铝合金板的制作方法
【专利摘要】本发明的一个方面所涉及的铝合金板含有包晶元素以及Mg。当将所述铝合金板的板厚记为t(mm)、以t/2部分为基准±0.01×t(mm)的范围记为板厚中央部、以t/4部分为基准±0.01×t(mm)的范围记为板厚1/4部、在板厚方向上从最表层部分到0.02×t(mm)的范围记为板厚表层部时，对于所述包晶元素的浓度，所述板厚中央部和所述板厚1/4部的浓度的差以及所述板厚中央部和所述板厚表层部的浓度的差为0.04％(质量％，下同)以下。并且，对于所述Mg的浓度中，所述板厚中央部和所述板厚1/4部的浓度的差以及所述板厚中央部和所述板厚表层部的浓度的差为0.4％以下。
【专利说明】铝合金板
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2012年6月15日在日本专利局提交的日本发明专利申请第 2012-135622号以及2012年10月30日在日本专利局提交的日本发明专利申请第 2012-239301号的优先权，所述日本发明专利申请的全部内容通过引用而并入本申请。
【技术领域】
[0003] 本发明涉及在阳极氧化处理后在板截面的板厚中央部不会产生带状条纹图案的、 阳极氧化处理后的板截面质量优良的铝合金板。
【背景技术】
[0004] 近年来铝合金板在汽车用内部装饰部件、家电用外板上的应用正在增加。无论在 哪一种情况下，制成产品时都要求具有优良的表面质量。例如，对于家电用外板而言要求 在阳极氧化处理后在板表面上不产生条纹图案。并且，以往已进行了各种为防止条纹图案 的探讨研究，并提出了控制化学成分、最终板的结晶粒径、析出物的尺寸以及分布密度等方 法。
[0005] 另一方面，伴随着铝合金板的使用的多样化，不仅是板表面，板截面也要求具有美 观性。具体而言，阳极氧化处理后，要求在板截面上不产生条纹图案。为了解决该课题，提 出了使板截面的晶粒均匀的方法。但是，该方法有时不能获得对产生带状条纹图案的改善 效果，因此其并未成为充分的解决方案。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :日本特开第2000-273563号公报
[0009] 专利文献2 :日本特开第2006-52436号公报
[0010] 专利文献3 :日本特开第2001-40444号公报
【发明内容】
[0011] 发明要解决的问是页
[0012] 发明人为了解决铝合金板在阳极氧化处理后的板截面产生带状条纹图案的问题， 进行了各种试验、探讨研究。其结果为，发明人发现在含有对铝显现包晶反应的包晶元素以 及对铝显现共晶反应的Mg的铝合金中，在固溶状态下存在的包晶元素以及M g的存在状态 影响在阳极氧化处理后的板截面的带状条纹图案的产生。
[0013] 本发明是基于上述发现而完成的发明，本发明的一个方面在于希望提供一种在阳 极氧化处理后在板截面的板厚中央部不会产生带状条纹图案的、阳极氧化处理后的板截面 质量优良的铝合金板。
[0014] 解决Ι'π!题的抟术方案
[0015] 本发明的第1方面所涉及的、阳极氧化处理后的板截面质量优良的铝合金板， 其至少在板截面上形成有阳极氧化处理被膜，所述板截面为板厚方向的截面部分，其特 征在于，该错合金板至少含有包晶元素以及Mg,所述包晶元素为对错显现包晶反应的元 素，所述Mg对铝显现共晶反应，当将所述铝合金板的板厚记为t (mm)，以t/2部分为基准 ±0.01 Xt (mm)的范围记为板厚中央部，以t/4部分为基准±0.01 Xt (mm)的范围记为板厚 1/4部，在板厚方向上从最表层部分到0. 02 Xt (mm)的范围记为板厚表层部时，在所述铝合 金板板厚方向上的固溶状态的所述包晶元素的浓度中，所述板厚中央部和所述板厚1/4部 的浓度的差以及所述板厚中央部和所述板厚表层部的浓度的差为0.04% (质量％，下同） 以下，并且，在所述铝合金板板厚方向上的固溶状态的所述Mg的浓度中，所述板厚中央部 和所述板厚1/4部的浓度的差以及所述板厚中央部和所述板厚表层部的浓度的差为0. 4% 以下。
[0016] 本发明的第2方面所涉及的、阳极氧化处理后的板截面质量优良的铝合金板，其 特征在于，在第1方面的铝合金板中，含有作为所述包晶元素的Ti :0. 001%?0. 1%和Cr : 0· 0001%?0· 4%中的一种或两种。
[0017] 本发明的第3方面所涉及的、阳极氧化处理后的板截面质量优良的铝合金板，其 特征在于，在第1方面或第2方面的铝合金板中，含有所述Mg :1. 0 %?6. 0%。
[0018] 本发明的第4方面所涉及的、阳极氧化处理后的板截面质量优良的铝合金板，其 特征在于，在第1至第3方面中任一方面的铝合金板中，在含有所述包晶元素以及所述Mg 的同时，还含有&1:0.5%以下、]?11:0.5%以下、？6:0.4%以下，以及5丨 ：0.3%以下之中的 一种或两种以上，剩余部分包含Al以及不可避免的杂质。
[0019] 本发明的第5方面所涉及的、阳极氧化处理后的板截面质量优良的铝合金板，其 特征在于，在第1至第4方面中任一方面的铝合金板中，所述铝合金板的板厚为0. 3mm以 上。
[0020] 发明效果
[0021] 根据本发明的一个方面，提供了 一种在阳极氧化处理后在板截面的板厚中央部不 会产生带状条纹图案的、板截面质量优良的铝合金板。并且，对于板截面（板厚方向的截面 部分）而言，无论是与轧制方向平行的方向、还是与轧制方向成直角的方向、或是其他的任 意的方向上的板截面，本发明的一个方面的效果都可以奏效。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1是说明本发明中的板厚中央部、板厚1/4部以及板厚表层部的图。
【具体实施方式】
[0023] 本实施方式的特征在于，在铝合金板板厚方向上的固溶状态包晶元素的浓度中， 板厚中央部和板厚1/4部的浓度的差，以及板厚中央部和板厚表层部的浓度的差为0. 04% 以下，并且，在铝合金板板厚方向上的固溶状态M g的浓度中，板厚中央部和板厚1/4部的 浓度的差，以及板厚中央部和板厚表层部的浓度的差为〇. 4%以下。如果将具备该特征的铝 合金板进行阳极氧化处理，则在板截面的板厚中央部不会产生带状条纹图案，从而能够获 得板截面质量优良的阳极氧化处理铝合金板。即，板截面质量优良是指，在一例中，在板截 面的板厚中央部不产生带状条纹图案的状态。
[0024] 以下，对上述板厚中央部、板厚1/4部、板厚表层部进行说明。如图1所示，当板厚 为t (mm)时，所谓板厚中央部是指以t/2部分为基准±0. OlXt (mm)的范围。所谓板厚1/4 部是指以t/4部分为基准±0.01Xt(mm)的范围。所谓板厚表层部是指，在板厚方向上从 最表层部分到0.02 Xt (mm)的范围。
[0025] 在铝合金板板厚方向上的固溶状态包晶元素的浓度中，板厚中央部和板厚1/4部 的浓度的差，以及板厚中央部和板厚表层部的浓度的差大于0.04%时，或者在铝合金板板 厚方向上的固溶状态Mg的浓度中，板厚中央部和板厚1/4部的浓度的差，以及板厚中央部 和板厚表层部的浓度的差大于0.4%时，在板截面的板厚中央部产生的带状条纹图案的厚 度，当板厚为t (mm)时，大致可为0.05?0. 15 Xt (mm)。在这种情况下，阳极氧化处理后，易 于通过目视辨别出条纹图案。即，可能不会获得优良的表面质量。对于板厚t，若其为通过 目视能够识别阳极氧化处理后的截面的厚度即可，并无特别的限定，但优选为〇. 3mm以上， 更优选为〇· 5mm以上。
[0026] 阳极氧化处理后，包晶元素以及Mg在固溶状态下被包含在阳极氧化皮膜中，当将 具有本实施方式的特征的铝合金板进行阳极氧化处理后，在阳极氧化处理后的铝合金板 中，对于被包含在阳极氧化皮膜中的固溶状态包晶元素的浓度，板厚中央部和板厚1/4部 的浓度的差，以及板厚中央部和板厚表层部的浓度的差变为〇. 02%以下，并且，对于被包含 在阳极氧化皮膜中的固溶状态Mg的浓度，板厚中央部和板厚1/4部的浓度的差，以及板厚 中央部和板厚表层部的浓度的差变为〇. 08%以下。
[0027] 而且，在铝合金板中，如果固溶状态Mg的浓度高的区域不均匀存在，则会由于该 区域和其周围的浓度差而在阳极氧化处理后的阳极氧化皮膜上呈现出图案。这种现象被认 为是由于Mg在固溶状态下被包含在阳极氧化皮膜中所引起的。因此，当高浓度区域为带状 时，看上去呈条纹图案。
[0028] 使用电子射线微量分析仪（EPM)进行基于通过照射直径为1?5 μ m的电子射线 而产生的荧光X射线来测量固溶状态的包晶元素以及Mg的浓度的点分析。由此，求出板厚 中央部、板厚1/4部、板厚表层部的各浓度。
[0029] 作为优选的包晶元素,包括Ti以及Cr。
[0030] Ti:0.001%?0.1%
[0031] Ti起到抑制铸造组织粗大化的作用。优选的含量为0. 001%?0. 1%。当Ti的含 量为0. 001 %以上时，抑制铸造组织粗大化的效果可显著增强。0. 1 %以下时，粗大的金属 间化合物的生成能够被抑制，从而在阳极氧化处理后在板截面呈现的条纹图案可变得很不 明显。小于0.001%时抑制铸造组织粗大化的作用在某些情况下可能变得不充分。当超过 0. 1 %时，可能会生成粗大的金属间化合物，从而在阳极氧化处理后可能会产生由金属间化 合物导致的条纹图案。
[0032] Cr:0.0001%?0.4%
[0033] Cr起到提高铝合金板的强度以及细化晶粒的作用。优选的含量为0.0001%? 0. 4%。当Cr的含量为0. 0001 %以上时，可显著增强提高铝合金板的强度的效果以及细化 晶粒的效果中的至少一个。〇. 4%以下时，粗大的金属间化合物的生成能够被抑制，从而在 阳极氧化处理后在板截面呈现的条纹图案可变得很不明显。小于0. 0001%时，可能会需要 使用高纯度的金属原料。在这种情况下，可能会导致成本增高，作为工业用材料是不现实 的。因此，为了充分地获得提高铝合金板的强度的效果以及使晶粒细化的效果，优选使含量 为0. OOOl %以上。而且，当超过0. 4%时，可能会生成粗大的金属间化合物，从而在阳极氧 化处理后可能会产生由金属间化合物导致的条纹图案。
[0034] 以下，将对包晶元素以外的添加元素进行说明。
[0035] Mg :1.0%?6.0%
[0036] Mg起到提高铝合金板的强度的作用。优选的含量为I. 0%?6. 0%。当Mg的含量 为1. 0%以上时，能够增强提高铝合金板的强度的效果，当为6. 0%以下时，能够获得良好 的轧制性能。当小于1.0%时在某些情况下有可能不能充分地获得提高强度的效果。当超 过6.0%时，在热轧时可能会变得易于产生裂纹，从而轧制可能会变得困难。
[0037] Cu :0.5 % 以下
[0038] Cu起到提高铝合金板的强度以及使阳极氧化处理后的皮膜整体的色调均匀的作 用。优选的含量为〇. 5%以下。当Cu的含量为0. 5%以下时，在阳极氧化处理后在板截面呈 现的条纹图案可变得很不明显，并且阳极氧化处理后的皮膜整体的色调可变得很均匀。当 超过0.5%时，可能会形成Al-Cu系的析出物，从而可能产生由金属间化合物导致的条纹图 案或者皮膜的混浊。
[0039] 并且，此处的「0.5%以下」不包括0%。SP，大于0%且为0.5%以下。以下将说明 的Mn、Fe、Si也同样如此。
[0040] Mn :0.5 % 以下
[0041] Mn起到提高铝合金板的强度以及细化晶粒的作用。优选的含量为0.5%以下。 当Mn的含量为0. 5%以下时，阳极氧化处理后，在板截面呈现的条纹图案可变得很不明 显，并且阳极氧化处理后的皮膜整体的色调可变得很均匀。当超过0.5%时，可能会形成 Al-Mn-Si系的结晶物或析出物，从而可能产生由金属间化合物导致的条纹图案或者皮膜的 混浊。
[0042] Fe :0.4% 以下
[0043] Fe起到提高铝合金板的强度以及细化晶粒的作用。优选的含量为0. 4%以下。 当Fe的含量为0. 4%以下时，阳极氧化处理后，在板截面呈现的条纹图案可变得很不明 显，并且阳极氧化处理后的皮膜整体的色调可变得很均匀。当超过0.4%时，可能会形成 Al-Fe-Si系和/或Al-Fe系的结晶物或析出物，从而可能产生由金属间化合物导致的条纹 图案或者皮膜的混浊。
[0044] Si :0.3 % 以下
[0045] Si起到提高铝合金板的强度以及细化晶粒的作用。优选的含量为0.3%以下。 当Si的含量为0. 3%以下时，阳极氧化处理后，在板截面呈现的条纹图案可变得很不明 显，并且阳极氧化处理后的皮膜整体的色调可变得很均匀。当超过0.3%时，可能会形成 Al-Fe-Si系的结晶物或Mg-Si系的析出物，从而可能产生由金属间化合物导致的条纹图案 或者皮膜的混浊。
[0046] 而且，作为不可避免的杂质，例如，可含有Zn等元素。不可避免的杂质的优选的含 量为0. 25%以下。
[0047] 以下，将对本实施方式的铝合金板的制造方法进行说明。本实施方式的铝合金板 通过对由常规的DC铸造所制造的铸锭采用常规方法实施均质化处理、热轧以及冷轧而被 制造。作为优选的方法可以是，在铸造时，通过在铸模内的熔液中产生流动来制造铸锭。由 此，可有效地抑制在铸模内产生的化学成分的偏差。作为在铸模内的熔液中产生流动的方 法可以是，使用搅拌桨的机械式搅拌、利用涡电流的电磁搅拌、利用洛伦兹力的磁力搅拌、 利用超声波的超声波搅拌等。
[0048] 在任一的搅拌方法中，优选的熔液的流速均为0. 1?5m/s的范围。当熔液的流速 在0. 1?5m/s的范围内时，尤其能够增强抑制化学成分的偏差的效果。当熔液的流速过低 时（熔液的流速低于〇. lm/s的范围），抑制在铸模内产生的化学成分的偏差的效果在某些 情况下有变小的可能性。当熔液的流速过大时（熔液的流速大于5m/s的范围），在某些情 况下在熔液表面生成的氧化膜有被卷入熔液内的可能性。
[0049] 熔液的流速可通过调整熔液温度（熔液的粘度）以及搅拌条件来控制。例如，熔 液温度越高熔液的粘度越能够降低，而熔液温度越低熔液的粘度越能够增加。因此，在本实 施方式中，为了获得所期望的流速可通过检测熔液温度（熔液的粘度）并基于该检测值来 控制熔液温度（熔液的粘度）。而且，熔液的粘度可基于熔液的化学成分而变化。例如，当 化学成分不同时，即使在同样的熔液温度下粘度也可能不同，因此，需要设定与化学成分匹 配的最适宜的熔液温度。
[0050] 作为搅拌条件，在机械式搅拌的情况下，在一例中，可列举为搅拌桨的转速、搅拌 桨的片数或者形状等。在电磁搅拌或磁力搅拌的情况下，在一例中，作为搅拌条件可列举为 所产生的磁场强度等。在超声波搅拌的情况下，在一例中，作为搅拌条件可列举为声波的振 动频率、强度（声压）等。
[0051] 通过上述搅拌方法（换言之，控制铸模内的熔液的流速的方法），能够获得在铸锭 的截面上化学成分均匀的铸锭。其结果为，在使用所获得的铸锭而制造的板的截面上的化 学成分也将变得均匀。即，通过采用上述搅拌方法，能够实现具有本实施方式的性状的铝合 金板的制造。即，在本实施方式中，为了获得具有所期望的性状的铝合金板而采用上述搅拌 方法。
[0052] 对所获得的铝合金板，如上所述，使用EPMA进行基于通过照射电子射线而产生的 荧光X射线来测量浓度的点分析。由此，求出板厚中央部、板厚1/4部以及板厚表层部的包 晶元素以及Mg的浓度。并且，在确认获得了具有上述本实施方式的性状的铝合金板后，供 给阳极氧化处理。
[0053] 实施例
[0054] 以下，通过将本发明的实施例与比较例相对比来进行说明。这些实施例仅示出了 本发明的一个实施方式，本发明并不限于此。
[0055] 实施例1、比较例1
[0056] 将具有表1所示组成的铝合金通过DC铸造制造铸锭，所制造的铸锭具有厚度 480mmX宽度1500mm的截面尺寸。而且，在铸造时，在用搅拌桨搅拌铸模内的熔液的状态下 制造铸锭以及在不进行搅拌的状态下制造铸锭的两个条件下进行铸造。
[0057] 将所获得的铸锭在550°C的温度下进行10小时的均质化处理后，冷却至室温。对 相当于轧制的上下表面以及侧面的部分各进行20mm的端面切削后，再加热到470°C的温度 后开始进行热轧，并轧制到8. Omm的厚度。热轧的结束温度为300°C。接下来，进行冷轧并 轧制到4. 0mm，然后，在350°C的温度下进行1小时的软化处理。在表2中示出所获得的铝 合金板（试验材料）的合金组成以及制造铸锭的条件。
[0058] 从所获得的试验材料的宽度中央部切下宽度为20_的样品后，将其埋入树脂，并 进行研磨，呈现出与轧制方向成直角的方向的截面，使用EPM A，求出板厚中央部、板厚1/4 部、板厚表层部的固溶状态的包晶元素的浓度（固溶Ti浓度+固溶Cr浓度）以及固溶状 态Mg的浓度。结果分别在表3、表5中示出。
[0059] 并且，从所获得的铝合金板的宽度中央部切下宽度400mmX长度50mm的样品，用 铣刀进行端面切削加工，并对与轧制方向成直角的方向的截面通过喷丸处理完成表面粗糙 化加工后，进行使用磷酸和硫酸的化学研磨，之后，进行使用硫酸溶液的阳极氧化处理，在 上述截面形成厚度为10 μ m的阳极氧化皮膜。
[0060] 对获得的阳极氧化处理材料，通过目视确认上述截面的板厚中央部的带状条纹图 案的有无（产生的有无）。并且，对获得的阳极氧化处理材料，求出上述截面的板厚中央部、 板厚1/4部、板厚表层部的固溶状态的包晶元素的浓度（固溶Ti浓度+固溶Cr浓度）以 及固溶状态Mg的浓度。结果分别在表4、表6中示出。
[0061] [表 1]
【权利要求】
1. 一种铝合金板，至少在板截面上形成有阳极氧化处理被膜，所述板截面为板厚方向 的截面部分，其特征在于， 该铝合金板至少含有包晶元素以及Mg，所述包晶元素为对铝显现包晶反应的元素，所 述Mg对铝显现共晶反应， 当将所述错合金板的板厚记为t(m m)、以t/2部分为基准±0. OlXt(mm)的范围记为 板厚中央部、以t/4部分为基准±0. 01 X t (mm)的范围记为板厚1/4部、在板厚方向上从最 表层部分到0. 02 Xt (mm)的范围记为板厚表层部时， 在所述铝合金板板厚方向上的固溶状态的所述包晶元素的浓度中，所述板厚中央部和 所述板厚1/4部的浓度的差以及所述板厚中央部和所述板厚表层部的浓度的差为0. 04% (质量％，下同）以下， 并且，在所述铝合金板板厚方向上的固溶状态的所述Mg的浓度中，所述板厚中央部和 所述板厚1/4部的浓度的差以及所述板厚中央部和所述板厚表层部的浓度的差为0. 4%以 下。
2. 根据权利要求1所述的铝合金板，其特征在于， 含有作为所述包晶元素的Ti :0. 001 %?0. 1 %和Cr :0. 0001 %?0. 4%中的一种或两 种。
3. 根据权利要求1或2所述的铝合金板，其特征在于， 含有所述Mg :1. 0%?6. 0%。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的铝合金板，其特征在于， 在含有所述包晶元素以及所述Mg的同时，还含有Cu :0. 5%以下、Mn :0. 5%以下、Fe : 0.4%以下，以及Si :0.3%以下之中的一种或两种以上，剩余部分包含A 1以及不可避免的 杂质。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的铝合金板，其特征在于， 所述铝合金板的板厚为〇. 3mm以上。
【文档编号】B22D27/20GK104364402SQ201380029921
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2013年6月6日 优先权日:2012年6月15日
【发明者】山本裕介, 浅野峰生 申请人:株式会社Uacj