JPS62192282A - リチウム含有アルミニウム合金に熱間共圧延によって被覆を施す方法 - 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、リヂウムを含有したＡｌ合金に、普通の加熱
条件下に（即ち空気中で）熱間共圧延によってめっきを
施ず方法に係わる。

めっきを施したＡｌｈ金を特に航空産業に用いると、１
個以上の表面めっき層を構成する金属あるいは合金によ
−）で素地を構成する合金の表面状態及びカルパー二電
気的保護か改善されるという二重の利点か得られること
は公知である。

現在、シリース２０００あるいは７０００（アルミニウ
ム協会の命名法による）の合金に、例えばＡ５型あるい
はＡｌ１型くそれぞれ１０５０Ａ、７０７２）ノ商業的
に純粋なアルミニウムを用いてめっきが施される。

しかし、上記のようにめっきを施して得られる生成物の
素地物質と表面めっき層とは、該生成物の構造が優れた
機械的強度を有することを保証するべくきわめて確実に
イ・１着し合わな（つればならない。

Ｌ　ｉを含有したＡｌ合金から成る素地と、特に１．０
５ＯＡ及び７０７２から成るめっき層（本明細書では被
覆層即ち被膜と呼称する）との熱間共圧延によるめっき
を試験すると、１個以上のめっき層が素地物質に付着し
ないことに由来する諸欠点か露呈する。

この現象は恐らく、共圧延の前に加熱を行なうと素地表
面の酸化が起こってＬｉ２Ｏが生成され、このＬ　１２
０か水和してリヂアＬｉ（○Ｈ）を生し、また炉内雰囲
気中の二酸化炭素と反応して炭酸塩１、、、ｉ、ＣＯ２
を生じることに起因する。

上記酸化生成物はいずれも、熱間共圧延の際の素地と１
制置」二の被膜との冶金学的結合を妨げる。

素地−被膜アセンブリーを酸化を惹起しない乾燥雰囲気
中て、更には真空中で再加熱することは可１ｍてあろう
か、その場合は非常に特殊な設備の使用並びに炉内の雰
囲気の微妙な調節が必要となるし７、あるいはまた焼き
戻しの前に１個以上の被＝４− 膜を、該被膜と素地との間で生起する酸化を防止するべ
く素地に溶接することもできようが、このような手続き
は複雑で厄介である。

本願出願人は、Ｌ　ｉを含有したＡｌ合金に商業的に純
粋なアルミニウムかあるいはＬ　ｉを含有しないＡｌ合
金で、通常の加熱設備（空気炉ａｉｒ　ｆｕｒ−ｎａｃ
ｅｓ）を用いてめっきを施す問題を、共圧延のために素
地」−被膜アセンフリーを再加熱する前に当該素地合金
を制御下に酸化させ、得られる酸化生成物を除去する工
程を生産ライン中に導入することによって解決した。

より厳密には、空気炉内その他の任意の酸化雰囲気中で
の加熱によって、めっきを施すべき生成物をその例えは
表面切削後の機械加工面において酸化させ、その際加熱
の温度Ｔｏの範囲は４５００Ｃ≦Ｔｏ≦５５０℃ で、好ましくは５００℃≦ＴＯ≦５３０　’Ｃであり、
また加熱時間ｔｏは、■−１１の表面損失の影響を受け
る深度が３０〜７００ｕＪｎで、好ましくは］、００〜
５００瑛であり、かつ特に好ましくは２００〜５００屑
となる（この深度の決定方法に関する実施例１参照）よ
うな長さである。時間ｔｏの長さは、実験から容易に決
定できる。

時間ｔｏの上限の必要性は、好しヘルの生産性を維持す
るためには酸化処理を過度に長時間実施してはならない
という事実に由来し、また時間ｔｏの下限は、良好なめ
っき効果を実現するほど十分に低下したＬｉ含量を有す
る表面を得るのに必要である。

酸化後、ブラシ研磨、ショッ１〜フラス１へ、サン１〜
プラス１へ、酸洗い等のそれ自体公知である任意の化学
的あるいは機械的手段によって表面酸化生成物を除去す
る６合金の損失は血筋に３０１ｉｎ、好ましくは１０声
を下回るべきである。

酸化生成物除去の諸条件は、非常に単純な試験〈重量損
失）を行なう実験から容易に決定できる。

腐食の深度が３０岬を越えると、めっきが合金に１４着
する確実な保証はもはや全く存在しない。

素地と１個以上の被膜とから成るアセンブリーの熱間共
圧延前の再加熱は、当該合金との関連において当業者に
周知である通常の圧延面加熱条件の下に実施可能である
。しかし、イ」着性の高いめっきを形成するためには、
再加熱温度は５００℃を越えず、好ましくは４７０℃（
更には４５０℃）を下回り、また再加熱［１，Ｊ間は２
４　Ｉ＋、’、間以丁ζて、好ましくは１２時間より短
いことか好ましいにのような条１牛によって、複合体の
素地と被膜との間で過度の酸化が生起することか端面全
体にわたって回避でき、生産性か向上し得る（端部及び
縁部の切除の減少）。

本発明を、添付図面に示した実施例によって以下に詳述
する。

実−３ｒＤ　ｐｌ上−酸化の影響を受ける深度の決定組
成（単位は重量％）かＬ　ｉ　２．８％、Ｃｕ１．３５
％、Ｍ　ｇ　１．０％、Ｚｒ０．１２％、Ｆ　ｅ　Ｏ，
０６％及びＳ　ｉ　０．０３％である合金８０９０で８
００　Ｘ　３００ｍｍ２の大きさの断面を有するプレー
トを鋳造し、このプレーＩ・を５３５℃で２４時間均質
化した後、血筋に表面から１５　＋１１＋ｎたけ切削し
、４７０℃て２４時間再加熱し、熱間圧延を行なって厚
みを１３　ｍ　ｍとする。標本を取って厚み１ｍ＋ｎに
機械加工し、空気炉内において温度５３５℃で１時間３
０分にわたり溶液処理を行なう。酸化表面に対して垂直
に求めた断面を磨き、ＳＩＭＳ（二次イオン雪量スペク
トル分析法）を用いてリチウム及びマグネシウムの含量
を、表面まての距離との関連で測定する。測定結果を第
１図に示す。表面から約１２０／ＩｍにわたってＩ、１
の量が減少している点が指摘されよう。

尺施ゴ碧１２− 組成（単位は重量％）がＬ　ｉ　２．６％、Ｃｕ　１．
２％、Ｍｇ１．１％、Ｚｒ０．０８％、Ｆ　ｅ　Ｏ，０
６％、Ｓ　ｉ　０．０２％で、残りはアルミニウムであ
る合金８０９０て３５０Ｘｉ５０ｍｍ２の大きさの断面
を有する重量１５０ｋｇのプレートを鋳造し、このプレ
ー１〜を５４０　’Ｃで２４時間均質化した後、血筋に
表面から１．５　ｍ　ｍだけ切削し、空気炉内において
温度５３５℃て１２時間酸化させ、低温硝酸浴（３６°
Ｂ酸５０容量％）に６分間浸漬し、水て洗浄し、濃度５
０８７リツトル、温度４５℃の水酸化すトリウム浴に４
分間浸漬しく腐食深度１４岬）、水で洗浄し、５０容量
％の３６°Ｂ酸を含有する低温硝酸浴中て１５分間にわ
たって中和し、水で洗浄する。

次に、各々Ａ５から成り、かつ６ｍｍの厚みを有する２
個の被膜をプレー１〜の大きい面それぞれに１個ずつ配
置し、合金８０９０から成る上記プレートの一端に固定
することによって配置位置に保持する。得られたアセン
フリーを４５０℃で１２時間加熱した後、熱間圧延を行
なって厚み３．２ｍｍとし、４００℃て１時間３０分焼
き戻し、冷間圧延を行なって厚み１．６１１１１１１と
し、５４０℃で１５分間溶液処理にイ」し、冷水て焼き
入れし、２％沖張さぜ、１７０℃て６時間にわたって焼
き戻す。

上記のように焼き戻したシートを塩性霧ａ　５ａ−１ｉ
ｎｅ　ｍ１ｓｔ（規格ＡＳＴＭ　　Ｂ１１．７＞に１０
００時間晒す。

得られためっきはまはらなピッ１〜を有し、このピット
は第２１ｘに示したように、アルミニウムーリチウム接
触部に達する。良好な素地−めっき結合も指摘されよう
。

夫施ｉ！Ｌ−３− 組成（単位は重量％）かＬ　］２２．０％Ｃｕ、２．１
％、Ｍｇ＋、、４５％、Ｚ　ｒ　Ｏ，０７％、Ｆ　ｅ　
Ｏ，０５％及び８１００３％である合金２０９１て、８
００Ｘ３００＋ｎｍ２グ）大きさの断面を有する重量１
５００　ｋ　ｇのプレー１〜を鋳造し、このプレーＩ・
を５２０℃て２４時間均質化し、両端を１〜リミンクし
、血筋に表面から１５ｍｍたけ切削し、空気炉内に縦に
配置して温度５２０℃て２４時間酸化させ、無風の空気
中で冷却し、低温硝酸浴（３６°■３酸５０容量％）に
５分間浸漬し、水で洗浄し、濃度７５Ｈ／　ｌ、温度４
０’Ｃの水酸化ナトリウム浴に３分間浸漬しく腐食深度
８庫）、水で洗浄し、低温硝酸浴（３６°Ｂ酸５０容量
％）中で１０分間にわたって中和し、最後に冷水で洗浄
する。

アルミニウム協会の命名によれば７０７２である合金か
ら成る２個の被膜をプレー１へ上に（その大きい面のそ
れぞれに］個ずつ）配置し、合金２０９１から成る上記
ブレートの一端に固定することによって配置位置に保持
する。合金７０７２の厚みは、被膜１個当たり２０ｍｍ
である。ｒ）られなアセンフリーを空気炉内において４
７０℃で１２時間加熱した後、熱間圧延を行なってＪＹ
ｌみ：Ｌ６ｍｍとし、これを巻いてコイル状にし、４３
０℃で２４時間焼き戻し、連続的に冷間圧延を行なって
厚み１２１帥とする。

得られたシートの一部を他のシー１〜部分に重ねて再び
圧延し、厚みを０．８ｍｍにする。

この薄いシー１〜を次に５３０　’Ｃで１５分間溶液処
理に付し、冷水て焼き入れし、１７０　’Ｃで２４時間
にわたって焼き戻す。焼き入れ後作かな厚みの全体にわ
たって火ぶくれ及び剥離が生じないことによって、めっ
きの良好な機械特性が保証される。

」一部のようにして得られたシー１〜は、塩性露（規格
ＡＳＴＭ　　Ｂ１．１７）に１０００時間晒すと良好な
耐食性（第３図参照）を示し、その際有効なガルバーニ
電気的保護が達成される。

本発明による方法はあらゆるＬｉ含有Ａｌ合金に適用さ
れ、特に Ｉ−４：０．３〜４％ Ｃｕ：０〜５％ Ｍｇ：０〜７％ Ｚｎ：０〜１５％ Ｚｒ：０〜、０．２％ Ｍｎ・０〜１．０％ Ｃｒ　：　０〜０．３％ Ｎｌ：ｌ：０〜０．２％ Ｎｉ・０〜０．５％ Ｆｅ：０〜０．５％ ３ｉ：０〜０．５％ 他の元素：５０．０５％ （以」二、単位は重量％）を含み、残りはＡｌである合
金であって、好ましくは許容可能な高温変形性を存する
べく であるＡｌ合金に適用される。

【図面の簡単な説明】

第１図は温度５３５℃で１時間３０分酸化後の素地合金
のり、ｉ含量及びＭｇ含星の、表面までの距離に関する
変化を示すグラフ、第２図はＡ５でめっきを施し、焼き
入れ及び焼き戻しを行なって１．６旧◎厚シー！−の形
態にした合金８０９ｏの塩性霧中に１０００時間放置し
た後の縦断面を顕微鏡的に拡大して示す断面図（実施例
２）、第３図は７０７２てめっきを施し、焼き入れ及び
焼き戻しを行なって０．８ｍｍｍｍ−トの形態にした合
金２０９１の塩性霧中に１．　ＯＯＯ時間放置した後の
縦断面を顕微鏡的に拡大して示す断面図（実施例３）で
ある。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｌｉを含有したＡｌ合金（素地）に商業的に純粋
   なＡｌかあるいはＬｉを含有しないＡｌ合金で、熱間共
   圧延によりめっきを施す方法であって、共圧延の前に行
   なう再加熱に先立ちＬｉ含有Ａｌ合金である素地合金を
   ４５０〜５５０℃の温度で、Ｌｉ含量が低下する領域の
   深度が５０〜７００μｍとなるように酸化させ、酸化さ
   せた素地合金を化学的及び／または機械的に処理して酸
   化生成物を除去し、その際前記処理を該処理における合
   金の表面損失が３０μｍ以下となるように実施すること
   を特徴とする方法。
2. （２）酸化を５００〜５３０℃で実現させることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。
3. （３）化学的あるいは機械的処理で除去する合金の深度
   が１０μｍを下回ることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項または第２項に記載の方法。
4. （４）Ｌｉ含量が低下する領域の深度が１００〜５００
   μｍであることを特徴とする特許請求の範囲第１項から
   第３項のいずれかに記載の方法。
5. （５）Ｌｉ含量が低下する領域の深度が２００〜５００
   μｍであることを特徴とする特許請求の範囲第４項に記
   載の方法。
6. （６）共圧延の前に行なう再加熱を５００℃以下の温度
   で、かつ２４時間以内で実施することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項から第５項のいずれかに記載の方法。
7. （７）再加熱を４７０℃より低温で（好ましくは４５０
   ℃で）１２時間より短時間実施することを特徴とする特
   許請求の範囲第６項に記載の方法。
8. （８）組成（単位は重量％）が Ｌｉ：０．３〜４ Ｃｕ：０〜５ Ｍｇ：０〜７ Ｚｎ：０〜１５ Ｚｒ：０〜０．２ Ｍｎ：０〜１．０ Ｃｒ：０〜０．３ Ｎｂ：０〜０．２ Ｎｉ：０〜０．５ Ｆｅ：０〜０．５ Ｓｉ：０〜０．５ 他の各元素：≦０．０５ 残りはＡｌ であるＡｌ合金であって、好ましくは Ｚｎ％／３０＋Ｍｇ％／１８＋Ｌｉ％／４．２＋Ｃｕ％
   ／７≦１であるＡｌ合金への適用を特徴とする特許請求
   の範囲第１項から第７項のいずれかに記載の方法。