JPS60238457A - 流電陽極用アルミニウム合金素材の製造方法 - Google Patents

流電陽極用アルミニウム合金素材の製造方法

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JPS60238457A
JPS60238457A JP9267384A JP9267384A JPS60238457A JP S60238457 A JPS60238457 A JP S60238457A JP 9267384 A JP9267384 A JP 9267384A JP 9267384 A JP9267384 A JP 9267384A JP S60238457 A JPS60238457 A JP S60238457A
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aluminum alloy
extrusion
galvanic anode
heat treatment
anode
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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】 夜五分! 本発明は電流効率の高い流電陽極用アルミニウム合金素
材を製造する方法に関する。
皿米茨土 防食すべき金属構造体に対してその金属よりもイオン化
傾向の大きな金属製の流電陽極を電気的に接続し、流電
陽極の腐食でもって金属構造体の腐食を抑止するという
電気化学的な防食技術は良く知られている。このような
流電陽極の材料として、軽量で且つ単位重量当りの発生
電気量が大きく、また電極電位が本来は卑であって大き
な防食電流を取出し得るアルミニウムが好適であること
も良く知られているところである。
しかるに、アルミニウムは表面に耐食性の酸化被膜を形
成するため、このままでは流電陽極として不適当である
。このために亜鉛、錫、インジウム、鉛、マグネシウム
、ボロン、水銀等の元素を単独或いは組み合わせて添加
し、酸化被膜生成能を低下させるとともに腐食電位を卑
となすことが従来行われてきた。またこれに関連して流
電陽極を製造するに好適な様々なアルミニウム合金組成
が開発され、提案されるとともに実用に供されてきてい
る。
ところで、アルミニウムに上述した如き各種の元素を添
加するとその合金は一般的には自己腐食の増大をもたら
す傾向を示す。従って上述のようにアルミニウム合金組
成に基づいた流電陽極として要求される特性の向上を主
眼とするだけでは、その向上に限界がある。即ち流電陽
極としての特性向上を図るには、合金組成のみならず金
属組織の上からもその特性向上に寄与するように例えば
結晶粒を小さくし、結晶粒間での金属間化合物等の偏析
を極力抑える等の製造技術上の考慮が必要になる。しか
も生産性の高い方法が望まれるのである。
発明の目的 本発明の目的は上述した状況に鑑み、自己腐食が少なく
且つ均一に溶解される電流効率の優れた流電陽極用のア
ルミニウム合金素材を製造する好ましい方法を提供する
ことである。
又里少檀底 本発明による製造方法は、アルミニウムに固溶して陽極
電位を卑とするとともに酸化被膜生成能を低下させるp
に有効な亜鉛、錫、インジウム等の元素のすくなくとも
1種を含有しているアルミニウム合金の溶湯を半連続鋳
造法により鋳造して鋳造体を製造し、該鋳造体に均質化
のための熱処理を施し、この熱処理を施した鋳造体を押
出加工法により所要の断面形状に加工し、特にこの押出
加工に際して押出直後に押出加工品を急冷する各段階を
包含することを特徴とする。
更に詳しく説明すれば、本発明による方法では、流電陽
極として望まれる特性を得るために組成上の観点から適
当な元素をアルミニウムに添加した合金を使用するので
あり、この合金を基にして電流効率の高い望ましい特性
を最大限に発現し得る流電電極を製造するために組織上
の観点から半連続鋳造、均質化熱処理および押出加工を
施し、特に押出加工直後の押出累月を急冷することを特
徴としているのである。
実施例 このような本発明による製造方法の実施例を説明すれば
、例えばアルミニウム合金としてAL−Zn系合金を使
用する。この合金におけるZnの添加量は大体0.1〜
20重量%とされる。この亜鉛Znはアルミニウム合金
の表面に形成される酸化被膜の溶解速度を増大し、且つ
その自然電位を卑の方向へ移行させる働きを有すること
が知られている。
ここで、含有匍が0.1重量%より少ないと流電電極と
して使用するには自然電位が不充分となる一方、20重
年%を越える添加は亜鉛自体の理論発生電気量がアルミ
ニウムに比較して小さいので、屯位車量当りの発生電気
量が少なくなり、また流電陽極の製造・加工が難しくな
るために好ましくない。勿論これに加え、例えば0.0
05〜0゜1重量%程度のチタン、0.005〜0.0
’1重量%程度のボロン等を添カロすることで、結晶の
微細化の効果を得られる。さらにこれ以外の適当な元素
を添加することもできる。
本発明による方法では、先ずこのようなアルミニウム合
金を溶融し、半連続鋳造法によりビレットを鋳造する。
この半連続鋳造法とは水により冷却された鋳型を通すこ
とで溶湯を凝固さ一仕、水噴射で冷却しつつ連続した鋳
造体即ちビレットを製造する方法である。このようにし
て鋳造したビレットの結晶粒は0.3〜1mm程度とな
り、例えば金型鋳造による場合の1〜5mmに比較して
遥かに小さい。
このようにして得たビレットに対して、本発明による方
法では均質化熱処理を施す。勿論事前に適当な長さ寸法
にビレットを切断しておくこともできる。この均質化熱
処理においては、例えば300〜630℃程度の温度に
10分〜48時間にわたり加熱保持する。この処理によ
り前述した如き添加元素はほぼ均等に分散され均質化さ
れるのである。
次ぎにこの均質化熱処理を施したビレットを押出加工機
にかけて所定の断面形状の流電電極素材を押出加工する
。この押出加工により得られたアルミニラl、合金素材
においては、結晶粒は0. 3mm以下程工程繊維状組
織または非常に微細な再結晶組織となっているのが認め
られる。
本発明の特徴として上記押出加工に際して、押出された
アルミニウム合金素材を直ちに急冷するのである。この
急冷は添加元素の固溶量の増大を図るために行われる。
急冷を行う方法としては、押出直後のアルミニウム合金
素材を隣接配備せる冷却水槽内に通す方法、冷却水のシ
ャワーを与える方法、さらには冷却されたガスを吹き付
ける方法等が可能であり、本願はこの手段に制約されな
い。即ち適当な何れの方法も利用できるのである。
ここで、急冷とはアルミニウム合金素材の温度を直ちに
、略10秒以内で大体150 ”c以下にまで冷却する
(押出直後の温度は大体60o℃以上)程度の冷却を意
味する。勿論この冷却は迅速であれば制限は特にない。
この急冷は例えば錫、インジウムの固溶量増大に対して
極めて有効であることが見出されている。
光馴Iυ伽泉 上述のような方法により得たアルミニウム合金素材は、
組成が流電電極として好ましい特性を発揮するように選
定され、しかも製造方法の特徴により添加元素の固溶量
を増大され、且つ結晶粒が微細なことから、極めて優れ
た電流効率を示すことが確認されたのである。しかも押
出加工を採用しているので長尺の流電電極の素材を容易
に作れ、生産性が高い等の多大な利点を得られる。また
押出直後の冷却は簡単な手段で達成できる。
試験例 上述したような本発明の製造方法および従来方法でそれ
ぞれ製造したアルミニウム合金素材における電流効率の
測定結果を第1表に示す。
ここで従来方法とは、本発明の特徴とする急冷効果を明
確にするために急冷を実施しない場合の方法として代表
させた。
尚、均質熱処理は480℃で4時間施し、押出′型材は
20X20mm断面の角材とし、押出直後の急冷は冷却
水槽に型材を通す方法で大体1秒間で150℃程度にま
で冷却した。
面、電流効率は日本学術振興会第97委員会、電気防食
第12分科の「流電陽極試験法」に規定されている下記
の式により算出した。
手続補正書(自発) 昭和59年 5月18日 2、発明の名称 流電陽極用アルミニウム合金素材の製造方法3、補正を
する者 事件との関係 特許出願人 名称 (474)日本軽金属株式会社 4、代理人 〒164 5、補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄および発明の詳細な説明の
欄 6、補正の内容 別紙の通り 明細書 1、発明の名称 流電陽極用アルミニウム合金素材の製造方法2、特許請
求の範囲 (1) アルミニウムに固溶し、陽極電位を卑とすると
ともに酸化被膜生成能を低下させるのに有効な亜鉛、錫
、インジウム等の元素のすくなくとも1種を含有してい
るアルミニウム合金の溶湯から半連続鋳造法により鋳造
体を鋳造し、 該鋳造体に均質化のための熱処理を施し、前記熱処理を
施した鋳造体を熱間加工した後、該熱間加工直後の素材
を急冷する、 各段階を包含することを特徴とする流電陽極用アルミニ
ウム合金素材の製造方法。
(2)前記熱間加工が押出加工であることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の流電陽極用アルミニウム合
金素材の製造方法。
(3)前記押出力11工におりる押出直後の加工材の急
冷のために、押出機後方に冷却液槽を隣接配備し、押出
材を該冷却液槽内に通すことを特徴とする特ム合金素材
の製造方法。
3、発明の詳細な説明 及±分野 本発明は電流効率の高い流電陽極用アルミニウム合金素
材を製造する方法に関する。
従来技術 防食ずべき金属構造体に対してその金属よりもイオン化
傾向の大きな金属製の流電陽極を電気的に接続し、流電
陽極の腐食でもって金属構造体の腐食を抑止するという
電気化学的な防食技術は良く知られている。このような
流電陽極の材料として、軽量で且つ単位重量当りの発生
電気昂が大きく、また電極電位が本来は卑であって大き
な防食電流を取出し得るアルミニウムが好適であること
も良く知られているところである。
しかるに、アルミニウムは表面に耐食性の酸化被膜を形
成するため、このままでは流電陽極として不適当である
。このために亜鉛、錫、インジウム、鉛、マグネシウム
、ボロン、水銀等の元素を単独或いは組み合ねセで添加
し、酸化被膜生成能を低トさセるとともに腐食電位を卑
となすことが従来行われてきた。またこれに関連して原
電陽極を製造するに好適な様々なアルミニウム合金組成
か開発され、tM Kされるとともに実用に供されてき
ている。
ところで、アルミニウムに上述した如き各種の元素を協
力lするとその合金は一般的には自己腐食の119大を
もたらす傾向を示す。従って上述のようり、’、−?ル
ミニウl、合金組成に基づいた流電陽極として要求され
る特性の向上を主眼とするだけでは、その間ヒにIII
界がある。即ち流電陽極としての特性向−1−を図るに
は、合金組成のみならず金属組織の上からもその特性向
上に寄与するように例えば結晶粒を小さくし、結晶粒間
での金属間化合物等の偏析を極力抑える等の製造技術上
の考慮が必要になる。しかも生産性の高い方法が望まれ
るのである。
分明の目的 本発明の目的は上述した状況に鑑み、自己腐食が少なく
且つ均一に溶解される電流効率の優れた流電陽極用のア
ルミニウム合金素材を製造する好ましい方法を提供する
ことであるす 発里匁庸城。
本発明による製造方法は、アルミニウムに固ン容して陽
極電位を卑とするとともに酸化被膜生成能を低下させる
のに有効な亜鉛、錫、インジウム等の元素のすくなくと
も1種を含有しているアルミニウム合金の溶湯を半連続
鋳造法により鋳造して鋳造体を製造し、該鋳造体に均質
化のための熱処理を施し、この熱処理を施した鋳造体を
熱間加工した後、該熱間加工直後に熱間加工品を急冷す
る各段階を包含することを特徴とする。
更に詳しく説明すれば、本発明による方法では、流電陽
極として望まれる特性を得るために組成」二の観点から
適当な元素をアルミニウムに添加した合金を使用するの
であり、この合金を基にして電流効率の高い望ましい特
性を最大限に発現し得る流電電極を製造するために組織
上の観点から半連続鋳造、均質化熱処理および熱間加工
を施し、特に熱間加」直後の素材を急冷することを特徴
としているのである。
ツク」ト このような本発明による製造方法の実施例を説明すれば
、例えばアルミニウム合金として^L−Zn系合金を使
用する。この合金におけるZnの添加量は大体0.1〜
20重量%とされる。この亜鉛Znはアルミニウム合金
の表面に形成される酸化被膜の溶解速度を増大し、且つ
その自然電位を卑の方向へ移行させる働きを有すること
が知られている。
ここで、含有量が0.1重量%より少ないと流電電極と
して使用するには自然電位が不充分となる一方、20重
量%を越える添加は亜鉛自体の理論発生電気量がアルミ
ニウムに比較して小さいので、単位重量当りの発生電気
量が少なくなり、また流電陽極の製造・加工が難しくな
るために好ましくない。勿論これに加え、例えば0.0
01〜0゜1重量%程度のチタン、0.0002〜0.
02重匍%程度のボロン等を添加することで、結晶の微
細化の効果を得られる。さらにこれ以外の適当な元素を
添加することもできる。
本発明による方法では、先ずこのようなアルミニウム合
金を溶融し、半連続鋳造法によりビレットまたはスラブ
を鋳造する。この半連続鋳造法とは水により冷却された
鋳型を通ずことで溶湯を凝固さゼ、水噴射で冷却しつつ
連続した鋳造体即ちビレットまたはスラブを製造する方
法である。このようにして鋳造したビレットまたはスラ
ブの結晶粒は0.1〜0.5mm程度となり、例えば従
来法である金型鋳造による場合の約1〜5mmに比較し
て溝かに小さい。
このようにして得たビレットに対して、本発明による方
法では均質化熱処理を施す。勿論事前に適当な長さ寸法
にビレットを切断しておくこともできる。この均質化熱
処理においては、例えば300〜630℃程度の温度に
10分〜48時間にわたり加熱保持する。この処理によ
り前述した如き添加元素はほぼ均等に分散され均質化さ
れるのである。
次ぎにこの均質化熱処理を施した鋳造体を押出加゛I−
機或いは圧延加工機にかけて所定の断面形状の流電陽極
用素材或いは流電陽極用板材を製造する。この熱間加工
により得られたアルミニウム合金素材においては、結晶
粒は9.3mm以下程度の繊維状組織または非常に微細
な再結晶組織となっているのが認められる。
本発明の特徴として上記熱間加工に際して、加」ニされ
たアルミニウム合金素材を直ちに急冷するのである。こ
の急冷は添加元素の固溶量の増大を図るために行われる
。急冷を行う方法としては、熱間加工直後のアルミニウ
ム合金素材を隣接配備せる冷却水槽内に通す方法、冷却
水のシャワーを与える方法、さらには冷却されたガスを
吹き付ける方法等が可能であり、本願はこの手段に制約
されない。即ち適当な何れの方法も利用できるのである
。ここで、急冷とはアルミニウム合金素材の温度を直ち
に、略10秒以内で大体150 ”c以下にまで冷却す
る(熱間加工直後の温度は大体6゜0℃)程度の冷却を
意味する。勿論この冷却は迅速であれば制限は特にない
。この急冷は例えば錫、インジウムの固ti!増大に対
して極めて有効であることが晃出されている。
衾班■涜米 上述のような方法により得たアルミニウム合金素材は、
組成が流電陽極として好ましい特性を発揮するように選
定され、しかも製造方法の特徴により添加元素の固溶量
を増大され、且つ結晶粒が微粉なことから、極めて優れ
た電流効率を示すことが確認されたのである。しかも押
出加工を採用した場合は長尺の流電電極の素材を容易に
作れ、生産性が高い等の多大な利点を得られる。また押
出直後の冷却は簡単な手段で達成できる。
試験例 上述したような本発明の製造方法および従来方法でそれ
ぞれ製造したアルミニウム合金素材における電流効率の
測定結果を第1表に示す。
ここで従来方法とは、本発明の特徴とする急冷効果を明
確にするために急冷を実施しない場合の方法として代表
させた。
尚、均質熱処理は480℃で4時間施し、押出型材は2
0X20mm断面の角材とし、押出直後の急冷は冷却水
槽に型材を通す方法で大体1秒間で150°C程度にま
で冷却した。
5 、を−表 尚、電流効率は日本学術振興会−第97委員会、電気防
食筒12分科の「流電陽極試験法」に規定されている下
記の式により算出した。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (11アルミニウムに固溶し、陽極電位を卑とするとと
    もに酸化被膜生成能を低下させるのに有効な亜鉛、錫、
    インジウム等の元素のすくなくとも1種を含有している
    アルミニウム合金の溶湯から半連続鋳造法により鋳造体
    を鋳造し、 該鋳造体に均質化のための熱処理を施し、前記熱処理を
    施した鋳造体を押出加工法により所要の断面形状の素材
    に加工し、 特に前記押出加工に際しては押出直後の素材を急冷する
    、 各段階を包含することを特徴とする流電陽極用アルミニ
    ウム合金素材の製造方法。 (2)前記押出加工における押出直後の加工材の急冷の
    ために、押出機後方に冷却液槽を隣接配備し、押出材を
    該冷却液槽内に通すことを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の流電陽極用アルミニウム合金素材の製造方法
JP9267384A 1984-05-09 1984-05-09 流電陽極用アルミニウム合金素材の製造方法 Granted JPS60238457A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6393838A (ja) * 1986-10-06 1988-04-25 Mitsubishi Alum Co Ltd アルミニウム合金
WO2011132685A1 (ja) * 2010-04-23 2011-10-27 日本発條株式会社 導電部材及びその製造方法

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JPS49113710A (ja) * 1973-03-03 1974-10-30

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