JP2021075763A - アルミニウム合金成形品の製造方法、及びアルミニウム合金成形品を用いた接合品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
日本電子株式会社製電界放射型走査電子顕微鏡「JXA−8230電子プローブマイクロアナライザ」を用いて電子顕微鏡写真を撮影した。なお、断面観察用の試験片は、以下のとおり作製した。アルミニウム合金成形品をエポキシ樹脂に包埋した後に、成形品表面に対して垂直方向に切断した。成形品の切断にはダイヤモンドカッターを用いた。日本電子株式会社製クロスセッションポリッシャー「IB−09010CP」を用いて成形品の切断面を加工することにより断面観察用の試験片を得た。
北斗電工株式会社製の電気化学測定装置「HZ−7000」を用い、pH6.5の5質量%塩化ナトリウム水溶液中でアノード分極曲線を得た。試験片は15mm×15mmで、測定面積は1cm2とした。参照電極には銀−塩化銀電極を、対極にはPt電極を用いた。測定中温度は20℃に保持し、等速電位走査による電流−電位曲線を測定した。電位走査速度は40mV/minとした。得られた分極曲線の極小値から陽極酸化皮膜及び基材の腐食電位(自然電位)を得た。
図1に接合強度の評価方法の概略図を示す。図1に示されるとおり、アルミニウム合金成形品1の間に、縦20mm、横20mm、厚み50μmのポリアミド系のホットメルトシート(日本マタイ株式会社製「エルファンNT」)を挟んだ後、3層が積層された部分に対して荷重(19.6N)を印加しながら、155℃にて60秒間保持した。島津製作所製「オートグラフ」(せん断速度0.5mm/sec)を用いて、得られた接合品の引張試験を行うことにより、せん断剥離強度を求めた。1種類の接合品につき2〜3回引張試験を行い、せん断剥離強度の平均値を用いて接合品の接合強度を評価した。
アルミニウム合金基材として、JIS H4000により規定された展伸材であるA5052Pを用いた。当該展伸材を切断して、縦100mm、横20mm、厚み2mmのアルミニウム合金基材を得た。
リン酸水溶液のリン酸濃度を2.89モル/L(pH0.7)に変更した以外は実施例1と同様にして第1及び第2酸化皮膜が形成されたアルミニウム合金成形品の製造及び評価を行った。評価結果(電子顕微鏡写真は省略)を表1及び図7に示す。
第2酸化皮膜を形成しなかった以外は実施例1と同様にして、第1酸化皮膜のみが形成されたアルミニウム合金成形品の製造及び評価を行った。得られたアルミニウム合金成形品の表面の電子顕微鏡写真を図5に示す(断面の電子顕微鏡写真は省略)。また、第2酸化皮膜を形成しなかった以外は実施例1と同様にして、第1酸化皮膜のみが形成されたアルミニウム合金成形品を製造した。7日間大気中で放置することなく、引き続き当該成形品を用いて接合品を製造した後、接合強度を測定した。これらの結果を表1及び図7に示す。
第2酸化皮膜を形成しなかったこと、リン酸水溶液のリン酸濃度を2.89モル/L(pH0.7)に変更した以外は実施例1と同様にして、第1酸化皮膜のみが形成されたアルミニウム合金成形品の製造及び評価を行った(電子顕微鏡写真は省略)。結果を表1及び図7に示す。
第1酸化皮膜を形成しなかった以外は実施例1と同様にして、第2酸化皮膜のみが形成されたアルミニウム合金成形品の製造及び評価を行った。結果を表1及び図7に示す。得られたアルミニウム合金成形品の表面の電子顕微鏡写真を図6に示す(断面の電子顕微鏡写真は省略)。
第1酸化皮膜を形成する際に、電解液としてリン酸11.69モル/L及び硫酸3.67モル/Lを含有する水溶液(pH<0)を用いたこと及び表1に示すとおりに電解条件を変更したこと以外は実施例1と同様にしてアルミニウム合金成形品の製造及び評価を行った(電子顕微鏡写真は省略)。結果を表1に示す。なお、アルミニウム合金成形品の電気化学測定は実施しなかった。
第1酸化皮膜を形成する際に、電解液としてリン酸11.69モル/L及び硫酸3.67モル/Lを含有する水溶液(pH<0)を用いたこと、第2酸化皮膜を形成する際に、電解液としてリン酸三ナトリウム2.47モル/L(リン酸根換算)を含有する水溶液(pH12.3)を用いたこと、及び表1に示すとおりに第1及び第2酸化皮膜を形成する際の電解条件を変更したこと以外は実施例1と同様にして、2種類の酸化皮膜を形成した。陽極酸化後のアルミニウム合金基材を20℃の5%硝酸水溶液に10秒間浸漬した。処理後の成形品を水洗した後、乾燥させた。こうして得られたアルミニウム合金成形品の評価を行った(電子顕微鏡写真は省略)。結果を表1に示す。なお、アルミニウム合金成形品の電気化学測定は実施しなかった。
第1及び第2酸化皮膜を形成しなかった以外は実施例1と同様にしてアルミニウム合金成形品の製造、接合強度の測定及び電気化学測定を行った。結果を表1及び図7に示す。
2 ホットメルトシート
3 アルミニウム合金基材
4 第2酸化皮膜
5 第1酸化皮膜
6 細孔
Claims (9)
- リン酸を0.5〜7モル/L含有し、硫酸の含有量が0.5モル/L未満である電解液を用いてアルミニウム合金基材を陽極酸化することにより第1酸化皮膜を形成した後に、硫酸を0.5〜5モル/L含有する電解液を用いて該基材を陽極酸化することにより第2酸化皮膜を形成することを特徴とする、アルミニウム合金成形品の製造方法。
- 前記アルミニウム合金基材の表面に第1酸化皮膜を形成した後に、前記アルミニウム合金基材と第1酸化皮膜の間に第2酸化皮膜を形成する、請求項1に記載の製造方法。
- 第1及び第2酸化皮膜の形成に用いられる電解液の温度がそれぞれ0〜50℃である、請求項1又は2に記載の製造方法。
- 第1酸化皮膜の厚みT1が0.1〜5μmであり、第2酸化皮膜の厚みT2が1〜25μmである、請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。
- 第1及び第2酸化皮膜が、厚み方向に配向した細孔を有し、第1酸化皮膜の平均細孔径D1が第2酸化皮膜の平均細孔径D2よりも大きい、請求項1〜4のいずれかに記載の製造方法。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の製造方法によって得られたアルミニウム合金成形品の表面の第1又は第2酸化皮膜に樹脂を接着させる、接合品の製造方法。
- 前記アルミニウム合金基材に第2酸化皮膜を形成してから3日以上経過後に、第1又は第2酸化皮膜に樹脂を接着させる、請求項6に記載の製造方法。
- アルミニウム合金基材の表面が酸化皮膜で覆われてなるアルミニウム合金成形品であって、
前記アルミニウム合金基材の表面が第2酸化皮膜で覆われ、第2酸化皮膜の表面が第1酸化皮膜で覆われ、
第1酸化皮膜の厚みT1が0.1〜5μmであり、第2酸化皮膜の厚みT2が1〜25μmであり、
第1及び第2酸化皮膜が、厚み方向に配向した細孔を有し、第1酸化皮膜の平均細孔径D1が第2酸化皮膜の平均細孔径D2よりも大きいことを特徴とする、アルミニウム合金成形品。 - 請求項8に記載のアルミニウム合金成形品の表面の第1又は第2酸化皮膜に樹脂を接着させてなる、接合品。
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