JPH0257656A - 燐酸亜鉛処理性に優れた自動車パネル用アルミニウム合金及びその製造方法 - Google Patents
燐酸亜鉛処理性に優れた自動車パネル用アルミニウム合金及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
（産業上の利用分野）
本発明は燐酸亜鉛処理性に優れた自動車パネル用アルミ
ニウム合金の製造に係り、更に詳細には、自動車パネル
材にプレス成形され、その後塗装等の表面処理に供され
る前の下地表面処理としての燐酸亜鉛処理性が優れたア
ルミニウム合金及びその製造方法に関する。 （従来の技術） 最近、自動車の分野では、動力性能の向上、居住性向上
等、機能の多様化、高度化による車体重量の増加に伴い
、走行性能、操縦性、燃費改善のための軽量化が検討さ
れている。このため、従来の鋼材料に代わりアルミニウ
ム合金が使用し始めてきている。 このような用途に供されるアルミニウム合金としては、
成形加工性、耐プント性等が重要であることは勿論であ
るが、それ以上に自動車組立後の外観、耐蝕性に重要な
影響を及ぼす塗装膜の素地への乗りの良いことが必要で
ある。 （発明が解決しようとする課題） 一般に自動車用鋼板の塗装前の下地表面処理としては燐
酸亜鉛処理が一般的であり、自動車パネル等に用いるに
は塗装膜の密着性を良くするため、燐酸亜鉛処理時の燐
酸亜鉛結晶の生成付着量は、少なくともＱ、５ｇ７’＋
’以上、通常１〜２．０ｇ／ｍ”が必要である。 ところが、従来、車両用に用いられているＡｌ−Ｍｇ系
（７）５０５２．５１５４．５０８３．Ａｌ−Ｍｇ−５
ｉ系の６００９．６０１０．純Ａｌ系の１１００等のア
ルミニウム合金は強度及び成形加工性は良いものの、鋼
板と同じ下地処理ラインにおいて燐酸亜鉛処理を行うと
、アルミ表面への燐酸亜鉛結晶の生成付着性が悪く、そ
の後の塗装膜の密着性が悪くなったり、耐蝕性が劣る等
、問題があった。 かＳる問題点を解決するため、本出願人は先にＭｇ：３
．５〜１０％、Ｚｎ：０．５〜２％を含有する高強度高
成形性アルミニウム合金を提案した（特公昭６２−５４
８５５号参照）。本合金によれば、燐酸亜鉛処理により
表面に燐酸亜鉛結晶が生成し易く塗料の密着性を改善す
ることができる。しかし１本合金によっても燐酸亜鉛処
理性が必ずしも満足できるものとは云えない。 本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、塗装前の下地
処理としての燐酸亜鉛処理性に優れ、もって塗装膜密着
性や耐蝕性の劣化を防止し得る自動車パネル用アルミニ
ウム合金並びにその製造方法を提供することを目的とす
るものである。 （課題を解決するための手段） 前記目的を達成するため、本発明者は、先の提案に係る
アルミニウム合金について燐酸亜鉛処理時の燐酸亜鉛結
晶の生成付着不良による塗装膜密着性、耐蝕性の劣化を
招く原因を究明すると共に、燐酸亜鉛処理性を更に向上
し得る方策について鋭意研究を重ねた。その結果、化学
成分を調整すると共に製造条件、特に均質化熱処理条件
と最終熱処理条件を規制することにより、鋼板と同一条
件で下地燐酸亜鉛処理を行っても、燐酸亜鉛結晶の生成
付着量を増加させることができ且つ均一に分布させるこ
とが可能となることを見い出し、ここに本発明をなした
ものである。 すなわち、本発明に係る燐酸亜鉛処理性に優れた自動車
パネル用アルミニウム合金は、Ｍｇ： ３ 。 ０〜５．５％、Ｃｕ：０．２〜１．５％、Ｚｎ：０．０
３〜０．２％及びＳｉ：０．２％以下を必須成分として
含有し、更にＶ：０．０３〜０．１％、Ｃｒ：０．０３
〜０．２％、Ｍｎ：０．０３〜０．３％、Ｔｉ：０．０
０５〜０．１％及びＺｒ：０．０５〜０．２％のうちの
１種又は２種以上を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不
純物からなることを特徴とするものである。 また、その製造方法は、上記化学成分を有するアルミニ
ウム合金につき、４８０〜５５０℃の範囲内の温度で均
質化処理した後、熱間圧延及び／又は冷間圧延により所
望の板厚とし１次いで４８０〜５５０℃の範囲内の温度
に２００℃／ｌｌ１ｉｎ以上の加熱速度で急速加熱して
１００秒以下の保持を行ない、急速冷却することを特徴
とするものである。 以下に本発明を更に詳細に説明する。 （作用） まず、本発明における化学成分の限定理由を述べる。 Ｍｇ： Ｍｇは本発明で対象とする系の合金で必須の基本合金元
素であり、燐酸亜鉛結晶の付着性向上に寄与する元素で
ある。そのためには３．０％以上が必要であるが、５．
５％を超えると燐酸亜鉛結晶の付着性の改善効果は飽和
し、却って鋳造性、圧延性が悪くなり、通常の工業的製
造が困難になる。したがって、Ｍｇ量は３．０〜５．５
％の範囲とする。 Ｃｕ： Ｃｕは、Ｍｇと同様に、燐酸亜鉛結晶の付着性を向上さ
せるために必須の元素であるが、Ｍｇと共存するとその
効果は更に向上する。しかし、０．２％未満ではその効
果が少なく、また１、５％を超えると燐酸亜鉛結晶の付
着性改善効果は飽和し、却って鋳造割れが起こり易くな
り、通常の工業的製造が困難になる。したがって、Ｃｕ
量は０．２〜１．５％の範囲とする。 Ｚｎ： Ｚｎは燐酸亜鉛結晶の付着性及び耐蝕性に影響を及ぼす
元素である。しかし、０．０３％未満では燐酸亜鉛結晶
の付着性の向上及び耐蝕性（特に耐糸鋸性）の向上効果
が少なく、また０、２％を超えると燐酸亜鉛結晶の付着
性は飽和し、この系の合金では特に耐５ｃｃｃ応力腐食
割れ）性が悪くなる。したがって、Ｚｎ量は０．０３〜
０．２％の範囲とする。 Ｓｉ： Ｓｉは特に燐酸亜鉛結晶の付着性に悪影響を及ぼし°、
その量が０．２％を超えると燐酸亜鉛結晶が付着しなく
なる。したがって、Ｓｉ量は０．２％以下に限定しなけ
ればならない。 本発明では以上の各元素を必須成分とするが、以下の元
素Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｔｉ及びＺｒのうちの１種又は２種
以上を適量で添加する。 ■ ＝ ■は燐酸亜鉛結晶の付着性向上及び素材の結晶粒微細化
に寄与する元素であり、選択的に添加される。しかし、
０．０３％未満ではその効果がなく、また０、１％を超
えると粗大な晶出化合物が生じ、燐酸亜鉛結晶の付着性
にムラが発生し均一性が悪くなる。したがって、Ｖ量は
０．０３〜０．１％の範囲とする。 Ｃｒ： Ｃｒも燐酸亜鉛結晶の付着性向上及び素材の結晶粒微細
化に寄与する元素であり、選択的に添加される。しかし
、０．０３％未満ではその効果が少なく、また０、２％
を超えると、■と同様に粗大な晶出化合物が生じ、燐酸
亜鉛結晶の均一性が悪くなる。したがって、Ｃｒ量は０
．０３〜０．２％の範囲とする。 Ｍｎ： Ｍｎも燐酸亜鉛結晶の付着性向上及び結晶粒微細化に寄
与する元素であり、選択的に添加される。 しかし、０．０３％未満ではその効果が少なく、また０
、３％を超えると粗大な晶出化合物が生じ、燐酸亜鉛結
晶の均一付着性が悪くなる。したがって、Ｍｎ量は０．
０３〜０．３％の範囲とする。 Ｚｒ： Ｚｒは鋳造組織を微細化し、熱処理時の再結晶抑制作用
により板材の結晶粒微細化に寄与する元素であり１選択
的に添加される。しかし、０．０５％未満ではその効果
が少なく、また０、２％を超えると粗大な晶出化合物が
生じ、燐酸亜鉛結晶の均一付着性が悪くなる。したがっ
て、Ｚｒ量は０．０５〜０．２％の範囲とする５ Ｔｉ： Ｔｉは、Ｚｒ同様、鋳造組織を微細化し、板材の結晶粒
微細化に寄与する元素であり５選択的に添加される。し
かし、０．００５％未満ではその効果が少なく、また０
、１％を超えると粗大な晶出化合物が生じ、燐酸亜鉛結
晶の均一付着性が悪くなる。したがって、Ｔｉ量は０．
００５〜０．１％の範囲とする。 上記元素の他、通常のアルミニウム合金と同様、不可避
的不純物が含有されるが、その量は本発明の効果を損な
わない限度で許容できる。 例えば、Ｆｅ５０．３％、Ｂ≦０．０１％、Ｂｅ≦０．
００１％、Ｎａ≦０．００１％であれば、これらの元素
を含んでいても燐酸亜鉛処理性としての特性上何ら支障
はない。 次に１本発明の製造条件について説明する。 上記化学成分のアルミニウム合金は常法により溶解、鋳
造するが、得られた鋳塊に対して４８０〜５５０℃の範
囲内の温度で均質化処理を行う。 このような均質化処理を行うことにより、燐酸亜鉛処理
性に非常に効果のあるＭｇ及びＣｕを十分に均一に拡散
固溶させて局部的なミクロ偏析をなくし、燐酸亜鉛結晶
の付着性を均一にすることができる。更に、素材の結晶
粒微細化効果及び燐酸亜鉛処理性に影響を与えるＶ、Ｃ
ｒ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｔｉ等の化合物を微細均一に晶出、析
出させることができる。しかし、その温度が４８０℃未
満では上述の効果が不充分であり、一方５５０℃を超え
るとバーニング等を起こし、工業的製造が困難になるの
で好ましくない。 均質化処理後は、通常の方法で熱間圧延を施し、更にそ
の後冷間圧延（場合によっては、中間焼鈍を行っても良
い）を行い、所定の板厚とすれば良い、それらの条件は
特に限定されない。 次いで最終熱処理を施すが、この熱処理は、４８０〜５
５０℃の範囲内の温度に２００℃／ａｋｉｎ以上の加熱
速度で急速加熱し、１００秒以下の時間の保持を行って
から急速冷却を行う。 この熱処理は、燐酸亜鉛結晶の均一付着性への寄与が大
きい板組織の再結晶粒の微細化、並びにＭｇ、Ｃｕや他
の元素の均一固溶化により燐酸亜鉛結晶の均−付着性を
向上させることを目的としたものである。 しかし、加熱速度が２００℃／ｗｉｎ未満では再結晶の
微細効果が不十分であって、結晶粒が大きくなり、燐酸
亜鉛処理時に付着性にムラが発生し易くなる。 また、溶体化温度が４８０℃未満ではＭｇ、Ｃｕ等の元
素の固溶が不十分であり、燐酸亜鉛結晶の付着分布が不
均一となり易い。一方、５５０℃を超えると結晶粒の粗
大成長が発生し、燐酸亜鉛結晶の付着性が悪くなり易い
。 また、溶体化時間が１００秒を超えると、固溶体化は十
分になるが、再結晶粒の粗大化による燐酸亜鉛結晶の付
着ムラが発生し易くなると共に、生産性、経済性からも
好ましくない。 なお、急速冷却の条件は特に制限されない。 また、最終熱処理後の工程、殊に下地表面処理としての
燐酸亜鉛処理、塗装等々の条件も特に制限されず、下地
表面処理は鋼板と同じ処理ラインにて行うこともできる
。 （実施例） 次に本発明の実施例を示す。 大差■よ 第１表に示す化学成分を有するアルミニウム合金を通常
の方法で溶製して得た５０ｍｍ厚の鋳塊に５００″ＣＸ
４ｈｒの均質化処理を施した後、５００〜２８０℃の間
で板厚５ｍｍまで熱間圧延し、続いて板厚１１ＩＩ１１
まで冷間圧延を行った。この１１１１１厚のアルミニウ
ム合金を５３０℃に６００℃／ｓｉｎの加熱速度で急速
加熱し、その温度に２０秒間保持し、その後８００℃／
ｗｉｎの平均冷却速度で急冷して供試材とした。 この供試材について、塗装前の下地表面処理として燐酸
亜鉛処理を実施した後、塗装膜を付与し、耐食性（耐糸
錆性）、塗装膜のベタハゲ性及び燐酸亜鉛処理後の燐酸
亜鉛結晶付着量、均−性等を調査した。それらの結果を
第１表に併記する。 なお、燐酸亜鉛処理方法、塗装方法、糸端試験方法、塗
膜のベタハゲ試験方法は、自動車パネル材に対して一般
に使用されている方法を採用した。 その詳細を以下に示す。 （１） ［酸亜鉛処理及び塗装方法 ７５＋ｓｍＸ １５０ｍｇｍの試験片→脱脂（弱アルカ
リ脱脂剤、５０℃Ｘ３０秒）→水洗→表面調整（コロイ
ダルチタン液、ＲＴＸ２０秒）→燐酸亜鉛処理（市販液
、４０℃×２分）→水洗→乾燥→カチオン電着塗装（市
販液、１７０℃×３０分焼付）→中塗（１４０℃Ｘ３０
分）→上塗（１４０℃×３０分）膜の工程により実施し
た。塗膜厚は１１０μｍである。 （２）燐酸亜鉛結晶の付着性、均一性の評価燐酸亜鉛処
理後の試験片の重量類測定した後、沸騰したリンクロ液
に５分浸漬して、燐酸亜鉛結晶を剥離し、水洗、乾燥後
に再度重量を測定した。 燐酸亜鉛結晶の剥離前後の重量差をｌｌ１１２当たりに
換算し、付着量を求めた。 更に、その均一性は、目視観察及びＳＥＭ観察にて調査
し、０（良好）、Δ（やや良）、×（不良）にて評価し
た。 （３）糸端試験方法 ７５ｓｎ：Ｘ１５０■Ｉの試験片にＸ印のキズ（キズの
総長：２８０ｍｍ）を人工的に付ける（第１図参照）→
塩水噴霧試験：２４ｈｒ（Ｊ ｌ５Ｚ２３７１に準拠）
→湿潤試験（４０”Ｃで８５％の湿度に２４０ｈｒ）。 （４）耐糸錆性の評価 第１８図に示すように試験片にキズを付けた箇所から糸
端が発生するが、その糸端の最大長さと本数で評価した
。 （５）ベタハゲ試験とベタハゲ性の評価７５＋ｕ＋Ｘ
１５０ｗｍの試験片を５０℃の純水中に１０日間浸漬し
た後、第２図に示すように表面に縦、横２ｍｍ間隔に１
００個のゴバン目を入れ、セロテープを貼付後引き剥が
し、塗装膜の剥離した数でベタハゲ性（塗膜密着性）を
評価した。 第１表から明らかなように、従来材の１１００．５０５
２．５０８３等や他の比較合金は、燐酸亜鉛結晶の付着
性又は均一性のいずれかが劣るため、塗装膜の耐食性、
密着性に劣るのに対し１本発明範囲内の化学成分の合金
を本発明条件で製造した本発明例はいずれも、燐酸亜鉛
結晶の付着量が多く且つ均一な分布であって燐酸亜鉛処
理性が非常に優れており、更に塗装膜の耐食性、密着性
も優れることが確認された。
ニウム合金の製造に係り、更に詳細には、自動車パネル
材にプレス成形され、その後塗装等の表面処理に供され
る前の下地表面処理としての燐酸亜鉛処理性が優れたア
ルミニウム合金及びその製造方法に関する。 （従来の技術） 最近、自動車の分野では、動力性能の向上、居住性向上
等、機能の多様化、高度化による車体重量の増加に伴い
、走行性能、操縦性、燃費改善のための軽量化が検討さ
れている。このため、従来の鋼材料に代わりアルミニウ
ム合金が使用し始めてきている。 このような用途に供されるアルミニウム合金としては、
成形加工性、耐プント性等が重要であることは勿論であ
るが、それ以上に自動車組立後の外観、耐蝕性に重要な
影響を及ぼす塗装膜の素地への乗りの良いことが必要で
ある。 （発明が解決しようとする課題） 一般に自動車用鋼板の塗装前の下地表面処理としては燐
酸亜鉛処理が一般的であり、自動車パネル等に用いるに
は塗装膜の密着性を良くするため、燐酸亜鉛処理時の燐
酸亜鉛結晶の生成付着量は、少なくともＱ、５ｇ７’＋
’以上、通常１〜２．０ｇ／ｍ”が必要である。 ところが、従来、車両用に用いられているＡｌ−Ｍｇ系
（７）５０５２．５１５４．５０８３．Ａｌ−Ｍｇ−５
ｉ系の６００９．６０１０．純Ａｌ系の１１００等のア
ルミニウム合金は強度及び成形加工性は良いものの、鋼
板と同じ下地処理ラインにおいて燐酸亜鉛処理を行うと
、アルミ表面への燐酸亜鉛結晶の生成付着性が悪く、そ
の後の塗装膜の密着性が悪くなったり、耐蝕性が劣る等
、問題があった。 かＳる問題点を解決するため、本出願人は先にＭｇ：３
．５〜１０％、Ｚｎ：０．５〜２％を含有する高強度高
成形性アルミニウム合金を提案した（特公昭６２−５４
８５５号参照）。本合金によれば、燐酸亜鉛処理により
表面に燐酸亜鉛結晶が生成し易く塗料の密着性を改善す
ることができる。しかし１本合金によっても燐酸亜鉛処
理性が必ずしも満足できるものとは云えない。 本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、塗装前の下地
処理としての燐酸亜鉛処理性に優れ、もって塗装膜密着
性や耐蝕性の劣化を防止し得る自動車パネル用アルミニ
ウム合金並びにその製造方法を提供することを目的とす
るものである。 （課題を解決するための手段） 前記目的を達成するため、本発明者は、先の提案に係る
アルミニウム合金について燐酸亜鉛処理時の燐酸亜鉛結
晶の生成付着不良による塗装膜密着性、耐蝕性の劣化を
招く原因を究明すると共に、燐酸亜鉛処理性を更に向上
し得る方策について鋭意研究を重ねた。その結果、化学
成分を調整すると共に製造条件、特に均質化熱処理条件
と最終熱処理条件を規制することにより、鋼板と同一条
件で下地燐酸亜鉛処理を行っても、燐酸亜鉛結晶の生成
付着量を増加させることができ且つ均一に分布させるこ
とが可能となることを見い出し、ここに本発明をなした
ものである。 すなわち、本発明に係る燐酸亜鉛処理性に優れた自動車
パネル用アルミニウム合金は、Ｍｇ： ３ 。 ０〜５．５％、Ｃｕ：０．２〜１．５％、Ｚｎ：０．０
３〜０．２％及びＳｉ：０．２％以下を必須成分として
含有し、更にＶ：０．０３〜０．１％、Ｃｒ：０．０３
〜０．２％、Ｍｎ：０．０３〜０．３％、Ｔｉ：０．０
０５〜０．１％及びＺｒ：０．０５〜０．２％のうちの
１種又は２種以上を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不
純物からなることを特徴とするものである。 また、その製造方法は、上記化学成分を有するアルミニ
ウム合金につき、４８０〜５５０℃の範囲内の温度で均
質化処理した後、熱間圧延及び／又は冷間圧延により所
望の板厚とし１次いで４８０〜５５０℃の範囲内の温度
に２００℃／ｌｌ１ｉｎ以上の加熱速度で急速加熱して
１００秒以下の保持を行ない、急速冷却することを特徴
とするものである。 以下に本発明を更に詳細に説明する。 （作用） まず、本発明における化学成分の限定理由を述べる。 Ｍｇ： Ｍｇは本発明で対象とする系の合金で必須の基本合金元
素であり、燐酸亜鉛結晶の付着性向上に寄与する元素で
ある。そのためには３．０％以上が必要であるが、５．
５％を超えると燐酸亜鉛結晶の付着性の改善効果は飽和
し、却って鋳造性、圧延性が悪くなり、通常の工業的製
造が困難になる。したがって、Ｍｇ量は３．０〜５．５
％の範囲とする。 Ｃｕ： Ｃｕは、Ｍｇと同様に、燐酸亜鉛結晶の付着性を向上さ
せるために必須の元素であるが、Ｍｇと共存するとその
効果は更に向上する。しかし、０．２％未満ではその効
果が少なく、また１、５％を超えると燐酸亜鉛結晶の付
着性改善効果は飽和し、却って鋳造割れが起こり易くな
り、通常の工業的製造が困難になる。したがって、Ｃｕ
量は０．２〜１．５％の範囲とする。 Ｚｎ： Ｚｎは燐酸亜鉛結晶の付着性及び耐蝕性に影響を及ぼす
元素である。しかし、０．０３％未満では燐酸亜鉛結晶
の付着性の向上及び耐蝕性（特に耐糸鋸性）の向上効果
が少なく、また０、２％を超えると燐酸亜鉛結晶の付着
性は飽和し、この系の合金では特に耐５ｃｃｃ応力腐食
割れ）性が悪くなる。したがって、Ｚｎ量は０．０３〜
０．２％の範囲とする。 Ｓｉ： Ｓｉは特に燐酸亜鉛結晶の付着性に悪影響を及ぼし°、
その量が０．２％を超えると燐酸亜鉛結晶が付着しなく
なる。したがって、Ｓｉ量は０．２％以下に限定しなけ
ればならない。 本発明では以上の各元素を必須成分とするが、以下の元
素Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｔｉ及びＺｒのうちの１種又は２種
以上を適量で添加する。 ■ ＝ ■は燐酸亜鉛結晶の付着性向上及び素材の結晶粒微細化
に寄与する元素であり、選択的に添加される。しかし、
０．０３％未満ではその効果がなく、また０、１％を超
えると粗大な晶出化合物が生じ、燐酸亜鉛結晶の付着性
にムラが発生し均一性が悪くなる。したがって、Ｖ量は
０．０３〜０．１％の範囲とする。 Ｃｒ： Ｃｒも燐酸亜鉛結晶の付着性向上及び素材の結晶粒微細
化に寄与する元素であり、選択的に添加される。しかし
、０．０３％未満ではその効果が少なく、また０、２％
を超えると、■と同様に粗大な晶出化合物が生じ、燐酸
亜鉛結晶の均一性が悪くなる。したがって、Ｃｒ量は０
．０３〜０．２％の範囲とする。 Ｍｎ： Ｍｎも燐酸亜鉛結晶の付着性向上及び結晶粒微細化に寄
与する元素であり、選択的に添加される。 しかし、０．０３％未満ではその効果が少なく、また０
、３％を超えると粗大な晶出化合物が生じ、燐酸亜鉛結
晶の均一付着性が悪くなる。したがって、Ｍｎ量は０．
０３〜０．３％の範囲とする。 Ｚｒ： Ｚｒは鋳造組織を微細化し、熱処理時の再結晶抑制作用
により板材の結晶粒微細化に寄与する元素であり１選択
的に添加される。しかし、０．０５％未満ではその効果
が少なく、また０、２％を超えると粗大な晶出化合物が
生じ、燐酸亜鉛結晶の均一付着性が悪くなる。したがっ
て、Ｚｒ量は０．０５〜０．２％の範囲とする５ Ｔｉ： Ｔｉは、Ｚｒ同様、鋳造組織を微細化し、板材の結晶粒
微細化に寄与する元素であり５選択的に添加される。し
かし、０．００５％未満ではその効果が少なく、また０
、１％を超えると粗大な晶出化合物が生じ、燐酸亜鉛結
晶の均一付着性が悪くなる。したがって、Ｔｉ量は０．
００５〜０．１％の範囲とする。 上記元素の他、通常のアルミニウム合金と同様、不可避
的不純物が含有されるが、その量は本発明の効果を損な
わない限度で許容できる。 例えば、Ｆｅ５０．３％、Ｂ≦０．０１％、Ｂｅ≦０．
００１％、Ｎａ≦０．００１％であれば、これらの元素
を含んでいても燐酸亜鉛処理性としての特性上何ら支障
はない。 次に１本発明の製造条件について説明する。 上記化学成分のアルミニウム合金は常法により溶解、鋳
造するが、得られた鋳塊に対して４８０〜５５０℃の範
囲内の温度で均質化処理を行う。 このような均質化処理を行うことにより、燐酸亜鉛処理
性に非常に効果のあるＭｇ及びＣｕを十分に均一に拡散
固溶させて局部的なミクロ偏析をなくし、燐酸亜鉛結晶
の付着性を均一にすることができる。更に、素材の結晶
粒微細化効果及び燐酸亜鉛処理性に影響を与えるＶ、Ｃ
ｒ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｔｉ等の化合物を微細均一に晶出、析
出させることができる。しかし、その温度が４８０℃未
満では上述の効果が不充分であり、一方５５０℃を超え
るとバーニング等を起こし、工業的製造が困難になるの
で好ましくない。 均質化処理後は、通常の方法で熱間圧延を施し、更にそ
の後冷間圧延（場合によっては、中間焼鈍を行っても良
い）を行い、所定の板厚とすれば良い、それらの条件は
特に限定されない。 次いで最終熱処理を施すが、この熱処理は、４８０〜５
５０℃の範囲内の温度に２００℃／ａｋｉｎ以上の加熱
速度で急速加熱し、１００秒以下の時間の保持を行って
から急速冷却を行う。 この熱処理は、燐酸亜鉛結晶の均一付着性への寄与が大
きい板組織の再結晶粒の微細化、並びにＭｇ、Ｃｕや他
の元素の均一固溶化により燐酸亜鉛結晶の均−付着性を
向上させることを目的としたものである。 しかし、加熱速度が２００℃／ｗｉｎ未満では再結晶の
微細効果が不十分であって、結晶粒が大きくなり、燐酸
亜鉛処理時に付着性にムラが発生し易くなる。 また、溶体化温度が４８０℃未満ではＭｇ、Ｃｕ等の元
素の固溶が不十分であり、燐酸亜鉛結晶の付着分布が不
均一となり易い。一方、５５０℃を超えると結晶粒の粗
大成長が発生し、燐酸亜鉛結晶の付着性が悪くなり易い
。 また、溶体化時間が１００秒を超えると、固溶体化は十
分になるが、再結晶粒の粗大化による燐酸亜鉛結晶の付
着ムラが発生し易くなると共に、生産性、経済性からも
好ましくない。 なお、急速冷却の条件は特に制限されない。 また、最終熱処理後の工程、殊に下地表面処理としての
燐酸亜鉛処理、塗装等々の条件も特に制限されず、下地
表面処理は鋼板と同じ処理ラインにて行うこともできる
。 （実施例） 次に本発明の実施例を示す。 大差■よ 第１表に示す化学成分を有するアルミニウム合金を通常
の方法で溶製して得た５０ｍｍ厚の鋳塊に５００″ＣＸ
４ｈｒの均質化処理を施した後、５００〜２８０℃の間
で板厚５ｍｍまで熱間圧延し、続いて板厚１１ＩＩ１１
まで冷間圧延を行った。この１１１１１厚のアルミニウ
ム合金を５３０℃に６００℃／ｓｉｎの加熱速度で急速
加熱し、その温度に２０秒間保持し、その後８００℃／
ｗｉｎの平均冷却速度で急冷して供試材とした。 この供試材について、塗装前の下地表面処理として燐酸
亜鉛処理を実施した後、塗装膜を付与し、耐食性（耐糸
錆性）、塗装膜のベタハゲ性及び燐酸亜鉛処理後の燐酸
亜鉛結晶付着量、均−性等を調査した。それらの結果を
第１表に併記する。 なお、燐酸亜鉛処理方法、塗装方法、糸端試験方法、塗
膜のベタハゲ試験方法は、自動車パネル材に対して一般
に使用されている方法を採用した。 その詳細を以下に示す。 （１） ［酸亜鉛処理及び塗装方法 ７５＋ｓｍＸ １５０ｍｇｍの試験片→脱脂（弱アルカ
リ脱脂剤、５０℃Ｘ３０秒）→水洗→表面調整（コロイ
ダルチタン液、ＲＴＸ２０秒）→燐酸亜鉛処理（市販液
、４０℃×２分）→水洗→乾燥→カチオン電着塗装（市
販液、１７０℃×３０分焼付）→中塗（１４０℃Ｘ３０
分）→上塗（１４０℃×３０分）膜の工程により実施し
た。塗膜厚は１１０μｍである。 （２）燐酸亜鉛結晶の付着性、均一性の評価燐酸亜鉛処
理後の試験片の重量類測定した後、沸騰したリンクロ液
に５分浸漬して、燐酸亜鉛結晶を剥離し、水洗、乾燥後
に再度重量を測定した。 燐酸亜鉛結晶の剥離前後の重量差をｌｌ１１２当たりに
換算し、付着量を求めた。 更に、その均一性は、目視観察及びＳＥＭ観察にて調査
し、０（良好）、Δ（やや良）、×（不良）にて評価し
た。 （３）糸端試験方法 ７５ｓｎ：Ｘ１５０■Ｉの試験片にＸ印のキズ（キズの
総長：２８０ｍｍ）を人工的に付ける（第１図参照）→
塩水噴霧試験：２４ｈｒ（Ｊ ｌ５Ｚ２３７１に準拠）
→湿潤試験（４０”Ｃで８５％の湿度に２４０ｈｒ）。 （４）耐糸錆性の評価 第１８図に示すように試験片にキズを付けた箇所から糸
端が発生するが、その糸端の最大長さと本数で評価した
。 （５）ベタハゲ試験とベタハゲ性の評価７５＋ｕ＋Ｘ
１５０ｗｍの試験片を５０℃の純水中に１０日間浸漬し
た後、第２図に示すように表面に縦、横２ｍｍ間隔に１
００個のゴバン目を入れ、セロテープを貼付後引き剥が
し、塗装膜の剥離した数でベタハゲ性（塗膜密着性）を
評価した。 第１表から明らかなように、従来材の１１００．５０５
２．５０８３等や他の比較合金は、燐酸亜鉛結晶の付着
性又は均一性のいずれかが劣るため、塗装膜の耐食性、
密着性に劣るのに対し１本発明範囲内の化学成分の合金
を本発明条件で製造した本発明例はいずれも、燐酸亜鉛
結晶の付着量が多く且つ均一な分布であって燐酸亜鉛処
理性が非常に優れており、更に塗装膜の耐食性、密着性
も優れることが確認された。
去ｍλ
第１表に示した化学成分のアルミニウム合金のうち、Ｎ
Ｑ９（本発明合金）の鋳塊を使用し、第２表に示す条件
で鋳塊の均質化処理温度、最終熱処理条件（加熱速度、
加熱温度、加熱時間）等の影響について調査した。その
結果を第３表に示す。 第３表の結果から明らかなように、化学成分が本発明範
囲内のものであっても、製造条件のいずれかが本発明範
囲外のプロセス（比較プロセス）による場合は、燐酸亜
鉛結晶の付着性（付着量）が同じでも、その均一性が劣
り、塗装膜の耐食性、密着性が劣っているのに対し、本
発明のプロセスに従う合金（本発明例）は、これらの特
性が非常に優れることがわかる。
Ｑ９（本発明合金）の鋳塊を使用し、第２表に示す条件
で鋳塊の均質化処理温度、最終熱処理条件（加熱速度、
加熱温度、加熱時間）等の影響について調査した。その
結果を第３表に示す。 第３表の結果から明らかなように、化学成分が本発明範
囲内のものであっても、製造条件のいずれかが本発明範
囲外のプロセス（比較プロセス）による場合は、燐酸亜
鉛結晶の付着性（付着量）が同じでも、その均一性が劣
り、塗装膜の耐食性、密着性が劣っているのに対し、本
発明のプロセスに従う合金（本発明例）は、これらの特
性が非常に優れることがわかる。
（発明の効果）
以上詳述したように、本発明によれば、塗装膜の密着性
及び耐食性が要求される自動車パネル用アルミニウム合
金として、下地処理としての燐酸亜鉛処理性が従来合金
よりも格段に優れているアルミニウム合金が得られる。 またその工業的製造が容易である。したがって、アルミ
化の推進による自動車の軽量化に寄与するところが大き
い。
及び耐食性が要求される自動車パネル用アルミニウム合
金として、下地処理としての燐酸亜鉛処理性が従来合金
よりも格段に優れているアルミニウム合金が得られる。 またその工業的製造が容易である。したがって、アルミ
化の推進による自動車の軽量化に寄与するところが大き
い。
第１図は糸端試験要領を説明する図、
第２図はベタハゲ試験の要領を説明する図である。
特許出願人 株式会社神戸製鋼所
代理人弁理士 中 村 尚
Claims (2)
- （１）重量％で（以下、同じ）、Ｍｇ：３．０〜５．５
％、Ｃｕ：０．２〜１．５％、Ｚｎ：０．０３〜０．２
％及びＳｉ：０．２％以下を必須成分として含有し、更
にＶ：０．０３〜０．１％、Ｃｒ：０．０３〜０．２％
、Ｍｎ：０．０３〜０．３％、Ｔｉ：０．００５〜０．
１％及びＺｒ：０．０５〜０．２％のうちの１種又は２
種以上を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からな
ることを特徴とする燐酸亜鉛処理性に優れた自動車パネ
ル用アルミニウム合金。 - （２）請求項１に記載の化学成分を有するアルミニウム
合金につき、４８０〜５５０℃の範囲内の温度で均質化
処理した後、熱間圧延及び／又は冷間圧延により所望の
板厚とし、次いで４８０〜５５０℃の範囲内の温度に２
００℃／ｍｉｎ以上の加熱速度で急速加熱して１００秒
以下の保持を行ない、急速冷却することを特徴とする燐
酸亜鉛処理性に優れた自動車パネル用アルミニウム合金
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20977388A JPH0257656A (ja) | 1988-08-23 | 1988-08-23 | 燐酸亜鉛処理性に優れた自動車パネル用アルミニウム合金及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20977388A JPH0257656A (ja) | 1988-08-23 | 1988-08-23 | 燐酸亜鉛処理性に優れた自動車パネル用アルミニウム合金及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0257656A true JPH0257656A (ja) | 1990-02-27 |
Family
ID=16578369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20977388A Pending JPH0257656A (ja) | 1988-08-23 | 1988-08-23 | 燐酸亜鉛処理性に優れた自動車パネル用アルミニウム合金及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0257656A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0257655A (ja) * | 1988-08-24 | 1990-02-27 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 表面処理特性にすぐれた成形用アルミニウム合金板材の製造方法 |
| JPH02285045A (ja) * | 1989-04-25 | 1990-11-22 | Furukawa Alum Co Ltd | 自動車パネル用アルミニウム合金板とその製造方法 |
| JPH0432532A (ja) * | 1990-05-29 | 1992-02-04 | Sky Alum Co Ltd | 燐酸亜鉛処理用アルミニウム合金板およびその製造方法 |
| JPH04268038A (ja) * | 1991-02-22 | 1992-09-24 | Nkk Corp | プレス成形性に優れた表面処理アルミニウム合金板 |
| JPH05247577A (ja) * | 1992-03-03 | 1993-09-24 | Kobe Steel Ltd | 成形性に優れたアルミニウム合金とその製造法 |
-
1988
- 1988-08-23 JP JP20977388A patent/JPH0257656A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0257655A (ja) * | 1988-08-24 | 1990-02-27 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 表面処理特性にすぐれた成形用アルミニウム合金板材の製造方法 |
| JPH0340104B2 (ja) * | 1988-08-24 | 1991-06-17 | ||
| JPH02285045A (ja) * | 1989-04-25 | 1990-11-22 | Furukawa Alum Co Ltd | 自動車パネル用アルミニウム合金板とその製造方法 |
| JPH0432532A (ja) * | 1990-05-29 | 1992-02-04 | Sky Alum Co Ltd | 燐酸亜鉛処理用アルミニウム合金板およびその製造方法 |
| JPH04268038A (ja) * | 1991-02-22 | 1992-09-24 | Nkk Corp | プレス成形性に優れた表面処理アルミニウム合金板 |
| JPH05247577A (ja) * | 1992-03-03 | 1993-09-24 | Kobe Steel Ltd | 成形性に優れたアルミニウム合金とその製造法 |
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