铝合金板、接合体和汽车用构件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及铝合金板、接合体和汽车用构件。更详细地说，是涉及至少在一格面上 形成有氧化皮膜的铝合金板、使用该铝合金板的接合体和汽车用构件。
【背景技术】
[0002] 汽车、船舶和飞机等运输机械的构件中，各种铝合金板根据其特性而被适当选择 使用。另外，近年来，意识到抑制〇)2排放等的地球环境问题，而要求通过构件的轻量化来 提高燃油效率，比重为铁大约占1/3,且具有优异的能量吸收性的铝合金板的使用增加。
[0003] 例如，在汽车用构件中，使用JIS5000系的Al-Mg系合金板、JIS6000系的 Al-Mg-Si系合金板等含Mg铝合金板。作为这些铝合金板的接合方法，有通过焊接和粘接剂 进行的粘接，还有就是并用这些方法。焊接是以点和线接合铝合金板，相对于此，由粘接剂 进行的粘接是针对整个面而接合铝合金板，接合强度高，在碰撞安全性等方面有利。因此， 近年来在汽车用构件中，用粘接剂进行粘接有增加的倾向。
[0004] 另一方面，以粘接剂接合的铝合金制汽车用构件，若在使用中有水分、氧和氯化物 离子等渗入接合部，则粘接剂层和铝合金板的界面逐渐地劣化，发生界面剥离，有粘接强度 降低这样的问题。因此，一直以来都在研究防止这样的粘接强度的降低，使具有粘接剂层的 铝合金制汽车用构件的粘接耐久性提高的方法（例如参照专利文献1~3。）。
[0005] 例如，在专利文献1中，提出有一种通过酸洗处理除去铝合金板表面的Mg稠化层， 同时在铝合金板表面使Cu稠化的方法。另外，在专利文献2中，提出有一种使铝合金板的 表面稠化的Mg量和OH吸收率为特定的关系的方法。此外，在专利文献3中，提出有一种通 过连续进行固溶处理和温水处理，从而使铝材的氧化皮膜表面层中的Mg浓度、Si浓度和OH 浓度处于特定范围的方法。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :日本国特开平6-256881号公报
[0009] 专利文献2 :日本国特开2006-200007号公报
[0010] 专利文献3 :日本国特开2007-217750号公报 [0011] 发明要解决的课题
[0012] 但是，对于前述现有的技术而言，若曝露在浸透有水分、氧和氯化物离子等的高温 湿润环境下，则界面的劣化进展，界面剥离发生，存在粘接强度降低或Al的腐蚀被促进这 样的问题。
【发明内容】
[0013] 因此，本发明的主要目的在于，提供一种即使曝露在高温湿润环境下，粘接强度也 难以降低，粘接耐久性仍优异的铝合金板、接合体和汽车用构件。
[0014] 用于解决课题的手段
[0015] 本发明人为了解决前述的课题而进行了潜心实验研究，其结果是得出以下所示的 结论。进行酸洗的方法中，因为铝合金板的基体与粘接剂层由氢键键合，所以若曝露在高温 湿润的劣化环境，则界面被水合，键合力（氢键）降低。另外，若Cu在铝合金板表面稠化， 则由于与Al的电位差，导致在高温湿润环境下铝合金板的腐蚀被促进。
[0016] 另外，进行阳极氧化的方法，基本上也是铝合金板的基体与粘接剂层由氢键键合， 若曝露在浸透有水分、氧、氯化物离子等的高温湿润环境下，则界面被水合，键合力降低。另 外，进行阳极氧化的方法，装置复杂，设备耗费成本，此外皮膜形成还需要很长时间，因此生 产效率降低。此外，进行温水处理的方法，因为铝合金板的基体与粘接剂层也是由氢键键 合，所以若曝露在高温湿润环境下，则由于界面的水合，导致界面的劣化进展，界面剥离发 生，粘接强度降低。
[0017] 因此，本发明人对于基板表面和粘接剂层的结合状态进行研究，发现在基板表面 设置特定量含有镁的氧化皮膜，并且在氧化皮膜上设置具有硅氧烷键的皮膜，便能够抑制 曝露在高温湿润环境时的粘接强度降低，从而达成了本发明。
[0018] 即，本发明的铝合金板具备：铝合金基板；形成于所述铝合金基板的至少一个面 上，由含有Mg为0. 1原子％以上且低于30原子％的氧化皮膜所构成的第一皮膜；形成于所 述第一皮膜的至少一部分上，具有硅氧烷键的第二皮膜，所述第二皮膜的皮膜量为〇. Img/ m2以上且低于30mg/m 2,在形成有所述第一皮膜和第二皮膜的面入射入射角为75°的平行 偏振光，通过傅里叶变换式红外光谱法分析而取得的光谱中，以1026cm 1至1084cm 1为基线 时，在1057cm 1邻域发生的峰值的面积为0. 01以上。
[0019] 在此，所述第一皮膜中的Mg量，是通过高频辉光放电发射光谱分析法（GD-0ES : Glow Discharge-Optical Emission Spectroscopy)测量的值。另外，所述第二皮膜的皮 膜量是干燥后的涂布量。此外，第一皮膜和第二皮膜之间的M-O-Si键的量，如果不以前述 的FT-IR的光谱峰面积为指标则难以规定。因此，在本发明中，使用该源于M-O-Si键的光 谱峰值，规定第一皮膜和第二皮膜之间的M-O-Si键量。
[0020] 所述铝合金基板中，可以使表面露出的Cu量低于0. 5原子％。还有，这里规定的 "Cu量"，是由高频辉光放电发射光谱分析法（GD-OES)测量的值。
[0021] 另外，所述错合金基板，例如可以由Al-Mg系合金、Al-Cu-Mg系合金、Al-Mg-Si系 合金或Al-Zn-Mg系合金形成。
[0022] 本发明的铝合金板，也可以在所述第二皮膜上形成由粘接剂构成的粘接剂层。
[0023] 本发明的接合体，是使用前述的铝合金板的接合体。
[0024] 本发明的接合体，例如可以为如下构成，即前述的铝合金板彼此以形成有所述第 一皮膜和第二皮膜的面对置的方式配置，经由粘接剂接合。
[0025] 或者，也可以为如下构成，即，在前述铝合金板的形成有所述第一皮膜和第二皮膜 面上，经由粘接剂，接合有未形成所述第一皮膜和第二皮膜的其他铝合金板或树脂成形体。
[0026] 或者，也可以为如下构成，即，具备前述的粘接剂层的铝合金板和不具备前述的粘 接剂层的铝合金板，以使形成有所述粘接剂层的面和形成有所述第一皮膜和第二皮膜的面 对置的方式配置，经由所述粘接剂层加以接合。
[0027] 或者，也可以成为如下构成，即，在前述的铝合金板的形成有所述粘接剂层的面 上，接合有未形成所述第一皮膜和第二皮膜的其他铝合金板或树脂成形体。
[0028] 另外，作为所述树脂成形体，可列举例如纤维强化塑料成形体。
[0029] 本发明的汽车用构件，使用前述的接合体制造。
[0030] 发明效果
[0031] 根据本发明，即使曝露在高温湿润环境下，粘接强度也难以降低，从而能够实现粘 接耐久性优异的铝合金板。
【附图说明】
[0032] 图1是示意性地表示本发明的第一实施方式的铝合金板的构成的剖面图。
[0033] 图2是表示图1所示的铝合金板的制造方法的流程图。
[0034] 图3是示意性地表示本发明的第一实施方式的变形例的铝合金板的构成的剖面 图。
[0035] 图4是表示图3所示的铝合金板的制造方法的流程图。
[0036] 图5是示意性地表示本发明的第二实施方式的接合体的构成例的剖面图。
[0037] 图6A和B是示意性地表示本发明的第二实施方式的接合体的其他构成例的剖面 图。
[0038] 图7是示意性地表示本发明的第二实施方式的接合体的其他构成例的剖面图。
[0039] 图8A和B是示意性地表示本发明的第二实施方式的接合体的其他构成例的剖面 图。
[0040] 图9A和B是示意性地表示内聚破坏率的测量方法的侧视图。
【具体实施方式】
[0041] 以下，就用于实施本发明的方式详细地加以说明。还有，本发明不受以下说明的实 施方式限定。
[0042] (第一实施方式）
[0043] 首先，对于本发明的第一实施方式的铝合金板进行说明。图1是示意性地表示本 实施方式的铝合金板的构成的剖面图。如图1所示，本实施方式的铝合金板10中，在铝合 金基板3的至少一个面上形成有由氧化皮膜构成的第一皮膜1，进而在第一皮膜1至少一部 分上形成有具有硅氧烷键的第二皮膜2。
[0044] [基板 3]
[0045] 基板3由铝合金构成。形成基板3的铝合金的种类没有特别限定，能够根据加工的 构件的用途，从JIS所规定的或近似于JIS的各种非热处理型或热处理型的铝合金中适当 选择使用。在此，作为非热处理型铝合金，有纯铝（1000系）、A1-Mn系合金（3000系）、A1-Si 系合金（4000系）和Al-Mg系合金（5000系）。另外，作为热处理型铝合金，有Al-Cu-Mg系 合金（2000系）、Al-Mg-Si系合金（6000系）和Al-Zn-Mg系合金（7000系）。
[0046] 例如，将本实施方式的铝合金板10用于汽车用构件时，从强度的观点出发，优选 基板3的0. 2%屈服强度为IOOMPa以上。作为可以形成满足这一特性的基板的铝合金，如 2000系、5000系、6000系和7000系等这样，较多地含有镁，这些合金也可以根据需要进行调 质。另外，各种铝合金之中，从时效硬化能力优异、合金元素量比较少、废料的重复利用性和 成形性也优异的角度出发，优选使用6000系铝合金。
[0047] 另外，在高温湿润环境下，存在于铝合金基板3的表面的铜（Cu)成为促进基板3 的表面碱化的原因，也成为使粘接剂劣化，并且由于与铝（Al)的电位差而致使基板3的腐 蚀被促进的原因。因此，优选基板3的表面露出的Cu量低于0. 5原子％，由此，即使在高温 湿润环境下