JP2002220697A - マグネシウム合金の皮膜生成方法及びその電解液 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐食性が高い皮膜を生成したり、短時間で皮
膜を生成する。 【解決手段】 脱脂等の前処理を行ったマグネシウム合
金に対して、水酸化ナトリウムとリン酸を添加したアル
カリ性の電解液で、プラスとマイナスを周期的に反転出
力するプラスマイナス極性反転電源によりアルカリ電解
を行うとによって、アルカリ電解のプラス極時にリン酸
の作用で酸化マグネシウムを電解生成すると共に、マイ
ナス極時に電解研磨類似作用で処理面を平滑化し、プラ
ス極とマイナス極の反転付加を繰り返して耐食性が高い
酸化マグネシウムが主成分の皮膜を成長させる。又、マ
グネシウムの含有率が９２％以上のマグネシウム合金に
対して、脱脂等の前処理を行い、次に水酸化ナトリウム
とスルホン酸ナトリウムを添加したアルカリ性の電解液
で、プラスマイナス極性反転電源によりアルカリ電解を
行うとによって、アルカリ電解のプラス極時に水酸化マ
グネシウムを電解生成して、従来の陽極酸化では生成不
可能であった厚さの皮膜を短時間で生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マグネシウム合金
にマグネシウム化合物から成る絶縁皮膜を厚く生成する
様にしたマグネシウム合金の皮膜生成方法及びその電解
液に関し、特に、耐食性が高い皮膜を生成する技術及び
皮膜の生成効率（生成速度）を向上させる技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、各種構造材料の軽量化に対応する
ため、アルミニウムより軽いマグネシウムの利用が増加
している。マグネシウムは、比重１．７と実用金属中最
も軽量であるばかりでなく、成形性、振動吸収性、耐く
ぼみ性等の点で非常に優れ、又再生に必要なエネルギー
が少なく、リサイクルに適した材料であるため、近時特
に注目されている。しかしながら、メッキ処理には一般
的に酸性浴を用い、マグネシウムは強アルカリ性に強い
反面、中性、弱酸性に弱く、酸性浴中で容易に溶解して
しまうため、このマグネシウムが主成分のマグネシウム
合金上に十分な耐食性を備えたメッキを施す方法は実用
化されていない。又、マグネシウム合金は、塗料との密
着性が悪く、マグネシウム合金上に直接塗装を施すこと
は困難である。そこで、ＪＩＳ Ｈ８６５１ー１９９５
に種々規定されている様に、化学薬品により、マグネシ
ウム合金の素地の表面を化成処理するか、或いは陽極酸
化により、素地の表面にマグネシウム酸化物の皮膜を生
成して、どちらか一方の方法で素地の表面と塗料との密
着性を改善した後、塗装を施して防食処理を行ってい
た。ところが、素地表面への直接塗装による防食処理方
法は、素地の表面に施した塗膜が摩耗、剥離し易く、耐
食性を維持出来なかった。又、マグネシウム酸化物が電
気絶縁性を有することに着目し、陽極酸化により、マグ
ネシウム合金の素地の表面に厚くマグネシウム酸化物の
絶縁皮膜を生成して、皮膜生成だけで防食処理を行う方
法が試みられたが、ＪＩＳの陽極酸化方法では、塗装の
下地として必要な薄い皮膜を一応生成することが出来る
としても、均一全面的な皮膜生成は極めて困難であり、
又皮膜生成処理の時間を長くしても、マグネシウム合金
の素地をプラス極にすることから、皮膜の生成と共に、
マグネシウム合金鋳造化学成分中のアルミニウム、亜
鉛、銅等が溶解して、素地の表面が著しく粗らくなって
皮膜が成長しないため、厚く皮膜生成出来なかった。

【０００３】そこで、上記課題を解決すべく、脱脂等の
前処理を行ったマグネシウム合金に対し、強アルカリ性
の電解液で、プラスとマイナスを周期的に反転出力する
プラスマイナス極性反転電源によりアルカリ電解を行う
様にしたマグネシウム合金の皮膜生成方法及びその電解
液を開発した。この方法及び電解液により、所期の目的
を達成したが、生成した皮膜の耐食性、皮膜の生成効率
の点で改良が望まれた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、耐食性が高
い皮膜を生成したり、効率良く皮膜を生成する様にした
マグネシウム合金の皮膜生成方法及びその電解液を提供
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題に鑑
み、脱脂等の前処理を行ったマグネシウム合金に対し
て、水酸化ナトリウムとリン酸を添加したアルカリ性の
電解液で、プラスとマイナスを周期的に反転出力するプ
ラスマイナス極性反転電源によりアルカリ電解を行うこ
とによって、アルカリ電解のプラス極時にリン酸の作用
で酸化マグネシウムを電解生成すると共に、マイナス極
時に電解研磨類似作用で処理面を平滑化し、プラス極と
マイナス極の反転付加を繰り返して耐食性が高い酸化マ
グネシウムが主成分の皮膜を成長させる様にして、上記
課題を解決する。又、マグネシウムの含有率が９２％以
上のマグネシウム合金に対して、脱脂等の前処理を行
い、次に水酸化ナトリウムとスルホン酸ナトリウムを添
加したアルカリ性の水溶液で、プラスマイナス極性反転
電源によりアルカリ電解を行うことによって、アルカリ
電解のプラス極時に水酸化マグネシウムを電解生成し
て、従来の陽極酸化では生成不可能であった厚さの皮膜
を短時間で生成する

【０００６】

【発明の実施の形態】以下本発明の一実施例を図面に基
づいて説明する。本発明の耐食性が高い皮膜を生成する
方法は、マグネシウム合金に対して、先ず浸漬脱脂、水
洗の前処理を行い、次に水酸化ナトリウムとリン酸を添
加したアルカリ性の電解液で、後述するプラスマイナス
極性反転電源によりアルカリ電解を行い、即ちマグネシ
ウム合金の素地がプラス極となる陽極電解（陽極酸
化）、且つマイナス極となる陰極電解の状態でアルカリ
電解を行って、マグネシウム化合物から成る皮膜を均一
全面的に生成し、その後水洗、乾燥を行う。（この方法
をマグマカラーＳＬ法と称す。） この皮膜生成方法は、マグネシウム合金の組成に何ら限
定されず、様々な種類のマグネシウム合金、例えばＡＺ
９１Ｄ等のダイカスト材、ＡＺ３１、ＡＺ６１等の展伸
材に適用可能であり、生成される皮膜の主成分は酸化マ
グネシウム（ＭｇＯ）である。酸化マグネシウムは、電
気絶縁性を有すると共に、化学的に安定性が極めて高
く、酸化作用を受けてもこれ以上酸化反応が進行しない
ため、酸化マグネシウムが主成分の皮膜は耐食性が頗る
高い。

【０００７】上記の脱脂等の前処理、アルカリ電解処理
の具体的工程及び処理液組成の一例、目的等を説明す
る。図１に示す様に、1)浸漬脱脂、2)水洗、3)アルカリ
電解、4)水洗、5)乾燥の各処理を順次行う。

【０００８】 1)浸漬脱脂 （処理液組成） サーフアＸーＡ剤１０〜５０ｃｃ／ｌ （非イオン系乳白色エマルジョン型脱脂洗浄剤） 水酸化ナトリウム１０〜５０ｇ／ｌ （処理条件） 温度約５０℃ 時間１〜５分 （目的） 素地表面に付着している油脂分を除去する。

【０００９】 2)水洗 （目的） 素地表面に付着している脱脂処理液を除去する。

【００１０】 3)アルカリ電解 （処理液組成） 水酸化ナトリウム５０〜２５０ｇ／ｌ リン酸３０〜１７５ｇ／ｌ （処理条件） 温度５０〜８０℃ 電流密度１〜１５Ａ／ｄｍ² 反転比率（Ｄｕｔｙ）６０〜９９％ 時間約２０分 （目的） 酸化マグネシウムが主成分の絶縁皮膜を生成する。

【００１１】 4)水洗 （目的） 皮膜表面に付着している電解処理液を除去する。

【００１２】 5)乾燥 （処理条件） 熱風乾燥

【００１３】上記のマグマカラーＳＬ法におけるアルカ
リ電解の処理液（電解液）は、水酸化ナトリウムとリン
酸を添加して成した水溶液である。マグネシウム合金の
主成分であるマグネシウムは、中性ないし酸性の水溶液
中で容易に溶けてしまうため、上記電解液はアルカリ性
でなければならず、更に皮膜生成効率の点からｐＨ１１
以上の強アルカリ性に調整したものが好ましい。つま
り、水酸化ナトリウムは、電解液をアルカリ性にして、
マグネシウムの溶解を抑止すると共に、皮膜の生成効率
（生成速度）に影響し、添加量が５０ｇ／ｌ未満の場合
はマグネシウムの溶解を抑止するも、皮膜の生成効率が
悪く、２５０ｇ／ｌ超過の場合は皮膜の生成効率が変化
せず、使用後の処理液を排棄処分する際の中和処理等の
点で非合理であるため、水酸化ナトリウムの添加量は５
０〜２５０ｇ／ｌの範囲が好ましく、皮膜表面の平滑性
の点で１００〜１５０ｇ／ｌの範囲が特に好ましい。リ
ン酸は、酸化力が強いため、アルカリ電解のプラス極時
に、マグネシウムの酸化を促進して酸化マグネシウムを
電解生成すると共に、皮膜の生成効率に影響し、添加量
が３０ｇ／ｌ未満の場合は酸化力不足で酸化マグネシウ
ムが生成せず、１７５ｇ／ｌ超過の場合は電解液が中性
ないし酸性になって素地のマグネシウムが溶解してしま
うため、リン酸の添加量は３０〜１７５ｇ／ｌの範囲が
好ましく、皮膜表面の平滑性の点で７０〜１０５ｇ／ｌ
の範囲が特に好ましい。又、電解液の温度が５０℃未満
の場合は液抵抗（電解液の電気抵抗）が大きくなって、
電解反応を阻害するため、皮膜の生成効率が悪く、８０
℃超過の場合は電解液が蒸発し易く組成が変動するた
め、電解処理時の電解液の温度は５０〜８０℃の範囲が
好ましい。

【００１４】上記のアルカリ電解は高速電流反転電源又
は交直切換電源の様なプラスとマイナスが周期的に反転
出力される電源を使用して行う。図２は高速電流反転電
源について説明図するための図であり、(a) は直流法に
よる電流波形、 (ｂ) は反転電流法による電流波形の一
例である。高速電流反転電源による図２(b) に示した反
転電流波形の場合は、プラス極２０に対してマイナス極
１の反転比率（Ｄｕｔｙ比）であり、Ｄｕｔｙ＝Ｔ１／
（Ｔ１＋Ｔ２）×１００＝２０／（２０＋１）×１００
≒９５（％）となる。尚、この反転比率は種々に変更可
能であり、一例として反転比率２０：１の場合を詳細に
説明する。例えば６０Ｈｚ地区では、理論計算式Ｔ＝１
／Ｆ＝１０００／（６０Ｈｚ×６）≒３ｍｓｅｃ、１山
約３ｍｓｅｃで、反転比率２０：１の場合の１サイクル
は図３に示す通りであるから、周波数は計算式にて１
３．３Ｈｚになる。従って、図２(b) に示す参考波形の
反転比率（Ｄｕｔｙ比）２０：１とは、１サイクルにお
いて上記時間のプラスとマイナスが１秒間に１３．３回
繰り返し出力される特殊波形である。そして、この高速
電流反転電源による電流密度は皮膜の生成効率に影響
し、１Ａ／ｄｍ² 未満の場合は、皮膜生成速度が著しく
低く生産性が悪いため、実用的でなく、１５Ａ／ｄｍ²
超過の場合は、高電流密度に対応した素地吊り下げ用の
治具を作成する上で支障があるため、電流密度は１〜１
５Ａ／ｄｍ² の範囲が好ましく、同じ理由から２〜６Ａ
／ｄｍ² の範囲が特に好ましい。又、１サイクル中のマ
イナス極時間が長くなると素地表面からの水素の発生量
が増加するため、反転比率が６０％未満の場合は、発生
した水素によって皮膜の生成、皮膜表面の平滑性が阻害
され、９９％超過の場合は、皮膜生成の活性点の移動が
遅くなって均一に皮膜生成せず、又素地の部分溶解が生
じるため、反転比率は６０〜９９％の範囲が好ましく、
同じ理由から８６〜９６％の範囲が特に好ましい。尚、
一般的に電解処理による皮膜生成は、被処理物（素地）
の全面に同時に皮膜生成が開始するのではなく、表面活
性の高い部分（不純物が少なく電流が流れ易い部分）か
ら皮膜が生成し始め、その後表面活性の低い部分にも皮
膜が生成されて、次第に皮膜生成面積が広がっていく。
この現象が上記の活性点の移動である。

【００１５】次に交直切換電源においては、図４(a) 、
(b) に示す様な直流と交流を切換える交直切換電源、或
いは図４(c) に示す様な直流に交流を併用する交直併用
又は交流併用電源を使用し、これらを交直切換電源と称
し、又アルカリ電解には上述の高速反転電源又は交直切
換電源以外の電源、例えば単相不完全整流波電源等の使
用も可能であり、又交流は単相でなく三相のものでも良
い。

【００１６】次に実施例を示し、耐食性が高い皮膜の生
成方法について更に説明する。電解液に添加したリン酸
が皮膜生成に及ぼす影響に関し、下記の方法で試験し
た。水酸化ナトリウムの添加量を１００ｇ／ｌとすると
共に、リン酸の添加量を夫々３０ｇ／ｌ未満、６０ｇ／
ｌ、８０ｇ／ｌ、１１０ｇ／ｌとした４種類の電解液を
用い、上記条件で前処理を行ったマグネシウム合金ＡＺ
９１Ｄに対し、温度６５℃、電流密度３Ａ／ｄｍ² 、反
転比率９５％で約２０分間アルカリ電解して皮膜生成し
た。その結果、図５に示す様に、リン酸添加量３０ｇ／
ｌ未満の場合の電解電圧は、処理時間が経過しても初期
値の５Ｖから変化せず、６０ｇ／ｌ、８０ｇ／ｌ、１１
０ｇ／ｌの場合の電解電圧は、夫々１２分後、６分後、
４分後から処理時間の経過と共に徐々に上昇し、２０分
後の電解電圧はリン酸の添加量が多い程高い値を示し
た。夫々の電解液で生成した皮膜表面の成分を、Ｘ線回
折装置及びＥＰＭＡを用いて分析した結果、リン酸添加
量３０ｇ／ｌ未満の場合の皮膜表面の主成分は水酸化マ
グネシウムで、リン酸添加量６０ｇ／ｌ、８０ｇ／ｌ、
１１０ｇ／ｌの場合の皮膜表面の主成分は酸化マグネシ
ウムであった。又、電流値は電源装置の設定により一定
のため、電解電圧値の上昇は、電極（マグネシウム合金
素地）の電気抵抗値の上昇を示し、これは電気絶縁性が
高い酸化マグネシウムの生成、並びに酸化マグネシウム
が主成分の皮膜の成長（皮膜厚さの増加）を示してい
る。以上の結果から、電解液にリン酸を添加することに
よって、酸化マグネシウムの皮膜が生成し、皮膜の生成
効率はリン酸の添加量に比例することが確認された。
又、図６はリン酸の添加量を１１０ｇ／ｌとした場合の
処理時間と皮膜厚さの関係を示した図であり、図に示す
様に、２０分間で厚さ約１０μｍの皮膜が得られた。こ
の皮膜はＪＩＳ Ｚ２３７１準拠の塩水噴霧試験に１０
００時間以上耐え、ＤＣ５００Ｖメガーテストで電気絶
縁抵抗５０ＭΩ以上の結果を得た。塩水噴霧試験１００
０時間以上の耐食性、抵抗５０ＭΩ以上の絶縁性は実用
上十分な値である。尚、絶縁測定は、株式会社三和計器
製作所製の絶縁抵抗計ＰＤＭー５０６を用いて行った。

【００１７】次に皮膜生成方法の他例について説明す
る。短時間で皮膜を生成する方法は、マグネシウムの含
有量が９２％以上のマグネシウム合金に対して、先ず浸
漬脱脂、水洗の前処理を行い、次に水酸化ナトリウムと
スルホン酸ナトリウムを添加したアルカリ性の電解液
で、プラスマイナス極性反転電源によりアルカリ電解を
行って、マグネシウム化合物から成る皮膜を均一全面的
に生成し、その後水洗、乾燥を行う。（この方法をマグ
マカラーＳＨ法と称す。）この皮膜生成方法は、マグネ
シウムの含有量が９２％以上のマグネシウム合金、例え
ばＡＺ３１、ＡＺ６１等の展伸材に適用可能である。生
成される皮膜の主成分は水酸化マグネシウム（Ｍｇ（Ｏ
Ｈ）₂ ）であり、水酸化マグネシウムは、電気絶縁性を
有する。この方法は、図７に示す様に、1)浸漬脱脂、2)
水洗、3)エッチング、4)水洗、5)表面調整、6)水洗、7)
アルカリ電解、8)水洗、9)乾燥の各処理を順次行うが、
1)〜2)はマグマカラーＳＬ法と同処理のため、3)以降に
ついてのみ具体的工程及び処理液組成の一例、目的等を
説明する。

【００１８】 3)エッチング （処理液組成） 硝酸水溶液（濃度６２％）２０〜１００ｃｃ／ｌ （処理条件） 温度常温 時間２０〜６０秒 （目的） 素地表面の不純物を除去する。 4)水洗 （目的） 素地表面に付着しているエッチング処理液を除去する。 5)表面調整 （処理液組成） サーフアＸーＡ剤１０〜５０ｃｃ／ｌ 水酸化ナトリウム１０〜５０ｇ／ｌ （処理条件） 温度室温 時間約２０〜６０秒 （目的） 水洗で除去されずに残留しているエッチング処理液を中和 して、アルカリ電解処理液に酸性の液が混入しない様にす る。 6)水洗 （目的） 素地表面に付着している表面調整処理液を除去する。 7)アルカリ電解 （処理液組成） 水酸化ナトリウム５０〜２５０ｇ／ｌ スルホン酸ナトリウム１〜４０ｇ／ｌ （処理条件） 温度５０〜８０℃ 電流密度１〜１５Ａ／ｄｍ² 反転比率（Ｄｕｔｙ）６０〜９９％ 時間約１０分 （目的） 水酸化マグネシウムが主成分の絶縁皮膜を生成する。

【００１９】 8)水洗 （目的） 皮膜表面に付着している電解処理液を除去する。

【００２０】 9)乾燥 （処理条件） 熱風乾燥

【００２１】上記のマグマカラーＳＨ法におけるアルカ
リ電解の処理液（電解液）は、水酸化ナトリウムとスル
ホン酸ナトリウムを添加して成した水溶液である。この
電解液は、マグマカラーＳＬ法の電解液と同様に、アル
カリ性でなければならず、ｐＨ１１以上の強アルカリ性
に調整したものが好ましい。水酸化ナトリウムの添加量
についても、同様に５０〜２５０ｇ／ｌの範囲が好まし
く、特に好ましくは１００〜１５０ｇ／ｌの範囲であ
る。スルホン酸ナトリウムは、電解液の電流分布を均一
にして均一電解を行い、添加量が１ｇ／ｌ未満の場合は
電解液の電流分布の均一化効果が無く、４０ｇ／ｌ超過
の場合は水酸化ナトリウム水溶液に溶解せず、過飽和に
なるため、スルホン酸ナトリウムの添加量は１〜４０ｇ
／ｌの範囲が好ましい。アルカリ電解に使用するブラス
マイナス極性反転電源、並びに高速電流反転電源の電流
密度及び反転比率の最適条件についても、上記のマグマ
カラーＳＬ法と同一である。

【００２２】次に実施例を示し、短時間で皮膜生成する
方法について更に説明する。電解処理時間と生成された
皮膜の厚さに関し、下記の方法で試験した。アルミニウ
ム約３％、亜鉛約１％、マグネシウム約９６％の組成か
ら成るマグネシウム合金ＡＺ３１に対し、適宜方法で前
処理を行い、次いで水酸化ナトリウム１００ｇ／ｌと、
スルホン酸ナトリウム５ｇ／ｌを添加したアルカリ性の
電解液を用い、温度６５℃、電流密度３Ａ／ｄｍ² 、反
転比率９５％で約１０分間アルカリ電解して皮膜生成し
た。その結果、図８、９に示す様に、電解電圧は処理時
間が経過しても初期値の４Ｖから変化せず、１０分後に
厚さ約１０μｍの皮膜が得られた。この皮膜表面の成分
を、Ｘ線回折装置及びＥＰＭＡを用いて分析した結果、
水酸化マグネシウムであった。又、この皮膜はＪＩＳ
Ｚ２３７１準拠の塩水噴霧試験に約１００時間耐え、Ｄ
Ｃ５００Ｖメガーテストで電気絶縁抵抗５ＭΩ以上の結
果を得た。尚、絶縁測定は、上記と同一のものを用いて
行った。以上の結果から、マグネシウムの含有率が高い
マグネシウム合金に対し、アルカリ性の電解液を用いて
アルカリ電解することによって、従来の陽極酸化では生
成不可能であった約１０μｍの厚さの皮膜が短時間で生
成されることが確認された。又、この水酸化マグネシウ
ムが主成分の皮膜は、耐食性の点で酸化マグネシウムが
主成分の皮膜よりやや劣るも、実用上十分な電気絶縁性
を有することが判明した。

【００２３】次に皮膜生成した素地の装飾方法について
説明する。皮膜生成した素地を装飾する際は、皮膜自体
に着色すれば良い。皮膜の着色方法は、例えば、皮膜生
成した素地を水洗した後に、黒色染料１０ｇ／ｌを溶か
した、５０〜６５℃の染色処理液に１〜１５分間浸漬け
て染色し、その後水洗して余剰の染料を除去し、最後に
熱風で乾燥する。又、皮膜染色、乾燥後に、更にその上
からクリアー塗装を施したり、或いは皮膜生成、乾燥
後、染色せずに皮膜の上にカラー塗装や、真空メッキ等
の化粧皮膜を施しても良い。尚、本願の方法（マグマカ
ラーＳＬ法及びマグマカラーＳＨ法）によって生成した
皮膜は、共に耐食性に優れており、この皮膜だけでマグ
ネシウム合金を十分に保護するため、塗装や真空メッキ
で施した皮膜は主に化粧を目的としたものであり、防食
を主目的としたものではない。

【００２４】次に本発明に係るマグネシウム合金の皮膜
生成方法の作用について説明する。本願における皮膜生
成方法では、アルカリ性の電解液と高速電流反転電源等
を使用してアルカリ電解を行っているが、かかる電源で
は高速周期的にプラス極とマイナス極が反転、繰り返し
たり、特定時間帯のプラス極時間を挟んで同様に繰り返
している。そして、素地（マグネシウム合金）がプラス
極の時に、素地表面のマグネシウムが、電解反応によっ
て酸化マグネシウム、或いは水酸化マグネシウムに変化
して皮膜を生成すると共に、マグネシウム合金鋳造化学
成分中のアルミニウム、亜鉛、銅等が溶解して、素地表
面に微小凹部が多数発生し、かかる微小凹部により凹凸
状態に粗面化した素地表面上に、更に皮膜が生成されて
処理面は粗面化される。他方、マイナス極の時に、粗面
化された処理面の微小凸部の皮膜は電解還元の作用によ
り還元され、還元された微小凸部は、処理面より遊離
し、電解研磨と類似の作用で処理面は平滑化される。上
記プラス極とマイナス極の反転による皮膜の生成、平滑
化作用において、プラス極とマイナス極の反転が繰り返
されることにより平滑な皮膜が生成されると共に成長し
て厚くなる。

【００２５】

【発明の効果】要するに本発明は、マグネシウム合金に
マグネシウム化合物の皮膜をプラスマイナス極性反転電
源で電解生成するために用いる電解液を、水酸化ナトリ
ウムとリン酸を添加したアルカリ性の水溶液と成したの
で、水酸化ナトリウムの作用により、電解液をアルカリ
にしてマグネシウムの溶解現象を抑止できると共に、リ
ン酸の作用により、アルカリ電解時のプラス極時にマグ
ネシウムの酸化を促進して、酸化マグネシウムを電解生
成することが出来る。

【００２６】そして、脱脂等の前処理を行ったマグネシ
ウム合金に対して、上記の電解液で、プラスとマイナス
を周期的に反転出力するプラスマイナス極性反転電源に
よりアルカリ電解を行う様にしたので、アルカリ電解の
プラス極時に酸化マグネシウムを電解生成し、マイナス
極時に電解研磨と類似の作用で処理面を平滑化して、プ
ラス極とマイナス極を繰り返すことにより、酸化マグネ
シウムが主成分の皮膜を成長させて、耐食性が頗る高い
皮膜を生成できるため、マグネシウム合金の耐久性を飛
躍的に向上させて、マグネシウム合金の用途を拡張する
ことが出来る。又、酸化マグネシウムの皮膜だけで防食
処理、絶縁処理できるため、表面処理としての塗装を施
す必要が無く、塗膜剥離等の問題を解消できる。又、塗
装や、真空メッキ等の化粧皮膜の下地に用いれば、防食
用の下地として絶大なる効果を奏することから、過酷な
条件下で使用される製品にもマグネシウム合金を適用で
きるため、例えば自動車の内外装部品にマグネシウム合
金を利用することによって、自動車を軽量化して、省エ
ネルギー、環境保全、地球温暖化防止に貢献することが
出来る。

【００２７】皮膜生成に用いる電解液を、水酸化ナトリ
ウムとスルホン酸ナトリウムを添加したアルカリ性の水
溶液と成したので、スルホン酸ナトリウムの作用によ
り、電解液の電流分布を均一にして均一電解を行うこと
が出来ると共に、水酸化ナトリウムの作用により、アル
カリ電解時のプラス極時に、マグネシウムの含有率が９
２％以上のマグネシウム合金に、水酸化マグネシウムを
電解生成することが出来る。

【００２８】そして、マグネシウムの含有率が９２％以
上のマグネシウム合金に対して、脱脂等の前処理を行
い、次に上記の電解液で、プラスとマイナスを周期的に
反転出力するプラスマイナス極性反転電源によりアルカ
リ電解を行う様にしたので、水酸化マグネシウムが主成
分の皮膜を短時間で効率良く生成することが出来、よっ
てマグネシウム合金の防食・絶縁処理に要する時間を短
縮して、製造効率の向上、製造コストの削減を図ること
が出来る。従って、軽量であると共に、耐食性及び電気
絶縁性が必要な電子機器用部材、例えば液晶テレビの外
枠の形成用部材として、防食・絶縁処理したマグネシウ
ム合金を安価に提供して、産業の発達に貢献することが
出来る。

【００２９】直流と交流を併用するか、直流と交流を切
換えて出力する電源によりアルカリ電解を行う様にした
ので、既存の設備を利用して、上記と同様の処理を行う
ことが出来る。

【００３０】マグネシウム化合物の皮膜は元来、染色性
が良く、又本願の方法により生成した皮膜の表面は平滑
性が良いから、アルカリ電解した後、水洗し、染料で染
色する様にすれば、塗装やメッキ等による化粧皮膜を施
さなくても、外部露出して、人目に触れる個所に使用で
き、マグネシウム合金の用途を更に拡張することが出来
る等その実用的効果甚だ大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】耐食性が高い皮膜を生成する方法の工程図であ
る。

【図２】直流法と反転法の電流波形図である。

【図３】図２に示す参考波形の説明図である。

【図４】交直切換電流の波形図である。

【図５】電解処理時間と電解電圧値の関係を示す図であ
る。

【図６】電解処理時間と皮膜厚さの関係を示す図であ
る。

【図７】短時間で皮膜生成する方法の工程図である。

【図８】電解処理時間と電解電圧値の関係を示す図であ
る。

【図９】電解処理時間と皮膜厚さの関係を示す図であ
る。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マグネシウム合金にマグネシウム化合物
   の皮膜をプラスマイナス極性反転電源で電解生成するた
   めに用いる電解液であって、水酸化ナトリウムとリン酸
   を添加したアルカリ性の水溶液と成したことを特徴とす
   るマグネシウム合金の皮膜生成方法の電解液。
2. 【請求項２】 マグネシウムの含有率が９２％以上のマ
   グネシウム合金にマグネシウム化合物の皮膜をプラスマ
   イナス極性反転電源で電解生成するために用いる電解液
   であって、水酸化ナトリウムとスルホン酸ナトリウムを
   添加したアルカリ性の水溶液と成したことを特徴とする
   マグネシウム合金の皮膜生成方法の電解液。
3. 【請求項３】 脱脂等の前処理を行ったマグネシウム合
   金に対して、請求項１の電解液で、プラスとマイナスを
   周期的に反転出力するプラスマイナス極性反転電源によ
   りアルカリ電解を行う様にしたことを特徴とするマグネ
   シウム合金の皮膜生成方法。
4. 【請求項４】 マグネシウムの含有率が９２％以上のマ
   グネシウム合金に対して、脱脂等の前処理を行い、次に
   請求項２の電解液で、プラスとマイナスを周期的に反転
   出力するプラスマイナス極性反転電源によりアルカリ電
   解を行う様にしたことを特徴とするマグネシウム合金の
   皮膜生成方法。
5. 【請求項５】 直流と交流を併用するか、直流と交流を
   切換えて出力する電源によりアルカリ電解を行う様にし
   たことを特徴とする請求項３又は４記載のマグネシウム
   合金の皮膜生成方法。
6. 【請求項６】 アルカリ電解した後、水洗し、染料で染
   色する様にしたことを特徴とする請求項３、４又は５記
   載のマグネシウム合金の皮膜生成方法。