KR101698694B1

KR101698694B1 - 양극 산화 처리성이 우수한 알루미늄 합금 및 양극 산화 처리 알루미늄 합금 부재

Info

Publication number: KR101698694B1
Application number: KR1020157001626A
Authority: KR
Inventors: 사토루 다카다; 가즈노리 고바야시; 도시유키 다나카; 겐이치 이노우에
Original assignee: 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date: 2012-07-26
Filing date: 2013-07-10
Publication date: 2017-01-20
Also published as: TWI503419B; US20150136608A1; CN104471091B; WO2014017297A1; US9892818B2; JP5833987B2; KR20150023839A; EP2878691A1; TW201408788A; EP2878691A4; JP2014025110A; EP2878691B8; CN104471091A; EP2878691B1

Abstract

본 발명의 과제는 Mg:3.5％ 초과 6.0％ 이하, Cu:0.02％ 이상 1.0％ 이하, Cr:0.02％ 이상 0.1％ 이하를 각각 포함하고, 잔량부가 Al 및 불가피 불순물이며, 불가피 불순물 중의 Si:0.05％ 이하, Fe:0.05％ 이하에 각각 억제한 알루미늄 합금이며, 알루미늄 합금 중에 포함되는 최대 길이가 4㎛ 이상의 금속간 화합물의 임의 단면에서의 1㎟당의 개수를 50개 이하로 함으로써, 고내전압성을 가짐과 함께, 고온 하에서의 크랙의 발생을 억제할 수 있는 내열성에도 우수한 양극 산화 처리 알루미늄 합금 부재를 실현하기 위한 양극 산화 처리성이 우수한 알루미늄 합금을 제공하는 것이다.

Description

양극 산화 처리성이 우수한 알루미늄 합금 및 양극 산화 처리 알루미늄 합금 부재{ALUMINUM ALLOY HAVING EXCELLENT ANODIC OXIDATION TREATABILITY, AND ANODIC-OXIDATION-TREATED ALUMINUM ALLOY MEMBER}

본 발명은, 양극 산화 처리 알루미늄 합금 부재로 이루어지는 일렉트로닉스용 절연 부재 및 그를 위한 알루미늄 합금에 관한 것이고, 예를 들어 반도체 제조 장치나 반도체용의 절연 부재를 들 수 있다. 드라이 에칭 장치, CVD(Chemical Vapor Deposition) 장치, 이온 주입 장치, 스퍼터링 장치 등과 같은, 반도체나 액정의 제조 설비 등에서 사용되는 진공 챔버에, 또는 이 진공 챔버의 내부에 설치되는 부품의 소재에, 상기 반도체 제조 장치용 절연 부재로서, 알루미늄 합금을 기재로 한 양극 산화 피막을 갖는 양극 산화 처리 알루미늄 합금 부재가 사용된다. 또한, CPU(Central Processing Unit), 파워 디바이스, LED(Light Emitting Diode) 등의 반도체나 액정에 관한 절연 부재에, 상기 반도체용 절연 부재로서, 양극 산화 처리 알루미늄 합금 부재가 사용된다. 특히 바람직하게는, 본 발명은 고온에서의 크랙의 발생을 억제하면서, 내전압성을 보다 한층 향상시킨 양극 산화 처리 알루미늄 합금 부재 및 이러한 양극 산화 처리 알루미늄 합금 부재를 얻기 위한 알루미늄 합금에 관한 것이다.

알루미늄이나 알루미늄 합금 등을 기재로 한 부재의 표면에 양극 산화 피막을 형성하여, 그 기재에 내플라즈마성이나 내가스 부식성을 부여하는 양극 산화 처리는, 종래부터 널리 행해지고 있다. 예를 들어, 반도체 제조 설비의 플라즈마 처리 장치에 사용되는 진공 챔버나, 그 진공 챔버의 내부에 설치되는 각종 부품은, 알루미늄 합금을 사용해서 구성되는 것이 일반적이다. 그러나, 상기 알루미늄 합금 부재를 아무런 처리를 하지 않은 채(무구한 상태. 부품으로 가공한 상태), 이 용도로 사용하면, 부품의 내플라즈마성이나 내가스 부식성 등을 유지할 수 없다. 이러한 점으로부터, 알루미늄 합금에 의해 구성된 부재의 표면에, 양극 산화 피막을 형성함으로써, 내플라즈마성이나 내가스 부식성 등을 부여하는 것이 행해지고 있다.

한편, 최근에는 배선 폭의 미세화에 기인하여, 플라즈마의 고밀도화에 수반하여, 플라즈마를 생성시키기 위해 투입되는 전력이 증가하고 있고, 종래의 양극 산화 피막에서는 고전력 투입 시에 발생하는 고온ㆍ고전압에 의해, 피막의 절연 파괴를 야기하는 경우가 있다. 이러한 절연 파괴가 생긴 부분에서는 전기 특성이 변화되므로, 에칭 균일성이나, 성막 균일성이 열화되기 때문에, 사용되는 부재에서의 고내전압화ㆍ고온 크랙 내성화(내열성화)가 요망되고 있다. 또한, 반도체용 절연 부재에 대해서도, 반도체의 미세화, 소형화, 고전력화에 수반하여 사용 환경은 고온화되어 있고, 또한 제조 공정에 있어서도 고온에 노출되기 때문에, 고내전압화ㆍ고온 크랙 내성화(내열성화)가 필요하다. 덧붙여, 이들 요구 특성을, 저비용으로 실현하는 것도 중요한 요건이 된다.

양극 산화 피막을 형성한 알루미늄 합금 부재의 특성을 개선하기 위한 기술은, 지금까지도 다양하게 제안되어 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에서는, 기재로서 사용하는 알루미늄 합금의 순도를 올림으로써, 금속간 화합물의 개수를 저감시켜, 내전압성을 개선하는 기술이 제안되어 있다. 그러나, 이와 같은 양극 산화 처리 알루미늄 합금 부재에 있어서는, 고온 하에서의 피막 크랙이 발생하는 경우가 있어, 고온 크랙 내성화가 개선되어 있다고는 말할 수 없다.

한편, 특허문헌 2에는, 알루미늄 합금 중의 금속 Si를 가능한 한 저감함으로써, 내전압성을 개선한 태양 전지용 절연층 부착 금속 기재가 제안되어 있다. 이 기술에 있어서도, 고온 크랙 내성화에 대해서는 고려되어 있지 않아, 고온 하에서의 피막 크랙이 발생하는 경우가 있다.

일본 특허 공개 제2002-241992호 공보 일본 특허 공개 제2010-283342호 공보

본 발명은 상기와 같은 사정을 착안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 고내전압성을 가짐과 함께, 고온 하에서의 크랙의 발생을 억제할 수 있는 내열성에도 우수한 양극 산화 처리 알루미늄 합금 부재 및 이러한 양극 산화 처리 알루미늄 합금 부재를 실현하기 위한 양극 산화 처리성이 우수한 알루미늄 합금을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성할 수 있었던 본 발명의 알루미늄 합금이란, Mg:3.5％를 초과 6.0％ 이하(질량％의 의미, 화학 성분에 대해 이하 동일함), Cu:0.02％ 이상 1.0％ 이하, Cr:0.02％ 이상 0.1％ 이하를 각각 포함하고, 잔량부가 Al 및 불가피 불순물이며, 불가피 불순물 중의 Si:0.05％ 이하, Fe:0.05％ 이하로 각각 억제한 알루미늄 합금이며, 알루미늄 합금 중에 포함되는 최대 길이가 4㎛ 이상의 금속간 화합물의 임의 단면에서의 1㎟당의 개수가 50개 이하인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 알루미늄 합금에 있어서는, Zn을 0.5％ 이하로 더 함유하는 것도 허용할 수 있다. 또한, 상기 금속간 화합물의 1㎟당의 개수가 15개 이하인 것이 바람직하다.

상기와 같은 알루미늄 합금으로 이루어지는 기재 표면에 양극 산화 피막을 형성함으로써, 고내전압성을 가짐과 함께, 고온 하에서의 크랙의 발생을 억제할 수 있는 내열성에도 우수한 양극 산화 처리 알루미늄 합금 부재를 실현할 수 있다. 형성되는 양극 산화 피막은, 적어도 옥살산을 포함하는 양극 산화 처리액으로 형성된 것인 것이 바람직하다. 또한 양극 산화 피막은 고온 크랙 발생의 억제 및 내전압성의 확보라고 하는 관점에서 보면, 그 두께는 3 내지 150㎛인 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 기재로서 사용하는 알루미늄 합금에 있어서의 화학 성분 조성 및 금속간 화합물의 크기나 개수를 적절하게 규정하도록 했으므로, 고내전압성과 내열성의 양쪽 특성을 겸비한 양극 산화 처리 알루미늄 합금 부재를 실현할 수 있고, 이와 같은 양극 산화 처리 알루미늄 합금 부재는 반도체나 액정의 제조 설비용 부재나, 파워 반도체용의 절연 부재로서 매우 유용하다.

본 발명자들은, 고내전압성과 내열성의 양쪽 특성을 겸비한 양극 산화 처리 알루미늄 합금 부재의 실현을 목표로 하여, 다양한 각도로부터 검토했다. 그 결과, 기재로서 사용하는 알루미늄 합금에 있어서의 화학 성분 조성 및 금속간 화합물의 크기나 개수를 적절하게 규정하면, 양극 산화성이 우수한 것으로 할 수 있는 것 및 이와 같은 알루미늄 합금의 표면에, 적어도 옥살산을 포함하는 양극 산화 처리액으로 양극 산화 피막을 형성하면, 상기 목적에 적합한 양극 산화 처리 알루미늄 합금 부재를 실현할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성했다. 이하, 본 발명에 의해 규정하는 각 요건에 대해 설명한다.

본 발명에서 기재로서 사용하는 알루미늄 합금은, Mg, Cu 및 Cr을 소정량 포함하는 것이지만, 이들 성분의 범위 한정 이유는 하기와 같다.

(Mg:3.5％를 초과 6.0％ 이하)

양극 산화 피막은 그 자체로는, 굽힘 등에 의한 인장 응력에 약하기 때문에, 이러한 특성을 보충해서 양극 산화 피막의 고온 크랙성을 양호하게 하기 위해서는, 기재의 강도를 가능한 한 높게 할 필요가 있다. 또한, 반도체용 절연 부재의 경우, 강도를 높게 함으로써 기재 두께를 얇게 할 수 있고, 열저항을 저감할 수 있기 때문에, 방열성을 높일 수 있다. 이러한 관점에서, 기재로서 사용하는 알루미늄 합금 중의 Mg 함유량은 가능한 한 많게 한다. 또한 알루미늄 합금 중의 Mg 함유량이 많을수록, 양극 산화 피막의 성막 속도를 빠르게 할 수 있어, 제조 비용의 저감에도 연결되게 된다. 이러한 이유로부터, 알루미늄 합금 중의 Mg 함유량은 3.5％ 초과로 할 필요가 있다. 바람직하게는 3.6％ 이상이다. 그러나, Mg 함유량이 과잉이 되어 6.0％를 초과하면, 알루미늄 합금에 압연 깨짐이 발생하기 쉬워져, 압연 가공이 곤란해진다. Mg 함유량이 바람직한 상한은 5.3％ 이하이고, 보다 바람직하게는 4.7％ 이하이다.

(Cu:0.02％ 이상 1.0％ 이하)

Cu는 내열성을 향상시키는 데 유효한 원소이며, 특히 Mg의 존재 하에서는 그 성능이 보다 향상된다. 이러한 관점에서, Cu는 0.02％ 이상 함유시킬 필요가 있다. 바람직하게는, 0.03％ 이상이다. 그러나, Cu 함유량이 과잉이 되어 1.0％를 초과하면, 금속간 화합물에 Cu가 석출되어 내전압성 저하의 원인이 된다. Cu 함유량의 바람직한 상한은 0.8％ 이하이다.

(Cr:0.02％ 이상 0.1％ 이하)

Cr에 대해서도 Mg와 마찬가지로, 강도 향상에 유효한 원소(재결정립의 미세화에 의함)이다. 이러한 효과를 발휘시키기 위해서는, Cr은 0.02％ 이상 함유시킬 필요가 있다. 바람직하게는, 0.03％ 이상이며, 보다 바람직하게는 0.04％ 이상이다. 그러나, Cr 함유량이 과잉이 되어 0.1％를 초과하면, 정출물 사이즈의 조대화를 초래하게 된다. Cr 함유량이 바람직한 상한은 0.08％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.07％ 이하이다.

본 발명의 알루미늄 합금에 있어서의 기본 성분은 상기와 같고, 잔량부는 Al 및 불가피 불순물이지만, 불가피 불순물 중의 Si 및 Fe는 하기와 같이 억제하는 것이 필요하다. 또한, 소량의 Zn이 포함되는 것도 허용할 수 있다.

(Si:0.05％ 이하, Fe:0.05％ 이하)

Fe는 Al-Fe계 금속간 화합물, Si는 Mg-Si계 금속간 화합물을 각각 생성하고, 이들 금속간 화합물은 내전압성을 저하시키는 원인이 되기 때문에, 금속간 화합물의 사이즈나 개수를 소정 이하로 하기 위해, 모두 0.05％ 이하로 억제할 필요가 있다. 보다 높은 내전압성을 얻기 위해서는, 각각 0.02％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 이들 원소의 하한에 대해서는, 특별히 정하는 것은 아니지만, 함유량이 0.002％ 미만이 되면, 매우 고가인 알루미늄 합금 지금이 필요해지므로, 모두 0.002％ 이상인 것이 바람직하다.

(Zn:0.5％ 이하)

Zn과 같은 알루미늄 합금 중에 균일하게 고용하는 원소는, 내전압성에 영향을 주지 않으므로 포함되어 있어도 문제는 없다. Zn의 경우, 0.5％를 초과하면, Zn의 석출핵이 커지고, 전처리의 에칭에 의해 입계부가 깊게 에칭되어 결함이 형성되므로, 표면 처리로서는 적절한 표면 상태가 아니게 된다. 바람직하게는 0.3％ 이하이다. Zn의 하한에 대해서는, 특별히 정하는 것은 아니지만, 함유량이 0.002％ 미만이 되면, 매우 고가인 알루미늄 합금 지금이 필요해지므로, 0.002％ 이상인 것이 바람직하다.

(금속간 화합물 사이즈ㆍ개수)

내전압성을 저하시키는 요인은, 알루미늄 합금 중에 존재하는 금속간 화합물이 양극 산화 중에 용해하지 않고, 거의 금속의 상태에서 피막 중에 도입되는 것으로, 그 사이즈가 클수록 단위 질량당의 표면적이 작아 용해에 시간이 걸린다. 이러한 점으로부터, 용해를 완료하지 않고도, 내전압성에 크게 영향을 주지 않는 조건은 금속간 화합물의 크기(최대 길이)가 4㎛ 이상인 것의 개수가 임의 단면에서 1㎟당 50개(50개/㎣) 이하로 할 필요가 있다. 이 요건을 충족하면, 충분한 내전압성을 발휘할 수 있다. 또한 내전압을 높이기 위해서는, 상기 개수는 15개/㎣ 이하인 것이 바람직하다(보다 바람직하게는 10개/㎣ 이하). 또한, 본 발명에서 측정 대상으로 한 금속간 화합물은, Al-Fe계 금속간 화합물이나 Mg-Si계 금속간 화합물이다.

본 발명의 양극 산화 처리 알루미늄 합금 부재는, 상기와 같은 알루미늄 합금으로 이루어지는 기재 표면에 양극 산화 피막을 형성한 것이지만, 이 피막을 형성할 때의 양극 산화 처리액으로서는, 적어도 옥살산을 포함하는 양극 산화 처리액을 사용하는 것이 바람직하다. 이것은 양극 산화 피막이 알루미늄 합금 기재에 옥살산계 피막을 형성함으로써, 고온에서의 내크랙성을 향상시킬 수 있기 때문이다.

즉, 일반적인 양극 산화 처리액으로서, 옥살산, 포름산 등의 유기산, 인산, 크롬산, 황산 등의 무기산을 들 수 있지만, 고온에서 크랙의 발생을 현저하게 저감시키면서 내전압성을 향상시킨다는 관점에서 보아, 적어도 옥살산을 포함하는 양극 산화 처리액을 사용하는 것이 바람직하다. 양극 산화 처리액 중의 옥살산 농도는, 원하는 작용 효과를 유효하게 발휘할 수 있도록 적절하게 제어하면 되지만, 대략 20g/L 내지 40g/L의 범위로 제어하는 것이 바람직하다.

양극 산화 처리를 행할 때의 온도(액온)는 생산성을 제하시키지 않고, 또한 피막의 용해가 현저하게 일어나지 않는 범위에서 설정하면 되고, 대략, 0℃ 내지 50℃로 하는 것이 바람직하다. 저온측에서는 성막 속도가 느려지지만, 피막이 치밀해져, 내전압이 높아지는 경향이 있고, 고온측에서는 성막 속도가 빨라지지만, 내전압이 약간 낮아지는 경향이 있기 때문에, 생산성과 필요 내전압성으로부터 적절하게 온도를 설정하면 좋다. 또한, 생산성과 내전압성을 고려하고, 저온 처리ㆍ고온 처리를 합친 피막 구조로 함으로써 양자의 양립을 도모해도 좋다.

또한, 양극 산화 처리를 행할 때의 전해 전압(양극 산화 피막 형성 전압)ㆍ전류 밀도는, 원하는 양극 처리 산화 피막이 얻어지도록, 적절하게 조절하면 된다. 예를 들어, 전해 전압에 대해서는, 전해 전압이 낮으면 전류 밀도가 작아져 성막 속도가 느려지고, 한편, 전해 전압이 너무 높으면 대전류에 의한 피막의 용해에 의해 양극 산화 피막이 형성되지 않게 되는 경향이 있다. 전해 전압에 의한 영향은, 사용하는 전해 처리액의 조성이나, 양극 산화 처리를 행하는 온도 등에도 관계되므로, 적절하게 설정하면 좋다. 보다 바람직하게는, 피막 구조를 다층 구조로 함으로써, 피막의 내전압성을 향상시킬 수 있다. 왜냐하면, 다공성층(피막의 대부분)과 배리어층(기재 근방)으로 이루어지는 옥살산계 양극 산화 피막의 다공성층은, 막 두께 방향으로 연장된 파이프 형상의 공공(포어)이기 때문에 절연적으로는 약하지만, 이 파이프 형상의 포어를 불연속으로 함으로써(즉, 다층 구조로 함으로써), 절연 파괴의 기인이 되는 전자 눈사태의 현상을 억제하여, 내전압성을 향상시키는 역할을 하기 때문이다. 또한, 포어 사이즈는 처리 전압에 의해 제어할 수 있기 때문에(전압이 클수록 포어 사이즈는 커짐), 전압을 불연속으로 변화시킴으로써, 이 피막 구조를 제어할 수 있다.

양극 산화 처리 시의 전압(전해 전압)은, 구체적으로는 5 내지 100V 정도(보다 바람직하게는 15 내지 80V)인 것이 바람직하다. 혹은, 양극 산화 처리 시에 흘리는 전류의 전류 밀도는, 100A/d㎡ 이하(보다 바람직하게는 30A/d㎡ 이하, 더욱 바람직하게는 5A/d㎡ 이하)가 바람직하다. 단, 이러한 조건은, 사용하는 전해 처리액의 조성이나, 양극 산화 처리를 행하는 온도, 알루미늄 합금의 화학 성분 조성 등에도 관계되므로, 적절하게 설정하면 좋다.

형성하는 양극 산화 피막의 막 두께는, 내전압성을 담당하는 중요한 인자이며, 각종 사양에 의해 조정하면 되고, 또한 막 두께가 얇을수록 고온 크랙이 발생하기 어렵기 때문에, 특별히 규정되지 않지만, 막 두께가 두꺼우면 내고온 크랙성이 손상되므로, 150㎛ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 100㎛ 이하이다.

그런데, 피막 전체적으로 필요해지는 내전압성을 확보하기 위해서는, 반도체 제조 장치의 종류나 프로세스의 차이, 단위 두께(두께 1㎛당)의 내전압성에도 따르지만(두께 1㎛당 50V 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 두께 1㎛당 60V 이상), 피막 두께는 적어도 3㎛ 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 10㎛ 이상(더욱 바람직하게는 20㎛ 이상)이다.

이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 의해 제한되지 않고, 상기·하기의 취지에 적합할 수 있는 범위에서 변경을 추가하여 실시하는 것도 가능하고, 그들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

본원은, 2012년 7월 26일에 출원된 일본 특허 출원 제2012-166329호에 기초하는 우선권의 이익을 주장하는 것이다. 2012년 7월 26일에 출원된 일본 특허 출원 제2012-166329호의 명세서의 전체 내용이, 본원에 참고를 위해 원용된다.

<실시예>

하기 표 1에 나타내는 화학 성분 조성의 알루미늄 합금을, 통상의 방법에 의해, 용해하여 주조한 주괴에, 500℃의 온도에서 균질화 열처리를 행하고, 계속해서, 열간 압연에 의해 두께가 5㎜의 열간 압연판(열연판)을 제작했다. 계속해서, 판 두께가 0.8㎜가 될 때까지 냉간 압연을 실시하고, 350℃의 온도에서 어닐링을 행하고, 30㎜×30㎜×0.8㎜의 기재를 잘라냈다.

상기와 같이 잘라낸 시료(기재)를, 탈지 공정으로서, 50℃-15％ NaOH 수용액 중에 2분간 침지한 후, 수세했다. 다음에, 데스 매트 공정으로서 상기 탈지 공정을 거친 시료를 40℃-20％ 질산 용액 중에 2분간 침지한 후, 수세하여 표면을 청정화했다.

계속해서, 상기의 각 시료에 대해, 하기 표 2에 나타내는 조건(처리액 종류, 처리액 농도, 처리액 온도, 전해 전압)에 의해 양극 산화 처리를 행하고, 소정의 막 두께의 양극 산화 피막을 제작하고, 양극 산화 처리 후, 수세하여 건조하고, 기재 표면에 양극 산화 피막을 형성한 각종 양극 산화 처리 알루미늄 합금 부재를 얻었다. 이 중 시험 No.8은, 우선 처리 전압(전해 전압)을 30V의 조건에서 피막을 8㎛ 형성한 후, 처리 전압(전해 전압)을 60V로 변화시켜 피막을 25㎛ 형성하고, 막 두께의 합계를 33㎛로 한 2층 구조의 것이다.

양극 산화 처리 전의 기재에 대해, 하기의 방법에 의해, 기재 중의 금속간 화합물의 크기, 개수를 측정함과 함께, 얻어진 양극 산화 처리 알루미늄 합금 부재에 대해(시험 No.1 내지 9), 하기의 방법에 의해, 고온 크랙의 발생 상황, 내전압성(평균 내전압)을 평가했다. 이들 결과를, 하기 표 3에 나타낸다.

(금속간 화합물의 크기ㆍ개수의 측정)

알루미늄 합금판(양극 산화 처리를 하기 전의 상태)을 잘라내어서 수지에 매립하고, 압연 표면이 관찰면이 되도록 연마해서 경면(임의 단면)으로 하고, 이 경면화된 면을 주사형 전자 현미경(SEM)에 의해, 배율 500배의 반사 전자상으로 20 시야 이상을 관찰했다. 모상보다 희게 찍히는 부분 및 모상보다 검게 찍히는 부분을 측정 대상으로 하는 금속간 화합물로 간주하고, 화상 처리에 의해 최대 길이를 구했다. 그리고, 최대 길이가 4㎛ 이상의 금속간 화합물의 개수를 측정하고, 단위 면적당의 개수(개수 밀도:개/㎣)를 산출했다.

(평균 내전압의 측정)

각 시료의 내전압은, 내전압 시험기(「TOS5051A」, 기꾸스이 덴시 고교 가부시끼가이샤제, DC 모드)를 사용하고, ＋ 단자를 바늘형의 프로브에 접속하고, 양극 산화 피막 상에 접촉시키고, － 단자를 알루미늄 합금 기재에 접속하고, DC 전압(직류 전압)을 인가하고, 1㎃ 이상의 전류가 흐른 시점에서의 전압의 평균값(측정 개수 10점에서의 평균값)을 평균 내전압으로 했다.

양극 산화 피막을 형성하고, 측정한 평균 내전압을 막 두께로 나눔으로써, 단위 두께당의 내전압(V/㎛)을 구했다. 단위 막 두께당의 내전압이 높은 것은, 사양 내전압을 제작하기 위한 피막 두께를 얇게 할 수 있고, 생산성이 향상되어 제조 비용을 억제할 수 있고, 저렴한 제작이 가능하게 되기 때문에, 이 값이 50V/㎛ 이상을 합격(○), 60V/㎛ 이상을 우수(◎)로 했다[50V/㎛ 미만은 불합격(×)].

(고온 크랙의 발생 상황의 평가)

크랙의 발생 상황은, 각 양극 산화 처리 알루미늄 합금 부재를 300℃로 가열 후, 양극 산화 처리 알루미늄 합금 부재의 표면을 현미경으로 관찰함으로써(배율:400배), 크랙 발생 상황을 평가했다. 그리고, 양극 산화 피막 표면에 명확한 크랙이 존재하는 경우를 내크랙성이 악화(하기 표 3에서 「유」라고 표시), 크랙을 육안으로 확인할 수 없는 경우를 내크랙성이 양호(하기 표 3에서 「무」라고 표시)라고 판단했다.

이들 결과로부터, 이하와 같이 고찰할 수 있다. 우선 시험 No.1 내지 5, 7, 8은, 본 발명에 의해 규정하는 요건을 충족하는 실시예이며, 고온에서 크랙이 발생하지 않고, 양호한 내전압성을 나타내고 있는 것을 알 수 있다.

이에 대해, 시험 No.6, 9는, 본 발명에 의해 규정하는 화학 성분 조성을 충족하지 않는 알루미늄 합금을 기재로서 사용한 비교예이며, 어느 하나의 특성이 열화되어 있다. 즉, 시험 No.6은, Mg 함유량이 부족한 알루미늄 합금을 기재로서 사용한 것이며(Si, Fe, Cu, Cr에 대해서도 본 발명에 의해 규정하는 범위를 벗어남), Si, Fe의 과잉에 의해 금속간 화합물의 개수도 증가되어 있고, 내전압성이 부족하고, Cu 부족에 의해 고온에서의 크랙도 발생하고 있다. 시험 No.9는, Fe 함유량이 과잉의 알루미늄 합금을 기재로서 사용한 것이며, 금속간 화합물의 개수도 증가되어 있고, 내전압성이 부족하다.

본 발명은, 화학 성분 조성을 적절하게 조정함과 함께, 알루미늄 합금 중에 포함되는 최대 길이가 4㎛ 이상의 금속간 화합물의 임의 단면에서의 1㎟당의 개수를 50개 이하로 함으로써, 고내전압성을 가짐과 함께, 고온 하에서의 크랙의 발생을 억제할 수 있는 내열성에도 우수한 양극 산화 처리 알루미늄 합금 부재를 실현하기 위한 양극 산화 처리성이 우수한 알루미늄 합금을 실현할 수 있다.

Claims

삭제
삭제
삭제
주괴에 500℃의 온도에서 균질화 열처리를 행하고, 두께가 5㎜의 열연판이 되도록 열간 압연하고, 두께가 0.8㎜가 될 때까지 냉간 압연을 실시한 후, 350℃의 온도에서 어닐링을 행하여 얻어지는 알루미늄 합금으로서, Mg:3.5％를 초과 6.0％ 이하(질량％의 의미, 화학 성분에 대해 이하 동일함), Cu:0.02％ 이상 1.0％ 이하, Cr:0.02％ 이상 0.1％ 미만을 각각 포함하고, 잔량부가 Al 및 불가피 불순물이며, 불가피 불순물 중의 Si:0.05％ 이하, Fe:0.05％ 이하로 각각 억제한 알루미늄 합금으로 이루어지는 기재와,
상기 기재 표면에 형성된 양극 산화 피막을 포함하고,
상기 알루미늄 합금 중에 포함되는 최대 길이가 4㎛ 이상의 금속간 화합물의 임의 단면에서의 1㎟당의 개수가 50개 이하이고,
상기 양극 산화 피막의 두께가 20 내지 150㎛인, 양극 산화 처리 알루미늄 합금 부재.
제4항에 있어서,
상기 양극 산화 피막은, 적어도 옥살산을 포함하는 양극 산화 처리액으로 형성된 것인, 양극 산화 처리 알루미늄 합금 부재.
삭제