阳极氧化处理后表面品质优异的铝合金板及其制造方法
【专利摘要】本发明的目的在于提供一种阳极氧化处理后不产生条带状肌纹的、阳极氧化处理后表面品质优异的铝合金板。本发明的铝合金板是含有Mg：1.0～6.0质量%的5000系铝合金板，其特征在于，该铝合金板最表层部位的固溶状态Mg的浓度在铝合金板宽度方向上以0.05mm以上的宽度呈条带状变化，且相邻条带的浓度差在0.20质量%以下。
【专利说明】阳极氧化处理后表面品质优异的铝合金板及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及阳极氧化处理后不产生条带状肌纹的、阳极氧化处理后表面品质优异的铝合金板及其制造方法。
【背景技术】[0002]近年来，铝合金板适用于汽车用内装部件、家电用外板的情况不断增加，但无论哪种情况都要求成为产品时具有优异的表面品质。这些产品大多实施阳极氧化处理而被使用，例如，用作家电用外板时，会有阳极氧化处理后产生肌纹的情况，就期待不产生肌纹缺陷的铝合金板。
[0003]迄今为止，进行了各种旨在改善前述肌纹的研究，提出了控制化学成分、最终板材的结晶粒径、析出物的尺寸和分布密度等的方法，但现状是也有这些方法不能改善的条带状肌纹产生的情形，因而还不能说这个问题得到了充分解决。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2000-273563号公报
[0007]专利文献2:日本特开2006-52436号公报
【发明内容】
[0008]发明要解决的问题
[0009]发明人之前发现对以固溶状态存在的铝合金表示出包晶反应的元素(包晶元素)的存在状态影响阳极氧化处理后的条带状肌纹的产生，从而提出了控制包晶元素的存在状态的方法，但即使利用该方法，也有产生肌纹的情形，尚未成为彻底的解决方案。
[0010]发明人进一步反复试验、研究，结果发现在含有对铝表示出共晶反应的Mg的铝合金中，以固溶状态存在的Mg的存在状态影响阳极氧化处理后条带状肌纹的产生。本发明是基于该发现而完成的，其目的在于提供一种阳极氧化处理后不产生条带状肌纹的、阳极氧化处理后表面品质优异的铝合金板及其制造方法。
[0011]解决问题的方法
[0012]本发明的上述目的是这样实现的:技术方案I的阳极氧化处理后表面品质优异的铝合金板，是待形成阳极氧化皮膜的、含有Mg:1.0% (质量％，下同)~6.0%的5000系铝合金板，其特征在于，该铝合金板的最表层部位的固溶状态的Mg浓度，在铝合金板的宽度方向上以0.05mm以上的宽度呈条带状变化，且相邻条带的浓度差在0.20% (质量％，下同)以下。
[0013]技术方案2的阳极氧化处理后表面品质优异的铝合金板，是在技术方案I中，其特征在于，含有Mg:1.0%~6.0%，进而含有T1:0.001%~0.l%、Cr:0.4%以下、Cu:0.5%以下、Mn:0.5%以下、Fe:0.4%以下、S1:0.3%以下中的一种或两种以上，余量为Al和不可避免的杂质。[0014]技术方案3的阳极氧化处理后表面品质优异的铝合金板的制造方法，是制造技术方案I或2所述的铝合金板的方法，其特征在于，使用存在于铸块压延面的、结晶粒的中心部位且直径5 μ m区域和距离该结晶粒晶界2.5 μ m的晶界附近部位且直径5 μ m区域的Mg的浓度差在0.80%以下的铸块，经由热轧、冷轧而制造。
[0015]发明的效果
[0016]根据本发明，能够提供一种阳极氧化处理后不产生条带状肌纹的、阳极氧化处理后表面品质优异的铝合金板及其制造方法。
【具体实施方式】
[0017]本发明的铝合金板的特征在于，在含有Mg的5000系铝合金板上，使该铝合金板的最表层部位的固溶状态的Mg的浓度，在铝合金板的宽度方向上以0.05mm以上的宽度呈条带状变化，并使相邻条带中的浓度差在0.20%以下，若对具有该特征的铝合金板进行阳极氧化处理时，就能得到不产生条带状肌纹的表面品质优异的阳极氧化处理铝合金板。在相邻条带中的浓度差超过0.20%的情况下，阳极氧化处理后，出现目视能分辨的肌纹，从而得不到优异的表面品质。
[0018]阳极氧化处理后，Mg以固溶状态被结合在阳极氧化皮膜中，对具有上述特征的铝合金板进行阳极氧化处理时，即使在进行了阳极氧化处理的铝合金板上，被结合在阳极氧化皮膜中的固溶状态的Mg的浓度在板宽度方向上也是以0.05mm以上的宽度、最大5mm左右呈条带状变化，且相邻条带中的浓度差在0.05%以下。
[0019]固溶状态的Mg的浓度是使用电子探针显微分析仪(EPMA)，进行以10 μ m间距照射电子束并基于产生的荧光X射线来测定浓度的线性分析，从而求出相邻条带中的浓度差。
[0020]在本发明的5000系铝合金板中，Mg发挥提高强度的作用。Mg的优选含量为
1.0%~6.0%，若不足1.0%，则提高强度的效果不够，若超过6.0%，则热轧时容易产生断裂，而使轧制变得困难。
[0021]在本发明中，作为上述Mg以外的添加元素，可以含有以下合金元素中的一种或两种以上。
[0022]Ti:
[0023]Ti是用于抑制铸造组织的粗大化的元素，优选含量为0.001%~0.1%。如果不足0.001%,则无法抑制铸造组织的粗大化，如果超过0.1%，则会生成粗大的金属间化合物，而在阳极氧化处理后容易产生起因于金属间化合物的肌纹。
[0024]Cr:
[0025]Cr是用于提高强度、使结晶粒微细化的元素。优选含量在0.4%以下，如果超过0.4%，则就会生成粗大的金属间化合物，而在阳极氧化处理后容易产生起因于金属间化合物的肌纹。
[0026]Cu:
[0027]Cu发挥提高强度、使阳极氧化处理后的皮膜整体色调均质的作用。优选含量为0.5%以下，如果超过0.5%，将形成Al-Cu系的析出物，起因于该金属间化合物而产生肌纹或皮膜的混浊。
[0028]Mn:[0029]Mn发挥提高强度、使结晶粒微细化的作用。优选含量为0.5%以下，如果超过0.5%，则会形成Al-Mn-Si系、Al-Mn系的结晶物或析出物，起因于该金属间化合物而产生肌纹或皮膜的混浊。
[0030]Fe:
[0031]Fe发挥提高强度、使结晶粒微细化的作用。优选含量为0.4%以下，如果超过0.4%，则会形成Al-Fe-Si系、Al-Fe系的结晶物或析出物，起因于这些金属间化合物而产生肌纹或皮膜的混浊。
[0032]Si:
[0033]Si发挥提高强度、使结晶粒微细化的作用。优选含量为0.3%以下，如果超过0.3%，则会形成Al-Fe-Si系的结晶物或Si的析出物，起因于这些金属间化合物而产生肌纹或皮膜的混浊。不过，如果使用高纯度生金，则会招致制造成本的上升，因而不优选将Fe和Si设定为不足0.01%。
[0034]本发明的铝合金板中必然含有Zn元素等不可避免的杂质，但只要这些不可避免的杂质分别在0.25%以下，就不会影响本发明的效果。
[0035]以下对本发明的铝合金板的制造方法进行说明。在本发明中，使用存在于铸块压延面的、结晶粒的中心部位且直径5 u m区域和距离该结晶粒晶界2.5 y m的晶界附近部位且直径5 u m区域的Mg的浓度差在0.80%以下的铸块，经由热轧、冷轧而制造铝合金板。使用上述铸块制造的铝合金板在阳极氧化处理后无肌纹、表面品质优异。
[0036]对于利用普通的半连续铸造所铸造的、均质化处理后的铸块，如果在铸块的压延面上看到铸造时形成的结晶粒，就可观察到由平均粒径50~500 y m的结晶粒构成的铸块组织。例如，对于铸块的上下压延面的几处的结晶粒，对结晶粒的中心部位且直径5 区域和距离该结晶粒晶界2.5 y m的晶界附近部位且直径5 u m区域，使用EPMA，进行照射电子束并基于产生的荧光X射线来测定浓度的点分析，从而求出Mg的浓度差，确认浓度差在
0.80%以下，并使用该铸块制造待进行阳极氧化的铝合金板。
[0037]为得到对含Mg的熔融铝合金进行铸锭、并存在于进行了均质化处理的铸块压延面上的、结晶粒的中心部位且直径5 u m区域和距离该结晶粒晶界2.5 y m的晶界附近部位且直径5 u m区域的Mg的浓度差在0.80%以下的铸块，对于铸锭后的铸块，优选在不足各铝合金固相线温度最好是在(固相线温度-50°C)以上的温度范围内进行超过3h的均质化处理。
[0038]实施例
[0039]以下，将本发明的实施例与比较例进行对比来说明，并展示本发明的效果。这些实施例表不本发明的一个实施方案，本发明不限定于此。
[0040]实施例1、比较例I
[0041]利用DC铸造对具有表1所示组成的铝合金(A~D)进行铸锭，并将得到的铸块(横向剖面尺寸:厚度500mm、宽度1200mm)用表2所示的条件进行均质化处理后，冷却至室温，将铸块的上下压延面和左右侧面各切削25mm。对于在该铸块的压延面上存在的5处结晶粒，使用EPMA进行点分析，调查固溶状态的Mg的分布状态，求出结晶粒的中心部位且直径5 U m区域和距离该结晶粒晶界2.5 y m的晶界附近部位且直径5 u m区域的Mg的浓度差。
[0042]此外，表1所不的各合金的固相线温度为，合金A:620°C、合金B:585°C、合金C:560°C、合金D:620°C。各合金的优选均质化处理温度范围为，合金A:570°C以上且不足620°C、合金B:535°C以上且不足585°C、合金C:510°C以上且不足560°C、合金D:570°C以上且不足620°C，选择表2所示的均质化处理温度。均质化处理时间为，合金A:5h、合金B:12h、合金C:24h、合金D:5h,任一个都超过3h。
[0043]将上述均质化处理后的铸块再加热至470°C，开始热轧，压延至厚度6.0mm。使热轧的结束温度为250°C。接着，冷轧至1.0mm后，在420°C下进行了 Ih的软化处理。
[0044]将得到的板材作为试验材料(试验材料I~8)，对于宽度方向的任意5处，使用EPMA，分别进行IOmm长的线性分析，调查固溶状态的Mg的分布状态，求出相邻条带中的Mg的浓度差。进行IOmm长的线性分析时，通过测定多个条带，能得到多个浓度差的值，并在各处以相邻条带的浓度差的最大值为代表值。使用5处的代表值计算出平均值。
[0045]对上述板材利用喷砂处理进行粗面化加工后，进行利用磷酸和硫酸的化学研磨，其后，通过利用硫酸的阳极氧化处理，形成了 10 μ m厚的阳极氧化皮膜。对于得到的阳极氧化处理材料，目视确认有无条带状肌纹的产生，另外，对于阳极氧化处理材料的宽度方向上的5处，对产生肌纹的材料针对其肌纹部分，对于未产生肌纹的材料针对其任意部分，分别使用EPMA，各自进行IOmm长的线性分析，调查固溶状态的Mg的分布状态，求出相邻条带中的Mg的浓度差。进行IOmm长的线性分析时，通过测定多个条带，也能得到多个浓度差的值，并在各处以相邻条带的浓度差的最大值作为代表值。使用5处的代表值计算出平均值。
[0046]将得到的结果表不在表2、表3中。在表2中,对于不符合本发明条件的数值标有下划线。如表2所示，根据本发明的试验材料I~4，在均质化处理后的铸块中，结晶粒的中心部位且直径5 μ m区域和距离该结晶粒晶界2.5 μ m的晶界附近部位且直径5 μ m区域的Mg的浓度差在0.80%以下，在阳 极氧化处理前的板材上，相邻条带中的Mg的浓度差在
0.20%以下。
[0047]另外，如表3所示，在试验材料I~4中，阳极氧化处理后未产生条带状肌纹，具有优异的表面品质。另外，确认了在阳极氧化处理材料中，相邻条带中的Mg的浓度差在0.05%以下。
[0048]与此相对，对于试验材料5~8，确认了如下情况:由于低温下进行均质化处理，如表2所示，在均质化处理后的铸块中，结晶粒的中心部位且直径5 μ m区域和距离该结晶粒晶界2.5 μ m的晶界附近部位且直径5 μ m区域的Mg的浓度差超过0.80%,另外，在阳极氧化处理前的板材上，相邻条带中的Mg的浓度差也超过0.20%，如表3所示，任一个都在阳极氧化处理后产生条带状肌纹，在阳极氧化处理材料上，相邻条带中的Mg的浓度差超过0.05%。
[0049]表1
合I[化学_分(重
金 Si Fe Cu Md Mg Cr Zn Ti Al
A 0.03 0.07 0.41 <0.01 1.08 <0.01 <0.01 <0.01 Bal.[0050]B 0.15 0.28 0.05 0.48 3.52 0.35 0.08 0.09 Bal.C 0.29 0.38 0.09 0.11 5.58 0.04 0.01 0.02 Bal.P ~Q4 0.08 0.43 0.01 1.06 0.01 0.02 0.001 Bal[0051]表2
【权利要求】
1.一种阳极氧化处理后表面品质优异的铝合金板，是待形成阳极氧化皮膜的、含有Mg:1.0质量％~6.0质量％的5000系铝合金板，其特征在于，该铝合金板的最表层部位的固溶状态的Mg浓度，在铝合金板的宽度方向上以0.05mm以上的宽度呈条带状变化，且相邻条带的浓度差在0.20质量％以下。
2.如权利要求1所述的阳极氧化处理后表面品质优异的铝合金板，其特征在于，含有Mg:1.0质量％~6.0质量％，进而含有T1:0.001质量％~0.1质量％、Cr:0.4质量％以下、Cu:0.5质量％以下、Mn:0.5质量％以下、Fe:0.4质量％以下、S1:0.3质量％以下中的一种或两种以上，余量为Al和不可避免的杂质。
3.一种阳极氧化处理后表面品质优异的铝合金板的制造方法，是制造权利要求1或2所述的铝合金板的方法，其特征在于，使用存在于铸块压延面的、结晶粒的中心部位且直径5 μ m区域和距离该结晶粒晶界2.5 μ m的晶界附近部位且直径5 μ m区域的Mg的浓度差在0.80质量％以下的铸块，经由热轧、冷轧而制造 。
【文档编号】C22C21/08GK103572112SQ201310282635
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月5日 优先权日:2012年8月8日
【发明者】浅野峰生, 山本裕介 申请人:住友轻金属工业株式会社