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CN107835869A - 铝合金材的制造方法、铝合金材和接合体 - Google Patents

铝合金材的制造方法、铝合金材和接合体 Download PDF

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CN107835869A
CN107835869A CN201680040156.XA CN201680040156A CN107835869A CN 107835869 A CN107835869 A CN 107835869A CN 201680040156 A CN201680040156 A CN 201680040156A CN 107835869 A CN107835869 A CN 107835869A
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高田悟
高桥佑辅
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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Abstract

本发明涉及一种铝合金材的制造方法，其具备如下工序：氧化皮膜形成工序，其是在铝合金基材的表面的至少一部分上形成含有0.1原子％以上并低于30原子％的Mg，并将Cu限制在低于0.6原子％的氧化皮膜的工序；表面处理皮膜形成工序，其包括在所述氧化皮膜的至少一部分上涂布如下的水溶液，所述水溶液含有0.001质量％以上并低于0.5质量％的硅酸盐，和0.001质量％以上并低于0.5质量％的有机硅烷化合物，pH值为7以上、14以下。根据本发明的铝合金材的制造方法，能够制造即使曝露在高温湿润环境下，粘接强度也难以降低，粘接耐久性优异，且生产率优异的铝合金材。

Description

铝合金材的制造方法、铝合金材和接合体
技术领域
本发明涉及铝合金材的制造方法、铝合金材及使用了铝合金材的接合体。
背景技术
汽车、船舶和飞机等的运输机械的构件中，所使用的各种铝合金板材是根据其特性适宜选择的。另外，近年来，意识到抑制CO2排放等的地球环境问题，要求通过构件的轻量化来提高燃油效率，比重是铁的约1/3，且具有优异的能量吸收性的铝合金材的使用正在增加。
例如，在汽车用构件中，可使用JIS5000系的Al－Mg系合金材、JIS6000系的Al－Mg－Si系合金板和JIS7000系的Al－Zn－Mg系合金材等的含Mg铝合金材。作为这些铝合金材的接合方法，有焊接和用粘接剂进行的粘接，这些方法也可以并用。焊接是以点和线接合铝合金材，相对于此，由粘接剂进行的粘接是以整个面接合铝合金材，因此接合强度高，在碰撞安全性等方面有利。因此，近年来，在汽车用构件中，利用粘接剂进行的粘接有增加的倾向。另外，为了汽车的轻量化，也有使用铝合金材与树脂的复合体的情况。
另一方面，关于由粘接剂接合的铝合金制汽车用构件，若在使用中有水分、氧和氯化物离子等浸入接合部，则粘接剂层与铝合金板的界面逐渐劣化，发生界面剥离，有粘接强度降低这样的问题。因此，历来防止这样的粘接强度的降低，使具有粘接剂层的铝合金制汽车用构件的粘接耐久性提高的方法受到研究(例如，参照专利文献1～3)。
例如，在专利文献1中提出有一种方法，其通过酸洗处理除去铝合金板表面的Mg稠化层，同时使Cu在铝合金板表面稠化。另外，在专利文献2中提出有一种方法，其使在铝合金板的表面稠化的Mg量和OH吸收率为特定的关系。此外，在专利文献3中提出有一种方法，其通过连续进行固溶处理和温水处理，使铝材的氧化皮膜表面层中的Mg浓度、Si浓度和OH浓度为特定范围。
另外，过去以防止变色和丝状锈蚀为目的，还提出以含有硅酸盐的水溶液进行处理，在表面形成含硅皮膜的汽车用铝及铝合金材(参照专利文献4)。此外，在汽车车体用含Mg铝合金板中，作为一边维持优异的成形性，一边得到磷酸锌皮膜的均匀性的方法，作为弱蚀刻的具体例而提出有使用硅酸盐的表面处理方法(参照专利文献5)。
先行技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开平6－256881号公报
专利文献2：日本国特开2006－200007号公报
专利文献3：日本国特开2007－217750号公报
专利文献4：日本国特开平8－144064号公报
专利文献5：日本国特开平7－188956号公报
但是，前述专利文献1～3所述的技术存在这样的问题，即，若曝露在水分、氧和氯化物离子等渗透的高温湿润环境中，则界面的劣化进行，界面剥离发生，存在粘接强度降低，或Al的腐蚀被促进。例如，专利文献1所述的技术记述的是，由于Cu的稠化致使与粘接剂的结合得到强化，粘接性提高，但是适用这一技术的铝合金板在湿润环境中，树脂的分解有可能被促进，不能期待高粘接耐久性。
另外，专利文献4和5所述的技术，虽是进行使用硅酸盐的表面处理，但只是利用硅酸盐进行的表面处理，再就是涉及涂装的专利文献，并没有涉及粘接耐久性。因此，也许能够得到对涂装来说重要的耐腐蚀性，但对于粘接耐久性所需要的强度则未予以考虑，不能期待粘接耐久性提高的效果。
发明内容
因此，本发明的主要目的在于，提供一种即使曝露在高温湿润环境下，粘接强度也难以降低，粘接耐久性优异，且能够以优异的生产率制造这种铝合金材的铝合金材的制造方法、铝合金材及使用了铝合金材的接合体。
本发明者为了解决前述课题，进行了锐意实验研究，其结果是得到以下所示的结论。进行酸洗的方法中，因为铝合金板的基体与粘接剂层被氢键结合，若曝露在高温湿润的劣化环境中，则界面受水合作用影响，结合力(氢键)降低。
进行阳极氧化的方法中，基本上铝合金板的基体与粘接剂层也是由氢键结合，若曝露在有水分、氧、氯化物离子等渗透的高温湿润环境中，则界面受水合作用影响，结合力降低。另外，进行阳极氧化的方法中，装置复杂，设备成本花费大，此外皮膜形成所需时间长，因此生产效率降低。此外，进行温水处理的方法中，铝合金板的基体与粘接剂层也是由氢键结合，因此若曝露在高温湿润环境中，则由于界面的水合，导致界面的劣化进行，界面剥离发生，粘接强度降低。
因此，本发明者们对于基材表面与粘接树脂层的结合状态进行研究，发现在铝合金基材的表面形成由氧化皮膜构成的皮膜的后，能够在该氧化皮膜的至少一部分上涂布含有硅酸盐和有机硅烷化合物的特定的水溶液而形成表面处理皮膜，则能够抑制曝露在高温湿润环境时的粘接强度降低，从而达成本发明。
即，本发明的铝合金材的制造方法，其特征在于，具备如下工序：氧化皮膜形成工序，其是在铝合金基材的表面的至少一部分，形成含有0.1原子％以上并低于30原子％的Mg，并将Cu限制在低于0.6原子％的氧化皮膜的工序；表面处理皮膜形成工序，其包括在所述氧化皮膜的至少一部分上涂布如下的水溶液，所述水溶液含有0.001质量％以上、低于0.5质量％的硅酸盐，和0.001质量％以上并低于0.5质量％的有机硅烷化合物，pH值为7以上、14以下。
在此，所述皮膜中的Mg量和Cu量，是通过高频辉光放电发射光谱分析法(GD－OES：Glow Discharge-Optical EmissionSpectroscopy)测量的值。
另外，在本发明的铝合金材的制造方法中，所述有机硅烷化合物也可以包括在分子内具有多个可水解的三烷氧基甲硅烷基的硅烷化合物、其水解产物或其聚合物。
另外，在本发明的铝合金材的制造方法中，所述硅酸盐是由mM2O·nSiO2表示的硅酸盐，M是一价阳离子，且作为M2O的摩尔数的m与作为SiO2的摩尔数的n的比n/m也可以是1.5以上。
另外，在本发明的铝合金材的制造方法中，所述M也可以是钠离子。
另外，有本发明的铝合金材的制造方法中，所述氧化皮膜形成工序包含蚀刻处理阶段，所述蚀刻处理阶段中的蚀刻量也可以是1.9g/m2以下。
关于所述铝合金基材，例如能够由Al－Mg系合金、Al－Cu－Mg系合金、Al－Mg－Si系合金或Al－Zn－Mg系合金形成。
另外，本发明还包括由所述铝合金材的制造方法得到的铝合金材。
另外，本发明的接合体是隔着粘接树脂将所述铝合金材与其他的构件接合成的接合体。
根据本发明，能够实现一种即使曝露在高温湿润环境下，粘接强度也难以降低，粘接耐久性优异的铝合金材。另外，根据本发明，对于形成有氧化皮膜的铝合金基材，使用含有硅酸盐和有机硅烷化合物的水溶液，同时进行硅酸盐处理和有机硅烷处理，从而以简化的工序就可以制造铝合金材(也称为表面处理铝合金材)，能够削减设备投资费和制造成本。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的铝合金材的制造方法的流程图。
图2是示意性地表示在铝合金基材的表面形成有氧化皮膜的状态下，表面处理工序前的铝合金材的构成的剖面图。
图3是示意性地表示本发明的第一实施方式的带粘接树脂层的铝合金材的构成的剖面图。
图4是示意性地表示本发明的第一实施方式的变形例的带粘接树脂层的铝合金材的构成的剖面图。
图5是表示图4所示的带粘接树脂层的铝合金材的制造方法的流程图。
图6是示意性地表示本发明的第二实施方式的接合体的构成例的剖面图。
图7A是示意性地表示本发明的第二实施方式的接合体的其他构成例的剖面图。
图7B是示意性地表示本发明的第二实施方式的接合体的其他构成例的剖面图。
图8是示意性地表示本发明的第二实施方式的接合体的其他构成例的剖面图。
图9A是示意性地表示本发明的第二实施方式的接合体的其他构成例的剖面图。
图9B是示意性地表示本发明的第二实施方式的接合体的其他构成例的剖面图。
图10A是示意性地表示内聚破坏率的测量方法的侧视图。
图10B是示意性地表示内聚破坏率的测量方法的俯视图。
具体实施方式
以下，就用于实施本发明的方式详细地加以说明。还有，本发明不受以下说明的实施方式限定。
(第一实施方式)
首先，对于本实施方式的铝合金材的制造方法以及由该制造方法得到的铝合金材进行说明。还有，在本说明书中，以质量为基准的百分率(质量％)与重量为基准的百分率(重量％)相同。
本实施方式的铝合金材的制造方法，具备如下工序：氧化皮膜形成工序，其是在铝合金基材的表面的至少一部分上形成含有0.1原子％以上并低于30原子％的Mg，并将Cu限制在低于0.6原子％的氧化皮膜的工序；表面处理皮膜形成工序，其包括在所述氧化皮膜的至少一部分上涂布如下的水溶液，所述水溶液含有0.001质量％以上并低于0.5质量％的硅酸盐和0.001质量％以上并低于0.5质量％的有机硅烷化合物，且pH值为7以上、14以下。
图1是表示本实施方式的铝合金材10的制造方法的流程图。如图1所示，在制造本实施方式的铝合金材10时，进行基材制作工序S1、氧化皮膜形成工序S2、及表面处理皮膜形成工序S3。以下，对于各工序进行说明。
＜步骤S1：基材制作工序＞
基材的形状没有特别限定，根据使用铝合金材制作的构件的形状等，除了板状以外，采取作为铸造材、锻造材、挤压材(例如，中空棒状等)等任意的形状都可以。在基材制作工序S1中，作为示例而制作板状的基材(基板)时，例如按下述的步骤，制作基板。首先，通过连续铸造，熔炼、铸造具有规定的组成的铝合金而制作铸块(熔炼铸造工序)。其次，对于制作的铸块实施均质化热处理(均质化热处理工序)。其后，对于经过均质化热处理的铸块，实施热轧而制作热轧板(热轧工序)。然后，对于该热轧板以300～580℃进行粗退火或中间退火，实施最终冷轧率为5％以上的冷轧至少一次，得到规定的板厚的冷轧板(基板)(冷轧工序)。
在冷轧工序中，优选粗退火或中间退火的温度为300℃以上，由此，成形性提高的效果得到进一步发挥。另外，粗退火或中间退火的温度优选为580℃以下，由此，容易抑制因过烧的发生造成的成形性的降低。另一方面，最终冷轧率优选为5％以上，由此，成形性提高的效果得到进一步发挥。还有，均质化热处理和热轧的条件没有特别限定，能够以通常取得热轧板时的条件进行。另外，也可以不进行中间退火。
[基材]
基材(铝合金基材)由铝合金构成。形成基材的铝合金的种类，没有特别限定，根据所加工的构件的用途，能够从JIS所规定的或近似于JIS的各种非热处理型或热处理型的铝合金中适宜选择使用。在此，作为非热处理型铝合金，有纯铝(1000系)、Al－Mn系合金(3000系)、Al－Si系合金(4000系)及Al－Mg系合金(5000系)。另外，作为热处理型铝合金，有Al－Cu－Mg系合金(2000系)、Al－Mg－Si系合金(6000系)及Al－Zn－Mg系合金(7000系)。
例如，将本实施方式的铝合金材用于汽车用构件时，从强度的观点出发，优选基材的0.2％屈服强度为100MPa以上。作为可以形成满足这种特性的基材的铝合金，有2000系、5000系、6000系及7000系等这样较多含有镁的铝合金，这些合金也可以根据需要进行调质。另外，在各种铝合金之中，从时效硬化能力优异，合金元素量比较少而废料的再循环性和成形性也优异的角度出发，优选使用6000系铝合金。
＜步骤S2：氧化皮膜形成工序＞
在氧化皮膜形成工序(步骤S2)中，在由步骤S1的基材制作工序所制作的基材的表面的至少一部分(即，一部分或全部)上形成含有0.1原子％以上并低于30原子％的Mg，并将Cu限制在低于0.6原子％的氧化皮膜。在本实施方式中，关于氧化皮膜形成工序(步骤S2)，具体来说，例如具备如下阶段：对基材3进行加热处理而形成氧化皮膜1的加热处理阶段；和该加热处理阶段后的蚀刻处理阶段。
图2中表示在基材3的表面形成氧化皮膜1的表面处理皮膜形成工序前的铝合金材。还有，图2所示的表面处理皮膜形成工序前的铝合金材是在基材3的一侧的表面的全部形成有氧化皮膜1，但本实施方式不限定于此。例如，也可以只在基材3的表面的一部分形成氧化皮膜1。另外，也可以在基材3的两面形成氧化皮膜1。
作为加热处理阶段的加热处理，是将基材3加热至例如400～580℃的温度，而在基材3的表面形成氧化皮膜1。另外，加热处理也有调整铝合金材10的强度的效果。还有，这里进行的加热处理，如果基材3由热处理型铝合金形成则是固溶处理，如果基材3由非热处理型铝合金形成，则是退火(最终退火)中的加热处理。
从强度提高的观点出发，该加热处理优选为加热速度100℃/分钟以上的急速加热。另外，将加热温度设定在400℃以上而进行急速加热，能够进一步提高铝合金材10的强度、该铝合金材10的涂装后进行加热(烘烤)之后的强度。另一方面，通过将加热温度设定在580℃以下而进行急速加热，能够抑制因过烧的发生造成的成形性的降低。此外，从提高强度的观点出发，优选加热处理的保持时间为3～30秒。如此若以加热温度400～580℃加热基材3，则在基材3的表面，例如可形成膜厚为1～30nm的氧化皮膜1。还有，在加热处理的前，也可以根据需要进行碱脱脂等。
在加热处理后的蚀刻处理阶段，对于基材3的表面的一部分或全部，进行由酸性溶液实施的处理(酸洗)和由碱溶液实施的处理(碱洗、碱脱脂)之中的至少一个。酸洗时所用的药液(酸洗剂)没有特别限定，例如，能够使用含有从硫酸、硝酸和氢氟酸所构成的群中选择的一种以上的溶液。另外，为了提高脱脂性，也可以使酸洗剂中含有表面活性剂。另外，酸洗的条件能够考虑基材3的合金组成、氧化皮膜1的厚度等而适宜设定，没有特别限定，譬如，能够适用pH值为4以下(优选pH值为2以下)、处理温度10～80℃、处理时间1～120秒的条件。
另外，碱洗(碱脱脂)时所用的药液没有特别限定，例如，能够使用含有从氢氧化钠和氢氧化钾所构成的群中选择的一种以上的溶液。另外，利用碱溶液进行的处理的条件能够考虑基材3的合金组成、氧化皮膜1的厚度等适宜设定，没有特别限定，例如，能够适用pH值为10以上、处理温度10～80℃、处理时间1～120秒的条件。
还有，在进行碱洗时，优选在碱洗之后进行酸洗。另外，也可以不进行碱洗，只进行酸洗。即，在蚀刻处理阶段，优选最后的阶段是酸洗。其理由如下。即，因为在碱洗中，难以除去基材表面的Mg，由于基材表面存在Mg而需要增加蚀刻量。但是，若蚀刻量增加，则成为Cu稠化的原因，因此需要通过酸洗除去Mg。
另外，优选用各药液清洗后进行冲洗。冲洗的方法没有特别限定，例如，可列举喷雾、浸渍等。另外，作为冲洗所用的清洗液，例如，可列举工业水、纯水、离子交换水等。
通过实施以上这样的蚀刻处理阶段，将氧化皮膜1中的Mg量调整至0.1原子％以上并低于30原子％，并且，将Cu量限制在低于0.6原子％。在此，氧化皮膜中的Mg量和Cu量，能够通过适宜控制酸洗和碱洗中的各种条件(处理时间、处理温度和药液的浓度以及pH值等)进行调整乃至限制。
另外，蚀刻处理阶段的蚀刻量，优选为1.9g/m2以下。若蚀刻量高于1.9g/m2，则在基材3的表面发生铜的稠化，在作为劣化环境的高温湿润环境中，有可能成为粘接树脂劣化的原因。另外，该蚀刻量更优选为1.5g/m2以下，进一步优选为1.3g/m2以下。还有，该蚀刻量的下限没有特别限定，但优选为0.005g/m2。
在此，本说明书中的蚀刻量(单位：g/m2)，是测量氧化皮膜形成工序前后的基材的重量的减少量(单位：g)，用其除以基材的表面积(单位：m2)而计算出的值。
[氧化皮膜1]
根据本氧化皮膜形成工序，在基材3的表面的至少一部分上可形成含有0.1原子％以上并低于30原子％的Mg，并将Cu限制在低于0.6原子％的氧化皮膜1。以下，对于氧化皮膜1中包含的各成分量的适当的范围进行说明。
＜Mg含量＞
构成铝合金材的基材的铝合金中，通常，作为合金成分而包含镁，若在这样的基材3的表面形成作为铝与镁的复合氧化物的氧化皮膜1，则在表面以镁氧化皮膜稠化的状态存在。因此，在此状态下，即使经过后述的下一个步骤S3，即表面处理皮膜形成工序，由于镁氧化皮膜层过厚，所以后述的表面处理皮膜2中仍会包含大量的镁，如此形成的表面处理皮膜2，得不到皮膜本身的强度，初始的粘接性降低。
另外，在有水分、氧和氯化物离子等浸透的高温湿润环境中，成为与粘接树脂层的界面的水合、基材的腐蚀的原因，使铝合金材的粘接耐久性降低。具体来说，若后述的表面处理皮膜形成前的氧化皮膜1中的Mg含量达到30原子％以上，则表面处理皮膜形成后的铝合金材的初始的粘接性和粘接耐久性有降低的倾向。因此，在本实施方式的铝合金材10的制造方法中，将表面处理皮膜形成前的氧化皮膜1的Mg含量限制在低于30原子％。由此，能够提高初始的粘接性和粘接耐久性。表面处理皮膜形成前的氧化皮膜1的Mg含量，从提高初始的粘接性和粘接耐久性的观点出发，优选为低于25原子％，更优选为低于20原子％，进一步优选为低于10原子％。
另一方面，在本实施方式的铝合金材10的制造方法中，表面处理皮膜形成前的氧化皮膜1的Mg含量的下限值，从经济性的观点出发为0.1原子％以上。还有，这里所说的表面处理皮膜形成前的氧化皮膜1中的Mg含量，能够通过高频辉光放电发射光谱分析法(GD－OES)测量。
＜Cu含量＞
在形成氧化皮膜1时，若通过脱脂工序、酸洗工序等对于基材3进行过剩的蚀刻，则基材3中包含的Cu在表面稠化，氧化皮膜1的Cu含量增加。若氧化皮膜1的表面存在Cu，则在作为后述的下个步骤S3的表面处理皮膜形成工序中，所形成的表面处理皮膜2中过剩地包含Cu，成为粘接耐久性降低的原因。
因此，在本实施方式的铝合金材10的制造方法中，将表面处理皮膜形成前的氧化皮膜1中的Cu含量限制在低于0.6原子％。还有，表面处理皮膜形成前的氧化皮膜1中的Cu含量，更优选低于0.5原子％。
＜膜厚＞
表面处理皮膜形成前的氧化皮膜1的膜厚优选为1～30nm。表面处理皮膜形成前的氧化皮膜1的膜厚低于1nm时，表面处理皮膜形成工序中所使用的表面处理液反应的氧化皮膜1薄，表面处理液过剩，未反应的表面处理液残留在基材上，其有可能成为粘接耐久性降低的原因。另外，即使表面处理液不过剩的情况下，为了将表面处理皮膜形成前的氧化皮膜1的膜厚控制在低于1nm，也需要过度的酸洗等，因此生产率差，实用性容易降低。另外，碱脱脂和酸的过剩蚀刻成为基材3中含有的Cu发生表面稠化的原因，构成粘接耐久性降低的原因，因此蚀刻量优选为1.9g/m2以下。
另一方面，若表面处理皮膜形成前的氧化皮膜1的膜厚高于30nm，相对于表面处理皮膜形成工序中所使用的表面处理液相对于反应的氧化皮膜1不足，与氧化皮膜1的反应不充分，这有可能成为粘接耐久性降低的原因。另外，在膜厚高于30nm的氧化皮膜1中包含大量的镁，皮膜自身的强度降低，初始的粘接性有可能变差。还有，表面处理皮膜形成前的氧化皮膜1的膜厚，从化成性和生产率等的观点出发，更优选为2nm以上并低于20nm。
＜步骤S3：表面处理皮膜形成工序＞
表面处理皮膜形成工序(步骤S3)包括：在由步骤2所形成的氧化皮膜1的至少一部分上涂布含有0.001质量％以上并低于0.5质量％的硅酸盐、和0.001质量％以上并低于0.5质量％的有机硅烷化合物，且pH值为7以上、14以下的水溶液(表面处理液)。通过在由所述氧化皮膜形成工序(步骤S2)所形成的氧化皮膜1上涂布该表面处理液而进行表面处理，从而氧化皮膜1与表面处理液反应，至少含有铝(Al)、硅(Si)、氧(O)、和有机硅烷化合物的表面处理皮膜2形成于基材3的表面上。但是，氧化皮膜1并不是成为均匀的表面处理皮膜2，而是氧化皮膜1被改质为主要含有Al和O，并且含有Si(含Al－O－Si键)的皮膜，在其上，形成主要含有Si和O(硅氧烷键)，且含有Al的(含Al－O－Si键)的皮膜，成为具有从最表面侧朝向基材侧Si浓度降低，另外，Al浓度增加这一构造的皮膜。即，Al－O－Si键的Al与Si的比在截面方向不同，表面处理皮膜2与基材3的结合是富Al的Al－O－Si键，铝合金基材与该皮膜之间的强度能够保持与氧化皮膜1同样的强度，另外，表面处理材(表面处理后的铝合金材)的表面具有富Si的Al－O－Si键，能够使耐腐蚀性提高。另外，也可以形成有机硅烷化合物与粘接树脂的化学键，由此能够达成更良好的耐腐蚀性，与粘接树脂的结合也被强化。另外，该表面处理皮膜2本身非常薄，硅酸盐和有机硅烷化合物的皮膜厚度方向的分布状态不同，但至少为混杂的构造，此外极薄，表面处理皮膜2自身的强度也高。这样，使用硅酸盐和有机硅烷化合物均含有的表面处理液进行表面处理，相比形成上述的表面处理皮膜2，只使用有机硅烷化合物进行表面处理相比，能够得到粘接耐久性提高的合金材。
图3中表示在基材3的表面上形成表面处理皮膜2的本实施方式的铝合金材。还有，在图3所示的铝合金材中，在基材3的一侧的表面的全部都形成表面处理皮膜2，但本实施方式并不限定于此。例如，也可以只在基材3的表面的一部分形成表面处理皮膜2。另外，也可以在基材3的两面形成表面处理皮膜2。
以下，就用于形成表面处理皮膜的表面处理液进行说明。
该表面处理液的pH值为7以上、14以下。若表面处理液的pH值比14高，则大部分的有机硅烷化合物聚合沉淀，因此溶液自身成为不稳定的溶液。另外，若铝合金基材表面上的氧化皮膜上聚合的有机硅烷化合物结合，则生成的有机硅烷处理层变厚，因此遭受应力时，有机硅烷处理层的内部发生破坏。另一方面，若表面处理液的pH值比7低，则硅酸盐沉淀，因此铝与硅不能反应。因此，表面处理液的pH值需要为7以上、14以下的范围。表面处理液的pH值优选为8以上，更优选为pH值9以上。还有，表面处理液的pH值，例如能够通过氢氧化钠、碳酸钠和氨等的碱或醋酸等酸的添加等来适宜调节。
表面处理液中的硅酸盐的浓度为0.001质量％以上并低于0.5质量％。若表面处理液中的硅酸盐的浓度为0.5质量％以上，则生成的表面处理皮膜变厚，强度降低。另一方面，若表面处理液中的硅酸盐的浓度低于0.001质量％，则硅酸盐的浓度过低，因此铝和硅不能充分反应，得不到足够的粘接耐久性。表面处理液中的硅酸盐的浓度优选为0.01质量％以上，更优选为0.015质量％以上。另外，表面处理液中的硅酸盐的浓度优选为低于0.3质量％，更优选为低于0.2质量％。
另外，表面处理液中的有机硅烷化合物的浓度为0.001质量％以上并低于0.5质量％。若表面处理液中的有机硅烷化合物的浓度为0.5质量％以上，则生成的表面处理皮膜厚，强度降低。另一方面，若表面处理液中的有机硅烷化合物的浓度低于0.001质量％，则有机硅烷化合物的浓度过低，因此不能充分形成包含有机硅烷化合物的表面处理皮膜，得不到足够的粘接耐久性。表面处理液中的有机硅烷化合物的浓度优选为0.005质量％以上，更优选为0.01质量％以上。另外，表面处理液中的有机硅烷化合物的浓度，优选为低于0.4质量％，更优选低于0.3质量％。
在本发明中，表面处理液中所含的硅酸盐的种类没有特别限定，但若从水溶性的观点出发，例如，作为碱性的硅酸盐，优选锂、钠、钾等的碱金属的硅酸盐、和硅酸铵等的含一价阳离子(M)的硅酸盐(能够表述为mM2O·nSiO2，以下由作为M2O的摩尔数的m与作为SiO2的摩尔数的n的比n/m比表示)。在此，作为一价阳离子的M，优选锂离子、钠离子、钾离子等的碱金属离子，此外从经济性的观点出发，特别优选钠离子。
作为由mM2O·nSiO2表示的硅酸盐，例如，有结晶质的原硅酸钠(mNa2O·nSiO2：n/m＝约0.5左右)，偏硅酸钠(mNa2O·nSiO2：n/m＝约1左右)和层状结晶的硅酸钠(mNa2O·nSiO2：n/m＝约1.5～3左右的范围)、或非晶质的硅酸钠、或液体的水玻璃(JIS的1号、2号、3号、mNa2O·nSiO2：n/m＝1.5～4程度的范围)等。
其中，从得到良好的粘接耐久性的角度出发，优选n/m为1.5以上的硅酸盐。n/m比低于1.5时，含有硅酸盐和有机硅烷化合物的水溶液与铝氧化皮膜经反应形成的皮膜的耐腐蚀性处于有一些降低的倾向，粘接耐久性有可能降低。另外，n/m比的上限并没有规定，但由于硅酸盐的生产上的问题，优选为4以下。具体来说，可列举层状结晶的硅酸钠和水玻璃等。特别是层状结晶的硅酸盐，由于高离子交换能力而与矿物质的反应生成物的生成量少，对装置和容器的附着少，从操作稳定化的观点出发，特别优选。
在此，作为硅酸盐，可以单独只使用一种，也可以组合两种以上使用。
在本发明中，表面处理液所含的有机硅烷化合物的种类没有特别限定，有机硅烷化合物也可以包含在分子内具有多个可水解的三烷氧基甲硅烷基的硅烷化合物，其水解产物或其聚合物。分子内具有多个可水解的三烷氧基的硅烷化合物，不仅能够形成致密的硅氧键，而且还能够形成与金属氧化物的反应性高，化学上稳定的皮膜，因此能够进一步提高皮膜的湿润耐久性。另外，有机硅烷处理皮膜与加工油、压力机油等的机械油和粘接剂这样的有机化合物的互溶性高，即使在皮膜上附着加工油、压力机油等的机械油，也能够缓和其影响，因此也承担着防止涂油造成的粘接耐久性降低的作用。上述硅烷化合物的种类没有特别限定，但从经济性的观点出发，优选分子内具有2个可水解的三烷氧基甲硅烷基的硅烷化合物(双硅烷化合物)，例如，能够使用双(三烷氧基甲硅烷基)乙烷、双(三烷氧基甲硅烷基)苯、双(三烷氧基甲硅烷基)己烷、双(三烷氧基甲硅烷基)丙胺、双(三烷氧基甲硅烷基)丙基四硫化物等。特别是从通用性、经济性的观点出发，优选双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷(以下BTSE)。在此，作为有机硅烷化合物，可以单独只使用一种，也可以组合两种以上使用。
另外，有机硅烷化合物，也可以包含具有能够与有机树脂成分进行化学键合的反应性官能团的硅烷偶联剂、其水解产物或其聚合物。例如，单独使用具有氨基、环氧基、甲基丙烯酸基、乙烯基和巯基等的反应性官能团的硅烷偶联剂，或与上述硅烷化合物并用，能够使皮膜与树脂之间形成化学键，进一步提高粘接耐久性。还有硅烷偶联剂的官能团，并不受前述的限定，而是能够根据所使用的粘接树脂，适宜选择具有各种官能团的硅烷偶联剂而加以使用。作为硅烷偶联剂的适宜的具体例，可列举如下等：3－氨基丙基三甲氧基硅烷；3－氨基丙基三乙氧基硅烷；3－(N－氨基乙基)－氨基丙基三甲氧基硅烷；3－(N－氨基乙基)－氨基丙基三乙氧基硅烷；3－巯基丙基三甲氧基硅烷；3－巯基丙基三乙氧基硅烷；3－环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷；3－环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷；3－甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；3－甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷等。在此，作为硅烷偶联剂，可以只单独使用一种，也可以组合两种以上使用。
还有，表面处理液除了上述硅酸盐和有机硅烷化合物以外，也可以根据愿望，进一步含有稳定剂、辅助剂等的一种以上。例如，作为稳定剂，也可以含有蚁酸、醋酸等的碳数1～4的羧酸，和甲醇、乙醇等的碳数1～4的醇等的有机化合物等。
作为表面处理液的涂布方法，可列举浸渍处理、喷涂、辊涂、棒式涂布、静电涂布等。另外，在表面处理后不进行冲洗的方法为宜，但也可以根据情况用纯水等进行。
在上述表面处理液的涂布后，根据需要，通过加热使表面处理液干燥。加热温度优选为70℃以上，更优选为80℃以上，进一步优选为90℃以上。另外，若加热温度过高，则对铝合金的特性造成影响，因此该加热温度优选为220℃以下，更优选为200℃以下，进一步优选为190℃以下。另外，干燥时间也依据加热温度，但优选为2秒以上，更优选为5秒以上，进一步优选为10秒以上。另外，该干燥时间优选为20分钟以下，更优选为5分钟以下，进一步优选为2分钟以下。
表面处理液的涂布量，从得到充分的粘接耐久性的提高效果的观点出发，优选使干燥后的皮膜量为0.001mg/m2以上、30mg/m2以下而进行调整。另外，更优选使干燥后的皮膜量为0.01mg/m2以上、20mg/m2以下而进行调整。若表面处理液的涂布量过少，则硅酸盐或有机硅烷化合物的量过少，有得不到良好的粘接耐久性的情况。另外，若表面处理液的涂布量过多，则所形成的表面处理皮膜过厚，在表面处理皮膜内发生剥离，有粘接耐久性受损的情况。另外还存在的情况是，例如在汽车的组装工序后用于涂装的脱脂蚀刻工序中，表面处理皮膜未被除去，对涂装密接性造成不良影响以及给涂装规范性带来差异。
＜其他的工序＞
在本实施方式的铝合金材10的制造方法中，在不对前述各工序造成不利影响的范围内，也可以在各工序之间或前后，包含其他的工序。例如，在表面处理皮膜形成工序S3后，也可以设置实施预时效处理的预时效处理工序。该预时效处理优选通过在72小时以内，以40～120℃，低温加热8～36小时的方式来进行。通过以此条件进行预时效处理，能够实现成形性和烘烤后的强度提高。除此以外，也可以进行例如除去铝合金材10的表面的异物的除异物工序，和除去在各工序中产生的废品的废品除去工序等。
而后，所制造的铝合金材10，在接合体的制作前或加工成汽车用构件之前，在其表面涂布压力机油等的机械油。压力机油主要使用的是含有酯成分的。在铝合金材10上涂布压力机油的方法和条件，没有特别限定，能够广泛适用涂布通常的压力机油的方法和条件，例如，在作为酯成分而含有油酸乙酯的压力机油中浸渍铝合金材10即可。还有，酯成分也不限定为油酸乙酯，而是能够利用硬脂酸丁酯、山梨糖醇酐单硬脂酸酯等各种酯成分。
在此，本实施方式的铝合金材10因为在最表面具备富于机械油的溶解性的表面处理皮膜2，所以即使在涂布机械油后，也能够在其上良好地接合粘接树脂。
如以上详述，根据本实施方式的铝合金材10的制造方法，对于形成有氧化皮膜的铝合金基材，使用含有硅酸盐和有机硅烷化合物的水溶液，同时进行硅酸盐处理和有机硅烷处理，可以通过简化过的工序进行铝合金材的制造，能够削减设备投资费和制造成本。另外，本实施方式的铝合金材10因为将表面处理皮膜形成工序前的氧化皮膜1中的Mg量调整至特定范围，所以能够抑制基材3的溶出，另外能够抑制随之而来的因基材3表面的镁氧化物带来的脆弱性，抑制粘接树脂的劣化。此外，因为将表面处理皮膜形成工序前的氧化皮膜1中的Cu量限制在低于特定量，所以对于氧化皮膜1实施表面处理所形成的表面处理皮膜2与粘接树脂的粘接耐久性提高。其结果是，本实施方式的铝合金材10即使曝露在高温湿润环境下，也可抑制界面剥离，能够长期抑制粘接强度的降低。另外，相比只使用有机硅烷化合物进行表面处理而言，能够使粘接耐久性提高。
(第一实施方式的变形例)
接着，对于本发明的第一实施方式的变形例的带粘接树脂层的铝合金材进行说明。图4是示意性地表示本变形例的带粘接树脂层的铝合金材的构成的剖面图。还有，在图4中，与图3所示的铝合金材10的构成要素相同的构成要素，附有相同的符号，其详细的说明则省略。如图4所示，本变形例的带粘接树脂层的铝合金材11覆盖前述第一实施方式的铝合金材的表面处理皮膜2的方式，形成由粘接树脂构成的粘接树脂层4。
[粘接树脂层4]
粘接树脂层4由粘接树脂等构成，本变形例的带粘接树脂层的铝合金材11隔着该粘接树脂层4与其他的构件接合。还有，其他的构件，包括与带粘接树脂层的铝合金材11同样地形成有表面处理皮膜的另外的铝合金材、没有形成氧化皮膜和表面处理皮膜的铝合金材、树脂成形体等。
构成粘接树脂层4的粘接树脂没有特别限定，能够使用环氧系树脂、聚氨酯系树脂、腈系树脂、尼龙系树脂，丙烯酸系树脂等历来在接合铝合金材时所用的粘接树脂。
粘接树脂层4的厚度也没有特别限定，但优选为10～500μm，更优选为50～400μm。如果粘接树脂层4的厚度低于10μm，则带粘接树脂层的铝合金材11和不具备其他的粘接树脂层的铝合金材隔着粘接树脂层4接合时，有时得不到高粘接耐久性。另一方面，如果粘接树脂层4的厚度高于500μm，则存在粘接强度变小的情况。
[制造方法]
接着，对于本变形例的带粘接树脂层的铝合金材11的制造方法进行说明。图5是表示本变形例的带粘接树脂层的铝合金材11的制造方法的流程图。如图5所示，在制造本变形例的带粘接树脂层的铝合金材11时，除了前述的步骤S1～S3以外，还进行粘接树脂层形成工序S4。
[步骤S4：粘接树脂层形成工序]
在粘接树脂层形成工序S4中，以覆盖表面处理皮膜2的方式，形成由粘接剂等构成的粘接树脂层4。粘接树脂层4的形成方法没有特别限定，例如，可列举如下方法：粘接树脂为固体时，加热压接，或者使其溶解于溶剂中而成为溶液后，另外还有粘接树脂是液状时，则直接喷雾或涂布于表面处理皮膜2的表面。
另外，在本变形例的带粘接树脂层的铝合金材11中，与前述的第一实施方式同样，在氧化皮膜形成工序S2、表面处理皮膜形成工序S3和/或粘接树脂层形成工序S4之后，也可以设置实施预时效处理的预时效处理工序。
在本变形例的带粘接树脂层的铝合金材中，因为预先具备粘接树脂层，所以在制作接合体和汽车用构件时，能够省略在铝合金材的表面涂布粘接树脂等的操作。还有，本变形例的带粘接树脂层的铝合金材的上述以外的构成和效果，与前述第一实施方式同样。
(第二实施方式)
接着，对于本发明的第二实施方式的接合体进行说明。本实施方式的接合体使用前述第一实施方式的铝合金材或其变形例的带粘接树脂层的铝合金材。图6～9B是示意性地表示本实施方式的接合体的构成例的剖面图。还有，在图6～9B中，与图3和4所示的铝合金材10、带粘接树脂层的铝合金材11的构成要素相同的构成要素，附有相同的符号，其详细的说明省略。
[接合体的构成]
关于本实施方式的接合体，例如，能够像图6所示的接合体20这样构成，使形成有表面处理皮膜2的面彼此相对而配置图3所示的两片铝合金材10，隔着粘接树脂5进行接合。即，在接合体20中，粘接树脂5的一面接合在一侧的铝合金材10的表面处理皮膜2侧，另一面接合在另一侧的铝合金材10的表面处理皮膜2侧。
在此，本实施方式的接合体的粘接树脂5能够使用与构成前述的粘接树脂层4同样的粘接树脂。具体的来说，粘接树脂5能够使用环氧系树脂、聚氨酯系树脂、腈系树脂、尼龙系树脂，丙烯酸系树脂等。另外，粘接树脂5的厚度没有特别限定，但从提高粘接强度的观点出发，优选为10～500μm，更优选为50～400μm。
在接合体20中，如前述，因为粘接树脂5的两面是第一实施方式的铝合金材10的表面处理皮膜2，所以在用于汽车用构件时，即使曝露在高温湿润环境下，粘接树脂5与表面处理皮膜2的界面的粘接强度也难以降低，粘接耐久性提高。另外，在本实施方式的接合体20中，不受粘接树脂5的种类影响，在历来铝合金材的接合所用的粘接树脂中，界面的粘接耐久性全面提高。
另外，也能够如图7A所示的接合体21a或图7B所示的接合体21b那样构成，在图3所示的铝合金材10的形成有表面处理皮膜2的面上，隔着粘接树脂5，接合没有形成氧化皮膜和表面处理皮膜的其他的铝合金材6或树脂成形体7。
在此，没有形成氧化皮膜和表面处理皮膜的其他的铝合金材6，能够使用与前述基材3同样的材料，具体来说，能够使用由JIS所规定的或近似于JIS的各种非热处理型或热处理型铝合金所构成的。
另外，作为树脂成形体7，例如，能够使用玻璃纤维强化塑料(GFRP)、碳纤维强化塑料(CFRP)、硼纤维强化塑料(BFRP)、芳族聚酰胺纤维强化塑料(AFRP，KFRP)、聚乙烯纤维强化塑料(DFRP)和ZYLON强化塑料(ZFRP)等由各种纤维强化塑料形成的纤维强化塑料成形体。通过使用这些纤维强化塑料成形体，可以一边维持一定的强度，一边使接合体轻量化。
还有，树脂成形体7除了前述的纤维强化塑料以外还能够使用聚丙烯(PP)、丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物(ABS)树脂、聚氨酯树脂(PU)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、尼龙6、尼龙6,6、聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰胺(PA)、聚苯硫醚(PPS)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚邻苯二甲酰胺(PPA)等的未经过纤维强化的工程塑料。
图7A和图7B所示的接合体21a、21b中，因为粘接树脂5的一面接合在表面处理皮膜2侧，所以与前述的接合体20同样，是用于汽车用构件时，即使曝露在高温湿润环境下，不受粘接树脂的种类影响，界面的粘接耐久性也提高。另外，图7B所示的接合体21b，因为是将铝合金材10与树脂成形体7接合，所以比铝合金材之间的接合体更轻量，通过使用这种接合体21b，能够实现汽车的进一步轻量化。还有，图7A和图7B所示的接合体21a、21b的上述以外的构成和效果与图6所示的接合体20同样。
此外，也能够如图8所示的接合体22那样构成，即，将图4所示的具备粘接树脂层4的带粘接树脂层的铝合金材11，与图3所示的不具备粘接树脂层4的铝合金材10接合。具体来说，就是在带粘接树脂层的铝合金材11的粘接树脂层4侧，接合铝合金材10的表面处理皮膜2。其结果是构成为，铝合金材10的皮膜2和带粘接树脂层的铝合金材11的皮膜2，分别隔着带粘接树脂层的铝合金材11的粘接树脂层4以彼此相对的方式配置。
在接合体22中，因为粘接树脂层4的两面接合在表面处理皮膜2侧，所以与前述的接合体20同样，将接合体22用于汽车用构件时，即使曝露在高温湿润环境下，不受粘接树脂的种类影响，界面的粘接耐久性仍提高。还有，图8所示的接合体22的上述以外的构成和效果与图6所示的接合体20同样。
此外，也能够像图9A所示的接合体23a或图9B所示的接合体23b那样构成，即，在图4所示的具备粘接树脂层4的带粘接树脂层的铝合金材11的粘接树脂层4侧，接合未形成有表面处理皮膜的其他的铝合金材6或纤维强化塑料成形体等的树脂成形体7。在此接合体23a、23b中，因为粘接树脂层4的一面接合在表面处理皮膜2侧，所以与前述接合体20同样，在将接合体23用于汽车用构件时，即使曝露在高温湿润环境下，不受粘接树脂的种类影响，界面的粘接耐久性仍提高。
另外，图9B所示的接合体23b，因为将带粘接树脂层的铝合金材11和树脂成形体7接合，所以比铝合金材之间的接合体更轻量，适合于要求轻量化的汽车和车辆的构件。还有，图9A和图9B所示的接合体23a、23b的上述以外的构成和效果，与图6所示的接合体20同样。
[接合体的制造方法]
前述的接合体20～23的制造方法，特别是接合方法，能够使用历来公知的接合方法。而后，将粘接树脂5形成于铝合金材的方法没有特别限定，例如，可以使用预先由粘接树脂5制作的粘接片，也可以将粘接树脂5通过喷雾或涂布形成于表面处理皮膜2的表面。还有，接合体20～23与铝合金材10和带粘接树脂层的铝合金材11同样，在加工成汽车用构件之前，也可以在其表面涂布压力机油等的机械油。
另外，虽未图示，但在本实施方式的接合体中，使用两面都形成有表面处理皮膜2的铝合金材时，可以隔着粘接树脂5或粘接树脂层4，将这些铝合金材或未形成皮膜2的其他铝合金材6或树脂成形体7进一步接合。
(第三实施方式)
接下来，对于本发明的第三实施方式的汽车用构件进行说明。本实施方式的汽车用构件使用的是前述第二实施方式的接合体，例如，是汽车用面板等。
另外，本实施方式的汽车用构件的制造方法没有特别限定，但能够适用历来公知的制造方法。例如，对于图6～9B所示的接合体20～23b实施切割加工和冲压加工等而制造规定形状的汽车用构件。
本实施方式的汽车用构件由前述第二实施方式的接合体制造，因此即使曝露在高温湿润环境下，粘接树脂或粘接树脂层和氧化皮膜也几乎难以受到水合的影响，仍能够抑制铝合金基材的溶出。其结果是，本实施方式的汽车用构件可以抑制曝露在高温湿润环境时的界面剥离，抑制粘接强度的降低。
实施例
以下，列举本发明的实施例和比较例，对于本发明的效果具体加以说明。在本实施例中，按以下所示的方法和条件，制作铝合金材，并评价其粘接耐久性等。
(基材制作工序和氧化皮膜形成工序)
基材的制作和氧化皮膜的形成以如下方式进行。
＜实施例1～2＞
使用JIS6016(Mg：0.54质量％，Si：1.11质量％，Cu：0.14质量％)的6000系铝合金，根据前述方法制作板厚1mm的铝合金冷轧板。然后，将该冷轧板切割成长100mm、宽25mm作为基材，进行加热直至实体到达温度550℃，再进行冷却。
接着，对于基材，使用pH值调整到13的含有氢氧化钾的溶液，以温度50℃、处理时间1～120秒的条件进行处理，之后进行水洗。
其后，使用pH值调整到1的含有硝酸的溶液，以温度40℃、处理时间1～120秒的条件进行硝酸溶液处理，之后水洗，达到表1所述的蚀刻量，另外，如表1所述，形成了对Mg量和Cu量进行了控制的氧化皮膜。
＜实施例3～5＞
使用JIS6016(Mg：0.54质量％，Si：1.11质量％，Cu：0.14质量％)的6000系铝合金，根据前述的方法，制作板厚1mm的铝合金冷轧板。而后，将此冷轧板切割成长100mm、宽25mm作为基材，进行加热处理直至实体到达温度550℃，再进行冷却。
接着，对于基材，使用pH值调整到13的含有氢氧化钾的溶液，以温度50℃、处理时间1～120秒的条件进行处理，之后进行水洗。
其后，使用pH值调整到1的含有硫酸和氢氟酸的溶液，以温度50℃、处理时间1～120秒的条件进行硫酸·氢氟酸溶液处理，之后水洗，达到表1所述的蚀刻量，另外，如表1所述，形成对Mg量和Cu量进行了控制的氧化皮膜。
＜实施例6～7＞
使用JIS6016(Mg：0.54质量％，Si：1.11质量％，Cu：0.14质量％)的6000系铝合金，根据前述的方法，制作板厚1mm的铝合金冷轧板。而后，将该冷轧板切割成长100mm、宽25mm作为基材，进行加热处理直至实体到达温度550℃，再进行冷却。
接着，对于基材，使用有pH值调整至1的含有硫酸的溶液，以温度60℃、处理时间1～120秒的条件进行硫酸溶液处理，之后水洗，达到表1所述的蚀刻量，另外，如表1所述那样，形成将Mg量和Cu量进行了控制的氧化皮膜。
＜实施例8～9＞
使用JIS6016(Mg：0.54质量％，Si：1.11质量％，Cu：0.14质量％)的6000系铝合金，根据前述的方法，制作板厚1mm的铝合金冷轧板。而后，将该冷轧板切割成长100mm、宽25mm作为基材，进行加热处理直至实体到达温度550℃，再进行冷却。
接着，对于基材，使用有pH值调整至3的含有硝酸的溶液，以温度50℃、处理时间1～60秒的条件进行硫酸溶液处理，之后水洗，达到表1所述的蚀刻量，另外，如表1所述那样，形成将Mg量和Cu量进行了控制的氧化皮膜。
＜比较例1＞
使氢氧化钾溶液的处理时间为150秒，含有硫酸和氢氟酸的溶液进行处理时间为150秒，除此以外，均以实施例3～5同样的条件进行处理，达到表1所述的蚀刻量，另外，如表1所述形成将Mg量和Cu量进行了控制的氧化皮膜。
＜比较例2＞
使用JIS6016(Mg：0.54质量％，Si：1.11质量％，Cu：0.14质量％)的6000系铝合金，根据前述的方法制作板厚1mm的铝合金冷轧板。然后，将该冷轧板切割成长100mm、宽25mm，作为基材，进行加热处理直至实体到达温度550℃，再进行冷却。这里，在比较例2中，对于所得到的基材，不进行碱脱脂和酸洗。
(表面处理皮膜形成工序)
接着，在实施例1～9和比较例1～2中得到的、形成有氧化皮膜的铝合金基材表面上的氧化皮膜上，通过浸渍或刮棒涂布机，涂布含有0.1质量％的结晶性层状硅酸钠(SiO2与Na2O的摩尔比为2左右)(トクヤマシルテック制プリフィード)、和0.09质量％的双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷(BTSE)，且pH值调整至11.2的水溶液(表面处理液)，形成表面处理皮膜，制作各实施例和比较例的铝合金材。水溶液(表面处理溶液)的制作过程中，BTSE的溶解和pH值调整使用乙醇和醋酸，但不使用氟系的药剂。另外全部溶液中乙醇所占的量为2％左右。还有，表面处理液的涂布后的干燥，以105℃进行1分钟。干燥后的涂布量用荧光X射线在涂布前后测量，确认为4mg/m2左右。
＜实施例10＞
在实施例1中得到的、形成有氧化皮膜的铝合金基材表面上的氧化皮膜上，用刮棒涂布机，涂布含有0.1质量％的偏硅酸钠(SiO2与Na2O的摩尔比为1左右)、和0.09质量％的双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷(BTSE)，且pH值调整至11.2的水溶液(表面处理液)，形成表面处理皮膜，制作实施例10的铝合金材。水溶液(表面处理溶液)的制作过程中，BTSE的溶解和pH值调整中使用乙醇和醋酸，但不使用氟系的药剂。另外在全部溶液中乙醇所占的量是2％左右。还有，表面处理液的涂布后的干燥，以105℃进行1分钟。干燥后的涂布量用荧光X射线在涂布前后测量，确认为3.8mg/m2左右。
＜实施例11＞
在实施例1中得到的、形成有氧化皮膜的铝合金基材表面上的氧化皮膜上，利用刮棒涂布机，涂布含有0.1质量％的水玻璃(SiO2与Na2O的摩尔比为3～3.4)、和0.09质量％的双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷(BTSE)，pH值调整至11.2的水溶液(表面处理液)而形成表面处理皮膜，制作实施例11的铝合金材。在水溶液(表面处理溶液)的制作过程中，BTSE的溶解和pH值调整使用乙醇和醋酸，但不使用氟系的药剂。另外在全部溶液中乙醇所占的量为2％左右。还有，表面处理液的涂布后的干燥，以105℃进行1分钟。干燥后的涂布量用荧光X射线在涂布前后测量，确认为4.2mg/m2。
＜比较例3＞
在实施例1中得到的、形成有氧化皮膜的铝合金基材表面上的氧化皮膜上，利用刮棒涂布机，涂布含有0.55质量％的结晶性层状硅酸钠(SiO2与Na2O的摩尔比为2左右)(トクヤマシルテック制プリフィード)、和0.05质量％的双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷(BTSE)，pH值调整至12.1的水溶液(表面处理液)，形成表面处理皮膜，制作比较例3的铝合金材。在水溶液(表面处理溶液)的制作过程中，BTSE的溶解和pH值调整使用乙醇和醋酸，但不使用氟系的药剂。另外在全部溶液中乙醇所占的量为2％左右。还有，表面处理液的涂布后的干燥，以105℃进行1分钟。干燥后的涂布量用荧光X射线在涂布前后测量，确认为35mg/m2。
＜比较例4＞
在实施例1中得到的、形成有氧化皮膜的铝合金基材表面上的氧化皮膜上，利用刮棒涂布机，涂布含有0.061质量％的结晶性层状硅酸钠(SiO2与Na2O的摩尔比为2左右)(トクヤマシルテック制プリフィード)、和0.8质量％的双(三乙氧基甲硅烷基)乙烷(BTSE)，pH值调整至11.0的水溶液(表面处理液)，而形成表面处理皮膜，制作比较例4的铝合金材。在水溶液(表面处理溶液)的制作过程中，BTSE的溶解和pH值调整使用乙醇和醋酸，但不使用氟系的药剂。另外在全部溶液中所占乙醇的量为2％左右。还有，表面处理液的涂布后的干燥，以105℃进行1分钟。干燥后的涂布量用荧光X射线在涂布前后测量，确认为36mg/m2。
在如此制作的各实施例和比较例的铝合金材的第二皮膜侧的表面，涂布由甲苯稀释过的压力机油，使干燥后的涂布量为1g/m2。
＜氧化皮膜成分的测量＞
形成氧化皮膜后，对于形成表面处理皮膜之前的各实施例和比较例的铝合金基材的氧化皮膜，通过高频辉光放电发射光谱分析法(GD－OES：ホリバ·ジョバンイボン社制型式JY－5000RF)，一边在膜厚方向上溅射一边测量，针对铝(Al)、镁(Mg)、铜(Cu)、铁(Fe)和钛(Ti)等金属元素，和氧(O)、氮(N)、碳(C)、硅(Si)和硫(S)等元素，进行各成分量的测量。关于镁(Mg)、铜(Cu)和硅(Si)，将氧化皮膜中的镁(Mg)、铜(Cu)和硅(Si)的最大浓度，作为其皮膜中的皮膜浓度。在此，在这些各元素的浓度的计算中，特别是氧(O)和碳(C)在最表面及其邻域容易受到污染的影响。根据以上，在各元素的浓度计算中，除去氧(O)和碳(C)而计算浓度。还有，氧(O)在最表面及其邻域受到污染影响的可能性高，难以测量准确的浓度，但明确的是，全部试样的氧化皮膜中都包含氧(O)。
＜蚀刻量＞
关于蚀刻量(单位：g/cm2)，通过测量氧化皮膜形成工序前后的基材的重量的减少量(单位：g)，用其除以基材的表面积(单位：m2)来计算。
＜内聚破坏率(粘接耐久性)＞
图10A和图10B是示意性地表示内聚破坏率的测量方法的图，图10A是侧视图，图10B是俯视图。如图10A和图10B所示，使构成相同的2片供试材31a、31b(25mm宽)的端部，通过热固化型环氧树脂系粘接树脂，以搭接长度10mm(粘接面积：25mm×10mm)的方式重合在一起并粘贴。
这里所用的粘接树脂35是热固化型环氧树脂系粘接树脂(双酚A型环氧树脂量40～50质量％)。另外，在粘接树脂35中添加微量的玻璃珠(平均粒径250μm)进行调节，以使粘接树脂35的厚度达到250μm。
使之重合之后，在室温下干燥30分钟，其后，以170℃加热20分钟，实施热固化处理。其后，在室温下静置24小时，制作粘接试验体。
将制作的粘接试验体，以50℃、相对湿度95％的高温湿润环境下保持30天后，用拉伸试验机以50mm/分的速度拉伸，评价粘接部分的粘接树脂的内聚破坏率。内聚破坏率基于下式1计算。还有，在下述算式1中，将粘接试验体的拉伸后的一侧作为试验片a，另一侧作为试验片b。
[算式1]
各试验条件均各制作3个，内聚破坏率是3个的平均值。另外，评价标准为，内聚破坏率低于60％为不良(×)，60％以上并低于70％为比较良好(△)，70％以上并低于90％为良好(○)，90％以上为优异(◎)，60％以上为合格。
以上的结果汇总显示在表1中。
[表1]
如上述表1所示，氧化皮膜中的Cu的浓度脱离本发明规定的范围的比较例1的铝合金材，内聚破坏率低于60％，为不良，高温湿润环境下的粘接耐久性差。
另外，未经酸洗和碱洗而制作的比较例2的铝合金材，氧化皮膜中的Mg的浓度脱离本发明规定的范围，内聚破坏率低于60％，为不良，高温湿润环境下的粘接耐久性差。
另外，表面处理液中的硅酸盐的浓度脱离本发明规定的范围的比较例3的铝合金材，内聚破坏率低于60％，为不良，高温湿润环境中的粘接耐久性差。
另外，表面处理液中的有机硅烷化合物的浓度脱离本发明规定的范围的比较例4的铝合金材，内聚破坏率低于60％，为不良，高温湿润环境下的粘接耐久性差。
相对于此，由本发明的制造方法得到的实施例1～11的铝合金材，内聚破坏率均为60％以上，高温湿润环境下的粘接耐久性良好。
还有，实施例10是使用偏硅酸钠(SiO2与Na2O的摩尔比为1左右)，代替实施例1中使用的结晶性层状硅酸钠(SiO2与Na2O的摩尔比为2左右)(トクヤマシルテック制プリフィード)的例子，除了变更硅酸钠种类以外，是与实施例1大致以同条件制作的例子。在使用了SiO2与Na2O的摩尔比低于1.5(1左右)的偏硅酸钠的实施例10中，内聚破坏率为合格水平的70％以上并低于90％，但与使用了SiO2与Na2O的摩尔比为2左右的结晶性层状硅酸钠的实施例1比较，结果是内聚破坏率稍差的结果。
另外，实施例11是使用水玻璃(SiO2与Na2O的摩尔比为3～3.4)，代替实施例1中使用的结晶性层状硅酸钠(SiO2与Na2O的摩尔比为2左右)(トクヤマシルテック制プリフィード)的例子，除了变更硅酸钠种类以外，是与实施例1大致以同条件制作的例子。在使用了SiO2与Na2O的摩尔比为1.5以上(3～3.4左右)的水玻璃的实施例11中，能够得到与使用了SiO2与Na2O的摩尔比为2左右的结晶性层状硅酸钠的实施例1同等的内聚破坏率。
参照特定的方式详细地说明了本发明，但不脱离本发明的精神和范围可以进行各种变更和修改，这对本领域技术人员来说很清楚。
还有，本申请基于2015年7月9日申请的日本专利申请(专利申请2015－138049)、2016年5月10日申请的日本专利申请(专利申请2016－094922)、和2016年6月7日申请的日本专利申请(专利申请2016－113753)，其整体通过引用援用。
符号说明
1氧化皮膜
2表面处理皮膜
3基材
4粘接树脂层
5、35粘接树脂
6、10铝合金材
11带粘接树脂层的铝合金材
7树脂成形体
20、21a、21b、22、23a、23b接合体
31a、31b供试材

Claims (8)

1.一种铝合金材的制造方法，其具备如下工序：
氧化皮膜形成工序，是在铝合金基材的表面的至少一部分上形成含有0.1原子％以上并低于30原子％的Mg，且Cu限制在低于0.6原子％的氧化皮膜的工序；和
表面处理皮膜形成工序，其是包括在所述氧化皮膜的至少一部分上涂布如下的水溶液的工序，所述水溶液含有0.001质量％以上并低于0.5质量％的硅酸盐、和0.001质量％以上并低于0.5质量％的有机硅烷化合物，且pH值为7以上并在14以下。
2.根据权利要求1所述的铝合金材的制造方法，其中，所述有机硅烷化合物包含在分子内具有多个可水解的三烷氧基甲硅烷基的硅烷化合物、其水解产物或其聚合物。
3.根据权利要求1所述的铝合金材的制造方法，其中，所述硅酸盐是由mM2O·nSiO2表示的硅酸盐，M是一价阳离子，且作为M2O的摩尔数的m与作为SiO2的摩尔数的n的比n/m为1.5以上。
4.根据权利要求3所述的铝合金材的制造方法，其中，M是钠离子。
5.根据权利要求1所述的铝合金材的制造方法，其中，所述氧化皮膜形成工序包括蚀刻处理阶段，所述蚀刻处理阶段中的蚀刻量为1.9g/m2以下。
6.根据权利要求1所述的铝合金材的制造方法，其中，所述铝合金基材，由Al－Mg系合金、Al－Cu－Mg系合金、Al－Mg－Si系合金或Al－Zn－Mg系合金构成。
7.一种铝合金材，其根据权利要求1～6中任一项所述的铝合金材的制造方法取得。
8.一种接合体，是将权利要求7所述的铝合金材与其他的构件隔着粘接树脂接合而成的。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019125595A1 (en) * 2017-12-21 2019-06-27 Novelis Inc. Aluminum alloy articles having improved bond durability and inert surface aluminum alloy articles and methods of making and using the same
CA3166074C (en) 2017-12-21 2024-10-22 Novelis Inc. ALUMINUM ALLOY PRODUCTS EXHIBITING IMPROVED BOND DURABILITY AND/OR HAVING PHOSPHORUS-CONTAINING SURFACES AND THEIR MANUFACTURING PROCESSES
WO2020067430A1 (ja) * 2018-09-28 2020-04-02 日本製鉄株式会社 接着接合構造体及び自動車用部品
CN113195112A (zh) * 2018-12-12 2021-07-30 尼蓝宝股份有限公司 陶瓷表面改性材料及其使用方法
JP7314655B2 (ja) * 2019-06-28 2023-07-26 株式会社デンソー 熱交換器
JP7729848B2 (ja) 2023-05-15 2025-08-26 株式会社神戸製鋼所 表面処理金属材の製造方法及び接合体の製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006299356A (ja) * 2005-04-21 2006-11-02 Chubu Kiresuto Kk 防錆剤組成物および水性防錆潤滑剤、並びにこれを用いた加工法
CN101010452A (zh) * 2004-06-22 2007-08-01 东洋制罐株式会社 表面处理金属材料及其表面处理方法、和包覆树脂的金属材料、罐及罐盖
JP2015003514A (ja) * 2013-05-23 2015-01-08 株式会社神戸製鋼所 アルミニウム合金板、接合体及び自動車用部材

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101010452A (zh) * 2004-06-22 2007-08-01 东洋制罐株式会社 表面处理金属材料及其表面处理方法、和包覆树脂的金属材料、罐及罐盖
JP2006299356A (ja) * 2005-04-21 2006-11-02 Chubu Kiresuto Kk 防錆剤組成物および水性防錆潤滑剤、並びにこれを用いた加工法
JP2015003514A (ja) * 2013-05-23 2015-01-08 株式会社神戸製鋼所 アルミニウム合金板、接合体及び自動車用部材

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