(57)【要約】【課題】主要な合金元素量を確保でき、ＢＨ性や強度を低下させることなく、熱硬化型塗膜の耐久性に優れた自動車部材などのアルミニウム合金材およびその製造方法を提供する。【解決手段】その表面に熱硬化型塗膜を有する特定組成の６０００系アルミニウム合金材であって、熱硬化型塗膜の熱硬化処理によって、前記熱硬化型塗膜下のアルミニウム合金材表面のＭｇ酸化物を特定の範囲で存在させて、耐糸錆性や塗膜密着性などの塗膜耐久性を向上させる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｍｇ：０.２〜２.０％、Ｓｉ：０.３〜２.０％、Ｃｕ：０.０１〜３．０％を各々含み、残部がＡｌおよび不可避的不純物であるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金からなり、その表面に熱硬化型塗膜を有するアルミニウム合金材であって、前記熱硬化型塗膜下のアルミニウム合金材表面を電子線マイクロアナライザにより面分析した際の、ＭｇとＯの元素の分布状態を示すカラーマップから判別される、円相当径が１μｍ以上のＭｇ酸化物の平均数密度を、１０〜１０００個／ｍｍ２の範囲とすることを特徴とする熱硬化型塗膜の耐久性に優れたアルミニウム合金材。
【請求項２】
前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金が、更に、Ｍｎ：０.０１〜１.０％、Ｃｒ：０.００１〜０．３％、Ｚｒ：０.００１〜０．３％、Ａｇ：０.００１〜０．２％、Ｓｎ：０．００１〜０.２％の１種または２種以上を含む請求項１に記載の熱硬化型塗膜の耐久性に優れたアルミニウム合金材。
【請求項３】
前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金が自動車部材である請求項１または２に記載の熱硬化型塗膜の耐久性に優れたアルミニウム合金材。
【請求項４】
質量％で、Ｍｇ：０.２〜２.０％、Ｓｉ：０.３〜２.０％、Ｃｕ：０.０１〜３．０％を各々含み、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金材に、熱硬化型塗料の塗装と熱硬化処理とを施して、前記アルミニウム合金材表面に熱硬化型塗膜を形成するに際して、この熱硬化型塗膜が形成されたアルミニウム合金材表面を電子線マイクロアナライザにより面分析した際の、ＭｇとＯの元素の分布状態を示すカラーマップから判別される、円相当径が１μｍ以上のＭｇ酸化物の平均数密度が、１０〜１０００個／ｍｍ２の範囲となるように前記熱硬化処理を行うことを特徴とする熱硬化型塗膜の耐久性に優れたアルミニウム合金材の製造方法。
【請求項５】
前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金材が、更に、Ｍｎ：０.０１〜１.０％、Ｃｒ：０.００１〜０．３％、Ｚｒ：０.００１〜０．３％、Ａｇ：０.００１〜０．２％、Ｓｎ：０．００１〜０.２％の１種または２種以上を含む請求項４に記載の熱硬化型塗膜の耐久性に優れたアルミニウム合金材の製造方法。
【請求項６】
前記熱硬化型塗料の塗装前の前記アルミニウム合金材表面の、前記円相当径が１μｍ以上のＭｇ酸化物の平均数密度を予め１０個／ｍｍ２未満とした上で、前記熱硬化型塗料の塗装と熱硬化処理とを施す請求項４または５に記載の熱硬化型塗膜の耐久性に優れたアルミニウム合金材の製造方法。
【請求項７】
前記Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金材が自動車部材であり、前記熱硬化型塗料の塗装が電着塗装である請求項４乃至６のいずれか１項に記載の熱硬化型塗膜の耐久性に優れたアルミニウム合金材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱硬化型塗膜の耐糸錆性や耐塗膜ふくれなどの耐久性に優れた、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金材と、その製造方法に関するものである。本発明で言うアルミニウム合金材とは、熱間圧延や冷間圧延などの圧延板、押出材、鍛造材、鋳造材などのアルミニウム合金塑性加工材を素材として、これを自動車部材などの最終用途に成形加工し、熱硬化型塗料の塗装と熱硬化処理とを施して表面に熱硬化型塗膜を形成した部材を言う。以下の記載ではアルミニウムをアルミやＡｌとも言う。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境などへの配慮から、自動車等の車両の軽量化の社会的要求はますます高まってきている。かかる要求に答えるべく、自動車の、大型ボディパネル構造体（アウタパネル、インナパネル）、サイドメンバー等のメンバ、フレーム類や、ピラーなどの構造部材、ドアビームやバンパーなどの補強材、あるいはアーム類などの足回り部品などの自動車部材の素材（材料）として、鋼板等の鉄鋼材料にかえて、軽量なアルミニウム合金材の適用が増加しつつある。
【０００３】
これらの自動車部材には、成形性や焼付け塗装硬化性、耐食性にも優れた高強度アルミニウム合金として、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系のＡＡ乃至ＪＩＳ ６０００系 (以下、単に６０００系とも言う) アルミニウム合金が使用されている。
【０００４】
前記自動車部材などのアルミニウム合金材は、多くはその表面に、耐食性向上や美観向上のための塗装が施される。この塗装方法としては、熱硬化型塗料の電着塗装が代表的であり、塗装焼き付け硬化処理による熱硬化処理が代表的で汎用されている。
【０００５】
このように熱硬化型塗膜を形成した６０００系アルミニウム合金部材では、長期間の使用に対する塗膜の耐久性が重要な課題の一つとなる。例えば、前記自動車アウタパネルなどの所謂外使い用のパネルでは、自動車の走行環境として、海水や塩水などの腐食環境（塗膜下腐食環境）にも曝される。このため、塗膜下のアルミニウム合金板表面に、糸錆（糸さび）と呼ばれる、析出物や介在物を起点とする、糸状の錆が発生、成長し、また、塗膜ふくれや塗膜のはがれなどの塗膜密着性の低下が生じる可能性がある。これらは、いずれも塗膜の耐久性に重大に関わる欠陥、不良であり、部材の強度の低下や外観不良などの致命的な問題につながるので、耐糸錆性や塗膜密着性などの塗膜耐久性を向上させることが重要な課題となる。
【０００６】
前記アルミニウム合金材の用途に対して、前記圧延板などの６０００系（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系）アルミニウム合金素材の段階において、耐糸錆性や塗膜密着性などの塗膜耐久性を向上させる技術が、周知の通り、従来から種々提案されている。その多くは、前記素材表面あるいはマトリックスのＭｇ、Ｓｉ、Ｃｕなどの、塗膜耐久性を阻害させる元素を低減するものである。例えば、特許文献１などによって、母材表面側のＭｇを低減することが提案されている。そして、特許文献２、３では、６０００系アルミニウム合金材の表面や、酸化皮膜中のＣｕ含有量を規制すること、あるいは低減する方法が提案されている。
【０００７】
更に、特許文献４では、リン酸塩処理された後に塗装される自動車パネル用６０００系アルミニウム合金素材のＣｕ含有量を０．２％以下に規制することや、アルミニウム合金素材表面の酸化皮膜の厚みを３５Å未満とし、Ｘ 線光電子分光法(ＥＳＣＡ)により測定された酸化皮膜中のＭｇ含有量を０％として、リン酸塩処理時のリン酸塩被覆率を高めることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３５３１６１６号公報
【特許文献２】特許第３４４２６９９号公報
【特許文献３】特許第４１７１１４１号公報
【特許文献４】特許第４８２９４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記した従来の６０００系アルミニウム合金素材の段階における、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｃｕなどの塗膜耐久性を阻害させる元素の低減は、確かに塗膜耐久性を向上させることができる。
【００１０】
ただ、本発明者らの知見によれば、前記素材を成形して６０００系アルミニウム合金材とした後で、熱硬化型塗料の塗装および熱硬化処理によって、６０００系アルミニウム合金材の母材から表面に新たにＭｇが拡散生成し、この表面のＭｇの量が、耐糸錆性や塗膜密着性などの塗膜耐久性に大きく影響する。
【００１１】
このため、前記素材の段階において、例えＭｇ、Ｓｉ、Ｃｕなどの塗膜耐久性を阻害させる元素を低減したとしても、自動車部材などの最終用途とした段階で、前記熱硬化処理によって、高温下で母材から表面に新たに拡散生成してくるＭｇの量が適切でなければ、塗膜耐久性が大きく低下する。
【００１２】
これまで、前記熱硬化処理によって母材から表面に新たに拡散生成するＭｇなどの元素の、塗膜耐久性への影響は、それほど詳細には検討されておらず、前記した通り、素材段階での元素低減対策が主流となっていた。このため、自動車部材などの最終用途での、長期に亘る使用時の塗膜耐久性を完全には保証できなかったのが実情である。
【００１３】
また、従来技術のように、６０００系アルミニウム合金素材のＭｇ、Ｓｉ、Ｃｕなどの主要な合金元素を、塗膜耐久性のために低減すると、自動車部材などの最終用途で必要な基本要求特性である、ＢＨ性（ベークハード性）や強度を確保できなくなり、これらを犠牲にしていたという側面もあった。
【００１４】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、主要な合金元素量を確保でき、ＢＨ性や強度を低下させることなく、熱硬化型塗膜の耐久性に優れた自動車部材などのアルミニウム合金材およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この目的を達成するための、本発明の熱硬化型塗膜の耐久性に優れたアルミニウム合金材の要旨は、質量％で、Ｍｇ：０.２〜２.０％、Ｓｉ：０.３〜２.０％、Ｃｕ：０.０１〜３．０％を各々含み、残部がＡｌおよび不可避的不純物であるＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金からなり、その表面に熱硬化型塗膜を有するアルミニウム合金材であって、前記熱硬化型塗膜下のアルミニウム合金材表面を電子線マイクロアナライザにより面分析した際の、ＭｇとＯの元素の分布状態を示すカラーマップから判別される、円相当径が１μｍ以上のＭｇ酸化物の平均数密度を、１０〜１０００個／ｍｍ２の範囲とすることである。
【００１６】
また、前記目的を達成するための、本発明の熱硬化型塗膜の耐久性に優れたアルミニウム合金材の製造方法の要旨は、質量％で、Ｍｇ：０.２〜２.０％、Ｓｉ：０.３〜２.０％、Ｃｕ：０.０１〜３．０％を各々含み、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなるアルミニウム合金材に、熱硬化型塗料の塗装と熱硬化処理とを施して、前記アルミニウム合金材表面に熱硬化型塗膜を形成するに際して、この熱硬化型塗膜が形成されたアルミニウム合金材表面を電子線マイクロアナライザにより面分析した際の、ＭｇとＯの元素の分布状態を示すカラーマップから判別される、円相当径が１μｍ以上のＭｇ酸化物の平均数密度が、１０〜１０００個／ｍｍ２の範囲となるように、前記熱硬化処理を行うことである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明者らは、熱硬化型塗料の熱硬化処理によって、母材から表面に新たに拡散生成するＭｇの量に着目し、このＭｇが耐糸錆性や塗膜密着性などの塗膜耐久性に大きく影響することを知見した。
【００１８】
前記した通り、アルミニウム合金材の素材の段階において、例えＭｇ、Ｓｉ、Ｃｕなどの塗膜耐久性を阻害させる元素を低減したとしても、自動車部材などのアルミニウム合金材（最終用途）における熱硬化処理によって、高温下で母材から表面にＭｇが新たに拡散生成してくる。
【００１９】
これら新たに拡散生成した表面のＭｇの量は、本発明者らの知見によれば、Ｍｇ量が少なすぎても、逆に多すぎても、塗膜耐久性が大きく低下する。すなわち、前記熱硬化型塗膜下の表面でのＭｇの挙動は、アルミニウム合金材の素材表面の段階で認識されているような挙動とは全く異なり、適切な量を積極的に存在させれば、塗膜耐久性が向上するという、驚くべき結果となった。
【００２０】
更に、前記熱硬化型塗膜下のアルミニウム合金材表面のＭｇ量を適切な量に制御すれば、Ｍｇよりも拡散速度が著しく遅い、他のＳｉ、Ｃｕなどの塗膜耐久性を阻害させる元素の前記熱硬化型塗膜下のアルミニウム合金材表面への拡散生成を同時に抑制でき、これも塗膜耐久性の向上につながっていることも知見した。
【００２１】
これらの機構によって、本発明では、ＳｉやＣｕなどの強化元素を、耐食性の観点から低減する必要が無いので、強化に必要な合金元素量を確保でき、ＢＨ性や強度、あるいは成形性を低下させることなく、アルミニウム合金材の熱硬化型塗膜の耐久性を向上させることができる。
また、本発明によれば、アルミニウム合金素材や、この素材の成形加工、前記熱硬化型塗料の塗装や熱硬化処理などの、自動車部材等のアルミニウム合金材の製造工程を大きく変えることが不要である。
【００２２】
このため、本発明によれば、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金素材の、塗膜耐久性も含めた強度、成形性など種々の特性の兼備が要求される、自動車部材などのアルミニウム合金材への適用を可能あるいは促進することができる。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明の実施の形態につき、要件ごとに具体的に説明する。
先ず、本発明のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合金材（以下、単にアルミニウム合金材とも言う）は、熱間圧延や冷間圧延などの圧延板、熱間押出加工による押出材、熱間鍛造加工による鍛造材、鋳造やダイキャストなどの鋳造材などのアルミニウム合金塑性加工材をその素材とする。そして、これら素材を自動車部材などの最終用途形状に成形加工し、熱硬化型塗料の塗装と熱硬化処理とを施して表面に熱硬化型塗膜を形成した部材を言う。
【００２４】
（化学成分組成)
本発明のアルミニウム合金材の化学成分組成は、前記自動車部材などのアルミニウム合金材の各種用途に応じた、各々の要求特性を満たせるように、規定する６０００系アルミニウム合金の組成範囲から選択することが好ましい。
例えば、自動車部材の車体アウタパネルを例にとると、この自動車パネルの要求特性としては、溶体化および焼入れ処理などのＴ４調質後の素材板の特性として、自動車パネルへの成形時には、その０．２％耐力が例えば１１０ＭＰａ以下と低くして成形性を確保でき、成形後の自動車パネルとしての焼付け塗装硬化処理などの熱硬化処理後の０．２％耐力が例えば２００ＭＰａ以上の高強度化するＢＨ性（ベークハード性）を有することが必要である。したがって、素材アルミニウム合金板として、これを組成の面から可能とすることが好ましい。また、自動車パネルとしては、優れた成形性やＢＨ性の他に、剛性、溶接性、耐食性などの諸特性も要求されるので、組成の面からもこれらの要求を満たすようにすることが好ましい。
【００２５】
また、サイドメンバー等のメンバ、フレーム類や、ピラーなどの自動車構造部材では、前記自動車パネル材に比べて、更なる高強度化や、車体衝突時の衝撃吸収性や乗員の保護にもつながる、圧壊性（耐圧壊性、圧壊特性）を新たな特性として付与することが必要である。
【００２６】
これらの要求特性を合金組成の面から満足するために、本発明では、６０００系アルミニウム合金組成を、質量％で、Ｍｇ：０.２〜２.０％、Ｓｉ：０.３〜２.０％、Ｃｕ：０.０１〜３．０％の主要元素を各々含み、残部がＡｌおよび不可避的不純物とする。
また、この基本組成に加えて、選択的添加元素として、更に、Ｍｎ：０.０１〜１.０％、Ｃｒ：０.００１〜０．３％、Ｚｒ：０.００１〜０．３％、Ａｇ：０.００１〜０．２％、Ｓｎ：０．００１〜０.２％の１種または２種以上を含むことができる。
これら以外の他の元素は、不可避的不純物であり、ＡＡ乃至ＪＩＳ規格などに沿った各元素レベルの含有量 (許容量) とする。なお、各元素の含有量の％表示は全て質量％の意味である。
【００２７】
自動車部材の車体アウタパネルでは、前記合金組成範囲から、主要元素や選択的添加元素の含有量を低めに選択する。一方、自動車構造部材では、前記合金組成範囲から、主要元素や選択的添加元素の含有量を高めに選択する。
この際、本発明では、前記熱硬化型塗膜下のアルミニウム合金材表面のＭｇ量を適切な量に制御すれば、Ｍｇよりも拡散速度が遅い、他のＳｉ、Ｃｕなどの塗膜耐久性を阻害させる元素の前記熱硬化型塗膜下のアルミニウム合金材表面への拡散生成を抑制できる。このため、従来のように、ＳｉやＣｕなどの強化元素を耐食性の観点から低減して、ＢＨ性や強度を犠牲にする必要がなく、強化に必要な合金元素量を含有させることができる。
【００２８】
上記６０００系アルミニウム合金組成における、各元素の含有範囲と意義、あるいは許容量についても以下に説明しておく。
【００２９】
Ｓｉ：０.３〜２.０％
Ｓｉは、Ｍｇとともに、固溶強化と、塗装焼き付け処理（熱硬化処理）などの人工時効処理時に、強度向上に寄与する時効析出物を形成して、時効硬化能を発揮し、自動車部材などのアルミニウム合金材として必要な強度を得るための必須の元素である。Ｓｉ含有量が少なすぎると、固溶強化量と人工時効後の析出量が少なくなりすぎ、焼付け塗装時の強度増加量が低くなりすぎてしまう。一方Ｓｉ含有量が多すぎると、粗大な晶出物および析出物が形成されてしまい、糸錆発生起点となり、耐糸錆性が著しく低下する。また、成形性を著しく低下させてしまう。更に、Ｓｉ含有量が多すぎると、素材板の製造直後の強度だけでなく、製造後の室温時効量も高くなり、成形前の強度が高くなりすぎて、成形性が低下してしまう。したがって、Ｓｉの含有量は０．３〜２．０％の範囲とする。但し、前記した通り、本発明では、前記熱硬化型塗膜下のアルミニウム合金材表面のＭｇ量を適切な量に制御すれば、他のＳｉ、Ｃｕなどの塗膜耐久性を阻害させる元素の表面への拡散生成を抑制できるので、Ｓｉを通常よりも多く含有させることが可能である。  
【００３０】
Ｍｇ：０.２〜２.０％
Ｍｇも、固溶強化と、塗装焼き付け処理などの前記人工時効処理時に、Ｓｉとともに強度向上に寄与する時効析出物を形成して、時効硬化能を発揮し、アルミニウム合金材としての必要強度を得るための必須の元素である。Ｍｇ含有量が少なすぎると、人工時効後の析出量が少なくなりすぎ焼付け塗装後の強度が低くなりすぎてしまう。一方、Ｍｇ含有量が極端に多くなりすぎると、Ｍｇの溶出反応が促進され、やはり耐糸錆性が著しく低下する。また、粗大な晶出物および析出物が形成されてしまい、糸錆発生起点となり、これも耐糸錆性が低下する原因ともなる。また、粗大な晶出物の形成は成形性を著しく低下させてしまい、更に、素材板の製造直後の強度だけでなく、製造後の室温時効量も高くなり、成形前の強度が高くなりすぎて、自動車部材などへの成形性が低下してしまう。したがって、Ｍｇの含有量は０．２〜２.０％の範囲とする。
【００３１】
Ｃｕ：０.０１〜３．０％
Ｃｕは、固溶強化により強度を向上させ、成形性も向上させるので、アルミニウム合金材に必要な強度や成形性を得るのに必須である。Ｃｕの含有量が少なすぎると、その効果が小さく、極端に多すぎても、その効果は飽和し、却って耐食性などを劣化させる。但し、前記した通り、本発明では、前記熱硬化型塗膜下のアルミニウム合金材表面のＭｇ量を適切な量に制御すれば、他のＳｉ、Ｃｕなどの塗膜耐久性を阻害させる元素の表面への拡散生成を抑制できるので、Ｃｕを通常よりも多く含有させることが可能である。  
【００３２】
選択的添加元素
Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ａｇ、Ｓｎは、共通して強度を向上させる同効元素（強化元素）として、選択的に含有させることができる。
Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒは、鋳塊及び最終板製品の結晶粒を微細化して強度向上に寄与し、分散粒子として存在して、結晶粒微細化に寄与し、成形性も向上させる。これらの元素が多すぎると、粗大な化合物を形成し、延性を劣化させる。
Ａｇは人工時効処理によって強度向上に寄与する時効析出物を緊密微細に析出させ、高強度化を促進する効果がある。
Ｓｎは、室温でのクラスタ形成を抑制して、素材の室温時効を抑制し、成形性を長時間保持する効果を有し、更にその後に焼付け塗装処理などの人工時効熱処理した場合の強度を向上させる。また、耐糸錆性向上にも効果がある。
これらを含有させる場合には、Ｍｎ：０.０１〜１.０％、Ｃｒ：０.００１〜０．３％、Ｚｒ：０.００１〜０．３％、Ａｇ：０.００１〜０．２％、Ｓｎ：０．００１〜０.２％の各範囲とする。
【００３３】
その他の元素：
これら記載した以外の、Ｔｉ、Ｂ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｖなどのその他の元素は不可避的な不純物であり、資源リサイクルの観点から、合金の溶解原料として、高純度Ａｌ地金だけではなく、６０００系合金やその他のアルミニウム合金スクラップ材、低純度Ａｌ地金などを多量に使用した場合には、これらの元素が必然的に実質量混入される。これらの元素を敢えて積極的に低減すると、精錬自体がコストアップとなるので、ある程度の含有を許容することが必要となる。したがって、本発明では、このような下記元素を各々以下に規定するAA乃至JIS 規格などに沿った上限量以下の範囲での含有を許容する。この許容量として好ましくは、Ｔｉは０．１％以下、Ｂは０.０３％以下、Ｆｅは１．０％以下、Ｚｎは１．０％以下、Ｖは０.３％以下とする。
【００３４】
（熱硬化型塗膜下のアルミニウム合金材表面のＭｇ量）
以上の合金組成を前提として、本発明では、熱硬化型塗膜下の６０００系アルミニウム合金材表面のＭｇ量を、Ｍｇ酸化物の数密度として、制御する。
すなわち、前記熱硬化型塗膜下のアルミニウム合金材表面を電子線マイクロアナライザにより面分析した際の、ＭｇとＯ（酸素）の元素の分布状態を示すカラーマップから判別される、円相当径が１μｍ以上のＭｇ酸化物の平均数密度を、１０〜１０００個／ｍｍ２の範囲とする。
【００３５】
前記した通り、アルミニウム合金材の素材の段階において、例えＭｇ、Ｓｉ、Ｃｕなどの塗膜耐久性を阻害させる元素を低減したとしても、自動車部材などのアルミニウム合金材（最終用途部材）とした段階で、前記熱硬化型塗料の熱硬化処理をすると、高温下で母材から表面に、Ｍｇが新たに拡散生成してくる。
そして、このように拡散生成したＭｇは、熱硬化型塗膜を浸透してきた、あるいは塗膜中に元々存在する水分と反応して、主に、本発明で規定するＭｇ酸化物として、アルミニウム合金材表面に存在する。
【００３６】
このように、熱硬化型塗料の熱硬化処理によって、母材から表面に新たに存在してくるＭｇ酸化物の量は、耐糸錆性や塗膜密着性などの塗膜耐久性に大きく影響し、これらアルミニウム合金材表面のＭｇ酸化物量が少なすぎても、逆に多すぎても、塗膜耐久性が大きく低下する。
前記熱硬化型塗膜下の表面でのＭｇ酸化物の挙動は、前記した通り、アルミニウム合金材の素材表面の段階で認識されているような挙動とは全く異なり、適切な量だけ、Ｍｇ酸化物を積極的に存在させれば、塗膜耐久性が向上する。
【００３７】
このような塗膜耐久性向上機構は、アルミニウム合金材の表面に、本発明で規定するＭｇ酸化物が一定量存在することで、糸錆成長の原因である、熱硬化型塗膜とアルミニウム合金材表面におけるｐＨ低下を抑制するものと推考される。
すなわち、アルミニウム合金材の使用中に、熱硬化型塗膜を浸透してきた、あるいは塗膜中に元々存在する水分が反応して、ＭｇＯ＋Ｈ２Ｏ＝Ｍｇ２＋＋２ＯＨ−の反応式により、ＯＨ基（水酸基）が生成する。このＯＨ基はアルカリ性であり、糸錆成長の原因である前記熱硬化型塗膜とアルミニウム合金材表面におけるｐＨ低下を抑制して、中性に保持する。
ちなみに、この作用は、ＭｇＯＨなどの水酸化物でも同じであり、Ｍｇ（ＯＨ）２＝Ｍｇ２＋＋２ＯＨ−の反応式により、ＯＨ基（水酸基）が生成する。このＯＨ基も、当然ながらアルカリ性であり、糸錆成長の原因である前記熱硬化型塗膜とアルミニウム合金材表面におけるｐＨ低下を抑制して、中性に保持する。但し、この水酸化物は、後述する通り、電子線マイクロアナライザによる面分析では、Ｍｇ酸化物と識別することができない。したがって、電子線マイクロアナライザによる面分析では、このＭｇの水酸化物も、Ｍｇ酸化物と見なして、平均数密度を定量化する。
【００３８】
したがって、前記熱硬化型塗膜下のアルミニウム合金材表面の、前記円相当径が１μｍ以上のＭｇ酸化物の平均数密度が１０個／ｍｍ２未満となっては、本発明で規定するＭｇ酸化物の平均数密度が少なすぎ、前記Ｍｇ酸化物による塗膜耐久性向上の作用や機構が発現しない。このため、糸錆成長の原因である前記熱硬化型塗膜とアルミニウム合金材表面におけるｐＨ低下による酸性化を抑制できなくなる。
【００３９】
一方、前記熱硬化型塗膜下のアルミニウム合金材表面の、前記円相当径が１μｍ以上のＭｇ酸化物の平均数密度が１０００個／ｍｍ２を超えて、本発明で規定するＭｇ酸化物の平均数密度が過剰に存在すると、却って前記ＯＨ基が過剰となる。このため、逆に、前記熱硬化型塗膜とアルミニウム合金材表面におけるアルカリ化が進行して（ｐＨが高くなって）塗膜密着性を低下させ、塗膜ふくれ、塗膜はがれなどが生じる。
【００４０】
また、前記熱硬化型塗膜下のアルミニウム合金材表面に、本発明で規定するＭｇ酸化物の形態ではなく、Ｍｇ単体の形態で存在した場合には、Ｍｇ＋２Ｈ２Ｏ＝Ｍｇ（ＯＨ）２＋２Ｈ＋＋２e -の反応式により、ＯＨ基ではなく、酸性のＨ基（水素基）が生成する。このＨ基は酸性であり、糸錆成長の原因である前記熱硬化型塗膜とアルミニウム合金材表面におけるｐＨ低下を促進して、糸錆成長の原因となる。
しかし、前記熱硬化型塗膜下のアルミニウム合金材表面の本発明で規定するＭｇ酸化物の量を、熱硬化処理を制御して、前記した適切な範囲にしてやれば、この表面のＭｇ単体やＭｇ(ＯＨ)2などの水酸化物の形態では、ほとんど存在しなくなり、例え存在しても糸錆など塗膜の耐久性には影響しない許容範囲となる。
【００４１】
更に、前記熱硬化型塗膜下のアルミニウム合金材表面の本発明で規定するＭｇ酸化物の量を、熱硬化処理を制御して、前記した適切な範囲にしてやれば、Ｍｇよりも拡散速度が１／１００ほども遅い、他のＳｉ、Ｃｕなどの塗膜耐久性を阻害させる元素の前記熱硬化型塗膜下のアルミニウム合金材表面への拡散生成も抑制でき、これも塗膜耐久性の向上につながってくる。
【００４２】
以上の前記熱硬化型塗膜下のアルミニウム合金材表面における、本発明で規定するＭｇ酸化物の制御によって、熱硬化型塗膜の長期間の使用に耐える耐久性に優れされることができる。このため、本発明によれば、６０００系アルミニウム合金素材の、前記した自動車部材などのアルミニウム合金材への適用を可能あるいは促進することができる。
【００４３】
（アルミニウム合金材表面のＭｇ酸化物数密度制御）
本発明で規定するアルミニウム合金材表面のＭｇ酸化物平均数密度の制御は、アルミニウム合金素材のＭｇ含有量などの合金組成や素材の製造条件での制御は難しく、前記熱硬化型塗料の熱硬化処理条件によって、主として制御することが合理的である。
【００４４】
本発明は、先に述べたように、ＳｉやＣｕなどの強化元素を、塗膜耐久性の観点から低減する必要が無いので、強化に必要な合金元素量を確保でき、通常のアルミニウム合金素材を使用できる利点が大きい。また、アルミニウム合金素材や、この素材の成形加工、前記熱硬化型塗料の塗装や熱硬化処理などの、自動車部材等のアルミニウム合金材の製造工程を大きく変えることも不要である。
【００４５】
ただ、このような熱硬化処理での制御のためには、塗装前の前記アルミニウム合金材表面の前記Ｍｇ酸化物の平均数密度を、予め低減しておくことが好ましい。
すなわち、前記熱硬化型塗膜下のアルミニウム合金材表面における前記Ｍｇ酸化物の平均数密度を最適範囲とするためには、前記熱硬化型塗料の塗装前のアルミニウム合金材表面の、本発明で規定するＭｇ酸化物の平均数密度を、予め、０個／ｍｍ２を含む、１０個／ｍｍ２未満と少なくした上で、前記熱硬化型塗料の塗装と熱硬化処理とを施すことが好ましい。
この塗装前のアルミニウム合金材表面とは、塑性加工により製造されたアルミニウム合金素材や、その後の成形される前のアルミニウム合金素材や、成形された後で塗装前のアルミニウム合金材、などにおける表面を含んでいる。
【００４６】
これらの表面の円相当径が１μｍ以上のＭｇ酸化物の平均数密度が、調質（熱処理）や室温放置などによってＭｇが表面に拡散生成あるいは濃化するなど、予め１０個／ｍｍ２を超えて多くなっている場合には、熱硬化処理の温度、時間条件によっては、本発明で規定するＭｇ酸化物の平均数密度が前記した最適範囲と超える可能性が生じる。
熱硬化処理の温度、時間条件は、通常は、前記熱硬化型塗料の硬化（架橋反応）や、アルミニウム合金材の強度確保のためのＢＨ性から決められ、このように選択される熱硬化処理の温度、時間条件では、必然的に前記円相当径が１μｍ以上のＭｇ酸化物の平均数密度が増すからである。
前記熱硬化型塗料の塗装前の前記アルミニウム合金材表面の、前記円相当径が１μｍ以上のＭｇ酸化物の平均数密度を、予め０個／ｍｍ２を含む、１０個／ｍｍ２未満と少なくした上で、前記熱硬化型塗料の塗装と熱硬化処理とを施すことが好ましい。
【００４７】
前記塗装前のアルミニウム合金材表面の、本発明で規定するＭｇ酸化物の平均数密度を、予め０個／ｍｍ２を含む、１０個／ｍｍ２未満と少なくするためには、前記塗装前のアルミニウム合金材にエッチングを伴う洗浄を行うことが好ましい。
この洗浄作業は、塑性加工により製造されたアルミニウム合金素材の調質後や、その後の成形される前のアルミニウム合金素材や、成形された後で塗装前のアルミニウム合金材など、既存の洗浄工程を用いることができる。そして、洗浄（液）のエッチングレベルあるいは洗浄強度（液濃度、液温度、処理時間など）を調整して、前記塗装前の前記アルミニウム合金材表面の、前記Ｍｇ酸化物の平均数密度を１０個／ｍｍ２未満に制御する。
【００４８】
（熱硬化処理によるＭｇ酸化物数密度制御）
本発明で規定するＭｇ酸化物は、先に述べたように、熱硬化処理の温度、時間条件によって支配され、制御できる。
この点で、前記熱硬化型塗膜（熱硬化型塗料）の硬化（架橋反応）や、強度確保のためのＢＨ性を満足し、更に、本発明で規定するＭｇ酸化物の平均数密度を、前記した最適範囲とするために、熱硬化処理の加熱温度、加熱温度に保持する時間は、アルミニウム合金材のＭｇ、Ｓｉ、Ｃｕの各含有量との関係も考慮しつつ、加熱温度１６０〜１８０℃、加熱保持時間１０〜３０分の範囲から選択することが好ましい。
このような範囲の中で、例えば、主要な合金元素量が比較的少なければ、加熱温度は低め、加熱保持時間は短めから選択し、主要な合金元素量が比較的多ければ、加熱温度は高め、加熱保持時間は長めから選択する。
【００４９】
ただ、これはあくまで最適条件の目安にすぎず、部材としての最終用途の要求特性に応じて選択したアルミニウム合金組成や、熱硬化型塗料の最適硬化特性も考慮しつつ、前記熱硬化型塗膜下のアルミニウム合金材表面のＭｇの存在量を本発明の規定範囲と確実にするためには、熱硬化処理の最適な温度、時間条件を、実際に試験してみて、試行錯誤的に（トライアンドエラーで）決定することが好ましい。
【００５０】
（アルミニウム合金材表面のＭｇ酸化物数密度の測定）
前記塗装前や前記熱硬化処理後のアルミニウム合金材表面の、本発明で規定するＭｇ酸化物の平均数密度は、電子線マイクロアナライザ（別称：電子プローブマイクロアナライザザ、ＥＰＭＡ：Ｅlectron  Ｐrobe  Ｍicro  Ａnalyzer）を用いる。
このＥＰＭＡは、電子を照射したときに、試料から放出される特性Ｘ線の波長を分光して、照射領域に存在する元素の同定および濃度の分析を行うことに適した装置である。
そして、電子プローブの走査機能から、カラーマップと呼ばれる、多数の元素の面分析を行うことができ、この機能を利用して、カラーマップの互いに同じ位置に、ＭｇとＯの元素のみが存在するか、あるいは、大部分がＭｇとＯとして存在する場合に、Ｍｇ酸化物と同定することができる。
但し、このＥＰＭＡではＨの同定はできないので、Ｍｇ酸化物と同定した中に、同じくＭｇとＯの元素からなる、Ｍｇの水酸化物：Ｍｇ（ＯＨ）2が含まれている可能性は否定できない。ただ、前記熱硬化処理によって、前記熱硬化型塗膜下のアルミニウム合金材表面において、母材から拡散生成するＭｇと酸素とが反応する場合には、大部分がＭｇ酸化物となり、Ｍｇ水酸化物の生成は希少である。また、例え含まれていても、前記した通り、塗膜耐久性には良い影響を与えるので、例え正確に測定できなくても無視することができる。
したがって、本発明では、このＥＰＭＡの前記カラーマップで、ＭｇとＯの元素のみが存在すると同定される場合には、これを全てＭｇ酸化物と見なす。
【００５１】
前記塗装前や前記熱硬化処理後のアルミニウム合金材の、任意の１０箇所から、その表面を含む供試材を各々採取して、アルミニウム合金材最表面から０．２５ｍｍ深さまでを、酸化皮膜とみなして機械研磨により削り落とす。
なお、前記熱硬化処理後のアルミニウム合金材の表面には、アルミマトリックスの上に、順に化成処理皮膜と塗料皮膜とが存在するので、前記酸化皮膜の除去の前に、上層の塗料皮膜は機械研磨もしくは化学研磨により除去し、下層の化成処理皮膜は酸洗により除去する。そして、この研磨面をアルミニウム合金材の表面として、ＥＰＭＡ（例えば日本電子製ＪＸＡ−８０００シリーズ、測定条件は加速電圧２０ｋＶ）により測定する。測定エリアは面分析として約０．１〜０．２ｍｍ２程度、測定時の倍率は６００倍とする。
検出する元素は、最低、主要合金元素であるＭｇ、Ｓｉ、ＣｕおよびＯの４元素とし、これに他に含まれる元素の分析も必要により加える。
【００５２】
そして、各元素の特性Ｘ線から、コンピュータが同定した元素を、半定量分析し、供試材の同一面内での元素の面分布位置と、面分布状況を示すカラーマップを作成する。そして、カラーマップの互いに同じ位置に、ＭｇとＯの元素のみが存在するか、あるいは、大部分がＭｇとＯとして存在する場合に、これら元素の集合体をＭｇ酸化物と同定して、この元素の集合体における最大長を、この最大長さを直径とする円の円相当径、すなわちＭｇ酸化物の円相当径として測定する。
そして、供試材１０個のアルミニウム合金材表面の、これらＥＰＭＡの面分析結果から、円相当径が１μｍ以上のＭｇ酸化物の数密度（個／ｍｍ２）を算出し、これら各試料の数密度を平均化して、本発明で規定するＭｇ酸化物の平均数密度（個／ｍｍ２）とする。
【００５３】
（アルミニウム合金素材の製造方法）
本発明アルミニウム合金材の素材は、前記した洗浄工程以外は、あるいはこの洗浄工程も含めて、常法により製造された、熱間圧延板、冷間圧延板、熱間押出形材（中空、ソリッド）、ニアネットシェイプの、熱間鍛造材、鋳造やダイキャストなどの鋳造材などである。これらアルミニウム合金塑性加工材を、塑性加工のままか、塑性加工後に調質（熱処理）、表面処理して、本発明アルミニウム合金材の素材（成形素材）とする。
【００５４】
素材板の製造方法
前記アルミニウム合金板素材のうち、代表的な熱間圧延板や冷間圧延板の製法の概略を以下に例示する。
先ず、溶解、鋳造工程で、上記６０００系成分組成範囲内に溶解調整されたアルミニウム合金溶湯を、連続鋳造法、半連続鋳造法（ＤＣ鋳造法）等の通常の溶解鋳造法を適宜選択して鋳造する。
次いで、前記鋳造されたアルミニウム合金鋳塊に、熱間圧延に先立って、常法による均質化熱処理を施す。この均熱処理の条件は、５００℃以上、融点未満の温度範囲で、２時間以上の保持時間の範囲から適宜選択される。
熱間圧延は、熱延開始温度を３５０℃〜固相線温度の範囲、終了温度を３００〜３６０℃の範囲から選択して熱間圧延し、２〜１０ｍｍ程度の板厚の熱延板とする。この熱延板を、更に冷間圧延する場合には、冷間圧延前の焼鈍 (荒鈍) は必要により実施しても良い。
冷間圧延では、上記熱延板を圧延して、所望の最終板厚の冷延板 (コイルも含む) に製作する。但し、結晶粒をより微細化させるためには、冷間圧延率は３０％以上であることが望ましく、また前記荒鈍と同様の目的で、冷間圧延パス間で中間焼鈍を行っても良い。
【００５５】
冷間圧延後に、前記自動車材用などの素材としての諸特性を満足するために、板を調質してＴ４材とすることが好ましい。このＴ４の調質は、通常は、溶体化処理と、これに続く、室温までの焼入れ処理を行う。この溶体化焼入れ処理については、通常の連続熱処理ラインを用いてよい。この際、５５０℃以上、溶融温度以下の温度で溶体化処理した後、室温までの平均冷却速度を２０℃／秒以上とすることが好ましい。
このような溶体化処理後に焼入れ処理して室温まで冷却した後、１時間以内に冷延板を予備時効処理（再加熱処理）することが好ましい。この予備時効処理は、６０〜１２０℃での保持時間を２時間以上、４０時間以下保持することが好ましい。これによって、ＭｇとＳｉのバランスが良いＭｇ−Ｓｉクラスタが形成される。
【００５６】
この調質後の素材板の段階で、塗装前のアルミニウム合金材表面のＭｇ酸化物の平均数密度を、０個／ｍｍ２を含む、１０個／ｍｍ２未満予め低減しておくためには、この調質後の素材板をエッチングを伴う洗浄を行うことが好ましい。このための洗浄条件は素材板の組成、特にＭｇ量に応じて、Ｍｇ含有量が多いほど、強エッチングや強洗浄条件が選択される。エッチングを伴う洗浄には、一般的には、電解脱脂、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウムなどのアルカリ水溶液、硫酸、硝酸などの酸水溶液、市販の洗浄液あるいはこれらを組み合わせた洗浄工程等が例示される。本発明でも、特異な洗浄方法や条件を選択するのではなく、これら公知の洗浄条件の中から、前記本発明酸化皮膜条件を満たす条件を適宜選択する。また、この洗浄、乾燥後は、板に表面の酸化防止のための塗油などの表面処理を施しても良い。
【００５７】
（アルミニウム合金材の製造）
前記アルミニウム合金素材は、自動車部材などの最終用途の形状に、プレス成形、曲げ加工、穴あけ、などの成形加工が施される。そして、自動車車体などの最終用途製品に取り付けられ、組み付けられた後の段階か、あるいは取り付け、組み付け前の部材や部品段階で、リン酸塩処理と静電塗装が汎用されている熱硬化型塗料の塗装と、人工時効処理を兼ねた、熱硬化処理（焼き付け硬化処理）とを施して、表面に熱硬化型塗膜が形成されて、使用される。
【００５８】
これらの工程のうち、塗装前のアルミニウム合金材表面のＭｇ酸化物の平均数密度を、０個／ｍｍ２を含む、１０個／ｍｍ２未満予め低減しておくためのエッチングを伴う洗浄を、前記したアルミニウム合金素材の段階では無く、あるいは、前記アルミニウム合金素材の段階での前記洗浄と組み合わせて、塗装前の適宜の段階でのアルミニウム合金材に行っても良い。
洗浄のための化成処理液は、母材表面や酸化皮膜を除去できるエッチングを伴う、工業的に一般的な、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、アルカリ金属塩などのアルカリ洗浄を用いることができる。
但し、前記調質後の素材板のエッチングを伴う洗浄を含めて、装前のアルミニウム合金材表面のエッチングを伴う洗浄条件は、前記アルミニウム合金材の合金組成や素材製造履歴によって異なるので、トライアンドエラーで、各アルミニウム合金材に応じた最適洗浄条件を見つけることが好ましい。
【００５９】
熱硬化型塗膜（熱硬化性塗料）の塗装は、公知の塗料や方法を採用することできる。例えば、電着塗装は、汎用されている、アミン付加エポキシ樹脂とブロック化ポリイソシアネート硬化剤とを含有するカチオン電着塗料を用いて行うことができる。
【００６０】
前記熱硬化処理では、その条件を、前記アルミニウム合金材のＭｇ、Ｓｉ、Ｃｕの各含有量との関係で、加熱温度１６０〜２００℃、加熱保持時間１０〜３０分の範囲から選択して、前記熱硬化型塗膜下のアルミニウム合金材表面のＭｇの存在量を、前記円相当径が１μｍ以上のＭｇ酸化物として、１０〜１０００個／ｍｍ２の範囲とすることが好ましい。
但し、上記好ましい熱硬化処理条件範囲内であっても、前記アルミニウム合金材の合金組成や素材製造履歴によっては、前記熱硬化型塗膜下のアルミニウム合金材表面のＭｇの存在量を範囲内とすることができない場合も起こりうるので、トライアンドエラーで、各アルミニウム合金材に応じた最適条件を見つけることが好ましい。
【００６１】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらは何れも本発明の技術的範囲に含まれる。
また、本発明は、熱硬化型塗膜の耐久性に優れたアルミニウム合金材の発明だけでなく、熱硬化型塗膜の耐久性に優れたアルミニウム合金材の製造方法の発明でもあり、アルミニウム合金材の熱硬化型塗膜の耐久性向上方法の発明でもある。
【実施例】
【００６２】
次に本発明の実施例を説明する。６０００系アルミニウム合金材表面の前記Ｍｇ酸化物の量を作り分けて、機械的性質や、耐糸錆性や塗膜密着性などの塗膜耐久性を評価した。これらの結果を、表１、２に示す。
【００６３】
（素材板の製造条件）
アルミニウム合金素材としては圧延板を選択した。先ず、表１に示す各組成の６０００系アルミニウム合金鋳塊をＤＣ鋳造法により溶製した。なお、表１中の各元素の含有量の表示において、各元素における数値をブランクとしている表示は、その含有量が検出限界以下で、これらの元素を含まない０％であることを示す。
【００６４】
そして、各例とも共通して、これらの鋳塊を５４０℃×６時間の均熱処理をした後、その温度で熱間粗圧延を開始した。そして、続く仕上げ圧延にて厚さ２.５ｍｍまで熱延して熱間圧延板とした。この熱間圧延板を５００℃×１分の荒焼鈍を施した後、冷延パス途中の中間焼鈍無しで、加工率６０％の冷間圧延を行い、厚さ１．０ｍｍの冷延板とした。
更に、この各冷延板を、各例とも共通した条件にて、熱処理設備で調質処理（Ｔ４）した。具体的には、溶体化処理を５５０℃×３０秒保持で行い、この際、前記溶体化処理温度までの平均加熱速度を５０℃／秒とし、溶体化処理後は平均冷却速度を３０℃／秒とした水冷を行うことで室温まで冷却した。また、この冷却直後に、各例とも共通して、直ちに予備時効処理を１００℃で５時間保持する条件で行い、予備時効処理後は徐冷（放冷）し、Ｔ４素材板とした。
【００６５】
このように製造された素材板が、本発明のアルミニウム合金材例として、自動車のアウタパネルに成形されるまでに室温時効することを模擬して、前記素材板製造後（焼入れ処理後）６０日間室温放置（室温時効）した後の各供試板から、長さ１００ｍｍ×幅２５ｍｍの試験片を採取した。そして、この室温時効した各試験片を、自動車のアウタパネルにプレス成形されることを模擬して、引張試験により圧延方向に２％の予歪を与えた。
【００６６】
この予歪を与えた試験片を、表２に示す、液温度（℃）と浸漬時間（分）の種々異なる条件にて化成処理して、素材板（素材板の製造）に起因する、試験片表面のＭｇ量を種々調整した。
この化成処理は、前記液温度（℃）と浸漬時間（分）とが種々異なる炭酸ソーダ系脱脂浴で、前記試験片を浸漬洗浄（スターラーによる攪拌あり）して、供試材表面を、テッチングを伴う洗浄処理した。
【００６７】
この洗浄処理後に、各例とも共通して、前記自動車のアウタパネルが塗装処理されることを模擬して、室温の亜鉛系表面調整浴に１分間浸漬（スターラーによる攪拌あり）した後、３５℃リン酸亜鉛浴に２分間浸漬してリン酸亜鉛処理を施した。
さらに、その後、通常の自動車用部材の塗装工程を模擬して、各例とも共通して、前記したカチオン電着塗装（厚さ２０μｍ）を行い、表２に示す、加熱温度（℃）と加熱保持時間（分）の種々異なる条件にて、塗膜硬化処理（焼き付け硬化処理）を行った。
【００６８】
（Ｍｇ酸化物の平均数密度）
これら塗装後の試験片を、その表面に熱硬化型塗膜を有するアルミニウム合金材として、熱硬化型塗膜下のアルミニウム合金材表面を、前記した具体的な要領にてＥＰＭＡにより面分析した。そして、得られた、ＭｇとＯの元素の分布状態を示すカラーマップから判別される、円相当径が１μｍ以上のＭｇ酸化物の平均数密度（個／ｍｍ２）を測定、算出した。
【００６９】
（塗膜耐久性試験）
耐糸錆性試験は、前記塗装後の試験片を、各例とも共通して、塗膜に長さ５０ｍｍのクロスカット疵を入れ、塩水噴霧２４時間→湿潤（湿度８５％、４０℃）１２０時間→自然乾燥（室温）２４時間のサイクルを８サイクル行い、クロスカット部の片側の錆幅を測定した。
耐糸錆性の評価は、最大糸錆長さで評価し、最大糸錆長さが１ｍｍ未満のものを◎、１mm以上２mm未満のものを○、 2mm以上3mm未満のものを△、3mm以上の長さのものを×と評価して、◎および○のものを耐糸錆性に優れた材料（合格）と判断した。
【００７０】
（塗膜密着性）
塗膜密着性は、ＪＩＳ Ｋ５６００−５−６ Ｇ ３３０に準拠した碁盤目試験を実施した。具体的には、前記塗装後の試験片の表面に、１ｍｍ間隔で１００個のマス目ができるように、基盤目状の切り込みを入れ、当該部分にテープを貼り付け、このテープを剥離後の塗膜の残存率を観察した。
塗膜の剥離面積が１０％未満のものを「〇」と評価し、剥離面積が１０％超かつ２０％以内であったものを「△」と評価し、剥離面積が２０％を超えたものを「×」として評価し、〇と△までの評価を合格とした。
そして、以上の結果から、糸錆性が○以上、塗膜密着性が△以上で、アルミニウム合金材としての長期間使用に対して塗膜耐久性が合格と総合評価して○に、その他の場合は不合格と総合評価して×にした。
【００７１】
（引張特性）
前記室温時効後のアルミニウム合金素材と、ＢＨ後のアルミニウム合金材との機械的特性を各々調査するため、前記室温時効後に予歪を与えた試験片と、前記ＢＨ後の試験片とを、各々ＪＩＳＺ２２０１の５号試験片（２５ｍｍ×５０mmＧＬ×板厚）に加工して、室温にて各々引張り試験を行った。
このときの試験片の引張り方向を圧延方向の直角方向とした。引張り速度は、０．２％耐力までは５ｍｍ／分、耐力以降は２０ｍｍ／分とした。機械的特性測定のＮ数は５とし、各々平均値で算出した。
【００７２】
各発明例は、表１の通り、規定した範囲内の合金組成を有し、表２の通り、塗装前のアルミニウム合金材表面の化成処理液によるエッチングを伴う洗浄条件が適切であり、熱硬化処理の加熱温度や加熱時間（加熱保持時間）も適切である。
このため、表２の通り、本発明で規定するＭｇ酸化物の平均数密度が、塗装前のアルミニウム合金材表面では予め１０個／ｍｍ２未満とされた上で、熱硬化型塗膜下のアルミニウム合金材表面では、１０〜１０００個／ｍｍ２の範囲とされている。
この結果、各発明例は、合金元素量が高くても、表２の通り、塗膜耐久性に優れている。また、各発明例は、自動車のアウタパネルとして必要な成形性やＢＨ後の強度を有しており、これら塗膜耐久性の向上効果を、強度を低下させること無しに達成している。
【００７３】
これに対して、比較例１７〜１９は、表２の通り、塗装前のアルミニウム合金材表面の化成処理液によるエッチングを伴う洗浄が無いか、軽すぎるなど、洗浄条件が不適切である。このため、熱硬化処理前のアルミニウム合金材表面のＭｇ酸化物の平均数密度が多くなり、１８０℃での通常の条件で熱硬化処理を施しても、熱硬化型塗膜下のアルミニウム合金材表面のＭｇ酸化物の平均数密度が上限の１０００個／ｍｍ２を超えて多すぎる。
したがって、これら比較例は、表２の通り、必要なＢＨ後の強度を有していたとしても、塗膜耐久性に劣っており、自動車のアウタパネルとして使用できない。
【００７４】
比較例２０、２１、２５は、比較のために、通常の熱硬化処理条件を敢えて外した例であり、表２の通り、熱硬化処理の加熱温度が低すぎるか、加熱時間が短すぎる。このため、これら比較例は、表２の通り、熱硬化型塗膜下のアルミニウム合金材表面のＭｇ酸化物の平均数密度が下限の１０個／ｍｍ２を下回って少なすぎる。したがって、これら比較例は、表２の通り、必要なＢＨ後の強度を有していたとしても、塗膜耐久性に劣っており、自動車のアウタパネルとして使用できない。
【００７５】
比較例２２、２３、２４も、比較のために、通常の熱硬化処理条件を敢えて外した例であり、表２の通り、熱硬化処理の加熱温度が高すぎる。このため、表２の通り、熱硬化型塗膜下のアルミニウム合金材表面のＭｇ酸化物の平均数密度が上限の１０００個／ｍｍ２を超えて多すぎる。したがって、これら比較例は、表２の通り、必要なＢＨ後の強度を有していたとしても、塗膜耐久性に劣っており、自動車のアウタパネルとして使用できない。
【００７６】
比較例２６〜２９は、表１の合金番号１０〜１３を用いており、合金組成が規定した範囲から外れる。
比較例２６は、Ｍｇ含有量が低すぎる（表１の合金番号１０）。このため、表２の通り、塗装前のアルミニウム合金材表面の化成処理液によるエッチングを伴う洗浄条件が適切であり、熱硬化処理の加熱温度や加熱時間が適切であっても、本発明で規定する熱硬化型塗膜下のアルミニウム合金材表面のＭｇ酸化物の平均数密度が下限の１０個／ｍｍ２を下回って少なすぎる。したがって、比較例２６は、表２の通り、ＢＨ後の強度が低すぎ、塗膜耐久性にも劣っており、自動車のアウタパネルとして使用できない。
【００７７】
比較例２７は、表１の合金番号１１の通り、Ｍｇの含有量が多すぎる。このため、表２の通り、塗装前のアルミニウム合金材表面の化成処理液によるエッチングを伴う洗浄条件が適切であり、熱硬化処理の加熱温度や加熱時間が適切であっても、本発明で規定する熱硬化型塗膜下のアルミニウム合金材表面のＭｇ酸化物の平均数密度が上限の１０００個／ｍｍ２を超えて多すぎる。したがって、比較例２７は、表２の通り、ＢＨ後の強度が高くても、塗膜耐久性に劣っており、自動車のアウタパネルとして使用できない。
【００７８】
比較例２８、２９は、表１の合金番号１２、１３の通り、Ｓｉ、Ｃuの含有量が多すぎる。
このため、これら比較例は、表２の通り、塗装前のアルミニウム合金材表面の化成処理液によるエッチングを伴う洗浄条件が適切であり、熱硬化処理の加熱温度や加熱時間が適切であり、本発明で規定する熱硬化型塗膜下のＭｇ酸化物の平均数密度を満足したとしても、塗膜耐久性に劣っている。
【００７９】
以上の実施例の結果から、本発明で規定する要件の、室温時効後のＢＨ性を阻害せずに、塗膜耐久性を向上できる意義が裏付けられる。
【００８０】
【表１】
2017179470.tif 000002
【００８１】
【表２】
2017179470.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明によれば、室温時効後のＢＨ性、あるいは成形性を阻害せずに、塗膜耐久性を向上できる６０００系アルミニウム合金材およびその製造方法を提供できる。この結果、自動車のアウタパネルなど、特に塗膜耐久性や外観が問題となる６０００系アルミニウム合金材用途に好適である。