JP2019508585A - 成形のために最適化されたアルミニウム合金シート - Google Patents

Abstract

本発明は、成形プロセスのために調製された、片側又は両側表面構造を有するアルミニウム合金からなるストリップ又はシートに関し、特に、成形された自動車部品のためのストリップ又はシートに関する。製造が容易であり、後続の成形プロセスに関してトライボロジー特性が向上した、成形プロセスのために調製された表面構造を有するアルミニウム合金ストリップ又はシートを提供する目的は、電気化学的砂目立てプロセスによって生成された潤滑剤ポケットとしてへこみを有する表面を片側又は両側に有する、アルミニウム合金からなるストリップ又はシートで達成される。【選択図】図３

Description

本発明は、少なくとも幾つかの領域に設けられ、成形プロセスのために調製された、片側又は両側表面構造を有するアルミニウム合金からなるストリップ又はシートに関し、特に、成形された自動車部品のためのストリップ又はシートに関する。本発明は、アルミニウム合金からなる成形プロセスのために調製された片側又は両側表面構造を有するストリップ又はシートを製造するための方法、及び成形されたストリップ又はシートの対応する使用にも関する。

自動車産業においては、アルミニウム合金のシートは、自動車工学における軽量化の可能性を実現するためにますます使用されている。自動車部品製造のためのストリップ及びシートは、通常、ＡＡ７ｘｘｘ、ＡＡ６ｘｘｘ、ＡＡ５ｘｘｘ又はＡＡ３ｘｘｘタイプのアルミニウム合金から製造される。それらは、中程度から極めて高い強度、及び極めて良好な成形挙動を特徴とする。強度が本質的に材料特性であるのに対して、成形性は、とりわけ、材料特性、表面トポグラフィ、潤滑剤量、潤滑剤タイプ及びツール表面の組合せの影響を受ける。ここで、その成形性、例えば破断伸びを有する材料自体が最も重要である。しかし、さらに、ストリップ又はシートの表面トポグラフィ又は表面構造もかなり重要であり、シート表面の潤滑剤量も同様である。同時に、ツール材料、ツール表面、成形中の接触圧、温度及び成形速度もかなり影響する。ストリップ又はシートの製造中に既に最大成形性を提供するために、アルミニウム合金のストリップ及びシートは、通常、潤滑剤ポケットとして作用する凹所（独：Vertiefungen，英：recess）をストリップ又はシート表面の片側又は両側に導入するために、最終圧延パスにおいて表面構造が提供される。これらの潤滑剤ポケットによって、塗布された潤滑剤はシート表面に成形プロセスまで残り、シート又はストリップのより高い成形度を可能にする。成形中、潤滑剤は、潤滑剤ポケットからシートの別の領域に運ばれ、そこで局所的に十分な潤滑を確保することもできる。この目的のために、使用されるロールにはテクスチャが提供され、選択されたロール構成方法に応じて、異なるテクスチャがストリップ上にもたらされる。したがって、例えば、「放電テクスチャリング」（ＥＤＴ）法によって形成される表面構造は、多数のピークを表面形状にもたらす。「電子線テクスチャリング」（ＥＢＴ）法によって、制御された様式で分布する表面のへこみ（独：Vertiefungen，英：depression）を形成することができる。「ショットブラスティングテクスチャリング」（ＳＢＴ）法によって、エンボスロールにテクスチャを付けることもできる。また、クロムの構造層やレーザーによってテクスチャが付けられた表面も使用される。すべての製造ステップに共通するのは、表面構造が、ロールエンボス加工ステップによって、ロールからアルミニウムストリップの表面に転写されることである。一般に、そうする際には、テクスチャを転写できるようにするために、ストリップの厚さを薄くする。

成形性に対する高い要求は、別の技術分野においても課され、例えば、ＡＡ３ｘｘｘ又はＡＡ５ｘｘｘアルミニウム合金からなる、飲料缶、特に缶の本体及び最上部の製造においても課される。

特許文献１は、アルミニウムストリップの表面構造にエンボス加工をする方法であって、ストリップの厚さを薄くせずに複数のパスによってテクスチャがエンボス加工される方法を開示している。さらに、石版印刷版支持体を使用するために、適切にロールエンボス加工されたシートを電気化学的砂目立て（独：elektro-chemischen Koernen，英：electrochemical graining）プロセスに供することもできると記述されている。しかし、石版印刷版支持体は、自動車に不向きであるだけでなく、更なる成形ステップも意図されていない。それどころか、これは、アルミニウムシートの完全に異なる適用分野であり、シートは、コーティングを施すために、また、印刷に使用するために、電気化学的に粗化される。いずれにしても、成形プロセスにおけるアルミニウム合金ストリップ又はシートの成形挙動の向上に関して、特許文献１は当業者に対して何ら情報を含んでいない。

特許文献２は、表面を粗化するための石版印刷版支持体の製造のためのアルミニウム表面の電気化学的砂目立てを開示している。直流を使用する電気化学的酸洗とは異なり、電気化学的砂目立ては、交流又はパルス直流を使用して行われる。その結果、酸洗プロセスが繰り返し中断され、表面は深くエッチングされないが、例えば、深い溝はエッチングされないが、表面のくぼみ（独：oberflaechliche Mulden，英：superficial well）のみが生成され、すなわち、表面が砂目立て又は粗化される。しかし、石版印刷版支持体は、更なる成形が意図されていない。

特許文献３は、ポリアミド層をシートに固定するのに役立つ深い微小溝が電解酸洗によってエッチングされた成形プロセス用圧延アルミニウムシートを製造する方法を開示している。シートの成形は、ポリアミド層によって容易になるとされている。しかし、本発明は、ポリアミドコーティングを有するシート及びストリップの提供に関係しない。その代わりに、例えば、自動車に使用されるストリップ及びシートが提供され、成形後に塗装される。したがって、ストリップ又はシートの成形性の向上は、ポリアミドのコーティングなしで得られる。

特許文献４は、アルミニウムストリップをフッ素樹脂でコーティングする方法であって、ストリップの表面が最初に直流を使用した電解でもエッチングされる方法を記述している。

特許文献５は、成形用に調製された自動車部品用アルミニウムストリップであって、表面が、例えばＥＤＴでテクスチャ付けされたロールを使用して、従来法でロールエンボス加工された、アルミニウムストリップを開示している。

独国特許第６０２ １３ ５６７（Ｔ２）号 米国特許出願公開第２００８／０１０２４０４（Ａ１）号 特開昭６３−１４１７２２号 特開平０６−２８７７２２号 独国特許出願公開第１０３ ４５ ９３４号

以下、本発明の目的は、容易に製造することができ、後続の成形プロセスに関してトライボロジー特性が向上した、成形プロセスのために調製された表面構造を有するアルミニウム合金ストリップ又はシートを提供することである。本発明の更なる一目的は、対応するアルミニウム合金ストリップ又はシートを製造する方法、及びその使用を提案することである。

本発明の第１の教示によれば、アルミニウム合金のストリップ又はシートに対する目的は、ストリップ又はシートが、電気化学的砂目立て方法によって生成された潤滑剤ポケットとしてへこみを有する表面を片側又は両側に有することで達成される。

本発明者らは、電気化学的砂目立て方法によって、アルミニウム合金ストリップ又はシートの表面に、シートの成形挙動をかなり向上させることができる、すなわち、シートのトライボロジー特性にかなりポジティブに影響する、潤滑剤ポケットを導入できることを見いだした。これは、最小厚さ０．８ｍｍのシートの場合に特に興味深い。というのは、これらの厚さのシート又はストリップの場合、より薄いシート又はストリップよりも成形力が高いため、材料特性に加えて、特に表面特性も、成形中により重要になるからである。従来の機械的にエンボス加工された表面構造に比べて、電気化学的砂目立て表面は、かなり異なる構造を有することが判明した。さらに、アルミニウム合金ストリップの表面は、電気化学的砂目立てによって表面に導入されたへこみによって分散された、圧延された平坦状テクスチャを有する。これは、これまで使用された圧延された表面テクスチャ又はへこみとは明らかに異なる。電気化学的砂目立て中にアルミニウム合金ストリップ又はシートに導入されたへこみは、機械的エンボス加工法よりも包囲容積（独：eingeschlossenes Volumen，英：enclosed volume）が大きく、したがって換算くぼみ深さ（独：reduzierte Muldentiefe，英：reduced well depth）がかなり深い。先に圧延によって導入された表面構造、例えば「ミル仕上」表面構造に加えて、表面は、表面から極めて急激に部分的に落ち込んだ、アンダーカット又は負の開口角を部分的に有する、へこみを有する。へこみのこの形状は、特に電気化学的砂目立てによる製造方法に起因する。電気化学的砂目立てに起因するへこみの特異的な形状のために、本発明に係るアルミニウム合金ストリップ又はシートは、成形に使用される潤滑剤に対する受容挙動（独：Aufnahmeverhalten，英：receiving behaviour）が向上する。潤滑剤ポケットとして形成され、電気化学的砂目立てによってシートに導入されたへこみは、換算くぼみ深さがかなり深く、閉鎖空間体積がかなり大きい。この点で、より多量の潤滑剤を成形プロセスに供給することができる。これは、このようにして製造されるストリップ又はシートの成形性の向上にも反映される。さらに、電気化学的砂目立ては、大きい経済規模で使用することができ、したがって大量生産に適した方法である。

アルミニウム合金のストリップ又はシートは、好ましくは、最小厚さが０．８ｍｍである。少なくとも０．８ｍｍの厚さのアルミニウム合金ストリップ又はシートは、例えば、平面シートを使用に必要な特定の形状にするために、成形プロセス、例えば深絞りに供されることが多い。自動車分野における好ましい厚さは、１．０ｍｍ〜１．５ｍｍ又は最高２．０ｍｍでもある。しかし、厚さ最高３ｍｍ又は最高４ｍｍのアルミニウムシートも成形プロセスで成形され、自動車分野において、例えば、車台用途に、又は構造部品として、使用される。厚さが厚いほど、必要な成形力が高くなる。しかし、シートの成形性、その表面、及び材料に課される要求は、それとともに増加する。したがって、本発明に係る表面仕上げは、すべての厚さ範囲、特に０．８ｍｍを超えるより厚い範囲において、成形結果の向上に寄与する役割を果たす。

更なる一実施形態によれば、ストリップ又はシートは、タイプＡＡ７ｘｘｘ、タイプＡＡ６ｘｘｘ、タイプＡＡ５ｘｘｘ又はタイプＡＡ３ｘｘｘのアルミニウム合金、特にタイプＡＡ７０２０、ＡＡ７０２１、ＡＡ７１０８、ＡＡ６１１１、ＡＡ６０６０、ＡＡ６０１６、ＡＡ６０１４、ＡＡ６００５Ｃ、ＡＡ６４５１、ＡＡ５４５４、ＡＡ５７５４、ＡＡ５２５１、ＡＡ５１８２、ＡＡ３１０３又はＡＡ３１０４のアルミニウム合金から少なくとも部分的になる。さらに、ＡｌＭｇ６合金も、好ましくは、ストリップ又はシートに使用することができる。最後に、上記合金で覆われた複合材料の、例えば、コア合金としての使用も考えられる。例えば、ＡＡ８０７９アルミニウム合金で覆われたタイプＡＡ６０１６又はＡＡ６０６０のコア合金は、電気化学的砂目立てによって表面処理なしで既に極めて良好な成形性を有する。これらの性質は、本発明に係る表面テクスチャによってさらに向上し得ると考えられる。上記アルミニウム合金に共通しているのは、それらが、通常、自動車に使用するのに好ましいということである。それらは、高い成形性、及び中程度から極めて高い強度の提供によって特徴付けられる。例えば、成形後の硬化によって、タイプＡＡ６ｘｘｘ又はＡＡ７ｘｘｘのアルミニウム合金は、極めて高い強度を得ることができ、構造用途に使用される。タイプＡＡ５ｘｘｘの上記アルミニウム合金、及び高含有量のマグネシウムを含むＡｌＭｇ６は、硬化できないが、極めて良好な成形挙動に加えて、そのまま高強度値を有する。タイプＡＡ３ｘｘｘの合金は、自動車工学において中程度の強度を与え、好ましくは、強度が最も重要であり、高い成形性が必要である部品に使用される。上記材料の場合、本発明に係るストリップ及びシートの成形挙動が特に向上し得ることが判明した。

ＡＡ３ｘｘｘ合金、例えば、ＡＡ３１０４又はＡＡ３１０３、及び上記ＡＡ５１８２だけでなく、合金ＡＡ５０２７又はＡＡ５０４２などの一部のＡＡ５ｘｘｘも、飲料缶の製造に使用され、したがって、極めて良好な成形性と同時に成形後の良好な表面特性を持たなければならない。したがって、ＡＡ３ｘｘｘ及びＡＡ５ｘｘｘ、特に上記ＡＡ３１０４、ＡＡ３１０３、ＡＡ５１８２、ＡＡ５０２７又はＡＡ５０４２のアルミニウム合金も、飲料缶製造における高度の成形を伴う成形手順中の特定の電気化学的砂目立て表面の恩恵を受けると考えられる。

上述したように、電気化学的砂目立て方法は、極めて特異的な表面トポグラフィ、すなわち潤滑剤ポケットとして作用する特異的形状のへこみをもたらす。面粗さ測定のＥＮ ＩＳＯ２５１７８によれば、換算ピーク高さ（独：reduzierte Spitzenhoehe，英：reduced peak height）Ｓ_ｐｋ、コア粗さ深さ（独：Kernrautiefe，英：core roughness depth）Ｓ_ｋ及び換算くぼみ深さ（独：reduzierte Muldentiefe，英：reduced well depth）（換算溝深さとも呼ばれる）Ｓ_ｖｋを使用して、特異的に成形された表面トポグラフィを記述する。

３つの上記パラメータは全て、ＥＮ ＩＳＯ２５１７８に従っていわゆるアボット曲線から読み取ることができる。アボット曲線を得るために、表面は、通常、光学的に３次元で測定される。測定面に平行に広がる平面領域が、高さｃにおける表面の測定３次元高さプロファイルに導入される。ｃは、好ましくは、測定面のゼロ位置までの距離として測定される。高さｃの測定面を有する導入された平面領域の交差領域の表面積が計算され、全測定面積のうちの交差領域の面積分を得るために、全測定面積で割られる。この面積分を様々な高さｃで求める。次いで、交差領域の高さがアボット曲線が誘導される面積分の関数として示される（図１）。

換算ピーク高さ（Ｓ_ｐｋ）、コア粗さ深さ（Ｓ_ｋ）及び換算くぼみ深さ（Ｓ_ｖｋ）は、アボット曲線によって求めることができる。３つのパラメータは全て、異なる表面特性を表す。特に、換算くぼみ深さ（Ｓ_ｖｋ）は、成形挙動の向上と相関することが判明した。

アボット曲線は、通常、圧延表面の場合、Ｓ字状のコースを有する。アボット曲線のこのＳ字コースにおいて、長さが実質部分の４０％である割線を、増加量が最小になるまでアボット曲線内で移動させる。これは、通常、アボット曲線の変曲点における場合である。０％又は１００％実質部分までのこの直線の延長は、それぞれ０％及び１００％実質部分における高さｃの２つの値をもたらす。２つの点の垂直距離は、プロファイルのコア粗さ深さＳ_ｋを示す。換算くぼみ深さＳ_ｖｋは、アボット曲線の谷面と同一の広がりを有する、底辺の長さが１００％−Ｓｍｒ２である、三角形Ａ_２から得られる。ここで、Ｓｍｒ２は、割線の延長と１００％横軸との交点を通るＸ軸の平行線とアボット曲線の交点から得られる。面積測定においては、この同一の広がりを有する三角形の高さは、換算くぼみ深さＳ_ｖｋに相当する（図１）。

換算ピーク高さＳ_ｐｋは、アボット曲線の先端面と同一の広がりを有し、底辺の長さがＳｍｒ１である、三角形の高さである。Ｓｍｒ１は、上記割線の延長と０％軸との交点を通るＸ軸の平行線とアボット曲線の交点から得られる。

面積測定においては、パラメータＳ_ｋ、Ｓ_ｐｋ及びＳ_ｖｋによって、プロファイルをコア領域、ピーク領域及び溝領域又はくぼみ領域に関して別々に考察することができる。

テクスチャのくぼみ密度ｎ_ｃｌｍを、表面の更なるパラメータとして使用することもできる。くぼみ密度は、測定高さｃの関数としての１ｍｍ^２当たりの閉鎖空間体積の、すなわちへこみ又はくぼみの最大数を指す。なお、測定高さｃは、アボット曲線にも示された値ｃに相当する。すなわち、１００％では、測定高さｃは、表面の最高高度に対応し、０％では、表面形状の最低点に対応する。

以下が適用される。

ｎ_ｃｌ（ｃ）＝所与の測定高さｃ（％）における単位面積当たりの閉鎖空間領域の数（１／ｍｍ^２）、
及び
ｎ_ｃｌｍ＝ＭＡＸ（ｎ_ｃｌ（ｃ_ｉ））、
ここで、ｎ_ｃｌｍは、単位面積当たりの閉鎖空間領域の最大数（１／ｍｍ^２）に相当し、ｃ_ｉ＝０〜１００％である。

最後に、表面の閉鎖空間体積Ｖ_ｖｃｌも表面を特徴づけるのに使用される。それは、例えば潤滑剤に対する、表面の受容容量を決定する。閉鎖空間体積は、閉鎖空間面積Ａ_ｖｃｌ（ｃ）を測定高さｃの関数として求めることによって決定される。次いで、閉鎖空間体積Ｖ_ｖｃｌは次式から得られる。

表面は、表面のトポグラフィの歪度Ｓ_ｓｋによって記述することもできる。これは、測定面が、へこみを含む平坦状構造を有するかどうか、又は高所若しくはピークを有する表面が形成されるかどうかを示す。ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ２５１７８−２によれば、Ｓ_ｓｋは、縦軸の値の平均立方と平均正方形高さＳ_ｑの立方の商である。以下が適用される。

式中、Ａは、測定の制限表面部であり、ｚは、測定点の高さである。以下がＳ_ｑに適用される。

Ｓ_ｓｋが０未満である場合、へこみによって画定される平坦状表面が存在する。Ｓ_ｓｋが０を超える場合、表面は、ピークによって画定され、平坦状表面部が存在しないか、極めて小さな平坦状表面部しかない。

好ましい一実施形態によれば、ストリップ又はシートの少なくとも１つの表面は、換算くぼみ深さＳ_ｖｋが１．０μｍ〜６．０μｍ、好ましくは１．５μｍ〜４．０μｍ、より好ましくは２．２μｍ〜４μｍである。換算くぼみ深さが１．０μｍ〜６．０μｍの場合、従来法のロールエンボス加工表面構造に比べて少なくとも１／４倍の換算くぼみ深さＳ_ｖｋを、アルミニウム合金の本発明に係るストリップ又はシート上で与えることができる。換算くぼみ深さに好ましく選択される値によって、ラッカー塗装後の、後続の表面特性、例えば表面外観（独：Oberflaechenanmutung，英：surface impression）に影響を及ぼさずに、成形挙動を向上させることができる。

本発明に係るストリップの更なる一実施形態によれば、閉鎖空間体積Ｖ_ｖｃｌは、好ましくは少なくとも４５０ｍｍ^３／ｍ^２、好ましくは少なくとも５００ｍｍ^３／ｍ^２である。実際的な上限としては、１０００ｍｍ^３／ｍ^２又は８００ｍｍ^３／ｍ^２と考えることができる。しかし、１０００ｍｍ^３／ｍ^２を超える値も考えられる。したがって、本発明に係るストリップ表面は、これまで用いられた従来の表面よりもかなり多くの潤滑剤を成形プロセスに供給することができる。

更なる一実施形態によれば、本発明に係るアルミニウム合金ストリップは、表面のくぼみ密度ｎ_ｃｌｍが、従来法で生成された表面テクスチャ、例えば、ＥＤＴテクスチャに比べて少なくとも２５％増加する。表面のくぼみ密度は、好ましくは１ｍｍ^２当たり８０個〜１８０個のくぼみ、好ましくは１ｍｍ^２当たり１００個〜１５０個のくぼみである。

アルミニウム合金ストリップの更なる一実施形態は、表面のトポグラフィの歪度Ｓ_ｓｋが０〜−８、好ましくは−１〜−８である。その結果、これによって、表面は、へこみが設けられて潤滑剤ポケットを与える平坦状構造を確実に有する。この表面トポグラフィは、特に歪度−１〜−８の場合、例えば、「ミル仕上」ロール表面を電気化学的砂目立てすることによって得られ、好ましい成形挙動を有する。

本発明に係るストリップ又はシートの更なる一実施形態によれば、ストリップ又はシートは、焼鈍状態（「Ｏ」）、溶体化焼鈍及び急冷状態（「Ｔ４」）、又はＨ１９状態若しくはＨ４８状態である。どちらの状態も最大成形性を有し、ストリップ又はシートの新規な表面構造と一緒に、成形性を高めることができる。状態「Ｏ」は、あらゆる材料によって与えられるが、硬化性材料、例えば、ＡＡ６ｘｘｘ合金は、溶体化処理され、次いで急冷される。この状態をＴ４として表す。しかし、一般に、どちらの状態も、好ましくは、成形プロセスに意図される。というのは、この状態においては、シート又はストリップによって、それぞれの材料に応じて、最大の成形度が可能であるからである。さらに、状態Ｔ４においては、強度増加が硬化によって可能になる。缶製造用合金は、好ましくは状態Ｈ１９又は状態Ｈ４８であり、その結果、成形後及び更なる加工後に必要強度を飲料缶に提供することができる。

更なる一実施形態によれば、ストリップ又はシートは、電気化学的砂目立て後に施される不動態化層を有する。この不動態化層は、通常、アルミニウムストリップ又はシートの表面を腐食から保護するクロマート非含有変換材料からなる。したがって、特定の不動態化層は、変換層である。電気化学的砂目立て後に施される不動態化は、ストリップ又はシートの成形プロセスに対する潤滑剤ポケットの供給に影響せず、そのため、不動態化ストリップ及びシートも、成形操作に対して最適化された表面を備えることができる。

不動態化の一代替として、アルミニウムシート又はストリップの少なくとも幾つかの領域にアルミニウムストリップ又はアルミニウム合金シートを腐食から保護する保護オイルを施すことができる。

更なる一実施形態によれば、ストリップ又はシートは、表面の少なくとも幾つかの領域に、成形助剤、特に後続の成形プロセスにおいて保護層及び潤滑剤として働き得る乾性潤滑剤を有する。その結果、保護層のおかげで取扱いも容易であると同時に、特に貯蔵可能な製品を提供することができる。

本発明の第２の教示によれば、上記目的は、アルミニウム合金ストリップ又はシートを製造する方法で達成され、アルミニウム合金からなる熱間圧延及び／又は冷間圧延されたストリップ又はシートが、圧延後に片側又は両側の電気化学的砂目立てプロセスに供され、前記電気化学的砂目立てプロセスが、均一に分布するへこみを潤滑剤ポケットとしてアルミニウム合金からなるストリップ又はシートに導入する。しかるべく製造されたアルミニウム合金ストリップ又はシートは、特定の表面を有する。ストリップ又はシートの圧延されたテクスチャは、電気化学的砂目立てによって導入された追加導入のへこみを除いて保持される。圧延テクスチャは、例えば「ミル仕上」表面の場合、均一に分布するへこみが潤滑剤ポケットとして存在する平坦状表面を形成する。したがって、本発明に係るアルミニウム合金ストリップ又はシートは、テクスチャロールエンボス加工の結果としてそのテクスチャが平坦状に形成されない従来法で製造されたアルミニウム合金ストリップ又はシートとはかなり異なる。

ストリップ又はシートは、好ましくは、成形手順、例えば深絞りに供される。実際には、深絞りは、通常、深絞り及び引張り成形部を含む。なお、アルミニウム合金ストリップ又はシートは、前もって成形助剤、例えば、潤滑剤又は乾性潤滑剤で被覆することができ、最適化された表面構造及び改善された潤滑剤コーティングのために、潤滑剤ポケットに存在する潤滑剤によって、更に良好な成形挙動が得られる。

アルミニウム合金ストリップ又はシートの更なる一実施形態によれば、ストリップ又はシートの表面の平均粗さＳ_ａは、０．５μｍ〜２．０μｍ、好ましくは０．７μｍ〜１．５μｍ、より好ましくは０．７μｍ〜１．３μｍ、又は好ましくは０．８μｍ〜１．２μｍである。自動車の内部部品用のシート又はストリップは、好ましくは、平均粗さＳ_ａが０．７μｍ〜１．３μｍであり、自動車の外部スキン部分は、平均粗さＳ_ａが０．８μｍ〜１．２μｍである。その場合、自動車の外部及び内部部品は、極めて良好な表面外観がなされる。

さらに、熱間圧延及び／又は冷間圧延されたストリップ又はシートは、好ましくは、最小厚さが０．８ｍｍである。厚さが少なくとも０．８ｍｍのアルミニウム合金ストリップ又はシートは、例えば、平面シートを使用に必要な特定の形状にするために、成形プロセス、例えば深絞りプロセスに供されることが多い。さらに、自動車分野における好ましい厚さも、例えば、ドア、ボンネット、ハッチなどの取付け部品の場合、１．０ｍｍ〜１．５ｍｍであるが、構造部品、例えば、フレーム構造又は車台の部品などの場合、２ｍｍ〜３ｍｍ又は最高４ｍｍである。対応するシートは、成形プロセスに供され、自動車分野において、例えば、車台用途に、又は構造部品として、使用される。シートの厚さが厚いほど、必要な成形力が高くなる。それによって、ツールにおける表面摩擦も成形中に増加する。厚さが増加すると、シート又はストリップの成形性に課される要求も高くなる。したがって、表面仕上げは、最大成形結果を得るのに寄与する役割を果たす。特にシート厚さ１．０ｍｍ〜１．５ｍｍの取付け部品には、高い成形要件が要求される。というのは、ここでは、目に見えることが多いシートの個々の成形のオプションが極めて重要であるからである。

しかし、より薄いストリップ又はシート、例えば、厚さ０．８ｍｍ未満、例えば０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの飲料缶の製造用ストリップは、本発明に従って導入された表面構造の恩恵を受けることができる。というのは、例えば、飲料缶の製造中、アルミニウム合金ストリップ及びシートの成形性の制限が、通常、ほぼなくなっているからである。本発明に係る成形に最適化された表面を有する製造されたアルミニウム合金ストリップも、これらの薄いシートの成形の更なる向上を可能にすると考えられる。

上述したように、公知の先行技術とは対照的に、アルミニウムストリップの表面構造は、電解質を用いた電気化学的砂目立て方法によって行われる。電荷担体の導入及び電流密度を使用して、追加の圧延ステップなしに表面構造及び粗化表面の部分を調節することができる。

この方法は、取扱いが容易なだけでなく、大きい処理量に効果的に拡大することもできる。

本発明に係る方法の第１の実施形態によれば、電気化学的砂目立てを使用して、好ましくは、ストリップ又はシートの表面に換算くぼみ深さＳ_ｖｋ１．０μｍ〜６．０μｍ、好ましくは１．５μｍ〜４．０μｍ、より好ましくは２．２μｍ〜４．０μｍのへこみを導入する。対応する表面トポグラフィを有するストリップは、クロスツールを用いた絞り試験において特性が向上することが判明した。アルミニウムシート又はストリップのトライボロジー特性は、それによって向上することができる。限定されたへこみ深さＳ_ｖｋが１．５μｍ〜４．０μｍ又は２．２μｍ〜４．０μｍの場合、後続の表面特性、例えばラッカー塗装後の表面外観に影響を及ぼさずに、成形挙動を向上させることができる。

更なる一実施形態によれば、電気化学的砂目立て前に、ストリップ又はシートは、好ましくは、清浄化ステップに供され、アルカリ洗又は酸洗によって、場合によっては更に脱脂剤を用いて、表面が清浄化され、材料が均一に除去される。材料除去は、実質的に、圧延によって導入された表面の混入物を除去すると考えられ、そのため、最も適切な表面が電気化学的砂目立てプロセスに利用可能になる。

電気化学的砂目立ては、好ましくは、濃度２〜２０ｇ／ｌ、好ましくは２．５〜１５ｇ／ｌのＨＮＯ_３を用いて、少なくとも２００Ｃ／ｄｍ^２、好ましくは少なくとも５００Ｃ／ｄｍ^２の電荷担体を導入して、行われる。電流密度は、少なくとも１Ａ／ｄｍ^２から好ましくは最高６０Ａ／ｄｍ^２又は１００Ａ／ｄｍ^２とすることができる。ここで述べるのは、ピーク交流密度又はパルス直流のピーク電流密度である。上記パラメータを用いて、経済的な加工時間、及び７５℃未満、好ましくは室温〜５０℃又は４０℃の範囲の電解質温度を観測しながら、砂目立て領域の良好な表面被覆を達成することができる。硝酸の代替として塩酸を電解質として使用することもできる。

電気化学的砂目立て後に、ストリップ表面が、好ましくは変換層及び／又は成形助剤を適用することによって不動態化される、本発明に係る方法を更に構成することができる。成形助剤は、例えば、場合によっては溶融可能である潤滑剤及び乾性潤滑剤を意味すると理解される。変換層及び成形助剤は、保護層として形成することができ、個々に又は同時に耐食性を向上させ、したがってストリップ又はシートの貯蔵性を向上させる。成形助剤は、成形性も向上させる。さらに、変換層の一代替として、保護オイルを少なくとも幾つかの領域に塗布して、アルミニウム合金ストリップ又はシートの表面を腐食から保護することもできる。変換層の適用は、好ましくは溶融可能な成形助剤、特に溶融可能な乾性潤滑剤、例えば、いわゆる「ホットメルト」の適用と組み合わせることが好ましい。

上記プロセスステップの少なくとも一部が共通製造ラインで行われる場合、対応するストリップ表面又は対応するアルミニウム合金ストリップ若しくはシートの特に経済的な製造を提供することができる。同様に製造されたストリップ及びシートは、同時に、腐食及び機械的損傷から保護されるので、貯蔵可能であり、容易に取り扱うこともできる。

好ましくは、焼鈍後、又は溶体化処理及び急冷後、ストリップ又はシートを電気化学的に砂目立てする。これは、熱処理が電気化学的砂目立てプロセス後にシートの表面特性に悪影響を及ぼさず、成形要件に関して最適化されたストリップ又はシートを提供できる利点がある。しかし、場合によっては、電気化学的砂目立てによる表面テクスチャリングを最終焼鈍プロセス前に、すなわち焼鈍前に、又は溶体化処理及び急冷前に、行うこともできる。

本発明に係る方法の更なる一実施形態によれば、好ましくは、以下の方法ステップ、
− ストリップをリールから巻き戻すこと、
− ストリップを清浄化及び酸洗すること、
− ストリップを電気化学的砂目立てすること、及び、
− 少なくとも幾つかの領域において、成形助剤及び／又は変換層、又は保護オイルを適用すること、
は、製造ラインで行われる。

これらの製造ステップの結果として、貯蔵可能なアルミニウム合金ストリップ及びシートを経済的に提供することができる。成形プロセス用に調製されたアルミニウム合金ストリップ及びシートの表面の特性は、貯蔵中、実質的に不変である。潤滑剤、特に乾性潤滑剤、例えばホットメルトが、成形助剤として使用される。室温（２０〜２２℃）で、これらは、鉱油、合成油及び／又は再生可能原料に基づいて、非流動でペースト状のほぼ指触乾燥の薄膜をストリップ又はシートの表面に形成する。保護オイルに比べて、ホットメルトは、特に深絞り中の、潤滑性が向上する。

最後に、第３の教示によれば、上記目的は、本発明に係るストリップ又はシートから製造され、アルミニウム合金からなる、自動車の成形シートによって達成される。

成形シート、特に自動車の部品は、ある程度、極めて高い成形度を必要とし、それは、本発明に係るストリップ又はシートによって提供することができる。成形度は、最終製品、すなわち成形シート上でも少なくとも依然としてある程度維持されるシート又はストリップの特定の表面構造によって達成される。これは、特定の成形プロセスに依存する。成形性の向上のおかげで、アルミニウム合金シートのより大きな汎用性によって、自動車の可能な更なる軽量化を達成することができる。特に、シートに課された成形上の要求、すなわち設計に起因する成形要件は、アルミニウム合金シートによってより効果的に満たすことができる。

本発明を図面と併せて実施形態を参照して以下により詳細に記述する。

アボット曲線を用いたパラメータＳ_ｋ、Ｓ_ｐｋ及びＳ_ｖｋの決定を模式的に示す図である。 本発明に係らない一実施形態の顕微鏡画像である。 本発明に係るストリップ表面の一実施形態の顕微鏡拡大画像である。 本発明に係る方法の実施のための製造ラインの一実施形態を模式的に示す図である。 本発明に係るストリップ又はシートの一実施形態の模式的断面図である。 成形挙動を測定するためのクロスツールを用いた絞り試験の試験装置の模式的斜視断面図である。 シートの円形ブランク径の関数として、クロスツールを用いた絞り試験中の最大シート保持力（ｋＮ）を示す図である。 潤滑剤の使用が通常である、又は極めて高い、異なる円形ブランク径での最大シート保持力を示す図である。 最大シート保持力（ｋＮ）を潤滑剤の塗布量（ｇ／ｍ^２）の関数として示す図である。

図１は、コア粗さ深さＳ_ｋ、換算くぼみ深さＳ_ｖｋ及び換算ピーク高さＳ_ｐｋのパラメータ値をアボット曲線から計算する方法を示す。ＤＩＮ−ＥＮ−ＩＳＯ２５１７８によれば、測定は、標準化測定領域で行われる。通常、光学的測定法、例えば共焦点顕微鏡法を使用して、測定領域の高さプロファイルを計算する。測定領域の高さプロファイルによって、測定領域に平行な領域と高さｃで交差する、又は領域の上を延びる、プロファイルの面積分を計算することができる。総面積に対する交差領域の面積分の関数として交差領域の高さｃを示すと、圧延表面に対して典型的なＳ字コースを示すアボット曲線が得られる。

それぞれコア粗さ深さＳ_ｋ、換算くぼみ深さＳ_ｖｋ及び換算ピーク高さＳ_ｐｋを求めるために、長さ４０％の割線Ｄを、確定されたアボット曲線上で、割線Ｄの増加量が最小になるように移動させる。表面のコア粗さ深さＳ_ｋは、面積分０％及び面積分１００％における割線Ｄと横軸の交点の横軸値の差から得られる。換算ピーク高さＳ_ｐｋ及び換算くぼみ深さＳ_ｖｋは、アボット曲線のピーク面積Ａ１又は溝面積Ａ２と同一の広がりを有する三角形の高さに相当する。ピーク面積Ａ１の三角形は、Ｘ軸の平行線とアボット曲線の交点から得られる値Ｓｍｒ１を底面積として有し、Ｘ軸の平行線は、面積分０％における割線Ｄと横軸の交点を通る。溝面積又はくぼみ面積Ａ２の三角形は、値１００％−Ｓｍｒ２を底面積として有し、Ｓｍｒ２は、Ｘ軸の平行線とアボット曲線の交点から得られ、Ｘ軸の平行線は、面積分１００％における割線Ｄと横軸の交点を通る。

これらの特性値を使用して、測定プロファイルを特徴づけることができる。それがへこみを有する平坦状高さプロファイルであるかどうか、又は、例えば、ピークが測定領域の高さプロファイルで際立っているかどうか、判定することができる。前者の場合、Ｓ_ｖｋの値が増加し、後者の場合、Ｓ_ｐｋの値が増加する。

表面の更なるパラメータとして、テクスチャのくぼみ密度ｎ_ｃｌｍを、測定高さｃの関数として閉鎖空間体積の、すなわちへこみ又はくぼみの最大数ｎ_ｃｌｍに関する表面の光学的測定から計算することができる（パーセント／ｍｍ^２）。これは、所与の測定高さｃ（％）における単位面積当たりの閉鎖空間領域の数（１／ｍｍ^２）を与える。最大ｎ_ｃｌｍは、ｎ_ｃｌ（ｃ）から求められる。ｎ_ｃｌｍが大きいほど、表面構造が細かい。

さらに、閉鎖空間面積Ａ_ｖｃｌ（ｃ）を測定高さｃに関して積分することによって、閉鎖空間体積Ｖ_ｖｃｌを光学的測定によって計算することもできる。閉鎖空間体積も、本発明に係るストリップ及びシートの特徴的な表面特性である。

上述したように、表面の粗さをこのようにして光学的に測定し、サンプリングを接触測定よりもかなり速く行うことができる。光学的検出は、例えば、干渉法又は共焦点顕微鏡法によって行われ、本測定データでも同様に行われた。ＥＮ ＩＳＯ２５１７８−２によれば、測定領域のサイズも確立されている。測定データは、辺の長さがそれぞれ２ｍｍの正方形測定領域で計算された。

例えばＥＤＴで構築されたロールで粗化された従来のストリップと、本発明に従って構造化されたストリップとの相違を説明するために、図２に、従来のストリップ表面の２５０倍拡大図を示す。他方、図３は、電気化学的砂目立て方法によって生成された本発明に係るストリップ表面の一実施形態をやはり２５０倍で示す。一方では、電気化学的砂目立てにおける構造がより細かく、平坦状表面のへこみからなることが明瞭に見られる。図２に示した従来のロールエンボス加工に対して、本発明に係る電気化学的砂目立てにおいては、ピークが材料に導入されないが、圧延表面、ここではミル仕上表面が、へこみの導入によってのみ変化又は変調されている。電気化学的砂目立てによって生成したへこみは、閉鎖空間体積がより大きいために、より多くの潤滑剤を成形プロセスに供給することができ、したがって成形性が向上すると現時点では考えられる。より大きなくぼみ深さＳ_ｖｋは、表面応力が大きくとも、明らかに、成形中に潤滑剤を供給することができ、したがって成形挙動を向上させることも判明した。

図４に、本発明に係るストリップＢを製造する製造ラインの模式図を用いて、方法の第１の実施形態を示す。示した実施形態においては、好ましくはタイプＡＡ７ｘｘｘ、タイプＡＡ６ｘｘｘ又はタイプＡＡ５ｘｘｘ又はタイプＡＡ３ｘｘｘ、特にＡＡ７０２０、ＡＡ７０２１、ＡＡ７１０８、ＡＡ６１１１、ＡＡ６０６０、ＡＡ６０１４、ＡＡ６０１６、ＡＡ６１０６、ＡＡ６００５Ｃ、ＡＡ６４５１、ＡＡ５４５４、ＡＡ５７５４、ＡＡ５１８２、ＡＡ５２５１、ＡＡ３１０４、ＡＡ３１０３又はＡｌＭｇ６のアルミニウム合金から少なくとも部分的になるストリップＢが、リール１から巻き戻される。ストリップの厚さは、例えば、自動車分野に使用する場合、好ましくは、少なくとも０．８ｍｍ、最大で３ｍｍ、好ましくは１．０ｍｍ〜１．５ｍｍである。原則的には、厚さは、例えば、飲料缶製造用ストリップの場合、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍとすることもできる。最大成形度を必要とする飲料缶製造中の成形挙動の向上は、これらの薄いストリップの場合でも明白である。

本実施形態によれば、リール１から巻き戻されたストリップは、タイプＡＡ５ｘｘｘ、ＡｌＭｇ６若しくはＡＡ３ｘｘｘのアルミニウム合金である場合、好ましくは焼鈍状態「Ｏ」であり、タイプＡＡ６ｘｘｘ若しくはＡＡ７ｘｘｘのアルミニウム合金の場合、溶体化処理及び急冷状態「Ｔ４」状態である。したがって、ストリップは、特に効果的に成形可能な状態に既にある。しかし、表面加工後又はへこみの導入後に熱処理を行い、その際、圧延ストリップの表面を加工することも考えられる。さらに、飲料缶製造のためのタイプＡＡ５ｘｘｘ又はＡＡ３ｘｘｘのストリップ及びシートは、それらが成形される前に状態Ｈ１９でもあり、又は状態Ｈ４８でラッカー塗装もされる。

実施形態によれば、巻き戻されたアルミニウム合金ストリップＢは、任意選択のトリミング手順に送られて、側端２を切り取る。その後、ストリップは、場合によっては、矯正装置を通過して、ストリップからゆがみを除去する。装置４においては、ストリップは、清浄化ステップ及び酸洗ステップに供される。エッチング液として、鉱酸を使用することができるが、例えば苛性ソーダに基づく、塩基を使用することもできる。これは、電気化学的砂目立てに対するストリップの反応を向上させることができる。酸洗ステップ４も任意である。リンス後、アルミニウムストリップは、電気化学的砂目立てプロセスをステップ５において受け、へこみが表面に導入される。電気化学的砂目立て中、へこみがストリップに導入され、電解質とアルミニウム合金ストリップの反応の結果として、対応する箇所でアルミニウムが溶出する。電気化学的砂目立ては、好ましくは、くぼみ深さＳ_ｖｋが１．０μｍ〜６．０μｍ、好ましくは１．５μｍ〜４．０μｍ、より好ましくは２．２μｍ〜４．０μｍになるように調節される。これらの特性値を有する場合、アルミニウム合金ストリップの成形挙動は、後続の成形プロセスにおいて極めて良好であることが判明した。

電気化学的砂目立ては、好ましくは、濃度２．５〜２０ｇ／ｌ、好ましくは２．５〜１５ｇ／ｌのＨＮＯ_３（硝酸）を用いて、周波数５０Ｈｚの交流で行われる。電荷担体の導入は、電気化学的に導入されたへこみで満足な表面被覆を得るために、好ましくは少なくとも２００Ｃ／ｄｍ^２、好ましくは少なくとも５００Ｃ／ｄｍ^２である。この目的のために、少なくとも１Ａ／ｄｍ^２、好ましくは最高１００Ａ／ｄｍ^２以上をピーク電流密度として使用する。電流密度及び電解質濃度の選択は、製造速度に依存し、それに応じて調節することができる。特に、反応性、したがって製造速度も、電解質の温度によって影響され得る。電解質は、好ましくは、最高温度７５℃とすることができる。硝酸を電解質として使用するときには、好ましい作業範囲は室温〜約４０℃、最高５０℃である。硝酸に加えて、塩酸も電解質として適切である。

ストリップＢの表面は、好ましくは、ステップ６において両側が電気化学的砂目立てに供される。しかし、対応する表面構造を片側にのみ導入することも考えられる。その後、作業ステップ６においては、図５に示した実施形態に従って、保護オイルを塗布することができ、又はアルミニウム合金ストリップの表面を、例えば変換層を適用することによって、不動態化することができる。これらの加工ステップも任意である。

乾燥手順が好ましくはステップ７で行われた後、示した実施形態に係るステップ８において、成形助剤を有する任意選択の層がストリップに、好ましくはその両側に、適用される。成形助剤は、好ましくは、潤滑剤、特に溶融可能な乾性潤滑剤、例えばホットメルトである。保護層及び潤滑剤としての溶融可能な乾性潤滑剤は、本発明に係るアルミニウム合金ストリップ又はシートの取扱いを簡単にすることができ、同時に、成形性を更に向上させることができる。例えば、羊毛脂を、再生可能な原料からの乾性潤滑剤として使用することもできる。

ストリップＢをリール１１で巻き取る代わりに、ベルト剪断機１０でストリップを切断してシートにすることができる。ステップ９においては、表面欠陥を早期に検出できるように、ストリップの欠陥を視覚的に検査する。

上述したように、図４の実施形態は、同じ製造ラインで順次列をなして行われる幾つかの任意選択の作業ステップを示す。したがって、図４の実施形態は、本発明に係る方法の特に経済的な変形形態である。しかし、ステップ１に係るストリップの巻き戻し及びステップ５に係る電気化学的砂目立てと、巻取り又はシート金属ブランクへの切断の操作とを単に組み合わせることも考えられる。原則的には、シート金属ブランクの電気化学的砂目立ても考えられる。

図５は、表面の両側に導入されたへこみ１２及び溶融可能な乾性潤滑剤の塗布層１３を有する本発明に係るストリップＢの一実施形態の模式的断面図である。対応するストリップＢは、最大成形性を有し、さらに、表面が保護されているので、容易に貯蔵することができる。対応するストリップＢは、片側が砂目立てされた表面も有し、表面が成形プロセスに対して最大限に保護され、成形手順を大いに助けるので、自動車の外部スキン部分として使用することもできる。ストリップＢから製造されるシートは、表面保護のおかげで成形プロセスにおいて極めて良好な取扱い能力を有する。

成形プロセスにおいて電気化学的砂目立て表面を有するシートの成形性を試験するために、クロスツールを用いた絞り試験を行った。図６ａは、クロスツールの構造の斜視断面図である。クロスツールは、パンチ２１、留め具２２及びダイ２３を備える。試験されるシート２４を、従来法によって、例えば、ＥＤＴ圧延のみによって、又は本発明に係る電気化学的砂目立てのみによって、更にはＥＤＴ圧延に加えて、粗化した。

クロスツールにおける絞り試験中、円形ブランクとして成形されたシート２４は、パンチング力Ｆ_ＳＴによって深絞りされ、留め具２２及びダイ２３は、円形ブランクに力Ｆ_Ｎで押しつけられる。クロス形パンチ２１は、それぞれ、クロスの軸に沿った幅が１２６ｍｍであり、ダイは、開口幅が１２９．４ｍｍである。円形シートブランク２４は、種々のアルミニウム合金から製造され、様々な直径を有する。円形シートブランクは、成形挙動を調べるために、様々な表面トポグラフィも備えた。

比較例の表面トポグラフィは、ＥＤＴでテクスチャ付けされたロールを用いたロールエンボス加工による従来法によって、又は「ミル仕上」表面を有するロールを用いた圧延によって、生成された。ＥＤＴロールによって刻印された表面、及び「ミル仕上」調製表面を、粗化手順の技術的効果を示すために、本発明に係る方法によって電気化学的に粗化した。

試験では、パンチ２１を速度１．５ｍｍ／ｓでシート方向に下げ、シート２４をパンチの形状に従って深絞りした。パンチ力及びパンチパスを試料が裂けるまで測定し、記録した。亀裂なしで形成することができる円形ブランクの直径が大きいほど、シートの成形性が良好である。

最後に、表面トポグラフィが異なるシートをタイプＡＡ５ｘｘｘ及びタイプＡＡ６ｘｘｘのアルミニウム合金から製造し、それらの表面パラメータを共焦点顕微鏡を用いて測定した。タイプＡＡ５ｘｘｘのアルミニウム合金のストリップは状態「Ｏ」であり、タイプＡＡ６ｘｘｘのアルミニウム合金のストリップは状態「Ｔ４」であった。タイプＡＡ５１８２のアルミニウム合金をＡＡ５ｘｘｘとして使用した。ＡＡ６ｘｘｘ合金のアルミニウム合金は、タイプＡＡ６００５Ｃのアルミニウム合金に対応した。合金のタイプ内の異なる組成の影響を除外するために、試験Ｖ１〜Ｖ４をタイプＡＡ６００５Ｃの同一のアルミニウム合金を用いて行い、試験Ｖ５〜Ｖ８をタイプＡＡ５１８２の同一のアルミニウム合金を用いて行った。

ＥＤＴでテクスチャ付けされたロールで粗化されたシート、及び「ミル仕上」表面を備えたシートを、更に電気化学的砂目立てに供し、試験Ｖ３及び試験Ｖ４と称した。電気化学的砂目立て中、５００Ｃ／ｄｍ^２の電荷担体をＨＮＯ_３濃度２．５ｇ／ｌ〜１５ｇ／ｌで導入し、へこみが均一に分布したシートを試験Ｖ３及び試験Ｖ４のために製造した。電気化学的砂目立てシートの表面のくぼみ深さＳ_ｖｋは、１．０μｍ〜６．０μｍであった。すべての表面を商品名ＡＶＩＬＵＢ Ｍｅｔａｐｒｅｓｓタイプの潤滑剤で被覆した。層厚さは１ｇ／ｍ^２であった。以下の表に４種の表面及び関連するシート厚さを示す。

次いで、試料をその成形挙動に関してクロスツールで試験した。すべての試験を状態Ｔ４、すなわち溶体化処理及び急冷状態で行った。クロスツールを用いた絞り試験においては、シートが絞り手順中に裂ける際のシート保持力を測定する。Ｖ１に係る「ミル仕上」表面を有する円形シートブランクの場合、保持力４５ｋＮが円形ブランク径１８５ｍｍで得られることが分かった。ロールエンボス加工円形シートブランクは、同じ円形ブランク径で５５ｋＮの保持力であった。試験Ｖ４に係るＥＤＴロールエンボス加工表面の更なる粗化によって同じ結果が得られることが分かった。Ｖ３に係る「ミル仕上」表面とそれに続く電気化学的砂目立ての組合せでは、６５ｋＮを超えるシート保持力でのみ、亀裂が発生した。これは、ＥＤＴ変形形態Ｖ２及び変形形態Ｖ４に比べて、成形挙動のかなりの向上である。

４つの試験変形形態Ｖ１〜Ｖ４をクロスツールを用いた更なる絞り試験にも供し、絞りフィルムを更に両側に使用した。厚さ４５μｍの従来のＰＴＦＥ深絞りフィルムを絞りフィルムとして使用した。第３の変形形態においては、絞り試験前にシートを極めて多量の潤滑剤（８ｇ／ｍ^２）で被覆し、絞りフィルムを用いて、絞り試験をクロスツールで行った。その結果、異なる表面の効果が抑制されたはずである。

図８に試験結果を示す。電気化学的砂目立てによっても粗化されたシートＶ３及びＶ４の表面の場合に絞りフィルムを使用すると、シート保持力が、シートＶ１及びＶ３の非粗化表面に比べてかなり増加し得ることが分かる。ここで、５２０ｋＮ及び円形ブランク径１８５ｍｍの変形形態Ｖ４が最高値を示し、４９０ｋＮの変形形態Ｖ３が続くことが分かる。変形形態Ｖ２の４１０ｋＮ及び変形形態Ｖ１の３８５ｋＮではかなり低い値となった。絞りフィルムなしでは、シート保持力は、４つの試験変形形態すべてでほぼ同一である。

円形ブランク径１９５ｍｍの試験においては、８ｇ／ｍ^２の多量の潤滑剤コーティングを用いた両側絞りフィルムの場合、予想どおりに、壁厚がより厚いＶ１及びＶ３に係るシートは、壁厚がより薄い試験Ｖ２及び試験Ｖ４のロールエンボス加工シートよりも高い値を示すことが分かった。予想どおりに、高い割合の潤滑剤（８ｇ／ｍ^２）の使用による試験Ｖ１〜Ｖ４の異なる表面トポグラフィの効果を無視すると、クロスツールを用いた絞り試験におけるシートの成形性は、シートの壁厚にのみ依存する。

図９においては、潤滑剤の添加が、異なる表面トポグラフィの成形性をどのように向上させるかを調べた。電気化学的砂目立て変形形態は、潤滑剤の添加に対してかなり強力な効果を示すことが分かり、そのため、より多量の潤滑剤量を塗布することができ、より大きな潤滑剤効果が得られると考えられる。クロスツール試験では、Ｖ３に係る電気化学的砂目立て「ミル仕上」表面の場合のシート保持力を約８５ｋＮに増加することができた。Ｖ４に係る電気化学的砂目立てされＥＤＴでテクスチャ付けされた表面は８０ｋＮであり、Ｖ２に係る従来のＥＤＴでテクスチャ付けされた表面は７０ｋＮであった。それに対して、Ｖ１に係る従来の「ミル仕上」表面は、この試験では最大でわずか約５５ｋＮであった。

最後に、トポグラフィが異なるシートをタイプＡＡ５ｘｘｘ及びタイプＡＡ６ｘｘｘのアルミニウム合金から製造し、それらの表面パラメータを共焦点顕微鏡を用いて測定した。タイプＡＡ５ｘｘｘのアルミニウム合金のストリップは状態「Ｏ」であり、タイプＡＡ６ｘｘｘのアルミニウム合金のストリップは状態「Ｔ４」であった。ＡＡ５ｘｘｘとして、タイプＡＡ５１８２のアルミニウム合金を使用した。ＡＡ６ｘｘｘ合金のアルミニウム合金は、タイプＡＡ６００５Ｃのアルミニウム合金に対応する。

試験Ｖ２、Ｖ６は、従来法によりＥＤＴロールを用いてテクスチャ付けされた。試験Ｖ１及び試験Ｖ５は、従来の「ミル仕上」表面であった。表２から分かるように、ＥＤＴでテクスチャ付けされた表面を電気化学的砂目立てプロセスに供し、試験Ｖ４及び試験Ｖ８として評価した。同じことを両方のアルミニウム合金の「ミル仕上」表面を有するシートで行った。電気化学的砂目立てシートを試験Ｖ３及び試験Ｖ７として評価した。電気化学的砂目立て中、ＨＮＯ_３濃度４ｇ／ｌを電荷担体導入５００Ｃ／ｄｍ^２で試験Ｖ３及び試験Ｖ４に使用し、ＨＮＯ_３濃度５ｇ／ｌ、電荷担体導入９００Ｃ／ｄｍ^２を試験Ｖ７及び試験Ｖ８に使用した。電解質温度は、すべての変形形態で３０℃〜４０℃であった。

試験シートの表面の視覚的測定においては、予想どおりに、ＥＤＴでテクスチャ付けされたロールによって従来法で製造されたシートＶ２、Ｖ６は、算術平均粗さ値Ｓ_ａ及び換算ピーク高さＳ_ｐｋが、「ミル仕上」表面を有する試験Ｖ１及び試験Ｖ５のストリップよりもかなり高い値であることが認められる。しかし、電気化学的砂目立ての実施形態Ｖ３、Ｖ４、Ｖ７及びＶ８は、平均粗さＳ_ａがおよそ試験Ｖ２及び試験Ｖ６のＥＤＴ表面テクスチャのレベルであった。測定値を表２に示す。

しかし、従来のテクスチャとは対照的に、電気化学的砂目立てにおいては、換算くぼみ深さＳ_ｖｋの値が４倍以上増加し、ここでは少なくとも５倍である。これは、テクスチャの相違を明示している。

潤滑剤ポケットにおける潤滑剤の供給体積である閉鎖空間体積Ｖ_ｖｃｌは、従来法でＥＤＴ圧延によってテクスチャ付けされたストリップが３６２ｍｍ^３／ｍ^２又は４７７ｍｍ^３／ｍ^２であり、「ミル仕上」変形形態Ｖ１及び変形形態Ｖ５の１５１ｍｍ^３／ｍ^２又は８７ｍｍ^３／ｍ^２よりも大きい。

しかし、本発明に係る電気化学的砂目立ての実施形態Ｖ３、Ｖ４、Ｖ７及びＶ８は、少なくとも５００ｍｍ^３／ｍ^２の閉鎖空間体積Ｖ_ｖｃｌを示す。電気化学的砂目立てステップを通過した本発明に係るストリップの場合、潤滑剤を受容するのに重要である閉鎖空間体積は、１０％を著しく超えて増加することができる。

本発明に係る変形形態Ｖ３、Ｖ４、Ｖ７及びＶ８の値が８０／ｍｍ^２を超える、好ましくは１００／ｍｍ^２〜１５０／ｍｍ^２である構造のくぼみ密度は、比較試験Ｖ２及び比較試験Ｖ６の従来法でＥＤＴでテクスチャ付けされたストリップ表面の場合よりも２５％を著しく超えて増加した。

表面の換算くぼみ深さＳ_ｖｋ、閉鎖空間体積Ｖ_ｖｃｌ及びくぼみ密度の異なる値で特徴づけられる、本発明に係る実施形態の異なるトポグラフィは、成形挙動の向上の要因である。

その結果、最終形態に製造されるまで高い成形度を通過する成形シート、例えば、自動車のドア内部シート又は外部スキン部分も、それによって提供することができる。本発明に係る方法、及び本発明に係るストリップ又はシートの場合、したがって、自動車分野におけるアルミニウム合金の更に広範な適用分野を提供することができる。というのは、より大きな成形度は更なる使用可能性を与えるからである。

電気化学的砂目立ては、印刷版担体の製造にも使用されるので、合金Ａ１ｘｘｘの複数のＥＣ砂目立てリソ（リソグラフ）シートを測定し、測定結果を試験Ｖ１３として要約した。リソシートは電気化学的に粗化されるが、粗化手順は異なる目的を果たす。さらに、リソストリップ及びシートは成形手順に送られないが、電気化学的粗化後、感光層で被覆される。粗化は、最も均一な印刷結果を可能にするためである。したがって、リソシート及びストリップは、本発明の趣旨では成形用に調製されない。

したがって、成形に関して本発明に従って最適化された表面は、比較例Ｖ１３で示された種々の測定リソシートの要約測定結果によって実証されるように、トポグラフィがリソシートとは明らかに異なる。リソシートは、通常、平均粗さ値Ｓ_ｖｋがかなり低いだけでなく、換算くぼみ深さＳ_ｖｋもかなり小さい。しかし、平均くぼみ密度ｎ_ｃｌｍは、本発明に係るシートＶ４、Ｖ３、Ｖ７及びＶ８の電気化学的砂目立てされ、成形に最適化された表面よりもわずかに高い。

さらに、本発明に係る一実施形態の電気化学的砂目立て表面を、クロスツールにおける強度の異なる成形手順中に、ＥＤＴ圧延によってテクスチャ付けされたタイプＡＡ６ｘｘｘの合金の従来シートの表面と比較して調べた。図２及び図３にも示したように、わずかに成形された面積の領域において表面がかなり異なることが分かった。

しかし、成形プロセス後、表面は、例えば、押さえ領域において、また、クロスツールのダイ半径において、すなわち強力に成形された領域において、ほぼ同一の形成を示した。したがって、成形挙動が向上したにもかかわらず、異なる出発トポグラフィが表面外観に対して何ら効果がないと予想される。したがって、本発明に係るアルミニウム合金ストリップ及びシートは、例えば、自動車の車体の外部スキン部分の提供に極めて適している。

Claims (16)

1. 少なくとも幾つかの領域に設けられ、成形プロセスのために調製された、片側又は両側表面構造を有するアルミニウム合金からなるストリップ又はシートであって、
   前記ストリップ又はシートが、電気化学的砂目立て方法によって生成された潤滑剤ポケットとしてへこみを有する表面を片側又は両側に有し、ストリップ又はシートの少なくとも１つの表面の換算くぼみ深さＳ_ｖｋが１．０μｍ〜６．０μｍであることを特徴とする、ストリップ又はシート。
2. 前記ストリップ又はシートが、タイプＡＡ７ｘｘｘ、ＡＡ６ｘｘｘ、ＡＡ５ｘｘｘ又はＡＡ３ｘｘｘ、特にＡＡ７０２０、ＡＡ７０２１、ＡＡ７１０８、ＡＡ６１１１、ＡＡ６０６０、ＡＡ６０１４、ＡＡ６０１６、ＡＡ６００５Ｃ、ＡＡ６４５１、ＡＡ５４５４、ＡＡ５７５４、ＡＡ５１８２、ＡＡ５２５１、ＡｌＭｇ６、ＡＡ３１０４及びＡＡ３１０３のアルミニウム合金から少なくとも部分的になることを特徴とする、請求項１に記載のストリップ又はシート。
3. ストリップ又はシートの少なくとも１つの表面の換算くぼみ深さＳ_ｖｋが好ましくは１．５μｍ〜４．０μｍ、より好ましくは２．２μｍ〜４μｍであることを特徴とする、請求項１又は２に記載のストリップ又はシート。
4. 前記シート又はストリップが、焼鈍状態（「Ｏ」）、溶体化焼鈍及び急冷状態（「Ｔ４」）、又はＨ１９状態若しくはＨ４８状態であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のストリップ又はシート。
5. 前記ストリップ又はシートが、電気化学的砂目立て後に施される不動態化層を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のストリップ又はシート。
6. 潤滑剤又は乾性潤滑剤が、前記ストリップ又はシートの表面の少なくとも幾つかの領域に供給されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のストリップ又はシート。
7. 前記表面の平均粗さＳ_ａが０．７μｍ〜１．５μｍ、好ましくは０．７μｍ〜１．３μｍ又は好ましくは０．８μｍ〜１．２μｍであることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のストリップ又はシート。
8. 成形プロセスのために調製された、片側又は両側表面構造を有するストリップ又はシート、特に請求項１〜７のいずれか一項に記載のストリップ又はシートを製造する方法であって、
   熱間圧延及び／又は冷間圧延されたストリップ又はシートが、圧延後に電気化学的砂目立てプロセス（５）に供され、前記電気化学的砂目立てプロセスが、均一に分布するへこみを潤滑剤ポケットとして少なくとも前記ストリップ又はシートの幾つかの領域に導入し、換算くぼみ深さＳ_ｖｋ１．０μｍ〜６．０μｍのへこみが前記ストリップ又はシートの表面に電気機械的砂目立てによって導入されることを特徴とする、方法。
9. 換算くぼみ深さＳ_ｖｋ１．５μｍ〜４．０μｍ又は好ましくは２．２μｍ〜４．０μｍのへこみが前記ストリップ又はシートの表面に電気化学的砂目立てによって導入されることを特徴とする、請求項８に記載のストリップを製造する方法。
10. 電気化学的砂目立て前に、前記ストリップが清浄化ステップ（４）に供され、前記表面が清浄化され、材料がアルカリ洗又は酸洗によって均一に除去されることを特徴とする、請求項８又は９に記載のストリップを製造する方法。
11. 電気化学的砂目立て（５）が、濃度２．５〜２０ｇ／ｌのＨＮＯ_３を用い、少なくとも２００Ｃ／ｄｍ^２、好ましくは少なくとも５００Ｃ／ｄｍ^２の電荷担体を導入して行われることを特徴とする、請求項８〜１０のいずれか一項に記載のストリップを製造する方法。
12. 電気化学的砂目立て後に、前記表面が、好ましくは変換層（６）を適用することによって、不動態化される、及び／又は溶融可能な成形助剤を有する保護層が前記ストリップの前記表面に適用されることを特徴とする、請求項８〜１１のいずれか一項に記載のストリップを製造する方法。
13. ストリップ（Ｂ）が、焼鈍手順（状態「Ｏ」）後に、溶体化処理及び急冷手順（状態「Ｔ４」）後に、電気化学的に砂目立てされ、又は状態Ｈ１９で圧延されることを特徴とする、請求項８〜１２のいずれか一項に記載のストリップを製造する方法。
14. 方法ステップが製造ラインにおいて列をなして行われることを特徴とする、請求項８〜１３のいずれか一項に記載のストリップを製造する方法であって、
    − 前記ストリップをリールから巻き戻すこと（１）、
    − 前記ストリップを清浄化及び酸洗すること（４）、
    − 前記ストリップを電気化学的砂目立てすること（５）、及び、
    − 少なくとも幾つかの領域において、成形助剤及び／又は変換層（６）、又は保護オイルを適用すること、
    を含む、方法。
15. 変換層を適用した後に、溶融可能な成形助剤（８）を有する保護層が続いて適用されることを特徴とする、請求項８〜１４のいずれか一項に記載のストリップを製造する方法。
16. 請求項１〜７のいずれか一項に記載のシートから製造される自動車の成形シート。