(57)【要約】【課題】常用されている水酸化ナトリウム水溶液（苛性ソーダ浴）を用いてエッチング処理するだけで、アルミニウム合金押出材の表面を均一に梨地処理できる押出材の提案を目的とする。特に押出材表面のダイラインを消すのに効果的である。【解決手段】ＳｒとＣａとのいずれか１種又は両方を含有し、ＳｒとＣａとの合計が０．０２〜０．５０ｗｔ％の範囲であるＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系のエッチング処理均一性に優れたアルミニウム合金押出材とした。なお、Ｆｅ成分が０．５ｗｔ％未満であることが望ましい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｒ：０．０２〜０．５０ｗｔ％を含有するＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系のエッチング処理均一性に優れたことを特徴とするアルミニウム合金押出材。
【請求項２】
Ｃａ：０．０２〜０．５０ｗｔ％を含有するＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系のエッチング処理均一性に優れたことを特徴とするアルミニウム合金押出材。
【請求項３】
ＳｒとＣａとのいずれか１種又は両方を含有し、ＳｒとＣａとの合計が０．０２〜０．５０ｗｔ％の範囲であるＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系のエッチング処理均一性に優れたことを特徴とするアルミニウム合金押出材。
【請求項４】
ＳｒとＣａとのいずれか１種又は両方を含有し、ＳｒとＣａとの合計が０．０２〜０．５０ｗｔ％の範囲であり、かつ、Ｆｅ成分が０．５ｗｔ％未満であるＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系のエッチング処理均一性に優れたことを特徴とするアルミニウム合金押出材。
【請求項５】
Ｓｒ＋Ｃａ：０．０２〜０．５０ｗｔ％、Ｓｉ：０．２〜０．６ｗｔ％、Ｍｇ：０．４５〜０．９ｗｔ％、Ｆｅ：０．５０ｗｔ％未満からなり、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなるエッチング処理均一性に優れたことを特徴とするアルミニウム合金押出材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水酸化ナトリウム水溶液を用いてエッチング処理することにより均一な梨地外観を得ることが出来るアルミニウム合金押出材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アルミニウム合金はビレット鋳造された後に押出加工により各種形材が生産され、各種建材やサッシ枠として広く使用されている。
【０００３】
アルミニウム合金ビレットを押出プレス機にて押出成形すると、押出材の表面は金属光沢があるとともに、押出ダイスによる押出方向に沿ってダイスマークあるいはダイラインと称されるスジ状の凹凸が生じる。
【０００４】
アルミニウム合金押出材の表面の金属光沢や、このダイラインを消すことにより梨地外観を得るために、従来から各種梨地処理方法が採用されている。
押出材の梨地処理方法としては、ショットブラストや液体ホーニングを用いた機械的方法、電解エッチングのように電気化学的方法、及び各種薬液を用いてエッチング処理する化学的方法がある。
しかし、ショットブラストや液体ホーニングでは専用の設備が必要であるだけでなく、複雑な形状の場合にショット粒子が均一に衝突しにくくショットムラが発生しやすい。
また、押出材のように数ｍもある長い形材を梨地処理するのは大変である。
一方、化学的エッチング処理方法は押出材に通常実施されている防錆用の陽極酸化処理、電解着色法等による着色ラインの前処理として一体的に採用出来ることから長尺の押出材の表面処理装置として組み込まれる場合が多い。
【０００５】
上記エッチング処理液としては、苛性ソーダ浴と称される水酸化ナトリウムを２〜１０ｗｔ％溶解した３０〜６０℃の水溶液が用いられていた。
しかし、この水酸化ナトリウム水溶液は押出材の結晶粒界を中心にアタックすることから梨地処理に時間を要するだけでなく、押出ダイスによるダイラインを消す作用が弱かった。
【０００６】
そこで、押出材の結晶粒界へのアタック特異性が弱くこの押出材のダイライン等の凸部を優先的にエッチングする処理液として、フッ化物系の薬品を主成分とするエッチング浴が提案されている。
また、水酸化ナトリウムの水溶液に硝酸塩又は亜硝酸塩等の添加剤を添加する方法も提案されている（特開平１１−１７２４６８号公報）。
【０００７】
ところが、上記のようなフッ化物を主成分とする浴や特殊な添加剤を用いる浴では薬品が高価なだけでなく、液寿命が短く、特に薬液が有害であるためにその排水処理方法が問題となる。
【０００８】
従来技術として、特開平７−１９７１６６号公報には建材用アルミニウム合金として陽極酸化処理によりグレーに自然発色させるアルミニウム合金組成が開示されている。
この技術はエッチング処理性を問題にしているのではなく、アルミニウム合金押出材の表面に電解処理により陽極酸化皮膜を形成する際に酸化皮膜中にアルミニウム合金成分を残存させることにより、グレー色に発色させるものである。
また、特開２００１−２２６７９７号公報には、Ｓｎ成分を添加した合金例が開示されているがＳｎ成分は均一に添加するのが難しく強度低下の影響も大きい。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−１７２４６８号公報
【特許文献２】
特開平７−１９７１６６号公報
【特許文献３】
特開２００１−２２６７９７号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、常用されている水酸化ナトリウム水溶液（苛性ソーダ浴）を用いてエッチング処理するだけで、アルミニウム合金押出材の表面を均一に梨地処理できる方法の提案を目的とする。
特に押出材表面のダイラインを消すのに効果的である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明はエッチング処理液としては常用されている水酸化ナトリウム水溶液を用いて、アルミニウム合金押出材の合金成分を調整することでエッチング処理の均一性、特にダイラインの消す効果が高い方法を研究により見い出したものである。
【００１２】
技術的要旨はＳｒ：０．０２〜０．５０ｗｔ％を含有するＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系のエッチング処理均一性に優れたアルミニウム合金押出材とした点にある。
【００１３】
また、Ｓｒの替わりにＣａ：０．０２〜０．５０ｗｔ％を含有するＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系のアルミニウム合金押出材でもよい。
【００１４】
ここで、ＳｒとＣａとのいずれか１種又は両方を含有してもよいが、ＳｒとＣａとの合計が０．０２〜０．５０ｗｔ％の範囲であるのが望ましい。
【００１５】
ＳｒあるいはＣａを添加したアルミニウム合金押出材を用いると、エッチング処理における微小ピットが結晶粒内に多数発生し、従来のＪＩＳ  ６０６３Ｓ合金が結晶粒界を特異的にアタックするのと異なり、均一にエッチング処理されることを見い出したものである。
【００１６】
Ｓｒ又はＣａの成分量を０．０２〜０．５０ｗｔ％としたのは、０．０２ｗｔ％未満では添加の効果が認められず、０．５０ｗｔ％を超えると押出材の機械的特性が低下するからである。
従って、Ｓｒ＋Ｃａの値が０．５０ｗｔ％以下が良い。
また、本発明はエッチング処理の均一性にあるが、その後に陽極酸化処理する場合が通常であり、Ｆｅ成分が０．５ｗｔ％を超えるとグレー系に発色したり、強度が低下するのでＦｅ成分が０．５ｗｔ％以下が良い。
【００１７】
本発明はエッチング処理の均一性にあり、Ｓｒ又はＣａのいずれか１種あるいは両方が適量に添加されれば多くのアルミニウム合金押出材やアルミニウム合金圧延材に応用出来る。
アルミニウム合金押出材としては押出加工性が良く、Ｍｇ２Ｓｉ析出効果による強度を考慮すると、Ｓｉ：０．２〜０．６ｗｔ％、Ｍｇ：０．４５〜０．９ｗｔ％の範囲が良い。
【００１８】
【発明の実施の形態】
ＪＩＳ  Ａ６０６３合金をベースにＳｒ：０．１０ｗｔ％添加したビレットをＤＣ鋳造により作製し、５７０℃×５時間の均質化処理を施した。
このビレットを用いて４５０℃で押出加工した後に２００℃×２時間の人工時効処理により押出形材Ａを得た。
同様に、Ｓｒの替わりにＣａ：０．１０ｗｔ％添加したビレットを用いて押出形材Ｂを得た。
なお、比較のためにＪＩＳ  Ａ６０６３合金を用いて押出形材Ｃを得た。
【００１９】
上記押出形材Ａ、Ｂ、Ｃを約７ｗｔ／Ｖ％濃度の約５０℃水酸化ナトリウム水溶液を用いてエッチング処理した場合の光沢比とエッチング時間の関係を図１（グラフ１）に示し、エッチング量とエッチング時間の関係を図２（グラフ２）に示す。
ここで光沢比とは、ダイラインの影響を評価したものである。
具体的には、６０度反射鏡面光沢計を用いて、押出方向（ダイライン）と平行に反射させて測定した値を（平行）と表示し、押出方向と直角（垂直）方向に反射させて測定した値を（垂直）と表示し、その（垂直）／（平行）の比を光沢比として表現したものである。
従って、光沢比が１に近づくとはダイラインの影響が無く、均一に梨地処理されたことになる。
以上の観点からグラフ１とグラフ２を合わせて考察すると、グラフ２に示すようにＳｒ添加押出材Ａ及びＣａ添加押出材Ｂは、ＪＩＳ  Ａ６０６３合金押出材Ｃと比較して極く僅かにエッチング量が時間とともに増えているものの殆ど差が無いのに対して、グラフ１の光沢比においては押出材Ａ、Ｂはエッチング時間とともに急激に１に近づくが、押出材Ｃ（Ａ６０６３合金）はエッチング時間を長くしても光沢比が０．８以上にならなかった。
即ち、Ｓｒ又はＣａを添加しない押出材ではエッチング時間を長くしてもダイラインが消えないのに対して、Ｓｒ又はＣａを添加した押出材Ａ、Ｂは約７分で光沢比が０．８になり、約１０分で光沢比が０．９以上になることが明らかになった。
よって、押出材Ａ、Ｂはダイラインがほぼ消えた梨地外観となる。
【００２０】
図３は押出材Ａのエッチング１５分後の表面を走査型電子顕微鏡で観察した図面代用写真を示し、図４は比較として同様に処理した押出材Ｃの表面の図面代用写真を示す。
押出材Ｃは結晶粒界が深くエッチングされているのに対して、Ｓｒが添加された押出材Ａは結晶粒内にも深いピットが生じていた。
【００２１】
Ｓｒ又はＣａの添加量を変化させた場合のエッチング効果の変化を図５に示し、０．２％耐力の変化を図６に示す。
図５に示すグラフは、ＪＩＳ  Ａ６０６３合金をベースにＳｒ、Ｃａの添加量（ｗｔ％）をそれぞれ変化させて得られた押出形材を約７ｗｔ／ｖ％水酸化ナトリウム水溶液にて５０℃×７分間エッチングした場合の光沢比の変化を示したものである。
Ｓｒ、Ｃａともに０．１ｗｔ％程度でもエッチングの均一化効果が得られ、０．５０ｗｔ％以下で充分であることが明らかになった。
【００２２】
図６に示すグラフ４は、熱処理Ｔ５材における０．２％耐力値の変化を示したものであり、ＪＩＳでは、Ａ６０６３Ｓ−Ｔ５材の耐力値１１０Ｎ／ｍｍ２以上と規定されているがバラツキを考慮し、ＪＩＳ規格を保証するには１３５Ｎ／ｍｍ２以上確保するのが望ましく、Ｓｒ、Ｃａ添加量は０．５０ｗｔ％が上限となる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明においては、アルミニウム合金に微量のＳｒ又はＣａを添加したアルミニウム合金押出材とすることで有害な薬液を用いることなく、既設の表面処理ラインに常用されている苛性ソーダ浴で均一に梨地処理された外観が得られる。
特に短時間にダイラインを消すことが可能になる。
これにより、表面処理費が低減出来るとともに、排水処理における環境への負荷低減に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】アルミニウム合金押出材の添加成分と光沢比の関係を示す。
【図２】アルミニウム合金押出材の添加成分とエッチング量の関係を示す。
【図３】（図面代用写真）押出材Ａのエッチング表面を示す。
【図４】（図面代用写真）押出材Ｃのエッチング表面を示す。
【図５】Ｓｒ、Ｃａ添加量とエッチング効果の関係を示す。
【図６】Ｓｒ、Ｃａ添加量と耐力の関係を示す。
【符号の説明】
Ａ    Ｓｒを添加したアルミニウム合金押出材
Ｂ    Ｃａを添加したアルミニウム合金押出材
Ｃ    ＪＩＳ  Ａ６０６３合金押出材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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