TWI589705B - Aluminum alloy plate attached with high-strength alumite film for electronic equipment frame and its manufacturing method - Google Patents

Description

電子機器框體用之附有高強度陽極氧化處理(alumite)皮膜之鋁合金板及其製造方法 發明領域

本發明有關於一種高強度且熱傳導性優異之鋁合金板，其係用於電子機器用之框體等，且可施以白色調並具適度黃感之陽極氧化處理皮膜者。

發明背景

Al-Fe系之8000系合金具有高強度且陽極氧化處理性較佳，因此一直以來都作為製造建材用之裝飾板或電子機器用之框體等時之素材使用。其係成形為板材後，切成所需尺寸，並視需要進行成形加工後，於外表面施以陽極氧化處理做成建材使用。此外，亦可於陽極氧化處理後加以擦光磨出光澤，做成電子機器用之框體等使用。

已開發出將前述8000系合金併同5000系合金作為基底以確保強度並規定Si、Fe、Mn量等而使陽極氧化處理色調為淡灰色之鋁合金板、或以前述8000系合金為基底以確保強度再添加Mn、Si而使陽極氧化處理色調均勻之鋁合金板及其製造方法等。此外，最近亦開發出以1000系合金為基底且已提昇陽極氧化處理皮膜之色調均勻性之鋁合金板及 其製造方法等。

以專利文獻1為例，記載了一種鋁合金板，其特徵在於由包含Fe：0.1~1.0重量%、Si：0.01~0.5重量%、Mn：0.05~1.0重量%、且剩餘部分為Al及不可避免之雜質的鋁合金構成，並經陽極氧化處理顯示均勻色調；又記載了前述鋁合金係於400~600℃下對上述組成之鋁合金鑄塊施以均質化處理，並對該鋁合金鑄塊施以熱軋加工製得熱軋板後，對該熱軋板施以包含製程退火處理及/或最終退火處理之冷軋延加工，再經陽極氧化處理呈現均勻色調而製得。

另一方面，關於以8000系合金為基底之鋁合金板，雖按均質化處理條件而有不同影響，但已知陽極氧化處理皮膜之色調容易不均，且不容易獲得具均勻性之白色調的陽極氧化處理色調。因此，又開發了一種以1000系為基底且業已提升表面粗化面之均勻性及陽極氧化覆膜之色調均勻性的鋁合金板及其製造方法。

專利文獻2中記載了一種鋁合金板及其製造方法，該鋁合金板係含有Fe：0.2~0.6重量%、Si：0.03~0.20重量%及Ti：0.005~0.05重量%，且剩餘部分由Al及不可避免之雜質構成者。如此一來，藉由適切調整材料之化學成分Fe、Si及Ti之含量，特別是令Fe/Si比在適當範圍，可抑制介穩相之形成，且金屬間化合物成為穩定相主體，表面粗化處理時凹孔之均勻性及陽極氧化覆膜之色調均勻性顯著提升。

以1000系合金為基底之合金板，其以苛性鈉進行鹼性蝕刻處理時蝕孔之均勻性及陽極氧化處理覆膜之色調 均勻性優異，進而成形性亦佳，卻有強度低之問題。因此，預料在要求白色調之陽極氧化處理色調中，亦要求高強度特性，故運用以1000系合金為基底之鋁材亦有問題。

因此，開發出高強度特性佳之Al-Mg系之陽極氧化處理用5000系合金板。

專利文獻3提出一種鋁合金板，係按質量%計含有Mg：2.0~3.0%、Cr：0.15~0.25%、Ti：0.005~0.20%、或Ti：0.005~0.20%及B：0.0005~0.05%，且剩餘部分由Al及不可避免之雜質構成，令該雜質中之Si為0.15%以下、Fe為0.4%以下、Mn為0.06%以下，並令前述Cr之含量為T_CR%、Cr之固溶量為S_CR%時，P_CR=T_CR-S_CR≦0.065%。

如此一來，含有Cr之Al-Mg系合金板，因使含Cr之金屬間化合物在預定以下，而可製造出即使被覆經硫酸浴形成之陽極氧化皮膜仍可將黃色感壓至最低並發出淡綠白色的鋁合金板。

先行技術文件 專利文獻

專利文獻1：日本特開平第08-253831號公報

專利文獻2：日本特開第2000-282159號公報

專利文獻3：日本特開第2011-179094號公報

發明概要

另外，電子機器用之框體等愈發愛用白色調且具 有均勻色調之陽極氧化處理皮膜。近年來電子機器不斷薄型小型化，因此不僅是高強度、放熱性亦佳之素材成為趨勢。

就強度高之5000系合金板而言，為提高放熱性，使本體降低容易固溶之Mg含量來提高導電率乃有效之方法。然而，如前述降低了Mg含量之5000系合金板應用在作為框體用之素材時，有時會與A5052合金板(例如精煉：H₃₂)組合使用。在此情形下，要求作為框體之色調的統一性自是當然，對於低Mg之5000系合金板上所施之陽極氧化處理皮膜則要求比照A5052合金板上所施之陽極氧化處理皮膜的色調。

然而，A5052合金若按AA規格定，則規定Mg含量為2.2~2.8質量%、Cr含量為0.15~0.35質量%，因Mg含量較高故為高強度，且陽極氧化處理皮膜之明度(L^*值)呈現稍微變高之傾向，但其反面熱傳導性差，且因含有Cr所以陽極氧化處理色調呈現容易帶有微黃感之傾向。因此，即使將專利文獻3所示之技術依樣應用於Mg含量較A5052合金低、熱傳導性良好之低Mg含量之5000系合金板上，要想獲得白色調且具適度黃感之均勻色調的陽極氧化處理皮膜仍是極為困難。

本發明係為解決上述課題而提出者，目的在於提供一種高強度且熱傳導性優異之鋁合金板，其係用於電子機器用之框體等，且可施以白色調並具適度黃感之陽極氧化處理皮膜者。

為達成該目的，本發明之陽極氧化處理用高強度鋁合金板之特徵在於包含Mg：0.80~1.8質量%、Fe：0.05~0.30質量%、Si：0.20質量%以下、Cu：0.03~0.15質量%、Mn：0.05~0.20質量%、及Cr：0.05~0.15質量%，並限制Zn：小於0.15質量%，且剩餘部分由Al及不可避免之雜質構成；並且其0.2%耐力為180MPa以上，導電率為40(IACS%)以上。

本發明之陽極氧化處理用高強度鋁合金板，其進行X射線繞射分析時積分繞射強度比(Iα-Al(Fe．Mn)Si/IAl₃Fe)宜於0.1~0.8之範圍內。

此外，該高強度陽極氧化處理用鋁合金板係藉由對具有上述成分組成之鋁合金鑄塊施以在560~620℃之溫度下保持1~5小時之均質化處理後，經過熱軋延與製程退火、或不經過製程退火，再施以最終冷軋率為15~95%之冷軋延而製造。

並且，於本發明所提供之陽極氧化處理用鋁合金板施以鹼性蝕刻作為預處理、再施以硫酸法陽極氧化處理後，可製得可呈現依據CIE規格之L*值：85~90，a*值：-1.0~-0.3，b*值：0.5~1.0之範圍之色調的陽極氧化處理皮膜。

本發明所提供之高強度且熱傳導性良好之鋁合金板，經施以陽極氧化處理時會生成白色調且具有適度黃感之均勻的陽極氧化處理皮膜，故可以低成本提供適合用 作電子機器用之框體等的陽極氧化處理材。

用以實施發明之形態

如同前述，電子機器用之框體等愈發愛用白色調且具有均勻色調之陽極氧化處理皮膜。且，用在電子機器之框體等時，更有將稍薄之鋁合金板藉由模具成形為預定形狀者，其亦要求成形後之強度。因此，所用之材料大多要求具有高強度者。

另外，對Al-Mg-Fe系鋁合金板而言，為得到白色調且色調均勻之陽極氧化處理皮膜，需使鑄塊中生成之Al₆Fe介穩相經過均質化處理而擴散變態成Al₃Fe穩定相。一般而言，鑄塊之均質化處理溫度高者，愈有以較高溫之均質化處理使鑄塊中生成之Al₆Fe介穩相擴散變態成Al₃Fe穩定相而形成白色調陽極氧化處理皮膜之傾向。

鑄塊中生成之Al₆Fe介穩相殘存於陽極氧化處理用素材內時，Al₆Fe介穩相之粒子將在不氧化之狀態下攝入陽極氧化處理皮膜中，因此皮膜厚度變厚，同時陽極氧化處理皮膜呈灰色。另一方面，鑄塊中生成之Al₃Fe穩定相殘存於陽極氧化處理用素材內時，則會氧化而攝入陽極氧化處理皮膜中，因此即使皮膜厚度變厚明度也少有降低，且陽極氧化處理皮膜難以呈現灰色。

又，如本發明為了對陽極氧化處理色調賦予適度黃感 而含有預定量之Mn時，會於鑄塊中生成有α-Al(Fe．Mn)Si相。詳細容後再述，但已確知鑄塊中生成之α-Al(Fe．Mn)Si相之粒子因均質化處理而部分固溶於本體中但殘存至最終板，並攝入陽極氧化處理皮膜中，皮膜厚度變厚的同時，陽極氧化處理皮膜容易呈灰色。

當然，包含冷軋延程序之製程退火條件在內之最終板之精煉也會使析出物之析出狀態改變，差排密度亦將改變。因此，導致鹼性蝕刻處理中之蝕孔狀態有變化，結果亦影響陽極氧化處理後之色調及色調均勻性。故，製程退火後之最終冷軋時之軋延率成為問題。

是以，本發明人等仔細調查均質化處理溫度、冷軋延(精煉)等製造條件等對陽極氧化處理皮膜之色調造成的影響。為得到可施以白色調且具有適度黃感之均勻的陽極氧化處理皮膜並為高強度且熱傳導性優異之陽極氧化處理合金板，更透過拉伸測試、導電率之測定、存在於陽極氧化處理用素材中之金屬間化合物之X射線繞射強度分析等，反覆深入檢討，據以成就本發明。

以下說明其內容。

首先，就本發明之鋁合金板所含之各元素的作用、適當含量等加以說明。

Mg：0.80~1.8質量%

為確保鋁合金板強度，Mg乃必須元素。若Mg含量小於0.80質量%，則鋁合金板之強度降低，故為不宜。若Mg含量超過1.8質量%，不僅最終板之導電率(熱傳導度)降 低，即使均質化處理溫度亦有影響，但仍有存在於鑄塊中之Mg偏析層(β-Mg相)引發燃燒(局部融解)之虞。

因此，Mg含量規定為0.80~1.8質量%。較佳之Mg含量係於0.85~1.7質量%之範圍內。更佳之Mg含量係於0.90~1.6質量%之範圍內。

Fe：0.05~0.30質量%

為確保鋁合金板強度，Fe乃必須元素。若Fe含量小於0.05質量%，則鋁合金板之強度降低，故為不宜。若Fe含量超過0.30質量%，不僅成形性降低，即使均質化處理溫度亦有影響，但殘存於最終板之α-Al(Fe．Mn)Si相之量變多，且α-Al(Fe．Mn)Si相之粒子攝入陽極氧化處理皮膜中，容易呈灰色，明度(L*值)降低，故為不宜。

因此，Fe含量規定為0.05~0.30質量%。較佳之Fe含量係於0.07~0.28質量%之範圍內。更佳之Fe含量係於0.10~0.25質量%之範圍內。

Si：0.20質量%以下

Si係由原料金屬、退料混入。Si係與Mg形成金屬間化合物，超過0.20%之範圍時，將拉低固相線溫度，無法進行保持溫度560℃以上之均質化處理。本發明中，保持溫度560℃以上之均質化處理既為必須，故規定Si含量於0.20質量%以下之範圍內。較佳之Si含量係於0.18質量%以下之範圍內。更佳之Si含量係於0.15質量%之範圍內。

Cu：0.03~0.15質量%

Cu係由原料金屬、退料混入。Cu係在對陽極氧化處理 色調賦予適度黃感(CIE規格之b*值)上所必須之元素。若Cu含量小於0.03質量%，則陽極氧化處理色調之黃感(b*值)過於減弱，且得不到框體等所必須之光澤。又，若Cu含量超過0.15質量%，即使最終板中CuAl₂或CuMgAl₂等之析出量亦有影響，但陽極氧化處理色調之黃感(b*值)變得過強。

因此，Cu含量規定為0.03~0.15質量%。較佳之Cu含量係於0.03~0.12質量%之範圍內。更佳之Cu含量係於0.03~0.10質量%之範圍內。

Mn：0.05~0.20質量%

Mn係由原料金屬、退料混入。Mn係在對陽極氧化處理色調賦予適度黃感(b*值)上所必須之元素。若Mn含量小於0.05質量%，則無法得到適度之黃感(b*值)。若Mn含量超過0.20質量%，不僅黃感(b*值)變得過強，即使均質化處理溫度亦有影響，但殘存於最終板之α-Al(Fe．Mn)Si相之量變多，且α-Al(Fe．Mn)Si相之粒子攝入陽極氧化處理皮膜中，容易呈灰色，明度(CIE規格之L*值)降低，故為不宜。

因此，Mn含量規定為0.05~0.20質量%。較佳之Mn含量係於0.05~0.18質量%之範圍內。更佳之Mn含量係於0.05~0.15質量%之範圍內。

Cr：0.05~0.15質量%

Cr係由原料金屬、退料混入。Cr係在對陽極氧化處理色調賦予適度黃感(b*值)上所必須之元素。若Cr含量小於 0.05質量%，則無法獲得適度之黃感(b*值)。若Cr含量超過0.15質量%，則陽極氧化處理色調之黃感(b*值)變得過強，故為不宜。

因此，Cr含量規定為0.05~0.15質量%。較佳之Cr含量係於0.05~0.12質量%之範圍內。更佳之Cr含量係於0.05~0.10質量%之範圍內。

Zn：小於0.15質量%

Zn係由退料不可避免地混入。Zn係加強陽極氧化處理色調之黃感(b*值)之成分。本發明中限制Zn含量小於0.15質量%。若Zn含量為0.15質量%以上，則於陽極氧化預處理亦即以苛性鈉進行之鹼性蝕刻時，溶於處理液中之Zn溶解量增加，形成含氧化鋅之鹼性浴。若持續於該鹼性浴中進行預處理，則於鋁合金板之表面上析出Zn，恐有陽極氧化處理後之外觀出現不均而損害設計性之虞。

因此，限制Zn含量小於0.15質量%。較佳之Zn含量係小於0.12質量%。更佳之Zn含量係小於0.10質量%。

Ti：0.001~0.10質量%

Ti係由原料金屬、退料混入。Ti於鑄塊鑄造時起了晶粒細化劑之作用，亦可防止鑄裂。當然Ti可單獨添加，但藉由與B共存可望達到更強力之晶粒細化效果，故亦可採Al-5%Ti-1%B等桿硬化劑之添加。若Ti含量小於0.001質量%，則鑄塊鑄造時之細化效果不充分，而有招致鑄裂之虞，故為不宜。若Ti含量超過0.10質量%，則鑄塊鑄造時將結晶出TiAl₃等粗大金屬間化合物，而有產生條狀缺陷 之可能性，故為不宜。

因此，理想之Ti含量係於0.001~0.10質量%之範圍內。較佳之Ti含量係於0.005~0.07質量%之範圍內。更佳之Ti含量係於0.01~0.05質量%之範圍內。

其他不可避免之雜質

不可避免之雜質係由原料金屬、退料等不可避免地混入者，其等之容許含量例如為Ni之小於0.10質量%、Zr之小於0.10質量%、Ga、B及V之小於0.05質量%，而Pb、Bi、Sn、Na、Ca、Sr分別為小於0.02質量%，其他各小於0.05質量%，在此範圍內即使具有不可控元素亦非會妨礙本發明之效果者。

特別是B與Ti同樣於鑄塊鑄造時起了晶粒細化劑之作用，亦可防止鑄裂。因此必要時可含有。若B含量超過0.05質量%，則變成TiB₂已穩定化之金屬間化合物，而有晶粒細化效果衰減，且陽極氧化處理色調之均勻性降低之虞，故為不宜。

又，再針對本發明之鋁合金板之必要特性加以說明。

0.2%耐力：180MPa以上

本發明之於鋁合金素材施以白色色調陽極氧化處理而成之合金板，係作為電子機器用之框體等使用，故要求高強度。尤其近來電子機器持續推進薄型小型化，因而需要即使是比過去更輕薄之材料亦難在使用時輕易變形、且營造出高級感之陽極氧化處理材料。

因此，本發明之合金板限定為拉伸測試下之0.2%耐力在180MPa以上者。

導電率：40(IACS%)以上

如前所述，近年電子機器持續推進薄型小型化，更需要放熱性佳之素材。因此，本發明之合金板限定為導電率在40(IACS%)以上者。凡導電率在40(IACS%)以上之合金板，將形成熱傳導性高、放熱性佳之素材，在電子機器之框體等之用途上甚為合適。

陽極氧化處理色調：L*值：85~90、a*值：-1.0~-0.3、b*值：0.5~1.0

詳細容後再述，但對最終板施以鹼性蝕刻、硫酸法陽極氧化處理，並於陽極氧化處理皮膜之厚度為7μm時測定色調，只要CIE規格之L*值在85~90之範圍內、同樣地a*值在-1.0~-0.3之範圍內、同樣地b*值在0.5~1.0之範圍內，即可謂可施以白色調且具適度黃感之陽極氧化處理皮膜的陽極氧化處理用素材。即，A5052合金板之陽極氧化處理色調即使因規格範圍內之組成變動或精煉、抑或陽極氧化處理皮膜厚度等重要因素而多少有些變動，本發明之陽極氧化處理用素材仍可實現比照A5052合金板之陽極氧化處理色調的色調。

積分繞射強度比(Iα-Al(Fe．Mn)Si/IAl₃Fe)：0.1~0.8

如前述，已知陽極氧化處理色調之明度(L*值)係與存在於陽極氧化處理用素材中之Fe系金屬間化合物之種類有 關。鑄塊中生成之Al₆Fe介穩相殘存於陽極氧化處理用素材內時，該Al₆Fe介穩相之粒子將在不氧化之狀態下攝入陽極氧化處理皮膜中，因此皮膜厚度變厚，同時陽極氧化處理皮膜呈灰色。另一方面，若為Al₃Fe穩定相殘存，則會氧化而攝入陽極氧化處理皮膜中，因此即使皮膜厚度變厚明度也少有降低，且陽極氧化處理皮膜難以呈現灰色。

又，如本發明為了對陽極氧化處理色調賦予適度黃感而含有預定量之Mn時，會於鑄塊中生成有α-Al(Fe．Mn)Si相。已確知鑄塊中生成之α-Al(Fe．Mn)Si相之粒子因均質化處理而部分固溶於本體中但殘存至最終板，並攝入陽極氧化處理皮膜中，皮膜厚度變厚的同時，陽極氧化處理皮膜容易呈灰色。

當然，最終板之Al₃Fe穩定相或α-Al(Fe．Mn)Si相之量係隨鋁合金組成之Fe、Mn、Si含量、均質化處理溫度等製造條件而改變。且Fe、Mn含量影響陽極氧化處理皮膜之色調的部份亦如前述。

因此，就影響陽極氧化處理皮膜之色調的因子而言，已定義是對陽極氧化處理用素材進行X射線繞射分析時之積分繞射強度比(Iα-Al(Fe．Mn)Si/IAl₃Fe)。於本發明之合金組成之範圍內，對陽極氧化處理用素材進行X射線繞射分析時，只要積分繞射強度比(Iα-Al(Fe．Mn)Si/IAl₃Fe)在0.1~0.8之範圍內，則陽極氧化處理色調落在規定範圍內。

其次，就本發明之高強度鋁合金板之製造方法 說明如下。

熔解．熔煉

將原料投入熔解爐，到達預定之熔解溫度時，斟酌投入助熔劑進行攪拌，再視必要使用吹管等進行爐內除氣後，經靜化保持使熔渣從熔液表面分離。

該熔解．熔煉係設定預定之合金成分，故母合金等原料之再投入亦為重要，但至為重要的是，留置充足之靜化時間直到前述助熔劑及熔渣從鋁合金熔液中分離浮上液面。靜化時間通常以保持30分鐘以上為佳。

熔解爐熔煉之鋁合金熔液，視情況有時暫時移至保持爐後再進行鑄造，有時則直接從熔解爐汲出鑄造。較佳之靜化時間為45分鐘以上。必要時，亦可經過線上除氣(inline degassing)、過濾器。

線上除氣係以由旋轉轉子將惰性氣體等吹入鋁熔液中，使熔液中之氫氣於惰性氣體之氣泡中擴散並去除之形式為主流。使用氮氣作為惰性氣體時，以管控露點在例如-60℃以下為要。鑄塊之氫氣量宜降低至0.20cc/100g以下。

均質化處理溫度：560~620℃

呈鑄造狀態之鑄塊中，存有α-Al(Fe．Mn)Si相。均質化處理溫度雖亦有影響，但可使該α-Al(Fe．Mn)Si相之一部分藉由均質化處理而固溶於本體中。又，Mn含量雖亦有影響，但呈鑄造狀態之鑄塊中，亦可能生成Al₆Fe、Al_mFe介穩相。即使在此情況下，仍可藉由提高設定均質 化處理溫度，使該等Al₆Fe、Al_mFe介穩相擴散變態成Al₃Fe穩定相。

若均質化處理溫度小於560℃，則α-Al(Fe．Mn)Si相之固溶或上述擴散變態所需之保持時間拉長，導致產能降低，故為不宜。若均質化處理溫度超過620℃，即使如前述與Mg量亦有關，但仍有鑄塊凝固時生成之微量Mg偏析層(β-Mg相)中引發燃燒(局部融解)之虞。

因此，均質化處理溫度設於560~620℃之範圍內。

均質化處理溫度下之保持時間：1~5小時

若均質化處理溫度之保持時間小於1小時，即使處理爐內之升溫速度等亦有影響，仍有鑄塊全體之實體溫度不到預定之均質化溫度之虞。若均質化處理溫度之保持時間超過5小時，即使均質化處理溫度亦有影響，也無法獲得更佳效果，且氧化產生鏽皮之情形加劇產能亦下降，故為不宜。因此，均質化處理溫度之保持時間設為1~5小時。

熱軋延

業經施以均質化處理之鑄塊隨後由起重機吊起，由均質化處理爐帶至熱軋延機，雖然熱軋延機之機種亦有影響，但通常經幾次軋延道次進行熱軋延做成預定厚度、例如3~8mm左右厚度之熱軋板，再捲繞於軋輥上。

冷軋延

捲繞有熱軋延板之軋輥送至冷軋機，通常施以幾道次之冷軋延。此時，因冷軋延導入之塑性應變引起加工硬化，故必要時可進行製程退火處理。製程退火也是軟化處 理，雖與材料亦有關，但通常將冷軋輥插入批式爐，於300~400℃之溫度下保持1小時以上。若保持溫度低於300℃，無法促進軟化，若保持溫度超過400℃，則產能降低以致處理成本提高。又，以連續退火爐(CAL)進行該製程退火時，係於420~480℃之溫度下保持15秒以內。若保持溫度低於420℃，無法促進軟化，若保持溫度超過480℃，則產能降低以致處理成本提高。

最終冷軋率：15~95%

如前述，包含冷軋延時之製程退火條件在內之最終板之精煉也會使析出物之析出狀態改變，差排密度亦將改變。因此，導致鹼性蝕刻處理中之蝕孔狀態有變化，結果亦影響陽極氧化處理皮膜處理後之色調及色調均勻性。

最終冷軋率小於15%時，最終板之差排密度低，故蝕孔密度亦降低，使陽極氧化處理材之明度(L*值)降低，且消除多模痕性之效果下降。若最終冷軋率為15%以上，最終板之差排密度變高蝕孔密度亦變高，使陽極氧化處理材之明度(L*值)增加，並具有消除多模痕性之效果。若最終冷軋率超過95%，則有發生卷材邊裂，以致良品率降低之虞，故為不宜。因此，最終冷軋率宜為15~95%。較佳最終冷軋率在20~95%之範圍內。最終冷軋率在30~95%之範圍內更佳。

最終退火

本發明中，在最終冷軋延後進行之最終退火，舉例言之可為藉由退火爐在溫度150~200℃下保持1小時以上之批 式處理，亦可為藉由連續退火爐在譬如200℃~250℃之溫度下保持15秒以內之連續退火處理。無論進行何者，本發明中最終退火均非必要實施，但若考慮陽極氧化處理前進行模製成形之情形，則以預先使最終板稍微軟化為宜。若考慮模製成形之成形性，宜預先以較低溫進行退火處理。此外，該較低溫之退火處理亦有作為軟化處理之意味，又有作為穩定化處理之意味。對於未施以退火處理之呈軋製狀態軋板材業已確定在長期的時間經過後耐力會降低，因此預先進行時效處理，具有使耐力長期穩定化之目的。

實施例 最終板之作成

量測預定之各種鑄錠及廢料並摻合後投入熔解爐兼保持爐內。即使經800℃熔解，仍投入2個脫渣用助熔劑1kg，繼之用攪拌棒充分攪拌爐內之鋁熔液。其次，投入Mg鑄錠再進行30分鐘之靜化後，以取樣杓採集盤形樣本至成分分析用鑄模。接著將浮上熔液表面之熔渣以攪拌棒除去，並依據先前採集之盤形樣本之中間分析結果，針對不足之成分投入添加各種鑄錠，再攪拌熔液。其後，又進行30分鐘之靜化並以取樣杓再次採集盤形樣本至成分分析用鑄模。

確認成分分析值後，從出鐵口流出熔液至流出槽，當液面到達流出槽之預定位置時，由液浸管往鑄模內開始澆鑄。當全部鑄模中液面達鑄模之預定位置時開始降下下模。下模之降下速度在恆定狀態下為50mm/min。如 此一來，即鑄造成寬1350mm×厚度560mm×長度3500mm之鑄塊。藉由放射分光光度分析對各盤形樣本進行組成分析。其最終熔液成分分析之結果示於表1。

將鑄塊前端、後端切斷後，以銑刀對鑄塊之兩面進行平面切削。將該鑄塊插入均質化處理爐，以30℃/hr之升溫速度加熱至預定溫度(530℃、580℃)，在預定溫度下保持1小時，施以均質化處理。隨後以起重機吊起鑄塊，使其由均質化處理爐移動至熱軋延機之台上，以熱軋延機施以熱軋延直到形成預定之厚度，作成熱軋延板並捲繞於軋輥上。

隨後，於該熱軋延板施以冷軋延，並在預定厚度下施以製程退火、或不施以製程退火，製得最終厚度0.8mm之冷軋板。進而施以最終退火時，係將冷軋板送至連續退火爐(CAL)，進行在預定溫度下保持15秒以內之連續退火處理後，經水冷，或進行在預定溫度下保持1小時之批式退火處理後，令卷材進行空氣冷卻。表2所示為供試材之製造條件。

其次，針對所得之最終板(各供試材)進行拉伸特性之評估。

拉伸特性之評估

所得之最終板之強度評估係藉由拉伸測試之0.2%耐力(MPa)進行。具體言之，在拉伸方向與軋延方向成平行之情形下，取JIS5號測試片依據JISZ2241進行拉伸測試，求出拉伸強度、0.2%耐力、伸長度(斷裂伸長度)。本說明書中，0.2%耐力為180MPa以上之供試材視為強度良好(○)，0.2%耐力小於180MPa之供試材視為強度不足(×)。評估結果示於表3。

對於所得之最終板，進行以下所示之鹼性蝕刻處理。鹼性蝕刻處理時，首先於常溫下將供試材浸漬30質量%硝酸溶液5分鐘後，經過充分水洗，繼之在50℃下浸漬5質量%氫氧化鈉溶液3分鐘後加以水洗，再於常溫下浸漬30質量%硝酸溶液3分鐘後加以水洗。

其次於陽極氧化處理時，令供試材於硫酸濃度170g/L、溶解Al：10g/L之溶液中在液溫18℃、電流密度1.0A/dm²下進行陽極氧化處理，經陽極氧化處理直到皮膜厚度為7μm後，進行水洗，並使其於95℃下進行15分鐘封孔處理後，加以水洗並經常溫乾燥。

色調之評估

對按上述實施而成之陽極氧化處理皮膜(7μm厚度)之色調加以測定並進行評估。陽極氧化處理皮膜色調之測定係利用色度色差計(CR-300 MINOLTA公司製)並以D65光源 依據JIS Z8722進行。測色值係按CIE規格之L*a*b*表色系統表示。L*值表示明度，數值越大越明亮，越接近白色調。a*值與b*值表示色相，a*值之+側表示紅色，-側表示綠色，b*值之+側表示黃色，-側表示藍色，各自之絕對值越大色相越強。

本說明書中，L*值於85~90範圍內之供試材視為色調評估良好(○)，L*值於85~90範圍外之供試材視為色調評估不佳(×)。a*值於-1.0~-0.3範圍內之供試材視為色調評估良好(○)，a*值於-1.0~-0.3範圍外之供試材視為色調評估不佳(×)。b*值於0.5~1.0範圍內之供試材視為色調評估良好(○)，b*值於0.5~1.0範圍外之供試材視為色調評估不佳(×)。評估結果一併示於表3。

導電率之評估

導電率(IACS%)係以導電率計(AUTOSIGMA 2000日本HOCKING(股)公司製)實施測定。導電率在40(IACS%)以上之供試材視為導電率良好(○)，導電率小於40(IACS%)之供試材視為導電率不佳(×)。評估結果一併示於表3。

綜合評估

綜合評估係僅將陽極氧化處理皮膜之厚度為7μm時陽極氧化處理色調之測定結果之L*值、a*值、b*值全在上述基準範圍內，0.2%耐力在180MPa以上且導電率在40(IACS%)以上之滿足全部條件之供試材視為綜合評估良好(○)，前述項目但凡有一項不滿足均視為綜合評估不佳(×)。

實施例1~3之供試材，其合金組成於規定範圍內，陽極氧化處理色調之L*值、a*值、b*值全在上述基準範圍內，耐力為180MPa以上，導電率在40(IACS%)以上，綜合評估良好(○)。

比較例1之供試材(A5052合金組成)，其Mg含量高達2.7質量%，故均質化處理溫度拉低設定為530℃。比較例1之供試材，其Mn含量低至0.02質量%，但Cr含量高達0.18質量%，故陽極氧化處理色調之L*值、a*值、b*值均於規定範圍內。但因Mg含量高達2.7質量%，故導電率過低變 成35(IACS%)，落在規定範圍外。

比較例2之供試材因均質化處理溫度低至530℃，故陽極氧化處理色調之L*值過低落在規定範圍外。又，因Cu含量低至0.02質量%，故陽極氧化處理色調之b*值過低落在規定範圍外。

比較例3之供試材因均質化處理溫度高達580℃，故陽極氧化處理色調之L*值在規定範圍內。但因Cu含量低至0.02質量%，故陽極氧化處理色調之b*值過低落在規定範圍外。

比較例4之供試材因Cu含量高達0.17質量%，故陽極氧化處理色調之L*值低、b*值過高，落在規定範圍外。

比較例5之供試材，其Fe含量高達0.34質量%，但Mn含量、Cr含量、Mg含量皆低至小於0.01質量%，故陽極氧化處理色調之L*值、a*值、b*值均於規定範圍內。但因Mg含量小於0.01質量%，故耐力過低變成110MPa，落在規定範圍外。

比較例6之供試材，其Fe含量高達0.49質量%，且Mn含量為1.09質量%之極高值，甚至均質化處理溫度低至530℃，故陽極氧化處理色調之L*值低，a*值、b*值過高，皆落在規定範圍外。

比較例7之供試材因Mn含量、Cr含量均低至0.01質量%，故陽極氧化處理色調之b*值過低落在規定範圍外。

此處採用XRD裝置進行半定量強度分析。

XRD裝置係利用Rigaku Corporation製X射線繞射裝置 RAD-rR進行測定。測定條件設定為射線管Cu-Kα、管電壓50kV、管電流200mA、掃描速度1°/min、掃描範圍(2θ)10°~70°。且，在測出之代表各相之峰值中，針對強度高、並與源自其他成分之峰值無重複之1峰值，亦即針對α-Al(Fe．Mn)Si在2θ=41.7°附近、Al₃Fe在2θ=24.1°附近、Al_mFe在2θ=25.7°附近之峰值求取積分繞射強度。另外，該等積分繞射強度係按各試樣以3次之平均值(n=3)算出。表4所示者係業經分析之供試材No、均質化處理溫度、陽極氧化處理膜厚7μm時之L*值、及XRD繞射之強度測定結果。

實施例1~3之供試材，其合金組成於規定範圍內，陽極氧化處理色調之L*值為85以上，積分繞射強度比 (Iα-Al(Fe．Mn)Si/IAl₃Fe)係於0.1~0.8之範圍內。

由針對6種類的全部供試材評估之結果看來，確認至少最終板中未殘存Al₆Fe介穩相。又，從比較例2、3之供試材全為相同合金組成(E合金)，僅均質化處理溫度不同的情形看來，可確認將均質化處理溫度設定為高溫，則鑄塊中生成之α-Al(Fe．Mn)Si相傾向固溶於本體中，以及被認為是生成於鑄塊中之Al_mFe介穩相傾向因均質化處理而擴散變態成Al₃Fe穩定相。

如前述為Al₃Fe穩定相之狀態下，即使陽極氧化處理皮膜之皮膜厚度變厚，明度(L*值)也少有降低，且陽極氧化處理皮膜難呈灰色。由X射線繞射分析之結果看來，認為在α-Al(Fe．Mn)Si相之狀態下，若攝入陽極氧化皮膜中，則皮膜厚度變厚，且陽極氧化處理皮膜容易呈灰色。將均質化處理溫度設定較高時，鑄造中結晶而成之α-Al(Fe．Mn)Si相傾向因均質化處理而部分固溶於本體中。然而，若Mn含量變高，則殘存於最終板之α-Al(Fe．Mn)Si相之量亦變多，因此陽極氧化處理皮膜容易呈灰色、L*值降低乃顯而易見。附帶一提，比較例1之供試材儘管均質化處理溫度低至530℃，但應是主要因Mn含量低至0.02質量%，而使L*值顯示為86.0。由此亦可理解為，藉由限制Mn含量，再提高設定固溶處理溫度，可降低最終板中α-Al(Fe．Mn)Si相之晶析出量，並抑制L*值降低。

產業上之可利用性

承上，藉由本發明，可提供一種高強度且熱傳導性優異之鋁合金板，其係用於電子機器用之框體等，且可施以白色調並具適度黃感之陽極氧化處理皮膜者。

Claims (4)

1. 一種電子機器框體用之附有高強度陽極氧化處理(alumite)皮膜之鋁合金板，其特徵在於：對下述高強度陽極氧化處理用鋁合金板施以鹼性蝕刻作為預處理、再施以硫酸法陽極氧化處理後之陽極氧化處理皮膜的色調範圍係L*值：85~90，a*值：-1.0~-0.3，b*值：0.5~1.0；該高強度陽極氧化處理用鋁合金板包含Mg：0.80~1.8質量%、Fe：0.05~0.30質量%、Si：0.20質量%以下、Cu：0.03~0.15質量%、Mn：0.05~0.20質量%、及Cr：0.05~0.15質量%，並限制Zn：小於0.15質量%，且剩餘部分由Al及不可避免之雜質構成，並且其0.2%耐力為180MPa以上，導電率為40以上(IACS%)，而且其進行X射線繞射分析時積分繞射強度比(Iα-Al(Fe．Mn)Si/IAl₃Fe)係於0.1~0.8之範圍內。
2. 如請求項1之電子機器框體用之附有高強度陽極氧化處理(alumite)皮膜之鋁合金板，其係與附有陽極氧化處理皮膜之A5052合金板組合作為電子機器之框體使用。
3. 一種電子機器框體用之附有高強度陽極氧化處理(alumite)皮膜之鋁合金板之製造方法，其特徵在於：其係用以製造如請求項1之電子機器框體用之附有高強度陽極氧化處理皮膜之鋁合金板的方法；並且其係對具有如請求項1所載成分組成之鋁合金鑄塊施以在560~620℃之溫度下保持1~5小時之均質化處理 後，經過熱軋延與製程退火、或不經過製成退火再施以最終冷軋率為15~95%之冷軋延後，施以鹼性蝕刻作為預處理、再施以硫酸法陽極氧化處理。
4. 如請求項3之電子機器框體用之附有高強度陽極氧化處理(alumite)皮膜之鋁合金板之製造方法，其係於前述冷軋延後再施以最終退火。