JP2907358B2 - アルミニウム合金高温加工体の表面処理方法 - Google Patents
アルミニウム合金高温加工体の表面処理方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｍｇを例えば２．０％
（重量で、以下同じ）以上を含有するアルミニウム合金
を高温で加工した後、表面処理することにより耐食性、
塗膜密着性、外観の美麗さに優れたアルミニウム合金高
温加工体、例えば建材、輸送機器用材、装飾品、器物等
を得るための表面処理方法に関するものである。
（重量で、以下同じ）以上を含有するアルミニウム合金
を高温で加工した後、表面処理することにより耐食性、
塗膜密着性、外観の美麗さに優れたアルミニウム合金高
温加工体、例えば建材、輸送機器用材、装飾品、器物等
を得るための表面処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウム合金の高温加工体、例えば
超塑性成形加工体は以下に述べるような理由で、美観、
塗膜密着性、耐食性を要する用途には使われ難かった。
ＳＵＰＲＡＬ１００の様に表面に純アルミをクラッドし
た超塑性材の加工体の場合には比較的問題が小さく種々
の表面処理をして用いられた例はある。しかしクラッド
材と言うことでコストアップは否めない。一般にこのよ
うな場合、アランダム等を研磨材としてエアブラスト等
により表面層を機械的に除去し、塗膜密着性、耐食性を
向上させることも考えられるが、板ソリ、歪みが生じや
すく、また研磨材は表面に埋まり込むため塗装等表面処
理後、黒化、塗膜密着不良等が発生する。また、以下の
公報に記載されたような公知技術を適用することも考え
られるが各々併記する問題点が存在する。 特開昭５０−８６５４０ 内容：アルミニウム基質をケイ酸アルカリ水溶液で処理
した後、塩化ビニリデン樹脂で処理して防食皮膜を形成
する。 問題点：ケイ酸アルカリ処理の際に処理ムラを生じやす
く、均質な皮膜を得にくい。 特開昭６４−３４７３１ 内容：アルミニウム板表面をアルカリ脱脂後、酸化剤を
含む水溶液中で処理し、ベーマイト処理を形成させる。 問題点：弱アルカリ脱脂では、ベーマイト処理、塗装処
理等に際して皮膜欠陥、黒化等の不具合を生じる。 特開平１−２１２７７５ 内容：塩酸イオンを含有するｐＨ２以下の酸性水溶液中
でエッチングした後、ｐＨ１３以上のアルカリ性水溶液
中でエッチングする。 問題点：２段処理となり生産性が悪く、コストアップに
なる。また、スマットが発生するのでその後の塗装、化
成処理等において塗膜欠陥等の不具合を生じる。 特開平２−９７７００ 内容：界面活性剤添加水溶液中で脱脂後、アノード分極
電解処理及びカソード分極電解処理を交互に行う。 問題点：界面活性剤水溶液中での脱脂では電解処理の際
にムラを生じやすく、均一な処理面を得ようとすると多
量の電力を必要とし、コストアップにつながる。また、
複雑な形状を有する物体に対しては適用できない。
超塑性成形加工体は以下に述べるような理由で、美観、
塗膜密着性、耐食性を要する用途には使われ難かった。
ＳＵＰＲＡＬ１００の様に表面に純アルミをクラッドし
た超塑性材の加工体の場合には比較的問題が小さく種々
の表面処理をして用いられた例はある。しかしクラッド
材と言うことでコストアップは否めない。一般にこのよ
うな場合、アランダム等を研磨材としてエアブラスト等
により表面層を機械的に除去し、塗膜密着性、耐食性を
向上させることも考えられるが、板ソリ、歪みが生じや
すく、また研磨材は表面に埋まり込むため塗装等表面処
理後、黒化、塗膜密着不良等が発生する。また、以下の
公報に記載されたような公知技術を適用することも考え
られるが各々併記する問題点が存在する。 特開昭５０−８６５４０ 内容：アルミニウム基質をケイ酸アルカリ水溶液で処理
した後、塩化ビニリデン樹脂で処理して防食皮膜を形成
する。 問題点：ケイ酸アルカリ処理の際に処理ムラを生じやす
く、均質な皮膜を得にくい。 特開昭６４−３４７３１ 内容：アルミニウム板表面をアルカリ脱脂後、酸化剤を
含む水溶液中で処理し、ベーマイト処理を形成させる。 問題点：弱アルカリ脱脂では、ベーマイト処理、塗装処
理等に際して皮膜欠陥、黒化等の不具合を生じる。 特開平１−２１２７７５ 内容：塩酸イオンを含有するｐＨ２以下の酸性水溶液中
でエッチングした後、ｐＨ１３以上のアルカリ性水溶液
中でエッチングする。 問題点：２段処理となり生産性が悪く、コストアップに
なる。また、スマットが発生するのでその後の塗装、化
成処理等において塗膜欠陥等の不具合を生じる。 特開平２−９７７００ 内容：界面活性剤添加水溶液中で脱脂後、アノード分極
電解処理及びカソード分極電解処理を交互に行う。 問題点：界面活性剤水溶液中での脱脂では電解処理の際
にムラを生じやすく、均一な処理面を得ようとすると多
量の電力を必要とし、コストアップにつながる。また、
複雑な形状を有する物体に対しては適用できない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】２００℃以上の高温で
ブロー成形されたアルミニウム合金の表面には酸化皮膜
（所謂自然酸化皮膜）が形成される。この酸化皮膜には
多数のクラックが存在し、このクラックのために耐食性
が低下する。また、厚みについても不均一であり、特に
本発明のように高温下で加工した場合は材料の変形と酸
化皮膜の形成が同時に生じるので、極端に厚い部分と薄
い部分ができる。従って良好な耐食性を得るためには上
記の様な自然酸化皮膜の欠点を補う、均一で緻密な皮膜
を形成させなければならない。本発明にはＭｇを例えば
２％以上含有しているアルミニウム合金が使用される。
Ｍｇはアルミニウム表面に偏析しやすく、表面に酸化皮
膜が存在すると偏析しやすい傾向がさらに助長される。
表面に偏析したＭｇは大気中の酸素によって酸化マグネ
シウムを形成する。酸化マグネシウムはアルカリ性を示
し、耐食性、塗膜密着性、美観に悪影響を及ぼす。従っ
て表面ないし表面近傍のＭｇの影響を無くす必要があ
る。本発明は高温加工時に形成された表面酸化皮膜及び
表面ないし表面近傍に偏析したＭｇを安定化することに
より、耐食性、塗膜密着性等を向上させた低コストのア
ルミニウム合金高温加工体の表面処理方法を提供するも
のである。
ブロー成形されたアルミニウム合金の表面には酸化皮膜
（所謂自然酸化皮膜）が形成される。この酸化皮膜には
多数のクラックが存在し、このクラックのために耐食性
が低下する。また、厚みについても不均一であり、特に
本発明のように高温下で加工した場合は材料の変形と酸
化皮膜の形成が同時に生じるので、極端に厚い部分と薄
い部分ができる。従って良好な耐食性を得るためには上
記の様な自然酸化皮膜の欠点を補う、均一で緻密な皮膜
を形成させなければならない。本発明にはＭｇを例えば
２％以上含有しているアルミニウム合金が使用される。
Ｍｇはアルミニウム表面に偏析しやすく、表面に酸化皮
膜が存在すると偏析しやすい傾向がさらに助長される。
表面に偏析したＭｇは大気中の酸素によって酸化マグネ
シウムを形成する。酸化マグネシウムはアルカリ性を示
し、耐食性、塗膜密着性、美観に悪影響を及ぼす。従っ
て表面ないし表面近傍のＭｇの影響を無くす必要があ
る。本発明は高温加工時に形成された表面酸化皮膜及び
表面ないし表面近傍に偏析したＭｇを安定化することに
より、耐食性、塗膜密着性等を向上させた低コストのア
ルミニウム合金高温加工体の表面処理方法を提供するも
のである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】先ず、本発明に用いるＭ
ｇを含有するアルミニウム合金には、Ｍｇの他に、結晶
粒微細化、超塑性成形性、強度の向上、酸化防止等のた
めまた不純物として２％までのＣｕ、２％までのＭｎ、
１％までのＣｒ、１％までのＺｒ、１％までのＳｉ、１
％までのＦｅ、１％までのＶ、２％までのＺｎ、０．１
％までのＴｉ、０．０５％までのＢ、０．０５％までの
Ｂｅ、各々０．１５％までのその他元素を含んでも構わ
ない。また、２００℃以上での加工とは、主として超塑
性加工をさし、この温度未満の通常の冷間の加工では本
願のような技術的課題は生じない。そして、高温加工
後、以下に示すような表面処理を施すことにより、低コ
ストで耐食性、塗膜密着性に優れた高温加工体を製造す
ることができる。即ち、請求項１では高温ブロー成形
後、アルカリ性溶液中での交流電解処理を施す。このア
ルカリ性溶液中での交流電解処理は例えば特開昭６３ー
２５８６７４、０２−１８２９００に開示されているよ
うに、浴温３０〜９０℃のアルカリ性溶液中で交流電解
処理する。ただし、本発明のように表面処理の対象がＭ
ｇを例えば２％以上含有しているアルミニウム合金の高
温加工体の場合、上記のうちでも好ましい処理液の組成
がある。すなわち、電解時間は２０〜４０秒が、電気量
は１００〜２００Ｃ／ｄｍ2が好ましい。電解時間が２
０秒未満だったり電気重が１００Ｃ／ｄｍ2未満では皮
膜形成が不十分でむらのある皮膜になってしまい、電解
時間が４０秒を超えたり電気量が２００Ｃ／ｄｍ2をこ
えると粉ふきが発生し塗膜密着性が低下する。なお、実
際に建材、輸送機器用材、装飾品。器物等の製品にする
には、上記格表面処理の後、塗装や２次電解等の他の表
面処理を行ってもかまわない。
ｇを含有するアルミニウム合金には、Ｍｇの他に、結晶
粒微細化、超塑性成形性、強度の向上、酸化防止等のた
めまた不純物として２％までのＣｕ、２％までのＭｎ、
１％までのＣｒ、１％までのＺｒ、１％までのＳｉ、１
％までのＦｅ、１％までのＶ、２％までのＺｎ、０．１
％までのＴｉ、０．０５％までのＢ、０．０５％までの
Ｂｅ、各々０．１５％までのその他元素を含んでも構わ
ない。また、２００℃以上での加工とは、主として超塑
性加工をさし、この温度未満の通常の冷間の加工では本
願のような技術的課題は生じない。そして、高温加工
後、以下に示すような表面処理を施すことにより、低コ
ストで耐食性、塗膜密着性に優れた高温加工体を製造す
ることができる。即ち、請求項１では高温ブロー成形
後、アルカリ性溶液中での交流電解処理を施す。このア
ルカリ性溶液中での交流電解処理は例えば特開昭６３ー
２５８６７４、０２−１８２９００に開示されているよ
うに、浴温３０〜９０℃のアルカリ性溶液中で交流電解
処理する。ただし、本発明のように表面処理の対象がＭ
ｇを例えば２％以上含有しているアルミニウム合金の高
温加工体の場合、上記のうちでも好ましい処理液の組成
がある。すなわち、電解時間は２０〜４０秒が、電気量
は１００〜２００Ｃ／ｄｍ2が好ましい。電解時間が２
０秒未満だったり電気重が１００Ｃ／ｄｍ2未満では皮
膜形成が不十分でむらのある皮膜になってしまい、電解
時間が４０秒を超えたり電気量が２００Ｃ／ｄｍ2をこ
えると粉ふきが発生し塗膜密着性が低下する。なお、実
際に建材、輸送機器用材、装飾品。器物等の製品にする
には、上記格表面処理の後、塗装や２次電解等の他の表
面処理を行ってもかまわない。
【０００５】
【作用】高温ブロー成形時に形成される酸化皮膜にはク
ラック、ＭｇＯ等の欠陥が多数存在しており、また高温
ブロー成形時に使用される潤滑材、離型剤等が付着して
いるために塗膜密着性等の塗装性能が劣る。このような
不具合をなくすためには、高温ブロー成形時に形成され
た酸化皮膜の上を覆って安定化させれば良い。本発明の
アルカリ性溶液中での交流電解処理も上記の考え方に基
づき、表面に緻密で安定な酸化皮膜を形成させることに
より耐食性を向上させるものである。またこの処理によ
って得られる酸化皮膜の表面には水和酸化皮膜と同様に
−ＯＨ基、−Ｏ基といった反応性の官能基が存在するの
で、塗料の有する官能基との相互作用により密着性が向
上する。
ラック、ＭｇＯ等の欠陥が多数存在しており、また高温
ブロー成形時に使用される潤滑材、離型剤等が付着して
いるために塗膜密着性等の塗装性能が劣る。このような
不具合をなくすためには、高温ブロー成形時に形成され
た酸化皮膜の上を覆って安定化させれば良い。本発明の
アルカリ性溶液中での交流電解処理も上記の考え方に基
づき、表面に緻密で安定な酸化皮膜を形成させることに
より耐食性を向上させるものである。またこの処理によ
って得られる酸化皮膜の表面には水和酸化皮膜と同様に
−ＯＨ基、−Ｏ基といった反応性の官能基が存在するの
で、塗料の有する官能基との相互作用により密着性が向
上する。
【０００６】
【実施例】発明例 Ａ１−４％Ｍｇ−１％Ｍｎ−０．００５％Ｂｅ超塑性材（板厚１．６ｍｍ） ↓ ５００℃で１０分保持後、５Ｍｐａ、大気中で超塑性プロー成形加工。 （板厚減少率＝（本板厚−成形後板厚）／成形後板厚×１００＝１００％） ↓ 冷却（自然放冷） ↓ 表１に示すような各種表面処理 ↓ ＳＳＴ試験（ＪＩＳ Ｚ２３７１→１９８８準拠。２００時間） 及び テープ密着性試験（セキスイポリエステルテープＮｏ．２１，１８ｍｍ幅を貼 り、９０℃ピール強度測定） 各処理の条件等は下記の通りである。アルカリ交流電解
リン酸ソーダ系電解液、ｐＨ＝１０．５、７０℃、１
２０秒電解。 比較例 Ａ１−４％Ｍｇ−１％Ｍｎ−０，００５％Ｂｅ 超塑性材（板厚１．６ｍｍ ） ↓ ５００℃で１０分保持後、５Ｍｐａ、大気中で超塑性ブロー成形した。 （板厚減少率＝（元板厚−成形後板厚）／成形後板厚×１００＝１００％） ↓ 冷却（自然放冷） ↓ 無処理または表１に示すような苛性ソーダエッチング ↓ 実施例１と同様のＳＳＴ試験及びテープ密着性試験を行った。 苛性ソーダエッチングの条件は下記の通り。１０％−Ｎ
ａＯＨ、６０℃、１５分浸漬→水洗→デスマット（３０
％→硝酸、室温、５分浸漬）→水洗→乾燥
リン酸ソーダ系電解液、ｐＨ＝１０．５、７０℃、１
２０秒電解。 比較例 Ａ１−４％Ｍｇ−１％Ｍｎ−０，００５％Ｂｅ 超塑性材（板厚１．６ｍｍ ） ↓ ５００℃で１０分保持後、５Ｍｐａ、大気中で超塑性ブロー成形した。 （板厚減少率＝（元板厚−成形後板厚）／成形後板厚×１００＝１００％） ↓ 冷却（自然放冷） ↓ 無処理または表１に示すような苛性ソーダエッチング ↓ 実施例１と同様のＳＳＴ試験及びテープ密着性試験を行った。 苛性ソーダエッチングの条件は下記の通り。１０％−Ｎ
ａＯＨ、６０℃、１５分浸漬→水洗→デスマット（３０
％→硝酸、室温、５分浸漬）→水洗→乾燥
【０００７】
【表１】 表１から本発明の表面処理を施した発明例は、本発明の
範囲外の表面処理である苛性ソーダエッチングを施した
比較例や無処理の比較例と比べ耐食性が格段に良好でテ
ープ密着強度も高い。
範囲外の表面処理である苛性ソーダエッチングを施した
比較例や無処理の比較例と比べ耐食性が格段に良好でテ
ープ密着強度も高い。
【０００８】
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明のアルミニウム合金高温加工体の表面処理方法は耐食
性、塗布密着性のいずれも優れており、建材、輸送機器
用材、装飾品、器物等に好適に用いることができる。
明のアルミニウム合金高温加工体の表面処理方法は耐食
性、塗布密着性のいずれも優れており、建材、輸送機器
用材、装飾品、器物等に好適に用いることができる。
フロントページの続き (72)発明者 倉田 正裕 東京都中央区日本橋室町４丁目３番18号 スカイアルミニウム株式会社内 (72)発明者 白石 貞雄 東京都中央区日本橋室町４丁目３番18号 スカイアルミニウム株式会社内 (72)発明者 小林 美智男 東京都中央区日本橋室町４丁目３番18号 スカイアルミニウム株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−268038（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−176019（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−137632（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−258674（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−182900（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C25D 11/16 C22F 1/00 613 C22F 1/047
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｍｇを含有するアルミニウム合金を２０
０℃以上の高温でブロー成形した後、浴温３０〜９０℃
のアルカリ性溶液中で電解時間を２０〜４０秒とし電気
量を１００〜２００Ｃ／ｄｍ 2 とした交流電解処理をす
ることを特徴とするアルミニウム合金高温加工体の表面
処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24834591A JP2907358B2 (ja) | 1991-09-02 | 1991-09-02 | アルミニウム合金高温加工体の表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24834591A JP2907358B2 (ja) | 1991-09-02 | 1991-09-02 | アルミニウム合金高温加工体の表面処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0559567A JPH0559567A (ja) | 1993-03-09 |
| JP2907358B2 true JP2907358B2 (ja) | 1999-06-21 |
Family
ID=17176711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24834591A Expired - Fee Related JP2907358B2 (ja) | 1991-09-02 | 1991-09-02 | アルミニウム合金高温加工体の表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2907358B2 (ja) |
-
1991
- 1991-09-02 JP JP24834591A patent/JP2907358B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0559567A (ja) | 1993-03-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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