JP4656405B2 - アルミニウム又はその合金の表面処理方法 - Google Patents
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Description
前記表面に形成された陽極酸化皮膜は、多孔質であるが故に、そのポア(凹)部分に腐食性物質が侵入して、腐食が起こる場合がある。より耐蝕性を必要とする場合には、通常、前記ポアに対して封孔処理を行うようにしている。
前記封孔処理は、通常、被処理物を、純水或いは酢酸ニッケル等の金属塩を含有する水溶液に浸漬するか、加圧された水蒸気に接触させる等して、ポア内壁の水酸化アルミニウムが水和反応して膨張する現象を利用して行われる(例えば、特許文献1)。
しかしながら、従来の封孔処理において、陽極酸化皮膜の膜厚が厚いと、ポアの奥まで封孔処理が適切に行われにくいという問題があった。また、水和物が比較的弱い結合状態にあるため、加熱したときに壊れやすく、耐蝕性が低下するという問題があった。
即ち、本発明のアルミニウム又はその合金の表面処理方法は、請求項1に記載の通り、アルミニウム又はその合金に、実質的にフッ化物を含有しない電解溶液を使用して、第1の陽極酸化処理を施し、次いで、フッ化物を含有するpH9.5〜11のアルカリ性の電解溶液により、第2の陽極酸化処理を施し、更に、前記第2の陽極酸化処理の後に、更に、封孔処理を行うことを特徴とする。
また、請求項2に記載の本発明は、請求項1に記載のアルミニウム又はアルミニウム合金の表面処理方法において、前記第2の陽極酸化処理に使用する電解溶液は、フッ化アンモニウムを含有する電解溶液であることを特徴とする。
また、陽極酸化皮膜の膜厚が厚い場合でも、通常の封孔処理に比較して、ポアをより完全に封じることが可能になる。このため耐蝕性が向上する。しかも、第2の陽極酸化処理をすることにより形成された皮膜は、フッ化物であるため、より強固な水和物を作ることになる。このため高温で加熱しても封孔処理の効果が落ちにくくなる。
第1の陽極酸化処理は、アルミニウム表面処理用語における陽極酸化皮膜細胞を形成する通常の陽極酸化処理をいう。この第1の陽極酸化処理に使用する電解溶液は、実質的にフッ化物を含まない電解溶液であり、具体例を挙げると、硫酸、リン酸、シュウ酸、クロム酸、スルフォン酸の何れか、或いは、これらの混合溶液からなるものが挙げられる。また、電解電圧は、例えば、10〜200Vの範囲とすることができる。この第1の陽極酸化処理により、アルミニウム又はその合金の表面には、20〜100μm程度の膜厚、硬度300〜800Hmv程度の皮膜が形成される。
この第2の陽極酸化処理に使用する電解溶液は、フッ化物を含有するアルカリ性である電解液とし、pH9.5〜11の範囲とする。ポア内部を活性化し、封孔処理を効果的に行うことができるからである。その濃度については、0.05〜0.3Mの範囲とすることが好ましい。尚、フッ化物として、フッ化アンモニウムを使用することが好ましい。
この電解溶液の具体的な組成の一例を挙げると、(NH4C4H4O6)C4H4O6を0.1M、(NH4)2CO3を0.1M、金属塩を0.02M、NH4OHを2.3M及び(NH4)Fを0.3Mの割合で配合したものを挙げることができる。また、電解電圧は、例えば、10〜500Vの範囲とすることができる。
6061T6製のアルミニウム基材に対して、濃度140g/Lのスルフォン酸電解溶液により、電解電圧を60Vとして、第1の陽極酸化処理を行い、厚さ50μmの皮膜を形成した後に、濃度0.1Mのフッ化アンモニウム溶液により、電解電圧を500Vとして、第2の陽極酸化処理を行い、更に120℃で30分間蒸気封孔を行ったものを実施例1とした。
実施例1と同じ条件で、第1の陽極酸化処理のみを、実施例1と同じ基材に対して行った。
実施例1と同じ条件で、第1の陽極酸化処理と封孔処理とを、実施例1と同じ基材に対して行った。
上記実施例1、比較例1及び2の処理物に対して、皮膜の耐蝕性を評価するために、キャス試験(JIS H 8681-2:1999準拠)を行った。この試験は、一般に陽極酸化皮膜の欠陥部を評価する方法であり、銅塩を含む噴霧雰囲気中に処理物を一定時間暴露した後、さびの発生状況を観察し、各段階の腐食状況を示した標準図と照合し、腐食の程度を評価するものである。その結果を表1に示す。尚、腐食程度を表す1から10までのレイティングナンバーは、値が小さいほど腐食が進んでいることを表す。本試験では、処理物を暴露する時間として、最長の72時間で評価を行った。
次に、上記実施例1、比較例1及び2の処理物に対して、耐アルカリ性を評価するために、起電力式耐アルカリ試験(JIS H 8681-1:1999 6)を行った。この試験は、起電力測定試験装置を用いて処理物に水酸化ナトリウム溶液を接触させ、皮膜の溶解の終点を電気的に測定するものであり、時間が長いほど耐アルカリ性が優れていることになる。その結果を表2に示す。
次に、上記実施例1、比較例1及び2の処理物に対して、耐硫酸性を評価するために、処理物を硫酸溶液に浸漬し、所定時間経過後に取り出して、皮膜の膜厚を測定し、浸漬前の膜厚と比較して減少量を測定した。その結果を、表3に示す。
次に、上記実施例1、比較例1及び2の処理物に対して、加熱後の耐硫酸性を評価するために、処理物を350℃で5時間加熱した後、硫酸溶液に浸漬し、所定時間経過後に取り出して皮膜の膜厚を測定し、浸漬前の膜厚と比較して減少量を測定した。その結果を、表4に示す。
次に、上記実施例1、比較例1及び2の処理物に対して、プラズマエッチング試験を行い、皮膜の削れ量を測定し、その結果を表5に示す。
Claims (2)
- アルミニウム又はその合金に、実質的にフッ化物を含有しない電解溶液を使用して、第1の陽極酸化処理を施し、次いで、フッ化物を含有するpH9.5〜11のアルカリ性の電解溶液により、第2の陽極酸化処理を施し、更に、前記第2の陽極酸化処理の後に、更に、封孔処理を行うことを特徴とするアルミニウム又はアルミニウム合金の表面処理方法。
- 前記第2の陽極酸化処理に使用する電解溶液は、フッ化アンモニウムを含有する電解溶液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又はアルミニウム合金の表面処理方法。
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