JPH09176892A - 陽極酸化法及び装置 - Google Patents
陽極酸化法及び装置Info
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- JPH09176892A JPH09176892A JP34917495A JP34917495A JPH09176892A JP H09176892 A JPH09176892 A JP H09176892A JP 34917495 A JP34917495 A JP 34917495A JP 34917495 A JP34917495 A JP 34917495A JP H09176892 A JPH09176892 A JP H09176892A
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- stepwise
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 硬度などの膜物性をアルミニウム母材側から
表面層（酸化膜）側へ、あるいは、それとは逆に、段階
的に又は傾斜的に成膜・制御できるようにした新規な陽
極酸化法を提供する。 【解決手段】 電解液が硫酸、蓚酸、クロム酸などであ
って濃度差のある２種類以上で段階的あるいは連続的に
電解するか、前記電解液に温度差をもたせその２種類以
上で段階的あるいは連続的に電解するか、又は、これら
液濃度と液温度の異なる電解液をおりまぜて段階的ある
いは連続的に電解するかして、金属母材側から表面酸化
層側へ（表面酸化層側から金属母材側へを含む）段階的
あるいは交互に硬度差を付与することを特徴とする陽極
酸化法。
表面層（酸化膜）側へ、あるいは、それとは逆に、段階
的に又は傾斜的に成膜・制御できるようにした新規な陽
極酸化法を提供する。 【解決手段】 電解液が硫酸、蓚酸、クロム酸などであ
って濃度差のある２種類以上で段階的あるいは連続的に
電解するか、前記電解液に温度差をもたせその２種類以
上で段階的あるいは連続的に電解するか、又は、これら
液濃度と液温度の異なる電解液をおりまぜて段階的ある
いは連続的に電解するかして、金属母材側から表面酸化
層側へ（表面酸化層側から金属母材側へを含む）段階的
あるいは交互に硬度差を付与することを特徴とする陽極
酸化法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は陽極酸化法及び装置
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】陽極酸化法及び装置は、広範な分野にお
いて用いられており、特に各種金型、軸受、歯車、複合
シリンダーなどの耐摩耗性を重視する分野では表面改質
法が硬質陽極酸化法によりなされている。例えば膜簡易
的な試作型や少量の成形ロットの場合、設計変更への対
応や金型加工費用の低減を目的にアルミニウム金型が用
いられる試みがある。しかし、アルミニウム母材は硬度
も低くガラス繊維や無機フィラー入りの樹脂ではアルミ
ニウム表面が摩耗し、期待した程のショット数が得られ
ないという不具合があり、めっき、陽極酸化、イオンプ
レーティングなどの表面改質が試みられている。
いて用いられており、特に各種金型、軸受、歯車、複合
シリンダーなどの耐摩耗性を重視する分野では表面改質
法が硬質陽極酸化法によりなされている。例えば膜簡易
的な試作型や少量の成形ロットの場合、設計変更への対
応や金型加工費用の低減を目的にアルミニウム金型が用
いられる試みがある。しかし、アルミニウム母材は硬度
も低くガラス繊維や無機フィラー入りの樹脂ではアルミ
ニウム表面が摩耗し、期待した程のショット数が得られ
ないという不具合があり、めっき、陽極酸化、イオンプ
レーティングなどの表面改質が試みられている。
【０００３】その幾つかをあげると、特開昭５６−１１
５２３６号では合成樹脂用インジェクション金型の製造
にＡｌ合金（７５Ｓ、１７Ｓ、１６Ｓ）の硬質アルマイ
ト法が採用され、ここでは電解液に１１〜１５％のＨ2
ＳＯ4（液温０〜１０℃）が用いられ、電流密度２Ａ／
ｄｍ2、電解時間６０〜８０分、浴電圧１３Ｖの条件
で、ビッカース硬度（ＨＶ）４００以上が得られるとし
ている。また、特開平１−１０８０１５号ではプラスチ
ック射出成形用金型の製造にＡｌ合金の硬質アルマイト
法が採用され、ここでは電解液に１８％のＨ2ＳＯ4（液
温１０℃）が用いられ、電流密度１Ａ／ｄｍ2、浴電圧
２０Ｖの条件で、ビッカース硬度２５０以上が得られる
としている。
５２３６号では合成樹脂用インジェクション金型の製造
にＡｌ合金（７５Ｓ、１７Ｓ、１６Ｓ）の硬質アルマイ
ト法が採用され、ここでは電解液に１１〜１５％のＨ2
ＳＯ4（液温０〜１０℃）が用いられ、電流密度２Ａ／
ｄｍ2、電解時間６０〜８０分、浴電圧１３Ｖの条件
で、ビッカース硬度（ＨＶ）４００以上が得られるとし
ている。また、特開平１−１０８０１５号ではプラスチ
ック射出成形用金型の製造にＡｌ合金の硬質アルマイト
法が採用され、ここでは電解液に１８％のＨ2ＳＯ4（液
温１０℃）が用いられ、電流密度１Ａ／ｄｍ2、浴電圧
２０Ｖの条件で、ビッカース硬度２５０以上が得られる
としている。
【０００４】しかし、従来の陽極酸化法では使用する電
解液の温度、濃度を一定にして処理を行なっており、そ
の結果、低温処理における硬質膜（硬質アノード酸化皮
膜）を得る操作では母材アルミニウムとの急激な物性変
化（例えば、体積膨張率など）により皮膜、ワレを生じ
ることが多く、また、繰返し冷熱を繰返すような応用例
あるいは衝撃を伴う部品の応用ではワレ、膜剥れを生じ
ることが多く見受けられた。
解液の温度、濃度を一定にして処理を行なっており、そ
の結果、低温処理における硬質膜（硬質アノード酸化皮
膜）を得る操作では母材アルミニウムとの急激な物性変
化（例えば、体積膨張率など）により皮膜、ワレを生じ
ることが多く、また、繰返し冷熱を繰返すような応用例
あるいは衝撃を伴う部品の応用ではワレ、膜剥れを生じ
ることが多く見受けられた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、硬度
などの膜物性をアルミニウム母材側から表面層（酸化
膜）側へ、あるいは、それとは逆に、段階的に又は傾斜
的に成膜・制御できるようにした新規な陽極酸化法、及
びその方法の実施に有用な装置を提供することにある。
本発明の他の目的は軟質酸化膜は勿論のこと、耐衝撃性
と耐摩耗性とにすぐれた硬質酸化膜が容易な手段で得ら
れるようにした陽極酸化法及びその方法の実施に有用な
装置を提供することにある。
などの膜物性をアルミニウム母材側から表面層（酸化
膜）側へ、あるいは、それとは逆に、段階的に又は傾斜
的に成膜・制御できるようにした新規な陽極酸化法、及
びその方法の実施に有用な装置を提供することにある。
本発明の他の目的は軟質酸化膜は勿論のこと、耐衝撃性
と耐摩耗性とにすぐれた硬質酸化膜が容易な手段で得ら
れるようにした陽極酸化法及びその方法の実施に有用な
装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、電解液
中で金属母材を陽極として電解することにより該金属母
材の表面に酸化膜を形成する陽極酸化処理法において、
該金属材側から該表面酸化膜側へ段階的にもしくは交互
に硬度差を設けることを特徴とする陽極酸化法が提供さ
れる。また本発明によれば、電解液が硫酸、蓚酸、クロ
ム酸などであって濃度差のある２種類以上で段階的ある
いは連続的に電解するか、前記電解液に温度差をもたせ
その２種類以上で段階的あるいは連続的に電解するか、
又は、これら液濃度と液温度の異なる電解液をおりまぜ
て段階的あるいは連続的に電解するかして、金属母材側
から表面酸化層側へ（表面酸化層側から金属母材側を含
む）段階的にあるいは交互に硬度差を付与することを特
徴とする陽極酸化法が提供される。
中で金属母材を陽極として電解することにより該金属母
材の表面に酸化膜を形成する陽極酸化処理法において、
該金属材側から該表面酸化膜側へ段階的にもしくは交互
に硬度差を設けることを特徴とする陽極酸化法が提供さ
れる。また本発明によれば、電解液が硫酸、蓚酸、クロ
ム酸などであって濃度差のある２種類以上で段階的ある
いは連続的に電解するか、前記電解液に温度差をもたせ
その２種類以上で段階的あるいは連続的に電解するか、
又は、これら液濃度と液温度の異なる電解液をおりまぜ
て段階的あるいは連続的に電解するかして、金属母材側
から表面酸化層側へ（表面酸化層側から金属母材側を含
む）段階的にあるいは交互に硬度差を付与することを特
徴とする陽極酸化法が提供される。
【０００７】更に、本発明によれば、液濃度及び液温度
が異なる２種類以上の電解液を収納した複数の電解液貯
蔵と、少なくとも１つの電解液槽とが、該電解液貯槽か
ら該電解液槽に電解液の輸送が行なわれるように、パイ
プで連絡されていることを特徴とする陽極酸化装置が提
供される。
が異なる２種類以上の電解液を収納した複数の電解液貯
蔵と、少なくとも１つの電解液槽とが、該電解液貯槽か
ら該電解液槽に電解液の輸送が行なわれるように、パイ
プで連絡されていることを特徴とする陽極酸化装置が提
供される。
【０００８】以下に本発明をさらに詳細に説明する。図
４は、従来法の陽極酸化処理における装置構成ならびに
結線を示しており、１は電解槽、２は電解液、３は陰極
板、４は陽極（母材）、５は電源、６は電流計、７は電
圧計、８は冷却機、９は撹拌器、１０は結線である。な
お、これらの符号は図１に示される本発明の装置にもそ
のまま当てはまるものである。
４は、従来法の陽極酸化処理における装置構成ならびに
結線を示しており、１は電解槽、２は電解液、３は陰極
板、４は陽極（母材）、５は電源、６は電流計、７は電
圧計、８は冷却機、９は撹拌器、１０は結線である。な
お、これらの符号は図１に示される本発明の装置にもそ
のまま当てはまるものである。
【０００９】一般に、陽極酸化法においては、図４にみ
られるように、電解液中でアルミニウム部品を陽極とし
て電気分解すると、アルミニウム部品の表面に酸化膜が
形成される。例えば、電解液として１０〜２０容量％程
度の硫酸水溶液を用い、約２０℃の温度でアルミニウム
材料を陽極酸化すると表面に耐食性や耐摩耗性に優れた
電解液の種類や濃度、処理液温度などの操作により、ビ
ッカース硬度で３００〜４５０程度の硬質膜を容易に得
ることができ、耐食／耐摩耗性膜として工業的に多用さ
れている。一般に、膜硬度は、電流密度、液濃度、液温
度に影響され、硫酸浴において硬質膜を得るには、比較
的薄い液濃度で低温で電解することが周知である。だ
が、このような従来法には前述のような欠点がある。
られるように、電解液中でアルミニウム部品を陽極とし
て電気分解すると、アルミニウム部品の表面に酸化膜が
形成される。例えば、電解液として１０〜２０容量％程
度の硫酸水溶液を用い、約２０℃の温度でアルミニウム
材料を陽極酸化すると表面に耐食性や耐摩耗性に優れた
電解液の種類や濃度、処理液温度などの操作により、ビ
ッカース硬度で３００〜４５０程度の硬質膜を容易に得
ることができ、耐食／耐摩耗性膜として工業的に多用さ
れている。一般に、膜硬度は、電流密度、液濃度、液温
度に影響され、硫酸浴において硬質膜を得るには、比較
的薄い液濃度で低温で電解することが周知である。だ
が、このような従来法には前述のような欠点がある。
【００１０】そこで、硫酸電解液を用いた例によって本
発明の陽極酸化法の説明を進めることにする。既述のよ
うに、硫酸浴による硬質陽極酸化法では、硫酸濃度と処
理温度及び電流密度が膜の硬さを左右する（但し、同一
膜厚としたとき）。図２に示したように、まず、濃度差
及び温度差のある２種類の電解浴を用意する。図２ａは
硫酸１０容量％溶液、液温５℃とする。図２ｂは硫酸１
５容量％溶液、液温２０℃である。温度はそれぞれ±１
℃に保持できるようにした。これらを図１に示した装置
構成のように結線する。アルミニウム部品を陽極とし
（図示されていない）、図２ａで一定時間陽極酸化した
後、直ちに図２ｂの電解液に移し引き続き陽極酸化する
（図２ｃ）。所望の膜厚まで一定時間電解後、通電を止
め電解液中よりアルミニウム部品を取り出す。このよう
にして得られた陽極酸化膜の断面を観察すると、アルミ
ニウム母材の上に図２ａの電解液で陽極酸化した軟質
層、さらに、その表面に先の図２ｂの電解液で陽極酸化
した硬質層が連続して形成されていることがわかる（図
３、及び図５として添付した顕微鏡写真）。
発明の陽極酸化法の説明を進めることにする。既述のよ
うに、硫酸浴による硬質陽極酸化法では、硫酸濃度と処
理温度及び電流密度が膜の硬さを左右する（但し、同一
膜厚としたとき）。図２に示したように、まず、濃度差
及び温度差のある２種類の電解浴を用意する。図２ａは
硫酸１０容量％溶液、液温５℃とする。図２ｂは硫酸１
５容量％溶液、液温２０℃である。温度はそれぞれ±１
℃に保持できるようにした。これらを図１に示した装置
構成のように結線する。アルミニウム部品を陽極とし
（図示されていない）、図２ａで一定時間陽極酸化した
後、直ちに図２ｂの電解液に移し引き続き陽極酸化する
（図２ｃ）。所望の膜厚まで一定時間電解後、通電を止
め電解液中よりアルミニウム部品を取り出す。このよう
にして得られた陽極酸化膜の断面を観察すると、アルミ
ニウム母材の上に図２ａの電解液で陽極酸化した軟質
層、さらに、その表面に先の図２ｂの電解液で陽極酸化
した硬質層が連続して形成されていることがわかる（図
３、及び図５として添付した顕微鏡写真）。
【００１１】さらに、このものを図２ａの電解液で陽極
酸化処理すると図６として添付した顕微鏡写真に示した
ように、アルミニウム母材側から硬質層（膜）、軟質層
（膜）、硬質層（膜）の三層からなる膜構造の陽極酸化
膜が得られた。図２において、先に図２ｂ液、その後、
図２ａ液で陽極酸化すると、軟らかい陽極酸化膜の下に
硬質層の陽極酸化膜、アルミニウム母材と断面的に連続
して連続した膜を付与することができる。陽極酸化条件
としては、電解液濃度は５〜２５容量％、電流密度は
０．５〜１０Ａ／ｄｍ2、浴電圧１５〜３０Ｖである。
酸化処理すると図６として添付した顕微鏡写真に示した
ように、アルミニウム母材側から硬質層（膜）、軟質層
（膜）、硬質層（膜）の三層からなる膜構造の陽極酸化
膜が得られた。図２において、先に図２ｂ液、その後、
図２ａ液で陽極酸化すると、軟らかい陽極酸化膜の下に
硬質層の陽極酸化膜、アルミニウム母材と断面的に連続
して連続した膜を付与することができる。陽極酸化条件
としては、電解液濃度は５〜２５容量％、電流密度は
０．５〜１０Ａ／ｄｍ2、浴電圧１５〜３０Ｖである。
【００１２】このようにして得られた陽極酸化膜とアル
ミニウム母材の断面観察を行なった結果、二層構造ある
いは三層構造の陽極酸化膜が形成されている（図５、図
６）。図５において断面硬度を測定した結果、硬質層は
ビッカース硬度でＨＶ（０．０２５）３５０に対し、軟
質層はＨＶ（０．０２５）２００であった。本発明の陽
極酸化膜の耐衝撃性については、ビッカース圧子を当接
させた時のクラックの発生の有無を代用特性として評価
した。従来法及び本発明の硬質陽極酸化膜表面の垂直方
向に３００ｇｆ荷重のビッカース圧子を静かに当接させ
た時のクラック発生について調査した。従来法では圧跡
部を起点としてクラックが広がっている（図８として添
付した顕微鏡写真）のに対し、本発明により得られる陽
極酸化膜ではクラックが発生しておらず、耐衝撃性に優
れることがわかった（図７として添付した顕微鏡写
真）。
ミニウム母材の断面観察を行なった結果、二層構造ある
いは三層構造の陽極酸化膜が形成されている（図５、図
６）。図５において断面硬度を測定した結果、硬質層は
ビッカース硬度でＨＶ（０．０２５）３５０に対し、軟
質層はＨＶ（０．０２５）２００であった。本発明の陽
極酸化膜の耐衝撃性については、ビッカース圧子を当接
させた時のクラックの発生の有無を代用特性として評価
した。従来法及び本発明の硬質陽極酸化膜表面の垂直方
向に３００ｇｆ荷重のビッカース圧子を静かに当接させ
た時のクラック発生について調査した。従来法では圧跡
部を起点としてクラックが広がっている（図８として添
付した顕微鏡写真）のに対し、本発明により得られる陽
極酸化膜ではクラックが発生しておらず、耐衝撃性に優
れることがわかった（図７として添付した顕微鏡写
真）。
【００１３】これまでの説明は図２ａの電解液（５℃、
１０容量％のＨ2ＳＯ4）、図２ｂの電解液（２０℃、１
５容量％のＨ2ＳＯ4）を用いて行なった例（液温、濃度
ともに異にした例）であるが、例えば液温を一定にして
温度を変えた２種類以上の電解液を用いることや、濃度
を一定にして液温を変えた２種類以上の電解液を用いる
ことも当然行なわれる。
１０容量％のＨ2ＳＯ4）、図２ｂの電解液（２０℃、１
５容量％のＨ2ＳＯ4）を用いて行なった例（液温、濃度
ともに異にした例）であるが、例えば液温を一定にして
温度を変えた２種類以上の電解液を用いることや、濃度
を一定にして液温を変えた２種類以上の電解液を用いる
ことも当然行なわれる。
【００１４】本発明の陽極酸化を行なう装置としては、
予め２以上の異なった電解液（槽）を並べておき順次連
続して電解を行なう装置が用意される。図示されていな
いが、陽極酸化部品（製品／ワーク）や陽極酸化治具な
どの移動やハンドリングは、手動もしくは自動キャリヤ
ー装置等による場合もあり、陽極酸化する対象部品の生
産個数などで選ばれる。図１は１つの電解槽１と２つの
電解液貯蔵槽１１、１１’からなり、配管１２、１
２’、バルブ１３、１３’、液送ポンプ１４、１４’を
接続して、バルブ１３、１３’と液送ポンプ１４、１
４’の操作で自動的に電解液の出し入れできるようにし
た陽極酸化装置の概念図である。
予め２以上の異なった電解液（槽）を並べておき順次連
続して電解を行なう装置が用意される。図示されていな
いが、陽極酸化部品（製品／ワーク）や陽極酸化治具な
どの移動やハンドリングは、手動もしくは自動キャリヤ
ー装置等による場合もあり、陽極酸化する対象部品の生
産個数などで選ばれる。図１は１つの電解槽１と２つの
電解液貯蔵槽１１、１１’からなり、配管１２、１
２’、バルブ１３、１３’、液送ポンプ１４、１４’を
接続して、バルブ１３、１３’と液送ポンプ１４、１
４’の操作で自動的に電解液の出し入れできるようにし
た陽極酸化装置の概念図である。
【００１５】
【実施例】次に実施例をあげて本発明をさらに具体的に
説明する。
説明する。
【００１６】（Ａ液）液温２０℃、濃度１０容量％のＨ
2ＳＯ4 （Ｂ液）液温２０℃、濃度１５容量％のＨ2ＳＯ4 （Ｃ液）液温５℃、濃度１０容量％のＨ2ＳＯ4 （Ｄ液）液温１５℃、濃度１５容量％のＨ2ＳＯ4
2ＳＯ4 （Ｂ液）液温２０℃、濃度１５容量％のＨ2ＳＯ4 （Ｃ液）液温５℃、濃度１０容量％のＨ2ＳＯ4 （Ｄ液）液温１５℃、濃度１５容量％のＨ2ＳＯ4
【００１７】実施例１ アルミニウム金型（キャビティ部）をＡ液により電流密
度１Ａ／ｄｍ2、浴電圧２０Ｖで２０分電解処理した
後、Ｂ液を用い電流密度及び浴電圧は同じにして２０分
電解処理した。その結果、アルミニウム金型表面にビッ
カース硬度ＨＶ（０．０２５）が２００の軟質層、３０
０の硬質層が形成された。
度１Ａ／ｄｍ2、浴電圧２０Ｖで２０分電解処理した
後、Ｂ液を用い電流密度及び浴電圧は同じにして２０分
電解処理した。その結果、アルミニウム金型表面にビッ
カース硬度ＨＶ（０．０２５）が２００の軟質層、３０
０の硬質層が形成された。
【００１８】実施例２ Ａ液、Ｂ液での電解処理の順序を逆にした以外は実施例
１とまったく同様にして二層からなる陽極酸化膜を形成
させた。その結果、実施例１とは異なり、軟質層、硬質
層の位置が逆転しているのが認められた。
１とまったく同様にして二層からなる陽極酸化膜を形成
させた。その結果、実施例１とは異なり、軟質層、硬質
層の位置が逆転しているのが認められた。
【００１９】実施例３ アルミニウム金型（キャビティ部）をＣ液により電流密
度１Ａ／ｄｍ2、浴電圧２０Ｖで２０分電解処理した
後、Ｂ液を用い電流密度及び浴電圧は同じにして２０分
電解処理した。その結果、アルミニウム金型表面にビッ
カース硬度ＨＶ（０．０２５）が２００の軟質層、３５
０の硬質層が形成された。
度１Ａ／ｄｍ2、浴電圧２０Ｖで２０分電解処理した
後、Ｂ液を用い電流密度及び浴電圧は同じにして２０分
電解処理した。その結果、アルミニウム金型表面にビッ
カース硬度ＨＶ（０．０２５）が２００の軟質層、３５
０の硬質層が形成された。
【００２０】実施例４ Ｂ液、Ｃ液での電解処理の順序を逆にした以外は実施例
３とまったく同様にして二層からある陽極酸化膜を形成
させた。その結果、実施例３とは異なり、軟質層、硬質
層の位置が逆転しているのが認められた。
３とまったく同様にして二層からある陽極酸化膜を形成
させた。その結果、実施例３とは異なり、軟質層、硬質
層の位置が逆転しているのが認められた。
【００２１】実施例５ アルミニウム金型（キャビティ部）をＣ液により電流密
度１Ａ／ｄｍ2、浴電圧２０Ｖで２０分電解処理を行な
った後、この電解液（Ｃ液）の温度を０．５℃／分の割
合で上昇させながら更に電解処理を３０分行なった。こ
の電解液の昇温は電解液を電解槽から貯蔵槽さらに電解
槽へ循環させるようにするとともに貯蔵槽にヒータをと
りつけることにより行なった。その結果、アルミニウム
金型側から表面側にかけて徐々に硬度の増した酸化膜が
形成された。
度１Ａ／ｄｍ2、浴電圧２０Ｖで２０分電解処理を行な
った後、この電解液（Ｃ液）の温度を０．５℃／分の割
合で上昇させながら更に電解処理を３０分行なった。こ
の電解液の昇温は電解液を電解槽から貯蔵槽さらに電解
槽へ循環させるようにするとともに貯蔵槽にヒータをと
りつけることにより行なった。その結果、アルミニウム
金型側から表面側にかけて徐々に硬度の増した酸化膜が
形成された。
【００２２】実施例６ アルミニウム金型（キャイティ部）をＣ液により電流密
度１Ａ／ｄｍ2、浴電圧２０Ｖで１５分電解処理した
後、Ｄ液を用い電流密度及び浴電圧は同じにして１５分
電解処理し、更に、Ｂ液を用いこれも電流密度及び浴電
圧は同じにして１５分電解処理した。その結果、アルミ
ニウム金型側から表面側にかけて、ビッカース硬度ＨＶ
（０．０２５）が２００の軟質層、２５０の軟質層、３
５０の硬質層が形成された。
度１Ａ／ｄｍ2、浴電圧２０Ｖで１５分電解処理した
後、Ｄ液を用い電流密度及び浴電圧は同じにして１５分
電解処理し、更に、Ｂ液を用いこれも電流密度及び浴電
圧は同じにして１５分電解処理した。その結果、アルミ
ニウム金型側から表面側にかけて、ビッカース硬度ＨＶ
（０．０２５）が２００の軟質層、２５０の軟質層、３
５０の硬質層が形成された。
【００２３】比較例１ Ａ液のみで実施例１と同じ条件で電解処理を３０分行な
った。その結果、ビスカース硬度ＨＶ（０．０２５）が
２５０程度の単一の硬さの陽極酸化膜となった。
った。その結果、ビスカース硬度ＨＶ（０．０２５）が
２５０程度の単一の硬さの陽極酸化膜となった。
【００２４】比較例２ Ｂ液のみで実施例１と同じ条件で電解処理を３０分行な
った。その結果、ビスカース硬度ＨＶ（０．０２５）が
２００程度の単一の硬さの陽極酸化膜となった。
った。その結果、ビスカース硬度ＨＶ（０．０２５）が
２００程度の単一の硬さの陽極酸化膜となった。
【００２５】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、アルミニウム
母材側から酸化膜表面層、あるいはその逆で段階的、傾
斜的に硬度差もしくは他の物性を変化させるように陽極
酸化膜が形成できるので、軟質膜では耐衝撃性を、硬質
膜では耐摩耗性の一種の膜で複合的特性が得られる。加
えて、表面から母材側へと段階的に硬度差を設けるよう
にすることで皮膜クラックの発生が少なくなる。また、
母材から酸化膜表面層に向けて、あるいは、その逆に段
階的に硬度差を設けるように複合的に膜を構成させれ
ば、硬質層は耐摩耗層、軟質層は衝撃吸収層として働く
ようになり膜のワレ、剥れなどの不具合が高信頼性の陽
極酸化膜が得られる。特に、ガラスフィラー入りの射出
成形用アルミニウム金型のように耐摩耗性と耐衝撃性が
求められるような場合、本発明の陽極酸化法によれば金
型耐摩耗性は表面の硬質層が機能し、金型として衝撃吸
収は中間層の軟質層が働くので総合的に耐久性のあるア
ルミニウム金型を得ることができる。請求項２の発明に
よれば、成膜パラメータである液濃度、液温度を段階
的、傾斜的に制御するのみで前記の複合的、傾斜的物性
の陽極酸化膜を得ることができる。請求項３の発明によ
れば、特殊な装置、電解液を用いることなく従来浴の構
成で２種以上の濃度、温度の電解浴を用意し、順次、陽
極酸化処理を重ねて行なうだけで前記複合的陽極酸化膜
を得ることができる。
母材側から酸化膜表面層、あるいはその逆で段階的、傾
斜的に硬度差もしくは他の物性を変化させるように陽極
酸化膜が形成できるので、軟質膜では耐衝撃性を、硬質
膜では耐摩耗性の一種の膜で複合的特性が得られる。加
えて、表面から母材側へと段階的に硬度差を設けるよう
にすることで皮膜クラックの発生が少なくなる。また、
母材から酸化膜表面層に向けて、あるいは、その逆に段
階的に硬度差を設けるように複合的に膜を構成させれ
ば、硬質層は耐摩耗層、軟質層は衝撃吸収層として働く
ようになり膜のワレ、剥れなどの不具合が高信頼性の陽
極酸化膜が得られる。特に、ガラスフィラー入りの射出
成形用アルミニウム金型のように耐摩耗性と耐衝撃性が
求められるような場合、本発明の陽極酸化法によれば金
型耐摩耗性は表面の硬質層が機能し、金型として衝撃吸
収は中間層の軟質層が働くので総合的に耐久性のあるア
ルミニウム金型を得ることができる。請求項２の発明に
よれば、成膜パラメータである液濃度、液温度を段階
的、傾斜的に制御するのみで前記の複合的、傾斜的物性
の陽極酸化膜を得ることができる。請求項３の発明によ
れば、特殊な装置、電解液を用いることなく従来浴の構
成で２種以上の濃度、温度の電解浴を用意し、順次、陽
極酸化処理を重ねて行なうだけで前記複合的陽極酸化膜
を得ることができる。
【図１】本発明の装置の概略を説明するための図。
【図２】本発明方法を実施例に即して説明するための
図。
図。
【図３】本発明により得られる陽極酸化膜の一例の概略
図。
図。
【図４】従来の陽極酸化処理装置の構成図。
【図５】本発明により得られた陽極酸化膜の一例の顕微
鏡写真。
鏡写真。
【図６】本発明により得られた陽極酸化膜の一例の顕微
鏡写真。
鏡写真。
【図７】従来法で形成される陽極酸化膜の一例の顕微鏡
写真。
写真。
【図８】従来法で形成される陽極酸化膜の一例の顕微鏡
写真。
写真。
１ 電解槽 ２ 電解液 ３ 陰極板 ４ 陽極（部品） ５ 電源 ６ 電流計 ７ 電圧計 ８ 冷却機 ９ 撹拌機 １０ 結線 １１、１１’ 貯蔵槽 １２、１２’ 配管 １３、１３’ バルブ １４、１４’ 液送ポンプ
Claims (3)
- 【請求項１】 電解液中で金属母材を陽極として電解す
ることにより該金属母材の表面に酸化膜を形成する陽極
酸化法において、該金属母材側から該表面酸化膜側へ段
階的にもしくは交互に硬度差を設けるようにすることを
特徴とする陽極酸化法。 - 【請求項２】 該電解液が硫酸、蓚酸、クロム酸などで
あって濃度差のある２種類以上で段階的あるいは連続的
に電解するか、該電解液の温度に温度差をもたせその２
種類以上で段階的あるいは連続的に変えるようにして電
解するか、又はこれら濃度差と温度差を有する電界液を
おりまぜて段階的あるいは連続的に電解する請求項１記
載の陽極酸化法。 - 【請求項３】 液濃度及び液温度が異なる２種類以上の
電解液を収納した複数の電解液貯蔵と、少なくとも１つ
の電解液槽とが、該電解液貯槽から該電解液槽に電解液
の輸送が行なわれるように、パイプで連絡されているこ
とを特徴とする陽極酸化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34917495A JPH09176892A (ja) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | 陽極酸化法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34917495A JPH09176892A (ja) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | 陽極酸化法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09176892A true JPH09176892A (ja) | 1997-07-08 |
Family
ID=18401976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34917495A Pending JPH09176892A (ja) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | 陽極酸化法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09176892A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000192293A (ja) * | 1998-12-24 | 2000-07-11 | Aisin Seiki Co Ltd | アルマイト皮膜 |
| US7037420B2 (en) | 2001-12-20 | 2006-05-02 | Hideo Yoshida | Anodic oxidation method and treatment apparatus thereof |
| JP2008285742A (ja) * | 2007-05-21 | 2008-11-27 | Kobe Steel Ltd | ＡｌまたはＡｌ合金 |
| JP2009097068A (ja) * | 2007-10-19 | 2009-05-07 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 表面処理アルミニウム材料の製造方法 |
| JP2009097069A (ja) * | 2007-10-19 | 2009-05-07 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 表面処理アルミニウム材料の製造方法 |
| US8475643B2 (en) | 2003-05-16 | 2013-07-02 | Hideo Yoshida | Anodic oxidation method and production for titanium oxide coating and method of supporting catalyst |
| CN106757293A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-05-31 | 淳铭散热科技股份有限公司 | 一种结构型浸润梯度表面的制备装置 |
-
1995
- 1995-12-20 JP JP34917495A patent/JPH09176892A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000192293A (ja) * | 1998-12-24 | 2000-07-11 | Aisin Seiki Co Ltd | アルマイト皮膜 |
| US7037420B2 (en) | 2001-12-20 | 2006-05-02 | Hideo Yoshida | Anodic oxidation method and treatment apparatus thereof |
| US8475643B2 (en) | 2003-05-16 | 2013-07-02 | Hideo Yoshida | Anodic oxidation method and production for titanium oxide coating and method of supporting catalyst |
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| JP2009097068A (ja) * | 2007-10-19 | 2009-05-07 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 表面処理アルミニウム材料の製造方法 |
| JP2009097069A (ja) * | 2007-10-19 | 2009-05-07 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 表面処理アルミニウム材料の製造方法 |
| CN106757293A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-05-31 | 淳铭散热科技股份有限公司 | 一种结构型浸润梯度表面的制备装置 |
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