(57)【要約】【課題】通信端末機器のケースボディの材料として、高い強度と伸びを兼ね備え、さらにむらの無い陽極酸化皮膜を形成できるアルミニウム合金材を提供する。【解決手段】アルミニウム合金材は、Ｓｉ：０．７〜１．２質量％、Ｍｇ：０．６〜１．０質量％、Ｆｅ：０．４〜０．６質量％、Ｔｉ：０．００５〜０．０５質量％、Ｃｕ：０．３〜０．４５％質量、Ｃｒ：０．１５〜０．２５質量％、Ｍｎ：０．２〜０．３質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなる。【選択図】  図１
2017025365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信端末機器ケースボディ用アルミニウム合金材であり、
Ｓｉ：０．７〜１．２質量％、Ｍｇ：０．６〜１．０質量％、Ｆｅ：０．４〜０．６質量％、Ｔｉ：０．００５〜０．０５質量％、Ｃｕ：０．３〜０．４５％質量、Ｃｒ：０．１５〜０．２５質量％、Ｍｎ：０．２〜０．３質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなることを特徴とする通信端末機器ケースボディ用アルミニウム合金材。
【請求項２】
さらに、Ｂ：０．００１〜０．０１質量％およびＺｒ：０．０５〜０．２質量％のうちの少なくとも一方を含有する請求項１に記載の通信端末機器ケースボディ用アルミニウム合金材。
【請求項３】
表面から深さ０．５ｍｍの面における結晶粒の平均粒径が０．５〜５０μｍである請求項１または２に記載の通信端末機器ケースボディ用アルミニウム合金材。
【請求項４】
金属間化合物のうちの円相当直径が０．１２〜０．２５μｍのものを中サイズとし、任意の断面のＳＥＭ観察による１７０μｍ２の視野内に存在する中サイズ金属間化合物が１００個以下である請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の通信端末機器ケースボディ用アルミニウム合金材。
【請求項５】
Ｓｉ：０．７〜１．２質量％、Ｍｇ：０．６〜１．０質量％、Ｆｅ：０．４〜０．６質量％、Ｔｉ：０．００５〜０．０５質量％、Ｃｕ：０．３〜０．４５％質量、Ｃｒ：０．１５〜０．２５質量％、Ｍｎ：０．２〜０．３質量％を含有し、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塊に対し、４７０〜５５０℃で３〜１６時間保持する均質化処理を行った後に塑性加工して塑性加工品を得、
前記塑性加工品を５３０〜５７０℃で０．５〜３時間保持して容体化処理を行い、さらに１６０〜２００℃で３〜３０時間保持する時効処理を行うことを特徴とする通信端末機器ケースボディ用アルミニウム合金材の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載のアルミニウム合金材からなることを特徴とする通信端末機器のケースボディ。
【請求項７】
前記ケースボディの外装面が切削加工により形成され、この外装面における結晶粒の平均粒径が０．５〜５０μｍである請求項６に記載された通信端末機器のケースボディ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末などの通信端末機器のケースボディに使用されるアルミニウム合金材およびその関連技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
よく知られているように、上記通信端末機器は筐体に電池や液晶パネル、電子基板などを組み込んだ構造をしている。前記筐体は上面が開放された有底の薄い箱型をなし、液晶パネル、電子基板、電池などの機能部品を収納するケースボディと、そのケースボディの開放上面を閉じる液晶パネル上面を覆う板状のクリアカバーとによって構成されるのが一般的である。
【０００３】
前記ケースボディの素材には軽量で成形性の良いアルミニウム合金が用いられ、直方体の素材を切削加工して箱型に成形するのが一般的なケースボディの製造方法である。ケースボディには落下時の衝撃から液晶パネルなどの内部機能部品を保するために強度だけでなく衝撃吸収力が必要であり、その素材の特性として高いレベルでの強度と伸びが求められる。また、ケースボディは通信端末機器の外装面を形成するものであるから、意匠性を重視して陽極酸化処理が施される（特許文献１，２参照）。
【０００４】
特許文献１に記載されたケースボディ用素材は７０００系アルミニウム合金用アルミニウム合金押出材であり、その化学組成に基づいて強度が高く、かつ断面全体が等軸結晶組織であることで色むらがなく黄色みを帯びないシルバー色の陽極酸化皮膜を形成できるとされている。特許文献２に記載されたケースボディ用素材は５０００系アルミニウム合金材であり、Ｃｕ濃度を０．０５質量％以下に規制することで５０００系合金特有の黄色みを無くし、美しい陽極酸化皮膜を形成できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２４６５５５号公報
【特許文献２】特開２００９−２０９４２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、７０００系アルミニウム合金は高濃度のＺｎを含有する合金であり、陽極酸化処理液はＺｎで汚染されるために通常の処理装置を使用できないという問題点がある。また、５０００系アルミニウム合金は一般に強度に難がある。特許文献２の請求項４に記載された５０００系アルミニウム合金は引張強さが２５０〜３８０ＭＰａ、耐力が１２０〜３２０ＭＰａであるが、ケースボディの素材にさらに高い強度が要求されている。
【０００７】
また、ケースボディの箱型形状を切削加工ではなくダイカストで成形する方法もある。しかし、ダイカスト用金型内にアルミニウム合金溶湯を圧入する際に、薄肉部にアルミニウム合金溶湯が充分に廻らず、そのため薄肉部に欠陥が生じたり、微細な形状部分を正確に形成することができなかったりすることが多い。またダイカストによってケースボディを製造する場合、素材のアルミニウム合金としては、主にダイカスト時の湯流れ性の観点からその成分組成を選択せざるを得ず、そのためケースボディに要求される諸特性、特に強度や伸び、剛性、陽極酸化処理性を必ずしも満足させ得ないことが多かったのが実情である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述した背景技術に鑑み、通信端末機器のケースボディの材料であり、高い強度と伸びを兼ね備え、さらにむらの無い陽極酸化皮膜を形成できるアルミニウム合金材およびその関連技術を提供することを目的とする。
【０００９】
即ち、本発明は下記［１］〜［７］に記載の構成を有する。
【００１０】
［１］通信端末機器ケースボディ用アルミニウム合金材であり、
Ｓｉ：０．７〜１．２質量％、Ｍｇ：０．６〜１．０質量％、Ｆｅ：０．４〜０．６質量％、Ｔｉ：０．００５〜０．０５質量％、Ｃｕ：０．３〜０．４５％質量、Ｃｒ：０．１５〜０．２５質量％、Ｍｎ：０．２〜０．３質量％を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物からなることを特徴とする通信端末機器ケースボディ用アルミニウム合金材。
【００１１】
［２］さらに、Ｂ：０．００１〜０．０１質量％およびＺｒ：０．０５〜０．２質量％のうちの少なくとも一方を含有する前項１に記載の通信端末機器ケースボディ用アルミニウム合金材。
【００１２】
［３］表面から深さ０．５ｍｍの面における結晶粒の平均粒径が０．５〜５０μｍである前項１または２に記載の通信端末機器ケースボディ用アルミニウム合金材。
【００１３】
［４］金属間化合物のうちの円相当直径が０．１２〜０．２５μｍのものを中サイズとし、任意の断面のＳＥＭ観察による１７０μｍ２の視野内に存在する中サイズ金属間化合物が１００個以下である前項１〜３のうちのいずれか１項に記載の通信端末機器ケースボディ用アルミニウム合金材。
【００１４】
［５］Ｓｉ：０．７〜１．２質量％、Ｍｇ：０．６〜１．０質量％、Ｆｅ：０．４〜０．６質量％、Ｔｉ：０．００５〜０．０５質量％、Ｃｕ：０．３〜０．４５％質量、Ｃｒ：０．１５〜０．２５質量％、Ｍｎ：０．２〜０．３質量％を含有し、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塊に対し、４７０〜５５０℃で３〜１６時間保持する均質化処理を行った後に塑性加工して塑性加工品を得、
前記塑性加工品を５３０〜５７０℃で０．５〜３時間保持して溶体化処理を行い、さらに１６０〜２００℃で３〜３０時間保持する時効処理を行うことを特徴とする通信端末機器ケースボディ用アルミニウム合金材の製造方法。
【００１５】
［６］前項１〜４のうちのいずれか１項に記載のアルミニウム合金材からなることを特徴とする通信端末機器のケースボディ。
【００１６】
［７］前記ケースボディの外装面が切削加工により形成され、この外装面における結晶粒の平均粒径が０．５〜５０μｍである前項６に記載された通信端末機器のケースボディ。
【発明の効果】
【００１７】
上記［１］に記載の通信端末機器ケースボディ用アルミニウム合金材は、その組成により高い強度と伸びを兼ね備え、かつ結晶粒が微細化されるのでむらの無い均一な陽極酸化皮膜を形成できる。
【００１８】
上記［２］に記載の通信端末機器ケースボディ用アルミニウム合金材は、ＢおよびＺｒのうちの少なくとも一方の添加によって結晶粒が微細化される。
【００１９】
上記［３］に記載の通信端末機器ケースボディ用アルミニウム合金材は、表面から深さ０．５ｍｍの面における結晶粒の平均粒径が０．５〜５０μｍであり、０．５ｍｍよりも深い部分の結晶粒は深さ０．５ｍｍにおける結晶粒と同等かそれよりも微細化されている。
【００２０】
上記［４］に記載の通信端末機器ケースボディ用アルミニウム合金材は、１７０μｍ２のＳＥＭ観察視野内に存在する中サイズ金属間化合物の個数が１００個以下となされているので、強度と伸びとが高いレベルで両立している。
【００２１】
上記［５］に記載の通信端末機器ケースボディ用アルミニウム合金材の製造方法によれば、高い強度と伸びを兼ね備え、むらの無い均一な陽極酸化皮膜を形成できる素材を作製できる。
【００２２】
上記［６］に記載の通信端末機器のケースボディは、高い強度と伸びを兼ね備え、むらの無い均一な陽極酸化皮膜を形成できる。
【００２３】
上記［７］に記載の通信端末機器のケースボディは特にむらの無い均一な陽極酸化皮膜を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】通信端末機器のケースボディ用素材および切削加工によって形成するケースボディの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の通信端末機器ケースボディ用アルミニウム合金材は、合金の化学組成を規定し、要すればさらに金属組織を規定することにより、高い強度と伸びを兼ね備え、むらの無い均一な陽極酸化皮膜を形成することができる。高い強度とはＪＩＳ Ｚ２２４１金属材料引張試験方法による０．２％耐力が３６０ＭＰａ以上であり、良好な伸びとは同試験方法による伸びが１５％以上であり、本発明のアルミニウム合金材はこれらの機械的性質を有している。
［アルミニウム合金材の化学組成］
本発明のアルミニウム合金材は、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｎを含有し、要すればさらにＢおよびＺｒのうちの少なくとも一方を含有している。以下に、各元素の添加意義および適正濃度について詳述する。
【００２６】
Ｓｉは、Ｍｇと共同し、主として時効析出物であるβ’−Ｍｇ２Ｓｉの析出硬化により合金に強度を付与する元素である。この時効析出物の量はＳｉ濃度および後述するＭｇ濃度に依存し、Ｓｉ濃度が０．７質量％未満では前記時効析出物量が少ないために十分な強度が得られない。一方、Ｓｉ濃度が１．２質量％を超えると平衡相Ｍｇ２Ｓｉが晶出し、伸びを低下させる。従って、合金に強度と伸びとをバランス良く付与するために、Ｓｉ濃度は０．７〜１．２質量％とする。好ましいＳｉ濃度は０．８〜１．１質量％であり、更に好ましい範囲は０．９〜１．１質量％である。
【００２７】
Ｍｇはそれ自体の固溶による強度上昇と、Ｓｉと共同して時効析出物であるβ’−Ｍｇ２Ｓｉの析出硬化により強度を付与する元素である。Ｓｉと同じく、Ｍｇ濃度が０．６質量％未満では十分な強度が得られず、１．０質量％を超えると平衡相Ｍｇ２Ｓｉの晶出によって伸びが低下する。従って、合金に強度と伸びとをバランス良く付与するために、Ｍｇ濃度は０．６〜１．０質量％とする。好ましいＭｇ濃度は０．７〜１．０質量％であり、更に好ましい範囲は０．７〜０．９質量％である。
【００２８】
上述したように、合金の強度および伸びはＳｉ濃度およびＭｇ濃度に依存し、強度上昇に寄与するのはβ’−Ｍｇ２Ｓｉである。このβ’−Ｍｇ２Ｓｉの含有量が０．５質量％では強度が極めて低下する。一方、β’−Ｍｇ２Ｓｉの含有量が１．５質量％を超えると伸びが低下し、成形性が低下する。従って、合金中にβ’−Ｍｇ２Ｓｉが０．５〜１．５質量％の範囲内に存在していることが強度と伸びとを高レベルで兼ね備えることの条件となる。換言すると、０．５〜１．５質量％のβ’−Ｍｇ２Ｓｉを形成できるＳｉ濃度およびＭｇ濃度であることが必要である。上述したＳｉおよびＭｇの濃度範囲は０．５〜１．５質量％のβ’−Ｍｇ２Ｓｉを形成しうる濃度範囲である。
【００２９】
また、Ｓｉが過剰に添加されると、Ｓｉの一部はβ’−Ｍｇ２Ｓｉを形成せずに残Ｓｉとして単独で存在する。この残ＳｉはＴ４の熱処理で固溶していると、固溶硬化によって強度が上昇する。残Ｓｉの濃度が０．１質量％未満では十分な強度が得られない。一方、残Ｓｉの濃度が１．０質量％を超えると、強度は上昇するものの伸びが低下して成形性が悪化する。従って、合金中の残Ｓｉ濃度は０．１〜１．０質量％であることが好ましい。上述したＳｉおよびＭｇの濃度範囲は残Ｓｉ濃度が０．１〜１．０質量％のとなる濃度範囲である。
【００３０】
Ｃｕは、時効析出物であるθ’−ＣｕＡｌ２の形成により合金に強度を付与する元素である。合金の強度上昇は、β’−Ｍｇ２Ｓｉの形成によるものだけではなく、Ｃｕの添加によって緻密で微細なθ’−ＣｕＡｌ２が形成されること、さらにθ’−ＣｕＡｌ２によってβ’−Ｍｇ２Ｓｉを微細化されることによる、合金中のＣｕ濃度が０．３質量％未満ではθ’−ＣｕＡｌ２の形成量が少なく上記効果が少ない。一方、０．４５質量％を超えると、θ’−ＣｕＡｌ２の形成量が増えて強度は上昇するが伸びが低下する。θ’−ＣｕＡｌ２は室温でも成長するので経時変化により強度は上昇するが、それに伴って伸びが低下し、また材料組織の粒界腐食が顕著になって耐食性も低下する。従って、Ｃｕ濃度は０．３〜０．４５質量％とし、好ましいＣｕ濃度は０．３３〜０．４３質量％である。
【００３１】
Ｆｅは合金強度に影響を及ぼす元素である。Ｆｅ濃度が０．４質量％未満では結晶粒が粗大化して強度が低下する。一方、０．６質量％を超えると粗大な晶出物が生成されて強度および伸びが低下する。従って、Ｆｅ濃度は０．４〜０．６質量％とし、好ましいＦｅ濃度は０．４５〜０．５５質量％である。
【００３２】
Ｔｉは鋳塊の結晶粒を微細化し、かつ伸びを向上させて成形性を向上させる元素である。合金中のＴｉ濃度が０．００５質量％未満では上記効果が少なく、０．０５質量％を超えると粗大な晶出物が生成されて成形性が低下する。従って、Ｔｉ濃度は０．００５〜０．０５質量％とし、好ましいＴｉ濃度は０．００８〜０．０３質量％である。結晶粒を微細化することによりむらの無い均一な陽極酸化皮膜を形成することができる。
【００３３】
Ｃｒは、Ａｌ７Ｃｒの析出によって合金に強度を付与する元素である。合金中のＣｒ濃度がは０．１５質量％未満では上記効果が少なく、０．２５質量％を超えると巨大な晶出物が増えて強度および伸びが低下する。従って、Ｃｒ濃度は０．１５〜０．２５質量％とし、好ましいＣｒ濃度は０．１６〜０．２３質量％である。
【００３４】
Ｍｎは、固溶による硬化とＡｌ６Ｍｎの析出によって合金に強度を付与する元素である。合金中のＭｎ濃度が０．２質量％未満では上記効果が少なく、０．３質量％を超えると粗大な晶出物が増えて強度および伸びが低下する。従って、Ｍｎ濃度は０．２〜０．３質量％とし、好ましいＭｎ濃度は０．２２〜０．２８質量％である。
【００３５】
ＢおよびＺｒは結晶粒に影響を及ぼす元素であり、Ｂは結晶粒の微細化を高める効果があり、Ｚｒは再結晶を防止する効果がある。これらの元素は、Ｂ：０．００１〜０．０１質量％およびＺｒ：０．０５〜０．２質量％のうちの少なくとも一方を添加することが好ましい。
【００３６】
アルミニウム合金の残部組成はＡｌおよび不可避不純物である。
［金属組織］
通信端末機器のケースボディは通信端末機器の外装面を形成するものであるから、陽極酸化処理を施して表面品質を高めるのが一般的である。陽極酸化皮膜は発色や光沢が均一でむらのない皮膜が美しいとされている。陽極酸化処理性は被処理面の結晶組織に影響を受け、被処理面の結晶組織が微細化されているとむらが無く均一な美しい陽極酸化皮膜を形成することができる。
【００３７】
図１に示すように、ケースボディ１０は上面が開放された箱型形状が一般的である。このような箱型のケースボディ１０は、扁平な直方体の素材２０の一方の面を切り込むように切削して収容空間としての凹部１１を形成し、これにより底壁１２および四方の側壁１３を形成して作製される。前記素材２０は所要厚さＨ１の押出材または圧延材を所要寸法に切断するか、鍛造によって作製される。素材２０の表面は、押出材のダイス接触面または切断面、圧延材のロール接触面または切断面、あるいは鍛造材の表面であり、押出材、圧延材、鍛造材等の加工面、即ち押出ダイス、圧延ロール、鍛造型との接触面は粗大再結晶組織となることが多い。前記ケースボディ１０の箱型形状は直方体の素材２０に凹部１１を形成しただけでも得られるが、このように成形したケースボディ１０は底壁１２の外面、側壁１３の外面、側壁１３の上面に素材２０表面の粗大結晶組織が現れ、むらの無い均一な陽極酸化皮膜の形成に最適な状態ではない。しかも、ケースボディ１０の底壁１２の外面、側壁１３の外面、側壁１３の上面は外装面となるので、凹部１１よりも美しい外観が求められる。本発明が規定する組成の合金は表面を除いて結晶組織が微細化されているので、素材２０の表面がケースボディ１０の外面とならないように、素材１０の表層部を切削等により除去して微細結晶組織を露出させることが好ましい。図１に示したケースボディ１０の作製例では、ケースボディ１０の底壁１２の外面、側壁１３の外面および上面に対応する面において素材２０の表層部を除去している。
【００３８】
上述した素材１０表面の結晶組織に鑑み、本発明は、均一な陽極酸化皮膜を形成できる条件を所定深さにおける結晶組織によって規定する。即ち、本発明においては、アルミニウム合金材の表面から深さ０．５ｍｍの面における結晶粒の平均粒径が０．５〜５０μｍとなされた合金材を推奨する。平均粒径５０μｍ以下の微細結晶組織であればむらの無い均一な陽極酸化皮膜を形成することができ、平均結晶粒径が１５μｍ以下であればなお一層好ましい。表面から深さ０．５ｍｍおける結晶組織で規定するのは、粗大結晶組織は表層部にのみ存在するので、深さ０．５ｍｍの面の結晶組織を把握することで素材全体の結晶組織を把握できるからである。深さ０．５ｍｍの面における結晶粒の大きさは、０．５ｍｍよりも深い部分の結晶粒が深さ０．５ｍｍにおける結晶粒と同等かそれよりも微細化されていることを示している。
【００３９】
アルミニウム合金材の深さ０．５ｍｍの面における結晶粒径は、例えば以下の方法で測定する。
【００４０】
アルミニウム合金材の表面を深さ０．５ｍｍまで切削加工する。切削加工面をダイヤモンドペーストなどの研磨材を用いて鏡面研磨する。研磨面をアルコールなどで脱脂した後に、温浴で４０℃程度に加熱した１０％濃度の苛性ソーダ（水酸化ナトリウム水溶液）に３０秒ほど浸漬し、取り出した後、流水で洗浄後、１０％濃度の希硝酸に浸漬し、取り出し、流水で洗浄する。このエッチング処理後の面を顕微鏡にて観察し、結晶粒が概ね５０〜２００個程度となる倍率でスケールを入れて写真撮影する。写真上で任意の直線（長さＬ）を引いて、この直線が横切る結晶粒数（ｎ個）を数える。単視野平均粒子径（ｘ１）＝Ｌ１÷ｎ１と定義する。任意の５視野において撮影したもの単視野平均粒子径の平均値を平均粒子径（ｘ）と定義する。すなわち次の計算式で計算される。ｘ＝（ｘ１＋ｘ２＋ｘ３＋ｘ４＋ｘ５）÷５
本発明の通信端末機器のケースボディは、図示例のような四角形の箱型であることに限定されない。また、直方体の素材から凹部を形成する切削加工によって成形することにも限定されない。例えば、鍛造によって凹部を有する素材を成形し、素材表面を薄く切削して微細結晶組織を有する外装面に加工してもよい。
［金属間化合物のサイズ分布状態］
本発明のアルミニウム合金材において形成される金属間化合物は上記のアルミニウム合金の化学組成で説明したＭｇ２Ｓｉ、ＣｕＡｌ２、Ａｌ６Ｍｎ、Ａｌ７Ｃｒ等であり、これらの金属化合物のサイズおよび個数が合金材の機械的性質に影響を及ぼす。本発明は、これらの金属間化合物のサイズについて、円相当直径（断面積が等価となる円の直径）が０．１２〜０．２５μｍのものを中サイズ、円相当直径が０．０５μｍ以上で０．１２μｍ未満のものを小サイズと定義し、アルミニウム合金材の任意の断面においてＳＥＭ（Scanning Electron Microscope、走査型電子顕微鏡）観察による１７０μｍ２の視野内に存在する金属間化合物の個数に基づいて金属組織を規定する。前記視野はアルミニウム合金材の断面における観察部位を限定するものではなく、表層部付近でも中心部付近でも良い。
【００４１】
本発明のアルミニウム合金材は、前記視野内の中サイズ金属間化合物の個数（Ａ）が１００個以下であることが好ましい。中サイズ金属間化合物の個数（Ａ）が１００個を超えると強度および伸びが低下するおそれがある。また、中サイズ金属間化合物の特に好ましい個数（Ａ）は７０個以下である。
【００４２】
アルミニウム合金材のさらに高い強度と良好な伸びを両立させる条件として、中サイズ金属間化合物の個数（Ａ）を１００個以下とした上で、中サイズ金属間化合物の個数（Ａ）と小サイズ金属間化合物の個数（Ｂ）との関係を相対的に規定することを推奨できる。即ち、小サイズ金属間化合物の個数（Ｂ）が中サイズ金属間化合物の個数（Ａ）数の２倍以上存在することが好ましく、Ｂ／Ａ≧２なる関係を満たしていることが好ましい。特に好ましい個数の関係はＢ／Ａ≧５である。また、中サイズ金属間化合物と小サイズ金属間化合物の合計個数（Ａ＋Ｂ）に対して中サイズ金属間化合物の個数（Ａ）の占める割合［〔Ａ／（Ａ＋Ｂ）〕×１００］が３０％以下であることが好ましく、特に１５％以下であることが好ましい。
［アルミニウム合金材の製造方法］
上述した結晶組織および金属間化合物のサイズ分布状態は、合金の化学組成を規定した上でアルミニウム合金材の製造工程において所定の熱処理を行うことによって得ることができる。
【００４３】
アルミニウム合金材が押出、圧延、鍛造等による塑性加工品である場合は、これらの塑性加工に供するアルミニウム合金塊の均質化処理、塑性加工品に対する溶体化処理および時効処理を所定の条件で行う。
【００４４】
均質化処理はアルミニウム合金塊を４７０℃〜５５０℃で３〜１６時間保持することにより行う。４７０℃未満または３時間未満の処理では、Ｍｇ−Ｓｉ系金属間化合物が十分に固溶されず、また遷移元素を含む分散相の析出が十分でないために、強度および伸びが向上しない。一方、５５０℃を超えまたは１６時間を超える処理では、バーニングが発生して熱間加工時に割れ等が発生するおそれがある。均質化処理の特に好ましい処理温度は４８０〜５２０℃であり、特に好ましい処理時間は７〜１０時間である。
【００４５】
溶体化処理は塑性加工品を５３０〜５７０℃で０．５〜３時間保持することにより行う。前記条件で処理すれば添加されている元素が十分に固溶されるので固溶度が大きくなり、Ｍｇ−Ｓｉ系化合物の分布を一層緻密にすることができる。特に好ましい溶体化処理温度は５５０〜５７０℃であり、処理時間は１〜３時間である。
【００４６】
時効処理は１６０〜２００℃で３〜３０時間保持することにより行う。１６０℃未満では最高強度に達するまでの時間が著しく長くなる。一方、２００℃を超えると微細な析出物を得ることができない。また、３時間未満の時効処理では高い強度が得られず、３０時間を超えるとＭｇ−Ｓｉ系化合物の析出物が粗大化して強度低下を招くおそれがある。特に好ましい時効処理の温度は１６５〜１８５℃であり、特に好ましい処理時間は５〜２０時間である。
【００４７】
本発明において、所要形状を得るための塑性加工方法は限定されず、押出、圧延、鍛造等の任意の方法を適用できる。塑性加工が押出の場合は、押出直後の押出材温度が４５０〜５５０℃となるように熱間押出を行うことが好ましい。押出材温度が４５０℃未満では加工中に変形圧力が著しく増加して生産性が低下する。一方、５５０℃を超えると加工中に蓄積されたひずみが熱入力により動的回復して再結晶し、結晶粒径を粗大化するおそれがある。特に好ましい押出直後の押出材温度は４８０〜５３０℃である。また、上記押出材温度に規定した上で、さらに温度補償ひずみ因子（Ｚパラメータ）を３×１０９〜１５×１０９Ｓ−１の範囲に設定することが好ましい。また塑性加工が鍛造の場合は、加工率として２０〜８０％、鍛造温度としては４００℃〜５３０℃に設定することが好ましい。
【実施例】
【００４８】
以下に本発明の実施例を記す。なお、以下の実施例は本発明の作用、効果を明確化するためのものであって、実施例に記載された条件が本発明の技術的範囲を限定するものでない。
【００４９】
表１に示した実施例１〜９および比較例１０〜１３の化学組成のアルミニウム合金からなるビレットを５００℃で７時間保持して均質化処理を行った後、熱間で、断面の幅Ｗ１：１０５ｍｍ×高さＨ１：７．５ｍｍの断面四角形の角材を押し出した。この押出において、押出直後の押出材の温度は表１に示す温度であった。さらに、前記押出材を５７０℃で１時間保持して溶体化処理を行い、１７０℃で１３時間保持して時効処理を行った。
【００５０】
前記押出材について、以下の方法で金属間化合物および機械的性質を調べた。
（金属間化合物）
時効処理後の各押出材を押出方向に対して垂直な面で切断し、その切断面をポリシャーで研磨してＳＥＭ観察面とした。観察はＦＥ−ＳＥＭ（電界放出型走査電子顕微鏡、日本電子株式会社製のＪＳＭ−７０００Ｆ）により、加速電圧：７ｋＶ、電流：６ｎＡ、倍率：×８０００で行った。撮影したＳＥＭ画像は、画像解析ソフト（ＷＩＮ−ＲＯＯＦ）により２値化処理後に金属間化合物を検出し、検出した金属間化合物の面積と等価面積を有する円の直径に換算した。そして、１７０μｍ２の視野内において、円相当直径が０．１２〜０．２５μｍの金属間化合物を中サイズとして計数し、０．０５μｍ以上で０．１２μｍ未満の金属間化合物を小サイズとして計数した。表１に、中サイズ金属間化合物の個数（Ａ）および小サイズ金属間化合物の個数（Ｂ）を示すとともに、中サイズ金属間化合物と小サイズ金属間化合物の個数の比率（Ｂ／Ａ）、および中サイズ金属間化合物と小サイズ金属間化合物の合計個数に対して中サイズ金属間化合物の占める割合（％）＝〔Ａ／（Ａ＋Ｂ）〕×１００を示す。
【００５１】
また、上記の実施例および比較例のうち、実施例４および比較例１０の金属間化合物のサイズ別個数、累積個数および累積比率を表２および表３に示す。
（機械的性質）
ＪＩＳ  Ｚ２２４１金属材料引張試験方法に基づいて、前記押出材の引張強度、０．２％耐力および伸びを測定した。
【００５２】
さらに、押出材を長さＤ１：１５０ｍｍに切断し、図１に示す素材２０を作製した。前記素材２０は幅Ｗ１×長さＤ１×高さＨ１の扁平な直方体である。
（結晶組織）
前記素材２０の全ての面を、エンドミルにて０．５ｍｍの切削代で表面切削して、幅Ｗ２×長さＤ２×高さＨ２の扁平な直方体に加工し、さらに上面から切り込んで深さ４．７ｍｍの凹部１１を形成するともに、厚さ１．８ｍｍの底壁１２および側壁１３を形成してケースボディ１０を作製した。
【００５３】
前記ケースボディ１０の底壁１２の外面、即ちＷ２×Ｄ２の面の結晶組織を顕微鏡下で観察し、結晶の平均粒径を調べた。この観察面は押出材の表面から深さ０．５ｍｍの面である。
（陽極酸化処理皮膜）
切削により得たケースボディ１０の全面をショットブラスト処理をして平滑化し、脱脂処理後に陽極酸化処理を施して厚さ１５μｍの陽極酸化皮膜を形成した。陽極酸化処理条件は、電解浴組成：１５％希硫酸、浴温：１５℃、電流密度：３Ａ／ｄｍ２、電解時間：５分である。陽極酸化処理後に、封孔処理として着色材を加えた沸騰水で２分処理して着色した。
【００５４】
陽極酸化皮膜を形成したケースボディを目視観察し、皮膜のむらの有無を評価した。むらの有無の判定基準は、ケース外装面に光沢や色調の異なる模様が観察されるかどうかで判断した。
【００５５】
これらの測定結果を表１に併せて示す。
【００５６】
【表１】
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【００５７】
【表２】
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【００５８】
【表３】
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【００５９】
次に、実施例２０〜２３として、表１の実施例４のアルミニウム合金に対し、均質化処理条件および押出条件を変えて実施例１等と同一形状の押出材を作製した。表４に、各例の均質化処理条件、押出直後の押出材温度を示す。押出材に対する溶体化処理および時効処理は各例で共通である。
【００６０】
作製した各押出材について、実施例１等と同じ方法により、素材２０およびケースボディ１０作製し、機械的性質、結晶組織、金属間化合物および陽極酸化皮膜を調べた。これらの結果を表４に示す。
【００６１】
【表４】
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【００６２】
表１〜４に示した結果より、実施例のアルミニウム材は、ケースボディに要求される高い強度と良好な伸びとを兼ね備え、かつ陽極酸化処理性も良好であった。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末などの通信端末機器のケースボディの材料として好適に利用できる。
【符号の説明】
【００６４】
１０…ケースボディ
１１…凹部
１２…底壁
１３…側壁
２０…素材
【図１】
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