JP2001123294A - マグネシウムまたはマグネシウム合金の表面処理方法 - Google Patents
マグネシウムまたはマグネシウム合金の表面処理方法Info
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Abstract
理方法をを提供する。 【解決手段】機械的および化学的前処理したマグネシウ
ムまたはマグネシウム合金を、水酸化アルカリ:50〜
300g/L、リン酸塩:50〜200g/Lを含有
し、残部が水からなる組成の処理液を用い、処理液の温
度:30〜90℃、電流密度:5〜50A/dm2、周
波数:10〜100Hzの条件で陽極酸化処理を行い、
ついで、この陽極酸化処理したマグネシウムまたはマグ
ネシウム合金を沸騰水に浸漬して洗浄する。
Description
たはマグネシウム合金の陽極酸化処理による表面処理方
法に関するものである。
は、実用金属の中で最も比重が小さくかつ加工しやすい
ところから、航空宇宙機器の大型化による軽量化対策の
高まりや自動車の軽量化による低燃費化と共に着目さ
れ、さらに、マグネシウムまたはマグネシウム合金はリ
サイクル性に優れているところから、近年、プラスチッ
クに代えてマグネシウムまたはマグネシウム合金の使用
が検討されはじめている。しかし、マグネシウムまたは
マグネシウム合金は、化学的に非常に活性であり、種々
の化学物質と反応しやすいため、マグネシウムまたはマ
グネシウム合金は表面から錆び、さらにマグネシウムま
たはマグネシウム合金は他の金属よりも電気的に卑であ
るために、犠牲的に腐食されやすく、特に、他の金属と
接触して濡れている場合は一層腐食されやすい特性を有
している。
るために表面処理が施されるのが普通である。マグネシ
ウムまたはマグネシウム合金の表面処理方法として陽極
酸化処理があり、代表的な陽極酸化処理としてDoW社
が開発したDoW17法、およびH.A.Evange
lides社が開発したHAE法が知られている。
214〜360g/L、重クロム酸ナトリウム:100
g/L、リン酸:90g/Lを含む組成の水溶液を処理
液とし、温度:71〜82℃、電流密度:0.5〜5.
0A/dm2で陽極酸化する方法である。さらに、HA
E法は、苛性カリ:165g/L、弗化カリ:35g/
L、リン酸ナトリウム:35g/L、水酸化アルミニウ
ム:35g/L、過マンガン酸化リまたはマンガン酸化
カリ:20g/Lを含有する水溶液を処理液とし、温
度:60〜65℃、電流密度:4.3A/dm2で陽極
酸化する方法である。
極酸化処理する前に、まず、マグネシウムまたはマグネ
シウム合金の表面を機械的に研削して機械的前処理を施
し、さらに水酸化ナトリウムで脱脂するための化学的前
処理が施されることも知られている。
に重クロム酸ナトリウムを必須成分として含み、さらに
HAE法は処理液に弗化カリを必須成分として含んでお
り、前記処理液に含まれる重クロム酸ナトリウムおよび
弗化カリはいずれも毒性があるところから、陽極酸化処
理した後の処理液はこれら添加成分を除去すべく廃水処
理が行なわれる。しかし廃水処理によってこれら成分を
完全に回収除去することは難しく、環境問題の点から好
ましくない。
重クロム酸ナトリウムおよび弗化カリを含むことのない
処理溶液を用いて陽極酸化処理することにより一層耐食
性に優れたマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面
処理皮膜を得るべく研究を行った結果、マグネシウムま
たはマグネシウム合金を陽極酸化処理するための処理液
として、水酸化アルカリ:50〜300g/L、リン酸
塩:50〜200g/Lを含有し、残部が水からなる組
成の処理液を用い、温度:30〜90℃、電流密度:5
〜50A/dm2、周波数:10〜100Hzの条件で
陽極酸化処理を行うと、得られた表面処理皮膜は従来の
重クロム酸ナトリウムまたは弗化カリを含む処理溶液を
用い陽極酸化処理して得られた皮膜よりも耐食性が優れ
ている、という研究結果が得られたのである。
たものであって、(1)機械的および化学的前処理した
マグネシウムまたはマグネシウム合金を水酸化アルカ
リ:50〜300g/L、リン酸塩:50〜200g/
Lを含有し、残部が水からなる組成の処理液を用いて陽
極酸化処理を行い、ついで、この陽極酸化処理したマグ
ネシウムまたはマグネシウム合金を沸騰水に浸漬して洗
浄するマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面処理
方法、に特徴を有するものである。
して水酸化アルカリの水溶液を作製し、この水酸化アル
カリの水溶液にリン酸塩を添加して作製する。したがっ
て、この発明の表面処理方法で使用する処理液は、水酸
化アルカリ、リン酸塩および水のみから構成されてお
り、その他の成分は含まれていない。
酸化ナトリウムが最も好ましく、リン酸塩はリン酸二水
素アルミニウムが最も好ましい。したがって、この発明
は、(2)機械的および化学的前処理したマグネシウム
またはマグネシウム合金を、水酸化ナトリウム:50〜
300g/L、リン酸二水素アルミニウム:50〜20
0g/Lを含有し、残部が水からなる組成の処理液を用
いて陽極酸化処理を行い、ついで、この陽極酸化処理し
たマグネシウムまたはマグネシウム合金を沸騰水に浸漬
して洗浄するマグネシウムまたはマグネシウム合金の表
面処理方法、に特徴を有するものである。
液の温度:30〜90℃、電流密度:5〜50A/dm
2、周波数:10〜100Hzの条件で行うことが好ま
しい。したがって、この発明は、(3)機械的および化
学的前処理したマグネシウムまたはマグネシウム合金
を、水酸化アルカリ:50〜300g/L、リン酸塩:
50〜200g/Lを含有し、残部が水からなる組成の
処理液を用い、処理液の温度:30〜90℃、電流密
度:5〜50A/dm2、周波数:10〜100Hzの
条件で陽極酸化処理を行い、ついで、この陽極酸化処理
したマグネシウムまたはマグネシウム合金を沸騰水に浸
漬して洗浄するマグネシウムまたはマグネシウム合金の
表面処理方法、(4)機械的および化学的前処理したマ
グネシウムまたはマグネシウム合金を、水酸化ナトリウ
ム:50〜300g/L、リン酸二水素アルミニウム:
50〜200g/Lを含有し、残部が水からなる組成の
処理液を用い、処理液の温度:30〜90℃、電流密
度:5〜50A/dm2、周波数:10〜100Hzの
条件で陽極酸化処理を行い、ついで、この陽極酸化処理
したマグネシウムまたはマグネシウム合金を沸騰水に浸
漬して洗浄するマグネシウムまたはマグネシウム合金の
表面処理方法、に特徴を有するものである。
ム合金の表面処理方法により形成した表面処理皮膜は、
酸化マグネシウムを主成分とし、これにリンが0.3〜
6重量%含まれており、このリンが0.3〜6重量%含
まれている陽極酸化皮膜は、従来の陽極酸化処理して得
られた皮膜に比べて耐食性が一層優れている。したがっ
て、この発明は、(5)リン量:0.3〜6重量%を含
有し、酸化マグネシウムを主成分とした陽極酸化皮膜で
構成されているマグネシウムまたはマグネシウム合金の
表面処理皮膜、に特徴を有するものである。
の範囲内に有ることが好ましい。したがって、この発明
は、(6)リン量:0.3〜6重量%を含有し、酸化マ
グネシウムを主成分とし、かつ膜厚が1〜30μmの範
囲内に有る陽極酸化皮膜で構成されているマグネシウム
またはマグネシウム合金の表面処理皮膜、に特徴を有す
るものである。
ム合金の表面処理方法において、処理液の組成および陽
極酸化処理条件を上述のごとく限定した理由を述べる。 A.処理液の組成 (a)水酸化アルカリ 一般にMgはPHが11.5以上で安定であるところか
ら、水酸化アルカリは、処理液をPH11.5以上のア
ルカリ性に保つために添加されるが、その濃度は50g
/L未満では十分なアルカリ性に保つことはできず、一
方、水酸化アルカリが300g/Lを越えて含有する
と、予想に反して処理液のPHが11.5未満に下が
り、不安定となるので好ましくない。したがって、水酸
化アルカリの濃度を50〜300g/Lに定めた。処理
液に含まれる水酸化アルカリの一層好ましい範囲は70
〜180g/Lである。水酸化アルカリとして水酸化カ
リ、水酸化ナトリウムなどいかなる水酸化アルカリであ
っても良いが、水酸化ナトリウムが最も好ましい。
高めるために添加するもので、従来の処理液に含まれる
リン酸塩よりも多く添加する必要があり、処理液に含ま
れるリン酸塩を50g/L以上とする必要がある。しか
し、リン酸塩を200g/Lを越えて含有すると陽極酸
化皮膜に含まれるリンが6重量%を越えて含有するため
に十分な耐食性を有する陽極酸化皮膜は得られない。し
たがって、処理液に含まれるリン酸塩の濃度を50〜2
00g/Lに定めた。リン酸塩濃度の一層好ましい範囲
は70〜150g/Lである。処理液に添加するリン酸
塩はリン酸二水素アルミニウム、リン酸三ナトリウム、
第二リン酸ナトリウム、メタリン酸六ナトリウム、リン
酸三カリウム、リン酸水素二カリウムなどいかなるリン
酸塩でも良いが、その中でもリン酸二水素アルミニウム
が最も好ましい。
50A/dm2(一層好ましくは10〜30A/d
m2)、周波数:10〜100Hz(一層好ましくは4
0〜70Hz)の交流が好ましく、この時の処理液の温
度は常温よりやや高い30℃以上が好ましい。しかし、
処理液の温度が高すぎるとPHが11.5未満となり、
耐食性も低下するのでその上限を90℃とした。陽極酸
化処理する際の処理液温度の一層好ましい範囲は45〜
80℃である。
化マグネシウムを主成分とするもので、これにリンが
0.3重量%未満含まれていても十分な耐食性は得られ
ず、一方、リンを6重量%越えて含有しても十分な耐食
性を有する陽極酸化膜は得られない。したがって、この
発明の表面処理方法で得られた陽極酸化皮膜に含まれる
リン量を0.3〜6重量%に定めた。リン量の一層好ま
しい範囲は0.5〜3重量%である。また、この発明の
表面処理方法で得られた陽極酸化皮膜の膜厚が1μm未
満では薄すぎて保護膜として十分でなく、一方、30μ
mを越えるとマグネシウムまたはマグネシウム合金の表
面から脱落しやすくなって、十分な耐食性が得られな
い。したがって陽極酸化皮膜の厚さを1〜30μmに定
めた。この発明の表面処理方法で得られた陽極酸化皮膜
の膜厚の一層好ましい範囲は、2.5〜15μmであ
る。
グネシウムダイカスト合金(重量%で、Al:8.61
%、Zn:0.79%,Mn:0.20%,Cu:0.
0019%,Fe:0.0035%,Ni:0.000
7%,Si:0.021%を含有し、残部がMgからな
る組成のマグネシウム合金)の溶湯を鋳型に鋳造し、表
面を研削して縦:75mm、横:75mm、厚さ:3m
mの寸法を有する試験片を作製した後、この試験片を高
温の苛性ソーダ溶液で脱脂洗浄した。
ナトリウム、第二リン酸ナトリウム、メタリン酸六ナト
リウムを用意し、これらを水に溶解して表1に示す組成
の処理液を作製した。前記試験片を処理液に浸漬し、表
1に示される条件で陽極酸化処理を行うことにより、試
験片の表面に表1に示されるリン量を含む陽極酸化処理
皮膜を作製した。この陽極酸化処理膜を形成した試験片
に5%塩水をJISZ2371に規定される条件にした
がって720時間噴霧する塩水噴霧試験を行ない、腐食
量を測定し、その結果を表1に示すことにより耐食性を
評価した。
のDow17の処理液に浸漬し、表1に示される条件で
陽極酸化処理を行うことにより、試験片の表面に表1に
示される陽極酸化処理皮膜を作製した。この陽極酸化処
理膜を形成した試験片を実施例1〜5と同様に5%塩水
をJISZ2371に規定される条件にしたがって72
0時間噴霧する塩水噴霧試験を行ない、腐食量を測定
し、その結果を表1に示すことにより耐食性を評価し
た。
めた。まず全く処理していない試験片の重量Wを測定
し、次に塩水噴霧試験にはいる前に皮膜を剥離した試験
片の重量Xを測定し、さらに塩水噴霧試験した後の皮膜
及び腐食成生物を剥離した試験片の重量Yを測定する
と、皮膜を生成する際に消費した試験片の溶解量Zは
(W−X)/試験片面積で求められるから、腐食量は
(W−Y−Z)/試験片面積で求めた。
で得られた陽極酸化処理皮膜は、比較例1〜2および従
来例で得られた陽極酸化処理皮膜に比べて腐食量が少な
いところから一層優れた耐食性を示すことが分かる。し
たがって、この発明の表面処理方法はマグネシウムまた
はマグネシウム合金の表面に一層耐食性に優れた陽極酸
化皮膜を形成することができることが分かる。
Claims (5)
- 【請求項1】機械的および化学的前処理したマグネシウ
ムまたはマグネシウム合金を 水酸化アルカリ:50〜300g/L、 リン酸塩:50〜200g/L、 を含有し、残部が水からなる組成の処理液を用いて陽極
酸化処理を行い、ついで、この陽極酸化処理したマグネ
シウムまたはマグネシウム合金を沸騰水に浸漬して洗浄
することを特徴とするマグネシウムまたはマグネシウム
合金の表面処理方法。 - 【請求項2】前記処理液は、水酸化ナトリウム:50〜
300g/L、リン酸二水素アルミニウム:50〜20
0g/Lを含有し、残部が水からなる組成を有すること
を特徴とする請求項1記載のマグネシウムまたはマグネ
シウム合金の表面処理方法。 - 【請求項3】前記陽極酸化処理は、処理液の温度:30
〜90℃、電流密度:5〜50A/dm2、周波数:1
0〜100Hzの条件で行うことを特徴とする請求項1
または2記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の
表面処理方法。 - 【請求項4】リン量:0.3〜6重量%を含有し、酸化
マグネシウムを主成分とした陽極酸化皮膜で構成されて
いることを特徴とするマグネシウムまたはマグネシウム
合金の表面処理皮膜。 - 【請求項5】前記陽極酸化皮膜は、膜厚が1〜30μm
の範囲内に有ることを特徴とする請求項4記載のマグネ
シウムまたはマグネシウム合金の表面処理皮膜。
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---|---|---|---|
JP30679099A JP3858257B2 (ja) | 1999-10-28 | 1999-10-28 | マグネシウムまたはマグネシウム合金の表面処理方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2003080897A1 (fr) * | 2002-03-25 | 2003-10-02 | Hori Metal Finishing Ind. Ltd. | Article en magnesium ou en alliage de magnesium a couche de surface electroconductrice, obtenue par oxydation anodique, et procede de production associe |
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-
1999
- 1999-10-28 JP JP30679099A patent/JP3858257B2/ja not_active Expired - Fee Related
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