JPWO2019163155A1 - 耐食性及び強度に優れたアルミニウム合金材及びその製造方法 - Google Patents
耐食性及び強度に優れたアルミニウム合金材及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2019163155A1 JPWO2019163155A1 JP2020501999A JP2020501999A JPWO2019163155A1 JP WO2019163155 A1 JPWO2019163155 A1 JP WO2019163155A1 JP 2020501999 A JP2020501999 A JP 2020501999A JP 2020501999 A JP2020501999 A JP 2020501999A JP WO2019163155 A1 JPWO2019163155 A1 JP WO2019163155A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum alloy
- base material
- film
- compound
- present
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
- C23C8/10—Oxidising
- C23C8/16—Oxidising using oxygen-containing compounds, e.g. water, carbon dioxide
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Description
本発明の基材となるアルミニウム合金は、アルミニウムを主成分としつつ少なくとも1種の溶質元素が添加された合金である。溶質元素としては、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ケイ素(Si)、銅(Cu)、マンガン(Mn)、リチウム(Li)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、銀(Ag)、ジルコニウム(Zr)、クロム(Cr)の少なくとも1種以上の元素が添加されたアルミニウム合金が基材となる。本発明の基材は、これらの溶質元素を合計で0.1質量%以上50質量%未満含むアルミニウム合金が好ましい。
本発明に係るアルミニウム合金材において、基材表面に形成された皮膜は合金材の耐食性を確保するための重要な構成である。この皮膜は、水酸化酸化アルミニウム(AlO(OH))を主として含む膜である。水酸化酸化アルミニウムは、ベーマイトとも称されており、化学的安定性を有し高い防食効果を有する。この皮膜の組成は、水酸化酸化アルミニウムを必須的に含み、それのみで構成されていても良い。但し、皮膜に水酸化酸化アルミニウム以外の物質が含まれていても良い。例えば、基材であるアルミニウム合金の溶質元素や、その化合物(金属間化合物、酸化物、水酸化物等)を微量含んでいても良い。また、皮膜形成のために基材と接触する水蒸気中の成分由来の化合物(酸化物、水酸化物、水和物、塩類)も含まれる場合がある。本発明の皮膜は、後述するLDHを含むことも容認しつつ、水酸化酸化アルミニウムを10質量%以上含んでいれば良い。
本発明に係るアルミニウム合金材は、基材の溶質元素の化合物の分散状態に関する材料組織が制御されており、これにより防食効果の高い皮膜が形成されており、更に、基材の強度も向上する。本発明では、この基材の材料組織の状態を特定するため、合金材をX線回折分析して得られるプロファイルに基づく、化合物のピーク強度を利用する。
上述したように、本発明に係るアルミニウム合金材の製造においては、水蒸気処理による皮膜の形成がなされる。そして、本発明の特徴は、皮膜形成前にアルミニウム合金基材の材料組織の制御を行う点にある。この基材の組織制御の工程では、基材を高温加熱して溶体化した後に、所定温度で加熱して化合物の分散状態を調整する。
アルミニウム合金基材に対する材料組織の制御は本発明の必須工程である。この組織制御工程は、皮膜形成前の基材の材料組織について、好適なサイズの化合物が均一に分散した状態にして、防食効果に優れた皮膜を生成させるための工程である。また、化合物の分散状態を好適化することで、基材の強度を向上させる作用を有する。基材を組織制御処理することで皮膜の防食効果が向上する理由に関しては必ずしも明らかではない。本発明者等は、基材中の化合物の分散状態の変化により、化合物周辺の表面状態に変化が生じ、基材表面に形成する皮膜の密着性或いは形態性に好適な変化が生じることが耐食性向上の要因と推察する。
そして、上記のような組織調整処理工程を経た基材について、水蒸気を接触処理させ皮膜を形成することで、本発明に係るアルミニウム合金材となる。この皮膜形成のための水蒸気処理工程では、水蒸気の温度を100℃〜350℃とする。100℃未満の水蒸気処理では、水酸化酸化アルミニウムの十分な生成が認められず皮膜に耐食性を付与することができない。一方、350℃を超えると水酸化酸化アルミニウムの粗大化が進行し、皮膜が多孔質化する等の不具合がある。水蒸気の温度は、140〜280℃とするのがより好ましい。
Claims (4)
- 少なくとも1種の溶質元素を含むアルミニウム合金からなる基材と、前記基材の少なくとも一つの面上に形成された皮膜と、からなるアルミニウム合金材であって、
前記皮膜は、水酸化酸化アルミニウム(AlO(OH))を含むものであり、
アルミニウム合金材を皮膜の上からX線回折したときのプロファイルにおいて、前記溶質元素を含む少なくとも1種の化合物の回折ピークがn本と、2θ=14°〜15°の範囲に現れる水酸化酸化アルミニウムの回折ピークが1本観察されており、
前記化合物のn本の回折ピークのピーク強度をそれぞれXn(n=1、2、3・・・)とし、2θ=14°〜15°の範囲に現れる前記水酸化酸化アルミニウムの回折ピークのピーク強度をSとしたとき、1.4≦Xn/Sとなるような化合物の回折ピークが少なくとも1つ観察されることを特徴とするアルミニウム合金材。 - 溶質元素は、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、ケイ素(Si)、銅(Cu)、マンガン(Mn)、リチウム(Li)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、銀(Ag)、ジルコニウム(Zr)、クロム(Cr)の少なくともいずれかである請求項1記載のアルミニウム合金材。
- 皮膜の厚さは、0.05〜100μmである請求項1又は請求項2記載のアルミニウム合金材。
- 請求項1〜請求項3のいずれかに記載のアルミニウム合金材の製造方法であって、
少なくとも1種の溶質元素を含むアルミニウム合金からなる基材を、450℃〜570℃に加熱し冷却して溶体化した後、
前記溶体化した基材を50℃〜300℃で0.1時間〜168時間加熱する組織制御処理を行い、
前記組織制御処理後の基材を温度100℃〜350℃の水蒸気と接触させ、前記基材上に皮膜を形成する工程を含むアルミニウム合金材の製造方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018028363 | 2018-02-21 | ||
JP2018028363 | 2018-02-21 | ||
PCT/JP2018/024880 WO2019163155A1 (ja) | 2018-02-21 | 2018-06-29 | 耐食性及び強度に優れたアルミニウム合金材及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2019163155A1 true JPWO2019163155A1 (ja) | 2021-03-04 |
JP7137869B2 JP7137869B2 (ja) | 2022-09-15 |
Family
ID=67688024
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020501999A Active JP7137869B2 (ja) | 2018-02-21 | 2018-06-29 | 耐食性及び強度に優れたアルミニウム合金材及びその製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7137869B2 (ja) |
WO (1) | WO2019163155A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021157644A1 (ja) * | 2020-02-05 | 2021-08-12 | 学校法人 芝浦工業大学 | 締結部材及びその製造方法 |
TWI777671B (zh) * | 2021-07-14 | 2022-09-11 | 學校法人芝浦工業大學 | 緊固構件及其製造方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000256873A (ja) * | 1999-03-03 | 2000-09-19 | Kobe Steel Ltd | リン酸塩処理用アルミニウム合金材およびアルミニウム合金材のリン酸塩処理方法 |
JP2011157607A (ja) * | 2010-02-03 | 2011-08-18 | Furukawa-Sky Aluminum Corp | アルミニウム合金製導電体及びその製造方法 |
WO2017135363A1 (ja) * | 2016-02-05 | 2017-08-10 | 学校法人 芝浦工業大学 | 高強度と高耐食性を有するアルミニウム合金材及びその製造方法、並びに、アルミニウム合金材の表面処理方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0570969A (ja) * | 1991-09-11 | 1993-03-23 | Furukawa Alum Co Ltd | 耐糸錆性に優れた自動車外板用Al合金塗装板 |
JP2000239778A (ja) * | 1999-02-25 | 2000-09-05 | Kobe Steel Ltd | 化成処理性に優れたアルミニウム合金材 |
-
2018
- 2018-06-29 WO PCT/JP2018/024880 patent/WO2019163155A1/ja active Application Filing
- 2018-06-29 JP JP2020501999A patent/JP7137869B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000256873A (ja) * | 1999-03-03 | 2000-09-19 | Kobe Steel Ltd | リン酸塩処理用アルミニウム合金材およびアルミニウム合金材のリン酸塩処理方法 |
JP2011157607A (ja) * | 2010-02-03 | 2011-08-18 | Furukawa-Sky Aluminum Corp | アルミニウム合金製導電体及びその製造方法 |
WO2017135363A1 (ja) * | 2016-02-05 | 2017-08-10 | 学校法人 芝浦工業大学 | 高強度と高耐食性を有するアルミニウム合金材及びその製造方法、並びに、アルミニウム合金材の表面処理方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7137869B2 (ja) | 2022-09-15 |
WO2019163155A1 (ja) | 2019-08-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6960672B2 (ja) | 高強度と高耐食性を有するアルミニウム合金材及びその製造方法、並びに、アルミニウム合金材の表面処理方法 | |
Naeini et al. | On the chloride-induced pitting of ultra fine grains 5052 aluminum alloy produced by accumulative roll bonding process | |
JP7148992B2 (ja) | 高耐食性マグネシウム合金材及びその製造方法 | |
JP6115912B2 (ja) | 高耐食性マグネシウム系材料及びその製造方法、並びに、マグネシウム系材料の表面処理方法 | |
Liu et al. | Electrochemical corrosion behavior of Mg–5Al–0.4 Mn–xNd in NaCl solution | |
Yang et al. | Effects of solute Zn on corrosion film of Mg–Sn–Zn alloy formed in NaCl solution | |
JPWO2019163155A1 (ja) | 耐食性及び強度に優れたアルミニウム合金材及びその製造方法 | |
JP7398111B2 (ja) | 耐食性及び強度に優れたアルミニウム合金材及びその製造方法 | |
Zhu et al. | Corrosion behavior of novel Cu–Ni–Al–Si alloy with super-high strength in 3.5% NaCl solution | |
Ono et al. | Oxide films formed on magnesium and magnesium alloys by anodizing and chemical conversion coating | |
Girin | Phenomenon of precipitation of metal being electrodeposited, occurring via formation of an undercooled liquid metal phase and its subsequent solidification. Part 2. Experimental verification | |
Lai et al. | Effects of SnO2 passive film and surface micro-galvanic corrosion on the corrosion behavior of as-extruded Mg-9Li-5Al-xSn alloys | |
BENCHERIFA et al. | Corrosion behavior of Al/Mg/Al multilayered composite elaborated by accumulated roll bonding | |
Zhong et al. | Modified microstructures and corrosion behaviors of Mg-Gd-Cu alloys through annealing treatment | |
Cahyo et al. | Effect of solution heat treatment of aluminum alloy 4032 on the structure and corrosion resistance in 3, 5% and 10, 5% NaCl solution | |
JP2021123742A (ja) | アルミニウム材料又はマグネシウム材料の表面処理方法 | |
WO2021246267A1 (ja) | アルミニウム合金材およびアルミニウム合金材の水素脆化防止剤 | |
Celebi | Corrosion behavior of ALSi10mg alloy produced by selective laser melting (SLM) and casting method depending on heat treatment | |
Fares et al. | Influence of intermetallic compounds and metallurgical state of the 2017A aluminum alloy on the morphology of alumina films developed by anodic oxidation | |
Sani et al. | Inhibitive effect by Psidium guajava leaf extract on the corrosion of double thermally-aged Al-Si-Mg (SSM-HPDC) alloy in simulated seawater environment | |
TWI777671B (zh) | 緊固構件及其製造方法 | |
WO2022270483A1 (ja) | アルミニウム合金材の水素脆化防止剤 | |
WO2021157644A1 (ja) | 締結部材及びその製造方法 | |
He et al. | Improvement of Corrosion Resistance of Mg-3Sn-2Al-1Zn Alloy by Heat Treatment and Y/Nd Addition | |
Li et al. | Preparation of corrosion-resistant surface of magnesium alloy and its performance study |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20200804 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210628 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220316 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20220425 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220707 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20220707 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220801 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220829 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7137869 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |