JPH05140768A - プレス成形性および耐食性に優れたアルミニウム合金板 - Google Patents
プレス成形性および耐食性に優れたアルミニウム合金板Info
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- JPH05140768A JPH05140768A JP30035191A JP30035191A JPH05140768A JP H05140768 A JPH05140768 A JP H05140768A JP 30035191 A JP30035191 A JP 30035191A JP 30035191 A JP30035191 A JP 30035191A JP H05140768 A JPH05140768 A JP H05140768A
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- Japan
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- aluminum alloy
- alloy plate
- corrosion resistance
- press formability
- zinc
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Abstract
(57)【要約】
【目的】主として自動車用軽量化素材として使用される
アルミニウム合金板、特にプレス成形性と耐食性に優れ
たアルミニウム板またはアルミニウム合金板。 【構成】表面にめっき目付量が１〜５０ｇ／ｍ2 、Ｎｉ
含有率が５〜５０重量％の亜鉛−Ｎｉ合金めっき層を有
するプレス成形性および耐食性に優れたアルミニウム合
金板。
アルミニウム合金板、特にプレス成形性と耐食性に優れ
たアルミニウム板またはアルミニウム合金板。 【構成】表面にめっき目付量が１〜５０ｇ／ｍ2 、Ｎｉ
含有率が５〜５０重量％の亜鉛−Ｎｉ合金めっき層を有
するプレス成形性および耐食性に優れたアルミニウム合
金板。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主として自動車用軽量
化素材として使用されるアルミニウム合金板、特にプレ
ス成形性と耐食性に優れたアルミニウム板またはアルミ
ニウム合金板に関するものである。
化素材として使用されるアルミニウム合金板、特にプレ
ス成形性と耐食性に優れたアルミニウム板またはアルミ
ニウム合金板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、資源の有効利用や大気中のＣＯ2
の増加による地球温暖化等に対する地球環境保護の観点
から、自動車に対して燃料節減につながる軽量化のニー
ズが高まっており、これに適応する材料として、信頼
性、加工性、リサイクル利用の容易さ等の種々の利点を
有するため、アルミニウムまたはアルミニウム合金板が
脚光を浴び、自動車用の素材として多用されつつある。
の増加による地球温暖化等に対する地球環境保護の観点
から、自動車に対して燃料節減につながる軽量化のニー
ズが高まっており、これに適応する材料として、信頼
性、加工性、リサイクル利用の容易さ等の種々の利点を
有するため、アルミニウムまたはアルミニウム合金板が
脚光を浴び、自動車用の素材として多用されつつある。
【０００３】しかし、アルミニウム合金板は、従来多用
されている鋼板とは成形加工時の特性が異なるため、そ
の自動車車体への適用に際して多くの問題を抱えてい
る。成形性、例えば、プレス成形性を例にとると、代表
的な鋼板であるＳＰＣＣにおいては、伸び４５％、ラン
クフォード値１．４で、限界絞り値ＬＤＲは２．１５に
達するが、代表的なアルミニウム合金板であるＡ５１８
２においては、伸び３０％、ランクフォード値０．７
で、限界絞り値ＬＤＲは１．８にしか達しない。このよ
うに、アルミニウム合金板は、プレス成形性が著しく劣
るため、従来、フード等の比較的加工成形が簡単な部材
への適用に限定され、より複雑でかつ強加工を要する部
材への適用は困難であった。
されている鋼板とは成形加工時の特性が異なるため、そ
の自動車車体への適用に際して多くの問題を抱えてい
る。成形性、例えば、プレス成形性を例にとると、代表
的な鋼板であるＳＰＣＣにおいては、伸び４５％、ラン
クフォード値１．４で、限界絞り値ＬＤＲは２．１５に
達するが、代表的なアルミニウム合金板であるＡ５１８
２においては、伸び３０％、ランクフォード値０．７
で、限界絞り値ＬＤＲは１．８にしか達しない。このよ
うに、アルミニウム合金板は、プレス成形性が著しく劣
るため、従来、フード等の比較的加工成形が簡単な部材
への適用に限定され、より複雑でかつ強加工を要する部
材への適用は困難であった。
【０００４】そこで、これらのアルミニウム合金板のプ
レス加工性を検討したところ、アルミニウム合金板は、
冷延鋼板に比べてプレス加工時の金型とアルミニウム合
金板の表面との摺動抵抗が大きいため、従来使用されて
きた冷延鋼板に比べてプレス成形性が劣るということが
明らかになった。
レス加工性を検討したところ、アルミニウム合金板は、
冷延鋼板に比べてプレス加工時の金型とアルミニウム合
金板の表面との摺動抵抗が大きいため、従来使用されて
きた冷延鋼板に比べてプレス成形性が劣るということが
明らかになった。
【０００５】この摺動抵抗が大であると、プレス金型の
ビード部などのプレス加工時にアルミニウム合金板と激
しく摺動する箇所では、アルミニウム合金板のスムーズ
な流入が妨げられ、極端な場合、アルミニウム合金板が
破断することがある。プレス加工における適正クッショ
ン圧（アルミニウム合金板にシワが発生せずかつ破断が
生じないクッション圧の範囲）をアルミニウム合金板と
冷延鋼板とで比較すると、アルミニウム合金板の適正ク
ッション圧は冷延鋼板に比べて著しく範囲が狭いため
に、生産性が悪化する原因となるので、アルミニウム合
金板の摺動性の改善が強く望まれている。
ビード部などのプレス加工時にアルミニウム合金板と激
しく摺動する箇所では、アルミニウム合金板のスムーズ
な流入が妨げられ、極端な場合、アルミニウム合金板が
破断することがある。プレス加工における適正クッショ
ン圧（アルミニウム合金板にシワが発生せずかつ破断が
生じないクッション圧の範囲）をアルミニウム合金板と
冷延鋼板とで比較すると、アルミニウム合金板の適正ク
ッション圧は冷延鋼板に比べて著しく範囲が狭いため
に、生産性が悪化する原因となるので、アルミニウム合
金板の摺動性の改善が強く望まれている。
【０００６】アルミニウム合金板の摺動性が悪い原因
は、アルミニウムおよびアルミニウム合金が低融点で、
しかも、他の金属、特にプレス金型に多用されている鋳
鉄などとの親和力が強く、金型に凝着しやすい性質を有
することにあると考えられる。
は、アルミニウムおよびアルミニウム合金が低融点で、
しかも、他の金属、特にプレス金型に多用されている鋳
鉄などとの親和力が強く、金型に凝着しやすい性質を有
することにあると考えられる。
【０００７】プレス成形時の摺動性は、金型と直接接触
するアルミニウム合金板表面の物性に大きい影響を受け
る。そこで、アルミニウム合金板表層を、例えば各種金
属めっきや有機高分子皮膜などで被覆し、アルミニウム
合金板表層と金型との直接接触を避け、潤滑性を与える
ことにより摺動性を改善する試みがなされている。
するアルミニウム合金板表面の物性に大きい影響を受け
る。そこで、アルミニウム合金板表層を、例えば各種金
属めっきや有機高分子皮膜などで被覆し、アルミニウム
合金板表層と金型との直接接触を避け、潤滑性を与える
ことにより摺動性を改善する試みがなされている。
【０００８】さらに、金属石鹸、高級脂肪酸ワックスな
どを主成分とした有機系皮膜で表面を被覆して潤滑処理
されたアルミニウム合金板が提案されている。
どを主成分とした有機系皮膜で表面を被覆して潤滑処理
されたアルミニウム合金板が提案されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のめっき
や有機系皮膜を有するアルミニウム合金板には以下のよ
うな問題点がある。
や有機系皮膜を有するアルミニウム合金板には以下のよ
うな問題点がある。
【００１０】アルミニウム合金板に金属めっきを施した
場合、アルミニウムは電気化学的に極めて卑な金属であ
るため、亜鉛めっきや亜鉛に少量の合金元素を含む亜鉛
基めっき以外の金属めっきを施すと、アルミニウム合金
板の耐食性、特に裸耐食性が著しく劣化する問題があ
る。また、亜鉛基めっきはプレス加工性を著しく劣化さ
せる問題がある。
場合、アルミニウムは電気化学的に極めて卑な金属であ
るため、亜鉛めっきや亜鉛に少量の合金元素を含む亜鉛
基めっき以外の金属めっきを施すと、アルミニウム合金
板の耐食性、特に裸耐食性が著しく劣化する問題があ
る。また、亜鉛基めっきはプレス加工性を著しく劣化さ
せる問題がある。
【００１１】他方、アルミニウム合金板を自動車用の素
材として使用する場合は、プレス成形後に塗装前処理と
して行うリン酸塩処理において、前記有機系皮膜が、リ
ン酸塩処理の前処理のアルカリ脱脂で完全に溶解除去さ
れないまま、アルミニウム合金板上に一部残存する。こ
のためリン酸塩処理時にアルミニウム合金板表面への正
常なリン酸塩結晶の生成が阻害され、塗膜の密着性が低
下し、これが、塗装後の耐食性を劣化させる問題があ
る。
材として使用する場合は、プレス成形後に塗装前処理と
して行うリン酸塩処理において、前記有機系皮膜が、リ
ン酸塩処理の前処理のアルカリ脱脂で完全に溶解除去さ
れないまま、アルミニウム合金板上に一部残存する。こ
のためリン酸塩処理時にアルミニウム合金板表面への正
常なリン酸塩結晶の生成が阻害され、塗膜の密着性が低
下し、これが、塗装後の耐食性を劣化させる問題があ
る。
【００１２】したがって、本発明は、アルミニウム合金
板の摺動性を向上させ、かつ、アルミニウム合金板の耐
食性を損うことなく、またリン酸塩処理性を損うことな
くプレス加工性と耐食性を兼備したアルミニウム合金板
を提供することを目的とする。
板の摺動性を向上させ、かつ、アルミニウム合金板の耐
食性を損うことなく、またリン酸塩処理性を損うことな
くプレス加工性と耐食性を兼備したアルミニウム合金板
を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するため、まずアルミニウム合金板の摩擦係数と
プレス加工性との関係について検討した。その結果、プ
レス加工性に優れる通常の冷延鋼板では、摩擦係数は
０．１０程度であるのに対し、アルミニウム合金板で
は、０. １５以上の値を示すことを知見した。なお、本
発明における摩擦係数は、実施例のところで述べるドロ
ービード引き抜き試験において、塗油状態で測定した値
である。
を解決するため、まずアルミニウム合金板の摩擦係数と
プレス加工性との関係について検討した。その結果、プ
レス加工性に優れる通常の冷延鋼板では、摩擦係数は
０．１０程度であるのに対し、アルミニウム合金板で
は、０. １５以上の値を示すことを知見した。なお、本
発明における摩擦係数は、実施例のところで述べるドロ
ービード引き抜き試験において、塗油状態で測定した値
である。
【００１４】このように、アルミニウム合金板が高い摩
擦係数を有するのは、アルミニウム合金が低融点で、し
かも、他金属、特にプレス金型に多用されている鋳鉄な
どとの親和力が強く、金型に凝着しやすい性質を有する
ことに起因すると考えられた。そして、プレス成形時の
摺動性に影響を与えるのは、金型と直接接触するアルミ
ニウム合金板表面の物性であるため、アルミニウム合金
板表面と金型との直接接触を避けるために有効な、種々
の金属めっきについて調査した。
擦係数を有するのは、アルミニウム合金が低融点で、し
かも、他金属、特にプレス金型に多用されている鋳鉄な
どとの親和力が強く、金型に凝着しやすい性質を有する
ことに起因すると考えられた。そして、プレス成形時の
摺動性に影響を与えるのは、金型と直接接触するアルミ
ニウム合金板表面の物性であるため、アルミニウム合金
板表面と金型との直接接触を避けるために有効な、種々
の金属めっきについて調査した。
【００１５】その結果、アルミニウム合金板表面にめっ
き目付量が１〜５０ｇ／ｍ2 、Ｎｉ含有率が５〜５０重
量％の亜鉛−Ｎｉ合金めっきを施すことにより、アルミ
ニウム合金板の耐食性を損なうことなく、プレス成形性
を著しく改善できることを見いだした。
き目付量が１〜５０ｇ／ｍ2 、Ｎｉ含有率が５〜５０重
量％の亜鉛−Ｎｉ合金めっきを施すことにより、アルミ
ニウム合金板の耐食性を損なうことなく、プレス成形性
を著しく改善できることを見いだした。
【００１６】すなわち、本発明は、前記知見に基づき、
表面に単層または２層以上からなるめっき層を有し、そ
のめっき層の目付量が１〜５０ｇ／ｍ2 、Ｎｉ含有率が
５〜５０重量％の亜鉛−Ｎｉ合金めっき層である、プレ
ス成形性および耐食性に優れたアルミニウム合金板を提
供するものである。
表面に単層または２層以上からなるめっき層を有し、そ
のめっき層の目付量が１〜５０ｇ／ｍ2 、Ｎｉ含有率が
５〜５０重量％の亜鉛−Ｎｉ合金めっき層である、プレ
ス成形性および耐食性に優れたアルミニウム合金板を提
供するものである。
【００１７】以下、本発明のアルミニウム合金板（以
下、「本発明のＡｌ合金板」という）について詳細に説
明する。
下、「本発明のＡｌ合金板」という）について詳細に説
明する。
【００１８】本発明のＡｌ合金板は、その表面に亜鉛−
Ｎｉ合金めっき層を有するものである。この亜鉛−Ｎｉ
合金めっき層の目付量は、１〜５０ｇ／ｍ2 である。亜
鉛−Ｎｉ合金めっき層の目付量が１ｇ／ｍ2 未満では、
プレス成形性改善の効果が少なく、５０ｇ／ｍ2 を超え
ても効果が飽和するため上限とした。
Ｎｉ合金めっき層を有するものである。この亜鉛−Ｎｉ
合金めっき層の目付量は、１〜５０ｇ／ｍ2 である。亜
鉛−Ｎｉ合金めっき層の目付量が１ｇ／ｍ2 未満では、
プレス成形性改善の効果が少なく、５０ｇ／ｍ2 を超え
ても効果が飽和するため上限とした。
【００１９】また、この亜鉛−Ｎｉ合金めっき層のＮｉ
含有率は５〜５０重量％である。Ｎｉ含有率が５０重量
％を超えると、プレス成形性は改善する反面、耐食性、
特に裸耐食性が著しく劣化し、５重量％未満であると耐
食性は劣化しないが、プレス成形性が悪くなる。
含有率は５〜５０重量％である。Ｎｉ含有率が５０重量
％を超えると、プレス成形性は改善する反面、耐食性、
特に裸耐食性が著しく劣化し、５重量％未満であると耐
食性は劣化しないが、プレス成形性が悪くなる。
【００２０】また、本発明のＡｌ合金板は、めっき層を
両面に有していてもよいし、片面のみに有していてもよ
く、特に制限されず、用途等に応じて適宜選択される。
両面に有していてもよいし、片面のみに有していてもよ
く、特に制限されず、用途等に応じて適宜選択される。
【００２１】本発明のＡｌ合金板の製造において、Ａｌ
合金板の表面に前記亜鉛−Ｎｉ合金めっき層を形成する
方法としては、電気めっき法（溶融塩電気めっき法を含
む）、無電解めっき法、蒸着めっき法、イオンプレーテ
ィング法等のいずれの手段による方法でもよく、その手
段を特に限定するものではないが、この中でも水溶液系
電気めっき法は効率よくめっきができ、連続めっき装置
でのインライン化も容易であることから、本発明のＡｌ
合金板の製造に適している。
合金板の表面に前記亜鉛−Ｎｉ合金めっき層を形成する
方法としては、電気めっき法（溶融塩電気めっき法を含
む）、無電解めっき法、蒸着めっき法、イオンプレーテ
ィング法等のいずれの手段による方法でもよく、その手
段を特に限定するものではないが、この中でも水溶液系
電気めっき法は効率よくめっきができ、連続めっき装置
でのインライン化も容易であることから、本発明のＡｌ
合金板の製造に適している。
【００２２】本発明のＡｌ合金板の製造において、めっ
き層の形成に際して、亜鉛−Ｎｉ合金めっきの下地処理
として亜鉛置換法処理（ジンケート法）、陽極酸化処理
等を施してもよく、この下地処理を行うことにより、ア
ルミニウム合金板への水溶液系での直接電気めっきを効
率よく行うことができる。
き層の形成に際して、亜鉛−Ｎｉ合金めっきの下地処理
として亜鉛置換法処理（ジンケート法）、陽極酸化処理
等を施してもよく、この下地処理を行うことにより、ア
ルミニウム合金板への水溶液系での直接電気めっきを効
率よく行うことができる。
【００２３】なお、本発明において、アルミニウム合金
板はアルミニウム板をも含むものとする。
板はアルミニウム板をも含むものとする。
【００２４】本発明のＡｌ合金板の基材であるＡｌ合金
は、いずれのＡｌ合金でもよく、特に制限されない。た
とえば、ＪＩＳ Ｈ ４０００に規定される各種のＡｌ
合金板であってもよい。
は、いずれのＡｌ合金でもよく、特に制限されない。た
とえば、ＪＩＳ Ｈ ４０００に規定される各種のＡｌ
合金板であってもよい。
【００２５】
【実施例】以下、本発明の実施例に基いて、本発明をさ
らに具体的に説明する。
らに具体的に説明する。
【００２６】（実施例） （１）試料の作製 ＪＩＳ Ａ５１８２アルミニウム合金板にジンケート法
にて亜鉛置換めっきを下地処理として行った後、電気め
っきにて種々の目付量とＮｉ含有率を有する亜鉛−Ｎｉ
合金めっきを施した。
にて亜鉛置換めっきを下地処理として行った後、電気め
っきにて種々の目付量とＮｉ含有率を有する亜鉛−Ｎｉ
合金めっきを施した。
【００２７】（２）試験評価方法 下記の方法で試験評価を行なった。結果を表１に示す。
【００２８】ａ）摺動性（プレス成形性） 摺動性の評価は、図１の（ａ）および図１の（ｂ）に示
すドロービード引き抜き試験により行なった。
すドロービード引き抜き試験により行なった。
【００２９】すなわち、図１において、ロールを固定し
た場合のサンプルの引き抜きに要する力ＤF とロールを
回転可能な状態にした場合の引き抜きに要する力ＤR を
求め、この両者から、次式によってサンプルの摩擦係数
μを算出し、摺動性を評価した。
た場合のサンプルの引き抜きに要する力ＤF とロールを
回転可能な状態にした場合の引き抜きに要する力ＤR を
求め、この両者から、次式によってサンプルの摩擦係数
μを算出し、摺動性を評価した。
【００３０】
【数１】 したがって μ＝（ＤF −ＤR ）／（πＰF ） ここで、μ：ロールとサンプル間の摩擦係数 ｐ：ロールの径方向に負荷される力 Ｒ：ロール半径 θ：中心角 ＰF ：中央ポンチの押え荷重
【００３１】なお、試験条件は以下の通りである。 サンプルサイズ ２０×４００ｍｍ 摺動速度 ５００ｍｍ／ｓｅｃ． 摺動距離 １００ｍｍ 中央ポンチの押え荷重 １００ｋｇｆ 洗浄油 ０．５ｇ／ｍ2 塗油 ここで、各実施例での評価は、摩擦係数を指標として下
記の基準で行った。 ○：μが０. １３以下 ｘ：μが０. １３超える
記の基準で行った。 ○：μが０. １３以下 ｘ：μが０. １３超える
【００３２】ｂ）耐食性 亜鉛−Ｎｉ合金めっきを施したアルミニウム合金板をＪ
ＩＳ- Ｚ２３７１に規定された方法で塩水噴霧試験を３
ヶ月間行い、試験後の試料の表面酸化物を３０重量％の
硝酸で除去し、その最大腐食深さを測定し、以下の基準
で評価した。 ○：最大腐食深さが５０μｍ未満 ｘ：最大腐食深さが５０μｍ以上
ＩＳ- Ｚ２３７１に規定された方法で塩水噴霧試験を３
ヶ月間行い、試験後の試料の表面酸化物を３０重量％の
硝酸で除去し、その最大腐食深さを測定し、以下の基準
で評価した。 ○：最大腐食深さが５０μｍ未満 ｘ：最大腐食深さが５０μｍ以上
【００３３】
【表１】
【００３４】
【発明の効果】本発明のＡｌ合金板は、その耐食性を損
なわずにプレス加工性が著しく改善されたアルミニウム
合金板が提供される。また、本発明のアルミニウム合金
板を用いることにより、プレス成形時における生産性が
飛躍的に向上できる。
なわずにプレス加工性が著しく改善されたアルミニウム
合金板が提供される。また、本発明のアルミニウム合金
板を用いることにより、プレス成形時における生産性が
飛躍的に向上できる。
【図１】摺動性の評価を説明する図であり、（ａ）は、
ドロービード引き抜き型摺動性試験機の線図、（ｂ）は
この試験機での解析方法を示す図である。
ドロービード引き抜き型摺動性試験機の線図、（ｂ）は
この試験機での解析方法を示す図である。
フロントページの続き (72)発明者 森 戸 延 行 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (72)発明者 橋 口 耕 一 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内 (72)発明者 松 本 義 裕 千葉県千葉市川崎町１番地 川崎製鉄株式 会社技術研究本部内
Claims (1)
- 【請求項１】表面にめっき目付量が１〜５０ｇ／ｍ2 、
Ｎｉ含有率が５〜５０重量％の亜鉛−Ｎｉ合金めっき層
を有するプレス成形性および耐食性に優れたアルミニウ
ム合金板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30035191A JPH05140768A (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | プレス成形性および耐食性に優れたアルミニウム合金板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30035191A JPH05140768A (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | プレス成形性および耐食性に優れたアルミニウム合金板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05140768A true JPH05140768A (ja) | 1993-06-08 |
Family
ID=17883739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30035191A Withdrawn JPH05140768A (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | プレス成形性および耐食性に優れたアルミニウム合金板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05140768A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006342369A (ja) * | 2005-06-07 | 2006-12-21 | Toyo Kohan Co Ltd | 表面処理Ａｌ板 |
-
1991
- 1991-11-15 JP JP30035191A patent/JPH05140768A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006342369A (ja) * | 2005-06-07 | 2006-12-21 | Toyo Kohan Co Ltd | 表面処理Ａｌ板 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990204 |