JPH0544100A - アルミ系材料の表面処理方法 - Google Patents
アルミ系材料の表面処理方法Info
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- JPH0544100A JPH0544100A JP22217291A JP22217291A JPH0544100A JP H0544100 A JPH0544100 A JP H0544100A JP 22217291 A JP22217291 A JP 22217291A JP 22217291 A JP22217291 A JP 22217291A JP H0544100 A JPH0544100 A JP H0544100A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アノード分極の電位を周期的に変化させるこ
とによって、アルミ系材料の表面に露出しているＣｕＡ
ｌ2 系金属間化合物等の晶出物を除去し、表面層の高純
度化を図る。 【構成】 アルミ系材料を電解質溶液に浸漬し、設定電
位Ｅcaでカソード分極することにより、表面を活性化す
る。次いで、試験片の電位を、孔食電位Ｅpit より卑な
アノード分極設定電位Ｅanに移行させ、アノード分極に
よって晶出物を溶出させる。アノード分極処理では、設
定電位Ｅanと自然腐食電位Ｅcorrとの間でアルミ系材料
に印加される電圧を周期的に変動させる。 【効果】 処理されたアルミ系材料は、表面に腐食の起
点となる晶出物がないため、耐食性が向上する。また、
表面が均質な高純度アルミニウム層となっているので、
均質な陽極酸化皮膜，化成処理皮膜等が形成される。
とによって、アルミ系材料の表面に露出しているＣｕＡ
ｌ2 系金属間化合物等の晶出物を除去し、表面層の高純
度化を図る。 【構成】 アルミ系材料を電解質溶液に浸漬し、設定電
位Ｅcaでカソード分極することにより、表面を活性化す
る。次いで、試験片の電位を、孔食電位Ｅpit より卑な
アノード分極設定電位Ｅanに移行させ、アノード分極に
よって晶出物を溶出させる。アノード分極処理では、設
定電位Ｅanと自然腐食電位Ｅcorrとの間でアルミ系材料
に印加される電圧を周期的に変動させる。 【効果】 処理されたアルミ系材料は、表面に腐食の起
点となる晶出物がないため、耐食性が向上する。また、
表面が均質な高純度アルミニウム層となっているので、
均質な陽極酸化皮膜，化成処理皮膜等が形成される。
Description
【０００１】
【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（以下、これをアルミ系材料という）の腐
食反応を抑制する表面処理方法に関する。
ミニウム合金（以下、これをアルミ系材料という）の腐
食反応を抑制する表面処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】機械的性質，化学的性質等の必要特性を
アルミ系材料に付与するため、種々の合金元素がアルミ
ニウムに添加されている。また、純アルミニウムとして
扱われている材料でも、製造上から随伴されるＦｅ，Ｓ
ｉ，Ｃｕ等の不純物を少量ながら含有している。
アルミ系材料に付与するため、種々の合金元素がアルミ
ニウムに添加されている。また、純アルミニウムとして
扱われている材料でも、製造上から随伴されるＦｅ，Ｓ
ｉ，Ｃｕ等の不純物を少量ながら含有している。
【０００３】たとえば、アルミニウムにＣｕを含有させ
るとき、マトリックスが固溶強化され、アルミ系材料の
機械的性質が向上する。しかし、マトリックスに固溶し
ないＣｕは、ＣｕＡｌ2 系の金属間化合物として結晶粒
界に析出する。そして、析出したＣｕＡｌ2 系金属間化
合物とマトリックスとの間に電位差が生じ、アルミ系材
料に腐食が発生する原因となる。
るとき、マトリックスが固溶強化され、アルミ系材料の
機械的性質が向上する。しかし、マトリックスに固溶し
ないＣｕは、ＣｕＡｌ2 系の金属間化合物として結晶粒
界に析出する。そして、析出したＣｕＡｌ2 系金属間化
合物とマトリックスとの間に電位差が生じ、アルミ系材
料に腐食が発生する原因となる。
【０００４】腐食反応は、ごく初期の段階では表面に露
出しているＣｕＡｌ2 系金属間化合物とマトリックス表
面との間の反応に律速される。そして、アルミ系材料の
内部に埋もれ、表面に露出していないＣｕＡｌ2 系金属
間化合物は、初期段階における腐食反応に関与しない。
このような腐食反応は、ＣｕＡｌ2 系金属間化合物に限
ったものではなく、他の金属間化合物の場合も同様であ
る。そこで、アルミ系材料の表面に金属間化合物が露出
しないような処理を施すとき、アルミ系材料の機械的性
質等に影響を与えず、耐食性の向上が図れることが予測
される。
出しているＣｕＡｌ2 系金属間化合物とマトリックス表
面との間の反応に律速される。そして、アルミ系材料の
内部に埋もれ、表面に露出していないＣｕＡｌ2 系金属
間化合物は、初期段階における腐食反応に関与しない。
このような腐食反応は、ＣｕＡｌ2 系金属間化合物に限
ったものではなく、他の金属間化合物の場合も同様であ
る。そこで、アルミ系材料の表面に金属間化合物が露出
しないような処理を施すとき、アルミ系材料の機械的性
質等に影響を与えず、耐食性の向上が図れることが予測
される。
【０００５】たとえば、アルミ系材料の表面を高純度ア
ルミニウム層で被覆するとき、アルミ系材料の耐食性が
向上する。また、特開平２−９７７００号公報では、ア
ルミ系材料に対してアノード分極処理及びカソード分極
処理を交互に繰り返し施すことによって、表面にあるＡ
ｌ−Ｆｅ系晶出物を優先的に溶解し、アルミ系材料の表
面を高純度化及び均質化する方法が提案されている。こ
の方法で処理されたアルミ系材料は、均質な高純度アル
ミニウム表面をもっているので、耐食性に優れ且つ均質
な化成処理皮膜を形成することが可能とされている。
ルミニウム層で被覆するとき、アルミ系材料の耐食性が
向上する。また、特開平２−９７７００号公報では、ア
ルミ系材料に対してアノード分極処理及びカソード分極
処理を交互に繰り返し施すことによって、表面にあるＡ
ｌ−Ｆｅ系晶出物を優先的に溶解し、アルミ系材料の表
面を高純度化及び均質化する方法が提案されている。こ
の方法で処理されたアルミ系材料は、均質な高純度アル
ミニウム表面をもっているので、耐食性に優れ且つ均質
な化成処理皮膜を形成することが可能とされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】特開平２−９７７００
号公報記載の方法でアルミ系材料を処理するとき、表面
にあるＡｌ−Ｆｅ系晶出物を優先的に溶解する。しか
し、アルミ系材料には、Ｆｅ以外にＣｕを始めとして種
々の合金元素或いは不純物元素が含まれている。これら
元素も同様に晶出物或いは金属間化合物となってマトリ
ックスから析出し、腐食の起点となり易い。
号公報記載の方法でアルミ系材料を処理するとき、表面
にあるＡｌ−Ｆｅ系晶出物を優先的に溶解する。しか
し、アルミ系材料には、Ｆｅ以外にＣｕを始めとして種
々の合金元素或いは不純物元素が含まれている。これら
元素も同様に晶出物或いは金属間化合物となってマトリ
ックスから析出し、腐食の起点となり易い。
【０００７】なかでも、ＣｕＡｌ2 系金属間化合物は、
処理前とほとんど変わらない状態でアルミ系材料の表面
に露出していた。このことから、アノード分極処理とカ
ソード分極処理を繰り返す方法は、Ｆｅを合金元素或い
は不純物として専ら含有するアルミニウム系材料に対し
てのみ有効であり、汎用性に乏しい。
処理前とほとんど変わらない状態でアルミ系材料の表面
に露出していた。このことから、アノード分極処理とカ
ソード分極処理を繰り返す方法は、Ｆｅを合金元素或い
は不純物として専ら含有するアルミニウム系材料に対し
てのみ有効であり、汎用性に乏しい。
【０００８】本発明は、このような問題を解消すべく案
出されたものであり、電解条件の制御によって、マトリ
ックスを溶解することなく、ＣｕＡｌ2 系金属間化合物
を初めとする晶出物を優先的にアルミ系材料の表面から
除去し、均質な高純度アルミニウム層をアルミ系材料の
表面に形成することを目的とする。
出されたものであり、電解条件の制御によって、マトリ
ックスを溶解することなく、ＣｕＡｌ2 系金属間化合物
を初めとする晶出物を優先的にアルミ系材料の表面から
除去し、均質な高純度アルミニウム層をアルミ系材料の
表面に形成することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の表面処理方法
は、その目的を達成するため、アルミ系材料を電解質溶
液に浸漬してカソード分極させ、次いでアノード側に分
極させ、前記電解質溶液中での自然腐食電位と孔食電位
との間で前記アルミ系材料の電位を周期的に変動させる
ことを特徴とする。
は、その目的を達成するため、アルミ系材料を電解質溶
液に浸漬してカソード分極させ、次いでアノード側に分
極させ、前記電解質溶液中での自然腐食電位と孔食電位
との間で前記アルミ系材料の電位を周期的に変動させる
ことを特徴とする。
【００１０】アルミ系材料としては、たとえば合金元素
或いは不純物元素としてＣｕを含有する材料が使用され
る。また、電解質溶液としては、従来からアルミ系材料
の電解処理に使用されている硝酸等の各種酸液が使用さ
れる。
或いは不純物元素としてＣｕを含有する材料が使用され
る。また、電解質溶液としては、従来からアルミ系材料
の電解処理に使用されている硝酸等の各種酸液が使用さ
れる。
【００１１】
【作 用】ＣｕＡｌ2 系金属間化合物を初めとする晶出
物が以下に述べる電解操作によってアルミ系材料の表面
から優先的に除去されることを見出した。実験には、図
１に示す装置を使用した。すなわち、電解槽１０に処理
液１１を入れ、試験片１２を白金等の対極１３に対向さ
せる。処理液１１は、インペラー１４で撹拌されると共
にヒータ１５で加熱されることによって、均一な温度に
保たれる。
物が以下に述べる電解操作によってアルミ系材料の表面
から優先的に除去されることを見出した。実験には、図
１に示す装置を使用した。すなわち、電解槽１０に処理
液１１を入れ、試験片１２を白金等の対極１３に対向さ
せる。処理液１１は、インペラー１４で撹拌されると共
にヒータ１５で加熱されることによって、均一な温度に
保たれる。
【００１２】試験片１２及び対極１３からは、ポテンシ
ョスタット２０に接続されたリード線２１，２２を導き
出している。ポテンショスタット２０は、更に照合電極
室３０にリード線２３で接続されている。
ョスタット２０に接続されたリード線２１，２２を導き
出している。ポテンショスタット２０は、更に照合電極
室３０にリード線２３で接続されている。
【００１３】照合電極室３０は、内部に収容した飽和Ｋ
Ｃｌ水溶液３１に塩化銀電極等の照合極３２を浸漬して
いる。また、飽和ＫＣｌ水溶液３１と試験片１２との間
を塩橋３３で結んでいる。なお、飽和ＫＣｌ水溶液３１
中には固体ＫＣｌ３４が存在しており、飽和ＫＣｌ水溶
液３１の飽和濃度が維持されている。
Ｃｌ水溶液３１に塩化銀電極等の照合極３２を浸漬して
いる。また、飽和ＫＣｌ水溶液３１と試験片１２との間
を塩橋３３で結んでいる。なお、飽和ＫＣｌ水溶液３１
中には固体ＫＣｌ３４が存在しており、飽和ＫＣｌ水溶
液３１の飽和濃度が維持されている。
【００１４】Ｃｕ１．３重量％を含有するアルミ合金
を、試験片１２として使用した。処理液１１として、Ｅ
ＤＴＡを１０ｇ／ｌ添加した濃度６０％のＨＮＯ3 水溶
液を調製した。この処理液１１における試験片１２の孔
食電位Ｅpit を予め測定したところ、＋１．１５Ｖ（Ａ
ｇ／ＡｇＣｌ）であった。
を、試験片１２として使用した。処理液１１として、Ｅ
ＤＴＡを１０ｇ／ｌ添加した濃度６０％のＨＮＯ3 水溶
液を調製した。この処理液１１における試験片１２の孔
食電位Ｅpit を予め測定したところ、＋１．１５Ｖ（Ａ
ｇ／ＡｇＣｌ）であった。
【００１５】処理液１１に試験片１２を浸漬して自然腐
食電位Ｅcorrを測定したところ、＋０．２６Ｖ（Ａｇ／
ＡｇＣｌ）であった。このとき、試験片１２と対極１３
との間には、電流が流れていない。この状態を、図２の
電圧−電流曲線でポイントＰ1 として示す
食電位Ｅcorrを測定したところ、＋０．２６Ｖ（Ａｇ／
ＡｇＣｌ）であった。このとき、試験片１２と対極１３
との間には、電流が流れていない。この状態を、図２の
電圧−電流曲線でポイントＰ1 として示す
【００１６】次いで、−０．１Ｖ／秒の速度で試験片１
２の電位を−１．０Ｖ（Ａｇ／ＡｇＣｌ）に調整し、カ
ソード分極を行った。このとき、試験片１２と対極１３
との間に、点線の方向に０．３３Ａ／４．５ｃｍ2 の電
流−ｉ´が流れた（図２のＰ2)。このとき、試験片１２
の片面の表面積は、４．５ｃｍ2 であった。
２の電位を−１．０Ｖ（Ａｇ／ＡｇＣｌ）に調整し、カ
ソード分極を行った。このとき、試験片１２と対極１３
との間に、点線の方向に０．３３Ａ／４．５ｃｍ2 の電
流−ｉ´が流れた（図２のＰ2)。このとき、試験片１２
の片面の表面積は、４．５ｃｍ2 であった。
【００１７】カソード分極電位Ｅcaに試験片１２を５分
間保持したところ、対極１３から試験片１２に流れる電
流は、０．２３Ａ／４．５ｃｍ2 まで減少した（図２の
Ｐ3)。このカソード分極により、試験片１２の表面から
水素ガスの発生が見られた。そして、試験片１２の表面
は、クリーニングされた。
間保持したところ、対極１３から試験片１２に流れる電
流は、０．２３Ａ／４．５ｃｍ2 まで減少した（図２の
Ｐ3)。このカソード分極により、試験片１２の表面から
水素ガスの発生が見られた。そして、試験片１２の表面
は、クリーニングされた。
【００１８】次いで、試験片１２の電位を＋０．１Ｖ／
秒の速度で、孔食電位Ｅpit を超えない＋１．０Ｖ（Ａ
ｇ／ＡｇＣｌ）までアノード分極した。この電位変化に
よって、図１の実線で示すように試験片１２から対極１
３に向けて電流ｉが流れた。このときの電流は、３．５
ｍＡ／４．５ｃｍ2であった（図２のＰ4)。この後、す
みやかに電位を−０．１Ｖ／秒の速度で自然腐食電位Ｅ
corrまで戻した（図２のＰ5)。自然腐食電位Ｅcorrに達
したとき、試験片１２と対極１３との間に電流ｉが流れ
なくなった。
秒の速度で、孔食電位Ｅpit を超えない＋１．０Ｖ（Ａ
ｇ／ＡｇＣｌ）までアノード分極した。この電位変化に
よって、図１の実線で示すように試験片１２から対極１
３に向けて電流ｉが流れた。このときの電流は、３．５
ｍＡ／４．５ｃｍ2であった（図２のＰ4)。この後、す
みやかに電位を−０．１Ｖ／秒の速度で自然腐食電位Ｅ
corrまで戻した（図２のＰ5)。自然腐食電位Ｅcorrに達
したとき、試験片１２と対極１３との間に電流ｉが流れ
なくなった。
【００１９】更に、電位を＋０．１Ｖ／秒の速度でプラ
ス側に＋１．０Ｖ（Ａｇ／ＡｇＣｌ）まで動かしたとこ
ろ、試験片１２から対極１３に再び電流ｉが流れ始めた
（図２のＰ6)。しかし、このときの電流ｉは、ポイント
Ｐ4 で流れた電流３．５ｍＡ／４．５ｃｍ2 より少なく
なっていた。
ス側に＋１．０Ｖ（Ａｇ／ＡｇＣｌ）まで動かしたとこ
ろ、試験片１２から対極１３に再び電流ｉが流れ始めた
（図２のＰ6)。しかし、このときの電流ｉは、ポイント
Ｐ4 で流れた電流３．５ｍＡ／４．５ｃｍ2 より少なく
なっていた。
【００２０】以後、自然腐食電位Ｅcorrとアノード分極
電位Ｅanとの間で繰り返し電位変化を行わせたところ、
図２に示すようにアノード分極電位Ｅanで試験片１２か
ら対極１３に流れる電流ｉが次第に減少して、ほぼ一定
値（約１．２ｍＡ／４．５ｃｍ2 ）に収束した（図２の
Ｐn)。この状態は、試験片１２の表面にあるＣｕＡｌ2
系金属間化合物等の晶出物が完全に溶出したことを示
す。
電位Ｅanとの間で繰り返し電位変化を行わせたところ、
図２に示すようにアノード分極電位Ｅanで試験片１２か
ら対極１３に流れる電流ｉが次第に減少して、ほぼ一定
値（約１．２ｍＡ／４．５ｃｍ2 ）に収束した（図２の
Ｐn)。この状態は、試験片１２の表面にあるＣｕＡｌ2
系金属間化合物等の晶出物が完全に溶出したことを示
す。
【００２１】もっとも、一定の電位に保持したままで試
験片１２をアノード分極することによっても、表面にあ
る晶出物を除去することができる。しかし、この場合、
晶出物を溶出させる反応が遅く、自然腐食電位Ｅcorrと
アノード分極電位Ｅanとの間で繰り返し電位変化させる
ときに比較し５倍の時間を要した。また、アノード分極
処理の長時間化に伴って、マトリックスの部分的な溶解
が生じ、処理後の試験片１２に肌荒れが見られる。
験片１２をアノード分極することによっても、表面にあ
る晶出物を除去することができる。しかし、この場合、
晶出物を溶出させる反応が遅く、自然腐食電位Ｅcorrと
アノード分極電位Ｅanとの間で繰り返し電位変化させる
ときに比較し５倍の時間を要した。また、アノード分極
処理の長時間化に伴って、マトリックスの部分的な溶解
が生じ、処理後の試験片１２に肌荒れが見られる。
【００２２】処理液１１としては、マトリックスの溶解
がなく、晶出物のみを効率よく溶出させることから、た
とえば濃度１０％以上の硝酸水溶液を使用することが好
ましい。硝酸水溶液の濃度の上限は、特に規定されるも
のではない。また、処理液中に溶出したＣｕイオンがア
ルミニウム表面に再析出することを防止するため、Ｃｕ
イオンと錯化合物を形成するＥＤＴＡ，ＥＤＴＡのナト
リウム塩，Ｃｕイオンと化学的に結合して不溶性塩を生
成するシュウ酸等の物質を、好ましくは１〜１０％の範
囲で添加することができる。
がなく、晶出物のみを効率よく溶出させることから、た
とえば濃度１０％以上の硝酸水溶液を使用することが好
ましい。硝酸水溶液の濃度の上限は、特に規定されるも
のではない。また、処理液中に溶出したＣｕイオンがア
ルミニウム表面に再析出することを防止するため、Ｃｕ
イオンと錯化合物を形成するＥＤＴＡ，ＥＤＴＡのナト
リウム塩，Ｃｕイオンと化学的に結合して不溶性塩を生
成するシュウ酸等の物質を、好ましくは１〜１０％の範
囲で添加することができる。
【００２３】カソード分極によって多量の水素ガスが発
生し、アルミ系材料の表面が清浄化されると共に活性化
する。このカソード分極は、定電位法又は定電流法で行
われる。電解時間は、必要とするカソード分極効果を得
る上から１〜１０分とすることが好ましい。
生し、アルミ系材料の表面が清浄化されると共に活性化
する。このカソード分極は、定電位法又は定電流法で行
われる。電解時間は、必要とするカソード分極効果を得
る上から１〜１０分とすることが好ましい。
【００２４】定電位法でカソード分極を行う場合、自然
腐食電位Ｅcorrとカソード分極の設定電位Ｅcaとの差Δ
Ｅ（＝Ｅcorr−Ｅca）が０．１〜２．０Ｖの範囲となる
ように設定電位Ｅcaを調節することが好ましい。電位差
ΔＥが０．１Ｖ未満のときには、カソード反応が十分に
行われず、表面活性化効果が不足する。逆に、電位差Δ
Ｅが２．０Ｖを超えるとき、水素ガスの発生量が急激に
増加し、アルミ系材料を定電位に保持することが困難に
なる。
腐食電位Ｅcorrとカソード分極の設定電位Ｅcaとの差Δ
Ｅ（＝Ｅcorr−Ｅca）が０．１〜２．０Ｖの範囲となる
ように設定電位Ｅcaを調節することが好ましい。電位差
ΔＥが０．１Ｖ未満のときには、カソード反応が十分に
行われず、表面活性化効果が不足する。逆に、電位差Δ
Ｅが２．０Ｖを超えるとき、水素ガスの発生量が急激に
増加し、アルミ系材料を定電位に保持することが困難に
なる。
【００２５】定電流法でカソード分極を行う場合、０．
０１〜１Ａ／４．５ｃｍ2 のカソード電流Ｉcaを流すこ
とが好ましい。カソード電流Ｉcaが０．０１Ａ／４．５
ｃｍ2 未満では、カソード反応が不十分で、アルミ系材
料の表面を所期通りに活性化することができない。逆
に、１Ａ／４．５ｃｍ2 を超えるカソード電流Ｉcaで
は、水素ガス発生が急激になり、電流が不安定に変化す
るため、一定した処理状態を維持することが困難にな
る。
０１〜１Ａ／４．５ｃｍ2 のカソード電流Ｉcaを流すこ
とが好ましい。カソード電流Ｉcaが０．０１Ａ／４．５
ｃｍ2 未満では、カソード反応が不十分で、アルミ系材
料の表面を所期通りに活性化することができない。逆
に、１Ａ／４．５ｃｍ2 を超えるカソード電流Ｉcaで
は、水素ガス発生が急激になり、電流が不安定に変化す
るため、一定した処理状態を維持することが困難にな
る。
【００２６】カソード分極電位Ｅcaからアノード分極電
位Ｅanに移行するとき、電位をプラス側に移行させる速
度、すなわち電位掃引速度は、０．０５〜５Ｖ／秒の範
囲に維持される。電位掃引速度が０．０５Ｖ／秒未満の
ときには、反応が緩やかに進行し晶出物の優先溶解反応
が起こりにくく、また１回の操作に要する時間が長くな
り、作業性が低下する。逆に、５Ｖ／秒を超える電位掃
引速度では、急激な反応が行われ、電流変化が激しく、
一定条件下での電解反応が困難になる。アノード分極電
位Ｅanから自然腐食電位Ｅcorrに移行するときの電位掃
引速度も、同様に０．０５〜５Ｖ／秒の範囲に維持され
る。
位Ｅanに移行するとき、電位をプラス側に移行させる速
度、すなわち電位掃引速度は、０．０５〜５Ｖ／秒の範
囲に維持される。電位掃引速度が０．０５Ｖ／秒未満の
ときには、反応が緩やかに進行し晶出物の優先溶解反応
が起こりにくく、また１回の操作に要する時間が長くな
り、作業性が低下する。逆に、５Ｖ／秒を超える電位掃
引速度では、急激な反応が行われ、電流変化が激しく、
一定条件下での電解反応が困難になる。アノード分極電
位Ｅanから自然腐食電位Ｅcorrに移行するときの電位掃
引速度も、同様に０．０５〜５Ｖ／秒の範囲に維持され
る。
【００２７】アノード分極は、自然腐食電位Ｅcorrと孔
食電位Ｅpit との間でアルミ系材料の電位を周期的に変
化させ、分極−復極を繰り返すことによって行われる。
このとき、アルミ系材料の電位が孔食電位Ｅpit を超え
て貴になると、ＣｕＡｌ2 系金属間化合物等の晶出物以
外にマトリックス自体の溶解が開始され、アルミ系材料
の表面に孔食が発生する。逆に、アルミ系材料が自然腐
食電位Ｅcorrよりも卑な電位になると、処理液中に溶出
したＣｕイオンがアルミ系材料の表面に析出するため、
アノード分極処理の効果が失われる。
食電位Ｅpit との間でアルミ系材料の電位を周期的に変
化させ、分極−復極を繰り返すことによって行われる。
このとき、アルミ系材料の電位が孔食電位Ｅpit を超え
て貴になると、ＣｕＡｌ2 系金属間化合物等の晶出物以
外にマトリックス自体の溶解が開始され、アルミ系材料
の表面に孔食が発生する。逆に、アルミ系材料が自然腐
食電位Ｅcorrよりも卑な電位になると、処理液中に溶出
したＣｕイオンがアルミ系材料の表面に析出するため、
アノード分極処理の効果が失われる。
【００２８】カソード分極後にアノード分極すると、最
初は分極が大きくなるに従って大きなアノード電流が観
測される。これは、アルミ系材料の表面からＣｕＡｌ2
系金属間化合物等の晶出物が優先的に且つ活発に溶出し
ていることを示す。アルミ系材料の電位を自然腐食電位
Ｅcorrまで復極した後で再びアノード分極すると、アノ
ード電流が次第に小さくなり、アノード分極電位Ｅanで
流れる電流が一定値に収束する。
初は分極が大きくなるに従って大きなアノード電流が観
測される。これは、アルミ系材料の表面からＣｕＡｌ2
系金属間化合物等の晶出物が優先的に且つ活発に溶出し
ていることを示す。アルミ系材料の電位を自然腐食電位
Ｅcorrまで復極した後で再びアノード分極すると、アノ
ード電流が次第に小さくなり、アノード分極電位Ｅanで
流れる電流が一定値に収束する。
【００２９】アノード分極によって、アルミ系材料の表
面にあるＣｕＡｌ2 系金属間化合物等の晶出物が優先的
に除去される。分極−復極の繰返し周期は、２〜２０サ
イクル程度であり、アノード分極電位Ｅanで流れる電流
が一定値（Ａｌ−１．３重量％Ｃｕ合金では約１．２ｍ
Ａ）に収束したときに電解操作を終了する。通常は、５
〜２０サイクルで、電流の収束が見られる。
面にあるＣｕＡｌ2 系金属間化合物等の晶出物が優先的
に除去される。分極−復極の繰返し周期は、２〜２０サ
イクル程度であり、アノード分極電位Ｅanで流れる電流
が一定値（Ａｌ−１．３重量％Ｃｕ合金では約１．２ｍ
Ａ）に収束したときに電解操作を終了する。通常は、５
〜２０サイクルで、電流の収束が見られる。
【００３０】孔食電位Ｅpit 及び自然腐食電位Ｅ
corrは、処理されるアルミ系材料の種類や電解処理液の
種類，濃度，温度等によって異なる。そこで、電解処理
に先立って孔食電位Ｅpit 及び自然腐食電位Ｅcorrを予
め測定し、それに対応したカソード分極電位Ｅca及びア
ノード分極電位Ｅanを決定することが好ましい。
corrは、処理されるアルミ系材料の種類や電解処理液の
種類，濃度，温度等によって異なる。そこで、電解処理
に先立って孔食電位Ｅpit 及び自然腐食電位Ｅcorrを予
め測定し、それに対応したカソード分極電位Ｅca及びア
ノード分極電位Ｅanを決定することが好ましい。
【００３１】アルミ系材料の表面は、カソード分極によ
って活性化される。しかし、アルミ系材料の表面には、
自然酸化皮膜や汚れ等が付着している。そこで、自然酸
化皮膜，汚れ等を除去して表面活性化を円滑に行わせる
ため、水酸化ナトリウム水溶液等を使用した通常のアル
カリエッチングによってアルミ系材料の表面清浄化をし
てもよい。
って活性化される。しかし、アルミ系材料の表面には、
自然酸化皮膜や汚れ等が付着している。そこで、自然酸
化皮膜，汚れ等を除去して表面活性化を円滑に行わせる
ため、水酸化ナトリウム水溶液等を使用した通常のアル
カリエッチングによってアルミ系材料の表面清浄化をし
てもよい。
【００３２】
【実施例】高純度アルミニウムにＣｕを１．３重量％添
加して溶製，鋳造及び圧延して板厚１．０ｍｍのアルミ
ニウム板を得た。このアルミニウム板を温度７０℃の１
０％ＮａＯＨ水溶液に１分間浸漬し、水洗した後、更に
３０％硝酸水溶液中に１分間浸漬し、再び水洗して、乾
燥させた。この前処理で、アルミニウム板の表面に付着
していた圧延油等の異物が完全に除去された。
加して溶製，鋳造及び圧延して板厚１．０ｍｍのアルミ
ニウム板を得た。このアルミニウム板を温度７０℃の１
０％ＮａＯＨ水溶液に１分間浸漬し、水洗した後、更に
３０％硝酸水溶液中に１分間浸漬し、再び水洗して、乾
燥させた。この前処理で、アルミニウム板の表面に付着
していた圧延油等の異物が完全に除去された。
【００３３】前処理されたアルミニウム板を試験片と
し、表１に示す条件で電解処理した。なお、処理液に
は、アノード処理によって溶出したＣｕイオンの再析出
を抑制するため、ＥＤＴＡを１０ｇ／ｌ添加した。ま
た、表１における自然腐食電位は、塩化銀照合電極基準
で表した。なお、表１には、電解処理前の無処理の試験
片を比較例２として掲げている。
し、表１に示す条件で電解処理した。なお、処理液に
は、アノード処理によって溶出したＣｕイオンの再析出
を抑制するため、ＥＤＴＡを１０ｇ／ｌ添加した。ま
た、表１における自然腐食電位は、塩化銀照合電極基準
で表した。なお、表１には、電解処理前の無処理の試験
片を比較例２として掲げている。
【００３４】電解処理後の各試験片及び無処理の試験片
（比較例２）の表面を、走査型電子顕微鏡で観察した。
無処理の試験片の表面には、図７に示すように白色で粒
状の晶出物ａが観察された。また、粒状の晶出物ａは、
結晶粒界に沿って分布していた。この晶出物ａをＸ線回
折によって分析したところ、ＣｕＡｌ2 系金属間化合物
を主体とする晶出物であることが判った。
（比較例２）の表面を、走査型電子顕微鏡で観察した。
無処理の試験片の表面には、図７に示すように白色で粒
状の晶出物ａが観察された。また、粒状の晶出物ａは、
結晶粒界に沿って分布していた。この晶出物ａをＸ線回
折によって分析したところ、ＣｕＡｌ2 系金属間化合物
を主体とする晶出物であることが判った。
【００３５】これに対し、本発明に従って電解処理され
た試験片では、図３〜５に示すように、無処理の試験片
（図７）の表面に見られた白色の粒が無くなっており、
代わりに黒味がかった孔ｂが観察された。これは、アノ
ード分極によって試験片表面から晶出物が除去されてい
ることを示す。また、マトリックスｃに、侵食の痕跡を
検出することができなかった。
た試験片では、図３〜５に示すように、無処理の試験片
（図７）の表面に見られた白色の粒が無くなっており、
代わりに黒味がかった孔ｂが観察された。これは、アノ
ード分極によって試験片表面から晶出物が除去されてい
ることを示す。また、マトリックスｃに、侵食の痕跡を
検出することができなかった。
【００３６】他方、比較例１の試験片では、図６に示す
ように晶出物の除去が完全に行われておらず、処理後の
試験片表面に残留晶出物ｄが観察された。これは、比較
例１で使用した処理液の硝酸濃度が不足し、アノード分
極時の晶出物の溶解反応が十分に起こらなかったことに
起因するものと推察される。
ように晶出物の除去が完全に行われておらず、処理後の
試験片表面に残留晶出物ｄが観察された。これは、比較
例１で使用した処理液の硝酸濃度が不足し、アノード分
極時の晶出物の溶解反応が十分に起こらなかったことに
起因するものと推察される。
【００３７】
【表１】
【００３８】比較例１，２と実施例１〜３を対比すると
き、本発明に従って電解処理された試験片の表面から晶
出物の除去が完全に行われており、しかもマトリックス
表面は何ら侵食を受けていないことが明らかである。そ
のため、実施例１〜３の試験片に対して陽極酸化処理を
施したとき、均質な着色皮膜を形成することができた。
また、晶出物を起点とする腐食の発生も見られなかっ
た。
き、本発明に従って電解処理された試験片の表面から晶
出物の除去が完全に行われており、しかもマトリックス
表面は何ら侵食を受けていないことが明らかである。そ
のため、実施例１〜３の試験片に対して陽極酸化処理を
施したとき、均質な着色皮膜を形成することができた。
また、晶出物を起点とする腐食の発生も見られなかっ
た。
【００３９】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によると
き、マトリックス表面に何ら損傷を与えることなく、ア
ルミ系材料の表面に露出しているＣｕＡｌ2系金属間化
合物等の晶出物を完全に除去することができる。処理さ
れたアルミ系材料の表面層には高純度のアルミニウム層
が形成され、耐食性に優れたものとなる。また、処理後
のアルミ系材料に化成処理，陽極酸化処理等を施すと
き、晶出物による悪影響を受けることがなく、均質な皮
膜が形成される。しかも、マトリックスに固溶している
Ｃｕや表面に露出せず腐食反応に関与しない晶析出物等
は、カソード分極及びアノード分極の影響を受けること
がない。したがって、アルミ系材料に期待される機械的
性質等に何ら悪影響を与えることなく、表面層の改質が
可能となる。
き、マトリックス表面に何ら損傷を与えることなく、ア
ルミ系材料の表面に露出しているＣｕＡｌ2系金属間化
合物等の晶出物を完全に除去することができる。処理さ
れたアルミ系材料の表面層には高純度のアルミニウム層
が形成され、耐食性に優れたものとなる。また、処理後
のアルミ系材料に化成処理，陽極酸化処理等を施すと
き、晶出物による悪影響を受けることがなく、均質な皮
膜が形成される。しかも、マトリックスに固溶している
Ｃｕや表面に露出せず腐食反応に関与しない晶析出物等
は、カソード分極及びアノード分極の影響を受けること
がない。したがって、アルミ系材料に期待される機械的
性質等に何ら悪影響を与えることなく、表面層の改質が
可能となる。
【図１】 カソード分極及びアノード分極を行うために
使用した実験装置を示す。
使用した実験装置を示す。
【図２】 試験片に印加した電位の経時的変化を示すグ
ラフ
ラフ
【図３】 本発明の実施例１で電解処理された試験片の
表面状態を５０００倍の走査型電子顕微鏡で観察したと
きのスケッチ
表面状態を５０００倍の走査型電子顕微鏡で観察したと
きのスケッチ
【図４】 本発明の実施例２で電解処理された試験片の
表面状態を５０００倍の走査型電子顕微鏡で観察したと
きのスケッチ
表面状態を５０００倍の走査型電子顕微鏡で観察したと
きのスケッチ
【図５】 本発明の実施例３で電解処理された試験片の
表面状態を５０００倍の走査型電子顕微鏡で観察したと
きのスケッチ
表面状態を５０００倍の走査型電子顕微鏡で観察したと
きのスケッチ
【図６】 電解処理された比較例１の試験片の表面状態
を５０００倍の走査型電子顕微鏡で観察したときのスケ
ッチ
を５０００倍の走査型電子顕微鏡で観察したときのスケ
ッチ
【図７】 無処理の試験片の表面状態を５０００倍の走
査型電子顕微鏡で観察したときのスケッチ
査型電子顕微鏡で観察したときのスケッチ
Ｅcorr 自然腐食電位 Ｅpit 孔食電位 Ｅca カソード分極の設定電位 Ｅan アノード分極
の設定電位
の設定電位
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成３年９月１１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成３年９月１９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
Claims (1)
- 【請求項１】 アルミ系材料を電解質溶液に浸漬してカ
ソード分極させ、次いでアノード側に分極させ、前記電
解質溶液中での自然腐食電位と孔食電位との間で前記ア
ルミ系材料の電位を周期的に変動させることを特徴とす
るアルミ系材料の表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3222172A JP2551274B2 (ja) | 1991-08-07 | 1991-08-07 | アルミ系材料の表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3222172A JP2551274B2 (ja) | 1991-08-07 | 1991-08-07 | アルミ系材料の表面処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0544100A true JPH0544100A (ja) | 1993-02-23 |
| JP2551274B2 JP2551274B2 (ja) | 1996-11-06 |
Family
ID=16778305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3222172A Expired - Fee Related JP2551274B2 (ja) | 1991-08-07 | 1991-08-07 | アルミ系材料の表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2551274B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5611977A (en) * | 1995-02-28 | 1997-03-18 | Tachi-S Co., Ltd. | Method for forming an armrest |
| JP2009035803A (ja) * | 2007-08-06 | 2009-02-19 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 摺動面の形成方法 |
| KR101148000B1 (ko) * | 2012-03-15 | 2012-05-24 | (유)유달조선 | 동합금의 캐비테이션 저항성을 향상시키기 위한 전기화학적 방법 |
-
1991
- 1991-08-07 JP JP3222172A patent/JP2551274B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5611977A (en) * | 1995-02-28 | 1997-03-18 | Tachi-S Co., Ltd. | Method for forming an armrest |
| JP2009035803A (ja) * | 2007-08-06 | 2009-02-19 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 摺動面の形成方法 |
| KR101148000B1 (ko) * | 2012-03-15 | 2012-05-24 | (유)유달조선 | 동합금의 캐비테이션 저항성을 향상시키기 위한 전기화학적 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2551274B2 (ja) | 1996-11-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |