BR112014001471B1

BR112014001471B1 - Folha de liga de alumínio e método para fabricação da mesma

Info

Publication number: BR112014001471B1
Application number: BR112014001471-0A
Authority: BR
Inventors: Tomoyuki Hirayama; Pizhi Zhao; Takeshi Handa; Toshiya Anami; Yusuke Nagaishi; Koji ITAKURA; Hirokazu Miyagawa; Tsutomu Hattori; Shigenori Yoshizawa; Akio Yoshizawa
Original assignee: Nippon Light Metal Company, Ltd.; Nissan Motor Co., Ltd
Priority date: 2011-07-25
Filing date: 2012-07-10
Publication date: 2022-05-24
Also published as: EP2738273A4; JPWO2013015110A1; RU2556171C1; WO2013015110A1; US10041154B2; US20140166162A1; BR112014001471A2; EP2738273A1; CN103703155A; JP5728580B2; EP2738273B1; MX2014000362A; MY167437A; MX353904B; CN103703155B

Abstract

FOLHA DE LIGA DE ALUMÍNIO E MÉTODO PARA FABRICAÇÃO DA MESMA Uma folha de liga de alumínio inclui um substrato de liga de alumínio tendo uma compo-sição que contém, por percentual de massa, 3,0 a 4,0% de magnésio, 0,2 a 0,4% de manganês, 0,1 a 0,5% de ferro, 0,03 a menos do que 0,10% de cobre, e menos do que 0,20% de silício, com o composto remanescente de alumínio e impurezas inevitáveis. A densidade de pico da distribuição de densidade de cobre na direção da espessura na região em uma profundidade de 15 nm a 200 nm a partir da superfície do substrato de liga de alumínio que é igual à ou maior que 0,15%, e o substrato de liga de alumínio tem uma estrutura recristalizada com um tamanho médio de grão de 15 (Mi)m ou menos.

Description

Campo da Invenção

[001] Esta invenção refere-se a uma folha de liga de alumínio e a um método para fabricação da mesma. Especificamente, esta invenção refere-se a uma folha de liga de alumínio excelente no trato e moldagem de conversão química e a um método para fabricação da mesma.

Fundamentos da Invenção

[002] Geralmente, uma folha de metal ou uma folha de liga de alumínio para um corpo de veículo de um automóvel é moldada em um formato predeterminado por moldagem por pressão ou similar e em seguida submetida a uma operação de montagem e então submetida a tratamento de conversão química. Incidentalmente, o tratamento de conversão química refere-se a um tratamento para depositar fosfato de zinco na superfície da folha de aço ou na folha de liga de alumínio antes do re-vestimento. O tratamento de conversão química também serve como pré-tratamento para o revestimento. Portanto, é necessário depositar de maneira uniforme uma quantidade suficiente de fosfato de zinco na superfície da folha de liga de alumínio para melhorar a resistência do material à corrosão ou aspereza de filme de revestimento após o revestimento.

[003] Então, se o fosfato de zinco não for depositado de maneira uniforme na superfície da folha de liga de alumínio quando a folha de liga de alumínio é submetida ao tratamento de fosfato de zinco pelo tratamento de conversão química, há a possibilidade de uma redução na resistência à corrosão tal como resistência à corrosão filiforme ou resistência a formação de bolhas do filme de revestimento e uma redução na aspereza do filme de revestimento.

[004] Incidentalmente, o tratamento de conversão química envolve o forne-cimento de uma série de tratamentos de superfície tais como desengorduramento, enxaguadura, condicionamento, tratamento com fosfato de zinco, e enxaguadura, e tal série de etapas de processo é chamada operação de tratamento de conversão química. Então, sob o tratamento com fosfato de zinco, a superfície da folha de liga de alumínio é submetida a uma reação anódica e uma reação catódica que ocorrem simultaneamente em uma solução de fosfato de zinco, conforme fornecido abaixo.

[005] Reação anódica: (1): Al → Al3+ + 3e (reação de oxidação, reação doa dora de elétron)...(1)

[006] Reação catódica: 2H+ + 2e → H2 (reação de redução, ou reação de aceitação de elétron)...(2)

[007] Quando a reação catódica continua conforme descrito acima, os íons de hidrogênio na solução de fosfato de zinco podem ser naturalmente consumidos para aumentar assim o pH da solução; contudo, a constante de dissociação da água , [H+] [OH] = 10-14, permanece substancialmente constante. Em outras palavras, tão logo uma reação conforme fornecida abaixo continue através do que é chamado de lei de equilíbrio químico por meio do que alimenta os prótons (H+) para a solução de fosfato de zinco, o fosfato de zinco é depositado na superfície da folha de liga de alumínio, 3Zn(H2P4)2 → Zn3(PO4)2↓ + 4H3PO4 ...(3)

[008] Aqui, o deposito uniforme de fosfato de zinco na superfície da folha da liga de alumínio requer que a reação anódica (1) e a reação catódica (2) ocorram de maneira uniforme. Exemplos de um método típico para depositar de maneira uniforme de fosfato de zinco pela aceleração simultânea da reação anódica (1) e da reação catódica (2) incluem o ajuste da composição da liga, Então, é sabido que as ligas de série 5000, em particular, são muito afetadas pela influência da quantidade de cobre e, por isso, um conteúdo mais baixo nas ligas leva a uma tratabilidade de fosfato de zinco mais baixo. (Referir-se à Literatura de Patente 1, por exemplo). Ainda, a Literatura de Patente 1 menciona que uma liga baseada em Ai-Mg com um conteúdo de cobre de 0,10% ou menos está propensa a ser insuficiente na quantidade de filme de revestimento de fosfato de zinco formado.

[009] Ainda, os métodos para depositar fosfato de zinco de maneira uniforme incluem uma abordagem de aumento de pré-tratamento (por exemplo, desengordu- ramento, enxaguadura e condicionamento de superfície) para o tratamento de fosfato de zinco. Especificamente, é sabido que a tratabilidade do fosfato é melhorada pelo tratamento de um material de alumínio feito de uma liga baseada em Al-Mg-Si com um ácido contendo íons de flúor. (Referir-se à Literatura de Patente 2, por exemplo). Esse material de alumínio é adequado para uso como um material de corpo para automóveis e é rico em resistência à corrosão.

[010] Além disso, os métodos para depositar de maneira uniforme fosfato de zinco incluem uma abordagem de reexame de um processo de fabricação para uma folha de liga de alumínio para, desse modo, melhorar antecipadamente uma condição de superfície para fins de tratamento de conversão química. Especificamente, em um método de fabricação da Literatura de Patente 3, um material de folha feito de uma liga baseada em Al-Mg, uma liga baseada em Al-Mg-Si ou uma liga baseada em Al-Cu-Mg é, primeiro, continuamente tratada termicamente através de uma zona de aquecimento e uma zona de revestimento. Subsequente ao tratamento térmico, o material de folha é então submetido a um processo para remover um filme de óxido de superfície por uma solução alcalina ou uma solução ácida, e, em seguida, é continuamente aquecido a uma temperatura de 40°C a 120°C e é imediatamente enrolado em uma bobina. Desse modo, é obtida uma folha de liga de alumínio de excelente capacidade de moldagem e tratabilidade de fosfato de zinco e também de excelente temperabilidade de acabamento de cozimento para um grupo de liga que possui temperabilidade de acabamento de cozimento. Ainda, é também mencionado que a folha de liga de alumínio está adequadamente disponível para uso como um membro estrutural para transporte de equipamento, tal como, em particular, um painel externo de um automóvel.

[011] Ainda, é possível um método para depositar de maneira uniforme fosfato de zinco pelo aperfeiçoamento da composição de liga de um material em si mesmo pela adição de um elemento para acelerar a reação anódica acima (1) ou a reação catódica (2) em uma chapa original de uma folha de liga de alumínio. A Literatura de Patente 4 descreve uma liga de alumínio que contém, por percentagem em peso, 2 a 6% de Magnésio e 0,3 a 2,0% de zinco, e possuindo, como impurezas, cobre, cujo conteúdo é limitado a menos de 0,33%, ferro, cujo conteúdo é limitado a menos de 0,4%, e silício, cujo conteúdo é limitado a menos de 0,4%, e possuindo o remanescente em alumínio e impurezas inevitáveis, e possuindo alumínio e impurezas inevitáveis, e contendo manganês (Mn), cromo (Cr), zircônio (Zr), vanádio (V), titânio (Ti) e boro (B) adicionados como ingredientes seletivos. Há uma descrição que indica que a liga de alumínio de excelente capacidade de moldagem e tratabili- dade de fosfato de zinco para um painel de corpo de veiculo de um automóvel.

[012] Além disso, a Literatura de Patente 5 descreve uma folha de liga Al- Mg-Si que contém pelo menos 0,05%, pelo menos 0,3% por massa de zinco, na qual o conteúdo de cobre é limitado a menos do que 0,05% por massa. Ainda a superfície da folha de liga Al-Mg-Si é provida de um filme de zincato de3 0,1 a 1,5 g/m2. A folha de liga de zincato Al-Mg-Si tratada possui um filme de zincato formado por tratamento único e de excelentes propriedades adesivas. Ainda, é dito que podem ser conferidas excelente tratabilidade de fosfato de zinco e resistência à corrosão à folha de liga e a folha de liga é adequadamente disponível para uso como uma folha externa de um automóvel.

[013] Até agora, foram feitos vários comentários sobre as folhas de liga de alumínio de série 5000 para automóvel fabricado a partir de uma chapa original con-tinuamente fundida por uma máquina de fundição contínua de chapa fina. Então, a Literatura de Patente 6 descreve uma folha de liga Al-Mg excelente em soldabilidade de ponto de resistência contínua. A folha de liga Al-Mg contém, por peso, 2 a 6% de magnésio, 0,15 a 1,0 % de ferro, e 0,03 a 2,0 % de manganês. Ainda, a folha de liga é caracterizada pelo fato de que uma camada de superfície da folha de liga no lado da mesma a ser pressionada contra um eletrodo em soldagem de ponto de resistência contém 4000 ou mais compostos intermetálicos que possuem um tamanho de grão de 0,5 μm ou mais, por milímetro quadrado.

[014] Ainda, a presente invenção descreve uma folha de liga Al-Mg que possui excelente resistência de amolecimento de cozimento na Literatura de Patente 7. A folha de liga Al-Mg possui de 2 a 5% por massa de magnésio, mais de 0,05%, mas até 1,5% por massa de ferro, e 0,05 a 1,5% por massa de manganês, e o conteúdo total de ferro (Fe) e manganês (Mn) que excede 0,3% por massa. Ainda, a folha de liga é caracterizada pelo fato de que o conteúdo de ferro em uma solução sólida é igual a ou maior do que 50 ppm, em que 5000 ou mais compostos intermetálicos equivalentes de 1 a 6 μm por um diâmetro de um círculo equivalente estão presentes por milímetro quadrado, e, além disso, em que um valor médio dos tamanhos dos grãos recristalizados é igual a ou menor do que 20 μm.

[015] Além disso, a presente invenção fornece uma folha de liga Al-Mg que possui excelente extrudabilidade profunda e resistência a amolecimento de cozimento conforme descrito na Literatura de Patente 8. A folha de liga Al-Mg contém, por massa, 1 a 5% de magnésio, 0,1 a 1,0% de ferro, 0,005 a 0,1% de titânio, 0,0005 a 0,01 de boro, e impurezas inevitáveis, e o conteúdo de silício nas impurezas inevitáveis é ajustado para menos de 0,20%. Ainda, a folha de liga é caracterizada pelo fato de que o conteúdo de solução sólida de ferro em uma matriz é igual a ou maior do que 50 ppm, em que o diâmetro do grão recristalizado é igual a ou menor do que 12 μm, e em que a proporção de limite de extrusão é igual a ou maior do que 2,13.

[016] Contudo, nenhuma das patentes de 6 a 8 mencionou a tratabilidade de conversão química. Lista de Citações Literatura de Patente Literatura de Patente 1: Publicação do Pedido de Patente Japonês não Examinado H8-99256 Literatura de Patente 2: Publicação do Pedido de Patente Japonês não Examinado H7-145488 Literatura de Patente 3: Publicação do Pedido de Patente Japonês não Examinado H9-195019 Literatura de Patente 4: Publicação do Pedido de Patente Japonês não Examinado H8-277434 Literatura de Patente 5: Publicação do Pedido de Patente Japonês não Examinado 2001-348670 Literatura de Patente 6: Publicação do Pedido de Patente Japonês não Examinado H11-80873 Literatura de Patente 7: Publicação do Pedido de Patente Japonês não Examinado 2004-76155 Literatura de Patente 8: Publicação do Pedido de Patente Japonês não Examinado 2008-223054

Sumário da Invenção Problema Técnico

[017] Contudo, aperfeiçoamentos adicionais na moldabilidade e tratabilidade de conversão química são requeridos em um caso onde a folha de liga de alumínio é usada para um corpo de veículo de um automóvel.

[018] A presente invenção foi concebida em vista dos problemas precedentes inerentes na tecnologia convencional. Portanto, um objetivo da presente invenção é fornecer uma folha de liga de alumínio com excelente moldabilidade e tratabi- lidade de conversão química e um método para fabricar a mesma.

Solução para o Problema

[019] Uma folha de liga de alumínio de acordo com um primeiro aspecto da presente invenção inclui um substrato de liga de alumínio que possui uma composição contento, por percentagem de massa, 3,0 a 4,0% de magnésio, 0,2 a 0,4% de manganês, 0,1 a 0,5% de ferro, não inferior a 0,03%, mas menos do que 0,10% de cobre, e menos do que 0,20% de silício, com o remanescente sendo alumínio e im-purezas inevitáveis. Ainda, uma concentração de pico de uma distribuição de con-centração de cobre em uma direção de espessura em uma região em uma profundidade de 15 nm a 200 nm a partir de uma superfície do substrato de liga de alumínio é igual a ou maior do que 0,15%. Além disso, o substrato de liga de alumínio possui uma estrutura recristalizada com um tamanho de grão médio de 15 μm ou menos.

[020] Um método para fabricação da folha de liga de alumínio de acordo com um segundo aspecto da presente invenção inclui as etapas de: fundir continuamente uma liga de alumínio fundida em uma chapa de 2 a 15 mm de espessura por meio do uso de uma máquina de fundição contínua de chapa fina, a liga de alumínio fundida possuindo uma composição contendo, por percentagem de massa, 3,0 a 4,0% de magnésio, 0,2 a 0,4% de manganês, 0,1 a 0,5% de ferro, não inferior a 0,03%, mas menos do que 0,10% de cobre, e não inferior a 0,20% de silício, com o remanescente sendo alumínio e impurezas inevitáveis; enrolando diretamente a chapa em um rolo sem submetê-la a laminação a frio com uma redução a frio final de 70 a 95%, após o enrolamento da chapa; e submetendo a chapa a acabamento de reco- zimento, após submeter a chapa à laminação a frio.

Vantagens e Efeitos da Invenção

[021] Uma folha de liga de alumínio série 5000 da presente invenção é fabri-cada a partir de uma chapa continuamente fundida por uma máquina de fundição contínua de chapa. Ainda, na folha de liga de alumínio, a composição do material de liga, particularmente, o conteúdo de cobre (Cu), é especificado para possibilitar as- sim a aceleração da reação catódica (2) acima e desse modo depositar de maneira uniforme fosfato de zinco. Ademais, a composição de magnésio (Mg) e outros ele-mentos de folha de liga de alumínio série 5000 é limitada por meio disso para permitir alcançar a folha de liga de alumínio que não está propensa à ocorrência de uma marca de tensão de estirador (ou uma marca SS) ocasionada por moldagem.

[022] De acordo com a folha de liga de alumínio de acordo com a presente invenção, além disso, a concentração de pico da distribuição de concentração de cobre na direção da espessura na região em uma profundidade de 15 nm a 200 nm a partir da superfície da folha de liga de alumínio é igual a ou maior do que 0,15% por massa. Portanto, durante o tratamento de fosfato de zinco, a reação catódica (2) é acelerada na superfície da folha de liga de alumínio por meio disso depositando de maneira uniforme o fosfato de zinco. Ainda, na folha de liga de alumínio da presente invenção, a composição de liga tal como magnésio é limitada, e, portanto, a folha de liga de alumínio possui a estrutura recristalizada com o tamanho médio de grão de 15 μm ou menos. Desse modo, é possível fornecer a folha de liga de alumínio que não está propensa à ocorrência de uma marca de tensão de esticador ocasionada por moldagem, e, além disso, é de excelente moldabilidade.

[023] Ainda, no método para fabricar uma folha de liga de alumínio de acordo com a presente invenção, uma chapa de 2 mm a 15 mm de espessura é continuamente fundida por meio do uso de uma máquina de fundição contínua de chapa. Então, a chapa é diretamente enrolada em um rolo sem ser submetida a laminação a frio, e, em seguida, a chapa é submetida a laminação a frio. Na laminação a frio, a redução a frio final é de 70 a 95%. Então, após ser submetida à laminação a frio, a chapa fina é submetida a recozimento final. Então, mesmo que a concentração de cobre na liga de alumínio moldada seja 0,03 a 0,12% por massa, a concentração de pico da distribuição de concentração de cobre na direção da espessura na região em uma profundidade de 15 a 200 nm a partir da superfície da folha de liga de alumínio é finalmente igual a ou maior do que 0,15% por massa. Tal concentração de pico da distribuição de concentração de cobre pode ser considerada possível com um método de fundição caracterizado por fundição de chapa fina, conforme escrito posteriormente.

[024] Incidentalmente, a segregação de cobre ocasionada por fundição ocorre também em uma parte de camada de superfície de uma fundição de chapa semi- contínua por uma máquina de fundição a frio direta (máquina de fundição DC). Em outras palavras, uma parte na qual um elemento soluto tal como ferro, silício ou cobre é concentrado, como o que é chamada de uma camada de segregação, está também presente na parte de camada de superfície da chapa. No caso da chapa de fundição de maneira semi-contínua, contudo, a chapa é tipicamente submetida a revestimento em ambas as superfícies, antes do tratamento de homogeneização, com o propósito de remoção dos defeitos ocasionados por condensação ou similar na superfície, ou o que é chamado de camada de segregação. A parte de camada de superfície de chapa em torno de 5 a 40 mm de espessura é removida para cada das superfícies pelo revestimento, apesar de poder variar dependendo da liga, que é o propósito do uso da chapa, ou o formato da chapa.

[025] Então, a chapa de fundição semi-contínua que foi submetida a reves-timento é submetida a tratamento térmico ou similar em um processo de tratamento de homogeneização, um processo de laminação a frio, e um processo de recozimen- to final após a laminação a frio. Assim, um elemento tal como cobre é difundido para e concentrado em um limite entre um filme de óxido e a superfície da folha de liga. Nessa camada de concentração, a reação catódica (2) é acelerada na superfície da folha de liga durante os estágios iniciais da reação no momento do tratamento de fosfato de zinco, por meio disso acelerando a reação. Contudo, quando a reação continua, o alumínio na superfície é dissolvido como íons Al3+ em uma solução para assim corroer a superfície da folha de liga. Portanto, o efeito da aceleração da rea- ção catódica (2) pela camada de concentração de cobre logo desaparece.

Breve Descrição dos Desenhos

[026] A Figura 1 é uma vista esquemática que ilustra, à guisa de exemplo, um veículo usando uma folha de liga de alumínio de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[027] A Figura 2 é um gráfico que ilustra uma concentração de cobre em uma região para uma profundidade em torno de 500 nm a partir da superfície de cada material de amostra de teste Nos. 1, 4 e 5.

[028] A Figura 3 são fotografias que ilustram a aparência dos cristais nos materiais na amostra de teste Nos. 1 e 4 após o tratamento de conversão química.

Descrição das Modalidades da Invenção

[029] Será descrita abaixo uma modalidade da presente invenção com refe-rência aos desenhos. Na descrição que se segue dos desenhos, as mesmas partes são indicadas pelos mesmos números de referência. Deve ser observado que os desenhos são esquemáticos e as relações entre as espessuras e dimensões de plano são diferentes das reais. Portanto, deve ser compreendido que as espessuras e dimensões específicas são determinadas, tomadas com relação às descrições que se seguem. Naturalmente, deve ser também compreendido que os desenhos incluem partes nas quais diferem entre si em suas dimensões ou proporções relativas.

[030] Um método para fabricar uma folha de liga de alumínio de acordo com a presente invenção primeiro prepara uma liga de alumínio fundida. A liga de alumínio fundida possui uma composição contendo, por percentagem de massa, 3,0 a 4,0% de magnésio (Mg), 0,2 a 0,4% de manganês (Mn), 0,1 a 0,5% de ferro, não inferior a 0,03%, mas não inferior a 0,10% de cobre, e menos do que 0,2% de silício (Si) como impurezas inevitáveis, com o remanescente sendo alumínio (Al) e impurezas inevitáveis. Então, a liga de alumínio fundida é continuamente fundida para uma chapa fina de 2 nm a 15 nm de espessura por meio do uso de uma máquina de fun- dição contínua de chapa fina. Então, a chapa fina é enrolada em um rolo sem ser submetida à laminação a quente, e em seguida a chapa fina é submetida à lamina- ção a frio. A laminação a frio é tal que uma redução a frio final da chapa fina é de 70 a 95%. Após ser submetida à laminação a frio, a chapa fina é submetida a recozi- mento final. Na folha de liga de alumínio (ou substrato de liga de alumínio) obtida dessa maneira, uma distribuição de concentração de pico de um cobre (Cu) em uma direção da espessura em uma região em uma profundidade de 15 nm a 200 nm a partir da superfície do substrato de liga de alumínio é igual a ou maior do que 0,15% por massa. Além disso, a folha de liga de alumínio (ou substrato de liga de alumínio) possui uma estrutura recristalizada com um tamanho médio de grão de 15 μm ou menos.

[031] A máquina de fundição contínua de chapa fina inclui tanto uma máquina de fundição de correia dupla quanto uma máquina de fundição de rolo duplo. A máquina de fundição de correia dupla inclui um par de partes de correia rotativa que possuem uma correia sem fim e voltadas verticalmente entre si, uma cavidade formada entre o par de partes de correia rotativa, e um dispositivo de resfriamento fornecido dentro das partes de correia rotativa. Então, o metal fundido é alimentado para a cavidade através de um bocal feito de um material refratário e é semi- continuamente fundido em uma chapa fina.

[032] A máquina de fundição de correia dupla inclui um par de partes de rolo rotativo que possuem um rolo sem fim e voltadas verticalmente entre si, uma cavidade formada entre o par de partes de rolo rotativo, e um dispositivo de resfriamento fornecido dentro das partes de rolo rotativo. Então, o metal fundido é alimentado para a cavidade através de um bocal feito de um material refratário é continuamente fundido em uma chapa fina.

[033] Então é formado um menisco na superfície da liga de alumínio fundido em um curto tempo até que a liga de alumínio fundido se mova da ponta de um bo- cal para a correia quando a liga de alumínio fundido é alimentada para a cavidade através do bocal na máquina de fundição contínua de chapa fina. Então, a superfície da liga de alumínio fundido na área do menisco está em contato com uma atmosfera (ou ar) na cavidade. É possível que, entretanto, a superfície da liga de alumínio fundido na área do menisco seja submetida à oxidação e resfriamento lento, um filme de óxido fino é formado na superfície da liga de alumínio fundido, e, além disso, uma fase -Al fina (ou fase sólida) é precipitada no lado interno do filme de óxido. É possível que, quando essa concha -Al muito fina é formada, a fase -Al cresce a partir da superfície e um elemento soluto tal como cobre (Cu) na liga de alumínio fundido é descarregado para o lado interno da chapa, e é formada uma camada de segregação em uma fase líquida. O elemento soluto tal como cobre (Cu) concentrado na camada de segregação na fase líquida é difundido para a fase líquida da chapa se houver tempo suficiente para difusão. Contudo, não há tempo para o elemento soluto tal como cobre (Cu) em uma camada de concentração para difusão suficiente para a fase líquida, considerando o tempo de permanência substancial,

[034] Então, o alumínio fundido na área do menisco que possui o filme de óxido extremamente fino e a concha -Al extremamente fina formada na superfície entra em contato com a correia e é resfriado. Desse modo, a concha -Al extremamente fina e a camada de segregação na fase líquida formada na mesma são também resfriados, e o filme de óxido, a concha -Al, a camada de segregação na fase sólida, e uma estrutura resfriada solidificada são formados nesta ordem na superfície da chapa. Esses são geralmente chamados de concha. Na camada de segregação, o pico de concentração de cobre está presente em uma profundidade em torno de 200 nm a partir da superfície do material da chapa fina. Então, a espessura da concha -Al é relativamente uniforme em uma parte de camada de superfície de chapa apesar de poder depender de uma velocidade de correia ou similar. É considerado que um fenômeno conforme descrito acima naturalmente ocorre na fundição contí- nua de chapa fina pela máquina de fundição de rolo duplo.

[035] O pico de concentração da camada de segregação assim formada é avaliado como presente em uma profundidade em torno de 200 nm a partir da superfície do material da chapa fina. Então, no método de fabricação de acordo com a presente modalidade, a chapa fina é continuamente fundida, e a chapa fina é diretamente enrolada em volta do rolo sem laminação quente, e é então submetida à laminação fria.

[036] Aqui, a laminação a frio acima descrita é tal que a redução a frio final da chapa fina é de 70 a 95%. Após a laminação a frio, a chapa fina é submetida a recozimento final. Portanto, um processo de revestimento, um processo de homoge-neização, e um processo de laminação a quente requerido para a chapa de fundição de resfriamento direto (ou uma chapa de fundição DC) podem ser omitido, e podem ser reduzidos os custos de funcionamento. Conforme também descrito posteriormente, a deslocação é armazenada realizando processo de deformação embora assegurando uma quantidade predeterminada de solução sólida de um elemento de transição metálico, e os grãos recristalizados finos de 15 μm ou menos da liga de alumínio podem ser obtidos no processo de recozimento final.

[037] Quando a redução a frio final é menor do que 70%, a quantidade de tensão de trabalho armazenada durante a laminação a frio é muito pequena, e os grãos recristalizados finos de 15 μm ou menos não podem ser obtidos pelo processo de recozimento final. Quando a redução a frio final excede 95%, a quantidade de tensão de trabalho armazenada durante a laminação a frio é grande demais, o trabalho de endurecimento é intensivo, ocorrem rachaduras nas bordas, e a laminação torna-se difícil de realizar. Portanto, é preferível que a redução a frio final seja na variação de 70 a 95%. Preferivelmente, a redução a frio final está na variação de 70 a 90%. Ainda mais preferível, a redução a frio final está na variação de 70 a 85%. Incidentalmente, conforme empregado no contexto, a redução a frio final refere-se ao grau de laminação no momento da laminação a frio. Por exemplo, em um caso onde uma folha de alumínio de 1,0 mm de espessura é laminada a frio para 0,6 mm, a redução a frio final é representada como 40%.

[038] Então, no recozimento final, um elemento tal como cobre é difundido e concentrado para um limite entre o filme de óxido e a superfície da folha de liga a partir da camada de segregação que possui o pico de concentração de cobre em uma profundidade de, por exemplo, em torno de 50 nm a partir da superfície da folha de liga de alumínio. Contudo, o pico de concentração de cobre da camada de segregação não desaparece. Então, conforme mencionado acima, a liga de alumínio é muito afetada pela influência da quantidade de cobre em particular, e tende a melhorar na tratabilidade de fosfato de zinco com um conteúdo de cobre mais alto. Portanto, a folha de liga de alumínio de acordo com a presente modalidade contém uma quantidade predeterminada de cobre, e, portanto, no tratamento de fosfato de zinco, a reação catódica (2) é acelerada na superfície mesmo em estágios iniciais na reação. Além disso, a camada de segregação que contém um pico de concentração de cobre de 0,15% por massa ou mais está presente em uma predeterminada profundidade a partir da superfície da folha de liga de alumínio de acordo com a presente modalidade. Desse modo, mesmo se Al na superfície for dissolvido como íons Al3+ para a solução e a superfície da folha de liga é corroída, o efeito de aceleração da reação catódica (2) é continuada pela camada de segregação de cobre.

[039] De acordo com o acima, o conteúdo de cobre da folha de liga de alumínio global (ou substrato de liga de alumínio) de acordo com a presente modalidade não deve ser inferior a 0,03% por massa, mas menor do que 0,10% por massa. Contudo, na folha de liga de alumínio final, a concentração de pico da distribuição de concentração de cobre na direção da espessura na região em uma profundidade de 15nm a 200 nm a partir da superfície da folha de liga de alumínio é 0,15% por massa ou mais.

[040] Incidentalmente, apesar de um limite inferior da concentração de pico da distribuição de concentração de cobre na direção da espessura na região em uma profundidade a partir de 15 nm a 200 nm a partir da superfície da folha de liga de alumínio é 0,15% por massa, um limite superior da concentração de pico não é particularmente limitado. Contudo, o limite superior da concentração de pico pode ser ajustado para 1,0% por massa, por exemplo. Ainda, apesar de um limite superior do tamanho médio do grão da estrutura recristalizada na folha de liga de alumínio é 15 μm, um limite inferior do tamanho médio do grão não é particularmente limitado. Contudo, o limite inferior do tamanho médio do grão pode ser ajustado para 5 μm, por exemplo.

[041] No método de fabricação de acordo com a presente modalidade, é pre-ferível que a espessura da chapa fina fundida seja 2 mm a 15 mm. Quando a espessura da chapa fina é menor do que 2 mm, é difícil derramar de maneira uniforme o alumínio fundido na cavidade e fundir uma boa chapa fina. Quando a espessura da chapa fina excede 15 mm, é difícil enrolar a chapa fina em volta da bobina. Quando a espessura incide nessa variação, uma taxa de resfriamento de solidificação da ordem de 20 a 500°C/seg pode ser facilmente assegurada em uma variação de 1/4 de espessura da chapa, e, desse modo, pode ser obtida uma estrutura de fundição uniforme. Como resultado, conforme descrito acima, pode ser assegurada uma quantidade predeterminada de solução sólida de um elemento metálico de transição tal como Fe ou Mn em uma matriz.

[042] Ainda, quando a espessura da chapa fina incide nessa variação, o ta-manho de um composto intermetálico formado durante a solidificação da fundição é reduzida para menos de 5 μm, e o número dos compostos intermetálicos por unidade de área de uma folha de liga pode ser aumentado. O composto intermetálico com um tamanho médio de grão de 1 a 5 μm forma um núcleo de um grão recristalizado durante o recozimento final, e também exibe um efeito de fixação de inibição de mo- vimento de um limite de grão.

[043] Por esses efeitos, consequentemente, o tamanho médio de grão dos grãos cristalizados da liga de alumínio após o recozimento final é facilmente controlado para 15 μm ou menos, e pode ser obtida a folha de liga de alumínio com excelente moldabilidade. Preferivelmente, a espessura da chapa fina varia de 3 mm a 12 mm. Ainda mais preferível, a espessura da chapa fina varia de 5 mm a 12 mm.

[044]Preferivelmente, a bobina da chapa laminada a frio para uma espessura predeterminada é submetida a recozimento final pelo período de 1 a 8 horas em uma temperatura de manutenção de 300 a 400°C pelo uso de um forno de recozi- mento em batelada. O recozimento em batelada refere-se ao recozimento que é realizado com a bobina da chapa fina em uma posição fixa. Quando a temperatura de manutenção no forno de recozimento em batelada é igual a ou maior do que 300°C, a recristalização continua e pode ser facilmente obtida a estrutura de recristalização uniforme da liga de alumínio. Ainda, quando a temperatura de manutenção é igual a ou menor do que 400°C, o engrossamento dos grãos recristalizados pelo ajuntamento dos grãos recristalizados não está propício a ocorrer, e pode ser obtida uma estrutura recristalizada da liga de alumínio que tem um tamanho médio de grão de 15 μm ou menos. Além disso, é prevenido o amaciamento excessivo da chapa fina, e pode ser facilmente obtida uma força predeterminada.

[045] Portanto, é preferível que a temperatura do recozimento final esteja na variação de 300 a 400°C. Ainda, quando o tempo de manutenção para a temperatura de recozimento acima descrita é igual a ou maior do que 1 hora, a bobina geral pode ser processada em uma temperatura mais uniforme. Além disso, quando o tempo de manutenção é igual a ou menor do que 8 horas, pode ser obtida uma estrutura recristalizada que possui um tamanho médio de grão de 15 μm ou menos, e pode ser também melhorada a produtividade. Portanto, é preferível que o tempo de manutenção varie de 1 a 8 horas.

[046] Ainda, é preferível que a bobina da chapa fina laminada a frio para uma espessura predeterminada seja submetida a recozimento final por 10 a 60 segundos em uma temperatura de manutenção de 400 e 500°C pelo uso de um forno de recozimento contínuo (um CAL, um forno de recozimento). O recozimento contínuo refere-se ao recozimento que é realizado enquanto a bobina da chapa fina é continuamente movida no forno. No recozimento contínuo quando a temperatura de manutenção é igual a ou maior do que 400°C, a recristalização continua e pode ser facilmente obtida uma recristalização uniforme. Ainda, quando a temperatura de manutenção é igual a ou menor do que 500°C, o engrossamento dos grãos recristaliza- dos pelo ajuntamento dos grãos recristalizados não está propício a ocorrer, e pode ser obtida uma estrutura recristalizada que possui um tamanho médio de grão de 15 μm ou menos. Além disso, pode ser evitado o amaciamento excessivo da chapa fina e pode ser obtida uma força predeterminada.

[047] Portanto, é preferível que a temperatura do recozimento final no reco- zimento contínuo varie de 400 a 500°C. Ainda, o tempo de manutenção para a tem-peratura de recozimento acima descrita seja igual a ou maior do que 10 segundos, a bobina inteira pode ser processada em uma temperatura mais uniforme. Além disso, quando o tempo de manutenção é igual a ou menor do que 60 segundos, pode ser obtida uma estrutura recristalizada que possui um tamanho médio de grão de 15 μm ou menos, e a produtividade pode ser melhorada. Portanto, é preferível que o tempo de manutenção varie de 10 a 60 segundos.

[048] Na presente modalidade, a resistência à ruptura da folha de liga de alumínio (ou do substrato de liga de alumínio) obtida da maneira acima mencionada não é necessariamente uma exigência essencial. Contudo, essas altas propriedades de força podem ser procuradas, dependendo da aplicação para uso como um membro estrutural de um automóvel. Portanto, a resistência à ruptura da folha de liga de alumínio (ou do substrato de liga de alumínio) é preferivelmente igual a ou maior do que 240 MPa, ou preferivelmente igual a ou maior do que 250 MPa.

[049] Será fornecida abaixo uma descrição com respeito a um motivo para limitar a variação da composição de um componente de liga na folha de liga de alumínio (ou o substrato de liga de alumínio) da presente modalidade.

[Com respeito a 3,0 a 4,0% por massa de Magnésio (Mg)]

[050] Na folha de liga de alumínio da presente modalidade, o magnésio (Mg) é um elemento essencial. Então, o magnésio age como um elemento para formar uma solução sólida em uma matriz de alumínio e fortalecer a solução sólida, e, desse modo, o magnésio é adicionado para conferir força e moldabilidade.

[051] Quando a concentração de magnésio é menor do que 3,0% por massa, seu efeito é pequeno e não pode ser obtida a folha de liga de alumínio que possui uma resistência à ruptura predeterminada. Quando a concentração de magnésio excede 4,0% por massa, aparece uma marca SS, e pode surgir o problema de sensibilidade à rachadura por corrosão de tensão ou similar. Portanto, é preferível que a concentração de magnésio varie de 3,0 a 4,0% por massa. Preferivelmente, a concentração de magnésio varia entre 3,2 a 4,0% por massa. Ainda mais preferível, a concentração de magnésio varia de 3,4 a 3,8% por massa.

[Com respeito a 0,2 a 0,4% por massa de Magnésio (Mg)]

[052] Na folha de liga de alumínio da presente modalidade, o manganês (Mn) é um elemento essencial. O manganês (Mn) coexiste com ferro (Fe) e silício (Si) desse modo cristaliza de maneira uniforme e finamente precipita um composto baseado em Al-Fe, um composto baseado em Al-(Fe.Mn)-Si, ou similares na chapa fina. Como resultado, conforme mencionado acima, o tamanho médio de grão recris- talizado da liga de alumínio é tão fino quanto 15 μm ou menos. Ainda, o manganês é um elemento que forma com maior facilidade uma solução sólida em uma supersatu- ração em uma matriz durante a fundição, comparada ao ferro, e pode ser conferida resistência ao amaciamento por cozedura à folha de liga de alumínio final.

[053] Quando uma concentração de manganês é menor do que 0,2% por massa, a resistência ao amaciamento por cozedura é baixa e podem ser obtidas uma resistência à ruptura predeterminada e um tamanho médio de grão recristaliza- do. Quando a concentração de manganês excede 0,4% por massa, isso é indesejável porque a resistência torna-se alta demais e pode ser deteriorada a moldabilida- de. Portanto, é preferível que a concentração de manganês varie de 0,2 a 0,4% por massa. Preferivelmente, a concentração de manganês varia entre 0,25 a 0,4% por massa. Ainda mais preferível, a concentração de manganês varia entre 0,3 a 0,4% por massa.

[Com respeito a 0,1 a 0,5% por massa de Ferro (Fe)]

[054] Na folha de liga de alumínio da presente modalidade, o ferro (Fe) é um elemento essencial. O ferro (Fe) coexiste com manganês (Mn) e silício (Si), por meio disso cristaliza de maneira uniforme e finamente um composto baseado em Al-Fe, composto baseado em Al-(Fe.Mn)-Si, ou similares na chapa fina. Como resultado, conforme mencionado acima, o tamanho médio de grão recristalizado da liga de alumínio é tão fino quanto 15 μm ou menos. Ainda, o ferro é um elemento que é mais fácil para precipitar durante a fundição, comparo ao manganês, e, portanto, a proporção de ferro que contribui para a resistência ao amaciamento por cozedura da folha de alumínio final é mais baixa do que manganês.

[055] Quando a concentração de ferro é menor do que 0,1% por massa, a resistência ao amaciamento por recozimento é baixa e não podem ser obtidos uma resistência à ruptura predeterminada e um tamanho médio de grão recristalizado predeterminado. Quando a concentração de ferro excede 0,5% por massa, isso é indesejável porque é desenvolvido um composto intermetálico tipo agulha grosso e pode a moldabilidade pode deteriorar. Portanto, é preferível que a concentração de ferro varie de 0,1 a 0,5% por massa. É mais preferível que a concentração de ferro varie de 0,1 a 0,4% por massa. Ainda mais preferível, a concentração de ferro varia de 0,1 a 0,3% por massa.

[Com respeito a não inferior a 0,03%, mas menor do que 0,10% por massa de Cobre (Cu)]

[056] Na folha de liga de alumínio da presente modalidade, o cobre (Cu) é um elemento essencial. Ainda a concentração de cobre total na folha de liga de alumínio (ou substrato de liga de alumínio) é ajustado para não inferior a 0,03%, mas menor do que 0,10% por massa. Além disso, a concentração de pico da distribuição da concentração de cobre na direção da espessura na região em uma profundidade de 15 nm a 200 nm a partir da superfície é ajustada para 0,15% por massa ou mais. Assim, durante o tratamento com fosfato de zinco, o efeito de aceleração da reação catódica (2) é continuado na superfície da folha de liga de alumínio, e o fosfato de zinco é depositado de maneira uniforme.

[057] Quando a concentração de cobre é menor do que 0,03% por massa, a concentração de pico de cobre na região em uma profundidade de 15 nm a 200 nm a partir da superfície da folha de liga de alumínio é menor do que 0,15% por massa, e o fosfato de zinco pode não ser depositado de maneira uniforme. Quando a concentração de cobre é igual a ou maior do que 0,10% por massa há o receio de haver uma redução na resistência à corrosão tal como resistência à corrosão filiforme ou resistência à formação de bolha do filme de revestimento após o revestimento. Portanto, é preferível que a concentração de cobre não seja inferior a 0,03%, mas menor do que 0,10% por massa. Preferivelmente, a concentração de cobre está na variação não inferior a 0,03%, mas menor do que 0,07 por massa. Ainda mais preferível, a concentração de cobre está na variação não inferior a 0,03%, mas menos do que 0,05% por massa.

[Com respeito a menos de 0,20% por massa de Silício (Si)]

[058] Preferivelmente, a concentração de silício (Si) como as impurezas ine-vitáveis é limitada a menos do que 0,20% por massa, isto é, não inferior a 0% por massa, mas menos do que 0,20% por massa. Quando a concentração de silício é igual a ou maior do que 0,20% por massa, isto é indesejável porque um composto baseado em Al-(Fe.Mn)-Si grosso é cristalizado durante a fundição de chapa e a moldabilidade deteriora.

[059] De preferência, a concentração de silício é inferior a 0,18% por massa. Ainda mais preferível, a concentração de silício é inferior a 0,15% por massa. Na presente modalidade, quando a concentração de silício é inferior a 0,15% por massa, a moldabilidade não deteriora.

[Com Respeito a Outras Impurezas Inevitáveis]

[060] As impurezas inevitáveis são misturadas de maneira inevitável a partir do metal bruto, um fragmento de retorno, algo semelhante. Por exemplo, a concentração permitida das impurezas inevitáveis é de maneira que zinco (Zn) seja inferior a 0,4% por massa, níquel (Ni) inferior a 0,2% por massa, e gálio (Ga) e vanádio (V) sejam inferiores a 0,05% por massa. Ainda, chumbo (Pb), bismuto (Bi), estanho (Sn), sódio (Na, cálcio (Ca) e estrôncio (SR) devem ser inferiores a 0,02% cada um por massa. Outros ele-mentos são inferiores a 0,05% por massa, e os efeitos da presente invenção não podem ser reduzidos mesmo se houver outros elementos nessa variação.

[Com Respeito à Proporção Mn/Fe]

[061] A proporção de massa de manganês para ferro (na proporção Mn/Fe) não é um fator integrante essencial da folha de liga de alumínio da presente modalidade. Contudo, um composto intermetálico baseado em Al-Fe-Si contém manganês, e, além disso, a concentração mais alta de manganês facilita a formação de um composto intermetálico baseado em Al-Fe-Mn-Si. Ainda, o composto intermetálico baseado em Al-Fe-Si está na forma de agulha, enquanto o composto intermetálico baseado em Al-Fe-Mn-Si possui um formato esférico. Portanto, as propriedades mecânicas da folha de liga de alumínio, tais como resistência a desgaste e dilatação, podem ser aperfeiçoadas.

[062] Quando a proporção Mn/Fe é igual a ou maior do que 1,0, os efeitos das propriedades mecânicas acima descritas podem ser obtidos. Quando a proporção Mn/Fe é igual a ou inferior a 5,0, pode ser alcançada alta moldabilidade enquanto é assegurada resistência suficiente. Portanto, é preferível que a proporção Mn/Fe esteja na variação de 1,0 a 5,0. Mais preferível, que a proporção Mn/Fe esteja na variação de 1,0 a 4,0. Ainda mais preferível, que a proporção Mn/Fe esteja na variação de 1,0 a 3,0.

[Com Respeito ao Titânio (Ti)]

[063] Além dos elementos acima descritos, a folha de liga de alumínio da pre-sente modalidade pode conter titânio (Ti). O titânio pode ser misturado a partir de um fragmento de retorno, e faz parte das impurezas inevitáveis. Ainda, o titânio é adiciona-do ao alumínio fundido como um refinador de grão para grãos de cristal em um lingote, e, além disso, tipicamente como um endurecedor baseado em um Al-Ti ou Al-Ti-B.

[064] Quando uma concentração de titânio é igual a ou maior do que 0,005% por massa, podem ser facilmente obtidos os efeitos do refinador de grão e do endu-recedor. Ainda, quando a concentração de titânio é igual a ou inferior a 0,1% por massa, pode ser efetivamente evitada uma redução na moldabilidade devido à pre-cipitação de um composto intermetálico tal como Al3Ti no lingote. Portanto, é preferível que a concentração de titânio esteja na variação de 0,005 a 0,1% por massa. Mais preferível, que a concentração de titânio esteja na variação de 0,005 a 0,08% por massa. Ainda mais preferível, que a concentração de titânio esteja na variação de 0,005 a 0,05% por massa.

[Com Respeito ao Boro (B)]

[065] Além dos elementos acima descritos, a folha de liga de alumínio da pre-sente modalidade pode conter Boro (B). O boro (B) pode ser misturado a partir de um fragmento de retorno e também faz parte das impurezas inevitáveis. Ainda, o boro é adicionado ao alumínio fundido como um refinador de grão para grãos de cristal em um lingote, e, além disso, tipicamente como um endurecedor baseado em um Al-Ti ou Al-Ti- B.

[066] Quando uma concentração de boro é igual a ou maior do que 0,0005% por massa, podem ser facilmente obtidos os efeitos do refinador de grão e do endurecedor. Ainda, quando a concentração de boro é igual a ou inferior a 0,01% por massa, pode ser evitada a sedimentação e a agregação de um composto intermetá- lico tal como TiB2 no fundo de um forno ou similares. Incidentalmente, quando o composto intermetálico tal como TiB2 é misturado no lingote a moldabilidade pode deteriorar. Portanto, é preferível que a concentração de boro esteja na variação de 0,0005 a 0,01% por massa. Preferivelmente, que a concentração de boro esteja na variação de 0,0005 a 0,005% por massa. Ainda mais preferível, que a concentração de boro esteja na variação de 0,001 a 0,005% por massa.

[067] A folha de liga de alumínio de excelente tratabilidade de conversão química da presente modalidade é adequada para um painel de corpo de veículo e um membro estrutural ou similar de um automóvel. Os exemplos incluem outros painéis e painéis internos tais como uma capota 10, uma porta 11, um para-lama 12, um teto 13, e um bagageiro 14, e materiais de reforço.

Exemplos

[068] Os efeitos vantajosos da presente invenção serão descritos mediante Exemplos e Exemplos Comparativos fornecidos abaixo. Contudo, deve ser compre-endido que o escopo técnico da presente invenção não está limitado apenas aos Exemplos que se seguem.

[069] Primeiro, foram preparadas as ligas fundidas dotadas das composições (Nos. 1 a 4) ilustradas na Tabela 1. Então, as ligas fundidas foram fundidas continu-amente para chapas finas de 10 nm de espessura por uma máquina de fundição de correia dupla e foram enroladas diretamente em bobinas. As chapas finas enroladas nas bobinas foram submetidas à laminação a frio para uma espessura de 2,3 mm, e foi aplicado o recozimento final às chapas finas para manter as chapas finas em uma temperatura de 330°C por 4 horas por um forno de bateladas. Incidentalmente, nesse caso, uma redução a frio final foi 77%. Então, as folhas finais submetidas ao re- cozimento final foram limpas com uma solução de ácido nítrico aquosa para produzir os materiais de amostra de teste. Incidentalmente, como esses materiais de amostra de teste são preparados por fundição contínua, os materiais de amostra de teste são indicados por “CC" na coluna “Método de Fabricação” na Tabela 1.

[070] Ainda, foram preparadas as ligas fundidas dotadas das composições (Nos. 5 e 6) ilustradas na Tabela 1. Então, as ligas fundidas foram fundidas para chapas dotadas de uma largura de 600 mm, uma espessura de 400 mm e uma extensão de 4000 mm por uma máquina de fundição DC. Então, cada superfície de cada chapa foi trabalhada para em torno de 20 a 30 mm usando uma fresadora. Em seguida, as chapas trabalhadas foram submetidas a um processo de homogeneização em 440°C por 8 horas, e, em seguida, as chapas foram submetidas a laminação a quente e as folhas roladas a quente de 7 mm foram enroladas em bobinas. Após isso, as chapas finas enroladas nas bobinas foram submetidas a laminação a frio para uma espessura de 2,3 mm, e foi aplicado recozimento final às chapas finas para manter as chapas finas em uma temperatura de 330°C por 4 horas usando um forno de bateladas. Então, as folhas finais submetidas ao recozimento final foram limpas com uma solução de ácido nítrico aquosa para produzir os materiais de amostra de teste. Usando esse ácido de limpeza, é realizado o desengorduramento da superfície ou a remoção de óxidos tais como MgO. Incidentalmente, como esses materiais de amostra de teste são preparados por fundição a frio direta, os materiais de amostra de teste são indicados por “DC” na coluna “Método de Fabricação” na Tabela 1.

[071] Foram realizadas as avaliações que se seguem nos materiais de amostra de teste (Nos. 1 a 6): avaliação da estrutura metálica (ou medição do tama- nho médio do grão), avaliação da propriedade de resistência, avaliação de moldabi- lidade por pressão, análise espectroscopia de emissão de descarga ótica (análise GD-OES, exame de perfil de concentração de cobre em uma direção de espessura de folha), e avaliação de tratabilidade de conversão química. [Tabela 1] Valores de Análise de Composição de Materiais de Amostra de Teste (% por massa)

[Medição de Tamanho Médio de Grão]

[072] Cada dos materiais de amostra de teste foi incorporado em uma resina 10 de maneira que uma seção transversal de cada material de amostra de teste pudesse ser observada, e, além disso, os materiais de amostra de teste foram submetidos a polimento e polimento de espelho. As superfícies polidas foram submetidas a um processo de oxidação anódica por uma solução de ácido fluobórico, e foram fotogra-fados em três campos de visão ampliados 200x por um microscópio de polarização. Então, foi adotado um método de linha de interseção para medir um tamanho médio de grão tal de uma liga de alumínio na seção transversal de cada material de amostra de teste. Incidentalmente, método de linha de interseção refere-se a um método que envolve desenhar uma linha reta em qualquer direção determinada em uma imagem fotografada, e dividir a extensão da linha reta por (n-1), onde n designa o número de limites de grão que cruzam a linha reta desenhada, por meio disso calculando o tamanho médio do grão. Os valores dos tamanhos médios do grão (μm) dos materiais de folha estão fornecidos na Tabela 2.

[Avaliação de Propriedade de Resistência]

[073] Primeiro, as espécies de teste de resistência do tipo JIS-5 foram amos-trados a partir dos materiais de amostra de teste, ao longo de uma direção paralela a uma direção de laminação, uma direção perpendicular à direção de laminação, uma direção em um ângulo de 45° para a direção de laminação. Então, foram medidas uma força de produção de 2% e resistência à ruptura realizando um teste de ruptura em temperatura ambiente (25°C) usando um autógrafo com uma carga máxima de 50 kN. No teste de ruptura, a taxa de deformação foi ajustada para 6,7 x 10-4s-1 antes da força de produção de 2%, e a taxa de deformação foi ajustada para 3,3 x 10- 3s-1 após a força de produção de 2%. Incidentalmente, o alongamento foi medido com os modelos de teste quebrados encostados uns contra os outros. Os valores da resistência à ruptura média (MPa), força de produção de 2% (MPa), e alongamento (%) estão fornecidos na Tabela 2.

[Avaliação de Moldabilidade por Pressão]

[074] Os materiais de amostra de teste foram pressionados usando um molde para moldar um componente automotivo, e a presença ou ausência de uma marca de tensão de estirador (marca SS) foi verificada por meio da avaliação da apa- rência do produto após a moldagem por inspeção visual. A marca SS refere-se a um padrão de superfície que aparece em uma superfície de folha quando uma liga Al- Mg é testada contra ruptura ou formada por alongamento, e a marca SS é dividida em uma marca aleatória e uma faixa paralela. A marca aleatória refere-se a um padrão em forma de faixa e também chamado um formato de chama, que aparece em uma parte que tem uma quantidade de deformação relativamente pequena. Ainda, a faixa paralela refere-se a um padrão em forma de faixa que aparece em um ângulo específico para uma direção de ruptura em uma parte que possui uma quantidade de deformação relativamente grande. Sabe-se que a marca aleatória é ocasionada pelo alongamento do ponto de produção, e a faixa paralela é ocasionada por serrilha em uma curva de deformação por tensão. A concentração mais alta de magnésio é mais provável ocasionar a marca SS. A presença ou ausência da marca SS nos materiais de amostra de teste Nos 1 a 6 está fornecida na Tabela 2.

[Exame do Perfil da Concentração de Cobre na Direção da Profundidade da Espessura de Folha por análise GD-OES]

[075] GD-OES (análise espectroscopia de emissão de descarga ótica) é rea-lizada na maneira que se segue. Primeiro, um gás inerte, por exemplo, argônio é introduzido em uma câmara de modelo de teste esvaziada para em torno de 500 a 950 Pa. Então os modelos de teste são tornados catódicos, e é produzida descarga luminescente pela aplicação de alta potência em torno de 30 a 70 W. Nesse momen-to, uma substância catódica crepitada por colisão de íons positivos é ionizada por colisão não elástica de íons de argônio e elétrons secundários. Então, uma distribui-ção de composição em uma direção de profundidade a partir da superfície de cada modelo de teste é medida pela realização de análise espectroscopia na luz produzida estimulando a colisão não elástica.

[076] Primeiro, a análise GD-OES foi executada em cobre (Cu) nos modelos de teste padrão, usando o analisador de superfície de espectroscopia de emissão de descarga ótica luminescente de alta frequência (Um perfilador GD 2, disponível de HORIBA, Ltd.), em condições de medição conforme fornecidas abaixo: uma pressão de argônio de 600 Pa, 35 watts de potência RF, e um comprimento de onda de 325 nm. Desse modo, foi preparada uma curva de trabalho de conteúdo de emissão de intensidade de cobre. Então, foi medida a intensidade da luz com um comprimento de onda de 325 nm na direção da profundidade (com um lapso de tempo) a partir da superfície do material de cada material de amostra de teste, e foi convertida para uma distribuição de concentração de cobre em uma região para uma profundidade de 500 nm a partir da superfície do material.

[077] A Figura 2 ilustra a concentração de cobre em uma região para uma profundidade em torno de 500 nm a partir das superfícies de material dos materiais de amostra de teste Nos 1, 4 e 5. A partir desse gráfico, pode ser visto que a distribuição de concentração de cobre possui um pico claro em uma região em uma profundidade de 15 a 200 nm a partir da superfície de material do material de amostra de teste No 1. Ainda, no gráfico da distribuição de concentração de cobre medida para cada dos materiais de amostra de teste Nos. 4 e 5, a distribuição de concentração de cobre não possui um pico na região em uma profundidade de 15 a 200 nm a partir de cada superfície de material, mas um valor máximo da concentração de cobre foi ajustado como uma concentração de pico de cobre (Cu). Dessa maneira, a concentração de pico de cobre (Cu) na região em uma profundidade de 15 a 200 nm a partir da superfície de material foi lida a partir do gráfico da distribuição de concentração de cobre medida para cada dos materiais de amostra de teste Nos. 1 a 6. A concentração de pico de cobre (Cu) dos materiais de amostra de teste está fornecida na Tabela 2.

[Avaliação da Tratabilidade de Conversão Química]

[078] Os modelos de teste de 70 mm x 150 mm foram cortados a partir dos materiais de amostra de teste, foram imersos em uma solução de desengorduramen- to alcalina por 120 segundos e foram enxaguados por spray, e, em seguida, os mo- delos de teste foram submetidos ao condicionamento de superfície por um agente de condicionamento de superfície baseado em Zn. Então, a superfície de cada modelo de teste foi submetida a tratamento de conversão química de fosfato de zinco. Após isso, foi verificada a uniformidade de filme observando a aparência dos cristais usando um microscópio eletrônico de varredura (SEM). As avaliações dos materiais de amostra de teste foram como se segue: “o” representa um material de amostra de teste no qual não foi observada a não uniformidade na aparência dos cristais, e “x” representa um material de amostra de teste na qual foi observada a não uniformidade na aparência dos cristais. Os resultados avaliados da tratabilidade de conversão química dos materiais de amostra de teste estão fornecidos na Tabela 2. [Tabela 2] Resultados Avaliados das Várias Propriedades dos Materiais de Amostra de Teste

[Resultados de Várias Avaliações]

[079] Os materiais de amostra de teste Nos. 1 a 3 atenderam condições pre-determinadas para todos os itens de avaliação determinados abaixo: o tamanho mé-dio de grão, a concentração de pico de cobre, a marca SS, e a tratabilidade de con-versão química, e uma resistência à ruptura de 240 MPa ou mais.

[080] Por outro lado, os materiais de amostra de teste Nos. 4 a 6 não atendem as condições predeterminadas para alguns itens de avaliação. O material de amostra de teste No. 4, apesar de ser o material CC, era dotado de uma baixa concentração de cobre de 0,01% por massa e era inferior na tratabilidade de conversão química.

[081] O material de amostra de teste No. 5 era dotado de uma concentração de cobre de 0,05% por massa, mas uma alta concentração de magnésio de 4,60% por massa, e a resistência à ruptura possuindo um valor alto embora fosse o material DC. Contudo, o material de amostra de teste No. 5 era dotado de um tamanho médio de grão de 23 μm maior do que um valor predeterminado, e, portanto, a marca SS foi observada na aparência após a moldagem. Ainda, no caso do material DC, o material DC foi submetido a revestimento em ambas as superfícies antes do tratamento de homogeneização, e, portanto, uma parte da camada de superfície de chapa foi removida, e um pico aparente estava ausente na distribuição de concentração de cobre na direção da espessura na região em uma profundidade de 15 nm a 200 nm a partir da superfície de material da folha de liga de alumínio (Ver No. 5 na Figura 2).

[082] O material de amostra de teste No. 6 era dotado de uma concentração de cobre de 0,05% por massa; contudo, por causa do material DC, o material de amostra de teste No. 6 era dotado de um tamanho médio de grão de 21 μm maior do que o valor predeterminado e era dotado de uma resistência à ruptura reduzida de 235 MPa.

[083] A Figura 3 são fotografias que descrevem a aparência dos cristais nos materiais de amostra de teste Nos. 1 e 4 após o tratamento de conversão química. Conforme descrito na Figura 3(a) pode ser visto que, no material de amostra de teste No. 1, a uniformidade na aparência é melhorada reduzindo a não uniformidade na aparência adicionando cobre e é formado de maneira uniforme um filme de fosfato de zinco. Por outro lado, conforme descrito na Figura 3(b) pode ser visto que, no material de amostra de teste No. 4, devido a uma quantidade insuficiente de cobre adicionada, um filme de fosfato de zinco é segregado e a folha de liga de alumínio é exposta.

[084] Todo conteúdo do Pedido de Patente Japonês 2011-162284 (depositado 25 de Julho de 2011) está incorporado ao presente à guisa de referência.

[085] Embora os conteúdos da presente invenção tenham sido descritos acima com referência à presente modalidade, deve ser compreendido que a presente invenção não está limitada a essas descrições, e deve ser óbvio para aquele versado na técnica que podem ser feitas várias modificações e aperfeiçoamentos na mesma.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

[086] De acordo com a presente invenção, é possível fornecer uma folha de liga de alumínio com excelente moldabilidade e tratabilidade de conversão química e um método para fabricar a mesma. LISTA DE SINAIS DE REFERÊNCIA 10 CAPOTA 11 PORTA 12 PÁRA-LAMA 13 TETO 14 BAGAGEIRO

Claims

1. Folha de liga de alumínio CARACTERIZADA pelo fato de que compreende: um substrato de liga de alumínio possuindo uma composição que consiste, em percentagem em massa, 3,0 a 4,0% de magnésio, 0,2 a 0,4% de manganês, 0,1 a 0,5% de ferro, não menos que 0,03%, mas menos que 0,10% de cobre, e menos do que 0,20% de silício, com um remanescente de alumínio e impurezas inevitáveis, em que uma concentração de pico de uma distribuição de concentração de cobre em uma direção de espessura em uma região a uma profundidade de 15 nm a 200 nm a partir de uma superfície do substrato de liga de alumínio é igual a ou maior do que 0,15%, e em que o substrato de liga de alumínio possui uma estrutura recristalizada com um tamanho médio de grão de 15 μm ou menos.

2. Folha de liga de alumínio, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o substrato de liga de alumínio consiste em não 15 menos do que 0,03%, mas menos do que 0,07% de cobre.

3. Folha de liga de alumínio, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADA pelo fato de que o substrato de liga de alumínio possui uma resis-tência à ruptura de 240 MPa ou mais.