JPH05156497A - アルミニウムまたはアルミニウム合金の表面処理方法 - Google Patents
アルミニウムまたはアルミニウム合金の表面処理方法Info
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- JPH05156497A JPH05156497A JP24620891A JP24620891A JPH05156497A JP H05156497 A JPH05156497 A JP H05156497A JP 24620891 A JP24620891 A JP 24620891A JP 24620891 A JP24620891 A JP 24620891A JP H05156497 A JPH05156497 A JP H05156497A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 低い摩擦係数と優れた耐久性を有する耐摩耗
性アルミニウム材料を形成する。 【構成】 (1) アルミニウムまたはアルミニウム合金に
陽極酸化処理を施して表面に陽極酸化皮膜を形成する工
程、(2) 該陽極酸化皮膜を酸性またはアルカリ性水溶液
中に浸漬し、該皮膜の微細孔を拡孔する工程、(3)該拡
孔処理された陽極酸化皮膜の微細孔壁面を含む表面に導
電性金属の被覆層を形成する工程、(4) 三酸化モリブデ
ンを含む水溶液中で該導電性金属被覆層に電解処理を施
し、該陽極酸化皮膜の微細孔壁面を含む表面に三酸化モ
リブデンの電着被覆層を形成する工程、および(5) 該電
着被覆層の三酸化モリブデンと硫黄を反応させて、該陽
極酸化皮膜の微細孔を含む表面にモリブデン硫化物の被
覆層を生成させる工程とから成るアルミニウムまたはア
ルミニウム合金の表面処理方法。
性アルミニウム材料を形成する。 【構成】 (1) アルミニウムまたはアルミニウム合金に
陽極酸化処理を施して表面に陽極酸化皮膜を形成する工
程、(2) 該陽極酸化皮膜を酸性またはアルカリ性水溶液
中に浸漬し、該皮膜の微細孔を拡孔する工程、(3)該拡
孔処理された陽極酸化皮膜の微細孔壁面を含む表面に導
電性金属の被覆層を形成する工程、(4) 三酸化モリブデ
ンを含む水溶液中で該導電性金属被覆層に電解処理を施
し、該陽極酸化皮膜の微細孔壁面を含む表面に三酸化モ
リブデンの電着被覆層を形成する工程、および(5) 該電
着被覆層の三酸化モリブデンと硫黄を反応させて、該陽
極酸化皮膜の微細孔を含む表面にモリブデン硫化物の被
覆層を生成させる工程とから成るアルミニウムまたはア
ルミニウム合金の表面処理方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアルミニウムまたはアル
ミニウム合金の表面処理方法、更に詳しくは、アルミニ
ウムまたはアルミニウム合金の陽極酸化皮膜の微細孔を
含む表面にモリブデン硫化物の被覆層を形成するアルミ
ニウムまたはアルミニウム合金の表面処理方法に関する
ものである。
ミニウム合金の表面処理方法、更に詳しくは、アルミニ
ウムまたはアルミニウム合金の陽極酸化皮膜の微細孔を
含む表面にモリブデン硫化物の被覆層を形成するアルミ
ニウムまたはアルミニウム合金の表面処理方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、アルミニウムまたはアルミニ
ウム合金に陽極酸化処理を施して形成した陽極酸化皮
膜、所謂アルマイト皮膜は工業用機械部品の耐摩耗性材
料として広く使用されている。この陽極酸化皮膜の耐摩
耗性の要因は該皮膜自体が硬質であることに起因してい
るが、反面硬質であるがゆえに相手材との摺動時のなじ
み性が悪く、相手材と凝着を起こし、凝着摩耗の発生原
因ともなっている。
ウム合金に陽極酸化処理を施して形成した陽極酸化皮
膜、所謂アルマイト皮膜は工業用機械部品の耐摩耗性材
料として広く使用されている。この陽極酸化皮膜の耐摩
耗性の要因は該皮膜自体が硬質であることに起因してい
るが、反面硬質であるがゆえに相手材との摺動時のなじ
み性が悪く、相手材と凝着を起こし、凝着摩耗の発生原
因ともなっている。
【０００３】そこで、上述した点に鑑み、陽極酸化皮膜
の微細孔に金属硫化物を含浸被覆し、潤滑性の向上を図
って凝着摩耗の欠点を取り除く試みが種々採られてい
る。
の微細孔に金属硫化物を含浸被覆し、潤滑性の向上を図
って凝着摩耗の欠点を取り除く試みが種々採られてい
る。
【０００４】このような金属硫化物を陽極酸化皮膜の微
細孔中に含浸被覆する方法としては、アルミニウム合金
を陽極酸化処理した後、金属のチオ酸の塩の水溶液と酸
の水溶液とによる二液交互浸漬処理を行い、ついで金属
のチオ酸の塩の電解液中で二次電解を行って、前記陽極
酸化皮膜中に金属硫化物を含浸することを特徴とするア
ルミニウムまたはアルミニウム合金の陽極酸化皮膜の表
面処理方法が特公平2-42916 号において提案されてい
る。
細孔中に含浸被覆する方法としては、アルミニウム合金
を陽極酸化処理した後、金属のチオ酸の塩の水溶液と酸
の水溶液とによる二液交互浸漬処理を行い、ついで金属
のチオ酸の塩の電解液中で二次電解を行って、前記陽極
酸化皮膜中に金属硫化物を含浸することを特徴とするア
ルミニウムまたはアルミニウム合金の陽極酸化皮膜の表
面処理方法が特公平2-42916 号において提案されてい
る。
【０００５】陽極酸化皮膜の微細孔中に電気化学的方法
で金属の硫黄化合物を生成する方法が特開昭56-130489
号において提案されている。この方法は陽極酸化皮膜に
金属チオ酸塩、例えばチオモリブデン酸、チオスズ酸、
チオ銅酸等のアルカリ金属塩あるいはアルカリ土類金属
塩等の少なくとも一種を電解液中で二次電解処理を施し
て陽極酸化皮膜の微細孔中に金属の硫黄化合物を生成
し、固定させる。
で金属の硫黄化合物を生成する方法が特開昭56-130489
号において提案されている。この方法は陽極酸化皮膜に
金属チオ酸塩、例えばチオモリブデン酸、チオスズ酸、
チオ銅酸等のアルカリ金属塩あるいはアルカリ土類金属
塩等の少なくとも一種を電解液中で二次電解処理を施し
て陽極酸化皮膜の微細孔中に金属の硫黄化合物を生成
し、固定させる。
【０００６】また、アルミニウム又はアルミニウム合金
に陽極酸化処理し、陽極酸化皮膜を生成させる第一工程
と、陽極酸化皮膜の微細孔中に金属を電析させる第二工
程と、含硫黄化合物の水溶液中で電解処理することによ
り、陽極酸化皮膜の微細孔中の金属を反応させ、少なく
とも主成分が金属の硫黄化合物とする第三工程と、つい
で封孔処理を行う第四工程とからなることを特徴とする
アルミニウム又はアルミニウム合金の表面処理方法が特
開昭60-116798 号において提案されている。
に陽極酸化処理し、陽極酸化皮膜を生成させる第一工程
と、陽極酸化皮膜の微細孔中に金属を電析させる第二工
程と、含硫黄化合物の水溶液中で電解処理することによ
り、陽極酸化皮膜の微細孔中の金属を反応させ、少なく
とも主成分が金属の硫黄化合物とする第三工程と、つい
で封孔処理を行う第四工程とからなることを特徴とする
アルミニウム又はアルミニウム合金の表面処理方法が特
開昭60-116798 号において提案されている。
【０００７】更に、ＳＵＳ 304、ＳＵＳ 44 ＯＣ等の下
地材料に三酸化モリブデンを電着し、圧力０〜28kgｆ／
cm2 、温度60〜125 ℃下で硫化水素と電着した三酸化モ
リブデンを反応させて二硫化モリブデン膜を形成する方
法が米国特許第 2,902,417号に提案されている。
地材料に三酸化モリブデンを電着し、圧力０〜28kgｆ／
cm2 、温度60〜125 ℃下で硫化水素と電着した三酸化モ
リブデンを反応させて二硫化モリブデン膜を形成する方
法が米国特許第 2,902,417号に提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述した特公平 2-429
16の方法では金属の硫黄化合物が陽極酸化皮膜の微細孔
の開口部付近に含浸できるにすぎず、該皮膜の微細孔の
底部まで十分に含浸できないため、潤滑面がすぐに破壊
され、皮膜としての耐久性に問題がある。
16の方法では金属の硫黄化合物が陽極酸化皮膜の微細孔
の開口部付近に含浸できるにすぎず、該皮膜の微細孔の
底部まで十分に含浸できないため、潤滑面がすぐに破壊
され、皮膜としての耐久性に問題がある。
【０００９】特開昭 56-130489の方法によって得られた
潤滑面は特公平 2-42916の方法によって得られた潤滑面
と比較した場合、その潤滑特性および皮膜の耐久性の向
上は見られるものの十分とは言い難い。その理由は詳ら
かではないが、(1) 陽極酸化皮膜に十分な量の金属の硫
黄化合物が生成されていない、(2) 加熱処理による金属
の硫黄化合物の改質が不十分であるなどが原因であると
推測される。
潤滑面は特公平 2-42916の方法によって得られた潤滑面
と比較した場合、その潤滑特性および皮膜の耐久性の向
上は見られるものの十分とは言い難い。その理由は詳ら
かではないが、(1) 陽極酸化皮膜に十分な量の金属の硫
黄化合物が生成されていない、(2) 加熱処理による金属
の硫黄化合物の改質が不十分であるなどが原因であると
推測される。
【００１０】さらに、特開昭 56-130489の方法において
使用されるチオ酸塩は工業的に製造されておらず、加工
処理に占める薬品費用が嵩み、結果として製品のコスト
高を誘発するという経済性の問題もある。
使用されるチオ酸塩は工業的に製造されておらず、加工
処理に占める薬品費用が嵩み、結果として製品のコスト
高を誘発するという経済性の問題もある。
【００１１】特開昭 60-116798の方法において、使用さ
れる金属は銅、銀、亜鉛、鉄、ニッケル、鉛、錫、イン
ジウムで、含硫黄化合物は硫化アンモニウム、硫化カル
シウム、硫化ナトリウム、硫化カリウムで、得られた潤
滑面は摩擦係数も大きく、且つ耐久性も乏しいので、潤
滑性被膜としては十分なものとは云えない。
れる金属は銅、銀、亜鉛、鉄、ニッケル、鉛、錫、イン
ジウムで、含硫黄化合物は硫化アンモニウム、硫化カル
シウム、硫化ナトリウム、硫化カリウムで、得られた潤
滑面は摩擦係数も大きく、且つ耐久性も乏しいので、潤
滑性被膜としては十分なものとは云えない。
【００１２】米国特許第 2,902,417号の方法により、ア
ルミニウム素材に形成した潤滑面は高速低荷重条件下で
耐久性に劣り、耐摩耗性のある潤滑性被膜とは云いがた
い。
ルミニウム素材に形成した潤滑面は高速低荷重条件下で
耐久性に劣り、耐摩耗性のある潤滑性被膜とは云いがた
い。
【００１３】上述の従来技術の欠点を鑑み、低速高荷重
条件下及び高速低荷重条件下においても、低い摩擦係数
と優れた耐久性を有する耐摩耗性アルミニウム材料およ
びその形成方法の提供が切望されている。
条件下及び高速低荷重条件下においても、低い摩擦係数
と優れた耐久性を有する耐摩耗性アルミニウム材料およ
びその形成方法の提供が切望されている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明者等の鋭意研究の
結果、(1) アルミニウムまたはアルミニウム合金に陽極
酸化処理を施して表面に陽極酸化皮膜を形成し、(2) 該
陽極酸化皮膜を酸性又はアルカリ性水溶液中に浸漬して
皮膜の微細孔を拡孔し、(3) 該陽極酸化皮膜の微細孔壁
面を含む表面に導電性金属の被覆層を形成し、(4) 該導
電性金属の被覆層に三酸化モリブデンを含む溶液中で電
解処理を施して該陽極酸化皮膜の微細孔壁面を含む表面
に三酸化モリブデン電着被覆層を形成し、且つ(5) 該電
着被覆層の三酸化モリブデンと硫黄とを反応させて該陽
極酸化皮膜の微細孔を含む表面にモリブデン硫化物の被
覆層を生成させることによって得られた被膜が、アルミ
ニウム又はアルミニウム合金の陽極酸化皮膜と二硫化モ
リブデンを主成分とするモリブデン硫化物被覆膜とから
成り、低速高荷重下及び高速低荷重下においても、低い
摩擦係数と優れた耐久性を有することを見出し、この知
見に基づいて本発明を成すに至った。
結果、(1) アルミニウムまたはアルミニウム合金に陽極
酸化処理を施して表面に陽極酸化皮膜を形成し、(2) 該
陽極酸化皮膜を酸性又はアルカリ性水溶液中に浸漬して
皮膜の微細孔を拡孔し、(3) 該陽極酸化皮膜の微細孔壁
面を含む表面に導電性金属の被覆層を形成し、(4) 該導
電性金属の被覆層に三酸化モリブデンを含む溶液中で電
解処理を施して該陽極酸化皮膜の微細孔壁面を含む表面
に三酸化モリブデン電着被覆層を形成し、且つ(5) 該電
着被覆層の三酸化モリブデンと硫黄とを反応させて該陽
極酸化皮膜の微細孔を含む表面にモリブデン硫化物の被
覆層を生成させることによって得られた被膜が、アルミ
ニウム又はアルミニウム合金の陽極酸化皮膜と二硫化モ
リブデンを主成分とするモリブデン硫化物被覆膜とから
成り、低速高荷重下及び高速低荷重下においても、低い
摩擦係数と優れた耐久性を有することを見出し、この知
見に基づいて本発明を成すに至った。
【００１５】
【作用】本発明のアルミニウムまたはアルミニウム合金
に施される陽極酸化皮膜は微細孔をもった多孔質の皮膜
であり、陽極酸化処理用の電解浴としては多孔質の皮膜
を生成できるかぎり、酸性浴のみならずアルカリ性浴を
用いることができる。
に施される陽極酸化皮膜は微細孔をもった多孔質の皮膜
であり、陽極酸化処理用の電解浴としては多孔質の皮膜
を生成できるかぎり、酸性浴のみならずアルカリ性浴を
用いることができる。
【００１６】酸性電解浴としては硫酸、蓚酸、リン酸、
クロム酸、スルフォサリチル酸、ピロリン酸、スルファ
ミン酸、リンモリブデン酸、ホウ酸、マロン酸、コハク
酸、マレイン酸、クエン酸、フタル酸、リンゴ酸、グリ
コール酸などを一種以上溶解した水溶液などが使用され
る。
クロム酸、スルフォサリチル酸、ピロリン酸、スルファ
ミン酸、リンモリブデン酸、ホウ酸、マロン酸、コハク
酸、マレイン酸、クエン酸、フタル酸、リンゴ酸、グリ
コール酸などを一種以上溶解した水溶液などが使用され
る。
【００１７】また、上記酸性浴における電解時の電流波
形は直流、交流、交直重畳、交直併用、バルス波形、矩
形波などが用いられる。そして電解方法としては定電
流、定電圧、定電力法などで行われる。
形は直流、交流、交直重畳、交直併用、バルス波形、矩
形波などが用いられる。そして電解方法としては定電
流、定電圧、定電力法などで行われる。
【００１８】アルカリ性電解浴としては、苛性ソーダ、
苛性カリ、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、リン酸ナト
リウム、リン酸カリウム、アンモニア水などを一種以上
溶解した水溶液が使用される。そして、このときの電流
波形および電解方法は前述した酸性電解浴と同様の条件
で行われる。
苛性カリ、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、リン酸ナト
リウム、リン酸カリウム、アンモニア水などを一種以上
溶解した水溶液が使用される。そして、このときの電流
波形および電解方法は前述した酸性電解浴と同様の条件
で行われる。
【００１９】上述した陽極酸化皮膜に導電性金属の被覆
層を形成するに先立ち、該皮膜の微細孔を拡孔する。こ
の微細孔を拡孔させることにより、拡孔は最終工程で該
陽極酸化皮膜に生成されるモリブデン硫化物の被覆層の
機械的付着が加わり、当該被覆層を強化すると共にモリ
ブデン硫化物のリザーバとして作用する。
層を形成するに先立ち、該皮膜の微細孔を拡孔する。こ
の微細孔を拡孔させることにより、拡孔は最終工程で該
陽極酸化皮膜に生成されるモリブデン硫化物の被覆層の
機械的付着が加わり、当該被覆層を強化すると共にモリ
ブデン硫化物のリザーバとして作用する。
【００２０】微細孔を拡孔させる方法としては硝酸、リ
ン酸、ホウ酸、硫酸、塩酸、スルファミン酸などの無機
酸や蓚酸、蟻酸、酢酸、マロン酸、コハク酸、マレイン
酸、クエン酸、フタル酸、リンゴ酸、グリコール酸、ス
ルフォサリチル酸などの有機酸を溶解した酸性水溶液、
あるいは苛性ソーダ、苛性カリ、炭酸ナトリウム、リン
酸ナトリウム、アンモニア水などのアルカリ性水溶液に
５〜30℃で20〜40分間浸漬保持する方法や、被処理物を
前記アルカリ水溶液に浸漬した後、該処理物を陰極とし
て電解する方法が採られる。
ン酸、ホウ酸、硫酸、塩酸、スルファミン酸などの無機
酸や蓚酸、蟻酸、酢酸、マロン酸、コハク酸、マレイン
酸、クエン酸、フタル酸、リンゴ酸、グリコール酸、ス
ルフォサリチル酸などの有機酸を溶解した酸性水溶液、
あるいは苛性ソーダ、苛性カリ、炭酸ナトリウム、リン
酸ナトリウム、アンモニア水などのアルカリ性水溶液に
５〜30℃で20〜40分間浸漬保持する方法や、被処理物を
前記アルカリ水溶液に浸漬した後、該処理物を陰極とし
て電解する方法が採られる。
【００２１】アルミニウムまたはアルミニウム合金の表
面に形成された陽極酸化皮膜に、該皮膜の微細孔壁面を
含む表面に導電性金属の被覆（メッキ）層を形成する。
この導電性金属の被覆層は陽極酸化皮膜に導電性を付与
する目的で行われるもので、銅、銀、ニッケルなどが使
用されるが、導電性を有する金属であればとくに制約さ
れない。
面に形成された陽極酸化皮膜に、該皮膜の微細孔壁面を
含む表面に導電性金属の被覆（メッキ）層を形成する。
この導電性金属の被覆層は陽極酸化皮膜に導電性を付与
する目的で行われるもので、銅、銀、ニッケルなどが使
用されるが、導電性を有する金属であればとくに制約さ
れない。
【００２２】陽極酸化皮膜への導電性金属の被覆層の形
成方法としては公知のメッキ技術が使用される。
成方法としては公知のメッキ技術が使用される。
【００２３】該導電性金属の被覆層は三酸化モリブデン
（ＭｏＯ3 ）を含む水溶液中で電解処理される。この三
酸化モリブデンを含む水溶液はモリブデン酸アンモニウ
ムや蒸留水1000〜2000mlに対し蟻酸アンモニウム、酢酸
アンモニウム、シュウ酸アンモニウム、クエン酸アンモ
ニウム等の有機酸塩54〜400 ｇ、三酸化モリブデン12〜
26ｇを溶解したものが使用される。
（ＭｏＯ3 ）を含む水溶液中で電解処理される。この三
酸化モリブデンを含む水溶液はモリブデン酸アンモニウ
ムや蒸留水1000〜2000mlに対し蟻酸アンモニウム、酢酸
アンモニウム、シュウ酸アンモニウム、クエン酸アンモ
ニウム等の有機酸塩54〜400 ｇ、三酸化モリブデン12〜
26ｇを溶解したものが使用される。
【００２４】この溶液中に導電性金属の被覆層が形成さ
れたアルミニウムまたはアルミニウム合金を陽極とし、
アルミニウム板を陰極として電流密度 1.8〜 2.0mA／cm
2 、温度50〜65℃で電着処理を行うことにより、陽極酸
化被膜の微細孔を含む表面に三酸化モリブデンの電着被
覆層が形成される。
れたアルミニウムまたはアルミニウム合金を陽極とし、
アルミニウム板を陰極として電流密度 1.8〜 2.0mA／cm
2 、温度50〜65℃で電着処理を行うことにより、陽極酸
化被膜の微細孔を含む表面に三酸化モリブデンの電着被
覆層が形成される。
【００２５】該電着被覆層の三酸化モリブデンを硫黄と
化学反応させてモリブデン硫化物を生成する。すなわ
ち、三酸化モリブデンと硫黄との反応は主として下記の
反応式に示すように起こる。
化学反応させてモリブデン硫化物を生成する。すなわ
ち、三酸化モリブデンと硫黄との反応は主として下記の
反応式に示すように起こる。
【００２６】２ＭｏＯ3 ＋Ｓ＝２ＭｏＯ2 ＋ＳＯ2 ＭｏＯ2 ＋３Ｓ＝ＭｏＳ2 ＋ＳＯ2 この反応により、三酸化モリブデンの電着被覆層部分、
すなわち陽極酸化皮膜の微細孔を含む表面にモリブデン
硫化物の被覆層が生成される。生成したモリブデン硫化
物の被覆層は、Ｘ線回折により、二硫化モリブデンを主
成分とする（例えば、70％以上、好ましくは85％以上の
二硫化モリブデンを含有する）モリブデン硫化物から成
る。
すなわち陽極酸化皮膜の微細孔を含む表面にモリブデン
硫化物の被覆層が生成される。生成したモリブデン硫化
物の被覆層は、Ｘ線回折により、二硫化モリブデンを主
成分とする（例えば、70％以上、好ましくは85％以上の
二硫化モリブデンを含有する）モリブデン硫化物から成
る。
【００２７】そして、三酸化モリブデンと硫黄との化学
反応は、三酸化モリブデンの電着被覆層を 350〜440 ℃
の温度で溶融硫黄中に90〜150 分間浸漬保持する方法、
または硫化水素（Ｈ2 Ｓ）ガス炉中で加熱加圧処理する
方法、によって行われる。
反応は、三酸化モリブデンの電着被覆層を 350〜440 ℃
の温度で溶融硫黄中に90〜150 分間浸漬保持する方法、
または硫化水素（Ｈ2 Ｓ）ガス炉中で加熱加圧処理する
方法、によって行われる。
【００２８】得られた本発明の耐摩耗性アルミニウム材
料の陽極酸化皮膜の厚さは10〜100μm で、二硫化モリ
ブデンを主成分とするモリブデン硫化物被覆膜の厚さは
１〜15μm である。
料の陽極酸化皮膜の厚さは10〜100μm で、二硫化モリ
ブデンを主成分とするモリブデン硫化物被覆膜の厚さは
１〜15μm である。
【００２９】本発明の耐摩耗性アルミニウム材料の耐久
性および摺動特性は、乾燥空気中での試験においては摩
擦係数が0.11以下と低い値を示して安定した摺動を示
し、また湿度60％の室温での試験においても摩擦係数が
0.12以下と安定しており、いずれの試験においてもモリ
ブデン硫化物の被覆層は耐久性に優れ、陽極酸化皮膜の
具有する耐摩耗性と相俟って優れた摺動特性を発揮す
る。
性および摺動特性は、乾燥空気中での試験においては摩
擦係数が0.11以下と低い値を示して安定した摺動を示
し、また湿度60％の室温での試験においても摩擦係数が
0.12以下と安定しており、いずれの試験においてもモリ
ブデン硫化物の被覆層は耐久性に優れ、陽極酸化皮膜の
具有する耐摩耗性と相俟って優れた摺動特性を発揮す
る。
【００３０】例えば、乾燥空気中、本発明の耐摩耗性ア
ルミニウム材料の低速度高荷重（0.2 ｍ／ｓ、３ＭＰ
ａ）条件下で、寿命までの繰り返し摩擦回数が 4.5×10
4 回以上で摩擦係数が 0.1以下であり、高速度低荷重
(0.7ｍ／ｓ、0.51ＭＰａ）条件下で、寿命までの繰り返
し摩擦回数が13×104 回以上で摩擦係数が0.11以下であ
る。
ルミニウム材料の低速度高荷重（0.2 ｍ／ｓ、３ＭＰ
ａ）条件下で、寿命までの繰り返し摩擦回数が 4.5×10
4 回以上で摩擦係数が 0.1以下であり、高速度低荷重
(0.7ｍ／ｓ、0.51ＭＰａ）条件下で、寿命までの繰り返
し摩擦回数が13×104 回以上で摩擦係数が0.11以下であ
る。
【００３１】本発明の方法によって得られたモリブデン
硫化物の被覆層は陽極酸化皮膜の微細孔を含む表面に強
固に被覆されているので、該被覆層の耐久性は向上さ
れ、陽極酸化皮膜の具有する耐摩耗性をいかんなく発揮
させる。更に、該モリブデン硫化物の被覆層の機械的付
着が加わり、当該被覆を強化すると共にモリブデン硫化
物のリザーバとしての作用により、該被覆層の耐久性お
よび耐摩耗性の一層の向上が図られる。
硫化物の被覆層は陽極酸化皮膜の微細孔を含む表面に強
固に被覆されているので、該被覆層の耐久性は向上さ
れ、陽極酸化皮膜の具有する耐摩耗性をいかんなく発揮
させる。更に、該モリブデン硫化物の被覆層の機械的付
着が加わり、当該被覆を強化すると共にモリブデン硫化
物のリザーバとしての作用により、該被覆層の耐久性お
よび耐摩耗性の一層の向上が図られる。
【００３２】
【実施例】以下、本発明をその実施例により具体的に説
明する。
明する。
【００３３】実施例１ ＪＩＳ−Ｈ−4000で規定されている記号Ａ1050Ｐのアル
ミニウム板を使用し、一辺が31mm、厚さ５mmの方形状ア
ルミニウム板を試験片とした。
ミニウム板を使用し、一辺が31mm、厚さ５mmの方形状ア
ルミニウム板を試験片とした。
【００３４】この試験片を蒸留水で水洗し、さらにアセ
トン中で５分間超音波洗浄し乾燥した。
トン中で５分間超音波洗浄し乾燥した。
【００３５】ついで、濃度 1.5Ｍ、温度７℃の硫酸水溶
液中に試験片を浸し、電流密度２Ａ／ｄｍ2 で１時間保
持し、陽極酸化処理を施した。陽極酸化処理により、試
験片の表面に陽極酸化皮膜を形成した。陽極酸化皮膜の
厚さは45μm であった。
液中に試験片を浸し、電流密度２Ａ／ｄｍ2 で１時間保
持し、陽極酸化処理を施した。陽極酸化処理により、試
験片の表面に陽極酸化皮膜を形成した。陽極酸化皮膜の
厚さは45μm であった。
【００３６】陽極酸化皮膜が形成された試験片を、濃度
３Ｍのアンモニア水溶液（温度：25℃）に30分間浸漬
し、該陽極酸化皮膜の微細孔に拡孔処理した。
３Ｍのアンモニア水溶液（温度：25℃）に30分間浸漬
し、該陽極酸化皮膜の微細孔に拡孔処理した。
【００３７】拡孔処理を施した試験片を、硫酸銅（Ｃｕ
ＳＯ4 ・５Ｈ2 Ｏ） 180ｇ／ｌ、硫酸（Ｈ2 ＳＯ4 ）45
ｇ／ｌの濃度に調整した浴中で電流密度 31.5mＡ／ｄｍ
2 の条件で、30分間撹拌しながらメッキ処理を施し、陽
極酸化皮膜の微細孔壁面を含む表面に銅の被覆（メッ
キ）層を形成した。
ＳＯ4 ・５Ｈ2 Ｏ） 180ｇ／ｌ、硫酸（Ｈ2 ＳＯ4 ）45
ｇ／ｌの濃度に調整した浴中で電流密度 31.5mＡ／ｄｍ
2 の条件で、30分間撹拌しながらメッキ処理を施し、陽
極酸化皮膜の微細孔壁面を含む表面に銅の被覆（メッ
キ）層を形成した。
【００３８】ついで、蒸留水1000mlに対し、蟻酸アンモ
ニウム54.6ｇおよび三酸化モリブデン12.6ｇを溶解した
水溶液を用意し、この水溶液に前記銅の被覆層が形成さ
れた試験片を浸漬し、該試験片を陽極側に、アルミニウ
ム板を陰極側にして電流密度1.8mＡ／cm2 で電着処理を
行った。この電着処理により、試験片の陽極酸化皮膜の
微細孔壁面を含む表面を覆った三酸化モリブデンの電着
被覆層を形成した。
ニウム54.6ｇおよび三酸化モリブデン12.6ｇを溶解した
水溶液を用意し、この水溶液に前記銅の被覆層が形成さ
れた試験片を浸漬し、該試験片を陽極側に、アルミニウ
ム板を陰極側にして電流密度1.8mＡ／cm2 で電着処理を
行った。この電着処理により、試験片の陽極酸化皮膜の
微細孔壁面を含む表面を覆った三酸化モリブデンの電着
被覆層を形成した。
【００３９】三酸化モリブデンの電着被覆層が形成され
た試験片を溶融硫黄中に 430℃の温度で２時間、浸漬保
持し、三酸化モリブデンと硫黄との化学反応を生じさせ
た。
た試験片を溶融硫黄中に 430℃の温度で２時間、浸漬保
持し、三酸化モリブデンと硫黄との化学反応を生じさせ
た。
【００４０】この化学反応により、試験片の陽極酸化皮
膜にはその微細孔を含む表面にモリブデン硫化物の被覆
層（膜厚：５μm ）が生成した。
膜にはその微細孔を含む表面にモリブデン硫化物の被覆
層（膜厚：５μm ）が生成した。
【００４１】Ｘ線回折によると得られたモリブデン硫化
物はほとんど二硫化モリブデン（ＭｏＳ2 ）であった。
物はほとんど二硫化モリブデン（ＭｏＳ2 ）であった。
【００４２】実施例２ 実施例１で使用した試験片と同様の試験片を用意し、こ
の試験片を蒸留水で水洗し、さらにアセトン中で５分間
超音波洗浄し乾燥した。ついで、実施例１と同様の条件
で陽極酸化処理を施し、試験片に厚さ45μm の陽極酸化
皮膜を形成した。
の試験片を蒸留水で水洗し、さらにアセトン中で５分間
超音波洗浄し乾燥した。ついで、実施例１と同様の条件
で陽極酸化処理を施し、試験片に厚さ45μm の陽極酸化
皮膜を形成した。
【００４３】陽極酸化皮膜が形成された試験片を、濃度
１Ｍのリン酸水溶液に30分間浸漬し、該陽極酸化皮膜の
微細孔に拡孔処理を施した。
１Ｍのリン酸水溶液に30分間浸漬し、該陽極酸化皮膜の
微細孔に拡孔処理を施した。
【００４４】拡孔処理を施した試験片を実施例１と同様
の方法で処理し、試験片の陽極酸化皮膜にはその微細孔
を含む表面にモリブデン硫化物の被覆層（膜厚：５μm
）を生成した。Ｘ線回折によると得られたモリブデン
硫化物はほとんど二硫化モリブデン（ＭｏＳ2 ）であっ
た。
の方法で処理し、試験片の陽極酸化皮膜にはその微細孔
を含む表面にモリブデン硫化物の被覆層（膜厚：５μm
）を生成した。Ｘ線回折によると得られたモリブデン
硫化物はほとんど二硫化モリブデン（ＭｏＳ2 ）であっ
た。
【００４５】試験例 実施例１および実施例２で得た試験片を、つぎの試験条
件で摩擦試験を行い摺動特性について試験した。
件で摩擦試験を行い摺動特性について試験した。
【００４６】 ＜試験条件＞ 摩擦速度 0.7ｍ／ｓ(652rpm) 荷重 0.51MPa 相手材 機械構造用炭素鋼(S45C) 試験 スラスト試験 潤滑 無潤滑 雰囲気 乾燥空気中 上述した試験条件で行った試験結果を図１に示す（１時
間辺りの繰り返し摩擦回数：39,120回）。
間辺りの繰り返し摩擦回数：39,120回）。
【００４７】図中、符号○は実施例１、●は実施例２、
△はチオモリブデン酸アンモニウムを用いて形成した被
膜の試験結果である。
△はチオモリブデン酸アンモニウムを用いて形成した被
膜の試験結果である。
【００４８】試験結果から明らかなように、実施例１お
よび実施例２から成るモリブデン硫化物の被覆層は試験
時間を通して低摩擦係数で安定した性能を発揮した。
よび実施例２から成るモリブデン硫化物の被覆層は試験
時間を通して低摩擦係数で安定した性能を発揮した。
【００４９】そして、試験後の相手材摺動面にはモリブ
デン硫化物の被膜が形成されているのが確認された。
デン硫化物の被膜が形成されているのが確認された。
【００５０】一方、従来技術から成る二硫化モリブデン
の被覆層は試験開始直後(500回転）に摩擦係数の急激な
上昇が認めれられたため、試験を中止した。
の被覆層は試験開始直後(500回転）に摩擦係数の急激な
上昇が認めれられたため、試験を中止した。
【００５１】
【発明の効果】本発明のモリブデン硫化物の被覆層は該
被膜に強固に付着されているため、該皮膜の耐久性が高
められ、陽極酸化皮膜の有する耐摩耗性をいかんなく発
揮させることができる。
被膜に強固に付着されているため、該皮膜の耐久性が高
められ、陽極酸化皮膜の有する耐摩耗性をいかんなく発
揮させることができる。
【図１】本発明と従来品との試験結果を示すグラフであ
る。
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２５Ｄ 9/06
Claims (6)
- 【請求項１】 (1) アルミニウムまたはアルミニウム合
金に陽極酸化処理を施して表面に陽極酸化皮膜を形成す
る工程、(2) 陽極酸化皮膜を酸性またはアルカリ性水溶
液中に浸漬し、該皮膜の微細孔を拡孔する工程、(3) 該
拡孔処理された陽極酸化皮膜の微細孔壁面を含む表面に
導電性金属の被覆層を形成する工程、(4) 三酸化モリブ
デンを含む水溶液中で該導電性金属被覆層に電解処理を
施し、該陽極酸化皮膜の微細孔壁面を含む表面に三酸化
モリブデンの電着被覆層を形成する工程、及び(5) 該電
着被覆層の三酸化モリブデンと硫黄を反応させて、該陽
極酸化皮膜の微細孔を含む表面にモリブデン硫化物の被
覆層を生成させる工程とから成るアルミニウムまたはア
ルミニウム合金の表面処理方法。 - 【請求項２】 陽極酸化皮膜の微細孔壁面を含む表面に
形成する導電性金属の被覆層は銅、銀、ニッケルなどか
ら選択される請求項１に記載のアルミニウムまたはアル
ミニウム合金の表面処理方法。 - 【請求項３】 電着被覆層の三酸化モリブデンと硫黄と
の反応は、該三酸化モリブデンの電着被覆層を溶融硫黄
中に浸漬保持することにより行う請求項１に記載のアル
ミニウムまたはアルミニウム合金の表面処理方法。 - 【請求項４】 電着被覆層の三酸化モリブデンと硫黄と
の反応は、硫化水素炉中で行う請求項１に記載のアルミ
ニウムまたはアルミニウム合金の表面処理方法。 - 【請求項５】 陽極酸化皮膜の微細孔を含む表面に生成
されるモリブデン硫化物の被覆層が二硫化モリブデンを
主成分とする請求項１に記載のアルミニウムまたはアル
ミニウム合金の表面処理方法。 - 【請求項６】 アルミニウム又はアルミニウム合金表面
の陽極酸化皮膜及び該陽極酸化皮膜上に形成された二硫
化モリブデンを主成分とするモリブデン硫化物被覆層と
から成り、且つ請求項１の方法で形成された耐摩耗性ア
ルミニウム材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24620891A JP2944799B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | アルミニウムまたはアルミニウム合金の表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24620891A JP2944799B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | アルミニウムまたはアルミニウム合金の表面処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05156497A true JPH05156497A (ja) | 1993-06-22 |
| JP2944799B2 JP2944799B2 (ja) | 1999-09-06 |
Family
ID=17145130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24620891A Expired - Fee Related JP2944799B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | アルミニウムまたはアルミニウム合金の表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2944799B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100312322B1 (ko) * | 1999-01-26 | 2001-11-14 | 전말선 | 피스톤용 로드의 제조방법 |
-
1991
- 1991-09-25 JP JP24620891A patent/JP2944799B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100312322B1 (ko) * | 1999-01-26 | 2001-11-14 | 전말선 | 피스톤용 로드의 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2944799B2 (ja) | 1999-09-06 |
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