JP2000282292A - アルマイト処理方法 - Google Patents

アルマイト処理方法

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JP2000282292A
JP2000282292A JP11088180A JP8818099A JP2000282292A JP 2000282292 A JP2000282292 A JP 2000282292A JP 11088180 A JP11088180 A JP 11088180A JP 8818099 A JP8818099 A JP 8818099A JP 2000282292 A JP2000282292 A JP 2000282292A
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JP
Japan
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alumite
work
air
electrolytic solution
electrolyte
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JP11088180A
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English (en)
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Yukio Ichikawa
幸男 市川
Masaru Matsukura
勝 松倉
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Aisin Sinwa Co Ltd
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Aisin Sinwa Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 排水処理の面で問題がなく且つ可及的にコス
トの増加を抑えてアルマイト被膜の硬度のムラを抑える
ことが可能なアルマイト処理方法を提供すること。 【解決手段】 アルミニウム合金を基材とするワーク3
を電解液中に浸した状態でワーク3を陽極としてワーク
3と陰極4との間に電流を流す通電工程と、ワーク3の
アルマイト処理面3aに粒径が2mm以下のエアーを吐
出する吐出工程と、によりアルマイト処理面3aにアル
マイト被膜を形成するアルマイト処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム合金
を陽極酸化してワークにアルマイト被膜を形成するアル
マイト処理の方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より知られているアルマイト処理方
法として、例えば特開昭62−297496号公報に開
示されている技術がある。この公報には、ワークのアル
マイト処理速度を上げるために電解液を吐出する電解液
吐出管をワークのアルマイト処理面に向けて配設し、ワ
ークのアルマイト処理面に積極的に電解液を吐出してア
ルマイト被膜を形成する技術が開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の方
法でアルマイト処理の速度を上げようとすると、電解液
の吐出部近傍に比べて電解液の吐出部から離れた部位で
はワークのアルマイト被膜の硬度が低下してしまう。こ
れは電解液の吐出口近傍に比べて吐出部から離れた部位
では電解液の冷却効果が低下して電解液の温度が上昇し
てしまうためである。このようなアルマイト被膜の硬度
のムラを防ぐために電解液の種類を変更したり(例えば
硫酸浴から混酸浴に変更)、電解液の温度を低下させた
り、電流波形を変更させたり(例えば直流からデューテ
ィ波形に変更)、或いは吐出する電解液の流量を上昇さ
せて冷却効果をる等の対応が考えられる。しかしなが
ら、排水処理時の問題があるために電解液の浴種の変更
は困難である。また、電解液の温度を低下すると冷却容
量の上昇に伴って冷却装置のコストが高くなってしま
う。更に、電流波形を変更するには整流器を変更させる
必要があり、処理装置のコストが高くなってしまい好ま
しくない。またアルマイト処理面への電解液の流量を増
大させようとするとポンプを大型化する必要があり、コ
ストが高くなるとともにアルマイト処理装置全体が大型
化してしまい、この対応もまた好ましくない。
【0004】そこで本発明は、上記の実情に鑑みて、排
水処理の面で問題がなく且つ可及的にコストの増加を抑
えてアルマイト被膜の硬度のムラを抑えることが可能な
アルマイト処理方法を提供することを技術的課題とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項1の発明は、アルミニウム合金を基材とするワ
ークを電解液中に浸した状態でワークを陽極としてワー
クと陰極との間に電流を流す通電工程と、ワークのアル
マイト処理面にエアーを吐出する吐出工程と、の2つの
工程を同時に行なうことによりワークにアルマイト被膜
を形成するアルマイト処理方法としたことである。
【0006】請求項1によると、通電工程では電解液中
で電気分解反応が起こり陽極に取り付けられたワークの
アルマイト処理面が陽極酸化してワークの表面にアルマ
イト被膜が形成される。ここで、通電工程と同時に吐出
工程によりアルマイト処理面にエアーを吐出しているの
で、このエアーが絶縁体となってエアーを吐出しない場
合のアルマイト処理に比べてアルマイト表面の抵抗値が
高くなり、ワークと陰極の間の電圧が高くなる。ワーク
表面における電圧が高くなるとアルマイト被膜のセル径
が大きくなって、電解液の酸熱によりワーク表面が溶解
するのが抑えられ、アルマイト処理面におけるアルマイ
ト被膜の硬度の高低差が小さくなる。すなわちアルマイ
ト被膜の硬度のムラが抑えられる。請求項1の処理方法
では従来一般的に行われているアルマイト処理に対して
吐出工程によりワークのアルマイト処理面にエアーを吐
出するだけであるので、排水処理の面では問題がない。
また、エアーをアルマイト処理面に吐出するための部材
を追加するだけであるので電源や装置の容量を増大させ
る必要がなく、コストの増加を抑えてアルマイト被膜に
おける硬度のムラを抑えることが可能になる。
【0007】請求項2の発明は、請求項1において、吐
出工程時に電解液をアルマイト処理面に向けて吐出する
アルマイト処理方法としたことである。
【0008】請求項2によると、吐出工程時にエアーと
ともに電解液をアルマイト処理面に向けて吐出するよう
にしたので、請求項1の作用に加えてアルマイト処理面
が積極的に電気分解され、アルマイト処理速度を更に上
げることが可能になる。
【0009】請求項3の発明は、請求項1或いは請求項
2の吐出工程において、吐出されるエアーの粒径を2m
m以下としたことである。
【0010】請求項3によると、エアーの粒径を2mm
以下とすることでアルマイト処理面における抵抗値を略
均一にすることができ、アルマイト被膜の硬度のムラを
抑えるのに好適である。
【0011】
【実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照して説
明する。図1は本実施の形態におけるアルマイト処理を
行なうアルマイト処理装置1の概略図である。
【0012】アルマイト処理装置1は、上部が開口して
内部に電解液を貯留する電解液槽2と、陽極に接続され
るワーク3および陰極4を上部から電解液槽2内の電解
液中に配設する電源5と、電解液槽2内でワーク3のア
ルマイト処理面3aに向けて電解液を吐出する吐出口6
aを有する電解液吐出管6と、電解液を電解液吐出管6
に送出する電解液送出機構である第1ポンプ7と、電解
液槽2内でワーク3のアルマイト処理面3aに向けてエ
アーを吐出する吐出口8aを有するエアー吐出管8と、
エアー吐出管8にエアーを送出するエアー送出機構であ
る第2ポンプ9とを備えている。
【0013】本実施の形態におけるアルマイト被膜され
るワーク3はシリンダ等の中空円筒形状を呈し、中空円
筒の内周面にアルマイト被膜を形成するものとする。ワ
ーク3に用いるアルミニウム合金の種類としては特に限
定されるものではなく、必要に応じて任意に選択するこ
とが可能である。アルミニウム合金であれば鋳造材、ダ
イカスト材、鍛造材等を用いることができ、例えばAC
8C、ADC10、ADC12、A2014、A201
8、A4032、A5052等が例示できる。また、本
実施の形態では電解液として硫酸水溶液を用いるものと
するが、これも特に限定されるものではなく、シュウ酸
水溶液あるいはクロム酸水溶液を用いてもよい。本実施
の形態では、形成されるべきアルマイト被膜はAl
、Al(SOおよびHOを主とした混合物
質となる。
【0014】電解液槽2の下方の4箇所にはエアー吐出
孔2a(φ5mm)が設けられており、アルマイト処理
中にはエアー吐出孔2aからエアー(粒径5mm)を吐
出して電解液槽2内の電解液を攪拌して温度を均一化し
ている。また、電解液槽2の側面下方には排出路10が
設けられており、排出路10から排出された電解液は副
電解液槽11に貯留される。副電解液槽11内に貯留さ
れた電解液は第1ポンプ7により汲み上げられて、電解
液吐出管6に再び導入される。
【0015】電源5は直流電源を用い、定電流方式によ
りアルマイト被膜を形成するものとする。ワーク3およ
び陰極4は電解液槽2の設置面に対して略垂直となるよ
うに電解液中に浸されており、ワーク3と陰極4の間に
ば常に一定の電流が流れている。
【0016】電解液吐出管6の吐出口6aはワーク3の
下端から内周面を通り上方に向かって電解液を吐出する
ように配設されている。また、エアー吐出管8の吐出口
8aもワーク3の下端から内周面を通り上方に向かって
エアーを吐出するように電解液吐出管6に沿って配設さ
れている。電解液吐出管6には流量計12が配設され、
電解液吐出管6内を流れる電解液の流量を計測してい
る。また、エアー吐出管8には圧力計13が配設され、
エアー吐出管8内のエアー圧を計測している。
【0017】上記構成のアルマイト処理装置1におい
て、下記条件にて定電流電解によるアルマイト処理を行
なった。
【0018】 電解液中の硫酸濃度:250±100g/L 電解液温度:10℃ 電解液吐出流量:20リットル/min. 定電流:20A/dm エアー吐出管から吐出されるエアー圧:3kgf/cm
エアー吐出管から吐出されるエアー粒径:1mm 処理時間:40sec. 上記条件にて行われるアルマイト処理方法について説明
する。
【0019】図1のアルマイト処理装置1において、先
ず第1ポンプ7が駆動して、副電解液槽11内の電解液
が汲み上げられて電解液吐出管6に電解液が導入され、
第1ポンプ7の駆動力に応じた流量で吐出口6aから電
解液が吐出される。通電工程では、電源5の陽極に取り
付けられたワーク3と陰極4の間に定電流が流れ、電解
液中で電気分解反応が起こりワーク3のアルマイト処理
面3aが徐々に陽極酸化してアルマイト被膜が形成され
る。このとき、通電工程と同時に行われる吐出工程によ
りアルマイト処理面3aにエアーが吐出される。電源5
からは定電流が供給されているので、アルマイト処理面
3a近傍のエアーが絶縁体となってアルマイト処理面3
aと陰極4との間の初期抵抗値が大きくなってアルマイ
ト処理面3aと陰極4との間の初期電圧値が大きくな
る。更に時間変化に応じてアルマイト処理面3aに形成
されるアルマイト被膜の膜厚が厚くなると、初期電圧値
から膜厚に応じて電圧値が増大する。このように初期電
圧を大きくすることで全体の電圧を高くすることがで
き、アルマイト処理面3aに形成されるアルマイト被膜
のセル径が大きくなる。尚、吐出工程でのエアーの吐出
によりアルマイト処理面3aの抵抗値が大きくなってい
るが、これはアルマイト被膜の生成により得られる抵抗
値ではなく、エアーを絶縁体として得られる値であるた
め、実際にアルマイト処理面3aに形成されるアルマイ
ト被膜の膜厚は、同じ電圧値下で吐出工程を行なわない
場合のアルマイト処理で形成されるアルマイト被膜の膜
厚に比べて薄くなっている。本実施の形態で形成される
アルマイト被膜のセル径は約800nm、膜厚は8μm
である。このようなセル径が大きく且つ膜厚が薄いアル
マイト被膜によると、電解液の酸熱によるアルマイト処
理面3aの溶解が抑えられ、アルマイト被膜の硬度の高
低差が小さくなる。ここで、吐出口6aから吐出される
電解液の流量は排出路10の排出流量と略同じに設定さ
れており、電解液槽2内に貯留される電解液は常に略一
定となるように構成されている。
【0020】上記のアルマイト処理方法によって形成し
たアルマイト被膜と、同じ条件で吐出工程を行なわない
従来の処理方法によって形成したアルマイト被膜の電解
液の吐出口6a近傍の硬度とアルマイト処理面3aにお
ける電解液の吐出口6aから最も遠い出口部3a1近傍
の硬度の測定結果を表1に示す。尚、表1において形成
されるアルマイト被膜の膜厚は70μmとする。
【0021】
【表1】
【0022】表1からわかるように、本実施の形態の処
理方法で形成したアルマイト被膜は吐出高低を行なわな
い場合に比べてアルマイト被膜の硬度が高くなるととも
に、吐出部近傍と出口部近傍での硬度の差が小さく、硬
度のムラが抑えられることがわかる。
【0023】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明は上記の実施の形態に限定される意図はな
く、本発明の主旨に沿った形態のものであればどのよう
なものであってもよい。
【0024】
【発明の効果】請求項1によると、通電工程と同時に吐
出工程によりアルマイト処理面にエアーを吐出している
ので、このエアーが絶縁体となってエアーを吐出しない
場合のアルマイト処理に比べてワーク表面における抵抗
値が高くなり、ワークと陰極の間の電圧が高くなる。ワ
ーク表面の電圧が高くなるとアルマイト被膜のセル径が
大きくなって、電解液の酸熱によりワーク3表面が溶解
するのが抑えられ、アルマイト処理面におけるアルマイ
ト被膜の硬度の高低差が小さくなる。すなわちアルマイ
ト被膜の硬度のムラが抑えられる。請求項1の処理方法
では従来一般的に行われているアルマイト処理に対して
吐出工程によりアルマイト処理面にエアーを吐出するだ
けであるので、排水処理の面では問題がない。また、エ
アーをアルマイト処理面に向けて吐出するための部材を
追加するだけであるので電源や装置の容量を増大させる
必要がなく、コストの増加を抑えてアルマイト被膜の硬
度のムラを抑えることが可能になる。
【0025】請求項2によると、電解液吐出工程により
エアーとともに電解液をアルマイト処理面に向けて吐出
するようにしたので、請求項1の作用に加えてアルマイ
ト処理面が積極的に電気分解され、アルマイト処理速度
を更に上げることが可能になる。
【0026】請求項3によると、エアーの粒径を2mm
以下とすることでアルマイト処理面における抵抗値を略
均一にすることができ、アルマイト被膜の硬度のムラを
抑えるのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態におけるアルマイト処理装
置を示す図である。
【符号の説明】
1・・・アルマイト処理装置 2・・・電解液槽 3・・・ワーク 3a・・・アルマイト処理面 4・・・陰極 5・・・電源 6・・・電解液吐出管 7・・・第1ポンプ 8・・・エアー吐出管 9・・・第2ポンプ 10・・・排出路 11・・・副電解液槽 12・・・流量計 13・・・圧力計

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミニウム合金を基材とするワークを
    電解液中に浸した状態で前記ワークを陽極として前記ワ
    ークと陰極との間に電流を流す通電工程と、前記ワーク
    のアルマイト処理面にエアーを吐出する吐出工程と、の
    2つの工程を同時に行なうことにより前記ワークにアル
    マイト被膜を形成するアルマイト処理方法。
  2. 【請求項2】 前記吐出工程時に電解液を前記アルマイ
    ト処理面に向けて吐出することを特徴とする、請求項1
    のアルマイト処理方法。
  3. 【請求項3】 前記吐出工程において、吐出されるエア
    ーの粒径が2mm以下であることを特徴とする請求項1
    或いは請求項2のアルマイト処理方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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