JPH0417697A - アルミニウム又はアルミニウム合金製の軸受及びその製造方法 - 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〕 本発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金製の軸受
及びその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

アルミニウム又はアルミニウム合金は、加工か容易であ
るため、主に小さなプレーン軸受の材料として適してお
り、軽量であるという利点もあるが、比較的軟質で耐摩
耗性に欠け、腐蝕され易いため、耐久性の点ては必ずし
も満足のゆくものではなかった。

耐蝕性を改善するために、アルミニウム又はその合金を
硝酸、硫酸、クロム酸水溶液系等の電解浴液中で陽極酸
化して表面に耐蝕性酸化被膜を形成する方法は、アルマ
イト処理として公知であり、多（の分野で利用されてい
るが、アルマイト被膜の上層は一般に多孔質であり、耐
蝕性等を向上させるためには沸騰水等に浸漬する等の各
種の封孔（シーリング）処理を施す必要かあり、摩擦係
数も大きいため軸受の表面処理としては必ずしも好適で
はなかった。

また、玩具や内部機構の見える置き時計等に使用する軸
受としては、外観上豪華な印象を与えるよう金色のもの
か好まれるが、アルミニウム又はアルミニウム合金製の
軸受はいずれも銀白色で軽薄な印象を与えるという恨み
があった。

従来、アルマイトを着色するには、アルマイトの多孔質
層内に染料や顔料を含浸させる方法や、硫酸にスルホサ
リチル酸等を加えた電解浴を用いて電解により自然発色
被膜を形成する方法も採用されているが、いずれもアル
マイト被膜上層の浅い領域のみか着色するたけて、摩耗
、変色し易く、またそれより深い部分は依然として多孔
質のま＼であるので、耐久性等も必ずしも充分てはなか
った。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は叙上の問題点を解決するためなされたものであ
って、その目的とするところは、耐蝕性、耐摩耗性に優
れ、摩擦係数も小さく、軸受として有利な特性を備える
と共に、金色その他各種着色も可能であり、製造時にシ
アン等の有毒物質を使用しない等々、多くの利点を有す
るアルミニウム又はアルミニウム合金製の軸受及びその
製造方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的は、所望の形状のアルミニウム又はアルミニ
ウム合金から成る軸受部材の少なくとも軸接触面に陽極
酸化被膜を形成し、上記陽極酸化被膜の多孔質層中に所
望の金属を含滲せしめて成るアルミニウム又はアルミニ
ウム合金製の軸受によって達成し得る。

上記陽極酸化被膜の多孔質層中に含滲せしめられる金属
としては、銀、銅、鉄、金等を利用できるが、特に銀が
、摩擦係数が低く、耐久性に優れ、製造された軸受が金
色を呈することから特に好適に使用される。

また、上記の本発明に係る軸受は、 アルミニウム又はアルミニウム合金を材料として切削加
工により所望の形状の軸受部材を作製する工程と、 上記軸受部材の少なくとも軸接触面に常法により陽極酸
化被膜を形成する工程と、 上記陽極酸化被膜を形成した軸受部材を、所望の金属の
硫酸塩溶液又は硝酸塩溶液から成る電解浴液中に浸漬し
、１０ないし３０Ｖの交流電圧を加えて電解浴液中の金
属を上記陽極酸化被膜の多孔質層中に電着含滲せしめる
工程と、 から成るアルミニウム又はアルミニウム合金製の軸受の
製造方法によって製造し得る。

上記電解浴液の組成は、金属塩１０〜２５ｇ／　ｌ、ホ
ウ酸２５〜３０ｇ／　Ａ、硫酸又は硝酸０．３〜０．５
ｇ＃’とすることか推奨される。

電解浴液中の金属塩としては、銀塩、銅塩、鉄塩若しく
は金塩か利用され、特に銀塩が好適に利用できる。

上記電着操作の処理温度は５〜２０℃１特にｌＯ〜１５
℃程度とすることが推奨される。

また、電着の交流電圧は１０ないし３０Ｖとすることか
推奨される。

なお、上記陽極酸化被膜を形成する工程としては、常法
によるアルマイト形成工程をそのま＼利用できるほが、
陽極で重合する低重合アクリル樹脂組成物を含む電解浴
液を用い、低温て被加工体を陽極として通電し、アクリ
ル樹脂組成物と複合した陽極酸化被膜を形成する工程も
好適に利用できる。

〔作　　用〕

叙上の如き構成であれば、アルミニウム又はアルミニウ
ム合金製の軸受部材の表面に形成された多孔性の陽極酸
化被膜内に、電解浴液中の金属か深く侵入し、酸化アル
ミと結合して強固かつ緻密な複合被膜を形成するため、
耐蝕性、耐摩耗性に優れ、摩擦係数も小さく、軸受とし
て有利な特性を備えると共に、金色その他各種着色も可
能で、長期間変色することもな（、製造時にシアン等の
有毒物質を使用しない等々、多くの利点を有するアルミ
ニウム又はアルミニウム合金製の軸受とその製造方法か
提供されるものである。

〔実　施　例〕

以下、図面を参照しつ＼本発明の詳細を具体的に説明す
る。

第１図は本発明にか＼るアルミニウム又はアルミニウム
合金製の軸受を製造する際に、その表面に形成した陽極
酸化被膜中に更に銀等の金属を含滲させるための電着処
理を行なう装置の概略を示す説明図、第２図は本発明に
係るアルミニウム又はアルミニウム合金製の軸受の表面
の被膜部分の拡大断面図である。

而して、本発明に係る軸受を製造するに当たっては、先
ずアルミニウム又はアルミニウム合金を材料として切削
加工により所望の形状（−船釣には円筒形）の軸受部材
を作製する。

次いで、上記アルミニウム又はアルミニウム合金の地金
から成る軸受部材を、例えば硝酸、硫酸、クロム酸水溶
液系等の電解浴液中で陽極酸化して表面全体に厚さ５０
〜１００μｍ程度の耐蝕性酸化被膜（アルマイト層）を
形成する。

或いはまた、上記陽極酸化被膜の形成手段としては、上
記の如き常法によるアルマイト処理のほが、本願出願人
か特願昭６１−２５１９１４号や特願昭６３−２４９１
４７号において開示したアクリル樹脂組成物と複合した
陽極酸化被膜の形成手段も好適に採用することかできる
。即ち、陽極で重合する低重合アクリル樹脂組成物を含
む電解浴液を用い、被着体としての軸受部材を陽極とし
て低温で通電し、軸受部材の表面にアクリル樹脂組成物
と複合した陽極酸化被膜を形成するようにしてもよい。

然るのち、上記の如くして表面に陽極酸化被膜を形成し
た軸受部材を、所望の金属の硫酸塩溶液又は硝酸塩溶液
から成る電解浴液中に浸漬し、１０ないし３０Ｖの交流
電圧を加えて、上記陽極酸化被膜の多孔質層中に電解浴
液中の金属を電着含滲せしめる（以下、「二次処理」と
いう。）ものである。

第１図は、この二次処理を行なうための装置の概略を示
しており、図中、１は電解槽、２は交流電源、３は上記
の如くその表面に陽極酸化被膜を形成した軸受部材、４
，４はカーホン、グラファイト等の電極、５は所望の金
属塩を含む電解浴液である。

電解浴液５中の金属塩として例えば銀塩を使用する場合
の電解浴液５の組成は、例えば下記の通りである。

硫酸銀・−・−・−・・−・−−−−−・−・−１Ｏ〜
２５ｇ／Ａホウ酸−・−・・−・・−−−−一・−・−
・−・２５〜３０ｇ／ｌ硫酸−−−−−−−−−−ｍ−
−・−・−・−・−・−・０．３〜０．５ｇ／Ａ残部−
−−−−−−−−−−・・−・・−・・・−一一−−−
−水また、上記電解浴液に、更に次の二種の成分を加え
ることも推奨される。

Ｄ−酒石酸・−・・・−・・−・・・・・−・−１５〜
２５ｇ／ｊ７硫酸ニッケル・・・・・・・・−・−・−
・・・１５〜２５ｇ＃交流電源２の電圧は１０〜３０Ｖ
、望ましくは１５〜２５Ｖ程度とし、電解浴液の温度は
５〜２０℃、望ましくは１０〜１５℃程度とする。

処理の進行に伴う銀イオン濃度の低下は硫酸銀の補充に
よって補う。

電圧が１０ｖ以下であると処理効率か悪く、また３０Ｖ
以上であると金属の沈着か急激に行なわれてアルマイト
の多孔質層内への充分な含滲か行なわれず、色むらや剥
離を生じ易い。同様に、電解浴液の温度が５〜１０℃以
下であると処理効率か悪く、１５〜２０℃以上になると
色むらを生し易い。

ホウ酸は主に電解浴液の電導度の調整のために添加され
る。

上記の如く、陽極酸化被膜の多孔質層の内外へ銀の電着
を行なうと、軸受部材３は金色に表面着色される。

上記二次処理により得られた複合陽極酸化被膜の構造を
第２図の表皮部分拡大断面図を用いて説明する。

第２図中、２１は軸受部材３の地金部（アルミニウム又
はアルミニウム合金）、２２はアルマイト処理により形
成された陽極酸化被膜、２３はそのバリヤー層、２４は
多孔性被膜部、２５は上記金属塩を含む電解浴液を用い
た二次処理により多孔性被膜部２４中に含滲せしめられ
た銀等の金属である。

而して、アルマイト処理による陽極酸化被膜２２は通常
バリヤー層２３と多孔性被膜部２４とから成り、このよ
うな陽極酸化被膜を形成した軸受部材に上記の如き二次
電着処理を施すことによって、多孔性被膜部２４内に電
解浴液５中の銀等の金属分子が深く含滲、結合せしめら
れ、強固、且つ緻密な複合被膜か形成されるものである
。

電解浴液５に用いる金属塩としては、上記銀塩以外に銅
塩、鉄塩等の他の金属塩を用いることもでき、場合によ
っては金塩を用いることもできる。

いずれの場合にも、金属塩１５ｇ／ｊ７前後を含む上記
と同様の電解浴液組成とするのか好適である。銀塩の場
合には前記の如く金色の被膜が形成され、銅塩の場合に
は褐色若しくはブロンズ色の被膜か形成される。

特に、銀塩を用いた場合には、軸接触面の摩擦係数が低
く、耐摩耗性も高い等々、軸受としての多くの利点か得
られるばかりでなく、表面が美麗な金色を呈するため、
多くの分野で好適に利用できる。

被膜の色は使用する金属塩の種類によって変化させるこ
とかできるほが、その厚さ、即ち初期のアルマイト層の
厚さや二次処理の時間等によっても変化させることかで
きる。

なお、本発明に係る軸受の表面の陽極酸化被膜及び二次
処理による金属の電着は、少なくとも軸受部材の軸接触
面に施されるものであるが、処理の容易さ、軸受の外観
等の観点から、−船釣には軸受の全表面に施されるもの
である。

〔発明の効果〕

本発明は叙上の如く構成されるから、本発明によるとき
には、アルミニウム又はアルミニウム合金製の軸受部材
の表面に形成された多孔性の酸化被膜内に、電解浴液中
の金属か深く侵入し、酸化アルミと結合して強固かつ緻
密な複合被膜を形成するため、耐蝕性、耐摩耗性に優れ
、摩擦係数も小さい等々、軸受として有利な緒特性か賦
与されると共に、金色その他機々な着色も可能で、長期
間変色、褪色することもなく、製造時にシアン等の有毒
物質を使用しない等々、多くの利点を有するアルミニウ
ム又はアルミニウム合金製の軸受とその製造方法を提供
し得るものである。

そしてまた、本発明に係る軸受は、各種産業機械の部品
としてばかりてなく、外観か重視される玩具その他の日
用品の部品としても好適に使用てき、多くの利用分野を
有するものである。

なお、本発明の構成は叙上の実施例に限定されるもので
はない。

即ち例えば、軸受の形状、陽極酸化被膜の形成方法、二
次処理のための電解浴液の組成やその電着条件等は本発
明の目的の範囲内において適宜変更し得るものであり、
従って本発明は上記の説明から当業者が容易に想到し得
るすへての変更実施例を包摂するものである。

一表面に陽極酸化被膜を施 した軸受部材 電極 電解浴液 アルミニウム地金部 一陽極酸化被膜 バリヤー層 −・・−・多孔性被膜部 一金属

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にか＼るアルミニウム又はアルミニウム
合金製の軸受を製造する際に、その表面に形成した陽極
酸化被膜中に更に銀等の金属を含滲させるための電着処
理を行なう装置の概略を示す説明図、第２図は本発明に
係るアルミニウム又はアルミニウム合金製の軸受の表面
の被膜部分の拡大断面図である。 １−−−一・−−−−−−−−−−一−−−−−電解槽
２−一・−−−−−−−−−・−−−−−−−−一交流
電源特許出願人　　三　　谷　　　稔

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）所望の形状のアルミニウム又はアルミニウム合金か
   ら成る軸受部材の少なくとも軸接触面に陽極酸化被膜を
   形成し、上記陽極酸化被膜の多孔質層中に所望の金属を
   含滲せしめて成るアルミニウム又はアルミニウム合金製
   の軸受。 ２）上記陽極酸化被膜の多孔質層中に含滲せしめられた
   金属が、銀、銅、鉄若しくは金のうちから選ばれたいず
   れか一つである請求項１に記載のアルミニウム又はアル
   ミニウム合金製の軸受。 ３）アルミニウム又はアルミニウム合金を材料として切
   削加工により所望の形状の軸受部材を作製する工程と、 上記軸受部材の少なくとも軸接触面の表面に常法により
   陽極酸化被膜を形成する工程と、 上記陽極酸化被膜を形成した軸受部材を、所望の金属の
   硫酸塩溶液又は硝酸塩溶液から成る電解浴液中に浸漬し
   、１０ないし３０Ｖの交流電圧を加えて電解浴液中の金
   属を上記陽極酸化被膜の多孔質層中に電着含滲せしめる
   工程と、 から成るアルミニウム又はアルミニウム合金製の軸受の
   製造方法。 ４）上記電解浴液の組成を、金属塩１０〜２５ｇ／ｌ、
   ホウ酸２５〜３０ｇ／ｌ、硫酸又は硝酸０．３〜０．５
   ｇ／ｌとする請求項３に記載のアルミニウム又はアルミ
   ニウム合金製の軸受の製造方法。 ５）上記電解浴液中の金属塩が銀塩、銅塩、鉄塩若しく
   は金塩のうちから選ばれたいずれか一つである請求項３
   に記載のアルミニウム又はアルミニウム合金製の軸受の
   製造方法。 ６）上記電解浴液中の金属塩が銀塩である請求項５に記
   載のアルミニウム又はアルミニウム合金製の軸受の製造
   方法。 ７）上記電着の処理温度を５〜２０℃とする請求項３に
   記載のアルミニウム又はアルミニウム合金製の軸受の製
   造方法。 ８）上記電着の処理温度を１０〜１５℃とする請求項７
   に記載のアルミニウム又はアルミニウム合金製の軸受の
   製造方法。 ９）上記電着の交流電圧を１０ないし３０Ｖとする請求
   項３に記載のアルミニウム又はアルミニウム合金製の軸
   受の製造方法。 １０）上記陽極酸化被膜を形成する工程が、常法による
   アルマイト形成工程である請求項３に記載のアルミニウ
   ム又はアルミニウム合金製の軸受の製造方法。 １１）上記陽極酸化被膜を形成する工程が、陽極で重合
   する低重合アクリル樹脂組成物を含む電解溶液を用い、
   低温で被加工体を陽極として通電し、アクリル樹脂組成
   物と複合した陽極酸化被膜を形成する工程である請求項
   ３に記載のアルミニウム又はアルミニウム合金製の軸受
   の製造方法。