JPS61235531A - 展伸用アルミニウム合金およびその製造方法 - 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】 産業上の利用分野 この発明はカーテンウオール材の如き建材など、陽極酸
化処理を施して使用される展伸用アルミニウム合金およ
びその製造方法に関し、特に陽極酸化処理後の色調が淡
色で安定した展伸用アルミニウム合金およびその製造方
法に関するものである。

従来の技術 一般に建材用アルミニウム合金に対する陽極酸化処理は
、硫酸浴中で直流電解して多孔質皮膜を生成させるのが
通常である（以下これを一次電解と記す）。また必要に
応じて一次電解後にＮ１等の金属塩を含む溶液にて交流
電解を行ない、−次電解で生成された微細孔中にＮ１等
の金属を析出させることにより着色する電解着色（以下
これを二次電解と記す）を行なうことも多い。

ところで最近ではアルミニウム合金製のカーテンウオー
ル材の需要が著しく拡大しているが、このカーテンウオ
ール材としては一般には工業用純アルミニウム、例えば
ＪＩＳ　　Ａ　　１１００合金を用い、２０声〜３ｏＪ
Ｊ１程度のエツチングを行なった後、−次電解を行なっ
て２０ＪＪＩ前後の厚い陽極酸化皮膜を生成させるのが
通常である。このような厚い陽極酸化皮膜を生成させる
必要がある場合、Ａｌａ　Ｆｅのような金属間化合物や
フリー３ｉのような析出物がアルミニウム合金素材中に
存在すれば、−次電解においてこれらが溶解もしくは酸
化されずにそのままの状態で陽極酸化皮膜中に取込まれ
るため、外部から陽極酸化皮膜中に入射した入射光が皮
膜内部のこれらの粒子により反射・散乱せしめられ、そ
の結果皮膜外部へ射出される光量が少なくなり、皮膜の
外観色調が灰色から黒色を呈するようになる。特に通常
のアルミニウム合金においてはＳｉを不可避的に含有す
るが、そのＳｉがフリーＳｉとして析出した場合には一
次電解後の皮膜色調に大きな影響を及ぼす。

なおここでフリーＳｉとは、化合物とならずに単体とし
て析出しているＳｉを意味する。

従来は、上述のような金属間化合物やフリー３ｉ等の析
出物の晶出、析出を適切にＩＩＩＩＩｌすることが困難
であったため、アルミニウム合金素材に起因する一次電
解における色調のばらつきが生じ易かったが、カーテン
ウオール等においては一般に需要者側が濃色系の色調を
好むことが多かったために、二次電解での着色程度を変
えることによって全体的に濃色系の色調とし、これによ
って−次電解での色調のばらつきを目立たなくすること
が可能であった。

発明が解決すべき問題点 最近ではＷＩ′ｇＩ者の好みが多様化し、高層ピル用カ
ーテンウオールとしても従来はあまり使用されていなか
った淡色系の色調のものに対する需要が増大している。

このような淡色系のカーテンウオールの場合、二次電解
まで行なわないことが多く、その場合素材に起因する一
次電解での色調のばらつきが製品にそのまま現われるた
め、−次電解でのわずかな色調のばらつきも極めて大き
な問題となっている。また二次電解を行なう場合にも、
淡色系の製品では着色程度をわずかに抑えるため、−次
電解での色調のばらつきを二次電解でＩｌ整して目立た
なくすることは困難であった。

この発明は以上の事情を背景としてなされたもので、−
次電解後の陽極酸化皮膜の色調が均一かつ安定した淡色
を呈するようにした展伸用アルミニウム合金およびその
製造方法を提供することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 本発明者等は上述の目的を達成するべく種々実験・検討
を重ねた結果、少量のＭ　ｎを添加することによってフ
リー３ｉの析出を抑制し、−次電解によって安定かつ均
一な淡色系の色調を有する陽極酸化皮膜を生成させ得る
ことを見出し、この発明をなすに至ったのである。

具体的には、本願第１発明の展伸用アルミニウム合金は
、ｆ！量％テ３　ｉ　０．０４〜０．４０％、Ｆｅ０，
１〜０．８０％、Ｍｌｌ　Ｏ，０５〜０．３５％、Ｔｉ
Ｏ，１０％以下を含有し、残部がＡ１および不可避的不
純物よりなることを特徴とするものである。

また本願第２発明の製造方法は、重量％でＳｉＯ，０４
〜０．４０％、Ｆｅ　Ｏ，１〜０．８０％、ＭｎＯ，０
５〜０．３５％、Ｔｉ０．１０％以下を含有し、残部が
八！および不可避的不純物よりなる鋳塊を４５０〜６３
Ｏ℃の温度範囲内で１時間以上加熱した後熱間圧延し、
その後直ちにもしくは冷間圧延を施してから２５０〜６
００℃の温度範囲内で焼鈍することを特徴とするもので
ある。

発明の詳細な説明 先ずこの発明における合金成分の限定理由について説明
する。

Ｓｉ　： ３ｉはへ！合金において不純物として不可避的に含有さ
れる元素であり、その３ｉがフリーＳｉとして析出すれ
ば前述のように一次電解後の陽極酸化皮膜の色調にばら
つきが生じるおそれがあるが、この発明ではＭｎの添加
によってフリーＳｉの析出を防止している。但しＳｌが
０．０４％未満ではＭｎを添加しなくてもフリー３ｉ　
としての析出量が極めて少ないため、この発明の対象外
とし、Ｓｉｌ！ｌの下限を０．０４％とした。一方５ｔ
が０．４０％を越えればＡｌ−Ｆｅ−５ｉ系やＡｌ−Ｍ
ｎ−８ｉ系の晶出物が粗大化し、またその量も多くなっ
て、陽極酸化処理時に安定した淡色の色調を得にくくな
り、また耐食性も劣化する。したがって５ｉｆ１１は０
．０４〜０．４０％の範囲内とした。

Ｆｅ： Ｆｅは材料の強度向上および結晶粒の微細化に有効な元
素であるが、その含有量が０．１０％未満ではその効果
が小さく、一方０．８０％を越えて含有されれば、陽極
酸化処理時に着色されてしまい、淡色系の皮膜色調が得
難くなるから、０．１０〜０．８０％の範囲内とした。

Ｍｎ： Ｍｎはフリー３ｉの析出を抑制するために添加される元
素であるが、その含有量が０．０５％未満では上記の効
果が得られず、一方０．３５％を越えて含有されれば、
陽極酸化処理がベージュ色に着色されてしまい、淡色系
の皮膜色調が得られなくなるから、Ｍｎ含有量は０．０
５〜０．３５％の範囲内とした。

Ｔｉ　： Ｔｉは鋳塊の結晶粒微細化のために添加されるが、０．
１０％を越えればその効果が飽和し、またＴｉＡｌ３の
初晶が生成されてストリンガ−と称される線状欠陥の発
生を招くおそれがあるから、０．１０％以下に限定され
た。なおＴｉを添加する場合Ａβ−”［１母合金を用い
ても良いが、Ａｆｆｉ−Ｔｉ　−８母合金を用いてＴｉ
　と同時に８を添加すれば、結晶粒微細化効果がより一
層向上する。したがってこの発明においても必要に応じ
てＢをＴ１と同時添加しても良いが、その場合の８含有
量は０．０３％以下とすることが望ましい。その理由は
、Ｂが０．０３％を越えればＴｉ　８２粒子によるスト
リンガ−が発生するおそれがあるからである。

なお上記各成分元素のほかはＡ！および不可避的不純物
とすれば良いが、必要に応じて０．３０％以下のＣｕが
含有されていても良い。すなわちＣＬＩは強度向上に有
効な元素であるが、０．３０％を越えて添加すれば耐食
性が低下するからである。

次にこの発明のアルミニウム合金の製造方法、すなわち
第２発明に係る製造方法の各工程について具体的に説明
する。

先ず前述のような成分組成を有するＡ１合金鋳塊に４５
０〜６３０℃の鑓囲内で１時間以上の加熱による熱処理
を施す。この熱処理は圧延後の焼鈍時における再結晶粒
を微細化するために必要なものである。すなわち、圧延
後の焼鈍時における再結晶粒が粗大であれば、陽極酸化
処理した場合に筋目等の外観不良が発生するおそれがあ
り、したがって圧延後の焼鈍時における再結晶粒を＠細
化する必要があるが、そのためには熱間圧延前の鋳塊に
対して４５０℃以上の温度での熱処理を施すことが有効
である。この熱処理の加熱温度が４５０℃未満では圧延
後の焼鈍時における再結晶粒の微細化効果が得られず、
一方６３０℃を越えればアルミニウム合金の！！点に近
くなって実操業でのｖ１１！が困難となる。また加熱時
間が１時間未満でも圧延後の焼鈍時における再結晶粒の
微細化効果が充分ではない。したがって熱間圧延前に４
５０〜６３０℃の温度域で１時間以上の熱処理を施）゛
ごととした。

このように熱処理を行なってから常法に従い熱間圧延を
行ない、その後直ちに２５０〜６００℃で焼鈍するかま
たは必要に応じて熱間圧延後に冷開圧延を行なってから
２５０〜６００℃で焼鈍する。

この焼鈍は、例えばカーテンウオール用材として、ＨＩ
４材、Ｈｔａ材等のＯ−ルチンバー材として用いるべく
再結晶させるためのちのである。焼鈍濃度が２５０℃未
満では再結晶が開始されず、そのまま陽極酸化処理を施
した場合、筋目と称される外観不良が発生する。ここで
、従来カーテンウオール材として使用されていたＪＩＳ
　　Ａ　　１０００合金における焼鈍温度とフリー８１
析出量との関係を第１図に示す。第１図から理解される
ように、Ｍｌｌが積極的に添加されていないＪＩＳＡ　
１１００合金では、焼鈍温度によってフリー３ｉの析出
量が変化し、そのため焼鈍温度のわずかなばらつきでも
陽極酸化皮膜の色調に大きな影響を及ぼし、皮膜色調の
ばらつきをもたらす。しかしながらこの発明の合金では
Ｍｎｊｉ：０．０５〜０．３５％添加することによって
フリー８１の析出が防止されているため、焼鈍濃度に無
関係に常にフリー８１の析出がない。したがってＭｎを
添加したこの発明のアルミニウム合金では、焼鈍温度が
皮膜色調に影響を及ぼすことはなく、そのため焼鈍温度
は要は再結晶ＩＩＩであれば良いから、前述のように焼
鈍温度の下限は２５０℃とした。一方焼鈍温度が６００
℃を越えれば再結晶粗粗大化やフクレの発生などの弊害
を招き易く、また経済的にも好ましくないから、焼Ｆ＠
一度は２５０〜６００℃の範囲内とした。

またこの焼鈍時の加熱速度も特にｊｉｔｉｉｌｌ化処理
後の皮膜処理後影響を及ぼさないから、バッチ方式のｖ
ｅ鈍、急速加熱式の連続焼鈍のいずれも適用可能である
。

なおまたこの２５０〜６００℃でのｇＡ鈍を最終焼鈍と
して適用して、完全焼鈍材で使用しても良いことは勿論
である。

実施例 第１表の合金１＠１〜５に示すアルミニウム合金を常法
に従って溶製し、通常のＤＣ鋳造法により４５０ｘ１２
００＋ｓの断面の鋳塊を鋳造した。

なお鋳塊の結晶粒微細化のためには、Ａｌ−５％Ｔ１−
１％Ｂ母合金を用いた。鋳塊の断面組織が微細であるこ
とを確スした後、鋳塊の広幅面（両面）を片面当り１０
ｍ１面削し、５８０Ｘ１０時間加熱した後、４８０℃ま
で冷却して熱間圧延を施し、板厚６，０１１の熱延板と
した。次いで板厚３，１驕履まで冷開圧延した後、中ｆ
ｉｌ焼鈍を行なった。中間焼鈍は３００℃×５時間、３
２０℃×５時間、３７０℃×５時間の３種の条件にて実
施した。中＠焼鏝後さらに２，４１℃厚まで冷開圧延し
、Ｈ１４テンパー材を作成した。

次いで各材料を５０℃の１０％Ｎａ　ＯＨ水溶液中で片
側２０ｍずつ両面をエツチングし、水洗後３０％ＨＮＯ
３水ＩＩ液にてデスマットし、水洗した。さらに各材料
に対し、１５％Ｈ２３０４水溶液（浴１２０℃）中にて
ＩＡ／ｄａ’の電流密度で陽？１！！ｌ化処理を施し、
２０声厚の陽極酸化皮暎を生成させた。

このようにして得られた陽糧穣化処理材の皮膜表面を、
スガ試験機製カラーメーター（ＳＭ−３−ＭＣＨ）を用
いて測色し、ハンター色差色中の明度を示すＬ値を測定
した。ここでＬ値はその値が高いほど淡い色調を示す。

その結果を中間焼鈍条件およびフリーＳｉ析出量ととも
に第２表に示す。なお第２表においてΔＬは中間状態条
件によるし値のばらつきを示す。

第　　１　　表 第　　２　　表 第２表から明らかなようにこの発明によるアルミニウム
合金は、陽極酸化皮膜のＬＩ［が高く、全体に淡色の皮
膜色調を呈しており、しがも中間焼鈍条件が変動しても
Ｌ値の変動すなわち皮膜色調の変動がきわめてわずかで
あり、したがって安定して淡色の皮膜色調が得られるこ
とがわかる。これに対し従来のＪＩＳ　　１１００合金
では中間焼鈍条件によってフリーＳｉｌが変化し、皮膜
色調の変動が大きいことがわかる。

発明の効果 前述の実施例からも明らかなように、この発明のアルミ
ニウム合金およびＦＪｉ方法によれば、陽極酸化処理（
−次電解）により生成されるｔｉｌｌ！酸化皮膜の色調
が淡色でしかも安定しており、したがって淡色の色調が
要求されるカーテンウオール用材等に適用して好適なも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のカーテンウオール材として使用されてい
るＪＩＳ　　Ａ　　１１００合金の中間焼鈍温度とフリ
ー８１析出量との関係を示すグラフである。 出願人　　スカイアルミニウム株式会社代理人　　弁理
士　豊　１）武　久 （ばか１名）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％でＳｉ０．０４〜０．４０％、Ｆｅ０．１
   〜０．８０％、Ｍｎ０．０５〜０．３５％、Ｔｉ０．１
   ０％以下を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物よ
   りなることを特徴とする、陽極酸化処理を施して使用さ
   れる展伸用アルミニウム合金。
2. （２）重量％でＳｉ０．０４〜０．４０％、Ｆｅ０．１
   〜０．８０％、Ｍｎ０．０５〜０．３５％、Ｔｉ０．１
   ０％以下を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物よ
   りなる鋳塊を４５０〜６３０℃の温度範囲内で１時間以
   上加熱した後熱間圧延し、その後直ちにもしくは冷間圧
   延を施してから２５０〜６００℃の濃度範囲内で焼鈍す
   ることを特徴とする、陽極酸化処理を施して使用される
   展伸用アルミニウム合金の製造方法。