(57)【要約】  本開示は、概して、物品のある特定の表面に改善された接合耐久性を有するアルミニウム合金物品を提供する。本開示はまた、かかる材料を、例えば、選択的なエッチング加工を介して作製する方法、ならびにかかる物品を、他のアルミニウム物品などの他の物品に物品を接合することに関与する用途で使用する方法を提供する。本開示はまた、接合されたアルミニウム物品を含む、かかる物品から作製された製造物品を提供する。本開示はまた、不活性なまたは中和された表面を有するアルミニウム合金物品を提供する。本明細書に記載される不活性なまたは中和された表面は、酸化銅を含有する表面によって特徴付けられる。本明細書には、酸化体でアルミニウム合金物品の表面をエッチングすることを含む方法も記載されている。得られたアルミニウム合金物品は、望ましい接合耐久性性質と優れた耐食性を示す。本開示はまた、自動車、輸送、電子機器、および産業用途などにおける、かかる物品の様々な最終使用を提供する。【選択図】図１
2021504572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム合金物品であって、合金元素としてＣｕおよびＭｇを含むアルミニウム合金材料を含み、
前記アルミニウム合金物品が、表面下部分およびバルク部分を備え、
前記表面下部分中のＣｕ対Ｍｇの原子濃度比が、約０．２〜約５．０である、アルミニウム合金物品。
【請求項２】
前記アルミニウム合金材料が、５ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、６ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、または７ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金を含む、請求項１に記載のアルミニウム合金物品。
【請求項３】
前記アルミニウム合金材料が、
０．２〜１．４重量％のＳｉ、
０．４〜５．０重量％のＭｇ、
０．０１〜２．０重量％のＣｕ、
０．０５〜０．５０重量％のＦｅ、
最大０．２５重量％のＭｎ、
最大０．２５重量％のＣｒ、
最大０．１５重量％のＺｎ、
最大０．２０重量％のＴｉ、
最大０．０５重量％のＺｒ、
最大０．０５重量％のＰｂ、および
最大０．１５重量％の不純物、を含み、
残部がＡｌである、請求項１に記載のアルミニウム合金物品。
【請求項４】
前記アルミニウム合金材料が、
０．６〜０．９５重量％のＳｉ、
０．５５〜０．７５重量％のＭｇ、
０．０５〜０．６０重量％のＣｕ、
０．２０〜０．３５重量％のＦｅ、
０．０５〜０．２０重量％のＭｎ、
最大０．１５重量％のＣｒ、
最大０．１５重量％のＺｎ、
最大０．１５重量％のＴｉ、
最大０．０５重量％のＺｒ、
最大０．０５重量％のＰｂ、および
最大０．１５重量％の不純物、を含み、
残部がＡｌである、請求項３に記載のアルミニウム合金物品。
【請求項５】
最大０．１０重量％の、Ｎｉ、Ｓｃ、Ｓｎ、Ｂｅ、Ｍｏ、Ｌｉ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｎｂ、Ｂ、Ｃｏ、Ｓｒ、Ｖ、Ｉｎ、Ｈｆ、Ａｇ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、およびＬｕからなる群から選択される１種以上の元素をさらに含む、請求項３または４に記載のアルミニウム合金物品。
【請求項６】
前記アルミニウム合金物品が、圧延アルミニウム合金シェートまたは圧延アルミニウム合金シートであり、前記アルミニウム合金物品が、１５ｍｍ以下、または１４ｍｍ以下、または１３ｍｍ以下、または１２ｍｍ以下、または１１ｍｍ以下、または１０ｍｍ以下、または９ｍｍ以下、または８ｍｍ以下、または７ｍｍ以下、または６ｍｍ以下、または５ｍｍ以下、または４ｍｍ以下、または３ｍｍ以下、または２ｍｍ以下、または１ｍｍ以下、または０．５ｍｍ以下、または０．３ｍｍ以下、または０．１ｍｍ以下の厚さを有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のアルミニウム合金物品。
【請求項７】
前記表面下部分が、前記アルミニウム合金物品の外部表面から最大５μｍの深さまで延在する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のアルミニウム合金物品。
【請求項８】
前記表面下部分の前記アルミニウム合金材料中の前記Ｃｕ対Ｍｇの原子濃度比が、前記バルク部分の前記アルミニウム合金材料中の前記Ｃｕ対Ｍｇの原子濃度比に基づいて、前記バルク部分の前記アルミニウム合金材料中の前記Ｃｕ対Ｍｇの原子濃度比よりも、少なくとも２０％、または少なくとも４０％、または少なくとも６０％、または少なくとも８０％、または少なくとも１００％、または少なくとも１５０％、または少なくとも２００％大きい、請求項１〜７のいずれか一項に記載のアルミニウム合金物品。
【請求項９】
前記表面下部分の前記アルミニウム合金材料中の前記Ｃｕ対Ｍｇの原子濃度比が、未処理のアルミニウム合金材料の表面下部分の前記アルミニウム合金材料中のＣｕ対Ｍｇの原子濃度比よりも、少なくとも２０％、または少なくとも４０％、または少なくとも６０％、または少なくとも８０％、または少なくとも１００％、または少なくとも１５０％、または少なくとも２００％大きい、請求項１〜８のいずれか一項に記載のアルミニウム合金物品。
【請求項１０】
前記表面下部分の前記アルミニウム合金材料中の前記Ｃｕ対Ｍｇの原子濃度比が、０．２〜４．５、または０．２〜４．０、または０．２〜３．５、または０．２〜３．０、または０．２〜２．５、または０．２〜２．０、または０．２〜１．５、または０．２〜１．０、または０．２〜０．５の範囲である、請求項１〜９のいずれか一項に記載のアルミニウム合金物品。
【請求項１１】
表面改質アルミニウム合金物品を作製する方法であって、前記方法が、
表面下部分およびバルク部分を有するアルミニウム合金物品を提供することであって、前記アルミニウム合金物品が、合金元素としてＭｇおよびＣｕを含むアルミニウム合金材料を含む、提供することと、
前記表面下部分の表面を表面改質組成物と接触させることと、を含み、
前記表面下部分中のＣｕ対Ｍｇの原子濃度比が、約０．２〜約５．０である、方法。
【請求項１２】
前記提供することが、
溶融アルミニウム合金を鋳造して、アルミニウム合金鋳造製品を形成することと、
任意選択で、前記アルミニウム合金鋳造製品を均質化して、均質化されたアルミニウム合金鋳造製品を形成することと、
前記均質化されたアルミニウム合金鋳造製品または前記アルミニウム合金鋳造製品を圧延して、圧延アルミニウム合金製品を形成することと、
前記圧延アルミニウム合金製品を溶体化して、前記アルミニウム合金物品を形成することと、を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記アルミニウム合金材料が、
０．２〜１．４重量％のＳｉ、
０．４〜５．０重量％のＭｇ、
０．０１〜２．０重量％のＣｕ、
０．０５〜０．５０重量％のＦｅ、
最大０．２５重量％のＭｎ、
最大０．２５重量％のＣｒ、
最大０．１５重量％のＺｎ、
最大０．２０重量％のＴｉ、
最大０．０５重量％のＺｒ、
最大０．０５重量％のＰｂ、および
最大０．１５重量％の不純物、を含み、
残部がＡｌである、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記アルミニウム合金材料が、
０．６〜０．９５重量％のＳｉ、
０．５５〜０．７５重量％のＭｇ、
０．０５〜０．６０重量％のＣｕ、
０．２０〜０．３５重量％のＦｅ、
０．０５〜０．２０重量％のＭｎ、
最大０．１５重量％のＣｒ、
最大０．１５重量％のＺｎ、
最大０．１５重量％のＴｉ、
最大０．０５重量％のＺｒ、
最大０．０５重量％のＰｂ、および
最大０．１５重量％の不純物、を含み、
残部がＡｌである、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
最大０．１０重量％の、Ｎｉ、Ｓｃ、Ｓｎ、Ｂｅ、Ｍｏ、Ｌｉ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｎｂ、Ｂ、Ｃｏ、Ｓｒ、Ｖ、Ｉｎ、Ｈｆ、Ａｇ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、およびＬｕからなる群から選択される１種以上の元素をさらに含む、請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記アルミニウム合金物品が、１５ｍｍ以下、または１４ｍｍ以下、または１３ｍｍ以下、または１２ｍｍ以下、または１１ｍｍ以下、または１０ｍｍ以下、または９ｍｍ以下、または８ｍｍ以下、または７ｍｍ以下、または６ｍｍ以下、または５ｍｍ以下、または４ｍｍ以下、または３ｍｍ以下、または２ｍｍ以下、または１ｍｍ以下、または０．５ｍｍ以下、または０．３ｍｍ以下、または０．１ｍｍ以下の厚さを有する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記表面下部分が、前記アルミニウム合金物品の外部表面から最大５μｍの深さまで延在する、請求項１１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記表面改質組成物が、１０００ｐｐｍ以下、または５００ｐｐｍ以下、または３００ｐｐｍ以下、または１００ｐｐｍ以下、または５０ｐｐｍ以下、または２５ｐｐｍ以下、または１０ｐｐｍの濃度で強酸化剤を含む、請求項１１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
アルミニウム合金物品であって、請求項１１〜１８のいずれか一項に記載の方法によって形成された前記表面改質アルミニウム合金物品である、アルミニウム合金物品。
【請求項２０】
前記アルミニウム合金物品が、自動車、トラック、トレーラ、列車、鉄道車両、飛行機、これらのいずれかのための本体パネルもしくは部品、橋、パイプライン、パイプ、管材、ボート、船、貯蔵容器、貯蔵タンク、家具、窓、ドア、手すり、機能的もしくは装飾的な建築物、パイプ手すり、電気構成要素、導管、飲料容器、食品容器、またはホイルである、請求項１９に記載のアルミニウム合金物品。
【請求項２１】
表面、表面下部分、およびバルク部分を備えるアルミニウム合金物品であって、前記表面下部分が、酸化銅含有層を含む、アルミニウム合金物品。
【請求項２２】
前記酸化銅含有層が、酸化銅（Ｉ）（すなわち、Ｃｕ２Ｏ）、酸化銅（ＩＩ）（ＣｕＯ）、過酸化銅（ＣｕＯ２）、および酸化銅（ＩＩＩ）（Ｃｕ２Ｏ３）のうちの少なくとも１つを含む、請求項２１に記載のアルミニウム合金物品。
【請求項２３】
前記酸化銅含有層が、約０．５〜約１の銅イオン濃度対元素銅濃度の原子比を含む酸化銅粒子を含む、請求項２１または２２に記載のアルミニウム合金物品。
【請求項２４】
前記表面下部分が、前記アルミニウム合金物品の表面から約５μｍの深さまでの面積を含む、請求項２１〜２３のいずれか一項に記載のアルミニウム合金物品。
【請求項２５】
前記表面下部分が、前記アルミニウム合金物品の前記表面から約２μｍの深さまでの面積を含む、請求項２４に記載のアルミニウム合金物品。
【請求項２６】
アルミニウム合金物品の表面を処理する方法であって、前記方法が、
表面下部分およびバルク部分を有するアルミニウム合金物品を提供することであって、前記表面下部分が、Ｃｕを含む、提供することと、
前記アルミニウム合金物品の表面を、酸化剤を含むエッチング溶液でエッチングすることと、を含む、方法。
【請求項２７】
前記提供するステップが、少なくとも約０．００１重量％のＣｕを含むアルミニウム合金物品を提供することを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記提供するステップが、約０．００１重量％〜約１０重量％のＣｕを含むアルミニウム合金物品を提供することを含む、請求項２６または２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記提供するステップが、１ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、２ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、３ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、４ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、５ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、６ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、７ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、または８ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金を含む、アルミニウム合金物品を提供することを含む、請求項２６〜２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３０】
前記エッチングするステップが、前記表面下部分中に存在する前記Ｃｕの少なくとも一部分を酸化することを含む、請求項２６〜２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
前記エッチングするステップが、前記表面下部分中に存在する前記Ｃｕの少なくとも３０原子％を酸化することを含む、請求項２６〜３０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３２】
前記酸化剤が、硝酸、過塩素酸、クロム酸、過塩素酸アンモニウム、過マンガン酸アンモニウム、過酸化バリウム、塩素酸カルシウム、次亜塩素酸カルシウム、過酸化水素、過酸化マグネシウム、臭素酸カリウム、塩素酸カリウム、過酸化カリウム、塩素酸ナトリウム、亜塩素酸ナトリウム、過塩素酸ナトリウム、過酸化ナトリウム、またはそれらの任意の組み合わせを含む、請求項２６〜３１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３３】
前記エッチング溶液が、１種以上の追加の酸をさらに含む、請求項２６〜３２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３４】
前記１種以上の追加の酸が、リン酸、硫酸、フッ化水素酸、酢酸、および／または塩酸を含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記エッチング溶液が、硝酸、リン酸、および硫酸を含む、請求項２６〜３４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３６】
硝酸、リン酸、および硫酸の体積濃度が、約５体積％〜約３０体積％の硝酸、約０体積％〜約７５体積％のリン酸、および約７体積％〜約２５体積％の硫酸を含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記エッチングするステップにおける前記エッチング溶液が、約９０℃〜約１１０℃の温度に加熱される、請求項２６〜３６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３８】
前記エッチングするステップが、約２秒〜約２分の滞留時間にわたって実施される、請求項２６〜３７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３９】
請求項２６〜３８のいずれか一項に記載の方法に従って調製されたアルミニウム合金物品。
【請求項４０】
前記アルミニウム合金物品が、自動車両の車体部品を含む、請求項３９に記載のアルミニウム合金物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年１２月２１日に出願された米国仮特許出願第６２／６０８，６１８号、および２０１８年１０月５日に出願された同第６２／７４１，６９１号の利益を主張し、それらは、参照によってそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、概して、アルミニウム合金物品およびその表面特徴を提供する。本開示は、物品のある特定の表面に改善された接合耐久性、および耐食性を有するアルミニウム合金物品に関する。本開示はまた、かかる材料を、例えば、選択的なエッチング加工を介して作製する方法、ならびにかかる物品を、他のアルミニウム物品などの他の物品に物品を接合することに関与する用途で使用する方法を提供する。本開示はまた、接合されたアルミニウム物品を含む、かかる物品から作製された製造物品を提供する。本開示はまた、自動車、輸送、電子機器、および産業用途などにおける、かかる物品の様々な最終使用を提供する。
【背景技術】
【０００３】
アルミニウム合金物品は、いくつかの異なる用途、特に、軽量、高い強度、および高い耐久性が望まれる用途での使用に望ましい。例えば、アルミニウム合金は、自動車および他の輸送機器の構造構成要素として、鋼に取って代わりつつある。アルミニウム合金は、一般的に、鋼の約２．８倍密度が低いため、かかる材料を使用することにより、機器の重量が低減され、エネルギー効率の実質的な改善が可能になる。それでも、アルミニウム合金物品の使用は、ある特定の課題をもたらし得る。
【０００４】
１つの特定の課題は、様々なアルミニウム合金物品を一緒に接合して、例えば、車両のフレームまたは他の本体部品などの仕上げられた製造物品を形成することに関する。かかる用途に鋼が使用される場合、様々な個々の物品を、従来の溶接加工によって一緒に接合することができる。しかし、かかる溶接加工は、アルミニウム合金製の物品の接合には必ずしも適切ではない。したがって、かかるアルミニウム合金物品は、多くの場合、接着剤組成物（例えば、エポキシ樹脂）、またはアルミニウム合金物品を他のアルミニウム合金物品もしくは他の材料で作製された物品に接合するのに好適な他の溶接材料を使用して一緒に接合される。それでも、かかるアルミニウム合金物品が、ある特定の市場セグメントで鋼製品と効果的に競合する場合、接合加工は、仕上げられた製造物品の潜在的な寿命にわたって強力で、長期耐久性を示す接合をもたらさなければならない。相手先商標製造会社（ＯＥＭ）は、安全かつ耐久性もある、よりエネルギー効率の高い車両を提供するように、規制当局および消費者からの圧力に直面し続ける。鋼の使用からアルミニウム合金の使用への移行は、この目標を完遂する上で重要な役割を果たす。したがって、接合加工の状況、例えば、エポキシ樹脂と接着接合する状況において使用される際に高い接合耐久性を示すアルミニウム合金物品を開発する必要性が引き続き存在する。
【０００５】
理想的には、アルミニウム合金物品は、強い耐食性も示す。そうでなければ、アルミニウム合金物品は、自動車、輸送、電子機器、および産業用途での使用には適さないであろう。
【発明の概要】
【０００６】
本開示の網羅された実施形態は、この発明の概要ではなく、特許請求の範囲によって定義される。この発明の概要は、本発明の様々な態様の高レベルの概観を提供し、以下の「詳細な説明」の節でさらに説明される概念のいくつかを紹介する。この発明の概要は、特許請求される主題の重要なまたは本質的な特徴を特定することを意図するものではなく、特許請求される主題の範囲を決定するために単独で使用されることも意図していない。主題は、明細書全体、任意のまたはすべての図面、および各請求項の適切な部分を参照することによって理解されるべきである。    
【０００７】
本開示は、改善された接合耐久性を提供する１つ以上の表面を有する新規なアルミニウム合金物品を提供する。本開示はまた、かかるアルミニウム合金物品を作製する方法、および接合された製造物品を含む、かかるアルミニウム合金物品から形成される様々な製造物品を提供する。いくつかの例では、アルミニウム合金物品は、シートの表面が改善された接合耐久性を示すアルミニウム合金シートなどの圧延物品である。
【０００８】
第１の態様では、本開示は、合金元素として、とりわけ、ＣｕおよびＭｇを含むアルミニウム合金物品であって、アルミニウム合金物品が、表面下部分およびバルク部分を備え、表面下部分中のＣｕ対Ｍｇの原子濃度比が、約０．２〜約５．０である、アルミニウム合金物品を提供する。いくつかの例では、圧延アルミニウム合金物品は、アルミニウム合金シートである。かかるシートは、任意の好適な調質度（例えば、Ｏ調質度もしくはＦ調質度、またはＴ１〜Ｔ９調質度の範囲の任意の調質度）および任意の好適なゲージを有し得る。場合によっては、アルミニウム合金物品は、本明細書に提供される５ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、６ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、または７ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金である。
【０００９】
第２の態様では、本開示は、表面改質アルミニウム合金物品を作製する方法であって、本方法が、表面下部分およびバルク部分を有するアルミニウム合金物品を提供することであって、アルミニウム合金物品が、合金元素としてＭｇおよびＣｕを含むアルミニウム合金材料を含む、提供することと、表面下部分の表面を表面改質組成物と接触させることと、を含み、表面下部分中のＣｕ対Ｍｇの原子濃度比は、約０．２〜約５．０である、方法を提供する。
【００１０】
第３の態様では、本開示は、第２の態様またはその任意の実施形態の加工によって作製されたアルミニウム合金物品を提供する。
【００１１】
第４の態様では、本開示は、第１もしくは第３の態様、またはそれらの任意の実施形態のアルミニウム合金物品から構成される、製造物品を提供する。いくつかの実施形態では、製造物品は、圧延アルミニウム合金シートを含む。かかる製造物品の例としては、自動車、トラック、トレーラ、列車、鉄道車両、飛行機、先行のいずれかのための本体パネルもしくは部品、橋、パイプライン、パイプ、管材、ボート、船、貯蔵容器、貯蔵タンク、家具、窓、ドア、手すり、機能的もしくは装飾的な建築物、パイプ手すり、電気構成要素、導管、飲料容器、食品容器、またはホイルが挙げられるが、これらに限定されない。
【００１２】
第５の態様では、本開示は、接合された製造物品であって、第１のアルミニウム合金物品および第２の金属または合金物品を含み、第１のアルミニウム合金物品の表面と第２の金属または合金物品の表面とが一緒に接合され、第１のアルミニウム合金物品および第２の金属または合金物品のうちの一方または両方が、第１もしくは第３の態様、またはそれらの任意の実施形態のアルミニウム合金物品である、接合された製造物品を提供する。いくつかの実施形態では、第１のアルミニウム合金物品の表面と第２の金属または合金物品の表面とは、例えば、エポキシ樹脂などの接着剤組成物を使用する接着接合によって一緒に接合される。
【００１３】
第６の態様では、本開示は、本明細書に記載されるアルミニウム合金物品を、第２の金属または合金物品（例えば、第２のアルミニウム合金物品）に接合する方法であって、本方法が、第１のアルミニウム合金物品と第２の金属または合金物品とを提供することであって、第１のアルミニウム合金物品および第２の金属または合金物品のうちの一方または両方が、第１もしくは第３の態様、またはそれらの任意の実施形態のアルミニウム合金物品である、提供することと、第１のアルミニウム合金物品の表面と第２の金属または合金物品の表面とを接合することと、を含む、方法を提供する。任意選択で、第２の金属または合金物品は、鋼、または炭素複合体などの複合体材料を含む。いくつかの実施形態では、接合は、例えば、エポキシ樹脂などの接着剤組成物との接着接合を含む。
【００１４】
第７の態様において、本明細書に記載されるのは、アルミニウム合金物品であり、アルミニウム合金物品は、表面（例えば、アルミニウム合金の外側表面）、表面下部分（例えば、表面からアルミニウム合金中に約５μｍの深さまで延在する部分）、ならびにバルク部分（例えば、表面および／もしくは表面下ではないアルミニウム合金の任意の残部）を含み、表面下部分は、酸化銅含有層を含む。酸化銅含有層は、酸化銅（Ｉ）（すなわち、Ｃｕ２Ｏ）、酸化銅（ＩＩ）（ＣｕＯ）、過酸化銅（ＣｕＯ２）、および／または酸化銅（ＩＩＩ）（Ｃｕ２Ｏ３）を含む。酸化銅含有層は、約０．５〜約１の銅イオン（例えば、Ｃｕ＋、Ｃｕ２＋、および／またはＣｕ３＋）濃度対元素銅（Ｃｕ０）濃度の原子比を含む酸化銅粒子を含み得る。表面下部分は、アルミニウム合金物品の表面から約５μｍの深さまで（例えば、アルミニウム合金物品の表面から約２μｍの深さまで）の面積を含み得る。
【００１５】
第８の態様において、本明細書に記載されるのは、アルミニウム合金物品の表面を処理する方法である。アルミニウム合金物品の表面を処理する方法は、表面下部分およびバルク部分を有するアルミニウム合金物品を提供することであって、表面下部分が、銅（Ｃｕ）を含む、提供することと、アルミニウム合金物品の表面を、酸化剤を含むエッチング溶液でエッチングすることと、を含み得る。任意選択で、提供するステップは、少なくとも約０．００１重量％のＣｕ（例えば、約０．００１重量％〜約１０重量％のＣｕ）を含むアルミニウム合金物品を提供することを含む。任意選択で、提供するステップは、１ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、２ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、３ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、４ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、５ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、６ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、７ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、または８ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金を含む、アルミニウム合金物品を提供することを含む。
【００１６】
エッチングするステップは、表面下部分中に存在するＣｕの少なくとも一部分を酸化することを含み得る。任意選択で、エッチングするステップは、表面下部分中に存在するＣｕの少なくとも３０原子パーセント（原子％）を酸化することを含む。エッチング溶液の酸化剤は、硝酸、過塩素酸、クロム酸、過塩素酸アンモニウム、過マンガン酸アンモニウム、過酸化バリウム、塩素酸カルシウム、次亜塩素酸カルシウム、過酸化水素、過酸化マグネシウム、臭素酸カリウム、塩素酸カリウム、過酸化カリウム、塩素酸ナトリウム、亜塩素酸ナトリウム、過塩素酸ナトリウム、過酸化ナトリウム、それらの任意の組み合わせ、または任意の好適な酸化剤を含み得る。エッチング溶液は、リン酸、硫酸、フッ化水素酸、酢酸、および／または塩酸などの１種以上の追加の酸をさらに含み得る。任意選択で、エッチング溶液は、硝酸、リン酸、および硫酸を含む。硝酸、リン酸、および硫酸の体積濃度（例えば、体積パーセント、体積％）は、約５体積％〜約３０体積％の硝酸、約０体積％〜約７５体積％のリン酸、および約７体積％〜約２５体積％の硫酸であり得る。いくつかの例では、エッチングするステップにおけるエッチング溶液は、約９０℃〜約１１０℃の温度に加熱される。エッチングするステップは、約２秒〜約２分の滞留時間にわたって実施され得る。
【００１７】
第９の態様において、本明細書に記載されるのは、本明細書に記載される方法に従って調製されたアルミニウム合金物品である。アルミニウム合金物品は、とりわけ、自動車両の本体部品を含み得る。
【００１８】
追加の態様および実施形態は、本明細書に含まれる、詳細な説明、特許請求の範囲、および非限定的な例に記述される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ＸＰＳで記録したときの、Ｂ１、Ｂ２、およびＢ３の最大１２５ｎｍの深さでの試験サンプル中のＭｇの原子濃度を示している。
【図２】ＸＰＳで記録したときの、Ｂ４、Ｂ５、およびＢ６の最大１２５ｎｍの深さでの試験サンプル中のＭｇの原子濃度を示している。
【図３】ＸＰＳで記録したときの、Ｂ１、Ｂ２、およびＢ３の最大１２５ｎｍの深さでの試験サンプル中のＣｕの原子濃度を示している。
【図４】ＸＰＳで記録したときの、Ｂ４、Ｂ５、およびＢ６の最大１２５ｎｍの深さでの試験サンプル中のＣｕの原子濃度を示している。
【図５】各サンプルのＣｕ対Ｍｇの原子濃度比の関数として、各サンプルの平均ＢＤサイクル数のプロットを示している。
【図６Ａ−６Ｂ】本開示のある特定の態様による、様々なアルミニウム合金サンプルの表面のＸ線光電子分光法の分析を示すグラフ（６Ａ）と、スパッタリング後の様々なアルミニウム合金サンプルの表面のＸ線光電子分光法の分析を示すグラフ（６Ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
第１の実施形態では、本開示は、表面付近の新規組成特性、例えば、Ｍｇの部分的除去と連結されたＣｕの有益な濃縮を示す、アルミニウム合金物品を提供する。いくつかの実施形態では、かかる物品は、かかる特徴を欠く物品に関して驚くほど改善された接合耐久性を示し得る。第２の実施形態では、本開示は、表面付近の新規組成特性、例えば、Ｍｇの部分的除去と連結されたＣｕの有益な濃縮を示す、アルミニウム合金物品を提供する。いくつかの実施形態では、かかる物品は、かかる特徴を欠く物品に関して驚くほど改善された接合耐久性を示し得る。
【００２１】
さらに、本開示は、不活性なまたは中和された表面を有するアルミニウム合金物品を提供する。本明細書で使用される場合、不活性な表面とは、電気化学的に改質されていない表面と比較したときに、表面の陽極および／または陰極の性質が低減されるように電気化学的に改質された表面を指す。本明細書に記載される不活性なまたは中和された表面は、本明細書にさらに記載されるように、酸化銅を含有する表面によって特徴付けられる。本明細書には、不活性なまたは中和された表面を有するアルミニウム合金物品を調製する方法も記載されている。本方法は、酸化体でアルミニウム合金物品の表面をエッチングすることを含む。得られたアルミニウム合金物品は、望ましい接合耐久性性質と優れた耐食性を示す。
【００２２】
定義および説明
本明細書で使用される「発明」、「その発明」、「この発明」、および「本発明」という用語は、本特許出願および以下の特許請求の範囲の主題のすべてを広く参照することが意図されている。これらの用語を含む記述は、本明細書に記載される主題を限定するものでもなく、以下の特許請求の意味または範囲を限定するものでもないと理解されるべきである。
【００２３】
この説明では、ＡＡ番号によって特定される合金、および「シリーズ」または「６ｘｘｘ」などの他の関連する記号表示が参照される。アルミニウムおよびその合金の命名および特定に最も一般的に使用される番号記号表示システムの理解に関しては、両方ともＴｈｅ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎによって出版されている、「Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ａｌｌｏｙ  Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｌｉｍｉｔｓ  ｆｏｒ  Ｗｒｏｕｇｈｔ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  ａｎｄ  Ｗｒｏｕｇｈｔ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ａｌｌｏｙｓ」または「Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ  Ｒｅｃｏｒｄ  ｏｆ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  Ａｌｌｏｙ  Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ  Ｌｉｍｉｔｓ  ｆｏｒ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ａｌｌｏｙｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｆｏｒｍ  ｏｆ  Ｃａｓｔｉｎｇｓ  ａｎｄ  Ｉｎｇｏｔ」を参照されたい。
【００２４】
本明細書で使用される場合、「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」または「その（ｔｈｅ）」の意味は、文脈上他に明確に指示されない限り、単数および複数の言及を含む。
【００２５】
本明細書で使用される場合、「プレート」は、概して、１５ｍｍ超の厚さを有する。例えば、プレートは、１５ｍｍ超、２０ｍｍ超、２５ｍｍ超、３０ｍｍ超、３５ｍｍ超、４０ｍｍ超、４５ｍｍ超、５０ｍｍ超、または１００ｍｍ超の厚さを有し得る。
【００２６】
本明細書で使用される場合、「シェート」（シートプレートとも称される）は、概して、４ｍｍ〜１５ｍｍの厚さを有する。例えば、シェートは、４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ、１０ｍｍ、１１ｍｍ、１２ｍｍ、１３ｍｍ、１４ｍｍ、または１５ｍｍの厚さを有し得る。
【００２７】
本明細書で使用される場合、「シート」は、概して、４ｍｍ未満の厚さを有する。例えば、シートは、３ｍｍ以下、２ｍｍ以下、１ｍｍ以下、０．５ｍｍ以下、０．３ｍｍ以下、または０．１ｍｍ以下の厚さを有し得る。
【００２８】
本出願では、合金の調質度または条件について言及する。最も一般的に使用される合金調質度の説明の理解に関しては、「Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ（ＡＮＳＩ）Ｈ３５  ｏｎ  Ａｌｌｏｙ  ａｎｄ  Ｔｅｍｐｅｒ  Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ」を参照されたい。Ｆ条件または調質度は、製造されたままのアルミニウム合金を指す。Ｏ条件または調質度は、アニール処理後のアルミニウム合金を指す。Ｔ１条件または調質度は、熱間加工から冷却し、自然時効させた（例えば、室温で）アルミニウム合金を指す。Ｔ２条件または調質度は、熱間加工から冷却し、冷間加工し、自然時効させたアルミニウム合金を指す。Ｔ３条件または調質度とは、溶体化熱処理（すなわち、溶体化）、冷間加工、および自然時効の後のアルミニウム合金を指す。Ｔ４条件または調質度は、溶体化熱処理およびそれに続く自然時効の後のアルミニウム合金を指す。Ｔ５条件または調質度は、熱間加工から冷却し、人工時効させたアルミニウム合金を指す。Ｔ６条件または調質度は、溶体化熱処理およびそれに続く人工時効（ＡＡ）の後のアルミニウム合金を指す。Ｔ７条件または調質度は、溶体化熱処理後、および次いで安定化されるアルミニウム合金を指す。Ｔ８ｘ条件または調質度は、溶体化熱処理、それに続く冷間加工、およびその後の人工時効の後のアルミニウム合金を指す。Ｔ９条件または調質度は、溶体化熱処理、それに続く人工時効、およびその後の冷間加工の後のアルミニウム合金を指す。
【００２９】
本明細書で開示されるすべての範囲は、任意のエンドポイント、ならびにそれらに包括される任意およびすべての部分範囲を包含すると理解される。例えば、「１〜１０」の記載された範囲は、最小値の１と最大値の１０との間の（ならびにそれらを含む）任意およびすべての部分範囲、すなわち、１以上、例えば、１〜６．１の最小値から始まるすべての部分範囲、および１０以下、例えば、５．５〜１０の最大値で終わるすべての部分範囲を含むと考慮されなければならない。
【００３０】
本明細書で使用される場合、「鋳造製品」、「鋳造金属製品」、「鋳造アルミニウム製品」、「鋳造アルミニウム合金製品」などの用語は、直接チル鋳造（直接チル共鋳造を含む）または半連続鋳造、連続鋳造（例えば、ツインベルト式鋳造機、ツインロール式鋳造機、ブロック鋳造機、または任意の他の連続鋳造機を使用することを含む）、電磁鋳造、ホットトップ鋳造、または任意の他の鋳造方法によって製造された製品を指す。
【００３１】
本明細書で使用される場合、「接合耐久性」とは、接合剤の破壊を開始する環境条件への曝露後のサイクル式の機械的応力に耐えるように、２つの物品を一緒に接合する接合剤の能力を指す。接合耐久性は、接合が失敗するまで、接合された物品に加えられる機械的応力のサイクル数に関して特徴付けられる。
【００３２】
本明細書で使用される場合、「室温」は、約１５℃〜約３０℃、例えば、約１５℃、約１６℃、約１７℃、約１８℃、約１９℃、約２０℃、約２１℃、約２２℃、約２３℃、約２４℃、約２５℃、約２６℃、約２７℃、約２８℃、約２９℃、または約３０℃の温度を含み得る。
【００３３】
様々な例および実施形態では、アルミニウム合金は、それらの元素組成に関して、重量パーセント（重量％）で記載される。別様に指摘されない限り、各合金において、残部はアルミニウムである。いくつかの実施形態では、本明細書で開示される合金は、すべての不純物の合計に対して最大０．１５重量％を有する。
【００３４】
改善された接合耐久性を有するアルミニウム合金物品
アルミニウム合金物品
本明細書では、アルミニウム合金材料を含むアルミニウム合金物品について説明する。いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるアルミニウム合金物品は、１つまたは２つの圧延表面を含む。いくつかのかかる実施形態では、アルミニウム合金物品は、以下でさらに記載されるように、熱間圧延、冷間圧延、またはそれらの任意の組み合わせによって形成され得る圧延アルミニウム合金シートまたはシェートである。任意選択で、アルミニウム合金物品は、圧延アルミニウム合金シートであり得る。アルミニウム合金物品は、表面下部分およびバルク部分を含む。
【００３５】
本明細書で使用される場合、「表面下」という用語は、アルミニウム合金物品の外部表面から物品の内部に最大５μｍ、但し、概してはるかに少ない深さまで延在する、アルミニウム合金物品の部分を指す。例えば、表面下は、外部表面から（および外部表面を含む）合金物品の内部に、０．０１μｍ、０．０５μｍ、０．１０μｍ、０．１５μｍ、０．２０μｍ、０．２５μｍ、０．３μｍ、０．３５μｍ、０．４μｍ、０．４５μｍ、０．５０μｍ、０．５５μｍ、０．６０μｍ、０．６５μｍ、０．７０μｍ、０．７５μｍ、０．８０μｍ、０．８５μｍ、０．９μｍ、０．９５μｍ、１．０μｍ、１．５μｍ、２．０μｍ、２．５μｍ、３．０μｍ、３．５μｍ、４．０μｍ、４．５μｍ、もしくは５．０μｍの深さ、またはそれらの間のいずれかまで延在する、合金の部分を指し得る。いくつかの実施形態では、表面下は、外部表面からアルミニウム合金物品の内部内に１００ｎｍ〜２００ｎｍの範囲の深さまで延在する。いくつかのさらなるかかる実施形態では、表面下は、外部表面からアルミニウム合金物品の内部内に１００ｎｍ、１１０ｎｍ、１２０ｎｍ、１３０ｎｍ、１４０ｎｍ、１５０ｎｍ、１６０ｎｍ、１７０ｎｍ、１８０ｎｍ、１９０ｎｍ、または２００ｎｍの深さまで延在する。表面下部分を除くアルミニウム合金物品の部分（例えば、合金物品の残部）は、本明細書では、アルミニウム合金物品の「バルク」または「バルク部分」と称される。アルミニウム合金のシートまたはシェートなどと共に、２つの圧延表面を有する物品の場合、物品は、２つの表面下部分を、それらの間にバルク部分がある状態で有することができることに留意されたい。
【００３６】
本明細書で使用される場合、「部分」という用語は、クラッド材料の層のように、層を指すと解釈されるべきではない。むしろ、本明細書に開示されるアルミニウム合金物品の圧延表面および表面下部分は、一体構造を有するが、その構造内の表面から異なる深さで合金元素中に異なる組成を有する。
【００３７】
アルミニウム合金物品中のアルミニウム合金材料は、合金元素として、とりわけ、ＣｕおよびＭｇを含む。アルミニウム合金物品の部分内の合金元素の原子濃度は、アルミニウム合金物品内の特定の位置（例えば、深さ）、元素の同一性、ならびにアルミニウム合金物品の調製、加工、および処理の方法に基づいて変化する。原子濃度は、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）を含む、当業者には既知の技術を使用して測定することができる。
【００３８】
例えば、ＣｕおよびＭｇは、アルミニウム合金物品の表面下部分およびバルク部分の両方に存在し得る。アルミニウム合金物品の表面下部分中のＣｕ対Ｍｇの原子濃度比は、概して、約０．１５〜約５．０の範囲の任意の好適な値を有し得る。場合によっては、アルミニウム合金物品の表面下部分中のＣｕ対Ｍｇの原子濃度比は、少なくとも約０．１５、少なくとも約０．１６、少なくとも約０．１７、少なくとも約０．１８、少なくとも約０．１９、少なくとも約０．２０、少なくとも約０．２１、少なくとも約０．２２、少なくとも約０．２３、少なくとも約０．２４、または少なくとも約０．２５である。場合によっては、アルミニウム合金物品の表面下部分中のＣｕ対Ｍｇの原子濃度比は、５．０以下、４．５以下、４．０以下、３．５以下、３．０以下、２．５以下、２．０以下、１．５以下、１．０以下、または０．５以下である。場合によっては、アルミニウム合金物品の表面下部分中のＣｕ対Ｍｇの原子濃度比は、０．２〜５．０、０．２〜４．５、０．２〜４．０、０．２〜３．５、０．２〜３．０、０．２〜２．５、０．２〜２．０、０．２〜１．５、０．２〜１．０、または０．２〜０．５の範囲である。Ｃｕ対Ｍｇの原子濃度比は、表面下部分中のＣｕの原子濃度とＭｇの原子濃度との単純な比をとることによって計算することができ、その濃度は、例えば、上に記載されるＸＰＳを使用して測定される。
【００３９】
本明細書に記載される方法に従って処理された（例えば、エッチングされた）アルミニウム合金物品は、未処理のアルミニウム合金物品の表面下部分中のＣｕ対Ｍｇの原子濃度比とは異なる、表面下部分中のＣｕ対Ｍｇの原子濃度比を有し得る。例えば、処理された（例えば、エッチングされた）アルミニウム合金物品は、未処理の（例えば、エッチングされていない）アルミニウム合金物品の表面下部分中のＣｕ対Ｍｇの原子濃度比よりも高い、表面下部分中のＣｕ対Ｍｇの原子濃度比を有し得る。かかる処理された物品は、未処理の物品の表面下部分と比較して、表面下部分中のＭｇ枯渇を有するものとして特徴付けることができる。
【００４０】
加えて、本明細書に記載されるアルミニウム合金物品は、物品の表面下部分およびバルク部分内でＭｇの分布を変化させることができる。例えば、Ｍｇ濃度は、同じ物品のバルク部分と比較して、特定の物品の表面下部分中でより低くなり得る。他の例では、Ｍｇ濃度は、同じ物品のバルク部分と比較して、特定の物品の表面下部分中でより高くなり得る。さらに他の例では、特定の物品の表面下部分中のＭｇ濃度は、同じ物品のバルク部分中のＭｇ濃度と等しくなり得る。
【００４１】
場合によっては、処理されたアルミニウム合金物品の表面下部分は、未処理の物品の表面下または処理された物品のバルク部分と比較して、より高い濃度のＣｕを有し得る。処理されたアルミニウム合金物品の表面下部分中で、未処理のアルミニウム合金物品の表面下部分と比較して、または同じ処理されたアルミニウム合金物品のバルク部分と比較して、より高いＣｕ濃度を示すかかる物品は、表面下部分中でＣｕ濃縮を有するものとして特徴付けられる。いくつかの実施形態では、本明細書に開示されるアルミニウム合金物品は、Ｍｇ枯渇およびＣｕ濃縮の両方を示す。
【００４２】
加えて、本明細書に記載される処理方法は、処理されたアルミニウム合金物品内のある特定の合金元素の濃度を、バルク部分と比較して、表面下部分中で異ならせることができる。例えば、処理されたアルミニウム合金物品の表面下部分は、処理されたアルミニウム合金物品のバルク部分中のＣｕ対Ｍｇの原子濃度比よりも高い、表面下部分中のＣｕ対Ｍｇの原子濃度比を有し得る。処理されたアルミニウム合金物品の表面下部分中のより高いＣｕ対Ｍｇの原子濃度比は、例えば、アルミニウム合金物品の表面下部分からのＭｇ損失をもたらす処理加工を使用することによって完遂され得る。いくつかの例では、処理されたアルミニウム合金物品の表面下部分は、処理されたアルミニウム合金物品のバルク部分中のＣｕ対Ｍｇの原子濃度比よりも低い、表面下部分中のＣｕ対Ｍｇの原子濃度比を有し得る。
【００４３】
以下の実施例に例示されるように、かかる組成的特徴を示す物品は、ある特定の有益な性質を有する。例えば、Ｍｇ枯渇および／またはＣｕ濃縮を示すアルミニウム合金物品は、改善された接合耐久性を有することができ、これは、かかる物品が、物品を他の物品に接合することが望ましい状況で使用するのにより好適であり得ることを意味する。特に、Ｃｕ濃縮は、接合耐久性を驚くほどに改善し得る。したがって、本明細書に記載される方法により、Ｍｇを枯渇させることと連結して、表面付近のＣｕを濃縮することによって、良好な接合耐久性にとって好適な陰極の特質を有するように表面を調整することができる。
【００４４】
上述のように、本明細書に開示される処理方法を使用して、Ｍｇ枯渇を有するアルミニウム合金物品を製造することができる。このＭｇ枯渇は、ＸＰＳを使用して外部表面から異なる深さでＭｇの濃度を計算し、次いで、得られた曲線を積分して、アルミニウム合金物品の表面下部分中およびバルク部分中のＭｇの原子濃度を決定することによって決定され得る。いくつかのかかる実施形態では、処理されたアルミニウム合金物品の表面下部分中のＭｇの原子濃度は、未処理のアルミニウム合金物品の表面下部分中のＭｇの濃度原子よりも、少なくとも５％、少なくとも１０％、少なくとも１５％、少なくとも２０％、または少なくとも２５％低い。
【００４５】
さらに、いくつかの追加の実施形態では、本明細書に開示される処理方法を使用して、Ｃｕ濃縮を有するアルミニウム合金物品を製造することができる。このＣｕ濃縮は、ＸＰＳを使用して外部表面から異なる深さでＣｕの濃度を計算し、次いで、得られた曲線を積分して、アルミニウム合金物品の表面下部分中およびバルク部分中のＣｕの原子濃度を決定することによって決定され得る。いくつかのかかる実施形態では、アルミニウム合金物品の表面下部分中のＣｕの濃度は、（アルミニウム合金物品のバルク部分中のＣｕの原子濃度に基づいて）アルミニウム合金物品のバルク部分中のＣｕの原子濃度より、少なくとも５％、少なくとも１０％、少なくとも１５％、少なくとも２０％、少なくとも４０％、少なくとも６０％、少なくとも８０％、少なくとも１００％、少なくとも１５０％、または少なくとも２００％大きい。この文脈において「より少なくとも１００％大きい」とは、濃度が少なくとも２倍であることを意味し、この文脈において「より少なくとも２００％大きい」とは、濃度が少なくとも３倍であることを意味し、以下も同様であることに留意されたい。
【００４６】
いくつかのさらなる実施形態では、かかる濃度比が上に記載されるように測定される場合、本明細書に記載されるアルミニウム合金物品（例えば、処理されたアルミニウム合金物品）の表面下部分中のＣｕ対Ｍｇの原子濃度比を、アルミニウム合金物品のバルク部分中のＣｕ対Ｍｇの原子濃度比、または未処理のアルミニウム合金物品の表面下部分中のＣｕ対Ｍｇの原子濃度比に対して参照することも有用であり得る。概して、表面下部分がＭｇ枯渇および／またはＣｕ濃縮を受けた場合、Ｃｕ対Ｍｇの原子濃度比は、アルミニウム合金物品のバルク部分中または未処理のアルミニウム合金物品の表面下部分中よりも、アルミニウム合金物品の表面下部分中でより高くなるであろう。いくつかのさらなるかかる実施形態では、表面下部分中のＣｕ対Ｍｇの原子濃度比は、（アルミニウム合金物品のバルク部分中のＣｕ対Ｍｇの原子濃度比に基づいて）ブルク部分中の、または未処理のアルミニウム合金物品の表面下部分中のＣｕ対Ｍｇの原子濃度比より、少なくとも２０％、少なくとも４０％、少なくとも６０％、少なくとも８０％、少なくとも１００％、少なくとも１５０％、または少なくとも２００％大きい。
【００４７】
ある特定の例では、Ｃｕが、金属間粒子（すなわち、２００ｎｍより大きい粒子サイズを有する凝集粒子）として金属内に存在する代わりに、アルミニウム合金材料中に溶解すると、ある特定の表面性質を改善することができる。したがって、ある特定の場合では、表面下部分中のＣｕは、表面下部分が低濃度のＣｕ凝集体を有するような形態で存在することが望ましい。したがって、いくつかの実施形態では、表面下部分中に存在するＣｕの総量に基づいて、表面下部分中に存在するＣｕの１０重量％以下、５重量％以下、３重量％以下、１重量％以下、０．５重量％、または０．１重量％以下は、凝集した形態で（すなわち、２００ｎｍより大きい粒子サイズを有する金属間粒子として）存在する。アルミニウム合金物品は、合金元素としてＣｕおよびＭｇを含む任意の好適なアルミニウム合金から構成され得る。いくつかのかかる実施形態では、アルミニウム合金材料は、５ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、６ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、または７ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金である。かかる実施形態では、アルミニウム合金物品は、ＣｕおよびＭｇが合金中に存在する限り、任意の好適な５ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、６ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、または７ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金を用いることができる。
【００４８】
いくつかの非限定的な例では、５ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金は、ＡＡ５００５、ＡＡ５００５Ａ、ＡＡ５２０５、ＡＡ５００６、ＡＡ５１０６、ＡＡ５０１０、ＡＡ５１１０Ａ、ＡＡ５０１６、ＡＡ５０１７、ＡＡ５０１８、ＡＡ５０１８Ａ、ＡＡ５０１９、ＡＡ５０１９Ａ、ＡＡ５１１９、ＡＡ５１１９Ａ、ＡＡ５０２１、ＡＡ５０２２、ＡＡ５０２３、ＡＡ５０２４、ＡＡ５０２６、ＡＡ５０２７、ＡＡ５０２８、ＡＡ５０４０、ＡＡ５１４０、ＡＡ５０４１、ＡＡ５０４２、ＡＡ５０４３、ＡＡ５０４９、ＡＡ５１４９、ＡＡ５２４９、ＡＡ５３４９、ＡＡ５４４９、ＡＡ５４４９Ａ、ＡＡ５０５０、ＡＡ５０５０Ａ、ＡＡ５０５０Ｃ、ＡＡ５１５０、ＡＡ５０５１、ＡＡ５０５１Ａ、ＡＡ５１５１、ＡＡ５２５１、ＡＡ５２５１Ａ、ＡＡ５３５１、ＡＡ５４５１、ＡＡ５０５２、ＡＡ５２５２、ＡＡ５３５２、ＡＡ５１５４、ＡＡ５１５４Ａ、ＡＡ５１５４Ｂ、ＡＡ５１５４Ｃ、ＡＡ５２５４、ＡＡ５３５４、ＡＡ５４５４、ＡＡ５５５４、ＡＡ５６５４、ＡＡ５６５４Ａ、ＡＡ５７５４、ＡＡ５８５４、ＡＡ５９５４、ＡＡ５０５６、ＡＡ５３５６、ＡＡ５３５６Ａ、ＡＡ５４５６、ＡＡ５４５６Ａ、ＡＡ５４５６Ｂ、ＡＡ５５５６、ＡＡ５５５６Ａ、ＡＡ５５５６Ｂ、ＡＡ５５５６Ｃ、ＡＡ５２５７、ＡＡ５４５７、ＡＡ５５５７、ＡＡ５６５７、ＡＡ５０５８、ＡＡ５０５９、ＡＡ５０７０、ＡＡ５１８０、ＡＡ５１８０Ａ、ＡＡ５０８２、ＡＡ５１８２、ＡＡ５０８３、ＡＡ５１８３、ＡＡ５１８３Ａ、ＡＡ５２８３、ＡＡ５２８３Ａ、ＡＡ５２８３Ｂ、ＡＡ５３８３、ＡＡ５４８３、ＡＡ５０８６、ＡＡ５１８６、ＡＡ５０８７、ＡＡ５１８７、またはＡＡ５０８８を含み得る。
【００４９】
いくつかのさらなる非限定的な例では、６ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金は、ＡＡ６１０１、ＡＡ６１０１Ａ、ＡＡ６１０１Ｂ、ＡＡ６２０１、ＡＡ６２０１Ａ、ＡＡ６４０１、ＡＡ６５０１、ＡＡ６００２、ＡＡ６００３、ＡＡ６１０３、ＡＡ６００５、ＡＡ６００５Ａ、ＡＡ６００５Ｂ、ＡＡ６００５Ｃ、ＡＡ６１０５、ＡＡ６２０５、ＡＡ６３０５、ＡＡ６００６、ＡＡ６１０６、ＡＡ６２０６、ＡＡ６３０６、ＡＡ６００８、ＡＡ６００９、ＡＡ６０１０、ＡＡ６１１０、ＡＡ６１１０Ａ、ＡＡ６０１１、ＡＡ６１１１、ＡＡ６０１２、ＡＡ６０１２Ａ、ＡＡ６０１３、ＡＡ６１１３、ＡＡ６０１４、ＡＡ６０１５、ＡＡ６０１６、ＡＡ６０１６Ａ、ＡＡ６１１６、ＡＡ６０１８、ＡＡ６０１９、ＡＡ６０２０、ＡＡ６０２１、ＡＡ６０２２、ＡＡ６０２３、ＡＡ６０２４、ＡＡ６０２５、ＡＡ６０２６、ＡＡ６０２７、ＡＡ６０２８、ＡＡ６０３１、ＡＡ６０３２、ＡＡ６０３３、ＡＡ６０４０、ＡＡ６０４１、ＡＡ６０４２、ＡＡ６０４３、ＡＡ６１５１、ＡＡ６３５１、ＡＡ６３５１Ａ、ＡＡ６４５１、ＡＡ６９５１、ＡＡ６０５３、ＡＡ６０５５、ＡＡ６０５６、ＡＡ６１５６、ＡＡ６０６０、ＡＡ６１６０、ＡＡ６２６０、ＡＡ６３６０、ＡＡ６４６０、ＡＡ６４６０Ｂ、ＡＡ６５６０、ＡＡ６６６０、ＡＡ６０６１、ＡＡ６０６１Ａ、ＡＡ６２６１、ＡＡ６３６１、ＡＡ６１６２、ＡＡ６２６２、ＡＡ６２６２Ａ、ＡＡ６０６３、ＡＡ６０６３Ａ、ＡＡ６４６３、ＡＡ６４６３Ａ、ＡＡ６７６３、Ａ６９６３、ＡＡ６０６４、ＡＡ６０６４Ａ、ＡＡ６０６５、ＡＡ６０６６、ＡＡ６０６８、ＡＡ６０６９、ＡＡ６０７０、ＡＡ６０８１、ＡＡ６１８１、ＡＡ６１８１Ａ、ＡＡ６０８２、ＡＡ６０８２Ａ、ＡＡ６１８２、ＡＡ６０９１、またはＡＡ６０９２を含み得る。
【００５０】
いくつかの非限定的な例では、７ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金は、ＡＡ７０２０、ＡＡ７０２１、ＡＡ７０３９、ＡＡ７０７２、ＡＡ７０７５、ＡＡ７０８５、ＡＡ７１０８、ＡＡ７１０８Ａ、ＡＡ７０１５、ＡＡ７０１７、ＡＡ７０１８、ＡＡ７０１９、ＡＡ７０１９Ａ、ＡＡ７０２４、ＡＡ７０２５、ＡＡ７０２８、ＡＡ７０３０、ＡＡ７０３１、ＡＡ７０３５、ＡＡ７０３５Ａ、ＡＡ７０４６、ＡＡ７０４６Ａ、ＡＡ７００３、ＡＡ７００４、ＡＡ７００５、ＡＡ７００９、ＡＡ７０１０、ＡＡ７０１１、ＡＡ７０１２、ＡＡ７０１４、ＡＡ７０１６、ＡＡ７１１６、ＡＡ７１２２、ＡＡ７０２３、ＡＡ７０２６、ＡＡ７０２９、ＡＡ７１２９、ＡＡ７２２９、ＡＡ７０３２、ＡＡ７０３３、ＡＡ７０３４、ＡＡ７０３６、ＡＡ７１３６、ＡＡ７０３７、ＡＡ７０４０、ＡＡ７１４０、ＡＡ７０４１、ＡＡ７０４９、ＡＡ７０４９Ａ、ＡＡ７１４９，７２０４、ＡＡ７２４９、ＡＡ７３４９、ＡＡ７４４９、ＡＡ７０５０、ＡＡ７０５０Ａ、ＡＡ７１５０、ＡＡ７２５０、ＡＡ７０５５、ＡＡ７１５５、ＡＡ７２５５、ＡＡ７０５６、ＡＡ７０６０、ＡＡ７０６４、ＡＡ７０６５、ＡＡ７０６８、ＡＡ７１６８、ＡＡ７１７５、ＡＡ７４７５、ＡＡ７０７６、ＡＡ７１７８、ＡＡ７２７８、ＡＡ７２７８Ａ、ＡＡ７０８１、ＡＡ７１８１、ＡＡ７１８５、ＡＡ７０９０、ＡＡ７０９３、ＡＡ７０９５、またはＡＡ７０９９を含み得る。
【００５１】
いくつかの実施形態では、本明細書に開示されるアルミニウム合金物品は、表１に記述される元素組成を有するアルミニウム合金材料から構成される。
【表１】
2021504572.tif 000003
【００５２】
いくつかのかかる実施形態では、アルミニウム合金材料は、表２に記述される元素組成を有する。
【表２】
2021504572.tif 000004
【００５３】
先行の実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、アルミニウム合金材料は、０．２％〜１．４％の量でケイ素（Ｓｉ）を含む。前述の実施形態のいずれかのいくつかのさらなる実施形態では、合金組成物は、０．３％〜１．１％のＳｉ、０．４％〜１．０％のＳｉ、０．４％〜０．９％のＳｉ、０．４％〜０．８％のＳｉ、または０．４％〜０．７％のＳｉを有する。例えば、アルミニウム合金材料は、０．２％、０．３％、０．４％、０．５％、０．６％、０．７％、０．８％、０．９％、１．０％、１．１％、１．２％、１．３％、または１．４％のＳｉを含み得る。すべて重量％で表している。
【００５４】
先行の実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、アルミニウム合金材料は、０．４％〜５．０％の量でマグネシウム（Ｍｇ）を含む。前述の実施形態のいずれかのいくつかのさらなる実施形態では、合金組成物は、０．４％〜４．５％のＭｇ、０．４％〜４．０％のＭｇ、０．５％〜３．５％のＭｇ、０．５％〜３．０％のＭｇ、または０．５％〜２．５％のＭｇを有する。例えば、アルミニウム合金材料は、０．４％、０．５％、０．６％、０．７％、０．８％、０．９％、１．０％、１．１％、１．２％、１．３％、１．４％、１．５％、１．６％、１．７％、１．８％、１．９％、２．０％、２．１％、２．２％、２．３％、２．４％、２．５％、２．６％、２．７％、２．８％、２．９％、３．０％、３．１％、３．２％、３．３％、３．４％、３．５％、３．６％、３．７％、３．８％、３．９％、４．０％、４．１％、４．２％、４．３％、４．４％、４．５％、４．６％、４．７％、４．８％、４．９％、または５．０％のＭｇを含み得る。すべて重量％で表している。
【００５５】
先行の実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、アルミニウム合金材料は、０．０１％〜２．０％の量で銅（Ｃｕ）を含む。前述の実施形態のいずれかのいくつかのさらなる実施形態では、合金組成物は、０．０１％〜１．２％のＣｕ、０．０５％〜１．１％のＣｕ、０．１％〜１．０％のＣｕ、０．１％〜０．９％のＣｕ、または０．１％〜０．８％のＣｕを有する。例えば、アルミニウム合金材料は、０．０１％、０．０３％、０．０５％、０．１％、０．２％、０．３％、０．４％、０．５％、０．６％、０．７％、０．８％、０．９％、１．０％、１．１％、１．２％、１．３％、１．４％、１．５％、１．６％、１．７％、１．８％、１．９％、または２．０％のＣｕを含み得る。すべて重量％で表している。
【００５６】
先行の実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、アルミニウム合金材料は、０．０５％〜０．５％の量で鉄（Ｆｅ）を含む。前述の実施形態のいずれかのいくつかのさらなる実施形態では、合金組成物は、０．１％〜０．４％のＦｅ、または０．１％〜０．３％のＦｅを有する。例えば、アルミニウム合金材料は、０．０５％、０．１％、０．１５％、０．２％、０．２５％、０．３％、０．３５％、０．４％、０．４５％、または０．５％のＦｅを含み得る。すべて重量％で表している。
【００５７】
先行の実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、アルミニウム合金材料は、最大０．２５％の量でマンガン（Ｍｎ）を含む。前述の実施形態のいずれかのいくつかのさらなる実施形態では、合金組成物は、０．０５％〜０．２０％のＭｎ、０．０１％〜０．１０％のＭｎ、または０．０２％〜０．０５％のＭｎを有する。例えば、アルミニウム合金材料は、０．０１％、０．０２％、０．０３％、０．０４％、０．０５％、０．０６％、０．０７％、０．０８％、０．０９％、０．１０％、０．１１％、０．１２％、０．１３％、０．１４％、０．１５％、０．１６％、０．１７％、０．１８％、０．１９％、０．２０％、０．２１％、０．２２％、０．２３％、０．２４％、または０．２５％のＭｎを含み得る。場合によっては、Ｍｎは、合金中に存在しない（すなわち、０％）。すべて重量％で表している。
【００５８】
先行の実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、アルミニウム合金材料は、最大０．２５％、または最大０．１５％の量でクロム（Ｃｒ）を含む。前述の実施形態のいずれかのいくつかのさらなる実施形態では、合金組成物は、０．０１％〜０．１０％のＣｒ、または０．０２％〜０．０５％のＣｒを有する。例えば、アルミニウム合金材料は、０．０１％、０．０２％、０．０３％、０．０４％、０．０５％、０．０６％、０．０７％、０．０８％、０．０９％、０．１０％、０．１１％、０．１２％、０．１３％、０．１４％、０．１５％、０．１６％、０．１７％、０．１８％、０．１９％、０．２０％、０．２１％、０．２２％、０．２３％、０．２４％、または０．２５％のＣｒを含み得る。場合によっては、Ｃｒは合金中に存在しない（すなわち、０％）。すべて重量％で表している。
【００５９】
先行の実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、アルミニウム合金材料は、最大０．１５％の量で亜鉛（Ｚｎ）を含む。前述の実施形態のいずれかのいくつかのさらなる実施形態では、合金組成物は、０．０１％〜０．１０％のＺｎ、または０．０２％〜０．０５％のＺｎを有する。例えば、アルミニウム合金材料は、０．０１％、０．０２％、０．０３％、０．０４％、０．０５％、０．０６％、０．０７％、０．０８％、０．０９％、０．１０％、０．１１％、０．１２％、０．１３％、０．１４％、または０．１５％のＺｎを含み得る。場合によっては、Ｚｎは合金中に存在しない（すなわち、０％）。すべて重量％で表している。
【００６０】
先行の実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、アルミニウム合金材料は、最大０．２０％、または最大０．１５％の量でチタン（Ｔｉ）を含む。前述の実施形態のいずれかのいくつかのさらなる実施形態では、合金組成物は、０．０１％〜０．１０％のＴｉ、または０．０２％〜０．０５％のＴｉを有する。例えば、アルミニウム合金材料は、０．０１％、０．０２％、０．０３％、０．０４％、０．０５％、０．０６％、０．０７％、０．０８％、０．０９％、０．１０％、０．１１％、０．１２％、０．１３％、０．１４％、０．１５％、０．１６％、０．１７％、０．１８％、０．１９％、または０．２０％のＴｉを含み得る。場合によっては、Ｔｉは合金中に存在しない（すなわち、０％）。すべて重量％で表している。
【００６１】
先行の実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、アルミニウム合金材料は、最大０．０５％の量でジルコニウム（Ｚｒ）を含む。前述の実施形態のいずれかのいくつかのさらなる実施形態では、合金組成物は、０．０１％〜０．０５％のＺｒを有する。例えば、アルミニウム合金材料は、０．０１％、０．０２％、０．０３％、０．０４％、または０．０５％のＺｒを含み得る。場合によっては、Ｚｒは、合金中に存在しない（すなわち、０％）。すべて重量％で表している。
【００６２】
先行の実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、アルミニウム合金材料は、最大０．０５％の量で鉛（Ｐｂ）を含む。前述の実施形態のいずれかのいくつかのさらなる実施形態では、合金組成物は、０．０１％〜０．０５％のＰｂを有する。例えば、アルミニウム合金材料は、０．０１％、０．０２％、０．０３％、０．０４％、または０．０５％のＰｂを含み得る。場合によっては、Ｐｂは合金中に存在しない（すなわち、０％）。すべて重量％で表している。
【００６３】
先行の実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、アルミニウム合金材料は、合金の総重量に基づいて、最大０．１０％（例えば、０．０１％〜０．１０％、０．０１％〜０．０５％、または０．０３％〜０．０５％）の量でＳｃ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｂｅ、Ｍｏ、Ｌｉ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｎｂ、Ｂ、Ｃｏ、Ｓｒ、Ｖ、Ｉｎ、Ｈｆ、およびＡｇからなる群から選択される１種以上の元素を含む。例えば、アルミニウム合金材料は、０．０１％、０．０２％、０．０３％、０．０４％、０．０５％、０．０６％、０．０７％、０．０８％、０．０９％、または０．１０％のＳｃ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｂｅ、Ｍｏ、Ｌｉ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｎｂ、Ｂ、Ｃｏ、Ｓｒ、Ｖ、Ｉｎ、Ｈｆ、およびＡｇからなる群から選択される１種以上の元素を含み得る。すべて重量％で表している。
【００６４】
先行の実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、アルミニウム合金材料は、合金の総重量に基づいて、最大０．１０％（例えば、０．０１％〜０．１０％、０．０１％〜０．０５％、または０．０３％〜０．０５％）の量でＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、およびＬｕからなる群から選択される１種以上の元素を含む。例えば、アルミニウム合金材料は、０．０１％、０．０２％、０．０３％、０．０４％、０．０５％、０．０６％、０．０７％、０．０８％、０．０９％、または０．１０％のＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、およびＬｕからなる群から選択される１種以上の元素を含み得る。すべて重量％で表している。
【００６５】
先行の実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、アルミニウム合金材料は、０．１５％以下、０．１４％以下、０．１３％以下、０．１２％以下、０．１１％以下、０．１０％以下、０．０９％以下、０．０８％以下、０．０７％以下、０．０６％以下、０．０５％以下、０．０４％以下、０．０３％以下、０．０２％以下、または０．０１％以下の量で、不純物と称されることもある他の少量の元素を含む。いくつかの実施形態では、これらの不純物としては、Ｇａ、Ｃａ、Ｎａ、またはそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。したがって、いくつかの実施形態では、Ｇａ、Ｃａ、およびＮａからなる群から選択される１種以上の元素は、アルミニウム合金材料中で、０．１５％以下、０．１４％以下、０．１３％以下、０．１２％以下、０．１１％以下、０．１０％以下、０．０９％以下、０．０８％以下、０．０７％以下、０．０６％以下、０．０５％以下、０．０４％以下、０．０３％以下、０．０２％以下、または０．０１％以下の量で存在し得る。すべての不純物の合計は、０．１５％を超えない（例えば、０．１０％）。すべて重量％で表した。合金の残りの割合はアルミニウムである。
【００６６】
先行の実施形態のいずれかのアルミニウム合金材料を含む、本明細書に開示される合金組成物は、主成分として、例えば、合金の少なくとも９５．０％の量でアルミニウム（Ａｌ）を有する。先行の実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、合金組成物は、少なくとも９５．５％のＡｌ、少なくとも９６．０％のＡｌ、少なくとも９６．５％のＡｌ、少なくとも９７．０％のＡｌ、少なくとも９７．５％のＡｌ、または少なくとも９８．０％のＡｌを有する。すべて重量％で表した。
【００６７】
この態様およびその様々な実施形態において、アルミニウム合金物品の特徴は、記述される特徴を取得する任意の手段によって必ずしも限定されない。そうであっても、先行の態様は、本明細書に記述されるある特定の特徴を有するアルミニウム合金物品を調製するのに好適な方法の様々な実施形態を記述する。
【００６８】
アルミニウム合金物品を調製する方法
ある特定の態様および実施形態では、上に開示されるアルミニウム合金物品は、本明細書に開示される方法の製品である。本明細書に記述されるものの範囲を限定することを意図することなく、本明細書に開示されるアルミニウム合金物品のある特定の性質は、アルミニウム合金物品の調製中のある特定の組成的特徴の形成によって少なくとも部分的に決定される。
【００６９】
少なくとも別の態様では、本開示は、（本明細書では処理されたアルミニウム合金物品とも称される）表面改質アルミニウム合金物品を作製する方法を提供する。本方法は、表面下部分およびバルク部分を有するアルミニウム合金物品を提供するステップであって、アルミニウム合金物品が、合金元素としてＭｇおよびＣｕを含むアルミニウム合金材料を含む、提供するステップと、表面下部分の表面を表面改質組成物と接触させるステップと、を含む。表面下部分中のＣｕ対Ｍｇの原子濃度比は、約０．２〜約５．０である。本方法のいくつかの実施形態では、アルミニウム合金物品は、他のステップの中でも、溶融アルミニウム合金を鋳造して、アルミニウム合金鋳造製品を形成するステップと、アルミニウム合金鋳造製品を均質化して、均質化されたアルミニウム合金鋳造製品を形成するステップと、均質化されたアルミニウム合金製品を圧延して、圧延アルミニウム合金製品を形成するステップと、圧延アルミニウム合金製品を溶体化して、アルミニウム合金物品を形成するステップと、を含む加工によって形成される。かかる加工ステップおよび処理ステップは、以下でさらに詳細に記述される。
【００７０】
さらに、本明細書に開示される方法は、ＭｇおよびＣｕの両方を含むアルミニウム合金材料を使用する。この態様では、上記の態様の様々な実施形態に記述されるアルミニウム合金組成物を含む、任意の好適なかかるアルミニウム合金を使用することができ、その説明は参照により本明細書に組み込まれる。
【００７１】
鋳造
本明細書に開示される方法は、溶融アルミニウム合金を鋳造して、アルミニウム合金鋳造製品を形成するステップを含む。いくつかの実施形態では、合金を、直接チル（ＤＣ）鋳造加工を使用して鋳造して、アルミニウム合金インゴットを形成する。次いで、得られたインゴットをスキャルピングすることができる。次いで、鋳造製品をさらなる加工ステップに供することができる。１つの非限定的な例では、加工方法は、アルミニウム合金インゴットを均質化することと、アルミニウム合金インゴットを熱間圧延してアルミニウム合金ホットバンドを形成することと、を含む。次いで、アルミニウム合金ホットバンドを冷間圧延、溶体化熱処理、および任意選択で、前処理ステップに供することができる。
【００７２】
いくつかの他の実施形態では、合金は、ツインベルト鋳造機、ツインロール鋳造機、またはブロック鋳造機の使用を挙げることができるが、これらに限定されない、連続鋳造（ＣＣ）加工を使用して鋳造される。いくつかの実施形態では、鋳造加工は、ＣＣ加工によって実施されて、ビレット、スラブ、シェート、ストリップなどの形態に鋳造製品を形成する。
【００７３】
先行の実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、溶融合金は、鋳造前に処理され得る。処理は、脱気、インラインフラクシング、および濾過のうちの１つ以上を含み得る。
【００７４】
鋳造製品は、次いで、以下でさらに詳細に記載されるように、さらなる加工ステップに供され得る。いくつかの実施形態では、加工ステップを使用して、アルミニウム合金シートを調製することができる。加工ステップは、当業者に既知であるような改質および技術を使用して、インゴット、ビレット、スラブ、ストリップなどを含むが、これらに限定されない任意の鋳造製品に好適に応用され得る。
【００７５】
均質化
均質化ステップは、本明細書に記載される合金組成物から調製されるアルミニウム合金鋳造製品を加熱して、少なくとも約４５０℃（例えば、少なくとも４５０℃、少なくとも４６０℃、少なくとも４７０℃、少なくとも４８０℃、少なくとも４９０℃、少なくとも５００℃、少なくとも５１０℃、少なくとも５２０℃、少なくとも５３０℃、少なくとも５４０℃、少なくとも５５０℃、少なくとも５６０℃、少なくとも５７０℃、または少なくとも５８０℃）のピーク金属温度（ＰＭＴ）を達成することを含み得る。例えば、鋳造製品を、４５０℃〜６００℃、５００℃〜５９０℃、５２０℃〜５８０℃、５３０℃〜５７５℃、５３５℃〜５７０℃、５４０℃〜５６５℃、５４５℃〜５６０℃、５３０℃〜５６０℃、または５５０℃〜５８０℃の温度に加熱することができる。先行の実施形態のいずれかのいくつかの実施形態では、ＰＭＴへの加熱速度は、１００℃／時間以下、７５℃／時間以下、５０℃／時間以下、４０℃／時間以下、３０℃／時間以下、２５℃／時間以下、２０℃／時間以下、または１５℃／時間以下である。いくつかの他のかかる実施形態では、ＰＭＴへの加熱速度は、１０℃／分〜１００℃／分（例えば、１０℃／分〜９０℃／分、１０℃／分〜７０℃／分、１０℃／分〜６０℃／分、２０℃／分〜９０℃／分、３０℃／分〜８０℃／分、４０℃／分〜７０℃／分、または５０℃／分〜６０℃／分）である。
【００７６】
ほとんどの場合では、次いで、アルミニウム合金鋳造製品を、ある期間にわたって均熱化（すなわち、指摘された温度に保持）してもよい。いくつかの実施形態では、アルミニウム合金鋳造製品を、最大１５時間（例えば、包括的に３０分〜６時間）均熱化してもよい。例えば、いくつかの実施形態では、アルミニウム合金鋳造製品は、少なくとも４５０℃の温度で、３０分間、１時間、２時間、３時間、４時間、５時間、６時間、７時間、８時間、９時間、１０時間、１１時間、１２時間、１３時間、１４時間、１５時間、またはそれらの間の任意の期間にわたって均熱化される。
【００７７】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載される均質化は、２段階の均質化加工で実行され得る。いくつかのかかる実施形態では、均質化加工は、上記の加熱および均熱化ステップを含むことができ、これは、第１の段階と称することができ、さらに第２の段階を含むことができる。均質化加工の第２の段階では、アルミニウム合金鋳造製品の温度は、均質化加工の第１の段階で使用される温度よりも高い温度に上げられる。アルミニウム合金鋳造製品の温度は、例えば、均質化加工の第１の段階中で、アルミニウム合金鋳造製品の温度よりも少なくとも５℃高い温度まで上げられ得る。例えば、アルミニウム合金鋳造製品の温度は、少なくとも４５５℃（例えば、少なくとも４６０℃、少なくとも４６５℃、または少なくとも４７０℃）の温度まで上げられ得る。第２の段階の均質化温度への加熱速度は、５℃／時間以下、３℃／時間以下、または２．５℃／時間以下であり得る。次いで、アルミニウム合金鋳造製品を、第２の段階中にある期間にわたって均熱化してもよい。いくつかの実施形態では、アルミニウム合金鋳造製品を、最大１０時間（例えば、包括的に３０分〜１０時間）均熱化してもよい。例えば、アルミニウム合金鋳造製品を、少なくとも４５５℃の温度で、３０分間、１時間、２時間、３時間、４時間、５時間、６時間、７時間、８時間、９時間、または１０時間均熱化することができる。いくつかの実施形態では、均質化の後、アルミニウム合金鋳造製品を、空気中で室温まで冷却してもよい。
【００７８】
いくつかの実施形態では、均質化は、かかるステップが必要でない場合がある、ある特定の連続鋳造（ＣＣ）方法などで実施されない場合がある。
【００７９】
任意選択の焼入れ
いくつかの実施形態では、特に、鋳造製品が連続鋳造（ＣＣ）によって形成されたいくつかの実施形態では、熱間圧延の前に鋳造製品を焼入れすることができる。いくつかのかかる実施形態では、上で開示される均質化が実施されないことがある。したがって、ＣＣに関与するいくつかの実施形態では、鋳造ステップの後、鋳造製品を焼入れする。焼入れステップでは、鋳造製品を約３００℃以下の温度に冷却することができる。例えば、鋳造製品を、２９０℃以下、２８０℃以下、２７０℃以下、２６０℃以下、２５０℃以下、２４０℃以下、２３０℃以下、２２０℃以下、２１０℃以下、２００℃以下、１９０℃以下、１８０℃以下、１７０℃以下、１６０℃以下、１５０℃以下、１４０℃以下、１３０℃以下、１２０℃以下、１１０℃以下、１００℃以下、９０℃以下、８０℃以下、７０℃以下、６０℃以下、５０℃以下、または４０℃以下（例えば、２５℃）の温度に冷却することができる。焼入れステップは、液体（例えば、水）、気体（例えば、空気）、または別の選択された焼入れ媒体を使用して実施され得る。
【００８０】
熱間圧延
均質化ステップに続いて、１つ以上の熱間圧延パスを実施することができる。ある特定の場合では、アルミニウム合金鋳造製品は、２５０℃〜５５０℃（例えば、３００℃〜５００℃、または３５０℃〜４５０℃）の範囲の温度で置かれ、熱間圧延される。
【００８１】
ある特定の実施形態では、アルミニウム合金鋳造製品は、４ｍｍ〜１５ｍｍ厚ゲージ（例えば、４ｍｍ〜１５ｍｍ厚ゲージ）に熱間圧延され、これはシェートと称される。例えば、アルミニウム合金鋳造製品は、１５ｍｍ厚ゲージ、１４ｍｍ厚ゲージ、１３ｍｍ厚ゲージ、１２ｍｍ厚ゲージ、１１ｍｍ厚ゲージ、１０ｍｍ厚ゲージ、９ｍｍ厚ゲージ、８ｍｍ厚ゲージ、７ｍｍ厚ゲージ、６ｍｍ厚ゲージ、５ｍｍ厚ゲージ、または４ｍｍ厚ゲージに熱間圧延され得る。
【００８２】
ある特定の他の実施形態では、アルミニウム合金鋳造製品は、１５ｍｍ厚を超えるゲージに熱間圧延され得る（例えば、プレート）。例えば、アルミニウム合金鋳造製品は、２５ｍｍ厚ゲージ、２４ｍｍ厚ゲージ、２３ｍｍ厚ゲージ、２２ｍｍ厚ゲージ、２１ｍｍ厚ゲージ、２０ｍｍ厚ゲージ、１９ｍｍ厚ゲージ、１８ｍｍ厚ゲージ、１７ｍｍ厚ゲージ、または１６ｍｍ厚ゲージに熱間圧延され得る。
【００８３】
他の場合では、アルミニウム合金鋳造製品は、４ｍｍ以下のゲージに熱間圧延され得る（すなわち、シート）。いくつかのかかる実施形態では、アルミニウム合金鋳造製品は、１ｍｍ〜４ｍｍ厚ゲージに熱間圧延される。例えば、アルミニウム合金鋳造製品は、４ｍｍ厚ゲージ、３ｍｍ厚ゲージ、２ｍｍ厚ゲージ、または１ｍｍ厚ゲージに熱間圧延され得る。
【００８４】
冷間圧延
熱間圧延に続いて、１つ以上の冷間圧延パスを実施することができる。ある特定の実施形態では、熱間圧延ステップからの圧延製品（例えば、プレート、シェート、またはシート）は、薄いゲージのシェートまたはシートに冷間圧延され得る。いくつかの実施形態では、この薄いゲージのシェートまたはシートは、冷間圧延されて、１．０ｍｍ〜１０．０ｍｍ、または２．０ｍｍ〜８．０ｍｍ、または３．０ｍｍ〜６．０ｍｍ、または４．０ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲の厚さ（すなわち、第１の厚さ）を有する。いくつかの実施形態では、この薄いゲージのシェートまたはシートは、冷間圧延されて、１２．０ｍｍ、１１．９ｍｍ、１１．８ｍｍ、１１．７ｍｍ、１１．６ｍｍ、１１．５ｍｍ、１１．４ｍｍ、１１．３ｍｍ、１１．２ｍｍ、１１．１ｍｍ、１１．０ｍｍ、１０．９ｍｍ、１０．８ｍｍ、１０．７ｍｍ、１０．６ｍｍ、１０．５ｍｍ、１０．４ｍｍ、１０．３ｍｍ、１０．２ｍｍ、１０．１ｍｍ、１０．０ｍｍ、９．９ｍｍ、９．８ｍｍ、９．７ｍｍ、９．６ｍｍ、９．５ｍｍ、９．４ｍｍ、９．３ｍｍ、９．２ｍｍ、９．１ｍｍ、９．０ｍｍ、８．９ｍｍ、８．８ｍｍ、８．７ｍｍ、８．６ｍｍ、８．５ｍｍ、８．４ｍｍ、８．３ｍｍ、８．２ｍｍ、８．１ｍｍ、８．０ｍｍ、７．９ｍｍ、７．８ｍｍ、７．７ｍｍ、７．６ｍｍ、７．５ｍｍ、７．４ｍｍ、７．３ｍｍ、７．２ｍｍ、７．１ｍｍ、７．０ｍｍ、６．９ｍｍ、６．８ｍｍ、６．７ｍｍ、６．６ｍｍ、６．５ｍｍ、６．４ｍｍ、６．３ｍｍ、６．２ｍｍ、６．１ｍｍ、６．０ｍｍ、５．９ｍｍ、５．８ｍｍ、５．７ｍｍ、５．６ｍｍ、５．５ｍｍ、５．４ｍｍ、５．３ｍｍ、５．２ｍｍ、５．１ｍｍ、５．０ｍｍ、４．９ｍｍ、４．８ｍｍ、４．７ｍｍ、４．６ｍｍ、４．５ｍｍ、４．４ｍｍ、４．３ｍｍ、４．２ｍｍ、４．１ｍｍ、４．０ｍｍ、３．９ｍｍ、３．８ｍｍ、３．７ｍｍ、３．６ｍｍ、３．５ｍｍ、３．４ｍｍ、３．３ｍｍ、３．２ｍｍ、３．１ｍｍ、３．０ｍｍ、２．９ｍｍ、２．８ｍｍ、２．７ｍｍ、２．６ｍｍ、２．５ｍｍ、２．４ｍｍ、２．３ｍｍ、２．２ｍｍ、２．１ｍｍ、２．０ｍｍ、１．９ｍｍ、１．８ｍｍ、１．７ｍｍ、１．６ｍｍ、１．５ｍｍ、１．４ｍｍ、１．３ｍｍ、１．２ｍｍ、１．１ｍｍ、１．０ｍｍ、０．９ｍｍ、０．８ｍｍ、０．７ｍｍ、０．６ｍｍ、０．５ｍｍ、０．４ｍｍ、０．３ｍｍ、０．２ｍｍ、または０．１ｍｍの厚さを有する。
【００８５】
いくつかの実施形態では、１つ以上の冷間圧延パスは、圧延アルミニウム製品の厚さを、少なくとも３０％、少なくとも３５％、少なくとも４０％、少なくとも４５％、少なくとも５０％、少なくとも５５％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、または少なくとも７０％低減させる。いくつかの実施形態では、１つ以上の冷間圧延パスは、鋳造製品を、１０ｍｍ以下、９ｍｍ以下、８ｍｍ以下、７ｍｍ以下、６ｍｍ以下、または５ｍｍ以下の厚さ（すなわち、第１の厚さ）まで低減させる。
【００８６】
溶体化
次いで、冷間圧延コイルを溶体化熱処理ステップで溶体化して、アルミニウム合金物品を形成することができる。溶体化は、巻き戻された最終ゲージのアルミニウム合金を、室温から、４５０℃〜５９０℃（例えば、４７５℃〜５８５℃、５００℃〜５８０℃、５１５℃〜５７５℃、５２５℃〜５７０℃、５３０℃〜５６５℃、５３５℃〜５６０℃、または５４０℃〜５５５℃）の温度に加熱することを含み得る。いくつかの例では、溶体化は、５６０℃以下（例えば、５２０℃〜５６０℃）の温度で実施される。例えば、溶体化は、４５０℃、４５５℃、４６０℃、４６５℃、４７０℃、４７５℃、４８０℃、４８５℃、４９０℃、４９５℃、５００℃、５０５℃、５１０℃、５１５℃、５２０℃、５２５℃、５３０℃、５３５℃、５４０℃、５４５℃、５５０℃、５５５℃、または５６０℃の温度で実施され得る。
【００８７】
最終ゲージのアルミニウム合金を、ある期間にわたって溶体化温度で均熱化することができる。ある特定の態様では、最終ゲージのアルミニウム合金を、最大約５時間（例えば、包括的に約１秒〜約５時間）均熱化してもよい。例えば、冷間圧延コイルを、１秒、５秒、１０秒、１５秒、２０秒、２５秒、３０秒、３５秒、４０秒、４５秒、５０秒、５５秒、６０秒、６５秒、７０秒、７５秒、８０秒、８５秒、９０秒、９５秒、１００秒、１０５秒、１１０秒、１１５秒、１２０秒、１２５秒、１３０秒、１３５秒、１４０秒、１４５秒、１５０秒、５分、１０分、１５分、２０分、２５分、３０分、３５分、４０分、４５分、５０分、５５分、１時間、２時間、３時間、４時間、５時間、またはそれらの間の任意の時間にわたって、５２５℃〜５９０℃の溶体化温度で均熱化することができる。
【００８８】
いくつかの実施形態では、より短い均熱化の持続時間が望ましい。例えば、冷間圧延コイルを、約３０秒以下（例えば、２５秒以下、２０秒以下、１５秒以下、１０秒以下、５秒以下、または１秒）にわたって均熱化してもよい。
【００８９】
焼入れ
ある特定の態様では、アルミニウム合金物品は、次いで、選択されたゲージに基づく焼入れステップにおいて、５０℃／秒〜４００℃／秒の間で変化し得る焼入れ速度で、約３０℃の温度まで冷却される。例えば、焼入れ速度は、５０℃／秒〜３７５℃／秒、６０℃／秒〜３７５℃／秒、７０℃／秒〜３５０℃／秒、８０℃／秒〜３２５℃／秒、９０℃／秒〜３００℃／秒、１００℃／秒〜２７５℃／秒、１２５℃／秒〜２５０℃／秒、１５０℃／秒〜２２５℃／秒、または１７５℃／秒〜２００℃／秒であり得る。
【００９０】
焼入れステップでは、アルミニウム合金物品は、液体（例えば、水）および／もしくは気体、または別の選択された焼入れ媒体で焼入れされる。ある特定の態様では、アルミニウム合金物品を空気焼入れすることができる。アルミニウム合金物品は、任意選択で、以下でさらに記載されるように、ある特定の処理ステップを受けることができる。
【００９１】
表面改質
本明細書で開示される方法は、圧延表面を処理して、処理されたアルミニウム合金物品を形成するステップ（複数可）を含み、本処理は、圧延表面を処理組成物と接触させることを含む。概して、本明細書に記述される表面処理加工は、上に記載されるように、アルミニウム合金物品のＭｇ枯渇および／またはＣｕ濃縮においてある役割を果たす。
【００９２】
本方法の処理および他のステップに関して、「表面下部分」および「バルク部分」が参照される。これらの用語は、任意の実施形態およびそれらの実施形態の組み合わせを含む、アルミニウム合金物品に関する態様の説明の中で上に記述されるのと同じ意味を有し、この説明は、参照により本方法のこの議論に組み込まれる。
【００９３】
いくつかの実施形態では、処理は、アルカリ性清浄化組成物で表面を清浄化することを含む。かかる清浄化は、表面から残留油またはある特定の付着酸化物（例えば、ＭｇＯ）を除去する。いくつかの実施形態では、清浄化組成物は、７．５以上のｐＨを有するアルカリ性溶液である。いくつかのさらなるかかる実施形態では、アルカリ性溶液のｐＨは、約８、約８．５、約９、約９．５、約１０、約１０．５、約１１、約１１．５、約１２、約１２．５、または約１３であり得る。いくつかのかかる実施形態では、アルカリ性剤の濃度は、１％〜１０％（例えば、アルカリ性溶液の体積に基づいて、１％、２％、３％、４％、５％、６％、７％、８％、９％、または１０％）の範囲である。好適なアルカリ性剤としては、例えば、水酸化物（例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウムなど）が挙げられる。アルカリ性溶液は、アニオン性および非イオン性の界面活性剤を含む、１つ以上の界面活性剤をさらに含み得る。いくつかの実施形態では、アルカリ性溶液は、強酸化剤を含まないか、または非常に低い濃度の強酸化剤（例えば、１０００ｐｐｍ以下、５００ｐｐｍ以下、３００ｐｐｍ以下、１００ｐｐｍ以下、５０ｐｐｍ以下、２５ｐｐｍ以下、もしくは１０ｐｐｍ以下の濃度）を有する。アルカリ性洗浄は、例えば、表面から、ＭｇＯの形態でＭｇを除去することができるスプレー衝突を使用して実施され得る。さらに、いくつかの実施形態では、アルカリ性洗浄に続いて、洗浄された表面に、高圧下で水または水性媒体を噴霧することができる。洗浄後噴霧は、アルミニウム合金物品の表面から、酸化Ｍｇを（例えば、ＭｇＯとして）除去するのに役立ち得る。
【００９４】
本明細書に記載される前処理加工は、アルミニウム合金物品の表面をエッチングするステップを含むこともできる。アルミニウム合金物品の表面を、酸エッチング（すなわち、７未満のｐＨを有する酸性溶液を含むエッチング手順）、アルカリエッチング（すなわち、７超のｐＨを有する塩基性溶液を含むエッチング手順）、または中性条件下でのエッチング（すなわち、７のｐＨを有する中性溶液を含むエッチング手順）などの化学エッチングを使用してエッチングすることができる。化学エッチングは、前処理の後続の塗布を受け入れるように、表面を調製する。このステップの間に、Ａｌ酸化物およびＭｇリッチ酸化物（Ｍｇ  ｒｉｃｈ  ｏｘｉｄｅ）など、任意の緩く付着している酸化物、封入された油、または破片を適切に除去することができる。酸エッチングを実施するための例示的な化学物質としては、硫酸、フッ化水素酸、硝酸、リン酸、およびこれらの組み合わせが挙げられる。アルカリエッチングを実施するための例示的な化学物質としては、水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムが挙げられる。酸エッチングステップの後、アルミニウム合金物品の表面を水性または有機溶媒ですすぐことができる。
【００９５】
さらに、いくつかの実施形態では、処理は、加工ごとに先行の実施形態のいずれかに従って、酸エッチングおよびアルカリ性洗浄の両方を実行することを含む。いくつかのかかる実施形態では、酸エッチングがアルカリ性洗浄に先行する。
【００９６】
上述のように、処理ステップ（複数可）は、Ｃｕに対してアルミニウム合金物品の表面部分からＭｇを選択的に除去する。いくつかのかかる実施形態では、処理は、表面部分中のＭｇの原子濃度を、表面部分中に存在するＭｇの初期原子濃度に基づいて、すなわち、少なくとも５％、少なくとも１０％、少なくとも１５％、少なくとも２０％、少なくとも２５％、少なくとも３０％、少なくとも３５％、または少なくとも４０％低減させる。酸化形態のＭｇ、例えば、ＭｇＯがＭｇの原子濃度に寄与することに留意されたい。いくつかのさらなるかかる実施形態では、処理は、表面部分中のＣｕの原子濃度を、表面部分中に存在するＣｕの初期原子濃度に基づいて、すなわち、１０％以下、９％以下、８％以下、７％以下、６％以下、５％以下、４％以下、３％以下、２％以下、または１％以下低減させる。
【００９７】
前処理
次いで、アルミニウム合金物品の表面に前処理を塗布することができる。任意選択で、前処理は、接着促進剤、腐食抑制剤、カップリング剤、抗菌剤、またはそれらの混合物を含み得る。すぐ上に開示される表面塗布加工を、任意の好適な組み合わせで前処理加工と組み合わせて使用することができることに留意されたい。例えば、いくつかの実施形態では、アルミニウム合金物品の表面を酸性エッチング液組成物と接触させ、かつ次いで、接着促進剤などの前処理と接触させる。いくつかの他の実施形態では、アルミニウム合金物品をアルカリ性組成物と接触させた後、水を強力に噴霧し、かつ次いで、接着促進剤などの前処理と接触させる。いくつかのさらなる実施形態では、アルミニウム合金物品の表面を酸性エッチング液組成物と接触させ、かつ次いで、アルカリ性組成物と接触させた後、水を強力に噴霧し、かつ次いで、接着促進剤などの前処理と接触させる。いくつかの他の実施形態では、アルミニウム合金物品の表面をアルカリ性組成物と接触させた後、水を強力に噴霧し、かつ次いで、酸性エッチング液組成物と接触させ、かつ次いで、接着促進剤などの前処理と接触させる。
【００９８】
前処理後のすすぎおよび乾燥
前処理の塗布後、アルミニウム合金物品の表面は、任意選択で、溶媒（例えば、水性または有機溶媒）ですすぐことができる。すすぎステップの後、アルミニウム合金物品の表面を乾燥させることができる。
【００９９】
仕上げ
処理ステップ（複数可）およびいずれかの任意選択の追加処理に続いて、仕上げ調質度を有するように、アルミニウム合金物品を仕上げることができる。いくつかの実施形態では、仕上げ調質度は、Ｏ調質度、Ｆ調質度、またはＴ１〜Ｔ９の範囲の任意の調質度である。いくつかのさらなるかかる実施形態では、仕上げ調質度は、Ｆ調質度、Ｔ４調質度、Ｔ６調質度、またはＴ８ｘ調質度である。
【０１００】
１つ以上のさらなる態様では、本開示は、上記に、または任意のその実施形態に記述された加工によって形成されるアルミニウム合金物品を提供する。
【０１０１】
製造物品
少なくとも別の態様では、本開示は、前述の態様またはそれらの任意の実施形態のアルミニウム合金物品から構成される、製造物品を提供する。いくつかの実施形態では、製造物品は、圧延アルミニウム合金シートを含む。かかる製造物品の例としては、自動車、トラック、トレーラ、列車、鉄道車両、飛行機、先行のいずれかのための本体パネルもしくは部品、橋、パイプライン、パイプ、管材、ボート、船、貯蔵容器、貯蔵タンク、家具、窓、ドア、手すり、機能的もしくは装飾的な建築物、パイプ手すり、電気構成要素、導管、飲料容器、食品容器、またはホイルが挙げられるが、これらに限定されない。
【０１０２】
いくつかの他の実施形態では、本明細書に開示されるアルミニウム合金物品は、自動車両、航空機、および鉄道用途を含む、自動車用途および／もしくは輸送用途、または他の任意の所望の用途において使用され得る。いくつかの例では、本明細書に開示されるアルミニウム合金物品を使用して、バンパー、サイドビーム、ルーフビーム、クロスビーム、ピラー補強材（例えば、Ａピラー、Ｂピラー、およびＣピラー）、インナーパネル、アウターパネル、サイドパネル、インナーフード、アウターフード、またはトランクリッドパネルなどの自動車両の本体部品製品を調製することができる。本明細書に記載されるアルミニウム合金および方法を航空機または鉄道車両用途に使用して、例えば、外部および内部パネルを調製することもできる。
【０１０３】
いくつかの他の実施形態では、本明細書に開示されるアルミニウム合金物品は、電子機器用途に使用され得る。例えば、本明細書に開示されるアルミニウム合金物品を使用して、携帯電話およびタブレットコンピュータを含む、電子デバイス用のハウジングを調製することもできる。いくつかの例では、合金を使用して、携帯電話（例えば、スマートフォン）の外側ケーシングおよびタブレットボトムシャシ用のハウジングを調製することができる。
【０１０４】
いくつかの他の実施形態では、本明細書に開示されるアルミニウム合金物品は、産業用途に使用され得る。例えば、本明細書に開示されるアルミニウム合金物品を使用して、一般流通市場向けの製品を調製することができる。
【０１０５】
いくつかの他の実施形態では、本明細書に開示されるアルミニウム合金物品は、航空宇宙本体部品として使用され得る。例えば、本明細書に開示されるアルミニウム合金物品を使用して、翼、胴体、補助翼、方向舵、エレベーター、カウリング、またはサポートなどの構造用航空宇宙本体部品を調製することができる。いくつかの他の実施形態では、本明細書に開示されるアルミニウム合金物品を使用して、シートトラック、シートフレーム、パネル、またはヒンジなどの非構造用航空宇宙本体部品を調製することができる。
【０１０６】
接合された製造物品
少なくとも別の態様では、本開示は、接合された製造物品であって、本明細書に開示される第１のアルミニウム合金物品および第２の金属または合金を含み、第１のアルミニウム合金物品の表面と、第２の金属または合金物品の表面とが一緒に接合される、接合された製造物品を提供する。場合によっては、第１のアルミニウム合金物品および第２の金属または合金物品のうちの一方または両方は、第１もしくは第３の態様、またはそれらの任意の実施形態のアルミニウム合金物品である。任意選択で、第２の金属または合金物品は、鋼（例えば、亜鉛メッキ鋼）、または炭素複合体などの複合体材料を含む。いくつかの実施形態では、第１のアルミニウム合金物品の表面と、第２の金属または合金物品の表面とは、例えば、エポキシ樹脂などの接着剤組成物を使用する接着接合によって一緒に接合される。いくつかの他の実施形態では、第１のアルミニウム合金物品の表面と、第２の金属または合金物品の表面とは、例えば、溶接組成物を使用する溶接によって一緒に接合される。
【０１０７】
かかる接合された製造物品の例としては、自動車、トラック、トレーラ、列車、鉄道車両、飛行機、先行のいずれかのための本体パネルもしくは部品、橋、パイプライン、パイプ、管材、ボート、船、貯蔵容器、貯蔵タンク、家具、窓、ドア、手すり、機能的もしくは装飾的な建築物、パイプ手すり、電気構成要素、導管、飲料容器、食品容器、またはホイルが挙げられるが、これらに限定されない。
【０１０８】
いくつかの他の実施形態では、本明細書に開示されるアルミニウム合金物品を、上に記載されるように接合し、自動車両、航空機、および鉄道用途を含む、自動車用途および／もしくは輸送用途、または他の任意の所望の用途において使用することができる。いくつかの例では、本明細書に開示されるアルミニウム合金物品を使用して、バンパー、サイドビーム、ルーフビーム、クロスビーム、ピラー補強材（例えば、Ａピラー、Ｂピラー、およびＣピラー）、インナーパネル、アウターパネル、サイドパネル、インナーフード、アウターフード、またはトランクリッドパネルなどの自動車両の本体部品製品を調製することができる。本明細書に記載されるアルミニウム合金および方法を航空機または鉄道車両用途に使用して、例えば、外部および内部パネルを調製することもできる。
【０１０９】
いくつかの他の実施形態では、本明細書に開示されるアルミニウム合金物品を、上に記載されるように接合し、電子機器用途に使用することができる。例えば、本明細書に開示されるアルミニウム合金物品を使用して、携帯電話およびタブレットコンピュータを含む、電子デバイス用のハウジングを調製することもできる。いくつかの例では、合金を使用して、携帯電話（例えば、スマートフォン）の外側ケーシングおよびタブレットボトムシャシ用のハウジングを調製することができる。
【０１１０】
いくつかの他の実施形態では、本明細書に開示されるアルミニウム合金物品を、上に記載されるように接合し、産業用途に使用することができる。例えば、本明細書に開示されるアルミニウム合金物品を使用して、一般流通市場向けの製品を調製することができる。
【０１１１】
いくつかの他の実施形態では、本明細書に開示されるアルミニウム合金物品を、上に記載されるように接合し、航空宇宙本体部品として使用することができる。例えば、本明細書に開示されるアルミニウム合金物品を使用して、翼、胴体、補助翼、方向舵、エレベーター、カウリング、またはサポートなどの構造用航空宇宙本体部品を調製することができる。いくつかの他の実施形態では、本明細書に開示されるアルミニウム合金物品を使用して、シートトラック、シートフレーム、パネル、またはヒンジなどの非構造用航空宇宙本体部品を調製することができる。
【０１１２】
アルミニウム合金物品を接合する方法
少なくとも別の態様では、本開示は、アルミニウム合金物品を接合する方法であって、本方法が、表面を有する第１のアルミニウム合金物品、および表面を有する第２の金属または合金物品を提供することであって、第１のアルミニウム合金物品および第２の金属または合金物品のうちの一方または両方が、第１もしくは第３の態様、またはそれらの任意の実施形態のアルミニウム合金物品である、提供することと、第１のアルミニウム合金物品の表面と第２の金属または合金物品の表面とを接合することと、を含む、方法を提供する。いくつかの実施形態では、接合は、例えば、エポキシ樹脂などの接着剤組成物との接着接合を含む。いくつかの他の実施形態では、接合は溶接を含む。
【０１１３】
不活性な表面のアルミニウム合金物品
アルミニウム合金物品
本明細書には、優れた接合耐久性および耐食性を含む、所望の表面性質を有するアルミニウム合金物品が記載されている。他の組成的特徴の中でも、本明細書に記載されるアルミニウム合金物品は、アルミニウム合金物品の表面下部分内に酸化銅を含有する。酸化銅は、酸化銅（Ｉ）（すなわち、Ｃｕ２Ｏ）、酸化銅（ＩＩ）（ＣｕＯ）、過酸化銅（ＣｕＯ２）、および／または酸化銅（ＩＩＩ）（Ｃｕ２Ｏ３）として表面下部分内に存在し得る。酸化銅含有層は、約０．５〜約１（例えば、約０．６〜約０．９、または約０．７〜約０．８）の、銅イオン（例えば、Ｃｕ＋、Ｃｕ２＋、および／またはＣｕ３＋）濃度対元素銅（Ｃｕ０）濃度の原子比を含む、酸化銅粒子を含み得る。例えば、酸化銅含有層は、約０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、または１の、銅イオン対元素銅の原子比を有し得る。表面下内の酸化銅は、物品に耐食性を与えるバリア層として作用する。加えて、酸化銅は、物品に不活性なまたは中和された表面を与え、その結果、物品の高い接合耐久性性質をもたらす。
【０１１４】
本明細書で使用される場合、「表面下」という用語は、合金物品の外部表面から合金物品の内部に最大約５μｍの深さまで延在する、アルミニウム合金物品の部分を指す。任意選択で、表面下とは、合金物品の内部に、約０．０１μｍ、約０．０５μｍ、約０．１μｍ、約０．１５μｍ、約０．２μｍ、約０．２５μｍ、約０．３μｍ、約０．３５μｍ、約０．４μｍ、約０．４５μｍ、約０．５μｍ、約０．５５μｍ、約０．６μｍ、約０．６５μｍ、約０．７μｍ、約０．７５μｍ、約０．８μｍ、約０．８５μｍ、約０．９μｍ、約０．９５μｍ、約１．０μｍ、約１．５μｍ、約２．０μｍ、約２．５μｍ、約３．０μｍ、約３．５μｍ、約４．０μｍ、約４．５μｍ、もしくは約５．０μｍの深さ、またはそれらの間のいずれかまで延在する、合金物品の部分を指す。いくつかの例では、表面下は、合金物品の内部内で、表面から約２．０μｍの深さまで延在する。いくつかの態様では、表面下は、合金物品の任意の外部表面から延在し得る。例えば、表面下は、合金物品の第１の側面（例えば、合金シートの頂部表面）、合金物品の第２の側面（例えば、合金シートの底部表面）、合金物品の第３の側面（例えば、合金シートの第１の縁部）、または合金物品の第４の側面（例えば、合金シートの第２の縁部）から延在し得る。表面下部分を除くアルミニウム合金物品の部分（例えば、合金物品の残部）は、本明細書では、合金物品のバルクと称される。
【０１１５】
アルミニウム合金物品は、任意の好適な組成物を有し得る。いくつかの例では、アルミニウム合金物品は、少なくとも約０．００１重量％のＣｕを含む任意のアルミニウム合金から調製され得る。例えば、アルミニウム合金物品は、約０．００１重量％〜約１０重量％（例えば、約０．０１重量％〜約９重量％、約０．０５重量％〜約８重量％、または約０．１重量％〜約８重量％）のＣｕを含むアルミニウム合金から調製され得る。任意選択で、本明細書に記載されるアルミニウム合金物品に使用するためのアルミニウム合金は、約０．００１重量％、０．００２重量％、０．００３重量％、０．００４重量％、０．００５重量％、０．００６重量％、０．００７重量％、０．００８重量％、０．００９重量％、０．０１重量％、０．０２重量％、０．０３重量％、０．０４重量％、０．０５重量％、０．０６重量％、０．０７重量％、０．０８重量％、０．０９重量％、０．１重量％、０．１１重量％、０．１２重量％、０．１３重量％、０．１４重量％、０．１５重量％、０．１６重量％、０．１７重量％、０．１８重量％、０．１９重量％、０．２重量％、０．３重量％、０．４重量％、０．５重量％、０．６重量％、０．７重量％、０．８重量％、０．９重量％、１．０重量％、１．１重量％、１．２重量％、１．３重量％、１．４重量％、１．５重量％、１．６重量％、１．７重量％、１．８重量％、１．９重量％、２．０重量％、２．１重量％、２．２重量％、２．３重量％、２．４重量％、２．５重量％、２．６重量％、２．７重量％、２．８重量％、２．９重量％、３．０重量％、３．１重量％、３．２重量％、３．３重量％、３．４重量％、３．５重量％、３．６重量％、３．７重量％、３．８重量％、３．９重量％、４．０重量％、４．１重量％、４．２重量％、４．３重量％、４．４重量％、４．５重量％、４．６重量％、４．７重量％、４．８重量％、４．９重量％、５．０重量％、５．１重量％、５．２重量％、５．３重量％、５．４重量％、５．５重量％、５．６重量％、５．７重量％、５．８重量％、５．９重量％、６．０重量％、６．１重量％、６．２重量％、６．３重量％、６．４重量％、６．５重量％、６．６重量％、６．７重量％、６．８重量％、６．９重量％、７．０重量％、７．１重量％、７．２重量％、７．３重量％、７．４重量％、７．５重量％、７．６重量％、７．７重量％、７．８重量％、７．９重量％、８．０重量％、８．１重量％、８．２重量％、８．３重量％、８．４重量％、８．５重量％、８．６重量％、８．７重量％、８．８重量％、８．９重量％、９．０重量％、９．１重量％、９．２重量％、９．３重量％、９．４重量％、９．５重量％、９．６重量％、９．７重量％、９．８重量％、９．９重量％、または１０．０重量％の量でＣｕを含む。
【０１１６】
非限定的な例では、アルミニウム合金物品としては、１ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、２ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、３ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、４ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、５ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、６ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、７ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、または８ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金を挙げることができ、Ｃｕは合金元素として添加されるか、またはＣｕは不純物として存在する。
【０１１７】
アルミニウム合金物品として使用するのに好適な１ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金としては、例えば、ＡＡ１０５０、ＡＡ１０６０、ＡＡ１０７０、ＡＡ１１００、ＡＡ１１００Ａ、ＡＡ１２００、ＡＡ１２００Ａ、ＡＡ１３００、ＡＡ１１１０、ＡＡ１１２０、ＡＡ１２３０、ＡＡ１２３０Ａ、ＡＡ１２３５、ＡＡ１４３５、ＡＡ１１４５、ＡＡ１３４５、ＡＡ１４４５、ＡＡ１１５０、ＡＡ１３５０、ＡＡ１３５０Ａ、ＡＡ１４５０、ＡＡ１３７０、ＡＡ１２７５、ＡＡ１１８５、ＡＡ１２８５、ＡＡ１３８５、ＡＡ１１８８、ＡＡ１１９０、ＡＡ１２９０、ＡＡ１１９３、ＡＡ１１９８、およびＡＡ１１９９が挙げられる。
【０１１８】
アルミニウム合金物品として使用するのに好適な２ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金としては、例えば、ＡＡ２００１、Ａ２００２、ＡＡ２００４、ＡＡ２００５、ＡＡ２００６、ＡＡ２００７、ＡＡ２００７Ａ、ＡＡ２００７Ｂ、ＡＡ２００８、ＡＡ２００９、ＡＡ２０１０、ＡＡ２０１１、ＡＡ２０１１Ａ、ＡＡ２１１１、ＡＡ２１１１Ａ、ＡＡ２１１１Ｂ、ＡＡ２０１２、ＡＡ２０１３、ＡＡ２０１４、ＡＡ２０１４Ａ、ＡＡ２２１４、ＡＡ２０１５、ＡＡ２０１６、ＡＡ２０１７、ＡＡ２０１７Ａ、ＡＡ２１１７、ＡＡ２０１８、ＡＡ２２１８、ＡＡ２６１８、ＡＡ２６１８Ａ、ＡＡ２２１９、ＡＡ２３１９、ＡＡ２４１９、ＡＡ２５１９、ＡＡ２０２１、ＡＡ２０２２、ＡＡ２０２３、ＡＡ２０２４、ＡＡ２０２４Ａ、ＡＡ２１２４、ＡＡ２２２４、ＡＡ２２２４Ａ、ＡＡ２３２４、ＡＡ２４２４、ＡＡ２５２４、ＡＡ２６２４、ＡＡ２７２４、ＡＡ２８２４、ＡＡ２０２５、ＡＡ２０２６、ＡＡ２０２７、ＡＡ２０２８、ＡＡ２０２８Ａ、ＡＡ２０２８Ｂ、ＡＡ２０２８Ｃ、ＡＡ２０２９、ＡＡ２０３０、ＡＡ２０３１、ＡＡ２０３２、ＡＡ２０３４、ＡＡ２０３６、ＡＡ２０３７、ＡＡ２０３８、ＡＡ２０３９、ＡＡ２１３９、ＡＡ２０４０、ＡＡ２０４１、ＡＡ２０４４、ＡＡ２０４５、ＡＡ２０５０、ＡＡ２０５５、ＡＡ２０５６、ＡＡ２０６０、ＡＡ２０６５、ＡＡ２０７０、ＡＡ２０７６、ＡＡ２０９０、ＡＡ２０９１、ＡＡ２０９４、ＡＡ２０９５、ＡＡ２１９５、ＡＡ２２９５、ＡＡ２１９６、ＡＡ２２９６、ＡＡ２０９７、ＡＡ２１９７、ＡＡ２２９７、ＡＡ２３９７、ＡＡ２０９８、ＡＡ２１９８、ＡＡ２０９９、およびＡＡ２１９９が挙げられる。
【０１１９】
アルミニウム合金物品として使用するのに好適な３ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金としては、例えば、ＡＡ３００２、ＡＡ３１０２、ＡＡ３００３、ＡＡ３１０３、ＡＡ３１０３Ａ、ＡＡ３１０３Ｂ、ＡＡ３２０３、ＡＡ３４０３、ＡＡ３００４、ＡＡ３００４Ａ、ＡＡ３１０４、ＡＡ３２０４、ＡＡ３３０４、ＡＡ３００５、ＡＡ３００５Ａ、ＡＡ３１０５、ＡＡ３１０５Ａ、ＡＡ３１０５Ｂ、ＡＡ３００７、ＡＡ３１０７、ＡＡ３２０７、ＡＡ３２０７Ａ、ＡＡ３３０７、ＡＡ３００９、ＡＡ３０１０、ＡＡ３１１０、ＡＡ３０１１、ＡＡ３０１２、ＡＡ３０１２Ａ、ＡＡ３０１３、ＡＡ３０１４、ＡＡ３０１５、ＡＡ３０１６、ＡＡ３０１７、ＡＡ３０１９、ＡＡ３０２０、ＡＡ３０２１、ＡＡ３０２５、ＡＡ３０２６、ＡＡ３０３０、ＡＡ３１３０、およびＡＡ３０６５が挙げられる。
【０１２０】
アルミニウム合金物品として使用するのに好適な４ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金としては、例えば、ＡＡ４００４、ＡＡ４１０４、ＡＡ４００６、ＡＡ４００７、ＡＡ４００８、ＡＡ４００９、ＡＡ４０１０、ＡＡ４０１３、ＡＡ４０１４、ＡＡ４０１５、ＡＡ４０１５Ａ、ＡＡ４１１５、ＡＡ４０１６、ＡＡ４０１７、ＡＡ４０１８、ＡＡ４０１９、ＡＡ４０２０、ＡＡ４０２１、ＡＡ４０２６、ＡＡ４０３２、ＡＡ４０４３、ＡＡ４０４３Ａ、ＡＡ４１４３、ＡＡ４３４３、ＡＡ４６４３、ＡＡ４９４３、ＡＡ４０４４、ＡＡ４０４５、ＡＡ４１４５、ＡＡ４１４５Ａ、ＡＡ４０４６、ＡＡ４０４７、ＡＡ４０４７Ａ、およびＡＡ４１４７が挙げられる。
【０１２１】
アルミニウム合金物品として使用するのに好適な５ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金としては、例えば、ＡＡ５１８２、ＡＡ５１８３、ＡＡ５００５、ＡＡ５００５Ａ、ＡＡ５２０５、ＡＡ５３０５、ＡＡ５５０５、ＡＡ５６０５、ＡＡ５００６、ＡＡ５１０６、ＡＡ５０１０、ＡＡ５１１０、ＡＡ５１１０Ａ、ＡＡ５２１０、ＡＡ５３１０、ＡＡ５０１６、ＡＡ５０１７、ＡＡ５０１８、ＡＡ５０１８Ａ、ＡＡ５０１９、ＡＡ５０１９Ａ、ＡＡ５１１９、ＡＡ５１１９Ａ、ＡＡ５０２１、ＡＡ５０２２、ＡＡ５０２３、ＡＡ５０２４、ＡＡ５０２６、ＡＡ５０２７、ＡＡ５０２８、ＡＡ５０４０、ＡＡ５１４０、ＡＡ５０４１、ＡＡ５０４２、ＡＡ５０４３、ＡＡ５０４９、ＡＡ５１４９、ＡＡ５２４９、ＡＡ５３４９、ＡＡ５４４９、ＡＡ５４４９Ａ、ＡＡ５０５０、ＡＡ５０５０Ａ、ＡＡ５０５０Ｃ、ＡＡ５１５０、ＡＡ５０５１、ＡＡ５０５１Ａ、ＡＡ５１５１、ＡＡ５２５１、ＡＡ５２５１Ａ、ＡＡ５３５１、ＡＡ５４５１、ＡＡ５０５２、ＡＡ５２５２、ＡＡ５３５２、ＡＡ５１５４、ＡＡ５１５４Ａ、ＡＡ５１５４Ｂ、ＡＡ５１５４Ｃ、ＡＡ５２５４、ＡＡ５３５４、ＡＡ５４５４、ＡＡ５５５４、ＡＡ５６５４、ＡＡ５６５４Ａ、ＡＡ５７５４、ＡＡ５８５４、ＡＡ５９５４、ＡＡ５０５６、ＡＡ５３５６、ＡＡ５３５６Ａ、ＡＡ５４５６、ＡＡ５４５６Ａ、ＡＡ５４５６Ｂ、ＡＡ５５５６、ＡＡ５５５６Ａ、ＡＡ５５５６Ｂ、ＡＡ５５５６Ｃ、ＡＡ５２５７、ＡＡ５４５７、ＡＡ５５５７、ＡＡ５６５７、ＡＡ５０５８、ＡＡ５０５９、ＡＡ５０７０、ＡＡ５１８０、ＡＡ５１８０Ａ、ＡＡ５０８２、ＡＡ５１８２、ＡＡ５０８３、ＡＡ５１８３、ＡＡ５１８３Ａ、ＡＡ５２８３、ＡＡ５２８３Ａ、ＡＡ５２８３Ｂ、ＡＡ５３８３、ＡＡ５４８３、ＡＡ５０８６、ＡＡ５１８６、ＡＡ５０８７、ＡＡ５１８７、およびＡＡ５０８８が挙げられる。
【０１２２】
アルミニウム合金物品として使用するのに好適な６ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金としては、例えば、ＡＡ６１０１、ＡＡ６１０１Ａ、ＡＡ６１０１Ｂ、ＡＡ６２０１、ＡＡ６２０１Ａ、ＡＡ６４０１、ＡＡ６５０１、ＡＡ６００２、ＡＡ６００３、ＡＡ６１０３、ＡＡ６００５、ＡＡ６００５Ａ、ＡＡ６００５Ｂ、ＡＡ６００５Ｃ、ＡＡ６１０５、ＡＡ６２０５、ＡＡ６３０５、ＡＡ６００６、ＡＡ６１０６、ＡＡ６２０６、ＡＡ６３０６、ＡＡ６００８、ＡＡ６００９、ＡＡ６０１０、ＡＡ６１１０、ＡＡ６１１０Ａ、ＡＡ６０１１、ＡＡ６１１１、ＡＡ６０１２、ＡＡ６０１２Ａ、ＡＡ６０１３、ＡＡ６１１３、ＡＡ６０１４、ＡＡ６０１５、ＡＡ６０１６、ＡＡ６０１６Ａ、ＡＡ６１１６、ＡＡ６０１８、ＡＡ６０１９、ＡＡ６０２０、ＡＡ６０２１、ＡＡ６０２２、ＡＡ６０２３、ＡＡ６０２４、ＡＡ６０２５、ＡＡ６０２６、ＡＡ６０２７、ＡＡ６０２８、ＡＡ６０３１、ＡＡ６０３２、ＡＡ６０３３、ＡＡ６０４０、ＡＡ６０４１、ＡＡ６０４２、ＡＡ６０４３、ＡＡ６１５１、ＡＡ６３５１、ＡＡ６３５１Ａ、ＡＡ６４５１、ＡＡ６９５１、ＡＡ６０５３、ＡＡ６０５５、ＡＡ６０５６、ＡＡ６１５６、ＡＡ６０６０、ＡＡ６１６０、ＡＡ６２６０、ＡＡ６３６０、ＡＡ６４６０、ＡＡ６４６０Ｂ、ＡＡ６５６０、ＡＡ６６６０、ＡＡ６０６１、ＡＡ６０６１Ａ、ＡＡ６２６１、ＡＡ６３６１、ＡＡ６１６２、ＡＡ６２６２、ＡＡ６２６２Ａ、ＡＡ６０６３、ＡＡ６０６３Ａ、ＡＡ６４６３、ＡＡ６４６３Ａ、ＡＡ６７６３、Ａ６９６３、ＡＡ６０６４、ＡＡ６０６４Ａ、ＡＡ６０６５、ＡＡ６０６６、ＡＡ６０６８、ＡＡ６０６９、ＡＡ６０７０、ＡＡ６０８１、ＡＡ６１８１、ＡＡ６１８１Ａ、ＡＡ６０８２、ＡＡ６０８２Ａ、ＡＡ６１８２、ＡＡ６０９１、およびＡＡ６０９２が挙げられる。
【０１２３】
アルミニウム合金物品として使用するのに好適な７ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金としては、例えば、ＡＡ７０１１、ＡＡ７０１９、ＡＡ７０２０、ＡＡ７０２１、ＡＡ７０３９、ＡＡ７０７２、ＡＡ７０７５、ＡＡ７０８５、ＡＡ７１０８、ＡＡ７１０８Ａ、ＡＡ７０１５、ＡＡ７０１７、ＡＡ７０１８、ＡＡ７０１９Ａ、ＡＡ７０２４、ＡＡ７０２５、ＡＡ７０２８、ＡＡ７０３０、ＡＡ７０３１、ＡＡ７０３３、ＡＡ７０３５、ＡＡ７０３５Ａ、ＡＡ７０４６、ＡＡ７０４６Ａ、ＡＡ７００３、ＡＡ７００４、ＡＡ７００５、ＡＡ７００９、ＡＡ７０１０、ＡＡ７０１１、ＡＡ７０１２、ＡＡ７０１４、ＡＡ７０１６、ＡＡ７１１６、ＡＡ７１２２、ＡＡ７０２３、ＡＡ７０２６、ＡＡ７０２９、ＡＡ７１２９、ＡＡ７２２９、ＡＡ７０３２、ＡＡ７０３３、ＡＡ７０３４、ＡＡ７０３６、ＡＡ７１３６、ＡＡ７０３７、ＡＡ７０４０、ＡＡ７１４０、ＡＡ７０４１、ＡＡ７０４９、ＡＡ７０４９Ａ、ＡＡ７１４９、ＡＡ７２４９、ＡＡ７３４９、ＡＡ７４４９、ＡＡ７０５０、ＡＡ７０５０Ａ、ＡＡ７１５０、ＡＡ７２５０、ＡＡ７０５５、ＡＡ７１５５、ＡＡ７２５５、ＡＡ７０５６、ＡＡ７０６０、ＡＡ７０６４、ＡＡ７０６５、ＡＡ７０６８、ＡＡ７１６８、ＡＡ７１７５、ＡＡ７４７５、ＡＡ７０７６、ＡＡ７１７８、ＡＡ７２７８、ＡＡ７２７８Ａ、ＡＡ７０８１、ＡＡ７１８１、ＡＡ７１８５、ＡＡ７０９０、ＡＡ７０９３、ＡＡ７０９５、およびＡＡ７０９９が挙げられる。
【０１２４】
アルミニウム合金物品として使用するのに好適な８ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金としては、例えば、ＡＡ８００５、ＡＡ８００６、ＡＡ８００７、ＡＡ８００８、ＡＡ８０１０、ＡＡ８０１１、ＡＡ８０１１Ａ、ＡＡ８１１１、ＡＡ８２１１、ＡＡ８１１２、ＡＡ８０１４、ＡＡ８０１５、ＡＡ８０１６、ＡＡ８０１７、ＡＡ８０１８、ＡＡ８０１９、ＡＡ８０２１、ＡＡ８０２１Ａ、ＡＡ８０２１Ｂ、ＡＡ８０２２、ＡＡ８０２３、ＡＡ８０２４、ＡＡ８０２５、ＡＡ８０２６、ＡＡ８０３０、ＡＡ８１３０、ＡＡ８０４０、ＡＡ８０５０、ＡＡ８１５０、ＡＡ８０７６、ＡＡ８０７６Ａ、ＡＡ８１７６、ＡＡ８０７７、ＡＡ８１７７、ＡＡ８０７９、ＡＡ８０９０、ＡＡ８０９１、およびＡＡ８０９３が挙げられる。
【０１２５】
本文全体を通じてアルミニウム合金物品が記載されているが、その方法および物品は任意の金属に塗布される。いくつかの例では、金属物品は、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウムベースの材料、チタン、チタンベースの材料、銅、銅ベースの材料、鋼、鋼ベースの材料、青銅、青銅ベースの材料、真鍮、真鍮ベースの材料、複合材料、複合材料に使用されるシート、またはその他の任意の好適な金属もしくは材料の組み合わせである。物品は、モノリシック材料、ならびに圧延接合材料、クラッド材料、複合材料、または他の様々な材料などの非モノリシック材料を含み得る。いくつかの例では、金属物品は、金属コイル、金属ストリップ、金属プレート、金属シート、金属ビレット、金属インゴットなどである。アルミニウム合金物品中に存在するＣｕを、アルミニウム合金物品の表面下部分とバルク部分との間に分布させることができる。いくつかの例では、Ｃｕを、アルミニウム合金物品の表面下部分とバルク部分の間に均等に分布させることができる。他の例では、Ｃｕの大部分（すなわち、５０％超）を、アルミニウム合金物品の表面下部分内に局在化させることができる。さらに他の例では、Ｃｕの大部分を、アルミニウム合金物品のバルク部分内に局在化させることができる。いずれかの部分（すなわち、アルミニウム合金物品の表面下部分であろうと、バルク部分であろうと）では、その部分の中にＣｕを均質的に取り込むか、または変動的に取り込むことができる。本明細書で使用される場合、Ｃｕの存在に関連する「均質的に取り込まれた」とは、Ｃｕがアルミニウム合金物品の表面下部分またはバルク部分内に均一に分布していることを意味する。これらの場合、領域ごとの（すなわち、表面下部分の領域内またはバルク部分の領域内の）Ｃｕの濃度は、平均して、領域にわたって比較的一定である。本明細書で使用される場合、Ｃｕの分布に関連する「比較的一定」とは、アルミニウム合金物品の表面下またはバルクの第１の領域中のＣｕの濃度が、アルミニウム合金物品の表面下またはバルクの第２の領域中のＣｕの濃度から、最大約２０％（例えば、最大約１５％、最大約１０％、最大約５％、または最大約１％）異なり得ることを意味する。
【０１２６】
他の場合、ある領域中のＣｕの濃度は、アルミニウム合金物品の表面下部分またはバルク部分内に変動的に取り込まれている。本明細書で使用される場合、Ｃｕの分布に関連する「変動的に取り込まれた」とは、Ｃｕがアルミニウム合金物品の表面下部分またはバルク部分内に均一に分布していないことを意味する。例えば、より高いＣｕ濃度を、アルミニウム合金物品の表面下の第２部分中（またはアルミニウム合金物品のバルクの第２の部分中）のＣｕ濃度と比較して、アルミニウム合金物品の表面下の第１の部分中（またはアルミニウム合金物品のバルクの第１の部分中）に局在化させることができる。
【０１２７】
上に記載されるように、アルミニウム合金物品の表面下部分中に存在する少なくとも約３０原子％のＣｕが酸化される。例えば、酸化され得る表面下部分中に存在するＣｕの量は、少なくとも約３０原子％、少なくとも約３１原子％少なくとも約３２原子％、少なくとも約３３原子％、少なくとも約３４原子％、少なくとも約３５原子％、少なくとも約３６原子％、少なくとも約３７原子％、少なくとも約３８原子％、少なくとも約３９原子％、少なくとも約４０原子％、少なくとも約４１原子％、少なくとも約４２原子％、少なくとも約４３原子％、少なくとも約４４原子％、少なくとも約４５原子％、少なくとも約４６原子％、少なくとも約４７原子％、少なくとも約４８原子％、少なくとも約４９原子％、少なくとも約５０原子％、少なくとも約５１原子％、少なくとも約５２原子％、少なくとも約５３原子％、少なくとも約５４原子％、少なくとも約５５原子％、少なくとも約５６原子％、少なくとも約５７原子％、少なくとも約５８原子％、少なくとも約５９原子％、少なくとも約６０原子％、少なくとも約６１原子％、少なくとも約６２原子％、少なくとも約６３原子％、少なくとも約６４原子％、少なくとも約６５原子％、少なくとも約６６原子％、少なくとも約６７原子％、少なくとも約６８原子％、少なくとも約６９原子％、少なくとも約７０原子％、少なくとも約７１原子％、少なくとも約７２原子％、少なくとも約７３原子％、少なくとも約７４原子％、少なくとも約７５原子％、少なくとも約７６原子％、少なくとも約７７原子％、少なくとも約７８原子％、少なくとも約７９原子％、少なくとも約８０原子％、少なくとも約８１原子％、少なくとも約８２原子％、少なくとも約８３原子％、少なくとも約８４原子％、少なくとも約８５原子％、少なくとも約８６原子％、少なくとも約８７原子％、少なくとも約８８原子％、少なくとも約８９原子％、少なくとも約９０原子％、少なくとも約９１原子％、少なくとも約９２原子％、少なくとも約９３原子％、少なくとも約９４原子％、少なくとも約９５原子％、少なくとも約９６原子％、少なくとも約９７原子％、少なくとも約９８原子％、少なくとも約９９原子％、または少なくとも約１００原子％である。
【０１２８】
本明細書に記載されるアルミニウム合金物品は、任意の好適なゲージを有し得る。例えば、アルミニウム合金物品は、約０．５ｍｍ〜約５０ｍｍ（例えば、約０．５ｍｍ、約１ｍｍ、約２ｍｍ、約３ｍｍ、約４ｍｍ、約５ｍｍ、約６ｍｍ、約７ｍｍ、約８ｍｍ、約９ｍｍ、約１０ｍｍ、約１５ｍｍ、約２０ｍｍ、約２５ｍｍ、約３０ｍｍ、約３５ｍｍ、約４０ｍｍ、約５０ｍｍ、またはそれらの間のいずれか）のゲージを有する、アルミニウム合金プレート、アルミニウム合金シェート、またはアルミニウム合金シートであり得る。
【０１２９】
合金物品を調製する方法
ある特定の態様では、本明細書に記載されるアルミニウム合金物品を、本明細書に記載される方法を使用して調製することができる。範囲を限定することを意図することなく、アルミニウム合金物品の性質は、物品の調製中にある特定の組成的特徴の形成によって部分的に決定される。例えば、調製の方法は、物品の表面下部分内に酸化銅含有層の形成をもたらす。酸化銅含有層は、物品に不活性な表面品質を与え、その結果、優れた接合耐久性および耐食性をもたらす。
【０１３０】
本明細書に記載される任意の好適な（すなわち、少なくともいくらかの量のＣｕを含有する）アルミニウム合金を、任意の好適な方法によって鋳造して、鋳造物品をもたらすことができる。いくつかの例では、合金を、直接チル（ＤＣ）鋳造加工を使用して鋳造して、アルミニウム合金インゴットを形成することができる。いくつかの例では、合金を、ツインベルト鋳造機、ツインロール鋳造機、またはブロック鋳造機の使用を挙げることができるが、これらに限定されない、連続鋳造（ＣＣ）加工を使用して鋳造して、ビレット、スラップ、シェート、ストリップなどの形成で鋳造物品を形成することができる。次いで、鋳造物品を、物品を調製するために使用される特定のアルミニウム合金シリーズに基づいて、均質化、熱間圧延、冷間圧延、溶体化熱処理、焼入れ、および／または時効を含むが、これらに限定されない、加工ステップに供することができる。加工に続いて、アルミニウム合金物品は、以下でさらに記載されるように、表面調製ステップを受けることがある。
【０１３１】
表面調製
本明細書に記載され、ＤＣ鋳造もしくはＣＣ、または他の方法で鋳造され、続いて加工されるアルミニウム合金物品は、以下に記載される表面調製加工に供され得る。
【０１３２】
清浄化
任意選択で、本明細書に記載される表面調製加工は、クリーナ（本明細書ではエントリークリーナまたはプレクリーナとも称される）を、アルミニウム合金物品の１つ以上の表面に塗布するステップを含む。エントリーリクリーナは、アルミニウム合金物品の表面から、残留油または緩く付着している酸化物を除去する。任意選択で、エントリー清浄化を、７．５以上のｐＨを有するアルカリ性溶液を使用して実施することができる。場合によっては、アルカリ性溶液のｐＨは、約８、約８．５、約９、約９．５、約１０、約１０．５、約１１、約１１．５、約１２、約１２．５、または約１３であり得る。アルカリ性溶液中のアルカリ性剤の濃度は、約１％〜約５％（例えば、アルカリ性溶液の体積に基づいて、約１％、約２％、約３％、約４％、または約５％）であり得る。好適なアルカリ性剤としては、例えば、ケイ酸塩および水酸化物（例えば、水酸化ナトリウム）が挙げられる。アルカリ性溶液は、例えば、アニオン性および非イオン性の界面活性剤を含む、１つ以上の界面活性剤をさらに含み得る。
【０１３３】
エッチング
本明細書に記載される表面調製加工は、アルミニウム合金物品の表面をエッチングするステップを含む。アルミニウム合金物品の表面を、酸エッチング（すなわち、酸性溶液を含むエッチング手順）を使用してエッチングすることができる。エッチングするステップは、アルミニウム合金物品の表面下部分内に存在するＣｕの少なくとも一部分を酸化する。加えて、エッチングするステップは、前処理の後続の塗布を受け入れるように、表面を調製する。このステップの間に、Ａｌ酸化物およびＭｇリッチ酸化物など、任意の緩く付着している酸化物、封入された油、または破片を適切に除去すべきである。
【０１３４】
エッチングするステップは、少なくとも１つの酸化剤を含むエッチング溶液を使用して実施される。エッチングを実施するのに好適な酸化剤としては、とりわけ、例えば、硝酸、過塩素酸、クロム酸、過塩素酸アンモニウム、過マンガン酸アンモニウム、過酸化バリウム、塩素酸カルシウム、次亜塩素酸カルシウム、過酸化水素、過酸化マグネシウム、臭素酸カリウム、塩素酸カリウム、過酸化カリウム、塩素酸ナトリウム、亜塩素酸ナトリウム、過塩素酸ナトリウム、および過酸化ナトリウムが挙げられる。任意選択で、エッチング溶液は、リン酸、硫酸、フッ化水素酸、酢酸、および／または塩酸を含む、１種以上の追加の酸を含み得る。エッチングするステップは、任意の好適な温度で実施され得る。
【０１３５】
エッチング溶液は、任意の好適な手段によって塗布され得る。任意選択で、エッチング溶液を循環させて、新鮮な溶液がシート表面に継続的に曝露されることを確実にすることができる。エッチングの滞留時間は、約２秒〜約２分であり得る。例えば、エッチングの滞留時間は、約２秒、３秒、４秒、５秒、６秒、７秒、８秒、９秒、１０秒、１１秒、１２秒、１３秒、１４秒、１５秒、１６秒、１７秒、１８秒、１９秒、２０秒、約２１秒、約２２秒、約２３秒、約２４秒、約２５秒、約２６秒、約２７秒、約２８秒、約２９秒、約３０秒、約３１秒、約３２秒、約３３秒、約３４秒、約３５秒、約３６秒、約３７秒、約３８秒、約３９秒、約４０秒、約４１秒、約４２秒、約４３秒、約４４秒、約４５秒、約４６秒、約４７秒、約４８秒、約４９秒、約５０秒、約５１秒、約５２秒、約５３秒、約５４秒、約５５秒、約５６秒、約５７秒、約５８秒、約５９秒、約６０秒、約６１秒、約６２秒、約６３秒、約６４秒、約６５秒、約６６秒、約６７秒、約６８秒、約６９秒、約７０秒、約７１秒、約７２秒、約７３秒、約７４秒、約７５秒、約８０秒、約９０秒、約１００秒、約１１０秒、もしくは約１２０秒（すなわち、約２分）、またはそれらの間のいずれかであり得る。
【０１３６】
上述のように、エッチングするステップは、アルミニウム合金物品の表面下内に存在するＣｕの少なくとも一部を酸化する。いくつかの例では、エッチングするステップは、アルミニウム合金物品の表面下内の少なくとも約３０原子％のＣｕを酸化する。例えば、エッチングするステップは、少なくとも約３０重量％のＣｕ、約３５原子％のＣｕ、約４０原子％のＣｕ、約４５原子％のＣｕ、約５０原子％のＣｕ、約５５原子％のＣｕ、約６０原子％のＣｕ、約６５原子％のＣｕ、約７０原子％のＣｕ、約７５原子％のＣｕ、約８０原子％のＣｕ、約８５原子％のＣｕ、約９０原子％のＣｕ、約９５原子％のＣｕ、約１００原子％のＣｕ、またはそれらの間のいずれかを酸化し得る。
【０１３７】
エッチング後のすすぎ
エッチングするステップの後、アルミニウム合金物品の表面を溶媒ですすぐことができる。任意選択で、溶媒を、脱イオン（ＤＩ）水、または逆浸透（ＲＯ）水などの水性溶液とすることができる。すすぐステップは、任意の好適な温度で実施され得る。
【０１３８】
前処理の塗布
任意選択で、次いで、アルミニウム合金物品の表面に前処理を塗布することができる。好適な前処理としては、例えば、接着促進剤および腐食抑制剤が挙げられる。前処理は、当技術分野で既知の任意の好適な温度で、任意の好適な持続時間にわたって塗布することができる。
【０１３９】
前処理の塗布により、アルミニウム合金物品の表面に前処理の薄層が生成される。場合によっては、前処理の塗布後に、アルミニウム合金物品の表面をすすぎ、かつ／または乾燥させることができる。
【０１４０】
使用の方法
本明細書に記載されるアルミニウム合金物品および方法は、商用車両、航空機、もしくは鉄道用途などの自動車、電子機器、輸送用途、またはその他の好適な用途に使用され得る。例えば、アルミニウム合金物品は、強度を得るために、シャシ、クロスメンバ、およびシャシ内構成要素（これらに限定するものではないが、商用車両シャシ内の２つのＣチャンネル間のすべての構成要素を包含する）に使用することができ、高強度鋼の完全なまたは部分的な代替品として機能する。ある特定の例では、アルミニウム合金物品を、Ｆ、Ｏ、Ｔ４、Ｔ６、またはＴ８ｘの調質度で使用することができる。
【０１４１】
ある特定の態様では、アルミニウム合金物品および方法を使用して、自動車両の本体部品物品を調製することができる。例えば、開示されるアルミニウム合金物品および方法を使用して、バンパー、サイドビーム、ルーフビーム、クロスビーム、ピラー補強材（例えば、Ａピラー、Ｂピラー、およびＣピラー）、内部パネル、サイドパネル、フロアパネル、トンネル、構造パネル、補強パネル、インナーフード、またはトランクリッドパネルなど、自動車の本体部品を調製することができる。開示されるアルミニウム合金物品および方法を航空機または鉄道車両の用途に使用して、例えば、外部および内部パネルを調製することもできる。
【０１４２】
本明細書に記載されるアルミニウム合金物品および方法を電子機器用途に使用して、例えば、外部および内部エンケースメントを調製することもできる。例えば、本明細書に記載されるアルミニウム合金物品および方法を使用して、携帯電話およびタブレットコンピュータを含む電子デバイス用のハウジングを調製することもできる。いくつかの例では、アルミニウム合金物品を使用して、携帯電話（例えば、スマートフォン）の外側ケーシングおよびタブレットボトムシャシ用のハウジングを調製することができる。
【０１４３】
ある特定の態様では、アルミニウム合金物品および方法を使用して、航空宇宙車両の本体部品物品を調製することができる。例えば、開示されるアルミニウム合金物品および方法を使用して、スキン合金のような航空機の本体部品を調製することができる。
【０１４４】
例示
例示１は、合金元素としてＣｕおよびＭｇを含むアルミニウム合金材料を含むアルミニウム合金物品であり、アルミニウム合金物品は、表面下部分およびバルク部分を備え、表面下部分中のＣｕ対Ｍｇの原子濃度比は、約０．２〜約５．０である。
【０１４５】
例示２は、いずれかの先行または後続の例示に記載のアルミニウム合金物品であり、アルミニウム合金材料は、５ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、６ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、または７ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金を含む。
【０１４６】
例示３は、いずれかの先行または後続の例示に記載のアルミニウム合金物品であり、アルミニウム合金材料は、０．２〜１．４重量％のＳｉ；０．４〜５．０重量％のＭｇ；０．０１〜２．０重量％のＣｕ；０．０５〜０．５０重量％のＦｅ；最大０．２５重量％のＭｎ；最大０．２５重量％のＣｒ；最大０．１５重量％のＺｎ；最大０．２０重量％のＴｉ；最大０．０５重量％のＺｒ；最大０．０５重量％のＰｂ；および最大０．１５重量％の不純物を含み、残部はＡｌである。
【０１４７】
例示４は、いずれかの先行または後続の例示に記載のアルミニウム合金物品であり、アルミニウム合金材料は、０．６〜０．９５重量％のＳｉ；０．５５〜０．７５重量％のＭｇ；０．０５〜０．６０重量％のＣｕ；０．２０〜０．３５重量％のＦｅ；０．０５〜０．２０重量％のＭｎ；最大０．１５重量％のＣｒ；最大０．１５重量％のＺｎ；最大０．１５重量％のＴｉ；最大０．０５重量％のＺｒ；最大０．０５重量％のＰｂ、および最大０．１５重量％の不純物を含み、残部はＡｌである。
【０１４８】
例示５は、いずれかの先行または後続の例示に記載のアルミニウム合金物品であり、最大０．１０重量％の、Ｎｉ、Ｓｃ、Ｓｎ、Ｂｅ、Ｍｏ、Ｌｉ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｎｂ、Ｂ、Ｃｏ、Ｓｒ、Ｖ、Ｉｎ、Ｈｆ、およびＡｇからなる群から選択される１種以上の元素をさらに含む。
【０１４９】
例示６は、いずれかの先行または後続の例示に記載のアルミニウム合金物品であり、最大０．１０重量％の、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、およびＬｕからなる群から選択される１種以上の元素をさらに含む。
【０１５０】
例示７は、いずれかの先行または後続の例示に記載のアルミニウム合金物品であり、アルミニウム合金物品は、圧延アルミニウム合金シェートまたは圧延アルミニウム合金シートである。
【０１５１】
例示８は、いずれかの先行または後続の例示に記載のアルミニウム合金物品であり、アルミニウム合金物品は、１５ｍｍ以下、または１４ｍｍ以下、または１３ｍｍ以下、または１２ｍｍ以下、または１１ｍｍ以下、または１０ｍｍ以下、または９ｍｍ以下、または８ｍｍ以下、または７ｍｍ以下、または６ｍｍ以下、または５ｍｍ以下、または４ｍｍ以下、または３ｍｍ以下、または２ｍｍ以下、または１ｍｍ以下、または０．５ｍｍ以下、または０．３ｍｍ以下、または０．１ｍｍ以下の厚さを有する。
【０１５２】
例示９は、いずれかの先行または後続の例示に記載のアルミニウム合金物品であり、表面下部分は、アルミニウム合金物品の外部表面から最大５μｍの深さまで延在する。
【０１５３】
例示１０は、いずれかの先行または後続の例示に記載のアルミニウム合金物品であり、表面下部分は、アルミニウム合金物品の外部表面から１００〜２００ｎｍの範囲の深さまで延在する。
【０１５４】
例示１１は、いずれかの先行または後続の例示に記載のアルミニウム合金物品であり、表面下部分のアルミニウム合金材料中のＣｕ対Ｍｇの原子濃度比は、バルク部分のアルミニウム合金材料中のＣｕ対Ｍｇの原子濃度比に基づいて、バルク部分のアルミニウム合金材料中のＣｕ対Ｍｇの原子濃度比よりも、少なくとも２０％、または少なくとも４０％、または少なくとも６０％、または少なくとも８０％、または少なくとも１００％、または少なくとも１５０％、または少なくとも２００％大きい。
【０１５５】
例示１２は、いずれかの先行または後続の例示に記載のアルミニウム合金物品であり、表面下部分のアルミニウム合金材料中のＣｕ対Ｍｇの原子濃度比は、未処理のアルミニウム合金材料の表面下部分のアルミニウム合金材料中のＣｕ対Ｍｇの原子濃度比よりも、少なくとも２０％、または少なくとも４０％、または少なくとも６０％、または少なくとも８０％、または少なくとも１００％、または少なくとも１５０％、または少なくとも２００％大きい。
【０１５６】
例示１３は、いずれかの先行または後続の例示に記載のアルミニウム合金物品であり、表面下部分のアルミニウム合金材料中のＣｕ対Ｍｇの原子濃度比は、０．２〜４．５、または０．２〜４．０、または０．２〜３．５、または０．２〜３．０、または０．２〜２．５、または０．２〜２．０、または０．２〜１．５、または０．２〜１．０、または０．２〜０．５の範囲である。
【０１５７】
例示１４は、いずれかの先行または後続の例示に従って表面改質アルミニウム合金物品を作製する方法であり、本方法は、表面下部分およびバルク部分を有するアルミニウム合金物品を提供することであって、アルミニウム合金物品が、合金元素としてＭｇおよびＣｕを含むアルミニウム合金材料を含む、提供することと、表面下部分の表面を表面改質組成物と接触させることと、を含み、表面下部分中のＣｕ対Ｍｇの原子濃度比は、約０．２〜約５．０である。
【０１５８】
例示１５は、いずれかの先行または後続の例示に記載の方法であり、提供することは、溶融アルミニウム合金を鋳造して、アルミニウム合金鋳造製品を形成することと、任意選択で、アルミニウム合金鋳造製品を均質化して、均質化されたアルミニウム合金鋳造製品を形成することと、均質化されたアルミニウム合金鋳造製品またはアルミニウム合金鋳造製品を圧延して、圧延アルミニウム合金製品を形成することと、圧延アルミニウム合金製品を溶体化して、アルミニウム合金物品を形成することと、を含む。
【０１５９】
例示１６は、いずれかの先行または後続の例示に記載の方法であり、アルミニウム合金材料は、５ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、６ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、または７ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金を含む。
【０１６０】
例示１７は、いずれかの先行または後続の例示に記載の方法であり、アルミニウム合金材料は、０．２〜１．４重量％のＳｉ；０．４〜５．０重量％のＭｇ；０．０１〜２．０重量％のＣｕ；０．０５〜０．５０重量％のＦｅ；最大０．２５重量％のＭｎ；最大０．２５重量％のＣｒ；最大０．１５重量％のＺｎ；最大０．２０重量％のＴｉ；最大０．０５重量％のＺｒ；最大０．０５重量％のＰｂ；および最大０．１５重量％の不純物を含み、残部はＡｌである。
【０１６１】
例示１８は、いずれかの先行または後続の例示に記載の方法であり、アルミニウム合金材料は、０．６〜０．９５重量％のＳｉ；０．５５〜０．７５重量％のＭｇ；０．０５〜０．６０重量％のＣｕ；０．２０〜０．３５重量％のＦｅ；０．０５〜０．２０重量％のＭｎ；最大０．１５重量％のＣｒ；最大０．１５重量％のＺｎ；最大０．１５重量％のＴｉ；最大０．０５重量％のＺｒ；最大０．０５重量％のＰｂ；および最大０．１５重量％の不純物を含み、残部はＡｌである。
【０１６２】
例示１９は、いずれかの先行または後続の例示に記載の方法であり、最大０．１０重量％の、Ｎｉ、Ｓｃ、Ｓｎ、Ｂｅ、Ｍｏ、Ｌｉ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｎｂ、Ｂ、Ｃｏ、Ｓｒ、Ｖ、Ｉｎ、Ｈｆ、およびＡｇからなる群から選択される１種以上の元素をさらに含む。
【０１６３】
例示２０は、いずれかの先行または後続の例示に記載の方法であり、最大０．１０重量％の、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、およびＬｕからなる群から選択される１種以上の元素をさらに含む。
【０１６４】
例示２１は、いずれかの先行または後続の例示に記載の方法であり、鋳造は、直接チル（ＤＣ）鋳造によって実行される。
【０１６５】
例示２２は、いずれかの先行または後続の例示に記載の方法であり、鋳造は、連続鋳造によって実行される。
【０１６６】
例示２３は、いずれかの先行または後続の例示に記載の方法であり、鋳造は、ツインベルト連続鋳造によって実行される。
【０１６７】
例示２４は、いずれかの先行または後続の例示に記載の方法であり、圧延は、熱間圧延、冷間圧延、またはこれらの任意の組み合わせを含む。
【０１６８】
例示２５は、いずれかの先行または後続の例示に記載の方法であり、アルミニウム合金物品は、圧延アルミニウム合金シェートまたは圧延アルミニウム合金シートである。
【０１６９】
例示２６は、いずれかの先行または後続の例示に記載の方法であり、アルミニウム合金物品は、１５ｍｍ以下、または１４ｍｍ以下、または１３ｍｍ以下、または１２ｍｍ以下、または１１ｍｍ以下、または１０ｍｍ以下、または９ｍｍ以下、または８ｍｍ以下、または７ｍｍ以下、または６ｍｍ以下、または５ｍｍ以下、または４ｍｍ以下、または３ｍｍ以下、または２ｍｍ以下、または１ｍｍ以下、または０．５ｍｍ以下、または０．３ｍｍ以下、または０．１ｍｍ以下の厚さを有する。
【０１７０】
例示２７は、いずれかの先行または後続の例示に記載の方法であり、表面下部分は、アルミニウム合金物品の外部表面から最大５μｍの深さまで延在する。
【０１７１】
例示２８は、いずれかの先行または後続の例示に記載の方法であり、表面下部分は、アルミニウム物品の外部表面から１００〜２００ｎｍの範囲の深さまで延在する。
【０１７２】
例示２９は、いずれかの先行または後続の例示に記載の方法であり、表面改質組成物は、１０００ｐｐｍ以下、または５００ｐｐｍ以下、または３００ｐｐｍ以下、または１００ｐｐｍ以下、または５０ｐｐｍ以下、または２５ｐｐｍ以下、または１０ｐｐｍの濃度で強酸化剤を含む。
【０１７３】
例示３０は、いずれかの先行または後続の例示に記載の方法であり、処理組成物は、酸性組成物である。
【０１７４】
例示３１は、いずれかの先行または後続の例示に記載の方法であり、処理組成物は、アルカリ性組成物である。
【０１７５】
例示３２は、いずれかの先行または後続の例示に記載の方法であり、表面改質アルミニウム合金物品を仕上げて、仕上げ調質度を有する仕上げられたアルミニウム合金物品を形成することをさらに含む。
【０１７６】
例示３３は、いずれかの先行または後続の例示に記載の方法であり、仕上げ調質度は、Ｆ調質度、Ｔ４調質度、Ｔ６調質度、およびＴ８ｘ調質度からなる群から選択される。
【０１７７】
例示３４は、アルミニウム合金物品であり、アルミニウム合金物品は、いずれかの先行または後続の例示のいずれか１つに記載の方法によって形成された表面改質アルミニウム合金物品である。
【０１７８】
例示３５は、アルミニウム合金物品であり、アルミニウム合金物品は、いずれかの先行または後続の例示に従って形成された仕上げられたアルミニウム合金物品である。
【０１７９】
例示３６は、アルミニウム合金物品であり、いずれかの先行または後続の例示に記載のアルミニウム合金物品から構成される。
【０１８０】
例示３７は、いずれかの先行または後続の例示に記載のアルミニウム合金物品であり、アルミニウム合金物品は、自動車、トラック、トレーラ、列車、鉄道車両、飛行機、先行のいずれかのための本体パネルもしくは部品、橋、パイプライン、パイプ、管材、ボート、船、貯蔵容器、貯蔵タンク、家具、窓、ドア、手すり、機能的もしくは装飾的な建築物、パイプ手すり、電気構成要素、導管、飲料容器、食品容器、またはホイルである。
【０１８１】
例示３８は、接合された製造物品であって、第１のアルミニウム合金物品および第２の金属または合金物品を含み、第１のアルミニウム合金物品と第２の金属または合金物品とが一緒に接合され、第１のアルミニウム合金物品および第２の金属または合金物品のうちの一方または両方が、いずれかの先行または後続の例示に記載のアルミニウム合金物品である、接合された製造物品。
【０１８２】
例示３９は、いずれかの先行または後続の例示に記載の接合された製造物品であり、第１のアルミニウム合金物品と、第２の金属または合金物品とは、溶接によって一緒に接合される。
【０１８３】
例示４０は、いずれかの先行または後続の例示に記載の接合された製造物品であり、第１のアルミニウム合金物品と、第２の金属または合金物品とは、接着剤組成物によって一緒に接合される。
【０１８４】
例示４１は、いずれかの先行または後続の例示に記載の接合された製造物品であり、接着組成物は、エポキシ樹脂である。
【０１８５】
図４２は、アルミニウム合金物品を接合する方法であり、本方法は、第１のアルミニウム合金物品および第２の金属または合金物品を提供することであって、第１のアルミニウム合金物品および第２の金属または合金物品のうちの一方または両方が、いずれかの先行または後続の例示によるアルミニウム合金物品である、提供することと、第１のアルミニウム合金物品および第２の金属または合金物品を接合することと、を含む。
【０１８６】
例示４３は、いずれかの先行または後続の例示に記載の方法であり、接合することは、溶接を含む。
【０１８７】
例示４４は、いずれかの先行または後続の例示に記載の方法であり、接合することは、接着組成物との接着接合を含む。
【０１８８】
例示４５は、いずれかの先行または後続の例示に記載の方法であり、接着組成物は、エポキシ樹脂である。
【０１８９】
例示４６は、表面、表面下部分、およびバルク部分を含む、いずれかの先行または後続の例示によるアルミニウム合金物品であり、表面下部分は、酸化銅含有層を含む。
【０１９０】
例示４７は、いずれかの先行または後続の例示に記載のアルミニウム合金物品であり、酸化銅含有層は、酸化銅（Ｉ）（すなわち、Ｃｕ２Ｏ）、酸化銅（ＩＩ）（ＣｕＯ）、過酸化銅（ＣｕＯ２）、および酸化銅（ＩＩＩ）（Ｃｕ２Ｏ３）のうちの少なくとも１つを含む。
【０１９１】
例示４８は、いずれかの先行または後続の例示に記載のアルミニウム合金物品であり、酸化銅含有層は、約０．５〜約１の銅イオン濃度対元素銅濃度の原子比を含む酸化銅粒子を含む。
【０１９２】
例示４９は、いずれかの先行または後続の例示に記載のアルミニウム合金物品であり、表面下部分は、アルミニウム合金物品の表面から約５μｍの深さまでの面積を含む。
【０１９３】
例示５０は、いずれかの先行または後続の例示に記載のアルミニウム合金物品であり、表面下部分は、アルミニウム合金物品の表面から約２μｍの深さまでの面積を含む。
【０１９４】
例示５１は、いずれかの先行または後続の例示に従ってアルミニウム合金物品の表面を処理する方法であり、表面下部分およびバルク部分を有するアルミニウム合金物品を提供することであって、表面下部分が、Ｃｕを含む、提供することと、アルミニウム合金物品の表面を、酸化剤を含むエッチング溶液でエッチングすることと、を含む。
【０１９５】
例示５２は、いずれかの先行または後続の例示に記載の方法であり、提供するステップは、少なくとも約０．００１重量％のＣｕを含むアルミニウム合金物品を提供することを含む。
【０１９６】
例示５３は、いずれかの先行または後続の例示に記載の方法であり、提供するステップは、約０．００１重量％〜約１０重量％のＣｕを含むアルミニウム合金物品を提供することを含む。
【０１９７】
例示５４は、いずれかの先行または後続の例示に記載のいずれかの方法であり、提供するステップは、１ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、２ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、３ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、４ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、５ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、６ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、７ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、または８ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金を含む、アルミニウム合金物品を提供することを含む。
【０１９８】
例示５５は、いずれかの先行または後続の例示に記載の方法であり、エッチングするステップは、表面下部分中に存在するＣｕの少なくとも一部分を酸化することを含む。
【０１９９】
例示５６は、いずれかの先行または後続の例示に記載の方法であり、エッチングするステップは、表面下部分中に存在するＣｕの少なくとも３０原子％を酸化することを含む。
【０２００】
例示５７は、いずれかの先行または後続の例示に記載のいずれかの方法であり、酸化剤は、硝酸、過塩素酸、クロム酸、過塩素酸アンモニウム、過マンガン酸アンモニウム、過酸化バリウム、塩素酸カルシウム、次亜塩素酸カルシウム、過酸化水素、過酸化マグネシウム、臭素酸カリウム、塩素酸カリウム、過酸化カリウム、塩素酸ナトリウム、亜塩素酸ナトリウム、過塩素酸ナトリウム、過酸化ナトリウム、またはそれらの任意の組み合わせを含む。
【０２０１】
例示５８は、いずれかの先行または後続の例示に記載の方法であり、エッチング溶液は、１種以上の追加の酸をさらに含む。
【０２０２】
例示５９は、いずれかの先行または後続の例示に記載の方法であり、１種以上の追加の酸は、リン酸、硫酸、フッ化水素酸、酢酸、および／または塩酸を含む。
【０２０３】
例示６０は、いずれかの先行または後続の例示に記載の方法であり、エッチング溶液は、硝酸、リン酸、および硫酸を含む。
【０２０４】
例示６１は、いずれかの先行または後続の例示に記載の方法であり、硝酸、リン酸、および硫酸の体積濃度は、約５体積％〜約３０体積％の硝酸、約０体積％〜約７５体積％のリン酸、および約７体積％〜約２５体積％の硫酸を含む。
【０２０５】
例示６２は、いずれかの先行または後続の例示に記載の方法であり、エッチングするステップにおけるエッチング溶液は、約９０℃〜約１１０℃の温度に加熱される。
【０２０６】
例示６３は、いずれかの先行または後続の例示に記載の方法であり、エッチングするステップは、約２秒〜約２分の滞留時間にわたって実施される。
【０２０７】
例示６４は、いずれかの先行または後続の例示に記載の方法に従って調製された、アルミニウム合金物品である。
【０２０８】
例示６５は、いずれかの先行または後続の例示に記載のアルミニウム合金物品であり、アルミニウム合金物品は、自動車両の車体部品を含む。
【０２０９】
以下の実施例は、同時にそれらのいかなる限定も構成することなく、本開示のある特定の実施形態をさらに例示する役割を果たす。反対に、本明細書の説明を読んだ後に、本開示の趣旨から逸脱することなく、それら自体を当業者に示唆することができる、様々な実施形態、修正形態、および同等物に及ぼすことができることが明確に理解されるべきである。
【実施例】
【０２１０】
実施例１−合金組成
アルミニウム合金を調製した。その元素組成を以下の表３に記述する。元素組成は重量百分率で提供する。
【表３】
2021504572.tif 000005
【０２１１】
実施例２−アルミニウム合金シートの製造および処理
合金Ａ１（表３）を、本明細書に記載される方法に従って直接チル鋳造、均質化、および熱間圧延した。次いで、圧延シートを冷却し、コイル状にし、バッチアニール処理に供した（３７５℃〜４２５℃に加熱し、少なくとも１時間均熱化した）。アニール処理したロールを冷却し、冷間圧延を使用してシートをさらに圧延して、１．５ｍｍの仕上げゲージに到達させた。合金Ａ１から６つの異なるサンプルを調製した。サンプルは、（ａ）熱間圧延の方法、ならびに（ｂ）冷間圧延後に塗布された表面処理の組み合わせおよび順序（アルカリ性洗浄、酸エッチング、および前処理の塗布のうち）によって区別する。
【０２１２】
使用時には、アルカリ性洗浄は、上記で詳細に説明した好適な方法で実行し、その後、水で強力に洗浄した。使用時には、酸エッチングは、上記で詳細に説明した好適な方法によって実行した。使用時には、前処理は、上記で詳細に説明した好適な方法で実行した。
【０２１３】
これらの異なる方法で処理したサンプルを、Ｂ１〜Ｂ６として識別し、以下の表４に示す。
【表４】
2021504572.tif 000006
【０２１４】
実施例３−接合耐久性試験
実施例２からの６つのサンプル（サンプルＢ１〜Ｂ６）の各々を接合耐久性（ＢＤ）試験に供した。ＢＤ試験では、６つの重ね継手（接合）のセットをボルトで順番に接続し、９０％±５％の相対湿度（ＲＨ）の湿度キャビネット内に垂直に位置決めした。温度は５０°Ｃ±２°Ｃで維持した。２．４ｋＮの力荷重を接合順に塗布した。ＢＤ試験は、最大４５回のサイクルで行われる周期的な曝露試験である。各サイクルは２４時間続く。各サイクルにおいて、接合を２２時間、湿度キャビネット内に曝露し、次いで、５％のＮａＣｌ中に１５分間、浸漬させて、最後に１０５分間、空気乾燥した。３つの継手が破損した際は、継手の特定のセットの試験を中止して、最初の失敗として指摘する。セル内の数字「４５」は、継手が故障することなく、４５回のサイクルにわたってそのままであったことを指摘している。表５は、６つの継手の故障までのＢＤサイクルの平均数、６つの継手間の標準偏差、および最も早い故障のサイクル数を報告している。「４５」の値は、試験中のいかなる時点でもサンプルが失敗しなかったことを指摘している。
【表５】
2021504572.tif 000007
【０２１５】
実施例４−ＣｕおよびＭｇの原子濃度
ＸＰＳを使用して、実施例２の６つのサンプル（サンプルＢ１〜Ｂ６）の各々について、ＣｕおよびＭｇの原子濃度を測定した。ＣｕおよびＭｇの原子濃度は、表面から１２５ｎｍの深さまでの異なる深さで測定した。図１は、ＸＰＳで記録したときの、Ｂ１、Ｂ２、およびＢ３の最大１２５ｎｍの深さでの試験サンプル中のＭｇの原子濃度を示している。図２は、ＸＰＳで記録したときの、Ｂ４、Ｂ５、およびＢ６の最大１２５ｎｍの深さでの試験サンプル中のＭｇの原子濃度を示している。図３は、ＸＰＳで記録したときの、Ｂ１、Ｂ２、およびＢ３の最大１２５ｎｍの深さでの試験サンプル中のＣｕの原子濃度を示している。図３はまた、実施例２に記述される表面改質処理のいずれも受けなかった比較可能な物品（Ｃ１）との比較も示している。図４は、ＸＰＳで記録したときの、Ｂ４、Ｂ５、およびＢ６の最大１２５ｎｍの深さでの試験サンプル中のＣｕの原子濃度を示している。図４はまた、実施例２に記述される表面改質処理のいずれも受けなかった比較可能な物品（Ｃ２）との比較も示している。
【０２１６】
表６は、実施例２の６つのサンプル（サンプルＢ１〜Ｂ６）の各々について、材料の最も外側１２５ｎｍ内のＣｕ対Ｍｇの原子濃度比（表６では「Ｃｕ／Ｍｇ」と称される）を示している。図５は、各サンプルのＣｕ対Ｍｇの原子濃度比の関数として、各サンプルの平均ＢＤサイクル数のプロットを示している。表５および６、ならびに図５のデータから、Ｃｕ対Ｍｇの原子濃度比が表面下部分中で約０．２以上である場合、優れた接合耐久性が完遂されていることに留意されたい。
【表６】
2021504572.tif 000008
【０２１７】
実施例５−酸化Ｃｕによる接合耐久性
ＡＡ７ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金を、直接チル鋳造によって調製し、均質化、熱間圧延、冷間圧延、溶体化熱処理、空気焼入れ、時効、および様々なエッチング液を含有するエッチング溶液を使用したエッチングによって加工した。合金はＴ６調質度であった。エッチングパラメータを以下の表７に提示する。
【表７】
2021504572.tif 000009
【０２１８】
表７に示す条件に従ってエッチングされたアルミニウム合金物品に対して接合耐久性試験を実施した。調製したサンプルを一緒に接合して、応力耐久性試験に供した。応力耐久性試験では、６つの重ね継手／接合のセットをボルトで順番に接続し、９０％の相対湿度（ＲＨ）の湿度キャビネット内に垂直に位置決めした。温度は５０°Ｃで維持した。２．４ｋＮの力荷重を接合順に塗布した。応力耐久性試験は、最大４５回のサイクルで行われる周期的な曝露試験である。各サイクルは２４時間続いた。各サイクルにおいて、接合を２２時間、湿度キャビネット内に曝露し、次いで、５％の水性塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）中に１５分間、浸漬させて、最後に１０５分間、空気乾燥した。３つの継手が破損した際は、継手の特定のセットの試験を中止して、最初の失敗として指摘した。この実験では、４５回のサイクルの完了は、継手のセットが接合耐久性試験に合格したことを指摘している。試験結果を以下の表８に示す。表８では、継手の各々を１〜６で番号付け、継手１は頂部継手であり、継手６は、垂直に向けられたときの底部継手である。「４５」以外のセル内の数字は、破損前の成功したサイクルの数を指摘している。セル内の数字「４５」は、継手が故障することなく、４５回のサイクルにわたってそのままであったことを指摘している。結果を以下の表８にまとめる。
【表８】
2021504572.tif 000010
【０２１９】
エッチング基準１、６、および９の手順に従ってエッチングされた合金は、酸化性物質を含有しない市販のエッチング液を使用して比較サンプルとして実施した。表８から明らかなように、エッチング基準１、６、および９の手順に従ってエッチングされた合金は、不十分な接合耐久性を示した。さらに、エッチング基準４および５の手順に従ってエッチングされた合金は、２段階の手順で、酸化性物質を含まない市販のエッチング液を使用して比較サンプルとして実施した。表８から明らかなように、エッチング基準４および５の手順に従ってエッチングされた合金は、不十分な接合耐久性を示した。エッチング基準２および３の手順に従ってエッチングされた合金は、酸化性物質を含まないエッチング液を使用して比較サンプルとして実施した。表８から明らかなように、エッチング基準２および３の手順に従ってエッチングされた合金は、不十分な接合耐久性を示した。エッチング基準７および８の手順に従ってエッチングされた合金は、酸化性物質（例えば、硝酸（ＨＮＯ３））を含有する例示的なエッチング液を使用して、本明細書に記載される方法に従って実施した。表８から明らかなように、エッチング基準７の手順（すなわち、酸化性物質を含み、適切な温度で適切な時間）に従ってエッチングされたで合金は、優れた接合耐久性を示した。しかしながら、酸化性物質を使用して、但し、５秒の滞留時間にわたって（すなわち、エッチング基準８の手順に従って）エッチングされた合金は、所望の接合耐久性結果はもたらさなかった。
【０２２０】
実施例６−表面特性
アルミニウム合金シートの表面をＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）によって分析した。銅金属および酸化銅の量を分析した。測定は、エッチングおよび前処理した状態、かつ１０秒間のスパッタリング後の表面で行った。図６Ａは、合金の表面に存在する酸化銅含有量のデータを示している。図６Ｂは、合金の表面の酸化種（例えば、酸化銅）を除去するための１０秒のスパッタリング手順の後、合金の表面に存在する酸化銅含有量のデータを示している。図６Ａおよび６Ｂでは、エッチング液が酸化性物質を含有しなかった比較エッチング手順（表８のエッチング基準２を参照）でエッチングされた合金は、いかなる酸化銅も示さなかった（図６Ａおよび６ＢのプロットＶ２を参照）が、ｃａ．９３３ｅＶの強力なピークで指摘される銅金属の存在を示した。酸化性物質を含有するエッチング液（例えば、ＨＮＯ３、表８のエッチング基準７を参照）でエッチングされた合金は、ｃａ．９３４、９３５、および９３７ｅＶのピークで指摘される、エッチングされた条件で合金の表面に存在する酸化銅を示した（図６ＡのプロットＶ７を参照）。さらに、Ｖ７プロットのサンプルをスパッタリングすると、合金の表面における酸化銅の除去を示した。これは、酸化性物質によるエッチングの結果として酸化銅が表面に存在したこと、ならびに酸化銅が表面下中に存在せず、単にエッチング手順によって曝露されたことを指摘している。アルミニウム合金の表面での銅の制御された酸化は、接合および継ぎ合わせの用途にとって望ましい場合がある。さらに、アルミニウム合金の表面で観察された種の酸化は、アルミニウム合金が優れた接合耐久性を有し得ることを指摘している。
【０２２１】
上記に引用されたすべての特許、特許出願、刊行物、および要約は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。本発明の様々な実施形態は、本発明の様々な目的を達成するために記載されている。これらの実施形態は、本発明の原理の単なる例示であることが認識されるべきである。以下の特許請求の範囲で定義される本発明の趣旨および範囲から逸脱することのない、これらの多くの改変およびその適合は、当業者には容易に明らかであろう。
【図１】
2021504572.tif 000011
【図２】
2021504572.tif 000012
【図３】
2021504572.tif 000013
【図４】
2021504572.tif 000014
【図５】
2021504572.tif 000015
【図６Ａ−６Ｂ】
2021504572.tif 000016
【国際調査報告】
2021504572.tif 000017
2021504572.tif 000018
2021504572.tif 000019