阳极氧化处理后表面品质优异的铝合金板及其制造方法

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。

说明书

技术领域

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

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。

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。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-273563号公报

专利文献2：日本特开2006-52436号公报

发明内容

发明要解决的问题

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。

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。

解决问题的方法

本发明的上述目的是这样实现的：技术方案1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。

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1 中，其特征在于，含有Mg：1.0%～6.0%，进而含有Ti：0.001%～0.1%、Cr： 0.4%以下、Cu：0.5%以下、Mn：0.5%以下、Fe：0.4%以下、Si：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。

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5μm区域和距离该结晶粒晶界2.5μm的晶界 附近部位且直径5μm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。

发明的效果

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

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。

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。

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10μm 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。

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。

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。

Ti：

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。

Cr：

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。

Cu：

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。

Mn：

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。

Fe：

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。

Si：

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%。

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。

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5μm区域和距离该结晶粒晶界2.5μm 的晶界附近部位且直径5μm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。

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50～500μm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5μm区域和距离该结晶粒晶界2.5μm的晶界附近部位 且直径5μm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。

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5μm区域和距离该结晶粒晶界2.5μm 的晶界附近部位且直径5μm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℃） 以上的温度范围内进行超过3h的均质化处理。

实施例

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。 这些实施例表示本发明的一个实施方案，本发明不限定于此。

实施例1、比较例1

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5μm区域和距离 该结晶粒晶界2.5μm的晶界附近部位且直径5μm区域的Mg的浓度差。

此外，表1所示的各合金的固相线温度为，合金A：620℃、合金B：585 ℃、合金C：560℃、合金D：620℃。各合金的优选均质化处理温度范围为， 合金A：570℃以上且不足620℃、合金B：535℃以上且不足585℃、合金C： 510℃以上且不足560℃、合金D：570℃以上且不足620℃，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。

将上述均质化处理后的铸块再加热至470℃，开始热轧，压延至厚度 6.0mm。使热轧的结束温度为250℃。接着，冷轧至1.0mm后，在420℃下进 行了1h的软化处理。

将得到的板材作为试验材料（试验材料1～8），对于宽度方向的任意5 处，使用EPMA，分别进行10mm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10mm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。

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10μm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10mm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10mm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。

将得到的结果表示在表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1～4，在均质化处理 后的铸块中，结晶粒的中心部位且直径5μm区域和距离该结晶粒晶界2.5μm 的晶界附近部位且直径5μm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。

另外，如表3所示，在试验材料1～4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。

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5μm 区域和距离该结晶粒晶界2.5μm的晶界附近部位且直径5μm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%。

表1

表2

表3