JPH03197696A - チタンおよびチタン合金の電解処理方法 - Google Patents

チタンおよびチタン合金の電解処理方法

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JPH03197696A
JPH03197696A JP33612089A JP33612089A JPH03197696A JP H03197696 A JPH03197696 A JP H03197696A JP 33612089 A JP33612089 A JP 33612089A JP 33612089 A JP33612089 A JP 33612089A JP H03197696 A JPH03197696 A JP H03197696A
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Masatoshi Naeka
苗加 雅敏
Mitsuo Sakashita
坂下 満雄
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Sankyo Aluminium Industry Co Ltd
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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】 【発明の目的】
(産業上の利用分野) 本発明は、チタンおよびチタン合金に対して電解処理を
行う際に利用されるチタンおよびチタン合金の電解処理
方法に関するものである。 (従来の技術) 近年、軽金属の一種であるチタンおよびチタン合金の各
種分野への適用が拡大しつつあり、当初の宇宙航空機器
の素材としての適用から、自動車、さらには建材製品の
素材としての適用が行われるようになってきている。 従来、チタンおよびチタン合金に対して電解処理を行う
にあたっては、例えば、陽極酸化による発色処理を行う
に際して、10〜20%の硫酸。 リン酸、あるいは硫酸とリン酸との混酸などからなる陽
極酸化処理浴が用いられており、通電電圧を変えること
によって目標とする色調に発色させる方法が採用されて
いた。 (発明が解決しようとする課題) しかしながら、このような従来のチタンおよびチタン合
金の電解処理方法では、強酸性域の電解処理浴を使用し
ていたため、アルミニウムおよびアルミニウム合金に対
する電解処理設備とは別の電解処理設備を必要とし、建
材分野においては未だ需要の少ないチタンおよびチタン
合金の電解処理設備を設けることは現実的でないという
課題があった。 (発明の目的) 本発明は、このような従来の課題にかんがみてなされた
もので、チタンおよびチタン合金に対する電解処理をチ
タンおよびチタン合金専用の電解処理設備を設けること
なく既存の設備で実施することが可能であるチタンおよ
びチタン合金の電解処理方法を提供することを目的とし
ている。
【発明の構成】
(課題を解決するための手段) 本発明に係わるチタンおよびチタン合金の電解処理方法
は、アルミニウムおよびアルミニウム合金の電解処理に
使用する電解処理浴を用いて、前記アルミニウムおよび
アルミニウム合金に対する電解処理条件と同一範囲の電
圧でチタンおよびチタン合金の電解処理を行う構成とし
たことを特徴としており、このようなチタンおよびチタ
ン合金の電解処理方法の構成を前述した従来の課題を解
決するための手段としている。 本発明に係わるチタンおよびチタン合金の電解処理方法
においては、前記したように、アルミニウムおよびアル
ミニウム合金の電解処理に使用する電解処理条件用いて
電解処理を行うようにしているが、この場合の電解処理
浴としては、アルマイト浴(陽極酸化処理浴)、電解発
色浴、電解着色浴、中間処理浴などが用いられる。 これらのうち、例えば、アルマイト浴としては、その主
要成分が硫酸であるものや、蓚酸であるものなどが使用
されるが、とくに限定はされない。 また、電解発色浴としては、スルホサリチル酸と硫酸と
の混酸などが使用されるが、とくに限定はされない。 さらに、電解着色浴としては、硫酸ニッケルとホウ酸と
の混酸、fE酸マンガンと過酸化水素水との混合液、硫
酸第一スズとスルホサリチル酸と硫酸との混合液、硫酸
第一スズとクエン酸と硫酸ヒドロキシルアンモニウムと
の混合液などが使用され、そのほか、Co、Cu、Se
等を含むものなども使用れるが、とくに限定はされない
。 さらにまた、中間処理は、酸化皮膜を活性にし、着色性
向上等の目的でアルミニウムおよびアルミニウム合金の
場合に陽極酸化処理後に行う2次電解のことであり、こ
の中間処理浴としてはリン酸や亜リン酸を主要成分とす
るものなどが用いられるが、これもまたとくに限定はさ
れない。 そして、このような電解処理浴の温度についてもとくに
限定はされないが、管理のしゃすがらいえば5〜50℃
がとくに望ましい。 一方、チタンおよびチタン合金に対して行う電解処理に
際して使用される電圧波形は、陽極分を含んでいるもの
であればよく、従って、直流のほか、交流、交直重畳、
パルス等のものが使用されうるが、とくに限定はされな
い。そして、直流を用いる場合には、チタンおよびチタ
ン合金が陽極に接続される。 本発明に係わるチタンおよびチタン合金の電解処理方法
では、アルミニウムおよびアルミニウム合金に対する電
解処理条件と同一範囲の電圧で行うようにしており、し
たがって5アルミニウムおよびアルミニウム合金の電解
処理設備において用いられる電源、電気配線、被処理物
保持具(キャリヤバー)等がそのまま使用できる。 ここでいうアルミニウムおよびアルミニウム合金に対す
る電解処理条件と同一範囲の電圧は、通常の場合40V
以下であるが、必要に応じて40V以上での電解処理を
行ってもよく、例えば電圧を5〜150Vの範囲で変化
させることによって、電圧に対応した色調、すなわち電
圧の低い側から高い側に、薄いブラウン、ブラウン、バ
イオレット、ブルー、ライトブルー、ブルーφグレー、
グレー、薄いゴールド、ゴールド、オレンジ、ピンク、
赤紫、紫、青紫、緑、黄緑。 ゴールド、ピンクへと変化させることができる。 また、本発明に係わるチタンおよびチタン合金の電解処
理方法では定電圧電解を行う場合にのみ限定されず、定
電流電解を行う場合も含まれ、直流電解を行う場合には
チタンおよびチタン合金を陽極に接続し、アルミニウム
およびアルミニウム合金を陰極に接続することで実施さ
れる。 他方、チタンおよびチタン合金のアルマイト処理、電解
発色処理、電解着色処理、中間処理等に先立って、アル
ミニウムおよびアルミニウム合金の上記処理に先立って
実施されるエツチングおよびスマット除去等の処理は、
必らずしも行わなくてもよい、この理由は、チタンおよ
びチタン合金の電解処理においてエツチングやスマット
除去は行う必要がないからであり、特に意味がないため
であるが、工程上の都合等においては工程に入れてもか
まわない。 また、チタンおよびチタン合金のアルマイト処理、電解
発色処理、電解着色処理、中間処理等の後において、封
孔、清水、湯洗、塗装等の後工程はすべて必要であると
いうものではなく、必要に応じて適宜実施される。 本発明に係わるチタンおよびチタン合金の電解処理方法
は、アルミニウムおよびアルミニウム合金の電解処理に
使用される電解処理浴を用いて行うが、この場合、チタ
ンは電解処理によって電解処理浴中に溶解するというよ
うなことはなく、酸化膜が効率的に生成される。また2
チタンがたとえ電解処理浴中に溶解したとしても、電解
処理浴に対しては不活性なものであるので、その後のア
ルミニウムおよびアルミニウム合金の電解処理に対して
悪影響を与えることはない。さらに、電解処理浴中に存
在するAL;Ld+はチタンに全く影響を与えないので
、チタンおよびチタン合金とアルミニウムおよびアルミ
ニウム合金の電解処理を同じ電解処理浴中で行うことが
可能である。 (発明の作用) 本発明に係わるチタンおよびチタン合金の電解処理方法
では、アルミニウムおよびアルミニウム合金の電解処理
に使用する電解処理浴を用いて、前記アルミニウムおよ
びアルミニウム合金に対する電解処理条件と同一範囲の
電圧でチタンおよびチタン合金の電解処理を行うように
しているので、既存のアルミニウムおよびアルミニウム
合金の電解処理設備を用いて、チタンおよびチタン合金
の電解処理(陽極酸化処理、電解発色処理、電解着色処
理、中間処理等)が行えるようになり、電解処理ライン
の効率的な運用がなされるようになる。 また、アルミニウムおよびアルミニウム合金の電解処理
浴は、通常の場合、弱アルカリ性、中性2弱酸性の電解
質水溶液〔たとえば、pH3〜10程度〕となっており
、この電解質水溶液はH,、O−*H++OH−におけ
る水素イオン(H”)が少ないので、電解処理浴の電気
伝導度が低く、電流が流れにくいものとなっていること
から、陽極での酸素カス発生量が少ないのに対して、強
酸性の電解質水溶液(たとえば、pH1l−14程度)
では水酸基イオン(OH−)が増加するので、陽極での
酸素ガス発生量が多くなる。 それゆえ、弱アルカリ性、中性1弱酸性の電解質水溶液
を用いた電解処理浴では、電解電圧や電解時間の変化に
ともなう色調の移り変わり(すなわち、酸化の度合)が
緩慢になるので、色調のコントロールがしやすいものと
なる。 (実施例) 及i五±− アルミニウム合金の電解処理において、第1図に示すよ
うに、A6063S押出し材を70g/文硝酸水溶液に
20℃で5分間浸漬して脱脂洗浄を行なった後、50 
g / l水酸化ナトリウム水溶液に50℃で6分間浸
漬してエツチング処理を行なった。 次いで、このアルミニウム合金を110 g/n硫酸水
溶液に20℃で3分間浸漬してスマット除去を行なった
後、150 g/l@酸水溶液中で陽極に接続し、浴温
20℃の条件で18vの直流電圧を50分間印加したと
ころ、アルミニウム合金の表面に14μmのシルバー色
の皮膜が生成した。 次に、シルバー色の皮膜の生成したアルミニウム合金を
酢酸ニッケルl Og/4水溶液中で100℃で30分
間の刃孔処理を行なって製品とした。 同様の表面処理設備を用い、純チタン板を70g/Q硝
酸水溶液に20℃で5分間浸漬して脱脂洗浄を施し、ア
ルミニウム合金で行なったエツチング処理、スマット除
去処理を省略した後、150 g/u硫酸水溶液中で陽
極に接続し、浴温2θ℃の条件で15Vの直流電圧を5
分間印加したところ、純チタン板の表面に青色の発色皮
膜が生成した。 次に、発色皮膜の生成した純チタン板をアルミニウム合
金と同様に酢酸ニッケル10g71水溶液中で100℃
で30分間の清水処理を行なって製品とした。 なお、14Vおよび16Vで純チタン板を各々5分間発
色処理したところ、14Vでは紫色の皮膜となり、16
Vでは淡青色の皮膜が得られた。 なお、この実施例において、純チタン板にエツチング処
理、スマット除去処理を行っていないのは、行う必要が
ないからであり、このような処理を行ってもかまわない
、また、純チタン板に対する封孔、湯洗、塗装等の後処
理は、必らずしも必要ではなく、必要に応じてこのよう
な処理を行うことができる。 害」01ヱ WS2図に示すように、アルミニウム板A1100Pを
実施例1と同様の脱脂洗浄、エツチング処理、スマット
除去処理を行なった後、このアルミニウム板をスルホサ
リチル酸100g/又、41!酸2g/文の水溶液中で
陽極に接続し、浴温20℃の条件で40Vの直流電圧を
40分間印加したところ、アルミニウム板の表面に10
gmのアンバー色の皮膜が生成した。 次に、アンバー色の皮膜の生成したアルミニウム板を7
5℃の純水で10分間湯洗処理を行なった後、クリヤー
のフッ素塗料で静電塗装を施し、120℃で20分間の
焼付けを行なって製品とした。 同様の表面処理設備を用い、純チタン板をアルミニウム
板と同様の脱脂洗浄を施し、エツチング処理、スマット
除去処理を省略した後、スルホサリチルjilloOK
/見、Vt酸2g/文水溶液中で陽極に接続し、浴温2
0°Cの条件でIOVの直流電圧を3分間印加したとこ
ろ、純チタン板の表面に濃黄金色の発色皮膜が生成した
。 次に、発色皮膜の生成した純チタン板をアルミニウム板
と同様に75℃の純水で10分間湯洗処理を行なった後
、クリヤーのフッ素塗料で静電塗装先施し、120℃で
20分間の焼付けを行ない製品とした。 なお、9■と11Vで純チタン板を各々3分間発色処理
したところ、9vでは黄金色の皮膜となり、IIVでは
あずき色の皮膜が得られた。 及凰旦ユ 第3図に示すように、アルミニウム合金A6063S押
出し材を実施例1と同様の脱脂洗浄、エツチング処理、
スマット除去処理を行なった後、硫酸130g/交水溶
液中で陽極に接続し、浴温20℃の条件で20Vの直流
電圧を35分間印加して、陽極酸化処理を行ない、アル
ミニウム合金の表面に14pmのシルバー色の皮膜を生
成させた。 次いで、このアルミニウム合金を硫酸ニッケル60g/
立、ホウ酸40g/lのpH4の水溶液中で陰極に接続
し、浴温22℃で18Vの直流電圧を1分間印加したと
ころ、アルミニウム合金の表面にブロンズ色の皮膜が均
一に生成した。 次に、このアルミニウム合金を酢酸ニッケル9g/見の
水溶液中で100℃で30分間の封孔処理を行なって製
品とした。 同様の表面処理設備を用い、純チタン板をアルミニウム
合金と同様の脱脂洗浄を施し、エツチング処理、スでッ
ト除去処理、陽極酸化処理を省略した後、硫酸ニッケル
60g1文、ホウ醸40g/文のpH4の水溶液中で陽
極に接続し、浴温22℃でIOVの直流電圧を3分間印
加したところ、純チタン板の表面に黄金色の発色皮膜が
生成した。 次に、発色皮膜の生成した純チタン板をアルミニウム合
金と同様に、酢酸ニッケル9g/、Qの水溶液中で10
0℃で30分間の清水処理を行なって製品とした。 なお、9vとIIVで純チタン板を各々3分間の発色処
理を行なったところ、同様の黄金色の発色皮膜が得られ
、IOVの電解処理の色調と目視では差が見られなかっ
た。 及U 第4図に示すように、アルミニウム板Afloorを実
施例1と同様の脱脂洗浄、エツチング処理、スマット除
去処理を行なった後、硫酸130 g/l水溶液中で陽
極に接続し、浴温20℃の条件で17Vの直流電圧を3
3分間印加して陽極酸化処理を行ない、アルミニウム板
の表面に9gmのシルバー色の皮膜を生成させた。 次いで、このアルミニウム板を硫酸マンガン20g/文
、過酸化水素水(35%)15mfL/文のPH4,5
の水溶液中で陰極に接続し、浴温12℃で30Vの直流
電圧を50秒間印加したところ、アルミニウム合金の表
面に黄金色の皮膜が均一に生成した。 次いで、このアルミニウム板を78℃の純水で8分間湯
洗処理を行なった後、アクリル・メラミン系水溶性艶消
樹脂塗料中で陽極に接続して140Vの直流電圧を2分
間印加することによって7gmの艶消電着(E D)塗
膜を生成させた。 次に、このアルミニウム板を170”0で30分間の焼
付乾燥を行なって製品とした。 同様の表面処理設備を用い、純チタン板にアルミニウム
板と同様の脱脂洗浄を施し、アルミニウム板で行なった
エツチング処理、スマット除去処理、陽極酸化処理を省
略した後、fE#マンガン20g/4Q、過酸化水素水
(35%)15ml/文のpH4,5の水溶液中で陽極
に接続し、浴温12℃で6vの直流電圧を5分間印加し
たところ、純チタン板の表面にステンレスカラーの発色
皮膜が生成した。 次に、発色皮膜の生成した純チタン板をアルミニウム板
と同様に78℃の純水で8分間の湯洗処理を行なった後
、アクリル・メラミン系水溶性艶消樹脂塗料中で陽極に
接続して140Vの直流電圧を2分間印加することによ
って10gmの艶消電着(ED)塗膜を生成させた。 次いで、この純チタン板を170℃で30分間の焼付乾
燥を行って製品とした。なお、5Vと7Vで純チタン板
を各々5分間発色処理を行なったところ、同様のステン
レスカラーの発色皮膜が得られ、6vの電解処理の色調
と目視では差が見られなかった。 実施例5 f55図に示すように、アルミニウム合金A3063S
押出し材を実施例1と同様の脱脂洗浄、エツチング処理
、スマット除去処理を行なった後、硫@130g/文水
溶液中で陽極に接続し、浴温20℃の条件で18Vの直
流電圧を35分間印加して陽極酸化処理を行ない、アル
ミニウム合金の表面に10gmのシルバー色の皮膜を生
成させた。 次いで、このアルミニウム合金を硫酸第一スズ15g/
文、スルホサリチル酸10g/又、硫酸15 g / 
lのPH1の水溶液中で浴温18℃で16Vの交流電圧
を2分間印加したところ、アルミニウム合金表面にアン
バー色の着色皮膜が均一に生成した。 次に、このアルミニウム合金を市販の界面活性剤を2 
m l / l添加した純水で98℃で20分間の刃孔
処理を施して製品とした。 同様の表面処理設備を用い、チタン合金板(Ti−6%
AQ−4%■)にアルミニウム合金と同様の脱脂洗浄を
施し、アルミニウム合金で行なったエツチング処理、ス
マット除去処理、陽極酸化処理を省略した後、硫酸第一
スズ15g/文、スルホサリチル酸10g/交、硫酸1
5g/文のP)Ifの水溶液中で浴温18℃で12Vの
交流電圧を3分間印加したところ、チタン合金板の表面
にあずき色の発色皮膜が生成した。 次に、発色皮膜の生成したチタン合金板をアルミニウム
合金と同様に市販の界面活性剤を2m1Z見添加した純
水で98℃で20分間の清水処理を施して製品とじた。 なお、IIVと13Vでチタン合金板を各々3分間発色
処理したところ、11Vでは濃黄金色の皮膜となり、1
3Vでは青色の皮膜が得られた。 1凰1 第6図に示すように、アルミニウム板A1100Fを実
施例1と同様の脱脂洗浄、エツチング処理、スマット除
去処理を行なった後、fE#130 g/l水溶液中で
陽極に接続し、浴温20℃の条件で20Vの直流電圧を
48分間印加して陽極線化処理を行ない、アルミニウム
板の表面に20pmのシルバー色の皮膜を生成させた。 次いで、このアルミニウム板を硫酸第一スズlOg/文
、クエン#30 g/文、硫酸ヒドロキシルアンモニウ
ム1.5g/文を含みトリエタノールアミンでpH6,
0に調整した水溶液中で浴温25℃の条件で18Vの交
流電圧を2分間印加したところ、アルミニウム板の表面
にベージュ色の着色皮膜が均一に生成した。 次に、このアルミニウム板を72℃の純水で5分間の湯
洗処理を施した後、ウレタン系のクリヤー塗装を行ない
、120℃で20分間の焼付乾燥を行って製品とした。 同様の表面処理設備を用い、純チタン板にアルミニウム
板と同様の脱脂洗浄を施し、アルミニウム板で行なった
エツチング処理、スマット除去処理、陽極酸化処理を省
略した後、アルミニウム板に着色を行なった着色浴を用
いて、浴温25℃の条件で18■の交流電圧を4分間印
加したところ、純チタン板の表面に淡青色の発色皮膜が
生成した。 次に、発色皮膜の生成した純チタン板をアルミニウム板
と同様に72℃の純水で5分間湯洗処理を施した後、塗
装は行なわずに製品とした。 なお、17Vと19Vで純チタン板を各々4分間発色処
理を行なったところ、同様の淡青色の発色皮膜が得られ
、18Vの電解処理の色調と目視では差が見られなかっ
た。 XムjLZ 第7図に示すように、アルミニウム合金A60633押
出し材を実施例1と同様の脱脂洗浄、エツチング処理、
スマット除去処理を行なった後、硫酸130g/立水溶
液中で陽極に接続し、浴温20℃の条件で20Vの直流
電圧を35分間印加して陽極酸化処理を行ない、アルミ
ニウム合金の表面に14gmのシルバー色の皮膜を生成
させた。 次いで、このアルミニウム合金を100 g/lのリン
酸水溶液中で陽極に接続して浴温20℃の条件で15V
の直流電圧を4分間印加し、シルバー色の皮膜の構造を
変化させた。 次に、このアルミニウム合金を硫酸ニッケル30g/i
、ホウ醸25g/立、WL酸アンモニウム20 g/l
のpH3,8の水溶液中に浸漬して、20Vの交流電圧
を1分間印加したところ、アルミニウム合金の表面に青
色の皮膜が均一に生成した。 次いで、青色の皮膜の生成したアルミニウム合金を酢酸
ニッケル8g/文を含む水溶液に98℃で20分間浸漬
する刃孔処理を施して製品とした。 同様の表面処理設備を用い、チタン合金板(Ti−6%
A!;L−4%■)にアルミニウム合金と同様の脱脂洗
浄を施し、アルミニウム合金で行なったエツチング処理
、スマット除去処理、陽極酸化処理を省略した後、アル
ミニウム合金で皮膜構造の変化を行なった100g/文
リン鹸水溶液に浸漬し、チタン合金板を陽極に接続して
IOVの直流電圧を2分間印加したところ、チタン合金
板の表面に濃黄金色の発色皮膜が生成した。 次に、発色皮膜の生成したチタン合金板をアルミニウム
合金で行なった電解着色処理を省略した後、酢酸ニッケ
ル8g/文を含む水溶液に98℃で5分間浸漬する清水
処理を施して製品とした。 なお、9■とIIVでチタン合金板を各々2分間の発色
処理を行なったところ、9Vでは黄金色の皮膜となり、
IIVではあずき色の皮膜が得られ29〜ll■の電解
電圧で色調に大きな変化が生じた。
【発明の効果】
本発明に係わるチタンおよびチタン合金の電解処理方法
では、アルミニウムおよびアルミニウム合金の電解処理
に使用する電解処理浴を用いて、前記アルミニウムおよ
びアルミニウム合金に対する電解処理条件と同一範囲の
電圧でチタンおよびチタン合金の電解処理を行うように
したから、チタンおよびチタン合金に対する電解処理を
チタンおよびチタン合金専用の電解処理設備を設けるこ
となくアルミニウムおよびアルミニウム合金の電解処理
設備をそのまま用いて実施することが可能であり、建材
分野においては未だ需要が少ないチタンおよびチタン合
金の電解処理を効率よく行うことが可能であると共に、
弱アルカリ性、中性。 弱酸性の電解処理液を用いることによって電解電圧や電
解時間の変化にともなう色調の移り変わりが鞭慢になる
ので、色調のコントロールも容易なものになるという著
しく優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第7図は本発明に係わるチタンおよびチタ
ン合金の電解処理方法の各々実施例工ないし実施例7の
電解処理工程をアルミニウムおよびアルミニウム合金の
電解処理工程と共に示す説明図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)アルミニウムおよびアルミニウム合金の電解処理
    に使用する電解処理浴を用いて、前記アルミニウムおよ
    びアルミニウム合金に対する電解処理条件と同一範囲の
    電圧でチタンおよびチタン合金の電解処理を行うことを
    特徴とするチタンおよびチタン合金の電解処理方法。
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JP2014031587A (ja) * 2008-12-10 2014-02-20 Dowa Holdings Co Ltd 酸素酸イオンの電解還元用電解槽

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