JPH07116629B2 - 脱脂性に優れたＭｇ含有アルミニウム合金板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はMg含有アルミニウム合金板の製造に係り、より
詳しくは、自動車パネル材等、潤滑油を用いてプレス成
形され、その後塗装等の表面処理が施される用途に適す
る脱脂性に優れたMg含有Al合金板の製造方法に関するも
のである。

（従来の技術及び解決しようとする課題） 自動車パネル材、家電パネル材等を一例とする各種成形
加工用のAl合金板には、通常Mgを含有する５×××系、
６×××系、７×××系等のAl合金が用いられている。

これらAl合金板は、成形加工性を向上させるために、製
造工程途中或は最終工程で軟質化処理或は溶体化処理等
の熱処理が施される。

そして、このAl合金板は、通常、まずプレス成形され、
ついで脱脂し、塗装等の表面処理が施されるのが一般的
である。

このうち、脱脂処理は、プレス成形加工時に使用する潤
滑油や表面保護を目的とする防錆油を除去し、以降の工
程での塗装等の表面処理の効果を効率的に得るために行
われるものである。

しかし、従来は、この脱脂処理によっても表面の潤滑
油、防錆油等を効果的に除去できず、そのため、表面処
理の不均一化、塗膜密着性の不良等、多くの問題があっ
た。

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになさ
れたものであって、プレス成形加工時等に使用される潤
滑油等の油分を脱脂工程で容易に除去でき、優れた脱脂
性を有するMg含有アルミニウム合金板の製造方法を提供
することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するため、本発明者らは、脱脂性がよく
ない原因の究明に努めると共に、その対応策を見い出す
べく鋭意研究を重ねた。その結果、アルミニウム合金板
の製造工程における熱処理で生成される酸化被膜にはMg
が多く含まれており、更に大気中の水分との反応により
潤滑油や防錆油との親和力を強めていることが原因であ
ることに鑑みて、酸化膜の厚さ及びMg/Al比をコントロ
ールすることにより、脱脂性を顕著に向上し得ることを
見い出し、ここに本発明をなしたものである。

すなわち、本発明に係る脱脂性に優れたMg含有アルミニ
ウム合金の製造方法は、Mgを0.5wt％以上含有するアル
ミニウム合金板を製造するに当たり、熱処理後、表面に
生成したMgOリッチな酸化被膜を化学的に溶解して、酸
化被膜厚さを45Å以下、溶解後の表面層のMg/Al比を0.5
以下としたことを特徴とするものである。

以下に本発明を更に詳細に説明する。

まず、従来、脱脂性が良好でなかった原因について本発
明者らが検討した結果について述べる。

Mg含有Al合金を大気中等の酸化性雰囲気で熱処理（加
熱）すると、Al合金中に含まれるMgが優先的に酸化され
る結果、表面層近傍のAl合金中のMg濃度が低下する。こ
のようにMg濃度が低下すると、Al合金中が表面に向かっ
てMgの拡散が生じ、濃度差を小さくする方向に作用す
る。これらの作用により、Mg含有Al合金を熱処理するこ
とにより、表面にMgを多量に含む酸化皮膜が生成するの
である。

そして、熱処理により生成する酸化皮膜の厚さは、Al合
金中のMg含有量、熱処理条件（温度、時間、雰囲気）等
により異なるが、例えば、0.5〜5wt％のMgを含むAl合金
の場合には、通常50〜100Å程度である。なお、ここで
の酸化皮膜の膜厚とは、50mV、1KHzの交流を用い、酸化
皮膜の誘電係数を７とした場合の静電容量より求めた値
である。

また、上述の酸化皮膜をESCAにより分析したMg/Al比は
1.0〜3.5程度であり、Al合金中に含まれるMg濃度に対
し、著しく多量のMgを含有している。

このような酸化皮膜は、プレス成形時に使用する潤滑油
との親和力が強く、次工程での脱脂で除去され難いこと
が種々検討を重ねた結果、判明した。なお、酸化皮膜の
潤滑油等油分の親和力は、熱処理により生成した直後よ
りも、大気中の水分により変質した方が更に親和力が増
大し、脱脂性を阻害させることも明らかになった。

そこで、プレス成形時に使用される潤滑油の脱脂性不十
分という問題点を解決する手段を見い出すべく、潤滑油
の検討、脱脂条件の検討等を種々行ったところ、Al合金
表面に生成したMgを多く含む酸化皮膜の除去が最も有効
であることが判明したのである。なお、このような酸化
被膜は大気中の水分で変質し易く、耐食性を阻害する
が、酸化被膜の除去によりこのような問題も軽減され
る。

次に、本発明の条件について説明する。

酸化被膜を除去する方法としては、機械的手法、化学的
手法のいずれを用いてもよいが、工場でのコイルフォー
ムでの処理性を考慮すると、例えば、10％硝酸、市販ア
ルカリ系洗浄剤等を用いた化学的な酸、アルカリ浴洗浄
とするのが好都合である。

化学的手法による洗浄の場合、酸化皮膜の除去は、浴の
濃度、温度、時間等の条件により、除去程度が変化す
る。本発明者らは、酸化皮膜厚さ及び洗浄後の表面層の
Mg/Al比と潤滑油塗布後の脱脂性との関係について種々
の組合せで試験した結果、前述の静電容量法により測定
した酸化皮膜厚さが45Å以下で、かつESCAで分析した表
面層のMg/Al比が0.5以下であれば、良好な脱脂性が得ら
れることが判明した。

なお、酸化被膜厚さが45Åより厚い場合、或いはたとえ
酸化膜厚さが45Å以下であっても、Mg/Al比が0.5を超え
ると、脱脂性の向上効果が不充分となり、脱脂性の低下
が著しくなる。

また、本発明におけるMg含有アルミニウム合金は、少な
くともMgが0.5wt％以上含まれているAl合金であれば、
その組成は限定されない。Mgが0.5wt％未満のAl合金の
場合は酸化被膜中のMgO量がそれほどリッチとならず、M
gOリッチな酸化被膜に起因する脱脂性の低下の問題が少
ない。

（実施例） 以下に本発明の実施例を示す。

実施例１ プレス成形加工用に多用されている6061合金（Mg含有量
1.0wt％）、5182合金（Mg含有量4.5wt％）からなる冷延
板を用い、第１表に示すように熱処理条件及び表面の洗
浄条件を変化させ、供試材とした。

得られた供試材について表面酸化皮膜の厚さ及びMg/Al
比を調べた。その結果を第１表に併記する。

次いで、この供試材にJIS Ｋ 2246に規定されるNP−
３型の防錆油を塗布し、室内にて20日間放置した。その
後、市販アルカリ系脱脂剤“リドリン＃322N₄"（日本ペ
イント製）の２％浴を用い、温度60℃、時間30秒の条件
で浸漬脱脂を行った。

脱脂性の評価は、浸漬脱脂処理後の水濡れ性により評価
した。この場合、完全水濡れのものを○印、一部水ハジ
キのものを△印、全面水ハジキのものを×印を付して評
価した。その結果を第１表に併記する。

第１表より、本発明例No.1〜No.13はいずれも脱脂性が
優れていることがわかる。一方、表面酸化被膜の厚さ又
はMg/Al比のいずれかが本発明範囲外の比較例や従来例
は、脱脂性が低下しているか或いは著しく劣っている。
なお、比較例No.20は脱脂性が良好であるが、機械的手
法による表面洗浄の例であり、実用的とは云えない。

実施例２ 実施例１で水濡れ性を評価した供試材につき、市販クロ
メート処理浴を用いてクロメート処理を施した。クロメ
ート被膜の均一性は脱脂性の評価基準と同様とした。

その結果、実施例１における各本発明例では水濡れ部に
クロメート皮膜が正常に生成し、優れた下地処理性が認
められたが、比較例及び従来例の場合、水ハジキ部では
クロメート皮膜が生成しないか又は不均一であった。

実施例３ 実施例２でクロメート処理を施した供試材につき、エポ
キシ系焼付型塗料を20μｍの膜厚で塗装した。塗装密着
性は沸騰純水中に30分浸漬した後、取出し、その直後に
セロテープ剥離テストを実施して塗膜密着性を評価し
た。

その結果、本発明例のようにクロメート被膜が均一に生
成している部位の塗膜密着性は良好であったが、比較例
及び従来例においてクロメート被膜が生成していない部
位や生成が不均一な部位では塗膜剥離が認められた。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、熱処理時に生成
する酸化皮膜を化学的方法で除去して酸化被膜の厚さ及
びMg/Al比を規制するので、塗油後の脱脂性が優れ、し
たがって、下地処理、塗膜密着性に著しい改善効果が得
られる。

特に、成形加工後の脱脂及び表面処理が重要視されてい
る自動車パネル材、家電パネル材等の需要分野におい
て、脱脂性に優れるアルミ素材の提供は極めてメリット
が大きいものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−205488（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−10304（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Mgを0.5wt％以上含有するアルミニウム合
   金板を熱処理後、このアルミニウム合金板の表面に生成
   したMgOリッチな酸化皮膜を化学的に溶解して、酸化皮
   膜厚さを45A以下、溶解後の表面層のMg/Al比を0.5以下
   としたことを特徴とする脱脂性に優れたMg含有アルミニ
   ウム合金板の製造方法。