JP2000144491A - Ｓｉ系アルミニウム合金の陽極酸化処理方法 - Google Patents
Ｓｉ系アルミニウム合金の陽極酸化処理方法Info
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- JP2000144491A JP2000144491A JP10319462A JP31946298A JP2000144491A JP 2000144491 A JP2000144491 A JP 2000144491A JP 10319462 A JP10319462 A JP 10319462A JP 31946298 A JP31946298 A JP 31946298A JP 2000144491 A JP2000144491 A JP 2000144491A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 孔径の大きな多孔被膜を得ること、Ｓｉ
が存在しても平坦な酸化膜を得ることのできるＳｉ系ア
ルミニウム合金の陽極酸化処理方法を提供する。 【解決手段】 図（ａ）はＡＣ８Ｃアルミニウム合金鋳
物の断面図であり、母材１０はアルミニウム１１に右か
ら左へＳｉ粒１２，１３，１４が分散しているとする。
図（ｂ）は陽極酸化処理後の状態を示し、ふっ化カリウ
ムの腐食作用で母材１０の表皮が溶解し、Ｓｉ粒１２，
１３が露出する。これらＳｉ粒１２，１３，１４がふっ
化カリウムの作用で溶解して、小さくなり、この結果、
Ｓｉ粒１２，１３，１４が存在するにも拘らず、酸化膜
１６が良好に成長する。この結果、酸化膜１６の上端は
揃うため、面粗度は小さくなり、膜厚はほぼ一定とな
る。電解液にはりん酸ナトリウムを含むため、孔径ｄは
十分に大きくなる。
が存在しても平坦な酸化膜を得ることのできるＳｉ系ア
ルミニウム合金の陽極酸化処理方法を提供する。 【解決手段】 図（ａ）はＡＣ８Ｃアルミニウム合金鋳
物の断面図であり、母材１０はアルミニウム１１に右か
ら左へＳｉ粒１２，１３，１４が分散しているとする。
図（ｂ）は陽極酸化処理後の状態を示し、ふっ化カリウ
ムの腐食作用で母材１０の表皮が溶解し、Ｓｉ粒１２，
１３が露出する。これらＳｉ粒１２，１３，１４がふっ
化カリウムの作用で溶解して、小さくなり、この結果、
Ｓｉ粒１２，１３，１４が存在するにも拘らず、酸化膜
１６が良好に成長する。この結果、酸化膜１６の上端は
揃うため、面粗度は小さくなり、膜厚はほぼ一定とな
る。電解液にはりん酸ナトリウムを含むため、孔径ｄは
十分に大きくなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＳｉ系アルミニウム
合金の陽極酸化処理方法に関する。
合金の陽極酸化処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウム合金を陽極酸化処理する表
面処理方法は広く採用されている。陽極酸化処理法は、
アルミニウム合金を陽極として電解液中で、直流を流す
と水が分解して酸素を発生し、この酸素がアルミニウム
と反応してＡｌ2Ｏ3を生成する。このＡｌ2Ｏ3は不動態
の酸化膜であり、耐食性に優れている。
面処理方法は広く採用されている。陽極酸化処理法は、
アルミニウム合金を陽極として電解液中で、直流を流す
と水が分解して酸素を発生し、この酸素がアルミニウム
と反応してＡｌ2Ｏ3を生成する。このＡｌ2Ｏ3は不動態
の酸化膜であり、耐食性に優れている。
【０００３】陽極酸化処理では、電解液が重要であり、
電解液中に酸化物を溶解する能力を発揮する溶媒を混合
することにより、生成膜を多孔質化することで、生成膜
の電気抵抗値の増加を抑え、反応を促すことにより、膜
厚を大きくするという手法がある。この様な溶媒は、例
えば酸性浴では硫酸、アルカリ浴ではりん酸塩である。
電解液中に酸化物を溶解する能力を発揮する溶媒を混合
することにより、生成膜を多孔質化することで、生成膜
の電気抵抗値の増加を抑え、反応を促すことにより、膜
厚を大きくするという手法がある。この様な溶媒は、例
えば酸性浴では硫酸、アルカリ浴ではりん酸塩である。
【０００４】上記した多孔は封孔処理で孔の入口を塞ぐ
処理を施す場合と、封孔処理をせずに塗料等で被覆する
場合とがある。塗料等で被覆する場合には多孔の孔径は
大きいほどよい。塗料等の接着強度を高めることができ
るからである。
処理を施す場合と、封孔処理をせずに塗料等で被覆する
場合とがある。塗料等で被覆する場合には多孔の孔径は
大きいほどよい。塗料等の接着強度を高めることができ
るからである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明者等が研究した
ところでは、硫酸電解液では膜厚は期待できるが、孔径
は小さいことが分かった。逆に、りん酸塩電解液では膜
厚は薄いが、孔径は硫酸の３〜５倍の径が得られること
が分かった。
ところでは、硫酸電解液では膜厚は期待できるが、孔径
は小さいことが分かった。逆に、りん酸塩電解液では膜
厚は薄いが、孔径は硫酸の３〜５倍の径が得られること
が分かった。
【０００６】図６（ａ），（ｂ）は従来のりん酸塩電解
液による酸化膜の模式図である。（ａ）は、母材として
のアルミニウム合金鋳物１００にＳｉ粒１０１・・・（・・・
は複数個を示す。以下同様。）が分布し、そのうちの表
面近傍のＳｉ粒１０２・・・が酸化膜１０３に悪影響を及
ぼして、酸化膜１０３が全体的に凹凸となっていること
をしめす。
液による酸化膜の模式図である。（ａ）は、母材として
のアルミニウム合金鋳物１００にＳｉ粒１０１・・・（・・・
は複数個を示す。以下同様。）が分布し、そのうちの表
面近傍のＳｉ粒１０２・・・が酸化膜１０３に悪影響を及
ぼして、酸化膜１０３が全体的に凹凸となっていること
をしめす。
【０００７】（ｂ）は、（ａ）の拡大図であり、たまた
ま表面に出ていたＳｉ粒１０５の部分には酸化膜が形成
できずに大きな窪みとなり、また、表面にごく近いＳｉ
粒１０６の部分には酸化膜１０７が形成できたけれど
も、膜厚は周囲の酸化膜１０３と比べると小さく、窪み
ができている。すなわち、Ｓｉを含むアルミニウム合金
鋳物１００では、平坦な酸化膜１０３が得られないこと
が分かった。このことは硫酸電解液でも同様であった。
そこで本発明の目的は孔径の大きな多孔被膜を得るこ
と、Ｓｉが存在しても平坦な酸化膜を得ること、にあ
る。
ま表面に出ていたＳｉ粒１０５の部分には酸化膜が形成
できずに大きな窪みとなり、また、表面にごく近いＳｉ
粒１０６の部分には酸化膜１０７が形成できたけれど
も、膜厚は周囲の酸化膜１０３と比べると小さく、窪み
ができている。すなわち、Ｓｉを含むアルミニウム合金
鋳物１００では、平坦な酸化膜１０３が得られないこと
が分かった。このことは硫酸電解液でも同様であった。
そこで本発明の目的は孔径の大きな多孔被膜を得るこ
と、Ｓｉが存在しても平坦な酸化膜を得ること、にあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】図１は電解液と膜厚の関
係を示すグラフであり、横軸は処理時間、縦軸は膜厚で
あり、０．４モルのりん酸塩のみを含む電解液では４μ
ｍ程度の膜厚しか得られなかった。これに対して（０．
４モルりん酸塩＋０．１２５モルふっ化カリウム）を含
む電解液では２倍の８μｍの膜厚を得ることができたこ
とを示す。従って、りん酸塩にふっ化物を添加すると良
好な成果が得られることが分かった。すなわち、りん酸
塩には孔径を大きくする作用がある。一方、ふっ化物は
Ｓｉを溶解する作用と増膜作用の双方を合わせもつ。従
って、量を厳密に制御すれば適度な溶解作用と増膜作用
を引出すことができる。
係を示すグラフであり、横軸は処理時間、縦軸は膜厚で
あり、０．４モルのりん酸塩のみを含む電解液では４μ
ｍ程度の膜厚しか得られなかった。これに対して（０．
４モルりん酸塩＋０．１２５モルふっ化カリウム）を含
む電解液では２倍の８μｍの膜厚を得ることができたこ
とを示す。従って、りん酸塩にふっ化物を添加すると良
好な成果が得られることが分かった。すなわち、りん酸
塩には孔径を大きくする作用がある。一方、ふっ化物は
Ｓｉを溶解する作用と増膜作用の双方を合わせもつ。従
って、量を厳密に制御すれば適度な溶解作用と増膜作用
を引出すことができる。
【０００９】図２（ａ），（ｂ）はりん酸塩、ふっ化物
と膜厚の関係を示すグラフであり、（ａ）において、り
ん酸塩の濃度は０．４モルを超えると飽和状態による析
出が始まる。また、０．２モル未満では本来の成膜作用
が期待できなくなる。そこで、りん酸塩は１リットル当
り０．２〜０．４モルの範囲に制限することにする。
と膜厚の関係を示すグラフであり、（ａ）において、り
ん酸塩の濃度は０．４モルを超えると飽和状態による析
出が始まる。また、０．２モル未満では本来の成膜作用
が期待できなくなる。そこで、りん酸塩は１リットル当
り０．２〜０．４モルの範囲に制限することにする。
【００１０】また、（ｂ）において、ふっ化物の濃度は
０．５モルを超えると増膜作用より溶解作用が勝り膜厚
が薄くなってしまう。また、０．１モル未満ではＳｉを
溶解する作用が不十分となる。従って、ふっ化物は１リ
ットル当り０．１〜０．５モルの範囲に制限することに
する。
０．５モルを超えると増膜作用より溶解作用が勝り膜厚
が薄くなってしまう。また、０．１モル未満ではＳｉを
溶解する作用が不十分となる。従って、ふっ化物は１リ
ットル当り０．１〜０．５モルの範囲に制限することに
する。
【００１１】以上のことから請求項１は、Ｓｉを含むア
ルミニウム合金に、電解液を用いて所定温度で、所定電
圧を印加して陽極酸化膜を生成させる処理方法におい
て、電解液に、１リットル当り０．２〜０．４モルのり
ん酸塩並びに１リットル当り０．１〜０．５モルのふっ
化物を混合したことを特徴とする。
ルミニウム合金に、電解液を用いて所定温度で、所定電
圧を印加して陽極酸化膜を生成させる処理方法におい
て、電解液に、１リットル当り０．２〜０．４モルのり
ん酸塩並びに１リットル当り０．１〜０．５モルのふっ
化物を混合したことを特徴とする。
【００１２】図３（ａ），（ｂ）は電解液の温度、電圧
と膜厚の関係を示すグラフであり、（ａ）において、電
解液の温度は３０℃を超えるとふっ化物の溶解反応が激
しくなる。また、１５℃未満では電解液の溶解度が低下
し、電解質の飽和析出が始まる。そこで、電解液の所定
温度は１５〜３０℃の範囲に維持する。
と膜厚の関係を示すグラフであり、（ａ）において、電
解液の温度は３０℃を超えるとふっ化物の溶解反応が激
しくなる。また、１５℃未満では電解液の溶解度が低下
し、電解質の飽和析出が始まる。そこで、電解液の所定
温度は１５〜３０℃の範囲に維持する。
【００１３】また、（ｂ）において、電圧が９０Ｖを超
えるといわゆる「焼け」現象が発生して製品品質が劣化
する。また、５０Ｖ未満では被膜成長に必要な電流を十
分に流すことができなくなる。そこで、電圧は５０〜９
０Ｖの範囲に維持する。
えるといわゆる「焼け」現象が発生して製品品質が劣化
する。また、５０Ｖ未満では被膜成長に必要な電流を十
分に流すことができなくなる。そこで、電圧は５０〜９
０Ｖの範囲に維持する。
【００１４】従って、請求項２は、電解液の所定温度を
１５〜３０℃とし、電圧を５０〜９０Ｖとしたことを特
徴とする。
１５〜３０℃とし、電圧を５０〜９０Ｖとしたことを特
徴とする。
【００１５】
【実施例】本発明に係る実施例及び比較例を次に説明す
る。 共通条件： 供試材 ＡＣ８Ｃ（ＪＩＳ Ｈ ５２０２ アルミニウム
合金鋳物） 成分は表１に示すが、約１０％のＳｉを含む鋳物であ
る。
る。 共通条件： 供試材 ＡＣ８Ｃ（ＪＩＳ Ｈ ５２０２ アルミニウム
合金鋳物） 成分は表１に示すが、約１０％のＳｉを含む鋳物であ
る。
【００１６】
【表１】
【００１７】実施例： 電解液 ０．４モル／ｌりん酸ナトリウム＋０．１
２５モル／ｌふっ化カリウム 電解液温度 ２２℃ 電 圧 ７０Ｖ 処理時間 ６０分
２５モル／ｌふっ化カリウム 電解液温度 ２２℃ 電 圧 ７０Ｖ 処理時間 ６０分
【００１８】比較例： 電解液 １５％硫酸 電解液温度 ０℃ 電 圧 ５０Ｖ 処理時間 ３０分
【００１９】図４（ａ）〜（ｃ）は実施例及び比較例に
おける膜厚、面粗度、孔径のグラフである。（ａ）は膜
厚を示し、実施例では８〜１０μｍとほぼ一定であった
のが、比較例では３〜２８μｍとおおきくばらついた。
（ｂ）は面粗度Ｒｍａｘ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１で定義す
る最大高さＲｍａｘ）、すなわち一定の測定長さにおけ
る最大山と最大谷の高低差をμｍで表記したものを示
し、 実施例では２〜３μｍとごく平坦であったのが、
比較例では１２〜１３μｍと凹凸があった。（ｃ）は多
孔の孔径を示し、実施例は６００〜１０００ｎｍと大き
く、比較例は１００〜１２０ｎｍと小さかった。
おける膜厚、面粗度、孔径のグラフである。（ａ）は膜
厚を示し、実施例では８〜１０μｍとほぼ一定であった
のが、比較例では３〜２８μｍとおおきくばらついた。
（ｂ）は面粗度Ｒｍａｘ（ＪＩＳ Ｂ ０６０１で定義す
る最大高さＲｍａｘ）、すなわち一定の測定長さにおけ
る最大山と最大谷の高低差をμｍで表記したものを示
し、 実施例では２〜３μｍとごく平坦であったのが、
比較例では１２〜１３μｍと凹凸があった。（ｃ）は多
孔の孔径を示し、実施例は６００〜１０００ｎｍと大き
く、比較例は１００〜１２０ｎｍと小さかった。
【００２０】上記実施例を模式図で次に説明する。図５
（ａ），（ｂ）は本発明方法による酸化膜の生成説明図
である。（ａ）はＡＣ８Ｃアルミニウム合金鋳物の断面
図であり、母材１０はアルミニウムに右から左へＳｉ粒
１２，１３，１４が分散しているとする。（ｂ）は陽極
酸化処理後の状態を示し、ふっ化カリウムの腐食作用で
母材１０の表皮が溶解し、Ｓｉ粒１２，１３が露出す
る。これらＳｉ粒１２，１３，１４がふっ化カリウムの
作用で溶解して、小さくなり、この結果、Ｓｉ粒１２，
１３，１４が存在するにも拘らず、酸化膜１６が良好に
成長する。この結果、酸化膜１６の上端は揃うため、面
粗度は小さくなり、膜厚はほぼ一定となる。電解液には
りん酸ナトリウムを含むため、孔径ｄは十分に大きくな
る。
（ａ），（ｂ）は本発明方法による酸化膜の生成説明図
である。（ａ）はＡＣ８Ｃアルミニウム合金鋳物の断面
図であり、母材１０はアルミニウムに右から左へＳｉ粒
１２，１３，１４が分散しているとする。（ｂ）は陽極
酸化処理後の状態を示し、ふっ化カリウムの腐食作用で
母材１０の表皮が溶解し、Ｓｉ粒１２，１３が露出す
る。これらＳｉ粒１２，１３，１４がふっ化カリウムの
作用で溶解して、小さくなり、この結果、Ｓｉ粒１２，
１３，１４が存在するにも拘らず、酸化膜１６が良好に
成長する。この結果、酸化膜１６の上端は揃うため、面
粗度は小さくなり、膜厚はほぼ一定となる。電解液には
りん酸ナトリウムを含むため、孔径ｄは十分に大きくな
る。
【００２１】尚、ふっ化ナトリウムについても、ふっ化
カリウムと同等の作用効果があることを確認した。従っ
て、ふっ化物としてはアルカリ金属系ふっ化物であれば
同等の作用効果がある。
カリウムと同等の作用効果があることを確認した。従っ
て、ふっ化物としてはアルカリ金属系ふっ化物であれば
同等の作用効果がある。
【００２２】
【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１は、Ｓｉを含むアルミニウム合金に、電
解液を用いて所定温度で、所定電圧を印加して陽極酸化
膜を生成させる処理方法において、電解液に、１リット
ル当り０．２〜０．４モルのりん酸塩並びに１リットル
当り０．１〜０．５モルのふっ化物を混合したことを特
徴とし、りん酸塩の作用で孔径の大きな多孔被膜を得る
こと、適量のふっ化物の作用でＳｉが存在しても平坦な
酸化膜を得ることができる。
する。請求項１は、Ｓｉを含むアルミニウム合金に、電
解液を用いて所定温度で、所定電圧を印加して陽極酸化
膜を生成させる処理方法において、電解液に、１リット
ル当り０．２〜０．４モルのりん酸塩並びに１リットル
当り０．１〜０．５モルのふっ化物を混合したことを特
徴とし、りん酸塩の作用で孔径の大きな多孔被膜を得る
こと、適量のふっ化物の作用でＳｉが存在しても平坦な
酸化膜を得ることができる。
【００２３】すなわち、Ｓｉを含むアルミニウム合金鋳
物にりん酸塩電解液の陽極酸化処理は適当ではないと従
来言われてきたが、本発明によればそれが可能となり、
本発明はＳｉを含むアルミニウム合金鋳物の表面処理法
の可能性を大いに高めるものである。
物にりん酸塩電解液の陽極酸化処理は適当ではないと従
来言われてきたが、本発明によればそれが可能となり、
本発明はＳｉを含むアルミニウム合金鋳物の表面処理法
の可能性を大いに高めるものである。
【００２４】請求項２は、電解液の所定温度を１５〜３
０℃とし、電圧を５０〜９０Ｖとしたことを特徴とし、
この条件を守ることで、厚い膜厚を得ることができ、い
わゆる焼けの発生が無く、良質の仕上り品質を得ること
ができる。
０℃とし、電圧を５０〜９０Ｖとしたことを特徴とし、
この条件を守ることで、厚い膜厚を得ることができ、い
わゆる焼けの発生が無く、良質の仕上り品質を得ること
ができる。
【図１】電解液と膜厚の関係を示すグラフ
【図２】りん酸塩、ふっ化物と膜厚の関係を示すグラフ
【図３】電解液の温度、電圧と膜厚の関係を示すグラフ
【図４】実施例及び比較例における膜厚、面粗度、孔径
のグラフ
のグラフ
【図５】本発明方法による酸化膜の生成説明図
【図６】従来のりん酸塩電解液による酸化膜の模式図
１０…アルミニウム合金鋳物（母材）、１２，１３，１
４…Ｓｉ粒、１６…酸化膜。
４…Ｓｉ粒、１６…酸化膜。
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｓｉを含むアルミニウム合金に、電解液
を用いて所定温度で、所定電圧を印加して陽極酸化膜を
生成させる処理方法において、 前記電解液に、１リットル当り０．２〜０．４モルのり
ん酸塩並びに１リットル当り０．１〜０．５モルのふっ
化物を混合したことを特徴とするＳｉ系アルミニウム合
金の陽極酸化処理方法。 - 【請求項２】 電解液の所定温度を１５〜３０℃とし、
前記電圧を５０〜９０Ｖとしたことを特徴とする請求項
１記載のＳｉ系アルミニウム合金の陽極酸化処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10319462A JP2000144491A (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | Ｓｉ系アルミニウム合金の陽極酸化処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10319462A JP2000144491A (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | Ｓｉ系アルミニウム合金の陽極酸化処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000144491A true JP2000144491A (ja) | 2000-05-26 |
Family
ID=18110480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10319462A Pending JP2000144491A (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | Ｓｉ系アルミニウム合金の陽極酸化処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000144491A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103014806A (zh) * | 2012-09-05 | 2013-04-03 | 业纮企业股份有限公司 | 阀门用铝合金零部件表面处理方法 |
| CN103448200A (zh) * | 2012-05-28 | 2013-12-18 | 比亚迪股份有限公司 | 一种金属树脂复合体的制备方法及金属树脂复合体 |
| US9770884B2 (en) | 2012-02-24 | 2017-09-26 | Shenzhen Byd Auto R&D Company Limited | Metal-resin composite and method for producing the same |
| US9783894B2 (en) | 2012-05-28 | 2017-10-10 | Byd Company Limited | Metal composite and method of preparing the same, metal-resin composite and method of preparing the same |
| US9802388B2 (en) | 2012-02-24 | 2017-10-31 | Shenzhen Byd Auto R&D Company Limited | Aluminum alloy resin composite and method of preparing the same |
| US9808974B2 (en) | 2012-02-24 | 2017-11-07 | Shenzhen Byd Auto R&D Company Limited | Method of preparing aluminum alloy resin composite and aluminum alloy-resin composite obtainable by the same |
| US9809895B2 (en) | 2012-02-24 | 2017-11-07 | Shenzhen Byd Auto R&D Company Limited | Method of preparing aluminum alloy resin composite and aluminum alloy-resin composite obtainable by the same |
| US9862131B2 (en) | 2012-02-24 | 2018-01-09 | Byd Company Limited | Method for integrally molding metal and resin and metal-resin composite structure obtainable by the same |
| US9889588B2 (en) | 2012-02-24 | 2018-02-13 | Shenzhen Byd Auto R&D Company Limited | Method for integrally molding metal and resin and metal-resin composite structure obtainable by the same |
-
1998
- 1998-11-10 JP JP10319462A patent/JP2000144491A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN103448200A (zh) * | 2012-05-28 | 2013-12-18 | 比亚迪股份有限公司 | 一种金属树脂复合体的制备方法及金属树脂复合体 |
| CN103448200B (zh) * | 2012-05-28 | 2015-12-09 | 比亚迪股份有限公司 | 一种金属树脂复合体的制备方法及金属树脂复合体 |
| US9783894B2 (en) | 2012-05-28 | 2017-10-10 | Byd Company Limited | Metal composite and method of preparing the same, metal-resin composite and method of preparing the same |
| CN103014806A (zh) * | 2012-09-05 | 2013-04-03 | 业纮企业股份有限公司 | 阀门用铝合金零部件表面处理方法 |
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