アルミニウム合金展伸材及びその製造方法
【課題】淡灰色〜濃灰色の色調を呈するとともに、低コストかつ表面品質に優れたアルミニウム合金展伸材及びその製造方法を提供する。
【解決手段】Ｚｎ：７．２％（質量％、以下同様）を超え８．７％以下、Ｍｇ：１．３％以上２．１％以下、Ｃｕ：０．５０％未満、Ｆｅ：０．３０％以下、Ｓｉ：０．３０％以下、Ｍｎ：０．０５％未満、Ｃｒ：０．２０％以下、Ｚｒ：０．０５％未満、Ｔｉ：０．００１％以上０．０５％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる化学成分を有するアルミニウム合金展伸材である。耐力が３００ＭＰａ以上である。硫酸浴を用いた陽極酸化処理後において測定された、ＪＩＳ Ｚ８７２９（ＩＳＯ７７２４−１）に規定されるＬ＊値が４５以上８５未満である。
【解決手段】Ｚｎ：７．２％（質量％、以下同様）を超え８．７％以下、Ｍｇ：１．３％以上２．１％以下、Ｃｕ：０．５０％未満、Ｆｅ：０．３０％以下、Ｓｉ：０．３０％以下、Ｍｎ：０．０５％未満、Ｃｒ：０．２０％以下、Ｚｒ：０．０５％未満、Ｔｉ：０．００１％以上０．０５％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる化学成分を有するアルミニウム合金展伸材である。耐力が３００ＭＰａ以上である。硫酸浴を用いた陽極酸化処理後において測定された、ＪＩＳ Ｚ８７２９（ＩＳＯ７７２４−１）に規定されるＬ＊値が４５以上８５未満である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強度特性と外観特性の双方が重要視される部位に用いられる高強度のアルミニウム合金展伸材に関する。
【背景技術】
【０００２】
輸送機器、スポーツ用具、機械部品等の、強度特性と外観特性の双方が重要視される用途に用いられる材料として、高強度かつ軽量なアルミニウム合金を採用することが増えてきている。高強度を示すアルミニウム合金としては、アルミニウムにＺｎおよびＭｇを添加した７０００系アルミニウム合金が知られている。７０００系アルミニウム合金は、Ａｌ−Ｍｇ−Ｚｎ系の析出物が時効析出するために高い強度を示す。
【０００３】
７０００系アルミニウム合金は、例えば熱間押出加工等により製造され、高強度を要求される航空機や車両等の輸送機器、スポーツ用具、機械部品などに使用されている。これらの用途で使用する場合に要求される特性は、強度以外に、耐応力腐食割れ性、衝撃吸収性、展伸性などがある。
【０００４】
また、外観特性として、アルミニウムそのものの色以外に淡灰色〜濃灰色を呈する材料を要求されることがある。この場合、一般的には塗装を行ってアルミニウム合金材に色調を付与しているが、褪色等が起こるため、耐久性に問題がある。そのため、陽極酸化処理を施すことにより、堅牢な皮膜を形成するとともに淡灰色〜濃灰色を発色させる試みがなされている。
【０００５】
このような高強度かつ灰色を呈するアルミニウム合金の例として、例えば特許文献１に開示されるアルミニウム合金展伸材が提案されている。特許文献１に開示されるアルミニウム合金展伸材は、Ｚｎ及びＭｇに加えてＭｎを添加することにより、陽極酸化処理後に暗灰色〜黒色を呈するアルミニウム合金展伸材を提供しようとするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−１２８６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示されたアルミニウム合金展伸材は、Ａｌ−Ｍｎ系化合物を析出させることにより、暗灰色〜黒色を発色させようとするものである。しかしながら、上記従来の７０００系アルミニウム合金にＭｎを添加した場合には、陽極酸化処理を施すと、表面に筋状の模様が発生してしまい、表面品質が低下するという問題があった。また、添加成分が増えるため、コストアップしてしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、淡灰色〜濃灰色の色調を呈するとともに、低コストかつ表面品質に優れたアルミニウム合金展伸材及びその製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、Ｚｎ：７．２％（質量％、以下同様）を超え８．７％以下、Ｍｇ：１．３％以上２．１％以下、Ｃｕ：０．５０％未満、Ｆｅ：０．３０％以下、Ｓｉ：０．３０％以下、Ｍｎ：０．０５％未満、Ｃｒ：０．２０％以下、Ｚｒ：０．０５％未満、Ｔｉ：０．００１％以上０．０５％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる化学成分を有するアルミニウム合金展伸材であって、
耐力が３００ＭＰａ以上であり、
硫酸浴を用いた陽極酸化処理後において測定された、ＪＩＳ Ｚ８７２９（ＩＳＯ７７２４−１）に規定されるＬ＊値が４５以上８５未満であることを特徴とするアルミニウム合金展伸材にある（請求項１）。
【００１０】
また、本発明の他の態様は、請求項１に記載のアルミニウム合金展伸材を製造する方法であって、
Ｚｎ：７．２％（質量％、以下同様）を超え８．７％以下、Ｍｇ：１．３％以上２．１％以下、Ｃｕ：０．５０％未満、Ｆｅ：０．３０％以下、Ｓｉ：０．３０％以下、Ｍｎ：０．０５％未満、Ｃｒ：０．２０％以下、Ｚｒ：０．０５％未満、Ｔｉ：０．００１％以上０．０５％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる化学成分を有する鋳塊を作製し、
上記鋳塊を５４０℃超え５８０℃以下の温度で１〜２４時間加熱する均質化処理を行い、
その後、加工開始時における上記鋳塊の温度を４４０℃〜５６０℃とした状態で該鋳塊に熱間加工を施して展伸材とし、
該展伸材の温度が４００℃以上である間に冷却を開始した後、該展伸材の温度が４００℃から１５０℃の範囲にある間の平均冷却速度を０．００５℃／秒以上５℃／秒未満に制御して冷却する冷却処理を行い、
該冷却処理またはその後の冷却により上記展伸材の温度を室温まで冷却し、
その後１００℃〜１７０℃の温度で５〜３０時間加熱する人工時効処理を行うことを特徴とするアルミニウム合金展伸材の製造方法にある（請求項２）。
【発明の効果】
【００１１】
上記アルミニウム合金展伸材は、上記特定の化学成分を有している。そのため、上記従来の７０００系アルミニウム合金材と同等の耐力を発揮させることができるとともに、陽極酸化処理等の表面処理後において良好な表面品質を示すものとなる。
また、上記アルミニウム合金展伸材は、３００ＭＰａ以上の耐力を有する。そのため、強度特性と外観特性の双方が重要視される用途に用いられる材料としての強度面での要求を比較的容易に満たすことができる。
また、上記アルミニウム合金展伸材は、硫酸浴を用いた陽極酸化処理後において測定されたＬ＊値が４５以上８５未満である。そのため、陽極酸化処理後において淡灰色〜濃灰色の色調を呈するアルミニウム合金展伸材を得ることができる。
【００１２】
次に、上記アルミニウム合金展伸材の製造方法では、上記特定の処理温度、処理時間及び処理手順により上記アルミニウム合金展伸材を製造する。そのため、上記アルミニウム合金展伸材を容易に得ることができる。
【００１３】
以上のごとく、上記アルミニウム合金展伸材及びその製造方法によれば、淡灰色〜濃灰色の色調を呈するとともに、低コストかつ表面品質に優れたアルミニウム合金展伸材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１において、筋状模様が観察されない試料の金属組織写真（試料Ｅの金属組織写真）。
【図２】実施例１において、筋状模様が観察された試料の金属組織写真（試料Ｕの金属組織写真）。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
上記アルミニウム合金展伸材は、７．２％を超え８．７％以下のＺｎと、１．３％以上２．１％以下のＭｇを共に含有する。ＺｎとＭｇは、アルミニウム合金中において共存することでη’相を析出する。そのため、両者が共に含まれる上記アルミニウム合金展伸材は、析出強化により強度が向上する。
【００１６】
また、ＺｎとＭｇがアルミニウム合金中において共存すると、Ｚｎ−Ｍｇ系化合物がアルミニウム合金内に析出する。このＺｎ−Ｍｇ系化合物が析出したアルミニウム合金材は、陽極酸化処理を施すことにより、ＪＩＳ Ｚ８７２９（ＩＳＯ７７２４−１）に規定されるＬ＊値が４５以上８５未満となる色調、すなわち目視において淡灰色〜濃灰色となる色調を発色させることができる。
【００１７】
Ｚｎの含有量が７．２％以下の場合には、η’相の析出量が少なくなるため、強度向上効果が低くなる。そのため、Ｚｎの含有量は７．２％より多い方が良く、好ましくは７．５％以上が良い。一方、Ｚｎの含有量が８．７％を超えると、熱間加工性が低下するため、生産性が低下する。そのため、Ｚｎの含有量は８．７％以下が良く、好ましくは８．５％以下が良い。
【００１８】
また、Ｍｇの含有量が１．３％より少ない場合には、η’相の析出量が少なくなるため、強度向上効果が低くなる。一方、Ｍｇの含有量が２．１％を超えると、熱間加工性が低下するため、生産性が低下する。
【００１９】
また上記化学成分のうち、Ｃｕの含有量を０．５０％未満に規制する。Ｃｕは、上記アルミニウム合金展伸材の原料としてリサイクル材を使用する場合に混入する可能性がある。Ｃｕがアルミニウム合金材に含有されると、その効果により強度が高くなるが、一方で化学研磨後の光沢の低下や、陽極酸化処理による黄色への色調変化など、表面品質が低下する原因となる。このような光沢の低下もしくは色調の変化による表面品質の低下は、Ｃｕの含有量を０．５０％未満に規制し、好ましくは０．２０％未満に規制することにより抑制することができる。
【００２０】
また上記化学成分のうち、Ｆｅを０．３０％以下に、Ｓｉを０．３０％以下に、Ｍｎを０．０５％未満に、Ｃｒを０．２０％以下に、Ｚｒを０．０５％未満にそれぞれ規制する。Ｆｅ、Ｓｉはアルミニウム地金中の不純物として混入し、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒはリサイクル材を使用する場合に混入する可能性のある成分である。
【００２１】
上記の５成分のうち、Ｆｅ、ＳｉおよびＭｎは、Ａｌとの間にＡｌ−Ｍｎ系、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ系もしくはＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系の金属間化合物を形成する。また、Ｃｒ、Ｚｒは、各々Ａｌとの間にＡｌ−Ｃｒ系、Ａｌ−Ｚｒ系の金属間化合物を形成する。これらの金属間化合物が過度に形成されると、金属組織中に繊維状組織が生成されやすくなる。上記繊維状組織が存在すると、例えば陽極酸化処理を行った後に、上記繊維状組織に起因する筋状模様が表面に現れやすくなるため、表面品質が低下するおそれがある。このような筋状模様による表面品質の低下は、Ｆｅを０．３０％以下に、Ｓｉを０．３０％以下に、Ｍｎを０．０５％未満に、Ｃｒを０．２０％以下に、Ｚｒを０．０５％未満にそれぞれ規制することで抑制することが可能となる。なお、上記金属組織は、例えばアルミニウム合金材の表面に電解研磨を行い、得られた表面を偏光顕微鏡で観察することで確認できる。
【００２２】
また上記アルミニウム合金展伸材は、０．００１％以上０．０５％以下のＴｉを含有する。Ｔｉは、アルミニウム合金材に添加することで、鋳塊組織を微細化する作用を有する。鋳塊組織が微細になるほど、斑がなく高い光沢が得られるため、Ｔｉが含有されることにより表面品質を向上させることができる。
【００２３】
Ｔｉの含有量が０．００１％より少ない場合には、鋳塊組織の微細化が充分に為されないため、上記アルミニウム合金展伸材の光沢に斑を生じるおそれがある。また、Ｔｉの含有量が０．０５％より多い場合には、Ａｌとの間に形成されるＡｌ−Ｔｉ系金属間化合物などが原因となり、点状の欠陥が発生しやすくなるため、表面品質が低下するおそれがある。
【００２４】
更に上記アルミニウム合金展伸材は、ＪＩＳ Ｚ２２４１（ＩＳＯ６８９２−１）に規定される耐力が３００ＭＰａ以上である。これにより、軽量化のための薄肉化に対応し得る強度特性を比較的容易に得ることができる。
【００２５】
更に上記アルミニウム合金展伸材は、硫酸浴を用いた陽極酸化処理後において測定されたＪＩＳ Ｚ８７２９（ＩＳＯ７７２４−１）に規定されるＬ＊値が、４５以上８５未満である。Ｌ＊値は明度を示す値であり、値が大きいほど明るい色であり、値が小さいほど暗い色であることを意味する。つまり、陽極酸化処理後においてＬ＊値が上記の範囲内にある上記アルミニウム合金展伸材の色調は、目視においては淡灰色〜濃灰色を呈する。
【００２６】
アルミニウム合金展伸材のＬ＊値が４５未満の場合は、Ｌ＊値に関わらず目視において黒色と認識されるため、これに見合った効果を得ることができない。アルミニウム合金展伸材のＬ＊値が８５以上の場合にも同様に、目視においてシルバー色と認識されるため、これに見合った効果を得ることができない。
【００２７】
次に、上記アルミニウム合金展伸材の製造方法においては、上記化学成分を有する鋳塊に対し、５４０℃を超え５８０℃以下の温度で１時間以上２４時間以下の加熱をする、均質化処理を行う。
上記均質化処理の加熱温度が５４０℃以下の場合には、上記鋳塊偏析層の均質化が不十分となる。その結果、結晶粒の粗大化や、不均一な結晶組織の形成等が起こるため、最終的に得られる合金材の表面品質が低下する。一方、加熱温度が５８０℃より高いと、上記鋳塊が局部的に溶融を起こすおそれがあるため、製造が困難となる。従って、上記均質化処理の温度は、５４０℃を超え５８０℃以下であることが好ましい。
【００２８】
また、上記均質化処理の加熱時間が１時間未満の場合には、上記鋳塊偏析層の均質化が不十分となるため、上記と同様に最終的な表面品質が低下する。一方、加熱時間が２４時間を超えると、上記鋳塊偏析層の均質化が充分なされた状態になるため、それ以上の効果を見込むことができない。従って、上記均質化処理の時間は、１時間以上２４時間以内であることが好ましい。
【００２９】
上記均質化処理を行った鋳塊は、熱間加工を施して展伸材とする。熱間加工開始時の上記鋳塊の温度は、４４０℃以上５６０℃以下とする。
熱間加工前の鋳塊の加熱温度が４４０℃より低いと、変形抵抗が高く、実質的な製造設備では加工が困難となる。一方、５６０℃を超える温度まで鋳塊を加熱した後に熱間加工を行うと、加工時の加工発熱が加わることにより上記鋳塊が局所的に融解し、その結果熱間割れが発生するおそれがある。従って、熱間加工前の上記鋳塊の温度は、４４０℃以上５６０℃以下であることが好ましい。
なお、上記熱間加工としては、押出加工や圧延加工などを採用することができる。
【００３０】
また、上記熱間処理の後に、上記展伸材の温度が４００℃以上である間に冷却を開始し、上記展伸材の温度が１５０℃以下となるまで冷却する冷却処理を行う。上記冷却処理前の上記展伸材の温度が４００℃未満である場合には、焼入れが不十分となり、その結果得られる展伸材の耐力が３００ＭＰａ未満となるおそれがある。また、急冷処理後の展伸材の温度が１５０℃を超える場合にも焼入れが不十分となり、その結果得られる展伸材の耐力は３００ＭＰａ未満となるおそれがある。
【００３１】
また、上記冷却処理は、上記展伸材の温度が４００℃に達した時点から１５０℃に達する時点までの平均冷却速度を０．００５℃／秒以上５℃／秒未満に制御して行う。上記平均冷却速度が０．００５℃／秒以上５℃／秒未満の範囲にある場合には、上記展伸材中にＺｎ−Ｍｇ系の化合物が微細かつ均一に析出しやすくなる。つまり、上記平均冷却速度が遅くなるほどＺｎ−Ｍｇ系析出物の析出量が増加し、陽極酸化処理後における上記アルミニウム合金展伸材のＬ＊値が小さくなる傾向がある。また、平均冷却速度が速くなるほど析出量が減少し、上記アルミニウム合金展伸材のＬ＊値が大きくなる傾向がある。そのため、上記平均冷却速度を０．００５℃／秒以上５℃／秒未満の範囲内において制御することで、陽極酸化処理後における上記展伸材のＬ＊値を４５以上８５未満の範囲内において任意の値に制御し、淡灰色〜濃灰色の色調を得ることができる。
【００３２】
なお、上記平均冷却速度が５℃／秒以上の場合には、陽極酸化処理後における上記展伸材のＬ＊値が８５以上となり、上述のごとく目視においてシルバー色と認識されるため、これに見合った効果を得ることができない。一方、上記平均冷却速度が０．００５℃／秒未満の場合には、冷却処理の所要時間が過大となるため、実質的に冷却処理を行うことができない。
【００３３】
なお、上記冷却処理においては、炉冷、放冷、ファン空冷もしくはミスト冷却等の冷却手段を用いることができる。
【００３４】
また、上記冷却処理を行った後に、上記展伸材の温度を室温まで到達させる。これは、上記冷却処理により室温に到達してもよく、または該冷却処理の後に追加して冷却することにより到達してもよい。上記展伸材の温度を室温まで到達させることにより、室温時効の効果が現れるため、上記展伸材の強度が向上する。
なお、上記追加の冷却には、例えばファン空冷、ミスト冷却、シャワー冷却もしくは水冷等の方法を採用できる。
【００３５】
ここで、上記展伸材を、室温を維持した状態で保管すると、室温時効効果により該展伸材の強度がより向上する。室温時効時間は、初期の段階においては時間が長いほど強度が向上するが、室温時効時間が２４時間以上となる場合には、室温時効の効果が飽和してくる。
【００３６】
次に、上記のごとく室温まで冷却を行った上記展伸材を、１００℃以上１７０℃以下の温度で５時間以上３０時間以内の加熱を行う人工時効処理を行う。人工時効処理が、上記の温度範囲または時間範囲を外れると、得られる展伸材の耐力が３００ＭＰａ未満となるおそれがあり、充分な強度特性を有する展伸材を得ることが困難となる。
【実施例】
【００３７】
（実施例１）
上記アルミニウム合金展伸材に係る実施例について、表１および表２を用いて説明する。
本例では、表１に示すごとく、アルミニウム合金材の化学成分を変化させた鋳塊（合金Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１２）を作製する。そして、各鋳塊に対して後述する２種の製造条件（条件Ｈ及び条件Ｌ）を用いて均質化処理、熱間押出加工、冷却処理及び人工時効処理をこの順で行うことにより試料（Ｎｏ．Ａ〜Ｎｏ．Ｖ）を得る。得られた各試料は、強度測定を行った後、表面処理を施した後の表面品質評価を行った。
以下に、各試料の製造条件、強度測定方法、金属組織観察方法、表面処理方法及び表面品質評価方法を説明する。
【００３８】
＜試料の製造条件（条件Ｌ）＞
半連続鋳造により、表１に記載された化学成分を有する直径９０ｍｍの鋳塊を鋳造する。その後、該鋳塊を５５０℃の温度で１２時間加熱する均質化処理を行う。その後、上記鋳塊の温度が５２０℃である状態で、該鋳塊を熱間押出加工することにより、幅１５０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの展伸材を形成する。その後、該展伸材の温度が５０５℃である状態で該展伸材の冷却を開始し、熱処理炉中において０．００８℃／秒の平均冷却速度で１５０℃まで炉冷する冷却処理を行う。そして、上記冷却処理を行った上記展伸材を室温まで冷却し、室温下で２４時間の室温時効を行った後に、熱処理炉を用いて上記展伸材を１５０℃の温度で１２時間加熱する人工時効処理を実施して試料とする。
【００３９】
＜試料の製造条件（条件Ｈ）＞
半連続鋳造により、表１に記載された化学成分を有する直径９０ｍｍの鋳塊を鋳造する。その後、上記の条件Ｌと同一の均質化処理と熱間押出加工とを行い、幅１５０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの展伸材を形成する。その後、該展伸材の温度が５０５℃である状態で該展伸材の冷却を開始し、室温下における放冷により０．１５℃／秒の平均冷却速度で１５０℃まで冷却する冷却処理を行う。そして、上記冷却処理を行った上記展伸材を室温まで冷却し、室温下で２４時間の室温時効を行った後に、熱処理炉を用いて上記展伸材を１５０℃の温度で１２時間加熱する人工時効処理を実施して試料とする。
【００４０】
＜強度測定方法＞
試料から、ＪＩＳ Ｚ２２４１（ＩＳＯ６８９２−１）に準拠する方法により試験片を採取し、引張強さ、耐力及び伸びの測定を行う。その結果、３００ＭＰａ以上の耐力を示すものを合格と判定する。
【００４１】
＜金属組織観察方法＞
各試料を電解研磨した後、倍率５０倍〜１００倍の偏光顕微鏡により試料表面の顕微鏡像を取得する。
【００４２】
＜表面処理方法＞
上記人工時効処理を行った試料の表面をバフ研磨した後、水酸化ナトリウム水溶液によりエッチングを行い、次いでデスマット処理を行う。該デスマット処理を行った試料を、リン酸−硝酸法を用いて９０℃の温度で１分間の化学研磨を行う。そして、該化学研磨を行った試料を、１５％硫酸浴下において１５０Ａ／ｍ２の電流密度で陽極酸化処理を行い、１０μｍの陽極酸化皮膜を形成する。最後に、上記陽極酸化処理後の試料を沸騰水に浸漬し、上記陽極酸化皮膜の封孔処理を行う。
【００４３】
＜色調評価方法＞
試料の表面の色調を色差計により計測し、ＪＩＳ Ｚ８７２９（ＩＳＯ７７２４−１）に記載のＬ＊ａ＊ｂ＊表色系における各座標の値を取得する。その結果、Ｌ＊値（明度）：４５以上８５未満の範囲内にあるものを合格と判定する。あわせて、目視により色調及び表面における模様の有無を確認する。
【００４４】
上記のごとく作製した各試料の評価結果を、表２に示す。なお、各々の評価結果において合格と判定されなかったものもしくは好ましい結果と判定されなかったものについては、表２中の当該評価結果に下線を付して示した。
【００４５】
表２より知られるごとく、試料Ａ〜試料Ｎは、全ての評価項目で合格となり、強度、表面品質共に優れた特性を示した。
筋状模様が見られない試料の代表例として、図１に、試料Ｅの金属組織観察結果を示す。筋状模様が見られない試料は、図１より知られるごとく、等粒状の金属組織を有しており、繊維状組織は観察されなかった。
【００４６】
試料Ｍ及び試料Ｎは、Ｚｎ含有量が低すぎるため、強度向上効果が充分に得られず、耐力が不合格と判定した。
試料Ｏは、Ｚｎ含有量が高すぎるため、熱間加工性が悪く、実質的な設備では熱間押出加工が不可能であった。
【００４７】
試料Ｐ及び試料Ｑは、Ｍｇ含有量が低すぎるため、強度向上効果が充分に得られず、耐力が不合格と判定した。
試料Ｒは、Ｍｇ含有量が高すぎるため、熱間加工性が悪く、実質的な設備では熱間押出加工が不可能であった。
【００４８】
試料Ｓ及び試料Ｔは、強度及びＬ＊値は合格範囲にあるものの、Ｃｕ含有量が高すぎるため、表面の色調が黄色を帯びた。
【００４９】
試料Ｕ及び試料Ｖは、Ｍｎ含有量が高すぎるため、表面に筋状模様が観察され不合格と判定した。
筋状模様が視認された試料の代表例として、図２に、試料Ｕの金属組織観察結果を示す。筋状模様が視認された試料は、図２より知られるごとく、繊維状組織よりなる金属組織を有する。
【００５０】
（実施例２）
本例は、上記冷却処理における平均冷却速度に関して更に詳細に検討を行った例である。
本例では、表１の合金Ｎｏ．１に示す化学成分を含有するアルミニウム合金材を、表３に示すごとく製造条件を変化させて試料（Ｎｏ．Ｗ〜Ｎｏ．ＡＡ）を作製した。作成した各試料に表面処理を行った後、表面品質評価を行った。
【００５１】
以下に、各試料の製造条件を詳説する。なお、各試料の表面処理方法及び表面品質評価方法は、上記実施例１と同一の方法によりおこなった。
【００５２】
＜試料の製造条件＞
半連続鋳造により、表１の合金Ｎｏ．１に記載された化学成分を含有する直径９０ｍｍの鋳塊を鋳造する。その後、該鋳塊に対して上記の条件Ｌと同一の均質化処理と熱間押出加工とを行い、幅１５０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの展伸材を形成する。その後、該展伸材の温度が５０５℃である状態で該展伸材の冷却を開始し、表３に示す冷却方法を用いて、同表に示すごとく平均冷却速度を種々の値に制御して冷却処理を行う。そして、上記冷却処理を行った上記展伸材を室温まで冷却し、室温下で２４時間の室温時効を行った後に、熱処理炉を用いて上記展伸材を１５０℃の温度で１２時間加熱する人工時効処理を実施して試料を得る。
【００５３】
上記のごとく作製した各試料の評価結果を、表３に示す。なお、各々の測定結果において合格と判定されなかったものもしくは好ましい結果と判定されなかったものについては、表３中の当該評価結果に下線を付して示した。
【００５４】
表３より知られるごとく、試料Ｗ〜試料Ｙは、全ての評価項目で合格となり、優れた表面品質を示した。また、試料Ｗ〜試料Ｙは、平均冷却速度が大きくなる順にＬ＊値が大きくなり、目視における色調が順に明るくなる傾向を示した。
【００５５】
試料Ｚ及び試料ＡＡは、平均冷却速度が速すぎたため、いずれもＬ＊値が８５以上となり、目視においてシルバー色を呈し不合格と判定した。
【００５６】
【表１】
【００５７】
【表２】
【００５８】
【表３】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強度特性と外観特性の双方が重要視される部位に用いられる高強度のアルミニウム合金展伸材に関する。
【背景技術】
【０００２】
輸送機器、スポーツ用具、機械部品等の、強度特性と外観特性の双方が重要視される用途に用いられる材料として、高強度かつ軽量なアルミニウム合金を採用することが増えてきている。高強度を示すアルミニウム合金としては、アルミニウムにＺｎおよびＭｇを添加した７０００系アルミニウム合金が知られている。７０００系アルミニウム合金は、Ａｌ−Ｍｇ−Ｚｎ系の析出物が時効析出するために高い強度を示す。
【０００３】
７０００系アルミニウム合金は、例えば熱間押出加工等により製造され、高強度を要求される航空機や車両等の輸送機器、スポーツ用具、機械部品などに使用されている。これらの用途で使用する場合に要求される特性は、強度以外に、耐応力腐食割れ性、衝撃吸収性、展伸性などがある。
【０００４】
また、外観特性として、アルミニウムそのものの色以外に淡灰色〜濃灰色を呈する材料を要求されることがある。この場合、一般的には塗装を行ってアルミニウム合金材に色調を付与しているが、褪色等が起こるため、耐久性に問題がある。そのため、陽極酸化処理を施すことにより、堅牢な皮膜を形成するとともに淡灰色〜濃灰色を発色させる試みがなされている。
【０００５】
このような高強度かつ灰色を呈するアルミニウム合金の例として、例えば特許文献１に開示されるアルミニウム合金展伸材が提案されている。特許文献１に開示されるアルミニウム合金展伸材は、Ｚｎ及びＭｇに加えてＭｎを添加することにより、陽極酸化処理後に暗灰色〜黒色を呈するアルミニウム合金展伸材を提供しようとするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−１２８６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示されたアルミニウム合金展伸材は、Ａｌ−Ｍｎ系化合物を析出させることにより、暗灰色〜黒色を発色させようとするものである。しかしながら、上記従来の７０００系アルミニウム合金にＭｎを添加した場合には、陽極酸化処理を施すと、表面に筋状の模様が発生してしまい、表面品質が低下するという問題があった。また、添加成分が増えるため、コストアップしてしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、淡灰色〜濃灰色の色調を呈するとともに、低コストかつ表面品質に優れたアルミニウム合金展伸材及びその製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、Ｚｎ：７．２％（質量％、以下同様）を超え８．７％以下、Ｍｇ：１．３％以上２．１％以下、Ｃｕ：０．５０％未満、Ｆｅ：０．３０％以下、Ｓｉ：０．３０％以下、Ｍｎ：０．０５％未満、Ｃｒ：０．２０％以下、Ｚｒ：０．０５％未満、Ｔｉ：０．００１％以上０．０５％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる化学成分を有するアルミニウム合金展伸材であって、
耐力が３００ＭＰａ以上であり、
硫酸浴を用いた陽極酸化処理後において測定された、ＪＩＳ Ｚ８７２９（ＩＳＯ７７２４−１）に規定されるＬ＊値が４５以上８５未満であることを特徴とするアルミニウム合金展伸材にある（請求項１）。
【００１０】
また、本発明の他の態様は、請求項１に記載のアルミニウム合金展伸材を製造する方法であって、
Ｚｎ：７．２％（質量％、以下同様）を超え８．７％以下、Ｍｇ：１．３％以上２．１％以下、Ｃｕ：０．５０％未満、Ｆｅ：０．３０％以下、Ｓｉ：０．３０％以下、Ｍｎ：０．０５％未満、Ｃｒ：０．２０％以下、Ｚｒ：０．０５％未満、Ｔｉ：０．００１％以上０．０５％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる化学成分を有する鋳塊を作製し、
上記鋳塊を５４０℃超え５８０℃以下の温度で１〜２４時間加熱する均質化処理を行い、
その後、加工開始時における上記鋳塊の温度を４４０℃〜５６０℃とした状態で該鋳塊に熱間加工を施して展伸材とし、
該展伸材の温度が４００℃以上である間に冷却を開始した後、該展伸材の温度が４００℃から１５０℃の範囲にある間の平均冷却速度を０．００５℃／秒以上５℃／秒未満に制御して冷却する冷却処理を行い、
該冷却処理またはその後の冷却により上記展伸材の温度を室温まで冷却し、
その後１００℃〜１７０℃の温度で５〜３０時間加熱する人工時効処理を行うことを特徴とするアルミニウム合金展伸材の製造方法にある（請求項２）。
【発明の効果】
【００１１】
上記アルミニウム合金展伸材は、上記特定の化学成分を有している。そのため、上記従来の７０００系アルミニウム合金材と同等の耐力を発揮させることができるとともに、陽極酸化処理等の表面処理後において良好な表面品質を示すものとなる。
また、上記アルミニウム合金展伸材は、３００ＭＰａ以上の耐力を有する。そのため、強度特性と外観特性の双方が重要視される用途に用いられる材料としての強度面での要求を比較的容易に満たすことができる。
また、上記アルミニウム合金展伸材は、硫酸浴を用いた陽極酸化処理後において測定されたＬ＊値が４５以上８５未満である。そのため、陽極酸化処理後において淡灰色〜濃灰色の色調を呈するアルミニウム合金展伸材を得ることができる。
【００１２】
次に、上記アルミニウム合金展伸材の製造方法では、上記特定の処理温度、処理時間及び処理手順により上記アルミニウム合金展伸材を製造する。そのため、上記アルミニウム合金展伸材を容易に得ることができる。
【００１３】
以上のごとく、上記アルミニウム合金展伸材及びその製造方法によれば、淡灰色〜濃灰色の色調を呈するとともに、低コストかつ表面品質に優れたアルミニウム合金展伸材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１において、筋状模様が観察されない試料の金属組織写真（試料Ｅの金属組織写真）。
【図２】実施例１において、筋状模様が観察された試料の金属組織写真（試料Ｕの金属組織写真）。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
上記アルミニウム合金展伸材は、７．２％を超え８．７％以下のＺｎと、１．３％以上２．１％以下のＭｇを共に含有する。ＺｎとＭｇは、アルミニウム合金中において共存することでη’相を析出する。そのため、両者が共に含まれる上記アルミニウム合金展伸材は、析出強化により強度が向上する。
【００１６】
また、ＺｎとＭｇがアルミニウム合金中において共存すると、Ｚｎ−Ｍｇ系化合物がアルミニウム合金内に析出する。このＺｎ−Ｍｇ系化合物が析出したアルミニウム合金材は、陽極酸化処理を施すことにより、ＪＩＳ Ｚ８７２９（ＩＳＯ７７２４−１）に規定されるＬ＊値が４５以上８５未満となる色調、すなわち目視において淡灰色〜濃灰色となる色調を発色させることができる。
【００１７】
Ｚｎの含有量が７．２％以下の場合には、η’相の析出量が少なくなるため、強度向上効果が低くなる。そのため、Ｚｎの含有量は７．２％より多い方が良く、好ましくは７．５％以上が良い。一方、Ｚｎの含有量が８．７％を超えると、熱間加工性が低下するため、生産性が低下する。そのため、Ｚｎの含有量は８．７％以下が良く、好ましくは８．５％以下が良い。
【００１８】
また、Ｍｇの含有量が１．３％より少ない場合には、η’相の析出量が少なくなるため、強度向上効果が低くなる。一方、Ｍｇの含有量が２．１％を超えると、熱間加工性が低下するため、生産性が低下する。
【００１９】
また上記化学成分のうち、Ｃｕの含有量を０．５０％未満に規制する。Ｃｕは、上記アルミニウム合金展伸材の原料としてリサイクル材を使用する場合に混入する可能性がある。Ｃｕがアルミニウム合金材に含有されると、その効果により強度が高くなるが、一方で化学研磨後の光沢の低下や、陽極酸化処理による黄色への色調変化など、表面品質が低下する原因となる。このような光沢の低下もしくは色調の変化による表面品質の低下は、Ｃｕの含有量を０．５０％未満に規制し、好ましくは０．２０％未満に規制することにより抑制することができる。
【００２０】
また上記化学成分のうち、Ｆｅを０．３０％以下に、Ｓｉを０．３０％以下に、Ｍｎを０．０５％未満に、Ｃｒを０．２０％以下に、Ｚｒを０．０５％未満にそれぞれ規制する。Ｆｅ、Ｓｉはアルミニウム地金中の不純物として混入し、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒはリサイクル材を使用する場合に混入する可能性のある成分である。
【００２１】
上記の５成分のうち、Ｆｅ、ＳｉおよびＭｎは、Ａｌとの間にＡｌ−Ｍｎ系、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ系もしくはＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系の金属間化合物を形成する。また、Ｃｒ、Ｚｒは、各々Ａｌとの間にＡｌ−Ｃｒ系、Ａｌ−Ｚｒ系の金属間化合物を形成する。これらの金属間化合物が過度に形成されると、金属組織中に繊維状組織が生成されやすくなる。上記繊維状組織が存在すると、例えば陽極酸化処理を行った後に、上記繊維状組織に起因する筋状模様が表面に現れやすくなるため、表面品質が低下するおそれがある。このような筋状模様による表面品質の低下は、Ｆｅを０．３０％以下に、Ｓｉを０．３０％以下に、Ｍｎを０．０５％未満に、Ｃｒを０．２０％以下に、Ｚｒを０．０５％未満にそれぞれ規制することで抑制することが可能となる。なお、上記金属組織は、例えばアルミニウム合金材の表面に電解研磨を行い、得られた表面を偏光顕微鏡で観察することで確認できる。
【００２２】
また上記アルミニウム合金展伸材は、０．００１％以上０．０５％以下のＴｉを含有する。Ｔｉは、アルミニウム合金材に添加することで、鋳塊組織を微細化する作用を有する。鋳塊組織が微細になるほど、斑がなく高い光沢が得られるため、Ｔｉが含有されることにより表面品質を向上させることができる。
【００２３】
Ｔｉの含有量が０．００１％より少ない場合には、鋳塊組織の微細化が充分に為されないため、上記アルミニウム合金展伸材の光沢に斑を生じるおそれがある。また、Ｔｉの含有量が０．０５％より多い場合には、Ａｌとの間に形成されるＡｌ−Ｔｉ系金属間化合物などが原因となり、点状の欠陥が発生しやすくなるため、表面品質が低下するおそれがある。
【００２４】
更に上記アルミニウム合金展伸材は、ＪＩＳ Ｚ２２４１（ＩＳＯ６８９２−１）に規定される耐力が３００ＭＰａ以上である。これにより、軽量化のための薄肉化に対応し得る強度特性を比較的容易に得ることができる。
【００２５】
更に上記アルミニウム合金展伸材は、硫酸浴を用いた陽極酸化処理後において測定されたＪＩＳ Ｚ８７２９（ＩＳＯ７７２４−１）に規定されるＬ＊値が、４５以上８５未満である。Ｌ＊値は明度を示す値であり、値が大きいほど明るい色であり、値が小さいほど暗い色であることを意味する。つまり、陽極酸化処理後においてＬ＊値が上記の範囲内にある上記アルミニウム合金展伸材の色調は、目視においては淡灰色〜濃灰色を呈する。
【００２６】
アルミニウム合金展伸材のＬ＊値が４５未満の場合は、Ｌ＊値に関わらず目視において黒色と認識されるため、これに見合った効果を得ることができない。アルミニウム合金展伸材のＬ＊値が８５以上の場合にも同様に、目視においてシルバー色と認識されるため、これに見合った効果を得ることができない。
【００２７】
次に、上記アルミニウム合金展伸材の製造方法においては、上記化学成分を有する鋳塊に対し、５４０℃を超え５８０℃以下の温度で１時間以上２４時間以下の加熱をする、均質化処理を行う。
上記均質化処理の加熱温度が５４０℃以下の場合には、上記鋳塊偏析層の均質化が不十分となる。その結果、結晶粒の粗大化や、不均一な結晶組織の形成等が起こるため、最終的に得られる合金材の表面品質が低下する。一方、加熱温度が５８０℃より高いと、上記鋳塊が局部的に溶融を起こすおそれがあるため、製造が困難となる。従って、上記均質化処理の温度は、５４０℃を超え５８０℃以下であることが好ましい。
【００２８】
また、上記均質化処理の加熱時間が１時間未満の場合には、上記鋳塊偏析層の均質化が不十分となるため、上記と同様に最終的な表面品質が低下する。一方、加熱時間が２４時間を超えると、上記鋳塊偏析層の均質化が充分なされた状態になるため、それ以上の効果を見込むことができない。従って、上記均質化処理の時間は、１時間以上２４時間以内であることが好ましい。
【００２９】
上記均質化処理を行った鋳塊は、熱間加工を施して展伸材とする。熱間加工開始時の上記鋳塊の温度は、４４０℃以上５６０℃以下とする。
熱間加工前の鋳塊の加熱温度が４４０℃より低いと、変形抵抗が高く、実質的な製造設備では加工が困難となる。一方、５６０℃を超える温度まで鋳塊を加熱した後に熱間加工を行うと、加工時の加工発熱が加わることにより上記鋳塊が局所的に融解し、その結果熱間割れが発生するおそれがある。従って、熱間加工前の上記鋳塊の温度は、４４０℃以上５６０℃以下であることが好ましい。
なお、上記熱間加工としては、押出加工や圧延加工などを採用することができる。
【００３０】
また、上記熱間処理の後に、上記展伸材の温度が４００℃以上である間に冷却を開始し、上記展伸材の温度が１５０℃以下となるまで冷却する冷却処理を行う。上記冷却処理前の上記展伸材の温度が４００℃未満である場合には、焼入れが不十分となり、その結果得られる展伸材の耐力が３００ＭＰａ未満となるおそれがある。また、急冷処理後の展伸材の温度が１５０℃を超える場合にも焼入れが不十分となり、その結果得られる展伸材の耐力は３００ＭＰａ未満となるおそれがある。
【００３１】
また、上記冷却処理は、上記展伸材の温度が４００℃に達した時点から１５０℃に達する時点までの平均冷却速度を０．００５℃／秒以上５℃／秒未満に制御して行う。上記平均冷却速度が０．００５℃／秒以上５℃／秒未満の範囲にある場合には、上記展伸材中にＺｎ−Ｍｇ系の化合物が微細かつ均一に析出しやすくなる。つまり、上記平均冷却速度が遅くなるほどＺｎ−Ｍｇ系析出物の析出量が増加し、陽極酸化処理後における上記アルミニウム合金展伸材のＬ＊値が小さくなる傾向がある。また、平均冷却速度が速くなるほど析出量が減少し、上記アルミニウム合金展伸材のＬ＊値が大きくなる傾向がある。そのため、上記平均冷却速度を０．００５℃／秒以上５℃／秒未満の範囲内において制御することで、陽極酸化処理後における上記展伸材のＬ＊値を４５以上８５未満の範囲内において任意の値に制御し、淡灰色〜濃灰色の色調を得ることができる。
【００３２】
なお、上記平均冷却速度が５℃／秒以上の場合には、陽極酸化処理後における上記展伸材のＬ＊値が８５以上となり、上述のごとく目視においてシルバー色と認識されるため、これに見合った効果を得ることができない。一方、上記平均冷却速度が０．００５℃／秒未満の場合には、冷却処理の所要時間が過大となるため、実質的に冷却処理を行うことができない。
【００３３】
なお、上記冷却処理においては、炉冷、放冷、ファン空冷もしくはミスト冷却等の冷却手段を用いることができる。
【００３４】
また、上記冷却処理を行った後に、上記展伸材の温度を室温まで到達させる。これは、上記冷却処理により室温に到達してもよく、または該冷却処理の後に追加して冷却することにより到達してもよい。上記展伸材の温度を室温まで到達させることにより、室温時効の効果が現れるため、上記展伸材の強度が向上する。
なお、上記追加の冷却には、例えばファン空冷、ミスト冷却、シャワー冷却もしくは水冷等の方法を採用できる。
【００３５】
ここで、上記展伸材を、室温を維持した状態で保管すると、室温時効効果により該展伸材の強度がより向上する。室温時効時間は、初期の段階においては時間が長いほど強度が向上するが、室温時効時間が２４時間以上となる場合には、室温時効の効果が飽和してくる。
【００３６】
次に、上記のごとく室温まで冷却を行った上記展伸材を、１００℃以上１７０℃以下の温度で５時間以上３０時間以内の加熱を行う人工時効処理を行う。人工時効処理が、上記の温度範囲または時間範囲を外れると、得られる展伸材の耐力が３００ＭＰａ未満となるおそれがあり、充分な強度特性を有する展伸材を得ることが困難となる。
【実施例】
【００３７】
（実施例１）
上記アルミニウム合金展伸材に係る実施例について、表１および表２を用いて説明する。
本例では、表１に示すごとく、アルミニウム合金材の化学成分を変化させた鋳塊（合金Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１２）を作製する。そして、各鋳塊に対して後述する２種の製造条件（条件Ｈ及び条件Ｌ）を用いて均質化処理、熱間押出加工、冷却処理及び人工時効処理をこの順で行うことにより試料（Ｎｏ．Ａ〜Ｎｏ．Ｖ）を得る。得られた各試料は、強度測定を行った後、表面処理を施した後の表面品質評価を行った。
以下に、各試料の製造条件、強度測定方法、金属組織観察方法、表面処理方法及び表面品質評価方法を説明する。
【００３８】
＜試料の製造条件（条件Ｌ）＞
半連続鋳造により、表１に記載された化学成分を有する直径９０ｍｍの鋳塊を鋳造する。その後、該鋳塊を５５０℃の温度で１２時間加熱する均質化処理を行う。その後、上記鋳塊の温度が５２０℃である状態で、該鋳塊を熱間押出加工することにより、幅１５０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの展伸材を形成する。その後、該展伸材の温度が５０５℃である状態で該展伸材の冷却を開始し、熱処理炉中において０．００８℃／秒の平均冷却速度で１５０℃まで炉冷する冷却処理を行う。そして、上記冷却処理を行った上記展伸材を室温まで冷却し、室温下で２４時間の室温時効を行った後に、熱処理炉を用いて上記展伸材を１５０℃の温度で１２時間加熱する人工時効処理を実施して試料とする。
【００３９】
＜試料の製造条件（条件Ｈ）＞
半連続鋳造により、表１に記載された化学成分を有する直径９０ｍｍの鋳塊を鋳造する。その後、上記の条件Ｌと同一の均質化処理と熱間押出加工とを行い、幅１５０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの展伸材を形成する。その後、該展伸材の温度が５０５℃である状態で該展伸材の冷却を開始し、室温下における放冷により０．１５℃／秒の平均冷却速度で１５０℃まで冷却する冷却処理を行う。そして、上記冷却処理を行った上記展伸材を室温まで冷却し、室温下で２４時間の室温時効を行った後に、熱処理炉を用いて上記展伸材を１５０℃の温度で１２時間加熱する人工時効処理を実施して試料とする。
【００４０】
＜強度測定方法＞
試料から、ＪＩＳ Ｚ２２４１（ＩＳＯ６８９２−１）に準拠する方法により試験片を採取し、引張強さ、耐力及び伸びの測定を行う。その結果、３００ＭＰａ以上の耐力を示すものを合格と判定する。
【００４１】
＜金属組織観察方法＞
各試料を電解研磨した後、倍率５０倍〜１００倍の偏光顕微鏡により試料表面の顕微鏡像を取得する。
【００４２】
＜表面処理方法＞
上記人工時効処理を行った試料の表面をバフ研磨した後、水酸化ナトリウム水溶液によりエッチングを行い、次いでデスマット処理を行う。該デスマット処理を行った試料を、リン酸−硝酸法を用いて９０℃の温度で１分間の化学研磨を行う。そして、該化学研磨を行った試料を、１５％硫酸浴下において１５０Ａ／ｍ２の電流密度で陽極酸化処理を行い、１０μｍの陽極酸化皮膜を形成する。最後に、上記陽極酸化処理後の試料を沸騰水に浸漬し、上記陽極酸化皮膜の封孔処理を行う。
【００４３】
＜色調評価方法＞
試料の表面の色調を色差計により計測し、ＪＩＳ Ｚ８７２９（ＩＳＯ７７２４−１）に記載のＬ＊ａ＊ｂ＊表色系における各座標の値を取得する。その結果、Ｌ＊値（明度）：４５以上８５未満の範囲内にあるものを合格と判定する。あわせて、目視により色調及び表面における模様の有無を確認する。
【００４４】
上記のごとく作製した各試料の評価結果を、表２に示す。なお、各々の評価結果において合格と判定されなかったものもしくは好ましい結果と判定されなかったものについては、表２中の当該評価結果に下線を付して示した。
【００４５】
表２より知られるごとく、試料Ａ〜試料Ｎは、全ての評価項目で合格となり、強度、表面品質共に優れた特性を示した。
筋状模様が見られない試料の代表例として、図１に、試料Ｅの金属組織観察結果を示す。筋状模様が見られない試料は、図１より知られるごとく、等粒状の金属組織を有しており、繊維状組織は観察されなかった。
【００４６】
試料Ｍ及び試料Ｎは、Ｚｎ含有量が低すぎるため、強度向上効果が充分に得られず、耐力が不合格と判定した。
試料Ｏは、Ｚｎ含有量が高すぎるため、熱間加工性が悪く、実質的な設備では熱間押出加工が不可能であった。
【００４７】
試料Ｐ及び試料Ｑは、Ｍｇ含有量が低すぎるため、強度向上効果が充分に得られず、耐力が不合格と判定した。
試料Ｒは、Ｍｇ含有量が高すぎるため、熱間加工性が悪く、実質的な設備では熱間押出加工が不可能であった。
【００４８】
試料Ｓ及び試料Ｔは、強度及びＬ＊値は合格範囲にあるものの、Ｃｕ含有量が高すぎるため、表面の色調が黄色を帯びた。
【００４９】
試料Ｕ及び試料Ｖは、Ｍｎ含有量が高すぎるため、表面に筋状模様が観察され不合格と判定した。
筋状模様が視認された試料の代表例として、図２に、試料Ｕの金属組織観察結果を示す。筋状模様が視認された試料は、図２より知られるごとく、繊維状組織よりなる金属組織を有する。
【００５０】
（実施例２）
本例は、上記冷却処理における平均冷却速度に関して更に詳細に検討を行った例である。
本例では、表１の合金Ｎｏ．１に示す化学成分を含有するアルミニウム合金材を、表３に示すごとく製造条件を変化させて試料（Ｎｏ．Ｗ〜Ｎｏ．ＡＡ）を作製した。作成した各試料に表面処理を行った後、表面品質評価を行った。
【００５１】
以下に、各試料の製造条件を詳説する。なお、各試料の表面処理方法及び表面品質評価方法は、上記実施例１と同一の方法によりおこなった。
【００５２】
＜試料の製造条件＞
半連続鋳造により、表１の合金Ｎｏ．１に記載された化学成分を含有する直径９０ｍｍの鋳塊を鋳造する。その後、該鋳塊に対して上記の条件Ｌと同一の均質化処理と熱間押出加工とを行い、幅１５０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの展伸材を形成する。その後、該展伸材の温度が５０５℃である状態で該展伸材の冷却を開始し、表３に示す冷却方法を用いて、同表に示すごとく平均冷却速度を種々の値に制御して冷却処理を行う。そして、上記冷却処理を行った上記展伸材を室温まで冷却し、室温下で２４時間の室温時効を行った後に、熱処理炉を用いて上記展伸材を１５０℃の温度で１２時間加熱する人工時効処理を実施して試料を得る。
【００５３】
上記のごとく作製した各試料の評価結果を、表３に示す。なお、各々の測定結果において合格と判定されなかったものもしくは好ましい結果と判定されなかったものについては、表３中の当該評価結果に下線を付して示した。
【００５４】
表３より知られるごとく、試料Ｗ〜試料Ｙは、全ての評価項目で合格となり、優れた表面品質を示した。また、試料Ｗ〜試料Ｙは、平均冷却速度が大きくなる順にＬ＊値が大きくなり、目視における色調が順に明るくなる傾向を示した。
【００５５】
試料Ｚ及び試料ＡＡは、平均冷却速度が速すぎたため、いずれもＬ＊値が８５以上となり、目視においてシルバー色を呈し不合格と判定した。
【００５６】
【表１】
【００５７】
【表２】
【００５８】
【表３】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｚｎ：７．２％（質量％、以下同様）を超え８．７％以下、Ｍｇ：１．３％以上２．１％以下、Ｃｕ：０．５０％未満、Ｆｅ：０．３０％以下、Ｓｉ：０．３０％以下、Ｍｎ：０．０５％未満、Ｃｒ：０．２０％以下、Ｚｒ：０．０５％未満、Ｔｉ：０．００１％以上０．０５％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる化学成分を有するアルミニウム合金展伸材であって、
耐力が３００ＭＰａ以上であり、
硫酸浴を用いた陽極酸化処理後において測定された、ＪＩＳ Ｚ８７２９（ＩＳＯ７７２４−１）に規定されるＬ＊値が４５以上８５未満であることを特徴とするアルミニウム合金展伸材。
【請求項２】
請求項１に記載のアルミニウム合金展伸材を製造する方法であって、
Ｚｎ：７．２％（質量％、以下同様）を超え８．７％以下、Ｍｇ：１．３％以上２．１％以下、Ｃｕ：０．５０％未満、Ｆｅ：０．３０％以下、Ｓｉ：０．３０％以下、Ｍｎ：０．０５％未満、Ｃｒ：０．２０％以下、Ｚｒ：０．０５％未満、Ｔｉ：０．００１％以上０．０５％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる化学成分を有する鋳塊を作製し、
上記鋳塊を５４０℃超え５８０℃以下の温度で１〜２４時間加熱する均質化処理を行い、
その後、加工開始時における上記鋳塊の温度を４４０℃〜５６０℃とした状態で該鋳塊に熱間加工を施して展伸材とし、
該展伸材の温度が４００℃以上である間に冷却を開始した後、該展伸材の温度が４００℃から１５０℃の範囲にある間の平均冷却速度を０．００５℃／秒以上５℃／秒未満に制御して冷却する冷却処理を行い、
該冷却処理またはその後の冷却により上記展伸材の温度を室温まで冷却し、
その後１００℃〜１７０℃の温度で５〜３０時間加熱する人工時効処理を行うことを特徴とするアルミニウム合金展伸材の製造方法。
【請求項１】
Ｚｎ：７．２％（質量％、以下同様）を超え８．７％以下、Ｍｇ：１．３％以上２．１％以下、Ｃｕ：０．５０％未満、Ｆｅ：０．３０％以下、Ｓｉ：０．３０％以下、Ｍｎ：０．０５％未満、Ｃｒ：０．２０％以下、Ｚｒ：０．０５％未満、Ｔｉ：０．００１％以上０．０５％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる化学成分を有するアルミニウム合金展伸材であって、
耐力が３００ＭＰａ以上であり、
硫酸浴を用いた陽極酸化処理後において測定された、ＪＩＳ Ｚ８７２９（ＩＳＯ７７２４−１）に規定されるＬ＊値が４５以上８５未満であることを特徴とするアルミニウム合金展伸材。
【請求項２】
請求項１に記載のアルミニウム合金展伸材を製造する方法であって、
Ｚｎ：７．２％（質量％、以下同様）を超え８．７％以下、Ｍｇ：１．３％以上２．１％以下、Ｃｕ：０．５０％未満、Ｆｅ：０．３０％以下、Ｓｉ：０．３０％以下、Ｍｎ：０．０５％未満、Ｃｒ：０．２０％以下、Ｚｒ：０．０５％未満、Ｔｉ：０．００１％以上０．０５％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる化学成分を有する鋳塊を作製し、
上記鋳塊を５４０℃超え５８０℃以下の温度で１〜２４時間加熱する均質化処理を行い、
その後、加工開始時における上記鋳塊の温度を４４０℃〜５６０℃とした状態で該鋳塊に熱間加工を施して展伸材とし、
該展伸材の温度が４００℃以上である間に冷却を開始した後、該展伸材の温度が４００℃から１５０℃の範囲にある間の平均冷却速度を０．００５℃／秒以上５℃／秒未満に制御して冷却する冷却処理を行い、
該冷却処理またはその後の冷却により上記展伸材の温度を室温まで冷却し、
その後１００℃〜１７０℃の温度で５〜３０時間加熱する人工時効処理を行うことを特徴とするアルミニウム合金展伸材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−１０８１３１（Ｐ２０１３−１０８１３１Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５３４８３（Ｐ２０１１−２５３４８３）
【出願日】平成２３年１１月２１日（２０１１．１１．２１）
【出願人】（０００００２２７７）住友軽金属工業株式会社 (552)
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２１日（２０１１．１１．２１）
【出願人】（０００００２２７７）住友軽金属工業株式会社 (552)
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