JP2005200740A - Method of producing aluminum member having excellent wear resistance, and aluminum member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、耐摩耗性に優れたアルミニウム部材の製造法およびアルミニウム部材に関するものである。
本発明によって得られる製品は、主として建材（サッシ、カーテンウォール、ドア、エクステリア等）用途に使用することが出来るものである。
The present invention relates to a method for producing an aluminum member excellent in wear resistance and an aluminum member.
The product obtained by the present invention can be used mainly for building materials (sashes, curtain walls, doors, exteriors, etc.).
従来、建材用のアルミニウム材には、押出し材としてはＪＩＳ Ａ６０００系の合金が、板材としてはＪＩＳ Ａ １０００系合金が代表的に使用されてきた。これらの合金については、通常、耐食性を高める為に陽極酸化処理で皮膜を施した後、装飾性を高めるためＮｉ、Ｃｏを含む浴で着色する処理や、塗装による処理が施されている。 Conventionally, aluminum materials for building materials have typically used JIS A6000 series alloys as extrusion materials and JIS A 1000 series alloys as plate materials. These alloys are usually subjected to a treatment by anodizing treatment for enhancing corrosion resistance, followed by a treatment for coloring with a bath containing Ni and Co or a treatment by painting to enhance the decorativeness.
さらに、陽極酸化処理を行なう前にフッ酸や塩酸を含む浴でエッチングを行って表面に微細な凹凸を形成させて、光の乱反射作用による乳白化や、グレー色調を得る処理が実施されている。また、これらの処理は、加工時の圧延跡や押出し跡を消す効果があり、外観上のさらなる付加価値を生むものである。ここで、フッ酸による処理は、比較的きめが細かく、かつ表面強度も高い梨地表面を簡単に得られることから従来広範に利用されてきたが、フッ素含有廃水の発生は環境保全上の要請から避ける必要が高まってきた。 Furthermore, before the anodizing treatment, etching is performed in a bath containing hydrofluoric acid or hydrochloric acid to form fine irregularities on the surface, and milking by the irregular reflection effect of light and processing for obtaining a gray tone are performed. . Further, these treatments have an effect of erasing rolling marks and extrusion marks at the time of processing, and produce further added value in appearance. Here, the treatment with hydrofluoric acid has been widely used because it can easily obtain a satin surface with a relatively fine texture and high surface strength, but the generation of fluorine-containing wastewater is due to environmental conservation requirements. The need to avoid has increased.
そこで、塩酸等の塩化物イオンを含む溶液での処理によって、フッ酸処理と同等の梨地表面を得ようとする試みがなされている。例えば、塩酸等の塩化物イオンを用いたアルミニウム材の処理については、塩素イオン０．１〜１０％含有のｐＨ２以下の液で処理後、ｐＨ１３以上のアルカリ液でエッチング処理を行う方法（特開平０１−２１２７７５号公報）や、５００℃で１時間程度の熱処理を行なうことで金属間化合物のＦｅＡｌ３を粗大化させた後、塩化物主体とした液で処理を行う方法（特開昭５５−１４１４２号公報）等が提案されている。
しかしながら、本発明者の知見によれば、このような従来の方法は、処理表面の均一性や再現性に改良の余地がある。特に大きな問題点は、塩酸等の塩化物はフッ素に比べてアルミニウム材表面に対する侵食作用が強すぎる為、この塩化物を用いた処理を行うと全般的にアルミニウム材表面が脆弱となって、耐摩耗性や強度がフッ素処理の場合に比べて著しく低下する場合があって、建材等に実使用上問題が生じることがあった。 However, according to the knowledge of the present inventors, such a conventional method has room for improvement in the uniformity and reproducibility of the treated surface. The major problem is that chlorides such as hydrochloric acid have a stronger erosion effect on the surface of aluminum material than fluorine, so treatment with this chloride generally makes the surface of the aluminum material brittle and resistant. Wearability and strength may be significantly reduced compared to the case of fluorine treatment, which may cause problems in actual use of building materials.
本発明は、上記課題を解決するものである。
この課題を解決するために、本発明による耐摩耗性に優れたアルミニウム部材の製造法は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなるアルミニウム部材の表面処理に際し、アルミニウム部材の表面に孔食制御層を形成し、塩化物イオンを含む水溶液中で電解処理を行うことによって前記孔食制御層が形成されたアルミニウム部材の表面に微細な凹凸を形成し、次いで、アルカリ水溶液によって前記アルミニウム部材の表面に形成された微細な凹凸を粗大化させることを含んでなること、を特徴とするものである。
The present invention solves the above problems.
In order to solve this problem, the method for producing an aluminum member having excellent wear resistance according to the present invention forms a pitting corrosion control layer on the surface of the aluminum member when the surface treatment of the aluminum member made of aluminum or an aluminum alloy is performed. By performing electrolytic treatment in an aqueous solution containing chloride ions, fine irregularities are formed on the surface of the aluminum member on which the pitting corrosion control layer is formed, and then the fineness formed on the surface of the aluminum member with an alkaline aqueous solution. And roughening rough irregularities.
このような本発明によるアルミニウム部材の製造法は、好ましくは、前記孔食制御層の形成を、電解質溶液中で前記アルミニウム部材を陽極とする酸化皮膜処理によって行なうことができる。 In such a method for producing an aluminum member according to the present invention, preferably, the formation of the pitting corrosion control layer can be performed by an oxide film treatment using the aluminum member as an anode in an electrolyte solution.
このような本発明によるアルミニウム部材の製造法は、好ましくは、前記孔食制御層の形成を、アルカリ溶液中で行うことができる。 In such a method for producing an aluminum member according to the present invention, preferably, the pitting corrosion control layer can be formed in an alkaline solution.
このような本発明によるアルミニウム部材の製造法は、好ましくは、前記孔食制御層を形成を行うアルカリ溶液を、ｐＨ１０以上のものであって、Ｎａ、Ｋ、ＮＨ４、Ｌｉ等の水酸化物、またはこれらの炭酸塩からなる群から選ばれる少なくとも１種とすることができる。 In such a method for producing an aluminum member according to the present invention, preferably, the alkaline solution for forming the pitting corrosion control layer has a pH of 10 or more, and a hydroxide such as Na, K, NH 4 , or Li. Or at least one selected from the group consisting of these carbonates.
このような本発明によるアルミニウム部材の製造法は、好ましくは、前記孔食制御層の形成を、電圧５〜１５０Ｖ、電流密度０．１〜１０Ａ／ｄｍ２となる条件下で行うアノード電解処理で行うことができる。 In such a method for producing an aluminum member according to the present invention, preferably, the formation of the pitting corrosion control layer is performed by an anodic electrolytic treatment in which the voltage is 5 to 150 V and the current density is 0.1 to 10 A / dm 2. It can be carried out.
このような本発明によるアルミニウム部材の製造法は、好ましくは、前記孔食制御層を０．０１〜１０μｍの厚さで形成させることができる。 In such a method for producing an aluminum member according to the present invention, preferably, the pitting corrosion control layer can be formed with a thickness of 0.01 to 10 μm.
このような本発明によるアルミニウム部材の製造法は、好ましくは、前記塩化物イオンを含む水溶液を、ｐＨ２以下のものであって、塩酸または塩化物塩の少なくとも１種または２種以上を含むものとすることができる。 In such a method for producing an aluminum member according to the present invention, the aqueous solution containing chloride ions is preferably one having a pH of 2 or less and containing at least one or more of hydrochloric acid or chloride salts. Can do.
このような本発明によるアルミニウム部材の製造法は、好ましくは、前記塩化物イオンを含む水溶液中で行う前記電解処理を、電圧２０Ｖ以下、電流密度１〜１０Ａ／ｄｍ２となる条件下で行うアノード電解処理とすることができる。 In such a method for producing an aluminum member according to the present invention, preferably, the electrolytic treatment performed in the aqueous solution containing chloride ions is performed under the conditions of a voltage of 20 V or less and a current density of 1 to 10 A / dm 2. It can be electrolytic treatment.
このような本発明によるアルミニウム部材の製造法は、好ましくは、前記アルミニウム部材の表面に形成された微細な凹凸を粗大化させる際に用いられる前記アルカリ水溶液を、ｐＨ１２以上のものであり、ＮａＯＨ濃度が３０〜１００ｇ／ｌ、温度が３０〜６０℃のものとすることができる。 In such a method for producing an aluminum member according to the present invention, preferably, the alkaline aqueous solution used for coarsening the fine irregularities formed on the surface of the aluminum member has a pH of 12 or more, and has a NaOH concentration. Of 30 to 100 g / l and a temperature of 30 to 60 ° C.
このような本発明によるアルミニウム部材の製造法は、好ましくは、前記塩化物イオンを含む水溶液中で電解処理を行うことによって孔食制御層が形成されたアルミニウム部材の表面に微細な凹凸を形成した後、前記アルカリ水溶液によってアルミニウム部材の表面に形成された微細な凹凸を粗大化させる前に、塩化物イオンを含むｐＨ１以下の水溶液にアルミニウム部材を浸漬することからなる浸漬処理を行うことができる。 In such a method for producing an aluminum member according to the present invention, preferably, fine irregularities are formed on the surface of the aluminum member on which the pitting corrosion control layer is formed by performing an electrolytic treatment in an aqueous solution containing chloride ions. Thereafter, before the fine irregularities formed on the surface of the aluminum member by the alkaline aqueous solution are coarsened, an immersion treatment including immersing the aluminum member in an aqueous solution containing chloride ions and having a pH of 1 or less can be performed.
そして、本発明による耐摩耗性に優れた表面を有するアルミニウム部材は、前記の前記のアルミニウム部材の製造法によって得られたものであること、を特徴とするものである。 And the aluminum member which has the surface excellent in abrasion resistance by this invention is a thing obtained by the said manufacturing method of the said aluminum member, It is characterized by the above-mentioned.
このような本発明によるアルミニウム部材は、好ましくは、前記耐摩耗性に優れた表面が、ＪＩＳ Ｈ ８６８２−３の砂落し試験による耐摩耗性評価が５７０秒以上のものとすることができる。 In such an aluminum member according to the present invention, preferably, the surface having excellent wear resistance can have a wear resistance evaluation of 570 seconds or more according to a sand removal test of JIS H 8682-3.
このような本発明によるアルミニウム部材は、好ましくは、前記耐摩耗性に優れた表面が、ＪＩＳ Ｂ ０６０１による表面粗さＲａの平均が３〜８μｍであり、かつ電子顕微鏡観察によるその表面の凸部突端部とこれに隣接する浸食による凹部最深部との差が３〜３０μｍのものであり、隣接する２つの凸部突端部間の距離が３〜４０μｍであるものとすることができる。 In such an aluminum member according to the present invention, preferably, the surface having excellent wear resistance has an average surface roughness Ra of 3 to 8 μm according to JIS B 0601, and a convex portion of the surface by observation with an electron microscope. The difference between the protruding portion and the deepest concave portion due to erosion adjacent to the protruding portion may be 3 to 30 μm, and the distance between the adjacent two protruding portions may be 3 to 40 μm.
上記の本発明によれば、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなるアルミニウム部材に対し耐摩耗性に優れ、かつきめが細かい装飾性に優れた表面を付与できることから、本発明はアルミニウム部材の表面処理法として捉えることもできる。 According to the present invention, an aluminum member made of aluminum or an aluminum alloy can be provided with a surface having excellent wear resistance and fine decorative properties. Therefore, the present invention is regarded as a surface treatment method for an aluminum member. You can also.
本発明による耐摩耗性に優れたアルミニウム部材の製造法は、アルミニウム部材の表面に孔食制御層を形成した後、塩化物イオンを含む水溶液中で電解処理を行うことによって微細な凹凸を形成し、次いでこの微細な凹凸を粗大化させること組み合わせたものであることから、環境上問題があるフッ酸を使用することなく、表面強度および耐摩耗性に優れかつ均一な仕上がりの、きめが細かい装飾性に優れた梨地表面を有するアルミニウム部材を、効率的かつ経済的に得ることができる。 According to the method for producing an aluminum member having excellent wear resistance according to the present invention, a pitting corrosion control layer is formed on the surface of the aluminum member, and then fine unevenness is formed by performing electrolytic treatment in an aqueous solution containing chloride ions. Next, since this fine unevenness is combined with coarsening, it has excellent surface strength and wear resistance, and has a uniform finish without using environmentally problematic hydrofluoric acid. An aluminum member having a satin surface having excellent properties can be obtained efficiently and economically.
このような本発明によって得られたアルミニウム部材は、その優れた表面強度、耐摩耗性および優れた装飾性、意匠性を活かして、各種の用途、特に建材（例えば、サッシ、カーテンウォール、ドア、エクステリア等）用途に利用できるものである。 Such an aluminum member obtained by the present invention makes use of its excellent surface strength, wear resistance, and excellent decorativeness and design, and various uses, particularly building materials (for example, sashes, curtain walls, doors, It can be used for applications.
本発明による耐摩耗性に優れたアルミニウム部材の製造法は、前記の通りに、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなるアルミニウム部材の表面処理に際し、アルミニウム部材の表面に孔食制御層を形成し、塩化物イオンを含む水溶液中で電解処理を行うことによって前記孔食制御層が形成されたアルミニウム部材の表面に微細な凹凸を形成し、次いで、アルカリ水溶液によって前記アルミニウム部材の表面に形成された微細な凹凸を粗大化させることを含んでなること、を特徴とするものである。 As described above, the method for producing an aluminum member having excellent wear resistance according to the present invention includes forming a pitting corrosion control layer on the surface of the aluminum member and treating chloride ions with the surface treatment of the aluminum member made of aluminum or an aluminum alloy. Forming an uneven surface on the surface of the aluminum member on which the pitting corrosion control layer is formed by performing an electrolytic treatment in an aqueous solution containing, and then forming the uneven surface on the surface of the aluminum member with an alkaline aqueous solution. It is characterized by comprising making it coarse.
なお、本明細書において、「アルミニウムまたはアルミニウム合金からなるアルミニウム部材の表面処理に際し、アルミニウム部材の表面に孔食制御層を形成」する処理工程を、「第一工程」と、「塩化物イオンを含む水溶液中で電解処理を行うことによって前記孔食制御層が形成されたアルミニウム部材の表面に微細な凹凸を形成」する処理工程を、「第二工程」と、「アルカリ水溶液によって前記アルミニウム部材の表面に形成された微細な凹凸を粗大化させる」処理工程を、「第三工程」と、言う場合がある。 In the present specification, the treatment step of “forming a pitting corrosion control layer on the surface of the aluminum member during the surface treatment of the aluminum member made of aluminum or aluminum alloy” is referred to as “first step” and “chloride ion. The treatment step of forming fine irregularities on the surface of the aluminum member on which the pitting corrosion control layer is formed by performing an electrolytic treatment in an aqueous solution containing the “second step” and “the step of forming the aluminum member with an alkaline aqueous solution” The processing step for coarsening fine irregularities formed on the surface may be referred to as a “third step”.
本発明の基本原理は、処理されるアルミニウム部材の表面において塩酸および塩化物イオンの孔食を如何に制御するかにある。一般的には、均一に仕上げる為には、高濃度、高温処理を行なうのが有利であるがそれでは局部的に孔食が進行し過ぎて脆弱層が発生し、特に建材などの実使用面を考慮した場合、耐摩耗性および強度的観点から適していない。 The basic principle of the present invention is how to control the pitting corrosion of hydrochloric acid and chloride ions on the surface of the aluminum member to be treated. In general, it is advantageous to perform high-concentration and high-temperature treatment in order to achieve a uniform finish, but this causes local pitting corrosion to progress too much, resulting in a fragile layer, especially for building materials. When considered, it is not suitable from the viewpoint of wear resistance and strength.
本発明は、処理すべきアルミニウム部材の表面に先ず所定の孔食制御層を形成させ、この孔食制御層の孔食に対する適度の抵抗作用により孔食の発生個数および孔食の大きさないし浸食深さを制御することを利用するものである。ちなみに、アルミニウムに皮膜を形成する手段として陽極酸化皮膜以外にトリエタノールアミンを含む熱水中でのべーマイト処理や、クロム酸に浸漬処理するクロム皮膜等があるが、いずれも外観的には均一な凹凸が得られる場合があるものの、部分的には過度に孔食が進行する場合あって、耐摩耗性、強度的にはまだ満足できるレベルにあるとは言い難い。 In the present invention, a predetermined pitting corrosion control layer is first formed on the surface of an aluminum member to be treated, and the number of pitting corrosion and the number of pitting corrosion are not increased or eroded by an appropriate resistance action of the pitting corrosion control layer. It is used to control the depth. By the way, as a means of forming a film on aluminum, there are a boehmite treatment in hot water containing triethanolamine in addition to an anodic oxide film, a chromium film immersed in chromic acid, etc., all of which are uniform in appearance. Although some unevenness may be obtained, it is difficult to say that the pitting corrosion progresses in part and the wear resistance and strength are still at a satisfactory level.
なお、本発明によって、表面強度、耐摩耗性が特に優れた表面特性を有するアルミニウム部材が容易にかつ効率的に得られる理由は必ずしも明らかではなく、また本発明はいかなる理論にも拘束されるものではないが、前記孔食制御層の形成の際に使用される溶液が、孔食制御層の形成と同時にアルミニウム部材の金属表面にある不純物やアルミニウム合金中の金属間化合物であるＭｇ２Ｓｉ等を予め溶解除去することによって、ミクロ的に過度に浸食が進行しすぎる部分を発生させることなく、部材表面全般にわたり適度に孔食作用を制御することによるものと推測される。これは通常、塩化物イオンの孔食作用がこれら不純物や金属間化合物を介して局部電池を形成することで起こるので、この一部を溶解除去することで第二工程における極端な侵食作用を制御して均一でかつ耐摩耗性、表面強度にすぐれた表面処理が可能になるものと考えられる。一般に陽極皮膜の形成は硫酸や燐酸等の酸性浴で実施するが、アルカリ溶液中で形成することで特に優れた耐摩耗性を得ることが出来る。 The reason why an aluminum member having surface characteristics with particularly excellent surface strength and wear resistance can be obtained easily and efficiently by the present invention is not necessarily clear, and the present invention is bound by any theory. However, the solution used in the formation of the pitting corrosion control layer includes impurities on the metal surface of the aluminum member at the same time as the formation of the pitting corrosion control layer, Mg 2 Si that is an intermetallic compound in the aluminum alloy, etc. It is presumed that the pitting corrosion action is appropriately controlled over the entire surface of the member without generating a portion where erosion excessively proceeds microscopically by dissolving and removing the material. This is because the pitting corrosion effect of chloride ions usually occurs by forming a local battery via these impurities and intermetallic compounds, and by dissolving and removing a part of this, the extreme erosion effect in the second step is controlled. Therefore, it is considered that surface treatment that is uniform, wear resistance, and surface strength is possible. In general, the anode film is formed in an acidic bath such as sulfuric acid or phosphoric acid, but particularly excellent wear resistance can be obtained by forming it in an alkaline solution.
＜アルミニウム部材＞
本発明において用いられるアルミニウム部材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなるものである。本発明では、主として、建材（サッシ、カーテンウォール、ドア、エクステリア等）、日用品、機械または電気機器等の外装材等の用途において従来から用いられてきたアルミニウム部材を対象とすることができる。アルミニウム以外の合金成分としては、例えばＳｉ、Ｍｇ、Ｍｎ、ＺｎおよびＣｕ等を例示することができる。
例えば、ＪＩＳ Ａ ６０００系合金、同Ａ１０００系合金、３０００系、４０００系合金は、本発明において用いられるアルミニウム部材として特に好ましいものである。
<Aluminum member>
The aluminum member used in the present invention is made of aluminum or an aluminum alloy. In the present invention, aluminum members that have been conventionally used in applications such as exterior materials such as building materials (sashes, curtain walls, doors, exteriors, etc.), daily necessities, machinery, or electrical equipment can be mainly targeted. Examples of alloy components other than aluminum include Si, Mg, Mn, Zn, and Cu.
For example, JIS A 6000 series alloy, A1000 series alloy, 3000 series, 4000 series alloy are particularly preferable as the aluminum member used in the present invention.
＜孔食制御層の形成（第一工程）＞
本発明においては、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなるアルミニウム部材の表面処理に際し、アルミニウム部材の表面に孔食制御層を形成する。ここで、「孔食制御層」とは、主として、次いで実施される第二工程における塩化物イオンを含む水溶液による孔食作用を必要以上に起こさないように制御する作用を有する層をいう。
<Formation of pitting corrosion control layer (first step)>
In the present invention, a pitting corrosion control layer is formed on the surface of the aluminum member in the surface treatment of the aluminum member made of aluminum or an aluminum alloy. Here, the “pitting corrosion control layer” refers to a layer mainly having a function of controlling the pitting corrosion effect by the aqueous solution containing chloride ions in the second step to be performed next so as not to occur more than necessary.
この孔食制御層の形成はアルカリ溶液中で行うことが好ましく、この際に使用することができる好ましいアルカリ溶液としては、ｐＨ１０以上のものであって、Ｎａ、Ｋ、ＮＨ４、Ｌｉ等の水酸化物、またはこれらの炭酸塩からなる群から選ばれるもの、特にＮａＯＨ、ＫＯＨ、ＮＨ４ＯＨやＮａ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３等を具体例として例示することができる。孔食制御層の形成させる際の電解処理としては、直流または交流のアノード電解処理が適当である。 The formation of the pitting corrosion control layer is preferably performed in an alkaline solution, and a preferable alkaline solution that can be used at this time is one having a pH of 10 or more, such as Na, K, NH 4 , Li or the like. Specific examples include oxides or those selected from the group consisting of these carbonates, particularly NaOH, KOH, NH 4 OH, Na 2 CO 3 , K 2 CO 3 and the like. As the electrolytic treatment when forming the pitting corrosion control layer, direct current or alternating current anode electrolytic treatment is suitable.
孔食制御層の厚さは、０．０１〜１０μｍ、好ましくは０．０１〜３μｍ、である。０．０１μｍ未満では、孔食に対する抵抗力が弱くて仕上がりの均一性や耐摩耗性に問題が生じる場合がある。一方、１０μｍ以上超過では、孔食に対する抵抗が強く、耐摩耗性は問題ないものの仕上がりの均一性に欠ける場合があり、また処理時間が長くなって、電力コスト、生産性の観点で実用的でなくなる。 The thickness of the pitting corrosion control layer is 0.01 to 10 μm, preferably 0.01 to 3 μm. If it is less than 0.01 μm, the resistance to pitting corrosion is weak, and there may be a problem in the uniformity of the finish and the wear resistance. On the other hand, if it exceeds 10 μm or more, the resistance to pitting corrosion is strong and the wear resistance is not a problem, but the finish may not be uniform, and the processing time becomes long, which is practical from the viewpoint of power cost and productivity. Disappear.
この第一工程を実施する際の特に好ましい処理条件は、アルカリ濃度１〜１００ｇ／ｌ、ｐＨ１０以上、液温度３０℃以下、電流密度０．１〜１０Ａ／ｄｍ２、電圧５〜１５０Ｖで、処理時間は１２０〜１８００秒である。ここで、濃度は１ｇ／ｌ未満では正常な孔食制御層を形成させることが困難であり、一方１００ｇ／ｌ超過の場合、孔食制御層の形成と同時に溶解が起こることがあることから実用的でなく、とりわけ好ましくは１〜５０ｇ／ｌで実施される。また液温度については、３０℃超過では孔食制御層の溶解が大きく実用的でなく、低すぎると形成上効率が良いが冷却に要する電力効率から好ましくない。特に好ましい液温は、５〜２５℃である。 Particularly preferred treatment conditions for carrying out the first step are an alkali concentration of 1 to 100 g / l, pH of 10 or more, a liquid temperature of 30 ° C. or less, a current density of 0.1 to 10 A / dm 2 , and a voltage of 5 to 150 V. The time is 120-1800 seconds. Here, if the concentration is less than 1 g / l, it is difficult to form a normal pitting corrosion control layer. On the other hand, if it exceeds 100 g / l, dissolution may occur simultaneously with the formation of the pitting corrosion control layer. Particularly preferred is carried out at 1 to 50 g / l. As for the liquid temperature, if the temperature exceeds 30 ° C., the pitting corrosion control layer dissolves greatly and is not practical. If it is too low, the formation efficiency is good, but it is not preferable from the power efficiency required for cooling. A particularly preferable liquid temperature is 5 to 25 ° C.
＜微細な凹凸の形成（第二工程）＞
本発明では、前記の第一工程に続き、「塩化物イオンを含む水溶液中で電解処理を行うことによって前記孔食制御層が形成されたアルミニウム部材の表面に微細な凹凸を形成させる」ことからなる処理工程（第二工程）が実施される。
<Formation of fine irregularities (second step)>
In the present invention, subsequent to the first step, “a fine unevenness is formed on the surface of the aluminum member on which the pitting corrosion control layer is formed by performing an electrolytic treatment in an aqueous solution containing chloride ions”. A processing step (second step) is performed.
第二工程に用いられる塩化物イオンを含む水溶液としては、好ましくは、ｐＨ２以下のものであって、塩酸または塩化物塩の少なくとも１種または２種以上を含むものを使用することができる。特に好ましい具体例は、酸としては塩酸、塩としてはＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＮＨ４Ｃｌ、ＦｅＣｌ３、ＡｌＣｌ３、ＣｕＣｌ２等を例示することができる。このうち、中性塩については、ｐＨを２以下とする為に、塩酸、燐酸、硫酸、硝酸等の無機酸や、酢酸、ぎ酸、スルホサリチル酸、シュウ酸等の有機酸１種または２種以上を使用することができる。 The aqueous solution containing chloride ions used in the second step is preferably one having a pH of 2 or less and containing at least one or more of hydrochloric acid or chloride salts. Specific preferred examples include hydrochloric acid as the acid, and NaCl, KCl, NH 4 Cl, FeCl 3 , AlCl 3 , CuCl 2 and the like as the salt. Among these, for neutral salts, one or two inorganic acids such as hydrochloric acid, phosphoric acid, sulfuric acid, and nitric acid, and organic acids such as acetic acid, formic acid, sulfosalicylic acid, and oxalic acid are used to adjust the pH to 2 or less. The above can be used.
第二工程において、上記水溶液中で行う電解処理としては、電圧２０Ｖ以下、電流密度１〜１０Ａ／ｄｍ２となる条件下で行うアノード電解処理が好ましい。
この第二工程を実施する際の好ましい処理条件は、塩化物濃度５０〜２５０ｇ／ｌ、ｐＨ２以下、液温度３０〜６０℃、電流密度１〜１０Ａ／ｄｍ２、電圧５〜２０Ｖで処理時間は６０〜６００秒である。ここで、濃度は５０ｇ／ｌ未満では十分な孔食が形成されず、不均一なものとなってしまう。また２５０ｇ／ｌ超過では孔食作用が強すぎて耐摩耗性、強度で実用的でない。特に好ましくは１００〜２００ｇ／ｌで実施される。また、液温度については、３０℃未満では孔食が不均一であり仕上がりの均一性に欠ける場合がある。６０℃超過では孔食が強く耐摩耗性、強度的問題が生じる場合がある。好ましくは３０〜５５℃で仕上がりが最も均一で、強度の高い処理をすることができる。電流密度については、１Ａ／ｄｍ２以下では目的の孔食を起こすことが出来ず、１０Ａ／ｍ２超過では、均一な孔食を起こすことが出来るが、必要以上の孔食の発生により表面が脆弱となって耐摩耗性、強度的に実用性が不足することがある。また電力効率からも不適切である。特に好ましくは１〜５Ａ／ｄｍ２で実施される。
In the second step, the electrolytic treatment carried out in the aqueous solution, a voltage below 20V, anode electrolytic treatment carried out under conditions of a current density of 1 to 10 A / dm 2 is preferred.
Preferred treatment conditions for carrying out this second step are chloride concentration 50 to 250 g / l, pH 2 or less, liquid temperature 30 to 60 ° C., current density 1 to 10 A / dm 2 , voltage 5 to 20 V, and treatment time is 60 to 600 seconds. Here, if the concentration is less than 50 g / l, sufficient pitting corrosion will not be formed, resulting in unevenness. On the other hand, if it exceeds 250 g / l, the pitting action is too strong, and it is not practical in terms of wear resistance and strength. Particularly preferably, it is carried out at 100 to 200 g / l. Moreover, about liquid temperature, when it is less than 30 degreeC, pitting corrosion is non-uniform | heterogenous and the uniformity of a finish may be missing. If it exceeds 60 ° C., pitting corrosion is strong and wear resistance and strength problems may occur. Preferably, the finish is most uniform at 30 to 55 ° C., and a high-strength treatment can be performed. With respect to the current density, the target pitting corrosion cannot be caused at 1 A / dm 2 or less, and uniform pitting corrosion can be caused at a current density exceeding 10 A / m 2. It may become brittle and lack practicality in terms of wear resistance and strength. It is also inappropriate from the viewpoint of power efficiency. Particularly preferably at a 1-5A / dm 2.
＜凹凸の粗大化（第三工程）＞
本発明では、前記の第二工程に続き、「アルカリ水溶液によって前記アルミニウム部材の表面に形成された微細な凹凸を粗大化させる」処理工程（第三工程）が実施される。
<Roughening of irregularities (third process)>
In the present invention, following the second step, a processing step (third step) of “roughening fine irregularities formed on the surface of the aluminum member with an alkaline aqueous solution” is performed.
なお、本発明では、前記の第二工程の後、この第三工程の前〔即ち、塩化物イオンを含む水溶液中で電解処理を行うことによって孔食制御層が形成されたアルミニウム部材の表面に微細な凹凸を形成した後、前記アルカリ水溶液によってアルミニウム部材の表面に形成された微細な凹凸を粗大化させる前に〕、塩化物イオンを含むｐＨ１以下の水溶液に浸漬することからなる浸漬処理（詳細後記）を行うことができる。 In the present invention, after the second step, before the third step [that is, on the surface of the aluminum member on which the pitting corrosion control layer has been formed by performing electrolytic treatment in an aqueous solution containing chloride ions. After forming the fine irregularities and before coarsening the fine irregularities formed on the surface of the aluminum member with the alkaline aqueous solution], an immersion treatment comprising immersing in an aqueous solution having a pH of 1 or less containing chloride ions (details) (See below).
第三工程に用いられるアルカリ水溶液のアルカリとしては、ＮａＯＨおよびＫＯＨを使用することができる。本発明では、ＮａＯＨが特に好ましい。アルカリ水溶液は、ｐＨ１２以上のものであり、ＮａＯＨ濃度が３０〜１００ｇ／ｌのものが好ましい。ＮａＯＨ濃度が３０ｇ／ｌ未満では、スマット除去が不十分であり、１００ｇ／ｌ超過ではアルミニウムの溶解が大きく、せっかく第二工程で得られた凹凸を消失ないし減少させてしまう。またアルミニウム資源的にも不適切である。特に好ましくは４０〜７０ｇ／ｌである。 NaOH and KOH can be used as the alkali of the alkaline aqueous solution used in the third step. In the present invention, NaOH is particularly preferable. The alkaline aqueous solution has a pH of 12 or more and preferably has a NaOH concentration of 30 to 100 g / l. If the NaOH concentration is less than 30 g / l, smut removal is insufficient, and if it exceeds 100 g / l, the dissolution of aluminum is large, and the unevenness obtained in the second step is lost or reduced. It is also inappropriate for aluminum resources. Especially preferably, it is 40-70 g / l.
第三工程を実施する際の好ましい処理条件は、前記の好ましいアルカリ水溶液（即ち、ｐＨ１２以上、ＮａＯＨ濃度が３０〜１００ｇ／ｌの水溶液）を使用し、処理温度は３０〜６０℃、処理時間は６０〜９００秒である。処理温度が３０℃未満ではスマット除去が不十分であり、６０℃超過ではアルミニウム部材表面に薬品焼けが発生して外観上の問題がある。特に好ましくは４５〜５５℃で実施する。 The preferable treatment conditions for carrying out the third step are the above-mentioned preferred alkaline aqueous solution (that is, an aqueous solution having a pH of 12 or more and an NaOH concentration of 30 to 100 g / l), a treatment temperature of 30 to 60 ° C., and a treatment time of 60 to 900 seconds. When the treatment temperature is less than 30 ° C., the removal of smut is insufficient, and when it exceeds 60 ° C., chemical burn is generated on the surface of the aluminum member, causing a problem in appearance. Especially preferably, it implements at 45-55 degreeC.
この第三工程の主な目的は、先の第二工程でアルミニウム部材表面の多量のスマット（主として、処理に付されたアルミニウムまたはアルミニウム合金中の不純物であって、液に不溶でアルミニウム部材の表面に取り残されたもの）を除去することと、アルミニウム部材表面の微細な凹凸を粗大化させ、より美観を向上させることにある。本発明では、孔食制御層の存在によって表面に凹凸を生成させる際の過度の孔食に伴う脆弱層の発生が有効に抑制されているが、さらに第三工程に付すことによって、僅かに発生するかもしれない脆弱層をアルカリ液に溶解させることで完全に除去することをが可能になる。 The main purpose of this third step is that a large amount of smut on the surface of the aluminum member in the second step (mainly impurities in the aluminum or aluminum alloy that has been subjected to the treatment, and is insoluble in the liquid and the surface of the aluminum member 2), and the fine irregularities on the surface of the aluminum member are coarsened to further improve the aesthetic appearance. In the present invention, the presence of the pitting corrosion control layer effectively suppresses the generation of a fragile layer due to excessive pitting corrosion when generating irregularities on the surface. It is possible to completely remove the fragile layer that may be dissolved in an alkaline solution.
この第三工程によってアルミニウム部材表面に存在していたスマットならびに脆弱層が除去されること伴って、アルカリ液中にスマット等が溶解し、通常、次第に前記アルカリ水溶液のスマット等の濃度が上昇する。過度に濃度が高いアルカリ液を使用するとアルミニウム部材表面からスマット等を効率的に除去出来なくなるので、第三工程では溶在アルミニウム溶存量が３５ｇ／ｇ未満のアルカリ液中を使用することが好ましい。 As the smut and fragile layer present on the surface of the aluminum member are removed by this third step, the smut and the like are dissolved in the alkaline liquid, and the concentration of the smut and the like of the alkaline aqueous solution gradually increases. If an alkaline solution having an excessively high concentration is used, smut and the like cannot be efficiently removed from the surface of the aluminum member. Therefore, in the third step, it is preferable to use an alkaline solution having a dissolved aluminum content of less than 35 g / g.
＜塩化物イオン溶液による浸漬処理（任意工程）＞
本発明では、前記のように、第二工程の後、第三工程の前、即ち、第二工程と第三工程との間に、塩化物イオンを含むｐＨ１以下の浴に浸漬することからなる浸漬処理を行うことができる。本処理工程は、本発明によるアルミニウム部材の製造法における必須工程ではないが、本処理を実施することによって、より彫りが深い梨地肌を容易に得ることが可能になる。
<Immersion treatment with chloride ion solution (optional process)>
In the present invention, as described above, after the second step, before the third step, that is, between the second step and the third step, it is immersed in a bath having a pH of 1 or less containing chloride ions. An immersion treatment can be performed. This treatment step is not an essential step in the method for producing an aluminum member according to the present invention, but by carrying out this treatment, it is possible to easily obtain a deeply carved textured skin.
本処理工程に用いられる塩化物イオンを含む水溶液としては、好ましくは、ｐＨ１以下のものであって、塩酸または塩化物塩の少なくとも１種または２種以上を含むものを使用することができる。特に好ましい塩化物イオン発生化合物の具体例は、酸としては塩酸、塩としてはＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＮＨ４Ｃｌ、ＦｅＣｌ３、ＡｌＣｌ３、ＣｕＣｌ２等を例示することができる。このうち、中性塩については、ｐＨを１以下とする為に、塩酸、燐酸、硫酸、硝酸等の無機酸や酢酸、ぎ酸、スルホサリチル酸、シュウ酸等の有機酸１種または２種以上を使用することができる。 The aqueous solution containing chloride ions used in this treatment step is preferably one having a pH of 1 or less and containing at least one or more of hydrochloric acid or chloride salts. Specific examples of particularly preferred chloride ion generating compounds include hydrochloric acid as the acid, and NaCl, KCl, NH 4 Cl, FeCl 3 , AlCl 3 , CuCl 2 and the like as the salt. Among these, for neutral salts, one or more organic acids such as inorganic acids such as hydrochloric acid, phosphoric acid, sulfuric acid and nitric acid, and acetic acid, formic acid, sulfosalicylic acid and oxalic acid are used in order to make the pH 1 or less. Can be used.
前記の第二工程だけでもアルミニウム部材表面における孔食は得られるが、この第二工程は、電気的な均一作用を起こさせるを重視しているところから、化学侵食作用を抑えているため、比較的希釈な濃度、低い温度で処理が行われる。それゆえ、化学侵食作用が弱く、通常、孔食は表面から２０μｍ程度で止まってしまう。そこで、本工程による浸漬処理（任意工程）では、第二工程よりも高濃度の塩化物イオン水溶液で追加浸漬処理を行なうことで、先の第二工程で生じた孔食を起点に深さ３０μｍまで孔食を進行、成長させることができる。本工程の浸漬処理を行う場合には、第二工程はより穏和な条件を採用することができ、例えば第二工程では、塩化物濃度の濃度を１００〜２００ｇ／ｌ、温度を３０〜４５℃にすることで電気侵食と化学侵食作用のバランスがとれ、均一でかつ３０μｍまで同一水溶液で処理することができる。 Although the pitting corrosion on the surface of the aluminum member can be obtained only by the second step described above, since this second step places importance on causing the electric uniform action, since the chemical erosion action is suppressed, the comparison is made. The treatment is carried out at a dilute concentration and at a low temperature. Therefore, the chemical erosion action is weak, and the pitting corrosion usually stops at about 20 μm from the surface. Therefore, in the immersion treatment (optional step) in this step, additional immersion treatment is performed with a higher concentration of chloride ion aqueous solution than in the second step, so that the depth of 30 μm starts from the pitting corrosion generated in the previous second step. Can progress and grow pitting corrosion. When performing the immersion treatment in this step, milder conditions can be adopted in the second step. For example, in the second step, the concentration of chloride concentration is 100 to 200 g / l, and the temperature is 30 to 45 ° C. Therefore, the balance between electric erosion and chemical erosion can be achieved, and the treatment can be performed uniformly and up to 30 μm with the same aqueous solution.
本工程で使用される塩化物イオンを含む水溶液と前記の第二工程で使用される溶液とは、塩化物イオンの種類が同一でも異なっていてもよいが、同一種の塩化物イオンを含む水溶液を使用するのが設備投資的に有利である。 The aqueous solution containing chloride ions used in this step and the solution used in the second step may be the same or different in the type of chloride ions, but are aqueous solutions containing the same type of chloride ions. It is advantageous in terms of capital investment to use.
＜他の処理工程（任意工程）＞
本発明においては、上記の各必須工程の工程と工程との間、あるいは場合により各工程の途中で、必要に応じて他の処理工程を実施することができる。そのような他の処理工程のうち、代表的なものとしては、中和処理、酸化皮膜処理、塗装処理、着色、染色、封孔処理等を挙げることができる。例えば、前記第三工程の後に、中和処理を実施し、次いで耐食性を向上するためＪＩＳ Ｈ８６０１やＪＩＳ Ｈ８６０２等の従来より行われている酸化皮膜処理や、Ｎｉ、Ｃｏ等で着色処理を行なうことができる。
<Other processing steps (optional steps)>
In the present invention, other processing steps can be performed as necessary between the steps of the above essential steps or in the middle of each step depending on the case. Typical examples of such other processing steps include neutralization treatment, oxide film treatment, coating treatment, coloring, dyeing, sealing treatment, and the like. For example, after the third step, a neutralization treatment is performed, and then a conventional oxide film treatment such as JIS H8601 or JIS H8602 or a coloring treatment with Ni, Co or the like to improve corrosion resistance. Can do.
また、本発明においては、前記第一工程の前に、あるいは前記第四工程の後に、必要に応じて他の処理工程を実施することができる。ここで、第一工程の前の処理としては脱脂処理を例示することができ、第四工程の後の処理としては酸化皮膜処理、塗装処理等を挙げることができる。 In the present invention, other processing steps can be performed as necessary before the first step or after the fourth step. Here, examples of the treatment before the first step include a degreasing treatment, and examples of the treatment after the fourth step include an oxide film treatment and a coating treatment.
前記の必須工程（即ち、第一工程〜第三工程）を実施することによって得られた本発明によるアルミニウム部材は、強度が高くかつきめが細かい装飾性に優れた梨地表面を有するものであるが、必要に応じて上記の任意処理等を更に実施することにより、具体的用途の特に適した色彩ないし色調の装飾性、意匠性が優れ、より強度が高められたアルミニウム部材を得ることができる。 The aluminum member according to the present invention obtained by carrying out the essential steps (that is, the first step to the third step) has a satin surface having high strength and fine decorativeness. Further, if necessary, the above optional treatment and the like are further carried out to obtain an aluminum member that is excellent in decorativeness and design of color or tone particularly suitable for specific use and has higher strength.
＜アルミニウム部材＞
本発明によるアルミニウム部材は、前記の必須工程（即ち、第一工程〜第三工程）、またはこれらの必須工程および前記の（あるいは前記以外の）任意工程を実施することによって得られたものである。
<Aluminum member>
The aluminum member according to the present invention is obtained by performing the essential steps (that is, the first step to the third step), or these essential steps and the optional steps described above (or other than the above). .
このような本発明によるアルミニウム部材は、好ましくは、前記耐摩耗性に優れた表面が、ＪＩＳ Ｈ ８６８２−３の砂落し試験による耐摩耗性評価が５７０秒以上、特に好ましくは６００秒以上のものである。 Such an aluminum member according to the present invention preferably has a surface excellent in abrasion resistance, and has an abrasion resistance evaluation by a sand dropping test of JIS H 8682-3 of 570 seconds or more, particularly preferably 600 seconds or more. It is.
更に、本発明によるアルミニウム部材は、好ましくは、前記耐摩耗性に優れた表面が、ＪＩＳ Ｂ ０６０１による表面粗さＲａの平均が３〜８μｍ、特に好ましくは４〜６μｍ、であり、かつ電子顕微鏡観察によるその表面の凸部突端部とこれに隣接する浸食による凹部最深部との差の平均が３〜３０μｍ、特に好ましくは１０〜２５μｍのものであり、隣接する２つの凸部突端部間の距離が３〜４０μｍ、特に好ましくは５〜３０μｍのものである。 Furthermore, in the aluminum member according to the present invention, the surface having excellent wear resistance preferably has an average surface roughness Ra according to JIS B 0601 of 3 to 8 μm, particularly preferably 4 to 6 μm, and an electron microscope. The average of the difference between the convex protrusion on the surface by observation and the deepest concave portion due to erosion adjacent to the surface is 3 to 30 μm, particularly preferably 10 to 25 μm, and between the two adjacent convex protrusions. The distance is 3 to 40 μm, particularly preferably 5 to 30 μm.
上記の本発明によるアルミニウム部材は、従来問題であった耐摩耗性が予想外に改善され、表面強度が高く、かつ均一な仕上がりの、きめが細かい装飾性に優れた梨地表面を有するものである。このような本発明によるアルミニウム部材は、その優れた強度、耐摩耗性および優れた装飾性、意匠性を活かして、各種の用途、特に建材（例えば、サッシ、カーテンウォール、ドア、エクステリア等）用途に使用することができるものである。 The aluminum member according to the present invention has a satin surface that is unexpectedly improved in wear resistance, which has been a problem in the past, has a high surface strength, a uniform finish, and a fine texture. . Such an aluminum member according to the present invention makes use of its excellent strength, wear resistance, and excellent decorativeness and design, for various uses, particularly for building materials (for example, sashes, curtain walls, doors, exteriors, etc.). It can be used for.
以下、本発明に関する実施例を具体的に説明する。
［実施例１］
通常熱処理を施したＪＩＳ Ａ ６０６３合金を硫酸脱脂後、第一工程で苛性ソーダ濃度５ｇ／ｌ、温度１０℃、電密２Ａ／ｄｍ２、最終電圧５０Ｖで直流アノード電解を６００秒実施した後、次いで第二工程で塩酸濃度１００ｇ／ｌ、温度３０℃、電密２Ａ／ｄｍ２、最終電圧５Ｖで直流アノード電解１２０秒実施した。さらに第三工程として苛性ソーダ５０ｇ／ｌ、温度５０℃、時間３００秒処理したところ、均一で耐摩耗性高い凹凸肌が得られた。
Examples of the present invention will be specifically described below.
[Example 1]
The JIS A 6063 alloy that has been subjected to normal heat treatment is degreased with sulfuric acid, and in the first step, DC anode electrolysis is carried out for 600 seconds at a caustic soda concentration of 5 g / l, a temperature of 10 ° C., an airtightness of 2 A / dm 2 , and a final voltage of 50 V. In the second step, direct current anode electrolysis was performed for 120 seconds at a hydrochloric acid concentration of 100 g / l, a temperature of 30 ° C., an electric tightness of 2 A / dm 2 , and a final voltage of 5 V. Furthermore, as a third step, a caustic soda 50 g / l, a temperature of 50 ° C., and a time of 300 seconds were processed to obtain a concavo-convex skin having a uniform and high wear resistance.
［実施例２］
通常熱処理を施したＪＩＳ Ａ ６０６３合金を硫酸脱脂後、第一工程で苛性ソーダ濃度１０ｇ／ｌ、温度１０℃、電密２Ａ／ｄｍ２、最終電圧４０Ｖで直流アノード電解を６００秒実施した後、次いで第二工程で塩酸濃度１００ｇ／ｌ、温度３０℃、電密２Ａ／ｄｍ２、最終電圧５Ｖで直流アノード電解１２０秒実施した。さらに第三工程を実施する前に塩酸１００ｇ／ｌ、温度４０℃、時間１２０秒、別浴で浸漬処理を実施した。
最後に第三工程として苛性ソーダ６０ｇ／ｌ、温度５５℃、時間３００秒処理したところ、均一で比較的深い梨地面でかつ耐摩耗性高い凹凸肌が得られた。
[Example 2]
After defatting sulfuric acid on JIS A 6063 alloy that has been subjected to normal heat treatment, DC anode electrolysis was performed for 600 seconds at a caustic soda concentration of 10 g / l, a temperature of 10 ° C., an electric density of 2 A / dm 2 , and a final voltage of 40 V in the first step. In the second step, direct current anode electrolysis was performed for 120 seconds at a hydrochloric acid concentration of 100 g / l, a temperature of 30 ° C., an electric tightness of 2 A / dm 2 , and a final voltage of 5 V. Further, before carrying out the third step, immersion treatment was carried out in a separate bath of hydrochloric acid 100 g / l, temperature 40 ° C., time 120 seconds.
Finally, as a third step, caustic soda 60 g / l, temperature 55 ° C., time 300 seconds, a uniform, relatively deep textured surface with high wear resistance was obtained.
［実施例３］
通常熱処理を施したＪＩＳ Ａ ６０６３合金を硫酸脱脂後、第一工程で苛性ソーダ濃度５ｇ／ｌ、温度１０℃、電密２Ａ／ｍ２、最終電圧５０Ｖで直流アノード電解を６００秒実施した後、次いで第二工程で塩化ナトリウム２００ｇ／ｌ、燐酸濃度１００ｇ／ｌ、温度５０℃、電密２Ａ／ｄｍ２、最終電圧５Ｖで直流アノード電解１２０秒実施した。
電解後、そのまま同浴にて１２０秒浸漬させて孔食を成長させた。最後に第三工程として苛性ソーダ５０ｇ／ｌ、温度５０℃、時間３００秒処理したところ、均一で比較的深い梨地面でかつ耐摩耗性高い凹凸肌が得られた。
[Example 3]
After defatting sulfuric acid on JIS A 6063 alloy that has been subjected to normal heat treatment, DC anode electrolysis was performed for 600 seconds at a caustic soda concentration of 5 g / l, a temperature of 10 ° C., an airtightness of 2 A / m 2 , and a final voltage of 50 V in the first step. In the second step, direct-current anode electrolysis was performed for 120 seconds at a sodium chloride of 200 g / l, a phosphoric acid concentration of 100 g / l, a temperature of 50 ° C., an airtightness of 2 A / dm 2 , and a final voltage of 5 V.
After the electrolysis, pitting corrosion was grown by immersing in the same bath for 120 seconds. Finally, as a third step, a caustic soda 50 g / l, a temperature of 50 ° C., and a time of 300 seconds were processed. As a result, an uneven skin having a uniform and relatively deep textured surface and high wear resistance was obtained.
［実施例４］
通常熱処理を施したＪＩＳ Ａ ６０６３合金を硫酸脱脂後、第一工程で炭酸ナトリウム濃度５０ｇ／ｌ、温度３０℃、電密０．５Ａ／ｍ２、最終電圧５０Ｖで直流アノード電解を６００秒実施した後、次いで第二工程で塩化ナトリウム２００ｇ／ｌ、硫酸濃度１００ｇ／ｌ、温度５０℃、電密２Ａ／ｄｍ２、最終電圧５Ｖで直流アノード電解１２０秒実施した。
電解後、そのまま同浴にて１２０秒浸漬させて孔食を成長させた。最後に第三工程として苛性ソーダ５０ｇ／ｌ、温度５０℃、時間２８０秒処理したところ、均一で比較的深い梨地面でかつ耐摩耗性高い凹凸肌が得られた。
[Example 4]
The JIS A 6063 alloy that had been subjected to normal heat treatment was degreased with sulfuric acid, and in the first step, DC anode electrolysis was performed for 600 seconds at a sodium carbonate concentration of 50 g / l, a temperature of 30 ° C., an airtightness of 0.5 A / m 2 , and a final voltage of 50 V. Thereafter, in the second step, direct-current anode electrolysis was performed for 120 seconds at a sodium chloride of 200 g / l, a sulfuric acid concentration of 100 g / l, a temperature of 50 ° C., an electric tightness of 2 A / dm 2 and a final voltage of 5 V.
After the electrolysis, pitting corrosion was grown by immersing in the same bath for 120 seconds. Finally, as a third step, caustic soda 50 g / l, temperature 50 ° C., and time 280 seconds were processed. As a result, an uneven skin having a uniform and relatively deep textured surface and high wear resistance was obtained.
［実施例５］
通常熱処理を施したＪＩＳ Ａ ６０６３合金を硫酸脱脂後、第一工程で苛性カリ濃度５ｇ／ｌ、温度１０℃、電密２Ａ／ｄｍ２、最終電圧５０Ｖで直流アノード電解を６００秒実施した後、次いで第二工程で塩酸濃度１００ｇ／ｌ、温度３０℃、電密２Ａ／ｄｍ２、最終電圧５Ｖで直流アノード電解１２０秒実施した。さらに第三工程として苛性ソーダ ５０ｇ／ｌ、温度 ５０℃、時間３００秒処理したところ、均一で耐摩耗性高い凹凸肌が得られた。
[Example 5]
After defatting sulfuric acid on JIS A 6063 alloy that has been subjected to normal heat treatment, DC anode electrolysis was performed in the first step for 600 seconds at a caustic potash concentration of 5 g / l, a temperature of 10 ° C., an electric density of 2 A / dm 2 , and a final voltage of 50 V. In the second step, direct current anode electrolysis was performed for 120 seconds at a hydrochloric acid concentration of 100 g / l, a temperature of 30 ° C., an electric tightness of 2 A / dm 2 , and a final voltage of 5 V. Further, as a third step, a caustic soda 50 g / l, a temperature of 50 ° C., and a time of 300 seconds were processed. As a result, uneven and highly wear-resistant skin was obtained.
［比較例１］
全般的強度の高い梨地処理であるフッ素処理について、以下の条件で処理を実施した。通常熱処理を施したＪＩＳ Ａ ６０６３合金を硫酸脱脂後、酸性弗化アンモニウム１００ｇ／ｌ、温度５０℃、時間６００秒にて浸漬処理を行なった後、中和処理を実施した結果、均一ではあるが比較的孔食の浅い、梨地肌の試料が得られた。
[Comparative Example 1]
About the fluorine treatment which is a satin treatment with high overall strength, the treatment was performed under the following conditions. Although JIS A 6063 alloy, which has been subjected to normal heat treatment, was degreased with sulfuric acid, it was immersed in acidic ammonium fluoride 100 g / l, temperature 50 ° C., time 600 seconds, and then neutralized. As a result, it was uniform. A sample of pear skin with a relatively shallow pitting corrosion was obtained.
［比較例２］
実施例１について、バリヤー層の形成を行なわなかった場合の比較例を以下に示す。通常熱処理を施したＪＩＳ Ａ ６０６３合金を硫酸脱脂後、塩酸濃度１００ｇ／ｌ、温度３０℃、電密２Ａ／ｄｍ２、最終電圧５Ｖで直流アノード電解１２０秒実施した。さら苛性ソーダ５０ｇ／ｌ、温度５０℃、時間３００秒処理したところ、部分的に不均一で強度が不十分な試料が得られた。
[Comparative Example 2]
A comparative example of Example 1 when no barrier layer is formed is shown below. The JIS A 6063 alloy that had been subjected to normal heat treatment was degreased with sulfuric acid, and then subjected to direct current anode electrolysis for 120 seconds at a hydrochloric acid concentration of 100 g / l, a temperature of 30 ° C., an electric tightness of 2 A / dm 2 and a final voltage of 5 V. Further, when the sample was treated with caustic soda 50 g / l, temperature 50 ° C., and time 300 seconds, a partially non-uniform sample with insufficient strength was obtained.
＜評 価＞
上記の実施例および比較例で得られた各試料を硫酸浴で酸化皮膜を９μｍ形成した後に電着塗装を７〜１２μｍ処理したものの耐摩耗性能をＪＩＳ Ｈ ８６０２のアルミニウム陽極酸化塗装複合皮膜の規格のひとつである砂落とし試験に基づいて評価した。なお、上記の砂落とし試験は、そこに規定されるＡ種：建築材（屋外過酷地域）用途、Ｂ種：建築材（屋外）用途、Ｃ種：建築材（屋内）用途およびＰ種：建築材（屋外）用途の各規格のうち、Ａ種規格に従って実施した（皮膜厚：９μｍ、塗膜厚：１２μｍ）。
ちなみに、砂落とし試験によって、Ａ種については６２０秒以上、Ｂ種については５７０秒以上、Ｃ種については３７０秒以上、Ｐ種については４５０秒以上の評価を得た試料が各規格の適合品とされる。
The wear resistance performance of each sample obtained in the above-mentioned Examples and Comparative Examples after forming an oxide film of 9 μm in a sulfuric acid bath and treating the electrodeposition coating by 7 to 12 μm is the standard of the aluminum anodized coating composite film of JIS H 8602 Evaluation was made based on the sand removal test. In addition, the above sand removal test is specified in the class A: building material (outdoor severe area) use, class B: building material (outdoor) use, class C: building material (indoor) use, and class P: construction. Of each standard for materials (outdoors), the test was carried out according to the A type standard (film thickness: 9 μm, film thickness: 12 μm).
By the way, according to the sand removal test, samples that have been evaluated for 620 seconds or more for Class A, 570 seconds or more for Class B, 370 seconds or more for Class C, and 450 seconds or more for Class P are compliant with each standard. It is said.
図１の断面写真に示される比較例１のアルミニウム部材は、塩酸の激しい腐蝕作用のために極端な溶解が起きて表面が脆弱となっている。これに対して、図２に示される実施例１で得られたアルミニウム部材は、平滑面が残りながら、孔食が適度に制御されながら均一になされることから、実使用上十分な耐摩耗性を得ることができた。
The aluminum member of Comparative Example 1 shown in the cross-sectional photograph of FIG. 1 is extremely fragile due to the intense corrosive action of hydrochloric acid, and the surface is fragile. On the other hand, since the aluminum member obtained in Example 1 shown in FIG. 2 is made uniform while the pitting corrosion is appropriately controlled while the smooth surface remains, it has sufficient wear resistance in practical use. Could get.
上記の実施例および比較例の結果から明らかなように、本発明によれば、環境上問題があるフッ酸を使用することなく、表面強度および耐摩耗性に優れかつ均一な仕上がりの、きめが細かい装飾性に優れた梨地表面、あるいは乳白色の処理表面を有するアルミニウム部材を、効率的かつ経済的に得ることができる。 As is apparent from the results of the examples and comparative examples described above, according to the present invention, the surface finish is excellent in surface strength and wear resistance, and has a uniform finish without using environmentally problematic hydrofluoric acid. It is possible to efficiently and economically obtain an aluminum member having a textured surface or a milky white treated surface excellent in fine decorativeness.
Claims (13)
アルミニウム部材の表面に孔食制御層を形成し、
塩化物イオンを含む水溶液中で電解処理を行うことによって前記孔食制御層が形成されたアルミニウム部材の表面に微細な凹凸を形成し、
次いで、アルカリ水溶液によって前記アルミニウム部材の表面に形成された微細な凹凸を粗大化させることを含んでなることを特徴とする、耐摩耗性に優れたアルミニウム部材の製造法。 In the surface treatment of an aluminum member made of aluminum or an aluminum alloy,
Forming a pitting corrosion control layer on the surface of the aluminum member;
By performing electrolytic treatment in an aqueous solution containing chloride ions, fine irregularities are formed on the surface of the aluminum member on which the pitting corrosion control layer is formed,
Then, the manufacturing method of the aluminum member excellent in abrasion resistance characterized by comprising roughening the fine unevenness | corrugation formed in the surface of the said aluminum member with alkaline aqueous solution.
塩化物イオンを含むｐＨ１以下の水溶液にアルミニウム部材を浸漬することからなる浸漬処理を行う、請求項１〜９のいずれか１項に記載のアルミニウム部材の製造法。 After the fine unevenness is formed on the surface of the aluminum member on which the pitting corrosion control layer is formed by performing electrolytic treatment in the aqueous solution containing chloride ions, the fine formed on the surface of the aluminum member by the alkaline aqueous solution. Before roughening the unevenness,
The manufacturing method of the aluminum member of any one of Claims 1-9 which performs the immersion process which consists of immersing an aluminum member in the aqueous solution of pH 1 or less containing a chloride ion.
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| JP (1) | JP2005200740A (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008095165A (en) * | 2006-10-16 | 2008-04-24 | Ｙｋｋ Ａｐ株式会社 | Aluminum material or aluminum alloy material, and building material product using the same |
| JP2008095166A (en) * | 2006-10-16 | 2008-04-24 | Ｙｋｋ Ａｐ株式会社 | Surface treated aluminum material or surface treated aluminum alloy material, and building material product using the same |
| WO2015029681A1 (en) * | 2013-08-29 | 2015-03-05 | 日本軽金属株式会社 | Aluminum-material anodization method |
| WO2019176437A1 (en) * | 2018-03-12 | 2019-09-19 | 富士フイルム株式会社 | White aluminum material |
-
2004
- 2004-01-19 JP JP2004010480A patent/JP2005200740A/en active Pending
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