(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム合金板の表面酸化皮膜が厚さ５０Å以下に調整されており、かつ、その上に固形潤滑剤と更に液体潤滑油が塗布され、その固形潤滑剤の塗布量が０．１〜２ｇ／ｍ２であり、液体潤滑油の粘度が１０ｃｓｔ／４０℃以下で、その塗布量が０．５〜５ｇ／ｍ２であることを特徴とする溶接性に優れたアルミニウム合金板。
【請求項２】
アルミニウム合金板の酸化皮膜をアルカリ及び／又は酸で溶解除去することによって厚さ５０Å以下に調整した後、固形潤滑剤を０．１〜２ｇ／ｍ２の塗布量で塗布し、更に粘度が１０ｃｓｔ／４０℃以下の液体潤滑油を０．５〜５ｇ／ｍ２の塗布量で塗布することを特徴とする溶接性に優れたアルミニウム合金板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は溶接性に優れたアルミニウム合金板の製造に関し、特に自動車用部品のプレス成形加工用アルミニウム合金板材で、プレス加工後に抵抗スポット溶接して用いられる場合に適している。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
アルミニウム合金は、その軽量性のほかに耐食性、成形性に優れているため、鉄鋼材料に次ぐ汎用金属材料として、自動車を始め、様々な産業分野で多用されている。
【０００３】
最近、自動車の軽量化を図るため、アルミニウム合金板の使用が次第に増えつつあるが、アルミニウム合金板は、鋼板に比較して成形性に劣るため、成形時の割れの発生や、設計時に形状が制限されるなど問題が大きい。
【０００４】
また、従来の鋼用のプレスラインを兼用して使用されているので、潤滑油などはアルミニウム材に対して必ずしも適正なものではなく、成形性において不利になっている。
【０００５】
そのため、固形潤滑剤を予めアルミニウム板表面に塗布しておき、プレス時の成形性を向上させる試みがなされているが、その際、自動車メーカー側では工程の簡略化のためプレス加工後に脱脂工程を入れず、固形潤滑剤を塗布した状態でスポット溶接が行われている。しかし、材料表面に潤滑皮膜を付けたままで溶接すると、電極材の消耗が著しい、接合時にちりが発生して接合強度を低下させるなどの問題が発生する。これらの問題に対して、現在のところ、電極材の交換を頻繁に行うことが必要となり、生産性を著しく劣化させている。
【０００６】
本発明は、かゝる事情のもとで、成形性を上げるため固形潤滑剤を塗布することにより生じる接合強度の劣化、溶接電極材の消耗、或いは頻繁に溶接電極を交換することによる生産性の悪さ等の問題がなく、溶接性に優れたアルミニウム合金板を提供し、またその製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、ここに本発明を完成したものである。
【０００８】
すなわち、本発明は、アルミニウム合金板の表面酸化皮膜が厚さ５０Å以下に調整されており、かつ、その上に固形潤滑剤と更に液体潤滑油が塗布されていることを特徴とする溶接性に優れたアルミニウム合金板を要旨としている。
【０００９】
また、その製造方法は、アルミニウム合金板の酸化皮膜をアルカリ及び／又は酸で溶解除去することによって厚さ５０Å以下に調整した後、固形潤滑剤を塗布し、更に液体潤滑油を塗布することを特徴としている。
【００１０】
以下に本発明を更に詳細に説明する。
【００１１】
【作用】
【００１２】
本発明における条件の限定理由は以下のとおりである。
【００１３】
アルミニウム合金には、空気中の酸素と化合して、表面に強固な酸化皮膜を形成する性質があり、それが溶接電流の通電状態を不安定にし、散りなどの原因になっている。そのため、本発明では、表面酸化皮膜を、アルカリ洗浄（リン酸ソーダ、炭酸ソーダ、苛性ソーダ等）や、酸類（硝酸、硫酸等）によって溶解除去し、従来７０Å程度であった皮膜厚さを５０Å以下に調整することにより、溶接性を向上させることができる。
【００１４】
表面酸化皮膜の厚さを調整した後、固形潤滑剤を塗布する。これにより成形性を向上させることができる。
【００１５】
固形潤滑剤の塗布量は特に制限されるものではないが、０．１〜２．０ｇ／ｍ２の範囲が好ましい。塗布量が２．０ｇ／ｍ２を超えると固形潤滑剤皮膜が厚すぎ、溶接電流の通電状態が不安定となり、上述の表面酸化皮膜の調整効果による特性を発揮できない。また、塗布量が０．１ｇ／ｍ２より少ないと加工時に皮膜の剥離が起こり、成形時のかじりや、割れなどの原因となる。
【００１６】
更に、固形潤滑剤の上に液体潤滑油を塗布する。塗布した潤滑油は、スポット溶接時に炭化蒸発し、それが溶接電極に付着して電極を保護し、寿命を向上する働きを示す。
【００１７】
液体潤滑油の性状及び塗布量等も特に制限されるものではないが、粘度を１０ｃｓｔ／４０℃以下に、塗布量を０．５〜５．０ｇ／ｍ２に調整するのが好ましい。液体潤滑油の塗布量が０．５〜５．０ｇ／ｍｍ２の範囲を逸脱して、洗浄油量が多すぎたり、少なすぎたりすると炭化蒸発が起こりにくくなり、電極が保護されなくなる。また、潤滑油の粘度が１０ｃｓｔ／４０℃以上になると、強固な潤滑油膜が形成されるため、同じように炭化蒸発を起こしにくくなる。
【００１８】
なお、本発明で対象とするアルミニウム合金は加工に供し得る成分系及び成分組成のものであれば制限がないことは云うまでもない。
【００１９】
次に本発明の実施例を示す。
【００２０】
【実施例】
【００２１】
Ａｌ−４．５％Ｍｇ合金板（調質：Ｔ４、厚さ：１ｍｍ）を供試材とし、このアルミニウム板の酸化皮膜量を調整した後、その表面に固形潤滑剤を付着させ、潤滑油を塗布して、成形性及び抵抗スポット溶接性を評価した。その結果を表１に示す。なお、酸化皮膜量の調整法、固形潤滑剤の付着法、潤滑油の塗布法は以下の要領にて実施した。
【００２２】
▲１▼酸化皮膜量の調整法：下記のとおり素材表面の洗浄方法により皮膜量を調整した。皮膜量は静電溶量法により測定した。
0003588723.tif 000002
【００２３】
▲２▼固形潤滑剤の付着法：ワックス系固形潤滑剤を塗布後、乾燥（恒温槽で８０℃×５分）した。塗布量はバーコーダーにて調整し、標準を０．５ｇ／ｍ２とした。
【００２４】
▲３▼潤滑油の塗布法：ミネラル油系洗浄油（標準として４ｃｓｔ／４０℃、２ｇ／ｍ２）を使用し、塗布量は、はけ塗り後、電子天秤で測定して調整した。
【００２５】
▲４▼成形性評価方法：以下の条件で絞り試験を実施し、割れが生じる絞り高さにより評価した。
試験片形状：１．０×１００×１００（ｍｍ）
ポンチ径  ：□４０ｍｍ（ポンチＲ：４．５ｍｍ、ダイＲ：３．０ｍｍ）
ポンチ速度：〜２０ｍｍ／ｍｉｎ
しわ押さえ力：３９２００Ｎ
【００２６】
▲５▼抵抗スポット溶接性評価方法：以下の溶接条件で連続打点性を調査し、接合強度が１．５ｋＮを始めて下回るまでの打点数により評価した。
加圧力：一段一定加圧３００ｋｇｆ
電  極：クロム−銅合金、先端半径４０ｍｍのＤＲ型
溶接電流：２０〜３０ｋＡ（ナゲット径が５ｍｍとなるよう調整）
溶接機：単層低周波抵抗スポット溶接機
【００２７】
表１より明らかなように、本発明例はいずれも、固形潤滑剤の付着により成形性を向上させても、良好な溶接性が得られている。
【００２８】
なお、酸化皮膜量の影響については、比較例Ｎｏ．９のように多いと溶接性が劣化するのに対し、本発明範囲（５０Å以下）のように少なくすると（本発明例Ｎｏ．２、Ｎｏ．６、７）、溶接性を改善することができる。固形潤滑剤の塗布量の影響については、無塗布乃至少量の塗布（比較例Ｎｏ．１０、１１）では成形性が得られず、適当量の塗布（本発明例Ｎｏ．１〜３）により成形性を向上させることができるが、多すぎると（比較例Ｎｏ．１２）かえって溶接性が悪くなる。液体潤滑油の粘度及び塗布量の影響については、固形潤滑剤の塗布による加工性の低下を防止するには適当な粘度及び塗布量が望ましく（本発明例Ｎｏ．２、４、５）、粘度が高すぎたり塗布量が多すぎるのは望ましくない（比較例Ｎｏ．１３、１４）。
【００２９】
【表１】
0003588723.tif 000003
【００３０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、▲１▼固形潤滑剤を塗布することによりアルミニウム合金のプレス成形性が向上し、かつ、スポット溶接が可能になることにより、複雑な形状でも無理なく成形組立加工ができる、▲２▼成形性、溶接性の向上によりアルミニウム合金板を鋼板用のラインで加工することができる、▲３▼その結果、アルミニウム合金板の適用範囲が広くなり、アルミ化による自動車の軽量化が達成でき、省エネルギーや排気ガスの低減に効果がある。