JPS5956541A - 自然発色用Ａｌ合金の製造方法 - Google Patents

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】 本発明は自然発色用Ａ１合金の製造方法に関する。

−・般に、Ａｌ−Ｆｅ系合金を陽極酸化すると灰黒色の
酸化皮膜を形成するが、これは、合金中のΔ１６Ｆｅ化
合物が陽極酸化皮膜中【こ存在するためであると言われ
ている。

しかしながら、合金中のこのΔ１６１−″（・は化合物
は不安定であり、容易に安定なＡ　Ｉ　、　ｌ’　ｅ化
合物に変態するｔこめ陽極酸化により酸化皮膜を形成さ
せると、色むら、色調変化を生じ易く、均一・な灰黒色
酸化皮膜の再現性に乏しり−１−集的な利用は５１１シ
かった。

このような欠点を改善するために、Ｍ　ｎ、Ｎｉ等をＡ
１合金に含有させることにより、Ａｌ６ＦＦを熱的に安
定させて均一な色調の酸化皮膜を１（する方法が提案さ
れている（′１．テ公昭５６−１２３（ｌ１号公報参照
）１゜ 、二の従来のＡ１合金に月する酸化皮膜の形成に関する
種々の技術について、本発明者等は鋭意検ハ・ｊをした
結果、特に均一な色調を得るだめの含有フし素を必要と
する、二となく、ＡＩ−Ｆｅ系合金においてＳＪｊ造、
均熱処理、最終焼鈍等を特定の条件により制御すること
によって、硫酸による陽極酸化により灰黒色の酸化皮膜
を均一に得ることができ、かつ、也現性のあることが確
認でトだのである。

本発明は、」−記した従来技術における種々の問題点お
よび本発明者等の研究の結果に基と完成されｔこ自然発
色ｊ見Δ１合金の製造方法を提供するちのである。

本発明に係る自然発色用Ａ１合金の製造方法の特徴とす
ると、二ろは、１・’ｅ　（１，５−２ｊ）％を含有し
残部実質（（＞Ｉこ八１およびイ・鈍物よ（）なるノ＼
１合金溶湯を冷却速度２．０〜＋　（１’Ｃ／秒で鋳造
し、この鋳塊を４０（１−、５４０’Ｃの温度で灼熱処
理した後、熱間加１゛、および冷間加Ｉ−を１ｊなって
から（１１°焼鈍を加熱温度４００へ５４０’Ｃの温度
で５分ｌ：］、内、加熱速度ｔ）よび冷却速度を夫々１
０（１’ｃ／分以１−で処理する、−とにある。

本発明に係る自然発色用Ａ１合金の製造方法について詳
細に説明する。

先ず本発明に係る自然発色用Ａ１合金の製造ｔｉ法にお
いて使用するＡ１合金の含有成分ｔ（よび成分割合１こ
ついて説明する。

Ｆｐは灰黒色陽極酸化皮膜を得るためには必須の成分で
あり、その含有量が０．５％未満では発色が充分でなく
、また、２．０％を越えて含有されると色むらが生し易
くなる。よって、Ｆ　ｅ含有１牧は、０．５・−２，０
％とする。

また、１・゛（・以タトに池の成分が含有される場合は
、！”１ｉＯ０２％ｊ：］、ド、　Ｎ４１１、　Ｍ、、
ｉ’　ｉ　ｉ土　０．１％以Ｉζ（ご（印判することか
望ましい。

人ｌ二本発明に係る自然発色用Ａ１合金の製造ツノ法に
オ９ける処理法について説明する。

ＡＩ−ＦＰ訃舎の鋳造において鋳塊の冷却速度は、２．
０−１０’Ｃ／秒の範囲に制御することが重装である。

■：〕、１・゛、第１図により詳述する。

即ち、第１図はＡＩ−Ｆｃ系合金鋳塊の冷ノζ１１速度
とこの合金中に品１１冒′るノ＼１−１−″〈・金属間
化合物との関係をボしてあり、そして、Ｆ’ｅｌ、５％
、８１０．１％および残部Ａ１よ；）なる、温度７３０
’ｃノ溶湯をダｊ型に’ｔＰ入腰本腰水冷り室温まで冷
却して凝固鋳造したものて゛あり、そして、この冷Ｊｉ
ｌｔを種々の冷Ｊｉ１１速度で冷却した鋳塊を、５（１
０’ｃＸ５１’ｌｒの均熱処理をした後、什１・、温度
を２６０℃で熱間Ｉ］；延を行なって空冷後、冷間ＩＪ
、延によ１）板厚２　＋ｎ＋ｏとし、この２Ｉｏ＋ｎ厚
の板を、室温より５００’Ｃまで４分間で加熱し、５０
０’Ｃで２分間保持後、衝風に上り　１０゜°Ｃまで２
分間で冷Ｊｉｌｌ　Ｌ放冷する焼鈍処理を行ない調査し
た結果である。

、−の第１し１から明らかな、ｌ−う（二、鋳塊のン令
に１１速度が約２°Ｃ／秒末γ：４では（図中のＣＩ（
））品出する金属間化合物は殆んどがＡＩ＝Ｉ”ｅで゛
あり、また、冷Ｊｌｌ速度が速すぎて約１０゛Ｃを越え
ると（し１中（Ｃ））晶出する金属間化合物はＡＩ＋ｎ
ｌ・゛（・１１化合物が多くなり、この何れもが陽極酸
化皮膜は灰黒色とはならず、白色となる。この場合は、
以後の均熱処理や焼鈍処Ｊ）１１条１′１を変えても所
望のノ＼１−Ｆｐ金属間化合物（Ａｌ３Ｆｅ）は得られ
ず、従って、均一な灰黒色の酸化皮膜は得られない。こ
のため、本発明に係る自然発色用Ａ１合金の製造ノｊ法
におけるよう１ユ八１−Ｆｃ合金別造の段階での冷Ｊｉ
ｌ＋速度を２．０−・１０°Ｃの範囲、即ち、図におい
ては（Ａ）の範囲で均一・な灰黒色の酸化皮膜が１：１
られる（）＼１．Ｉ’ｅ）の金属間化合物が形成される
のである。よって、鋳造の際の冷却速度は２．０〜１０
°Ｃ／秒とする。因ｔこ特に好ましい範囲は３．Ｏ＝８
．（＋“０７秒である。

このように１・ｙ定の条（′１で冷〕：１１されたダ１
塊を、均熱処理を４０（１〜５４　（ＹＣの７品度でｔ
ｉな・ｊのであるが、均熱温度か４０Ｑ　”（”：未満
では次１．程の１ｊＺｉが国債（となり、均熱７（１１
度か高過ぎるとＡＬ、Ｆ（・化合物がＡＩ、Ｆｅに変態
するので、均熱温度は５４０°Ｃを越えてはならないの
である。、Ｌっで、均熱温度は４０（）−・５４０”Ｃ
とする。なお、好ましい均熱温度としては４５０〜５１
０℃である。まｌユ均熱保持時間は特に制限はないが、
１時間１フ、十、とするのがよい。

次１こ、従来通りの熱間加」°、および冷間加−１−を
行なって所望の方法と載るが、熱間加Ｉ、における加］
°仕」、温度は通常２００”（’：以−１−で行ない、
後空冷されるが、なＩ）温間加］二を竹なっても差支え
はない。

最後ｔこ仕上焼鈍は安定な色Ｉ褐を１１るために重要な
工程であり１、−の仕−１−焼鈍において、加熱温度４
００〜５４（１”ｃまでに劉温速度１００°Ｃ／分Ｖ）
、−にで加熱して直ちに５分ｌ；ノ、内保持し、さらに
、冷却速度１００°Ｃ／分以ｌ、で冷ノ士１１するので
あＩ）、この焼鈍処理においては、加熱温度、保持時間
、加熱速度、冷ノζ１１速度によりＡｌ６Ｆ（！化合物
の析出（ｆに影響なりえる。

このことについて説明すると、ハツチ焼鈍では焼鈍材の
危の変動或いは焼鈍ヰ］の内、外の温度、ｙ１温速度、
冷ノζ１１速度の変動により、Ａｌ−Ｆｒ化合物の析出
量に差を生し、色調にバラツキを生し易いので、焼鈍ヰ
］全体や異なった焼鈍材間の色調を均一に再現すること
はＭｌ［かしいのである。

そのために、高温短時間焼鈍により連続的に処理する、
二とが望ましいものであり１、二の連続歯７闇短時間焼
鈍）１式は、パンチ焼鈍方式に比較して加熱温度差、加
熱速度差、冷ノ、１１速度差を解消しさらに、加熱保持
時間が短かいためにＡｌ６Ｆｅ化合物の析出量ははるか
に少なくなるため陽庵酸化による色調のバラツキが殆ん
どなくなる。

従って、連続高温１１１時間焼鈍り式によりＡｌＦｐ系
合金の所望の色調、即も、均一な灰黒色発色皮膜を再現
するためには、加熱温度を４００−５４（１“Ｃの範囲
とする必要があり、５４０’Ｃを越える温度ではＡ　１
６　Ｆｅ−＋Ａ　１３Ｆｅ化合物に変態して白色の陽極
酸化皮膜となるので、加熱温度は５４（１”ｃ未＞ｐｌ
ａ、好よしくは５１０　’Ｃ未満とする必要があり、ま
Ｉこ、加熱へ１度か（氏いと＞（１時間で光分に軟化す
ることがでｂないので、４００℃を越える温度とする必
要があ１）、好ましくは４５０“ＣＩ：Ｊ、１．とする
のがよい。なす；、保持時間は約５分Ｖノ、内であれば
充分であり、保持時間か１（くなると４）ｉ出物のｈ：
、か多くなリロット間に色調；１３を１１シ易くなる。

また、４＋ｌｌ’＋川は加熱速度、冷却速度が低くなる
と多くなｌ）色調差を生じ易くなるので、加熱速度、冷
ノｌｌ速瓜は共に＋　（１０’Ｃ／分１ｊ）、１−で行
なう必茨がある５゜ 本発明に係る自然発色用人１介金の製造）ｊ法の実施例
を説明［る。

実施例　Ｉ ■・’＋１．５％を含み残部実質的にＡ１す；よびイ・
鈍物よりなるＡ　Ｉ　　Ｉ’　ｅ合金溶湯をＳＩＪ型に
注入し、各種冷却速度（１，８・〜１１℃／″秒）で冷
ノ、１１凝固せしめた鋳塊を、４８０”ＣＸ’、＋ｌｂ
・で均熱処理し仕１温度２５０゛Ｃで熱間圧延して空冷
後、板厚２１１１１１１まで冷間ＩＦ延し、引速速度り
００℃／分、／１８０℃Ｘ：＋Ｏ秒、降温速度２（１（
１’Ｃ／分の仕上焼鈍を行ない、各焼鈍材を１５％硫酸
液を使用し、温度２（１’ｃ、電流密度：）Δ／（１＋
ｎ′、通電時間４０分で陽（献酸化を（ｉなゲこ酸化皮
膜の色調と仙遣冷］、１１速度との関係を１（・１へた
。その結果を第１表（ユ示す。

第１表 仙遣冷〕、１）速度が：（，０へ”８．０”ＣＩ砂の範
１）１１て゛均一な灰黒色の発色皮膜か得られるが、１
．８’ｃ／秒、１１°Ｃ／′秒では色調が白色となる。

実施例　２ 実施例１において冷Ｊ、１１速度：（、（１’ｃ／秒で
鋳造した鋳塊を便用しζ、各種の温度条ｆ’Ｉ（４００
−５７（１°Ｃ１保持５時間）で均熱処理を行ない、次
いで、熱間圧延、冷間圧延、仕に焼鈍処理、さらに陽極
酸化処理を実施例１と同一・条件で行なって、酸化皮膜
の（！ｖ　ｉ！＋Ｉと均熱処理温度との関係を調べ、そ
の結果を第２表に示す。

第２表 均熱温度が４００〜５４０°Ｃの範囲では何れも均一な
灰黒色−二なっている。

実施例　ニジ 実施例２で均熱処ｑｌｊ温度４８０’Ｃで行なった鋳塊
を使用し、熱間圧延、冷間圧延を実施例１と同様ｌこ行
ない、各種の温度条（！ｌ−（４００〜５７０’Ｃ）で
イ１ト焼鈍処理を行なった。保持時間、引速速度、降）
晶速度によび陽極酸化処理を実施例１と同一・条１′１
で１１なった。

各種の（し１−焼鈍により得られｔこ陽極酸化１ｋｌｌ
への色調とイ１１焼鈍温度との関係を第；（表に示１゜
第；（表 焼鈍温度が４００〜５４０　’Ｃの範囲では河れち均一
な灰黒色の色調を示している。

因に、バッチ焼鈍で同一温度、例えは、４０（１’にで
処理する場合でも同様な色調が１１）られるが、ロット
毎で層温速度、降温速度、保持時間笠若１−相違が牛し
るため色の濃淡が異なり、均一で出現性のある色調が間
引（いのである。

以」説明したように、本発明に係る自然発色用ｌ＼１合
金の製造方法は上記の構成を有しているものであるがら
、ＡＩ　　Ｆ’ｅ系合金にオ；いて、均一゛、かつ、再
現性を有する陽極酸化皮膜を容易に得ることができる優
れｔこ効果を奏するものである。

・４、図面の簡単な説明 １ｊＳ１図はＡ　Ｉ−ｌ・゛（・系合金のＡＩ　　Ｆ＋
・金属間化合物と鋳造時の冷〕、１１速度との関係を示
１１ヌ１である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＦＣ・０．５−２．０％を含有し、残部実質的にノ＼け
   ；よび１′−鈍物よりなるノ＼１合金溶渇を冷却速度２
   ．０へｉｏ’ｃ／秒で鋳造し、このシｊ塊を４００へ５
   ４０’（’：の温度で均熱処理した後、熱間願主ｔ；よ
   び冷１ｉｔｌ　ＪＪＩげを打なってから（［１，焼鈍を
   加熱７品度４００〜５４　（１’Ｃの温度で５分以内、
   かつ、加熱速度および冷却速度を大ツノ１００°Ｃｔ’
   分ｌ？〕、１ユで処理することを特徴とする灰黒色自然
   発色用Ａ１合金の製造Ｊｊ法。