WO2020054847A1 - アルミニウム合金の押出材、建具及びアルミニウム合金の押出材の製造方法 - Google Patents

アルミニウム合金の押出材、建具及びアルミニウム合金の押出材の製造方法 Download PDF

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aluminum
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遼 木村
知典 津村
慎助 河村
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Lixil Corp
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
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    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
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    • C25D11/02—Anodisation
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    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/16—Pretreatment, e.g. desmutting

Definitions

  • the present invention relates to an aluminum alloy extruded material, a fitting, and a method for producing an aluminum alloy extruded material.
  • Priority is claimed on Japanese Patent Application No. 2018-172385 filed on Sep. 14, 2018, the content of which is incorporated herein by reference.
  • Metal profiles are widely used as building materials such as sashes.
  • sashes and the like have been required to have a high-class appearance, and for example, stainless steel members have been used as building materials.
  • Stainless steel is excellent in glitter, but the cost of stainless steel, which is the material of the stainless steel, is high. For this reason, there has been a demand for a low-cost shape that can be produced instead of a stainless steel shape.
  • a low-cost producible profile is an extruded aluminum alloy made of an aluminum alloy.
  • an extruded material of an aluminum alloy is manufactured by extruding a billet of an aluminum alloy and subjecting the aluminum raw material obtained after the extrusion to anodization.
  • the anodic oxidation treatment is a treatment for improving the corrosion resistance and wear resistance of the extruded material of the aluminum alloy.
  • an oxide film is formed on the surface of the aluminum raw material.
  • the oxide film is called an alumite film.
  • the impurities contained in the aluminum alloy are precipitated in the alumite film.
  • Typical impurities are iron (Fe) and silicon (Si).
  • Precipitation of impurities in the alumite film causes the aluminum alloy extruded material to look cloudy, and reduces the glitter of the aluminum alloy extruded material.
  • Patent Literature 1 discloses an aluminum alloy manufactured to improve glitter.
  • the aluminum alloy of Patent Document 1 includes 0.35 to 0.45% by mass of magnesium (Mg), 0.35 to 0.45% by mass of Si, and 0.16 to 0.25% by mass of copper (Cu). ).
  • the ratio between the Mg content and the Si content is 0.80 to 1.20.
  • the aluminum alloy of Patent Document 1 contains 0.10% by mass or less of Fe as impurities and inevitable impurities of 0.05% by mass or less in total.
  • a magnesium silicide (Mg 2 Si) compound having a particle size of 0.5 to 3 ⁇ m and 300 to 1500 particles / mm 2 exists in the aluminum alloy of Patent Document 1.
  • Patent Literature 2 discloses a component including a metal substrate having a surface having a point and a sharp dent and an oxide layer (alumite film) disposed on the surface of the metal substrate.
  • the thickness of the alumite film of Patent Document 2 is 10 ⁇ m to 20 ⁇ m.
  • A6063 aluminum alloy (hereinafter referred to as A6063 alloy).
  • the Cu content of the aluminum alloy described in Patent Document 1 is larger than that of the A6063 alloy.
  • a high-purity aluminum raw material is used. Therefore, when an extruded material is manufactured using the aluminum alloy described in Patent Literature 1, the manufacturing cost increases.
  • the thickness of the alumite film is limited to the range of 10 ⁇ m to 20 ⁇ m, but the component amount of the aluminum alloy is not controlled. Therefore, in the component described in Patent Document 2, sufficient glitter cannot be obtained.
  • the present invention provides an aluminum alloy extruded material, a fitting, and a method for manufacturing an aluminum alloy extruded material which is made of the A6063 alloy and has high glitter.
  • the extruded material of the aluminum alloy according to the present invention includes an aluminum base, and an alumite film formed on the surface of the base of the aluminum base.
  • the extruded material of the aluminum alloy according to the present invention comprises 0.20 wt% to 0.53 wt% of Si, 0.18 wt% or less of Fe, 0.10 wt% or less of Cu, and 0.10 wt% or less of Cu. Wt% or less of Mn, 0.45 wt% or more and 0.9 wt% or less of Mg, 0.10 wt% or less of Cr, 0.10 wt% or less of Zn, and 0.04 wt% or less of And Ti, and further contains Al and inevitable impurities.
  • a plurality of hairlines are formed on the surface of the substrate along the longitudinal direction of the aluminum substrate.
  • the thickness of the alumite film is 4 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the fitting according to the present invention is configured to include the extruded material of the above-described aluminum alloy.
  • the method for producing an aluminum alloy extruded material according to the present invention comprises the following steps: 0.20 wt% to 0.53 wt% of Si, 0.18 wt% or less of Fe, and 0.10 wt% or less of Cu; 0.10 wt% or less of Mn, 0.45 wt% or more and 0.9 wt% or less of Mg, 0.10 wt% or less of Cu, 0.10 wt% or less of Zn, and 0.04 wt% % Or less, and an aluminum alloy billet containing Al and unavoidable impurities is cast, the aluminum alloy billet is extruded to form an aluminum raw material, and the aluminum raw material surface is polished.
  • Forming a plurality of hair lines on the polished surface of the raw material along the longitudinal direction of the aluminum raw material, anodizing the aluminum raw material on which the hair lines are formed, and forming a substrate surface of an aluminum base material Thickness includes forming a 10 ⁇ m following alumite film than 4 [mu] m.
  • FIG. 1 is a perspective view of an aluminum alloy extruded material of one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a sectional view of a part of the extruded material of the aluminum alloy shown in FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an example of a method for manufacturing an extruded aluminum alloy according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a sectional view of a part of the aluminum raw material shown in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating an example of a method for manufacturing an extruded aluminum alloy according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of a method for manufacturing an extruded aluminum alloy according to one embodiment of the present invention. It is a perspective view of the extruded material of the aluminum alloy experimentally manufactured in each example from Example 1 to Example 9.
  • the extruded material 10 of an aluminum alloy extends along a predetermined direction (hereinafter, a longitudinal direction L) and has a predetermined cross-sectional shape.
  • the use of the aluminum alloy extruded material 10 is, for example, a frame of a sash (fitting), a sash (fitting) for a store, a front sash (fitting) used for a facade, a door (fitting), an automatic door (fitting), and various other types. It is a building material and includes a wide range of applications to which A6063 alloy can be applied.
  • the predetermined cross-sectional shape of the aluminum alloy extruded material 10 is appropriately designed according to the application, and is not particularly limited.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a portion 19 of the extruded material 10 of the aluminum alloy cut along a plane (not shown) orthogonal to the longitudinal direction L and viewed along the longitudinal direction L.
  • the extruded material 10 of an aluminum alloy has an aluminum base 12 and an alumite coating 22 formed on a surface (base surface) 13 of the aluminum base 12.
  • the extruded material 10 of an aluminum alloy satisfies at least the standard of A6063 of JIS.
  • the extruded aluminum alloy material meeting the JIS A6063 standard (hereinafter, extruded A6063) has a Si content of 0.20% by weight or more and 0.6% by weight or less.
  • the A6063 extruded material has a Fe content of 0.35% by weight or less.
  • the A6063 extruded material has a Cu content of 0.10% by weight or less.
  • the content of manganese (Mn) in the A6063 extruded material is 0.10% by weight or less.
  • the content of Mg in the extruded A6063 is 0.45% by weight or more and 0.9% by weight or less.
  • the content of chromium (Cr) in the extruded A6063 material is 0.10% by weight or less.
  • the content of zinc (Zn) in the extruded material of A6063 is 0.10% by weight or less.
  • the content of titanium (Ti) in the extruded material of A6063 is 0.10% by weight or less.
  • the A6063 extruded material contains aluminum (Al) and unavoidable impurities, in addition to the plurality of metals described above.
  • the lower limit of the content of each of Fe, Cu, Mn, Cr, Zn, and Ti for which the lower limit is not specified in the aforementioned A6063 extruded material is 0.00% by weight.
  • the content of Fe in the extruded material 10 of the aluminum alloy according to the present embodiment is smaller than that of the extruded material of the aluminum alloy A6063, and is not less than 0.00% by weight and not more than 0.18% by weight.
  • the glitter of the aluminum alloy extruded material 10 is enhanced. If the Fe content of the aluminum alloy extruded material 10 exceeds 0.18% by weight, the alumite film 22 becomes cloudy and the glitter of the aluminum alloy extruded material 10 is reduced.
  • the L * a * b * color system is a standard of the color system by the International Commission on Illumination (hereinafter CIE).
  • CIE International Commission on Illumination
  • a color difference close to the color difference visually recognized by a user or an observer of the extruded material 10 of the aluminum alloy can be represented.
  • the L * value is a value on the brightness axis in the L * a * b * color system.
  • the L * value of the extruded aluminum alloy is such that the glitter of the extruded aluminum alloy is equivalent to the glitter of the stainless steel profile when viewed from an observer. Means that it is set in a range that can be determined.
  • the L * value of the extruded material 10 of the aluminum alloy is 20.7 or less, the glittering property is enhanced, and an appearance excellent in aesthetics and design can be obtained.
  • the L * value of the aluminum alloy extruded material 10 is measured using, for example, a spectrophotometer CM-M6 (manufactured by Konica Minolta Japan).
  • CM-M6 spectrophotometer
  • the light is applied to the extruded material 10 of the aluminum alloy at an incident angle of 45 ° with respect to an orthogonal plane (not shown) orthogonal to a reference plane (not shown) parallel to the surface 13.
  • the predetermined light receiving angles include six types of light receiving angles of -15 °, + 15 °, + 25 °, + 45 °, + 75 °, and + 110 °.
  • the six types of light receiving angles represent angles when an angle of 45 ° with respect to the orthogonal plane on the side opposite to the light incident side with respect to the orthogonal plane is 0 °.
  • the signs of the six types of light receiving angles are positive (+) if the angle of the surface on the orthogonal surface side with respect to the surface with the light receiving angle of 0 ° is opposite to the surface opposite to the orthogonal surface with the light receiving angle of 0 °. Is negative (-) if the angle of the surface is.
  • the L * value of the extruded material 10 of the aluminum alloy represents a value measured at a light receiving angle of + 110 °.
  • the a * value and the b * value of the L * a * b * color system do not affect the glitter and appearance of the extruded material 10 of an aluminum alloy and the stainless steel material, and are not considered in this specification.
  • the extruded material 10 of the aluminum alloy has a Si content of 0.20 to 0.53% by weight, and the extruded material 10 of an aluminum alloy has a Ti content of 0.004 to 0.04% by weight. It is.
  • the cloudiness of the alumite coating 22 is suppressed, and the glitter of the aluminum alloy extruded material 10 is enhanced.
  • the content of Cu in the aluminum alloy extruded material 10 is 0.00% by weight or more and 0.10% by weight or less.
  • the content of Mn in the extruded material 10 of the aluminum alloy is 0.00% by weight or more and 0.10% by weight or less.
  • the content of Mg in the extruded material 10 of the aluminum alloy is 0.45% by weight or more and 0.9% by weight or less.
  • the content of Cr in the extruded material 10 of the aluminum alloy is 0.00% by weight or more and 0.10% by weight or less.
  • the content of Zn in the aluminum alloy extruded material 10 is not less than 0.00% by weight and not more than 0.10% by weight.
  • the Cu content of the extruded material 10 of the aluminum alloy is 0.03% by weight or less. Also, the glitter of the aluminum alloy extruded material 10 is enhanced, and the production cost of the aluminum alloy extruded material 10 can be suppressed by suppressing the amount of expensive Cu used.
  • the aluminum base 12 extends along the longitudinal direction L and has the same cross-sectional shape as the aluminum alloy extruded material 10.
  • the thickness of the aluminum base 12 is adjusted, for example, within a range of 1 mm or more and 3 mm or less.
  • the thickness of the aluminum base 12 is appropriately set according to the use of the extruded material 10 of the aluminum alloy.
  • the aluminum base 12 is configured based on an A6063 alloy.
  • a plurality of hairlines 16 are formed on the surface 13 along the longitudinal direction L.
  • the arithmetic average roughness Ra of the plurality of hairlines 16 is evaluated using, for example, an index defined in JIS B0601 (2013).
  • the arithmetic average roughness Ra of the plurality of hairlines 16 is preferably 0.06 ⁇ m or more. It is preferable that the maximum height roughness Rz of the plurality of hairlines 16 is 0.63 ⁇ m or more.
  • the average length RSm of the cross-sectional curve elements of the plurality of hairlines 16 is preferably 0.3 ⁇ m or less. In other words, the arithmetic average roughness Ra of the surface 13 on which the plurality of hairlines 16 are formed is preferably 0.06 ⁇ m or more. It is preferable that the maximum height roughness Rz of the surface 13 be 0.63 ⁇ m or more.
  • the surface 13 means a surface of the aluminum substrate 12 facing at least outward.
  • the outer side means a side of the extruded material 10 of the aluminum alloy in the use form, which is in the field of view of the user or the observer.
  • the inner side means the side of the extruded material 10 of the aluminum alloy used in the use form, which is hidden from the view of the user or the observer.
  • the alumite film 22 is formed on the surface 13 and the inner surface 14 of the aluminum base 12.
  • a plurality of hairlines 16 and one alumite film 22 are formed on at least the surface 13. It is preferable that at least the alumite film 22 is formed on the surface 14 and a plurality of hairlines 16 are formed as necessary.
  • the alumite film 22 is a film for improving the corrosion resistance and wear resistance of the extruded material 10 of the aluminum alloy.
  • the alumite film 22 is formed by performing anodizing treatment on the surface of the aluminum base material 12 including at least the surface 13. As shown in FIG. 2, a part of a plurality of impurities contained in the extruded material 10 of the aluminum alloy is precipitated on the alumite film 22.
  • FIG. 2 shows only Fe51, Si52 and Ti53, and omits impurities other than Fe51, Si52 and Ti53. Fe51, Si52 and Ti53 precipitate on the alumite film 22, and have a great effect on the cloudiness of the alumite film 22 and the glitter of the extruded material 10 of the aluminum alloy.
  • the alumite film 22 is a porous film.
  • the alumite film 22 has a plurality of micropores that are opened on the outer surface 23 of the alumite film 22. In FIG. 2, a plurality of micro holes are omitted. Coloring metals, metal compounds, and the like are present in the plurality of micropores.
  • the metal or metal compound for coloring is not limited to a specific substance.
  • the thickness of the alumite film 22 is 4 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less. Thereby, the glitter of the extruded material 10 of the aluminum alloy having the Fe content of 0.18% by weight or less is enhanced.
  • the thickness of the alumite film 22 is less than 4 ⁇ m, the corrosion resistance and wear resistance of the aluminum alloy extruded material 10 are insufficient, and the aluminum alloy extruded material 10 is not suitable for a desired use. If the thickness of the alumite film 22 is less than 4 ⁇ m, the corrosion resistance required for an extruded aluminum alloy based on the A6063 alloy may not be obtained.
  • the thickness of the alumite film 22 is more than 10 ⁇ m, the cloudiness of the alumite film 22 due to Fe51 becomes remarkable, and the glitter of the extruded material 10 of the aluminum alloy may be reduced.
  • a coating film (not shown) may be provided on the surface 23 in order to enhance the weather resistance and the design of the aluminum alloy extruded material 10.
  • the method for manufacturing an extruded aluminum alloy material according to the present embodiment includes a casting step, an extrusion step, a polishing step, a hairline forming step, and a surface treatment step.
  • an aluminum alloy billet (not shown) is cast.
  • the content of Si in the aluminum alloy billet is from 0.20% by weight to 0.53% by weight.
  • the Fe content of the aluminum alloy billet is 0.18% by weight or less.
  • the Cu content of the aluminum alloy billet is 0.10% by weight or less.
  • the Mn content of the aluminum alloy billet is 0.10% by weight or less.
  • the Mg content of the aluminum alloy billet is 0.45% by weight or more and 0.9% by weight or less.
  • the Cr content of the aluminum alloy billet is 0.10% by weight or less.
  • the content of Zn in the aluminum alloy billet is 0.10% by weight or less.
  • the Ti content of the aluminum alloy billet is 0.04% by weight or less.
  • the remainder of the aluminum alloy billet other than the plurality of metals described above consists of Al and unavoidable impurities.
  • the casting method of the aluminum alloy billet is the same as the conventional casting method of the A6063 alloy. However, when dissolving aluminum ingot, which is a raw material of the aluminum alloy billet, and blending and adjusting the additive metal (that is, the impurity metal added to the A6063 alloy), the amount of Fe added, the amount of Si added and The added amount of Ti is set within a predetermined range described below. The amount of Fe to be added to the entire aluminum alloy in the melting furnace is set to 0.00% by weight or more and 0.18% by weight or less.
  • the amount of Si added to the entire aluminum alloy in the melting furnace is set to 0.20% by weight or more and 0.53% by weight or less.
  • the amount of Ti added to the entire aluminum alloy in the melting furnace is set to 0.00% by weight or more and 0.04% by weight or less.
  • the standard of A6063 of JIS is satisfied, and the content of Fe is 0.00% by weight to 0.18%.
  • An aluminum alloy billet having a Si content of 0.20% to 0.53% by weight and a Ti content of 0.00% to 0.04% by weight is cast.
  • the shape of the aluminum alloy billet is, for example, a columnar shape or a cylindrical shape having an annular cross section, and is appropriately adjusted according to the length and thickness required for extrusion in the subsequent extrusion step.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a part 39 of the aluminum raw material 30 taken along a plane (not shown) orthogonal to the longitudinal direction L and viewed along the longitudinal direction L.
  • the aluminum raw material 30 is a precursor of the extruded material 10 of the aluminum alloy before the alumite film 22 is formed.
  • the aluminum raw material 30 extends in the longitudinal direction L similarly to the aluminum alloy extruded material 10 and has the same cross-sectional shape as the aluminum alloy extruded material 10.
  • the aluminum alloy billet is heated to a predetermined temperature, and is extruded at a high pressure into a mold formed in the same shape as the cross-sectional shape of the aluminum alloy extruded material 10.
  • the predetermined temperature is, for example, 400 ° C. or more and 500 ° C. or less, but is appropriately adjusted.
  • the aluminum raw material 30 extruded from the mold is cooled to room temperature. Thereafter, the aluminum raw material 30 may be subjected to aging at a temperature of, for example, 150 ° C. or more and 250 ° C. or less for 1 hour or more and 10 hours or less.
  • the surface (raw material surface) 33 of the aluminum raw material 30 is polished.
  • the method of polishing the surface 33 is not limited to a specific method as long as it can enhance the glitter of the extruded material 10 of the aluminum alloy.
  • the glossiness of the surface 33 after polishing is 660 (%) or more and 900 (%) or less.
  • the glossiness described above refers to a specular glossiness measured in accordance with the JIS standard with the incident angle to the surface 33 set at + 60 °.
  • the glossiness of the surface 33 after polishing is lower than 660 (%), the design of the appearance of the extruded material 10 of the aluminum alloy is reduced. If the gloss of the surface 33 after polishing becomes higher than 900 (%), the gloss of the aluminum alloy extruded material 10 becomes excessively high as compared with the same gloss as the stainless steel material, and waste occurs in the polishing work, and the aluminum alloy is wasted.
  • the production efficiency of the extruded material 10 decreases.
  • the glossiness of the surface 33 after polishing is 660 (%) or more and 900 (%) or less, even if the glossiness of the surface 33 decreases when the operation of forming the next hairline is performed, the aluminum alloy is extruded. The reduction in the glitter of the material 10 is suppressed.
  • the glossiness of the polished surface 33 is measured using, for example, a high gloss gloss checker IG-410 (manufactured by Horiba, Ltd.).
  • a plurality of hairlines 16 are formed on the polished surface 33 along the longitudinal direction L, as shown in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view when a part of the aluminum raw material 30 after the plurality of hairlines 16 are formed is cut along a plane perpendicular to the longitudinal direction L and viewed along the longitudinal direction L.
  • the distance between the centers of the hairlines 16 adjacent to each other in the width direction W is a predetermined distance, and the average value of the depths of the plurality of hairlines 16 is set to an appropriately designed depth. Any method may be used, and the method is not limited to a specific method.
  • the aluminum raw material 30 on which the plurality of hairlines 16 are formed is subjected to anodizing treatment to form an alumite film 22 having a thickness of 4 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less on the surface 13 as shown in FIG.
  • anodic oxidation treatment of the aluminum raw material 30 for example, electrolysis is performed in a sulfuric acid bath using the aluminum raw material 30 as an anode. Conditions for the electrolysis may be set as appropriate.
  • oxygen is generated from the surface 33.
  • the generated oxygen and Al contained in the aluminum raw material 30 are combined, and the alumite film 22 mainly composed of aluminum oxide is formed inside the surface 33 as shown in FIG. FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a state in which the alumite film 22 is formed on a part of the aluminum raw material 30 after the hairline is formed, cut along a plane perpendicular to the longitudinal direction L and viewed along the longitudinal direction. .
  • impurities such as Fe 51, Si 52, and Ti 53 precipitate from the aluminum raw material 30 on the alumite film 22 and are scattered in the alumite film 22.
  • the electrolytic coloring and the electrodeposition coating may be performed after the alumite film 22 is formed by the surface treatment.
  • electrolytic coloring and electrodeposition coating By electrolytic coloring and electrodeposition coating, the appearance of the aluminum alloy extruded material 10 is made closer to the appearance of a stainless steel profile, the weather resistance of the aluminum alloy extruded material 10 is enhanced, and the aluminum alloy extruded material is exposed to ultraviolet light when used outdoors. 10 discoloration can be prevented.
  • Conditions for electrolytic coloring are appropriately set so that the L * value of at least the outside of the extruded material 10 of the aluminum alloy is 20.7 or less.
  • an extruded material 10 of an aluminum alloy can be manufactured.
  • the aluminum alloy extruded material 10 according to the present embodiment described above is made of an A6063 alloy that satisfies JIS A6063.
  • the extruded material of aluminum alloy has a Fe content of 0.35% by weight or less. If the thickness of the alumite film exceeds 10 ⁇ m and the content of Fe exceeds 0.18% by weight, the alumite film may become cloudy and the glitter of the extruded aluminum alloy may be reduced.
  • the content of Fe in the extruded material 10 of the aluminum alloy of the present embodiment is 0.18% by weight or less, the content of Si is 0.20% by weight or more and 0.53% by weight or less, and the content of Ti is 0.04% by weight or less.
  • the thickness of the alumite film 22 is 4 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less. Under these conditions, the amounts of Fe51, Si52, and Ti53 in the alumite film 22 can be suppressed, and the cloudiness of the alumite film 22 can be suppressed. Therefore, the L * value of the extruded material 10 of the aluminum alloy is 20.7 or less, and the glitter of the extruded material 10 of the aluminum alloy can be enhanced, and a high glitter that is equal to or more than that of the conventional stainless steel material can be obtained. Can be.
  • the L * value of the extruded material 10 of the aluminum alloy according to the present embodiment is 20.7 or less, it is possible to obtain at least one of high brilliancy and aesthetics equivalent to or higher than the conventional stainless steel material.
  • the arithmetic average roughness Ra of the plurality of hairlines 16 is 0.06 ⁇ m or more, and the maximum height roughness Rz of the plurality of hairlines 16 is 0.63 ⁇ m or more.
  • the average length RSm of the cross-sectional curve elements of the plurality of hairlines 16 is 0.3 ⁇ m or less.
  • the content of Fe in the A6063 alloy is set to 0.18% by weight or less, and the content of Si is set to 0.20% to 0.53% by weight,
  • An aluminum alloy billet in which the content of Ti is regulated to 0.04% by weight or less is cast.
  • the aluminum raw material 30 is extruded using the aluminum alloy billet.
  • the alumite film 22 is grown on the surface 33 and the alumite film 22 having a thickness of 4 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less is formed on the surface 13.
  • the cloudiness of the alumite film 22 caused by Fe51, Si52, and Ti53 is suppressed.
  • the glitter of the aluminum alloy extruded material 10 can be enhanced.
  • a plurality of hairlines 16 and an alumite film 22 may be formed not only on the surface 13 but also on the surface 14 shown in FIGS. 2 and 6.
  • the cross-sectional shape of the extruded material of the aluminum alloy according to the present invention is not limited to the cross-sectional shape illustrated in FIG.
  • the extruded material of the aluminum alloy according to the present invention may be formed in a plate shape, or may be formed in a rod shape without forming a hollow portion.
  • the shape of the extruded material of the aluminum alloy according to the present invention includes all shapes that can be realized by changing the shape of the mold and that can be extruded.
  • electrolytic coloring and electrodeposition coating may be omitted. May be added.
  • Example 1 to Example 6 According to the method for manufacturing an extruded aluminum alloy material of the above-described embodiment, the content of Fe is 0.18% by weight or less, and the content of Si is 0.20% by weight or more and 0.53% by weight or less, An aluminum raw material having a Ti content of 0.04% by weight or less was obtained. After forming a plurality of hair lines 16 on the aluminum raw material, the thickness of the alumite film 22 was changed to produce an aluminum alloy extruded material 50 shown in FIG.
  • the aluminum alloy extruded material 50 has the same configuration as the aluminum alloy extruded material 10 of the above-described embodiment, except that it has a rectangular cross-sectional shape and is a hollow body. The thickness d of the aluminum alloy extruded material 50 was 1.7 mm.
  • Table 1 shows the specifications of the extruded materials of the aluminum alloys of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4 and the L * values relating to the evaluation results of the glitter.
  • L * values described in Table 1 were measured using a spectrophotometer CM-M6. In measuring these L * values, the light emitted from the spectrophotometer CM-M6 was applied to the alumite film of the extruded aluminum alloy in each example. “OK” of pass / fail described in Table 1 indicates that the L * value is 20.7 or less, and “NG” of pass / fail described in Table 1 indicates that the L * value is larger than 20.7. Represents
  • the L * value of the extruded material 50 of the aluminum alloy of each of Examples 1 to 6 was 20.7 or less, and high glitter was obtained.
  • the content of Fe in the extruded material 50 of the aluminum alloy is 0.00% by weight or more and 0.18% by weight or less, and the content of Si is 0.20% by weight. It is considered that the content of Ti was not less than 0.003 wt% and not more than 0.04 wt%.
  • the thickness of the alumite film 22 was 4 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the content of Fe in the A6063 alloy is set to 0.000 to 0.18% by weight, and the content of Si is set to 0.20 to 0.53% by weight. Wt% or less, the content of Ti is set to 0.004 wt% or less and 0.04 wt% or less, and the thickness of the alumite film is set to 4 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less, thereby enhancing the glitter of the extruded aluminum alloy. did it.
  • Example 7 to 9 The aluminum raw materials of the respective examples from Example 7 to Example 9 were obtained by the same method as the method for manufacturing the extruded material of the aluminum alloy of each of the examples 1 to 6. After forming a plurality of hairlines on the aluminum raw material, the thickness of the alumite film 22 was changed to produce an aluminum alloy extruded material 50 shown in FIG.
  • the content of Si and the content of Mg of the extruded material 50 of the aluminum alloy were appropriately changed as shown in Table 2, The contents of Fe, Cu, Mn, Cr, and Ti were made constant as shown in Table 2.
  • Table 2 shows the specification of the extruded material of the aluminum alloy of each of Examples 7 to 9 and Comparative Example 8, and the measurement results of the rating numbers with respect to the evaluation results of the corrosion resistance.
  • the rating number described in Table 2 means the rating number specified in the JIS-H-8602-A2 CASS test. “OK” of pass / fail described in Table 2 indicates that the rating number of the extruded material of the aluminum alloy of each example is 9.5 or more, and “NG” of pass / fail is that of the extruded material of the aluminum alloy of each example. The rating number is smaller than 9.5.
  • the extruded material 50 of the aluminum alloy of each of Examples 7 to 9 has a rating number of 9.5 or more, and the extruded material 50 of the aluminum alloy passes the CASS test. The required corrosion resistance was obtained. In each of Examples 7 to 9, it is considered that the thickness of the alumite film 22 was 4 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the extruded aluminum alloy of Comparative Example 8 did not have the corrosion resistance required to pass the CASS test. It is considered that in Comparative Example 8, the thickness of the alumite film was less than 4 ⁇ m.
  • Corrosion resistance is an evaluation content from a different viewpoint from glitter, but as can be seen from the evaluation results of the above Examples and Comparative Examples, by setting the thickness of the alumite film to 4 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less, it is based on the A6063 alloy. The corrosion resistance required for extruded aluminum alloy was obtained.
  • Aluminum alloy extruded material 12 Aluminum substrate 13 Surface (substrate surface) 16 Hairline 22 Alumite film 30 Aluminum raw material 33 Surface (raw material surface) 51 Iron (Fe) 52 Silicon (Si) 53 Titanium (Ti) L longitudinal direction

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Abstract

本発明に係るアルミニウム合金の押出材は、アルミニウム基材と、前記アルミニウム基材の基材表面に形成されたアルマイト皮膜と、を備える。本発明に係るアルミニウム合金の押出材は、０．２０重量％以上０．５３質量％以下のＳｉと、０．１８重量％以下のＦｅと、０．１０重量％以下のＣｕと、０．１０重量％以下のＭｎと、０．４５重量％以上０．９重量％以下のＭｇと、０．１０重量％以下のＣｒと、０．１０重量％以下のＺｎと、０．０４重量％以下のＴｉと、を含み、Ａｌ及び不可避的不純物をさらに含む。前記基材表面には、前記アルミニウム基材の長手方向に沿って複数のヘアラインが形成されている。前記アルマイト皮膜の厚みは４μｍ以上１０μｍ以下である。

Description

アルミニウム合金の押出材、建具及びアルミニウム合金の押出材の製造方法
　本発明は、アルミニウム合金の押出材、建具及びアルミニウム合金の押出材の製造方法に関する。本願は、２０１８年９月１４日に、日本に出願された特願２０１８－１７２３８５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　サッシ等の建築材料として、金属製の形材が広く用いられている。近年では、サッシ等に高級感が求められ、建築材料として例えばステンレス形材が用いられている。
　ステンレス形材は光輝性に優れているが、ステンレス形材の材料であるステンレス鋼のコストは高い。そのため、ステンレス形材に代わる低コストで製造可能な形材が求められていた。低コストで製造可能な形材の１例が、アルミニウム合金製のアルミニウム合金の押出材である。
　一般に、アルミニウム合金の押出材は、アルミニウム合金のビレットを押出成形し、押出成形後に得られるアルミニウム原材を陽極酸化処理することによって、製造される。陽極酸化処理は、アルミニウム合金の押出材の耐食性や耐摩耗性を高めるための処理である。アルミニウム原材が陽極酸化処理されると、アルミニウム原材の表層に酸化皮膜が形成される。酸化皮膜は、アルマイト皮膜と呼ばれている。
　アルマイト皮膜には、アルミニウム合金に含まれる不純物が析出している。典型的な不純物は、鉄（Ｆｅ）、ケイ素（Ｓｉ）である。アルマイト皮膜中に不純物が析出することによって、アルミニウム合金の押出材の見た目にくもりが生じ、アルミニウム合金の押出材の光輝性が低下する。
　アルミニウム合金の押出材の光輝性を高めるために、アルミニウム合金のＦｅ含有量を低くする対応策が提案されている。特許文献１には、光輝性を向上させるために製造されたアルミニウム合金が開示されている。特許文献１のアルミニウム合金は、０．３５～０．４５質量％のマグネシウム（Ｍｇ）と、０．３５～０．４５質量％のＳｉと、０．１６～０．２５質量％の銅（Ｃｕ）とを含んでいる。特許文献１のアルミニウム合金では、Ｍｇの含有量とＳｉの含有量との比率（Ｍｇ含有量％／Ｓｉ含有量％）は、０．８０～１．２０である。特許文献１のアルミニウム合金は、不純物として０．１０質量％以下のＦｅと、０．０５質量％以下の総量の不可避的不純物を含んでいる。特許文献１のアルミニウム合金には、粒径０．５～３μｍ且つ３００～１５００個／ｍｍ２のケイ化マグネシウム（Ｍｇ２Ｓｉ）化合物が存在する。
　アルマイト皮膜の厚みが増加する程、アルマイト皮膜の透明性が低下し、アルミニウム合金の押出材の光輝性が低下する。特許文献２には、尖端及びシャープなくぼみを有する表面を備える金属基質と金属基質の表面に配置された酸化物層（アルマイト皮膜）とを備える部品が開示されている。特許文献２のアルマイト皮膜の厚みは、１０μｍ～２０μｍである。
日本国特開２０１５－２５１９３号公報 日本国特開２０１４－５８７４４号公報
　日本工業規格（以下、ＪＩＳと記載する）で規格化されて広く使われているアルミニウム合金の１例が、Ａ６０６３のアルミニウム合金（以下、Ａ６０６３合金と記載する）である。特許文献１に記載されているアルミニウム合金のＣｕの含有量は、Ａ６０６３合金に比べて多い。特許文献１に記載されているようにアルミニウム合金のＦｅ含有量を０．１０質量％以下に抑えるためには、高純度のアルミニウム原料が用いられる。そのため、特許文献１に記載されているアルミニウム合金を用いて押出材を製造すると、製造コストが高くなる。
　特許文献２に記載されている部品では、アルマイト皮膜の厚みが１０μｍ～２０μｍの範囲に制限されているが、アルミニウム合金の成分量が制御されていない。そのため、特許文献２に記載されている部品では、十分な光輝性が得られない。
　本発明は、Ａ６０６３合金で構成され、且つ高い光輝性を有するアルミニウム合金の押出材、建具及びアルミニウム合金の押出材の製造方法を提供する。
　本発明に係るアルミニウム合金の押出材は、アルミニウム基材と、前記アルミニウム基材の基材表面に形成されたアルマイト皮膜と、を備える。本発明に係るアルミニウム合金の押出材は、０．２０重量％以上０．５３質量％以下のＳｉと、０．１８重量％以下のＦｅと、０．１０重量％以下のＣｕと、０．１０重量％以下のＭｎと、０．４５重量％以上０．９重量％以下のＭｇと、０．１０重量％以下のＣｒと、０．１０重量％以下のＺｎと、０．０４重量％以下のＴｉと、を含み、Ａｌ及び不可避的不純物をさらに含む。前記基材表面には、前記アルミニウム基材の長手方向に沿って複数のヘアラインが形成されている。前記アルマイト皮膜の厚みは、４μｍ以上１０μｍ以下である。
　本発明に係る建具は、上述のアルミニウム合金の押出材を含んで構成されている。
　本発明に係るアルミニウム合金の押出材の製造方法は、０．２０重量％以上０．５３重量％以下のＳｉと、０．１８重量％以下のＦｅと、０．１０重量％以下のＣｕと、０．１０重量％以下のＭｎと、０．４５重量％以上０．９重量％以下のＭｇと、０．１０重量％以下のＣｕと、０．１０重量％以下のＺｎと、０．０４重量％以下のＴｉとを含み、且つＡｌ及び不可避的不純物を含むアルミニウム合金ビレットを鋳造し、前記アルミニウム合金ビレットを押出成形してアルミニウム原材を形成し、前記アルミニウム原材の原材表面を研磨し、研磨された前記原材表面に前記アルミニウム原材の長手方向に沿ってヘアラインを複数形成し、前記ヘアラインが形成された前記アルミニウム原材を陽極酸化処理し、アルミニウム基材の基材表面に厚みが４μｍ以上１０μｍ以下のアルマイト皮膜を形成することを含む。
図１は、本発明の一実施形態のアルミニウム合金の押出材の斜視図である。 図２は、図１に示すアルミニウム合金の押出材の一部分の断面図である。 図３は、本発明の一実施形態のアルミニウム合金の押出材の製造方法の一例を示す斜視図である。 図４は、図３に示すアルミニウム原材の一部分の断面図である。 図５は、本発明の一実施形態のアルミニウム合金の押出材の製造方法の一例を示す断面図である。 図６は、本発明の一実施形態のアルミニウム合金の押出材の製造方法の一例を示す断面図である。 実施例１から実施例９までの各例で試作したアルミニウム合金の押出材の斜視図である。
　以下、本発明に係るアルミニウム合金の押出材及びアルミニウム合金の押出材の製造方法の実施形態について、図面を参照して説明する。
［アルミニウム合金の押出材の構成］
　始めに、本発明の一実施形態（以下、本実施形態）のアルミニウム合金の押出材の構成を説明する。
　図１に示すように、アルミニウム合金の押出材１０は、所定の方向（以下、長手方向Ｌ）に沿って延び、所定の断面形状を有する。アルミニウム合金の押出材１０の用途は、例えばサッシ（建具）の枠、店舗用のサッシ（建具）、ファサードに使用されるフロントサッシ（建具）、扉（建具）、自動ドア（建具）や種々の建築材料であり、Ａ６０６３合金を適用可能な用途を広く含む。アルミニウム合金の押出材１０の所定の断面形状は、用途に応じて適切に設計され、特に限定されない。
　図２は、アルミニウム合金の押出材１０の一部分１９を長手方向Ｌに直交する不図示の面で切断して長手方向Ｌに沿って見た断面図である。図２に示すように、アルミニウム合金の押出材１０は、アルミニウム基材１２と、アルミニウム基材１２の表面（基材表面）１３に形成されたアルマイト皮膜２２と、を有する。
　アルミニウム合金の押出材１０は、少なくともＪＩＳのＡ６０６３の規格を満たす。ＪＩＳのＡ６０６３の規格を満たすアルミニウム合金の押出材（以下、Ａ６０６３押出材）のＳｉの含有量は０．２０重量％以上０．６重量％以下である。Ａ６０６３押出材のＦｅの含有量は、０．３５重量％以下である。Ａ６０６３押出材のＣｕの含有量は、０．１０重量％以下である。Ａ６０６３押出材のマンガン（Ｍｎ）の含有量は、０．１０重量％以下である。Ａ６０６３押出材のＭｇの含有量は、０．４５重量％以上０．９重量％以下である。Ａ６０６３押出材のクロム（Ｃｒ）の含有量は、０．１０重量％以下である。Ａ６０６３押出材の亜鉛（Ｚｎ）の含有量は、０．１０重量％以下である。Ａ６０６３押出材のチタン（Ｔｉ）の含有量は、０．１０重量％以下である。Ａ６０６３押出材は、前述の複数の金属以外に、アルミニウム（Ａｌ）及び不可避的不純物を含む。前述のＡ６０６３押出材において下限値が規定されていないＦｅ，Ｃｕ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｚｎ，Ｔｉのそれぞれの含有量の下限値は、０．００重量％である。
　本実施形態に係るアルミニウム合金の押出材１０のＦｅの含有量は、Ａ６０６３のアルミニウム合金の押出材に比べて少なく、０．００重量％以上０．１８重量％以下である。アルミニウム合金の押出材１０のＦｅの含有量が前述の範囲内であることによって、アルミニウム合金の押出材１０の光輝性が高まる。アルミニウム合金の押出材１０のＦｅ含有量が０．１８重量％を超えると、アルマイト皮膜２２が白濁し、アルミニウム合金の押出材１０の光輝性が低下する。
　アルミニウム合金の押出材１０の光輝性の指標として、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系におけるＬ＊値を用いる。Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系は、国際照明委員会（以下、ＣＩＥ）による表色系の基準である。光輝性の評価基準として、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系を採用することによって、アルミニウム合金の押出材１０の使用者や観察者が視認する色差に近い色差を表すことができる。Ｌ＊値は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系における明るさの軸上の値である。Ｌ＊値が相対的に小さいと、光輝性が高いといえる。Ｌ＊値が相対的に大きいと、光輝性は低いといえる。単に「光輝性が高い」という場合は、アルミニウム合金の押出材のＬ＊値が、観察者から見てアルミニウム合金の押出材の外観の光輝性がステンレス形材の外観の光輝性と同等であると判断し得る範囲に設定されていることを意味する。アルミニウム合金の押出材１０のＬ＊値が２０．７以下であると、光輝性が高まり、美観性及び意匠性に優れた外観が得られる。
　アルミニウム合金の押出材１０のＬ＊値は、例えば分光測色計ＣＭ－Ｍ６（コニカミノルタジャパン株式会社製）を用いて測定される。分光側色計ＣＭ－Ｍ６を用いる場合、アルミニウム合金の押出材１０によって反射した光を所定の受光角で受光する。光は、表面１３と平行な基準面（図示略）に直交する直交面（図示略）に対して４５°の入射角でアルミニウム合金の押出材１０に照射される。所定の受光角には、－１５°、＋１５°、＋２５°、＋４５°、＋７５°、＋１１０°の６種類の受光角が含まれる。６種類の受光角は、直交面に対して光の入射側とは反対側において直交面に対して４５°をなす角度を０°としたときの角度を表す。６種類の受光角の符号は、受光角０°の面に対して直交面側の面の角度であれば正（＋）であり、受光角０°の面に対して直交面とは反対側の面の角度であれば負（－）である。アルミニウム合金の押出材１０で反射された光を６種類の受光角で受光することによって、６種類の受光角の各々におけるＬ＊値が測定される。以下では、特筆しない限り、アルミニウム合金の押出材１０のＬ＊値は、＋１１０°の受光角で測定した値を表す。Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系のａ＊値及びｂ＊値は、アルミニウム合金の押出材１０やステンレス形材の光輝性、外観に影響しないので、本明細書では考慮されていない。
　Ｓｉ及びＴｉは、Ｆｅとともに、アルマイト皮膜２２の白濁の原因と考えられる。アルミニウム合金の押出材１０のＳｉ含有量は、０．２０重量％以上０．５３重量％以下であり、アルミニウム合金の押出材１０のＴｉ含有量は０．００重量％以上０．０４重量％以下である。アルミニウム合金の押出材１０のＳｉの含有量及びＴｉの含有量の各々が前述の範囲内であることによって、アルマイト皮膜２２の白濁が抑えられ、アルミニウム合金の押出材１０の光輝性が高まる。アルミニウム合金の押出材１０のＦｅの含有量、Ｓｉの含有量及びＴｉの含有量の各々が全て上述の所定の範囲内であることによって、アルミニウム合金の押出材１０の優れた光輝性が発揮される。
　アルミニウム合金の押出材１０のＣｕの含有量は、０．００重量％以上０．１０重量％以下である。アルミニウム合金の押出材１０のＭｎの含有量は、０．００重量％以上０．１０重量％以下である。アルミニウム合金の押出材１０のＭｇの含有量は、０．４５重量％以上０．９重量％以下である。アルミニウム合金の押出材１０のＣｒの含有量は、０．００重量％以上０．１０重量％以下である。アルミニウム合金の押出材１０のＺｎの含有量は、０．００重量％以上０．１０重量％以下である。アルミニウム合金の押出材１０のＦｅをはじめとする各金属の含有量が全て上述の所定の範囲内であることによって、アルミニウム合金の押出材１０のＣｕ含有量が０．０３重量％以下であっても、アルミニウム合金の押出材１０の光輝性が高まり、且つ高価なＣｕの使用量を抑えてアルミニウム合金の押出材１０の製造コストを抑えることができる。
　アルミニウム基材１２は、長手方向Ｌに沿って延び、アルミニウム合金の押出材１０と同様の断面形状を有する。アルミニウム基材１２の厚みは、例えば１ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲内で調整される。アルミニウム基材１２の厚みは、アルミニウム合金の押出材１０の用途に合わせて適切に設定されている。アルミニウム基材１２は、Ａ６０６３合金に基づいて構成されている。
　表面１３には、長手方向Ｌに沿って複数のヘアライン１６が形成されている。複数のヘアライン１６の算術平均粗さＲａは、例えばＪＩＳ　Ｂ　０６０１（２０１３）で規定されている指標を用いて評価される。複数のヘアライン１６の算術平均粗さＲａは、０．０６μｍ以上であることが好ましい。複数のヘアライン１６の最大高さ粗さＲｚは、０．６３μｍ以上であることが好ましい。複数のヘアライン１６の断面曲線要素の平均長さＲＳｍは、０．３μｍ以下であることが好ましい。言い換えると、複数のヘアライン１６が形成された表面１３の算術平均粗さＲａは、０．０６μｍ以上であることが好ましい。表面１３の最大高さ粗さＲｚは、０．６３μｍ以上であることが好ましい。
　表面１３は、アルミニウム基材１２の表面のうち、少なくとも外側に向いている表面を意味する。外側は、図１を参照するとわかるように、使用形態のアルミニウム合金の押出材１０において使用者や観察者の視界に入る側を意味する。内側は、使用形態のアルミニウム合金の押出材１０において、使用者や観察者の視界から隠れる側を意味する。アルミニウム合金の押出材１０の耐食性や耐摩耗性を高めるためには、表面１３及びアルミニウム基材１２の内側の表面１４に、アルマイト皮膜２２が形成されていることが好ましい。言い換えれば、少なくとも表面１３には、複数のヘアライン１６と１つのアルマイト皮膜２２が形成されていることが好ましい。表面１４には、少なくともアルマイト皮膜２２が形成され、必要に応じて複数のヘアライン１６が形成されていることが好ましい。
　アルマイト皮膜２２は、アルミニウム合金の押出材１０の耐食性や耐摩耗性を高めるための膜である。アルマイト皮膜２２は、少なくとも表面１３を含むアルミニウム基材１２の表面に陽極酸化処理を施すことによって形成される。図２に示すように、アルマイト皮膜２２には、アルミニウム合金の押出材１０に含まれる複数の不純物の一部が析出している。図２では、Ｆｅ５１、Ｓｉ５２、Ｔｉ５３のみが示され、Ｆｅ５１、Ｓｉ５２及びＴｉ５３以外の不純物は省略されている。Ｆｅ５１、Ｓｉ５２及びＴｉ５３は、アルマイト皮膜２２に析出し、且つアルマイト皮膜２２の白濁及びアルミニウム合金の押出材１０の光輝性に大きな影響を与える。
　アルマイト皮膜２２は、多孔質皮膜である。アルマイト皮膜２２には、アルマイト皮膜２２の外側の表面２３に開口する複数の微細孔が形成されている。図２では、複数の微細孔は省略されている。複数の微細孔には、着色用の金属や金属化合物等が存在する。着色用の金属や金属化合物は、特定の物質に限定されない。
　アルマイト皮膜２２の厚みは、４μｍ以上１０μｍ以下である。このことによって、Ｆｅの含有量が０．１８重量％以下であるアルミニウム合金の押出材１０の光輝性が高まる。アルマイト皮膜２２の厚みが４μｍより薄くなると、アルミニウム合金の押出材１０の耐食性や耐摩耗性が不足し、アルミニウム合金の押出材１０を所望の用途に適さない。アルマイト皮膜２２の厚みが４μｍより薄くなると、Ａ６０６３合金に基づくアルミニウム合金の押出材に求められる耐食性が得られない場合がある。アルマイト皮膜２２の厚みが１０μｍより増すと、Ｆｅ５１に起因するアルマイト皮膜２２の白濁が顕著になり、アルミニウム合金の押出材１０の光輝性が低下する虞がある。
　アルミニウム合金の押出材１０の耐候性及び意匠性を高めるために、表面２３に、不図示の塗膜が設けられてもよい。
［アルミニウム合金の押出材の製造方法］
　次いで、本実施形態に係るアルミニウム合金の押出材の製造方法を説明する。本実施形態に係るアルミニウム合金の押出材の製造方法は、鋳造工程と、押出工程と、研磨工程と、ヘアライン形成工程と、表面処理工程と、を備える。
　鋳造工程では、アルミニウム合金ビレット（図示略）を鋳造する。アルミニウム合金ビレットのＳｉの含有量は、０．２０重量％以上０．５３重量％以下である。アルミニウム合金ビレットのＦｅの含有量は、０．１８重量％以下である。アルミニウム合金ビレットのＣｕの含有量は、０．１０重量％以下である。アルミニウム合金ビレットのＭｎの含有量は、０．１０重量％以下である。アルミニウム合金ビレットのＭｇの含有量は、０．４５重量％以上０．９重量％以下である。アルミニウム合金ビレットのＣｒの含有量は、０．１０重量％以下である。アルミニウム合金ビレットのＺｎの含有量は、０．１０重量％以下である。アルミニウム合金ビレットのＴｉの含有量は、０．０４重量％以下である。アルミニウム合金ビレットの前述の複数の金属以外の残部は、Ａｌ及び不可避的不純物からなる。アルミニウム合金ビレットの鋳造方法は、従来のＡ６０６３合金の鋳造方法と同様である。しかしながら、アルミニウム合金ビレットの原料であるアルミニウム地金を溶解させて添加金属（即ち、Ａ６０６３合金に添加される不純物の金属）を配合して調整する際に、Ｆｅの添加量、Ｓｉの添加量及びＴｉの添加量をそれぞれ、次に述べる所定の範囲内にする。溶解炉内のアルムニウム合金全体に対するＦｅの添加量を０．００重量％以上０．１８重量％以下にする。溶解炉内のアルムニウム合金全体に対するＳｉの添加量を０．２０重量％以上０．５３重量％以下にする。溶解炉内のアルムニウム合金全体に対するＴｉの添加量を０．００重量％以上０．０４重量％以下にする。Ｆｅの添加量、Ｓｉの添加量及びＴｉの添加量の各々が前述の範囲内にされることによって、ＪＩＳのＡ６０６３の規格を満たし、且つＦｅの含有量が０．００重量％以上０．１８重量％以下、Ｓｉの含有量が０．２０重量％以上０．５３重量％以下、Ｔｉの含有量が０．００重量％以上０．０４重量％以下のアルミニウム合金ビレットを鋳造する。アルミニウム合金ビレットの形状は、例えば円柱状や、環状の断面を有する筒状であり、次に行う押出工程において押出成形するために必要な長さや厚みに合わせて適切に調整される。
　次に、鋳造工程で得られたアルミニウム合金ビレットを押出成形し、図３及び図４に示すようなアルミニウム原材３０を形成する。図４は、アルミニウム原材３０の一部分３９を長手方向Ｌに直交する不図示の面で切断して長手方向Ｌに沿って見た断面図である。アルミニウム原材３０は、アルマイト皮膜２２が形成される前のアルミニウム合金の押出材１０の前駆体である。アルミニウム原材３０は、アルミニウム合金の押出材１０と同様に長手方向Ｌに沿って延び、アルミニウム合金の押出材１０と同じ断面形状を有する。
　押出工程では、アルミニウム合金ビレットを所定の温度に加熱し、アルミニウム合金の押出材１０の断面形状と同一の形状で形成された金型に高い圧力で押し出す。所定の温度は、例えば４００℃以上５００℃以下であるが、適切に調整される。金型から押出成形されたアルミニウム原材３０を室温まで冷却する。この後、アルミニウム原材３０を例えば１５０℃以上２５０℃以下の温度で１時間以上１０時間以下、時効処理してもよい。
　研磨工程では、アルミニウム原材３０の表面（原材表面）３３を研磨する。表面３３の研磨方法は、アルミニウム合金の押出材１０の光輝性を高めることが可能な方法であればよく、特定の方法に限定されない。
　アルミニウム合金の押出材１０の光輝性を高めるためには、研磨後の表面３３の光沢度が６６０（％）以上９００（％）以下であることが好ましい。前述の光沢度は、ＪＩＳの規格に準拠し、表面３３に対する入射角を＋６０°に設定して測定される鏡面光沢度を意味する。研磨後の表面３３の光沢度が６６０（％）より低くなると、アルミニウム合金の押出材１０の外観の意匠性が低下する。研磨後の表面３３の光沢度が９００（％）より高くなると、アルミニウム合金の押出材１０の光沢がステンレス形材と同程度の光沢に比べて過剰に高まり、研磨作業に無駄が生じ、アルミニウム合金の押出材１０の製造効率が低下する。研磨後の表面３３の光沢度が６６０（％）以上９００（％）以下であることによって、次のヘアラインを形成する作業を進める際に表面３３の光沢度が低下しても、アルミニウム合金の押出材１０の光輝性の低下が抑えられる。研磨後の表面３３の光沢度は、例えば、高光沢グロスチェッカーＩＧ－４１０（株式会社堀場製作所製）を用いて測定される。
　ヘアライン形成工程では、図５に示すように、研磨された表面３３に、長手方向Ｌに沿って複数のヘアライン１６を形成する。図５は、複数のヘアライン１６が形成された後のアルミニウム原材３０の一部分を長手方向Ｌに直交する面で切断して長手方向Ｌに沿って見たときの断面図である。複数のヘアライン１６の形成方法は、幅方向Ｗにおいて互いに隣り合うヘアライン１６の中心同士の間隔が所定の間隔になり、且つ複数のヘアライン１６の深さの平均値が適切に設計された深さになる方法であればよく、特定の方法に限定されない。
　表面処理工程では、複数のヘアライン１６が形成されたアルミニウム原材３０を陽極酸化処理し、図１に示すように表面１３に厚みが４μｍ以上１０μｍ以下であるアルマイト皮膜２２を形成する。アルミニウム原材３０の陽極酸化処理では、例えばアルミニウム原材３０を陽極として硫酸浴中で電気分解する。電気分解時の条件は、適宜設定すればよい。アルミニウム原材３０を電気分解すると、表面３３から酸素が発生する。発生した酸素とアルミニウム原材３０に含まれるＡｌとが結合し、図６に示すように主体が酸化アルミニウムであるアルマイト皮膜２２が表面３３よりも内側に形成される。図６は、ヘアラインを形成した後のアルミニウム原材３０の一部分にアルマイト皮膜２２が形成される様子を長手方向Ｌに直交する面で切断して長手方向に沿って見たときの断面図である。アルマイト皮膜２２の形成に伴い、アルミニウム原材３０からＦｅ５１、Ｓｉ５２、Ｔｉ５３等の不純物がアルマイト皮膜２２に析出し、アルマイト皮膜２２内で散在する。
　本実施形態に係るアルミニウム合金の押出材の製造方法では、表面処理によってアルマイト皮膜２２を形成した後に、電解着色及び電着塗装を行ってもよい。電解着色及び電着塗装することによって、アルミニウム合金の押出材１０の外観をステンレス形材の外観に近づけると共に、アルミニウム合金の押出材１０の耐候性を高め、屋外使用時に紫外線によるアルミニウム合金の押出材１０の変退色を防ぐことができる。電解着色する際の条件は、アルミニウム合金の押出材１０の少なくとも外側のＬ＊値が２０．７以下になるように適切に設定される。
　上述の作業を進めることによって、アルミニウム合金の押出材１０を製造できる。
　以上説明した本実施形態に係るアルミニウム合金の押出材１０は、ＪＩＳのＡ６０６３の規定を満たすＡ６０６３合金で構成されている。Ａ６０６３の規格では、アルミニウム合金の押出材のＦｅ含有量は０．３５重量％以下とされている。アルマイト皮膜の厚みが１０μｍを超え、Ｆｅの含有量が０．１８重量％を超えると、アルマイト皮膜が白濁し、アルミニウム合金の押出材の光輝性が低下する虞がある。本実施形態のアルミニウム合金の押出材１０のＦｅの含有量は０．１８重量％以下であり、Ｓｉの含有量は０．２０重量％以上０．５３重量％以下であり、Ｔｉの含有量は０．０４重量％以下である。アルマイト皮膜２２の厚みは、４μｍ以上１０μｍ以下である。これらの条件によって、アルマイト皮膜２２内のＦｅ５１，Ｓｉ５２，Ｔｉ５３の量を抑え、アルマイト皮膜２２の白濁を抑制できる。そのため、アルミニウム合金の押出材１０のＬ＊値が２０．７以下になり、アルミニウム合金の押出材１０の光輝性を高めることができ、従来のステンレス形材と同等以上の高い光輝性を得ることができる。
　本実施形態に係るアルミニウム合金の押出材１０のＬ＊値は２０．７以下であるので、従来のステンレス形材と同等以上の高い光輝性及び美観性の少なくとも一方を得ることができる。
　本実施形態に係るアルミニウム合金の押出材１０では、複数のヘアライン１６の算術平均粗さＲａは、０．０６μｍ以上であり、複数のヘアライン１６の最大高さ粗さＲｚは、０．６３μｍ以上であり、複数のヘアライン１６の断面曲線要素の平均長さＲＳｍは、０．３μｍ以下である。これらの条件を満たすことによって、複数のヘアライン１６の表面粗さが適切に調節され、高い光輝性及び従来のステンレス形材と同等の外観を有するアルミニウム合金の押出材１０を得ることができる。
　本実施形態に係るアルミニウム合金の押出材の製造方法では、Ａ６０６３合金のＦｅの含有量を０．１８重量％以下とし、Ｓｉの含有量を０．２０重量％以上０．５３重量％以下とし、Ｔｉの含有量を０．０４重量％以下に規制したアルミニウム合金ビレットを鋳造する。このアルミニウム合金ビレットを用いて、アルミニウム原材３０を押出成形する。表面３３にアルマイト皮膜２２を成長させ、表面１３に厚みが４μｍ以上１０μｍ以下のアルマイト皮膜２２を形成する。前述のＦｅの含有量、Ｓｉの含有量及びＴｉの含有量の各々の低減化とアルマイト皮膜２２の厚みとのバランスをとることによって、Ｆｅ５１、Ｓｉ５２、Ｔｉ５３に起因するアルマイト皮膜２２の白濁を抑え、アルミニウム合金の押出材１０の光輝性を高めることができる。
　以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上述した実施形態に限定されない。本発明は、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、変更可能である。
　例えば、アルミニウム合金の押出材１０において、表面１３だけではなく、図２及び図６に示す表面１４に複数のヘアライン１６及びアルマイト皮膜２２が形成されていてもよい。本発明に係るアルミニウム合金の押出材の断面形状は、図１に例示した断面形状に限定されない。例えば、本発明に係るアルミニウム合金の押出材は、板状に形成されてもよく、中空部が形成されずに棒状に形成されてもよい。本発明に係るアルミニウム合金の押出材の形状は、金型の形状を変更することで実現可能、且つ押出成形可能な形状を全て含む。
　本発明に係るアルミニウム合金の押出材の製造方法では、製造後のアルミニウム合金の押出材において２０．７以下のＬ＊値が得られれば、電解着色及び電着塗装を省略してもよく、任意の工程を追加してもよい。
　始めに、上述の一実施形態に係るアルミニウム合金の押出材の光輝性に関する実施例及び比較例について説明する。本発明は、以下の実施例に関する記載のみによって限定されない。
（実施例１－実施例６）
　上述の一実施形態のアルミニウム合金の押出材の製造方法によって、Ｆｅの含有量が０．１８重量％以下であり、Ｓｉの含有量が０．２０重量％以上０．５３重量％以下であり、Ｔｉの含有量が０．０４重量％以下のアルミニウム原材を得た。アルミニウム原材に複数のヘアライン１６を形成した後、アルマイト皮膜２２の厚みを変化させ、図７に示すアルミニウム合金の押出材５０を製造した。アルミニウム合金の押出材５０は、矩形の断面形状を有し、且つ中空体であること以外は、上述の一実施形態のアルミニウム合金の押出材１０と同様の構成を備える。アルミニウム合金の押出材５０の厚みｄを１．７ｍｍとした。
（比較例１－比較例７）
　上述の実施例１から実施例６までの各例のアルミニウム合金の押出材５０の製造方法と同様の製造方法で条件を変更し、図７に示すアルミニウム合金の押出材５０と同様の形状を備えるアルミニウム合金の押出材を製造した。比較例１から比較例７までの各例のアルミニウム合金の押出材のＦｅ，Ｓｉ，Ｔｉの各含有量及びアルマイト皮膜の厚みの何れかを実施例１から実施例６までの各例のアルミニウム合金の押出材５０のＦｅ，Ｓｉ，Ｔｉの各含有量及びアルマイト皮膜の厚みの範囲外にした。
　表１は、実施例１から実施例６まで及び比較例１から比較例４までの各例のアルミニウム合金の押出材の仕様と光輝性の評価結果に関するＬ＊値を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　分光測色計ＣＭ－Ｍ６を用いて表１に記載されているＬ＊値を測定した。これらのＬ＊値の測定の際には、各例のアルミニウム合金の押出材のアルマイト皮膜に分光測色計ＣＭ－Ｍ６から出射された光を当てた。表１に記載されている合否の「ＯＫ」はＬ＊値が２０．７以下であることを表し、表１に記載されている合否の「ＮＧ」はＬ＊値が２０．７より大きいことを表す。
　表１に示すように、実施例１から実施例６までの各例のアルミニウム合金の押出材５０のＬ＊値は２０．７以下になり、高い光輝性が得られた。実施例１から実施例６までの各例では、アルミニウム合金の押出材５０のＦｅの含有量は０．００重量％以上０．１８重量％以下であり、Ｓｉの含有量は０．２０重量％以上０．５３重量％以下であり、Ｔｉの含有量は０．００重量％以上０．０４重量％以下であったためと考えられる。加えて、実施例１から実施例６までの各例では、アルマイト皮膜２２の厚みは４μｍ以上１０μｍ以下であったためと考えられる。
　比較例１から比較例５の各々のアルミニウム合金の押出材では、アルマイト皮膜が白濁し、Ｌ＊値が２０．７に比べて大きくなり、光輝性が低下した。比較例１，２では、Ｓｉの含有量が０．５３重量％を超えたためと考えられる。比較例３のアルミニウム合金の押出材では、Ｔｉの含有量が０．０４重量％を超えたためと考えられる。比較例４のアルミニウム合金の押出材では、Ｆｅの含有量が０．１８重量％を超え、Ｔｉの含有量が０．０４重量％を超えたためと考えられる。比較例５のアルミニウム合金の押出材では、Ｆｅの含有量が０．１８重量％を超えたためと考えられる。比較例６，７の各々のアルミニウム合金の押出材では、Ｌ＊値が２０．７に比べて大きくなり、光輝性が低下した。比較例６，７の各例では、アルマイト皮膜の厚みが１０μｍを超えたためと考えられる。
　上述の実施例及び比較例の結果からわかるように、Ａ６０６３合金のＦｅの含有量を０．００重量％以上０．１８重量％以下とし、Ｓｉの含有量を０．２０重量％以上０．５３重量％以下とし、Ｔｉの含有量を０．００重量％以上０．０４重量％以下とし、アルマイト皮膜の厚みを４μｍ以上１０μｍ以下としたことによって、アルミニウム合金の押出材の光輝性を高めることができた。
　次に、上述の一実施形態のアルミニウム合金の押出材の耐食性に関する実施例及び比較例について説明する。
（実施例７－実施例９）
　実施例１から実施例６までの各例のアルミニウム合金の押出材の製造方法と同様の方法によって、実施例７から実施例９までの各例のアルミニウム原材を得た。アルミニウム原材に複数のヘアラインを形成した後、アルマイト皮膜２２の厚みを変化させ、図７に示すアルミニウム合金の押出材５０を製造した。実施例７から実施例９までの各例では、アルマイト皮膜２２の厚みを変えるために、アルミニウム合金の押出材５０のＳｉの含有量及びＭｇの含有量を表２に示すように適宜変更し、Ｆｅ，Ｃｕ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｔｉの各含有量を表２に示すように一定にした。
（比較例８）
　実施例１から実施例６までの各例のアルミニウム合金の押出材５０の製造方法と同様の方法において、各不純物の含有量を表２に示すように規制し、アルミニウム原材を得た。アルミニウム原材に複数のヘアラインを形成した後、アルマイト皮膜２２の厚みを３μｍとして、アルミニウム合金の押出材を製造した。
　表２は、実施例７から実施例９まで及び比較例８の各例のアルミニウム合金の押出材の仕様と耐食性の評価結果に関するレイティングナンバの測定結果を示す。表２に記載されているレイティングナンバは、ＪＩＳ－Ｈ－８６０２－Ａ２種のＣＡＳＳ試験で規定されているレイティングナンバを意味する。表２に記載されている合否の「ＯＫ」は各例のアルミニウム合金の押出材のレイティングナンバが９．５以上であることを表し、合否の「ＮＧ」は各例のアルミニウム合金の押出材のレイティングナンバが９．５に比べて小さいことを表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２に示すように、実施例７から実施例９までの各例のアルミニウム合金の押出材５０では、レイティングナンバが９．５以上になり、アルミニウム合金の押出材５０がＣＡＳＳ試験に合格するために求められる耐食性を得られた。実施例７から実施例９までの各例では、アルマイト皮膜２２の厚みは４μｍ以上１０μｍ以下であったためと考えられる。
　比較例８のアルミニウム合金の押出材では、ＣＡＳＳ試験に合格するために求められる耐食性が得られなかった。比較例８では、アルマイト皮膜の厚みは４μｍ未満であったためと考えられる。
　耐食性は光輝性とは互いに別の観点の評価内容であるが、上述の実施例及び比較例の評価結果からわかるように、アルマイト皮膜の厚みを４μｍ以上１０μｍ以下にしたことによって、Ａ６０６３合金に基づくアルミニウム合金の押出材に求められる耐食性を得ることができた。
１０　アルミニウム合金の押出材
１２　アルミニウム基材
１３　表面（基材表面）
１６　ヘアライン
２２　アルマイト皮膜
３０　アルミニウム原材
３３　表面（原材表面）
５１　鉄（Ｆｅ）
５２　ケイ素（Ｓｉ）
５３　チタン（Ｔｉ）
Ｌ　長手方向

Claims (6)

  1. 　アルミニウム基材と、
    　前記アルミニウム基材の基材表面に形成されたアルマイト皮膜と、
    　を備え、
    　０．２０重量％以上０．５３質量％以下のＳｉと、０．１８重量％以下のＦｅと、０．１０重量％以下のＣｕと、０．１０重量％以下のＭｎと、０．４５重量％以上０．９重量％以下のＭｇと、０．１０重量％以下のＣｒと、０．１０重量％以下のＺｎと、０．０４重量％以下のＴｉと、を含み、
    　アルミニウム及び不可避的不純物をさらに含み、
    　前記基材表面に前記アルミニウム基材の長手方向に沿って複数のヘアラインが形成され、
    　前記アルマイト皮膜の厚みは４μｍ以上１０μｍ以下である、
    　アルミニウム合金の押出材。
  2. 　Ｌ＊ａ＊ｂ表色系の明るさの軸上の値を表すＬ＊値が２０．７以下である、
    　請求項１に記載のアルミニウム合金の押出材。
  3. 　前記ヘアラインの算術平均粗さは０．０６μｍ以上であり、
    　前記ヘアラインの最大高さ粗さは０．６３μｍ以上であり、
    　前記ヘアラインの断面曲線要素の平均長さは０．３μｍ以下である、
    　請求項１又は２に記載のアルミニウム合金の押出材。
  4. 　レイティングナンバが９．５以上である、
    　請求項１から３の何れか一項に記載のアルミニウム合金の押出材。
  5. 　請求項１から４の何れか一項に記載のアルミニウム合金の押出材を含んで構成された、
    　建具。
  6. 　０．２０重量％以上０．５３重量％以下のＳｉと、０．１８重量％以下のＦｅと、０．１０重量％以下のＣｕと、０．１０重量％以下のＭｎと、０．４５重量％以上０．９重量％以下のＭｇと、０．１０重量％以下のＣｒと、０．１０重量％以下のＺｎと、０．０４重量％以下のＴｉとを含み、且つＡｌ及び不可避的不純物を含むアルミニウム合金ビレットを鋳造し、
    　前記アルミニウム合金ビレットを押出成形してアルミニウム原材を形成し、
    　前記アルミニウム原材の原材表面を研磨し、
    　研磨された前記原材表面に前記アルミニウム原材の長手方向に沿ってヘアラインを複数形成し、
    　前記ヘアラインが形成された前記アルミニウム原材を陽極酸化処理し、アルミニウム基材の基材表面に厚みが４μｍ以上１０μｍ以下のアルマイト皮膜を形成することを含むアルミニウム合金の押出材の製造方法。
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