なぜアルミニウムバブルなのか

02/04 2026

アルミニウム シートの表面欠陥を、まるで金属が生きていて息を吐き出しているかのように「泡立っている」とよく表現します。遠くから見ると、小さなドーム、ブリスター、または盛り上がったパッチのように見えます。これは、圧延、成形、塗装、粉体塗装、陽極酸化処理後、または使用中にも現れます。ただし、材料の観点から見ると、アルミニウムは液体のように泡立ちません。あなたが見ているのは、熱、圧力、または化学物質によって外側に押し出された、すでに内部にあったもの（ガス、湿気、含有物、汚染、または不安定な界面）を明らかにしているシートです。

アルミニウムの泡立ちを理解するユニークな方法は、シートを密封された封筒のように扱うことです。エンベロープが加熱または変形したときに、エンベロープ内の何かが膨張、反応、または粘着力を失うと、空間を作ろうとします。結果は水疱です。

アルミ板の「泡立ち」の様子

実際の生産では、「アルミニウム バブル」は、次のような関連する現象を指します。

塗装または粉体塗装後に盛り上がったブリスター、オーブンで硬化した後に目立つことが多い
陽極酸化後の膨れ、圧延方向に沿って局所的に発生する場合がある
深絞り、スタンピング、または曲げ後の膨らみ
熱にさらされた後にのみ見えるようになる表面下の層間剥離

見た目は似ていても、根本的な原因は異なります。気泡が現れるのは、コーティング前、成形中、硬化中、または現場での暴露後です。

主な原因は「プレッシャー＋弱点」として解説

アルミニウムのバブリングには、ほとんどの場合 2 つの材料が必要です。

圧力源：膨張またはガスを発生するもの
弱点: 分離する可能性のある界面または欠陥

水素と水分: 古典的な圧力源

水素は水膨れに関与する最も一般的なガスです。これは、溶解、鋳造、不適切な脱気、湿ったスクラップ、潤滑剤、または水の汚染中に発生する可能性があります。水素は液体アルミニウムには溶けますが、固体アルミニウムにははるかに溶けにくいため、凝固中に多孔質が形成される可能性があります。この多孔性は、熱によってガスが膨張する後の処理まで目に見えないままになる可能性があります。

コーティングラインでは、コーティングの下に閉じ込められた水分や溶剤も硬化中に圧力を発生させる可能性があります。前処理と乾燥が制御されていない場合、コーティングは「外皮」となり、閉じ込められた揮発性物質は「圧力」となります。

圧延、焼きなまし、閉じ込められた欠陥: 弱点

気孔が存在する場合でも、圧延、焼鈍、または溶体化熱処理を行うまでは気泡が見られない場合があります。ローリングにより空隙が伸びる可能性があります。アニーリングによりガスが凝集する可能性があります。熱処理可能な合金の溶体化熱処理は、特に厚いシートやプレートの場合、内部欠陥が膨張して膨れとして現れる可能性があります。

弱い部分は、非金属介在物、酸化膜、または鋳造欠陥による接合不良によっても生じる可能性があります。鋳造または熱間圧延中に酸化物の「フィルム」が金属に折り畳まれると、それはあらかじめ作られた亀裂面のように機能します。熱と圧力をかけて表面を持ち上げてブリスター状にします。

表面の汚染: 気泡が実際にはコーティングの欠陥である場合

エンドユーザーから報告される「気泡」の多くは、金属の水ぶくれではなく、コーティングの水ぶくれです。金属は大丈夫かもしれませんが、アルミニウムとコーティングの間の界面は、油、回転潤滑剤、指紋（塩化物）、不十分な化成皮膜、または不適切な陽極酸化処理により破損します。コーティングの粘着力が失われると、内部の蒸気圧によって膨れが見えるようになります。

合金と質: 一部のシートが他のシートよりも泡立ちやすい理由

アルミニウム合金と質が異なると、組成、析出挙動、一般的な加工ルートが異なるため、挙動も異なります。

非熱処理合金 (1000、3000、5000 シリーズ) は成形性に優れていることが多く、板材としてよく使用されます。これらのファミリでの気泡は、熱処理のブリスターではなく、鋳造/圧延の清浄度、水素の多孔性、またはコーティングプロセスの問題に関連していることがよくあります。

熱処理可能な合金 (2000、6000、7000 シリーズ) は、溶体化熱処理または高温暴露中に膨れが発生しやすい可能性があります。内部多孔性が存在する場合、熱サイクルが高くなるとそれが現れる可能性があります。自動車および建築用シートに使用される 6xxx 合金では、前処理と基材の清浄度が調整されていない場合、塗装ベーク サイクル後に膨れが発見されることがあります。

気性も重要です。完全に焼きなましされた O 焼き戻しはより柔らかく、容易に形成され、その後の加熱まで内部欠陥を「隠す」ことができます。 H 焼き戻し (ひずみ硬化) にはさまざまな残留応力があり、成形中に欠陥がどのように開くかに影響を与える可能性があります。 T テンパー (熱処理) には熱処理が必要で、内部にガスが存在するとブリスターが発生する可能性があります。

一般的なシートのテンパーとその意味:

O 焼き戻し: 焼き鈍し、成形性は最高ですが、後で加熱すると潜在的な気孔が現れる可能性があります
H14/H24: ひずみ硬化 (H24 では部分的に焼きなまし) され、成形が安定しています。膨れは通常、基材の欠陥または表面処理/コーティングの問題を示しています
T4/T6 (6xxx に典型的): 溶体化処理と時効処理が含まれます。品質に一貫性がない場合、熱にさらされると内部のガスに関連したブリスターが現れる可能性があります。

実際に水疱のリスクに影響を与えるパラメータ

水ぶくれはランダムに発生するものではありません。測定可能なパラメータに応答します。

温度と浸漬時間が最大の要因となります。硬化温度が高く、滞留時間が長く、ランプ速度が速いと、内部圧力が上昇し、金属とコーティングの界面が柔らかくなります。

シートの厚さは重要です。シートが厚いと熱勾配が捕らえられ、鋳造関連の細孔が大きくなる可能性がありますが、ゲージが薄いとコーティング対基材の比率が高いため、表面の汚染の影響をより受けやすくなります。

表面粗さと清浄度は、コーティングの膨れの原因となります。粗さは濡れに影響します。汚れは付着力を低下させます。前処理の化学的性質と脱イオン水の品質はブリスター耐性に大きく影響します。

形成の重大度が重要です。深絞りと狭い半径の曲げにより、表面下の積層や気孔が開き、目に見えない欠陥が目に見えるドームに変わる可能性があります。

実装基準と品質管理のタッチポイント

製造および購入において、ブリスター制御は、アルミニウム シートの仕様を認知された規格およびプロセス チェックにリンクすることによって最も適切に処理されます。

アルミニウムのシートとプレートは通常、化学組成、機械的特性、寸法公差を定義する ASTM B209 (またはヨーロッパでは EN 485 シリーズ) に準拠して供給されます。航空宇宙用途または高信頼性用途の場合、内部品質に関する追加の要件が指定される場合があります。

コーティングの場合、前処理と試験基準も同様に重要です。化成皮膜と陽極酸化処理は通常、プロセス仕様によって管理され、耐ブリスター性は、硬化後の湿度試験、塩水噴霧試験、または接着試験によってチェックされることがよくあります。

気泡のリスクを軽減する実際的な制御には、溶融物の脱気、濾過、クリーンな鋳造の実践、重要なプレートの超音波検査、制御された圧延および焼鈍スケジュール、およびコーティング前の規律ある前処理/乾燥が含まれます。

化学特性表（代表組成、wt.%）

以下は、一般的なアルミニウム板合金に関する簡潔な参考資料です。値は、一般的な規格に基づく一般的な最大値または範囲です。正確な制限は、管理仕様 (ASTM B209、EN 573 など) によって異なります。

顧客向けの要点: バブリングは「システム」の問題です

シートの観点から見ると、単一の要因によって気泡が発生することはほとんどありません。通常、これは基板の品質、熱履歴、表面処理、仕上げプロセスの間の相互作用です。水ぶくれのない結果が必要な場合は、次の要素を調整します。

使用する成形および加熱ステップに適した合金と焼き戻しを選択してください
規格を明確に指定し（ASTM B209 / EN 485）、必要に応じて内部品質要件を追加します。
硬化または溶液処理時の熱サイクルを制御し、湿気や溶剤の閉じ込めを回避します。
コーティングまたは陽極酸化の前に、強力な表面清浄度と前処理の一貫性が要求されます

アルミニウムが「泡立つ」とき、それは不正な動作をしているのではなく、通信を行っています。このシートは、どこにガスが閉じ込められているか、どこに接着力が弱いか、またはプロセスの化学的性質や温度によって材料が静かな限界を超えている場所を示します。そのメッセージに耳を傾けることは、表面上の欠陥を制御可能な変数に変える方法です。

https://www.aluminumplate.net/a/why-aluminum-bubble.html