JP2003013255A - マグネシウム成形体の表面処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マグネシウム成形体の表面処理に際し、均
一な化成処理を可能にする。 【解決手段】 マグネシウム成形体に化成処理を行う
前に、ウエットブラスト処理を行って表面に残存する離
型剤等を除去する。 【効果】 成形体表面が化学的、物理的に均一にな
り、その後に行なう化成処理において、成形体の部分ご
とのエッチングの過不足がなくなって均一な化成処理が
行なわれる。さらに成形体表面に適度な凹凸が付与さ
れ、アンカー効果が生じて塗装密着性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マグネシウムまた
はマグネシウム合金製部品において、マグネシウム成形
体の表面に化成被膜を形成する表面処理方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の成形品をダイカスト成形法
やチクソ成形法で作る場合、図２に示すような工程を踏
んでいた。まず、成形工程において成形品が作られる
（工程１）。次いで成形品に付随しているゲートやオー
バーフローのプレス切断をし（工程２）、該プレス切断
後に成形品に付随しているバリやかえりを取るためのバ
リ取り、仕上げ加工を行う（工程３）。該工程後、ボス
のネジ穴加工などの機械加工が行われる（工程４）。こ
れらの工程を経て形状を整えられた成形品は、化成処理
工程（工程６）によって耐食性や塗装密着性などの表面
機能が付与され、塗装、印刷工程（工程７）を経て製品
となる。また、場合によっては化成処理工程（工程６）
の前に、成形品表面に付着している離型剤を除去するた
めに機械研磨工程（工程５）を経ることもある。

【０００３】上記化成処理工程としてはクロメート処理
とノンクロメート処理がある。クロメート処理は有害な
クロム酸を使用するため、最近では環境に対する配慮か
らノンクロメート処理が主流である。ノンクロメート処
理の主な工程は図３に示すとおりである。すなわち、成
形体表面に付着した油分を除去する脱脂工程（行なわな
い場合もある）（工程６ａ）、成形体表面に付着した離
型剤を除去するためのエッチング工程（工程６ｂ）、該
エッチング工程で生成した酸化物を除去するための脱ス
マット工程（工程６ｃ）、無機物や有機物の皮膜を成形
体に付与する化成皮膜形成工程（工程６ｄ）とからな
る。

【０００４】次に各工程の役割について説明する。図２
において、工程１で成形された成形品は、工程２におい
てゲート、オーバーフローなどがプレス機により除去さ
れる。その後、工程３においてブラシ、ヤスリ、サンダ
などで成形品についたバリ取りや仕上げが行なわれ、工
程４でボス部ネジ穴加工などの機械加工が施される。こ
れらの工程で形状が整えられた後、工程６の化成処理工
程において、離型剤の除去などの表面調整、および防錆
や良好な塗装密着性などの機能を付与するための皮膜形
成が行なわれる。工程６の前には離型剤を幾らかあらか
じめ除去しておいて均一に化成処理が行なえるようにす
るため、工程５としてバレルなどの機械研磨工程を行な
うこともある。最後に工程７において成形体表面の塗
装、および製品名やロゴなどの印刷を行ない、製品とし
て完成する。

【０００５】工程６の化成処理工程では、化成処理を行
なう前に成形体表面を清浄な状態にするための前工程を
含んでいる。図３に化成処理工程のフローチャート図を
示す。工程６ａは成形体表面に付着した油分を除去する
ための脱脂工程であり、アルカリ溶液を用いることが多
いが、工程６ｂのエッチング工程がこれを兼ねて省略さ
れることもある。工程６ｂのエッチング工程は、酸性溶
液によりマグネシウム成形体表面に付着した離型剤を、
これを含む表面層ごと除去する工程である。工程６ｃの
脱スマット工程は、工程６ｂのエッチング工程で生じた
表面酸化物（スマット）をアルカリ溶液に浸漬すること
で除去する工程である。工程６ｄは化成皮膜形成工程
で、例えば有機皮膜のような化成皮膜を成形体に付与
し、湿潤環境に対する耐食性を向上させ、または塗装に
際しては塗装密着性を向上させる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ダイカスト成
形法やチクソ成形法で成形した成形品の鋳放し状態の表
面は、金型に塗布された離型剤が成形体の一部表面に多
量に残留したり、合金元素の濃度分布が均一でないなど
の不均一性を持つ。そのため、化成処理などの化学的手
法のみでは、均一に離型剤を除去する処理が施されない
ため、離型剤の残留やエッチング過剰などが原因で、耐
食性の低下や、とくに塗装密着性の低下などの不良が生
じやすかった。

【０００７】従来ではこの点の解決法として、メディ
ア、すなわちアルミナや樹脂のような細かい研磨粒子と
成形品を混ぜて撹拌することにより成形体表面を研磨し
て離型剤を除去するバレル研磨などの機械研磨方法を、
化成処理工程前に行なうことにより、表面を研削し、あ
る程度の離型剤を事前に除去するなどの対策がとられて
いた。しかし、バレル研磨では研削力が小さいため完全
な離型剤の除去は難しく、また表面を削るだけで積極的
な塗装密着性の向上には寄与しない。さらに、成形体が
傷を嫌う場合には成形体同士の衝突を防ぐために、バレ
ル研磨槽１槽に対し、成形体１個で処理する必要があ
り、大量生産に適さないなどの難点があった。

【０００８】本発明は、上記のような従来の方法の課題
を解決するためになされたもので、化成処理前にウエッ
トブラスト処理を施すことにより、マグネシウム成形体
における化成処理の均一性を向上させては均一な化成被
膜を生成し、塗装に際しては塗装密着性を飛躍的に向上
させることのできるマグネシウム成形体の表面処理方法
を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明のマグネシウム成形体の表面処理方法のうち請求
項１記載の発明は、マグネシウム成形体に化成処理を行
う表面処理において、該化成処理前に、ウエットブラス
ト処理を行うことを特徴とする。

【００１０】請求項２記載のマグネシウム成形体の表面
処理方法は、請求項１記載の発明において、ウエットブ
ラスト処理における砥材がアルミナであり、該アルミナ
の平均粒径が４０〜１１０μｍであることを特徴とす
る。

【００１１】請求項３記載マグネシウム成形体の表面処
理方法は、請求項１または２に記載の発明において、ウ
エットブラスト処理後、化成処理前に前記マグネシウム
成形体の乾燥処理を行わず、該成形体の表面が濡れた状
態で化成処理を行うことを特徴とする。

【００１２】すなわち、化成処理前に成形体表面に離型
剤が局部的に多量に存在すると、化成処理後に離型剤が
表面の一部に残留し、化成処理前に離型剤が少なかった
ところが過剰なエッチングを受け表面が荒れるなどの不
均一な化成処理が行なわれる可能性があるが、請求項１
記載の本発明によれば、化成処理前にウエットブラスト
処理を施すことにより、離型剤が多量に残留している部
分を除去し、化成処理前に成形体表面を化学的にほぼ均
一な状態にして化成処理が均一に行なわれ、均一な化成
被膜の形成が可能になる。また、その上層に塗装を施す
場合には、塗装の密着性を向上させる。

【００１３】ウエットブラスト処理は、アルミナや樹脂
のような細かい研磨粒子と水を混ぜたスラリーを成形体
に直接吹き付け、成形体表面を研磨粒子により研磨する
方法である。すなわち、このウエットブラスト処理で研
磨粒子を成形体に均一に投射することにより、金属成形
体の表面が均一に除去される。このとき同時に離型剤も
除去される。また表面には研磨粒子の投射痕が残るた
め、Ｒａ＝１〜２程度の平均表面粗度を持った表面状態
になる。よってウエットブラスト処理によって、局部的
な離型剤の残留などが無く、化学的に均一な、また表面
粗さ等物理的にも均一な表面が得られる。そのため、化
成処理を均一に行なうことができ、化成処理前の成形体
表面の不均一が原因でエッチング量が不均一になるなど
の化成処理不良を解消することができる。

【００１４】なお、上記ウエットブラスト処理における
砥材としては請求項２に記載するように、アルミナが好
適であり、該アルミナは平均粒径が４０〜１１０μｍで
あるのが望ましい。これは、硬質のアルミナにより離型
剤の除去が効果的になされるとともに、その平均粒径が
４０μｍ未満であると、離型剤の除去が充分になされ
ず、一方、平均粒径が１１０μｍを越えると、成形体表
面の粗度が悪くなるためである。

【００１５】また、ウエットブラスト処理後、化成処理
前には、マグネシウム成形体に対する乾燥処理を行わ
ず、該成形体の表面が濡れた状態で化成処理を行うこと
ができる。なお、上記の乾燥処理とは、成形体表面に付
着しているウエットブラスト処理における水分を完全に
除去するものであり、一部の水分を除去する場合には、
ここでは乾燥処理とはしない。成形体が濡れた状態で化
成処理を行うと、例えば表面活性剤を含まないアルカリ
溶液といったような、マグネシウム合金に対する濡れ性
が悪い化成皮膜処理薬液に対しても濡れ性が向上するた
め、化成皮膜の安定した形成に寄与できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施形態を説明
する。図１は本発明によるマグネシウム成形体の製造方
法のフローチャート図である。図１において工程１２
は、成形工程、工程１３は、はプレス機によるトリミン
グ工程、工程１４はバリ取り、仕上げ工程、工程１５は
機械加工工程、工程１６は研磨粒子にアルミナを用いた
ウエットブラスト処理工程、工程１７は化成処理工程、
工程１８は塗装、印刷工程である。

【００１７】まず、工程１２の成形工程において成形品
が作られる。次いで工程１３のプレス切断で、成形品に
付随しているゲートやオーバーフローなどをプレス機で
プレス切断して除去する。次いで、工程１４のバリ取
り、仕上げ工程で、上記プレス切断後に成形品に付随し
ているバリやかえりを取るため、バリ取りや仕上げ加工
を行う。該工程後、工程１５の機械加工工程で、ボスの
ネジ穴加工などの機械加工が行われる。次いで、工程１
６でウエットブラスト処理がなされる。該工程では適当
な砥材と水等の液体をコンプレッサからの圧縮空気等で
加速してマグネシウム成形品に吹き付ける。砥材として
はアルミナが好適であり、平均粒径４０〜１１０μｍの
アルミナを水に混合する。該液体はノズルから成形体表
面に吹き付ける。この時のノズルの走行速度は、例えば
５ｍｍ／秒程度である。この処理により成形品の表面に
付着している離型剤等の異物が確実に除去されて表面が
清浄化される。該成形品は、次いで工程１７において化
成処理に供される。この化成処理では、成形品を適当な
酸、アルカリに浸漬するなどして成形品の表面に化成被
膜を形成する。この化成処理では、従来と同様に、通常
は、脱脂、エッチング、脱スマット、化成被膜形成の工
程を含む。その内容は従来と同様とすることができるの
で、詳細な説明は省略する。化成皮膜の形成によって成
形品には耐食性や塗装密着性などの表面機能が付与され
る。その後は、工程１８における塗装、印刷工程により
成形体表面の塗装や製品名、ロゴなどの印刷などを行な
う。

【００１８】上記工程では、化成処理に先立ってウエッ
トブラスト処理がなされており、化成処理において均一
な化成被膜が形成され、所望の皮膜性能が表面全体にお
いて均等に得られる。しかも、この成形品に塗装、印刷
を行う場合には、均一な化成被膜が形成されていること
により、密着性に優れた塗装皮膜、印刷皮膜が得られ
る。なお、上記実施形態では、化成処理後に、塗装、印
刷を行う場合について説明したが、本発明としては、こ
れら塗装、印刷を行わない工程においても本発明の適用
が可能である。

【００１９】

【実施例】以下に、上記行程によりマグネシウム成形体
に塗装した本発明試験片と、従来の工程（図２）を経て
マグネシウム成形体に塗装した比較試験片とを用意し
た。上記の試験片を６０℃×４時間の温水浸漬試験に供
し、温水浸漬試験後、１ｍｍ碁盤目試験により塗装密着
性を調べた。ウエットブラストを行わなかった比較試験
片は、塗装剥離面積が５０〜６０％であるのに対し、本
発明で処理した本発明試験片では塗装剥離面積が５％以
下であり、本発明法により塗装密着性は飛躍的に向上し
たことが明らかとなった。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によればウ
エットブラスト処理により表面の離型剤を除去し、成形
体表面を化学的、物理的に均一にするので、その後に行
なう化成処理において、成形体の部分ごとにエッチング
の過不足があるような不均一な処理が行なわれるような
ことがなくなる。さらに、成形体表面に適度な凹凸を付
与することで、アンカー効果（塗膜が凹凸に染み込み塗
装密着性が向上する効果）が生じ、塗装密着性が向上す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるマグネシウム成形体の製造方法
のフローチャート図である。

【図２】 従来のマグネシウム成形体の製造方法のフロ
ーチャート図である。

【図３】 同じく化成処理工程のフローチャート図であ
る。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マグネシウム成形体に化成処理を行う表
   面処理において、該化成処理前に、ウエットブラスト処
   理を行うことを特徴とするマグネシウム成形体の表面処
   理方法
2. 【請求項２】 ウエットブラスト処理における砥材がア
   ルミナであり、該アルミナの平均粒径が４０〜１１０μ
   ｍであることを特徴とする請求項１記載のマグネシウム
   成形体の表面処理方法
3. 【請求項３】 ウエットブラスト処理後、化成処理前に
   前記マグネシウム成形体の乾燥処理を行わず、該成形体
   の表面が濡れた状態で化成処理を行うことを特徴とする
   請求項１または２に記載のマグネシウム成形体の表面処
   理方法