JP2007224369A - アルマイト処理方法及び処理装置ならびにアルマイト処理システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】上壁部、底壁部及び側壁部によって円筒形処理空間が規定されたものであって、その処理空間のほぼ中央部に配置された直立のロッド状陰極及びその内壁に配置された円筒状陰極ならびにその上部及び下部のそれぞれに設置された陽極を備え、そして電解液装入口を側壁部にかつ電解液排出口を上壁部及び底壁部にそれぞれ有する処理槽に被処理物を配置し、被処理物と処理槽の側壁部とによって規定されるリング状流路及び被処理物の内部空間によって規定されるシリンダー状流路を電解液が予め定められた循環パターンで循環するように、構成する。
【選択図】図2
Description
上壁部、底壁部及び側壁部によって円筒形処理空間が規定されたものであって、その処理空間のほぼ中央部に配置された直立のロッド状陰極及びその処理空間の内壁に配置された円筒状陰極ならびにその処理空間の上部及び下部のそれぞれに設置された陽極を備え、そして電解液装入口を側壁部にかつ電解液排出口を上壁部及び底壁部にそれぞれ有する処理槽に前記被処理物を配置し、その際、前記陽極を前記被処理物に接続するとともに、前記ロッド状陰極を前記被処理物の内周面に対向させかつ前記円筒状陰極を前記被処理物の外周面に対向させること、
前記処理槽の電解液装入口から前記電解液を装入すること、
前記電解液を、前記被処理物と前記処理槽の側壁部とによって規定されるリング状流路及び前記被処理物の内部空間によって規定されるシリンダー状流路を予め定められた循環パターンで循環させるとともに、前記電解液に電流を流して前記被処理物の表面にアルマイト皮膜を形成すること、及び
循環後の前記電解液を前記電解液排出口から系外に排出すること
を含んでなることを特徴とするアルマイト処理方法にある。
上壁部、底壁部及び側壁部によって電解液循環用円筒形処理空間が規定された処理槽を含むとともに、該処理槽が、
前記処理空間のほぼ中央部に配置された直立のロッド状陰極及びその処理空間の内壁に配置された円筒状陰極と、
前記処理空間の上部及び下部のそれぞれに設置された、前記被処理物に接続可能な陽極と、
その側壁部に配置された電解液装入口と、
その上壁部及び底壁部にそれぞれ配置された電解液排出口とを備え、そして
前記被処理物を前記処理槽に配置したとき、前記ロッド状陰極が前記被処理物の内周面に対向せしめられかつ前記円筒状陰極が前記被処理物の外周面に対向せしめられ、
前記被処理物と前記処理槽の側壁部とによってリング状流路が規定され、かつ
前記被処理物の円筒形内部空間によってシリンダー状流路が規定されること
を特徴とするアルマイト処理装置にある。
上記し、以下に詳細に説明する本発明のアルマイト処理装置と、
前記リング状流路及び(又は)シリンダー状流路に配置された電解液用温度センサと、
前記処理槽の電解液排出口に接続された電解液排出導管と、
前記電解液排出導管に接続された、電解液を貯留しかつ必要に応じて電解液を補充する電解液貯留槽と、
前記電解液貯留槽と前記処理槽の電解液装入口とを接続した電解液装入導管と、
前記電解液装入導管の電解液貯留槽側に配置された電解液循環ポンプと、
前記電解液装入導管の処理槽側に配置された電解液冷却装置と
を含んでなることを特徴とするアルマイト処理システムにある。
本発明のアルマイト処理装置10と、
処理槽11のリング状流路12及び(又は)シリンダー状流路14に配置された電解液用温度センサ15と、
処理槽11の電解液排出口6(1)及び6(2)に接続された電解液排出導管2A及び2Bと、
電解液排出導管2A及び2Bに接続された、電解液2を貯留しかつ必要に応じて電解液2もしくはその構成成分を補充する電解液貯留槽16と、
電解液貯留槽16と処理槽11の電解液装入口5とを接続した電解液装入導管2Cと、
電解液装入導管2Cの電解液貯留槽側に配置された電解液循環ポンプ17と、
電解液装入導管2Cの処理槽側に配置された電解液冷却装置18と
を含んで構成される。
本発明によれば、上述のようなアルマイト処理装置及びアルマイト処理システムを使用して、例えば次のような手順でアルマイト処理を実施することができる。なお、下記の工程は、必要に応じて順序を変更してもよい。
(1)アルミニウム又はアルミニウム合金からなる円筒形の被処理物を用意すること、
(2)上記した構成をもった処理槽に被処理物を配置すること、
(3)処理槽の電解液装入口から電解液を装入すること、
(4)電解液を、被処理物と処理槽の側壁部とによって規定されるリング状流路及び被処理物の内部空間によって規定されるシリンダー状流路を予め定められた循環スケジュールで循環させるとともに、電解液に電流を流して被処理物の表面にアルマイト皮膜を形成すること、
(5)循環後の電解液を電解液排出口から系外に排出すること、
(6)系外に排出された電解液を電解液貯留槽に集めるとともに、必要に応じて新品の電解液あるいはその構成成分を補充したり電解液を精製したりすること、
(7)処理槽のリング状流路及び(又は)シリンダー状流路において電解液の温度を温度センサにより計測し、必要に応じて、電解液貯留槽から処理槽に循環させる過程で、電解液冷却装置で所望の温度まで冷却すること、及び
(8)循環ポンプを使用して、電解液貯留槽から処理槽に電解液を循環させること。
アルミニウム合金のダイカストによってシリンダブロックを製造した。シリンダブロックのサイズは、高さ63mm×外径18mm×内径10mm(肉厚4mm)であった。アルカリ処理及び混酸処理を順次実施して脱脂処理を行った後、脱イオン水で水洗し、乾燥した。
本例で使用した電解液は、硬質アルマイト皮膜を形成するためのもので、その組成は、
硫酸 20g/L
蓚酸 40g/L
であった。浴温は、約15℃であった。
本例では、図3に示したアルマイト処理システムを使用した。処理槽は塩化ビニル樹脂製、陽極はチタン製、陰極はアルミニウム製であった。アルマイト処理システムの処理槽内にシリンダブロックをセットした後、循環ポンプの運転を開始した。循環流量5L/分で処理槽内に電解液を装入し続けた。処理槽内に電解液が充填された後、電流密度50A/dm2で電極部に通電し、アルマイト皮膜の生成工程を開始した。生成工程の間、処理槽内の電解液の温度を温度センサで測定し、15℃を上回ったときには水冷式のクーラーで15℃まで冷却した。約10秒間にわたって処理を行った後、処理槽より電解液を排出し、シリンダブロックを取り出した。アルマイト皮膜の膜厚を測定したところ、約6〜9μmであり、ほぼ均一であった。なお、アルマイト処理中、電極部の近傍においてガスの発生は認められなかった。
2 電解液
3 陰極
4 陽極
5 電解液装入口
6 電解液排出口
10 アルマイト処理装置
11 処理槽
12 リング状流路
13 開口部
14 シリンダー状流路
15 温度センサ
16 電解液貯留槽
17 循環ポンプ
18 電解液冷却装置
19 電解液通過溝
Claims (14)
- アルミニウム又はアルミニウム合金からなる円筒形の被処理物を電解液中で陽極酸化してアルマイト皮膜を形成する方法であって、下記の工程:
上壁部、底壁部及び側壁部によって円筒形処理空間が規定されたものであって、その処理空間のほぼ中央部に配置された直立のロッド状陰極及びその処理空間の内壁に配置された円筒状陰極ならびにその処理空間の上部及び下部のそれぞれに設置された陽極を備え、そして電解液装入口を側壁部にかつ電解液排出口を上壁部及び底壁部にそれぞれ有する処理槽に前記被処理物を配置し、その際、前記陽極を前記被処理物に接続するとともに、前記ロッド状陰極を前記被処理物の内周面に対向させかつ前記円筒状陰極を前記被処理物の外周面に対向させること、
前記処理槽の電解液装入口から前記電解液を装入すること、
前記電解液を、前記被処理物と前記処理槽の側壁部とによって規定されるリング状流路及び前記被処理物の内部空間によって規定されるシリンダー状流路を予め定められた循環パターンで循環させるとともに、前記電解液に電流を流して前記被処理物の表面にアルマイト皮膜を形成すること、及び
循環後の前記電解液を前記電解液排出口から系外に排出すること
を含んでなることを特徴とするアルマイト処理方法。 - 前記被処理物が、その円筒形側壁に少なくとも1個の切り込み部及び(又は)開口部を有しており、前記電解液装入口からの電解液を、前記リング状流路、前記切り込み部及び(又は)開口部、そして前記シリンダー状流路を予め定められた循環パターンで順次循環させた後に前記電解液排出口から系外に排出することを特徴とする請求項1に記載のアルマイト処理方法。
- 前記循環パターンが、前記被処理物の表面に発生した不所望なガスを前記処理槽内を循環する前記電解液の流れによって系外に放出することを含む請求項1又は2に記載のアルマイト処理方法。
- 前記不所望なガスが、絶縁膜形成性ガスを含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のアルマイト処理方法。
- 前記リング状流路及び(又は)シリンダー状流路において前記電解液の温度を計測し、必要に応じて冷却することによって前記電解液の温度を予め定められた設定温度で維持することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のアルマイト処理方法。
- 前記電解液の循環を、前記処理槽の外側に配置された循環ポンプを用いて強制的に行うことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のアルマイト処理方法。
- 少なくとも50A/dm2の電流密度で陽極酸化を実施することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のアルマイト処理方法。
- アルミニウム又はアルミニウム合金からなる円筒形の被処理物を電解液中で陽極酸化してアルマイト皮膜を形成する装置であって、
上壁部、底壁部及び側壁部によって電解液循環用円筒形処理空間が規定された処理槽を含むとともに、該処理槽が、
前記処理空間のほぼ中央部に配置された直立のロッド状陰極及びその処理空間の内壁に配置された円筒状陰極と、
前記処理空間の上部及び下部のそれぞれに設置された、前記被処理物に接続可能な陽極と、
その側壁部に配置された電解液装入口と、
その上壁部及び底壁部にそれぞれ配置された電解液排出口とを備え、そして
前記被処理物を前記処理槽に配置したとき、前記ロッド状陰極が前記被処理物の内周面に対向せしめられかつ前記円筒状陰極が前記被処理物の外周面に対向せしめられ、
前記被処理物と前記処理槽の側壁部とによってリング状流路が規定され、かつ
前記被処理物の円筒形内部空間によってシリンダー状流路が規定されること
を特徴とするアルマイト処理装置。 - 前記被処理物が、その円筒形側壁に少なくとも1個の切り込み部及び(又は)開口部を有しており、前記電解液装入口からの電解液が、前記リング状流路、前記切り込み部及び(又は)開口部、そして前記シリンダー状流路を予め定められた循環パターンで順次循環せしめられることを特徴とする請求項8に記載のアルマイト処理装置。
- 前記リング状流路及び(又は)シリンダー状流路に配置された電解液用温度センサと、系外に配置された、前記温度センサの計測値に応じて前記電解液を冷却する冷却装置とをさらに有することを特徴とする請求項8又は9に記載のアルマイト処理装置。
- 前記処理槽内の、前記被処理物と前記陽極とが接触する部位において、半径方向に延在する電解液通過溝がさらに形成されていることを特徴とする請求項8〜10のいずれか1項に記載のアルマイト処理装置。
- 系外に配置された、前記電解液を循環させる循環ポンプをさらに有することを特徴とする請求項8〜11のいずれか1項に記載のアルマイト処理装置。
- 請求項8に記載のアルマイト処理装置と、
前記リング状流路及び(又は)シリンダー状流路に配置された電解液用温度センサと、
前記処理槽の電解液排出口に接続された電解液排出導管と、
前記電解液排出導管に接続された、電解液を貯留しかつ必要に応じて電解液を補充する電解液貯留槽と、
前記電解液貯留槽と前記処理槽の電解液装入口とを接続した電解液装入導管と、
前記電解液装入導管の電解液貯留槽側に配置された電解液循環ポンプと、
前記電解液装入導管の処理槽側に配置された電解液冷却装置と
を含んでなることを特徴とするアルマイト処理システム。 - 前記処理槽内の、前記被処理物と前記陽極とが接触する部位において、半径方向に延在する電解液通過溝がさらに形成されていることを特徴とする請求項13に記載のアルマイト処理システム。
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