JP6403198B2 - Manufacturing method of product made of magnesium or magnesium alloy - Google Patents

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Description

本発明は、マグネシウム又はマグネシウム合金からなる基材の表面を陽極酸化処理することにより、当該表面に陽極酸化皮膜を形成する、マグネシウム又はマグネシウム合金からなる製品の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a product made of magnesium or a magnesium alloy, in which an anodized film is formed on the surface of a substrate made of magnesium or a magnesium alloy by anodizing the surface.

マグネシウム及びマグネシウム合金は実用金属の中で最も軽く、放熱性や電磁波シールも良好である。そのため、様々な産業分野においてその需要が高まっている。しかしながら、マグネシウム及びマグネシウム合金は実用金属の中で電気化学的に卑な電位を示し、腐食しやすいことから、耐食性を有する表面処理が必要である。   Magnesium and magnesium alloy are the lightest among practical metals, and have good heat dissipation and electromagnetic wave sealing. Therefore, the demand is increasing in various industrial fields. However, since magnesium and magnesium alloys have an electrochemically low potential among practical metals and are easily corroded, surface treatment having corrosion resistance is necessary.

マグネシウム及びマグネシウム合金の耐食性を向上させるために行われる表面処理法として陽極酸化処理法が知られている。マグネシウム及びマグネシウム合金に陽極酸化処理を施すことで優れた耐食性を付与することができる。   An anodizing treatment method is known as a surface treatment method performed to improve the corrosion resistance of magnesium and magnesium alloys. Excellent corrosion resistance can be imparted by anodizing magnesium and magnesium alloys.

これまで本発明者らは、リン酸根を0.1〜1mol/L含有し、アンモニア又はアンモニウムイオンを0.2〜5mol/L含有し、pHが9〜13である電解液にマグネシウム又はマグネシウム合金を浸漬し、その表面を陽極酸化処理することを特徴とする、陽極酸化皮膜を表面に有するマグネシウム又はマグネシウム合金からなる製品の製造方法を報告した(特許文献1)。   So far, the inventors have included 0.1 to 1 mol / L of phosphate radicals, 0.2 to 5 mol / L of ammonia or ammonium ions, and magnesium or a magnesium alloy in an electrolyte solution having a pH of 9 to 13. A method for producing a product made of magnesium or a magnesium alloy having an anodic oxide film on its surface has been reported (Patent Document 1).

この方法によって得られた陽極酸化皮膜は耐食性に優れ、重金属元素を含有しないという特徴がある。そのため、この方法によって得られたマグネシウム又はマグネシウム合金からなる製品は電子機器の筐体や輸送機械の部品などに好適に用いられている。近年、電子機器や輸送機械の高機能化に伴い、耐食性のみならず力学的特性にも優れたマグネシウム又はマグネシウム合金からなる製品が求められていた。   The anodized film obtained by this method is excellent in corrosion resistance and is characterized by not containing heavy metal elements. For this reason, products made of magnesium or magnesium alloys obtained by this method are suitably used for electronic equipment casings, transportation machinery parts, and the like. In recent years, with the enhancement of functionality of electronic devices and transportation machines, products made of magnesium or magnesium alloys that are excellent not only in corrosion resistance but also in mechanical properties have been demanded.

特開2008−231578号公報JP 2008-231578 A

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、耐食性に優れた陽極酸化皮膜を有し、なおかつ力学的特性にも優れたマグネシウム又はマグネシウム合金からなる製品の製造方法を提供するものである。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides a method for producing a product comprising magnesium or a magnesium alloy having an anodized film excellent in corrosion resistance and excellent in mechanical properties. It is.

上記課題は、リン酸根を0.1〜1mol/L含有し、アンモニア又はアンモニウムイオンを0.2〜5mol/L含有し、pHが8〜14である電解液にマグネシウム又はマグネシウム合金からなる基材を浸漬し、スパーク開始電圧(Es[V])及び最終電圧(Ef[V])が下記式(1)〜(3)を満足するように設定して、交流電圧又はパルス電圧を印加して前記基材の表面を陽極酸化処理することにより、該表面に厚さ2μm以上30μm以下の陽極酸化皮膜を形成することを特徴とするマグネシウム又はマグネシウム合金からなる製品の製造方法を提供することによって解決される。   The said subject is a base material which consists of magnesium or a magnesium alloy in the electrolyte solution which contains 0.1-1 mol / L of phosphate radicals, 0.2-5 mol / L of ammonia or ammonium ion, and pH is 8-14. The spark start voltage (Es [V]) and the final voltage (Ef [V]) are set so as to satisfy the following formulas (1) to (3), and an AC voltage or a pulse voltage is applied. Solved by providing a method for producing a product made of magnesium or a magnesium alloy, characterized in that an anodized film having a thickness of 2 μm or more and 30 μm or less is formed on the surface by anodizing the surface of the substrate. Is done.

50≦Es≦160 (1)
60≦Ef≦300 (2)
5≦Ef−Es≦200 (3)
50 ≦ Es ≦ 160 (1)
60 ≦ Ef ≦ 300 (2)
5 ≦ Ef−Es ≦ 200 (3)

このとき前記陽極酸化皮膜が、マグネシウム元素を10〜65質量%、酸素元素を10〜60質量%及びリン元素を10〜50質量%含有することが好ましい。   At this time, the anodic oxide film preferably contains 10 to 65% by mass of magnesium element, 10 to 60% by mass of oxygen element, and 10 to 50% by mass of phosphorus element.

また、前記電解液に、マグネシウム又はマグネシウム合金からなる基材を作用極として浸漬するとともに、マグネシウム又はマグネシウム合金からなる基材を対極としても浸漬し、前記作用極と前記対極との間に交流電圧を印加して、作用極と対極の両方の基材の表面を同時に陽極酸化処理して陽極酸化皮膜を形成することが好ましい。   Further, the substrate made of magnesium or a magnesium alloy is immersed in the electrolytic solution as a working electrode, and the substrate made of magnesium or a magnesium alloy is also immersed as a counter electrode, and an AC voltage is applied between the working electrode and the counter electrode. Is preferably applied, and the surfaces of both the working electrode and the counter electrode are simultaneously anodized to form an anodized film.

本発明によれば、耐食性に優れた陽極酸化皮膜を有し、なおかつ力学的特性にも優れたマグネシウム又はマグネシウム合金からなる製品を製造することができる。   According to the present invention, a product made of magnesium or a magnesium alloy having an anodized film excellent in corrosion resistance and excellent in mechanical properties can be produced.

引張試験で用いるダンベル状の基材を示した図である。It is the figure which showed the dumbbell-shaped base material used by a tension test. 実施例1における試験片の表面の二次電子像である。2 is a secondary electron image of the surface of a test piece in Example 1. FIG. 実施例1における試験片の断面の二次電子像である。2 is a secondary electron image of a cross section of a test piece in Example 1. FIG. 比較例1における試験片の表面の二次電子像である。2 is a secondary electron image of the surface of a test piece in Comparative Example 1. 比較例1における試験片の断面の二次電子像である。2 is a secondary electron image of a cross section of a test piece in Comparative Example 1.

本発明は、マグネシウム又はマグネシウム合金からなる基材の表面を陽極酸化処理することにより、当該表面に陽極酸化皮膜を形成するマグネシウム又はマグネシウム合金からなる製品の製造方法に関する。本発明の製造方法では、交流電圧又はパルス電圧を印加して基材の表面を陽極酸化処理するに際して、スパーク開始電圧(Es[V])及び最終電圧(Ef[V])が下記式(1)〜(3)を満足するように設定することが非常に重要である。   The present invention relates to a method for producing a product made of magnesium or a magnesium alloy, in which a surface of a base material made of magnesium or a magnesium alloy is anodized to form an anodized film on the surface. In the production method of the present invention, when an AC voltage or pulse voltage is applied to anodize the surface of the substrate, the spark start voltage (Es [V]) and the final voltage (Ef [V]) are expressed by the following formula (1). It is very important to set so as to satisfy () to (3).

50≦Es≦160 (1)
60≦Ef≦300 (2)
5≦Ef−Es≦200 (3)
50 ≦ Es ≦ 160 (1)
60 ≦ Ef ≦ 300 (2)
5 ≦ Ef−Es ≦ 200 (3)

後述する実施例及び比較例でも実証されているように、上記条件を満足するように交流電圧又はパルス電圧を印加して得られた陽極酸化皮膜は、直流電圧を印加して得られた陽極酸化皮膜と比べて、優れた耐食性を有していた。また、得られたマグネシウム又はマグネシウム合金からなる製品は力学的特性にも優れていた。これらのことは本発明者らにより初めて実証されたものである。   As proved in Examples and Comparative Examples described later, the anodized film obtained by applying an AC voltage or a pulse voltage so as to satisfy the above conditions is an anodized film obtained by applying a DC voltage. Compared to the film, it had excellent corrosion resistance. Moreover, the product which consists of obtained magnesium or magnesium alloy was excellent also in the mechanical characteristic. These were first demonstrated by the present inventors.

本発明で用いられる基材は、マグネシウムを主成分とするものであればよく、マグネシウム単体からなる金属であっても良いし、合金であっても良い。通常は、成形性、機械的強度、延性などを付与するためにマグネシウム合金が好適に使用される。マグネシウム合金としては、Mg−Al系合金、Mg−Al−Zn系合金、Mg−Al−Mn系合金、Mg−Al−Ca系合金、Mg−Al−Li系合金、Mg−Zn−Zr系合金、Mg−希土類元素系合金、Mg−Zn−希土類元素系合金などが挙げられる。中でも、加工性や力学的特性のバランスからの点からMg−Al−Zn系合金及びMg−Al−Mn系合金が好適に用いられる。難燃性や耐熱性を重視する場合には、Mg−Al−Ca系合金などのカルシウムを含むマグネシウム合金を用いることができる。また軽量化を重視する場合には、Mg−Al−Li系合金などのリチウムを含むマグネシウム合金を用いることができる。   The base material used in the present invention is not limited as long as it contains magnesium as a main component, and may be a metal made of magnesium alone or an alloy. Usually, a magnesium alloy is preferably used to impart formability, mechanical strength, ductility, and the like. Magnesium alloys include Mg-Al alloys, Mg-Al-Zn alloys, Mg-Al-Mn alloys, Mg-Al-Ca alloys, Mg-Al-Li alloys, Mg-Zn-Zr alloys. Mg-rare earth element alloy, Mg-Zn-rare earth element alloy and the like. Of these, Mg—Al—Zn based alloys and Mg—Al—Mn based alloys are preferably used from the viewpoint of balance between workability and mechanical properties. When importance is attached to flame retardancy and heat resistance, a magnesium alloy containing calcium, such as an Mg—Al—Ca alloy, can be used. When weight reduction is important, a magnesium alloy containing lithium such as an Mg—Al—Li alloy can be used.

陽極酸化処理に供される基材の形態は特に限定されない。プレス成形法、鍛造法、チクソモールド法、ダイカスト法などによって成形された成形品を用いることができる。このような成形品は、成形時に付着した、シリコーン化合物からなる離型剤などの有機物に由来する汚れを表面に有していることがあるので、脱脂処理を施すことが好ましい。脱脂のための液としては界面活性剤やキレート剤を含有する水溶液が好適に使用される。   The form of the base material subjected to the anodizing treatment is not particularly limited. A molded product formed by a press molding method, a forging method, a thixo mold method, a die casting method, or the like can be used. Such a molded article may have dirt on the surface due to organic matter such as a mold release agent made of a silicone compound attached at the time of molding. Therefore, it is preferable to perform a degreasing treatment. As the liquid for degreasing, an aqueous solution containing a surfactant or a chelating agent is preferably used.

必要に応じて脱脂処理した後で、酸性水溶液に浸漬してから、電解液に浸漬して陽極酸化処理することが好ましい。酸性の水溶液に浸漬することによって基材の表面を適度にエッチングして、既に形成されている不十分な酸化皮膜や残存する有機物の汚れを除去することができる。酸性の水溶液としては特に限定されないが、リン酸水溶液が適度な酸性度を有しており好適である。リン酸水溶液を用いた場合には、エッチングと同時にリン酸マグネシウムが表面に形成されることもある。また、酸性水溶液に界面活性剤やキレート剤を配合して、脱脂処理を同時に行うこともできる。カルシウムやリチウムを含むマグネシウム合金からなる基材を用いる場合、陽極酸化皮膜の耐食性をより向上させる観点から、当該基材を、さらにフッ化水素を含有する水溶液で処理してから、電解液に浸漬して陽極酸化処理することもできる。   After degreasing as necessary, it is preferable to immerse in an acidic aqueous solution and then immerse in an electrolytic solution to perform anodization. By dipping in an acidic aqueous solution, the surface of the substrate can be appropriately etched to remove an insufficiently formed oxide film and remaining organic matter. Although it does not specifically limit as acidic aqueous solution, Phosphoric acid aqueous solution has moderate acidity, and is suitable. When a phosphoric acid aqueous solution is used, magnesium phosphate may be formed on the surface simultaneously with etching. In addition, a degreasing treatment can be performed simultaneously by mixing a surfactant or a chelating agent with an acidic aqueous solution. When using a base material made of a magnesium alloy containing calcium or lithium, from the viewpoint of further improving the corrosion resistance of the anodized film, the base material is further treated with an aqueous solution containing hydrogen fluoride, and then immersed in an electrolytic solution. Then, it can be anodized.

また、不溶成分(スマット)が基材の表面に付着していることがあることから、陽極酸化処理の前に基材をアルカリ性水溶液で洗浄してもよい。これにより基材の表面に付着していたスマットを除去することが可能である。アルカリ性水溶液としては水酸化ナトリウム水溶液や水酸化カリウム水溶液が好適に使用される。そして、これら前処理が施された基材は電解液中に浸漬され陽極酸化処理される。   Moreover, since an insoluble component (smut) may adhere to the surface of the base material, the base material may be washed with an alkaline aqueous solution before the anodizing treatment. Thereby, it is possible to remove the smut adhering to the surface of the substrate. As the alkaline aqueous solution, an aqueous sodium hydroxide solution or an aqueous potassium hydroxide solution is preferably used. And the base material to which these pre-processing was performed is immersed in electrolyte solution, and is anodized.

脱脂処理、酸性水溶液処理、アルカリ性水溶液処理のような各処理工程の後に、必要に応じて水洗や乾燥を施しても良い。こうして、必要に応じて前処理が施されたマグネシウム又はマグネシウム合金からなる基材が電解液中に浸漬される。   After each treatment step such as degreasing treatment, acidic aqueous solution treatment, alkaline aqueous solution treatment, washing and drying may be performed as necessary. In this way, a base material made of magnesium or a magnesium alloy that has been pretreated if necessary is immersed in the electrolytic solution.

本発明で用いられる電解液は、リン酸根を0.1〜1mol/L含有し、アンモニア又はアンモニウムイオンを0.2〜5mol/L含有し、pHが8〜14である。   The electrolytic solution used in the present invention contains 0.1 to 1 mol / L of phosphate groups, 0.2 to 5 mol / L of ammonia or ammonium ions, and has a pH of 8 to 14.

本発明で用いられる電解液は、リン酸根を0.1〜1mol/L含有する。ここでいうリン酸根は、遊離のリン酸、リン酸塩、リン酸水素塩、リン酸二水素塩として電解液中に含まれるものである。また、リン酸が縮合して得られるポリリン酸やその塩の場合には、それらが加水分解して得られるリン酸根の数だけリン酸根を含有しているとする。塩の場合には、金属塩であってもよいし、アンモニウム塩のような非金属の塩であってもよい。リン酸根の含有量は、好適には0.15mol/L以上である。また、リン酸根の含有量は、好適には0.7mol/L以下である。   The electrolytic solution used in the present invention contains 0.1 to 1 mol / L of phosphate radical. The phosphate group here is one included in the electrolyte as free phosphoric acid, phosphate, hydrogen phosphate, or dihydrogen phosphate. In addition, in the case of polyphosphoric acid obtained by condensation of phosphoric acid or a salt thereof, it is assumed that the phosphoric acid radicals are contained by the number of phosphate radicals obtained by hydrolysis thereof. In the case of a salt, it may be a metal salt or a non-metallic salt such as an ammonium salt. The content of phosphate radicals is preferably 0.15 mol / L or more. Moreover, the content of phosphate groups is preferably 0.7 mol / L or less.

電解液がリン酸根を含有することで、リン元素が陽極酸化皮膜に含まれることになる。また、電解液をアルカリ性にすることで基材の不必要な溶出を防止することができる。この電解液は重金属元素を実質的に含有しないため排水管理も容易で、得られる陽極酸化皮膜も重金属を含有しないので好ましい。また、フッ素元素を含有する水溶液は廃水処理が困難になることが多いが、本発明で用いられる電解液はフッ素元素を含有しないので、この観点からも好適である。   When the electrolytic solution contains a phosphate group, phosphorus element is included in the anodized film. Moreover, unnecessary elution of the substrate can be prevented by making the electrolytic solution alkaline. Since this electrolytic solution does not substantially contain heavy metal elements, drainage management is easy, and the obtained anodic oxide film is also preferable because it does not contain heavy metals. In addition, an aqueous solution containing elemental fluorine is often difficult to treat with waste water, but the electrolytic solution used in the present invention does not contain elemental fluorine, which is preferable from this viewpoint.

本発明で用いられる電解液はアンモニア又はアンモニウムイオンを、それらの合計量として0.2〜5mol/L含有する。これによって電解液のpHが適当なアルカリ性に保たれる。アンモニア又はアンモニウムイオンの含有量は、好適には0.5mol/L以上である。また、好適には3mol/L以下である。   The electrolytic solution used in the present invention contains ammonia or ammonium ions in a total amount of 0.2 to 5 mol / L. As a result, the pH of the electrolytic solution is maintained at an appropriate alkalinity. The content of ammonia or ammonium ions is preferably 0.5 mol / L or more. Moreover, it is 3 mol / L or less suitably.

本発明で用いられる電解液のpHは8〜14である。電解液のpHは、好適には10以上である。また、好適には12以下である。   The pH of the electrolyte used in the present invention is 8-14. The pH of the electrolytic solution is preferably 10 or more. Moreover, it is 12 or less suitably.

そして、上記電解液に基材を浸漬し、これを作用極として交流電圧又はパルス電圧を印加して基材の表面を陽極酸化処理する。ここで、交流電圧は電圧がプラスとマイナスに周期的に変化するものであるから作用極が陽極(陰極)である場合、対極は陰極(陽極)になる。交流電圧を印加して基材の表面を陽極酸化処理する場合、作用極が陽極であるときに基材の表面が陽極酸化処理される。対極材料は特に限定されず、例えばステンレス材などを好適に使用することができる。   And a base material is immersed in the said electrolyte solution, an alternating voltage or a pulse voltage is applied by making this into a working electrode, and the surface of a base material is anodized. Here, since the alternating voltage is a voltage that periodically changes between plus and minus, when the working electrode is an anode (cathode), the counter electrode is a cathode (anode). When an AC voltage is applied to anodize the surface of the substrate, the surface of the substrate is anodized when the working electrode is an anode. The counter electrode material is not particularly limited, and for example, a stainless material can be preferably used.

生産性の観点から、上記電解液に、マグネシウム又はマグネシウム合金からなる基材を作用極として浸漬するとともに、マグネシウム又はマグネシウム合金からなる基材を対極としても浸漬し、作用極と対極との間に交流電圧を印加して、作用極と対極の両方の基材の表面を同時に陽極酸化処理して陽極酸化皮膜を形成することが好ましい。これにより同じ電力量で2倍の生産性を得ることができる。この場合には、作用極と対極はいずれも同じ役割を果たすことになる。   From the viewpoint of productivity, the base material made of magnesium or a magnesium alloy is immersed in the electrolytic solution as a working electrode, and the base material made of magnesium or a magnesium alloy is also immersed as a counter electrode, between the working electrode and the counter electrode. It is preferable to apply an AC voltage and simultaneously anodize the surfaces of both the working electrode and the counter electrode to form an anodized film. This makes it possible to obtain twice the productivity with the same amount of power. In this case, both the working electrode and the counter electrode play the same role.

本発明で用いられる交流電源としては特に限定されず公知の単相交流電源や三相交流電源が挙げられる。周波数は特に限定されないが、通常50Hz又は60Hzである。   The AC power source used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a known single-phase AC power source and a three-phase AC power source. The frequency is not particularly limited, but is usually 50 Hz or 60 Hz.

本発明で用いられるパルス電源としては特に限定されず公知のパルス電源を用いることができる。デューティー比は特に限定されないが、通常0.1〜0.9である。周波数も特に限定されないが、通常50Hz又は60Hzである。   The pulse power source used in the present invention is not particularly limited, and a known pulse power source can be used. The duty ratio is not particularly limited, but is usually 0.1 to 0.9. The frequency is not particularly limited, but is usually 50 Hz or 60 Hz.

スパーク開始電圧(Es[V])は下記式(1)を満足するように設定される。スパーク開始電圧(Es[V])が50V未満の場合、膜厚が薄くなり優れた耐食性を得ることができなくなるおそれがある。また、絶縁破壊によるスパークを伴った陽極酸化皮膜を形成することができず、皮膜の耐食性が劣るおそれがある。スパーク開始電圧(Es[V])は、60V以上であることが好ましく、70V以上であることがより好ましく、80V以上であることがさらに好ましい。一方、スパーク開始電圧(Es[V])が160Vを超えると、力学的特性に優れたマグネシウム又はマグネシウム合金からなる製品を得ることができないおそれがある。スパーク開始電圧(Es[V])は、150V以下であることが好ましく、140V以下であることがより好ましい。本明細書におけるスパーク開始電圧(Es[V])とは、基材の表面にスパーク(発光)が目視で確認されたときの印加電圧である。
50≦Es≦160 (1)
The spark start voltage (Es [V]) is set so as to satisfy the following formula (1). When the spark start voltage (Es [V]) is less than 50 V, the film thickness becomes thin and there is a possibility that excellent corrosion resistance cannot be obtained. In addition, an anodized film with a spark due to dielectric breakdown cannot be formed, and the corrosion resistance of the film may be inferior. The spark start voltage (Es [V]) is preferably 60 V or more, more preferably 70 V or more, and further preferably 80 V or more. On the other hand, if the spark start voltage (Es [V]) exceeds 160 V, it may not be possible to obtain a product made of magnesium or a magnesium alloy having excellent mechanical properties. The spark start voltage (Es [V]) is preferably 150 V or less, and more preferably 140 V or less. The spark start voltage (Es [V]) in the present specification is an applied voltage when spark (light emission) is visually confirmed on the surface of the substrate.
50 ≦ Es ≦ 160 (1)

最終電圧(Ef[V])は下記式(2)を満足するように設定される。最終電圧(Ef[V])が60V未満の場合、所望の厚さの陽極酸化皮膜を形成することができない。最終電圧(Ef[V])は、70V以上であることが好ましく、80V以上であることがより好ましく、90V以上であることがさらに好ましい。一方、最終電圧(Ef[V])が300Vを超えると、力学的特性に優れたマグネシウム又はマグネシウム合金からなる製品を得ることができないおそれがある。最終電圧(Ef[V])は、250V以下であることが好ましく、220V以下であることがより好ましい。
60≦Ef≦300 (2)
The final voltage (Ef [V]) is set so as to satisfy the following formula (2). When the final voltage (Ef [V]) is less than 60 V, an anodized film having a desired thickness cannot be formed. The final voltage (Ef [V]) is preferably 70 V or higher, more preferably 80 V or higher, and further preferably 90 V or higher. On the other hand, if the final voltage (Ef [V]) exceeds 300 V, it may not be possible to obtain a product made of magnesium or a magnesium alloy having excellent mechanical properties. The final voltage (Ef [V]) is preferably 250 V or less, and more preferably 220 V or less.
60 ≦ Ef ≦ 300 (2)

最終電圧(Ef[V])とスパーク開始電圧(Es[V])との差は、下記記式(3)を満足するように設定される。最終電圧(Ef[V])とスパーク開始電圧(Es[V])との差が5V未満の場合、所望の厚さの陽極酸化皮膜を形成することができない。最終電圧(Ef[V])とスパーク開始電圧(Es[V])との差は、10V以上であることが好ましく、20V以上であることがより好ましい。一方、最終電圧(Ef[V])とスパーク開始電圧(Es[V])との差が200Vを超えると、力学的特性に優れたマグネシウム又はマグネシウム合金からなる製品を得ることができないおそれがある。最終電圧(Ef[V])とスパーク開始電圧(Es[V])との差は、150V以下であることが好ましく、100V以下であることがより好ましく、80V以下であることがさらに好ましい。
5≦Ef−Es≦200 (3)
The difference between the final voltage (Ef [V]) and the spark start voltage (Es [V]) is set so as to satisfy the following expression (3). When the difference between the final voltage (Ef [V]) and the spark start voltage (Es [V]) is less than 5 V, an anodized film having a desired thickness cannot be formed. The difference between the final voltage (Ef [V]) and the spark start voltage (Es [V]) is preferably 10 V or more, and more preferably 20 V or more. On the other hand, if the difference between the final voltage (Ef [V]) and the spark start voltage (Es [V]) exceeds 200 V, a product made of magnesium or a magnesium alloy having excellent mechanical properties may not be obtained. . The difference between the final voltage (Ef [V]) and the spark start voltage (Es [V]) is preferably 150 V or less, more preferably 100 V or less, and even more preferably 80 V or less.
5 ≦ Ef−Es ≦ 200 (3)

電流密度は通常0.1〜10A/dmである。好適には0.2A/dm以上である。また、好適には6A/dm以下である。通電時間は通常10〜1000秒である。好適には20秒以上である。また、好適には500秒以下である。 Current density is usually 0.1 to 10 A / dm 2. Preferably it is 0.2 A / dm 2 or more. Further, it is preferably 6 A / dm 2 or less. The energization time is usually 10 to 1000 seconds. Preferably it is 20 seconds or more. Moreover, it is 500 seconds or less suitably.

酸化反応に伴って、陽極の表面からは酸素ガスが発生するので、陽極酸化処理中に基材表面に付着していた不純物が除去されやすくなる。一方、陰極の表面からは、酸素ガスの2倍量の水素ガスが発生する。交流電圧を印加して基材の表面を陽極酸化処理する場合、作用極は周期的に陽極又は陰極になるので、基材の表面からは酸素ガス及び水素ガスが交互に発生する。したがって、交流電圧を印加して基材の表面を陽極酸化処理すると、基材の表面に付着していた不純物がより除去されやすくなる。通電中の電解液の温度は、通常5〜70℃である。好適には10℃以上である。また、好適には50℃以下である。   Along with the oxidation reaction, oxygen gas is generated from the surface of the anode, so that impurities adhering to the surface of the substrate during the anodizing treatment are easily removed. On the other hand, hydrogen gas twice the amount of oxygen gas is generated from the surface of the cathode. When an AC voltage is applied to anodize the surface of the substrate, the working electrode periodically becomes an anode or a cathode, so that oxygen gas and hydrogen gas are alternately generated from the surface of the substrate. Therefore, when an alternating voltage is applied and the surface of the base material is anodized, impurities attached to the surface of the base material are more easily removed. The temperature of the electrolytic solution during energization is usually 5 to 70 ° C. It is preferably 10 ° C or higher. Moreover, it is 50 degrees C or less suitably.

通電終了後、基材を洗浄することにより陽極酸化皮膜の表面に付着した電解液を除去する。洗浄に際しては、水のみではなく、酸性水溶液を用いて洗浄してもよい。酸性水溶液としては硝酸水溶液、塩酸水溶液、硫酸水溶液などを使用することができる。洗浄後、乾燥して、陽極酸化皮膜を表面に有するマグネシウム又はマグネシウム合金からなる製品が得られる。   After the energization is completed, the electrolyte attached to the surface of the anodized film is removed by washing the base material. In washing, not only water but also an acidic aqueous solution may be used. As the acidic aqueous solution, nitric acid aqueous solution, hydrochloric acid aqueous solution, sulfuric acid aqueous solution and the like can be used. After washing, drying is performed to obtain a product made of magnesium or a magnesium alloy having an anodized film on the surface.

基材の表面に形成される陽極酸化皮膜の厚さは2μm以上30μm以下である。膜厚が2μm未満の場合、耐食性に優れたマグネシウム又はマグネシウム合金からなる製品を得ることができない。また、力学的特性に優れたマグネシウム又はマグネシウム合金からなる製品を得ることができない。陽極酸化皮膜の厚さは4μm以上であることが好ましく、6μm以上であることがより好ましい。一方、陽極酸化皮膜が厚いほど耐食性は向上するが、あまり厚いと表面粗さが増大するおそれがあるとともに、製造コストが上昇するおそれがある。陽極酸化皮膜の厚さは25μm以下であることが好ましく、20μm以下であることがより好ましい。   The thickness of the anodized film formed on the surface of the substrate is 2 μm or more and 30 μm or less. When the film thickness is less than 2 μm, a product made of magnesium or a magnesium alloy having excellent corrosion resistance cannot be obtained. In addition, a product made of magnesium or a magnesium alloy having excellent mechanical properties cannot be obtained. The thickness of the anodized film is preferably 4 μm or more, and more preferably 6 μm or more. On the other hand, the thicker the anodic oxide film, the better the corrosion resistance. However, if it is too thick, the surface roughness may increase and the production cost may increase. The thickness of the anodized film is preferably 25 μm or less, and more preferably 20 μm or less.

本発明で得られる陽極酸化皮膜の化学組成は特に限定されるものではないが、陽極酸化皮膜が、マグネシウム元素を10〜65質量%、酸素元素を10〜60質量%及びリン元素を10〜50質量%含有することが好適である。すなわち、マグネシウム又はマグネシウム合金からなる基材が陽極酸化された結果の生成物である、酸化されたマグネシウムを含有するものであることが好適である。   The chemical composition of the anodic oxide film obtained in the present invention is not particularly limited, but the anodic oxide film is 10 to 65% by mass of magnesium element, 10 to 60% by mass of oxygen element, and 10 to 50% of phosphorus element. It is preferable to contain by mass%. That is, it is preferable that the base material which consists of magnesium or a magnesium alloy contains the oxidized magnesium which is a product as a result of anodizing.

マグネシウム元素の含有量は、より好適には15質量%以上である。また、より好適には45質量%以下である。酸素元素の含有量は、より好適には20質量%以上である。また、より好適には55質量%以下である。リン元素の含有量はより好適には15質量%以上である。また、より好適には45質量%以下である。リン元素を適当量含有することで、優れた耐食性を有する皮膜を得ることができる。   The content of magnesium element is more preferably 15% by mass or more. Moreover, it is 45 mass% or less more suitably. The content of oxygen element is more preferably 20% by mass or more. Moreover, it is 55 mass% or less more suitably. The content of phosphorus element is more preferably 15% by mass or more. Moreover, it is 45 mass% or less more suitably. A film having excellent corrosion resistance can be obtained by containing an appropriate amount of phosphorus element.

アルミニウム元素を0〜10質量%含有することも好適である。亜鉛元素を0〜5質量%含有することも好適である。カルシウム元素を0〜5質量%含有してもよい。またリチウム元素を0〜20質量%含有してもよい。本発明の陽極酸化皮膜は本発明の効果を阻害しない範囲内で上記以外の元素を含んでいても構わない。しかしながら、基材が元々含有していたものを除き、重金属、特にクロム元素を実質的に含有しないことが好ましい。マグネシウム元素、酸素元素及びリン元素以外の元素の含有量は、通常30質量%以下であり、好適には20質量%以下であり、より好適には10質量%以下である。   It is also suitable to contain 0-10 mass% of aluminum elements. It is also preferable to contain 0-5% by mass of zinc element. You may contain 0-5 mass% of calcium elements. Moreover, you may contain 0-20 mass% of lithium elements. The anodized film of the present invention may contain elements other than those described above as long as the effects of the present invention are not impaired. However, it is preferred that substantially no heavy metals, particularly chromium elements, are contained except those originally contained in the substrate. The content of elements other than magnesium element, oxygen element and phosphorus element is usually 30% by mass or less, preferably 20% by mass or less, and more preferably 10% by mass or less.

本発明の製造方法によって得られる陽極酸化皮膜の硬さが、ビッカース硬度で110以上であることが好ましく、120以上であることがより好ましい。一方、ビッカース硬度の上限は通常300以下である。本発明の製造方法によって得られる陽極酸化皮膜は、直流電圧を印加して得られた陽極酸化皮膜と比べて、ビッカース硬度は高く、表面粗さ(Ra)の値は小さい。   The hardness of the anodized film obtained by the production method of the present invention is preferably 110 or more, more preferably 120 or more in terms of Vickers hardness. On the other hand, the upper limit of Vickers hardness is usually 300 or less. The anodized film obtained by the production method of the present invention has a higher Vickers hardness and a smaller surface roughness (Ra) than an anodized film obtained by applying a DC voltage.

以上説明したように、本発明の製造方法によれば、耐食性に優れた陽極酸化皮膜を有し、なおかつ力学的特性にも優れたマグネシウム又はマグネシウム合金からなる製品を製造することができる。本発明で規定した条件を満たす製造方法で得られたマグネシウム又はマグネシウム合金からなる製品がこのような特徴を有する理由として、次のようなことが推測される。   As described above, according to the manufacturing method of the present invention, it is possible to manufacture a product made of magnesium or a magnesium alloy having an anodized film excellent in corrosion resistance and excellent in mechanical properties. As a reason why a product made of magnesium or a magnesium alloy obtained by a manufacturing method that satisfies the conditions defined in the present invention has such characteristics, the following is presumed.

上述した電解液に基材を浸漬し当該基材の表面を陽極酸化処理すると、通電中のスパークに由来すると思われる多数の孔が表面に形成される場合が多い。本願実施例及び比較例においても、通電中のスパークに由来すると思われる多数の孔が確認された(図2及び4参照)。ここで図2及び4の両者を比較すると、交流電圧を印加して形成した陽極酸化皮膜の方が、孔が微細であることがわかる。この理由について本発明者らは、交流電圧を印加したときのスパーク電圧(Es[V])及び最終電圧(Ef[V])が直流電圧を印加したときのそれらよりも低いこと、直流電圧を印加するより交流電圧を印加した方が微細なスパークの発生が均一に分散することによるものであると考えている。そして、基材の表面に緻密な陽極酸化皮膜を形成したことが力学的特性の向上に影響を与えていると考えられる。   When a base material is immersed in the above-described electrolyte and the surface of the base material is anodized, a large number of holes that are thought to be derived from sparks during energization are often formed on the surface. Also in this-application Example and the comparative example, many holes considered to originate from the spark during energization were confirmed (see FIGS. 2 and 4). Here, when both FIG. 2 and FIG. 4 are compared, it can be seen that the pores are finer in the anodic oxide film formed by applying an alternating voltage. For this reason, the inventors have determined that the spark voltage (Es [V]) and the final voltage (Ef [V]) when an AC voltage is applied are lower than those when a DC voltage is applied. It is considered that the application of an alternating voltage rather than the application is due to the uniform dispersion of fine sparks. And, it is considered that the formation of a dense anodic oxide film on the surface of the substrate has an effect on the improvement of the mechanical properties.

また、本発明の製造方法によれば、直流電圧を印加して陽極酸化処理する方法と比べて、低い印加電圧で同じ膜厚の陽極酸化皮膜を得ることができる。また、処理時間も大幅に短縮することができる。したがって、エネルギー消費の面やコスト面からも本発明の製造方法を採用する意義は大きい。   In addition, according to the manufacturing method of the present invention, an anodic oxide film having the same film thickness can be obtained with a lower applied voltage as compared with a method in which a DC voltage is applied and anodized. In addition, the processing time can be greatly shortened. Therefore, the significance of adopting the production method of the present invention is great from the viewpoint of energy consumption and cost.

本発明の製造方法は、交流電圧又はパルス電圧を印加して基材の表面を陽極酸化処理することにより陽極酸化皮膜を形成する方法である。交流電圧は電圧がプラスとマイナスに周期的に変化するものであるから一対の電極に陽極と陰極の区別はない。本発明者らはこの点に着目して、一対の電極の両方に基材を接続して陽極酸化処理を試みた。本願明細書の実施例4に記載されているように、一対の電極の両方にマグネシウム合金からなる基材を接続し、上記の電解液を用いて上記の条件で交流電圧を印加して陽極酸化処理を試みた。その結果、どちらの基材の表面にも陽極酸化皮膜が形成されていた。   The production method of the present invention is a method for forming an anodized film by applying an alternating voltage or a pulse voltage to anodize the surface of a substrate. Since the alternating voltage is a voltage that periodically changes between plus and minus, there is no distinction between an anode and a cathode in a pair of electrodes. The inventors of the present invention focused on this point and attempted an anodic oxidation treatment by connecting a base material to both of the pair of electrodes. As described in Example 4 of the present specification, a base material made of a magnesium alloy is connected to both of a pair of electrodes, and an anodic oxidation is performed by applying an alternating voltage under the above conditions using the above electrolytic solution. Tried to process. As a result, an anodized film was formed on the surface of either substrate.

また、本発明者らは、一対の電極の両方にアルミニウムからなる基材を接続し、上記の電解液を用いて上記の条件で交流電圧を印加して陽極酸化処理を試みた。その結果、両基材の表面には陽極酸化皮膜を形成することができなかった。この理由について本発明者らは、アルミニウムがバルブ(弁)金属と呼ばれるものであることから、陽極酸化処理をすることで形成された陽極酸化皮膜が一方向のみにしか電流を流さない性質を有するためであると推測している。   In addition, the present inventors tried to perform anodizing treatment by connecting a base material made of aluminum to both of a pair of electrodes and applying an alternating voltage under the above conditions using the above electrolytic solution. As a result, an anodized film could not be formed on the surfaces of both substrates. For this reason, the present inventors have the property that the anodized film formed by anodizing treatment allows current to flow only in one direction because aluminum is a valve (valve) metal. I guess that is because.

さらに、本発明者らは、一対の電極の両方にマグネシウム合金からなる基材を接続し、Dow17法と呼ばれる公知の処方で交流電圧を印加して陽極酸化処理を行った。その結果、両基材の表面には陽極酸化皮膜を形成することができなかった。   Furthermore, the inventors connected a base material made of a magnesium alloy to both of the pair of electrodes, and applied an AC voltage according to a known formulation called the Dow 17 method to perform anodization. As a result, an anodized film could not be formed on the surfaces of both substrates.

以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。本実施例中での試験方法は以下の方法に従って行った。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail using an Example, this invention is not limited to these. The test method in this example was performed according to the following method.

(1)表面観察
日本電子株式会社製X線マイクロアナライザー「JXA−8500FS」を用い、試験片の表面を撮影し二次電子像を得た。
(1) Surface observation Using X-ray microanalyzer “JXA-8500FS” manufactured by JEOL Ltd., the surface of the test piece was photographed to obtain a secondary electron image.

(2)陽極酸化皮膜の膜厚測定
試験片を5mm×10mmの寸法に切断し、エポキシ樹脂に包埋してから、切断面を研磨して鏡面を得た。試料の断面方向から、日本電子株式会社製X線マイクロアナライザー「JXA−8500FS」を用いて電子顕微鏡写真を撮影し、膜厚を測定した。そして、上記X線マイクロアナライザーを用いて、皮膜の断面方向から組成分析を行った。
(2) Film thickness measurement of anodized film The test piece was cut into a size of 5 mm × 10 mm, embedded in an epoxy resin, and then the cut surface was polished to obtain a mirror surface. From the cross-sectional direction of the sample, an electron micrograph was taken using an X-ray microanalyzer “JXA-8500FS” manufactured by JEOL Ltd., and the film thickness was measured. And the composition analysis was performed from the cross-sectional direction of the membrane | film | coat using the said X-ray microanalyzer.

(3)皮膜の硬さの測定
ビッカース硬度の測定には、株式会社ミツトヨ製のマイクロビッカース硬度試験機「HM−114」を用い、荷重負荷0.1Nでビッカース硬度測定を実施した。
(3) Measurement of hardness of film Vickers hardness was measured at a load of 0.1 N using a micro Vickers hardness tester “HM-114” manufactured by Mitutoyo Corporation.

(4)表面粗さの測定
非接触式三次元構造解析顕微鏡「Zygo New View 5000」による表面形状測定を行い、算術平均粗さ(Ra)を求めた。
(4) Measurement of surface roughness Surface shape measurement was performed with a non-contact type three-dimensional structural analysis microscope “Zygo New View 5000” to obtain arithmetic average roughness (Ra).

(5)引張試験
Instron社製の「3382床置き型試験システム」を用い引張試験を行った。ひずみ速度は5mm/minとした。試験片としては、ダンベル状に成形した基材に対して、後述する[前処理1]、[前処理2]及び[成膜処理]を行ったものを用いた。
(5) Tensile test A tensile test was performed using "3382 floor-standing test system" manufactured by Instron. The strain rate was 5 mm / min. As a test piece, what performed the below-mentioned [pretreatment 1], [pretreatment 2], and [film-forming treatment] with respect to the base material shape | molded in the dumbbell shape was used.

(6)摩擦係数の測定
陽極酸化皮膜の摩擦係数を測定した。測定装置及び測定条件は以下の通りである。
・測定装置:神鋼造機株式会社の往復摺動タイプ摩擦摩耗試験機
・試験球:直径10mmのSUJ2(HV810)
・回転半径:4mm
・荷重0.49N
・繰返周波数:2Hz
・サイクル:7200
・気温:295±1K
・相対湿度:60±1%
(6) Measurement of friction coefficient The friction coefficient of the anodized film was measured. The measurement apparatus and measurement conditions are as follows.
・ Measuring device: Reciprocating sliding friction and wear tester manufactured by Shinko Engineering Co., Ltd. ・ Test ball: SUJ2 (HV810) with a diameter of 10 mm
・ Rotating radius: 4mm
・ Load 0.49N
・ Repetition frequency: 2Hz
・ Cycle: 7200
・ Temperature: 295 ± 1K
・ Relative humidity: 60 ± 1%

(7)塩水噴霧試験
JIS Z2371に準拠して、試験片に対して塩水噴霧試験を行った。そして、レイティングナンバーが9.0に至るまでの時間を計測した。この時間が長いほど皮膜の耐食性が優れている。
(7) Salt spray test The salt spray test was done with respect to the test piece based on JISZ2371. Then, the time until the rating number reached 9.0 was measured. The longer this time, the better the corrosion resistance of the film.

実施例1
[基材]
マグネシウム90質量%、アルミニウム9質量%及び亜鉛1質量%からなるASTM No.AZ91Dのマグネシウム合金を原料とし、ホットチャンバー法にて鋳造された170mm×50mm×2mmの寸法の合金板を基材として使用した。この基材のビッカース硬度は85HVであり、表面粗さ(Ra)は0.38μmであった。なお、引張試験のために、ASTM No.AZ91Dのマグネシウム合金を原料としホットチャンバー法にてダイカスト鋳造された合金板を、NCフライス盤を用いて図1に示すようにダンベル状に成形した基材も用意した。この基材の引張強度は233MPaであり、ひずみ(破断伸び)は6.0%であった。
Example 1
[Base material]
ASTM No. consisting of 90% magnesium, 9% aluminum and 1% zinc by weight An alloy plate having dimensions of 170 mm × 50 mm × 2 mm cast from a AZ91D magnesium alloy and cast by a hot chamber method was used as a base material. This substrate had a Vickers hardness of 85 HV and a surface roughness (Ra) of 0.38 μm. For the tensile test, ASTM No. A base material was also prepared in which an alloy plate die cast by a hot chamber method using a AZ91D magnesium alloy as a raw material was formed into a dumbbell shape as shown in FIG. 1 using an NC milling machine. The base material had a tensile strength of 233 MPa and a strain (elongation at break) of 6.0%.

そして、上記の各基材に対して、以下に説明する[前処理1]及び[前処理2]を行った後、[成膜処理]を行った。   Then, after performing [Pretreatment 1] and [Pretreatment 2] described below on each of the above-mentioned base materials, [Film forming treatment] was performed.

[前処理1]
前処理1として、上記基材を、0.25mol/Lのリン酸と微量の界面活性剤を含有する酸性水溶液65℃に60秒浸漬し、イオン交換水で洗浄した。
[Pretreatment 1]
As pretreatment 1, the substrate was immersed in an acidic aqueous solution 65 ° C. containing 0.25 mol / L phosphoric acid and a trace amount of surfactant for 60 seconds and washed with ion-exchanged water.

[前処理2]
前処理2として、上記基材を、3.8mol/Lの80℃の水酸化ナトリウム水溶液に60秒浸漬し、イオン交換水で洗浄した。
[Pretreatment 2]
As pretreatment 2, the substrate was immersed in a 3.8 mol / L 80 ° C. sodium hydroxide aqueous solution for 60 seconds and washed with ion-exchanged water.

[成膜処理]
上記前処理1及び2の後、以下の条件で成膜処理を行った。リン酸水溶液とアンモニア水とを混合して、リン酸根を0.25mol/L、アンモニア又はアンモニウムイオンをその合計量で1.5mol/L含有する電解液を調製し、15℃に保った。この電解液のpHは10.5であった。この中に上記の前処理を施した基材を作用極として浸漬して、陽極酸化処理を行った。このときの対極としては、上記作用極の4倍の表面積を有するSUS316Lの板を使用した。交流の定電流電源(周波数:60Hz)を使用し、作用極の表面の電流密度が1.5A/dmとなるようにして140秒間通電した。通電を開始してから3秒後に、基材表面におけるスパーク(発光)の発生が目視で確認された。スパークの発生が開始したときの印加電圧は125Vであった。そして、通電を終了した後、イオン交換水で洗浄してから乾燥して試験片を得た。最終電圧は190Vであった。
[Film formation]
After the pretreatments 1 and 2, film formation was performed under the following conditions. An aqueous solution of phosphoric acid and aqueous ammonia were mixed to prepare an electrolyte solution containing 0.25 mol / L of phosphate groups and 1.5 mol / L of ammonia or ammonium ions in the total amount, and kept at 15 ° C. The pH of this electrolytic solution was 10.5. An anodizing treatment was performed by immersing the base material subjected to the above pretreatment in this as a working electrode. As a counter electrode at this time, a SUS316L plate having a surface area four times that of the working electrode was used. An AC constant current power supply (frequency: 60 Hz) was used, and current was applied for 140 seconds so that the current density on the surface of the working electrode was 1.5 A / dm 2 . The occurrence of spark (light emission) on the surface of the substrate was visually confirmed 3 seconds after the start of energization. The applied voltage when the generation of sparks started was 125V. And after energization was completed, it was washed with ion-exchanged water and dried to obtain a test piece. The final voltage was 190V.

図2に実施例1の試験片の表面の二次電子像を示し、図3に断面の二次電子像を示す。陽極酸化皮膜の表面に通電中のスパークに由来すると思われる多数の孔の存在が確認された。得られた陽極酸化皮膜の膜厚は約10μmであった。ここでいう膜厚とは、多数の孔を有するために局所的な膜厚ムラのある皮膜において、厚い部分の表面から基材の合金面までの平均的な距離のことである(以下に説明する膜厚も同様)。皮膜のビッカース硬度は142HVであり、表面粗さ(Ra)は0.79μmであった。得られた陽極酸化皮膜は、マグネシウム元素を26.1at%(27.6質量%)、酸素元素を40.3at%(27.9質量%)、リン元素を29.7at%(39.9質量%)及びアルミニウム元素を3.9at%(4.6質量%)含有していた。引張試験における引張強度は293MPaであり、ひずみ(破断伸び)は8.1%であった。   FIG. 2 shows a secondary electron image on the surface of the test piece of Example 1, and FIG. 3 shows a cross-sectional secondary electron image. Existence of a large number of pores that were thought to be derived from sparks during energization was confirmed on the surface of the anodized film. The film thickness of the obtained anodized film was about 10 μm. The film thickness referred to here is an average distance from the surface of the thick part to the alloy surface of the base material in the film having local film thickness unevenness due to a large number of holes (described below). The film thickness is also the same). The film had a Vickers hardness of 142 HV and a surface roughness (Ra) of 0.79 μm. The obtained anodized film was composed of 26.1 at% (27.6 mass%) of magnesium element, 40.3 at% (27.9 mass%) of oxygen element, and 29.7 at% (39.9 mass%) of phosphorus element. %) And aluminum element 3.9 at% (4.6 mass%). The tensile strength in the tensile test was 293 MPa, and the strain (elongation at break) was 8.1%.

実施例2
処理時間、スパーク開始電圧(Es[V])及び最終電圧(Ef[V])を表1に示すよう変更した以外は実施例1と同様にして陽極酸化処理を行った。そして、実施例1と同様にして試験片を評価した。結果を表1に示す。
Example 2
Anodizing treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that the treatment time, spark start voltage (Es [V]) and final voltage (Ef [V]) were changed as shown in Table 1. The test piece was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

実施例3
交流電源をパルス電源(周波数:60Hz、デューティー比:0.5)に変更した以外は実施例1と同様にして陽極酸化処理を行った。そして、実施例1と同様にして試験片を評価した。結果を表1に示す。
Example 3
Anodization was performed in the same manner as in Example 1 except that the AC power source was changed to a pulse power source (frequency: 60 Hz, duty ratio: 0.5). The test piece was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

実施例4
対極のSUS316Lの板を、実施例1で用いたものと同じマグネシウム合金からなる基材に変更した以外は実施例1と同様にして陽極酸化処理を行った。その結果、作用極に接続された基材及び対極に接続された基材ともに、それらの表面には陽極酸化皮膜が形成されていた。いずれの陽極酸化皮膜も実施例1で得られた皮膜と同様の厚さと性質を有していた。したがって、同じ量の電力を投入することで2倍の生産性を得ることができた。
Example 4
Anodizing treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that the counter SUS316L plate was changed to a base material made of the same magnesium alloy as used in Example 1. As a result, both the base material connected to the working electrode and the base material connected to the counter electrode had an anodic oxide film formed on their surfaces. All the anodized films had the same thickness and properties as the film obtained in Example 1. Therefore, twice the productivity could be obtained by supplying the same amount of power.

比較例1
交流電源を直流電源に変更し、処理時間、スパーク開始電圧(Es[V])及び最終電圧(Ef[V])を表1に示すよう変更した以外は実施例1と同様にして陽極酸化処理を行った。そして、実施例1と同様にして試験片を評価した。結果を表1に示す。また、図4に比較例1の試験片の表面の二次電子像を示し、図5に断面の二次電子像を示す。陽極酸化皮膜の表面に通電中のスパークに由来すると思われる多数の孔の存在が確認された。このとき、表面に存在する孔の径は、実施例1における孔の径よりも大きかった。得られた陽極酸化皮膜の膜厚は約10μmであった。皮膜のビッカース硬度は106HVであり、表面粗さ(Ra)は1.17μmであった。得られた陽極酸化皮膜は、マグネシウム元素を20.1at%(23.0質量%)、酸素元素を54.7at%(41.1質量%)、リン元素を22.0at%(32.0質量%)及びアルミニウム元素を3.2at%(4.0質量%)含有していた。引張試験における引張強度は236MPaであり、ひずみ(破断伸び)は5.8%であった。
Comparative Example 1
Anodizing treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that the AC power source was changed to a DC power source, and the processing time, spark start voltage (Es [V]) and final voltage (Ef [V]) were changed as shown in Table 1. Went. The test piece was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1. 4 shows a secondary electron image of the surface of the test piece of Comparative Example 1, and FIG. 5 shows a secondary electron image of the cross section. Existence of a large number of pores that were thought to be derived from sparks during energization was confirmed on the surface of the anodized film. At this time, the diameter of the hole existing on the surface was larger than the diameter of the hole in Example 1. The film thickness of the obtained anodized film was about 10 μm. The Vickers hardness of the film was 106 HV and the surface roughness (Ra) was 1.17 μm. The obtained anodic oxide film had a magnesium element content of 20.1 at% (23.0 mass%), an oxygen element of 54.7 at% (41.1 mass%), and a phosphorus element of 22.0 at% (32.0 mass%). %) And an aluminum element of 3.2 at% (4.0 mass%). The tensile strength in the tensile test was 236 MPa, and the strain (elongation at break) was 5.8%.

比較例2
処理時間、スパーク開始電圧(Es[V])及び最終電圧(Ef[V])を表1に示すよう変更した以外は比較例1と同様にして陽極酸化処理を行った。そして、実施例1と同様にして試験片を評価した。結果を表1に示す。
Comparative Example 2
Anodization was performed in the same manner as in Comparative Example 1 except that the treatment time, the spark start voltage (Es [V]) and the final voltage (Ef [V]) were changed as shown in Table 1. The test piece was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

比較例3
処理時間、スパーク開始電圧(Es[V])及び最終電圧(Ef[V])を表1に示すよう変更した以外は実施例1と同様にして陽極酸化処理を行った。そして、実施例1と同様にして試験片を評価した。結果を表1に示す。
Comparative Example 3
Anodizing treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that the treatment time, spark start voltage (Es [V]) and final voltage (Ef [V]) were changed as shown in Table 1. The test piece was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

Claims (3)

リン酸根を0.1〜1mol/L含有し、アンモニア又はアンモニウムイオンを0.2〜5mol/L含有し、pHが8〜14である電解液にマグネシウム又はマグネシウム合金からなる基材を浸漬し、スパーク開始電圧(Es[V])及び最終電圧(Ef[V])が下記式(1)〜(3)を満足するように設定して、交流電圧又はパルス電圧を印加して前記基材の表面を陽極酸化処理することにより、該表面に厚さ2μm以上30μm以下の陽極酸化皮膜を形成することを特徴とするマグネシウム又はマグネシウム合金からなる製品の製造方法。
50≦Es≦160 (1)
60≦Ef≦300 (2)
5≦Ef−Es≦200 (3)
A base material made of magnesium or a magnesium alloy is immersed in an electrolyte solution containing 0.1 to 1 mol / L of phosphate radicals, 0.2 to 5 mol / L of ammonia or ammonium ions, and having a pH of 8 to 14, The spark start voltage (Es [V]) and the final voltage (Ef [V]) are set so as to satisfy the following formulas (1) to (3), and an AC voltage or a pulse voltage is applied to the substrate. A method for producing a product made of magnesium or a magnesium alloy, wherein an anodized film having a thickness of 2 μm to 30 μm is formed on the surface by anodizing the surface.
50 ≦ Es ≦ 160 (1)
60 ≦ Ef ≦ 300 (2)
5 ≦ Ef−Es ≦ 200 (3)
前記陽極酸化皮膜が、マグネシウム元素を10〜65質量%、酸素元素を10〜60質量%及びリン元素を10〜50質量%含有する請求項1に記載のマグネシウム又はマグネシウム合金からなる製品の製造方法。   The manufacturing method of the product which consists of magnesium or a magnesium alloy of Claim 1 in which the said anodic oxide film contains 10-65 mass% of magnesium elements, 10-60 mass% of oxygen elements, and 10-50 mass% of phosphorus elements. . 前記電解液に、マグネシウム又はマグネシウム合金からなる基材を作用極として浸漬するとともに、マグネシウム又はマグネシウム合金からなる基材を対極としても浸漬し、前記作用極と前記対極との間に交流電圧を印加して、作用極と対極の両方の基材の表面を同時に陽極酸化処理して陽極酸化皮膜を形成する請求項1又は2に記載のマグネシウム又はマグネシウム合金からなる製品の製造方法。   A substrate made of magnesium or a magnesium alloy is immersed in the electrolytic solution as a working electrode, and a substrate made of magnesium or a magnesium alloy is also immersed as a counter electrode, and an AC voltage is applied between the working electrode and the counter electrode. And the manufacturing method of the product which consists of magnesium or a magnesium alloy of Claim 1 or 2 which forms the anodized film by anodizing the surface of the base material of both a working electrode and a counter electrode simultaneously.
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