紧固构件及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种紧固构件，具有由铝合金构成的基材和包覆所述基材的防腐蚀皮膜。该防腐蚀皮膜的特征在于，含有偏氢氧化铝(AlO(OH))，在对所述紧固构件进行了使用Cu

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】紧固构件及其制造方法


[0001]本专利技术涉及由铝合金制成的紧固构件。详细而言，涉及在铝合金基材的表面具有耐腐蚀性优异的皮膜的紧固构件及其制造方法。

技术介绍

[0002]铝合金由于重量轻，因此在汽车、航空器及其他一般工业领域中以各种部件的轻量化为目的而被广泛使用，其适用范围扩大。特别是在汽车领域的紧固构件中，以由车体轻量化实现的燃油经济性改善为目的，代替以往的钢铁制的紧固构件，重量相对较轻的铝合金制的紧固构件受到关注。
[0003]对于熔点相对较低的铝合金，上述用途的使用环境可以说是高温环境。因此，担心铝合金材料的由表面氧化引起的腐蚀。铝在放置在空气中时生成自然氧化膜而钝化，但该自然氧化皮膜的厚度为几纳米左右，因此在极度的湿气、酸或碱环境化中容易腐蚀。因此，一直以来，研究了用于提高铝合金材料的耐腐蚀性的表面处理方法。目前，根据使用环境，除了氧化铝膜处理、勃姆石处理和镀覆处理以外，还已知有磷酸铬酸盐处理、铬酸铬酸盐处理、磷酸锌处理、非铬酸盐处理等化学转化处理(例如专利文献1和专利文献2)。在该各种化学转化处理中，使作为被处理材料的铝合金与含有H2SO4等酸或碱、Cr等重金属离子的处理液接触、浸渍而在合金表面形成防腐蚀皮膜。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2008－232366号公报
[0007]专利文献2：日本特开平9－112521号公报

技术实现思路

[0008]专利技术所要解决的课题
[0009]在上述那样的化学转化处理等表面处理技术中，存在特殊的处理液的供应和用于废液处理的成本增大的问题、对环境的负荷的问题。另外，在将这些表面处理技术应用于复杂形状的紧固构件的情况下，由于在处理液中(液相中)实施，因此难以形成均匀的防腐蚀皮膜，处理液中的气泡有时会阻碍防腐蚀皮膜的稳定形成。特别是对紧固构件的螺纹牙部等形成防腐蚀皮膜是非常困难的。未稳定地形成均匀的防腐蚀皮膜的紧固构件出于由腐蚀引起的强度降低的原因，有可能断裂。
[0010]本专利技术的专利技术人等也公开了一种表面处理方法，为了提高铝合金材料的耐腐蚀性而使规定的温度范围的水蒸气与合金表面接触。在这样的铝合金材料的水蒸气处理中，在表面形成以偏氢氧化铝(AlO(OH))为主要成分的皮膜，通过该皮膜的防腐蚀作用使耐腐蚀性提高。
[0011]水蒸气处理从废液处理等观点出发具有安全性、环境适应性，在此之上还能够比较简易地对铝合金材赋予由防腐蚀皮膜形成带来的耐腐蚀性。但是，在考虑到上述铝合金
材料的适用范围的扩大倾向时，期望耐腐蚀性优异到与以往的化学转化处理等表面处理技术同等以上的防腐蚀皮膜。另外，在将水蒸气处理应用于紧固构件的情况下，由于在紧固时或紧固后施加应力，因此还要求防腐蚀皮膜为高硬度且密合性优异。
[0012]但是，关于由水蒸气处理带来的铝合金材料的耐腐蚀性提高效果，尚不明确的方面也较多，预测在防腐蚀皮膜的构成等方面尚存在改良的余地。特别是与充分地包覆如螺栓等紧固构件那样具有复杂形状的构件的表面且具有密合性的防腐蚀皮膜相关的具体且详细的见解尚不存在。
[0013]本专利技术基于如上所述的背景而完成，其目的在于提供一种由铝合金构成，并具有均匀且稳定、且密合性优异的防腐蚀皮膜的紧固构件。另外，还公开了在具有耐腐蚀性的同时在强度方面也得到了改善的紧固构件。而且，还明确了能够在一个处理工序中进行上述防腐蚀皮膜的形成和强度提升这两者的效果的紧固构件的制造方法。
[0014]用于解决课题的技术方案
[0015]本专利技术的专利技术人为了解决上述课题而进行了深入研究，发现通过在由铝合金构成的紧固构件的表面形成含有对特定的晶面的取向性高的偏氢氧化铝(AlO(OH))的防腐蚀皮膜，对于耐腐蚀性提高、密合性优异的紧固构件是有用的。
[0016]即，本专利技术涉及一种紧固部件，具有由铝合金构成的基材和包覆所述基材的防腐蚀皮膜，其特征在于，所述防腐蚀皮膜含有偏氢氧化铝(AlO(OH))，在对所述紧固构件进行了使用Cu
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Kα射线的X射线衍射分析时的图谱中，在将偏氢氧化铝的(020)面的衍射峰的峰强度设为I
B(020)
，将作为主峰的铝的(200)面的衍射峰的峰强度设为I
Al(200)
时，峰强度比R(I
B(020)
/I
Al(200)
)为0.003以上且0.1以下。以下，针对本专利技术所涉及的紧固构件，详细说明其结构。
[0017](A)本专利技术所涉及的紧固构件的结构
[0018](A
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1)基材
[0019]如上所述，构成本专利技术所涉及的紧固构件的基材由铝合金构成。作为该铝合金，是以铝为主成分并且添加了至少一种添加元素的合金。添加有锌(Zn)、镁(Mg)、硅(Si)、铜(Cu)、锰(Mn)、锂(Li)、铁(Fe)、镍(Ni)、银(Ag)、锆(Zr)、铬(Cr)中的至少一种以上的元素作为添加元素而成的铝合金成为基材。本专利技术的基材优选为含有合计为0.1质量％以上且小于50质量％的上述添加元素的铝合金。
[0020]在此，铝合金基材的材料组织优选呈现出含有添加元素的化合物在成为母相的铝中析出并分散的组织。该化合物是由铝合金的添加元素构成的化合物。化合物的具体构成基于成为基材的铝合金的组成。如上所述，作为铝合金基材的添加元素，大多添加有锌、镁、硅、铜、锰、锂、铁、镍、银、锆、铬等。在该情况下，在铝合金基材中分散的化合物由这些金属元素中的至少一种构成。具体而言，Mg
‑
Si基化合物(Mg2Si等)、Mg
‑
Zn基化合物(MgZn2等)、Al
‑
Mg
‑
Zn基化合物(Mg3Zn3Al2等)、Cu
‑
Mg基化合物(CuMg2等)、Al
‑
Fe基化合物(AlFe2等)、Al
‑
Fe
‑
Si基化合物(Al
12
Fe3Si等)、Al
‑
Cu基化合物(CuAl2等)、Al
‑
Cu
‑
Mg基化合物(AlCuMg、Al2CuMg等)、Al
‑
Mn基化合物(Al6Mn等)、Al
‑
Mn
‑
Fe基化合物(Al6MnFe等)、Al
‑
Mn
‑
Si基化合物、Al
‑
Fe
‑
Mn
‑
Si基化合物等化合物分散。
[0021]作为具体的铝合金，可举出以国际铝合金名规定的各种铝合金。例如，优选为2000系合金的Al
‑
Cu基合金、4000系合金的Al
‑
Si基合金、5000系的Al
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Mg基合金、6000系合金的
Al
‑
Mg
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种紧固部件，具有由铝合金构成的基材和包覆所述基材的防腐蚀皮膜，其特征在于，所述防腐蚀皮膜含有偏氢氧化铝(AlO(OH))，在对所述紧固构件进行了使用Cu
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Kα射线的X射线衍射分析时的图谱中，在将偏氢氧化铝的(020)面的衍射峰的峰强度设为I
B(020)
，将作为主峰的铝的(200)面的衍射峰的峰强度设为I
Al(200)
时，峰强度比R(I
B(020)
/I
Al(200)
)为0.003以上且0.1以下。2.根据权利要求1所述的紧固构件，其中，偏氢氧化铝的(020)面的衍射峰的半峰宽为0.20
°
以下。3.根据权利要求1或2所述的紧固构件，其中，防腐蚀皮膜的厚度为1μm～15μm。4.根据权利要求1至3中任一项所述的紧固构件，其中，维氏硬度为100Hv～250Hv。5.根据权利要求1至4中任一项所述的紧固构件，其中，铝合金为Al
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：芹泽爱，石崎贵裕，渡边雄一郎，远藤步美，
申请(专利权)人：八幡控股有限公司，
类型：发明
国别省市：