JP2023141525A - Aluminum alloy material having anodized film and production method of the same - Google Patents

Aluminum alloy material having anodized film and production method of the same Download PDF

Info

Publication number
JP2023141525A
JP2023141525A JP2022047886A JP2022047886A JP2023141525A JP 2023141525 A JP2023141525 A JP 2023141525A JP 2022047886 A JP2022047886 A JP 2022047886A JP 2022047886 A JP2022047886 A JP 2022047886A JP 2023141525 A JP2023141525 A JP 2023141525A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aluminum alloy
alloy material
sealing
corrosion resistance
treatment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022047886A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
達夫 永井
Tatsuo Nagai
洋介 柳
Yosuke Yanagi
建次 山本
Kenji Yamamoto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Micro Ace Co Ltd
Miyazaki Prefecture
Original Assignee
Micro Ace Co Ltd
Miyazaki Prefecture
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Micro Ace Co Ltd, Miyazaki Prefecture filed Critical Micro Ace Co Ltd
Priority to JP2022047886A priority Critical patent/JP2023141525A/en
Publication of JP2023141525A publication Critical patent/JP2023141525A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

To provide an aluminum alloy material having excellent corrosion resistance and reduced whitening, and a method for producing the same.SOLUTION: An aluminum alloy material includes an anodized film having undergone a hole-sealing treatment, in which a total length of microcracks with a width of 5 nm or more observed on a surface of the anodized film is 0.6 micrometers or more and 3.3 micrometers or less per unit area of 1 square micrometer on a surface of the alloy material.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、陽極酸化皮膜を有するアルミニウム合金材及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to an aluminum alloy material having an anodic oxide film and a method for manufacturing the same.

アルミニウム合金は私達の身の回りで広く使われている。しかし、空気中においては緻密で安定的な自然酸化皮膜を形成しているものの、その膜厚は2nm程度と非常に薄く、使用環境によっては容易に腐食してしまう。そこで、耐食性を向上させるために人工的な酸化処理(陽極酸化処理)による酸化皮膜の形成が行われている。 Aluminum alloys are widely used around us. However, although a dense and stable natural oxide film is formed in the air, the film thickness is very thin, about 2 nm, and can easily corrode depending on the usage environment. Therefore, in order to improve corrosion resistance, an oxide film is formed by artificial oxidation treatment (anodic oxidation treatment).

陽極酸化処理後の材料表面の陽極酸化皮膜には、無数の細孔が形成される。この細孔は化学的に活性であり、酸素や他の化学物質と反応しやすい状態にあるため、封孔処理を施すことによってそれらの反応を防止する(耐食性を向上させる)のが一般的である。この封孔処理方法としては、沸騰水封孔、加圧水蒸気封孔、常温ニッケル封孔、高温ニッケル封孔等が知られている。 Countless pores are formed in the anodic oxide film on the surface of the material after the anodizing treatment. These pores are chemically active and easily react with oxygen and other chemicals, so it is common practice to prevent these reactions (improve corrosion resistance) by applying a sealing treatment. be. As this sealing treatment method, boiling water sealing, pressurized steam sealing, room temperature nickel sealing, high temperature nickel sealing, etc. are known.

アルミニウム合金を陽極酸化処理し、さらに封孔処理する表面処理方法において、耐食性を向上させるため、封孔処理の様々な見直しが行われている。 In a surface treatment method in which an aluminum alloy is anodized and further sealed, various improvements have been made to the sealing process in order to improve corrosion resistance.

特開昭50-117648号公報(特許文献1)では、極性溶媒と金属フッ化物を含有させ耐食性を向上させる常温ニッケル封孔に関する発明が発表され、特開昭56-062991号公報(特許文献2)では陽極酸化皮膜を形成させた後、第1封孔処理として金属塩、アンモニウム誘導体、アミン化合物、水酸化アルカリまたはホウ素化合物のように通常使用されている封孔剤の一種もしくはそれ以上を0.1g/L~飽和濃度の範囲で含む5~80℃の水溶液に浸漬し、次いで、第2封孔処理として60~100℃に加温した水中に浸漬し耐食性を向上させる2段封孔処理法を提供している。 JP-A-50-117648 (Patent Document 1) discloses an invention related to room-temperature nickel sealing that improves corrosion resistance by containing a polar solvent and metal fluoride, and JP-A-56-062991 (Patent Document 2) ), after forming an anodized film, one or more of the commonly used sealants such as metal salts, ammonium derivatives, amine compounds, alkali hydroxides, or boron compounds are added as the first sealing treatment. A two-stage sealing treatment that improves corrosion resistance by immersing in an aqueous solution at 5 to 80°C containing a concentration ranging from .1 g/L to saturation concentration, and then immersing in water heated to 60 to 100°C as a second sealing treatment. provides law.

また、アルミニウム合金の陽極酸化皮膜に関する国内規格では、JIS H8601-1968で封孔方法として水和封孔を規定し、JIS H9500-1971及びJIS H9501-1971で加圧水蒸気封孔または沸騰水封孔における処理条件を規定して、沸騰水封孔の場合には封孔助剤の添加を認めている。 Furthermore, in the domestic standards for anodic oxide coatings on aluminum alloys, JIS H8601-1968 specifies hydration sealing as a sealing method, and JIS H9500-1971 and JIS H9501-1971 specify hydration sealing as a sealing method. Processing conditions are specified, and in the case of boiling water sealing, the addition of sealing aids is permitted.

封孔処理とはベーマイト(Boehmite Al・HO)またはバイヤライト(Bayerite Al・3HO)などのアルミニウム酸化物の水和物やニッケルの水酸化物を形成し、その体積膨張によって多孔質を封孔するもので、非特許文献1では加圧水蒸気封孔処理は沸騰水封孔処理の約1.5倍の耐食性を示すことを報告している。 Sealing treatment involves forming aluminum oxide hydrates and nickel hydroxides such as boehmite (Boehmite Al 2 O 3 .H 2 O) or Bayerite (Bayerite Al 2 O 3 .3H 2 O), The volumetric expansion seals porous materials, and Non-Patent Document 1 reports that pressurized steam sealing treatment exhibits about 1.5 times the corrosion resistance of boiling water sealing treatment.

特開昭50-117648号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 117648/1983 特開昭56-062991号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 56-062991 特許6667191号公報Patent No. 6667191

辻田武士ら、第45回真空に関する連合講演会プロシーディングス、Vol.48、No.3、p.p.217-219(2005)Takeshi Tsujita et al., Proceedings of the 45th Joint Conference on Vacuum, Vol. 48, No. 3, p.p.217-219 (2005) 甲田満ら、金属表面技術、Vol.33、No.5、p.p.242-248(1982)Mitsuru Koda et al., Metal Surface Technology, Vol. 33, No. 5, pp. 242-248 (1982) 小野幸子ら、表面技術、Vol.66、No.8、p.p.364-371(2015)Sachiko Ono et al., Surface Technology, Vol. 66, No. 8, pp. 364-371 (2015)

発明者らが各種封孔法により封孔したアルミニウム合金のサンプルについて実施した簡易的な耐酸性試験、具体的にはサンプルを35℃の10規定塩酸に浸漬し、水素が発生するまでの時間を測定した耐酸性試験の結果を図1に示す。図1から明らかなように、現在単独の封孔方法としては加圧水蒸気封孔法が最も信頼性が高いが、それでも約500分で水素が発生している。 A simple acid resistance test was carried out by the inventors on aluminum alloy samples sealed using various sealing methods. Specifically, the sample was immersed in 10 N hydrochloric acid at 35°C, and the time until hydrogen was generated was measured. The results of the measured acid resistance test are shown in FIG. As is clear from FIG. 1, the pressurized steam sealing method is currently the most reliable as a single sealing method, but hydrogen is still generated in about 500 minutes.

これは、非特許文献2で報告されているように、封孔で形成される水和物が陽極酸化処理によって形成される酸化物より酸溶液に溶解しやすく、最も封孔度の高い加圧水蒸気封孔処理を施したとしても、自動車等の外装部品の分野では耐食性が十分ではないことを示している。 As reported in Non-Patent Document 2, hydrates formed during pore sealing are more soluble in acid solutions than oxides formed during anodizing treatment, and pressurized steam This indicates that even if sealing treatment is performed, corrosion resistance is not sufficient in the field of exterior parts for automobiles and the like.

特許6667191号公報(特許文献3)では、第1封孔処理として低温のニッケル塩水溶液に浸漬する低温封孔処理を行い、次いで第2封孔処理として水蒸気による加圧水蒸気封孔処理を行い、さらに第3封孔処理としてゾル-ゲル法によるシリカ質皮膜を形成している。 In Japanese Patent No. 6,667,191 (Patent Document 3), a low-temperature sealing process of immersing in a low-temperature nickel salt aqueous solution is performed as a first sealing process, then a pressurized steam sealing process using water vapor is performed as a second sealing process, and then As the third sealing process, a siliceous film is formed by a sol-gel method.

しかしながら、従来技術で製造されるアルミニウム合金製品においては、屋外で使用した場合、例えば1年程度の短期間で図2に示すような白い斑点(白化)が発生することが問題となっており、その解決には至っていない。 However, when aluminum alloy products manufactured using conventional technology are used outdoors, white spots (whitening) as shown in Figure 2 occur after a short period of about one year, for example, which has become a problem. The solution has not yet been reached.

一方、発明者らは、電界放出型走査電子顕微鏡(FE-SEM)を用いて白化箇所付近を詳細に観察し、白化が材料のごく表面、すなわち陽極酸化皮膜の細孔上部に形成されている薄い封孔層付近が侵食されたことにより荒れ、光が乱反射することによって起こっていることを把握した(図3)。 On the other hand, the inventors used a field emission scanning electron microscope (FE-SEM) to closely observe the area around the whitening site, and found that the whitening was formed on the very surface of the material, that is, above the pores of the anodic oxide film. We found that this was caused by the erosion of the thin sealing layer, which caused the roughness and diffused reflection of light (Figure 3).

また、発明者らは、陽極酸化皮膜を有する従来のアルミニウム合金製品の表面には幅5nm以上の微小クラックが多数存在していることをFE-SEM観察により把握しており、これら微小クラックを低減させることが材料表面の耐食性の向上(白化の抑制)につながる点も明らかにした。 In addition, the inventors have found through FE-SEM observation that there are many microcracks with a width of 5 nm or more on the surface of conventional aluminum alloy products with anodized coatings, and these microcracks can be reduced. It has also been clarified that this leads to improved corrosion resistance (suppression of whitening) on the material surface.

本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、加圧水蒸気封孔処理条件を見直すことにより陽極酸化皮膜の耐食性を向上させたアルミニウム合金材及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide an aluminum alloy material with improved corrosion resistance of an anodized film by reviewing the pressurized steam sealing treatment conditions, and a method for manufacturing the same. do.

発明者らは、従来のような耐食性試験のみからではなく、陽極酸化皮膜の表面形態と耐食性試験の両方から白化対策(耐食性の向上)の検討を重ねた結果、最適な封孔処理条件を見出し、本発明の完成に至った。 The inventors have repeatedly investigated countermeasures against whitening (improving corrosion resistance) not only from conventional corrosion resistance tests, but also from both the surface morphology of the anodic oxide film and corrosion resistance tests, and have found the optimal sealing treatment conditions. This led to the completion of the present invention.

すなわち、本発明のアルミニウム合金材のうち、第1の形態は、封孔処理が行われた陽極酸化皮膜を有するアルミニウム合金材であって、
前記陽極酸化皮膜の表面に観察される幅5nm以上の微小クラックの合計長さが、合金材表面の単位面積1平方マイクロメートル当たり0.6マイクロメートル以上3.3マイクロメートル以下である。
That is, the first form of the aluminum alloy material of the present invention is an aluminum alloy material having an anodized film subjected to a sealing treatment,
The total length of microcracks with a width of 5 nm or more observed on the surface of the anodic oxide film is 0.6 micrometer or more and 3.3 micrometer or less per unit area of the alloy material surface of 1 square micrometer.

他の形態のアルミニウム合金材は、前記形態の発明において、前記アルミニウム合金材にJISで定めるA5000番台またはA6000番台の合金を用いるものである。 Another form of aluminum alloy material is one in which, in the invention of the above form, an alloy of A5000 series or A6000 series defined by JIS is used for the aluminum alloy material.

本発明のアルミニウム合金材の製造方法は、陽極酸化処理を行ったアルミニウム合金に、封孔処理法として少なくとも加圧水蒸気封孔処理法を適用し、加圧水蒸気封孔処理の温度を105~125℃とした。 The method for producing an aluminum alloy material of the present invention includes applying at least a pressurized steam sealing method as a sealing treatment to an aluminum alloy that has been subjected to an anodizing treatment, and setting the temperature of the pressurized steam sealing treatment to 105 to 125°C. did.

また、前記陽極酸化処理の条件は、電流密度0.8~1.5A/dmとした。 Further, the conditions for the anodic oxidation treatment were a current density of 0.8 to 1.5 A/dm 2 .

本発明によれば、アルミニウム合金の陽極酸化皮膜を有するアルミニウム合金材において、微小クラックの長さを小さくすることで、アルミニウム合金材の白化現象を抑えることができる。 According to the present invention, the whitening phenomenon of the aluminum alloy material can be suppressed by reducing the length of microcracks in the aluminum alloy material having the anodized film of the aluminum alloy.

簡易的な耐酸性試験による各種封孔法の耐食性を比較した図である。FIG. 3 is a diagram comparing the corrosion resistance of various sealing methods using a simple acid resistance test. 白化現象を示す代表的な写真である。This is a typical photograph showing the bleaching phenomenon. 白化表面及び断面のFE-SEM写真である。These are FE-SEM photographs of the whitened surface and cross section. 微小クラックの長さの求め方を説明した写真である。This is a photograph explaining how to determine the length of a micro-crack. 耐アルカリ性試験前後の光沢度と表面粗さの関係を示した図である。It is a figure showing the relationship between glossiness and surface roughness before and after an alkali resistance test.

以下に、本発明の一実施形態による陽極酸化皮膜を有するアルミニウム合金材について、詳細に説明する。 Below, an aluminum alloy material having an anodic oxide film according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

本実施形態のアルミニウム合金材は、封孔処理が行われた陽極酸化皮膜を有するアルミニウム合金材であって、前記陽極酸化皮膜の表面に観察される幅5nm以上の微小クラックの合計長さが、合金材表面の単位面積1平方マイクロメートル当たり0.6マイクロメートル以上3.3マイクロメートル以下であることを特徴とする。
幅が5nm未満の微小クラックは、白化が生じる要因とはなりにくいため除外している。
幅が5nm以上のクラックでは、単位面積1平方マイクロメートル当たりの長さが3.3マイクロメートル以下であれば白化を抑制することができるため、3.3マイクロメートルを上限とする。また、単位面積1平方マイクロメートル当たりの長さが0.6マイクロメートル未満のものは製造が困難であるため、0.6マイクロメートルを下限とする。
The aluminum alloy material of this embodiment is an aluminum alloy material having an anodic oxide film that has been subjected to a sealing treatment, and the total length of microcracks with a width of 5 nm or more observed on the surface of the anodic oxide film is It is characterized in that the surface area of the alloy material is 0.6 micrometers or more and 3.3 micrometers or less per unit area of 1 square micrometer on the surface of the alloy material.
Microcracks with a width of less than 5 nm are excluded because they are unlikely to cause whitening.
For cracks with a width of 5 nm or more, whitening can be suppressed if the length per unit area of 1 square micrometer is 3.3 micrometers or less, so 3.3 micrometers is set as the upper limit. Further, since it is difficult to manufacture a material having a length per unit area of 1 square micrometer of less than 0.6 micrometer, the lower limit is set to 0.6 micrometer.

本実施形態のアルミニウム合金材に用いられる合金種別は、特定のものに限定されないが、例えば、JISで定めるA5000番台やA6000番台の合金を好適に用いることができ、用途などにしたがって材料の選択を行うことができる。
なお、JISで定めるA5000番台はA5052、A5056、A5083等のMgを含有する材料、JISで定めるA6000番台はA6061、A6063等のMgとSiを含有する材料であり、ともに耐食性と強度に優れた材料として知られている。
The type of alloy used for the aluminum alloy material of this embodiment is not limited to a specific one, but for example, alloys in the A5000 series and A6000 series defined by JIS can be suitably used, and the material can be selected according to the application. It can be carried out.
The A5000 series specified by JIS refers to materials containing Mg such as A5052, A5056, and A5083, and the A6000 series specified by JIS refers to materials containing Mg and Si such as A6061 and A6063, both of which are materials with excellent corrosion resistance and strength. known as.

本実施形態のアルミニウム合金材では、陽極酸化処理が施されたものが使用される。
陽極酸化処理は常法により行うことができ、本実施形態としては特にその条件が限定されるものではない。陽極酸化処理としては、例えば、硫酸浴(硫酸水溶液)や電解硫酸浴(電解硫酸水溶液)を使用することができ、電流密度も特に限定されないが、0.8~1.5A/dmであることが好ましい。
陽極酸化では、Alの溶解速度と酸化速度がバランスするように行う。このような観点で電流密度の好ましい範囲を上記に規定している。
The aluminum alloy material of this embodiment is anodized.
The anodic oxidation treatment can be performed by a conventional method, and the conditions are not particularly limited in this embodiment. For the anodizing treatment, for example, a sulfuric acid bath (sulfuric acid aqueous solution) or an electrolytic sulfuric acid bath (electrolyzed sulfuric acid aqueous solution) can be used, and the current density is also not particularly limited, but is 0.8 to 1.5 A/dm 2 . It is preferable.
Anodic oxidation is performed so that the rate of dissolution of Al and the rate of oxidation are balanced. From this point of view, the preferred range of current density is defined above.

アルミニウム合金材には、陽極酸化処理後に封孔処理が施される。封孔処理としては、少なくとも加圧水蒸気封孔処理法を行う。本発明者らは前記した微小クラックは、封孔の際に加圧水蒸気封孔処理の温度を低くすることにより、クラックの長さが短くなることを見出している。
加圧水蒸気封孔処理の条件は特に限定されないが、処理温度105~125℃、処理時間60~120分であることが好ましく、特に処理温度115℃、処理時間75分であることがより好ましい。装置内部の圧力は飽和水蒸気圧で決まるため、処理温度によりその圧力は異なる。
The aluminum alloy material is subjected to a sealing treatment after the anodizing treatment. As the sealing treatment, at least a pressurized steam sealing treatment method is performed. The present inventors have discovered that the length of the above-mentioned microcracks can be shortened by lowering the temperature of the pressurized steam sealing treatment during sealing.
The conditions for the pressurized steam sealing treatment are not particularly limited, but preferably the treatment temperature is 105 to 125°C and the treatment time is 60 to 120 minutes, and particularly preferably the treatment temperature is 115°C and the treatment time is 75 minutes. Since the pressure inside the device is determined by the saturated water vapor pressure, the pressure varies depending on the processing temperature.

また、封孔処理は多段階で行うことができ、前記加圧水蒸気封孔処理の前処理として、常温ニッケル封孔処理、高温ニッケル封孔処理等を適宜選択できる。
加圧水蒸気封孔処理以外に、他の封孔処理を行う場合は、既知の方法により行うことができる。封孔処理では、形成されるクラックは、概ね幅20nm以下となる。したがって、クラックの分布観察では、幅が20nm以下の微小クラックを対象にして行うものとしても問題はない。
Further, the sealing treatment can be performed in multiple stages, and as a pretreatment for the pressurized steam sealing treatment, room temperature nickel sealing treatment, high temperature nickel sealing treatment, etc. can be appropriately selected.
When performing other sealing treatments in addition to the pressurized steam sealing treatment, known methods can be used. In the sealing process, the cracks formed have a width of approximately 20 nm or less. Therefore, when observing the distribution of cracks, there is no problem even if the observation is performed targeting microcracks with a width of 20 nm or less.

本発明のアルミニウム合金材では、合金表面における幅が5nm以上の微小クラックの合計長さが、単位面積1平方マイクロメートル当たり0.6マイクロメートル以上3.3マイクロメ-トル以下に抑制されており、良好な耐食性を示す。 In the aluminum alloy material of the present invention, the total length of microcracks with a width of 5 nm or more on the alloy surface is suppressed to 0.6 micrometers or more and 3.3 micrometers or less per unit area of 1 square micrometer, Shows good corrosion resistance.

また、本発明のアルミニウム合金材は、耐食性試験で白化までの回数が170回以上を有しており、良好な耐食性を有しているといえる。その一方で、従来のアルミニウム合金製品は、耐食性試験で白化までの回数が75回以下であり、耐食性が十分とはいえない。 In addition, the aluminum alloy material of the present invention can be said to have good corrosion resistance, as the number of times it turned white in the corrosion resistance test was 170 times or more. On the other hand, conventional aluminum alloy products can be tested for corrosion resistance only 75 times or less before turning white, and therefore cannot be said to have sufficient corrosion resistance.

以下に実施例及び比較例を示し、本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの記載により何ら限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be explained in more detail by showing Examples and Comparative Examples below. However, the present invention is not limited in any way by these descriptions.

なお、各実施例及び比較例で得られたアルミニウム合金材表面の微小クラック長さの計測及び耐食性試験は、以下の方法により実施した。 Note that the measurement of the length of microcracks on the surface of the aluminum alloy material obtained in each Example and Comparative Example and the corrosion resistance test were carried out by the following method.

[表面の微小クラック長さの計測]
電界放出形走査電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ(株)製、S-4800)を用いて材料表面の100,000倍の画像を取得した後、当該視野内において観察される幅5nm以上の各微小クラックの長さを2点間距離計測により求め、さらにそれらを合計した『単位面積当たりの微小クラックの合計長さ』を微小クラック長さとした(図4)。
[Measurement of surface microcrack length]
After acquiring a 100,000x image of the material surface using a field emission scanning electron microscope (manufactured by Hitachi High-Technologies, Ltd., S-4800), each microcracks with a width of 5 nm or more observed within the field of view. The length was determined by measuring the distance between two points, and the total length of the microcracks per unit area was determined as the microcrack length (Figure 4).

[耐食性試験]
屋外を想定した耐食性試験として、図1で示した簡易的な耐酸性試験を参考に鋭意検討を重ね、独自の試験方法を開発した。具体的にはサンプル表面を65℃に温め、その表面にスポイト(径2mm)で10規定塩酸1滴を滴下し、自然乾燥(例えば5分~10分)と、乾燥後直ちに滴下を行うことを繰り返し、目視で表面が白化するまでの滴下回数から耐食性を評価した。
この耐食性試験で実際に自動車に搭載されている製品を評価したところ、40回で表面が白くなった。次に、本発明のサンプルを複数評価したところ、いずれも170回以上であった。従来品の4倍以上「白化していない(耐食性あり)」として評価できる。
[Corrosion resistance test]
As a corrosion resistance test assuming outdoor use, we have developed a unique test method based on extensive research using the simple acid resistance test shown in Figure 1 as a reference. Specifically, warm the sample surface to 65°C, drop one drop of 10 N hydrochloric acid onto the surface with a dropper (diameter 2 mm), let it air dry (for example, 5 to 10 minutes), and then immediately add the drop after drying. Corrosion resistance was evaluated repeatedly based on the number of drops until the surface became white by visual observation.
When a product actually installed in a car was evaluated using this corrosion resistance test, the surface became white after 40 tests. Next, when multiple samples of the present invention were evaluated, all of them were evaluated 170 times or more. It can be evaluated as "no whitening (corrosion resistance)" more than four times that of conventional products.

[実施例1]
アルミニウム-マグネシウム-シリコン系合金のJIS A6063板について、以下の条件で硫酸浴(硫酸水溶液)を用いて陽極酸化処理を行った後、常温ニッケル封孔処理を経て加圧水蒸気封孔を行い、表面の微小クラック長さの計測及び耐食性試験を実施した。
<硫酸浴での陽極酸化処理>
・処理槽の容積:3,300L
・JIS A6063板の寸法:2,000mm×50mm×厚さ20mm
・陰極の材質:JIS A1050(工業用純アルミニウム)
・JIS A6063板と陰極との距離:20mm
・電流密度:1.5A/dm
・硫酸濃度:18質量%
・浴温度:20℃
・処理時間:25分
<常温ニッケル封孔条件>
・封孔液中ニッケル濃度:5g/L
・処理温度:20℃
・処理時間:20分
・pH:5.7
<加圧水蒸気封孔条件>
・圧力:0.18MPa
・処理温度:115℃
・処理時間:75分
<評価試験結果>
微小クラックの合計長さ及び耐食性試験結果を表1に示す。
[Example 1]
A JIS A6063 plate made of aluminum-magnesium-silicon alloy was anodized using a sulfuric acid bath (sulfuric acid aqueous solution) under the following conditions, followed by room temperature nickel sealing and pressurized steam sealing. Micro crack length measurements and corrosion resistance tests were conducted.
<Anodizing treatment in sulfuric acid bath>
・Capacity of treatment tank: 3,300L
・JIS A6063 board dimensions: 2,000mm x 50mm x thickness 20mm
・Cathode material: JIS A1050 (industrial pure aluminum)
・Distance between JIS A6063 plate and cathode: 20mm
・Current density: 1.5A/dm 2
・Sulfuric acid concentration: 18% by mass
・Bath temperature: 20℃
・Processing time: 25 minutes <room temperature nickel sealing conditions>
・Nickel concentration in sealing liquid: 5g/L
・Processing temperature: 20℃
・Processing time: 20 minutes ・pH: 5.7
<Pressure steam sealing conditions>
・Pressure: 0.18MPa
・Processing temperature: 115℃
・Processing time: 75 minutes <Evaluation test results>
Table 1 shows the total length of microcracks and the corrosion resistance test results.

[実施例2]
アルミニウム-マグネシウム-シリコン系合金のJIS A6063板について、以下の条件で硫酸浴(硫酸水溶液)を用いて陽極酸化処理を行った後、常温ニッケル封孔処理を経て加圧水蒸気封孔を行い、表面の微小クラック長さの計測及び耐食性試験を実施した。
<硫酸浴での陽極酸化処理>
処理条件は以下の通りである。
・処理槽の容積:25L
・JIS A6063板の寸法:150mm×50mm×厚さ20mm
・陰極の材質:JIS A1050(工業用純アルミニウム)
・JIS A6063板と陰極との距離:20mm
・電流密度:0.8A/dm
・硫酸濃度:18質量%
・浴温度:20℃
・処理時間:30分
<常温ニッケル封孔条件>
・封孔液中ニッケル濃度:5g/L
・処理温度:20℃
・処理時間:20分
・pH:5.7
<加圧水蒸気封孔条件>
・圧力:0.18MPa
・処理温度:115℃
・処理時間:75分
<評価試験結果>
微小クラックの合計長さ及び耐食性試験結果を表1に示す。
[Example 2]
A JIS A6063 plate made of aluminum-magnesium-silicon alloy was anodized using a sulfuric acid bath (sulfuric acid aqueous solution) under the following conditions, followed by room temperature nickel sealing and pressurized steam sealing. Micro crack length measurements and corrosion resistance tests were conducted.
<Anodizing treatment in sulfuric acid bath>
The processing conditions are as follows.
・Capacity of processing tank: 25L
・JIS A6063 board dimensions: 150mm x 50mm x thickness 20mm
・Cathode material: JIS A1050 (industrial pure aluminum)
・Distance between JIS A6063 plate and cathode: 20mm
・Current density: 0.8A/ dm2
・Sulfuric acid concentration: 18% by mass
・Bath temperature: 20℃
・Processing time: 30 minutes <room temperature nickel sealing conditions>
・Nickel concentration in sealing liquid: 5g/L
・Processing temperature: 20℃
・Processing time: 20 minutes ・pH: 5.7
<Pressure steam sealing conditions>
・Pressure: 0.18MPa
・Processing temperature: 115℃
・Processing time: 75 minutes <Evaluation test results>
Table 1 shows the total length of microcracks and the corrosion resistance test results.

[実施例3]から[実施例7]については、[実施例2]と同じ処理槽等を用いて、表1に示すように、合金の種類、陽極酸化処理の電流密度、加圧水蒸気封孔条件を変更したサンプルを作製し、表面の微小クラック長さの計測及び耐食性試験を実施した。 For [Example 3] to [Example 7], the same treatment tank as [Example 2] was used, and as shown in Table 1, the type of alloy, the current density of anodizing treatment, the pressurized steam sealing, etc. Samples were prepared under different conditions, and the length of microcracks on the surface was measured and a corrosion resistance test was conducted.

[比較例1]
比較のために、アルミニウム-マグネシウム-シリコン系合金のJIS A6063板について、以下の条件で硫酸浴(硫酸水溶液)を用いて陽極酸化処理を行った後、常温ニッケル封孔処理を経て加圧水蒸気封孔を行い、表面の微小クラック長さの計測及び耐食性試験を実施した。
<硫酸浴での陽極酸化処理>
・処理槽の容積:3,300L
・JIS A6063板の寸法:2,000mm×50mm×厚さ20mm
・陰極の材質:JIS A1050(工業用純アルミニウム)
・JIS A6063板と陰極との距離:20mm
・電流密度:1.5A/dm
・硫酸濃度:18質量%
・浴温度:20℃
・処理時間:25分
<常温ニッケル封孔条件>
・封孔液中ニッケル濃度:5g/L
・処理温度:20℃
・処理時間:20分
・pH:5.7
<加圧水蒸気封孔条件>
・圧力:0.45MPa
・処理温度:145℃
・処理時間:20分
<評価試験結果>
微小クラックの合計長さ及び耐食性試験結果を表1に示す。
[Comparative example 1]
For comparison, a JIS A6063 plate made of aluminum-magnesium-silicon alloy was anodized using a sulfuric acid bath (aqueous sulfuric acid solution) under the following conditions, followed by room-temperature nickel sealing and pressurized steam sealing. The length of micro cracks on the surface was measured and a corrosion resistance test was carried out.
<Anodizing treatment in sulfuric acid bath>
・Capacity of treatment tank: 3,300L
・JIS A6063 board dimensions: 2,000mm x 50mm x thickness 20mm
・Cathode material: JIS A1050 (industrial pure aluminum)
・Distance between JIS A6063 plate and cathode: 20mm
・Current density: 1.5A/dm 2
・Sulfuric acid concentration: 18% by mass
・Bath temperature: 20℃
・Processing time: 25 minutes <room temperature nickel sealing conditions>
・Nickel concentration in sealing liquid: 5g/L
・Processing temperature: 20℃
・Processing time: 20 minutes ・pH: 5.7
<Pressure steam sealing conditions>
・Pressure: 0.45MPa
・Processing temperature: 145℃
・Processing time: 20 minutes <Evaluation test results>
Table 1 shows the total length of microcracks and the corrosion resistance test results.

[比較例2]については、[比較例1]と同じ処理槽等を用いて、加圧水蒸気封孔条件を変更したサンプルを作製し、表面の微小クラック長さの計測及び耐食性試験を実施した。 For [Comparative Example 2], a sample was prepared using the same treatment tank as in [Comparative Example 1] with different pressurized steam sealing conditions, and the length of micro cracks on the surface was measured and a corrosion resistance test was conducted.

Figure 2023141525000001
Figure 2023141525000001

表1から明らかな通り、実施例1~7で作製した陽極酸化皮膜を有するアルミニウム合金材は、従来製品である比較例1よりもクラックが抑制され、高い耐食性を有することがわかった。 As is clear from Table 1, the aluminum alloy materials having anodized films produced in Examples 1 to 7 had more suppressed cracking than Comparative Example 1, which is a conventional product, and had high corrosion resistance.

本発明のアルミニウム合金材は、屋外の露天状態においても良好な耐食性を発揮するため、種々の用途に利用できる。例えば、自動車用のキャリーレールやモールの材料として好適に利用することができる。 The aluminum alloy material of the present invention exhibits good corrosion resistance even in outdoor outdoor conditions, so it can be used for various purposes. For example, it can be suitably used as a material for carrying rails and moldings for automobiles.

Claims (4)

封孔処理が行われた陽極酸化皮膜を有するアルミニウム合金材であって、前記陽極酸化皮膜の表面に観察される幅5nm以上の微小クラックの合計長さが、前記合金材表面の単位面積1平方マイクロメートル当たり0.6マイクロメートル以上3.3マイクロメートル以下であることを特徴とするアルミニウム合金材 An aluminum alloy material having an anodic oxide film that has been subjected to a sealing treatment, and the total length of microcracks with a width of 5 nm or more observed on the surface of the anodic oxide film is equal to 1 square unit area of the surface of the alloy material. An aluminum alloy material characterized by having a particle size of 0.6 micrometers or more and 3.3 micrometers or less 前記アルミニウム合金材の合金種類が、JISで定めるA5000番台又はA6000番台であることを特徴とする請求項1に記載のアルミニウム合金材 The aluminum alloy material according to claim 1, wherein the alloy type of the aluminum alloy material is A5000 series or A6000 series defined by JIS. 請求項1又は2に記載のアルミニウム合金材の製造方法であって、陽極酸化処理後に行う加圧水蒸気封孔処理の温度が105℃以上125℃以下であることを特徴とするアルミニウム合金材の製造方法 3. The method for producing an aluminum alloy material according to claim 1 or 2, wherein the temperature of the pressurized steam sealing treatment performed after the anodizing treatment is 105°C or more and 125°C or less. 前記陽極酸化処理の電流密度が0.8~1.5A/dmであることを特徴とする請求項3に記載のアルミニウム合金材の製造方法 The method for producing an aluminum alloy material according to claim 3, wherein the current density of the anodizing treatment is 0.8 to 1.5 A/dm 2 .
JP2022047886A 2022-03-24 2022-03-24 Aluminum alloy material having anodized film and production method of the same Pending JP2023141525A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022047886A JP2023141525A (en) 2022-03-24 2022-03-24 Aluminum alloy material having anodized film and production method of the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022047886A JP2023141525A (en) 2022-03-24 2022-03-24 Aluminum alloy material having anodized film and production method of the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023141525A true JP2023141525A (en) 2023-10-05

Family

ID=88205282

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022047886A Pending JP2023141525A (en) 2022-03-24 2022-03-24 Aluminum alloy material having anodized film and production method of the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2023141525A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101031674B (en) Method for anticorrosion-treating aluminum or aluminum alloy
KR101214400B1 (en) Plasma electrolytic oxidation coating method for aluminum metal and aluminum metal-oxide
TWI421373B (en) Tungsten coating method for metal base material
JP5265181B2 (en) Protective film manufacturing method
CN112458512B (en) Preparation method of magnesium alloy micro-arc oxidation black super-hydrophobic film layer
JP4656405B2 (en) Surface treatment method of aluminum or its alloy
RU2543580C1 (en) Method of obtaining protective coatings on magnesium alloys
Canyook et al. Influences of sealing solutions on anodized layer properties of 7075 aluminium alloy
JP2023141525A (en) Aluminum alloy material having anodized film and production method of the same
JPWO2019098378A1 (en) Magnesium or aluminum metal member having a black oxide film and its manufacturing method
Morks et al. Growth and characterization of anodic films on aluminum alloys in 5-sulfosalicylic acid solution
CA1134774A (en) Anodising aluminium
CN110643999A (en) Preparation method of self-assembled hole sealing protective film
CN109811385B (en) Polyvinylidene fluoride/aluminum oxide composite film on surface of aluminum and aluminum alloy and preparation method thereof
KR100489640B1 (en) Electrolyte solution for anodizing and corrosion-resisting coating method of magnesium alloy using the same
WO2022206588A1 (en) Method for preparing welding joint protective coating, and use thereof
CN111074323A (en) Normal-temperature nickel-free sealing liquid for aluminum and aluminum alloy anodic oxidation and sealing method
Oleynik et al. Protective properties of PEO coatings modified by corrosion inhibitors on aluminum alloys
JP2579234B2 (en) Aluminum fin material for heat exchanger and method for producing the same
JP4522615B2 (en) Surface-treated aluminum material and aluminum molded body
JP2002129386A (en) Surface treated aluminium material superior in corrosion resistance and manufacturing method therefor
CN111719144A (en) Preparation method of zirconate passivation film
KR101817872B1 (en) Sealing agent comprising aluminate or its salt and sealing method of alumina using the same
WO2023188499A1 (en) Outer casing member and method for producing same
JP5452034B2 (en) Surface treatment member for semiconductor manufacturing apparatus and method for manufacturing the same