JPH0261052A - 耐食性Ｍｇ基部材およびその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、各種自動車部品等に使用される純〜Ｉｇ（
マグネシウム）もしくはＭｇ合金からなる部材に関し、
特に耐食性に浸れるＭＣＩ基部材およびその製造方法に
関するものである。

従来の技術 ＭＱ合金の耐食性を向上させる方法としては、従来から
Ｍｇ合金の基材の表面に耐食性皮膜を形成する方法が適
用されている。このようにＭｇ合金基材に耐食性皮膜を
形成ザる方法の代表的なものとしては、例えばそれぞれ
ＪＩＳ　Ｈ８６５１−１９７８にＪりいて、１種Ａ（Ｍ
ＸＩＡ）、１種Ｂ（〜＋Ｘ２Ａ）として規定されている
クロメート処理（クロム酸処理）あるいは３種（ＭＸ３
）として規定されている重クロメート処理（重クロム酸
処Ｊ！！りと、５種（ＭＸ５）、６種ｌＸ６）、７種（
ＭＸ　７　）として規定されている陽極酸化Ｉｌ！ｌ！
埋がある。

発明が解決しようとする課題 萌述のような従来のクロメート処理もしくは重クロメー
ト処理、あるいは陽極酸化処理では、１Ｍｇ基部材に充
分な耐食性を与えることは困難であった。すなわちクロ
メート処理もしくは重クロメート処理の場合、形成され
る皮膜（化成皮膜）の模厚が薄く、しかも皮膜自体が軟
質で剥離しやすく、したがって充分な耐食性が得られな
かった。

一方陽極酸化処理の場合、皮膜自体は高い耐食ｉ生を示
すが、電気的な酸化によって皮膜に多数の微小なボアが
生じるため、そのボアから孔食が生じやすく、したがっ
てこの場合も充分な耐食性を得ることが困難であった。

さらに従来のクロメート処理もしくは重クロメート９８
浬、あるいは陽極酸化処理では、処理に高コストを要さ
ざるを得なかった。すなわち、いずれの２！ｌ！浬でも
クロム酸系の薬品を使用するため材おｌコストが高いの
みならず、処３＋！後の廃液の処理施設が必要であり、
また安全上も問題があった。

ざらに陽極酸化処理の場合は、電源装置が必要であり、
そのため処理装置が複雑かつ高コストとならざるを得な
かったのである。

この光間は以上の＠清を背景としてなされたもので、従
来のクロメート処理もしくは重クロメート処理あるいは
陽極酸化処理では得られなかったような優れた耐食性を
与えたＭ　（Ｊ　１部材を提供し、併せてそのように優
れた耐食性を有する〜１ｑ１部材を効率良く低コストで
得ることができる方法を提供することを目的とするもの
である。

課題を解決するための手段 本発明者等は、前述の問題を解決するべく鋭意実験・検
討を重ねた結果、〜１ｑもしくはＭ９合金からなる基材
を六フッ化イオウ（Ｓｔｓ）ガスを含む雰囲気中で加熱
して、基材の表面にフン化マグネシウム化合物（ＭＱＦ
２＞の皮膜を形成することによって、著しく優れた耐食
四を与えることがてき、またその場合の９１！を浬も簡
単かつ容易であることを見出し、この発明をなすに至っ
たのである。

具体的には、第１発明の耐食性Ｍｇ基部材は、・Ｍｇも
しくは１Ｍｇ合金からなる基材の表面に、甲さ２１Ｊｍ
以上の、〜ｌＦ２皮腰が形成されていることを特徴とげ
るものである。

また第２発明の耐食ｉ生〜１ｑ基部材の製造方法は、Ｍ
ｇもしくは・〜１９合金からなる基材を、六フッ化イオ
ウガスをＯ１２へ１００ｖａｔ％含む雰囲気中で２００
〜５５０″Ｃの範囲内の温度にて０．５〜１０時間加熱
して、基材表面にＭ　ｇＦ　２皮膜を生成させることを
特徴とするものである。

作　　　用 ＶＩＱ合金もしくはＭＣ７かうなる基材を、六フッ化イ
オウガス（ＳＦ６ガス）を０．２ｖｏ　１％以上含む雰
囲気中で加熱すれば、基材のＭ　ＣＩとＳＦ６ガスとの
気相反応により、基材表面に白色の皮膜が生成される。

この皮膜はフッ化マグネシウム化合物（ＭＱＦ２）から
なるものであって、それ自体の耐食性が優れるばかりで
なく、極めて緻密で硬く、たとえ膜厚が薄くても強い耐
食ヰを示す。またこのＭ　Ｑ　Ｖ　２皮膜は気相反応に
より生成されるため、基材の形状に関係なく基材の全面
に均一に生成される。しかもこのＭ　ＣＪ　Ｆ　２皮暎
は、陽極酸化処理のようなボアなどの欠陥が存在しない
。したがってこのＭ　ｇＦ　２皮膜を形成しておくこと
によって、ＭｇもしくはＭ［ｊ合金からなる基材の耐食
性が大幅に向上される。

またこのＭＣ］Ｆ２皮膜は上述のように硬くて緻密であ
るから、耐食性のみならず耐摩耗性をも向上させる。

ここで、Ｍ　ＣＪ　Ｆ　２皮膜の厚みが２伽未満では充
分な耐食性が得られず、したがってその膜厚は２櫂以上
とする必要がある。なお、より充分な耐食性を与えるた
めには、〜１（ＪＦ２皮膜の膜厚を５伽以上とすること
が好ましい。また１０ＩＪＩｎ８越えて厚くしても耐食
性向上の効果は飽和するから、処理コストとの関係から
１０珈以下の膜厚とすることが望ましい。

〜１ｑもしくはＭ　ｑ合金からなる基材の表面に〜ＩＱ
Ｆ２皮膜を形成するにあったでは、ＳＦ６ガスを０．２
ｖｏ　１％以上含む雰囲気中で加熱する必要がある。Ｓ
Ｆ６ガスの割合が０．２ｖｏ　１％未渦の雰囲気では、
充分にＭ　Ｑ　Ｆ　２皮模を形成することができない。

加熱雰囲気中のＳＦ６ガス以外の成分は、要はＭｇやＳ
Ｆ６ガスとの反応性がないかまたは反応性が少ないもの
であればよく、例えば不活姓ガスや二酸化炭素、ざらに
は窄気などを用いることができる。もちろんＳＦ６ガス
が１００％の雰囲気を用いることが最も望ましい。

８Ｆ６ガスを含む雰囲気での加熱温度は、２００°Ｃ以
上、５５０″Ｃ以下とする必要がある。第１図に、ＳＦ
６ガス１００χの雰囲気中にて種々の温度でＭｇ合金を
８時間加熱した場合のＭ　ｑ　Ｆ　２皮膜の膜厚と加熱
温度との関係を示す。第１図から明らかなように、加熱
温度が１００℃未満ではＭＱＦ２皮膜が生成されない。

１００℃以上では加熱温度が高くなるほどＭｇＦ２皮膜
の厚みが大きくなるが、２００　℃未満では充分な膜厚
とならないから、加熱温度は２００°Ｃ以上とする必要
がある。一方、５５０゛Ｃを越えればＭＣＩ合金の固相
線を越えて、液相が生じてしまうおそれがあるから、加
熱温度の上限は５５０℃とプる必要がある。

ＳＦ６ガスを含む雰囲気での加熱時間は、０．５時間以
上、１０時間以下とする必要がある。加熱時間かＱ、５
時間未満では充分な膜厚の〜１９Ｆ２皮膜か生成されず
、一方１０時間を越えて加熱しても膜厚はそれ以上増加
ぜず、生産性を阻害するだけである。第２図に、ＳＦｓ
ガス１００％の雰囲気中にて種々の温度でＭｇ合金を種
々の時間加熱した場合のＭ　ｇＦ　２皮膜の膜厚と加熱
時間との関係を示す。

第２図から明らかなように、膜厚は当初は処理時間が長
くなる程増加するが、ある程度以上処理時間が長くなれ
ば飽和してしまう。ｇ！厚の飽和値は加熱温度が高いほ
ど大きい。また膜厚の飽和値に至る加熱時間は加熱温度
が高いほど届かい。

なおこの発明の方法で、ＭＱＦ２皮膜生成のために使用
するＳＦ６ガスは、無色、無害の気体であり、しかも空
気より重い。そのためクロム酸系の液体薬品を用いる従
来技術の方法と比較して、取扱いが簡単で、安全上の問
題も少なく、また特別な電源装置や処理施設の必要もな
いに加えて、ＳＦ６ガス自体も安価であるから、処理の
ためのコストもわずかで済む。

実施例 ネオジム、銀、ジルコニウムを含むマグネシウム合金（
Ｎ　ｄ　２．２ｗｔ％、ＡＱ　２．Ｏｖｔ％、Ｚｒｏ、
６Ｗ１％、残部ＭＣＩ＞からなる訪造部品（基材）を熱
処理容器に入れ、ボンベより１００％濃度の六フッ化イ
オウ（ＳＦ６）ガスを充填した。なおこの場合、ＳＦｓ
ガスは空気より重いため、熱処理容器に特別な密閉Ｒ’
１４は不要である。次いでこれを容器ごと加熱炉中に入
れ、５２０℃で８時間加熱した。

これによって、基材表面に厚さ５伽のフッ化マグネシウ
ｌ＼（ＭｇＦ２）皮膜が形成された。

この〜１ｑＦ２皮躾について調べたところ、第４図に模
式的に示すように、基材２の表面の〜ｌ’Ｊ　Ｆ２皮咬
１にはボア等の欠陥が存在せず、緻密となっていること
が判明した。比較のため、従来技１（ｉである陽極酸化
処理を施した状況を第５図に模式的に示す。この場合は
、基材２の表面の陽能酸化皮１模３は、多数のボア４が
存在する状態となってあり、そのボアから孔食が発生し
やすいことが明らかである。

なお上述のＮ’ｔＡとして用いた、ネオジム、銀、ジル
コニラ１８を含む〜１ｑ合金は、鋳造したままでは強度
的に不充分であるため、Ｔ６処理（５２０″Ｃ×８時間
溶体化−温水焼入れ一り００℃×１４時間焼戻し）が不
可欠であるが、この５２０℃での溶体化処理の際に！Ｉ
！、処理容器内にＳＦ６ガスを充填しておくことにより
、その溶体化処理時にこの発明で目的とする：〜１ｃＪ
Ｆ２皮膜を生成させることができる。換言すれば、溶体
化２！！理とＭ　ＣＪ　Ｆ　２生成処理とを兼ねて行な
うことができ、したがってその場合には、ＭＱＦ２生成
のだ、めのコスト上昇はＳＦ６ガスの費用だけとなる。

さらに前記同様なＭＣＩ合金Ｍ造部品を基材として用い
て、１００％ＳＦ６ガス中での加熱処理を、種々の加熱
温度、種々の加熱時間で行なって、種々の膜厚の〜１（
ＪＦ２皮膜を生成させ、それぞれについて耐食性評価を
行なった。この評価は、５％入ａＣＩ水溶液を用いての
３５℃×１００時間の塩水噴ｎ試験を行ない、それによ
り生じた腐食生成物の面枯率とＭｇＦ２皮膜の膜厚との
関係を調べた。

その結束を第３図に示す。比較のため、従来のクロメー
ト処理（ＪＩＳ　Ｈ８６５１−１９７８における１種Ａ
に準拠）を施した場合の腐食生成物面積率、および従来
のＶＪＡ極酸化処理（ＪＩＳ　Ｈ８６５１−１９７８に
おける６種に準拠）を施した場合の腐食生成物面積率を
第３図中に併せて示す。

第３図から明らかなように、〜ＩＱＦ２皮膜を生成した
場合は、その膜厚が２伽程度以上で従来のクロメート処
理よりも優れた耐食性を得ることができ、ざらに膜厚５
１ＩＩｎ以上で従来の陽極酸化処理よりも優れた耐食性
を得ることができた。

発明の効果 以上の説明で明らかなように、第１発明のＭｇ１部材は
、表面に緻密かつ均一でしかも硬質な２伽以上の膜厚の
Ｍ　Ｑ　Ｆ　２反映が形成されているため、耐食性が著
しく優れており、したがって腐食環境下で使用されるＭ
Ｏ基部材として最適であり、また従来は腐食のためＭ　
ｇやＭｇ合金を使用できなかったような用途にも〜ＩＱ
もしくはＭ　ｇ合金が使用可能となり、Ｍｇもしくは、
Ｍｇ合金の用途拡大を図ることができる。また第１発明
のＭ　ｇＭ部（イは、表面のＭｇＦ２皮膜がＶｆ！質で
あるため、耐摩耗性にも優れており、したがって耐摩耗
性が要求される用途にも最適である。

また第２発明の製造方法によれば、憧めで低コストで効
率良く上述のように浸れた耐食性、耐摩耗性を有するＭ
ｑ基部材を得ることができる。また第２発明の方法によ
り＼１ｑ１部材の表面に形成されるＭｇ「２皮膜は薄く
ても充分な耐摩耗性を示ずため、寸法変化が許されない
精密な部品にも適用することができる。ざらに、ＭＱ基
部材に対して他の目的で施す熱９８浬時（例えば溶体化
５１３狸等）に、ＳＦ６ガスで全気中の酸素を置換して
おくこと、換言すればその熱処理と第２発明の方法とを
兼ねて行なうことによって、恢めて活性なＭＱもしくは
Ｍｑ合金の表面の酸化を防止することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１００％ＳＦ６ガス雰囲気中ての加、！！！温
度とそれにより生成されるＭ　ｑ　Ｆ　２皮膜の１１９
厚との関係を示すグラフ、第２図は１００％ＳＦａガス
雰囲気中での加熱Ｒ間とそれにより生成される〜ＩＱＦ
２皮膜の膜厚との関係を示すグラフ、第３図はＭＱＦ２
皮暎の膜厚と塩水噴霧試験による腐食生成物面積率との
関係を示すグラフ、第４図はこの発明の耐摩耗１！Ｍｇ
基部材の表面付近の断面状況を模式的に示す拡大断面図
、第５図は従来の陽極酸化処理を施したＭｑ基部材の表
面付近の断面状況を模式的に示す拡大断面図である。 １・・・ＭｑＦ２皮摸、２・・・基材。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＭｇもしくはＭｇ合金からなる基材の表面に、厚
   さ２μｍ以上のＭｇＦ＿２皮膜が形成されていることを
   特徴とする耐食性Ｍｇ基部材。
2. （２）ＭｇもしくはＭｇ合金からなる基材を、六フッ化
   イオウガスを０．２〜１００ｖｏｌ％含む雰囲気中で２
   ００〜５５０℃の範囲内の温度にて０．５〜１０時間加
   熱して、基材表面にＭｇＦ＿２皮膜を生成させることを
   特徴とする耐食性Ｍｇ基部材の製造方法。