JPH02194195A - チタン及びチタン合金の陽極酸化処理方法 - Google Patents
チタン及びチタン合金の陽極酸化処理方法Info
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- JPH02194195A JPH02194195A JP1001689A JP1001689A JPH02194195A JP H02194195 A JPH02194195 A JP H02194195A JP 1001689 A JP1001689 A JP 1001689A JP 1001689 A JP1001689 A JP 1001689A JP H02194195 A JPH02194195 A JP H02194195A
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- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 9
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/26—Anodisation of refractory metals or alloys based thereon
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はチタン及びチタン合金に緻密で厚い陽極酸化皮
膜を形成する陽極酸化皮膜の処理方法に関するものであ
る。
膜を形成する陽極酸化皮膜の処理方法に関するものであ
る。
（従来の技術）
チタンを陽極酸化処理すると、その表面にＴｉｅｓの酸
化皮膜が形成される。
化皮膜が形成される。
そして、この酸化皮膜の干渉及膜厚に対応し、各種の色
調の自然発色が得られる。
調の自然発色が得られる。
これらカラーチタンは、チタンの新しい用途として、ビ
ルのカーテンウオール、インテリア、各種の装飾分野等
に適用することが検討されている。
ルのカーテンウオール、インテリア、各種の装飾分野等
に適用することが検討されている。
また、他の利用目的としてチタン表面の保護と美観の向
上、あるいは陽極酸化皮膜が耐電圧、耐熱性等に優れて
いることから回路基板への応用が考えられ、またチタン
酸化層が高誘電体物質であることから電子工業関係での
開発研究も行われている。これらの要求を満足するため
の緻密で厚い陽極酸化皮膜を得るための電解条件の検討
が各方面で行われている。
上、あるいは陽極酸化皮膜が耐電圧、耐熱性等に優れて
いることから回路基板への応用が考えられ、またチタン
酸化層が高誘電体物質であることから電子工業関係での
開発研究も行われている。これらの要求を満足するため
の緻密で厚い陽極酸化皮膜を得るための電解条件の検討
が各方面で行われている。
従来陽極酸化の電解液としては、−船釣にはリン酸、硫
酸、ホウ酸又はこれらの混合液あるいはこれらの塩の水
溶液が用いられる。具体的には電解液としては例えば２
．５重量％リン酸水溶液、あるいは２．５重量％リン酸
−３，５重量％硫酸漉合水溶液などが挙げられる。また
耐圧性の良い酸化皮膜を得るために非水性液または溶融
塩中で電解する方法も試みられている。
酸、ホウ酸又はこれらの混合液あるいはこれらの塩の水
溶液が用いられる。具体的には電解液としては例えば２
．５重量％リン酸水溶液、あるいは２．５重量％リン酸
−３，５重量％硫酸漉合水溶液などが挙げられる。また
耐圧性の良い酸化皮膜を得るために非水性液または溶融
塩中で電解する方法も試みられている。
（発明が解決しようとする課題）
ところで電解処理により陽極酸化皮膜を好ましい厚さに
形成するには、電解電圧を高くする必要がある。しかし
、上述した従来の陽極酸化処理液を用いた場合、一定の
電流密度で通電すると、電解液中での電極間の電解電圧
は次第に上昇し、ある一定の電圧までは時間の経過に比
例して酸化皮膜は成長するが、ある電解電圧以上では局
部的に絶縁破壊を起こし、溶液中でも試料表面に火花が
発生する。従来のリン酸、硫酸混合液を用いた陽極酸化
処理では生成される酸化皮膜の絶縁破壊電圧は２５０■
程度と低く、この時点で火花放電を生じ十分な陽極酸化
皮膜厚が得られない。そのため実際はこの絶縁破壊の発
生する前までしか電解電圧を高めることはできない。し
たがって酸化皮膜の成長もそこで停止してしまうことと
なり、陽極酸化皮膜を厚くするためにはこの火花放電の
発生する電解電圧を高くすることが必要となってくる。
形成するには、電解電圧を高くする必要がある。しかし
、上述した従来の陽極酸化処理液を用いた場合、一定の
電流密度で通電すると、電解液中での電極間の電解電圧
は次第に上昇し、ある一定の電圧までは時間の経過に比
例して酸化皮膜は成長するが、ある電解電圧以上では局
部的に絶縁破壊を起こし、溶液中でも試料表面に火花が
発生する。従来のリン酸、硫酸混合液を用いた陽極酸化
処理では生成される酸化皮膜の絶縁破壊電圧は２５０■
程度と低く、この時点で火花放電を生じ十分な陽極酸化
皮膜厚が得られない。そのため実際はこの絶縁破壊の発
生する前までしか電解電圧を高めることはできない。し
たがって酸化皮膜の成長もそこで停止してしまうことと
なり、陽極酸化皮膜を厚くするためにはこの火花放電の
発生する電解電圧を高くすることが必要となってくる。
本発明の目的は電解電圧を高め膜厚の厚い緻密な陽極酸
化処理皮膜を得ることのできるチタンの陽極酸化処理方
法を提供することにある。
化処理皮膜を得ることのできるチタンの陽極酸化処理方
法を提供することにある。
（課題を解決するための手段）
本発明者らは陽極酸化皮膜の生成状態に与える電解液と
してのリン酸、シュウ酸、硫酸その他の酸の影響につい
て、陽極酸化皮膜の生成速度と細孔の緻密さとの関係、
酸化皮膜の絶縁破壊電圧と電解電圧との関係について種
々検討を加えた結果、リン酸とシュウ酸の特定組成の電
解液が火花放電の発生する電圧が高いことを見出し、こ
の知見に基づき本発明を完成するに至った。
してのリン酸、シュウ酸、硫酸その他の酸の影響につい
て、陽極酸化皮膜の生成速度と細孔の緻密さとの関係、
酸化皮膜の絶縁破壊電圧と電解電圧との関係について種
々検討を加えた結果、リン酸とシュウ酸の特定組成の電
解液が火花放電の発生する電圧が高いことを見出し、こ
の知見に基づき本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、チタン及びチタン合金を陽極酸化処
理するに当り電解液として、リン酸０．０５〜２重量％
、シュウ酸０．０５〜２重量％を含有する混合水溶液を
用いることを特徴とするチタン及びチタン合金の陽極酸
化処理法を提供するものである。
理するに当り電解液として、リン酸０．０５〜２重量％
、シュウ酸０．０５〜２重量％を含有する混合水溶液を
用いることを特徴とするチタン及びチタン合金の陽極酸
化処理法を提供するものである。
以下、本発明に用いる陽極酸化処理液の成分限定理由、
作用ならびに上記処理液を用いた陽極酸化処理方法につ
いて説明を加える。
作用ならびに上記処理液を用いた陽極酸化処理方法につ
いて説明を加える。
まずリン酸は０．０５〜２重量％含むものとする。すな
わちリン酸濃度が０．０５重量％未満では正常な陽極酸
化皮膜は形成されず、２重量％を越えた濃度では陽極酸
化皮膜の生成速度が高まり、同時に陽極酸化皮膜の細孔
（通電孔）が太き（粗となり、その結果絶縁破壊電圧を
高めることができなくなる。リン酸濃度が０．０５〜２
． ０重量％であれば、陽極酸化皮膜の生成速度は低下
し、細孔の緻密な陽極酸化皮膜が形成され、この結果酸
化皮膜の絶縁破壊電圧を高めることができる。
わちリン酸濃度が０．０５重量％未満では正常な陽極酸
化皮膜は形成されず、２重量％を越えた濃度では陽極酸
化皮膜の生成速度が高まり、同時に陽極酸化皮膜の細孔
（通電孔）が太き（粗となり、その結果絶縁破壊電圧を
高めることができなくなる。リン酸濃度が０．０５〜２
． ０重量％であれば、陽極酸化皮膜の生成速度は低下
し、細孔の緻密な陽極酸化皮膜が形成され、この結果酸
化皮膜の絶縁破壊電圧を高めることができる。
シュウ酸は０．０５〜２重量％とする。シュウ酸は酸化
皮膜を良質にする効果があり、リン酸単独水溶液以上に
電解電圧を高めることができる。
皮膜を良質にする効果があり、リン酸単独水溶液以上に
電解電圧を高めることができる。
その濃度が０．０５重量％未満では上記効果がなく、濃
度が２．０重量％を越えると細孔（通電孔）が粗となり
、電解電圧を低下させる。
度が２．０重量％を越えると細孔（通電孔）が粗となり
、電解電圧を低下させる。
次に上記水溶液を用いた陽極酸化処理方法について説明
すると、純チタン又はチタン合金材を常法により前処理
を行いその後上記電解液中で電解を行う。
すると、純チタン又はチタン合金材を常法により前処理
を行いその後上記電解液中で電解を行う。
上記水溶液を用いれば陽極酸化皮膜の絶縁破壊電圧を５
００ｖ程度まで高めることが可能となり、結果として従
来以上の高電圧電解により緻密で厚い陽極酸化皮膜が得
られる。
００ｖ程度まで高めることが可能となり、結果として従
来以上の高電圧電解により緻密で厚い陽極酸化皮膜が得
られる。
上記本発明の水溶液を電解液として使用する際の条件と
しては、電圧は定電圧電解法では直流の場合は３５０〜
５００Ｖが好ましい。電解液の温度は１０〜３０℃が好
ましく、またその電解時間は３〜１０分が好ましい。ま
た定電流電解法では電流密度は直流の場合は０．５〜４
Ａ／ｄｒ＆が好ましい。電解液の温度は１０〜３０℃が
好ましく、その電解時間は３〜４０分が好ましい。
しては、電圧は定電圧電解法では直流の場合は３５０〜
５００Ｖが好ましい。電解液の温度は１０〜３０℃が好
ましく、またその電解時間は３〜１０分が好ましい。ま
た定電流電解法では電流密度は直流の場合は０．５〜４
Ａ／ｄｒ＆が好ましい。電解液の温度は１０〜３０℃が
好ましく、その電解時間は３〜４０分が好ましい。
以上の条件であれば従来にない膜厚２〜１０μｍの酸化
皮膜を得ることができる。
皮膜を得ることができる。
（実施例）
以下に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。
チタン素材として１．０ｍｍ厚の純チタン（Ｊ Ｉ Ｓ
一種）焼鈍材を用いた。
一種）焼鈍材を用いた。
前処理として、２０重量％硝酸＋２重量％フッ化水素酸
水溶液→水洗→メタノール洗浄を行ったのち第１表に示
す内容の各電解液によって、定電圧電解で陽極酸化処理
を行ったところ、第１図のような結果が得られた。
水溶液→水洗→メタノール洗浄を行ったのち第１表に示
す内容の各電解液によって、定電圧電解で陽極酸化処理
を行ったところ、第１図のような結果が得られた。
第１表
従来液である２、５重量％リン酸−３，５重量％硫酸混
合水溶液を使用した場合には２００Ｖ程度で火花が発生
し、厚い陽極酸化皮膜は得られなかった。
合水溶液を使用した場合には２００Ｖ程度で火花が発生
し、厚い陽極酸化皮膜は得られなかった。
また比較液としての３重量％及び１０重量％リン酸単独
水溶液、３重量％リン酸−３重量％シュウ酸混合水溶液
では３５０■程度しか電解電圧を高めることができない
ため、厚い陽極酸化皮膜は得られないが、本発明液であ
る０、８重量％リン酸−０，８重量％シュウ酸水溶液を
用いると第１図の如（，５００■程度まで電解電圧を高
めることが可能であり、数ミクロン単位の厚い陽極酸化
皮膜を得ることができる。
水溶液、３重量％リン酸−３重量％シュウ酸混合水溶液
では３５０■程度しか電解電圧を高めることができない
ため、厚い陽極酸化皮膜は得られないが、本発明液であ
る０、８重量％リン酸−０，８重量％シュウ酸水溶液を
用いると第１図の如（，５００■程度まで電解電圧を高
めることが可能であり、数ミクロン単位の厚い陽極酸化
皮膜を得ることができる。
（発明の効果）
以上説明したように本発明方法によれば、チタン及びチ
タン合金表面に従来になく膜厚の厚い、緻密な酸化皮膜
を形成することができる。
タン合金表面に従来になく膜厚の厚い、緻密な酸化皮膜
を形成することができる。
第１図は第１表に示した各電解液を用いたときの電解電
圧と陽極酸化皮膜厚との関係を示すグラフである。
圧と陽極酸化皮膜厚との関係を示すグラフである。
Claims (1)
- チタン及びチタン合金を陽極酸化処理するに当り電解
液として、リン酸０．０５〜２重量％、シュウ酸０．０
５〜２重量％を含有する混合水溶液を用いることを特徴
とするチタン及びチタン合金の陽極酸化処理法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1001689A JPH02194195A (ja) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | チタン及びチタン合金の陽極酸化処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1001689A JPH02194195A (ja) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | チタン及びチタン合金の陽極酸化処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02194195A true JPH02194195A (ja) | 1990-07-31 |
Family
ID=11738597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1001689A Pending JPH02194195A (ja) | 1989-01-20 | 1989-01-20 | チタン及びチタン合金の陽極酸化処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02194195A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004024202A1 (en) | 2002-09-16 | 2004-03-25 | Lynntech Coatings, Ltd. | Anodically treated biocompatible implants |
| CN107190301A (zh) * | 2017-06-09 | 2017-09-22 | 嘉兴红宝路金属材料有限公司 | 钛及钛合金高光彩色阳极氧化表面处理方法 |
| CN113046811A (zh) * | 2019-12-27 | 2021-06-29 | 比亚迪股份有限公司 | 一种微弧氧化电解液及其应用方法、工件 |
-
1989
- 1989-01-20 JP JP1001689A patent/JPH02194195A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004024202A1 (en) | 2002-09-16 | 2004-03-25 | Lynntech Coatings, Ltd. | Anodically treated biocompatible implants |
| CN107190301A (zh) * | 2017-06-09 | 2017-09-22 | 嘉兴红宝路金属材料有限公司 | 钛及钛合金高光彩色阳极氧化表面处理方法 |
| CN113046811A (zh) * | 2019-12-27 | 2021-06-29 | 比亚迪股份有限公司 | 一种微弧氧化电解液及其应用方法、工件 |
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