特許 7418739 スライドファスナー用のＡｌ合金製パーツ及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-12

(45)【発行日】2024-01-22

(54)【発明の名称】スライドファスナー用のＡｌ合金製パーツ及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   A44B 19/44 20060101AFI20240115BHJP

【ＦＩ】

A44B19/44

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2020018253

(22)【出願日】2020-02-05

(65)【公開番号】P2021122517

(43)【公開日】2021-08-30

【審査請求日】2023-02-03

(73)【特許権者】

【識別番号】000006828

【氏名又は名称】ＹＫＫ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】599016431

【氏名又は名称】学校法人 芝浦工業大学

(74)【代理人】

【識別番号】110000523

【氏名又は名称】アクシス国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】芹澤 愛

(72)【発明者】

【氏名】石▲崎▼ 貴裕

(72)【発明者】

【氏名】森田 佳祐

(72)【発明者】

【氏名】小泉 琢哉

【審査官】須賀 仁美

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０７１８３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１８２５３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－０７４０６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１３５３６３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／１２２９３５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ４４Ｂ１９／００－１９／６４

Ｂ２１Ｄ５３／５０－５３／５６

Ｂ２２Ｄ１７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スライドファスナーに含まれるＡｌ合金製パーツ用の基材にして、Ａｌ合金を含有する基材を冷間加工する工程と、
前記冷間加工後、加圧チャンバー内で１３０～１８０℃の範囲内の温度の過熱水蒸気に前記基材をさらし、前記基材の表面にベーマイト皮膜を形成する工程を含み、
前記ベーマイト皮膜は、前記基材の直上に形成された第１層と、前記第１層を介して前記基材上に積層された第２層を含み、前記第１及び第２層において、相対的に小さいベーマイトの結晶粒が前記第１層に形成され、相対的に大きいベーマイトの結晶粒が前記第２層に形成されている、スライドファスナーに含まれるＡｌ合金製パーツの製造方法。

【請求項2】

前記Ａｌ合金は、Ａｌ－Ｃｕ－Ｍｇ系合金又はＡｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系合金であることを特徴とする請求項１に記載のＡｌ合金製パーツの製造方法。

【請求項3】

前記Ａｌ合金は、一般式：Ａｌ_aＣｕ_bＭｇ_cＭｎ_dＳｉ_e（ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅは質量％であり、ａは残部、３．５≦ｂ≦４．５、０．４０≦ｃ≦０．８０、０．４≦ｄ≦１．０、０．２≦ｅ≦０．８、不可避的不純物元素を含み得る）で示される組成、又は
一般式：Ａｌ_fＣｕ_gＭｇ_hＳｉ_iＣｒ_j（ｆ、ｇ、ｈ、ｉ及びｊは質量％であり、ｆは残部、０．１５≦ｇ≦０．４０、０．８≦ｈ≦１．２、０．４０≦ｉ≦０．８０、０．０４＜ｊ≦０．３５、不可避的不純物元素を含み得る）で示される組成を有することを特徴とする請求項２に記載のＡｌ合金製パーツの製造方法。

【請求項4】

前記過熱水蒸気に前記基材をさらした後に測定される前記基材のビッカース硬さは、１１５ＨＶ以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＡｌ合金製パーツの製造方法。

【請求項5】

前記ベーマイト皮膜の厚みは、０．５μｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＡｌ合金製パーツの製造方法。

【請求項6】

前記基材が時効硬化する請求項１乃至５のいずれか一項に記載のＡｌ合金製パーツの製造方法であって、
１３０～１８０℃の範囲内の温度の過熱水蒸気に前記基材をさらす時間は、前記基材の時効硬化曲線のピークに対応する時間である、Ａｌ合金製パーツの製造方法。

【請求項7】

前記スライドファスナーに含まれるＡｌ合金製パーツは、ファスナーエレメント、スライダー、スライダーの構成部品、又は止具であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のＡｌ合金製パーツの製造方法。

【請求項8】

スライドファスナーに含まれるＡｌ合金製パーツにして、
Ａｌ合金を含有する基材と、
前記基材上に形成されたベーマイト皮膜を備え、
前記ベーマイト皮膜は、前記基材の直上に形成された第１層と、前記第１層を介して前記基材上に積層された第２層を含み、前記第１及び第２層において、相対的に小さいベーマイトの結晶粒が前記第１層に形成され、相対的に大きいベーマイトの結晶粒が前記第２層に形成されている、Ａｌ合金製パーツ。

【請求項9】

前記ベーマイト皮膜の厚みは、０．５μｍ以上であることを特徴とする請求項８に記載のＡｌ合金製パーツ。

【請求項10】

前記基材は、１１５ＨＶ以上のビッカース硬さを有することを特徴とする請求項８又は９に記載のＡｌ合金製パーツ。

【請求項11】

前記Ａｌ合金は、Ａｌ－Ｃｕ－Ｍｇ系合金又はＡｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系合金であることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一項に記載のＡｌ合金製パーツ。

【請求項12】

前記Ａｌ合金は、一般式：Ａｌ_aＣｕ_bＭｇ_cＭｎ_dＳｉ_e（ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅは質量％であり、ａは残部、３．５≦ｂ≦４．５、０．４０≦ｃ≦０．８０、０．４≦ｄ≦１．０、０．２≦ｅ≦０．８、不可避的不純物元素を含み得る）で示される組成、又は
一般式：Ａｌ_fＣｕ_gＭｇ_hＳｉ_iＣｒ_j（ｆ、ｇ、ｈ、ｉ及びｊは質量％であり、ｆは残部、０．１５≦ｇ≦０．４０、０．８≦ｈ≦１．２、０．４０≦ｉ≦０．８０、０．０４＜ｊ≦０．３５、不可避的不純物元素を含み得る）で示される組成を有することを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか一項に記載のＡｌ合金製パーツ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示はスライドファスナー用のＡｌ合金製パーツ及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

スライドファスナーは、衣類や鞄に取り付けられるため、軽量化が望まれている。既存の多くのスライドファスナーは、銅合金のめっき物といった金属製パーツを含むが、スライドファスナーの更なる軽量化のためより軽量なアルミニウムも採用されている。

【0003】

スライドファスナーの金属製パーツのためにアルミニウムを使用することに関して、特許文献１には、アルミニウムに対して上手くめっきを施すための技術が開示されている。同文献では、アルミニウムは、めっきを施し難い材料であると説明されている。同文献では、その上で所定の層構成の金属部材が開示されている（同文献の請求項１参照）。

【0004】

また、アルミニウムを原材料とするスライドファスナー用パーツに対しては、耐摩耗性や耐腐食性の向上のために、アルマイト処理を施すことが知られている（例えば、特許文献２を参照）。

【0005】

特許文献３では、Ａｌ合金の強度不足が技術的な課題として挙げられている。特許文献３では、この課題の解決のため、時効硬化型のアルミニウムと適切な製造工程の採用を開示している。具体的には、Ａｌ合金の棒材を冷間圧延によりＹバーとし、時効熱処理することによりＡｌ合金内に析出物を生成することが開示されている（同文献の段落００４２参照）。

【0006】

特許文献４は、スライドファスナーの金属製パーツに関するものではないが、Ａｌ合金に対して水蒸気処理を施し、その表面に防食皮膜を形成することを開示する。この防食皮膜は、一水和アルミニウム酸化物（ＡｌＯ（ＯＨ））とＡｌ系層状複水酸化物（ＬＤＨ）から成る。特許文献４には、水蒸気処理の過程でＡｌ合金内で析出物が形成され、Ａｌ合金の強度が向上することも記載されている（同文献の段落００２７等）。

【0007】

特許文献５にはＡｌ合金から成るアルミニウム缶を水蒸気中に保持してアルミニウム缶にベーマイトを形成することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】国際公開第２０１８／１２２９３５号

【文献】特開２００３－１９３２９３号公報

【文献】国際公開第２０１７／０６１２６９号

【文献】国際公開第２０１７／１３５３６３号

【文献】特開平３－１５８４７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

耐食性、耐摩耗性、及び硬さという３つの特性の全て（又は少なくとも２つ（例えば、耐食性と硬さ、又は耐摩耗性と硬さ））を満足するアルミニウム合金製のファスニングパーツを提供するという課題がある。特許文献２に記載の所望の硬さのアルミニウム合金を使用するとしても何ら皮膜がないため、その耐食性及び耐摩耗性を低いものと言える。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本開示の一態様に係るスライドファスナーに含まれるＡｌ合金製パーツの製造方法は、スライドファスナーに含まれるＡｌ合金製パーツ用の基材にして、Ａｌ合金を含有する基材を冷間加工する工程と、
冷間加工後、加圧チャンバー内で１３０～１８０℃の範囲内の温度の過熱水蒸気に基材をさらし、基材の表面にベーマイト皮膜を形成する工程を含み、
ベーマイト皮膜は、基材の直上に形成された第１層と、第１層を介して基材上に積層された第２層を含み、第１及び第２層において、相対的に小さいベーマイトの結晶粒が第１層に形成され、相対的に大きいベーマイトの結晶粒が第２層に形成されている。

【0011】

幾つかの実施形態においては、ベーマイト皮膜に含まれるアルミニウム元素は、第２層よりも第１層に高密度に分布している。アルミニウム元素の分布は、ＥＰＭＡ（Electron Probe Micro Analyzer）分析に基づいて観察され得る。

【0012】

幾つかの実施形態においては、Ａｌ合金は、Ａｌ－Ｃｕ－Ｍｇ系合金又はＡｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系合金である。幾つかの実施形態においては、Ａｌ合金は、一般式：Ａｌ_aＣｕ_bＭｇ_cＭｎ_dＳｉ_e（ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅは質量％であり、ａは残部、３．５≦ｂ≦４．５、０．４０≦ｃ≦０．８０、０．４≦ｄ≦１．０、０．２≦ｅ≦０．８、不可避的不純物元素を含み得る）、又は一般式：Ａｌ_fＣｕ_gＭｇ_hＳｉ_iＣｒ_j（ｆ、ｇ、ｈ、ｉ及びｊは質量％であり、ｆは残部、０．１５≦ｇ≦０．４０、０．８≦ｈ≦１．２、０．４０≦ｉ≦０．８０、０．０４＜ｊ≦０．３５、不可避的不純物元素を含み得る）で示される組成を有する。

【0013】

幾つかの実施形態においては、過熱水蒸気に基材をさらした後に測定される基材のビッカース硬さは、１１５ＨＶ以上である。

【0014】

幾つかの実施形態においては、ベーマイト皮膜の厚みは、０．５μｍ以上である。ベーマイト皮膜の厚みは、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）画像の観察に基づいて決定することができるが、この方法に限られない。ベーマイト皮膜の厚みは、ＥＰＭＡ（Electron Probe Micro Analyzer）分析に基づいて観察され得る。ＥＰＭＡ分析では、ベーマイト皮膜に含まれる酸素の分布に基づいてベーマイト皮膜の厚みを決定することができる。

【0015】

幾つかの実施形態においては、基材が時効硬化し、
１３０～１８０℃の範囲内の温度の過熱水蒸気に基材をさらす時間は、基材の時効硬化曲線のピークに対応する時間である。

【0016】

幾つかの実施形態においては、スライドファスナーに含まれるＡｌ合金製パーツは、ファスナーエレメント、スライダー、スライダーの構成部品、又は止具である。

【0017】

本開示の別態様に係るＡｌ合金製パーツは、スライドファスナーに含まれるＡｌ合金製パーツである。Ａｌ合金製パーツは、Ａｌ合金を含有する基材と、基材上に形成されたベーマイト皮膜を備える。ベーマイト皮膜は、基材の直上に形成された第１層と、第１層を介して基材上に積層された第２層を含み、第１及び第２層において、相対的に小さいベーマイトの結晶粒が第１層に形成され、相対的に大きいベーマイトの結晶粒が第２層に形成されている。

【0018】

幾つかの実施形態においては、ベーマイト皮膜の厚みは、０．５μｍ以上である。

【0019】

幾つかの実施形態においては、基材は、１１５ＨＶ以上のビッカース硬さを有する。

【0020】

幾つかの実施形態においては、Ａｌ合金は、Ａｌ－Ｃｕ－Ｍｇ系合金又はＡｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系合金である。幾つかの実施形態においては、Ａｌ合金は、一般式：Ａｌ_aＣｕ_bＭｇ_cＭｎ_dＳｉ_e（ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅは質量％であり、ａは残部、３．５≦ｂ≦４．５、０．４０≦ｃ≦０．８０、０．４≦ｄ≦１．０、０．２≦ｅ≦０．８、不可避的不純物元素を含み得る）で示される組成、又は一般式：Ａｌ_fＣｕ_gＭｇ_hＳｉ_iＣｒ_j（ｆ、ｇ、ｈ、ｉ及びｊは質量％であり、ｆは残部、０．１５≦ｇ≦０．４０、０．８≦ｈ≦１．２、０．４０≦ｉ≦０．８０、０．０４＜ｊ≦０．３５、不可避的不純物元素を含み得る）で示される組成を有する。

【発明の効果】

【0021】

本開示の一態様によれば、耐食性、耐摩耗性、及び必要な硬さという３つの特性の全て（又は少なくとも２つ（例えば、耐食性と硬さ、又は耐摩耗性と硬さ））を満足するアルミニウム合金製のファスニングパーツを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】スライドファスナーの一例のスライドファスナーの概略的な正面図である。

【図2】ファスナーエレメント同士の噛合状態を示す拡大模式図である。

【図3】（ａ）は、断面円形状の基材を示し、（ｂ）は、円形からＹ字状に冷間加工された基材を示す。

【図4】基材表面上にベーマイト皮膜が形成されることを示す概略図である。

【図5】実施例１のサンプルのＳＥＭ画像を示す。

【図6】図５に示したサンプルのＥＰＭＡ元素分析結果を示す。

【図7】実施例１のサンプルのＸＲＤプロファイルを示す。

【図8】実施例２のサンプルのＳＥＭ画像を示す。ＳＥＭ画像には、サンプル上面も映り込んでいる。

【図9】実施例３のサンプルのＳＥＭ画像を示す。ＳＥＭ画像には、サンプル上面も映り込んでいる。

【図10】実施例４のサンプルのＳＥＭ画像を示す。ＳＥＭ画像には、サンプル上面も映り込んでいる。

【図11】実施例４のサンプルのＥＰＭＡ元素分析結果を示す。

【図12】比較例３のサンプルのＳＥＭ画像を示す。ＳＥＭ画像には、サンプル上面も映り込んでいる。

【図13】比較例３のサンプルのＥＰＭＡ元素分析結果を示す。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、図１乃至図１３を参照しつつ、様々な実施形態及び特徴について説明する。スライドファスナーは、物理的な衝撃又は摺動といった外力を受けやすい。また、スライドファスナーが取り付けられた衣服が洗濯のために酸又はアルカリ溶液に浸されることもあり、化学的な耐性も要求される。このようにスライドファスナー、とりわけ、そこに含まれる金属製パーツには耐食性、耐摩耗性、及び必要な硬さを満足することが重要になる。

【0024】

スライドファスナーに含まれるＡｌ合金製パーツの耐食性及び耐摩耗性を向上させるため、アルマイト処理又は電気めっきといった電気的な処理を行うことが知られている。しかしながら、電気的な処理のための設備が必要となり、製造コストが高くなってしまうことがある。また、その処理に際して廃液が生じる場合があり、環境性能が高くないものと言える。そもそも、スライドファスナーに含まれるＡｌ合金製パーツは、特殊な形状をした小型部品であるため、取り扱いが容易ではなく、ファスナーテープへの取付方法も検討事項になる。これらの観点から、Ａｌ合金製パーツの改良された化学及び機械的特性（例えば、耐食性、耐摩耗性、及び硬さ）を、低コスト及び／又は環境性能が高い方法で実現することが有益である。

【0025】

図１は、スライドファスナーの非限定の一例としてスライドファスナー１を示す。左右のファスナーテープ１０の対向側縁にはアルミニウム合金（以下、Ａｌ合金）製のファスナーエレメント２０がその塑性変形により取り付けられている。ファスナーエレメント２０の列前端にはＡｌ合金製の前止め９６が設けられ、その列後端にはＡｌ合金製の後止め９７が設けられる。左右のファスナーエレメント２０を開閉するためのスライダー９１は、ダイカスト成形ではなく、Ａｌ合金製平板の様々な加工を経て製造される。ファスナーエレメント２０、スライダー９１、前止め９６及び後止め９７は、いずれも本願明細書で言うスライドファスナーに含まれるＡｌ合金製パーツである。言うまでも無く、これら全パーツに共通の素材（Ａｌ合金）を用いる必要はない。

【0026】

ファスナーエレメント２０は、図２に示すようにテープ側縁部１２を上下から挟む上下の脚部３１と上下の脚部３１を連結する頭部４０を有する。頭部４０は、前側突起４１と後側凹部４２を有する。前後方向に隣接する左右のファスナーエレメント２０間において前側突起４１と後側凹部４２が嵌合し、左右のファスナーエレメント２０同士の噛合が達成される。なお、ファスナーエレメント２０は、図示の形状に限られず、他の形状のものも採用可能である。

【0027】

本実施形態では、（１）スライドファスナーに含まれるＡｌ合金製パーツ用の基材にして、Ａｌ合金を含有する基材を冷間加工する工程と、（２）冷間加工後、加圧チャンバー内で１３０～１８０℃の範囲内の温度の過熱水蒸気に基材をさらし、基材の表面にベーマイト皮膜を形成する工程を含む。Ａｌ合金を水蒸気にさらすことによりベーマイト（一水和アルミニウム酸化物：ＡｌＯ（ＯＨ））皮膜を形成することは、環境負荷の低い、即ち、環境に優しいプロセスである。しかしながら、Ａｌ合金を水蒸気にさらすことによってＡｌ合金の硬さが変化してしまう。

【0028】

上述の（１）の工程において、基材を冷間加工、例えば、室温で塑性変形することにより基材に加工硬化（strain-hardening/work-hardening）が生じる。幾つかの場合、基材の冷間加工は、基材をスライドファスナーのＡｌ合金製パーツに形状付ける過程で行われる。図３に示す場合、所望の合金組成を有するように鋳造されたＡｌ合金製の棒材２（図３（ａ）参照）が、ダイ（不図示）とコア６により断面Ｙ字状のＹバー２’に冷間圧延される。冷間加工率は、５０％以上であり得る。棒材２に対して冷間圧延等することなく、棒材２をＹバー２’に加圧成形する過程でＡｌ合金の硬さが高められる。無論、棒材２を冷間圧延し、続いて棒材２をＹバー２’に形状付けても良い。本段落で述べた特徴は、Ａｌ合金製の板材の塑性加工を経て製造されるスライダー９１にも通用する。しかしながら、そのようなスライダー９１の製法自体は公知であり、その詳細な説明は省略する。スライダー９１の引手についても同様である。

【0029】

上述の（２）の工程において基材上にベーマイト皮膜が形成される。純水を気化して得た水蒸気をベーマイト皮膜３（図４参照）の形成のために用いることができる。例えば、チャンバー内において純水をヒーターで加熱して蒸発させ、チャンバーの内部空間を飽和水蒸気で満たす。チャンバー内の水蒸気を別のヒーターで目標温度まで昇温させる。このようにして所望温度の過熱水蒸気の雰囲気が得られる。勿論、外部で生成した過熱水蒸気をチャンバー内に供給しても良い。水蒸気温度１３０℃～１８０℃の場合、チャンバー内の圧力は、約０．３～１．０ＭＰａである。

【0030】

過熱水蒸気の生成又は供給前、チャンバー内には予め基材が配置され、基材と水蒸気の接触によって基材の表面にベーマイト皮膜が形成される。ファスナーテープにファスナーエレメントが予め取り付けられていれば、チャンバー内においてファスナーテープを吊ることができる。ファスナーエレメントの表面にむら無くベーマイト皮膜３が形成されることが促進される。引手、スライダーについても同様、チャンバー内に吊り下げることができる。吊り下げることの代替として、メッシュ容器に基材を投入しても良い。チャンバーとしてオートクレーブを用いることができるが、これに限られない。

【0031】

なお、ベーマイト皮膜３は、一水和アルミニウム酸化物（ＡｌＯ（ＯＨ））のみから成り、特許文献３に記載のようなＡｌ系の層状複水酸化物（Layered Double Hydroxide：以下、場合によりＬＤＨと称することがある）を含まない。実施例１～４において、Ｘ線回折の結果、ベーマイト皮膜にＬＤＨが存在しないことが確認された。

【0032】

図４に模式的に示すように、ベーマイト皮膜３は、基材２の直上に形成された第１層（緻密層）３ａと、第１層３ａを介して基材２上に積層された第２層（結晶層）３ｂを含む。第１及び第２層３ａ，３ｂにおいて、相対的に小さいベーマイトの結晶粒が第１層３ａに形成され、相対的に大きいベーマイトの結晶粒が第２層３ｂに形成される。第１層３ａの厚みは、第２層３ｂの厚み以下であり得る。確証はしないが、Ａｌ合金の基材からのアルミニウムの供給が緻密層により阻害されている可能性がある。第１層において微小な結晶粒が高密度に形成され、耐食性及び耐摩耗性が高められると考えられる。水蒸気に基材がさらされて基材が軟化してしまうおそれがあるが、上述の（１）の工程において事前に基材の硬さが高められている。従って、基材が時効硬化型ではないＡｌ合金から成る場合においても、（２）の工程の後に基材の所望の硬さを確保することができる。結果として、耐食性、耐摩耗性、及び必要な硬さを満足するスライドファスナー用のＡｌ合金製パーツを提供することが可能になる。

【0033】

相対的に小さいベーマイトの結晶粒が第１層３ａに形成され、相対的に大きいベーマイトの結晶粒が第２層３ｂに形成されることは、Ａｌ合金製パーツの切断面のＳＥＭ画像に基づいて観察するものとする。すなわち、結晶粒の３次元寸法を特定する必要はない。図５は、実施例１のＡｌ合金製パーツの断面のＳＥＭ画像を示す。図５の第１層で観察される結晶粒は、図５の第２層で観察される結晶粒よりも小さいことがＳＥＭ画像の観察から分かる。そして、本実施形態では、このようにベーマイトが２層で構成され、緻密層である第１層を持つ点で、沸騰水処理によるベーマイトとは異なる。この緻密層である第１層を持つことにより、耐食性や耐摩耗性がさらに向上しているものと考えられる。

【0034】

上述の（２）の工程に関して、Ｙバー２’の切断によりＹバー２’から取り出された個々のファスナーエレメントを過熱水蒸気にさらすことができ、これによりファスナーエレメントの全表面にベーマイト皮膜を形成することができる。過熱水蒸気処理されるファスナーエレメントは、ファスナーテープのテープ側縁部に取り付けられている状態でも取り付けられていない状態でも良い。過熱水蒸気の温度を１５０℃以下とすることによりファスナーテープの熱変色といった問題が生じることを回避又は抑制することができる。

【0035】

必ずしもこの限りではないが、Ａｌ合金は、Ａｌ－Ｃｕ－Ｍｇ系合金である。例えば、Ａｌ合金は、一般式：Ａｌ_aＣｕ_bＭｇ_cＭｎ_dＳｉ_e（ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅは質量％であり、ａは残部、３．５≦ｂ≦４．５、０．４０≦ｃ≦０．８０、０．４≦ｄ≦１．０、０．２≦ｅ≦０．８、不可避的不純物元素を含み得る）で示される組成、又は一般式：Ａｌ_fＣｕ_gＭｇ_hＳｉ_iＣｒ_j（ｆ、ｇ、ｈ、ｉ及びｊは質量％であり、ｆは残部、０．１５≦ｇ≦０．４０、０．８≦ｈ≦１．２、０．４０≦ｉ≦０．８０、０．０４＜ｊ≦０．３５、不可避的不純物元素を含み得る）で示される組成を有する。国際アルミニウム合金名に準拠すれば、２０００番台のＡｌ－Ｃｕ系合金（ジュラルミン、超ジュラルミン）、６０００番台のＡｌ－Ｍｇ－Ｓｉ系合金、Ａｌ－Ｍｇ－Ｓｉ－Ｃｕ系合金を使用可能である。

【0036】

有利には、Ａｌ合金は、時効硬化する特性を有する。上述の（２）の工程において基材が過熱水蒸気にさらされ、基材内に析出物が生成される。基材において析出物が分散して形成され、Ａｌ合金の硬さが高められる。析出物は、転位の障害物として機能するものであり、基材の組成に含まれる２以上の金属から成る金属間化合物であり得る。ただし、上述の（２）の工程において析出強化（precipitation strengthening）が生じることは必須ではないことに留意されたい。Ａｌ合金の過時効による軟化を回避するために水蒸気処理の適切な時間が決定される。ベーマイト皮膜３の厚みは、水蒸気処理の時間に相関し、０．５μｍ以上である。幾つかの場合、ベーマイト皮膜３の厚みは、０．８～１．５μｍの範囲内であり得る。

【0037】

過熱水蒸気に基材をさらす時間は、過熱水蒸気の温度、Ａｌ合金の時効特性、基材の目標硬さなどに応じて試験的に決定することができる。例えば、時効硬化型の基材に関して、１３０～１８０℃の範囲内の温度の過熱水蒸気に基材をさらす時間は、時効硬化曲線のピークに対応する時間である。時効硬化曲線は、時間の経過と共に基材の硬さが放物線の如く変化する曲線部分を含む。硬さが最大となるのに要する時間だけ基材を水蒸気にさらすことにより基材の硬さをより十分なものにすることができる。具体的には、過熱水蒸気に基材をさらす時間は、５時間又は３時間又は２時間又は１時間以下である。

【0038】

過熱水蒸気に基材をさらした後に測定される基材のビッカース硬さは、１１５ＨＶ以上である。上述のように、上述の（１）の工程において事前に基材の硬さが高められているため、過熱水蒸気処理後において基材の硬さを高めることができる。基材が時効硬化型のＡｌ合金から成る場合、水蒸気処理の時間を適切に設定することで基材のビッカース硬さを更に高めることができる。硬度の測定は、マイクロビッカース硬さ試験機（ＨＭ－１０３、株式会社ミツトヨ製）を使用するものとする。ベーマイト皮膜を機械研磨して除去した試料表面について測定するものとする。測定条件に関しては、試験荷重２．９４Ｎ、荷重時間１５秒とする。

【0039】

以下、実施例について説明する。実施例は、単なる参考までのものであり、当業者は、上述の説明に基づいて様々な条件でＡｌ合金製パーツを試作することを試みるであろう。
＜実施例１＞
Ａ６０６１（国際アルミニウム合金名に準拠）のＡｌ合金の平板材を冷間圧延し（圧下率５０％）、打ち抜き加工によって平板材からスライダー用引手の形状を有する基材を得た。この基材は、少なくとも一つの孔を有する。次に、基材をチャンバー内のジグに吊り下げた。チャンバー内の純水（電気伝導率０．１ｍＳ／ｍ以下）をヒーターで過熱して気化させ、チャンバー内の別のヒーターにより水蒸気を１８０℃まで昇温し、２４時間に亘り基材を過熱水蒸気にさらした。チャンバー内の圧力は、１ＭＰａである。このようにして基材の表面にベーマイト皮膜を形成することができた。

【0040】

図５は、実施例１のサンプルのＳＥＭ画像を示す。図５に示すようにベーマイト皮膜は、相対的に小さいベーマイト結晶粒が密集した第１層（緻密層）と、相対的に大きいベーマイト結晶粒が密集した第２層（結晶層）を有する。図５は、拡大率３０，０００倍のＳＥＭ画像である。ベーマイト皮膜を除去して計測された基材のビッカース硬さは、１１５ＨＶであった。

【0041】

図６は、図５に示したサンプルのＥＰＭＡ元素分析結果を示す。酸素分布とアルミニウム分布に基づいてベーマイト皮膜が第１及び第２層を有するように形成されていることが確認できた。なお、皮膜厚みは、酸素分布（第１段の最も右の画像を参照）に基づいて決定できる。第１及び第２層の境界は、アルミニウム分布の差（第２段の左から２番目の画像を参照）に基づいて決定できる。図７は、実施例１のサンプルのＸＲＤプロファイルを示す。図７からＬＤＨが形成されず、ベーマイトが形成されていることが確認できた。なお、ベーマイトのピークは、１４°付近にある。

【0042】

実施例１で得られた引手（ベーマイト皮膜付きの基材）について耐食試験、硬さ試験、耐摩耗試験を行った。耐食試験では、試験片（引手）を０．１％水酸化ナトリウム水溶液に投入し、撹拌しながら９０℃×１５分浸漬し、この処理の前後における試験片の重量変化を算出し、この算出値に基づいて耐食性を評価する。硬さ試験は、マイクロビッカース硬さ試験機（ＨＭ－１０３、株式会社ミツトヨ製）を使用した。ベーマイト皮膜を機械研磨して除去した試料表面について測定した。測定条件に関しては、試験荷重２．９４Ｎ、荷重時間１５秒とした。耐摩耗試験は、往復摩耗試験機（TRIBOGEAR Type30S 新東化学株式会社）を用いた。試験荷重2.0kg，移動速度に関して196回往復/minとした。引手の相手材としてA5056のアルマイト材を用いた。皮膜に到達する傷があるか否かを観察して行った。これらの結果から、実施例１の引手（ベーマイト皮膜付きの基材）は、基材硬さ、耐食性、及び耐摩耗性において良好な結果が確認できた。

【0043】

実施例２は、水蒸気温度を１３０℃とした点を除いて実施例１と同様である。実施例３は、基材の材料が異なる点を除いて実施例１と同様である。実施例４では、実施例３と同一の基材の材料を用い、水蒸気温度を１３０℃とした。この他は、実施例１と同様である。

【0044】

図８は、実施例２のサンプルのＳＥＭ画像を示し、図９は、実施例３のサンプルのＳＥＭ画像を示し、図１０は、実施例４のサンプルのＳＥＭ画像を示す。図１１は、実施例４のサンプルのＥＰＭＡ元素分析結果を示す。実施例２～４でも実施例１と同様の結果を確認できた。

【0045】

表１は、合金種類、水蒸気処理温度、及びベーマイト皮膜厚を実施例毎に示す。表２は、（水蒸気処理後の）硬さ試験、耐食試験、及び耐摩耗試験の結果を実施例毎に示す。全実施例において基材硬さが１１５ＨＶ以上であり、スライドファスナーのＡｌ合金製パーツ用途に十分な硬さと言える。全実施例において良好な耐食性が確認できた。耐摩耗性については、実施例１において基材に到達する傷が観察されたが、その個数は、許容範囲内である。
［表１］

［表２］

【0046】

比較例１は、実施例３，４と比較して水蒸気温度を変更したものである。比較例２は、実施例１，２と比較して水蒸気温度を変更したものである。いずれの比較例においても基材硬さが１００ＨＶ以下であり、実施例と同等の結果が得られなかった。比較例３は、過熱水蒸気処理に代えて１００℃の水に引手を浸漬して引手表面のベーマイト皮膜を形成したものである。比較例３について図１２に示すＳＥＭ画像と図１３に示す元素分析結果から単層のベーマイト皮膜が形成されていることが確認できた。比較例４はアルマイト処理したものである。基材硬さは必要条件を満たすが、電気的処理のための設備や加工のコストがとても高いというデメリットがある。

【0047】

上述の教示を踏まえると、当業者をすれば、各実施形態に対して様々な変更を加えることができる。請求の範囲に盛り込まれた符号は、参考のためであり、請求の範囲を限定解釈する目的で参照されるべきものではない。

【符号の説明】

【0048】

２ 基材
３ ベーマイト皮膜
３ａ 第１層
３ｂ 第２層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】