JPWO2013187308A1 - アルミニウム合金板 - Google Patents

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Abstract

本発明の１側面にかかるアルミニウム合金板は、包晶元素及びＭｇを含有する。前記アルミニウム合金板の板厚をｔ（ｍｍ）、ｔ／２部分を基準として?０．０１?ｔ（ｍｍ）の範囲を板厚中央部、ｔ／４部分を基準として?０．０１?ｔ（ｍｍ）の範囲を板厚１／４部、最表層部分から板厚方向に０．０２?ｔ（ｍｍ）までの範囲を板厚表層部とした場合、前記包晶元素の濃度について、前記板厚中央部と前記板厚１／４部の濃度の差及び前記板厚中央部と前記板厚表層部の濃度の差が０．０４％（質量％、以下同じ）以下である。かつ、前記Ｍｇの濃度において、前記板厚中央部と前記板厚１／４部の濃度の差及び前記板厚中央部と前記板厚表層部の濃度の差が０．４％以下である。

Description

関連出願の相互参照
本願は、２０１２年６月１５日に日本国特許庁に出願された日本国特許出願第２０１２−１３５６２２号及び２０１２年１０月３０日に日本国特許庁に出願された日本国特許出願第２０１２−２３９３０１号の利益を主張し、その開示内容は参照により本願に組み込まれる。
本発明は、陽極酸化処理後に板断面の板厚中央部で帯状の筋模様が発生しないような、陽極酸化処理後の板断面品質に優れたアルミニウム合金板に関する。
近年、自動車用内装部品、家電用外板へのアルミニウム合金板の適用が増加している。いずれの場合も、製品になった際に優れた表面品質が求められている。例えば、家電用外板の場合、陽極酸化処理後に板表面に筋模様が発生しないことが求められる。そして、これまで、筋模様を防止するための検討は種々行われ、化学成分、最終板の結晶粒径、析出物の寸法及び分布密度などを制御する方法が提案されている。
一方、アルミニウム合金板の使用の多様化に伴って、板表面のみならず板断面の意匠性も要求されている。具体的には、陽極酸化処理後、板断面に筋模様が発生しないことが求められている。この課題を解決するために、板断面の結晶粒を均一にする方法が提案されている。しかし、この方法では帯状筋模様の発生に対する改善効果が得られない場合があり、十分な解決策とはなっていない。
特開２０００−２７３５６３号公報 特開２００６−５２４３６号公報 特開２００１−４０４４４号公報
発明者らは、アルミニウム合金板の陽極酸化処理後における板断面の帯状筋模様の発生の問題を解決するために、種々の試験、検討を行った。その結果、発明者らは、アルミニウムに対して包晶反応を示す包晶元素及びアルミニウムに対して共晶反応を示すＭｇを含有するアルミニウム合金において、固溶状態で存在する包晶元素及びＭｇの存在状態が陽極酸化処理後における板断面の帯状筋模様の発生に影響することを見出した。
本発明は、前記の知見に基づいてなされたものであり、本発明の１側面では、陽極酸化処理後に板断面の板厚中央部で帯状の筋模様が発生しないような、陽極酸化処理後の板断面品質に優れたアルミニウム合金板を提供することが望ましい。
本発明の第１局面にかかる、陽極酸化処理後の板断面品質に優れたアルミニウム合金板は、少なくとも板厚方向の断面部分である板断面に陽極酸化処理被膜が形成されるアルミニウム合金板において、該アルミニウム合金板は、少なくとも、アルミニウムに対して包晶反応を示す元素である包晶元素及びアルミニウムに対して共晶反応を示すＭｇを含有し、前記アルミニウム合金板の板厚をｔ（ｍｍ）、ｔ／２部分を基準として±０．０１×ｔ（ｍｍ）の範囲を板厚中央部、ｔ／４部分を基準として±０．０１×ｔ（ｍｍ）の範囲を板厚１／４部、最表層部分から板厚方向に０．０２×ｔ（ｍｍ）までの範囲を板厚表層部とした場合、前記アルミニウム合金板の板厚方向における固溶状態の前記包晶元素の濃度において、前記板厚中央部と前記板厚１／４部の濃度の差及び前記板厚中央部と前記板厚表層部の濃度の差が０．０４％（質量％、以下同じ）以下であり、かつ、前記アルミニウム合金板の板厚方向における固溶状態の前記Ｍｇの濃度において、前記板厚中央部と前記板厚１／４部の濃度の差及び前記板厚中央部と前記板厚表層部の濃度の差が０．４％以下であることを特徴とする。
本発明の第２局面にかかる、陽極酸化処理後の板断面品質に優れたアルミニウム合金板は、第１局面のアルミニウム合金板において、前記包晶元素として、Ｔｉ：０．００１％〜０．１％、Ｃｒ：０．０００１％〜０．４％のうち１種又は２種を含有することを特徴とする。
本発明の第３局面にかかる、陽極酸化処理後の板断面品質に優れたアルミニウム合金板は、第１局面又は第２局面のアルミニウム合金板において、前記Ｍｇ：１．０％〜６．０％を含有することを特徴とする。
本発明の第４局面にかかる、陽極酸化処理後の板断面品質に優れたアルミニウム合金板は、第１〜第３局面のいずれか１のアルミニウム合金板において、前記包晶元素及び前記Ｍｇと共に、Ｃｕ：０．５％以下、Ｍｎ：０．５％以下、Ｆｅ：０．４％以下、Ｓｉ：０．３％以下のうちの１種又は２種以上を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなることを特徴とする。
本発明の第５局面にかかる、陽極酸化処理後の板断面品質に優れたアルミニウム合金板は、第１〜第４局面のいずれか１のアルミニウム合金板において、前記アルミニウム合金板の板厚が０．３ｍｍ以上であることを特徴とする。
本発明の１側面によれば、陽極酸化処理後に板断面の板厚中央部で帯状の筋模様が発生しないような板断面品質に優れたアルミニウム合金板が提供される。なお、板断面（板厚方向の断面部分）については、圧延方向と平行な方向、圧延方向と直角をなす方向、その他のいずれの方向における板断面であっても、１側面の本発明の効果を奏することができる。
本発明における板厚中央部、板厚１／４部、板厚表層部を説明する図である。
本実施形態では、アルミニウム合金板の板厚方向における固溶状態の包晶元素の濃度において、板厚中央部と板厚１／４部の濃度の差、及び板厚中央部と板厚表層部の濃度の差が０．０４％以下であり、かつ、アルミニウム合金板の板厚方向における固溶状態のＭｇの濃度において、板厚中央部と板厚１／４部の濃度の差、及び板厚中央部と板厚表層部の濃度の差が０．４％以下であることを特徴とする。この特徴をそなえたアルミニウム合金板を陽極酸化処理すると、板断面の板厚中央部で帯状の筋模様が発生することがなく、板断面品質の優れた陽極酸化処理アルミニウム合金板を得ることができる。即ち、板断面品質が優れているとは、一例では板断面の板厚中央部で帯状の筋模様が発生していない状態が意図される。
前記の板厚中央部、板厚１／４部、板厚表層部について説明する。板厚をｔ（ｍｍ）とした場合、図１に示すように、板厚中央部とは、ｔ／２部分を基準として±０．０１×ｔ（ｍｍ）の範囲をいう。板厚１／４部とは、ｔ／４部分を基準として±０．０１×ｔ（ｍｍ）の範囲をいう。板厚表層部とは、最表層部分から板厚方向に０．０２×ｔ（ｍｍ）までの範囲をいう。
アルミニウム合金板の板厚方向における固溶状態の包晶元素の濃度において、板厚中央部と板厚１／４部の濃度の差、及び板厚中央部と板厚表層部の濃度の差が０．０４％を超えた場合、又はアルミニウム合金板の板厚方向における固溶状態のＭｇの濃度において、板厚中央部と板厚１／４部の濃度の差、及び板厚中央部と板厚表層部の濃度の差が０．４％を超えた場合、板断面の板厚中央部で発生する帯状の筋模様の厚さは、板厚をｔ（ｍｍ）とした場合、０．０５〜０．１５×ｔ（ｍｍ）程度となる場合がある。この場合、陽極酸化処理後、目視で筋模様を判別し易くなる。即ち、優れた表面品質が得られない場合がある。板厚ｔに関しては、目視で陽極酸化処理後の断面が認識できる厚さであればよく、特に限定されないが、好ましくは０．３ｍｍ以上、さらに好ましくは０．５ｍｍ以上である。
陽極酸化処理後、包晶元素及びＭｇは固溶状態で陽極酸化皮膜に取り込まれ、本実施形態の特徴を有するアルミニウム合金板を陽極酸化処理した場合には、陽極酸化処理されたアルミニウム合金板においても、陽極酸化皮膜に取り込まれた固溶状態の包晶元素の濃度については、板厚中央部と板厚１／４部の濃度の差、及び板厚中央部と板厚表層部の濃度の差が０．０２％以下となり、かつ、陽極酸化皮膜に取り込まれた固溶状態のＭｇの濃度については、板厚中央部と板厚１／４部の濃度の差、及び板厚中央部と板厚表層部の濃度の差が０．０８％以下となる。
また、アルミニウム合金板において、固溶状態のＭｇの濃度の高い領域が偏在すると、当該領域とその周囲との濃度差により、陽極酸化処理後の陽極酸化皮膜に模様を呈するようになる。これは陽極酸化皮膜にＭｇが固溶状態で取り込まれることに起因すると考えられる。従って、高濃度領域が帯状であると、筋模様として見えることになる。
固溶状態の包晶元素及びＭｇの濃度については、電子線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）を用いて、１〜５μｍ径の電子線を照射して発生する蛍光Ｘ線から測定する点分析を行う。これにより、板厚中央部、板厚１／４部、板厚表層部における各濃度を求める。
好ましい包晶元素としては、Ｔｉ及びＣｒが挙げられる。
Ｔｉ：０．００１％〜０．１％
Ｔｉは鋳造組織の粗大化を抑制するよう機能する。好ましい含有量は０．００１％〜０．１％である。Ｔｉの含有量が０．００１％以上である場合、鋳造組織の粗大化を抑制する効果が、際立って大きくなり得る。０．１％以下である場合、粗大な金属間化合物の生成が抑制され、陽極酸化処理後に板断面で現れる筋模様が際立って見えにくくなり得る。０．００１％未満では鋳造組織の粗大化を抑制する機能が場合によっては充分ではなくなる可能性がある。０．１％を超えると、粗大な金属間化合物が生成して、陽極酸化処理後に金属間化合物を原因とした筋模様が発生する場合がある。
Ｃｒ：０．０００１％〜０．４％
Ｃｒはアルミニウム合金板の強度を高め、結晶粒を微細化するよう機能する。好ましい含有量は０．０００１％〜０．４％である。Ｃｒの含有量が０．０００１％以上である場合、アルミニウム合金板の強度を高める効果及び結晶粒を微細化する効果の少なくとも何れかが際立って大きくなり得る。０．４％以下である場合、粗大な金属間化合物の生成が抑制され、陽極酸化処理後に板断面で現れる筋模様が際立って見えにくくなり得る。０．０００１％未満では純度の高い地金を使用する必要が生じる場合がある。この場合、高コスト化につながる可能性があり、工業用材料として現実的でない。したがって、アルミニウム合金板の強度を高める効果、結晶粒を微細化させる効果を十分に得るためには、含有量を０．０００１％以上とすることが好ましい。また、０．４％を超えると粗大な金属間化合物が生成して、陽極酸化処理後に金属間化合物を原因とした筋模様が発生する場合がある。
包晶元素以外の添加元素について説明する。
Ｍｇ：１．０％〜６．０％
Ｍｇはアルミニウム合金板の強度を高めるよう機能する。好ましい含有量は１．０％〜６．０％である。Ｍｇの含有量が１．０％以上である場合、アルミニウム合金板の強度を高める効果が大きくなり得、６．０％以下である場合、良好な圧延性が得られ得る。１．０％未満では強度を高める効果が場合によっては十分に得られない可能性がある。６．０％を超えると場合によっては熱間圧延時に割れが発生し易くなり、圧延が困難になる場合がある。
Ｃｕ：０．５％以下
Ｃｕはアルミニウム合金板の強度を高め、陽極酸化処理後の皮膜全体の色調を均質にするよう機能する。好ましい含有量は０．５％以下である。Ｃｕの含有量が０．５％以下である場合、陽極酸化処理後に板断面で現れる筋模様が際立って見えにくくなり得、陽極酸化処理後の皮膜全体の色調が際立って均質になり得る。０．５％を超えるとＡｌ−Ｃｕ系の析出物を形成し、金属間化合物を原因とした筋模様や皮膜の混濁が発生する場合がある。
なお、ここでの「０．５％以下」とは、０％を含まない。すなわち、０％を超え０．５％以下であることを意味する。以下に説明するＭｎ、Ｆｅ、Ｓｉも同様である。
Ｍｎ：０．５％以下
Ｍｎはアルミニウム合金板の強度を高め、結晶粒を微細化するよう機能する。好ましい含有量は０．５％以下である。Ｍｎの含有量が０．５％以下である場合、陽極酸化処理後、板断面に現れる筋模様が際立って見えにくくなり得、陽極酸化処理後の皮膜全体の色調が際立って均質になり得る。０．５％を超えるとＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系の晶出物や析出物を形成し、金属間化合物を原因とした筋模様や皮膜の混濁が発生する場合がある。
Ｆｅ：０．４％以下
Ｆｅはアルミニウム合金板の強度を高め、結晶粒を微細化するよう機能する。好ましい含有量は０．４％以下である。Ｆeの含有量が０．４％以下である場合、陽極酸化処理後、板断面に現れる筋模様が際立って見えにくくなり得、陽極酸化処理後の皮膜全体の色調が際立って均質になり得る。０．４％を超えるとＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｆｅ系の晶出物や析出物を形成し、金属間化合物を原因とした筋模様や皮膜の混濁が発生する場合がある。
Ｓｉ：０．３％以下
Ｓｉはアルミニウム合金板の強度を高め、結晶粒を微細化するよう機能する。好ましい含有量は０．３％以下である。Ｓｉの含有量が０．３％以下である場合、陽極酸化処理後、板断面に現れる筋模様が際立って見えにくくなり得、陽極酸化処理後の皮膜全体の色調が際立って均質になり得る。０．３％を超えるとＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系の晶出物やＭｇ−Ｓｉ系の析出物を形成し、金属間化合物を原因とした筋模様や皮膜の混濁が発生する場合がある。
なお、不可避的不純物としては、例えば、Ｚｎ等の元素が含有されていてもよい。不可避的不純物の好ましい含有量は０．２５％以下である。
以下、本実施形態のアルミニウム合金板の製造方法について説明する。本実施形態のアルミニウム合金板は、通常のＤＣ鋳造により造塊された鋳塊に対し、常法により均質化処理、熱間圧延、冷間圧延を施して製造される。好ましい手法としては、鋳造時、鋳型内の溶湯において流れを発生させて造塊することが考えられる。これにより、鋳型内で発生する化学成分の偏りを効果的に抑制し得る。鋳型内の溶湯において流れを発生させる手法としては、撹拌翼を用いた機械式撹拌、渦電流を利用した電磁撹拌、ローレンツ力を利用した磁力撹拌、超音波を利用した超音波撹拌などが考えられる。
いずれの撹拌方法においても、好ましい溶湯の流速は０．１〜５ｍ／ｓの範囲である。溶湯の流速が０．１〜５ｍ／ｓの範囲においては、化学成分の偏りを抑制する効果が特に大きくなり得る。溶湯の流速が低すぎると（溶湯の流速が０．１ｍ／ｓより低い範囲では）、鋳型内で発生する化学成分の偏りを抑制する効果が場合によっては小さくなる可能性がある。溶湯の流速が大きすぎると（溶湯の流速が５ｍ／ｓより大きい範囲では）、場合によっては溶湯表面で生成された酸化膜が溶湯内に巻き込まれてしまう可能性がある。
溶湯の流速は、溶湯温度（溶湯の粘度）及び撹拌条件を調整することによって制御しても良い。例えば、溶湯温度が高いほど溶湯の粘度は低下し得る一方、溶湯温度が低いほど溶湯の粘度は大きくなり得る。このため、本実施形態においては、所望の流速を得るために溶湯温度（溶湯の粘度）を検出してその検出値に基き溶湯温度（溶湯の粘度）を制御しても良い。なお、溶湯の粘度は、溶湯の化学成分に応じて異なり得る。例えば、化学成分が異なると同じ溶湯温度においても粘度が異なり得るため、化学成分に合わせた最適な溶湯温度を設定する必要がある。
攪拌条件としては、機械式攪拌の場合、一例では、攪拌翼の回転速度、攪拌翼の枚数又は形状、等を挙げることができる。電磁攪拌や磁力攪拌では、一例では、発生させる磁界の強さ等を攪拌条件として挙げることができる。超音波攪拌では、一例では、音波の振動数、強度（音圧）等を攪拌条件として挙げることができる。
前述の攪拌の手法（換言すれば、鋳型内の溶湯の流速を制御する手法）により、鋳塊の断面において、化学成分が均一な鋳塊を得ることができる。その結果、得られた鋳塊を用いて製造された板の断面においても化学成分が均一となる。即ち、前述の攪拌の手法を用いることにより、本実施形態の性状を有するアルミニウム合金板の製造を達成することができる。つまり、本実施形態では、所望の性状を有するアルミニウム合金板を得るために前述の攪拌の手法を用いている。
得られたアルミニウム合金板について、前記のように、ＥＰＭＡを用いて電子線を照射して発生する蛍光Ｘ線から濃度を測定する点分析を行う。これにより、板厚中央部、板厚１／４部、板厚表層部における包晶元素及びＭｇの濃度を求める。そして、前記本実施形態の性状を有するアルミニウム合金板が得られていることを確認し、陽極酸化処理に供する。
以下、本発明の実施例を比較例と対比して説明する。これらの実施例は、本発明の一実施態様を示すものであり、本発明はこれに限定されるものではない。
実施例１、比較例１
表１に示す組成を有するアルミニウム合金をＤＣ鋳造により造塊し、厚さ４８０ｍｍ×幅１５００ｍｍの断面寸法の鋳塊を作製した。なお、鋳造において、撹拌翼を用いて鋳型内の溶湯を撹拌しながら造塊した場合及び撹拌せずに造塊した場合の２条件で鋳造を行った。
得られた鋳塊を５５０℃の温度で１０ｈ均質化処理した後、室温まで冷却した。圧延の上下面及び側面に相当する部分を各２０ｍｍ面削した後、４７０℃の温度まで再加熱して熱間圧延を開始し、厚さ８．０ｍｍまで圧延した。熱間圧延の終了温度は３００℃とした。続いて、４．０ｍｍまで冷間圧延を行い、ついで、３５０℃の温度で１ｈの軟化処理を行った。得られたアルミニウム合金板（試験材）の合金組成、造塊条件を表２に示す。
得られた試験材の幅中央部から幅２０ｍｍのサンプルを切出して、樹脂埋め、研磨を行い、圧延方向と直角をなす方向の断面を現出し、ＥＰＭＡを用いて、板厚中央部、板厚１／４部、板厚表層部における固溶状態の包晶元素の濃度（固溶Ｔｉ濃度＋固溶Ｃｒ濃度）及び固溶状態のＭｇの濃度を求めた。結果をそれぞれ表３、表５に示す。
また、得られたアルミニウム合金板の幅中央部から、幅４００ｍｍ×長さ５０ｍｍのサンプルを切出して、フライスにより端面を切削加工し、圧延方向と直角をなす方向の断面をショットブラストにより粗面化仕上げした後、燐酸及び硫酸による化学研磨を行い、その後、硫酸溶液による陽極酸化処理を行って、前記断面に１０μｍ厚さの陽極酸化皮膜を形成した。
得られた陽極酸化処理材について、前記断面の板厚中央部における帯状筋模様の有無（発生の有無）を目視で確認した。また、得られた陽極酸化処理材について、前記断面の板厚中央部、板厚１／４部、板厚表層部における固溶状態の包晶元素の濃度（固溶Ｔｉ濃度＋固溶Ｃｒ濃度）及び固溶状態のＭｇの濃度を求めた。結果をそれぞれ表４、表６に示す。
Figure 2013187308
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Figure 2013187308
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 鋳造時、撹拌翼を用いて鋳型内の溶湯を撹拌しながら造塊することにより得られた鋳塊を用いて製造された試験材１１〜１４は、表３に示すように、陽極酸化処理前のサンプルについて板厚方向における固溶状態の包晶元素の濃度の測定結果において、板厚中央部と板厚１／４部の濃度の差、板厚中央部と板厚表層部の濃度の差がいずれも０．０４％以下であり、かつ、表５に示すように、陽極酸化処理前のサンプルについて板厚方向における固溶状態のＭｇの濃度の測定結果において、板厚中央部と板厚１／４部の濃度の差、板厚中央部と板厚表層部の濃度の差がいずれも０．４％以下であった。
そして、試験材１１〜１４においては、表４、表６に示すように、陽極酸化処理後の前記断面の板厚中央部には帯状筋模様が発生せず、試験材１１〜１４は優れた表面品質を有していた。
また、試験材１１〜１４は、表４に示すように、陽極酸化処理後のサンプルについて板厚方向における固溶状態の包晶元素の濃度の測定結果において、板厚中央部と板厚１／４部の濃度の差、板厚中央部と板厚表層部の濃度の差がいずれも０．０２％以下であり、かつ、表６に示すように、陽極酸化処理後のサンプルについて板厚方向における固溶状態のＭｇの濃度の測定結果において、板厚中央部と板厚１／４部の濃度の差、板厚中央部と板厚表層部の濃度の差がいずれも０．０８％以下であった。
これに対して、鋳造時、鋳型内の溶湯を撹拌せず、常法に従って造塊することにより得られた鋳塊を用いて製造された試験材１５〜１８は、表３、表５に示すように、陽極酸化処理前のサンプルについて板厚方向における固溶状態の包晶元素の濃度の測定結果において、板厚中央部と板厚１／４部の濃度の差、及び板厚中央部と板厚表層部の濃度の差が０．０４％以下であるという条件、及び陽極酸化処理前のサンプルについて板厚方向における固溶状態のＭｇの濃度の測定結果において、板厚中央部と板厚１／４部の濃度の差、及び板厚中央部と板厚表層部の濃度の差が０．４％以下であるという条件の少なくとも一方を満たしていなかった。
そして、試験材１５〜１８においては、表４、表６に示すように、陽極酸化処理後の前記断面の板厚中央部には帯状筋模様が発生し、試験材１５〜１８は表面品質が劣っていた。
また、試験材１５〜１８のなかには、表４に示すように、陽極酸化処理後のサンプルについて板厚方向における固溶状態の包晶元素の濃度の測定結果において、板厚中央部と板厚１／４部の濃度の差、板厚中央部と板厚表層部の濃度の差がいずれも０．０２％を超えている試験材や、表６に示すように、陽極酸化処理後のサンプルについて板厚方向における固溶状態のＭｇの濃度の測定結果において、板厚中央部と板厚１／４部の濃度の差、板厚中央部と板厚表層部の濃度の差がいずれも０．０８％を超えている試験材があった。
実施例１、比較例１は、圧延方向と直角をなす方向の断面についての効果を実証したものであるが、圧延方向に平行な方向の断面について、実施例１、比較例１と同じ試験、評価を行ったところ、同様の結果が得られた。
実施例２、比較例２
表７に示す組成を有するアルミニウム合金をＤＣ鋳造により造塊し、厚さ５００ｍｍ×幅１５００ｍｍの断面寸法の鋳塊を作製した。なお、鋳造において、撹拌翼を用いて鋳型内の溶湯を撹拌しながら造塊した場合及び撹拌せずに造塊した場合の２条件で鋳造を行った。
得られた鋳塊を５２５℃の温度で１２ｈ均質化処理した後、室温まで冷却した。圧延の上下面及び側面に相当する部分を各２０ｍｍ面削した後、４８０℃の温度まで再加熱して熱間圧延を開始し、厚さ６．０ｍｍまで圧延した。熱間圧延の終了温度は３００℃とした。続いて、３．０ｍｍまで冷間圧延を行い、ついで、３６０℃の温度で１ｈの軟化処理を行った。得られたアルミニウム合金板（試験材）の合金組成、造塊条件、圧延方向に平行な方向の引張強さを表８に示す。試験材５は、熱間圧延時に割れが生じたため、冷間圧延以降の工程を行うことができなかった。
得られた試験材の幅中央部から幅２０ｍｍのサンプルを切出して、樹脂埋め、研磨を行い、圧延方向と直角をなす方向の断面を現出し、ＥＰＭＡを用いて、板厚中央部、板厚１／４部、板厚表層部における固溶状態の包晶元素の濃度（固溶Ｔｉ濃度＋固溶Ｃｒ濃度）及び固溶状態のＭｇの濃度を求めた。結果をそれぞれ表９、表１１に示す。
また、得られたアルミニウム合金板の幅中央部から、幅４００ｍｍ×長さ５０ｍｍのサンプルを切出して、フライスにより端面を切削加工し、圧延方向と直角をなす方向の断面をショットブラストにより粗面化仕上げした後、燐酸及び硫酸による化学研磨を行い、その後、硫酸溶液による陽極酸化処理を行って、前記断面に１０μｍ厚さの陽極酸化皮膜を形成した。
得られた陽極酸化処理材について、前記断面の板厚中央部における帯状筋模様の有無（発生の有無）を目視で確認した。また、得られた陽極酸化処理材について、前記断面の板厚中央部、板厚１／４部、板厚表層部における固溶状態の包晶元素の濃度（固溶Ｔｉ濃度＋固溶Ｃｒ濃度）及び固溶状態のＭｇの濃度を求めた。結果をそれぞれ表１０、表１２に示す。
Figure 2013187308
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 鋳造時、撹拌翼を用いて鋳型内の溶湯を撹拌しながら造塊することにより得られた鋳塊を用いて製造された試験材２１〜２３は、表９に示すように、陽極酸化処理前のサンプルについて板厚方向における固溶状態の包晶元素の濃度の測定結果において、板厚中央部と板厚１／４部の濃度の差、板厚中央部と板厚表層部の濃度の差がいずれも０．０４％以下であり、かつ、表１１に示すように、陽極酸化処理前のサンプルについて板厚方向における固溶状態のＭｇの濃度の測定結果において、板厚中央部と板厚１／４部の濃度の差、板厚中央部と板厚表層部の濃度の差がいずれも０．４％以下であった。
そして、試験材２１〜２３においては、表１０、表１２に示すように、陽極酸化処理後の前記断面の板厚中央部には帯状筋模様が発生せず、試験材２１〜２３は優れた表面品質を有していた。
また、試験材２１〜２３は、表１０に示すように、陽極酸化処理後のサンプルについて板厚方向における固溶状態の包晶元素の濃度の測定結果において、板厚中央部と板厚１／４部の濃度の差、板厚中央部と板厚表層部の濃度の差がいずれも０．０２％以下であり、かつ、表１２に示すように、陽極酸化処理後のサンプルについて板厚方向における固溶状態のＭｇの濃度の測定結果において、板厚中央部と板厚１／４部の濃度の差、板厚中央部と板厚表層部の濃度の差がいずれも０．０８％以下であった。
本発明の１側面にかかる成分範囲からはずれる試験材２４、２５において、表８に示すように、試験材２４は自動車用内装部品や家電用外板へアルミニウム合金板を適用するために必要な引張強さ１２５ＭＰａ以上を満たさない。また、試験材２５はＭｇ添加量が６％を超えているため熱間圧延時に割れが生じた。従って試験材２４、２５については、表９以降の評価は行っていない。
本発明の１側面にかかる成分範囲内ではあるが、鋳造時、鋳型内の溶湯を撹拌せず、常法に従って造塊することにより得られた鋳塊を用いて製造された試験材２６〜２８は、表９、表１１に示すように、陽極酸化処理前のサンプルについて板厚方向における固溶状態の包晶元素の濃度の測定結果において、板厚中央部と板厚１／４部の濃度の差、及び板厚中央部と板厚表層部の濃度の差が０．０４％以下であるという条件、及び陽極酸化処理前のサンプルについて板厚方向における固溶状態のＭｇの濃度の測定結果において、板厚中央部と板厚１／４部の濃度の差、及び板厚中央部と板厚表層部の濃度の差が０．４％以下であるという条件の少なくとも一方を満たしていなかった。
そして、試験材２１〜２３においては、表１０、表１２に示すように、陽極酸化処理後の前記断面の板厚中央部には帯状筋模様が発生し、試験材２１〜２３は表面品質が劣っていた。
また、試験材２６〜２８のなかには、表１０に示すように、陽極酸化処理後のサンプルについて板厚方向における固溶状態の包晶元素の濃度の測定結果において、板厚中央部と板厚１／４部の濃度の差、板厚中央部と板厚表層部の濃度の差はいずれも０．０２％を超えていないが、表１２に示すように、陽極酸化処理後のサンプルについて板厚方向における固溶状態のＭｇの濃度の測定結果において、板厚中央部と板厚１／４部の濃度の差、板厚中央部と板厚表層部の濃度の差はいずれも０．０８％を超えている試験材があった。
実施例２、比較例２は、圧延方向と直角をなす方向の断面についての効果を実証したものであるが、圧延方向に平行な方向の断面について、実施例２、比較例２と同じ試験、評価を行ったところ、同様の結果が得られた。
本発明の第１局面にかかる、陽極酸化処理後の板断面品質に優れたアルミニウム合金板は、少なくとも板厚方向の断面部分である板断面に陽極酸化処理被膜が形成されるアルミニウム合金板において、該アルミニウム合金板は、少なくとも、アルミニウムに対して包晶反応を示す元素である包晶元素として、Ｔｉ：０．００１％〜０．１％（質量％、以下同じ）、Ｃｒ：０．０００１％〜０．４％のうち１種又は２種を含有し、かつアルミニウムに対して共晶反応を示すＭｇ：１．０％〜６．０％を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなり、前記アルミニウム合金板の板厚をｔ（ｍｍ）、ｔ／２部分を基準として±０．０１×ｔ（ｍｍ）の範囲を板厚中央部、ｔ／４部分を基準として±０．０１×ｔ（ｍｍ）の範囲を板厚１／４部、最表層部分から板厚方向に０．０２×ｔ（ｍｍ）までの範囲を板厚表層部とした場合、前記アルミニウム合金板の板厚方向における固溶状態の前記包晶元素の濃度において、前記板厚中央部と前記板厚１／４部の濃度の差及び前記板厚中央部と前記板厚表層部の濃度の差が０．０４％以下であり、かつ、前記アルミニウム合金板の板厚方向における固溶状態の前記Ｍｇの濃度において、前記板厚中央部と前記板厚１／４部の濃度の差及び前記板厚中央部と前記板厚表層部の濃度の差が０．４％以下であることを特徴とする。
本発明の第１局面にかかる、陽極酸化処理後の板断面品質に優れたアルミニウム合金板は、前記包晶元素として、Ｔｉ：０．００１％〜０．１％、Ｃｒ：０．０００１％〜０．４％のうち１種又は２種を含有することを特徴とする。
本発明の第１局面にかかる、陽極酸化処理後の板断面品質に優れたアルミニウム合金板は、前記Ｍｇ：１．０％〜６．０％を含有することを特徴とする。
本発明の第２局面にかかる、陽極酸化処理後の板断面品質に優れたアルミニウム合金板は、第１局面のアルミニウム合金板において、前記包晶元素及び前記Ｍｇと共に、Ｃｕ：０．５％以下、Ｍｎ：０．５％以下、Ｆｅ：０．４％以下、Ｓｉ：０．３％以下のうちの１種又は２種以上を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなることを特徴とする。
本発明の第３局面にかかる、陽極酸化処理後の板断面品質に優れたアルミニウム合金板は、第１局面又は第２局面のアルミニウム合金板において、前記アルミニウム合金板の板厚が０．３ｍｍ以上であることを特徴とする。

Claims (5)

  1. 少なくとも板厚方向の断面部分である板断面に陽極酸化処理被膜が形成されるアルミニウム合金板において、
    該アルミニウム合金板は、少なくとも、アルミニウムに対して包晶反応を示す元素である包晶元素及びアルミニウムに対して共晶反応を示すＭｇを含有し、
    前記アルミニウム合金板の板厚をｔ（ｍｍ）、ｔ／２部分を基準として±０．０１×ｔ（ｍｍ）の範囲を板厚中央部、ｔ／４部分を基準として±０．０１×ｔ（ｍｍ）の範囲を板厚１／４部、最表層部分から板厚方向に０．０２×ｔ（ｍｍ）までの範囲を板厚表層部とした場合、
    前記アルミニウム合金板の板厚方向における固溶状態の前記包晶元素の濃度において、前記板厚中央部と前記板厚１／４部の濃度の差及び前記板厚中央部と前記板厚表層部の濃度の差が０．０４％（質量％、以下同じ）以下であり、
    かつ、前記アルミニウム合金板の板厚方向における固溶状態の前記Ｍｇの濃度において、前記板厚中央部と前記板厚１／４部の濃度の差及び前記板厚中央部と前記板厚表層部の濃度の差が０．４％以下であることを特徴とするアルミニウム合金板。
  2. 前記包晶元素として、Ｔｉ：０．００１％〜０．１％、Ｃｒ：０．０００１％〜０．４％のうち１種又は２種を含有することを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム合金板。
  3. 前記Ｍｇ：１．０％〜６．０％を含有することを特徴とする請求項１又は２に記載のアルミニウム合金板。
  4. 前記包晶元素及び前記Ｍｇと共に、Ｃｕ：０．５％以下、Ｍｎ：０．５％以下、Ｆｅ：０．４％以下、Ｓｉ：０．３％以下のうちの１種又は２種以上を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のアルミニウム合金板。
  5. 前記アルミニウム合金板の板厚が０．３ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のアルミニウム合金板。
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