JP2002275687A - Coated member and surface treatment method for magnesium base material - Google Patents

Coated member and surface treatment method for magnesium base material

Info

Publication number
JP2002275687A
JP2002275687A JP2001074486A JP2001074486A JP2002275687A JP 2002275687 A JP2002275687 A JP 2002275687A JP 2001074486 A JP2001074486 A JP 2001074486A JP 2001074486 A JP2001074486 A JP 2001074486A JP 2002275687 A JP2002275687 A JP 2002275687A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oxide
coating
magnesium
layer
oxide layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001074486A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiko Sugimoto
義彦 杉本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Toyota Central R&D Labs Inc
Priority to JP2001074486A priority Critical patent/JP2002275687A/en
Publication of JP2002275687A publication Critical patent/JP2002275687A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coated member which is provided with a surface film having excellent adherence, corrosion resistance, wear resistance and seizure resistance. SOLUTION: The coated member is provided with a magnesium base material essentially consisting of magnesium(Mg), an oxidized layer formed on the magnesium base material, and a coating layer consisting of oxides or sulfides of the group VIa elements, and formed on the oxidized layer. The coating layer having high hardness is firmly bonded with the magnesium base material via the oxidized layer, and exhibits excellent adherence, corrosion resistance, wear resistance or seizure resistance.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、密着性、耐蝕性、
耐焼付性または耐摩耗性に優れた表面処理層を備える被
覆部材とマグネシウム基材への表面処理方法に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to adhesiveness, corrosion resistance,
The present invention relates to a coating member having a surface treatment layer having excellent seizure resistance or abrasion resistance, and a method for surface treatment of a magnesium base material.

【0002】[0002]

【従来の技術】マグネシウムは、実用金属中で最も軽量
であり比強度に優れると共に、資源が豊富で、リサイク
ル性にも優れる。このため、軽量化や環境負荷の低減等
が強く求められる昨今、マグネシウムは有望な金属材料
であり、各種分野の各種製品に、マグネシウムまたはマ
グネシウム合金が使用されつつある。例えば、自動車等
の車両分野では、マグネシウム合金製のカバー類やホイ
ールなどが開発されており、軽量化に伴う省エネルギー
化や運動性能の向上等が図られている。また、電気機器
の分野でも、ノート型パソコンや携帯電話等のケースに
マグネシウム(またはその合金)が使用され、モバイル
機器のさらなる軽量化やリサイクル化が図られている。
ところが、マグネシウムは、非常に活性な金属であり、
実用金属中で最も電位的に卑な金属(つまり、イオン化
傾向が大きい金属)である。また、その酸化物の容積分
率は1より小さいため、それ自身が緻密な酸化皮膜を形
成することもないため、非常に腐食し易い金属でもあ
る。従って、その表面に耐蝕性に優れた被膜を設けるこ
とが実用上必要となる。さらに、マグネシウムは硬さの
低い金属であるため、使用状況によっては、その皮膜が
耐蝕性の他、耐摩耗性や耐焼付性を備えることも必要と
なる。
2. Description of the Related Art Magnesium is the lightest among practical metals, has excellent specific strength, and has abundant resources and excellent recyclability. For this reason, magnesium is a promising metal material in recent years where weight reduction and reduction of environmental load are strongly demanded, and magnesium or magnesium alloy is being used for various products in various fields. For example, in the field of vehicles such as automobiles, covers and wheels made of magnesium alloy have been developed, and efforts have been made to save energy and improve athletic performance due to weight reduction. Also, in the field of electric devices, magnesium (or an alloy thereof) is used in cases of notebook computers, mobile phones, and the like, and mobile devices are being further reduced in weight and recycled.
However, magnesium is a very active metal,
It is a metal with the lowest potential in practical metals (that is, a metal having a high ionization tendency). In addition, since the oxide has a volume fraction of less than 1, it does not itself form a dense oxide film, and is therefore a metal which is very easily corroded. Therefore, it is practically necessary to provide a coating having excellent corrosion resistance on the surface. Further, since magnesium is a metal having a low hardness, it is necessary that the film has not only corrosion resistance but also abrasion resistance and seizure resistance depending on use conditions.

【0003】このような被膜として、例えば、リン酸塩
等を用いて化学的に形成した化成被膜、マグネシウム基
材を陽極としてその表面に酸化皮膜を形成した陽極酸化
皮膜、さらには、めっきや塗装被膜等がある。しかし、
化成皮膜は、塗装の下地処理を目的として形成されるこ
とが多いものの、その膜厚は薄くて、耐蝕性や耐摩耗性
等が十分ではない。また、陽極酸化皮膜も、塗装の下地
処理を目的に形成されることが多いものの、微小なピン
ホールが存在するため、やはり耐蝕性が不十分であり、
また、耐摩耗性や耐焼付性も十分ではない。また、電気
メッキや無電解メッキも、その密着性が不十分であった
り、表面に微小クラックが発生して、十分な耐蝕性が得
られない。塗装被膜も同様に、密着性、耐摩耗性、耐焼
付性等の点で十分なものではない。
[0003] As such a coating, for example, a chemical conversion coating formed chemically using a phosphate or the like, an anodic oxide coating formed by forming an oxide coating on the surface of a magnesium base as an anode, and furthermore, plating or coating There are coatings. But,
Although a chemical conversion film is often formed for the purpose of undercoating a coating, its film thickness is small and its corrosion resistance and abrasion resistance are not sufficient. In addition, although the anodic oxide film is often formed for the purpose of undercoating the coating, the corrosion resistance is still insufficient because of the presence of minute pinholes.
In addition, wear resistance and seizure resistance are not sufficient. In addition, electroplating and electroless plating also have insufficient adhesion or microcracks on the surface, failing to provide sufficient corrosion resistance. Similarly, the coating film is not sufficient in terms of adhesion, abrasion resistance, seizure resistance and the like.

【0004】そこで、被覆処理層の耐蝕性や密着性をよ
り高められる、マグネシウム(基材)の表面処理方法が
いくつも提案されている。例えば、特表平11−502
567号公報、特開平4−254576号公報、特開昭
61−276994号公報等にその開示がある。特表平
11−502567号公報は陽極酸化処理に使用される
電解液に特徴を有するものであり、特開平4−2545
76号公報はスパッタリングによりSi中間層を形成し
て、その表面にAl膜をイオンプレーティングで成膜す
る方法に関するものであり、特開昭61−276994
号公報はイオンプレーティング法によりAl中間層を形
成し、その表面に銅、ニッケル、金等のメッキを行う方
法に関するものである。その他、特開2000−345
370号公報、特開2000−309882号公報、特
開平10−287982号公報、特開平7−10959
8号公報、特開平6−264292号公報等にもマグネ
シウム(合金)の表面処理方法に関する開示がなされて
いる。
[0004] Therefore, there have been proposed a number of surface treatment methods for magnesium (base material) that can further enhance the corrosion resistance and adhesion of the coating treatment layer. For example, Japanese Translation of International Patent Publication No. 11-502
No. 567, JP-A-4-254576, JP-A-61-276994, and the like. Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 11-502567 has a feature in an electrolytic solution used for anodizing treatment.
Japanese Patent Application Publication No. 76-276994 relates to a method of forming an Si intermediate layer by sputtering and forming an Al film on the surface thereof by ion plating.
Japanese Patent Application Publication No. JP-A-2003-110555 relates to a method of forming an Al intermediate layer by an ion plating method and plating the surface of the intermediate layer with copper, nickel, gold, or the like. In addition, JP-A-2000-345
370, JP-A-2000-309882, JP-A-10-287982, JP-A-7-10959
No. 8, JP-A-6-264292 and the like also disclose a surface treatment method of magnesium (alloy).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、マグネシウム
基材と表面層との間に中間層を形成するいずれの方法で
も、そのマグネシウム基材と表面層との間の密着性が不
充分であった。また、硬質な表面皮膜が形成される場合
であっても、従来の皮膜は薄膜であり、耐摩耗性が不十
分であった。このように、従来の表面処理方法により得
られる表面皮膜は、密着性、耐蝕性、耐摩耗性、耐焼付
性等の観点から必ずしも十分なものではなかった。
However, in any method of forming an intermediate layer between a magnesium substrate and a surface layer, the adhesion between the magnesium substrate and the surface layer is insufficient. . Further, even when a hard surface film is formed, the conventional film is a thin film and has insufficient abrasion resistance. As described above, the surface film obtained by the conventional surface treatment method is not always sufficient from the viewpoints of adhesion, corrosion resistance, wear resistance, seizure resistance and the like.

【0006】本発明の被覆部材およびマグネシウム基材
への表面処理方法は、このような事情に鑑みて為された
ものである。つまり、密着性、耐蝕性、耐摩耗性または
耐焼付性に優れた表面皮膜でマグネシウム基材が被覆さ
れた被覆部材を提供することを目的とする。また、密着
性、耐蝕性、耐摩耗性または耐焼付性に優れた表面皮膜
をマグネシウム基材上に形成することができるマグネシ
ウム基材への表面処理方法を提供することを目的とす
る。
[0006] The surface treatment method for the coated member and the magnesium base material of the present invention has been made in view of such circumstances. That is, an object of the present invention is to provide a coated member in which a magnesium base is coated with a surface film having excellent adhesion, corrosion resistance, abrasion resistance, or seizure resistance. It is another object of the present invention to provide a method for treating a magnesium substrate, which can form a surface film having excellent adhesion, corrosion resistance, abrasion resistance, and seizure resistance on the magnesium substrate.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者はこの
課題を解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、
マグネシウム基材の表面に形成した酸化層上に、さらに
第VIa属元素の酸化物および/または硫化物からなる被
覆層を形成することにより、密着性、耐蝕性、耐摩耗性
または耐焼付性にすぐれた表面皮膜が得られることを見
出し、本発明の被覆部材およびマグネシウム基材への表
面処理方法を完成するに至ったものである。 (被覆部材)すなわち、本発明の被覆部材は、マグネシ
ウム(Mg)を主成分とするマグネシウム基材と、該マ
グネシウム基材上に形成された酸化層と、該酸化層上に
形成された第VIa属元素の酸化物および/または硫化物
からなる被覆層と、を備えることを特徴とする。
The inventor of the present invention has made intensive studies to solve this problem, and as a result of repeated trial and error,
By forming a coating layer composed of an oxide and / or sulfide of a Group VIa element on the oxide layer formed on the surface of the magnesium base, adhesion, corrosion resistance, wear resistance or seizure resistance can be improved. They have found that an excellent surface film can be obtained, and have completed the method of surface treating a coated member and a magnesium substrate of the present invention. (Coating Member) That is, the coating member of the present invention includes a magnesium base mainly composed of magnesium (Mg), an oxide layer formed on the magnesium base, and a VIa formed on the oxide layer. And a coating layer made of an oxide and / or sulfide of a group element.

【0008】本発明の被覆部材によれば、マグネシウム
基材に形成された酸化層(皮膜)上に、さらに、第VIa
属元素の酸化物および/または硫化物からなる被覆層が
形成されているため、その被覆層が酸化層上にできる微
小なホールを封孔して酸化層を補強するのみならず、そ
の被覆層がマグネシウム基材とも強固に密着して、従来
になく、マグネシウム基材の耐蝕性が向上する。さら
に、その被覆層を備える表面皮膜は、耐摩耗性や耐焼付
性に優れることも本発明者は確認している。このため、
その表面皮膜を備えた被覆部材は、多くの分野で種々の
用途に利用可能となる。
[0008] According to the coating member of the present invention, on the oxide layer (film) formed on the magnesium base material, the VIa
Since the coating layer made of the oxide and / or sulfide of the group element is formed, the coating layer not only reinforces the oxide layer by sealing small holes formed on the oxide layer, but also forms the coating layer. Is strongly adhered to the magnesium base, and the corrosion resistance of the magnesium base is improved, unlike the related art. Furthermore, the present inventors have confirmed that the surface film provided with the coating layer is excellent in wear resistance and seizure resistance. For this reason,
The covering member provided with the surface film can be used for various applications in many fields.

【0009】なお、本発明の被覆部材では、マグネシウ
ム基材と酸化層と被覆層とを明確に仕切れるものとは限
らず、各層の境界部分で、各元素や粒子が拡散により入
乱れていることも多い。また、本明細書中でいう「被覆
部材」とは、前述の表面皮膜で被覆された部材をいい、
その部材の形態等は問題ではなく、素材品、鋳造品、鍛
造品、加工品等種々の形態および形状をとり得る。ま
た、被覆部材は、表面皮膜の形成されるマグネシウム基
材を備えれば良く、その部材全体がマグネシウム(合
金)からなる必要はない。例えば、その内部がMg以外
の金属や樹脂等の他部材で構成されていても良い。ま
た、マグネシウム基材は、マグネシウムを主成分とする
ものであるが、その組成割合は、少なくとも耐蝕性の観
点から表面処理を必要とする程度であれば十分である。
従って、マグネシウム基材には、純マグネシウムは勿
論、マグネシウム合金等も含まれる。
In the coating member of the present invention, the magnesium substrate, the oxide layer and the coating layer are not always separated clearly, and each element or particle is disturbed by diffusion at the boundary between the layers. Often. The term “coated member” in the present specification refers to a member coated with the above-described surface film,
The form of the member is not a problem, and it can take various forms and shapes such as a raw material, a casting, a forged product, and a processed product. The covering member only needs to have a magnesium base on which a surface film is formed, and the entire member does not need to be made of magnesium (alloy). For example, the inside may be made of other members such as metal or resin other than Mg. The magnesium base material contains magnesium as a main component, and the composition ratio is sufficient as long as a surface treatment is required at least from the viewpoint of corrosion resistance.
Therefore, the magnesium base material includes not only pure magnesium but also a magnesium alloy and the like.

【0010】(マグネシウム基材への表面処理方法)こ
のように優れた表面皮膜を有する被覆部材は、例えば、
本発明のマグネシウム基材への表面処理方法により製作
することができる。すなわち、本発明のマグネシウム基
材への表面処理方法は、マグネシウム(Mg)を主成分
とするマグネシウム基材の表面に酸化層を形成する酸化
工程と、該酸化工程により形成された酸化層上に第VIa
属元素の酸化物および/または硫化物からなる被覆層を
形成する被覆処理工程と、を備えることを特徴とする。
(Method for Surface Treatment of Magnesium Substrate) Such a coated member having an excellent surface film is, for example,
It can be manufactured by the surface treatment method for a magnesium base material of the present invention. That is, the surface treatment method for a magnesium base material of the present invention includes an oxidation step of forming an oxide layer on the surface of a magnesium base material containing magnesium (Mg) as a main component, and forming an oxide layer on the oxide layer formed by the oxidation step. VIa
A coating treatment step of forming a coating layer made of an oxide and / or sulfide of a group element.

【0011】ところで、酸化層上に第VIa属元素の酸化
物および/または硫化物からなる被覆層を形成すると、
何故、密着性に優れた表面皮膜がえら得るのか、必ずし
も明かではない。これは、次に述べるように、本発明者
の懸命な調査研究の末に、知見されたものだからであ
る。すなわち、Cr、MoおよびWの第VIa属元素は、
酸化クロム(Cr23)、酸化モリブデン(Mo
3)、酸化タングステン(WO3)などの酸化物を形成
し易いが、それらの酸化物を直接にマグネシウム基材上
へ塗布等しても、密着性に優れる被覆層は得られなかっ
た。
By the way, when a coating layer made of an oxide and / or sulfide of a Group VIa element is formed on the oxide layer,
It is not always clear why a surface film with excellent adhesion can be obtained. This is because, as will be described below, it has been found after the inventor's hard research and study. That is, elements of group VIa of Cr, Mo and W are:
Chromium oxide (Cr 2 O 3 ), molybdenum oxide (Mo
O 3), but tends to form an oxide such as tungsten oxide (WO 3), be applied like the oxides thereof directly to the magnesium substrate on the coating layer excellent in adhesiveness was not obtained.

【0012】そこで、発想を変えて、マグネシウム基材
を予め陽極酸化処理してその表面に微細な凹凸を形成
し、かつ、マグネシウムの酸化物をその表面に形成して
おくと、上記第VIa属元素の酸化物からなる密着性に優
れた被覆層が形成されることを見出した。また、第VIa
属元素の硫化物を被覆する場合も同様で、単独で被覆し
ても密着性に優れる被覆層は形成されなかった。しか
し、グラファイトやフッ素樹脂などの混合物を、陽極酸
化処理して形成した陽極酸化層の表面に被覆すると、密
着性に優れる被覆層が得られた。このような経緯を踏ま
え、前述した酸化層を陽極酸化層とすると、好ましい。
また、前記第VIa属元素の酸化物は、酸化クロムと酸化
モリブデンと酸化タングステンとの少なくとも1種以上
であり、前記第VIa属元素の硫化物は、二硫化モリブデ
ンであると、好ましい。
Therefore, by changing the idea, anodizing the magnesium base material in advance to form fine irregularities on its surface and forming an oxide of magnesium on its surface, It has been found that a coating layer made of an oxide of an element and having excellent adhesion is formed. In addition, VIa
The same applies to the case of coating with a sulfide of a group element, and a coating layer having excellent adhesion was not formed even when coated alone. However, when a mixture of graphite and fluororesin was coated on the surface of the anodized layer formed by anodizing, a coating layer having excellent adhesion was obtained. Based on such circumstances, it is preferable that the above-described oxide layer be an anodized layer.
Further, the oxide of the Group VIa element is preferably at least one of chromium oxide, molybdenum oxide and tungsten oxide, and the sulfide of the Group VIa element is preferably molybdenum disulfide.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】次に、実施形態を挙げ、本発明を
より詳しく説明する。 (1)酸化工程 酸化工程は、Mgを主成分とするマグネシウム基材の表
面に酸化層(MgO層等)を形成する工程である。この
処理方法は、公知のいずれの方法を用いても良い。もっ
とも、前述したように、酸化層として陽極酸化層が代表
的であるため、前記酸化工程を、マグネシウム基材の表
面に陽極酸化層を形成する陽極酸化工程とすると、好適
である。この陽極酸化工程は、例えば、アルカリ性水溶
液からなる電解液中にマグネシウム基材を浸漬して、マ
グネシウム基材を陽極として電圧を印可することにより
行うことができる。その電解液は、マグネシウム基材の
組成にもよるが、例えば、酸性フッ化アンモン、フッ化
カリウム、重クロム酸ナトリウム、エチレングリコー
ル、リン酸、水酸化ナトリウム、シュウ酸ナトリウム、
硫酸アンモン、苛性カリ等を用いて生成することができ
る。また、反応促進のために、その電解液の温度を70
〜90℃としておくと良い。また、陽極酸化層の厚さに
もよるが、電流密度を0.5〜5A/dm2とし、5〜
60分間処理すると良い。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments. (1) Oxidation Step The oxidation step is a step of forming an oxide layer (MgO layer or the like) on the surface of a magnesium base mainly composed of Mg. As this processing method, any known method may be used. However, as described above, since the anodic oxide layer is typical as the oxide layer, it is preferable that the oxidizing step be the anodizing step of forming an anodic oxide layer on the surface of the magnesium base. This anodic oxidation step can be performed, for example, by immersing a magnesium base material in an electrolytic solution composed of an alkaline aqueous solution and applying a voltage using the magnesium base material as an anode. Although the electrolytic solution depends on the composition of the magnesium base, for example, ammonium ammonium fluoride, potassium fluoride, sodium dichromate, ethylene glycol, phosphoric acid, sodium hydroxide, sodium oxalate,
It can be produced using ammonium sulfate, potassium hydroxide and the like. In order to promote the reaction, the temperature of the electrolytic solution is set to 70
It is good to keep it at ~ 90 ° C. Also, depending on the thickness of the anodic oxide layer, the current density is set to 0.5 to 5 A / dm2,
It is good to process for 60 minutes.

【0014】こうして、陽極酸化層を10〜100μ
m、さらには20〜50μm形成させると好ましい。1
0μm未満では、被覆層との密着性が劣るからであり、
100μmを越えると、陽極酸化工程に長時間を要して
実用上不経済だからである。なお、マグネシウム基材
は、前述したように、純マグネシウム材以外に、その合
金材、例えば、AM60、AM212、WE43および
AZ91の鋳造材(高圧および低圧鋳造材、ダイカスト
材、チクソモールド材等も含む)、AZ31またはAZ
80の展伸材、さらにマグネシウム粉末と合金元素粉末
とを混合した後に焼結させたマグネシウム焼結材などが
ある。なお、合金の種類を示す各記号は、JISのMg
合金1種またはMg合金鋳物2種によるものである。
Thus, the anodic oxide layer has a thickness of 10 to 100 μm.
m, more preferably 20 to 50 μm. 1
If the thickness is less than 0 μm, the adhesion to the coating layer is inferior,
If the thickness exceeds 100 μm, the anodic oxidation step requires a long time, which is uneconomical for practical use. As described above, the magnesium base material includes, in addition to the pure magnesium material, alloy materials thereof, for example, cast materials of AM60, AM212, WE43 and AZ91 (high-pressure and low-pressure cast materials, die-cast materials, thixomold materials, and the like). ), AZ31 or AZ
80 wrought materials, and magnesium sintered materials obtained by mixing magnesium powder and alloy element powder and then sintering them. In addition, each symbol showing the type of alloy is Mg of JIS.
This is based on one kind of alloy or two kinds of Mg alloy castings.

【0015】(2)被覆処理工程 被覆処理工程は、酸化層上に第VIa属元素の酸化物およ
び/または硫化物からなる被覆層を形成する工程であ
る。この被覆処理工程は、より具体的にいうと、前記酸
化物および/または硫化物を混入した塗布剤を前記酸化
層上に塗布する塗布工程と、該塗布工程後の該酸化物お
よび/または硫化物を加熱する加熱工程と、からなると
好適である。酸化層上に第VIa属元素の酸化物および/
または硫化物を混入した塗布剤を塗布した後で、それを
所望の温度で加熱することにより、マグネシウム基材と
被覆層とが強固に密着して、耐蝕性、耐摩耗性、耐焼付
性に優れた表面皮膜が得られる。なお、適宜、塗布工程
と加熱工程とを繰返し実施しても良い。
(2) Coating Step The coating step is a step of forming a coating layer made of an oxide and / or sulfide of a Group VIa element on the oxide layer. More specifically, the coating treatment step includes a coating step of applying a coating agent mixed with the oxide and / or sulfide on the oxide layer, and a step of applying the oxide and / or sulfide after the coating step. And a heating step of heating the object. An oxide of a Group VIa element on the oxide layer and / or
Alternatively, after applying a coating agent containing sulfide, by heating it at a desired temperature, the magnesium base material and the coating layer are firmly adhered to each other, and the corrosion resistance, abrasion resistance, and seizure resistance are improved. Excellent surface coating is obtained. Note that the coating step and the heating step may be appropriately repeated.

【0016】前述したように、この第VIa属元素の酸
化物は、酸化クロムと酸化モリブデンと酸化タングステ
ンとの少なくとも1種以上とすることができる。具体的
には、Cr23、(NH42Cr27 、K2Cr27
NaCr27、WO3およびMoO3等の酸化物群から1
種または2種以上を適宜選択したものとすることができ
る。第VIa属元素の硫化物は、例えば、二硫化モリブデ
ン(MoS2)とすることができる。
As described above, the oxide of the Group VIa element can be at least one of chromium oxide, molybdenum oxide and tungsten oxide. Specifically, Cr 2 O 3 , (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 , K 2 Cr 2 O 7 ,
1 from oxide group such as NaCr 2 O 7 , WO 3 and MoO 3
The species or two or more species may be appropriately selected. The sulfide of the Group VIa element can be, for example, molybdenum disulfide (MoS 2 ).

【0017】前記塗布工程は、例えば、前記酸化層を
前記塗布剤に浸漬するディップ法、該酸化層上に該塗布
剤を刷毛塗りする刷毛塗り法または該酸化層上に該塗布
剤を霧状にして吹付けるスプレー法のいずれかにより行
うことができる。ディップ法によると生産性の向上を図
れ、刷毛塗り法によると細部の塗布が容易となり、スプ
レー法によると均一な被覆層の形成が可能となる。採用
する方法に応じて、塗布剤の粘度や溶媒を調整すると良
い。例えば、ディップ法を採用する場合、容器に入れて
加熱溶融した塗布剤に、表面処理を必要とするマグネシ
ウム基材の部位を短時間浸漬して、マグネシウム基材の
表面に塗布剤の一部を擬結させるようにしても良い。な
お、この浸漬は、いわゆるドブ漬けする場合に限らず、
処理表面が塗布剤の液面に接する程度でも良い。
The coating step may be, for example, a dipping method in which the oxide layer is immersed in the coating agent, a brush coating method in which the coating agent is brush-coated on the oxide layer, or a spraying of the coating agent on the oxide layer. And spraying can be performed by any of the spray methods. According to the dipping method, the productivity can be improved. According to the brush coating method, details can be easily applied, and according to the spraying method, a uniform coating layer can be formed. It is preferable to adjust the viscosity of the coating agent and the solvent according to the method to be adopted. For example, when the dipping method is adopted, a portion of a magnesium base requiring surface treatment is immersed for a short time in a coating melt heated and melted in a container, and a part of the coating is applied to the surface of the magnesium base. You may make it simulate. In addition, this immersion is not limited to the case of so-called pickling,
The degree that the treated surface is in contact with the liquid surface of the coating agent may be sufficient.

【0018】また、前記酸化物および/または硫化物
に、水、水ガラス、コロイダルシリカ、ポリアミド樹脂
またはエチルシリケート水溶液等の結合剤を加えて、粘
稠なペーストを作り、このペーストをマグネシウム基材
の表面に塗布しても良い。なお、塗布したペーストの剥
離や流出を防止するために、水等の結合剤の添加量を加
減して、そのペーストの粘度を調整すると良い。また、
ペーストの結合剤として、上述のもの以外に、グリセリ
ン、アルコールなどの有機質液体を使用しても良い。さ
らに、ペースト(塗布剤)として配合、添加する各成分
の粉末は、細かいほど、粘着力が大きく塗布しやすいペ
ーストが得られる。また、塗布剤の塗布量が多いほど、
好ましい被覆層が得られる傾向にある。そこで、刷毛塗
り法やスプレー法(吹付け塗装法)を用いる場合は、重
ね塗りして厚い塗布膜を形成すると良い。
Further, a binder such as water, water glass, colloidal silica, polyamide resin or an aqueous solution of ethyl silicate is added to the oxide and / or sulfide to form a viscous paste. May be applied to the surface. In order to prevent the applied paste from peeling or flowing out, the viscosity of the paste may be adjusted by adjusting the amount of a binder such as water. Also,
As the binder for the paste, an organic liquid such as glycerin or alcohol may be used in addition to the above-mentioned ones. Furthermore, the finer the powder of each component to be compounded and added as a paste (coating agent), the higher the adhesive strength, and a paste that can be easily applied can be obtained. Also, the more the amount of coating agent applied,
Preferred coating layers tend to be obtained. Therefore, when a brush coating method or a spray method (spray coating method) is used, it is preferable to form a thick coating film by applying multiple layers.

【0019】但し、後述の加熱工程中に塗布剤の粘度が
低下して、塗布剤がマグネシウム基材の表面から流れ落
ちることも考えられる。そこで、塗布剤の膜厚は、0.
01〜3mmとするのが好ましい。もっとも、加熱工程
を非酸化性雰囲気中で行う場合は、塗布剤の量を少なく
しても、良好な被覆層が得られることを本発明者は確認
している。なお、塗布剤を塗布した後、次工程である加
熱工程に先行して、塗布剤から水等の結合剤を追い出し
て塗布剤を乾燥させる乾燥工程を追加して行っても良
い。この乾燥工程は、自然乾燥でも良いし加熱乾燥でも
良い。また、この乾燥工程を加熱工程で兼ねることもで
きる。
However, it is conceivable that the viscosity of the coating material decreases during the heating step described below, and the coating material flows down from the surface of the magnesium base material. Therefore, the film thickness of the coating agent is set to 0.1.
It is preferable to set it to 01 to 3 mm. However, the present inventors have confirmed that when the heating step is performed in a non-oxidizing atmosphere, a good coating layer can be obtained even when the amount of the coating agent is reduced. After the application of the coating agent, a drying step of driving out the binder such as water from the coating agent and drying the coating agent may be performed prior to the heating step as the next step. This drying step may be natural drying or heat drying. In addition, this drying step can also serve as the heating step.

【0020】塗布剤は、溶剤で溶解した樹脂と前記酸
化物および/または硫化物とを混合したものでも、溶媒
と前記酸化物および/または硫化物とを混合したもので
も良い。例えば、水、アルコール、アセトン、ヘキサ
ン、ヘキサフロロイソプロパノール、メチルエチルケト
ン、酢酸ソーダ等の溶媒とその酸化物や硫化物の粉末と
を混錬して粘稠なペースト状としたものでも良いし、ポ
リアミドイミド等の樹脂とその酸化物や硫化物の粉末と
を混合してスラリー状にしたものでも良い。ポリアミド
イミド等の樹脂は、その後の加熱によって分解し、カー
ボンや酸化物として残る。その塗布剤は、さらに、フッ
素樹脂(テフロン(登録商標)系樹脂)、窒化ホウ素
(BN)または黒鉛の少なくとも1種を含むと、好適で
あり、特に、それらが粉末状であると、酸化物および/
または硫化物の粉末との混合や混錬が容易となる。フッ
素樹脂や黒鉛は、摺動抵抗を低減する作用があるため、
それらが被覆層に含まれると、被覆部材表面の耐摩耗性
や耐焼付性を向上させることができる。また、窒化ホウ
素が被覆層に含まれると、それは高硬度であるために、
被覆部材の耐摩耗性を向上させることができる。
The coating agent may be a mixture of a resin dissolved in a solvent and the oxide and / or sulfide, or a mixture of a solvent and the oxide and / or sulfide. For example, a viscous paste obtained by kneading a solvent such as water, alcohol, acetone, hexane, hexafluoroisopropanol, methyl ethyl ketone, and sodium acetate and powders of oxides and sulfides thereof, or a polyamideimide may be used. Or the like, and a powder of an oxide or sulfide thereof and a mixture thereof to form a slurry. The resin such as polyamideimide is decomposed by the subsequent heating and remains as carbon or oxide. It is preferable that the coating agent further contains at least one of a fluororesin (Teflon (registered trademark) -based resin), boron nitride (BN), and graphite. and/
Alternatively, mixing and kneading with a sulfide powder are facilitated. Fluororesin and graphite have the effect of reducing sliding resistance,
When they are included in the coating layer, the wear resistance and seizure resistance of the surface of the coating member can be improved. Also, when boron nitride is included in the coating layer, since it has a high hardness,
The wear resistance of the covering member can be improved.

【0021】塗布剤の粘度は、塗布工程の方法に応じて
決定することが好ましいが、例えば、塗布された塗布剤
がマグネシウム基材の表面から流れ落ちるときは、アル
ミナ(Al2O3)、酸化アンチモン(SbO2)およ
び窒化ホウ素(BN)等の高融点不活性物質を添加し
て、塗布剤の粘度を上げても良い。第VIa属元素の酸化
物および/または硫化物は、塗布剤全体を100重量部
としたときに、1〜70重量部、さらには、5〜30重
量部とすると、好適である。その配合量中に、前記フッ
素樹脂、窒化ホウ素または黒鉛を含めて考えても良い。
それらの配合量が少なすぎると(例えば、1重量部未満
であると)、酸化物や硫化物からなる被覆層の形成速度
が遅くなり、実用上好ましくない。一方、配合量が多す
ぎると(例えば、70重量部を越えると)、被覆層の形
成が不均一となり、実用上好ましくない。
The viscosity of the coating agent is preferably determined according to the method of the coating process. For example, when the applied coating agent flows down from the surface of the magnesium base, alumina (Al2O3), antimony oxide (SbO2) 2 ) and a high melting point inert material such as boron nitride (BN) may be added to increase the viscosity of the coating composition. The oxide and / or sulfide of the Group VIa element is preferably used in an amount of 1 to 70 parts by weight, more preferably 5 to 30 parts by weight, based on 100 parts by weight of the entire coating composition. You may consider including the said fluororesin, boron nitride, or graphite in the compounding quantity.
If the amount of these components is too small (for example, less than 1 part by weight), the rate of forming the coating layer composed of oxides and sulfides becomes slow, which is not practically preferable. On the other hand, if the amount is too large (for example, if it exceeds 70 parts by weight), the formation of the coating layer becomes uneven, which is not practically preferable.

【0022】加熱工程は、酸化層上に塗布された前記
酸化物および/または硫化物を加熱して、被覆層を形成
する工程である。加熱は、大気雰囲気中で行っても、ア
ルゴンや窒素などの非酸化性雰囲気中で行っても良い。
また、マグネシウム基材の全表面または大部分の表面
に、被覆層を形成したいときは、部材全体を加熱できる
炉を使用すると、効率的である。逆に、マグネシウム基
材の一部表面のみに被覆層を形成したいときは、局部加
熱できるバーナーや高周波誘導加熱などを使用すると良
い。言うまでもないが、局部的に被覆層を形成するとき
は、ペースト状等の塗布剤をその局部にのみ塗布してお
くだけで良い。
The heating step is a step of heating the oxide and / or sulfide applied on the oxide layer to form a coating layer. The heating may be performed in an air atmosphere or in a non-oxidizing atmosphere such as argon or nitrogen.
When it is desired to form a coating layer on the entire surface or most of the surface of the magnesium base, it is efficient to use a furnace capable of heating the entire member. Conversely, when it is desired to form a coating layer only on a part of the surface of the magnesium base, it is preferable to use a burner capable of locally heating, a high-frequency induction heating, or the like. Needless to say, when forming the coating layer locally, it is only necessary to apply a coating material such as a paste only to the local portion.

【0023】この加熱工程で、前記第VIa属元素の酸化
物や硫化物とアセトンやポリアミドイミド等の溶媒とを
含む塗布剤が加熱されると、溶媒が分解する。そして、
前記酸化物、硫化物またはカーボン等の微粒の固形剤
が、その分解、変化した樹脂やその酸化物などのバイン
ダー中に分散されて、固定化された被覆層の構造とな
る。加熱処理によって分解し、変化した樹脂や酸化物等
のバインダーが下地処理により形成された酸化層と強固
に付着するようになる。この加熱温度は、マグネシウム
基材が溶解しない範囲の温度であるが、実用的には15
0〜450℃、より望ましくは、200〜350℃とす
ると良い。150℃未満では、アルコール、アセトン、
ポリアミドイミドやPTFE等の樹脂などの溶媒が分解
しにくく、健全な被覆層が得られない場合があり、45
0℃を越えると、マグネシウム基材が軟化して、基地組
織の変化と共に寸法変化が大きくなるおそれがあるから
である。加熱時間は、採用する加熱手段、加熱対象の大
きさ、被覆層の厚さ等と関係するため、一律には決めら
れないが、例えば、数分〜30時間程度とすることがで
きる。熱歪みや組織変態等を防止するためには、短時間
で加熱処理することが好ましい。そこで、例えば、高周
波誘導加熱を利用すると、被加熱対象を短時間に高温と
することができるので、好ましく、特に、局部的に被覆
層を形成する場合、被覆部材の熱歪みの発生を低減でき
るので好ましい。
In the heating step, when the coating agent containing the oxide or sulfide of the Group VIa element and a solvent such as acetone or polyamideimide is heated, the solvent is decomposed. And
The fine solid agent such as the oxide, sulfide or carbon is dispersed in a binder such as a decomposed or changed resin or an oxide thereof to form a fixed coating layer structure. The binder decomposed by the heat treatment and changed, such as a resin or an oxide, firmly adheres to the oxide layer formed by the base treatment. This heating temperature is a temperature within a range in which the magnesium base does not dissolve.
It is good to be 0-450 degreeC, More preferably, it is 200-350 degreeC. Below 150 ° C, alcohol, acetone,
Solvents such as resins such as polyamideimide and PTFE hardly decompose, and a sound coating layer may not be obtained.
If the temperature exceeds 0 ° C., the magnesium base material is softened, and the dimensional change may increase with a change in the base structure. The heating time depends on the employed heating means, the size of the object to be heated, the thickness of the coating layer, and the like, and thus cannot be determined uniformly, but can be, for example, about several minutes to 30 hours. In order to prevent thermal distortion, structural transformation, and the like, it is preferable to perform heat treatment in a short time. Therefore, for example, it is preferable to use high-frequency induction heating because the temperature of the object to be heated can be raised to a high temperature in a short time. Therefore, particularly when a coating layer is locally formed, the occurrence of thermal distortion of the coating member can be reduced. It is preferred.

【0024】(3)用途 本発明に係る被覆部材は、高硬度の被覆層が酸化層を介
してマグネシウム基材と強固に結合して、非常に優れた
密着性、耐蝕性、耐摩耗性および耐焼付性を有するた
め、従来使用されていた各種分野の各種製品のみなら
ず、さらに、広い分野の多種多様な製品に利用できる。
例えば、ピストン、スロットルボディ、シャフト、マン
ドレルなどの自動車部品、コンピューター、カメラ、電
子機器の筐体、治工具、機械部品等を本発明に係る被覆
部材で構成すると好適である。
(3) Use The coating member according to the present invention is characterized in that a coating layer having high hardness is firmly bonded to a magnesium base via an oxide layer, and has excellent adhesion, corrosion resistance, wear resistance, and the like. Since it has seizure resistance, it can be used not only for various products in various fields conventionally used, but also for a wide variety of products in a wide range of fields.
For example, it is preferable that automobile parts such as a piston, a throttle body, a shaft, and a mandrel, a computer, a camera, a housing of an electronic device, a tool, a mechanical part, and the like be constituted by the covering member according to the present invention.

【0025】[0025]

【実施例】次に、実施例を挙げて、本発明に係る被覆部
材およびその表面処理方法についてより具体的に説明す
る。 (実施例1)鋳造マグネシウム合金(AM60:6%A
l−0.5%Mn−残部Mg:単位は質量%(以下同
様))からなる、厚さ50mm、幅40mm、長さ15
0mmの試験片を製作した(マグネシウム基材)。Na
OHを含むアルカリ系水溶液(NaOH:30%、エチ
レングリコール:10%、残部:水)からなる70℃の
電解液に、その試験片を陽極とし、ステンレス鋼板を陰
極として浸漬し、2A/dm2×30minの電解条件
で、陽極酸化処理を施した(陽極酸化工程)。この試験
片の断面について、X線マイクロアナライザーによる線
分析を行った結果を図1に示す。なお、図1の横軸は測
定距離(μm)であり、縦軸は元素濃度(%)である。
EXAMPLES Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples. (Example 1) Cast magnesium alloy (AM60: 6% A
1-0.5% Mn-balance Mg: unit is% by mass (the same applies hereinafter), thickness 50 mm, width 40 mm, length 15
A test piece of 0 mm was produced (magnesium base material). Na
An OH-containing alkaline aqueous solution (NaOH: 30%, ethylene glycol: 10%, balance: water) was immersed in a 70 ° C. electrolyte solution using the test piece as an anode and a stainless steel plate as a cathode, and 2 A / dm 2. Anodizing treatment was performed under electrolysis conditions of × 30 min (anodizing step). FIG. 1 shows the results of line analysis performed on the cross section of this test piece using an X-ray microanalyzer. The horizontal axis of FIG. 1 is the measurement distance (μm), and the vertical axis is the element concentration (%).

【0026】図1から、陽極酸化層は約30μm程度の
厚さをもっていることが解り、その陽極酸化層はMgの
減少に伴って多量のOが検出されていることから、この
陽極酸化層はMgを主体とした酸化物よりなっているこ
とが解る。次に溶剤(メチルエチレンケトン)で溶かし
たポリアミドイミド(PAI)樹脂の中へ、二硫化モリ
ブデン(MoS2)およびポリテトラフルオロエチレン
(テフロンPTFE)の粉末を各々20%(質量)添加
した後、十分撹拝・混合し、分散させて塗布液(塗布
剤)を調整した。この塗布液をスプレー缶に入れて、前
述の陽極酸化処理した試験片の表面にスプレー塗布した
(塗布工程)。その厚さは約10μm程度であった。こ
の塗布工程後の試験片を、大気雰囲気の箱型熱処理炉に
入れて、200℃で60分間、加熱処理した(加熱工
程)。
From FIG. 1, it can be seen that the anodic oxide layer has a thickness of about 30 μm, and a large amount of O is detected in the anodic oxide layer with the decrease of Mg. It turns out that it consists of oxides mainly composed of Mg. Next, 20% (mass) of molybdenum disulfide (MoS 2 ) and polytetrafluoroethylene (Teflon PTFE) powders were added to a polyamideimide (PAI) resin dissolved in a solvent (methyl ethylene ketone), respectively. The mixture was sufficiently stirred, mixed and dispersed to prepare a coating solution (coating agent). This coating solution was put in a spray can and spray-coated on the surface of the test piece subjected to the anodizing treatment described above (coating step). Its thickness was about 10 μm. The test piece after the application step was placed in a box-type heat treatment furnace in an air atmosphere and heated at 200 ° C. for 60 minutes (heating step).

【0027】この加熱処理後に冷却した試験片の処理断
面を光学顕微鏡で100倍に拡大した写真を図2(a)
に示すと共に、X線マイクロアナライザーによる線分析
結果を図2(b)に示す。図2から、その試験片の表面
部は、表面層と中間層との2層からなり、厚さはそれぞ
れ15μm、20μmであることが解った。また、X線
マイクロアナライザーによる表面分析により、約30%
のMoと17%のSの他に、多量のOとCが表面層で検
出された。一方、中間層には、Mgの滅少に伴って、O
の増加が認められた。従って、この中間層は陽極酸化処
理によつて形成されたMgの酸化物層(陽極酸化層)で
あると考えられる。次に、表面層についてX線回折を行
ったところ、得られた回折線はMoS2およびCの回折
線とよく一致した。以上の結果から、試験片(マグネシ
ウム基材)の表面部は、MoS2とCを含む酸化物から
なる表面層(被覆層)と、その表面層に続くMgの酸化
物からなる中間層(陽極酸化層)とからなっていること
が明らかになった。
FIG. 2 (a) shows a photograph of the processed cross section of the test piece cooled after this heat treatment enlarged 100 times by an optical microscope.
, And the results of the line analysis by the X-ray microanalyzer are shown in FIG. From FIG. 2, it was found that the surface portion of the test piece was composed of two layers, a surface layer and an intermediate layer, and had a thickness of 15 μm and 20 μm, respectively. In addition, about 30% by surface analysis with X-ray microanalyzer
In addition to Mo and 17% S, large amounts of O and C were detected in the surface layer. On the other hand, in the intermediate layer, O
Increased. Therefore, it is considered that this intermediate layer is an Mg oxide layer (anodized layer) formed by anodizing. Next, when the surface layer was subjected to X-ray diffraction, the obtained diffraction lines agreed well with the diffraction lines of MoS 2 and C. From the above results, the surface portion of the test piece (magnesium base material) has a surface layer (coating layer) made of an oxide containing MoS 2 and C, and an intermediate layer (anode) made of an oxide of Mg following the surface layer. Oxide layer).

【0028】(実施例2)展伸用マグネシウム合金(A
Z31:3%AL−1.0%Zn−残部Mg)からな
る、直径20mmφ、長さ500mmの試験片を用意
し、実施例1と同様に、陽極酸化処理を施した。次に、
実施例1と同様の溶剤で溶かしたポリアミドイミド(P
AI)樹脂中へ、二硫化モリブデン(MoS2)とポリ
テトラフルオロエチレン(テフロンPTFE)の粉末を
各々15%、ペーストの酸化防止に有効なアンチモン酸
化物(SbO2)を5%添加した後、十分に撹拌、混合
し、分散させて塗布液(塗布剤)を調整した。
(Example 2) Magnesium alloy for drawing (A
Z31: a test piece having a diameter of 20 mmφ and a length of 500 mm made of 3% AL-1.0% Zn-remainder Mg) was prepared and anodized in the same manner as in Example 1. next,
Polyamideimide (P) dissolved in the same solvent as in Example 1
AI) Molybdenum disulfide (MoS 2 ) and polytetrafluoroethylene (Teflon PTFE) powders of 15% each, and 5% of antimony oxide (SbO 2 ) effective for preventing oxidation of the paste were added to the resin. The coating solution (coating agent) was prepared by sufficiently stirring, mixing and dispersing.

【0029】この塗布液をスプレー缶に入れて、上記の
陽極酸化処理した試験片の表面にスプレー塗布した(塗
布工程)。その厚さは約8μm程度である。このように
塗布した試験片を、高周波誘導加熱装置(発振周波数:
150kHz、加熱コイル:3ターン、内径30mm
φ、試験片回転数:60rpm)に取り付け、試験片を
回転させながら、試験片の一端から100mmの部分
を、陽極電圧1kV、陽極電流0.6Aで約30分加熱
した。この加熱により、試験片の表面部分は約250℃
に加熱された(加熱工程)。この加熱処理後の冷却した
試験片の処理断面を光学顕微鏡とX線マイクロアナライ
ザーによる線分析、および表面からのX線回折により調
べた。その結果、試験片の表面部は、MoS2、SbO2
およびカーボンを含む酸化物からなる表面層(被覆層)
と、その表面層に続くMgの酸化物からなる中間層(陽
極酸化層)とからなっていることが確認された。
This coating solution was put into a spray can and spray-coated on the surface of the anodized test piece (coating step). Its thickness is about 8 μm. A test piece coated in this manner is applied to a high-frequency induction heating device (oscillation frequency:
150 kHz, heating coil: 3 turns, inner diameter 30 mm
φ, the number of revolution of the test piece: 60 rpm), and while rotating the test piece, a portion 100 mm from one end of the test piece was heated at an anode voltage of 1 kV and an anode current of 0.6 A for about 30 minutes. Due to this heating, the surface portion of the test piece is about 250 ° C.
(Heating step). The cross section of the cooled test piece after the heat treatment was examined by line analysis using an optical microscope and an X-ray microanalyzer, and by X-ray diffraction from the surface. As a result, the surface of the test piece was MoS 2 , SbO 2
Layer (coating layer) composed of carbon and oxide containing carbon
And an intermediate layer (anodically oxidized layer) composed of Mg oxide following the surface layer.

【0030】(実施例3)鋳造マグネシウム合金(AM
212:2%Zn−0.5%Zr−0.5%Ca−2%
RE(希土類元素)−残部Mg)からなる、厚さ10m
m、幅30mm、長さ100mmの試験片を用意し、実
施例1と同様に陽極酸化処理を施した。但し、陽極酸化
処理の電解液には、30%のアンモニアと10%のリン
酸水素ナトリウムと残り水とからなる水溶液を用いた。
次に、フェノール樹脂とメチルアルコールとの混合液
に、酸化クロム(Cr23)を添加した塗布液中に、陽
極酸化処理した試験片を浸漬した(塗布工程:ディップ
法)。その後、試験片を引き上げて、その状態のまま
で、250℃の電気炉中に入れて1時間加熱保持した。
そして、この操作(塗布工程と加熱工程と)を5回繰り
返して、表面処理を完了した。
Example 3 Cast magnesium alloy (AM
212: 2% Zn-0.5% Zr-0.5% Ca-2%
10m thick made of RE (rare earth element)-balance Mg
A test piece having a length of m, a width of 30 mm and a length of 100 mm was prepared, and anodized in the same manner as in Example 1. However, an aqueous solution comprising 30% of ammonia, 10% of sodium hydrogen phosphate and remaining water was used as the electrolyte for the anodizing treatment.
Next, the anodized test piece was immersed in a coating solution obtained by adding chromium oxide (Cr 2 O 3 ) to a mixed solution of a phenol resin and methyl alcohol (coating step: dipping method). Thereafter, the test piece was pulled out, and in that state, the test piece was placed in an electric furnace at 250 ° C. and heated and maintained for 1 hour.
This operation (coating step and heating step) was repeated five times to complete the surface treatment.

【0031】実施例1と同様に、この処理後の断面を光
学顕微鏡とX線マイクロアナライザーにより観察した。
図3は、その断面についてX線マイクロアナライザーに
よる線分析した結果である。これから、中間層はMgの
酸化物層(陽極酸化層)からなり、その上層である表面
層はCrの酸化物層(被覆層)からなることが明らかと
なった。なお、表面から行った面分析結果では、表面層
に多量のOと、約20%程度のCrが検出された。
As in Example 1, the cross section after this treatment was observed with an optical microscope and an X-ray microanalyzer.
FIG. 3 shows the result of line analysis of the cross section by an X-ray microanalyzer. From this, it became clear that the intermediate layer was composed of an Mg oxide layer (anodized layer), and the upper surface layer was composed of a Cr oxide layer (coating layer). In the surface analysis performed from the surface, a large amount of O and about 20% of Cr were detected in the surface layer.

【0032】(実施例4)実施例1と同様のマグネシウ
ム合金試験片に同様の陽極酸化処理を施した後、実施例
3と同様の塗布液を、その陽極酸化処理した試験片の表
面に、刷毛塗りした(塗布工程)。その後、250℃に
加熱した電気炉中に入れて1時間保持した。そして、こ
の操作(塗布工程と加熱工程と)を5回繰り返した。実
施例1と同様に、試験片の処理後の断面を光学顕微鏡と
X線マイクロアナライザーにより観察した。図4は、そ
の断面についてX線マイクロアナライザーによる線分析
した結果である。これから、中間層はMgの酸化物層
(陽極酸化層)からなり、その上層である表面層にはC
rの酸化物層(被覆層)が、それぞれ形成されているこ
とが明らかとなった。
Example 4 After the same anodic oxidation treatment was applied to the same magnesium alloy test piece as in Example 1, the same coating liquid as in Example 3 was applied to the surface of the anodized test piece. Brush application (coating process). Then, it was kept in an electric furnace heated to 250 ° C. for 1 hour. This operation (the coating step and the heating step) was repeated five times. As in Example 1, the processed cross section of the test piece was observed with an optical microscope and an X-ray microanalyzer. FIG. 4 shows the result of line analysis of the cross section by an X-ray microanalyzer. From this, the intermediate layer is composed of an Mg oxide layer (anodized layer), and the upper surface layer is C
It became clear that each of the oxide layers (coating layers) of r was formed.

【0033】(実施例5)展伸用マグネシウム合金(A
Z31)からなる、直径3mmφ、長さ50mmの試験
片(試料No.1)を、実施例1と同様に陽極酸化処理
した(試料No.2)。次に、この陽極酸化処理した試
験片(試料No.2)に、実施例1と同様の表面処理
(被覆処理工程)を行ったものを試料No.3とし、ま
た、その試料No.2に実施例4と同様の表面処理(被
覆処理工程)を行ったものを試料No.4とした。こう
して、表面処理なしの試料No.1と、陽極酸化処理の
み行った試料No.2と、陽極酸化処理後にMoS2
被覆処理をおこなった試料No.3と、陽極酸化処理後
にCr23の被覆処理を行った試料No.4とを用意し
た。
(Example 5) Magnesium alloy for drawing (A
Z31), a test piece having a diameter of 3 mm and a length of 50 mm (Sample No. 1) was anodized in the same manner as in Example 1 (Sample No. 2). Next, the anodized test piece (sample No. 2) was subjected to the same surface treatment (coating process) as in Example 1 to obtain a sample No. 3 and the sample No. Sample No. 2 obtained by performing the same surface treatment (coating process) as in Example 4 for Sample No. 2. And 4. Thus, Sample No. without surface treatment was used. 1 and Sample No. 1 which was subjected only to the anodizing treatment. Sample No. 2 which was coated with MoS 2 after anodic oxidation. Sample No. 3 which was coated with Cr 2 O 3 after anodic oxidation. 4 was prepared.

【0034】次に、JIS/Z−2371に準じて、3
5℃の5%塩水を各試料に100時間噴霧する塩水噴霧
試験を行った。図5(a)〜(d)は、試験後の各試料
No.1〜4の外観写真を、順に示したものである。こ
れから、本発明に係る表面処理が施された試料No.3
と試料No.4とは、殆ど本試験条件でもほとんど腐食
しておらず、優れた耐蝕性を示すことが明らかになっ
た。
Next, according to JIS / Z-2371, 3
A salt spray test was conducted in which 5% salt water at 5 ° C. was sprayed on each sample for 100 hours. FIGS. 5 (a) to 5 (d) show each sample No. after the test. The photographs of the appearance of Nos. 1 to 4 are shown in order. From now on, the sample no. 3
And sample No. No. 4 hardly corroded even under the present test conditions, indicating that it exhibited excellent corrosion resistance.

【0035】(実施例6)鋳造マグネシウム合金(AM
60)の試験片について、実施例5と同様の塩水噴霧試
験を行った後の外観写真を図6に示す。ここで用いた試
験片は、表面処理なしの試料No.5と、陽極酸化処理
を行わず実施例1と同様のMoS2の被覆処理をおこな
った試料No.6と、陽極酸化処理後にMoS2の被覆
処理をおこなった試料No.7とであり、試験結果後の
各試料の様子を順に図6(a)〜(c)に示した。
(Example 6) Cast magnesium alloy (AM
FIG. 6 shows an appearance photograph of the test piece of No. 60) after the same salt spray test as in Example 5. The test piece used here was the sample No. without surface treatment. Sample No. 5 which was coated with MoS 2 in the same manner as in Example 1 without performing anodizing treatment. Sample No. 6 which was coated with MoS 2 after anodic oxidation. 7 and the state of each sample after the test result is shown in order in FIGS. 6 (a) to 6 (c).

【0036】実施例5と実施例6の結果から、本発明に
係る表面処理を施した被覆部材は、マグネシウム基材が
鋳造材であっても、展伸材と同様に、ほとんど腐食され
ず、優れた耐蝕性を示すことが確認された。一方、予め
陽極酸化処理を行わなかった場合(試料No.6の場
合)、被覆層が試験中に剥離して、マグネシウム基材が
大きく腐食することも解った。従って、陽極酸化層が被
覆層の密着性向上に必要となることも明らかとなった。
以上に述べた各試料と、実施例3で得た試験片(試料N
o.8)とについて、塩水噴霧試験前後の表面粗さ(十
点平均粗さ)を対比したグラフを図7に示す。これか
ら、本発明に係るいずれの試験片も耐蝕性に非常に優れ
ることが解った。
From the results of Example 5 and Example 6, the coated member subjected to the surface treatment according to the present invention was hardly corroded even when the magnesium base material was a cast material, like the wrought material. It was confirmed that excellent corrosion resistance was exhibited. On the other hand, when the anodic oxidation treatment was not performed in advance (in the case of Sample No. 6), it was also found that the coating layer peeled off during the test, and the magnesium base material was largely corroded. Therefore, it was also clarified that the anodic oxide layer was necessary for improving the adhesion of the coating layer.
Each of the samples described above and the test piece obtained in Example 3 (Sample N
o. FIG. 7 shows a graph comparing the surface roughness (ten-point average roughness) before and after the salt spray test with respect to 8). From this, it was found that all the test pieces according to the present invention were very excellent in corrosion resistance.

【0037】(実施例7)鋳造用マグネシウム合金(A
M212)からなる、直径6mmφ、長さ14mmの円
柱試験片を、実施例1と同様の陽極酸化処理を施した
後、実施例3と同様のCr23被覆処理を施した。この
試験片の断面を光学顕微鏡で観察した結果、約40μm
厚さのMgを含む酸化物層(陽極酸化層)と、その表面
に約5μm厚さのCr酸化物層(被覆層)とが形成され
ていた。そして、この試験片断面について、荷重0.2
5Nで、ビッカース硬さの測定を行った。その結果、被
覆部材のマグネシウム基材内部(試験片の中央部)の硬
さは、Hv60であるのに対し、Mgを含む酸化物層で
はHv120〜150であった。最表面部のCr酸化物
層は約5μmと薄いため、直接、その硬さを測定するこ
とはできなかったが、その最表面部は、ガラスに押しつ
けると、ガラス傷がつくほどに硬い表面であることが明
らかとなった。
Example 7 Magnesium alloy for casting (A
M212) having a diameter of 6 mmφ and a length of 14 mm was subjected to the same anodic oxidation treatment as in Example 1, and then to the same Cr 2 O 3 coating treatment as in Example 3. As a result of observing the cross section of the test piece with an optical microscope,
An oxide layer (anodized layer) containing Mg and a Cr oxide layer (coating layer) having a thickness of about 5 μm were formed on the surface thereof. Then, for this test piece cross section, a load of 0.2
The Vickers hardness was measured at 5N. As a result, the hardness of the inside of the magnesium base material (the center part of the test piece) of the covering member was Hv60, whereas the hardness of the oxide layer containing Mg was Hv120 to 150. Since the outermost Cr oxide layer was as thin as about 5 μm, its hardness could not be measured directly. However, when pressed against glass, its outermost surface was hard enough to scratch the glass. It became clear that there was.

【0038】次に、本実施例に係る試験片(ピン)と表
面処理無しの試験片(ピン)とを用いて、それらをS4
5C(ディスク)の相手材に、室温、無潤滑、すべり速
度0.1m/s、摩擦距離250m、面圧0.1MPa
の条件下で押しつける、ピンオンディスク試験を行っ
た。この結果、表面処理無しのマグネシウム合金(AM
212)の場合、摩耗量は約0.2mg/mm2であ
り、試験後のその外観から、焼付いている様子が観察さ
れた。
Next, using the test piece (pin) according to this embodiment and the test piece (pin) without surface treatment,
5C (disc) mating material at room temperature, no lubrication, sliding speed 0.1m / s, friction distance 250m, surface pressure 0.1MPa
A pin-on-disk test was performed under the following conditions. As a result, magnesium alloy without surface treatment (AM
In the case of (212), the abrasion amount was about 0.2 mg / mm 2 , and seizure was observed from the appearance after the test.

【0039】一方、本実施例の表面処理を施した試験片
では、ほとんど摩耗せず、焼付いた形跡も認められなか
った。同様にして、実施例1と同じ方法で得た試験片に
ついても、同条件下でピンオンディスク試験を行ったと
ころ、やはり、ほとんど摩耗せず、焼付いた形跡も認め
られなかった。
On the other hand, in the test piece subjected to the surface treatment of this example, there was almost no wear and no trace of seizure was observed. Similarly, when a pin-on-disk test was performed on the test piece obtained in the same manner as in Example 1, under the same conditions, the test piece was hardly worn, and no trace of seizure was observed.

【0040】以上の結果から、本発明に係る表面処理が
施された被覆部材は、表面皮膜を構成する被覆層がその
マグネシウム基材と強固に密着していると共に、その表
面皮膜は、耐蝕性、耐摩耗性さらには耐焼付性にも非常
に優れた効果を発揮することが解った。
From the above results, in the coated member subjected to the surface treatment according to the present invention, the coating layer constituting the surface film is firmly adhered to the magnesium base material, and the surface film has the corrosion resistance. It was also found that the abrasion resistance and the seizure resistance were also very effective.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明の被覆部材は、その表面皮膜であ
る被覆層がマグネシウム基材と強固に密着し、優れた耐
蝕性、耐摩耗性および耐焼付性を発揮する。このため、
被覆部材の用途を一層拡張し、各種分野の各種製品に利
用することが可能となった。また、本発明のマグネシウ
ム基材への表面処理方法によれば、そのような被覆部材
を効率的に得ることができる。
According to the coating member of the present invention, the coating layer, which is the surface film, is firmly adhered to the magnesium base, and exhibits excellent corrosion resistance, abrasion resistance and seizure resistance. For this reason,
The use of the covering member has been further expanded, and it has become possible to use it for various products in various fields. Further, according to the surface treatment method for a magnesium base material of the present invention, such a coated member can be efficiently obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1に係る陽極酸化工程後の試験片断面の
様子を示す、X線マイクロアナライザーによる線分析結
果を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing a result of a line analysis by an X-ray microanalyzer, showing a cross section of a test piece after an anodizing step according to Example 1.

【図2】実施例1に係る被覆処理工程後の試験片断面の
様子を示す図であり、同図(a)がその断面拡大写真で
あり、同図(b)がX線マイクロアナライザーによる線
分析結果を示すグラフである。
FIGS. 2A and 2B are views showing a cross section of a test piece after a coating process according to Example 1, wherein FIG. 2A is an enlarged photograph of the cross section, and FIG. It is a graph which shows an analysis result.

【図3】実施例3に係る被覆処理工程後の試験片断面の
様子を示す、X線マイクロアナライザーによる線分析結
果を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a result of a line analysis by an X-ray microanalyzer, showing a state of a cross section of a test piece after a coating process according to Example 3.

【図4】実施例4に係る被覆処理工程後の試験片断面の
様子を示す、X線マイクロアナライザーによる線分析結
果を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a result of a line analysis by an X-ray microanalyzer, showing a state of a cross section of a test piece after a coating treatment step according to Example 4.

【図5】実施例5に示した各試料について行った塩水噴
霧試験後の表面の様子を示す写真である。
5 is a photograph showing a state of a surface after a salt spray test performed on each sample shown in Example 5. FIG.

【図6】実施例6に示した各試料について行った塩水噴
霧試験後の表面の様子を示す写真である。
6 is a photograph showing a state of a surface after a salt spray test performed on each sample shown in Example 6. FIG.

【図7】実施例7に示した各試料について行った塩水噴
霧試験前後の表面粗さを比較したグラフである。
FIG. 7 is a graph comparing the surface roughness before and after the salt spray test performed on each sample shown in Example 7.

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成13年5月30日(2001.5.3
0)
[Submission Date] May 30, 2001 (2001.5.3)
0)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図2[Correction target item name] Figure 2

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図2】 FIG. 2

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図5[Correction target item name] Fig. 5

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図5】 FIG. 5

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図6[Correction target item name] Fig. 6

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図6】 FIG. 6

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】マグネシウム(Mg)を主成分とするマグ
ネシウム基材と、 該マグネシウム基材上に形成された酸化層と、 該酸化層上に形成された第VIa属元素の酸化物および/
または硫化物からなる被覆層と、 を備えることを特徴とする被覆部材。
1. A magnesium base containing magnesium (Mg) as a main component, an oxide layer formed on the magnesium base, an oxide of a Group VIa element formed on the oxide layer, and / or
Or a coating layer made of a sulfide.
【請求項2】前記酸化層は、陽極酸化層である請求項1
記載の被覆部材。
2. The method according to claim 1, wherein said oxide layer is an anodized layer.
The covering member as described in the above.
【請求項3】前記第VIa属元素の酸化物は、酸化クロム
と酸化モリブデンと酸化タングステンとの少なくとも1
種以上であり、 前記第VIa属元素の硫化物は、二硫化モリブデンである
請求項1または2に記載の被覆部材。
3. An oxide of a Group VIa element comprising at least one of chromium oxide, molybdenum oxide and tungsten oxide.
The covering member according to claim 1 or 2, wherein the sulfide of the Group VIa element is molybdenum disulfide.
【請求項4】マグネシウム(Mg)を主成分とするマグ
ネシウム基材の表面に酸化層を形成する酸化工程と、 該酸化工程により形成された酸化層上に第VIa属元素の
酸化物および/または硫化物からなる被覆層を形成する
被覆処理工程と、 を備えることを特徴とするマグネシウム基材への表面処
理方法。
4. An oxidation step of forming an oxide layer on a surface of a magnesium base material containing magnesium (Mg) as a main component, and an oxide of a Group VIa element and / or an oxide on the oxide layer formed by the oxidation step. A coating treatment step of forming a coating layer made of a sulfide; and a method of surface treating a magnesium base material.
【請求項5】前記酸化工程は、前記マグネシウム基材の
表面に陽極酸化層を形成する陽極酸化工程である請求項
4記載のマグネシウム基材への表面処理方法。
5. The method according to claim 4, wherein the oxidizing step is an anodic oxidizing step of forming an anodic oxide layer on the surface of the magnesium base.
【請求項6】前記第VIa属元素の酸化物は、酸化クロム
と酸化モリブデンと酸化タングステンとの少なくとも1
種以上であり、 前記第VIa属元素の硫化物は、二硫化モリブデンである
請求項4記載のマグネシウム基材への表面処理方法。
6. An oxide of a Group VIa element comprising at least one of chromium oxide, molybdenum oxide and tungsten oxide.
5. The method for surface treating a magnesium substrate according to claim 4, wherein the sulfide of the Group VIa element is molybdenum disulfide.
【請求項7】前記被覆処理工程は、前記酸化物および/
または硫化物を混入した塗布剤を前記酸化層上に塗布す
る塗布工程と、該塗布工程後の該酸化物および/または
硫化物を加熱する加熱工程と、からなる請求項4記載の
マグネシウム基材への表面処理方法。
7. The method according to claim 7, wherein the coating step comprises:
5. The magnesium substrate according to claim 4, further comprising: a coating step of coating a coating agent mixed with sulfide on the oxide layer; and a heating step of heating the oxide and / or sulfide after the coating step. 6. Surface treatment method.
【請求項8】前記塗布工程は、前記酸化層を前記塗布剤
に浸漬するディップ法、該酸化層上に該塗布剤を刷毛塗
りする刷毛塗り法または該酸化層上に該塗布剤を霧状に
して吹付けるスプレー法のいずれかを用いて行われる工
程である請求項7記載のマグネシウム基材への表面処理
方法。
8. The coating step may be a dipping method in which the oxide layer is immersed in the coating agent, a brush coating method in which the coating agent is brush-coated on the oxide layer, or a spraying method in which the coating agent is sprayed on the oxide layer. The surface treatment method for a magnesium substrate according to claim 7, wherein the step is performed by using any one of spraying methods.
【請求項9】前記塗布剤は、溶剤で溶解した樹脂と前記
酸化物および/または硫化物とを混合したものである請
求項7または8に記載のマグネシウム基材への表面処理
方法。
9. The method according to claim 7, wherein the coating agent is a mixture of a resin dissolved in a solvent and the oxide and / or sulfide.
【請求項10】前記塗布剤は、さらに、フッ素樹脂、窒
化ホウ素(BN)または黒鉛の少なくとも1種を含む請
求項7〜9のいずれかに記載のマグネシウム基材への表
面処理方法。
10. The method according to claim 7, wherein the coating agent further contains at least one of a fluororesin, boron nitride (BN) and graphite.
【請求項11】前記加熱工程は、加熱温度を150〜4
50℃とする工程である請求項7記載のマグネシウム基
材への表面処理方法。
11. The heating step comprises: adjusting the heating temperature to 150 to 4;
The method for surface treating a magnesium base according to claim 7, which is a step of setting the temperature to 50 ° C.
JP2001074486A 2001-03-15 2001-03-15 Coated member and surface treatment method for magnesium base material Pending JP2002275687A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001074486A JP2002275687A (en) 2001-03-15 2001-03-15 Coated member and surface treatment method for magnesium base material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001074486A JP2002275687A (en) 2001-03-15 2001-03-15 Coated member and surface treatment method for magnesium base material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002275687A true JP2002275687A (en) 2002-09-25

Family

ID=18931742

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001074486A Pending JP2002275687A (en) 2001-03-15 2001-03-15 Coated member and surface treatment method for magnesium base material

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002275687A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103361699A (en) * 2012-04-01 2013-10-23 吉林省圣安基环保科技有限公司 Microplasma surface treatment method
CN115612998A (en) * 2022-12-13 2023-01-17 潍坊科技学院 Magnesium alloy surface lubricating wear-resistant composite film and preparation method thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103361699A (en) * 2012-04-01 2013-10-23 吉林省圣安基环保科技有限公司 Microplasma surface treatment method
CN103361699B (en) * 2012-04-01 2016-04-06 吉林省圣安基环保科技有限公司 A kind of Microplasma surface treatment method
CN115612998A (en) * 2022-12-13 2023-01-17 潍坊科技学院 Magnesium alloy surface lubricating wear-resistant composite film and preparation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sun et al. A novel process for electroless nickel plating on anodized magnesium alloy
CN112981488B (en) Lubricating and wear-resistant composite coating prepared on surface of aviation aluminum alloy
JP2004323913A (en) Lubrication surface treatment method for metal and lubricative metallic member having lubrication surface obtained by the same
EP0777058A1 (en) Sliding material and methods of producing same
JP5561920B2 (en) Al-containing copper alloy coated steel and method for producing the same
Bahador et al. Effect of power duty cycle on plasma electrolytic oxidation of A356-Nb2O5 metal matrix composites
Kara et al. Tribological and electrochemical corrosion properties of CNT-incorporated plasma electrolytic oxidation (PEO) coatings on AZ80 magnesium alloy
EP0892088B1 (en) Method of making iron electroplated aluminium materials
JPH1046366A (en) Liquid etchant for aluminum alloy and etching method
US20050067296A1 (en) Pretreatment process for coating of aluminum materials
Hamid et al. Synthesis and protection of AM50 magnesium alloy and its composites using environmentally pretreatment electrolyte
US4632734A (en) Process for electrochemically or chemically coating niobium
JP4332319B2 (en) Method of coating a workpiece with bearing metal and workpiece processed by this method
JP2002275687A (en) Coated member and surface treatment method for magnesium base material
CN114318202B (en) Nickel-based alloy surface wear-resistant coating and preparation method thereof
CN100567583C (en) The method of directly electrodepositing zinc-nickel alloy on magnesium alloy surface
JP2009040802A (en) Method for imparting lubricity to surface of substrate and substrate having lubricating surface
JP2001152393A (en) Surface treating method for magnesium alloy
CN110129779B (en) Method for chemically dipping iron on surface of aluminum alloy
JP2003171795A (en) Magnesium based member, production method therefor, and surface treatment method for magnesium based member
JP2005060720A (en) Aluminum-based member, its production method, and surface treatment method for aluminum-based member
JP2004018981A (en) Magnesium-based member, method of producing the same and surface treatment method for the magnesium-based member
JPH09228092A (en) Corrosion resistant iron plating film and plating method
US10151043B1 (en) Methods of producing coated locator pins and locator pins made therefrom
JPS5928639B2 (en) Fukugohi Fukukinzokubanno Seizouhouhou