WO2007043332A9 - 成形加工用アルミニウム合金材、アルミニウム合金成形加工体、およびアルミニウム合金成形加工体の製造方法 - Google Patents

成形加工用アルミニウム合金材、アルミニウム合金成形加工体、およびアルミニウム合金成形加工体の製造方法

Info

Publication number
WO2007043332A9
WO2007043332A9 PCT/JP2006/319055 JP2006319055W WO2007043332A9 WO 2007043332 A9 WO2007043332 A9 WO 2007043332A9 JP 2006319055 W JP2006319055 W JP 2006319055W WO 2007043332 A9 WO2007043332 A9 WO 2007043332A9
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
aluminum alloy
resin
alloy material
organic resin
water
Prior art date
Application number
PCT/JP2006/319055
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2007043332A1 (ja
WO2007043332A2 (ja
Inventor
Masao Komai
Koh Yoshioka
Original Assignee
Toyo Kohan Co Ltd
Masao Komai
Koh Yoshioka
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Kohan Co Ltd, Masao Komai, Koh Yoshioka filed Critical Toyo Kohan Co Ltd
Priority to JP2006534523A priority Critical patent/JPWO2007043332A1/ja
Publication of WO2007043332A1 publication Critical patent/WO2007043332A1/ja
Publication of WO2007043332A2 publication Critical patent/WO2007043332A2/ja
Publication of WO2007043332A9 publication Critical patent/WO2007043332A9/ja

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C26/00Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00

Definitions

  • the present invention relates to an aluminum alloy material for forming that is particularly excellent in forming workability, an aluminum alloy formed product formed by forming the aluminum alloy material for forming calorie, and a method for producing an aluminum alloy formed product About.
  • Aluminum alloys are lightweight and strong, such as home appliances, exterior case members of small portable electronic devices such as mopile communication devices and notebook computers, suitcases for travel, and attache scales for storing documents. It has been applied to light weight applications such as large case members, hoods, trunk lids, doors, fenders and other automotive parts.
  • the aluminum alloy is likely to adhere to or seize tools such as dies. For this reason, molding is performed using a lubricant.
  • Patent Document 1 the surface of an object to be formed such as an aluminum alloy carrier containing Mn is etched to raise A1-Mn intermetallic compound particles to the surface to roughen the surface.
  • a method of forming by applying a mineral oil based lubricant has been proposed.
  • this method can be applied only to aluminum alloys having an alloy composition in which intermetallic compound particles are raised by etching.
  • Patent Document 2 proposes a lubricant for warm working of an aluminum material obtained by adding a solid lubricant such as molybdenum disulfide to an aqueous solution of a higher fatty acid phosphate ester and an alkali metal compound. .
  • This warm-working lubricant must be dried and molded before the aluminum alloy is warm-worked, and the lubricant containing the solid lubricant must be washed and removed after processing.
  • Prior art documents relating to the present invention include the following.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 05-0665679
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 08-073883
  • the present invention exhibits an excellent lubricating effect in a temperature range of 350 ° C or less where the friction coefficient is small, and is molded with a high workability without using a solid lubricant such as lubricating oil or molybdenum disulfide.
  • An object of the present invention is to provide an aluminum alloy material for forming work that can be calorie, an aluminum alloy formed body formed by forming an aluminum alloy material for forming, and a method for producing the aluminum alloy formed body. To do.
  • the aluminum alloy material for forming according to the present invention comprises a water-soluble urethane resin, a water-soluble polyester resin, a water-soluble acrylic resin, a water-soluble epoxy resin, or these Coefficient of friction at a processing temperature of 350 ° C or less, which is obtained by coating the surface of an aluminum alloy material with one or more of the strength of one or more of the strength of the modified resin.
  • An aluminum alloy material for forming that is 2 or less (Claim 1), and in the aluminum alloy material for forming according to (Claim 1), the organic resin is a silane coupling agent, colloidal silica, lubrication It is characterized in that it contains at least one of an agent and a metal alkoxide (Claim 2), and
  • the organic resin contains a heat resistance imparting agent (Claim 3).
  • the heat resistance imparting agent is a siloxane compound (Claim 4).
  • an aluminum alloy molded processed body of the present invention is an aluminum alloy molded processed body obtained by molding any one of the above-described aluminum alloy materials for molding (claim 5). ) And
  • the aluminum alloy molded processed body is a container (Claim 7), and the aluminum alloy molded processed body of the above (Claim 7) is further characterized in that the container is a drawn container (Claim 8). ),
  • the container is a drawn container (Claim 8).
  • the squeeze ratio of the squeeze container is 4.0 or less (claim 9).
  • the method for producing an aluminum alloy molded processed article of the present invention includes modifying a water-soluble urethane resin, a water-soluble polyester resin, a water-soluble acrylic resin, a water-soluble epoxy resin, or these organic resins.
  • the aluminum alloy material for forming which is formed by coating the surface of the magnesium alloy material with one or two or more kinds of organic resin that has a strength of more than one type of resin, is processed at a temperature range of 350 ° C or lower.
  • a method for producing an aluminum alloy molded processed product (claim 10),
  • one or two of silane coupling agent, colloidal silica, lubricant, and metal alkoxide is used as the organic resin. It is characterized by the use of an organic resin containing the above (Claim 11), and
  • the organic resin further contains a heat resistance-imparting agent (Claim 12).
  • the method for producing an aluminum alloy molded article according to claim 12 is characterized in that a siloxane compound is used as the heat resistance imparting agent (claim 13).
  • the aluminum material plate used as the substrate of the aluminum alloy plate for forming according to the present invention is pure aluminum or any of JIS standard 1000 series, 2000 series, 3000 series, 5000 series, 6000 series, 700 series aluminum alloys. It is preferable that both pure aluminum and an aluminum alloy are referred to as an aluminum alloy hereinafter for the sake of simplicity.
  • These aluminum alloys are applied to the forming processes shown below as plate materials such as extruded materials, cutting materials, and hot-rolled plates. When using plate material, the plate thickness is 0.05 to 3. Omm. It is preferable.
  • the surface of these aluminum alloy materials is coated with organic resin to make aluminum alloy materials for forming.
  • the organic resin coated on the surface of the aluminum alloy material is preferably a water-soluble or water-dispersible resin, a water-soluble urethane resin, a water-soluble polyester resin, a water-soluble talyl resin, A water-soluble epoxy resin, a water-soluble acrylic-modified polyester resin obtained by modifying these organic resins, or a silicone-modified acrylic resin is preferable.
  • These organic resin may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of organic resin added is preferably in the range of 20 to 85% by weight. If it is less than 20% by weight, the formed organic resin film is undesirably damaged by processing. If it exceeds 85% by weight, there is no problem in characteristics, but it is not economical.
  • organic resins may be used by coating and drying the above-mentioned aluminum alloy material alone to form a film.
  • the following physical properties may be used. May be used in an organic resin.
  • Silane coupling agents are classified according to the type of functional group such as vinyl, epoxy, styryl, methacryloxy, attaryloxy, amino, ureido, black propionole, mercapto and isocyanate. Can all be used effectively.
  • the silane coupling agent has excellent binding properties, that is, adhesion to most of the resins.
  • the epoxy silane coupling agent KBM403 is excellent in bonding with urethane and epoxy resin
  • the amino amino silane coupling agent KBM903 is excellent in bonding with acrylic resin and the like. Show good adhesion.
  • the silane coupling agent is preferably contained at 5% by weight or less in the organic resin film, more preferably 1% by weight or less.
  • colloidal silica improves the hardness of the organic resin film and improves the abrasion resistance, and also improves the heat resistance and corrosion resistance.
  • the colloidal silica is preferably contained in the organic resin film at 50% by weight or less. When the content exceeds 50% by weight, the organic resin film becomes too hard, the workability of the organic resin film deteriorates, and cracks are likely to occur in the organic resin film during molding.
  • Lubricants include higher fatty acids such as lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, calcium salts, aluminum salts, zinc salts, barium salts, aluminum salts of these higher fatty acids, higher fatty acid esters of these, polyethylene wax Polyolefin wax such as polypropylene wax, polytetrafluoroethylene, polychlorofluoroethylene, polyvinyl fluoride
  • -Fluorine waxes such as redene and polyfluoride bull
  • inorganic powders such as graphite, molybdenum disulfide, and boron nitride
  • boron nitride can be used.
  • These lubricants are preferably contained in the organic resin film in an amount of 20% by weight or less. If the content exceeds 20% by weight, the adhesion deteriorates even during the molding of the organic resin film on the aluminum plate.
  • metal alkoxides include boron, aluminum, titanium, vanadium, manganese, iron, cobalt, copper, yttrium, zirconium, niobium, lanthanum, cerium, tantalum, and tungsten alkoxides. Can be preferably used. These metal alkoxides are preferably contained in the organic resin film at 10% by weight or less. When the content exceeds 10% by weight, the formability of the aluminum alloy material for forming work in which an organic resin film is formed on the aluminum alloy material is lowered.
  • the above silane coupling agent, colloidal silica, lubricant, and metal alkoxide are each contained alone as one kind in the organic resin film, and / or may be contained in two or more kinds.
  • the organic resin obtained as described above is applied to the surface of an aluminum alloy material and dried. An organic rosin film is formed.
  • the thickness of the organic resin film is preferably 0.1 to 50; ⁇ ⁇ as the thickness after drying, more preferably 1 to LO / zm.
  • the surface friction coefficient at the force processing temperature at which the aluminum alloy material for forming according to the present invention is obtained is preferably 0.2 or less.
  • the friction coefficient at the processing temperature is the friction coefficient at the temperature at which the aluminum alloy material for forming according to the present invention is processed, and is measured by the HEIDON ball contact type friction coefficient measurement tool (Dynamic strain Amplifer This is a value measured using slipping / scratching TEb TER HE IDON-14).
  • the aluminum alloy material for forming force according to the present invention obtained as described above has a coefficient of friction of 0.2 or less at the processing temperature, is excellent in formability, and is drawn, forged, rolled, or pressed.
  • the molding process can be suitably carried out without using a solid lubricant such as a lubricating oil that has been conventionally used for molding power such as re-foaming.
  • a solid lubricant such as a lubricating oil that has been conventionally used for molding power such as re-foaming.
  • aluminum alloy materials that are conventionally used and need to be applied with conventional lubricating oil can be formed and processed well even with solid lubricants such as lubricating oil and molybdenum disulfide.
  • the production method of the present invention and the production method capable of oil-free processing of the present invention in combination and continuously process in the conventional production process of oil coating.
  • the aluminum alloy material for forming is heated to a temperature range of 350 ° C or lower, preferably in the warm processing temperature range of 200 to 350 ° C, it is compared with the temperature range below 200 ° C.
  • the workability is improved, and it becomes possible to perform molding molding with a high degree of processing.
  • the organic resin film decomposes and discolors or cracks are formed in the film, which deteriorates the appearance and makes it difficult to improve the drawing ratio.
  • the organic resin can be used in a high temperature processing temperature range of 200 to 350 ° C or lower.
  • the oil film can be stably molded without causing discoloration or cracking, and the degree of processing can be improved.
  • the processing temperature at which the same workability as that obtained when the lubricating oil conventionally used is obtained is obtained in a temperature range of 350 ° C or lower. In this case, it is possible to make the temperature lower, and there is an advantage that unnecessary heat treatment is unnecessary.
  • the heat resistance-imparting agent it is preferable to use a heat-resistant resin such as polyimide or a siloxane compound.
  • a heat-resistant resin such as polyimide or a siloxane compound.
  • the siloxane compound include polymers and monomers of organosiloxanes such as dimethylsiloxane, jetylsiloxane, methylethylsiloxane, diphenylsiloxane, and methylphenylsiloxane, or polyalkyleneoxide groups, hydroxyl groups in these organosiloxane molecules.
  • An amide group, a carboxyl group, a sulfone group, and an amino group, those having one or more substituents of two or more are preferably used.
  • These heat resistance imparting agents are preferably contained in the organic resin film at 5 to 80% by weight, more preferably 10 to 60% by weight. In this way, by including a heat resistance imparting agent in the organic resin film, the aluminum alloy material for forming is heated to a warm working temperature range of 200 to 350 ° C., and a molding case is formed at a high degree of processing. It is possible to do this.
  • the heat resistance imparting agent may be contained alone in the organic resin, but may be contained in combination with one or more of the above silane coupling agent, colloidal silica, and lubricant. Good.
  • the aluminum alloy molded body obtained in this way can be coated on the organic rosin film as required.
  • an aluminum alloy molding processed body may be formed by molding a coating material that has been previously coated on the organic resin film of the aluminum alloy material for molding.
  • the organic resin film is dissolved and removed using an alkaline solution, or removed by using a shot blasting method in which abrasive particles are sprayed on the surface, and then a known anodic acid is removed. It is also possible to apply surface treatment such as ⁇ treatment or staking, or even apply paint on it.
  • a 0.6 mm thick aluminum alloy plate As an aluminum alloy material for forming force, a 0.6 mm thick aluminum alloy plate (JIS 50 52 H19) is provided on both sides of the resin solution shown in Table 1 or in Table 1 shown in Table 1.
  • a resin solution containing a silane coupling agent, colloidal silica, a lubricant, a metal alkoxide, and a heat resistance-imparting agent is added to the contents shown in Table 1 for each additive in a state after drying.
  • URE URE URE URE Urethane, PES:! Sul ⁇ ACR: Acrylic, EP0: ;; ⁇ Kin, AC— PES: Acrylic; Co., Ltd. Amino-based Silane Power 'Nof' Phosphorus Agent, Country 403: i-Ekoshi Chemical Co., Ltd.
  • Fluorocarbon grease ⁇ ⁇ 50 ⁇ m is squeezed and mounted on the upper and lower surfaces of aluminum :: um alloy plate during processing
  • the aluminum alloy material for the forming force test shown in sample numbers 1 to 8 obtained as described above was subjected to drawing under the following conditions and formed into a drawn container to obtain an aluminum alloy formed processed body. .
  • the processing temperature was the same for the die and the blank holder, and only the punch temperature was room temperature.
  • the limit drawing ratio at the time of drawing was obtained, and the workability was evaluated.
  • the friction coefficient at the processing temperature was measured with a HEIDON friction coefficient measuring device with a holder heating device.
  • the contact ball is a SUS ball with a diameter of 10 mm attached to the device, a measurement load of 200 g, and a measurement time of 1.6 mmZsec. It was measured.
  • Slight discoloration of the film is observed, but no damage that causes practical problems is observed.
  • Discoloration and damage of the film are observed, but it can be processed into the shape of a molded product (drawn container) and can be used as it is for internal members. In addition, by applying a simple scratch removal polishing process, a beautiful appearance can be obtained and it can be sufficiently used as an exterior member.
  • example No. 10 shows processability equal to or higher than that of the present invention.
  • the superiority of the aluminum alloy material for forming is clear.
  • drawing can be performed at a high temperature up to 350 ° C.
  • the drawing ratio is 4.0. It can be formed into an aluminum alloy molded body (drawn container) with a high degree of processing up to.
  • the aluminum alloy material for forming according to the present invention in which the surface of the aluminum alloy material is coated with a lubricated organic resin, can be produced as an aluminum alloy formed article with a high degree of workability.
  • a heat resistance imparting agent such as a siloxane compound
  • it exhibits an excellent lubricating effect in the warm processing temperature range of 200 to 350 ° C, and is used for automobiles such as hoods, trunk lids, doors, and fenders.
  • Containers such as parts, small outer cases of portable electronic devices such as mopile communication devices and laptop computers, large cases such as travel suitcases and attachment cases for storing documents, especially those with a drawing ratio of 4.0 or less It can be suitably applied to aluminum alloy molded processed bodies such as drawn containers that are drawn at a high degree of processing.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Description

明 細 書
成形加工用アルミニウム合金材、アルミニウム合金成形加工体、およびァ ルミニゥム合金成形加工体の製造方法
技術分野
[0001] 本発明は特に成形加工性に優れた成形加工用アルミニウム合金材、その成形カロ ェ用アルミニウム合金材を成形加工してなるアルミニウム合金成形加工体、およびァ ルミニゥム合金成形加工体の製造方法に関する。 背景技術
[0002] アルミニウム合金は軽量でかつ強度が大きぐ家電機器、モパイル通信機器やノー トパソコンなどの小型の携帯用電子機器などの外装ケース部材、旅行用のスーツケ ースゃ書類収納用のァタッシエケールなどの大型ケース部材、フード、トランクリツド、 ドア、フェンダなどの自動車用部材などの軽量ィ匕を目的とした用途に適用されている 。しかし、アルミニウム合金を常温で高加工度で成形カ卩ェすることはかなり困難である 。そのため、常温以上、再結晶温度以下に加熱して成形加工する温間加工を用いる 成形が行なわれるて 、るが、成形カ卩ェ時にアルミニウム合金がダイスなどの工具に凝 着や焼き付きが生じやす 、ために、潤滑剤を用いて成形加工することが行なわれて いる。
[0003] 例えば、特許文献 1は、 Mnを含有するアルミニウム合金カゝらなる被カ卩ェ物の表面 をエッチングして、表面に A1— Mn系の金属間化合物粒子を浮き出させて粗面化し た後、鉱物油系の潤滑剤を塗布して成形加工する方法を提案している。しかし、この 方法ではエッチングにより金属間化合物粒子が浮き出てくるような合金組成のアルミ ニゥム合金にしか適用できない。
[0004] また特許文献 2は、高級脂肪酸リン酸エステルとアルカリ金属化合物の水溶液に二 硫ィ匕モリブデンなどの固体潤滑材を添加してなるアルミニウム材温間加工用潤滑材 を提案して 、る。この温間加工用潤滑材はアルミニウム合金を温間加工する前に塗 布乾燥してから成形加工し、加工後に固体潤滑材を含む潤滑材を洗浄除去しなくて はならない。 [0005] 本発明に関する先行技術文献として以下のものがある。
特許文献 1:特開平 05— 065679号公報
特許文献 2:特開平 08— 073883号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] 本発明は、摩擦係数が小さぐ 350°C以下の温度域で優れた潤滑効果を発現し、 潤滑油や二硫ィ匕モリブデンなどの固体潤滑剤を用いることなぐ高加工度で成形カロ ェすることが可能な成形加工用アルミニウム合金材、その成形加工用アルミニウム合 金材を成形加工してなるアルミニウム合金成形加工体、およびアルミニウム合金成形 加工体の製造方法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0007] 本発明の目的を達成するため、本発明の成形加工用アルミニウム合金材は、水溶 性ウレタン榭脂、水溶性ポリエステル榭脂、水溶性アクリル榭脂、水溶性エポキシ榭 脂、またはこれらの有機榭脂を変性した榭脂のいずれ力 1種、または 2種以上力もな る有機榭脂をアルミニウム合金材表面に被覆してなる、 350°C以下の加工温度にお ける摩擦係数が 0. 2以下である成形加工用アルミニウム合金材 (請求項 1)であり、 上記 (請求項 1)の成形加工用アルミニウム合金材にお 、て、 前記有機樹脂がシラ ンカップリング剤、コロイダルシリカ、潤滑剤、金属アルコキシドのいずれか 1種、また は 2種以上を含有してなること (請求項 2)を特徴とし、また
上記 (請求項 1または 2)の成形加工用アルミニウム合金材にお 、て、前記有機榭 脂が耐熱性付与剤を含有してなること (請求項 3)を特徴とし、また
上記 (請求項 3)の成形加工用アルミニウム合金材にお 、て、前記耐熱性付与剤が シロキサンィ匕合物であること (請求項 4)を特徴とする。
[0008] また、本発明のアルミニウム合金成形加工体は、上記(請求項 1〜4)の 、ずれかの 成形加工用アルミニウム合金材を成形加工してなるアルミニウム合金成形加工体 (請 求項 5)であり、
上記(請求項 5)のアルミニウム合金成形カ卩ェ体にぉ 、て、 前記アルミニウム合金 成形加工体が自動車用部材であること(請求項 6)、または 前記アルミニウム合金成形加工体が容器であること(請求項 7)を特徴とし、また 上記 (請求項 7)のアルミニウム合金成形加工体にぉ 、て、 前記容器が絞り容器で あること (請求項 8)を特徴とし、また
上記 (請求項 8)のアルミニウム合金成形加工体にお!、て、前記絞り容器の絞り比が 4. 0以下であること (請求項 9)を特徴とする。
[0009] さらに、本発明のアルミニウム合金成形加工体の製造方法は、水溶性ウレタン榭脂 、水溶性ポリエステル榭脂、水溶性アクリル榭脂、水溶性エポキシ榭脂、またはこれら の有機榭脂を変性した榭脂の ヽずれか 1種、または 2種以上力もなる有機榭脂をマ グネシゥム合金材表面に被覆してなる成形加工用アルミニウム合金材を、 350°C以 下の温度範囲で成形加工することを特徴とする、アルミニウム合金成形加工体の製 造方法 (請求項 10)であり、
上記 (請求項 10)のアルミニウム合金成形加工体の製造方法にお!、て、前記有機 榭脂として、シランカップリング剤、コロイダルシリカ、潤滑剤、金属アルコキシドのい ずれか 1種、または 2種以上を含有してなる有機榭脂を用いること (請求項 11)を特徴 とし、また
上記 (請求項 11)のアルミニウム合金成形加工体の製造方法にお!、て、前記有機 榭脂として、さらに耐熱性付与剤を含有してなる有機榭脂を用いること (請求項 12)を 特徴とし、また
上記 (請求項 12)のアルミニウム合金成形加工体の製造方法にお!、て、前記耐熱 性付与剤として、シロキサンィ匕合物を用いること (請求項 13)を特徴とする。
発明を実施するための最良の形態
[0010] 以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の成形加工用アルミニウム合金板の基板となるアルミニウム材板としては、 純アルミニウムや、 JIS規格の 1000系、 2000系、 3000系、 5000系、 6000系、 700 0系のいずれかのアルミニウム合金であることが好ましい(以下、説明を簡略にするた め、純アルミニウムとアルミニウム合金の両方を併せてアルミニウム合金と称する)。こ れらのアルミニウム合金は、押出材、切削加工材、熱延板などの板材として、下記に 示す成形加工に適用する。板材を用いる場合は板厚が 0. 05〜3. Ommのものであ ることが好ましい。これらのアルミニウム合金材の表面に有機榭脂を被覆して、成形 加工用アルミニウム合金材とする。
[0011] アルミニウム合金材表面に被覆する有機榭脂としては、水溶性または水分散性榭 脂であることが好ましぐ水溶性ウレタン榭脂、水溶性ポリエステル榭脂、水溶性アタリ ル榭脂、水溶性エポキシ榭脂、またはこれらの有機榭脂を変性してなる水溶性のァク リル変性ポリエステル榭脂、フエ-ルシリコン変性アクリル榭脂などが好ましい。これら の有機榭脂は 1種のみで用いてもよいし、 2種以上を混合して用いてもよい。有機榭 脂の添カ卩%は、 20〜85重量%の範囲が望ましい。 20重量%未満では、形成した有 機榭脂皮膜が加工により損傷しやすく望ましくない。 85重量%を超えると特性上問 題ないが経済的でない。さらに、アルミニウム合金材の加工温度として、 150°Cを越 えるような温度が好適に使用される場合が多いため、耐熱性に優れた有機榭脂を使 用するのが好ましい。
[0012] これらの有機榭脂は榭脂単独で上記のアルミニウム合金材に塗布乾燥して皮膜形 成させて用いてもよいが、成形加工性や耐食性を向上させるために、下記に示す物 質を有機樹脂に含有させて用いてもよい。シランカップリング剤を含有させることによ り、有機榭脂皮膜のアルミニウム合金材に対する密着性、特に成形加工時の密着性 が著しく向上する。シランカップリング剤には、ビニル系、エポキシ系、スチリル系、メ タクリロキシ系、アタリロキシ系、アミノ系、ウレイド系、クロ口プロピノレ系、メルカプト系、 イソシァネート系などの官能基の種類によって分類され、これらはすべて効果的に使 用可能である。これは、シランカップリング剤がほとんどの榭脂に対して結合性、すな わち密着性にすぐれているためと考えられる。具体的には、エポキシ系のシランカツ プリング剤 KBM403はウレタンやエポキシ系の榭脂等との結合に優れ、ァミノ系のシ ランカップリング剤 KBM903はアクリル系の榭脂等との結合に優れ、優れた密着性 を示す。また、ウレタン系の樹脂と言っても種々の物があるため、エポキシ系のシラン カップリング剤 KBM403だけではなぐァミノ系のシランカップリング剤 KBM903でも 優れた効果が得られる。シランカップリング剤は有機榭脂皮膜中に 5重量%以下で 含有していることが好ましぐ 1重量%以下で含有していることがより好ましい。 5重量 %を超えて含有しても密着性の向上効果は飽和し、経済的に有利でなくなる。 [0013] また、コロイダルシリカを含有させることにより、有機榭脂皮膜の硬さが向上して耐疵 付性が向上し、耐熱性、耐食性も向上する。コロイダルシリカは有機榭脂皮膜中に 5 0重量%以下で含有していることが好ましい。 50重量%を超えて含有すると、有機榭 脂皮膜が硬くなりすぎて、有機榭脂皮膜の加工性が劣化し、成形加工時に有機榭脂 皮膜にクラックが生じやすくなる。
[0014] さらに、潤滑剤を含有させることにより、アルミニウム合金材に有機榭脂皮膜を形成 させた成形加工用アルミニウム合金材の成形加工性が向上する。潤滑剤としては、ラ ゥリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸などの高級脂肪酸、これらの高級 脂肪酸のカルシウム塩、アルミニウム塩、亜鉛塩、バリウム塩、アルミニウム塩、これら の高級脂肪酸エステル、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなどのポリオレフ インワックス、ポリテトラフルォロエチレン、ポリクロ口トリフルォロエチレン、ポリフッ化ビ
-リデン、ポリフッ化ビュルなどのフッ素系ワックス、グラフアイト、二硫化モリブデン、 ボロンナイトライドなどの無機質粉末などを用いることができる。これらの潤滑剤は有 機榭脂皮膜中に 20重量%以下で含有して 、ることが好ま 、。 20重量%を超えて 含有すると、アルミニウム板に対する有機榭脂皮膜の成形加工時も密着性が劣化す る。
[0015] さらにまた、金属アルコキシドを含有させることにより、アルミニウム合金材に有機榭 脂皮膜を形成させた成形加工用アルミニウム合金材の耐熱性が向上する。金属アル コキシドとしては、ボロン、アルミニウム、チタン、バナジウム、マンガン、鉄、コバルト、 銅、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、ランタン、セリウム、タンタル、タングステンのァ ルコキシドをあげることができるが、中でもチタン系のアルコキシドが好適に用いること ができる。これらの金属アルコキシドは、有機榭脂皮膜中に 10重量%以下で含有し ていることが好ましい。 10重量%を超えて含有すると、アルミニウム合金材に有機榭 脂皮膜を形成させた成形加工用アルミニウム合金材の成形加工性が低下する。上記 のシランカップリング剤、コロイダルシリカ、潤滑剤、金属アルコキシドは有機榭脂皮 膜中にそれぞれ 1種で単独で含有して!/、てもよ 、が、 2種以上が含有して 、てもよ ヽ
[0016] 上記のようにして得られる有機榭脂を、アルミニウム合金材の表面に塗布乾燥して 有機榭脂皮膜を形成させる。有機榭脂皮膜の厚さは乾燥後の厚さで 0. 1〜50 ;ζ ΐη であることが好ましぐ 1〜: LO /z mであることがより好ましい。このようにして本発明の 成形加工用アルミニウム合金材が得られる力 加工温度での表面の摩擦係数は 0. 2 以下であることが好ましい。加工温度での摩擦係数とは、本発明の成形加工用アルミ ニゥム合金材を加工する温度での摩擦係数を、 HEIDON製球接触式摩擦係数測 疋装食 (Dynamic strain Amplifer ύΚ- 34D, Peeling/ slipping/ scratching TEb TER HE IDON-14)を使用して測定した値である。
以上のようにして得られる本発明の成形力卩ェ用アルミニウム合金材は、加工温度で の摩擦係数が 0. 2以下であり、成形加工性に優れており、絞り加工、鍛造、圧延、プ レスフォージングなどの成形力卩ェでこれまで常用されていた潤滑油ゃニ硫ィ匕モリブ デンなどの固体潤滑剤を用いることなぐ好適に成形加工することができる。また、こ れまで常用されて 、た潤滑油や二硫ィ匕モリブデンなどの固体潤滑剤を併用しても好 適に成形加工することができるので、従来の潤滑油塗布が必要なアルミニウム合金 材の製造方法と本発明の無塗油加工が可能な製造方法を併用して、従来の塗油を 行なう製造工程の中で連続して加工することも可能である。さらに、成形加工用アル ミニゥム合金材を 350°C以下の温度範囲、好ましくは 200〜350°Cの温間加工温度 範囲に加熱して絞り加工すると、 200°C未満の温度域と比較してさらに加工性が向 上し、高加工度で成形カ卩ェすることが可能となる。し力し 200°Cを超える温度範囲で 成形加工する場合、有機榭脂皮膜が分解して変色したり皮膜にクラックが生じ、見栄 えが劣化するとともに絞り比を向上させることが困難になる。そのため、有機榭脂単独 での耐熱性を向上させるだけでなぐ有機榭脂皮膜にさらに耐熱性付与剤を含有さ せることにより、 200〜350°C以下の高温の温間加工温度範囲で有機榭脂皮膜が変 色したり、クラックを生じることなぐ安定して成形加工を行うことが可能となり、加工度 も向上させることができる。結果として、本発明の成形加工用アルミニウム合金材の成 形加工において、従来カゝら実施されている潤滑油を使用した場合と同じ加工性が得 られる加工温度を、 350°C以下の温度領域において、より低くすることが可能となり、 必要以上の加熱処理が不要となるメリットが得られる。もちろん、成形加工時の潤滑 油塗布が不要となることは言うまでもな 、。 [0018] 耐熱性付与剤としては、ポリイミドなどの耐熱性榭脂ゃシロキサンィ匕合物を用いるこ とが好ましい。シロキサン化合物としては、ジメチルシロキサン、ジェチルシロキサン、 メチルェチルシロキサン、ジフエニルシロキサン、メチルフエニルシロキサンなどのォ ルガノシロキサンのポリマーやモノマー、またはこれらのオルガノシロキサン分子内に ポリアルキレンォキシド基、水酸基、アミド基、カルボキシル基、スルホン基、アミノ基 のいずれか 1種または 2種以上の置換基を 1個以上有するものが好適に好適に用い られる。これらの耐熱性付与剤は、有機榭脂皮膜中に 5〜80重量%含有されている ことが好ましぐ 10〜60重量%含有されていることがより好ましい。このように、有機榭 脂皮膜中に耐熱性付与剤を含有させることにより、成形加工用アルミニウム合金材を 200〜350°Cの温間加工温度範囲まで加熱し、高加工度で成形カ卩ェすることが可 能となる。なお、耐熱性付与剤は有機樹脂に単独で含有してもよいが、上記のシラン カップリング剤、コロイダルシリカ、潤滑剤のいずれか 1種、または 2種以上と併用して 含有していてもよい。
[0019] このようにして得られるアルミニウム合金成形加工体は、必要に応じて有機榭脂皮 膜上に塗装を施すことが可能である。あるいは上記の成形加工用アルミニウム合金 材の有機榭脂皮膜上に予め塗装を施しておいた塗装材を成形加工してアルミニウム 合金成形加工体としてもよい。もちろん、有機榭脂皮膜を単独で被覆したまま使用す ることも可能である。また、アルミニウム合金成形カ卩ェ体に成形カ卩ェした後にアルカリ 溶液を用いて有機榭脂皮膜を溶解除去したり、研磨粒子を表面に吹き付けるショット ブラスト法用いて除去した後、公知の陽極酸ィ匕処理やめつきなどの表面処理を施す ことも可能であり、またはさらにその上に塗装を施すことも可能である。
実施例
[0020] 以下、実施例にて本発明を詳細に説明する。
(成形加工用アルミニウム合金材の作成)
成形力卩ェ用アルミニウム合金材として、板厚 0. 6mmのアルミニウム合金板 (JIS 50 52 H19)の両面に、表 1に示す榭脂溶液、または、表 1に示す榭脂に表 1に示すシ ランカップリング剤、コロイダルシリカ、潤滑剤、金属アルコキシド、耐熱性付与剤を含 有させてなる榭脂溶液を、乾燥後の状態でそれぞれの添加物が表 1に示す含有量と
Figure imgf000009_0002
ΐί ) URE : ウレタン、 PES : !) スァルヽ ACR : アクリル、 EP0 : ェ; Τキン、 AC— PES : ァク ; titiiホ-キシ、 EF-ACR : フ ιニルシリコン変 ftアクリル KBM903 : l g化学(株)装アミノ系シラン力'ノフ' リン 剤, 國 403 : i越化学(1ί〉製エホ'キシ系シラン フ' リン
ΤΤΕΤ ; チタニウムエトキジト*
PTFE : ホ*リテトラフ ォ ίエチレン
DMSX : シ *メチルシ キサン、 MPSX : メチルフエニルシ キサン
: フ 素榭脂フ^ λ50 μ mを絞 り 加工時にアルミ::ゥム合金板の上下面に取付け
Figure imgf000009_0001
〔 [0022] (アルミニウム合金成形加工体の作成)
上記のようにして得られた試料番号 1〜8で示す供試用の成形力卩ェ用アルミニウム 合金材を、下記の条件で絞り加工して絞り容器に成形加工し、アルミニウム合金成形 加工体とした。加工温度はダイスおよびブランクホルダーを同一温度とし、パンチ温 度のみ常温とした。この絞り加工時の限界絞り比を求め、加工性を評価した。また、 加工温度での摩擦係数を、ホルダー加熱装置が付属した HEIDON製摩擦係数測 定装置により測定した。測定に際して、ホルダーに固定した成型加工用アルミニウム 合金材をカ卩ェ時の温度に加熱した後、接触球は装置に付属した直径 10mmの SUS 球、測定荷重 200g、測定時間 1. 6mmZsecの条件で測定した。
<パンチ肩 R>
5mm
<パンチ温度 >
25°C
<ダイス温度 >
150。C、 200。C、 250。C、 300。C、 350°C
<ブランクホルダー温度 >
150。C、 200。C、 250。C、 300。C、 350°C
<絞り速度 >
ImmZ秒
<潤滑油および潤滑剤 >
本発明のアルミニウム合金材を加工する時は潤滑油および潤滑剤を不使用 [0023] 比較用として、上記のアルミニウム合金材の両面に市販の塑性カ卩ェ用油 G3080 ( 日本工作油 (株)製)を塗布したものを比較例の試料番号 9、およびアルミニウム合金 材の両面に 50 μ mの厚さのフッ素榭脂フィルムを取付けたものを比較例の試料番号 10として同様の条件で絞り加工し、比較用のアルミニウム合金成形加工体とした。な お、フッ素榭脂フィルムを取付けない試料番号 9のアルミニウム合金材の場合、加工 温度が低い場合の加工性が極めて劣っており、絞り加工することが困難であるので、 ダイス温度およびブランクホルダー温度が 200°C以上の場合にのみ絞り加工した。ま た、フッ素榭脂フィルムを取付けたアルミニウム合金材の場合は、ダイス温度および ブランクホルダー温度が 350°Cであるとフッ素榭脂フィルムの損傷が激しく絞り加工 することが困難であるので、ダイス温度およびブランクホルダー温度が 150〜300°C の場合にのみ絞り加工した。
[0024] (有機榭脂皮膜の外観の評価)
成形加工後のアルミニウム合金成形加工体 (絞り容器)表面の有機榭脂皮膜の外 観を肉眼観察し、下記の基準で評価した。
◎:皮膜の変色および損傷は認められな 、。
〇:わずかに皮膜の変色が認められるが、実用上問題となる損傷は認められない。 △:皮膜の変色および損傷が認められるが、成形加工体 (絞り容器)の形状に加工 可能 であり、内部部材等にそのまま使用可能である。また、簡単な傷取り研磨処 理等を 施すことにより、美麗な外観が得られ、十分に外装部材として使用可能で ある。
X:皮膜の激しい損傷、および成形加工体 (絞り容器)表面に実用上問題となる疵 が認 められる。
これらの結果を表 2〜3に示す。
[0025] [表 2]
s¾〔s002
Figure imgf000012_0001
Figure imgf000013_0001
-ヽ 。 to
比較例 (試料番号 10)と比較した場合、同等以上の加工性を示しており、量産用とし てはコストと生産性に問題があるフッ素榭脂フィルムを用いる方法に替わる方法として 、本発明の成形加工用アルミニウム合金材の優位性は明瞭である。さらに、有機榭 脂に耐熱性付与剤を含有させた場合は、 350°Cまでの高温で絞り加工することが可 能であり、このような高温で絞り加工した場合に絞り比が 4. 0までの高加工度でアル ミニゥム合金成形加工体 (絞り容器)に成形加工することが可能である。
産業上の利用可能性
アルミニウム合金材の表面に、潤滑製を有する有機榭脂を被覆してなる本発明の 成形加工用アルミニウム合金材は、高加工度でアルミニウム合金成形加工体として 製造することが可能であり、特に有機樹脂にシロキサンィ匕合物などの耐熱性付与剤 を含有させた場合は、 200〜350°Cの温間加工温度範囲で優れた潤滑効果が発現 し、フード、トランクリツド、ドア、フェンダーなどの自動車用部材、モパイル通信機器 やノートパソコンなどの携帯用電子機器の小型の外装ケース、旅行用のスーツケース や書類収納用のァタッシェケースなどの大型ケースなどの容器、特に絞り比が 4. 0 以下の高加工度で絞り加工する絞り容器などのアルミニウム合金成形加工体に好適 に適用することができる。

Claims

請求の範囲
[I] 水溶性ウレタン榭脂、水溶性ポリエステル榭脂、水溶性アクリル榭脂、水溶性ェポ キシ榭脂、またはこれらの有機榭脂を変性した榭脂のいずれか 1種、または 2種以上 力もなる有機榭脂をアルミニウム合金材表面に被覆してなる、 350°C以下の加工温 度における摩擦係数が 0. 2以下である成形加工用アルミニウム合金材。
[2] 前記有機樹脂がシランカップリング剤、コロイダルシリカ、潤滑剤、金属アルコキシド のいずれか 1種、または 2種以上を含有してなる請求項 1に記載の成形力卩ェ用アルミ ユウム合金材。
[3] 前記有機樹脂が耐熱性付与剤を含有してなる請求項 1または 2に記載の成形加工 用アルミニウム合金材。
[4] 前記耐熱性付与剤がシロキサン化合物である請求項 3に記載の成形加工用アルミ ユウム合金材。
[5] 請求項 1〜4の ヽずれか 1項に記載の成形加工用アルミニウム合金材を成形加工 してなるアルミニウム合金成形加工体。
[6] 前記アルミニウム合金成形加工体が自動車用部材であることを特徴とする、請求項
5に記載のアルミニウム合金成形カ卩ェ体。
[7] 前記アルミニウム合金成形加工体が容器であることを特徴とする、請求項 5に記載 のアルミニウム合金成形加工体。
[8] 前記容器が絞り容器であることを特徴とする、請求項 7に記載のアルミニウム合金成 形加工体。
[9] 前記絞り容器の絞り比が 4. 0以下であることを特徴とする、請求項 8に記載のアルミ ニゥム合金成形加工体。
[10] 水溶性ウレタン榭脂、水溶性ポリエステル榭脂、水溶性アクリル榭脂、水溶性ェポ キシ榭脂、またはこれらの有機榭脂を変性した榭脂のいずれか 1種、または 2種以上 力もなる有機榭脂をマグネシウム合金材表面に被覆してなる成形加工用アルミニウム 合金材を、 350°C以下の温度範囲で成形加工することを特徴とする、アルミニウム合 金成形加工体の製造方法。
[I I] 前記有機榭脂として、シランカップリング剤、コロイダルシリカ、潤滑剤、金属アルコ キシドのいずれ力 1種、または 2種以上を含有してなる有機榭脂を用いることを特徴と する、請求項 10に記載のアルミニウム合金成形加工体の製造方法。
[12] 前記有機榭脂として、さらに耐熱性付与剤を含有してなる有機榭脂を用いることを 特徴とする、請求項 11に記載のアルミニウム合金成形加工体の製造方法。
[13] 前記耐熱性付与剤として、シロキサン化合物を用いることを特徴とする、請求項 12 に記載のアルミニウム合金成形加工体の製造方法。
PCT/JP2006/319055 2005-10-03 2006-09-26 成形加工用アルミニウム合金材、アルミニウム合金成形加工体、およびアルミニウム合金成形加工体の製造方法 WO2007043332A2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006534523A JPWO2007043332A1 (ja) 2005-10-03 2006-09-26 成形加工用アルミニウム合金材、アルミニウム合金成形加工体、およびアルミニウム合金成形加工体の製造方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005-289479 2005-10-03
JP2005289479 2005-10-03

Publications (3)

Publication Number Publication Date
WO2007043332A1 WO2007043332A1 (ja) 2007-04-19
WO2007043332A2 WO2007043332A2 (ja) 2007-04-19
WO2007043332A9 true WO2007043332A9 (ja) 2007-06-14

Family

ID=37943222

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2006/319055 WO2007043332A2 (ja) 2005-10-03 2006-09-26 成形加工用アルミニウム合金材、アルミニウム合金成形加工体、およびアルミニウム合金成形加工体の製造方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPWO2007043332A1 (ja)
WO (1) WO2007043332A2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020004427A1 (ja) * 2018-06-27 2020-01-02 東洋鋼鈑株式会社 温間プレス成形用樹脂被覆金属板および有機樹脂フィルム

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007043332A2 (ja) 2007-04-19
JPWO2007043332A1 (ja) 2009-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR910009984B1 (ko) 성형성 및 내식성이 우수한 윤활수지 처리강판
JP2000309793A (ja) 金属材料塑性加工用水系潤滑剤
JP4963527B2 (ja) 成形加工用マグネシウム合金板、マグネシウム合金容器およびマグネシウム合金容器の製造方法
JP5105577B2 (ja) マグネシウム合金成形加工体の製造方法およびマグネシウム合金成形加工体
WO2007134178A1 (en) Lubricant for quick plastic forming of aluminum sheet
WO2017163446A1 (ja) 皮膜形成組成物及び金属材料の処理方法
JP4054539B2 (ja) 傾斜型2層潤滑皮膜を有する塑性加工用金属材料の製造方法
TWI242586B (en) Coating material and surface treated metal plate
JP5237525B2 (ja) マグネシウム合金板の成形加工性向上用処理液、それを用いたマグネシウム合金板の製造方法及び温間加工方法
WO2008026236A1 (fr) Matériau en alliage de magnésium pour un traitement de moulage, produit de traitement de moulage d&#39;alliage de magnésium et procédé de production d&#39;un produit de traitement de moulage d&#39;alliage de magnésium
WO2007043332A9 (ja) 成形加工用アルミニウム合金材、アルミニウム合金成形加工体、およびアルミニウム合金成形加工体の製造方法
JP4614446B2 (ja) 成形加工用マグネシウム合金材、マグネシウム合金成形加工体、およびマグネシウム合金成形加工体の製造方法
JP4603452B2 (ja) プレコートアルミニウム合金板及びプレス成形品の製造方法
JP3014561B2 (ja) 加工性および耐食性に優れた潤滑鋼板
WO2007040096A1 (ja) アルミニウム合金材成形加工性向上用処理液
US8490278B2 (en) Method for production of magnesium alloy molding-processed article, and magnesium alloy molding-processed article
JP3338156B2 (ja) 成形性と耐疵付性に優れた有機被覆アルミ板材料
JP4579791B2 (ja) プレコートアルミニウム合金板及びプレス成形品の製造方法
JP4004752B2 (ja) 潤滑性に優れる鋼線又は鋼線材
JP2006161126A (ja) 化成処理性に優れた潤滑処理鋼板
JPH0657441A (ja) プレス性および耐摺動摩耗性に優れた硬質潤滑めっき鋼板
JP4486798B2 (ja) 加工性に優れた樹脂被覆金属板
JPH06305074A (ja) 自動車パネル用表面処理AlまたはAl合金材
JPH08187818A (ja) プレス成形性および耐食性に優れたアルミニウム板
JP2015054422A (ja) プレコートアルミニウム合金板及びプレス成型品の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2006534523

Country of ref document: JP

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
NENP Non-entry into the national phase in:

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 06810580

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2