KR20180038965A - 알루미늄 합금판, 및 양극산화 처리 알루미늄 합금판 - Google Patents

알루미늄 합금판, 및 양극산화 처리 알루미늄 합금판 Download PDF

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KR20180038965A
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Abstract

[과제] 양극산화 처리 후의 광택도의 저하를 억제할 수 있음과 함께, 가공성이 우수한 알루미늄 합금판, 및 양극산화 처리 알루미늄 합금판을 제공하는 것을 과제로 한다.
[해결 수단] 본 발명에 따른 알루미늄 합금판은, Mg: 3.0질량% 이상 6.0질량% 이하, Fe: 0.07질량% 이하, Si: 0.05질량% 이하임과 함께, 잔부가 Al 및 불가피적 불순물이고, 판의 표면에 있어서, 최대 길이가 4μm 이상인 금속간 화합물의 개수 밀도가 40개/mm2 이하임과 함께, Al-Mg계 금속간 화합물의 면적률이 1.00% 이하인 것을 특징으로 한다.

Description

알루미늄 합금판, 및 양극산화 처리 알루미늄 합금판{ALUMINUM ALLOY SHEET, AND ANODIZED ALUMINUM ALLOY SHEET}
본 발명은 알루미늄 합금판, 및 양극산화 처리 알루미늄 합금판에 관한 것이다.
알루미늄 성형품은 내식성, 기능성, 의장성의 향상을 목적으로 한 표면 처리가 실시되는 경우가 많고, 표면 처리 중에서도 특히 양극산화 처리가 실시되는 경우가 많다. 그리고, 양극산화 처리된 알루미늄 성형품은 수송 기기, 기계 부품, 건축 재료, 기물, 장식품, 구조 재료로서 널리 사용되고 있다.
양극산화 처리는, 희황산이나 옥살산 등을 처리욕에 이용하고, 알루미늄판을 양극으로 하여 전기 분해하는 것에 의해, 알루미늄판의 표면을 전기 화학적으로 산화시켜, 산화 알루미늄의 피막을 생성시킨다.
양극산화 처리를 행한 후의 알루미늄판 표면에는, 벌집 형상의 다공질 피막이 형성되기 때문에, 비등 순수 또는 아세트산 니켈 등의 고온 수용액, 가압 수증기에 의해 수화함으로써 β 알루미나화하고, 구멍 벽을 수화 팽창시켜 구멍을 봉하여(봉공(封孔) 처리라고 함) 내식성을 확보하는 것이 일반적이다. 또한, 의장성을 부여하는 경우에는, 알루미늄의 표면을 기계적 또는 화학적으로 연마하거나, 이지(梨地) 처리 등의 표면 조정을 행하거나 한 후에, 상기한 양극산화 처리를 행하는 것이 일반적이다.
이와 같은 양극산화 처리가 실시되는 알루미늄 합금판에 관한 배경 기술로서, 예를 들면, 특허문헌 1, 2를 들 수 있다.
특허문헌 1에는, Mg2Si의 화학량론 조성으로서의 Mg2Si 성분 0.10∼0.50질량%와 과잉 Si량을 0.50∼0.90질량%를 함유함과 함께, Cu 성분 0.10∼0.60질량%, Mn 성분 0.10∼0.40질량%, Ti 성분 0.005∼0.1질량%를 함유하며, Fe 성분 0.05질량% 이하, Cr 성분 0.10질량% 이하, Zr 성분 0.10질량% 이하이고 잔부가 알루미늄과 불가피적 불순물인 것을 특징으로 하는 굽힘 가공성 및 양극산화 처리 후의 광휘성이 우수한 알루미늄 합금이 기재되어 있다.
특허문헌 2에는, Mg: 3.0∼4.0질량%, Cu: 0.3∼0.7질량% 등을 함유하고, 게다가 불순물을 Fe: 0.10질량% 이하, Si: 0.10질량% 이하, Mn: 0.05질량% 미만으로 규제하며, 잔부 Al과 불가피적 불순물로 이루어지는 알루미늄 합금 주괴를 400∼500℃의 온도로 가열하고, 그 후 열간 압연을 행하고, 필요에 따라서 추가로 냉간 압연을 행하여 소요의 판 두께로 해서 얻어진 압연판을, Mg와 Cu의 첨가 비율로부터 구한 Al-Mg-Cu계 석출물의 고용 한계 온도 이상 500℃ 이하의 온도 범위 내로 가열하여 즉시 또는 유지하고 나서 5℃/sec 이상의 강온 속도의 급냉으로 연질화 처리를 실시하는, 광휘성과 내응력부식균열성이 우수한 고강도 알루미늄 합금 압연판의 제조 방법이 기재되어 있다.
일본 특허 제4942524호 공보 일본 특허공개 평7-316757호 공보
특허문헌 1에 기재된 알루미늄 합금은, 강도를 확보하기 위해서, Mg2Si의 화학량론 조성으로서의 Mg2Si 성분량과 과잉 Si량이 특정되어 있지만, 합금 중의 Mg2Si가 양극산화 피막 중에 도입되는 것에 의해, 당해 피막이 부옇게 흐려져 버린다. 그 결과, 양극산화 처리 후의 알루미늄 합금은 알루미늄 특유의 금속의 광택도가 저하되어, 표면의 의장성이 불충분하게 된다는 문제가 있었다.
또한, 특허문헌 1에 기재된 알루미늄 합금은 Mg2Si를 많이 포함하고 있기 때문에, 프레스 가공, 드로잉 가공, 아이어닝 가공 등을 행하면, Mg2Si가 파괴의 기점이 되어 균열 등이 생기는 경우가 있다. 즉, 특허문헌 2에 기재된 알루미늄 합금은 가공성이 나쁘다는 문제도 있었다.
특허문헌 2에 기재된 제조 방법에 의해 제조된 알루미늄 합금 압연판은, Cu가 첨가되어 있는 것에 의해, 양극산화 피막이 황금색으로 착색되어 버린다. 또한, 이 알루미늄 합금 압연판은 불순물량의 제어가 불충분하기 때문에, 불순물이 양극산화 피막 중에 도입되는 것에 의해, 당해 피막이 부옇게 흐려져 버린다. 그 결과, 양극산화 처리 후의 알루미늄 합금 압연판은 알루미늄 본래의 실버의 색조가 없어질 뿐만 아니라, 알루미늄 특유의 금속의 광택도가 저하되어, 표면의 의장성이 불충분하게 된다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 상황에 비추어 이루어진 것으로, 양극산화 처리 후의 광택도의 저하를 억제할 수 있음과 함께, 가공성이 우수한 알루미늄 합금판, 및 양극산화 처리 알루미늄 합금판을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 연구를 행한 결과, 알루미늄 합금판을 구성하는 각 성분의 함유량이나, 표면에 있어서의 금속간 화합물의 개수 밀도, 면적률 등을 상세히 특정하는 것에 의해, 상기 과제를 해결할 수 있다는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명에 따른 알루미늄 합금판은, Mg: 3.0질량% 이상 6.0질량% 이하, Fe: 0.07질량% 이하, Si: 0.05질량% 이하임과 함께, 잔부가 Al 및 불가피적 불순물이고, 판의 표면에 있어서, 최대 길이가 4μm 이상인 금속간 화합물의 개수 밀도가 40개/mm2 이하임과 함께, Al-Mg계 금속간 화합물의 면적률이 1.00% 이하이다.
이 알루미늄 합금판은, 각 성분의 함유량이 소정 범위 내 또는 소정값 이하임과 함께, 최대 길이가 4μm 이상인 금속간 화합물의 개수 밀도와 Al-Mg계 금속간 화합물의 면적률이 소정값 이하이기 때문에, 양극산화 처리 전후의 광택도의 차를 작게 할 수 있음, 바꾸어 말하면, 양극산화 처리 후의 광택도의 저하를 억제할 수 있음과 함께, 가공성이 우수한 것이 된다.
본 발명에 따른 알루미늄 합금판은 내력이 150MPa 이상 350MPa 이하인 것이 바람직하다.
이 알루미늄 합금판은 내력이 소정 범위 내이기 때문에, 내력이 요구되는 제품에 적합하게 적용할 수 있다.
본 발명에 따른 양극산화 처리 알루미늄 합금판은, 상기한 알루미늄 합금판의 표면에 양극산화 피막이 형성된 양극산화 처리 알루미늄 합금판으로서, 상기 양극산화 피막의 표면에 있어서, Al-Mg계 금속간 화합물의 면적률이 2.00% 이하이다.
이 양극산화 처리 알루미늄 합금판은 양극산화 피막의 표면에 있어서 Al-Mg계 금속간 화합물의 면적률이 소정값 이하이기 때문에, 양극산화 처리 전후의 광택도의 차를 보다 작게 할 수 있다.
본 발명에 따른 알루미늄 합금판은, 각 성분의 함유량이 소정 범위 내 또는 소정값 이하임과 함께, 최대 길이가 4μm 이상인 금속간 화합물의 개수 밀도와 Al-Mg계 금속간 화합물의 면적률이 소정값 이하이기 때문에, 양극산화 처리 후의 광택도의 저하를 억제할 수 있음과 함께, 가공성이 우수한 것이 된다.
본 발명에 따른 양극산화 처리 알루미늄 합금판은, 상기한 알루미늄 합금판을 이용함과 함께, 상기 양극산화 피막의 표면에 있어서 Al-Mg계 금속간 화합물의 면적률이 소정값 이하이기 때문에, 양극산화 처리 전후의 광택도의 차를 보다 작게 할 수 있음과 함께, 가공성이 우수한 것이 된다.
이하, 본 발명에 따른 알루미늄 합금판, 및 양극산화 처리 알루미늄 합금판을 실시하기 위한 형태에 대해 상세히 설명한다.
[알루미늄 합금판]
본 실시형태에 따른 알루미늄 합금판은, 양극산화 처리가 실시되는 것에 의해 표면에 양극산화 피막이 형성되어 이용되는 데 적합한 판재이다.
그리고, 본 실시형태에 따른 알루미늄 합금판은, 각 성분이 특정되어 있음과 함께, 판 표면에 있어서의 최대 길이가 4μm 이상인 금속간 화합물의 개수 밀도, Al-Mg계 금속간 화합물의 면적률이 특정되어 있다.
이하, 본 실시형태에 따른 알루미늄 합금판의 각 성분의 함유량, 금속간 화합물의 개수 밀도, 면적률을 특정한 이유에 대해 설명한다.
(Mg: 3.0질량% 이상 6.0질량% 이하)
Mg는 알루미늄 합금판의 강도를 향상시키는 효과가 있다. 단, Mg의 함유량이 3.0질량% 미만이 되면 알루미늄 합금판으로서의 강도, 구체적으로는 내력이 불충분해짐과 함께, 가공성도 저하된다. 한편, Mg의 함유량이 6.0질량%를 초과하면, 열간 압연 중에 균열이 발생할 가능성이 있다.
따라서, Mg의 함유량은 3.0질량% 이상 6.0질량% 이하이다.
한편, Mg의 함유량은, 강도를 보다 향상시킨다는 관점에서, 3.5질량% 이상이 바람직하고, 4.0질량% 이상이 보다 바람직하다. 또한, Mg의 함유량은, 보다 적절히 열간 압연을 실시한다는 관점에서, 5.9질량% 이하가 바람직하고, 5.0질량% 이하가 보다 바람직하다.
(Fe: 0.07질량% 이하)
Fe는, 통상, 지금(地金) 불순물(불가피 불순물)로서 알루미늄 합금 중에 혼입된다. 또한, Fe는 Al-Fe계 금속간 화합물을 생성시킨다. 그리고, Fe의 함유량이 0.07질량%를 초과하면, 상기한 금속간 화합물이 많아져, 가공성이 저하된다.
따라서, Fe의 함유량은 0.07질량% 이하이다.
한편, Fe의 함유량은, 가공성의 저하를 보다 억제한다는 관점에서, 0.05질량% 이하가 바람직하고, 0.03질량% 이하가 보다 바람직하다. 그리고, Fe의 함유량은 0질량%여도 되지만, 0질량%로 하는 것은 곤란하기 때문에, 실질적으로는 0질량%를 포함하지 않는다.
(Si: 0.05질량% 이하)
Si는, 통상, 지금 불순물(불가피 불순물)로서 알루미늄 합금 중에 혼입된다. 또한, Si는 Al-Fe-Si계, Mg-Si계 금속간 화합물을 생성시킨다. 그리고, Si의 함유량이 0.05질량%를 초과하면, 상기한 금속간 화합물이 많아져, 가공성이 저하된다.
따라서, Si의 함유량은 0.05질량% 이하이다.
한편, Si의 함유량은, 가공성의 저하를 보다 억제한다는 관점에서, 0.03질량% 이하가 바람직하고, 0.02질량% 이하가 보다 바람직하다. 그리고, Si의 함유량은 0질량%여도 되지만, 0질량%로 하는 것은 곤란하기 때문에, 실질적으로는 0질량%를 포함하지 않는다.
(잔부: Al 및 불가피적 불순물)
본 실시형태에 따른 알루미늄 합금판의 잔부는 Al 및 불가피적 불순물이고, 이 불가피 불순물로서는, 예를 들면, Cr, Zn, Cu, Mn, Ti, V, B, Zr, Mo, Ga, Ni 등을 들 수 있다.
이들 원소의 함유량은 개개로, Cr: 0.40질량% 이하(바람직하게는 0.20질량% 이하), Zn: 0.40질량% 이하(바람직하게는 0.35질량% 이하), Cu: 0.20질량% 이하(바람직하게는 0.10질량% 이하), Mn: 0.10질량% 이하(바람직하게는 0.06질량% 이하), Ti: 300질량ppm 이하(바람직하게는 100질량ppm 이하), V: 200질량ppm 이하(바람직하게는 150질량ppm 이하), B: 50질량ppm 이하(바람직하게는 30질량ppm 이하), Zr: 50질량ppm 이하(바람직하게는 30질량ppm 이하), Mo: 50질량ppm 이하(바람직하게는 30질량ppm 이하), Ga: 50질량ppm 이하(바람직하게는 30질량ppm 이하), Ni: 50질량ppm 이하(바람직하게는 30질량ppm 이하)인 것이 바람직하고, 총량으로서 0.5질량% 이하인 것이 보다 바람직하다. 그리고, 이 범위 내이면, 불가피적 불순물로서 함유되는 경우뿐만 아니라, 적극적으로 첨가된 경우여도, 본 발명의 효과를 방해하지 않는다.
한편, 상기한 불가피적 불순물 중에서도, 특히 Ti, V, B, Zr, Mo는, 응고 시에 판 폭 및 판 두께의 중앙부에 편석되어, 양극산화 피막에 줄 모양을 형성시킴으로써 의장성을 저하시킬 가능성이 있기 때문에, 함유량을 상기한 소정값 이하로 하는 것이 바람직하다.
상기한 Fe, Si, Cr, Zn, Cu, Mn, Ti, V, B, Zr, Mo, Ga, Ni의 함유량의 규제는, 예를 들면, 3층 전해법에 의해 정련한 지금을 사용하거나, 편석법을 이용하여 이들 성분을 배제하거나 하는 것에 의해 행할 수 있다.
(최대 길이가 4μm 이상인 금속간 화합물의 개수 밀도)
알루미늄 합금판의 표면에 존재하는 최대 길이가 4μm 이상인 금속간 화합물이란, 주로, Al-Fe계, Al-Fe-Si계, Mg-Si계 금속간 화합물인데, 당해 금속간 화합물이 많아지면, 알루미늄 합금판의 가공성을 저하시켜 버린다. 그리고, 최대 길이가 4μm 이상인 금속간 화합물의 개수 밀도가 40개/mm2 이하이면, 알루미늄 합금판은 우수한 가공성을 발휘할 수 있다.
따라서, 알루미늄 합금판의 표면에 있어서, 최대 길이가 4μm 이상인 금속간 화합물의 개수 밀도는 40개/mm2 이하이다.
한편, 최대 길이가 4μm 이상인 금속간 화합물의 개수 밀도는, 가공성을 보다 향상시킨다는 관점에서, 38개/mm2 이하인 것이 바람직하고, 35개/mm2 이하인 것이 보다 바람직하고, 32개/mm2 이하인 것이 더 바람직하며, 0개/mm2여도 된다.
그리고, 알루미늄 합금판의 표면에 있어서의 최대 길이가 4μm 이상인 금속간 화합물의 개수 밀도는 Fe, Si의 함유량, 균질화 열처리의 조건 등에 의해 제어할 수 있다.
(Al-Mg계 금속간 화합물의 면적률)
알루미늄 합금판의 표면에 존재하는 Al-Mg계 금속간 화합물이란, 주로, Al3Mg2 등의 금속간 화합물(판 표면에 있어서 최대 길이가 1μm 이하가 되는 것과 같은 미세한 금속간 화합물), 이른바 β상 화합물이고, 당해 β상 화합물이 많아지면, 양극산화 처리를 행했을 때에 β상 화합물이 양극산화 피막 중에 도입되어, 최종적으로는 양극산화 처리 알루미늄 합금판의 광택도를 저하시켜 버린다. 그리고, Al-Mg계 금속간 화합물의 면적률이 1.00% 이하이면, 양극산화 처리 후의 광택도의 저하를 억제할 수 있다.
따라서, 알루미늄 합금판의 표면에 있어서, Al-Mg계 금속간 화합물의 면적률은 1.00% 이하이다.
한편, Al-Mg계 금속간 화합물의 면적률은, 양극산화 처리 후의 광택도의 저하를 보다 억제한다는 관점에서, 0.90% 이하인 것이 바람직하고, 0.80% 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.70% 이하인 것이 더 바람직하며, 0%여도 된다.
그리고, 알루미늄 합금판의 표면에 있어서의 Al-Mg계 금속간 화합물의 면적률은 Mg의 함유량, 열간 압연의 종료 온도, 소둔 조건, 냉각 속도 등에 의해 제어할 수 있다.
금속간 화합물의 개수 밀도, 면적률에 대해서는, 알루미늄 합금판의 표면을 연마한 후, SEM 장치(예를 들면 니혼전자주식회사제 JSM-7001F), 광학 현미경(예를 들면, OLYMPUS사제 PMG3)으로 관찰해서 금속간 화합물의 사이즈, 개수, 면적을 계측하여, 산출할 수 있다.
(내력)
알루미늄 합금판의 내력에 대해서는, 적용하는 제품의 사양에 따라서 적절히 설정하면 된다. 단, 알루미늄 합금판의 내력은, 전자 기기의 하우징, 건축 재료, 구조 재료, 기기 재료와 같은 용도의 알루미늄 합금판으로서 상응한 기계적 강도를 확보하기 위해, 150MPa 이상인 것이 바람직하다. 또한, 알루미늄 합금판의 내력은, 가공 시의 균열 등의 발생을 방지하기 위해, 350MPa 이하인 것이 바람직하다.
따라서, 알루미늄 합금판의 내력은 150MPa 이상 350MPa 이하인 것이 바람직하고, 320MPa 이하가 보다 바람직하며, 300MPa 이하가 더 바람직하다.
알루미늄 합금판의 내력은 임의의 조질(調質)을 실시하는 것에 의해 제어할 수 있다.
또한, 알루미늄 합금판의 내력은 JIS Z 2241:2011에 준거한 금속 재료 인장 시험에 의해 측정할 수 있다.
(에릭센값)
본 실시형태에 따른 알루미늄 합금판은, 양극산화 피막을 형성시키기 전후에 있어서 임의의 형상으로 성형되어 사용되기 때문에, 가공성이 우수한 것이 바람직하다. 이 가공성은 에릭센값에 의해 파악할 수 있다. 그리고, 알루미늄 합금판의 에릭센값은, 전자 기기의 하우징, 건축 재료, 구조 재료, 기기 재료와 같은 용도의 알루미늄 합금판으로서 상응한 가공성을 확보하기 위해, 4.0mm 이상인 것이 바람직하다.
따라서, 알루미늄 합금판의 에릭센값은 4.0mm 이상으로 하는 것이 바람직하고, 6.0mm 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다.
알루미늄 합금판의 에릭센값은 알루미늄 합금판의 표면에 존재하는 최대 길이가 4μm 이상인 금속간 화합물의 개수 밀도로 조절할 수 있다. 한편, 알루미늄 합금판의 에릭센값은 임의의 조질을 실시하는 것에 의해 조절할 수도 있다. 이 경우, 알루미늄 합금판은 조질에 따른 에릭센값을 갖출 수 있다.
또한, 알루미늄 합금판의 에릭센값은 JIS Z 2247:2006에 준거하여 에릭센 시험을 행하는 것에 의해 구할 수 있다.
(산술 평균 거칠기)
양극산화 피막은 알루미늄 합금판의 표면으로부터 깊이 방향으로 성장하기 때문에, 알루미늄 합금판 표면의 형태가 양극산화 처리 후에도 반영된다. 따라서, 양극산화 처리 전의 알루미늄 합금판의 산술 평균 거칠기 Ra를 0.05μm 이하로 함으로써, 양극산화 처리 후에도 우수한 광택을 얻을 수 있으므로 바람직하다. 한편, 산술 평균 거칠기 Ra가 0.05μm 이하이면 알루미늄 합금판의 표면의 광택도는 거의 일정해지기 때문에, 양극산화 처리를 행한 후의 알루미늄 합금판의 표면의 광택도도 거의 일정한 값이 얻어진다. 한편, 산술 평균 거칠기 Ra가 0.05μm를 초과하면 광택이 불충분해질 가능성이 있고, 양극산화 처리 후에도 높은 광택을 얻을 수 없는 경우가 있다.
따라서, 양극산화 처리 전의 알루미늄 합금판의 산술 평균 거칠기 Ra는 0.05μm 이하가 바람직하고, 0.03μm 이하가 보다 바람직하다.
산술 평균 거칠기 Ra는 압연, 절삭 가공, 기계 연마, 화학 연마, 전해 연마 등으로 조절할 수 있다.
또한, 산술 평균 거칠기 Ra는 시판되는 표면 거칠기 측정 장치를 이용하는 것에 의해 측정할 수 있다.
[양극산화 처리 알루미늄 합금판]
본 실시형태에 따른 양극산화 처리 알루미늄 합금판은 상기한 알루미늄 합금판의 표면에 양극산화 피막이 형성된 판재이다.
그리고, 본 실시형태에 따른 알루미늄 합금판은 양극산화 피막의 표면에 있어서의 Al-Mg계 금속간 화합물의 면적률이 특정되어 있다.
이하, 본 실시형태에 따른 양극산화 처리 알루미늄 합금판의 금속간 화합물의 면적률을 특정한 이유에 대해 설명한다.
(Al-Mg계 금속간 화합물의 면적률)
양극산화 처리 알루미늄 합금판의 양극산화 피막의 표면에 존재하는 Al-Mg계 금속간 화합물이란, 주로, Al3Mg2 등의 금속간 화합물(피막 표면에 있어서 최대 길이가 1μm 이하가 되는 것과 같은 미세한 금속간 화합물), 이른바 β상 화합물이고, 당해 β상 화합물이 많아지면, 최종적으로는 양극산화 처리 알루미늄 합금판의 광택도를 저하시켜 버린다. Al-Mg계 금속간 화합물이 2.00% 이하이면, 양극산화 처리 알루미늄 합금판의 광택도의 저하를 보다 억제할 수 있다.
따라서, 양극산화 처리 알루미늄 합금판의 양극산화 피막의 표면에 있어서, Al-Mg계 금속간 화합물의 면적률은 2.00% 이하이다.
한편, Al-Mg계 금속간 화합물의 면적률은, 양극산화 처리 알루미늄 합금판의 광택도의 저하를 보다 억제한다는 관점에서, 1.80% 이하인 것이 바람직하고, 1.70% 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.50% 이하인 것이 더 바람직하며, 0%여도 된다.
그리고, 양극산화 처리 알루미늄 합금판의 양극산화 피막의 표면에 있어서의 Al-Mg계 금속간 화합물의 면적률은, 알루미늄 합금판의 표면에 있어서의 Al-Mg계 금속간 화합물의 면적률과 상관되어 있어, Mg의 함유량, 열간 압연의 종료 온도, 소둔 조건, 냉각 속도 등에 의해 제어할 수 있다.
금속간 화합물의 면적률에 대해서는, 양극산화 처리 알루미늄 합금판의 표면을 광학 현미경(예를 들면, OPLUMPUS사제 BX51M)으로 관찰해서 금속간 화합물의 사이즈, 개수, 면적을 계측하여, 산출할 수 있다.
(양극산화 피막의 피막 두께)
양극산화 피막의 피막 두께는 원하는 광택도나 색조에 따라 적절히 설정하면 된다. 단, 양극산화 피막의 피막 두께는 얇을수록 염가가 되지만, 3μm 미만에서는, 충분한 내식성, 내마모성, 의장성이 얻어지지 않는 경우가 있고, 또한 양극산화 피막을 안정되게 형성하는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 한편, 양극산화 피막의 피막 두께가 30μm 이상이 되면, 고비용이 됨과 함께, 변형되었을 때 피막에 크랙이 발생하기 쉬워지는 경우가 있다.
따라서, 양극산화 피막의 피막 두께는 3μm 이상 30μm 미만으로 하는 것이 바람직하다.
양극산화 피막의 피막 두께의 제어는 양극산화 처리에 이용하는 전해액의 종류, 전해액의 농도, 전류 밀도, 처리 시간, 처리 온도 등을 적절히 조정하는 것에 의해 행할 수 있다.
또한, 양극산화 피막의 피막 두께는 일반적으로 입수 가능한 막후계를 이용하여 측정할 수 있다.
(양극산화 처리 전후에 있어서의 광택도의 차분)
광택도나 색조는 상기와 같이 양극산화 피막의 피막 두께에 따라 변화하지만, 어떠한 피막 두께로 했다고 하더라도, 양극산화 처리 전후에 있어서의 광택도의 차분이 크면, 양극산화 처리 전후의 광택도의 낙차감이 커져, 표면의 의장성이 뒤떨어진다는 인상을 사용자에게 주게 된다. 여기에서, 광택도의 차분은 양극산화 처리를 행하기 전의 광택도와 양극산화 처리를 행하여 피막 두께가 3μm 이상 30μm 미만인 양극산화 피막을 형성한 후의 광택도의 차분 ΔG를 산출하는 것에 의해 구할 수 있다(하기 식(1) 참조).
ΔG=G양극산화 처리 전의 광택도-G양극산화 처리 후의 광택도···(1)
그리고, 알루미늄 합금판의 양극산화 처리 전후의 광택도의 차분 ΔG가 300 이하이면, 양극산화 처리 후에 있어서의 알루미늄 특유의 금속의 광택도의 저하를 확실히 억제할 수 있어, 우수한 의장성을 확보할 수 있다. 한편, 알루미늄 합금판의 양극산화 처리 전후의 광택도의 차분 ΔG가 300을 초과하면, 양극산화 처리에 의해 표면이 부옇게 흐려져, 육안으로도 현저한 금속 광택의 저하가 확인 가능해 버려, 의장성이 뒤떨어진 것이 될 가능성이 있다.
따라서, 알루미늄 합금판의 양극산화 처리 전후의 광택도의 차분 ΔG는 300 이하가 바람직하고, 260 이하가 보다 바람직하다.
알루미늄 합금판의 양극산화 처리 전후의 광택도의 차분 ΔG는 알루미늄 합금판의 표면에 있어서의 Al-Mg계 금속간 화합물의 면적률, 양극산화 처리 알루미늄 합금판의 양극산화 피막의 표면에 있어서의 Al-Mg계 금속간 화합물의 면적률 등으로 조절할 수 있다.
또한, 광택도는 일반적으로 입수 가능한 광택도계를 이용하여 입사각 60도에서 측정할 수 있다.
[알루미늄 합금판, 양극산화 처리 알루미늄 합금판의 용도]
본 실시형태에 따른 알루미늄 합금판, 양극산화 처리 알루미늄 합금판은 우수한 의장성을 나타냄(상세하게는, 양극산화 처리 후의 알루미늄 특유의 광택도의 저하가 억제됨)과 함께, 우수한 가공성을 나타내기 때문에, 의장성과 가공성이 요구되는 제품에 널리 적용할 수 있다. 예를 들면, 퍼스널 컴퓨터, 스마트 폰, 모바일 폰과 같은 전자 기기의 하우징, 건축 재료, 구조 재료, 기기 재료 등의 다양한 장식용의 제품에 적용할 수 있다.
본 실시형태에 따른 알루미늄 합금판, 및 양극산화 처리 알루미늄 합금판은 이상 설명한 대로이지만, 그 밖의 명시하고 있지 않는 특성 등에 대해서는, 종래 공지의 것이면 되고, 상기 특성에 의해 얻어지는 효과를 나타내는 한에 있어서, 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없다.
[알루미늄 합금판, 및 양극산화 처리 알루미늄 합금판의 제조 방법]
다음으로, 본 실시형태에 따른 알루미늄 합금판, 및 양극산화 처리 알루미늄 합금판의 제조 방법을 설명한다.
한편, 본 실시형태에 따른 알루미늄 합금판의 제조 방법은 주조 공정과, 균질화 열처리 공정과, 열간 압연 공정과, 냉간 압연 공정을 포함하고, 적절히 열간 압연 공정과 냉간 압연 공정 사이에 황둔(荒鈍) 공정, 냉간 압연 공정 후에 마무리 소둔 공정을 포함한다.
또한, 본 실시형태에 따른 양극산화 처리 알루미늄 합금판의 제조 방법은 상기의 알루미늄 합금판의 제조 방법의 마지막 공정 후에 양극산화 처리 공정을 포함하고, 적절히 양극산화 처리 공정 후에 봉공 처리 공정을 포함한다.
이하, 상기 각 공정을 중심으로 설명한다.
(주조 공정)
주조 공정에서는, 상기의 성분 조성인 알루미늄 합금을 용해하고, DC 주조법 등의 공지의 주조법에 의해 주조하고, 알루미늄 합금의 고상선 온도 미만까지 냉각하여, 소정 두께(예를 들면, 400∼600mm 정도)의 주괴로 한다.
(균질화 열처리 공정)
균질화 열처리 공정에서는, 주조 공정에서 주조한 주괴를 압연하기 전에, 소정 온도에서 균질화 열처리를 실시한다. 주괴에 균질화 열처리를 실시하는 것에 의해, 내부 응력이 제거되어, 주조 시에 편석된 용질 원소가 균질화되고, 또한 주조 냉각 시나 그 이후에 석출된 금속간 화합물이 성장한다.
이 균질화 열처리 공정에 있어서의 열처리 온도는 480∼550℃로 하는 것이 바람직하고, 500℃ 이상으로 하는 것이 더 바람직하다. 열처리 온도가 상기의 하한값 미만이면, Mg2Si 화합물의 석출량이 많아져, 알루미늄 합금판의 표면에 있어서의 최대 길이가 4μm 이상인 금속간 화합물의 개수 밀도가 소정값을 초과해 버릴 가능성이 높아진다. 한편, 열처리 온도가 상기의 상한값을 초과하면, 주괴가 녹아 버려, 알루미늄 합금판이 얻어지지 않게 되어 버린다.
한편, 열처리 시간에 대해서는, 예를 들면, 1∼24시간으로 하면 된다.
균질화 열처리 공정은, 균질화 열처리 후, 냉각함이 없이 열간 압연을 행하는 「1회 균열」이어도 되고, 균질화 열처리 후, 일단 열간 압연 개시 온도 이하(예를 들면, 상온)까지 냉각하고, 면삭을 행한 후에 재가열을 하여 열간 압연을 행하는 「2회 균열」이어도 되며, 균질화 열처리 후, 열간 압연 개시 온도까지 냉각하고, 열간 압연을 행하는 「2단 균열」이어도 된다.
여기에서, 「1회 균열」 「2단 균열」을 행하는 경우는, 균질화 열처리 공정 전에 면삭을 행해 두면 된다.
(열간 압연 공정)
열간 압연 공정에서는, 균질화된 주괴에 열간 압연을 실시한다.
이 열간 압연 공정에 있어서의 압연 개시 온도는, 예를 들면, 400∼550℃로 하면 되고, 압연 종료 온도는 260∼350℃로 하는 것이 바람직하다. 압연 개시 온도를 상기의 하한값 이상으로 하는 것에 의해, 적절히 알루미늄 합금판을 얻을 수 있다. 한편, 압연 개시 온도가 상기의 상한값을 초과하면, 주괴가 녹아 버려, 알루미늄 합금판을 얻을 수 없거나, 알루미늄 합금판을 얻을 수 있더라도 소부 모양이 발생해 버리거나 할 가능성이 있다. 또한, 압연 종료 온도가 상기의 하한값 미만이면, β상 화합물의 석출량이 많아져, 알루미늄 합금판의 표면에 있어서의 Al-Mg계 금속간 화합물의 면적률이나 양극산화 피막의 표면에 있어서의 당해 금속간 화합물의 면적률이 소정값을 초과해 버릴 가능성이 높아진다. 한편, 압연 종료 온도가 상기의 상한값을 초과하면, 소부 모양이 발생해 버릴 가능성이 있다.
그리고, 열간 압연 공정에 있어서, 490∼400℃의 온도역을 거치는 경우, 당해 온도역의 처리를 30분 이내에 끝내는 것이 바람직하다. 당해 온도역의 처리를 상기의 시간 이내에 끝내는 것에 의해, Mg2Si 화합물의 조대화나 석출량의 증대를 억제할 수 있다.
한편, 복수의 패스로 이루어지는 열간 압연을 실시하는 것에 의해, 원하는 판 두께의 열간 압연판(핫 코일)으로 할 수 있다.
(황둔 공정)
황둔 공정에서는, 열간 압연판에 소둔(황둔)을 실시한다. 한편, 황둔 공정은 필수의 공정은 아니다.
이 황둔 공정에 있어서의 소둔 온도는, 예를 들면, 260∼400℃로 하면 된다. 소둔 온도를 상기의 하한값 이상으로 하는 것에 의해, 지금까지의 공정에 있어서 석출되어 버린 β상 화합물을 재고용시킬 수 있다. 한편, 소둔 온도를 상기의 상한값 이하로 하는 것에 의해, 결정립 조대화에 의한 가공성의 저하를 회피할 수 있다.
한편, 소둔 시간에 대해서는, 예를 들면, 1∼12시간으로 하면 된다.
(냉간 압연 공정)
냉간 압연 공정에서는, 열간 압연판에 재결정 온도 이하(예를 들면, 상온)에서 냉간 압연을 실시한다.
이 냉간 압연 공정에 있어서의 압하율은, 예를 들면, 50∼90%로 하면 된다.
그리고, 이 냉간 압연 공정에 있어서, 중간 소둔(예를 들면, 260∼400℃, 1∼24시간)을 실시해도 된다. 한편, 중간 소둔의 소둔 온도를 상기의 하한값 이상으로 하는 것에 의해, 지금까지의 공정에 있어서 석출되어 버린 β상 화합물을 재고용시킬 수 있다.
(마무리 소둔 공정)
마무리 소둔 공정에서는, 냉간 압연판에 소둔을 실시한다. 한편, 마무리 소둔 공정은 필수의 공정은 아니다.
이 마무리 소둔 공정에 있어서의 소둔 온도는, 예를 들면, 100∼400℃로 하면 되고, 260℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 소둔 온도를 260℃ 이상으로 하는 것에 의해, 지금까지의 공정에 있어서 석출되어 버린 β상 화합물을 재고용시킬 수 있다. 한편, 소둔 온도를 상기의 상한값 이하로 하는 것에 의해, 결정립 조대화에 의한 가공성의 저하를 억제할 수 있다.
한편, 소둔 시간에 대해서는, 예를 들면, 1∼24시간으로 하면 된다.
(소정 온도역에 있어서의 냉각 속도)
β상 화합물이 석출되기 쉬운 온도역은 180∼230℃이고, 당해 온도역에서의 경과 시간(유지 시간)은 5시간 미만으로 하는 것이 바람직하다. 당해 온도역에서의 경과 시간이 상기의 상한값 이상이면, β상 화합물의 석출량이 많아져, 알루미늄 합금판의 표면에 있어서의 Al-Mg계 금속간 화합물의 면적률이나 양극산화 피막의 표면에 있어서의 당해 금속간 화합물의 면적률이 소정값을 초과해 버릴 가능성이 높아진다.
따라서, 지금까지의 공정에 있어서, 180∼230℃라는 온도역을 통과(일부 또는 전부를 통과)하는 냉각 처리의 냉각 속도는 10℃/h를 초과하는 것이 바람직하고, 15℃/h 이상인 것이 보다 바람직하다.
한편, 상기의 냉각 처리란, 예를 들면, 열간 압연 공정과 냉간 압연 공정 사이의 냉각 처리, 황둔 공정 후의 냉각 처리, 마무리 소둔 공정 후의 냉각 처리, 중간 소둔 후의 냉각 처리를 들 수 있다.
(β상 화합물 등에 관련된 제조 방법의 처리 조건: 정리)
본 실시형태에 따른 알루미늄 합금판의 제조 방법이, 황둔 공정의 소둔, 냉간 압연 공정의 중간 소둔, 마무리 소둔 공정의 소둔의 어느 것도 실시하지 않는 태양인 경우는, 균질화 열처리 공정에서의 열처리 온도, 열간 압연 공정에서의 압연 종료 온도를 상기와 같이 제어하는 것에 의해, Mg2Si 화합물과 β상 화합물의 석출량을 억제하는 것이 바람직하다. 그 결과, 표면에 있어서의 최대 길이가 4μm 이상인 금속간 화합물의 개수 밀도, Al-Mg계 금속간 화합물의 면적률이 소정값 이하가 되는 알루미늄 합금판, 양극산화 피막의 표면에 있어서의 Al-Mg계 금속간 화합물의 면적률이 소정값 이하가 되는 양극산화 처리 알루미늄 합금판을 제조할 수 있다.
한편, 본 실시형태에 따른 알루미늄 합금판의 제조 방법이, 황둔 공정의 소둔, 냉간 압연 공정의 중간 소둔, 마무리 소둔 공정의 소둔의 어느 것을 실시하는 태양인 경우는, 열간 압연 공정에 있어서 β상 화합물의 석출량이 많아졌다고 하더라도, 소정의 온도 범위의 소둔을 실시하는 것에 의해 β상 화합물을 재고용시킬 수 있다. 그 결과, 표면에 있어서의 Al-Mg계 금속간 화합물의 면적률이 소정값 이하가 되는 알루미늄 합금판, 양극산화 피막의 표면에 있어서의 Al-Mg계 금속간 화합물의 면적률이 소정값 이하가 되는 양극산화 처리 알루미늄 합금판을 제조할 수 있다.
단, 상기와 같이, 180∼230℃라는 온도역을 통과(일부 또는 전부를 통과)하는 냉각 처리의 냉각 속도가 느리면 β상 화합물이 석출되어 버리기 때문에, 상기의 어느 제조 방법이어도 당해 냉각 처리의 냉각 속도는 10℃/h를 초과하는 것이 바람직하고, 15℃/h 이상인 것이 보다 바람직하다.
(양극산화 처리 공정)
양극산화 처리 공정에서는, 얻어진 알루미늄 합금판에 양극산화 처리(알루마이트 처리)를 실시한다.
양극산화 처리 공정에서의 양극산화 처리는 공지의 처리 조건에서 행하면 된다.
예를 들면, 양극산화 처리는 알루미늄 합금판을 전극으로 하여 전해액 중에서 전기 분해함으로써 행할 수 있다. 한편, 전해액으로서는, 황산, 옥살산, 크로뮴산, 그 밖의 유기산 등을 들 수 있다. 또한, 전해액은 이들 중의 1종을 사용해도 되고, 2종 이상을 선택하여 병용해도 된다. 그리고, 전해액으로서 황산을 선택한 경우, 30℃의 20% 황산 용액에 알루미늄 합금판을 침지하고, 전류 밀도 200A/m2를 30분 걸면, 피막 두께가 약 30μm인 양극산화 피막을 형성할 수 있다. 또한, 0℃ 정도의 저온의 전해액으로 알루미늄 합금판을 처리하면, 경질인 양극산화 피막을 형성할 수 있다.
(봉공 처리 공정)
봉공 처리 공정에서는, 다공성인 양극산화 피막에 봉공 처리를 실시하는 것에 의해, 내식성을 향상시킬 수 있다. 한편, 봉공 처리 공정은 필수의 공정은 아니다.
봉공 처리 공정에서의 봉공 처리는 공지의 처리 조건에서 행하면 된다.
예를 들면, 봉공 처리는 70∼100℃의 처리액에 2∼30분간 침지함으로써 행할 수 있다. 한편, 처리액으로서는, 예를 들면, 비등 순수, 아세트산 니켈 용액, 중크로뮴산 용액, 규산 나트륨 용액 등을 들 수 있다. 그리고, 봉공 처리는, 비등 순수이면 30분 정도, 아세트산 니켈 용액이면 90℃에서 15분 정도 침지하면 된다.
(그 밖의 공정)
양극산화 처리 공정 전후에, 원하는 형상으로의 「가공 처리」를 행해도 되고, 양극산화 처리 공정 전에, 표면의 조정으로서 이른바 「전처리」를 행해도 된다.
전처리는 샌드 블라스트, 연마 등의 기계적 전처리, 탈지, 징케이트 처리, 더블 징케이트 처리, 에칭 등의 화학적 전처리 등을 들 수 있다. 예를 들면, 전처리로서, 에머리지 #1200으로 연마하고, 산화 알루미나 또는 다이아몬드 현탁액을 이용하여 버프 연마를 행하고, 그 후, 4% 인산 수용액 중에서 60℃, 20A/dm2에서 10분 전해 연마를 추가로 행하는 것에 의해, 알루미늄 합금판의 표면의 산술 평균 거칠기 Ra를 0.05μm 이하, 나아가서는 0.03μm 이하로 할 수 있다.
본 실시형태에 따른 알루미늄 합금판, 및 양극산화 처리 알루미늄 합금판의 제조 방법은 이상 설명한 대로이지만, 명시하고 있지 않는 조건에 대해서는, 종래 공지의 조건을 이용하면 되고, 본 발명의 효과를 나타내는 한에 있어서, 그 조건을 적절히 변경할 수 있음은 말할 필요도 없다.
실시예
다음으로, 본 발명에 따른 알루미늄 합금판, 및 양극산화 처리 알루미늄 합금판에 대해, 본 발명의 요건을 만족시키는 실시예와 본 발명의 요건을 만족시키지 않는 비교예를 비교하여 구체적으로 설명한다.
[공시재의 준비]
(알루미늄 합금판의 제조: 개요)
표 1의 No. 1∼18에 나타내는 화학 성분의 알루미늄 합금을 용해하고, 주조하여 주괴로 했다. 그리고, 이 주괴에 면삭을 실시한 뒤, 후에 상술하는 온도에서 8시간의 균질화 열처리를 실시했다. 그리고, 이 균질화한 주괴에 열간 압연(개시 온도와 종료 온도: 후에 상술, 490∼400℃까지의 온도역: 30분 이내)을 실시하고, 냉각 속도 20℃/h로 냉각한 후, 냉간 압연을 실시하여 1mm의 알루미늄 합금판을 제조했다.
한편, 일부의 공시재에 대해서는, 열간 압연 후에 황둔을 실시하고, 또한 일부의 공시재에 대해서는, 냉간 압연 후에 마무리 소둔을 실시하여 알루미늄 합금판을 제조했다.
(알루미늄 합금판의 제조: 상세)
No. 1∼3, 6∼9, 16, 17의 균질화 열처리의 온도는 500℃, 열간 압연의 개시 온도는 490℃, 열간 압연의 종료 온도는 300℃이며, 황둔, 마무리 소둔은 실시하고 있지 않았다.
No. 4의 균질화 열처리의 온도는 500℃, 열간 압연의 개시 온도는 490℃, 열간 압연의 종료 온도는 250℃이며, 열간 압연 후에 황둔(360℃×3h→냉각 처리: 냉각 속도 30℃/h)을 실시하고, 마무리 소둔은 실시하고 있지 않았다.
No. 5의 균질화 열처리의 온도는 500℃, 열간 압연의 개시 온도는 490℃, 열간 압연의 종료 온도는 300℃이며, 마무리 소둔(150℃×4 h)을 실시하고, 황둔은 실시하고 있지 않았다.
No. 10의 균질화 열처리의 온도는 500℃, 열간 압연의 개시 온도는 490℃, 열간 압연의 종료 온도는 250℃이며, 마무리 소둔(360℃×3h→냉각 처리: 냉각 속도 30℃/h)을 실시하고, 황둔은 실시하고 있지 않았다.
No. 11의 균질화 열처리의 온도는 500℃, 열간 압연의 개시 온도는 490℃, 열간 압연의 종료 온도는 300℃이며, 마무리 소둔(360℃×3h→냉각 처리: 냉각 속도 30℃/h)을 실시하고, 황둔은 실시하고 있지 않았다.
No. 12의 균질화 열처리의 온도는 500℃, 열간 압연의 개시 온도는 490℃, 열간 압연의 종료 온도는 300℃이며, 냉간 압연 후에 200℃×5h 유지라는 처리를 실시하고, 황둔, 마무리 소둔은 실시하고 있지 않았다.
No. 13의 균질화 열처리의 온도는 450℃, 열간 압연의 개시 온도는 420℃, 열간 압연의 종료 온도는 300℃이며, 황둔, 마무리 소둔은 실시하고 있지 않았다.
No. 14의 균질화 열처리의 온도는 500℃, 열간 압연의 개시 온도는 490℃, 열간 압연의 종료 온도는 250℃이며, 황둔, 마무리 소둔은 실시하고 있지 않았다.
No. 15의 균질화 열처리의 온도는 500℃, 열간 압연의 개시 온도는 490℃, 열간 압연의 종료 온도는 300℃였지만, 열간 압연 시에 균열이 발생했기 때문에, 열간 압연 이후의 처리는 실시하지 않았다.
No. 18의 균질화 열처리의 온도는 500℃, 열간 압연의 개시 온도는 490℃, 열간 압연의 종료 온도는 250℃이며, 열간 압연 후에 황둔(360℃×3h→냉각 처리: 냉각 속도 10℃/h)을 실시하고, 마무리 소둔은 실시하고 있지 않았다.
(양극산화 처리 알루미늄 합금판의 제조)
제조한 알루미늄 합금판의 표면을 양극산화 처리의 전처리로서 에머리지#1200으로의 연마와 버프 연마를 행하여 표면의 산술 평균 거칠기를 0.05μm 이하로 조정했다. 그 후, 약 25℃의 15% 황산 수용액에 침지하고, 2A/dm2의 전류를 약 10분 걸어 양극산화 처리를 행하여, 피막 두께 12μm의 양극산화 피막을 형성했다. 그 후, 양극산화 피막을 형성한 알루미늄 합금판을 90℃의 아세트산 니켈 용액에 30분 침지해서 봉공 처리를 행하여, 양극산화 처리 알루미늄 합금판을 제조했다.
[측정 항목, 평가 항목]
(금속간 화합물의 개수 밀도의 측정: 알루미늄 합금판의 표면)
제조한 알루미늄 합금판의 표면을 에머리지 #1200으로의 연마와 버프 연마를 행했다. 그 후, 알루미늄 합금판의 표면을, SEM 장치(니혼전자주식회사제 JSM-7001F)를 이용해서, 배율 500배로 관찰하여 화상 데이터(20시야(합계 0.864mm2))를 취득했다. 당해 화상 데이터로부터, 금속간 화합물의 사이즈, 개수를 계측하여, 최대 길이가 4μm 이상인 금속간 화합물의 개수 밀도(=1mm2당의 당해 금속간 화합물의 개수)를 산출했다.
SEM 장치에 의해 얻어진 화상 데이터로부터 금속간 화합물의 사이즈, 개수를 계측하여, 금속간 화합물의 개수 밀도를 산출함에 있어서, 당해 SEM 장치(니혼전자주식회사제 JSM-7001F)의 분석 시스템 "Analysis Station 3,8,0,31"과, 이것에 종속하는 소프트웨어인 "EX-35110 입자 해석 소프트웨어 2 3,7,0,1"을 이용했다.
한편, 화상 데이터에 있어서, 최대 길이가 4μm 이상인 금속간 화합물은 백색으로 변색되어 있었다. 또한, 화상 데이터에 있어서, 최대 길이 0.3μm 이하의 금속간 화합물에 대해서는, 검출 한계 때문에 제외되어 있었다. 여기에서, 최대 길이란, 엄밀하게는, 입자 외곽의 임의의 2점간 거리로 최대의 값이다.
(금속간 화합물의 면적률의 측정: 알루미늄 합금판의 표면)
제조한 알루미늄 합금판의 표면을 에머리지 #1200으로의 연마와 버프 연마를 행한 후, 켈러(Keller)씨 액에 10초간 침지시키는 켈러 에칭을 실시했다. 이 켈러 에칭 전후의 알루미늄 합금판의 표면을, 광학 현미경(OLYMPUS사제 PMG3)을 이용해서, 배율 200배로 관찰하여, 켈러 에칭 전후의 2개의 화상 데이터(각 화상 데이터에 대해 5시야(합계 0.645mm2))를 취득했다. 그리고, 2개의 화상 데이터로부터, 금속간 화합물의 사이즈, 개수, 면적을 계측하여, 금속간 화합물의 면적률(금속간 화합물의 면적률켈러 에칭 전, 금속간 화합물의 면적률켈러 에칭 후)을 산출했다. 한편, 금속간 화합물의 면적률은 「(관찰한 면적 중에 있어서의 검게 비치는 금속간 화합물의 면적)/(관찰한 면적)×100」에 의해 산출했다.
여기에서, 켈러 에칭 전의 화상 데이터에는, Al-Mg계 금속간 화합물 이외의 금속간 화합물이 검게 비치고, 켈러 에칭 후의 화상 데이터에는, Al-Mg계 금속간 화합물을 포함하는 모든 금속간 화합물이 검게 비치기 때문에, 「(금속간 화합물의 면적률켈러 에칭 후)-(금속간 화합물의 면적률켈러 에칭 전)」에 의해 Al-Mg계 금속간 화합물의 면적률을 산출했다.
(금속간 화합물의 면적률의 측정: 양극산화 처리 알루미늄 합금판의 표면)
제조한 양극산화 처리 알루미늄 합금판의 양극산화 피막의 표면을, 광학 현미경(OLYMPUS제 BX51M)을 이용해서, 배율 200배로 관찰하여 화상 데이터(5시야(합계 0.645mm2))를 취득했다. 당해 화상 데이터로부터, 금속간 화합물의 사이즈, 개수, 면적을 계측하여, Al-Mg계 금속간 화합물의 면적률을 산출했다.
여기에서, Al-Mg계 금속간 화합물의 면적률은 「(관찰한 면적 중에 있어서의 검게 비치는 금속간 화합물 중, 최대 길이가 1μm 이하인 금속간 화합물의 면적)/(관찰한 면적)×100」에 의해 산출했다.
한편, 양극산화 처리 알루미늄 합금판의 양극산화 피막의 표면을 광학 현미경에 의해 관찰하고 있지만, 이 관찰 방법으로 얻어진 화상 데이터에 의하면, 피막을 투과하여 피막 내부의 금속간 화합물 상태에 관한 정보가 얻어진다. 이 화상 데이터에 있어서, 피막의 피트(공동)도 검게 비치고 있었지만, 오차의 범위 내였다.
「금속간 화합물의 면적률의 측정: 알루미늄 합금판의 표면」, 「금속간 화합물의 면적률의 측정: 양극산화 처리 알루미늄 합금판의 표면」의 어느 경우에 대해서도, 광학 현미경에 의해 얻어진 화상 데이터로부터 금속간 화합물의 사이즈, 개수, 면적을 계측하여, 금속간 화합물의 면적률을 산출함에 있어서, 화상 해석 소프트웨어인 "Image Pro Plus 6.1J"를 이용했다.
또한, 화상 데이터에 있어서, 최대 길이 0.15μm 이하의 금속간 화합물에 대해서는, 검출 한계 때문에 제외되어 있었다. 여기에서, 최대 길이란, 엄밀하게는, 입자 외곽의 임의의 2점간 거리로 최대의 값이다.
(양극산화 피막의 피막 두께)
양극산화 처리를 행하여 형성한, 알루미늄 합금판의 양극산화 피막의 피막 두께는, 이소스코프 MP10(독일 Helmut. Fischer GmbH+Co.제)을 이용해서 측정했다.
(광택도의 차분 ΔG)
상기한 양극산화 처리 전의 공시재의 광택도(즉, 양극산화 처리 전의 광택도: 알루미늄 합금판의 광택도)와, 상기한 양극산화 처리와 봉공 처리를 행한 후의 공시재의 광택도(즉, 양극산화 처리 후의 광택도: 양극산화 처리 알루미늄 합금판의 광택도)를 광택도계(핸디형 광택계 PG-IIM(닛폰덴쇼쿠공업사제))로 측정하고, 하기 식(1)로부터 광택도의 차분 ΔG를 산출했다. 한편, 이들 광택도는 입사각 60도에서 측정했다.
ΔG=G양극산화 처리 전의 광택도-G양극산화 처리 후의 광택도···(1)
그리고, 양극산화 처리 후의 광택도의 저하 억제 효과에 대해서는, 양극산화 전후의 광택도의 차분 ΔG가 300 이하인 것을 합격(○), 300을 초과하는 것을 불합격(×)으로 판정했다.
(가공성)
제조한 알루미늄 합금판을 이용해서, JIS Z 2247:2006에 준거하여 에릭센 시험을 행하여, 4.0mm 이상의 것을 합격(○), 4.0mm 미만의 것을 불합격(×)으로 판정했다.
표 1에 각 공시재의 화학 성분, 측정 항목의 결과, 평가 항목의 결과를 나타낸다. 한편, 표 1 중에 있어서 밑줄을 친 수치는 본 발명의 요건을 만족시키고 있지 않는 것을 나타낸다.
Figure pat00001
[결과의 검토]
표 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 요건을 만족하는 공시재 No. 1∼11은 양극산화 처리 후의 광택도의 저하를 억제할 수 있었음과 함께, 가공성도 우수했다.
한편, 공시재 No. 12∼18은 본 발명의 요건 중 어느 것을 만족시키고 있지 않았으므로, 광택도의 저하의 억제 및 가공성 중 어느 것의 평가가 뒤떨어져 있었다. 구체적으로 설명하면 이하와 같다.
공시재 No. 12는 냉간 압연 후에 200℃에서 5시간 유지했기 때문에, β상 화합물이 석출되어, Al-Mg계 금속간 화합물의 면적률(양극산화 처리 전)의 값이 커짐과 함께, Al-Mg계 금속간 화합물의 면적률(양극산화 처리 후)의 값이 커졌다. 그 결과, 공시재 No. 12는 양극산화 처리 후의 광택도의 저하를 충분히 억제할 수 없었다.
공시재 No. 13은 균질화 처리의 열처리 온도가 낮았기 때문에, Mg2Si 화합물의 석출량이 많아져, 최대 길이가 4μm 이상인 금속간 화합물의 개수 밀도(양극산화 처리 전)의 값이 커졌다. 그 결과, 공시재 No. 13은 가공성이 뒤떨어져 있었다.
공시재 No. 14는 열간 압연의 종료 온도가 낮았기 때문에, β상 화합물이 석출되어, Al-Mg계 금속간 화합물의 면적률(양극산화 처리 전)의 값이 커짐과 함께, Al-Mg계 금속간 화합물의 면적률(양극산화 처리 후)의 값이 커졌다. 그 결과, 공시재 No. 14는 양극산화 처리 후의 광택도의 저하를 충분히 억제할 수 없었다.
공시재 No. 15는 Mg의 함유량이 많았기 때문에, 열간 압연 시에 균열이 발생해 버렸다.
공시재 No. 16은 Si의 함유량이 많았기 때문에, 최대 길이가 4μm 이상인 금속간 화합물의 개수 밀도(양극산화 처리 전)의 값이 커졌다. 그 결과, 공시재 No. 16은 가공성이 뒤떨어져 있었다.
공시재 No. 17은 Fe의 함유량이 많았기 때문에, 최대 길이가 4μm 이상인 금속간 화합물의 개수 밀도(양극산화 처리 전)의 값이 커졌다. 그 결과, 공시재 No. 17은 가공성이 뒤떨어져 있었다.
공시재 No. 18은 열간 압연의 종료 온도가 낮음과 함께, 황둔을 실시하고 있었음에도 불구하고 냉각 속도가 느렸기 때문에, β상 화합물이 석출되어, Al-Mg계 금속간 화합물의 면적률(양극산화 처리 전)의 값이 커짐과 함께, Al-Mg계 금속간 화합물의 면적률(양극산화 처리 후)의 값이 커졌다. 그 결과, 공시재 No. 18은 양극산화 처리 후의 광택도의 저하를 충분히 억제할 수 없었다.
이상으로부터, 본 발명에 따른 알루미늄 합금판, 및 양극산화 처리 알루미늄 합금판에 의하면, 양극산화 처리 후의 광택도의 저하를 억제할 수 있음과 함께, 가공성도 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.

Claims (3)

  1. Mg: 3.0질량% 이상 6.0질량% 이하, Fe: 0.07질량% 이하, Si: 0.05질량% 이하임과 함께, 잔부가 Al 및 불가피적 불순물이고,
    판의 표면에 있어서, 최대 길이가 4μm 이상인 금속간 화합물의 개수 밀도가 40개/mm2 이하임과 함께, Al-Mg계 금속간 화합물의 면적률이 1.00% 이하인 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    내력이 150MPa 이상 350MPa 이하인 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금판.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 알루미늄 합금판의 표면에 양극산화 피막이 형성된 양극산화 처리 알루미늄 합금판으로서,
    상기 양극산화 피막의 표면에 있어서, Al-Mg계 금속간 화합물의 면적률이 2.00% 이하인 것을 특징으로 하는 양극산화 처리 알루미늄 합금판.
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