JP2002515092A - Anodizing of magnesium and magnesium alloys - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】 本発明は、アンモニア、アミン、又はその双方を含む電解質溶液(好ましくは、主としてリン酸から誘導)を用いてマグネシウム又はマグネシウム主成分合金を陽極酸化する方法を提供する。、このような水系電解質溶液(その他の添加剤を含んでよい)の使用は、少なくとも好ましい態様において、陽極酸化が生じ得る条件を変化させ、短縮されたサイクル時間でマグネシウム材料の上により満足できるコーティングを提供することができる。 (57) Abstract The present invention provides a method for anodizing magnesium or a magnesium-based alloy using an electrolyte solution (preferably derived primarily from phosphoric acid) containing ammonia, an amine, or both. The use of such an aqueous electrolyte solution (which may include other additives), in at least a preferred embodiment, alters the conditions under which anodization can occur and provides a more satisfactory coating on magnesium materials with reduced cycle times. Can be provided.
Description
【発明の詳細な説明】 マグネシウムとマグネシウム合金の陽極酸化 本発明は、少なくとも好ましい態様において、均一で耐腐食性の膜を生成し、 少なくとも好ましい態様において、別なプロセスの前処理として又はマグネシウ ム物品の最終処理として適するマグネシウムの陽極酸化方法とその合金である。 マグネシウムは、非常に軽量でありながら高強度な金属であり、特に重量の削 減が望まれる金属ダイカストに用途を見出している。また、電磁波を遮蔽するそ の特性が、コンピューターや移動電話のような用途のプラスチックの代替として 関心を高めている。しかしながら、これは反応性金属であり、一般的作用又は電 気化学的作用によらず、腐食が大きな問題である。 従来より、マグネシウム金属の上に保護陽極酸化膜を施すいろいろな方法が利 用されている。これらは、アルミニウムとその合金に利用可能な十分に確立され たプロセスを取り入れようとしてきたが、マグネシウム物品について同じ結果を 得ることは非常に困難であった。これは、1つには、マグネシウム金属の一定の 体積から生じた酸化物は、元の金属よりも少ない体積を占め、このため、実質的 な層が形成し得る前に、表面上に生成した酸化物の膜が引張応力を受け、クラッ クを生じて基材から脱落することに起因する。 マグネシウムとその合金の陽極酸化は、多くは、生成した酸化物層が若干可溶 な硫酸の中で行われる。膜の生成が金属基材から外側になるにつれて、その堆積 速度が低下し、究極的に、溶解速度がさらなる膜の成長速度に等しい点が存在す る。膜の溶解は、金属の電気化学的酸化に必要なイオンの移動が生じる気孔を生 成させる。こ れらの気孔がなければ、非常に薄い膜のみが可能であろう。電気化学的酸化プロ セスが完了すると、気孔がシールされる。陽極酸化アルミニウムのシールは、熱 水又は単なる無機化学溶液を用いて行うことができる。 当然ながら、マグネシウム又はマグネシウム合金を含む類似プロセスは、これ らの特徴を取り入れようとするであろう。しかしながら、供される引張応力に由 来した生成する膜のクラックや破壊の性向のため、複雑な問題がある。また、マ グネシウムを陽極酸化するために酸性溶液を使用することは、マグネシウムは最 も一般的な酸によって迅速に攻撃されるため、重大な問題が生じる危険がある。 従って、本発明者は、マグネシウムの溶液はアルカリ性溶液中で行うべきと考え る。しかるに、一部の従来技術のプロセスは、金属表面上のマグネシウムフッ化 物の保護層の生成のため、マグネシウムが攻撃されないフッ化水素酸又はフッ酸 塩を使用する。これは水中で溶解せず、このため、さらなる攻撃から保護する。 マグネシウム又はマグネシウム合金を陽極酸化するもう1つの方法は、以降で 施される塗装その他の表面コーティングの良好な基礎を形成する粗くて非常に多 孔質な層を形成するこの特性に依存する。一般に、このような酸性膜は、アルカ リ水酸化物を含む非常に高いpHの電解質中で形成されることができる。このプ ロセスは、スパークによって進行し、そのスパークが、金属基材がコーティング される焼結セラミック酸化物を生成する。 マグネシウム又はマグネシウム合金の陽極酸化のためのいくつかの支配的な方 法は、この問題を回避して均一な膜を形成することを探究することにある。これ は、膜が生成するときに、別な化学種を膜の中に含ませることによってのみ行う ことができる。いくつかのプロセスはケイ酸塩を使用する。その他はセラミック 材料を使用す る。これらのプロセスのいくつかは、フッ化水素酸又はフッ酸塩、例えば二フッ 化アンモニウムの使用を必要とする。これらは非常に有害な物質であり、プラン ト運転者に刺激臭や安全性の問題と、廃棄の問題を引き起こす。 PCT/NZ96/00016(WO96/28591)(Barton)に 、マグネシウム又はマグネシウム合金を陽極酸化する種々の方法が記載されてい る。これは、アンモニア含有電解質溶液中で材料を陽極酸化することを含む。溶 液中のリン酸塩化合物の存在が開示されている。 本発明の目的は、WO96/28591のプロセスに代わるものとして又はそ れを改良するものとして、さらに均一な膜を生成することができる、又は少なく とも有用な選択肢を与えることができるプロセスを提供することである。 発明の要旨 1つの局面において、本発明は、マグネシウム又はマグネシウム合金を陽極酸 化する方法であり、本方法は、 そのマグネシウム含有材料を陽極として電解質の中に浸し、 その電解質の中に陰極を提供し、 その電解質の中に電流を通す、 ことを含み又はからなり、 ここで、その電解質は、7を上回るpHを有し、水の中に (1)アンモニア又はアミン、又はこれら2つの混合物(好ましくは、アンモニ アは0.4〜12モルの範囲の実質的な濃度で存在する)及び (2)リン酸又は水溶性リン酸塩 を含む又はからなる。 好ましくは、そのリン酸又はリン酸塩は0.05〜0.2モルの範囲で提供さ れる。好ましくは、その電解質は発泡剤を含む。 所望により、その電解質は水溶性の過酸化物を含む。 好ましくは、工程(1)でアミンを単独で使用し、又は工程(1)のアンモニアを部 分的に置換し、そのアミンは、5を上回るpKaを有する水溶性の第1、第2又 は第3アミンである。 好ましくは、そのアミンと9を上回るpKaを有する。 好ましくは、マグネシウム又はマグネシウム合金物品は、陽極酸化の前に予備 処理工程によって洗浄される。 好ましくは、予備処理工程は、 (A)四ホウ酸ナトリウムとピロリン酸ナトリウムの混合物の70〜90℃の溶 液におよそ少なくとも5分間にわたってその物品を浸す、 (B)外界温度の35体積%(v/v)フッ化水素酸におよそ少なくとも1分間にわた ってその物品を浸す、又は (C)35重量%のフッ化水素酸と68重量%(w/w)の硝酸の1:1混合物におよ そ少なくとも1分間にわたってその物品を浸す、の少なくとも1つを含む。 好ましくは、その材料は、 (I)(a)(1)300ボルト以上の(とりわけ350ボルトを上回る)直流電圧( 電解質がアンモニアを含んでアミンを含まない場合)、又は (2)250ボルト以上の直流電圧(電解質がアミンもしくはアンモニアとア ミンを含む場合)、及び (b)所望により、 (1)通常0〜40ボルト、場合によりそれ以上の交流電圧、 (2)通常0〜40ボルト、場合によりそれ以上のパルス電圧( 方形波状)、及び (II)50−1000アンペア/m2の電流密度、 の特性を有する電流を用いて陽極酸化される。 好ましくは、電流密度は200〜350アンペア/m2である。 もう1つの局面において、本発明は、マグネシウム又はマグネシウム合金(以 降は「マグネシウム材料」と称する)を陽極酸化する方法であり、本方法は、 電解質溶液を提供し、 その溶液中に陰極を提供し、 その溶液中に陽極としてマグネシウムを主成分とする材料を配置し、そして その陽極を通して陽極と陰極の間に電流を通し、陽極酸化された表面を形成す る、 ことを含む又はからなり、 ここで、その電解質は、7を上回るpHを有し、 (a)(1)アンモニアとアミン又は(2)アミン、及び (b)(1)リン酸イオンの少なくとも1種の源、及び/又は(2)アルミネートア ニオンの少なくとも1種の源とフッ化物イオンの少なくとも1種の源、 を水の中に含み又はからなり、 ここで、陽極酸化の間に印加される電流は、 (A)(1)過酸化水素及び/又は可溶性過酸化物が電解質溶液中に存在しなけれ ば220ボルトを上回る、 (2)過酸化水素及び/又は可溶性過酸化物が電解質溶液中に存在しなけれ ば210ボルトを上回る、 (B)マグネシウム材料上に有意な程度のスパーク発生を与える、又は陽極及 び/又はプラズマ放電としてのその陽極酸化表面がマグ ネシウム材料上に有意な程度のスパーク発生を与えることなく他にあり得るより も高い、又はその陽極酸化表面及び/又はプラズマ放電が電解質陽極中に存在す るアンモニア及び/又はアミンについてではない、各場合を下回る、 電圧限界までである。 好ましくは、そのアミンは、アンモニアガス又は揮発性アミン成分のアルカリ 性溶液中に存在することができる。 好ましくは、その電解質溶液は、リン酸イオンの少なくとも1種の源を含む。 好ましくは、リン酸イオンの源が存在し、随意のアルミネートやフッ化物イオ ンは存在しない。 好ましくは、陽極酸化は、電解質溶液が50℃を下回るときに行う。 好ましくは、電圧限界は、(A)(1)の場合は300ボルトを上回って600ボル トを下回り、(A)(2)の場合は280ボルトを上回って550ボルトを下回る。 好ましくは、水系電解質溶液は少なくとも3重量%のアンモニアを含む(アン モニアガスに換算したとき)。 好ましくは、水系電解質溶液は少なくとも5重量%を上回るアンモニアを含む (アンモニアガスに換算したとき)。 好ましくは、リン酸イオンの少なくとも1種の源は、リン酸、可溶性リン酸塩 、及び可溶性リン酸アンモニウムの群から選択される。 好ましくは、リン酸イオンは、リン酸を浴に添加し、それによって加水分解に より種々のリン酸アニオンを生成させることによって得られる。 好ましくは、リン酸イオンの源は0.01〜0.2モルの範囲で 存在する。 好ましくは、リン酸イオンの源は約0.05〜0.15モルの範囲で存在する 。 所望により、過酸化水素又は可溶性過酸化物が存在する。 所望により、電解質溶液は、アルミネート、シリケート、ボレート、フッ化物 、リン酸塩、シトレート、及びフェノールの群の少なくとも1種をさらに含む。 好ましくは、クロム(III)とクロム(VI)の有意な存在を含まない。 好ましくは、電解質溶液は、加水分解によって水酸イオンを生じるアルカリ塩 を含まない。 さらにもう1つの局面において、本発明は、マグネシウムを主成分とする材料 (即ち、マグネシウム又はマグネシウム合金)を陽極酸化する方法であり、本方 法は、 電解質溶液を提供し、 ここで、電解質は、7を上回るpHを有し、 (a)(1)アンモニアとアミン又は(2)アミン、及び (b)(1)リン酸イオンの少なくとも1種の源、及び/又は(2)アルミネートア ニオンの少なくとも1種の源とフッ化物イオンの少なくとも1種の源、 を水の中に含み又はからなり、 その溶液に陰極を提供し、 その溶液中にマグネシウムを主成分とする材料を陽極として配置し、そして その陽極を通して陽極と陰極の間に電流を通し、その材料の上に陽極酸化され た表面を生成させ、 ここで、その電解質溶液中のそのアンモニウム及び/又はアミン は、陽極酸化表面層の部分的溶融又は融解を生じさせる陽極酸化プロセス中のス パーク及び/又はプラズマ放電を避けるのに十分な量で提供され、 ここで、その電解質溶液は水と0.1〜0.2モルの範囲で与えられるリン酸 イオンの源を含み又はからなり、 ここで、そのリン酸イオンの源は、リン酸と可溶性リン酸塩の群(例えば、リ ン酸水素ナトリウム、リン酸水素アンモニウム、リン酸二水素ナトリウム、リン 酸水素ニアンモニウム)から選択される。 好ましくは、そのアンモニアは、ガスに換算したときに電解質溶液の少なくと も1重量%である。 好ましくは、マグネシウム又はマグネシウム合金は、請求の範囲のいずれかの 方法によって陽極酸化される。 好ましくは、そのマグネシウム含有物品は、50重量%以上のマグネシウムを 含む。 さらにもう1つの局面において、本発明は、電解質溶液、陰極、陽極としての マグネシウム又はマグネシウム合金材料の陽極酸化系を動作させることを含む又 はからなるマグネシウム又はマグネシウム合金の陽極酸化法であり、 ここで、電解質溶液は、 (1)1種のアミン又は複数種のアミン、又は (2)(a)1種のアミン又は複数種のアミンと(b)溶液中のアンモニアを含み、溶 液中のアミンとアンモニアの導入を除く電気的インプット条件において、密着し た陽極酸化コーティングを生じない(いわゆる「スパーク」その他による)。 本願で言うガスとしての重量%(w/v%)のアンモニアの存在は、酸成分による中 和後である。 次に、本発明の好ましい態様を、図面を参照しながら説明するが、図1は、本 発明の態様による陽極酸化浴の概略図を示す。 好ましい態様の詳細な説明 WO96/28591に開示されたマグネシウム含有材料(マグネシウム自身 又はその合金)の陽極酸化法を、本発明者はさらに検討した。このプロセスは、 実質的に純粋なマグネシウムサンプルと同時にダイカストに使用される通常のマ グネシウム合金であるAZ91やAM60のようなマグネシウム合金にも有用な ことが見出されている。 WO96/28591のプロセスと本発明のプロセスは、溶液2を入れた浴1 を使用し、その中にマグネシウム含有材料3が少なくとも部分的に浸されること ができる。 電極3と4が、浴1と溶液2の中に設けられ、溶液2は電解質溶液である。 ケーブル5と6のような適切な接続が、電極3と4から電源7に設けられる。 溶液2は、適切な濃度までアンモニアを含められる。電解質溶液2の中のアン モニアの濃度は種々であることができる。ここで、1〜33重量%の適切な範囲 がアンモニア(ガスに換算)にとって望ましい。 WO96/28591に開示のように、アンモニア濃度が1重量%未満の溶液 は、スパークを生じ易く、コーティング形成法は、陽極酸化の従来法に類似のス パーク発生によってよりコーティングを形成し易い。アンモニアの33%最大濃 度が上限として作用する。 本発明者は、アンモニア濃度は5〜10重量%、より好ましくは5〜7重量% の範囲で適切に作用することを見出した。 本発明者は、電圧が約220〜250直流ボルトの範囲で、電源7から電解質 溶液2の中に浸した電極3と4まで適切な接続(例えば、ケーブル5と6)を通 って電流が流れることを見出した。Bartonプロセスの前の従来技術の陽極 酸化プロセスは、50〜150直流ボルトで生じ、従って、所望レベルを下回る アンモニア濃度の低下は、プロセスの間にスパークを許容し易く、本発明による コーティングを形成するのに適切なレベルに電圧が達することができる前に、ア ルカリ水酸化物の陽極酸化プロセスの特性を取得し易いことに注意すべきである 。その他の態様は、約170〜350直流ボルトの範囲内でプロセスが動作する ことを許容することができる。 この態様のようなプロセスにおいて、スパークの発生はいくつかの理由によっ て生じることがある。アンモニアは一般にスパークを抑制する作用をするが、浴 中の塩の濃度がある作用を有する。アンモニアが過度に少なくなると、スパーク が発生し得る。リン酸塩の濃度が大きく増加すると、コーティングが完全に生成 したとしても、電圧がその電圧まで高くなる前に、スパークがより高い電圧で生 じることがある。 さらなる態様において、過酸化物が電解質溶液に添加されることができる。過 酸化物の添加は、スパークの発生なしにコーティングが生成する電圧を下げるこ とが観察された。例えば、5重量%のアンモニア(ガスに換算)、0.05モル のリン酸水素ナトリウムアンモニウム、及び0.1モルの過酸化ナトリウムマグ ネシウム過酸化水素の溶液は、過酸化物が存在しないときに生じる300直流ボ ルトコーティングによく似たコーティングを210直流ボルトで形成する。これ は、より低い動作電圧が望まれる条件下では有益である。 また、過酸化物のレベルを0.05モルまで下げると、過酸化物を含まない例 とでコーティングに有意な差異は生じないことが観察されている。また、過酸化 物を0.2モルまで増加すると、損傷性スパークの発生により、妥当なコーティ ングが生成するのを妨げることが観察された。 この基準から、過酸化物が約0.1モル添加されるさらに好ましい態様におい て、所望により、低めの動作電圧が可能になる。 電解質溶液2に電流を印加すると、溶液2の中に浸された材料3の部分8の上 の陽極を形成する材料3の上にコーティングが生成する。このプロセス自体は、 かなりの程度で自己終止性であり、陽極酸化浴1によって引き込まれた電流は、 部分8の上のコーティングの厚みが増すと低下する。この仕方において、陽極酸 化浴1の中の陽極としての物品3の配置は、コーティングが生成するまで電流を 引き込む傾向があり、電解質溶液2から材料3の中のマグネシウムを実質的に孤 立させるのに十分なコーティングが存在したとき、電流は低下し、コーティング が施されたことの指示として機能することができる。 最終的なコーティングとその外観を変化させるために、いろいろて添加剤を溶 液2に添加することができる。例えば、ホスフェート化合物は、陽極酸化アルミ ニウムに似た仕上を与えるのに使用でき、0.01〜0.2モルの範囲で与えら れるホスフェート化合物が適切であることができると見出されている。一般に、 0.01モル未満の濃度は、若干透明な仕上を与える傾向にある。0.2モルを 上回る濃度は、最終製品の外観を再度変化させる不透明な仕上をもたらす。リン 酸水素アンモニウムナトリウムのようなホスフェート化合物は、陽極酸化アンモ ニウムの外観に似た仕上を与えようとする場合、0.05〜0.15モルの好ま しい範囲が適切なことが見 出されている。リン酸アンモニウムは特に有用であり、その他のアンモニウムリ ン化合物も直接の代替となり得ることが分かっている。 リン酸アンモニウム化合物を用いた陽極酸化は、コーティングに有意な耐腐食 性を与える。また、そのコーティングは、塗料その他の有機シーラーでさらにコ ーティングするのに適する。 本発明のもう1つの好ましい態様にといて、電解質溶液2は、リン酸二水素ア ンモニウム、又は代わりにあるいは付加的にリン酸水素二アンモニウムのような 化合物を含むことができる。これらの化合物はいずれも、リン酸水素アンモニウ ムナトリウムのような化合物に比較して、陽極酸化プロセスにとって商業的な量 で容易に入手可能である。 陽極酸化アルミニウムに似た仕上を与える代わりの添加剤は、ホスフェート化 合物と同様な濃度のフッ化物やアルミネートを使用であることが見出されている 。こうしたアルミン酸ナトリウムとフッ化ナトリウムのような化合物の一般的な 濃度は、これらの化合物のそれぞれ0.05モルである。アルミン酸ナトリウム とフッ化ナトリウムの濃度が0.1モルまで高くなると、仕上は真珠色の仕上に 変化する。このことは、それ自体は審美的に喜ばしいが、陽極酸化アルミニウム とは直接比較できず、従って、異なる材料から同じ製品の構成部分を製造してア ルミニウムとマグネシウムの製品の仕上をマッチさせることができる点では望ま しくない。 本プロセス自体は、マグネシウムプロセスの従来の陽極酸化に比較して、割合 に低い電流で行われる。引き込み電流は、マグネシウム表面の1平方メートルあ たり100アンペアのオーダーである。低い電流とスパークの発生がないことは 、浴1の中の温度上昇を低下をもたらしながら、従来使用されたアルカリ水酸化 物浴に比較し て同等な厚みのコーティングを生成する。この浴の温度上昇の低下は、プロセス を実施するのに必要な冷却装置の顕著な削減をもたらす。 本発明の現状で好ましい態様は室温で行い、必須ではないが、40℃未満で陽 極酸化プロセスを行うのが好ましい。 添加剤の選択として、ホスフェート添加剤及び/又はフッ化物添加剤が挙げら れることに注意すべきである。ホスフェート添加剤の代わりにフッ化物添加剤が 使用される場合、溶液の廃棄に関してより大きな問題を惹起する。フッ素化合物 は、排液と廃棄物の最も厳しい環境規制のため、環境的にコストが高い。これに 対し、ホスフェート化合物は、環境に対する害が比較的小さく、この理由だけで も好ましい。 また、添加剤はシーラントその他の化合物を含むことができ、アルミネート、 シリケート、ホウ化物、フッ化物、ホスフェート、シトレート、フェノールのよ うな従来の陽極酸化プロセスに使用された多くの添加剤が使用されることができ る。 マグネシウム上に生成したコーティングは、酸化マグネシウム、水酸化マグネ シウム、及びプロセスに使用した特定の添加剤によるさらなる成分の混合コーテ ィングであることができる。例えば、リン酸水素ナトリウムアンモニウムが提供 される態様は、コーティング中にリン酸マグネシウムの成分をもたらす。また、 フッ化物とアルミネート化合物が提供される態様は、仕上コーティングの中にフ ッ化マグネシウムとアルミン酸マグネシウムの存在をもたらすことができる。 また、溶液中のアンモニアの使用は、陽極酸化浴1の周りの領域に通気の使用 を必要とすることがあると注意すべきである。 また、本発明のプロセスは、従来のアルカリ水酸化物溶液の使用 よりも若干速くコーティングを与える傾向にある。 アンモニアを単独で使用する最も好ましい電解質組成は、 アンモニアとして3.0〜3.0モル*(通常25%水溶液で作成される) リン酸として0.1〜0.2モル(あるいは、リン酸塩を使用してもよい) 、及び 発泡剤としてノニオン系発泡剤が1リットルあたり0.1mlである。 この浴は約11.6のpHを有する。* アンモニア濃度は、リン酸の添加の後3.0〜3.3モルであり、このため、 最初に浴に添加されるアンモニアはこれよりも若干高い。 発泡剤は、理想的には、アンモニアが大気に損失することを抑える作用を有す る このような組成で陽極酸化するのに最も好ましい電気化学的条件は、 (I)(1)直流電圧エンドポイントとして350〜500V、所望の膜厚による、 所望により (2)(a)交流電圧のセットポイントとして0〜40V、及び/又は (2)(b)パルス電圧のセットポイントとして0〜40V、及び (II)バルクの直流電流密度として150〜400アンペア/cm2 である。 温度は0〜35℃である(最も好ましくは10〜30℃)。 本発明は、アミンによるアンモニアの部分的又は完全な置換は、本発明で先に 説明した条件の下でWO96/28591に開示のよ うにプロセスを別途操作しで行うことができると認識する。 メチルアミンやエチルアミンのような簡単なアミンは揮発性であり、置換基が より長い鎖又はより複雑なアミンを含むことが推奨される。適切なアミンは、少 なくとも3.0モルのレベルまで水溶性でなければならず、アンモニアと同等な 塩基性でなければならない(溶液中でヒドロキシルOH-イオンを生成できるこ と)。使用可能なアミンのいくつかの例は、ジエチレントリアミンやエタノール アミンである。 上記のように、いろいろな陽極酸化電圧が使用でき、最も好ましくは250直 流ボルトを上回り、付加的に印加される交流電圧が必要なこともある。 次に、本発明のいくつかの好ましい態様について例を参照して説明する。 例1 AZ91Dマグネシウム板を0.2モルの四ホウ酸ナトリウムと0.07モル のピロリン酸ナトリウムを含む溶液中で予備洗浄した。次に、これを、4.9% アンモニア(NH3の重量として換算)と0.2モルのリン酸水素二アンモニウ ムを含む電解質中で400直流ボルトのピーク電圧と200アンペア/m2のバ ルク電流密度で陽極酸化した。400ボルトに達した後(わずか7分間で到達) 電源を止め、9μmの陽極膜がサンプル上に観察された。合計のサイクル時間は 7分間であった。 例2 AM50マグネシウム部材を350直流ボルトのエンドポイント電圧まで10 0アンペア/m2で陽極酸化した。電解質組成は3% アンモニア(アンモニアガスの重量に換算)と0.2モルのリン酸水素二アンモ ニウムであった。この部材は、陽極酸化の前に洗浄したが、その他の前処理は行 わなかった。エンドポイント電圧に達した後、サンプルへの給電を維持し、35 0直流ボルトで約10分間維持した。サンプルを洗浄すると、約17μmの陽極 膜を有することが見られた。 例3 AZ91Dマグネシウム板を8%の濃度のアンモニア(アンモニアガスの重量 に換算)と0.1モルのリン酸を含む電解質中で陽極酸化した。このサンプルを 、0.2モルの四ホウ酸ナトリウムと0.07モルのピロリン酸ナトリウムを含 む浴中で5分間予備洗浄し、次いで陽極酸化の前に35%フッ化水素酸(体積% )を含む浴中で活性化した。定格465ボルトの直流電源を用いて200アンペ ア/m2を5分間維持し、陽極酸化を行った。21.8μmのコーティングが得 られた。陽極酸化サイクルは合計で26分間を要した。 例4 AZ91Dマグネシウム板を5%のアンモニア(アンモニアガスの重量に換算 )、0.1モルのリン酸、及び0.03モルの過酸化水素を含む電解質中で陽極 酸化した。この板を上記の例3と同様にして予備洗浄し、上記の例3と同様にし て活性化した。次いで、385ボルトに達する直流電圧と52ボルトに達する交 流電圧の電源を用いて陽極酸化した。直流電流密度は280アンペア/m2で、 一方、交流電流密度ははピークで90アンペア/m2であった。直流エンドポイ ント電圧を5分間維持し、サンプルを1.0モルのリ ン酸二水素ナトリウムを含む浴中で2分間予備処理した。陽極酸化サイクルは合 計で15分間の時間を要した。 例5 AZ91Dテスト板を、上記の例3と同様にして0.2モルの四ホウ酸ナトリ ウムと0.07モルのピロリン酸ナトリウムを含む浴中で予備洗浄した。2.5 %のアンモニア(アンモニアガスに換算)と0.5モルのジエチレントリアミン (DEA)、及び0.1モルのリン酸を含む電解質中で、定格360ボルトの陽 極酸化し、5分間にわたってそれを維持した。電流密度は200アンペア/m2 であった。この板は28.2μmの陽極コーティングを有することが観察された 。合計のサイクル時間は陽極酸化プロセスについて21分間であった。 例6 AZ91Dテスト板を、例3に記載しこ混合物中で予備洗浄した(活性化して いない)。次いで、19.8重量%のモルエタノールアミンと0.2モルのリン 酸二水素ナトリウムを含む溶液中で定格350ボルトの直流電源で陽極酸化し、 それを5分間維持した。電流密度は200アンペア/m2であった。この板は2 0.2μmの陽極コーティングを有することが観察された。合計のサイクル時間 は陽極酸化プロセスについて16分30秒間であった。 上記の例において、プロセス時間は陽極酸化時間を表し、説明した予備洗浄や 活性化、陽極酸化の後処理は含まない。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Anodizing of magnesium and magnesium alloys The present invention, in at least a preferred embodiment, produces a uniform, corrosion resistant film, In at least preferred embodiments, as pretreatment of another process or magnesium Anodizing method of magnesium and an alloy thereof suitable for final treatment of a rubber article. Magnesium is a very lightweight yet high strength metal, especially They find use in metal die castings where reduction is desired. In addition, a shield that shields electromagnetic waves Is a good alternative to plastics for applications such as computers and mobile phones Interest is increasing. However, it is a reactive metal and has general effects or Corrosion is a major problem, regardless of the chemical effect. Various methods of applying a protective anodic oxide film on magnesium metal have conventionally been used. Have been used. These are well-established available for aluminum and its alloys The same results for magnesium articles. It was very difficult to get. This is due in part to the constant The oxide resulting from the volume occupies less volume than the original metal, and therefore has a substantial The oxide film formed on the surface is subjected to tensile stress before the This is caused by cracking and falling off the substrate. The anodization of magnesium and its alloys often results in a slightly soluble oxide layer It is performed in sulfuric acid. As the formation of the film is outward from the metal substrate, its deposition There is a point where the rate decreases and ultimately the dissolution rate equals the rate of further film growth You. Dissolution of the membrane creates porosity where the movement of ions required for the electrochemical oxidation of the metal occurs. Let it run. This Without these pores, only very thin films would be possible. Electrochemical oxidation pro When the process is completed, the pores are sealed. Anodized aluminum seal is heat This can be done with water or just inorganic chemical solutions. Of course, similar processes involving magnesium or magnesium alloy They will try to incorporate these features. However, due to the applied tensile stress, There is a complicated problem due to the tendency of the resulting film to crack or break. Also, The use of acidic solutions to anodize gnesium is best for magnesium. Can be seriously attacked by common acids, causing serious problems. Therefore, the present inventor believes that the magnesium solution should be performed in an alkaline solution. You. However, some prior art processes use magnesium fluoride on metal surfaces. Hydrofluoric acid or hydrofluoric acid, which does not attack magnesium to form a protective layer Use salt. It does not dissolve in water and thus protects against further attacks. Another method of anodizing magnesium or magnesium alloys is described below. Coarse and very multiplicity that forms a good basis for applied paint and other surface coatings It depends on this property to form a porous layer. Generally, such acidic films are It can be formed in very high pH electrolytes containing rehydroxides. This The process is driven by a spark that is coated on a metal substrate To produce a sintered ceramic oxide. Some dominant methods for anodizing magnesium or magnesium alloys The method consists in seeking to avoid this problem and to form a uniform film. this Is done only by incorporating another species into the film as it forms be able to. Some processes use silicates. Others are ceramic Use material You. Some of these processes involve hydrofluoric acid or hydrofluoric acid, for example, Requires the use of ammonium chloride. These are very harmful substances and the plan Causing irritating odors, safety problems and disposal problems for drivers. PCT / NZ96 / 00016 (WO96 / 28591) (Barton) Various methods of anodizing magnesium or magnesium alloys have been described. You. This involves anodizing the material in an ammonia containing electrolyte solution. Dissolution The presence of a phosphate compound in the liquid is disclosed. It is an object of the present invention to replace or replace the process of WO 96/28591. To improve this, a more uniform film can be produced or less The goal is to provide a process that can provide useful options. Summary of the Invention In one aspect, the invention relates to a method of treating magnesium or magnesium alloy with anodizing acid. This method is Immerse the magnesium-containing material in the electrolyte as an anode, Providing a cathode in the electrolyte, Passing an electric current through the electrolyte, Including or consisting of Here, the electrolyte has a pH above 7, and (1) Ammonia or amine or a mixture of these two (preferably ammonia Are present in substantial concentrations ranging from 0.4 to 12 molar) and (2) phosphoric acid or water-soluble phosphate Or consisting of Preferably, the phosphoric acid or phosphate is provided in the range of 0.05-0.2 mole. It is. Preferably, the electrolyte includes a blowing agent. Optionally, the electrolyte comprises a water-soluble peroxide. Preferably, the amine is used alone in step (1), or the ammonia of step (1) is Wherein the amine is a water-soluble primary, secondary, or palladium compound having a pKa greater than 5. Is a tertiary amine. Preferably, it has a pKa greater than 9 with the amine. Preferably, the magnesium or magnesium alloy article is pre- It is cleaned by a processing step. Preferably, the pre-treatment step comprises: (A) Dissolution of a mixture of sodium tetraborate and sodium pyrophosphate at 70-90 ° C Immersing the article in the liquid for at least 5 minutes, (B) 35% by volume of ambient temperature (v / v) hydrofluoric acid for at least 1 minute Immerse the article (C) over a 1: 1 mixture of 35% by weight hydrofluoric acid and 68% by weight (w / w) nitric acid. Soaking the article for at least one minute. Preferably, the material is (I) (a) (1) DC voltage of more than 300 volts (especially more than 350 volts) The electrolyte contains ammonia and no amine), or (2) DC voltage of 250 volts or more (when the electrolyte is amine or ammonia and Containing min), and (b) if desired (1) Normally 0 to 40 volts, sometimes more AC voltage, (2) Normally 0 to 40 volts, and sometimes higher pulse voltage ( Square wave), and (II) 50-1000 amps / mTwoCurrent density, Is anodized using a current having the following characteristics: Preferably, the current density is between 200 and 350 amps / mTwoIt is. In another aspect, the invention relates to magnesium or magnesium alloy (hereinafter referred to as magnesium). Is referred to as "magnesium material"). Providing an electrolyte solution, Providing a cathode in the solution, A magnesium-based material is placed as an anode in the solution, and Pass current between the anode and cathode through its anode to form an anodized surface , Including or consisting of Wherein the electrolyte has a pH greater than 7, (a) (1) ammonia and amine or (2) amine, and (b) (1) at least one source of phosphate ions, and / or (2) aluminate At least one source of nonions and at least one source of fluoride ions; Comprises or consists of in water, Here, the current applied during anodization is (A) (1) Hydrogen peroxide and / or soluble peroxide must be present in the electrolyte solution More than 220 volts, (2) Hydrogen peroxide and / or soluble peroxide must be present in the electrolyte solution More than 210 volts, (B) providing a significant degree of sparking on the magnesium material, or Its anodized surface as a plasma discharge Than would otherwise be possible without giving a significant degree of sparking on nesium material Higher or its anodized surface and / or plasma discharge is present in the electrolyte anode Not for ammonia and / or amine, less than in each case, Up to the voltage limit. Preferably, the amine is ammonia gas or an alkali of the volatile amine component. May be present in a neutral solution. Preferably, the electrolyte solution contains at least one source of phosphate ions. Preferably, a source of phosphate ions is present, optionally with aluminate or fluoride ions. There is no one. Preferably, the anodization is performed when the electrolyte solution is below 50 ° C. Preferably, the voltage limit is above 300 volts and 600 volts for (A) (1). In the case of (A) (2), the voltage exceeds 280 volts and drops below 550 volts. Preferably, the aqueous electrolyte solution contains at least 3% by weight of ammonia ( When converted to Monia gas). Preferably, the aqueous electrolyte solution contains at least greater than 5% by weight of ammonia (When converted to ammonia gas). Preferably, at least one source of phosphate ions is phosphate, soluble phosphate , And soluble ammonium phosphate. Preferably, the phosphate ions add phosphoric acid to the bath, thereby causing hydrolysis. It is obtained by generating more various phosphate anions. Preferably, the source of phosphate ions is in the range of 0.01 to 0.2 mole. Exists. Preferably, the source of phosphate ions is present in the range of about 0.05-0.15 mole. . Optionally, hydrogen peroxide or soluble peroxide is present. Optionally, the electrolyte solution may be an aluminate, silicate, borate, fluoride , Phosphates, citrates, and phenols. Preferably, it does not include significant presence of chromium (III) and chromium (VI). Preferably, the electrolyte solution is an alkali salt that produces hydroxyl ions by hydrolysis. Not included. In yet another aspect, the invention relates to a magnesium-based material. (That is, magnesium or magnesium alloy) The law is Providing an electrolyte solution, Wherein the electrolyte has a pH greater than 7, (a) (1) ammonia and amine or (2) amine, and (b) (1) at least one source of phosphate ions, and / or (2) aluminate At least one source of nonions and at least one source of fluoride ions; Comprises or consists of in water, Providing a cathode to the solution, A magnesium-based material is placed as an anode in the solution, and Pass an electric current between the anode and the cathode through its anode, anodized on the material Surface Where the ammonium and / or amine in the electrolyte solution Is a process during the anodization process that causes partial melting or melting of the anodized surface layer. Provided in an amount sufficient to avoid park and / or plasma discharges, Here, the electrolyte solution is water and phosphoric acid provided in a range of 0.1 to 0.2 mol. Comprising or consisting of a source of ions; Here, the source of the phosphate ion is a group of phosphoric acid and soluble phosphate (for example, Sodium hydrogen phosphate, ammonium hydrogen phosphate, sodium dihydrogen phosphate, phosphorus Diammonium hydrogen oxyacid). Preferably, the ammonia is at least part of the electrolyte solution when converted to gas. Is also 1% by weight. Preferably, the magnesium or magnesium alloy has any of the claims Anodized by the method. Preferably, the magnesium-containing article contains at least 50% by weight of magnesium. Including. In yet another aspect, the present invention provides an electrolyte solution, a cathode, Including operating an anodizing system of magnesium or magnesium alloy material or Is an anodic oxidation method of magnesium or magnesium alloy consisting of Here, the electrolyte solution is (1) one kind of amine or plural kinds of amines, or (2) a solution containing (a) one or more amines and (b) ammonia in solution; Under electrical input conditions except the introduction of amine and ammonia in the liquid, No anodized coating (due to so-called "sparks" and others). The presence of weight percent (w / v%) ammonia as a gas referred to in the present application depends on the acid component. It is Wago. Next, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 shows a schematic diagram of an anodizing bath according to an embodiment of the invention. Detailed description of preferred embodiments WO 96/28591 discloses a magnesium-containing material (magnesium itself) Or an alloy thereof) has been further studied by the present inventors. This process is A conventional mask used for die casting simultaneously with a substantially pure magnesium sample Useful for magnesium alloys such as GN91 and AM60 Has been found. The process of WO 96/28591 and the process of the invention consist of a bath 1 containing solution 2 The magnesium-containing material 3 is at least partially immersed therein. Can be. Electrodes 3 and 4 are provided in bath 1 and solution 2, where solution 2 is an electrolyte solution. Suitable connections, such as cables 5 and 6, are provided to power supply 7 from electrodes 3 and 4. Solution 2 can include ammonia to an appropriate concentration. Ann in electrolyte solution 2 The concentration of monia can vary. Here, an appropriate range of 1 to 33% by weight. Is desirable for ammonia (converted to gas). A solution having an ammonia concentration of less than 1% by weight, as disclosed in WO 96/28591 Tends to cause sparks, and the coating formation method is similar to the conventional method of anodizing. The formation of a coating is easier due to the generation of parks. 33% maximum concentration of ammonia Degree acts as an upper limit. The present inventors have found that the ammonia concentration is 5 to 10% by weight, more preferably 5 to 7% by weight. It has been found that it works properly within the range. The inventor has determined that the voltage can be in the range of about 220 to 250 Pass appropriate connections (eg, cables 5 and 6) to electrodes 3 and 4 immersed in solution 2. I found that current flows. Prior art anode before the Barton process The oxidation process occurs at 50-150 dc volts, and thus is below the desired level A decrease in ammonia concentration is more likely to allow sparking during the process Before the voltage can reach the appropriate level to form the coating, It should be noted that it is easy to obtain the properties of the anodizing process of the rukari hydroxide . Other embodiments operate the process in the range of about 170-350 DC volts Can be tolerated. In a process such as this, sparking can occur for several reasons. May occur. Ammonia generally acts to suppress sparks, The concentration of salt in it has a certain effect. If ammonia becomes too low, spark Can occur. Significant increase in phosphate concentration results in complete coating formation Even if it does, spark will be generated at a higher voltage before the voltage rises to that voltage. Sometimes In a further aspect, a peroxide can be added to the electrolyte solution. Excessive The addition of oxides can reduce the voltage generated by the coating without sparking. Was observed. For example, 5% by weight of ammonia (converted to gas), 0.05 mol Of sodium ammonium hydrogen phosphate and 0.1 mole of sodium peroxide mug The solution of Nesium Hydrogen Peroxide is a 300 dc volt that occurs in the absence of peroxide. A coating very similar to the default coating is formed at 210 dc volts. this Is beneficial under conditions where lower operating voltages are desired. In addition, when the peroxide level is reduced to 0.05 mol, And no significant difference in the coating has been observed. Also, peroxidation Increasing the substance to 0.2 moles may cause a detrimental spark and may cause Was observed to hinder the formation. From this criterion, a more preferred embodiment in which about 0.1 mole of peroxide is added Thus, if desired, a lower operating voltage is possible. When a current is applied to the electrolyte solution 2, the portion 8 of the material 3 immersed in the solution 2 A coating is formed on the material 3 forming the anode of FIG. The process itself is To a large extent it is self-terminating and the current drawn by the anodizing bath 1 is It decreases as the thickness of the coating over portion 8 increases. In this way, the anodic acid The arrangement of the article 3 as an anode in the oxidizing bath 1 causes the current to flow until a coating is formed. Tend to draw in and substantially isolate the magnesium in material 3 from electrolyte solution 2 When there is enough coating to stand, the current drops and the coating Can be functioned as an indication that the operation has been performed. Dissolve various additives to change the final coating and its appearance Liquid 2 can be added. For example, phosphate compounds are anodized aluminum It can be used to give a finish similar to N, given in the range of 0.01 to 0.2 mol. It has been found that the phosphate compounds can be suitable. In general, Concentrations less than 0.01 mole tend to give a slightly clear finish. 0.2 mole Higher concentrations result in an opaque finish that again changes the appearance of the final product. Rin Phosphate compounds such as sodium ammonium hydrogen oxyde If a finish similar to the appearance of chromium is to be imparted, 0.05 to 0.15 mol is preferred. New range is appropriate Has been issued. Ammonium phosphate is particularly useful; Compounds have been found to be a direct alternative. Anodizing with ammonium phosphate compound provides significant corrosion resistance to coatings Give sex. The coating can also be further coated with paint or other organic sealer. Suitable for printing. In another preferred embodiment of the present invention, electrolyte solution 2 comprises dihydrogen phosphate Ammonium or alternatively or additionally, such as diammonium hydrogen phosphate Compounds can be included. All of these compounds are ammonium hydrogen phosphate Commercial quantities for the anodization process compared to compounds such as sodium And is readily available. An alternative additive that gives a finish similar to anodized aluminum is phosphated It has been found that the same concentration of fluoride and aluminate as the compound is used . Common compounds such as sodium aluminate and sodium fluoride The concentration is 0.05 molar for each of these compounds. Sodium aluminate And when the concentration of sodium fluoride increases to 0.1 mol, the finish becomes a pearly finish Change. This is aesthetically pleasing in itself, but anodized aluminum Cannot be directly compared to, therefore, manufacturing components of the same product from different materials It is desirable to be able to match the finish of the products of Luminium and Magnesium Not good. The process itself has a higher rate than the traditional anodization of the magnesium process. Is performed at a low current. The drawing current is 1m2 on the magnesium surface. It is on the order of 100 amps. Low current and no sparking The alkali hydroxides conventionally used, while reducing the temperature rise in bath 1, Compared to bathing To produce a coating of equivalent thickness. The decrease in the temperature rise of this bath Resulting in a significant reduction in the cooling equipment required to perform The presently preferred embodiment of the present invention is performed at room temperature and is not required, but is Preferably, an extreme oxidation process is performed. Selection of additives includes phosphate additives and / or fluoride additives. It should be noted that Fluoride additives instead of phosphate additives When used, it poses a greater problem for disposal of the solution. Fluorine compound Are environmentally costly because of the strictest environmental regulations on wastewater and waste. to this Phosphate compounds, on the other hand, are relatively less harmful to the environment and for this reason alone. Is also preferred. Additives can also include sealants and other compounds, aluminates, Silicates, borides, fluorides, phosphates, citrates and phenols Many additives used in conventional anodizing processes such as can be used You. The coating formed on magnesium is magnesium oxide, magnesium hydroxide Coating coating of the additional components with the calcium and the specific additives used in the process Can be a wing. For example, provided sodium ammonium hydrogen phosphate The embodiments provided result in a component of magnesium phosphate in the coating. Also, The manner in which the fluoride and the aluminate compound are provided is such that the finish coating has It can result in the presence of magnesium iodide and magnesium aluminate. Also, the use of ammonia in the solution can be achieved by using ventilation in the area around the anodic oxidation bath 1. It should be noted that may be required. Also, the process of the present invention uses a conventional alkali hydroxide solution. It tends to give the coating slightly faster than. The most preferred electrolyte composition using ammonia alone is 3.0 to 3.0 mol as ammonia*(Usually made with 25% aqueous solution) 0.1 to 0.2 mol as phosphoric acid (or phosphate may be used) ,as well as The nonionic foaming agent is 0.1 ml per liter as the foaming agent. This bath has a pH of about 11.6.* The ammonia concentration is between 3.0 and 3.3 molar after the addition of phosphoric acid, The ammonia added to the bath initially is slightly higher. The blowing agent ideally acts to reduce ammonia loss to the atmosphere To The most preferred electrochemical conditions for anodizing with such a composition are: (I) (1) 350 to 500 V as a DC voltage end point, depending on a desired film thickness, As desired (2) (a) 0-40 V as a set point of AC voltage, and / or (2) (b) 0-40 V as a set point of the pulse voltage, and (II) 150 to 400 amps / cm as DC current density of bulkTwo It is. The temperature is between 0 and 35C (most preferably between 10 and 30C). The present invention provides that the partial or complete replacement of ammonia by an amine has been previously described in the present invention. It is disclosed in WO 96/28591 under the conditions described. It is recognized that the process can be performed by separately operating. Simple amines such as methylamine and ethylamine are volatile and have substituents It is recommended to include longer chains or more complex amines. Suitable amines are few Must be water-soluble up to a level of at least 3.0 mol, equivalent to ammonia Must be basic (hydroxyl OH in solution-Ion can be generated When). Some examples of amines that can be used include diethylenetriamine and ethanol. Amine. As noted above, various anodizing voltages can be used, most preferably 250 volts. In some cases, an additional AC voltage may be required which is greater than the flow volts. Next, some preferred embodiments of the present invention will be described with reference to examples. Example 1 AZ91D magnesium plate was prepared using 0.2 mol of sodium tetraborate and 0.07 mol Was pre-washed in a solution containing sodium pyrophosphate. Next, this is 4.9% Ammonia (NHThreeAnd 0.2 mole of diammonium hydrogen phosphate Peak voltage of 400 dc volts and 200 amps / m in electrolyte containingTwoNo ba Anodized at lux current density. After reaching 400 volts (in just 7 minutes) The power was turned off and a 9 μm anode film was observed on the sample. The total cycle time is 7 minutes. Example 2 AM50 magnesium parts up to 350 DC volts endpoint voltage 0 amps / mTwoAnodized. 3% electrolyte composition Ammonia (converted to the weight of ammonia gas) and 0.2 mol of hydrogen phosphate diammonium Was nickel. This part was cleaned before anodization, but other pretreatments were performed. I didn't know. After reaching the endpoint voltage, the power to the sample is maintained and 35 Maintained at 0 VDC for about 10 minutes. When the sample is washed, the anode It was found to have a membrane. Example 3 The AZ91D magnesium plate is treated with 8% ammonia (weight of ammonia gas). Anodic oxidation in an electrolyte containing 0.1 mol of phosphoric acid. This sample Containing 0.2 mol of sodium tetraborate and 0.07 mol of sodium pyrophosphate Pre-wash in a bath for 5 minutes and then 35% hydrofluoric acid (% by volume) before anodic oxidation ) In a bath containing 200 amps using a 465 volt DC power supply A / mTwoWas maintained for 5 minutes to perform anodization. 21.8 μm coating obtained Was done. The anodization cycle required a total of 26 minutes. Example 4 AZ91D magnesium plate with 5% ammonia (converted to ammonia gas weight) ), An anode in an electrolyte containing 0.1 mol of phosphoric acid and 0.03 mol of hydrogen peroxide Oxidized. This plate was pre-cleaned as in Example 3 above and then as in Example 3 above. Activated. Then a DC voltage reaching 385 volts and an alternating voltage reaching 52 volts Anodizing was performed using a power supply with a flowing voltage. DC current density is 280 Amps / mTwoso, On the other hand, the alternating current density has a peak of 90 amps / mTwoMet. DC end poi The sample voltage was maintained for 5 minutes and the sample was Pretreatment for 2 minutes in a bath containing sodium dihydrogenate. Anodizing cycle It took a total of 15 minutes. Example 5 An AZ91D test plate was prepared in the same manner as in Example 3 above by using 0.2 mol of sodium tetraborate. Pre-washed in a bath containing water and 0.07 mol of sodium pyrophosphate. 2.5 % Ammonia (converted to ammonia gas) and 0.5 mol of diethylenetriamine (DEA) and an electrolyte containing 0.1 mole of phosphoric acid, rated at 360 volts positive Extremely oxidized and maintained for 5 minutes. Current density is 200 amps / mTwo Met. This plate was observed to have a 28.2 μm anode coating . The total cycle time was 21 minutes for the anodization process. Example 6 The AZ91D test plate was pre-washed in this mixture as described in Example 3 (activated Not in). Then 19.8% by weight molar ethanolamine and 0.2 mol phosphorus Anodizing with a DC power supply rated at 350 volts in a solution containing sodium dihydrogen acid, It was maintained for 5 minutes. Current density is 200 amps / mTwoMet. This board is 2 It was observed to have a 0.2 μm anode coating. Total cycle time Was 16 minutes 30 seconds for the anodization process. In the above example, the process time represents the anodizing time, and the pre-cleaning and Does not include post-treatment of activation or anodic oxidation.
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】平成10年12月18日(1998.12.18) 【補正内容】 請求の範囲 1.マグネシウム又はマグネシウム合金を陽極として電解質の中に浸し、 その電解質の中に陰極を提供し、 その電解質の中に電流を通す、 ことを含み又はからなりマグネシウム又はマグネシウム合金の陽極酸化法であ って、 その電解質は、7を上回るpHを有し、水の中に (1)アンモニア若しくはアミン又はこれら2つの混合物、及び (2)リン酸又は水溶性リン酸塩、 (但し、アミン又はリン酸の少なくとも一方が存在する) を含む又はからなる、マグネシウム又はマグネシウム合金の陽極酸化方法。 2.アンモニアが0.4〜12モルの濃度で存在する請求項1に記載の方法。 3.(2)がリン酸として提供され、そのリン酸が0.05〜0.2モルの範囲 で提供される請求項1又は2に記載の方法。 4.その電解質が発泡剤を含む請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。 5.その電解質が水溶性過酸化物を含む請求項1〜4のいずれか1項に記載の 方法。 6.工程(1)でアミンを単独で使用し、又は工程(1)でアンモニアと併用し、そ のアミンは、5を上回るpKaを有する水溶性の第1、第2又は第3アミンであ る請求項1に記載の方法。 7.そのアミンが9を上回るpKaを有する請求項1〜6のいずれか1項に記 載の方法。 8.マグネシウム又はマグネシウム合金物品が、陽極酸化の前に予備処理工程 によって洗浄される請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。 9.予備処理工程が、 (A)四ホウ酸ナトリウムとピロリン酸ナトリウムの混合物の70〜90℃の溶 液におよそ少なくとも5分間にわたってその物品を浸す、 (B)外界温度の35体積%フッ化水素酸におよそ少なくとも1分間にわたって その物品を浸す、又は (C)35重量%のフッ化水素酸と68重量%の硝酸の1:1混合物におよそ少 なくとも1分間にわたってその物品を浸す、 の少なくとも1つの工程を含む請求項8に記載の方法。 10.その材料が、 (I)(a)(1)300ボルト以上の直流電圧(電解質がアンモニアを含んでアミン を含まない場合)、又は (2)250ボルト以上の直流電圧(電解質がアミンもしくはアンモニアとア ミンを含む場合)、及び (b)所望により、 (1)通常0〜40ボルト、場合によりそれ以上の交流電圧、 (2)通常0〜40ボルト、場合によりそれ以上のパルス電圧(方形波状)、 及び (II)50〜1000アンペア/m2の電流密度、 の特性を有する電流を用いて陽極酸化される、請求項1〜9のいずれか1項に記 載の方法。[Procedure for Amendment] Article 184-8, Paragraph 1 of the Patent Act [Date of Submission] December 18, 1998 (Dec. 18, 1998) [Details of Amendment] Claims 1. Immersing magnesium or a magnesium alloy as an anode in an electrolyte, providing a cathode in the electrolyte, and passing an electric current through the electrolyte; or a method of anodizing magnesium or a magnesium alloy, The electrolyte has a pH of greater than 7 and contains, in water, (1) ammonia or an amine or a mixture of the two, and (2) phosphoric acid or a water-soluble phosphate, provided that at least Anodizing magnesium or magnesium alloy comprising or consisting of: 2. The method of claim 1 wherein the ammonia is present at a concentration of 0.4 to 12 molar. 3. The method according to claim 1 or 2, wherein (2) is provided as phosphoric acid, and the phosphoric acid is provided in a range of 0.05 to 0.2 mol. 4. 4. The method according to claim 1, wherein the electrolyte comprises a blowing agent. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the electrolyte comprises a water-soluble peroxide. 6. The amine is used alone in step (1) or in combination with ammonia in step (1), wherein the amine is a water-soluble primary, secondary or tertiary amine having a pKa greater than 5. The method described in. 7. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the amine has a pKa greater than 9. 8. The method according to any of the preceding claims, wherein the magnesium or magnesium alloy article is cleaned by a pre-treatment step before anodizing. 9. The pre-treatment step comprises: (A) immersing the article in a 70-90 ° C. solution of a mixture of sodium tetraborate and sodium pyrophosphate for at least about 5 minutes; (B) 35% by volume hydrofluoric acid at ambient temperature. Immersing the article for about at least 1 minute, or (C) immersing the article in a 1: 1 mixture of 35% by weight hydrofluoric acid and 68% by weight nitric acid for about at least 1 minute. The method of claim 8, comprising: 10. The material may be (I) (a) (1) a DC voltage of 300 volts or more (if the electrolyte contains ammonia and no amine), or (2) a DC voltage of 250 volts or more (when the electrolyte is amine or ammonia (Including amines), and (b) if desired, (1) typically 0 to 40 volts, optionally higher AC voltage, (2) typically 0 to 40 volts, optionally higher pulse voltage (square wave) , and (II) 50 to 1000 a current density of amps / m 2, is an anode with a current having a characteristic oxidation method according to any one of claims 1-9.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 328719 (32)優先日 平成9年9月11日(1997.9.11) (33)優先権主張国 ニュー・ジーランド(NZ) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(GH,GM,KE,LS,M W,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY ,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL,AM ,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY, CA,CH,CN,CU,CZ,DE,DK,EE,E S,FI,GB,GE,GH,GM,GW,HU,ID ,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR,KZ, LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MD,M G,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT ,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL, TJ,TM,TR,TT,UA,UG,US,UZ,V N,YU,ZW (72)発明者 ヘンシャウ,ジョフリー スティーブン ニュージーランド国,オークランド,レミ ュエラ,ビクトリア アベニュ 3/153────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (31) Priority claim number 328719 (32) Priority date September 11, 1997 (September 11, 1997) (33) Priority country New Zealand (NZ) (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, L U, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF) , CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, M W, SD, SZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY) , KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AL, AM , AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CU, CZ, DE, DK, EE, E S, FI, GB, GE, GH, GM, GW, HU, ID , IL, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, M G, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT , RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, US, UZ, V N, YU, ZW (72) Inventors Henschau, Joffrey Stephen New Zealand, Auckland, Remi Juela, Victoria Avenue 3/153
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