鋁合金板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的一個方面所涉及的鋁合金板含有包晶元素以及Mg。當將所述鋁合金板的板厚記為t(mm)、以t/2部分為基準±0.01×t(mm)的范圍記為板厚中央部、以t/4部分為基準±0.01×t(mm)的范圍記為板厚1/4部、在板厚方向上從最表層部分到0.02×t(mm)的范圍記為板厚表層部時，對于所述包晶元素的濃度，所述板厚中央部和所述板厚1/4部的濃度的差以及所述板厚中央部和所述板厚表層部的濃度的差為0.04％(質(zhì)量％，下同)以下。并且，對于所述Mg的濃度中，所述板厚中央部和所述板厚1/4部的濃度的差以及所述板厚中央部和所述板厚表層部的濃度的差為0.4％以下。
【專利說明】鋁合金板
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請要求2012年6月15日在日本專利局提交的日本發(fā)明專利申請第 2012-135622號以及2012年10月30日在日本專利局提交的日本發(fā)明專利申請第 2012-239301號的優(yōu)先權，所述日本發(fā)明專利申請的全部內(nèi)容通過引用而并入本申請。

【技術領域】
[0003] 本發(fā)明涉及在陽極氧化處理后在板截面的板厚中央部不會產(chǎn)生帶狀條紋圖案的、 陽極氧化處理后的板截面質(zhì)量優(yōu)良的鋁合金板。

【背景技術】
[0004] 近年來鋁合金板在汽車用內(nèi)部裝飾部件、家電用外板上的應用正在增加。無論在 哪一種情況下，制成產(chǎn)品時都要求具有優(yōu)良的表面質(zhì)量。例如，對于家電用外板而言要求 在陽極氧化處理后在板表面上不產(chǎn)生條紋圖案。并且，以往已進行了各種為防止條紋圖案 的探討研究，并提出了控制化學成分、最終板的結晶粒徑、析出物的尺寸以及分布密度等方 法。
[0005] 另一方面，伴隨著鋁合金板的使用的多樣化，不僅是板表面，板截面也要求具有美 觀性。具體而言，陽極氧化處理后，要求在板截面上不產(chǎn)生條紋圖案。為了解決該課題，提 出了使板截面的晶粒均勻的方法。但是，該方法有時不能獲得對產(chǎn)生帶狀條紋圖案的改善 效果，因此其并未成為充分的解決方案。
[0006] 現(xiàn)有技術文獻
[0007] 專利文獻
[0008] 專利文獻1 :日本特開第2000-273563號公報
[0009] 專利文獻2 :日本特開第2006-52436號公報
[0010] 專利文獻3 :日本特開第2001-40444號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 發(fā)明要解決的問是頁
[0012] 發(fā)明人為了解決鋁合金板在陽極氧化處理后的板截面產(chǎn)生帶狀條紋圖案的問題， 進行了各種試驗、探討研究。其結果為，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在含有對鋁顯現(xiàn)包晶反應的包晶元素以 及對鋁顯現(xiàn)共晶反應的Mg的鋁合金中，在固溶狀態(tài)下存在的包晶元素以及M g的存在狀態(tài) 影響在陽極氧化處理后的板截面的帶狀條紋圖案的產(chǎn)生。
[0013] 本發(fā)明是基于上述發(fā)現(xiàn)而完成的發(fā)明，本發(fā)明的一個方面在于希望提供一種在陽 極氧化處理后在板截面的板厚中央部不會產(chǎn)生帶狀條紋圖案的、陽極氧化處理后的板截面 質(zhì)量優(yōu)良的鋁合金板。
[0014] 解決Ι'π!題的摶術方案
[0015] 本發(fā)明的第1方面所涉及的、陽極氧化處理后的板截面質(zhì)量優(yōu)良的鋁合金板， 其至少在板截面上形成有陽極氧化處理被膜，所述板截面為板厚方向的截面部分，其特 征在于，該錯合金板至少含有包晶元素以及Mg,所述包晶元素為對錯顯現(xiàn)包晶反應的元 素，所述Mg對鋁顯現(xiàn)共晶反應，當將所述鋁合金板的板厚記為t (mm)，以t/2部分為基準 ±0.01 Xt (mm)的范圍記為板厚中央部，以t/4部分為基準±0.01 Xt (mm)的范圍記為板厚 1/4部，在板厚方向上從最表層部分到0. 02 Xt (mm)的范圍記為板厚表層部時，在所述鋁合 金板板厚方向上的固溶狀態(tài)的所述包晶元素的濃度中，所述板厚中央部和所述板厚1/4部 的濃度的差以及所述板厚中央部和所述板厚表層部的濃度的差為0.04% (質(zhì)量％，下同） 以下，并且，在所述鋁合金板板厚方向上的固溶狀態(tài)的所述Mg的濃度中，所述板厚中央部 和所述板厚1/4部的濃度的差以及所述板厚中央部和所述板厚表層部的濃度的差為0. 4% 以下。
[0016] 本發(fā)明的第2方面所涉及的、陽極氧化處理后的板截面質(zhì)量優(yōu)良的鋁合金板，其 特征在于，在第1方面的鋁合金板中，含有作為所述包晶元素的Ti :0. 001%?0. 1%和Cr : 0· 0001%?0· 4%中的一種或兩種。
[0017] 本發(fā)明的第3方面所涉及的、陽極氧化處理后的板截面質(zhì)量優(yōu)良的鋁合金板，其 特征在于，在第1方面或第2方面的鋁合金板中，含有所述Mg :1. 0 %?6. 0%。
[0018] 本發(fā)明的第4方面所涉及的、陽極氧化處理后的板截面質(zhì)量優(yōu)良的鋁合金板，其 特征在于，在第1至第3方面中任一方面的鋁合金板中，在含有所述包晶元素以及所述Mg 的同時，還含有&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 一種或兩種以上，剩余部分包含Al以及不可避免的雜質(zhì)。
[0019] 本發(fā)明的第5方面所涉及的、陽極氧化處理后的板截面質(zhì)量優(yōu)良的鋁合金板，其 特征在于，在第1至第4方面中任一方面的鋁合金板中，所述鋁合金板的板厚為0. 3mm以 上。
[0020] 發(fā)明效果
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了 一種在陽極氧化處理后在板截面的板厚中央部不 會產(chǎn)生帶狀條紋圖案的、板截面質(zhì)量優(yōu)良的鋁合金板。并且，對于板截面（板厚方向的截面 部分）而言，無論是與軋制方向平行的方向、還是與軋制方向成直角的方向、或是其他的任 意的方向上的板截面，本發(fā)明的一個方面的效果都可以奏效。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1是說明本發(fā)明中的板厚中央部、板厚1/4部以及板厚表層部的圖。

【具體實施方式】
[0023] 本實施方式的特征在于，在鋁合金板板厚方向上的固溶狀態(tài)包晶元素的濃度中， 板厚中央部和板厚1/4部的濃度的差，以及板厚中央部和板厚表層部的濃度的差為0. 04% 以下，并且，在鋁合金板板厚方向上的固溶狀態(tài)M g的濃度中，板厚中央部和板厚1/4部的 濃度的差，以及板厚中央部和板厚表層部的濃度的差為〇. 4%以下。如果將具備該特征的鋁 合金板進行陽極氧化處理，則在板截面的板厚中央部不會產(chǎn)生帶狀條紋圖案，從而能夠獲 得板截面質(zhì)量優(yōu)良的陽極氧化處理鋁合金板。即，板截面質(zhì)量優(yōu)良是指，在一例中，在板截 面的板厚中央部不產(chǎn)生帶狀條紋圖案的狀態(tài)。
[0024] 以下，對上述板厚中央部、板厚1/4部、板厚表層部進行說明。如圖1所示，當板厚 為t (mm)時，所謂板厚中央部是指以t/2部分為基準±0. OlXt (mm)的范圍。所謂板厚1/4 部是指以t/4部分為基準±0.01Xt(mm)的范圍。所謂板厚表層部是指，在板厚方向上從 最表層部分到0.02 Xt (mm)的范圍。
[0025] 在鋁合金板板厚方向上的固溶狀態(tài)包晶元素的濃度中，板厚中央部和板厚1/4部 的濃度的差，以及板厚中央部和板厚表層部的濃度的差大于0.04%時，或者在鋁合金板板 厚方向上的固溶狀態(tài)Mg的濃度中，板厚中央部和板厚1/4部的濃度的差，以及板厚中央部 和板厚表層部的濃度的差大于0.4%時，在板截面的板厚中央部產(chǎn)生的帶狀條紋圖案的厚 度，當板厚為t (mm)時，大致可為0.05?0. 15 Xt (mm)。在這種情況下，陽極氧化處理后，易 于通過目視辨別出條紋圖案。即，可能不會獲得優(yōu)良的表面質(zhì)量。對于板厚t，若其為通過 目視能夠識別陽極氧化處理后的截面的厚度即可，并無特別的限定，但優(yōu)選為〇. 3mm以上， 更優(yōu)選為〇· 5mm以上。
[0026] 陽極氧化處理后，包晶元素以及Mg在固溶狀態(tài)下被包含在陽極氧化皮膜中，當將 具有本實施方式的特征的鋁合金板進行陽極氧化處理后，在陽極氧化處理后的鋁合金板 中，對于被包含在陽極氧化皮膜中的固溶狀態(tài)包晶元素的濃度，板厚中央部和板厚1/4部 的濃度的差，以及板厚中央部和板厚表層部的濃度的差變?yōu)椹? 02%以下，并且，對于被包含 在陽極氧化皮膜中的固溶狀態(tài)Mg的濃度，板厚中央部和板厚1/4部的濃度的差，以及板厚 中央部和板厚表層部的濃度的差變?yōu)椹? 08%以下。
[0027] 而且，在鋁合金板中，如果固溶狀態(tài)Mg的濃度高的區(qū)域不均勻存在，則會由于該 區(qū)域和其周圍的濃度差而在陽極氧化處理后的陽極氧化皮膜上呈現(xiàn)出圖案。這種現(xiàn)象被認 為是由于Mg在固溶狀態(tài)下被包含在陽極氧化皮膜中所引起的。因此，當高濃度區(qū)域為帶狀 時，看上去呈條紋圖案。
[0028] 使用電子射線微量分析儀（EPM)進行基于通過照射直徑為1?5 μ m的電子射線 而產(chǎn)生的熒光X射線來測量固溶狀態(tài)的包晶元素以及Mg的濃度的點分析。由此，求出板厚 中央部、板厚1/4部、板厚表層部的各濃度。
[0029] 作為優(yōu)選的包晶元素,包括Ti以及Cr。
[0030] Ti:0.001%?0.1%
[0031] Ti起到抑制鑄造組織粗大化的作用。優(yōu)選的含量為0. 001%?0. 1%。當Ti的含 量為0. 001 %以上時，抑制鑄造組織粗大化的效果可顯著增強。0. 1 %以下時，粗大的金屬 間化合物的生成能夠被抑制，從而在陽極氧化處理后在板截面呈現(xiàn)的條紋圖案可變得很不 明顯。小于0.001%時抑制鑄造組織粗大化的作用在某些情況下可能變得不充分。當超過 0. 1 %時，可能會生成粗大的金屬間化合物，從而在陽極氧化處理后可能會產(chǎn)生由金屬間化 合物導致的條紋圖案。
[0032] Cr:0.0001%?0.4%
[0033] Cr起到提高鋁合金板的強度以及細化晶粒的作用。優(yōu)選的含量為0.0001%? 0. 4%。當Cr的含量為0. 0001 %以上時，可顯著增強提高鋁合金板的強度的效果以及細化 晶粒的效果中的至少一個。〇. 4%以下時，粗大的金屬間化合物的生成能夠被抑制，從而在 陽極氧化處理后在板截面呈現(xiàn)的條紋圖案可變得很不明顯。小于0. 0001%時，可能會需要 使用高純度的金屬原料。在這種情況下，可能會導致成本增高，作為工業(yè)用材料是不現(xiàn)實 的。因此，為了充分地獲得提高鋁合金板的強度的效果以及使晶粒細化的效果，優(yōu)選使含量 為0. OOOl %以上。而且，當超過0. 4%時，可能會生成粗大的金屬間化合物，從而在陽極氧 化處理后可能會產(chǎn)生由金屬間化合物導致的條紋圖案。
[0034] 以下，將對包晶元素以外的添加元素進行說明。
[0035] Mg :1.0%?6.0%
[0036] Mg起到提高鋁合金板的強度的作用。優(yōu)選的含量為I. 0%?6. 0%。當Mg的含量 為1. 0%以上時，能夠增強提高鋁合金板的強度的效果，當為6. 0%以下時，能夠獲得良好 的軋制性能。當小于1.0%時在某些情況下有可能不能充分地獲得提高強度的效果。當超 過6.0%時，在熱軋時可能會變得易于產(chǎn)生裂紋，從而軋制可能會變得困難。
[0037] Cu :0.5 % 以下
[0038] Cu起到提高鋁合金板的強度以及使陽極氧化處理后的皮膜整體的色調(diào)均勻的作 用。優(yōu)選的含量為〇. 5%以下。當Cu的含量為0. 5%以下時，在陽極氧化處理后在板截面呈 現(xiàn)的條紋圖案可變得很不明顯，并且陽極氧化處理后的皮膜整體的色調(diào)可變得很均勻。當 超過0.5%時，可能會形成Al-Cu系的析出物，從而可能產(chǎn)生由金屬間化合物導致的條紋圖 案或者皮膜的混濁。
[0039] 并且，此處的「0.5%以下」不包括0%。SP，大于0%且為0.5%以下。以下將說明 的Mn、Fe、Si也同樣如此。
[0040] Mn :0.5 % 以下
[0041] Mn起到提高鋁合金板的強度以及細化晶粒的作用。優(yōu)選的含量為0.5%以下。 當Mn的含量為0. 5%以下時，陽極氧化處理后，在板截面呈現(xiàn)的條紋圖案可變得很不明 顯，并且陽極氧化處理后的皮膜整體的色調(diào)可變得很均勻。當超過0.5%時，可能會形成 Al-Mn-Si系的結晶物或析出物，從而可能產(chǎn)生由金屬間化合物導致的條紋圖案或者皮膜的 混濁。
[0042] Fe :0.4% 以下
[0043] Fe起到提高鋁合金板的強度以及細化晶粒的作用。優(yōu)選的含量為0. 4%以下。 當Fe的含量為0. 4%以下時，陽極氧化處理后，在板截面呈現(xiàn)的條紋圖案可變得很不明 顯，并且陽極氧化處理后的皮膜整體的色調(diào)可變得很均勻。當超過0.4%時，可能會形成 Al-Fe-Si系和/或Al-Fe系的結晶物或析出物，從而可能產(chǎn)生由金屬間化合物導致的條紋 圖案或者皮膜的混濁。
[0044] Si :0.3 % 以下
[0045] Si起到提高鋁合金板的強度以及細化晶粒的作用。優(yōu)選的含量為0.3%以下。 當Si的含量為0. 3%以下時，陽極氧化處理后，在板截面呈現(xiàn)的條紋圖案可變得很不明 顯，并且陽極氧化處理后的皮膜整體的色調(diào)可變得很均勻。當超過0.3%時，可能會形成 Al-Fe-Si系的結晶物或Mg-Si系的析出物，從而可能產(chǎn)生由金屬間化合物導致的條紋圖案 或者皮膜的混濁。
[0046] 而且，作為不可避免的雜質(zhì)，例如，可含有Zn等元素。不可避免的雜質(zhì)的優(yōu)選的含 量為0. 25%以下。
[0047] 以下，將對本實施方式的鋁合金板的制造方法進行說明。本實施方式的鋁合金板 通過對由常規(guī)的DC鑄造所制造的鑄錠采用常規(guī)方法實施均質(zhì)化處理、熱軋以及冷軋而被 制造。作為優(yōu)選的方法可以是，在鑄造時，通過在鑄模內(nèi)的熔液中產(chǎn)生流動來制造鑄錠。由 此，可有效地抑制在鑄模內(nèi)產(chǎn)生的化學成分的偏差。作為在鑄模內(nèi)的熔液中產(chǎn)生流動的方 法可以是，使用攪拌槳的機械式攪拌、利用渦電流的電磁攪拌、利用洛倫茲力的磁力攪拌、 利用超聲波的超聲波攪拌等。
[0048] 在任一的攪拌方法中，優(yōu)選的熔液的流速均為0. 1?5m/s的范圍。當熔液的流速 在0. 1?5m/s的范圍內(nèi)時，尤其能夠增強抑制化學成分的偏差的效果。當熔液的流速過低 時（熔液的流速低于〇. lm/s的范圍），抑制在鑄模內(nèi)產(chǎn)生的化學成分的偏差的效果在某些 情況下有變小的可能性。當熔液的流速過大時（熔液的流速大于5m/s的范圍），在某些情 況下在熔液表面生成的氧化膜有被卷入熔液內(nèi)的可能性。
[0049] 熔液的流速可通過調(diào)整熔液溫度（熔液的粘度）以及攪拌條件來控制。例如，熔 液溫度越高熔液的粘度越能夠降低，而熔液溫度越低熔液的粘度越能夠增加。因此，在本實 施方式中，為了獲得所期望的流速可通過檢測熔液溫度（熔液的粘度）并基于該檢測值來 控制熔液溫度（熔液的粘度）。而且，熔液的粘度可基于熔液的化學成分而變化。例如，當 化學成分不同時，即使在同樣的熔液溫度下粘度也可能不同，因此，需要設定與化學成分匹 配的最適宜的熔液溫度。
[0050] 作為攪拌條件，在機械式攪拌的情況下，在一例中，可列舉為攪拌槳的轉(zhuǎn)速、攪拌 槳的片數(shù)或者形狀等。在電磁攪拌或磁力攪拌的情況下，在一例中，作為攪拌條件可列舉為 所產(chǎn)生的磁場強度等。在超聲波攪拌的情況下，在一例中，作為攪拌條件可列舉為聲波的振 動頻率、強度（聲壓）等。
[0051] 通過上述攪拌方法（換言之，控制鑄模內(nèi)的熔液的流速的方法），能夠獲得在鑄錠 的截面上化學成分均勻的鑄錠。其結果為，在使用所獲得的鑄錠而制造的板的截面上的化 學成分也將變得均勻。即，通過采用上述攪拌方法，能夠?qū)崿F(xiàn)具有本實施方式的性狀的鋁合 金板的制造。即，在本實施方式中，為了獲得具有所期望的性狀的鋁合金板而采用上述攪拌 方法。
[0052] 對所獲得的鋁合金板，如上所述，使用EPMA進行基于通過照射電子射線而產(chǎn)生的 熒光X射線來測量濃度的點分析。由此，求出板厚中央部、板厚1/4部以及板厚表層部的包 晶元素以及Mg的濃度。并且，在確認獲得了具有上述本實施方式的性狀的鋁合金板后，供 給陽極氧化處理。
[0053] 實施例
[0054] 以下，通過將本發(fā)明的實施例與比較例相對比來進行說明。這些實施例僅示出了 本發(fā)明的一個實施方式，本發(fā)明并不限于此。
[0055] 實施例1、比較例1
[0056] 將具有表1所示組成的鋁合金通過DC鑄造制造鑄錠，所制造的鑄錠具有厚度 480mmX寬度1500mm的截面尺寸。而且，在鑄造時，在用攪拌槳攪拌鑄模內(nèi)的熔液的狀態(tài)下 制造鑄錠以及在不進行攪拌的狀態(tài)下制造鑄錠的兩個條件下進行鑄造。
[0057] 將所獲得的鑄錠在550°C的溫度下進行10小時的均質(zhì)化處理后，冷卻至室溫。對 相當于軋制的上下表面以及側(cè)面的部分各進行20mm的端面切削后，再加熱到470°C的溫度 后開始進行熱軋，并軋制到8. Omm的厚度。熱軋的結束溫度為300°C。接下來，進行冷軋并 軋制到4. 0mm，然后，在350°C的溫度下進行1小時的軟化處理。在表2中示出所獲得的鋁 合金板（試驗材料）的合金組成以及制造鑄錠的條件。
[0058] 從所獲得的試驗材料的寬度中央部切下寬度為20_的樣品后，將其埋入樹脂，并 進行研磨，呈現(xiàn)出與軋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、板厚表層部的固溶狀態(tài)的包晶元素的濃度（固溶Ti濃度+固溶Cr濃度）以及固溶狀 態(tài)Mg的濃度。結果分別在表3、表5中示出。
[0059] 并且，從所獲得的鋁合金板的寬度中央部切下寬度400mmX長度50mm的樣品，用 銑刀進行端面切削加工，并對與軋制方向成直角的方向的截面通過噴丸處理完成表面粗糙 化加工后，進行使用磷酸和硫酸的化學研磨，之后，進行使用硫酸溶液的陽極氧化處理，在 上述截面形成厚度為10 μ m的陽極氧化皮膜。
[0060] 對獲得的陽極氧化處理材料，通過目視確認上述截面的板厚中央部的帶狀條紋圖 案的有無（產(chǎn)生的有無）。并且，對獲得的陽極氧化處理材料，求出上述截面的板厚中央部、 板厚1/4部、板厚表層部的固溶狀態(tài)的包晶元素的濃度（固溶Ti濃度+固溶Cr濃度）以 及固溶狀態(tài)Mg的濃度。結果分別在表4、表6中示出。
[0061] [表 1]

【權利要求】
1. 一種鋁合金板，至少在板截面上形成有陽極氧化處理被膜，所述板截面為板厚方向 的截面部分，其特征在于， 該鋁合金板至少含有包晶元素以及Mg，所述包晶元素為對鋁顯現(xiàn)包晶反應的元素，所 述Mg對鋁顯現(xiàn)共晶反應， 當將所述錯合金板的板厚記為t(m m)、以t/2部分為基準±0. OlXt(mm)的范圍記為 板厚中央部、以t/4部分為基準±0. 01 X t (mm)的范圍記為板厚1/4部、在板厚方向上從最 表層部分到0. 02 Xt (mm)的范圍記為板厚表層部時， 在所述鋁合金板板厚方向上的固溶狀態(tài)的所述包晶元素的濃度中，所述板厚中央部和 所述板厚1/4部的濃度的差以及所述板厚中央部和所述板厚表層部的濃度的差為0. 04% (質(zhì)量％，下同）以下， 并且，在所述鋁合金板板厚方向上的固溶狀態(tài)的所述Mg的濃度中，所述板厚中央部和 所述板厚1/4部的濃度的差以及所述板厚中央部和所述板厚表層部的濃度的差為0. 4%以 下。
2. 根據(jù)權利要求1所述的鋁合金板，其特征在于， 含有作為所述包晶元素的Ti :0. 001 %?0. 1 %和Cr :0. 0001 %?0. 4%中的一種或兩 種。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的鋁合金板，其特征在于， 含有所述Mg :1. 0%?6. 0%。
4. 根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的鋁合金板，其特征在于， 在含有所述包晶元素以及所述Mg的同時，還含有Cu :0. 5%以下、Mn :0. 5%以下、Fe : 0.4%以下，以及Si :0.3%以下之中的一種或兩種以上，剩余部分包含A 1以及不可避免的 雜質(zhì)。
5. 根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的鋁合金板，其特征在于， 所述鋁合金板的板厚為〇. 3mm以上。
【文檔編號】B22D27/20GK104364402SQ201380029921
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2013年6月6日 優(yōu)先權日:2012年6月15日
【發(fā)明者】山本裕介, 淺野峰生 申請人:株式會社Uacj