【００２５】また、本発明の光輝性アルミニウム材の製
造方法によれば、重量％で、Ｍｇ：２．５〜３．５％、
Ｃｕ：０．０５〜０．５０％、Ｃｒ：０〜０．２５％、
Ｆｅ：０．０６％以下、Ｓｉ：０．０６％以下を含有
し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなるアルミニウ
ム合金を熱間圧延後に、４８０〜５６０℃で２０秒〜１
２０分保持した後、１℃／秒以上の冷却速度で急冷する
ので、合金成分の析出、特にＣｕ系析出物の生成が抑止
され、これら成分が十分に固溶したマトリックス地が得
られるので、光輝性に優れたアルミニウム材が確実に得
られるという効果がある。
造方法によれば、重量％で、Ｍｇ：２．５〜３．５％、
Ｃｕ：０．０５〜０．５０％、Ｃｒ：０〜０．２５％、
Ｆｅ：０．０６％以下、Ｓｉ：０．０６％以下を含有
し、残部がＡｌおよび不可避不純物からなるアルミニウ
ム合金を熱間圧延後に、４８０〜５６０℃で２０秒〜１
２０分保持した後、１℃／秒以上の冷却速度で急冷する
ので、合金成分の析出、特にＣｕ系析出物の生成が抑止
され、これら成分が十分に固溶したマトリックス地が得
られるので、光輝性に優れたアルミニウム材が確実に得
られるという効果がある。
【図１】 各材料におけるＣｕ含有量とマトリックスの
溶解電位との関係を示すグラフである。
溶解電位との関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６９１ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６９１Ｂ ６９１Ｃ ６９２ ６９２Ａ
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％で、Ｍｇ：２．５〜３．５％、Ｃ
ｕ：０．０５〜０．５０％、Ｃｒ：０〜０．２５％、Ｆ
ｅ：０．０６％以下、Ｓｉ：０．０６％以下を含有し、
残部がＡｌおよび不可避不純物からなる組成を有し、か
つ、Ｃｕ系析出物（粒径１μｍ以上）の析出量が平均で
６×１０5個／ｃｍ2以下であることを特徴とする光輝性
アルミニウム材 - 【請求項２】 重量％で、Ｍｇ：２．５〜３．５％、Ｃ
ｕ：０．０５〜０．５０％、Ｃｒ：０〜０．２５％、Ｆ
ｅ：０．０６％以下、Ｓｉ：０．０６％以下を含有し、
残部がＡｌおよび不可避不純物からなるアルミニウム合
金を熱間加工後に、４８０〜５６０℃で２０秒〜１２０
分保持した後、１℃／秒以上の冷却速度で急冷すること
を特徴とする光輝性アルミニウム材の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19499397A JP3833348B2 (ja) | 1997-07-04 | 1997-07-04 | 光輝性アルミニウム材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19499397A JP3833348B2 (ja) | 1997-07-04 | 1997-07-04 | 光輝性アルミニウム材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1121648A true JPH1121648A (ja) | 1999-01-26 |
| JP3833348B2 JP3833348B2 (ja) | 2006-10-11 |
Family
ID=16333759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19499397A Expired - Fee Related JP3833348B2 (ja) | 1997-07-04 | 1997-07-04 | 光輝性アルミニウム材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3833348B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007204842A (ja) * | 2006-02-06 | 2007-08-16 | Aru Techno:Kk | 深絞り性、耐凹み性および外観性に優れるアルミニウム合金成形体およびその製造方法 |
| JP2011179094A (ja) * | 2010-03-03 | 2011-09-15 | Nippon Light Metal Co Ltd | アルミニウム合金板およびその製造方法 |
| JP2012097337A (ja) * | 2010-11-04 | 2012-05-24 | Kobe Steel Ltd | アルミニウム合金板 |
| US9051633B2 (en) | 2010-10-08 | 2015-06-09 | Sumitomo Light Metal Industries, Ltd. | Aluminum alloy welded member |
-
1997
- 1997-07-04 JP JP19499397A patent/JP3833348B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007204842A (ja) * | 2006-02-06 | 2007-08-16 | Aru Techno:Kk | 深絞り性、耐凹み性および外観性に優れるアルミニウム合金成形体およびその製造方法 |
| JP4665101B2 (ja) * | 2006-02-06 | 2011-04-06 | 三菱アルミニウム株式会社 | 深絞り性、耐凹み性および外観性に優れるアルミニウム合金成形体およびその製造方法 |
| JP2011179094A (ja) * | 2010-03-03 | 2011-09-15 | Nippon Light Metal Co Ltd | アルミニウム合金板およびその製造方法 |
| US9051633B2 (en) | 2010-10-08 | 2015-06-09 | Sumitomo Light Metal Industries, Ltd. | Aluminum alloy welded member |
| JP2012097337A (ja) * | 2010-11-04 | 2012-05-24 | Kobe Steel Ltd | アルミニウム合金板 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3833348B2 (ja) | 2006-10-11 |
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