JPH0543970A - 高強度アルミニウム合金メツキ基板 - Google Patents

高強度アルミニウム合金メツキ基板

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JPH0543970A
JPH0543970A JP22360491A JP22360491A JPH0543970A JP H0543970 A JPH0543970 A JP H0543970A JP 22360491 A JP22360491 A JP 22360491A JP 22360491 A JP22360491 A JP 22360491A JP H0543970 A JPH0543970 A JP H0543970A
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JP
Japan
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alloy
plating
aluminum alloy
strength
substrate
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JP22360491A
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English (en)
Inventor
Ken Toma
建 当摩
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MA Aluminum Corp
Original Assignee
Mitsubishi Aluminum Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高強度でメッキ性に優れたアルミニウム合
金基板を提供する。 【構成】 Zn :4.0〜6.0%、Mg :1.0〜
2.5%を含有し、さらに、Mn :0.1〜0.7%、
Zr :0.05〜0.25%、V:0.03〜0.10
%、Ti :0.05〜0.2%、Cu :0.1〜1.0
%のうち1種または2種以上を含有するAl 合金芯材の
片面または両面に、Mg :2.0〜5.5%を含有し、
さらに、Zn :0.1〜1.3%、Cu :0.1〜0.
7%のうち1種または2種と、所望によりMn :0.0
5〜0.50%、Cr :0.05〜0.20%、Zr :
0.01〜0.10%、Ti :0.01〜0.10%の
うち1種または2種以上とを含有するAl 合金皮材がク
ラッドされている。 【効果】 熱処理のみよって優れた強度が得られ、し
かも良好メッキ性を有する高強度アルミニウム合金メッ
キ基板が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、高強度の機械的特性
を有するとともに、メッキ性に優れた高強度アルミニウ
ム合金メッキ基板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】メッキ基板として広く用いられているA
l −Mg 合金は、良好なメッキ性を有しているとともに
優れた機械的特性や良好な加工性を有しており、メッキ
基板としては好適な材料である。また、最近ではメッキ
材においても、その用途によっては材料の表面平滑度が
厳しく要求される場合がある。ところがメッキ材では、
その表面平滑度は、メッキ基板の表面平滑度にも依存し
ており、凹凸の多い基板から得られたメッキ材の表面は
凹凸の多いものになってしまう。従来、このような要求
に対しては、基板中のFe やSi などの不純物含有量を
厳しく制限してメッキ基板の凹凸を抑制する方法や、高
度な研磨技術により対応している。なお、メッキの付着
性という点では、メッキ基板の表面に多少の凹凸があっ
た方が良いが、Al −Mg 合金は、上述したように良好
なメッキ性を有しているので、表面凹凸を減少させても
付着性を損なうことなくメッキを行うことができ、これ
らの要求にも応えることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】Al −Mg 合金は、上
記したように、いくつかの点で優れた特性を有している
が、非熱処理型合金であるので、この合金を用いた基板
に焼鈍などの熱処理を施すと軟化し、その後の熱履歴に
よっても硬化することはなく、材料強度を要求される用
途では使用が制限されている。ところで、焼鈍後の基板
の強度低下は、材料として焼入れ感受性の鈍い熱処理合
金を採用し、室温または高温時効で硬化させることによ
り対応できる。この条件を満足する合金としては、熱処
理型のAl −Zn −Mg 系合金を挙げることができる。
しかし、この種の熱処理型アルミニウム合金は、メッキ
の付着性、安定性が良好ではなく、メッキ性の点でやや
劣っている。さらに、メッキ材の表面平滑度が要求され
る場合に、基板の平滑度を増すと、一層付着性が低下し
て良好なメッキを行うことは困難になる。したがって、
熱処理型アルミニウム合金からなるメッキ基板を、表面
平滑度に関して厳しい要求がなされる用途に応用するこ
とは特に困難である。このように、従来は、強度、メッ
キ性ともに優れた材料は開発されておらず、用途が制限
されざるを得なかった。この発明は、上記事情を背景と
してなされたものであり、十分な強度、耐力を有すると
ともに、優れたメッキ性を有する高強度アルミニウム合
金メッキ基板を提供することを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願発明の高強度アルミニウム合金メッキ基板のう
ち第1の発明は、重量%で、Zn :4.0〜6.0%、
Mg :1.0〜2.5%を含有し、さらに、Mn :0.
1〜0.7%、Zr :0.05〜0.25%、V:0.
03〜0.10%、Ti :0.05〜0.2%、Cu :
0.1〜1.0%のうち1種または2種以上を含有し、
残部がAl および不可避不純物からなるAl 合金芯材の
片面または両面に、重量%で、Mg :2.0〜5.5%
を含有し、さらに、Zn :0.1〜1.3%、Cu :
0.1〜0.7%のうち1種または2種を含有し、残部
がAl および不可避不純物からなるAl 合金皮材がクラ
ッドされていることを特徴とする。
【0005】第2の発明は、重量%で、Zn :4.0〜
6.0%、Mg:1.0〜2.5%を含有し、さらに、
Mn :0.1〜0.7%、Zr :0.05〜0.25
%、V:0.03〜0.10%、Ti :0.05〜0.
2%、Cu :0.1〜1.0%のうち1種または2種以
上を含有し、残部がAl および不可避不純物からなるA
l 合金芯材の片面または両面に、重量%で、Mg :2.
0〜5.5%を含有し、さらに、Zn :0.1〜1.3
%、Cu :0.1〜0.7%のうち1種または2種、M
n :0.05〜0.50%、Cr :0.05〜0.20
%、Zr :0.01〜0.10%、Ti :0.01〜
0.10%のうち1種または2種以上を含有し、残部が
Al および不可避不純物からなるAl 合金皮材がクラッ
ドされていることを特徴とする。第3の発明は、第1、
第2の発明において、Al 合金皮材の不可避不純物のう
ち、Fe 、Si の含有量を、重量%で0.08%以下と
したことを特徴とするものである。
【0006】なお、上記基板では、厚さが限定されるも
のではないが、基板のうち、皮材については、0.05
mm以上の厚さを有し、かつクラッド率で15%以下と
するのが望ましい。その理由は、0.05mm未満では
加熱処理に際して、皮材、芯材間の元素の拡散量が大き
く、安定した強度、メッキ性が得られないこと、および
15%以上であると全板厚に対する芯材の比率が小さ
く、材料の強度向上効果が小さいことによる。
【0007】
【作用】すなわち、本願発明によれば、熱履歴によって
芯材が硬化し、全体として優れた強度を発揮する。ま
た、基板の所望面にクラッドした皮材は、強度はやや低
いものの高強度の芯材で補強されており、その優れたメ
ッキ性によって、メッキ層が良好、かつ強固に形成され
る。したがって厳しい平滑度の要求にも応えることがで
きる。なお、熱履歴に際し、強度、メッキ性を損なう成
分の拡散は、上記の望ましいクラッド厚、クラッド率で
あれば極力避けることができ、熱履歴による弊害は防止
される。次に、芯材および皮材における各成分の作用お
よびその含有量を限定した理由を以下に述べる。なお、
以下に述べる含有量はいずれも重量%で示す。
【0008】1.芯材 (1)Zn 、Mg 時効硬化による強度向上効果を付与するために添加す
る。ただし、Zn :4.0%未満、Mg :1.0%未満
では、その効果は十分ではなく、一方、Zn :6.0
%、Mg :2.5%を超えても一層の向上効果がないば
かりか、かえって材料の加工性を劣化させるので、この
範囲に限定した。 (2)Mn 、Zr 、V、Ti これら元素には結晶粒微細化効果があり、強度や延性な
ど機械的性質が向上するので選択により添加する。ただ
し、Mn :0.1%、Zr :0.05%、V:0.03
%、Ti :0.05%未満では上記効果が十分ではな
く、一方、Mn :0.7%、Zr :0.25%、V:
0.10%、Ti :0.2%を超えて含有させても一層
の向上効果はなく、かえって、これら元素が巨大晶を形
成して機械的性質を劣化させるので上記範囲に限定し
た。 (3)Cu Zn 、Mg の時効効果を促進させ、機械的性質をさらに
向上させるので選択により添加する。ただし、0.1%
未満では上記効果は十分ではなく、一方、1.0%を超
えると焼入れ感受性が大きくなり、焼鈍後の冷却速度を
十分に大きくしないと硬化しないため上記範囲に限定し
た。
【0009】2.皮材 (1)Mg 強度を上げ、健全なメッキ基板表面を得るために添加す
る。ただし、2.0%未満では上記効果は十分ではな
く、一方、5.5%を超えると加工性が低下するのでこ
の範囲に限定した。 (2)Zn 、Cu これら元素をAl −Mg 合金に含有させることにより、
合金表面の絶縁性酸化皮膜中に均等に欠陥を形成させ、
材料表面のメッキ反応を均一に進行させてメッキ性を著
しく向上させるので1種または2種を添加する。ただ
し、Zn :0.1%、Cu :0.1%未満では上記効果
は十分ではなく、一方、Zn :1.3%、Cu :0.7
%を超えて含有させると酸化皮膜中の欠陥が多くなり過
ぎて逆にメッキが不均一になりやすいので、上記範囲と
した。
【0010】(3)Mn 、Cr 、Zr 、Ti これら元素は結晶粒の粗大化を抑制する効果があり、表
面組織を微細化して表面平滑度を向上させるので、選択
により1種以上添加する。ただし、Mn :0.05%、
Cr :0.05%、Zr 、Ti :0.01%未満では上
記効果が十分ではなく、一方、Mn :0.50%、Cr
:0.20%、Zr 、Ti :0.10%を超えると、
これら元素よりなる化合物自身が粗大化して加工性が劣
化するばかりでなく表面の凹凸も大きくなるので上記範
囲とした。 (3)Fe 、Si これら元素はAl と化合物を作り、表面の凹凸を大きく
するので、特に表面平滑性が要求される用途では含有量
を抑える必要がある。その含有量は極力少なくするのが
望ましいが、0.08%を超えた場合に、平滑度に与え
る影響が大きいので0.08%を上限とした。
【0011】
【実施例】以下に、本発明の実施例(発明材)を、発明
の範囲外の比較材と比較して説明する。表1に示す組成
を有する芯材用Al 合金A〜Jと表2に示す組成を有す
る皮材用Al 合金a〜jを通常の溶解法により溶解し、
その一部はさらに、炉外製錬にて不純物を極力低減して
清浄度を高めた。これら溶湯を鋳型に流し込んで鋳塊を
製造した。得られた鋳塊は通常の条件で面削り、均質化
熱処理を施した。さらに、芯材用Al 合金では、熱間圧
延によって8.0mm厚の熱延板とし、皮材用Al 合金
では、熱間圧延した後、さらに冷間圧延を行って1.0
mm厚の冷延板とした。なお、芯材用Al 合金J、皮材
用Al 合金i,jは、本発明の範囲外の組成を有する合
金である。
【0012】これら熱延板と冷延板とをそれぞれ芯材、
皮材として、表3に示す組合せで芯材の両面に皮材を重
ね合わせて熱間圧延によりクラッド材を製造し、引続き
冷間圧延によってその厚さを1.0mmとした。このク
ラッド材を窒素ガス雰囲気中にて、400℃で5時間保
持する条件で熱処理を行って、それぞれ時効硬化させた
メッキ基板(発明材および比較材)を得た。各メッキ基
板では、芯材の厚さは、0.9mmで、皮材の厚さは
0.1mmとなっており、クラッド率は10%であっ
た。さらに、上記メッキ基板の他に、比較材の一種とし
て、皮材用Al 合金a,b,cから得た比較材9〜11
と皮材用Al 合金i,jから得た比較材4〜8と、芯材
用Al 合金Jから得た比較材1〜3を用意した。
【0013】得られたメッキ基板に対し、後述するメッ
キに備えて、洗浄等の前処理を行った。引続きジンケー
ト処理を行った後で膜厚10μmのNi メッキ層を設け
た。次いで、各メッキ基板の引張特性、メッキ性および
表面平滑度を評価する試験を行い、その結果を表3に示
した。なお、メッキ性の評価試験は、ジンケート膜の剥
離試験によって行い、表面平滑度の評価試験は表面粗さ
測定の方法により行った。
【0014】表3の結果から明らかなように、いずれの
発明材も高い強度を有しているとともに、メッキ性に優
れており、良好なメッキ層が形成された。なお、発明材
のうちで、2〜10は、表面の平滑度が向上しており、
この場合にもメッキ性は良好であった。また、Zn 、C
u を含有する発明材1〜10は、特にメッキ性に優れて
いた。これに対し、比較材4〜8は、強度は十分に得ら
れたもののメッキ性にやや劣っており、比較材1〜3は
メッキ性に優れているものの強度は不十分であった。ま
た、比較材9〜11は、メッキ性に優れ、表面平滑度も
やや良であったが、強度は著しく劣っていた。
【0015】
【表1】
【0016】
【表2】
【0017】
【表3】
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本願発明の高強度
アルミニウム合金メッキ基板は、重量%で、Zn :4.
0〜6.0%、Mg :1.0〜2.5%を含有し、さら
に、Mn :0.1〜0.7%、Zr :0.05〜0.2
5%、V:0.03〜0.10%、Ti :0.05〜
0.2%、Cu :0.1〜1.0%のうち1種または2
種以上を含有し、残部がAl および不可避不純物からな
るAl 合金芯材の片面または両面に、重量%で、Mg :
2.0〜5.5%を含有し、さらに、Zn :0.1〜
1.3%、Cu :0.1〜0.7%のうち1種または2
種と、さらに所望によりMn :0.05〜0.50%、
Cr :0.05〜0.20%、Zr :0.01〜0.1
0%、Ti :0.01〜0.10%のうち1種または2
種以上とを含有し、残部がAl および不可避不純物から
なるAl 合金皮材をクラッドしたので、熱処理によって
高い強度が得られるとともに良好なメッキ性を有してお
り、強度が要求される用途にもメッキ基板として提供す
ることができ、用途も著しく拡大する効果がある。ま
た、Al 合金皮材の不可避不純物のうち、Fe 、Si の
含有量を、重量%で、0.08%以下とすれば、皮材の
表面の凹凸が少なくなり、メッキ後の表面が平滑になっ
て厳しい表面平滑度が要求される用途にも広く使用する
ことが可能となる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、Zn :4.0〜6.0%、M
    g :1.0〜2.5%を含有し、さらに、Mn :0.1
    〜0.7%、Zr :0.05〜0.25%、V:0.0
    3〜0.10%、Ti :0.05〜0.2%、Cu :
    0.1〜1.0%のうち1種または2種以上を含有し、
    残部がAl および不可避不純物からなるAl 合金芯材の
    片面または両面に、重量%で、Mg :2.0〜5.5%
    を含有し、さらに、Zn :0.1〜1.3%、Cu :
    0.1〜0.7%のうち1種または2種を含有し、残部
    がAl および不可避不純物からなるAl 合金皮材がクラ
    ッドされていることを特徴とする高強度アルミニウム合
    金メッキ基板
  2. 【請求項2】 重量%で、Zn :4.0〜6.0%、M
    g :1.0〜2.5%を含有し、さらに、Mn :0.1
    〜0.7%、Zr :0.05〜0.25%、V:0.0
    3〜0.10%、Ti :0.05〜0.2%、Cu :
    0.1〜1.0%のうち1種または2種以上を含有し、
    残部がAl および不可避不純物からなるAl 合金芯材の
    片面または両面に、重量%で、Mg :2.0〜5.5%
    を含有し、さらに、Zn :0.1〜1.3%、Cu :
    0.1〜0.7%のうち1種または2種、Mn :0.0
    5〜0.50%、Cr :0.05〜0.20%、Zr :
    0.01〜0.10%、Ti :0.01〜0.10%の
    うち1種または2種以上を含有し、残部がAl および不
    可避不純物からなるAl 合金皮材がクラッドされている
    ことを特徴とする高強度アルミニウム合金メッキ基板
  3. 【請求項3】 Al 合金皮材の不可避不純物のうち、F
    e 、Siの含有量を、重量%で、0.08%以下とした
    ことを特徴とする請求項1または2記載の高強度アルミ
    ニウム合金メッキ基板
JP22360491A 1991-08-09 1991-08-09 高強度アルミニウム合金メツキ基板 Pending JPH0543970A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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