JP4253716B2 - マグネシウム材料製品の表面処理方法 - Google Patents
マグネシウム材料製品の表面処理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4253716B2 JP4253716B2 JP2002172772A JP2002172772A JP4253716B2 JP 4253716 B2 JP4253716 B2 JP 4253716B2 JP 2002172772 A JP2002172772 A JP 2002172772A JP 2002172772 A JP2002172772 A JP 2002172772A JP 4253716 B2 JP4253716 B2 JP 4253716B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnesium material
- film
- oxide film
- time
- surface 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Description
【産業上の利用分野】
本発明は、マグネシウム材料製品の表面に陽極酸化処理を施すことを主とする表面処理方法に関するものである。
【0002】
【従来技術】
従前よりマグネシウム材料製品の耐食性、耐摩耗性、塗膜の密着性を高める手段として製品表面の陽極酸化処理が知られている。具体的には、JIS5種法、JIS6種法、HAE法、リン酸法などが公知である。然し前記公知手段では、電解液として重クロム酸等の重金属類を使用するために、廃液処理に問題が生ずる。そこで従前よりアルカリ水溶液を電解液とする陽極酸化処理が提案されている。
【0003】
具体的には、特開平9−176894号公報に、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物と、炭酸塩水溶液と皮膜形成安定剤を添加してなる電解液を使用し、1〜10A/dm2、20分の通電で酸化皮膜を形成することが開示されている。
【0004】
また特開平11−209893号、同23698号公報には、前記手段では金属光沢を呈する透明皮膜の形成は困難であるとし、リン酸塩及びアルミン酸塩と安定剤としてヒドロキシル基を有する有機化合物を含有する電解液を使用し、電解電圧80Vで30秒の直流電解を実施して、透明皮膜を得られたことが開示されている。しかしながら、前記手段で形成すると皮膜が厚く、必ずしも透明皮膜といえるほどではない。
【0005】
更にアンモニアを含む電解液でDC220〜250Vの高電圧処理(特表平11−502567号)、反転電源による電解研磨を採用して反転付加の繰り返しによる皮膜成長処理(特開2001−49493号)等の手段が知られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
第一に前記の従来手段では、金属光沢を呈するとしても、金属素地の色調が僅かに変化してしまい、堅牢な透明皮膜の形成は困難である。
【0007】
第二にその詳細な原因は不明であるが、酸化皮膜の厚みや堅牢性は、通電時間に比例せずに、通電初期に効率的な被膜形成が実験的に確認できた。従って従前のような所定時間通電を継続する酸化処理手段は必ずしも効率的なものとは言えない。
【0008】
そこで本発明は、確実に透明皮膜を得ることができ、また効率的に酸化皮膜を得ることができる新規な陽極酸化処理を採用したマグネシウム材料製品の表面処理方法を提案したものである。
【0009】
【課題を解決する手段】
本発明に係るマグネシウム材料製品の表面処理方法は、酸化皮膜の形成を、必要に応じて電流安定化剤を加えたアルカリ電解液に、皮膜形成平滑剤を付加した陽極酸化液を使用し、直流100V以下の低電圧で、数秒単位のオンオフを繰り返す通電を行ってマグネシウム材料製品の表面に陽極酸化処理を施して形成するものである。
【0010】
従って通電初期は、処理対象物(陽極)表面の電解液の酸素イオンが直ぐに作用して酸化皮膜を形成し、その後の通電による被膜形成に際しては、酸素イオンの液中移動により膜形成の効率が悪い。そこでオフ時間を設けるとことで処理対象物(陽極)表面の電解液の酸素イオン濃度が初期時に戻るので、オンオフのインターバル通電を行うことで、効率的な通電初期の膜形成を繰り返して、所望の膜厚とすることができる。
【0011】
本発明(請求項1)は、前記の酸化皮膜の形成に際して、特に金属光沢面を保つ透明酸化被膜が形成できるようにしたもので、直流20〜40Vの低電圧で、連続通電オンタイムが1〜2秒程度でオフタイム1秒以上とし、これを数サイクル繰り返して全体で10秒前後の処理時間となるように、電圧値、オンオフタイム、サイクル数、液温度、電流安定化剤の組成及び濃度、電解質の組成及び濃度、皮膜形成平滑剤の組成及び濃度を選択し、マグネシウム材料製品の表面に陽極酸化処理を施し、透明酸化被膜を形成した後、透明塗料で前記酸化被膜の封孔処理を行ってなることを特徴とするものである。
【0012】
従って前記陽極酸化処理では、膜厚が薄く透明であり、金属光沢が明確にそのまま視認できる。更に透明塗料で封孔処理を施すと、研磨状態の金属光沢面を備え且つ耐食性、耐摩耗性を有するマグネシウム材料製品を得ることができる。
【0013】
また本発明(請求項2)は、前記の酸化皮膜を形成する陽極酸化処理後に、染色液に浸漬した後、所定の封孔処理を施してなることを特徴とするもので、所望の色調を備えたマグネシウム材料製品を、効率的に製出できる。
【0014】
【実施の形態】
次に本発明の実施形態について説明する。第一実施形態は、透明皮膜を備えたマグネシウム材料製品の表面処理方法の最適実施と認められる例である。
【0015】
試料片として、AZ31合金の薄肉圧延板を使用し、陽極酸化用電解液として、表1の通りの構成液を使用した。
【0016】
【表1】
【0017】
そして定法通り試料片の表面を清浄にして、所定の電極接続を行い、電圧40Vで、最大電流を10A(16.6A/平方dm)で、オンタイム1秒、オフタイム3秒のインターバル通電を2〜3サイクル行う。
【0018】
前記の通電によって試料片の表面には、陽極酸化処理による透明な被膜が形成される。この透明酸化被膜越しの試料片表面は、研磨された金属光沢がそのまま現れている。
【0019】
次に定法とおり洗浄し、クリア塗料を混入した電着槽に浸漬し、透明酸化被膜の表面に更にクリア塗料による電着塗装を施す。これによって透明酸化皮膜の多孔質の表面が封孔されると共に、塗膜による保護膜が形成されることになる。
【0020】
而して試料片の表面には、研磨された金属光沢が全く損なわれることなく現出する透明保護膜が形成されることになる。
【0021】
更に前記透明酸化被膜形成のためのインターバル通電の通電条件(デューティ比の変更、継続オンタイム)を種々変化させて実験させた結果、通電処理時間(オンオフ通算時間)を10秒として実施した結果が表2である。
【0022】
【表2】
【0023】
従って1秒の通電でも透明酸化皮膜が形成されることが確認でき、5秒以上継続するオンタイムを採用すると、酸化被膜によって僅かな色変調(白色半透明)を呈し、金属光沢が明確に現出する透明被膜とはならないことが確認された。なお約20分の通電処理(デューティ比25%)を行うと、透明度が無くなり白色を呈することが確認できた。
【0024】
次に本発明の第二実施形態について説明する。第二実施形態は、所望の色調を備えたマグネシウム材料製品の製出に関するものである。
【0025】
第二実施形態は、陽極酸化処理、染色処理、封孔処理を順次行う表面を処理する方法で、陽極酸化処理は、所定の電解液(第一実施形態と同様に、アルカリ溶液、電流安定化剤、膜平滑化剤で構成される。)を使用し、適宜にオンオフを繰り返すインターバル電源をもって実施する。この陽極酸化処理における通電処理時間は、オンオフのデューティ比並びにオンタイム、並びに形成しようとする膜厚に対応して適宜定められるものである。
【0026】
陽極酸化処理を施したマグネシウム材料製品は、洗浄の後に染色処理を行うもので、所望の色彩の染料の水溶液に、マグネシウム材料製品をどぶ漬けして行う。これによって染料水溶液は、酸化被膜のポーラス層の孔部分に進入し、マグネシウム材料製品の酸化被膜表面を所望の色に着色する。
【0027】
染色処理を終了すると、所定の洗浄後に封孔処理を行う。封孔処理は、前記第一実施形態と同様に、クリア塗料を混入した電着槽に浸漬し、透明酸化被膜の表面に更にクリア塗料による電着塗装を施してなるものである。
【0028】
従って、所望の染料をもって所望の色彩に着色した保護被膜を備えたマグネシウム材料製品を得ることができたもので、特に陽極酸化処理においてインターバル電源を採用することによって、被膜形成効率を高めると共に、堅牢な被膜を得ることができたものである。
【0029】
本発明は、前記の第一実施形態及び第二実施形態に示した例に限定されるものではなく、陽極酸化処理における電解液の組成並びにその濃度、さらには電圧を変更しても可能である。
【0030】
具体的には、電圧を20V、60V、100Vに変更して、同時に電解液の組成濃度を変更して実験を繰り返したところ、下記の表3,4の通り確認できた。
【0031】
【表3】
【0032】
【表4】
【0033】
実験は、オンタイム1秒、オフタイム3秒のインターバルで、2〜3サイクルの例を示したもので、所定の透明被膜の形成が確認されたのが「丸印」、完全透明被膜は形成されないが酸化被膜が形成された場合は「三角印」で、被膜形成が認められない場合には「×印」とした。
【0034】
そして実験の結果、表3に示すとおり、液温が第一実施形態の50℃から、実験した25℃で、且つ電圧が20〜40Vの場合に透明被膜の形成が確認できた。
【0035】
また表4に示すとおり、電解液組成物の濃度変更をした結果から、アルカリ溶液の濃度を高めても透明被膜形成に問題は無く、濃度を低くすると、最適電圧が低電圧に移行することが確認できた。また電流安定化剤及び膜平滑化剤の濃度は、膜形成への影響は少ないことが確認された。
【0036】
更に電解液の使用材料を変更した例を表5に示した。
【0037】
【表5】
【0038】
表5に示すとおり、本発明の実施形態に示した電解液構成の代替物質を採用しても、インターバル電源を採用しての陽極処理による酸化被膜形成が実現するものである。また、他の合金であるAZ61についても同様の試験を実施したところ、同様の酸化被膜を得ることができる。
【0039】
【発明の効果】
以上のとおり本発明は、必要に応じて電流安定化剤を加えたアルカリ電解液に、皮膜形成平滑剤を付加した陽極酸化液を使用し、低電圧で、数秒毎のオンオフを繰り返す通電を行ってマグネシウム材料製品の表面に陽極酸化処理を施し、然る後酸化被膜の封孔処理を行ってなるマグネシウム材料製品の表面処理方法で、通電初期の効率的な膜形成を繰り返して所望の厚みの酸化皮膜を得るようにしたもので、堅牢な皮膜を効率よく形成することで、マグネシウム材料製品の高品質化に貢献できたものである。
【0040】
また特に前記処理方法において、オンタイム1〜2秒程度でオフタイム1秒以上とし、全体で10秒前後の処理時間で酸化処理を行って、透明酸化被膜を形成した後、透明塗料で封孔処理を行ってなる表面処理方法で、研磨状態の金属光沢面を備え且つ耐食性、耐摩耗性を有するマグネシウム材料製品を提供できたものである。
Claims (3)
- 必要に応じて電流安定化剤を加えたアルカリ電解液に皮膜形成平滑剤を付加した陽極酸化液を使用し、金属光沢面を保つ透明酸化被膜が形成できるように、直流20〜40Vの低電圧で、連続通電オンタイムが1〜2秒程度でオフタイム1秒以上とし、これを数サイクル繰り返して全体で10秒前後の処理時間となるように、電圧値、オンオフタイム、サイクル数、液温度、電流安定化剤の組成及び濃度、電解質の組成及び濃度、皮膜形成平滑剤の組成及び濃度を選択し、マグネシウム材料製品の表面に陽極酸化処理を施し、透明酸化被膜を形成した後、透明塗料で前記酸化被膜の封孔処理を行ってなることを特徴とするマグネシウム材料製品の表面処理方法。
- 請求項1に記載されたマグネシウム材料製品の表面処理方法において、前記陽極酸化処理を施して透明酸化被膜を形成した後、染色液に浸漬し、しかる後封孔処理を施してなることを特徴とするマグネシウム材料製品の表面処理方法。
- 前記アルカリ電解液を、電解液として水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウムのいずれかと、電流安定剤として水酸化アルミニウム、燐酸ナトリウム、アルミン酸ナトリウムのいずれかと、の組み合わせとした請求項1又は2記載のいずれかのマグネシウム材料製品の表面処理方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002172772A JP4253716B2 (ja) | 2002-06-13 | 2002-06-13 | マグネシウム材料製品の表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002172772A JP4253716B2 (ja) | 2002-06-13 | 2002-06-13 | マグネシウム材料製品の表面処理方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004018901A JP2004018901A (ja) | 2004-01-22 |
JP4253716B2 true JP4253716B2 (ja) | 2009-04-15 |
Family
ID=31172242
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002172772A Expired - Lifetime JP4253716B2 (ja) | 2002-06-13 | 2002-06-13 | マグネシウム材料製品の表面処理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4253716B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007239057A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Magnes:Kk | 部分着色マグネシウム体、その製造方法、およびその中間体 |
CN101705511B (zh) * | 2009-11-30 | 2011-04-20 | 哈尔滨工业大学 | 一种可控太阳吸收率的氧化铝-氧化铁陶瓷膜的制备方法 |
CN102226291B (zh) * | 2011-05-20 | 2012-12-19 | 西北工业大学 | 碳/碳复合材料表面的氧化处理方法 |
CN105386107A (zh) * | 2015-11-26 | 2016-03-09 | 佛山市高明区杨和金属材料专业镇技术创新中心 | 一种金属带硬度加工的处理方法 |
CN105386108A (zh) * | 2015-11-26 | 2016-03-09 | 佛山市高明区杨和金属材料专业镇技术创新中心 | 一种金属表面加工方法 |
CN107557840A (zh) * | 2017-10-26 | 2018-01-09 | 杨晓艳 | 一种镁合金微弧氧化工艺 |
CN114686952B (zh) * | 2022-05-07 | 2023-05-19 | 山西银光华盛镁业股份有限公司 | 一种塑性变形镁合金工件表面透明氧化膜的制备方法 |
-
2002
- 2002-06-13 JP JP2002172772A patent/JP4253716B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004018901A (ja) | 2004-01-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20140209467A1 (en) | Method For Producing White Anodized Aluminum Oxide | |
KR100695999B1 (ko) | 고주파펄스를 이용한 금속재의 아노다이징 공정 | |
JP4253716B2 (ja) | マグネシウム材料製品の表面処理方法 | |
CA1223542A (en) | Surface treatment of aluminum or aluminum alloys | |
JPS58177494A (ja) | アルミニウム被覆部品の陽極酸化浴および陽極酸化方法 | |
JPH11236698A (ja) | 金属素地の光沢を呈する耐食性マグネシウム材料製品及びその製造方法 | |
JPS60197897A (ja) | アルミニウム又はアルミニウム合金の不透明白色陽極酸化皮膜生成方法 | |
US4917780A (en) | Process for coloring anodized aluminum by AC electrolysis | |
JPS59185799A (ja) | 陽極酸化物被覆の電解着色方法 | |
JP3916222B2 (ja) | マグネシウム合金の表面処理法 | |
GB2146042A (en) | Treating anodized aluminium | |
JPS58147592A (ja) | アルミニウム又はアルミニウム合金の着色方法 | |
JP6274556B2 (ja) | 電解めっき方法 | |
JPH10265996A (ja) | アルミニウムまたはその合金のアルカリ耐食性の良好な陽極酸化処理方法 | |
KR100316395B1 (ko) | 알루미늄표면에착색피막형성방법 | |
JP2004277866A (ja) | アルミニウム又はアルミニウム合金の封孔処理方法 | |
JP3633308B2 (ja) | アルミニウム及びアルミニウム合金の電解着色方法 | |
WO1980000158A1 (en) | Coating system | |
US20200332432A1 (en) | Fluorescent anodization dye and associated methods | |
JP2001329397A (ja) | アルミニウム及びアルミニウム合金の着色方法 | |
JP2001329396A (ja) | アルミニウム及びアルミニウム合金の表面処理方法 | |
JP2008106300A (ja) | アルミニウム及びアルミニウム合金の着色方法 | |
JP3633307B2 (ja) | アルミニウム及びアルミニウム合金の電解着色方法 | |
JP2561397B2 (ja) | アルミニウムまたはアルミニウム合金の電解着色方法 | |
JPH11106993A (ja) | アルミニウムまたは合金の陽極酸化皮膜の電解中和処理方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050119 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050630 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070515 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070713 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080930 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081118 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20081216 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20081224 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120206 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4253716 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130206 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140206 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140206 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140206 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |