(57)【要約】【解決課題】アルミ樹脂接合性に優れたAl-Fe系アルミ合金部材を簡便な方法で容易に製造することができる樹脂接合用Al-Fe系アルミ合金部材の製造方法を提供することにあり、また、この方法で得られた樹脂接合用Al-Fe系アルミ合金部材を提供することにある。【解決手段】Ｆe原子０．１〜２．０質量%及びＳi原子１．０質量%以下を含み、ＦeとＳiの合金組成比（Fe/Si）がＦe／Ｓi＞１であり、所定の処理条件で行われる熱処理によって、鋳造時に晶出したＡl6ＦeをＡl3Ｆeに相変態させて得られたAl-Fe系アルミニウム合金からなるアルミ合金基材に、酸性エッチング液によるエッチング処理を施し、アルミ合金基材の表面に樹脂接合性に優れた微細な凹凸形状を付与する樹脂接合用Al-Fe系アルミ合金部材の製造方法であり、また、この方法で得られた樹脂接合用Al-Fe系アルミ合金部材である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆe原子を０．１〜２．０質量%の範囲で含むと共にＳi原子の含有量が１．０質量%以下であって、ＦeとＳiの合金組成比（Fe/Si）がＦe／Ｓi＞１であり、かつ、処理温度５００〜６５０℃及び処理時間１時間以上の処理条件で行われる圧延加工の前又は後の熱処理によって、鋳造時に晶出したＡl6Ｆeの一部又は全部をＡl3Ｆeに相変態させて得られたAl-Fe系アルミニウム合金からなるアルミ合金基材に、硫酸及び／又は硝酸の水溶液からなる酸性エッチング液によるエッチング処理を施し、前記アルミ合金基材の表面に樹脂接合性に優れた微細な凹凸形状を付与することを特徴とする樹脂接合用Al-Fe系アルミ合金部材の製造方法。
【請求項２】
圧延加工の前又は後の熱処理により、鋳造時に晶出したＡl6Ｆeの５０%以上がＡl3Ｆeに相変態される請求項１に記載の樹脂接合用Al-Fe系アルミ合金部材の製造方法。
【請求項３】
エッチング処理に先駆けて、酸水溶液に浸漬した後にアルカリ水溶液に浸漬する前処理を施す請求項１又は２に記載の樹脂接合用Al-Fe系アルミ合金部材の製造方法。
【請求項４】
エッチング処理の処理条件が、処理温度３０〜８０℃及び処理時間５〜３０分である請求項１〜３の何れかに記載の樹脂接合用Al-Fe系アルミ合金部材の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４に記載のいずれかの方法によって得られ、表面に極微細な凹凸形状を付与することを特徴とする樹脂接合用Al-Fe系アルミ合金部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、Ｆe原子を含むAl-Fe系アルミニウム合金からなる樹脂接合用のAl-Fe系アルミ合金部材の製造方法及びこの方法で得られた樹脂接合用Al-Fe系アルミ合金部材に係り、特に限定するものではないが、自動車用部品、家電機器用部品、産業機器用部品等を始めとする多くの用途に好適な樹脂接合用Al-Fe系アルミ合金部材の製造方法及びこの方法で得られた樹脂接合用Al-Fe系アルミ合金部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム合金は、軽量で加工性に富むほか機械的性質にも優れ、しかも、優れた熱伝導性、導電性、耐食性等の特性を有することから、建築材料、家電機器用材料、車両・船舶用材料等の極めて多くの用途に供されており、特にＦe原子を含むAl-Fe系アルミニウム合金については、優れた張出成形性や伸び性等の特性を有することから、その特性を生かして電磁波シールド部品、容器向けキャップ材，熱反射板、ＬＥＤ等の照明器具、自動車用燃料タンク等の多くの用途に多用されており、そして、特に近年においては、かかる用途においても、その一部を熱的に及び／又は電気的に絶縁したい等のニーズから、部分的に断熱性や絶縁性に富む樹脂を接合することが求められている。
【０００３】
そして、このような用途に用いられ、部分的に樹脂を接合すること（部分的な樹脂化）が求められる場合において、これまではビス止めや接着剤等の手段が採用されていたが、これらの手段による部分的な樹脂化には、製造工程での工程数が増加するほか、重量増加の原因にもなり、これらビス止めや接着剤等の手段を必要としないアルミ−樹脂接合技術の開発が求められていた。
【０００４】
そこで、本発明者らは、先に酸性エッチング液を用いたエッチング処理によりアルミ合金部材の表面に微細な凹凸形状を付与し、この凹凸形状を利用して樹脂成形時にアルミ合金部材の表面に樹脂成形体を接合し、これによって過酷な環境下でも優れた密着性及び気密性を保持すると共に、優れた耐久性や耐熱性をも発揮するアルミ・樹脂射出一体成形品の製造方法を提供した（特許文献１）。しかしながら、このアルミ−樹脂接合技術をそのまま上記のAl-Fe系アルミニウム合金に適用すると、例えばアルミニウムをほとんど溶解しない硫酸及び／又は硝酸の水溶液を酸性エッチング液として用いた場合や合金組成中にＳi原子が存在した場合等に、Al-Fe系アルミニウム合金と樹脂成形体との間の界面において十分な密着性及び／又は気密性（以下、「アルミ樹脂接合性」という。）が得られない場合があるという新たな問題に直面した。
【０００５】
そこで、本発明者らは、これらの問題が発生する原因を突き止めるべく種々検討した結果、Al-Fe系アルミニウム合金の鋳造時に晶出するＡl6Ｆeが上記の硫酸及び／又は硝酸の水溶液からなる酸性エッチング液に溶解せず、また、Al-Fe系アルミニウム合金の合金組成においてＳi原子がＦe原子の含有量を超えて存在すると、Al-Fe-Si三元系金属間化合物が生成し、この金属間化合物が上記の硫酸及び／又は硝酸の水溶液からなる酸性エッチング液に溶解し難いことが原因になっていることを突き止めた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】WO2009/151,099A1号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明者らは、アルミニウムをほとんど溶解しない硫酸及び／又は硝酸の水溶液からなる酸性エッチング液を用いてAl-Fe系アルミニウム合金からなるアルミ合金基材をエッチング処理し、このアルミ合金基材の表面にアルミ樹脂接合性に優れた凹凸形状を付与することについて鋭意検討した結果、Ｆe原子とＳi原子について特定の合金組成を有し、圧延加工の前又は後の熱処理により鋳造時に晶出したＡl6ＦeをＡl3Ｆeに相変態させたアルミ合金基材を調製し、このアルミ合金基材の表面に生成したＡl3Ｆe を所定の酸性エッチング液でエッチング処理することにより、アルミ樹脂接合性に優れたAl-Fe系アルミ合金部材を容易に製造できることを見い出し、本発明を完成した。
【０００８】
従って、本発明の目的は、アルミ樹脂接合性に優れたAl-Fe系アルミ合金部材を簡便な方法で容易に製造することができる樹脂接合用Al-Fe系アルミ合金部材の製造方法を提供することにあり、また、この方法で得られた樹脂接合用Al-Fe系アルミ合金部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本発明は、Ｆe原子を０．１〜２．０質量%の範囲で含むと共にＳi原子の含有量が１．０質量%以下であって、ＦeとＳiの合金組成比（Fe/Si）がＦe／Ｓi＞１であり、かつ、処理温度５００〜６５０℃及び処理時間１時間以上の処理条件で行われる圧延加工の前又は後の熱処理によって、鋳造時に晶出したＡl6Ｆeの一部又は全部をＡl3Ｆeに相変態させて得られたAl-Fe系アルミニウム合金からなるアルミ合金基材に、硫酸及び／又は硝酸の水溶液からなる酸性エッチング液によるエッチング処理を施し、前記アルミ合金基材の表面に樹脂接合性に優れた微細な凹凸形状を付与することを特徴とする樹脂接合用Al-Fe系アルミ合金部材の製造方法である。
【００１０】
本発明において、前記アルミ合金基材を構成するAl-Fe系アルミニウム合金については、Ｆe原子を０．１質量%以上２．０質量%以下、好ましくは０．３質量%以上１．８質量%以下の範囲で含み、また、Ｓi原子が１．０質量%以下で、好ましくは０．９質量%以下であり、更に、ＦeとＳiの合金組成比（Fe/Si）がＦe／Ｓi＞１、好ましくはＦe／Ｓi≧１．２であることが必要である。ここで、Ｆe原子が０．１質量%より少ないとアルミ合金基材の表面に凹凸形状を付与する上で必要な量のＡl3Ｆeが得られず、また、２．０質量%より多くなるとアルミ合金基材の耐久性が低下する。また、Ｓi原子が１．０質量%より多くなるとAl-Fe-Si三元系金属間化合物が生成し、アルミ合金基材の表面に凹凸形状を付与する上で必要なＡl3Ｆeの生成が阻害される。更に、合金組成比（Fe/Si）がＦe／Ｓi≦１であると、この場合にもAl-Fe-Si三元系金属間化合物が優先的に生成し、Ａl3Ｆeの生成が阻害されてアルミ合金基材の表面に所望の凹凸形状を付与するのが難しくなる。
【００１１】
本発明において、使用されるアルミ合金基材は、鋳造時に晶出したＡl6Ｆeの一部又は全部をＡl3Ｆeに相変態させるために、処理温度５００〜６５０℃及び処理時間１時間以上、好ましくは２時間以上２０時間以下の処理条件で行われる圧延加工の前又は後に熱処理が行われるが、この熱処理については、例えば溶融塩炉に浸漬する方法や連続的に加熱炉中を通過させる方法等の処理でもよいが、好ましくは鋳造後に鋳造炉で行われる均質化処理（ソーキング）であるのがよい。処理温度が５００℃未満ではＡl6ＦeがＡl3Ｆeに相変態し難く、反対に、６５０℃を超えるとアルミ合金基材が溶解する虞がある。この圧延加工の前又は後の熱処理においては、好ましくは鋳造時に晶出したＡl6Ｆeの５０%以上を、より好ましくは７０%以上をＡl3Ｆeに相変態させるのがよい。この時のＡl6ＦeからＡl3Ｆeへの相変態の割合が少ないと、硫酸及び／又は硝酸の水溶液からなる酸性水溶液にＡl6Ｆeが溶解しないため、アルミ合金基材の表面に樹脂接合性に優れた微細な凹凸形状を十分に付与することできないという問題が生じる虞がある。
【００１２】
このようにして調製されたアルミ合金基材については、次に、硫酸及び／又は硝酸の水溶液からなる酸性エッチング液を用いてエッチング処理を行い、このアルミ合金基材の表面に存在するＡl3Ｆe を溶解し、アルミ合金基材の表面に所望の凹凸形状を形成せしめる。
【００１３】
ここで、酸性エッチング液として用いる硫酸及び／又は硝酸の水溶液については、硫酸水溶液の場合にはその酸濃度が１重量%以上８０重量%以下、好ましくは５重量%以上５０重量%以下であるのがよく、また、硝酸水溶液の場合にはその酸濃度が１重量%以上８０重量%以下、好ましくは５重量%以上５０重量%以下であるのがよく、更に、硫酸・硝酸混合水溶液の場合には硫酸水溶液の酸濃度が１０重量%以上４０重量%以下で含み，硝酸水溶液を５重量%以上３０重量%以下であるのがよい。酸性エッチング液の酸濃度が上記範囲より低いと、反応が十分に進まず溶解量が不十分になる虞があり、反対に、上記範囲より高くなると反応速度が速くなり過ぎて溶解量の制御が困難になる。なお、上記の酸性エッチング液については、溶解量を制御する等の目的のため、必要によりクロム酸、リン酸、酢酸、シュウ酸、アスコルビン酸、安息香酸、酪酸、クエン酸、ぎ酸、乳酸、イソブチル酸、リンゴ酸、プロピオン酸、酒石酸等の硫酸及び硝酸以外の酸を添加してもよい。
【００１４】
また、上記の酸性エッチング液を用いたエッチング処理の処理条件については、処理温度が通常２０℃以上９０℃以下、好ましくは３０℃以上８０℃以下であって、処理時間が通常１分以上２０分以下、好ましくは５分以上１５分以下であるのがよい。このエッチング処理の処理条件における処理温度が２０℃より低いと反応が十分に進まず溶解量が不十分になる虞があり、反対に、９０℃より高くなると反応速度が速くなり過ぎて溶解量の制御が困難になる。同様に、エッチング処理の処理時間が１分より短いと反応が十分に進まず溶解量が不十分になる虞があり、反対に、２０分より長くなると生産効率が低下して量産性が悪くなる。
【００１５】
本発明において、以上のようにして得られたアルミ合金基材の表面にコンタミ等が残渣している場合には、脱脂や表面調整、表面付着物・汚染物等の除去を目的に、このアルミ合金基材のエッチング処理に先駆けて、酸水溶液に浸漬した後にアルカリ水溶液に浸漬する前処理を行うのがよい。この目的で使用される酸水溶液としては例えば、市販の酸性脱脂剤で調製したもの、硫酸、硝酸、フッ酸、リン酸等の鉱酸や酢酸、クエン酸等の有機酸や、これらの酸を混合して得られた混合酸等の酸試薬を用いて調製したもの等の酸の１〜５０重量%水溶液を用いるのがよく、また、アルカリ水溶液としては例えば、市販のアルカリ性脱脂剤により調製したもの、苛性ソーダ等のアルカリ試薬により調製したもの、又はこれらのものを混合して調製したもの等のアルカリの１〜５０重量%水溶液を用いるのがよく、更に、浸漬時間については、酸水溶液及びアルカリ水溶液のいずれの場合も０．５〜１０分間程度であるのがよい。
【００１６】
本発明により得られた樹脂接合用Al-Fe系アルミ合金部材は、上記のエッチング処理によって溶解されたＡl3Ｆeの跡が凹状部となってこのAl-Fe系アルミ合金部材の表面に凹凸形状を形成し、この凹凸形状により樹脂成形体との間に優れたアルミ樹脂接合性を発現する。そして、本発明のAl-Fe系アルミ合金部材において、Al-Fe系アルミ合金部材の表面に観察される凹状部サイズが０．１〜１μmであるモミの木状凹状部の面積比率〔すなわち、走査型電子顕微鏡（日立製FE-SEM、S-4500形）を用いてＳＥＭ像（図１）を観察し、その結果を図２のように画像処理して求められる測定視野２μm角における凹状部の面積比率〕が２０%以上９０%以下、好ましくは３５%以上８０%以下であるのがよい。このAl-Fe系アルミ合金部材の表面における凹状部の面積比率が２０%より低いと凹部に入り込む樹脂量が不十分になり、樹脂接合性に悪影響を及ぼすという問題が生じる虞があり、反対に、９０%より高くなると凹部に入り込んだ樹脂を支えるためのアルミ部が極端に少なくなり、結果として樹脂接合性に悪影響を及ぼすという問題が生じる虞が生じる。
【００１７】
本発明の方法により得られた樹脂接合用Al-Fe系アルミ合金部材は、その表面に形成された微細な凹凸形状により、例えばこのAl-Fe系アルミ合金部材を射出成形用金型内にセットし、この金型内に溶融した所定の熱可塑性樹脂を射出して固化させる、いわゆるAl-Fe系アルミ合金部材を用いた熱可塑性樹脂の射出一体成形により、Al-Fe系アルミ合金部材の必要な部分に樹脂成形体を接合してアルミ−樹脂複合体を製造した際に、優れたアルミ樹脂接合性を発揮する。
【００１８】
ここで、本発明の樹脂接合用Al-Fe系アルミ合金部材を用いたアルミ−樹脂複合体を製造する際に使用される熱可塑性樹脂としては、各種の熱可塑性樹脂を単独で用いることができるが、本発明のAl-Fe系アルミ合金部材を用いて製造されるアルミ−樹脂複合体に求められる物性、用途、使用環境等を考慮すると、熱可塑性樹脂としては、好ましくは、例えばポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体（ABS）、ポリカーボネート樹脂（PC）、ポリアミド樹脂（PA）、ポリフェニレンスルフィド（PPS）等のポリアリーレンサルファイド樹脂、ポリアセタール樹脂、液晶性樹脂、ポリエチレンテレフタレート（PET）やポリブチレンテレフタレート（PBT）等のポリエステル系樹脂、ポリオキシメチレン樹脂、ポリイミド樹脂、シンジオタクティックポリスチレン樹脂等やこれらの熱可塑性樹脂の２種以上の混合物が挙げられ、また、アルミ形状体と樹脂成形体との間の密着性、機械的強度、耐熱性、寸法安定性（耐変形、反り等）、電気的性質等の性能をより改善するために、より好ましくは、これらの熱可塑性樹脂に繊維状、粉粒状、板状等の充填剤や、各種のエラストマー成分を添加するのがよい。
【００１９】
また、熱可塑性樹脂に添加される充填剤としては、ガラス繊維、カーボン繊維、金属繊維、アスベスト繊維、硼素繊維等の無機質繊維充填剤や、ポリアミド、フッ素樹脂、アクリル樹脂等の高融点有機質繊維充填剤や、石英粉末、ガラスビーズ、ガラス粉、炭酸カルシウムを始めとする無機粉体類等の粉状充填剤や、ガラスフレーク、タルクやマイカ等の珪酸塩類等の板状充填剤等が例示され、熱可塑性樹脂１００重量部に対して２５０重量部以下、好ましくは２０重量部以上２２０重量部以下、より好ましくは３０重量部以上１００重量部以下の範囲で添加される。この充填剤の添加量が２５０重量部を超えると、流動性が低下しアルミ形状体の凹部へ進入し難くなり良好な密着強度を得られなかったり、機械的特性の低下を招くという問題が生じる。
【００２０】
また、熱可塑性樹脂に添加されるエラストマー成分としては、ウレタン系、コアシェル型、オレフィン系、ポリエステル系、アミド系、スチレン系等のエラストマーが例示され、射出成形時の熱可塑性樹脂の溶融温度等を考慮して選択され、また、熱可塑性樹脂１００重量部に対して３０重量部以下、好ましくは３〜２５重量部の範囲で使用される。このエラストマー成分の添加量が３０重量部を超えると、更なる密着強度向上効果が見られず機械的特性の低下等の問題が生じる。このエラストマー成分の配合効果は、熱可塑性樹脂としてポリエステル系樹脂を用いた場合に特に顕著に現れる。
【００２１】
更に、本発明のアルミ−樹脂複合体を製造するための熱可塑性樹脂には、一般に熱可塑性樹脂に添加される公知の添加剤、すなわち難燃剤、染料や顔料等の着色剤、酸化防止剤や紫外線吸収剤等の安定剤、可塑剤、潤滑剤、滑剤、離型剤、結晶化促進剤、結晶核剤等を、要求される性能に応じて適宜添加することができる。
【００２２】
本発明において、Al-Fe系アルミ合金部材を射出成形用金型内にセットして行う熱可塑性樹脂の射出成形については、用いられる熱可塑性樹脂に求められる成形条件を採用し得るものであるが、射出成形時に溶融した熱可塑性樹脂がAl-Fe系アルミ合金部材の凹状部内に確実に進入して固化することが重要であり、金型温度やシリンダー温度を熱可塑性樹脂の種類や物性、更には成形サイクルの許す範囲で比較的高めに設定するのが好ましく、特に金型温度については、下限温度を９０℃以上、好ましくは１３０℃以上にする必要があるが、上限は、使用する熱可塑性樹脂の種類に応じて、１００℃から当該熱可塑性樹脂の融点又は軟化点（エラストマー成分が添加される場合にはどちらか高い方の融点又は軟化点）より２０℃程度低い温度までの範囲であるのがよい。また、下限金型温度は、熱可塑性樹脂の融点から１４０℃以上低くならないように設定するのが好ましい。
【００２３】
なお、本発明の樹脂接合用Al-Fe系アルミ合金部材を用いて行われるアルミ−樹脂複合体の製造方法については、上記の熱可塑性樹脂の射出一体成形法に限らず、熱圧着法を採用してもよい。すなわち、先ず、使用する熱可塑性樹脂の溶融温度に応じてAl-Fe系アルミ合金部材を９０〜３００℃程度の温度に加熱し、その表面に熱可塑性樹脂性の樹脂成形体を加圧下に押し当て、この樹脂成形体の表面の一部を溶融させてAl-Fe系アルミ合金部材表面の凹状部内に侵入させ、更に加圧下に冷却することにより所望のアルミ−樹脂複合体を製造する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明方法によれば、Al-Fe系アルミニウム合金からなるアルミ合金部材の表面に簡便な方法で凹凸形状を形成し、アルミ樹脂接合性に優れたAl-Fe系アルミ合金部材を容易に製造することができる。しかも、製造されるAl-Fe系アルミ合金部材は、Ｆe原子が添加されているので優れた張出成形性や伸び性等の特性を有し、この特性を生かして電磁波シールド部品、容器向けキャップ材，熱反射板、ＬＥＤ等の照明器具、自動車用燃料タンク等の多くの用途向けの材料として好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の実施例１で得られたアルミ合金部材の表面を走査型電子顕微鏡で観察して凹状部の存在比率を求めた際に観察された領域の画像を示すＳＥＭ写真である。
【００２６】
【図２】図２は、実施例１で得られたアルミ合金部材の表面を走査型電子顕微鏡で観察して凹状部の面積比率を求めた際に観察された領域の画像を示すＳＥＭ写真である。
【００２７】
【図３】図３は、本発明の実施例２で得られたアルミ合金部材における図１と同様のＳＥＭ写真である。
【００２８】
【図４】図４は、本発明の実施例３で得られたアルミ合金部材における図１と同様のＳＥＭ写真である。
【００２９】
【図５】図５は、本発明の実施例４で得られたアルミ合金部材における図１と同様のＳＥＭ写真である。
【００３０】
【図６】図６は、本発明の実施例５で得られたアルミ合金部材における図１と同様のＳＥＭ写真である。
【００３１】
【図７】図７は、本発明の比較例１で得られたアルミ合金部材における図１と同様のＳＥＭ写真である。
【００３２】
【図８】図８は、本発明の比較例２で得られたアルミ合金部材における図１と同様のＳＥＭ写真である。
【００３３】
【図９】図９は、本発明の比較例３で得られたアルミ合金部材における図１と同様のＳＥＭ写真である。
【００３４】
【図１０】図１０は、本発明の比較例４で得られたアルミ合金部材における図１と同様のＳＥＭ写真である。
【００３５】
【図１１】図１１は、各実施例及び各比較例で得られたアルミ鋳造合金部材を用いて作製されたせん断破壊荷重測定試験用のアルミ樹脂試験片（アルミ−樹脂複合体）を示す説明図である。
【００３６】
【図１２】図１２は、せん断破壊荷重測定試験機の試験片固定用冶具にアルミ樹脂試験片を固定し、せん断破壊荷重を測定する際の様子を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施例及び比較例に基づいて、本発明の実施の形態を具体的に説明する。
【実施例】
【００３８】
〔実施例１〕
１．Al-Fe系アルミ合金基材の調製
Ｓi：０．０８質量%、Ｆe：１．２３質量%、Ｃu：０．０１質量%、Ｍn：０．０３質量%を含むアルミニウム合金を鋳造炉で鋳造した後、５４０℃で１１時間の均質化処理を行い、熱延加工と冷延加工を行って２０００mm×１０００mm×３mmのサイズのAl-Fe系アルミ合金基材を作製し、このAl-Fe系アルミ合金基材から大きさ４０mm×４０mm×３mmのアルミ基材試験片を作製した。
【００３９】
２．Al-Fe系アルミ合金基材のＸ線回折
Ｘ線回折装置（リガク製 RAD-rR）を用い、上で得られたアルミ基材試験片の表面に内在する金属間化合物の積分回折強度値を測定した。
結果を表１に示す。
【００４０】
３．Al-Fe系アルミ合金部材の調製
続いて、上で得られたアルミ基材試験片について、30wt%-硝酸水溶液に常温で１分間浸漬した後にイオン交換水で十分に水洗し、次いで5wt%-水酸化ナトリウム溶液に５０℃で１分間浸漬した後に水洗し、更に、30wt%-硝酸水溶液に常温で１分間浸漬した後に水洗する前処理を施した。
【００４１】
このようにして前処理が施されたアルミ基材試験片について、10wt%-硫酸溶液中に４０℃で２０分間浸漬した後に水洗するエッチング処理を施した後に水洗し、８０℃の熱風で５分間乾燥させ、表面に凹状部を有するアルミ部材試験片（実施例１のAl-Fe系アルミ合金部材）を作製した。
【００４２】
４． Al-Fe系アルミ合金部材の表面観察
得られたアルミ部材試験片の表面を、走査型電子顕微鏡（日立製FE-SEM、S-4500形）を用いて観察し、その後、画像処理を行って表面に形成された凹状部の存在比率を算出した。
観察されたアルミ部材試験片の表面は図１のＳＥＭ写真に示す通りであった。また、図１を画像処理した図２の画像から測定されたアルミ部材試験片のある領域の凹状部の存在比率は６０%であった。なお、観察場所を変えてもほとんど変わりがなかった。結果を表１に示す。
【００４３】
６．せん断破壊荷重測定試験
以上のようにして得られた実施例１のアルミ部材試験片を射出成形機（NISSEI社製ST10R2V）の金型内にセットし、熱可塑性樹脂として充填剤含有ポリフェニレンスルフィド樹脂（ポリプラスチックス社製PPS グレード名1140A6）を用い、射出時間（保圧時間を含む）５秒、射出速度６０mm/秒、保圧力９０MPa、成形温度３１０℃、及び金型温度１８０℃の成形条件で射出成形し、図１１に示すように、大きさ４０mm×４０mm×３mmのアルミ部材試験片１の表面に、大きさ４０mm×１０mm×５mmの樹脂成形体２を１０mm×５mmの接合面積で接合させ、上記アルミ部材試験片１の表面の一部に樹脂成形体２が一体的に固着したせん断強度測定試験用のアルミ樹脂試験片（アルミ−樹脂複合体）を作製した。
【００４４】
次に、せん断強度測定試験機（島津製作所製：100kNオートグラフ）を用い、図１２に示すように、その試験片固定用治具３に上記のせん断強度測定試験用のアルミ樹脂試験片を図示外のボルトで固定し、接合部から０．１mm離れた位置で樹脂成形体２上に押しジグ４を当て、この押しジグ４により樹脂成形体２にせん断荷重を加え、アルミ部材試験片１と樹脂成形体２との間の接合部の剥離状態を調べた。この時の剥離形態について、樹脂成形体２の樹脂がアルミ部材試験片１側に接合面積の７０%以上の割合で残る「凝集破壊」である場合を最良好（◎）とし、また、樹脂がアルミ部材試験片１側に一部でも残る「凝集破壊」である場合を良好（○）とし、更に、樹脂がアルミ部材試験片１側に残らずに剥離が接合界面で発生した場合を不良（×）として評価した。結果は最良好（◎）であった。
結果を表１に示す。
【００４５】
〔実施例２〕
Ｓi：０．０８質量%、Ｆe：１．２３質量%、Ｃu：０．０１質量%、Ｍn：０．０３質量%を含むアルミニウム合金を鋳造炉で鋳造した後、６４０℃で１時間の均質化処理を行なった以外は、上記実施例１と同様にしてアルミ基材試験片（実施例２のAl-Fe系アルミ合金基材）を作製し、実施例１と同様にしてその表面における金属間化合物の積分回折強度値を測定した。
結果を表１に示す。
【００４６】
続いて、このアルミ基材試験片について、実施例１と同様にして前処理を施した後、実施例１と同じ条件でエッチング処理を施し、次いで水洗し、８０℃の熱風で５分間乾燥させ、アルミ部材試験片（実施例２のAl-Fe系アルミ合金部材）を作製し、実施例１と同様にしてその表面を観察すると共に凹状部の存在比率を求めた。
【００４７】
観察されたアルミ部材試験片の表面は図３のＳＥＭ写真に示す通りであり、また、測定されたアルミ部材試験片のある領域の凹状部の存在比率は６６%であった。なお、観察場所を変えてもほとんど変わりがなかった。結果を表１に示す。
【００４８】
〔実施例３〕
Ｓi：０．０７質量%、Ｆe：０．３０質量%、Ｃu：０．０２質量%、Ｍn：０．０３質量%を含むアルミニウム合金を鋳造炉で鋳造した後、６４０℃で１時間の均質化処理を行なった以外は、上記実施例１と同様にしてアルミ基材試験片（実施例３のAl-Fe系アルミ合金基材）を作製し、実施例１と同様にしてその表面における金属間化合物の積分回折強度値を測定した。
結果を表１に示す。
【００４９】
続いて、このアルミ基材試験片について、実施例１と同様にして前処理を施した後、８０℃及び５分間の条件で実施例１と同様にしてエッチング処理を施し、次いで水洗し、８０℃の熱風で５分間乾燥させ、アルミ部材試験片（実施例３のAl-Fe系アルミ合金部材）を作製し、実施例１と同様にしてその表面を観察すると共に凹状部の存在比率を求めた。
【００５０】
観察されたアルミ部材試験片の表面は図４のＳＥＭ写真に示す通りであり、また、測定されたアルミ部材試験片のある領域の凹状部の存在比率は３５%であった。なお、観察場所を変えてもほとんど変わりがなかった。結果を表１に示す。
【００５１】
〔実施例４〕
Ｓi：０．４０質量%、Ｆe：０．３０質量%、Ｃu：０．０２質量%、Ｍn：０．０３質量%を含むアルミニウム合金を鋳造炉で鋳造した後、５４０℃で１１時間の均質化処理を行なった以外は、上記実施例１と同様にしてアルミ基材試験片（実施例４のAl-Fe系アルミ合金基材）を作製し、実施例１と同様にしてその表面における金属間化合物の積分回折強度値を測定した。
結果を表１に示す。
【００５２】
続いて、このアルミ基材試験片について、実施例１と同様にして前処理を施した後、８０℃及び５分間の条件で実施例１と同様にしてエッチング処理を施し、次いで水洗し、８０℃の熱風で５分間乾燥させ、アルミ部材試験片（実施例４のAl-Fe系アルミ合金部材）を作製し、実施例１と同様にしてその表面を観察すると共に凹状部の存在比率を求めた。
【００５３】
観察されたアルミ部材試験片の表面は図５のＳＥＭ写真に示す通りであり、また、測定されたアルミ部材試験片のある領域の凹状部の存在比率は２５%であった。なお、観察場所を変えてもほとんど変わりがなかった。結果を表１に示す。
【００５４】
〔実施例５〕
Ｓi：１．２３質量%、Ｆe：０．９０質量%、Ｃu：０．０２質量%、Ｍn：０．０３質量%を含むアルミニウム合金を鋳造炉で鋳造した後、５４０℃で１１時間の均質化処理を行なった以外は、上記実施例１と同様にしてアルミ基材試験片（実施例５のAl-Fe系アルミ合金基材）を作製し、実施例１と同様にしてその表面における金属間化合物の積分回折強度値を測定した。
結果を表１に示す。
【００５５】
続いて、このアルミ基材試験片について、実施例１と同様にして前処理を施した後、８０℃及び５分間の条件で実施例１と同様にしてエッチング処理を施し、次いで水洗し、８０℃の熱風で５分間乾燥させ、アルミ部材試験片（実施例５のAl-Fe系アルミ合金部材）を作製し、実施例１と同様にしてその表面を観察すると共に凹状部の存在比率を求めた。
【００５６】
観察されたアルミ部材試験片の表面は図６のＳＥＭ写真に示す通りであり、また、測定されたアルミ部材試験片のある領域の凹状部の存在比率は１５%であった。なお、観察場所を変えてもほとんど変わりがなかった。結果を表１に示す。
【００５７】
〔比較例１〕
Ｓi：０．０８質量%、Ｆe：１．２３質量%、Ｃu：０．０１質量%、Ｍn：０．０３質量%を含むＡl合金を鋳造炉で鋳造後、４８０℃で１１時間の均質化処理を行なった以外は、上記実施例１と同様にしてアルミ基材試験片（比較例１のAl-Fe系アルミ合金基材）を作製し、実施例１と同様にしてその表面における金属間化合物の積分回折強度値を測定した。
結果を表１に示す。
【００５８】
続いて、このアルミ基材試験片について、実施例１と同様にして前処理を施した後、実施例１と同様にしてエッチング処理を施し、次いで水洗し、８０℃の熱風で５分間乾燥させ、アルミ部材試験片（比較例１のAl-Fe系アルミ合金部材）を作製し、実施例１と同様にしてその表面を観察すると共に凹状部の存在比率を求めた。
【００５９】
観察されたアルミ部材試験片の表面は図７のＳＥＭ写真に示す通りであり、また、測定されたアルミ部材試験片のある領域の凹状部の存在比率は０%であった。なお、観察場所を変えてもほとんど変わりがなかった。結果を表１に示す。
【００６０】
〔比較例２〕
Ｓi：０．４０質量%、Ｆe：０．４０質量%、Ｃu：０．０６質量%、Ｍn：０．０１質量%を含むＡl合金を鋳造炉で鋳造後、５４０℃で１１時間の均質化処理を行なった以外は、上記実施例１と同様にしてアルミ基材試験片（比較例２のAl-Fe系アルミ合金基材）を作製し、実施例１と同様にしてその表面における金属間化合物の積分回折強度値を測定した。
結果を表１に示す。
【００６１】
続いて、このアルミ基材試験片について、実施例１と同様にして前処理を施した後、実施例１と同様にしてエッチング処理を施し、次いで水洗し、８０℃の熱風で５分間乾燥させ、アルミ部材試験片（比較例２のAl-Fe系アルミ合金部材）を作製し、実施例１と同様にしてその表面を観察すると共に凹状部の存在比率を求めた。
【００６２】
観察されたアルミ部材試験片の表面は図８のＳＥＭ写真に示す通りであり、また、測定されたアルミ部材試験片のある領域の凹状部の存在比率は０%であった。なお、観察場所を変えてもほとんど変わりがなかった。結果を表１に示す。
【００６３】
〔比較例３〕
Ｓi：０．４０質量%、Ｆe：０．３０質量%、Ｃu：０．０６質量%、Ｍn：０．０１質量%を含むＡl合金を鋳造炉で鋳造後、５４０℃で１１時間の均質化処理を行なった以外は、上記実施例１と同様にしてアルミ基材試験片（比較例３のAl-Fe系アルミ合金基材）を作製し、実施例１と同様にしてその表面における金属間化合物の積分回折強度値を測定した。
結果を表１に示す。
【００６４】
続いて、このアルミ基材試験片について、実施例１と同様にして前処理を施した後、実施例１と同様にしてエッチング処理を施し、次いで水洗し、８０℃の熱風で５分間乾燥させ、アルミ部材試験片（比較例３のAl-Fe系アルミ合金部材）を作製し、実施例１と同様にしてその表面を観察すると共に凹状部の存在比率を求めた。
【００６５】
観察されたアルミ部材試験片の表面は図９のＳＥＭ写真に示す通りであり、また、測定されたアルミ部材試験片のある領域の凹状部の存在比率は０%であった。なお、観察場所を変えてもほとんど変わりがなかった。結果を表１に示す。
【００６６】
〔比較例４〕
Ｓi：１．２３質量%、Ｆe：１．２０質量%、Ｃu：０．０６質量%、Ｍn：０．０１質量%を含むＡl合金を鋳造炉で鋳造後、５４０℃で１１時間の均質化処理を行なった以外は、上記実施例１と同様にしてアルミ基材試験片（比較例４のAl-Fe系アルミ合金基材）を作製し、実施例１と同様にしてその表面における金属間化合物の積分回折強度値を測定した。
結果を表１に示す。
【００６７】
続いて、このアルミ基材試験片について、実施例１と同様にして前処理を施した後、実施例１と同様にしてエッチング処理を施し、次いで水洗し、８０℃の熱風で５分間乾燥させ、アルミ部材試験片（比較例４のAl-Fe系アルミ合金部材）を作製し、実施例１と同様にしてその表面を観察すると共に凹状部の存在比率を求めた。
【００６８】
観察されたアルミ部材試験片の表面は図１０のＳＥＭ写真に示す通りであり、また、測定されたアルミ部材試験片のある領域の凹状部の存在比率は０%であった。なお、観察場所を変えてもほとんど変わりがなかった。結果を表１に示す。
【００６９】
〔比較例５〕
Ｓi：０．０８質量%、Ｆe：１．２３質量%、Ｃu：０．０６質量%、Ｍn：０．０１質量%を含むＡl合金を鋳造炉で鋳造後、６８０℃で１時間の均質化処理を行なった以外は、上記実施例１と同様にしてアルミ基材試験片（比較例５のAl-Fe系アルミ合金基材）を作製し、実施例１と同様にしてその表面における金属間化合物の積分回折強度値を測定した。
結果を表１に示す。
【００７０】
続いて、このアルミ基材試験片について、実施例１と同様にして前処理を施した後、実施例１と同様にしてエッチング処理を施し、次いで水洗し、８０℃の熱風で５分間乾燥させ、アルミ部材試験片（比較例５のAl-Fe系アルミ合金部材）を作製し、実施例１と同様にしてその表面を観察すると共に凹状部の存在比率を求めた。
【００７１】
観察されたアルミ部材試験片の表面は図１０のＳＥＭ写真に示す通りであり、また、測定されたアルミ部材試験片のある領域の凹状部の存在比率は０%であった。なお、観察場所を変えてもほとんど変わりがなかった。結果を表１に示す。
【表１】
2013136804.tif 000002
【図１１】
2013136804.tif 000003
【図１２】
2013136804.tif 000004
【図１】
2013136804.tif 000005
【図２】
2013136804.tif 000006
【図３】
2013136804.tif 000007
【図４】
2013136804.tif 000008
【図５】
2013136804.tif 000009
【図６】
2013136804.tif 000010
【図７】
2013136804.tif 000011
【図８】
2013136804.tif 000012
【図９】
2013136804.tif 000013
【図１０】
2013136804.tif 000014