JP2000226692A - アノ―ド放電析出によるアルミニウム・ボディの表面処理 - Google Patents
アノ―ド放電析出によるアルミニウム・ボディの表面処理Info
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- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
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Abstract
(57)【要約】
【課題】アルミニウム及びその合金から出来た燃料ポン
プ・ボディの表面硬さ及び耐摩耗性を向上させる。 【解決手段】鋳造燃料ポンプ・ボディの様なアルミニウ
ム又はアルミニウム合金製ボディが、表面硬さを向上す
るためにαアルミナの濃度が増加させられそして層の外
表面全域に潤滑剤を保持する表面気孔を含む表面層を形
成するのに有効な電解液中の析出条件の下で、アノード
放電析出の対象とされる。
プ・ボディの表面硬さ及び耐摩耗性を向上させる。 【解決手段】鋳造燃料ポンプ・ボディの様なアルミニウ
ム又はアルミニウム合金製ボディが、表面硬さを向上す
るためにαアルミナの濃度が増加させられそして層の外
表面全域に潤滑剤を保持する表面気孔を含む表面層を形
成するのに有効な電解液中の析出条件の下で、アノード
放電析出の対象とされる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、潤滑剤を含み機械
的耐久性がある新規な表面層を形成するためのアノード
放電析出によるアルミニウム及びアルミニウム合金ボデ
ィの処理に関する。
的耐久性がある新規な表面層を形成するためのアノード
放電析出によるアルミニウム及びアルミニウム合金ボデ
ィの処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料を内燃機関に供給するために一般的
に用いられている燃料ポンプのボディは、硬質アノード
酸化処理及び水封孔処理がされた鋳造用アルミニウム合
金より出来ている。例えば、車両の鋳造用アルミニウム
合金製燃料ポンプ・ボディのあるものについて、アノー
ド酸化処理された18ミクロンの被膜厚さ、アノード酸化
処理された1.0ミクロンRaの表面粗さ、そしてアノード
酸化処理された約250Hvの表面硬さ、が指定されてい
る。その様な硬質アノード酸化処理及び水封孔処理がさ
れたポンプ・ボディを含む燃料ポンプは、燃料ポンプの
研磨堆積物及び燃料不純物により起こされる結果とし
て、殆どの車両の寿命内で少なくとも一回は、交換され
る。その様な研磨による摩耗は、鋳造ポンプ・ボディに
形成されるアノード酸化処理表面層の不十分な硬さの結
果として、起こる。特に、一般的な硬質アノード酸化処
理は、水封孔処理後でさえもかなりの程度の層多孔性を
持つ結晶質と非晶質とのアルミナの混合物をアノード酸
化表面上に全般的に生成することにより、アノード酸化
処理表面が不十分な硬さと耐水性を示すことになること
が判った。
に用いられている燃料ポンプのボディは、硬質アノード
酸化処理及び水封孔処理がされた鋳造用アルミニウム合
金より出来ている。例えば、車両の鋳造用アルミニウム
合金製燃料ポンプ・ボディのあるものについて、アノー
ド酸化処理された18ミクロンの被膜厚さ、アノード酸化
処理された1.0ミクロンRaの表面粗さ、そしてアノード
酸化処理された約250Hvの表面硬さ、が指定されてい
る。その様な硬質アノード酸化処理及び水封孔処理がさ
れたポンプ・ボディを含む燃料ポンプは、燃料ポンプの
研磨堆積物及び燃料不純物により起こされる結果とし
て、殆どの車両の寿命内で少なくとも一回は、交換され
る。その様な研磨による摩耗は、鋳造ポンプ・ボディに
形成されるアノード酸化処理表面層の不十分な硬さの結
果として、起こる。特に、一般的な硬質アノード酸化処
理は、水封孔処理後でさえもかなりの程度の層多孔性を
持つ結晶質と非晶質とのアルミナの混合物をアノード酸
化表面上に全般的に生成することにより、アノード酸化
処理表面が不十分な硬さと耐水性を示すことになること
が判った。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】それで、アルミニウム
及びその合金から出来た燃料ポンプ・ボディの表面硬さ
及び耐摩耗性を向上させる表面処理に対する必要性が存
在する。
及びその合金から出来た燃料ポンプ・ボディの表面硬さ
及び耐摩耗性を向上させる表面処理に対する必要性が存
在する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、表面硬
さを向上するためにαアルミナの濃度が増加させられそ
して層の外表面全域に潤滑剤を保持する表面気孔を含む
表面層を形成するのに有効な電解液中の析出条件の下
で、アルミニウム又はアルミニウム合金製ボディをアノ
ード放電析出の対象とすることにより、上記必要性を満
たすことである。表面層に固体潤滑剤を、析出中にイン
シチュで添加しても良い。
さを向上するためにαアルミナの濃度が増加させられそ
して層の外表面全域に潤滑剤を保持する表面気孔を含む
表面層を形成するのに有効な電解液中の析出条件の下
で、アルミニウム又はアルミニウム合金製ボディをアノ
ード放電析出の対象とすることにより、上記必要性を満
たすことである。表面層に固体潤滑剤を、析出中にイン
シチュで添加しても良い。
【０００５】
【発明の効果】その上にその様な表面層を持つ、上述の
燃料ポンプ・ボディの様な、アルミニウム又はアルミニ
ウム合金ボディは、一般的な硬質アノード酸化処理され
そして水封孔処理されたアルミニウム又はアルミニウム
合金ボディと比較して、優れた耐摩耗性を示す。
燃料ポンプ・ボディの様な、アルミニウム又はアルミニ
ウム合金ボディは、一般的な硬質アノード酸化処理され
そして水封孔処理されたアルミニウム又はアルミニウム
合金ボディと比較して、優れた耐摩耗性を示す。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の実施例は、表面硬さを向
上するためにαアルミナの濃度が増加させられそして層
の外表面に潤滑剤を保持するナノ・サイズの気孔が表面
層全域に均一に分散している表面層を形成するのに有効
な電解液中の析出条件の下で、例えばアルミニウム合金
製燃料ポンプ・ボディの様な、アルミニウム又はアルミ
ニウム合金製ボディをアノード放電析出（以下anodic s
park depositionを略してASDと呼ぶ）の対象とすること
を、含む。典型的なASD装置は、被覆（アノード酸化）
処理されるべきボディ（基板）、鉄、白金又は炭素の様
な物質を有するカソード、及び冷却コイルを持つ電力供
給ユニットを、有する。ASD装置は、G.P. Wirth etal.
により、Materials and Manufacturing Processes 6
(1), 87 (1991)に記載されている。電力を、正弦波又は
方形波の形態を用いて、DC又はACモードで、供給するこ
とが出来る。ASDプロセスは、３つの領域へ分けること
が出来る。すなわち、1)アノード酸化処理、2)絶縁破壊
及び3)被膜堆積である。アノード酸化現象は、初期段階
として起こり、アノード／電解液の界面での電子の移動
を妨げる障壁膜を生成し、それにより徐々に電流を減少
させる。充分高い電圧において、障壁膜の絶縁破壊が起
こり、そしてアノード表面において放電が起こり、所望
の酸化物被膜がその上に形成し得る生の表面を生成す
る。放電は、障壁膜を通しての電子なだれに起因すると
考えられている。界面放電は、アルミナの高温安定相で
あるαアルミナを形成するのに充分高い局部表面温度を
生成する。絶縁放電現象は、アノード面上の複数の点に
おいて起こるのが一般的で、酸化物表面層の析出とし
て、放電がアノード表面に沿って進むのを見ることが出
来る。この現象の間、電流は時間と共に増加する。被膜
堆積現象中に所望の酸化物被膜が厚くなると、ASDプロ
セスの残りの時間に亘って電流が減衰する様に、電流に
対する被膜の抵抗が増加する。
上するためにαアルミナの濃度が増加させられそして層
の外表面に潤滑剤を保持するナノ・サイズの気孔が表面
層全域に均一に分散している表面層を形成するのに有効
な電解液中の析出条件の下で、例えばアルミニウム合金
製燃料ポンプ・ボディの様な、アルミニウム又はアルミ
ニウム合金製ボディをアノード放電析出（以下anodic s
park depositionを略してASDと呼ぶ）の対象とすること
を、含む。典型的なASD装置は、被覆（アノード酸化）
処理されるべきボディ（基板）、鉄、白金又は炭素の様
な物質を有するカソード、及び冷却コイルを持つ電力供
給ユニットを、有する。ASD装置は、G.P. Wirth etal.
により、Materials and Manufacturing Processes 6
(1), 87 (1991)に記載されている。電力を、正弦波又は
方形波の形態を用いて、DC又はACモードで、供給するこ
とが出来る。ASDプロセスは、３つの領域へ分けること
が出来る。すなわち、1)アノード酸化処理、2)絶縁破壊
及び3)被膜堆積である。アノード酸化現象は、初期段階
として起こり、アノード／電解液の界面での電子の移動
を妨げる障壁膜を生成し、それにより徐々に電流を減少
させる。充分高い電圧において、障壁膜の絶縁破壊が起
こり、そしてアノード表面において放電が起こり、所望
の酸化物被膜がその上に形成し得る生の表面を生成す
る。放電は、障壁膜を通しての電子なだれに起因すると
考えられている。界面放電は、アルミナの高温安定相で
あるαアルミナを形成するのに充分高い局部表面温度を
生成する。絶縁放電現象は、アノード面上の複数の点に
おいて起こるのが一般的で、酸化物表面層の析出とし
て、放電がアノード表面に沿って進むのを見ることが出
来る。この現象の間、電流は時間と共に増加する。被膜
堆積現象中に所望の酸化物被膜が厚くなると、ASDプロ
セスの残りの時間に亘って電流が減衰する様に、電流に
対する被膜の抵抗が増加する。
【０００７】本発明を実施するに際し、電解液組成及び
析出条件（例えば電圧及び電流）は、例えば図４に図示
された新規な表面モルフォロジーを持つアルミニウム酸
化物表面層つまり被膜を形成するために、選択される。
図４において、アルミニウム酸化物表面層が、アルミニ
ウム層の自由表面上であってそれの全域に均一に分散さ
れたナノ・サイズの表面気孔Pを含む。そのナノ・サイ
ズの気孔Pはアルミナ層の外表面に接続するが、基板へ
は延びていない。本発明に関し、ナノ・サイズの気孔に
は、酸化物表面層に垂直に見た時の横方向の寸法が１ミ
クロン（1000ナノメーター）未満である気孔が含まれ
る。
析出条件（例えば電圧及び電流）は、例えば図４に図示
された新規な表面モルフォロジーを持つアルミニウム酸
化物表面層つまり被膜を形成するために、選択される。
図４において、アルミニウム酸化物表面層が、アルミニ
ウム層の自由表面上であってそれの全域に均一に分散さ
れたナノ・サイズの表面気孔Pを含む。そのナノ・サイ
ズの気孔Pはアルミナ層の外表面に接続するが、基板へ
は延びていない。本発明に関し、ナノ・サイズの気孔に
は、酸化物表面層に垂直に見た時の横方向の寸法が１ミ
クロン（1000ナノメーター）未満である気孔が含まれ
る。
【０００８】本発明を実施するのに用いられ得る電解液
組成は、有機溶剤及び、溶剤中に融解された導電性制御
剤を、含む。電解液のpHを、例えば約6.9から8.0、好ま
しくは約6.9から約7.1である中性pH値の近傍に制御する
ために、pH制御剤を有機溶剤中に含めることもまた典型
的である。潤滑目的のため、Mo, Wなどの様な、高融点
元素を表面層にインシチュで添加するために、選択的な
添加元素が電解液中に存在することも可能である。添加
物は、固相潤滑用置換物として表面層内に組込まれる。
電解液温度は、室温又はそれより少し上（例えば、50℃
まで）に維持されるのが典型的である。以下の例は、有
機溶剤としてエチル・ジアミンを、導電性制御剤として
KH2PO4を、pH制御剤としてNH4OHを、そして添加剤とし
てMo及びWの化合物を有するものとして、電解液を記載
しているものの、本発明はそれに限定されるものではな
く、そして他の、溶剤、導電性制御剤、pH制御剤及び添
加剤を用いて実施することが可能である。
組成は、有機溶剤及び、溶剤中に融解された導電性制御
剤を、含む。電解液のpHを、例えば約6.9から8.0、好ま
しくは約6.9から約7.1である中性pH値の近傍に制御する
ために、pH制御剤を有機溶剤中に含めることもまた典型
的である。潤滑目的のため、Mo, Wなどの様な、高融点
元素を表面層にインシチュで添加するために、選択的な
添加元素が電解液中に存在することも可能である。添加
物は、固相潤滑用置換物として表面層内に組込まれる。
電解液温度は、室温又はそれより少し上（例えば、50℃
まで）に維持されるのが典型的である。以下の例は、有
機溶剤としてエチル・ジアミンを、導電性制御剤として
KH2PO4を、pH制御剤としてNH4OHを、そして添加剤とし
てMo及びWの化合物を有するものとして、電解液を記載
しているものの、本発明はそれに限定されるものではな
く、そして他の、溶剤、導電性制御剤、pH制御剤及び添
加剤を用いて実施することが可能である。
【０００９】本発明を実施するに際し、ASD電圧及び電
流パラメーターは、電解液組成に応じて制御される。以
下に述べる例において用いられる電解液組成に対して選
択された特定の電圧及び電流パラメーターが、前述の表
面硬さの向上及び新規な表面気孔のモルフォロジーを持
つアルミニウム酸化物表面層を形成するのに有効なアノ
ード／カソード放電をもたらすことが、記載される。新
規なナノ・サイズの表面気孔モルフォロジーを生じさせ
ると信じられている、被膜析出中のボディ（アノード）
の表面でのアノード／カソード放電及び気体生成（例え
ばH2, CO2）を得る態様で制御される、可変電流での一
定電圧若しくは可変電圧での一定電流を用いて、本発明
が実現され得るが、出願人はこの説明に固執したり限定
することを望まないしまたその意図もない。本発明は、
例において規定された特定の電圧及び電流パラメーター
に限定されるものではなく、電解液組成に応じて他のAS
D電圧及び電流値を用いて実現され得るものである。
流パラメーターは、電解液組成に応じて制御される。以
下に述べる例において用いられる電解液組成に対して選
択された特定の電圧及び電流パラメーターが、前述の表
面硬さの向上及び新規な表面気孔のモルフォロジーを持
つアルミニウム酸化物表面層を形成するのに有効なアノ
ード／カソード放電をもたらすことが、記載される。新
規なナノ・サイズの表面気孔モルフォロジーを生じさせ
ると信じられている、被膜析出中のボディ（アノード）
の表面でのアノード／カソード放電及び気体生成（例え
ばH2, CO2）を得る態様で制御される、可変電流での一
定電圧若しくは可変電圧での一定電流を用いて、本発明
が実現され得るが、出願人はこの説明に固執したり限定
することを望まないしまたその意図もない。本発明は、
例において規定された特定の電圧及び電流パラメーター
に限定されるものではなく、電解液組成に応じて他のAS
D電圧及び電流値を用いて実現され得るものである。
【００１０】以下の例は本発明を、限定するものではな
く、更に説明するために提案されていて、鋳造用ACD6ア
ルミニウム合金燃料ポンプ・ボディ上にαアルミナ（Al
2O3）、Mo添加αアルミナ及びW添加αアルミナを形成す
る工程を含む。なお、ACD6合金組成は、重量%で、最大1
%のSi, 2.5-4.0% Mg, 0.1% Cu, 最大0.4%のZn, 最大0.8
%のFe, 最大0.4%のMn, 最大0.1%のNi, 最大0.1%のSn及
び残部Alからなる。鋳造用ACD6アルミニウム合金製燃料
ポンプ・ボディは、0.8から1.1ミクロンRaである当初
（未被覆）の絶対表面粗さ及び90 Hvである当初（未被
覆）のビッカース硬さを、持っていた。ASD処理された
ポンプ・ボディは表面硬さ及び耐摩耗性について試験さ
れた。
く、更に説明するために提案されていて、鋳造用ACD6ア
ルミニウム合金燃料ポンプ・ボディ上にαアルミナ（Al
2O3）、Mo添加αアルミナ及びW添加αアルミナを形成す
る工程を含む。なお、ACD6合金組成は、重量%で、最大1
%のSi, 2.5-4.0% Mg, 0.1% Cu, 最大0.4%のZn, 最大0.8
%のFe, 最大0.4%のMn, 最大0.1%のNi, 最大0.1%のSn及
び残部Alからなる。鋳造用ACD6アルミニウム合金製燃料
ポンプ・ボディは、0.8から1.1ミクロンRaである当初
（未被覆）の絶対表面粗さ及び90 Hvである当初（未被
覆）のビッカース硬さを、持っていた。ASD処理された
ポンプ・ボディは表面硬さ及び耐摩耗性について試験さ
れた。
【００１１】比較目的のために、同じACD6アルミニウム
合金の、一般的な硬質アノード酸化処理及び水封孔処理
がされた燃料ポンプ・ボディもまた、表面硬さ及び耐摩
耗性のために、試験された。硬質アノード酸化処理及び
水封孔処理がされた燃料ポンプ・ボディは、0.8から1.1
ミクロンRaの初期（未被覆）表面粗さ及び300 Hvの表面
硬さを示した。そして、通常の硫酸電解液を用いてアノ
ード酸化処理された。
合金の、一般的な硬質アノード酸化処理及び水封孔処理
がされた燃料ポンプ・ボディもまた、表面硬さ及び耐摩
耗性のために、試験された。硬質アノード酸化処理及び
水封孔処理がされた燃料ポンプ・ボディは、0.8から1.1
ミクロンRaの初期（未被覆）表面粗さ及び300 Hvの表面
硬さを示した。そして、通常の硫酸電解液を用いてアノ
ード酸化処理された。
【００１２】80グラムのKH2PO4、25 mlのNH4OH (35%)及
び50 mlのエチル・ジアミン（50%）を全て、略室温に維
持された1リットルの溶液中に有する電解液を用いて、
非添加アルミナ（Al2O3）表面層がポンプ・ボディ上に
形成された。2から10アンペアの電流と結果としてのア
ノード／カソード放電を与えるために析出中に変化させ
られた260から300Vの電圧及び、被膜析出中のアノード
表面でのガス生成を用いて、αアルミナ表面層の析出が
有効なものとされた。これ及び他の例において、被覆さ
れるべきポンプ・ボディがその中に浸された円筒状鋼製
電解液タンクがカソードを構成し、アノード（ポンプ・
ボディ）とカソード（タンク）との間に2.54から25.4 m
m（0.1から1インチ）の空間を与えられた。生じた被膜
は厚さが15ミクロンで、0.8から1.1ミクロンRaの表面粗
さ及び450 Hvの微細硬さを持っていた。析出速度は、1
分あたり1から2ミクロンの被膜厚さであった。
び50 mlのエチル・ジアミン（50%）を全て、略室温に維
持された1リットルの溶液中に有する電解液を用いて、
非添加アルミナ（Al2O3）表面層がポンプ・ボディ上に
形成された。2から10アンペアの電流と結果としてのア
ノード／カソード放電を与えるために析出中に変化させ
られた260から300Vの電圧及び、被膜析出中のアノード
表面でのガス生成を用いて、αアルミナ表面層の析出が
有効なものとされた。これ及び他の例において、被覆さ
れるべきポンプ・ボディがその中に浸された円筒状鋼製
電解液タンクがカソードを構成し、アノード（ポンプ・
ボディ）とカソード（タンク）との間に2.54から25.4 m
m（0.1から1インチ）の空間を与えられた。生じた被膜
は厚さが15ミクロンで、0.8から1.1ミクロンRaの表面粗
さ及び450 Hvの微細硬さを持っていた。析出速度は、1
分あたり1から2ミクロンの被膜厚さであった。
【００１３】80グラムのKH2PO4、25 mlのNH4OH (35%)、
50 mlのエチル・ジアミン（50%）及び1.5グラムの(NH4)
2MoO4（添加剤）を全て、略室温に維持された1リットル
の溶液中に有する電解液を用いて、Moが添加されたアル
ミナ（Al2O3）表面層がポンプ・ボディ上に形成され
た。2から10アンペアの電流と結果としてのアノード／
カソード放電を与えるために析出中に変化させられた28
0から320Vの電圧及び、被膜析出中のアノード表面での
ガス生成を用いて、Moが添加されたαアルミナ表面層の
析出が有効なものとされた。生じた被膜は厚さが19ミク
ロンで、0.8から1.1ミクロンRaの表面粗さ及び420 Hvの
微小硬さを持っていた。析出速度は、1分あたり1から2
ミクロンの被膜厚さであった。
50 mlのエチル・ジアミン（50%）及び1.5グラムの(NH4)
2MoO4（添加剤）を全て、略室温に維持された1リットル
の溶液中に有する電解液を用いて、Moが添加されたアル
ミナ（Al2O3）表面層がポンプ・ボディ上に形成され
た。2から10アンペアの電流と結果としてのアノード／
カソード放電を与えるために析出中に変化させられた28
0から320Vの電圧及び、被膜析出中のアノード表面での
ガス生成を用いて、Moが添加されたαアルミナ表面層の
析出が有効なものとされた。生じた被膜は厚さが19ミク
ロンで、0.8から1.1ミクロンRaの表面粗さ及び420 Hvの
微小硬さを持っていた。析出速度は、1分あたり1から2
ミクロンの被膜厚さであった。
【００１４】80グラムのKH2PO4、25 mlのNH4OH (35%)、
50 mlのエチル・ジアミン（50%）及び0.5モルのNa2WO4
（添加剤）を全て、略室温に維持された1リットルの溶
液中に有する電解液を用いて、Ｗが添加されたアルミナ
（Al2O3）表面層がポンプ・ボディ上に形成された。1.5
から5アンペアの電流と結果としてのアノード／カソー
ド放電を与えるために析出中に変化させられた250から2
90Vの電圧及び、被膜析出中のアノード表面でのガス生
成を用いて、Wが添加されたαアルミナ表面層の析出が
有効なものとされた。生じた被膜は厚さが13ミクロン
で、0.8から1.2ミクロンRaの表面粗さ及び390 Hvの微小
硬さを持っていた。析出速度は、1分あたり1から2ミク
ロンの被膜厚さであった。
50 mlのエチル・ジアミン（50%）及び0.5モルのNa2WO4
（添加剤）を全て、略室温に維持された1リットルの溶
液中に有する電解液を用いて、Ｗが添加されたアルミナ
（Al2O3）表面層がポンプ・ボディ上に形成された。1.5
から5アンペアの電流と結果としてのアノード／カソー
ド放電を与えるために析出中に変化させられた250から2
90Vの電圧及び、被膜析出中のアノード表面でのガス生
成を用いて、Wが添加されたαアルミナ表面層の析出が
有効なものとされた。生じた被膜は厚さが13ミクロン
で、0.8から1.2ミクロンRaの表面粗さ及び390 Hvの微小
硬さを持っていた。析出速度は、1分あたり1から2ミク
ロンの被膜厚さであった。
【００１５】全般として、本発明によるアルミナ表面層
を得るのに、約250から350Vの範囲の電圧と、約1から15
アンペアの範囲の電流を、上述の電解液と共に用いるこ
とを、本発明は想定している。
を得るのに、約250から350Vの範囲の電圧と、約1から15
アンペアの範囲の電流を、上述の電解液と共に用いるこ
とを、本発明は想定している。
【００１６】図３及び４は、本発明に準じたASD非添加
アルミナ被覆ポンプ・ボディの表面層モルフォロジーの
写真であり、Mo添加及びW添加のアルミナ被覆は同様の
表面モルフォロジーを示した。図３及び４より、ASD表
面層に、球晶相若しくは不完全結晶相が、観察されなか
ったことは、明らかである。
アルミナ被覆ポンプ・ボディの表面層モルフォロジーの
写真であり、Mo添加及びW添加のアルミナ被覆は同様の
表面モルフォロジーを示した。図３及び４より、ASD表
面層に、球晶相若しくは不完全結晶相が、観察されなか
ったことは、明らかである。
【００１７】対照的に、図１及び２は、比較例の、ACD6
アルミニウム合金ポンプ・ボディ上の硬質アノード酸化
処理及び水封孔処理がされた表面層を示し、そこで、ア
ノード酸化処理された表面は、顕微鏡的には粗く（領域
B）、析出物を持っていた（領域A）。白い部分つまり析
出物（領域A）は、球晶構造を持つ不完全結晶アルミナ
水化物からなる。図２は、高倍率の領域Bであり、1から
2ミクロンの横寸法を持ち不規則形状で不均一分散した
気孔を持つ不均等な表面層を示している。
アルミニウム合金ポンプ・ボディ上の硬質アノード酸化
処理及び水封孔処理がされた表面層を示し、そこで、ア
ノード酸化処理された表面は、顕微鏡的には粗く（領域
B）、析出物を持っていた（領域A）。白い部分つまり析
出物（領域A）は、球晶構造を持つ不完全結晶アルミナ
水化物からなる。図２は、高倍率の領域Bであり、1から
2ミクロンの横寸法を持ち不規則形状で不均一分散した
気孔を持つ不均等な表面層を示している。
【００１８】図３及び４のアノード放電表面層は完全に
結晶化されていない（完全結晶化αアルミナ表面は1000
Hvを越える硬さを持つことになる）ものの、下記の表
１に記載された硬さの増加により証明される様に、ASD
中のαアルミナの部分はかなり増加した。更に、ASD被
膜つまり表面層は、表面層に垂直に見て約0.10から0.15
ミクロンの横方向気孔寸法を持つ均一分散したナノ・サ
イズ表面気孔Pを含む。ナノ・サイズ気孔は、アルミナ
層の外表面全域に均一に分散し、外表面に結合する。気
孔は基板に到達しない様に、被膜厚さを越えて延びるこ
とはない。新規に得られたナノ・サイズの気孔のモルフ
ォロジーは、ポンプ・ローターをポンプ・ハウジングよ
り分離するのにポンプ作動中に表面層に常駐する液体潤
滑剤を保持するのに、好都合である。
結晶化されていない（完全結晶化αアルミナ表面は1000
Hvを越える硬さを持つことになる）ものの、下記の表
１に記載された硬さの増加により証明される様に、ASD
中のαアルミナの部分はかなり増加した。更に、ASD被
膜つまり表面層は、表面層に垂直に見て約0.10から0.15
ミクロンの横方向気孔寸法を持つ均一分散したナノ・サ
イズ表面気孔Pを含む。ナノ・サイズ気孔は、アルミナ
層の外表面全域に均一に分散し、外表面に結合する。気
孔は基板に到達しない様に、被膜厚さを越えて延びるこ
とはない。新規に得られたナノ・サイズの気孔のモルフ
ォロジーは、ポンプ・ローターをポンプ・ハウジングよ
り分離するのにポンプ作動中に表面層に常駐する液体潤
滑剤を保持するのに、好都合である。
【００１９】（上述のものと同様のASDパラメーターを
用いて被覆された）他のASD被覆ポンプ・ボディーの性
能が、表面粗さ、微小硬さ、摩耗容積及び流量損失につ
いて燃料ポンプ評価試験手順を用いて、評価された。こ
の手順は、ASD被覆されたポンプ・ボディを用いて組立
てられた燃料ポンプを、種々の流れ圧力の下で3000時間
作動させることから、なる。ポンプ摩耗を示す時間的流
量損失が監視された。3000時間後に、ポンプは分解さ
れ、摩耗がプロフィルメーターを用いて計測された。燃
料ポンプは、比較用の一般的な硬質アノード酸化処理及
び水封孔処理されたポンプ・ボディを用いて、組立てら
れた。ポンプ試験の結果は表１に記載されている。
用いて被覆された）他のASD被覆ポンプ・ボディーの性
能が、表面粗さ、微小硬さ、摩耗容積及び流量損失につ
いて燃料ポンプ評価試験手順を用いて、評価された。こ
の手順は、ASD被覆されたポンプ・ボディを用いて組立
てられた燃料ポンプを、種々の流れ圧力の下で3000時間
作動させることから、なる。ポンプ摩耗を示す時間的流
量損失が監視された。3000時間後に、ポンプは分解さ
れ、摩耗がプロフィルメーターを用いて計測された。燃
料ポンプは、比較用の一般的な硬質アノード酸化処理及
び水封孔処理されたポンプ・ボディを用いて、組立てら
れた。ポンプ試験の結果は表１に記載されている。
【００２０】
【表１】
【００２１】本発明に準じて被覆された種々のASD被覆
ポンプ・ボディは、一般的な硬質アノード酸化処理及び
水封孔処理がされるか生（未処理）のポンプ・ボディに
比較して、かなり高いビッカース表面微小硬さと、かな
り低い摩耗容積及び時間的流量損失を、示した。添加物
なしのアルミナとMo添加アルミナのASD被覆ポンプ・ボ
ディが特に、表面硬さ及び耐摩耗性に優れていた。ASD
被膜中の気孔の好ましいナノ・サイズと均一な分布に結
合したASD被覆ポンプ・ボディの表面硬さの観察された
かなりの増加は、一般的な硬質アノード酸化処理及び水
封孔処理されたポンプ・ボディに比較して、表１におけ
るかなり低い摩耗を招き、それにより、車両の使用中の
被覆された燃料ポンプ・ボディの寿命を向上する可能性
を与える。
ポンプ・ボディは、一般的な硬質アノード酸化処理及び
水封孔処理がされるか生（未処理）のポンプ・ボディに
比較して、かなり高いビッカース表面微小硬さと、かな
り低い摩耗容積及び時間的流量損失を、示した。添加物
なしのアルミナとMo添加アルミナのASD被覆ポンプ・ボ
ディが特に、表面硬さ及び耐摩耗性に優れていた。ASD
被膜中の気孔の好ましいナノ・サイズと均一な分布に結
合したASD被覆ポンプ・ボディの表面硬さの観察された
かなりの増加は、一般的な硬質アノード酸化処理及び水
封孔処理されたポンプ・ボディに比較して、表１におけ
るかなり低い摩耗を招き、それにより、車両の使用中の
被覆された燃料ポンプ・ボディの寿命を向上する可能性
を与える。
【００２２】特定の実施例に関連させて本発明を上述し
ているが、それをそこに限定する意図はなく、請求項に
記載された範囲にのみ限定するものである。
ているが、それをそこに限定する意図はなく、請求項に
記載された範囲にのみ限定するものである。
【図１】通常の硬質アノード酸化及び水封孔処理を用い
てアルミニウム合金燃料ポンプ・ボディ上に形成された
表面層の50倍の顕微鏡写真である。
てアルミニウム合金燃料ポンプ・ボディ上に形成された
表面層の50倍の顕微鏡写真である。
【図２】通常の硬質アノード酸化及び水封孔処理を用い
てアルミニウム合金燃料ポンプ・ボディ上に形成された
表面層の2000倍の顕微鏡写真である。
てアルミニウム合金燃料ポンプ・ボディ上に形成された
表面層の2000倍の顕微鏡写真である。
【図３】本発明の実施例に準じたアノード放電析出を用
いたアルミニウム合金燃料ポンプ・ボディ上に形成され
た表面層の50倍の顕微鏡写真である。
いたアルミニウム合金燃料ポンプ・ボディ上に形成され
た表面層の50倍の顕微鏡写真である。
【図４】本発明の実施例に準じたアノード放電析出を用
いたアルミニウム合金燃料ポンプ・ボディ上に形成され
た表面層の100倍の顕微鏡写真である。
いたアルミニウム合金燃料ポンプ・ボディ上に形成され
た表面層の100倍の顕微鏡写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デヴィッド ロバート コリンズ アメリカ合衆国 48195 ミシガン州，サ ウスゲート フォレスト 14903 (72)発明者 オルディール オルセグン ポプーラ アメリカ合衆国 48377 ミシガン州，ノ ヴィ ウィンザー コート 29906 (72)発明者 ポール アール パーガンド アメリカ合衆国 48025 ミシガン州，ベ ヴァリー ヒルズ スモールウッド コー ト 20750 (72)発明者 トニー ロイン ウォン アメリカ合衆国 48104 ミシガン州，ア ナーバー グレンジャー 1019
Claims (9)
- 【請求項１】 アルミニウムを有するボディを処理する
方法であって、硬さの向上を示しそして層の外表面全域
に分散した表面気孔を持つアルミニウム酸化物層を形成
するのに有効な電解液中の析出条件の下で、上記ボディ
をアノード放電析出の対象とする工程を有する、方法。 - 【請求項２】 上記アノード放電析出が、上記外表面に
ナノ・サイズの表面気孔を形成する条件の下で、行われ
る、請求項１の方法。 - 【請求項３】 上記アノード放電析出が有機溶剤及び導
電性制御剤を有し約6.9から約8までの範囲のpHを持つ電
解液中で行われる、請求項１の方法。 - 【請求項４】 上記電解液が、上記層内に固体潤滑剤と
して含まれる耐火金属を含む、請求項１の方法。 - 【請求項５】 上記ボディがアルミニウム合金製燃料ポ
ンプ・ボディをなす、請求項１の方法。 - 【請求項６】 アルミニウムを有し、その外表面全域に
分散した表面気孔を含むアノード放電析出されたアルミ
ニウム酸化物層をその上に持つ、ボディ。 - 【請求項７】 上記気孔が１ミクロン未満の横方向の寸
法を持つ、請求項６に記載のボディ。 - 【請求項８】 上記横方向の寸法が、0.10から0.15ミク
ロンである、請求項７に記載のボディ。 - 【請求項９】 上記層が、固体潤滑剤として組込まれて
いる耐火金属を含む、請求項６のボディ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/246875 | 1999-02-08 | ||
| US09/246,875 US6245436B1 (en) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | Surfacing of aluminum bodies by anodic spark deposition |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000226692A true JP2000226692A (ja) | 2000-08-15 |
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ID=22932612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000028224A Pending JP2000226692A (ja) | 1999-02-08 | 2000-02-04 | アノ―ド放電析出によるアルミニウム・ボディの表面処理 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6245436B1 (ja) |
| EP (1) | EP1029952B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000226692A (ja) |
| DE (1) | DE60012597T2 (ja) |
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| US7820300B2 (en) * | 2001-10-02 | 2010-10-26 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Article of manufacture and process for anodically coating an aluminum substrate with ceramic oxides prior to organic or inorganic coating |
| US7569132B2 (en) * | 2001-10-02 | 2009-08-04 | Henkel Kgaa | Process for anodically coating an aluminum substrate with ceramic oxides prior to polytetrafluoroethylene or silicone coating |
| US7452454B2 (en) * | 2001-10-02 | 2008-11-18 | Henkel Kgaa | Anodized coating over aluminum and aluminum alloy coated substrates |
| JP4365415B2 (ja) * | 2004-01-12 | 2009-11-18 | アレクサンドロビチ ニキフォロフ，アレクセイ | マイクロアーク酸化によるバルブ金属部品の高接着性の厚い保護コーティングを生産する方法 |
| US8753343B2 (en) * | 2004-12-23 | 2014-06-17 | Hans Ulrich Staeubli | Bone fixing device |
| FR2889205B1 (fr) * | 2005-07-26 | 2007-11-30 | Eads Astrium Sas Soc Par Actio | Revetement pour dispositif externe de controle thermo-optique d'elements de vehicules spatiaux, son procede de formation par micro-arcs en milieu ionise, et dispositif recouvert de ce revetement |
| US8023250B2 (en) * | 2008-09-12 | 2011-09-20 | Avx Corporation | Substrate for use in wet capacitors |
| US8279585B2 (en) * | 2008-12-09 | 2012-10-02 | Avx Corporation | Cathode for use in a wet capacitor |
| US9701177B2 (en) | 2009-04-02 | 2017-07-11 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Ceramic coated automotive heat exchanger components |
| EP2719922A4 (en) * | 2011-06-13 | 2015-04-08 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | CHAIN GUIDE AND CHAIN DRIVE APPARATUS |
| JP5706261B2 (ja) * | 2011-07-25 | 2015-04-22 | Ntn株式会社 | カム軸駆動用のチェーン伝動装置 |
| US8808522B2 (en) * | 2011-09-07 | 2014-08-19 | National Chung Hsing University | Method for forming oxide film by plasma electrolytic oxidation |
| EP2827021B1 (en) * | 2012-03-12 | 2018-10-17 | NTN Corporation | Chain guide and chain transmission device |
| US9400046B2 (en) * | 2012-05-24 | 2016-07-26 | Ntn Corporation | Chain guide and chain transmission device |
| JP6205291B2 (ja) * | 2014-02-17 | 2017-09-27 | Ntn株式会社 | カム軸駆動用チェーン伝動装置 |
| BR202017028333U2 (pt) * | 2017-12-27 | 2019-07-16 | Robert Bosch Limitada | Disposição construtiva introduzida em bomba de combustível |
| CN110653436B (zh) * | 2019-10-30 | 2020-07-28 | 常州工学院 | 一种电刷镀-电火花沉积复合强化加工方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2203445A1 (de) | 1972-01-25 | 1973-08-02 | Max Planck Gesellschaft | Aluminiumformgegenstand mit oxidoberflaeche |
| JPS57232Y2 (ja) | 1978-05-24 | 1982-01-05 | ||
| DD142360A1 (de) * | 1979-03-07 | 1980-06-18 | Peter Kurze | Verfahren zur erzeugung alpha-al tief 2 o tief 3-haltiger schichten auf aluminiummetallen |
| DE3808609A1 (de) * | 1988-03-15 | 1989-09-28 | Electro Chem Eng Gmbh | Verfahren zur erzeugung von korrosions- und verschleissbestaendigen schutzschichten auf magnesium und magnesiumlegierungen |
| US5147515A (en) * | 1989-09-04 | 1992-09-15 | Dipsol Chemicals Co., Ltd. | Method for forming ceramic films by anode-spark discharge |
| DD295198B5 (de) * | 1990-06-14 | 1996-06-27 | Physikalisch Tech Studien Gmbh | Elektrolyt zur erzeugung duenner schwarzer konversionsschichten auf leichtmetallen |
| DE4239391C2 (de) * | 1991-11-27 | 1996-11-21 | Electro Chem Eng Gmbh | Gegenstände aus Aluminium, Magnesium oder Titan mit einer mit Fluorpolymeren gefüllten Oxidkeramikschicht und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| DE4139006C3 (de) | 1991-11-27 | 2003-07-10 | Electro Chem Eng Gmbh | Verfahren zur Erzeugung von Oxidkeramikschichten auf sperrschichtbildenden Metallen und auf diese Weise erzeugte Gegenstände aus Aluminium, Magnesium, Titan oder deren Legierungen mit einer Oxidkeramikschicht |
| DE4209733A1 (de) * | 1992-03-25 | 1993-09-30 | Hauzer Franciscus Johannes | Verfahren zur elektrolytischen Beschichtung von Substraten und dergleichen |
| IL109857A (en) * | 1994-06-01 | 1998-06-15 | Almag Al | Electrolytic process and apparatus for coating metals |
| US5720866A (en) * | 1996-06-14 | 1998-02-24 | Ara Coating, Inc. | Method for forming coatings by electrolyte discharge and coatings formed thereby |
| US5980723A (en) * | 1997-08-27 | 1999-11-09 | Jude Runge-Marchese | Electrochemical deposition of a composite polymer metal oxide |
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1999
- 1999-02-08 US US09/246,875 patent/US6245436B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-01-28 EP EP00300541A patent/EP1029952B1/en not_active Revoked
- 2000-01-28 DE DE60012597T patent/DE60012597T2/de not_active Revoked
- 2000-02-04 JP JP2000028224A patent/JP2000226692A/ja active Pending
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|---|---|
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