JPH07207467A

JPH07207467A - アルミニウム合金の表面処理方法

Info

Publication number: JPH07207467A
Application number: JP2215294A
Authority: JP
Inventors: Masatomo Takabayashi; 政友高林
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1994-01-21
Filing date: 1994-01-21
Publication date: 1995-08-08

Abstract

(57)【要約】【目的】アルミニウム合金鋳物、アルミニウム合金の
表面からスマットを除去し、艶消し状とする。【構成】リン酸、硝酸、酸性フッ化アンモニウムを主
成分とした処理液でアルミニウム合金鋳物、アルミニウ
ム合金をエッチングする。酸性フッ化アンモニウムの配
合により、スマット除去を確実にでき、減寸量も少なく
なる。エッチングにより表面が艶消し状となり、その
後、アルマイト加工して表面を保護する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はアルミニウム合金鋳物や
アルミニウム合金などを表面処理する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】アルミニウム合金鋳物（アルミニウムダ
イキャスト合金）はアルミニウム合金の展伸材に比べて
Ｓｉ、Ｃｕ、Ｆｅ等の金属元素の添加量が多い。このよ
うな成分は鋳造性や切削性などの特性を大幅に改善する
ために添加されるものであるが、一方では、湯皺や巣穴
等の発生の原因となり、表面処理後における外観を大幅
に劣化させる。特に、Ｓｉの添加量が多いアルミニウム
合金鋳物をアルマイト処理（陽極酸化処理）する場合に
おいては、このＳｉ濃度が表層部分で高く、Ｓｉの電流
阻害作用が影響し、アルマイト皮膜を順調に成長させる
ことができない問題を生じている。

【０００３】このようなことからＳｉ、Ｃｕ、Ｆｅや非
金属の添加成分を表面から除去することがなされてい
る。その方法のひとつとして、アルミニウム合金鋳物を
フッ酸あるいはフッ酸と硝酸の混酸を主成分とした処理
液で表面処理している。また、リン酸及び硝酸を主成分
とし、液温９０〜１１０℃程度に加熱した処理液中で化
学研磨し、その後、フッ酸や上述した混酸で表面処理す
ることも行なわれている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらフッ酸や
混酸を用いて表面処理する方法では、添加成分だけでな
く、アルミニウム自体も基材中から多量に溶解する。こ
のため減寸量（溶解量）が多く、表面が肌荒れ状態とな
ると共に、寸法精度も低下している。このアルミニウム
の溶解量を減少させるため、高濃度の硝酸を使用してア
ルミニウムを不働態化することが考えられるが、高濃度
の硝酸を取り扱う際に危険を伴い、好ましいものではな
い。また、上述した方法では表面が粗面化されることか
ら、均一な艶消し状の表面とすることができない外観上
の問題も有している。

【０００５】次に、リン酸等を用いた化学研磨を行い、
その後、表面処理する方法においても、同様に減寸量が
多く、艶消し面とすることができない。また、この方法
では高温条件下での処理のため、危険であると共に、窒
素酸化物（ＮＯ_X）が発生し易く、作業環境上、好まし
いものとはなっていない。

【０００６】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
であり、少ない減寸量にもかかわらず、添加成分を良好
に除去でき、しかも均一な艶消し面とすることができ、
さらには安全な環境下での作業が可能なアルミニウム合
金の表面処理方法を提供することを目的とする。また本
発明はかかる処理に加えて、表面の黒色化をさらに促進
でき、表面の黒色塗装を不要とすることができる方法を
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用】本発明はアル
ミニウム合金鋳物又はアルミニウム合金を材料とし、こ
の材料の表面をリン酸、硝酸、フッ化物の混合からなる
処理液でエッチングした後、電解処理するものである。
使用される材料はアルミニウムを主成分とし、他の金属
を配合した合金であり、アルミニウム合金鋳物として
は、ＪＩＳＨ５３０２に相当するＡＤＣ１２材など
が、またアルミニウム合金として、ＪＩＳＨ４０００
に相当する５０５２材、ＪＩＳＨ４０４０に相当する
５０５６材などが適宜、選択される。

【０００８】エッチングに使用する処理液はリン酸、硝
酸、フッ化物を主成分とし、残部が水からなる。リン酸
は濃度９７％の正リン酸等を使用できる。リン酸の配合
比は、７０〜９０Ｖ／Ｖ％であり、より好ましくは８０
Ｖ／Ｖ％程度である。リン酸が７０Ｖ／Ｖ％未満ではス
マット除去が不十分であり、しかも処理液使用中の水の
持ち込みがあると、処理液の組成が不安定となる。また
拡散層ができ反応速度が早くなるため、エッチングが不
均一ともなる。一方、リン酸が９０Ｖ／Ｖ％以上の場合
は反応速度が遅くなり、迅速処理が難しくなる。

【０００９】硝酸は例えば６７％濃度のものを使用でき
る。この硝酸の配合比は１０〜２０Ｖ／Ｖ％、より好ま
しくは１５Ｖ／Ｖ％程度である。硝酸が１０Ｖ／Ｖ％未
満の場合は、反応速度が遅くなって、スマット除去がで
きない。配合比が２０Ｖ／Ｖ％以上の場合は、窒素酸化
物（ＮＯ_X）が多く発生し、反応速度も早くなり、減寸
量が大きく、表面が肌荒れ状態となる。

【００１０】本発明のエッチングにおける特徴的な要点
は、これらに加えてフッ化物を添加した処理液を用いる
ことである。フッ化物はその添加量の増減により処理液
の反応速度を調整する特性を有しており、エッチング速
度に大きく影響する。また、フッ化物を添加することに
よりアルミニウム合金鋳物又はアルミニウム合金の表面
を良好な艶消し面とすることもできる。かかるフッ化物
としては、酸性フッ化アンモニウム（ＮＨ₄Ｆ・ＨＦ）
またはフッ化アンモウニム（ＮＨ₄Ｆ）、その他のもの
を選択することができる。この場合、酸性フッ化アンモ
ニウムはフッ化アンモニウムよりも反応力が強く、少量
の添加でも反応速度に大きく関与する。かかる酸性フッ
化アンモニウムの配合比は１〜５Ｗ／Ｖ％が良好で、よ
り好ましくは３Ｗ／Ｖ％程度である。１Ｗ／Ｖ％未満の
配合比では処理液の溶解作用が弱く、エッチングに長時
間を要し、実用的でない。配合比が５Ｗ／Ｖ％以上で
は、アルミニウム合金鋳物などの表面が肌荒れ状態とな
ると共に、ＮＯ_Xの発生量が多くなり、作業環境が悪化
して好ましくない。

【００１１】以上のような処理液を用いたエッチングで
は、ＮＯ_Xの発生量が少なく、良好な作業環境とするこ
とができ、しかもフッ化物の配合比により、エッチング
速度を調整でき、材料内に添加されている添加成分の除
去が可能で、減寸量を１〜３μｍ程度に制御することが
できる。

【００１２】かかるエッチングの後の電解処理は、材料
を陽極酸化することにより、材料表面にアルマイト皮膜
を形成するものである。この電解はエッチングした材料
を陽極とし、鉛板あるいはカーボン板を陰極とし、硫
酸、シュウ酸、リン酸、クロム酸などの内の１種の電解
質を溶解した電解液中に通電することで行なうことがで
きる。この電解により、材料表面全体に酸化アルミニウ
ムが生成して、アルマイト皮膜となる。この電解では上
述したエッチング処理によって添加成分（特にＳｉ）の
材料の表面部分の濃度が低くなっているため電流阻害が
小さく、アルマイト皮膜を順調に成長させることができ
る。

【００１３】本発明はかかるアルマイト皮膜の形成の
後、表面を染色し、さらに封孔処理することもできる。
材料の表面が艶消し状となっており、この表面がアルマ
イト皮膜で保護されているため、外観が向上している
が、この材料に対して、さらに、染色して表面を黒色化
することにより、塗装が不要となる。封孔処理は染色に
用いた染料の充填部分を封孔するものであり、これによ
り、全体が均一な黒色の表面とすることができる。

【００１４】

【実施例】ＡＤＣ−１２材によりカメラ部品を成形し、
この部品をトリクレンに５分間浸漬して、脱脂し、その
後、エッチングした。エッチングはリン酸（濃度９７
％）が８０Ｖ／Ｖ％、硝酸（濃度６７％）が１５Ｖ／Ｖ
％、酸性フッ化アンモニウムが３Ｗ／Ｖ％、残部が水か
らなる２０℃の処理液中に部品を２分間浸漬することで
行なった。このエッチングにより部品の表面が艶消し状
となった。

【００１５】かかるエッチングの後、部品を十分に水洗
した。その後、硫酸を１８５ｇ／リットル溶解した電解
液中に部品を浸漬すると共に鉛電極を対向位置に浸漬さ
せ、部品を陽極、鉛電極を陰極として電解した。この電
解は液温２１±１℃、電圧１５Ｖ、電流密度１Ａ／ｄｍ
²の条件で４０分間行なった。これにより部品の表面の
全体に８〜１０μｍの厚さのアルマイト皮膜が形成され
た。

【００１６】かかるアルマイト処理後、部品を染色し、
さらに封孔処理した。染色は商品名「ＴＡＣ−４１３」
（奥野製薬（株）製）のアルマイト用染料の１０ｇ／リ
ットル溶液を５５℃の液温とした状態で、部品を１５分
間浸漬することにより行なった。封孔処理は商品名「Ｆ
Ｓ−０７」（古河電工（株）製）の酢酸ニッケル系封孔
剤を９０℃の液温とし、１０分間浸漬することにより行
なった。この浸漬後、部品を乾燥した。

【００１７】以上の処理を経た部品は表面全体が完全な
艶消し状の黒色となっており、その後、塗装が不要であ
った。減寸量はエッチング処理後で２〜３μｍ、アルマ
イト処理後では同処理前の寸法に対して±１μｍであ
り、十分な寸法精度を確保することができた。なお、本
実施例においてＡＤＣ−１２材をダイキャスト成形する
際の離型に用いられた離型剤がエッチング時に完全に除
去されており、離型剤の除去に対してもエッチングが有
効に作用することが確認できた。

【００１８】次に、５０５２材、５０５６材のアルミニ
ウム合金により、同様な部品を成形して同様な条件で処
理を行なった。この結果、減寸量が少なく、しかも綺麗
な乳白色の表面とすることができた。

【００１９】

【発明の効果】本発明はリン酸、硝酸及びフッ化物を主
成分とした処理液によりアルミニウム合金鋳物又はアル
ミニウム合金の材料の表面をエッチングするものであ
り、このエッチングにより材料に添加されている添加成
分を良好に除去しながら表面を粗面化させることなく、
艶消し状とすることができる。また、減寸量が少なく、
エッチング後のアルマイト処理でも寸法変化が少ない。
このエッチングではリン酸の配合比が多く、しかも室温
下で行なうことができるため、ＮＯ_Xの発生が少なく、
作業環境を良好とすることができる。また、フッ化物の
配合比を調整することもでき、これにより艶消し面を粗
面あるいは緻密面に変更でき、エッチングの反応速度を
材料に合わせることも可能となる。本発明では、このエ
ッチングの後、アルマイト処理した材料を、さらに染色
し、封孔処理することも可能であり、かかる染色によ
り、材料の塗装が不要ともなる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウム合金鋳物又はアルミニウム
合金の表面をリン酸、硝酸及びフッ化物を主成分とした
処理液によりエッチングする工程と、このエッチング後
に電解処理してアルマイト皮膜を形成する工程とを備え
ていることを特徴とするアルミニウム合金の表面処理方
法。
【請求項２】アルミニウム合金鋳物又はアルミニウム
合金の表面をリン酸、硝酸及びフッ化物を主成分とした
処理液によりエッチングする工程と、このエッチング後
に電解処理してアルマイト皮膜を形成する工程と、前記
アルマイト皮膜を染色した後、封孔処理する工程とを備
えていることを特徴とするアルミニウム合金の表面処理
方法。
【請求項３】前記処理液として、リン酸が７０〜９０
Ｖ／Ｖ％、硝酸が１０〜２０Ｖ／Ｖ％、フッ化物が１〜
５Ｗ／Ｖ％の割合で混合された溶液を使用することを特
徴とする請求項１又は２に記載のアルミニウム合金の表
面処理方法。
【請求項４】前記フッ化物として、酸性フッ化アンモ
ニウム又はフッ化アンモニウムを使用することを特徴と
する請求項１乃至３のいずれかに記載のアルミニウム合
金の表面処理方法。