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1. (WO2017061224) ALUMINUM ALLOY EXTRUDED MATERIAL
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明 細 書

発明の名称 アルミニウム合金押出材

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004  

先行技術文献

特許文献

0005  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012  

課題を解決するための手段

0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026  

発明の効果

0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034  

図面の簡単な説明

0035  

発明を実施するための形態

0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061  

実施例

0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084  

産業上の利用可能性

0085  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13  

図面

1  

明 細 書

発明の名称 : アルミニウム合金押出材

技術分野

[0001]
 この発明は、タブレット型端末や携帯電話等のモバイル端末、デジタルカメラ等の小型電子機器の筐体用に用いられる7000系アルミニウム合金押出材およびその関連技術に関する。

背景技術

[0002]
 一般に、タブレット型端末、携帯電話、デジタルカメラ等の小型電子機器の筐体に用いられる材料には、良好な外観性を有し、軽量化のためや落下時等に筐体の変形や破損を防止するために高い強度を有することが必要とされている。このような観点から、これらの筐体にはアルミニウム合金が多用されており、外観性を向上させるために通常、表面に陽極酸化処理が施されている。
[0003]
 下記特許文献1~10には、各種合金系に属するアルミニウム合金板材やアルミニウム合金押出材について、表面に陽極酸化処理を施して種々の用途に用いる技術が記載されている。
[0004]
 このような各種合金系の中でも、7000系アルミニウム合金は強度が高いため、軽量化および高強度化が必要な製品の材料に適している。例えば特許文献10には、表面層が再結晶組織で内部が繊維状組織である7000系アルミニウム合金押出材が高強度であり、アルマイト(陽極酸化処理)色調にも優れているという事項が記載されている。

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
特許文献3 : 特開2006-52436号公報
特許文献4 : 特開2006-26938号公報
特許文献5 : 特開2004-137517号公報
特許文献6 : 特開2001-115227号公報
特許文献7 : 特開平10-226857号公報
特許文献8 : 特開平9-184095号公報
特許文献9 : 特開平9-143602号公報
特許文献10 : 特開昭63-297543号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0006]
 一方上記したようにタブレット型端末、携帯電話、デジタルカメラ等の筐体は、強度等の頑丈さの他に良好な外観性と精密性が要求されるが、そのような筐体は例えば、厚板状のアルミニウム合金を切削加工することにより、全表面を削り出しによって成形されている。
[0007]
 しかしながら、このような成形方法を上記の7000系アルミニウム合金押出材に適用して筐体を成形し、その筐体の表面に陽極酸化処理を施した場合、表面の一部または全部に目視観察によって認識される筋状の色むら(光沢の濃淡)が発生し、明度が高いゴールド色被膜が得られず良好な外観性が得られないという課題があった。
[0008]
 そこで特許文献1には、押出材の断面内全面の組織を再結晶組織とすることで、切削加工後において外観性を損なうことなく高強度を有する合金について記載されている。
[0009]
 しかしながら、実際の小型電子機器用の筐体には、基体やその他の部品をネジで筐体と固定するため、ネジ留め用等の部位が少なくとも1か所以上形成されており、そのような部位を有する筐体を大気湿潤環境で使用する場合には一般的に、7000系合金特有の応力腐食割れが発生するという課題が残されている。
[0010]
 本発明の好ましい実施形態は、関連技術における上述した及び/又は他の問題点に鑑みてなされたものである。本発明の好ましい実施形態は、既存の方法及び/又は装置を著しく向上させることができるものである。
[0011]
 この発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、切削加工して陽極酸化処理を施すことによって、高い強度を確保しつつ、外観性および耐応力腐食割れ性に優れた小型電子機器等の筐体を製作することができるアルミニウム合金押出材およびその関連技術を提供することを目的とする。
[0012]
 本発明のその他の目的及び利点は、以下の好ましい実施形態から明らかであろう。

課題を解決するための手段

[0013]
 上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を要旨とするものである。
[0014]
 [1]Zn:5.8質量%~8.0質量%、Mg:1.2質量%~2.0質量%、Cu:0.4質量%~1.2質量%、Si:0.20質量%以下、Fe:0.20質量%以下、Ti:0.01質量%~0.1%質量を含有し、Mn、Cr、Zrが合計0.10質量%以下に規制され、残部Alおよび不可避的不純物からなる合金組成を備え、かつ断面全体が再結晶組織からなることを特徴とするアルミニウム合金押出材。
[0015]
 [2]Zn:5.8質量%~8.0質量%、Mg:1.2質量%~2.0質量%、Cu:0.4質量%~1.2質量%、Si:0.20質量%以下、Fe:0.20質量%以下、Ti:0.01質量%~0.1%質量を含有し、Mn、Cr、Zrが合計0.10質量%以下に規制され、残部Alおよび不可避的不純物からなる合金組成を備えた鋳塊からなる押出用ビレットに対し、均質化処理条件として450℃~520℃で4h~30h保持した後、200℃/h~450℃/hで冷却し、その冷却した押出用ビレットを、450℃~540℃に加熱して熱間にて押し出した後、その押出形材を冷却速度100℃/min以上で冷却して得られることを特徴とするアルミニウム合金押出材。
[0016]
 [3]合金組成においてBが0.002質量%~0.02質量%含有されている前項1または2に記載のアルミニウム合金押出材。
[0017]
 [4]引張強さが450N/mm ~600N/mm 、耐力が400N/mm ~500N/mm である前項1~3のいずれか1項に記載のアルミニウム合金押出材。
[0018]
 [5]押出方向に沿った断面内の結晶粒径が20μm~400μmである前項1~4のいずれか1項に記載のアルミニウム合金押出材。
[0019]
 [6]酸化クロム36g、ニクロム酸カリウム30g、塩化ナトリウム3gに純水を加えて1Lの溶液とした濃度の95℃~100℃の沸騰クロム酸液中に、表面に耐力の90%のひずみを負荷して投入した場合、表面における亀裂発生時間が40min以上である前項1~5のいずれか1項に記載のアルミニウム合金押出材。
[0020]
 [7]前項1~6のいずれか1項に記載されたアルミニウム合金押出材を、筐体状に切削加工して表面に陽極酸化処理を施して得られたことを特徴とするアルミニウム合金筐体。
[0021]
 [8]Zn:5.8質量%~8.0質量%、Mg:1.2質量%~2.0質量%、Cu:0.4質量%~1.2質量%、Si:0.20質量%以下、Fe:0.20質量%以下、Ti:0.01質量%~0.1%質量を含有し、Mn、Cr、Zrが合計0.10質量%以下に規制され、残部Alおよび不可避的不純物からなる合金組成を備えた押出用ビレットを押し出して、断面全体が再結晶組織からなるアルミニウム合金押出材を得るようにしたことを特徴とするアルミニウム合金押出材の製造方法。
[0022]
 [9]Zn:5.8質量%~8.0質量%、Mg:1.2質量%~2.0質量%、Cu:0.4質量%~1.2質量%、Si:0.20質量%以下、Fe:0.20質量%以下、Ti:0.01質量%~0.1%質量を含有し、Mn、Cr、Zrが合計0.10質量%以下に規制され、残部Alおよび不可避的不純物からなる合金組成を備え、かつ断面全体が再結晶組織からなるアルミニウム合金押出材を得る工程と、
 前記アルミニウム合金押出材に対し、筐体状に切削加工して表面に陽極酸化処理を施してアルミニウム合金筐体を得る工程と、を含むことを特徴とするアルミニウム合金筐体の製造方法。
[0023]
 [10]Zn:5.8質量%~8.0質量%、Mg:1.2質量%~2.0質量%、Cu:0.4質量%~1.2質量%、Si:0.20質量%以下、Fe:0.20質量%以下、Ti:0.01質量%~0.1%質量を含有し、Mn、Cr、Zrが合計0.10質量%以下に規制され、残部Alおよび不可避的不純物からなる合金組成を備えた鋳塊からなる押出用ビレットに対し、均質化処理条件として450℃~520℃で4h~30h保持した後、200℃/h~450℃/hで冷却し、その冷却した押出用ビレットを、450℃~540℃に加熱して熱間にて押し出した後、その押出形材を冷却速度100℃/min以上で冷却してアルミニウム合金押出材を得るようにしたことを特徴とするアルミニウム合金押出材の製造方法。
[0024]
 [11]冷却した押出形材に対し、焼きもどし処理を施すようにした前項10に記載のアルミニウム合金押出材の製造方法。
[0025]
 [12]冷却した押出形材に対し、焼きもどし処理を施す前に450℃~540℃で高温溶体化処理を行うようにした前項10または11に記載のアルミニウム合金押出材の製造方法。
[0026]
 [13]Zn:5.8質量%~8.0質量%、Mg:1.2質量%~2.0質量%、Cu:0.4質量%~1.2質量%、Si:0.20質量%以下、Fe:0.20質量%以下、Ti:0.01質量%~0.1%質量を含有し、Mn、Cr、Zrが合計0.10質量%以下に規制され、残部Alおよび不可避的不純物からなる合金組成を備えた鋳塊からなる押出用ビレットに対し、均質化処理条件として450℃~520℃で4h~30h保持した後、200℃/h~450℃/hで冷却し、その冷却した押出用ビレットを、450℃~540℃に加熱して熱間にて押し出した後、その押出形材を冷却速度100℃/min以上で冷却してアルミニウム合金押出材を得る工程と、
 前記アルミニウム合金押出材に対し、筐体状に切削加工して表面に陽極酸化処理を施してアルミニウム合金筐体を得る工程と、を含むことを特徴とするアルミニウム合金筐体の製造方法。

発明の効果

[0027]
 発明[1][2]のアルミニウム合金押出材によれば、切削加工して陽極酸化処理を施すことによって、高い強度を確保しつつ、外観性および耐応力腐食割れ性に優れた小型電子機器等の筐体を製作することができる。
[0028]
 発明[3]のアルミニウム合金押出材によれば、上記の効果をより確実に得ることができる。
[0029]
 発明[4]のアルミニウム合金押出材によれば、強度をより高めることができる。
[0030]
 発明[5]のアルミニウム合金押出材によれば、上記の効果をより一層確実に得ることができる。
[0031]
 発明[6]のアルミニウム合金押出材によれば、耐応力腐食割れ性をより一層向上させることができる。
[0032]
 発明[7]のアルミニウム合金筐体によれば、高い強度を備える上さらに優れた外観性および耐応力腐食割れ性を備えている。
[0033]
 発明[8]~[12]の製造方法によれば、高い強度を確保しつつ、外観性および耐応力腐食割れ性に優れた小型電子機器等の筐体を製作可能なアルミニウム合金押出材を提供することができる。
[0034]
 発明[13]の製造方法によれば、高い強度を確保しつつ、外観性および耐応力腐食割れ性に優れた小型電子機器等のアルミニウム合金筐体を提供することができる。

図面の簡単な説明

[0035]
[図1] 図1は本発明に関連した実施例としての供試材の押出方向に平行な断面におけるミクロ組織の光学顕微鏡写真であって、図(a)は表層部の写真、図(b)は内部の写真である。

発明を実施するための形態

[0036]
 本発明に関連した7000系アルミニウム合金押出材の構成について、以下に詳細に説明する。
[0037]
 本発明のアルミニウム合金押出材は、Zn:5.8質量%~8.0質量%、Mg:1.2質量%~2.0質量%、Cu:0.4質量%~1.2質量%、Si:0.20質量%以下、Fe:0.20質量%以下、Ti:0.01質量%~0.1%質量を含有し、Mn、Cr、Zrが合計0.10質量%以下に規制され、残部Alおよび不可避的不純物からなる合金組成を備えている。
[0038]
 この合金組成において、Znは熱処理後の強度を確保するために添加され、5.8質量%以上添加する必要がある。しかしながら、Znの含有量が8.0質量%を超えると押出性が低下する。従ってZn含有量は5.8質量%~8.0質量%とする必要があり、好ましくは5.9質量%~7.6質量%に設定するのが良い。
[0039]
 Mgは、Znと共に熱処理後の強度を確保するために添加され、1.2質量%以上添加する必要がある。しかしながら、Mgの含有量が2.0質量%を超えると押出性が低下するので好ましくない。従って、Mg含有量は1.2質量%~2.0質量%とする必要がある。
[0040]
 Tiは、鋳塊組織の微細化のために添加される。Ti含有量が0.01質量%より少ないと、微細化の効果が十分でなく、また0.1質量%より多いと飽和して巨大化合物が晶出するおそれがある。従って、Tiの含有量は0.01質量%~0.1質量%とする必要がある。
[0041]
 一般に7000系アルミニウム合金押出材では、耐応力腐食割れ性および強度を向上させるため、Mn、Cr、Zr等の遷移元素を合計で0.15質量%~0.5質量%程度添加し、押出方向に伸張した繊維状組織を形成するようにしている。しかしながら、断面全体が繊維状組織である押出材の表面に陽極酸化処理を施すと、陽極酸化処理被膜に筋状の色むらが生じるという問題が発生する。
[0042]
 なお上記従来の特許文献10においては、合金に所定量のCrおよびZrを添加し、かつ押出前後に特殊な熱処理を加えることで、押出材の表面のみを再結晶化し、これにより陽極酸化処理被膜の色むらを防止するようにしている。しかしながら、このような押出材を切削加工(削り出し)によって筐体に成形すると、筐体の表面の一部または全部に繊維状組織が露出し、そのためこの筐体に陽極酸化処理を施したとき、先に述べたとおり、陽極酸化処理被膜にやはり色むらが生じてしまい、好ましくない。
[0043]
 従って本発明では、不可避不純物として含まれるMn、Cr、Zrの合計含有量を0.10質量%以下に規制し、押出材の断面全体を再結晶組織からなるものとする。このように断面全体が再結晶組織であるならば、押出材を切削加工して筐体を成形した場合でも、筐体の表面はその全面が再結晶組織のままであり、この筐体の表面に陽極酸化処理を施したとき、陽極酸化処理被膜に色むらが生じるのを防止することができる。
[0044]
 本発明において再結晶組織とは、押出方向に平行な断面における結晶粒径が20μm~400μmのものを指し、平均アスペクト比が5.0以下の結晶粒からなる組織である。本発明における平均アスペクト比は、押出方向に平行な断面において、押出方向に測定した平均結晶粒径を「a」とし、板厚方向に測定した平均結晶粒径を「b」としたとき、「a/b」または「b/a」で表される。平均アスペクト比の測定は、例えば表層部、1/2板厚部(内部)のように断面を代表する複数の領域を適宜選定し、全ての領域で平均アスペクト比が5.0以下のとき、断面全体が再結晶組織であると定義する。本発明において平均アスペクト比は、全ての領域で3.0以下がより一層望ましい。なお平均結晶粒径の測定は、JISH0501の切断法に準じて行うことができる。
[0045]
 Cuは強度を高めるために添加され、0.4質量%以上添加する必要がある。Cu含有量が0.4質量%未満では強度増加を期待することができない。すなわち0.4質量%未満では、材料中の結晶粒界における無析出物帯(PFZ)の幅が大きくなり、結果的に耐応力腐食割れ性が著しく損なわれてしまうため、強度増加を期待することができない。一方、Cu含有量が1.2質量%を超えると、押出材における熱間加工中の変形抵抗の増加により押出性が損なわれるのみならず、製品に割れが生じやすくなる。従ってCu含有量は1.2質量%以下に規制する必要がある。
[0046]
 本発明のアルミニウム合金押出材においては、結晶粒微細化効果を発現させるためにBをTiの含有量に対し1/5程度の含有量で添加するのが好ましい。具体的にはBを0.002質量%~0.02質量%含有させるのが好ましい。すなわちBの含有量が0.002質量%に満たない場合には、結晶粒微細化効果が得られないため好ましくない。Bの含有量が0.02質量%を超える場合には、鋳造時に形成された粗大TiB系化合物が押出後材料中にも残存し、破壊の起点となる恐れがあり好ましくない。
[0047]
 本実施形態のアルミニウム合金押出材においては、Fe、Si、その他の不可避不純物元素については、通常使用される7000系アルミニウム合金に含まれる量であれば、強度、耐応力腐食割れ性の低下および陽極酸化処理被膜の色調、色むら等に対して特に悪影響は生じない。
[0048]
 本発明においては例えば、周知の方法で溶製することによって上記の合金組成の鋳塊(押出用ビレット)を製作して、その押出用ビレットに対し均質化処理を行った後、冷却する。
[0049]
 均質化処理は鋳造時に生じるミクロ偏析の低減およびZn、Mg、Cu等の主要元素の固溶を促進するための処理である。この均質化処理において均質化処理温度が450℃未満の場合、溶質元素の固溶が充分に行われないため、必要な強度を確保することができない場合があり、好ましくない。さらに温度が520℃を越えて均質化処理を行うと押出用ビレットが局部融解するおそれがあり、好ましくない。従って均質化処理温度としては450℃~520℃に設定するのが好ましい。また均質化処理の保持時間が4h(時間)未満であると、押出用ビレット中の均質化が十分に行われず、逆に保持時間が30hを超えると生産性が低下してしまう。従って保持時間は4h~30hに設定するのが良く、より好ましくは保持時間を6h~24hに設定するのが良い。
[0050]
 均質化処理後の押出用ビレットに対する冷却処理において、冷却速度は均質化処理中に固溶した元素が金属間化合物として粗大析出し、強度の低下を招かない程度の速度が必要となる。本発明では、一般的に行われている200℃/h~450℃/hで良く、より好ましくは250℃/h~350℃/hに設定するのが良い。
[0051]
 本発明においては、冷却された上記押出用ビレットに対し、熱間にて押し出した後、その押出形材を冷却することによって本発明の7000系アルミニウム合金押出材を得るものである。あるいは押出後冷却した押出形材に対し、必要に応じて高温溶体化処理を行った後、人工時効処理や自然時効処理等の焼きもどし処理を行うことによって本発明の7000系アルミニウム合金押出材を得るものである。
[0052]
 熱間にて押出を行うに際して、押出時に押出用ビレットを400℃以上の温度で加熱しなければ、押出直後の形材温度を500℃以上確保することができず、押出後の水冷やファン空冷によるプレス焼入れ(プレスクエンチ)によって過飽和固溶体が形成されないために必要な強度を確保することができないおそれがある。
[0053]
 また、押出形材の形材温度が550℃を超えると、押出形材表面にピックアップやムシレなど欠陥が発生するおそれがある。
[0054]
 よって、押出用ビレットの加熱温度は400℃以上で、押出直後の形材温度は470℃~550℃の範囲になるように制御するのが好ましい。押出後の冷却は既述した通りプレスクエンチで行うが、押出後の冷却速度が100℃/minより遅いと必要な強度を確保することができない。
[0055]
 従って押出後水冷ないしはファン空冷によるプレスクエンチにおいて冷却速度を100℃/min以上に制御するのが好ましい。またこの場合、所定の強度を得るために、押出後の押出形材を一旦高温にて溶体化し、所定の速度にて冷却する方法を用いても良い。
[0056]
 冷却後の押出形材に対し、人工時効処理等の焼きもどし処理(T5処理)を行ったり、冷却後の押出形材に対し、450℃~540℃の高温で溶体化処理を行った後、人工時効処理および自然時効処理等の焼きもどし処理(T6処理、T7処理)を行うことによって、引張強さが45N/mm 0~600N/mm 、耐力が400N/mm ~500N/mm の高強度のアルミニウム合金押出材を確実に得ることができる。
[0057]
 また表面に耐力の90%のひずみを負荷したアルミニウム合金押出材を、95℃~100℃の沸騰クロム酸液中(酸化クロム36g、ニクロム酸カリウム30g、塩化ナトリウム3gに純水を加えて1L溶液とした濃度のクロム酸液)に投入することによって、表面における亀裂発生時間(応力腐食割れ時間:SCC割れ時間)として40min以上を得ることができ、耐応力腐食割れ性を著しく向上させることができる。
[0058]
 こうして得られた本発明のアルミニウム合金押出材は例えば、タブレット型端末、携帯電話、デジタルカメラ等の小型電子機器の筐体用素材として用いられる。すなわち本発明のアルミニウム合金押出材を、切削加工(削り出し)によって筐体状に成形し、その筐体状成形品に対し陽極酸化処理により被膜を形成して筐体を得るものである。
[0059]
 本発明において筐体に形成される陽極酸化処理被膜の色調は、JISZ8730に記載のハンター色差式による明度指数L*(L*値)で表される(例えば特許文献4,5等参照)。なお、L*値は100が上限で数値が高いほど明るい色調となる。
[0060]
 本発明に係る筐体では、陽極酸化処理被膜の色調として、明るいゴールド色を目標としており、これを上記L*で表すと、65<L*<95である。この色調は、本発明の合金組成および結晶組織を有する7000系アルミニウム合金押出材によって得ることができる。
[0061]
 また陽極酸化処理被膜は被膜厚さによりゴールド色の濃度が変化し、本発明に係る筐体では被膜厚さは3~30μmであることが好ましい。すなわち陽極酸化処理被膜は薄いほど安価になるが、十分なゴールド色が得られないことがあり、また3μm未満では陽極酸化処理被膜を安定して形成するのが困難となる。一方、陽極酸化処理被膜の厚さが30μmを超えると、コスト高になるとともに、変形したとき被膜にクラックが発生しやすくなり、また陽極酸化処理被膜のゴールド色が濃くなり過ぎ、上記の明るく白色に近いゴールド色が得られなくなる。
実施例
[0062]
 次に本発明に関連した実施例とそれに対比する比較例について説明する。
[0063]
 (1)第1実施例
 先ず、下記の表1の合金No.1~12に示す組成のアルミニウム合金鋳塊を通常の方法により溶製した。Mn、Cr、Zrは不可避不純物として微量に含まれる。
[0064]
 なお表1において合金No.1~6は本発明に規定範囲に含まれる合金組成(合金成分)であり、合金No.7~12は本発明の規定範囲から逸脱する合金組成である。具体的には、合金No.7,8はCu含有量が本発明の規定範囲から逸脱し、合金No.9,10はMg含有量が本発明の規定範囲から逸脱し、合金No.11,12はZn含有量が本発明の規定範囲から逸脱している。
[0065]
 上記各合金組成のアルミニウム合金鋳塊からなる押出用ビレットに対し470℃×6hの均質化処理を施した後、各押出用ビレットを加熱温度470℃、押出速度8m/minの条件で押出加工を行って押出形材を得た。さらに押出直後に各押出形材をファン空冷(冷却速度約150℃/min)により冷却し、肉厚4mm×幅110mmの押出形材(押出板)を得た。その後、70℃×5h→130℃×8hの条件で高温時効処理を施した。
[0066]
 こうして得られた各合金組成の押出材を供試材としてミクロ組織観察を実施し、下記要領で結晶粒の平均アスペクト比を測定した。その結果を表1に併せて示す。
[0067]
 <平均アスペクト比>
 平均アスペクト比を測定する領域として、押出方向に平行な断面の表層部、内部(1/2t:板厚の1/2の部分)を選定し、各領域においてJISH0501の切断法に準拠して押出方向および板厚方向の平均結晶粒径を測定し、押出方向の平均結晶粒径を「a」、板厚方向の平均結晶粒径を「b」として、平均アスペクト比を「a/b」または「b/a」として求めた。平均アスペクト比の測定範囲は、表層部、内部共に板厚方向に500μm×押出方向に1000μmの範囲を測定した。合金No.4の供試材におけるミクロ組織の断面を図1に示す。同図において図(a)は表層部の断面であり、図(b)は内部の断面である。なお合金No.4以外の供試材においても、合金No.4のミクロ組織とほぼ同様のミクロ組織が得られていた。
[0068]
[表1]


[0069]
 (2)第2実施例
 下記の表2に示すように、実施例1~7および比較例1~11の供試材を得た。例えば実施例1では、合金No.1の合金組成を有する鋳塊(押出用ビレット)に対し、465℃×6hの均質化処理を施した後、各押出用ビレットを上記第1実施例と同様に押出加工を行って形材温度が525℃の押出形材を得た。さらに押出直後に各押出形材をファン空冷(冷却速度約244℃/min)により冷却し、上記第1実施例と同様の押出形材を得た。その後、その押出形材を上記第1実施例と同様に高温時効処理を施して、実施例1の供試材を得た。
[0070]
 実施例2~7および比較例1~11においても表2に示す条件でそれぞれ供試材を得た。表2に記載されていない条件は実施例1と同様である。
[0071]
 なお実施例7は、押出後の冷却を水冷で行った以外は、実施例1とほぼ同様の供試材である。比較例7,8は均質化温度の好適範囲(450℃~520℃)よりも高くまたは低くした以外は実施例4とほぼ同様の供試材であり、比較例9,10は押出後形材温度の好適範囲(470℃~550℃)よりも高くまたは低くした以外は実施例4とほぼ同様の供試材であり、比較例11は押出後冷却速度の好適値(100℃/min以上)よりも遅くした以外は実施例4とほぼ同様の供試材である。
[0072]
 こうして得られた実施例1~7および比較例1~11の各供試材について、下記の要領で引張試験および陽極酸化処理を実施し、かつ陽極酸化処理被膜について色調の測定および色むらの評価を行った。その結果を表2に併せて示す。
[0073]
 <引張試験および応力腐食割れ時間(SCC割れ時間)>
 引張試験片(供試材)は押出方向に平行な方向にJIS5号試験片を採取して引張試験を行い、引張強さ(σB)と耐力(σ0.2)を測定した。評価方法としては、引張強さ(σB)が450N/mm ~600N/mm 、耐力(σ0.2)が400N/mm ~500N/mm のものを合格と判定した。また供試材に引張応力が作用して割れが発生するまでの時間(SCC割れ時間)を測定した。
[0074]
 <陽極酸化処理>
 各供試材の表面をフライス加工し、前処理として濃度5%、液温60℃の水酸化ナトリウム水溶液に1分間浸漬した後、濃度30%、液温20℃の硝酸水溶液に1分間浸漬した。その後、濃度15%、液温20℃の硫酸水溶液に浸漬し、2.0A/dm の付加電流を10分間加えて、フライス加工した表面に陽極酸化処理を行った。その後、封孔処理として、濃度5%、液温90℃の酢酸Ni水溶液に20分浸漬した。陽極酸化被膜の厚さは10μmであった。
[0075]
 <色調の測定>
 陽極酸化処理した各供試材の色調は、先に述べたとおり、JISZ8730の規定に準拠し、色差計を用いて、SCI方式(正反射光込み方式)により、L*値を測定した。
[0076]
 <色むらの評価>
 色むらの評価は、目視により「○」「△」「×」の3段階で評価した。「○」は色むらなし、「△」はわずかに色むらあり、「×」は色むらありで、「○」「△」が合格である。
[0077]
[表2]


[0078]
 <総合評価>
 表2から明らかなように、実施例1~7に示す供試材、すなわち合金組成が本発明の規定を満たし、断面全体が再結晶組織からなり、さらに均質化処理温度、押出後形材温度および押出後冷却速度が好適範囲内の供試材は、強度が高く、SCC割れ寿命も長く、また表面酸化処理被膜の色調(L*)が先に記載した目標の範囲内で、比較的明るいゴールド色であった。なお実施例のうち実施例2(合金No.2)は強度が高いが、わずかに色むらが認められた。これはCu含有量が規定範囲内で比較的高かったためと考えられる。
[0079]
 一方、合金組成が本発明の規定範囲を満たさない実施例1~6の供試材(合金No.7~12)では実施例1~7と比較して、強度(耐力で400MPa以上)およびSCC試験割れ時間(40min以上)を両立できてはいなかった。さらに比較例7~11のように合金組成が本発明の規定範囲を満たしていても(合金No.4)、均質化処理温度、押出後形材温度および押出後冷却速度が好適範囲外の供試材においても、上記比較例1~6と同様、強度(耐力で400MPa以上)およびSCC試験割れ時間(40min以上)を両立できてはいなかった。
[0080]
 本願は、2015年10月6日付で出願された日本国特許出願の特願2015-198624号の優先権主張を伴うものであり、その開示内容は、そのまま本願の一部を構成するものである。
[0081]
 ここに用いられた用語及び表現は、説明のために用いられたものであって限定的に解釈するために用いられたものではなく、ここに示され且つ述べられた特徴事項の如何なる均等物をも排除するものではなく、この発明のクレームされた範囲内における各種変形をも許容するものであると認識されなければならない。
[0082]
 本発明は、多くの異なった形態で具現化され得るものであるが、この開示は本発明の原理の実施例を提供するものと見なされるべきであって、それら実施例は、本発明をここに記載しかつ/または図示した好ましい実施形態に限定することを意図するものではないという了解のもとで、多くの図示実施形態がここに記載されている。
[0083]
 本発明の図示実施形態を幾つかここに記載したが、本発明は、ここに記載した各種の好ましい実施形態に限定されるものではなく、この開示に基づいていわゆる当業者によって認識され得る、均等な要素、修正、削除、組み合わせ(例えば、各種実施形態に跨る特徴の組み合わせ)、改良及び/又は変更を有するありとあらゆる実施形態をも包含するものである。クレームの限定事項はそのクレームで用いられた用語に基づいて広く解釈されるべきであり、本明細書あるいは本願のプロセキューション中に記載された実施例に限定されるべきではなく、そのような実施例は非排他的であると解釈されるべきである。本発明をここに記載しかつ/または図示した好ましい実施形態に限定することを意図するものではないという了解のもとで、多くの図示実施形態がここに記載されている。
[0084]
 本発明の図示実施形態を幾つかここに記載したが、本発明は、ここに記載した各種の好ましい実施形態に限定されるものではなく、この開示に基づいていわゆる当業者によって認識され得る、均等な要素、修正、削除、組み合わせ(例えば、各種実施形態に跨る特徴の組み合わせ)、改良及び/又は変更を有するありとあらゆる実施形態をも包含するものである。クレームの限定事項はそのクレームで用いられた用語に基づいて広く解釈されるべきであり、本明細書あるいは本願のプロセキューション中に記載された実施例に限定されるべきではなく、そのような実施例は非排他的であると解釈されるべきである。

産業上の利用可能性

[0085]
 この発明のアルミニウム合金押出材は、タブレット型端末、携帯電話、デジタルカメラ等の小型電子機器の筐体用の材料として好適に用いることができる。

請求の範囲

[請求項1]
 Zn:5.8質量%~8.0質量%、Mg:1.2質量%~2.0質量%、Cu:0.4質量%~1.2質量%、Si:0.20質量%以下、Fe:0.20質量%以下、Ti:0.01質量%~0.1%質量を含有し、Mn、Cr、Zrが合計0.10質量%以下に規制され、残部Alおよび不可避的不純物からなる合金組成を備え、かつ断面全体が再結晶組織からなることを特徴とするアルミニウム合金押出材。
[請求項2]
 Zn:5.8質量%~8.0質量%、Mg:1.2質量%~2.0質量%、Cu:0.4質量%~1.2質量%、Si:0.20質量%以下、Fe:0.20質量%以下、Ti:0.01質量%~0.1%質量を含有し、Mn、Cr、Zrが合計0.10質量%以下に規制され、残部Alおよび不可避的不純物からなる合金組成を備えた鋳塊からなる押出用ビレットに対し、均質化処理条件として450℃~520℃で4h~30h保持した後、200℃/h~450℃/hで冷却し、その冷却した押出用ビレットを、450℃~540℃に加熱して熱間にて押し出した後、その押出形材を冷却速度100℃/min以上で冷却して得られることを特徴とするアルミニウム合金押出材。
[請求項3]
 合金組成においてBが0.002質量%~0.02質量%含有されている請求項1または2に記載のアルミニウム合金押出材。
[請求項4]
 引張強さが450N/mm ~600N/mm 、耐力が400N/mm ~500N/mm である請求項1~3のいずれか1項に記載のアルミニウム合金押出材。
[請求項5]
 押出方向に沿った断面内の結晶粒径が20μm~400μmである請求項1~4のいずれか1項に記載のアルミニウム合金押出材。
[請求項6]
 酸化クロム36g、ニクロム酸カリウム30g、塩化ナトリウム3gに純水を加えて1Lの溶液とした濃度の95℃~100℃の沸騰クロム酸液中に、表面に耐力の90%のひずみを負荷して投入した場合、表面における亀裂発生時間が40min以上である請求項1~5のいずれか1項に記載のアルミニウム合金押出材。
[請求項7]
 請求項1~6のいずれか1項に記載されたアルミニウム合金押出材を、筐体状に切削加工して表面に陽極酸化処理を施して得られたことを特徴とするアルミニウム合金筐体。
[請求項8]
 Zn:5.8質量%~8.0質量%、Mg:1.2質量%~2.0質量%、Cu:0.4質量%~1.2質量%、Si:0.20質量%以下、Fe:0.20質量%以下、Ti:0.01質量%~0.1%質量を含有し、Mn、Cr、Zrが合計0.10質量%以下に規制され、残部Alおよび不可避的不純物からなる合金組成を備えた押出用ビレットを押し出して、断面全体が再結晶組織からなるアルミニウム合金押出材を得るようにしたことを特徴とするアルミニウム合金押出材の製造方法。
[請求項9]
 Zn:5.8質量%~8.0質量%、Mg:1.2質量%~2.0質量%、Cu:0.4質量%~1.2質量%、Si:0.20質量%以下、Fe:0.20質量%以下、Ti:0.01質量%~0.1%質量を含有し、Mn、Cr、Zrが合計0.10質量%以下に規制され、残部Alおよび不可避的不純物からなる合金組成を備え、かつ断面全体が再結晶組織からなるアルミニウム合金押出材を得る工程と、
 前記アルミニウム合金押出材に対し、筐体状に切削加工して表面に陽極酸化処理を施してアルミニウム合金筐体を得る工程と、を含むことを特徴とするアルミニウム合金筐体の製造方法。
[請求項10]
 Zn:5.8質量%~8.0質量%、Mg:1.2質量%~2.0質量%、Cu:0.4質量%~1.2質量%、Si:0.20質量%以下、Fe:0.20質量%以下、Ti:0.01質量%~0.1%質量を含有し、Mn、Cr、Zrが合計0.10質量%以下に規制され、残部Alおよび不可避的不純物からなる合金組成を備えた鋳塊からなる押出用ビレットに対し、均質化処理条件として450℃~520℃で4h~30h保持した後、200℃/h~450℃/hで冷却し、その冷却した押出用ビレットを、450℃~540℃に加熱して熱間にて押し出した後、その押出形材を冷却速度100℃/min以上で冷却してアルミニウム合金押出材を得るようにしたことを特徴とするアルミニウム合金押出材の製造方法。
[請求項11]
 冷却した押出形材に対し、焼きもどし処理を施すようにした請求項10に記載のアルミニウム合金押出材の製造方法。
[請求項12]
 冷却した押出形材に対し、焼きもどし処理を施す前に450℃~540℃で高温溶体化処理を行うようにした請求項10または11に記載のアルミニウム合金押出材の製造方法。
[請求項13]
 Zn:5.8質量%~8.0質量%、Mg:1.2質量%~2.0質量%、Cu:0.4質量%~1.2質量%、Si:0.20質量%以下、Fe:0.20質量%以下、Ti:0.01質量%~0.1%質量を含有し、Mn、Cr、Zrが合計0.10質量%以下に規制され、残部Alおよび不可避的不純物からなる合金組成を備えた鋳塊からなる押出用ビレットに対し、均質化処理条件として450℃~520℃で4h~30h保持した後、200℃/h~450℃/hで冷却し、その冷却した押出用ビレットを、450℃~540℃に加熱して熱間にて押し出した後、その押出形材を冷却速度100℃/min以上で冷却してアルミニウム合金押出材を得る工程と、
 前記アルミニウム合金押出材に対し、筐体状に切削加工して表面に陽極酸化処理を施してアルミニウム合金筐体を得る工程と、を含むことを特徴とするアルミニウム合金筐体の製造方法。

図面

[ 図 1]