JPH09176894A - 表面処理方法 - Google Patents
表面処理方法Info
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- JPH09176894A JPH09176894A JP7333280A JP33328095A JPH09176894A JP H09176894 A JPH09176894 A JP H09176894A JP 7333280 A JP7333280 A JP 7333280A JP 33328095 A JP33328095 A JP 33328095A JP H09176894 A JPH09176894 A JP H09176894A
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/30—Anodisation of magnesium or alloys based thereon
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 有害な重金属塩を用いた処理工程を経ること
なく、良好な耐食性、耐摩耗性、面粗さ、硬さを有する
陽極酸化皮膜を形成する。 【解決手段】 アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水
酸化物、炭酸塩又は重炭酸塩を１種類以上含む水溶液に
皮膜形成安定剤を添加してなる電解液中に、マグネシウ
ム又はその合金を浸漬し、これを電解することによって
表面に陽極酸化皮膜を形成する。皮膜形成安定剤として
は、無機化合物である鉱酸塩、フッ化物、ケイ酸化物、
ケイフッ化物、あるいは水酸基、カルボキシル基、スル
ホン基のいずれかを有する有機化合物から選ばれる少な
くとも１種を用いる。また、水溶液に含まれるアルカリ
金属又はアルカリ土類金属の水酸化物、炭酸塩又は重炭
酸塩の濃度は０．２〜１０モル／リットル、電解液に含
まれる皮膜形成安定剤の濃度は０．０２〜５モル／リッ
トルとし、電解温度は３０〜９０℃とする。
なく、良好な耐食性、耐摩耗性、面粗さ、硬さを有する
陽極酸化皮膜を形成する。 【解決手段】 アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水
酸化物、炭酸塩又は重炭酸塩を１種類以上含む水溶液に
皮膜形成安定剤を添加してなる電解液中に、マグネシウ
ム又はその合金を浸漬し、これを電解することによって
表面に陽極酸化皮膜を形成する。皮膜形成安定剤として
は、無機化合物である鉱酸塩、フッ化物、ケイ酸化物、
ケイフッ化物、あるいは水酸基、カルボキシル基、スル
ホン基のいずれかを有する有機化合物から選ばれる少な
くとも１種を用いる。また、水溶液に含まれるアルカリ
金属又はアルカリ土類金属の水酸化物、炭酸塩又は重炭
酸塩の濃度は０．２〜１０モル／リットル、電解液に含
まれる皮膜形成安定剤の濃度は０．０２〜５モル／リッ
トルとし、電解温度は３０〜９０℃とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マグネシウムやマ
グネシウム合金材料の表面処理方法に関するものであ
り、特に、これらの表面に金属色、良好な平滑面、耐食
性、耐摩耗性、塗装密着性をもたらす高品質な陽極酸化
皮膜を形成するための新規な表面処理方法に関する。
グネシウム合金材料の表面処理方法に関するものであ
り、特に、これらの表面に金属色、良好な平滑面、耐食
性、耐摩耗性、塗装密着性をもたらす高品質な陽極酸化
皮膜を形成するための新規な表面処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】マグネシウム合金材料は、実用金属材料
中最も軽く、切削性が良好で、強度／密度比が高く、か
つダイカストの鋳造性が良いことから、各種コンピュー
ター、オーディオ機器、通信機器、航空機、自動車等の
筐体、構造体、各種部品等に広く用いられている。
中最も軽く、切削性が良好で、強度／密度比が高く、か
つダイカストの鋳造性が良いことから、各種コンピュー
ター、オーディオ機器、通信機器、航空機、自動車等の
筐体、構造体、各種部品等に広く用いられている。
【０００３】しかしながら、マグネシウム合金材料は、
大気中ですぐに酸化されて表面に薄い皮膜が形成される
ため、塗装し難く、また塗膜の密着性も著しく低下する
という欠点を有する。さらには、海水や塩化物水溶液、
酸に対する耐食性も著しく劣る。
大気中ですぐに酸化されて表面に薄い皮膜が形成される
ため、塗装し難く、また塗膜の密着性も著しく低下する
という欠点を有する。さらには、海水や塩化物水溶液、
酸に対する耐食性も著しく劣る。
【０００４】このため、従来、マグネシウム合金材料の
耐食性、耐摩耗性、塗膜の密着性等を向上するために、
六価クロム酸塩やマンガン酸塩、過マンガン酸塩の重金
属塩を用いて陽極酸化皮膜を形成することが行われてい
る。
耐食性、耐摩耗性、塗膜の密着性等を向上するために、
六価クロム酸塩やマンガン酸塩、過マンガン酸塩の重金
属塩を用いて陽極酸化皮膜を形成することが行われてい
る。
【０００５】しかしながら、これら重金属塩類を用いた
陽極酸化は、重金属塩類による排水の汚染をもたらし、
環境保全の観点からは好ましいものではない。
陽極酸化は、重金属塩類による排水の汚染をもたらし、
環境保全の観点からは好ましいものではない。
【０００６】また、前述のように形成される耐摩耗用の
陽極酸化皮膜は、その面粗さが素材の３〜１０倍にもな
るため、機械加工後の寸法設定が大変難しく、通常は加
工後に研磨工程を入れている。しかしながら、上記陽極
酸化皮膜は、その欠点でもあるが、硬いが脆い面があ
り、研磨時に凹凸部位の脱落が起こることがある。
陽極酸化皮膜は、その面粗さが素材の３〜１０倍にもな
るため、機械加工後の寸法設定が大変難しく、通常は加
工後に研磨工程を入れている。しかしながら、上記陽極
酸化皮膜は、その欠点でもあるが、硬いが脆い面があ
り、研磨時に凹凸部位の脱落が起こることがある。
【０００７】さらに、この陽極酸化皮膜には、直径３〜
１０μｍ程度の複雑な形状をした孔が無数に形成されて
おり、研磨加工時に発生する研磨粉がこの孔や表面の凹
凸に侵入あるいは付着し、これが使用中に脱落すること
で、結果として研削材の役目をし、陽極酸化皮膜の自己
破壊を起こすことがある。
１０μｍ程度の複雑な形状をした孔が無数に形成されて
おり、研磨加工時に発生する研磨粉がこの孔や表面の凹
凸に侵入あるいは付着し、これが使用中に脱落すること
で、結果として研削材の役目をし、陽極酸化皮膜の自己
破壊を起こすことがある。
【０００８】さらにまた、上記陽極酸化皮膜の面粗さが
大きいことから、皮膜の膜厚管理が大変難しいという不
都合もある。
大きいことから、皮膜の膜厚管理が大変難しいという不
都合もある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の表面処理方法が有する欠点を解決するために提案
されたものであって、良好な耐食性、耐摩耗性、面粗
さ、硬さを有する陽極酸化皮膜を形成することが可能な
表面処理方法を提供することを目的とする。
従来の表面処理方法が有する欠点を解決するために提案
されたものであって、良好な耐食性、耐摩耗性、面粗
さ、硬さを有する陽極酸化皮膜を形成することが可能な
表面処理方法を提供することを目的とする。
【００１０】さらに、本発明は、有害な重金属塩を用い
た処理工程を含まず、また処理された製品にも有害物質
が含まれず、したがってリサイクル時に前処理として燃
焼、剥離、機械又は化学的除去を必要とせずに再溶解可
能な表面処理方法を提供することを目的とする。
た処理工程を含まず、また処理された製品にも有害物質
が含まれず、したがってリサイクル時に前処理として燃
焼、剥離、機械又は化学的除去を必要とせずに再溶解可
能な表面処理方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するため、処理工程中に有害物質を極力混入させ
ず、種々の条件下で様々な実験を行った。その結果、マ
グネシウムやマグネシウム合金が特定なアルカリ領域で
安定であり、この条件下で水酸化マグネシウム、酸化マ
グネシウムのバランスを取りながら電解（陽極酸化）す
ることで、これまでにない高品質な陽極酸化皮膜が形成
されることを見出した。
を達成するため、処理工程中に有害物質を極力混入させ
ず、種々の条件下で様々な実験を行った。その結果、マ
グネシウムやマグネシウム合金が特定なアルカリ領域で
安定であり、この条件下で水酸化マグネシウム、酸化マ
グネシウムのバランスを取りながら電解（陽極酸化）す
ることで、これまでにない高品質な陽極酸化皮膜が形成
されることを見出した。
【００１２】本発明は、このような知見に基づいて完成
されたものであって、アルカリ金属又はアルカリ土類金
属の水酸化物、炭酸塩又は重炭酸塩を１種類以上含む水
溶液に皮膜形成安定剤を添加してなる電解液中に、マグ
ネシウム又はその合金を浸漬し、これを電解することに
よって表面に陽極酸化皮膜を形成することを特徴とする
ものである。
されたものであって、アルカリ金属又はアルカリ土類金
属の水酸化物、炭酸塩又は重炭酸塩を１種類以上含む水
溶液に皮膜形成安定剤を添加してなる電解液中に、マグ
ネシウム又はその合金を浸漬し、これを電解することに
よって表面に陽極酸化皮膜を形成することを特徴とする
ものである。
【００１３】本発明において、表面処理の対象となる被
処理材は、マグネシウムやその合金から成る金属材料
（以下、マグネシウム系金属材料と称する。）である。
マグネシウム合金としては、例えばＭｇ−Ａｌ系合金、
Ｍｇ−Ｍｎ系合金、Ｍｇ−Ｃａ系合金、Ｍｇ−Ａｇ系合
金、Ｍｇ−希土類元素系合金等が挙げられる。
処理材は、マグネシウムやその合金から成る金属材料
（以下、マグネシウム系金属材料と称する。）である。
マグネシウム合金としては、例えばＭｇ−Ａｌ系合金、
Ｍｇ−Ｍｎ系合金、Ｍｇ−Ｃａ系合金、Ｍｇ−Ａｇ系合
金、Ｍｇ−希土類元素系合金等が挙げられる。
【００１４】本発明においては、上記のマグネシウム系
金属材料を電解液に浸漬し、これを電解することによっ
て表面に陽極酸化皮膜を形成するが、このとき、電解液
としては、アルカリ水溶液を主体とし、これに皮膜形成
安定剤（表面硬化性添加剤）を添加したものが用いられ
る。
金属材料を電解液に浸漬し、これを電解することによっ
て表面に陽極酸化皮膜を形成するが、このとき、電解液
としては、アルカリ水溶液を主体とし、これに皮膜形成
安定剤（表面硬化性添加剤）を添加したものが用いられ
る。
【００１５】ここで、アルカリ水溶液としては、例えば
ＮａＯＨ，ＫＯＨ，Ｂａ（ＯＨ）2等の水酸化物，Ｎａ2
ＣＯ3 ，Ｋ2ＣＯ3 ，ＣａＣＯ3，ＭｇＣＯ3，（ＮＨ4）
2ＣＯ3等の炭酸塩，ＮａＨＣＯ3，ＫＨＣＯ3，Ｃａ（Ｈ
ＣＯ3）2 ，ＮＨ4ＨＣＯ3等の重炭酸塩の水溶液が用い
られ、これらの１種類以上の混合液が用いられる。ま
た、このアルカリ溶液の液濃度は、０．５〜７モル／リ
ットルとすることが好ましく、１〜５モル／リットルと
することがより好ましい。アルカリ水溶液の濃度が０．
２モル／リットル未満では、電解によって形成される陽
極酸化皮膜にムラが発生し易くなる。なお、炭酸塩を用
いる場合には、溶解度が低いので、飽和あるいは過飽和
状態で使用してもよい。
ＮａＯＨ，ＫＯＨ，Ｂａ（ＯＨ）2等の水酸化物，Ｎａ2
ＣＯ3 ，Ｋ2ＣＯ3 ，ＣａＣＯ3，ＭｇＣＯ3，（ＮＨ4）
2ＣＯ3等の炭酸塩，ＮａＨＣＯ3，ＫＨＣＯ3，Ｃａ（Ｈ
ＣＯ3）2 ，ＮＨ4ＨＣＯ3等の重炭酸塩の水溶液が用い
られ、これらの１種類以上の混合液が用いられる。ま
た、このアルカリ溶液の液濃度は、０．５〜７モル／リ
ットルとすることが好ましく、１〜５モル／リットルと
することがより好ましい。アルカリ水溶液の濃度が０．
２モル／リットル未満では、電解によって形成される陽
極酸化皮膜にムラが発生し易くなる。なお、炭酸塩を用
いる場合には、溶解度が低いので、飽和あるいは過飽和
状態で使用してもよい。
【００１６】また、電解液には、液の寿命を向上するこ
と等を目的に、皮膜形成安定剤（表面硬化性添加剤）を
添加する。すなわち、上記アルカリ水溶液に皮膜形成安
定剤を添加して、電解液とする。
と等を目的に、皮膜形成安定剤（表面硬化性添加剤）を
添加する。すなわち、上記アルカリ水溶液に皮膜形成安
定剤を添加して、電解液とする。
【００１７】皮膜形成安定剤としては、無機化合物、有
機化合物を用いることができ、具体的には、無機化合物
として、例えばＮａＮＯ3，ＫＮＯ3，ＣａＮＯ3，Ｍｇ
ＮＯ3，Ｎａ2ＳＯ4，Ｋ2ＳＯ4，ＣａＳＯ4，ＭｇＳ
Ｏ4，（ＮＨ4）2ＳＯ4等の鉱酸塩，ＫＦ，ＭａＦ2，Ｎ
Ｈ4Ｆ等のフッ化物、Ｎａ2ＳｉＯ3，Ｎａ4ＳｉＯ4，Ｋ2
ＳｉＯ2等のケイ酸化物、Ｎａ2ＳｉＦ6，ＭｇＳｉＦ6，
（ＮＨ4）2ＳｉＦ6等のケイフッ化物を挙げることがで
きる。また、有機化合物としては、（ＣＨ2ＯＨ）2，
（ＣＨ2ＣＨ2ＯＨ）Ｏ，（ＣＨ2ＯＨ）2ＣＨＯＨ等のア
ルコール類、（ＣＯＯＨ）2，（ＣＨ2ＣＨ2ＣＯＯ
Ｈ）2，［ＣＨ（ＯＨ）ＣＯＯＨ］2，Ｃ6Ｈ4（ＯＨ・Ｃ
ＯＯＨ），Ｃ6Ｈ5ＣＯＯＨ，Ｃ6Ｈ4（ＣＯＯＨ）2，等
のカルボン酸及びこれらの化合物、Ｃ6Ｈ4（ＳＯ3Ｈ・
ＣＯＯＨ），Ｃ6 Ｈ3（ＣＯＯＨ・ＯＨ・ＳＯ3Ｈ）等の
スルホン基を有する化合物等を挙げることができ、これ
らの有機金属化合物も使用可能である。
機化合物を用いることができ、具体的には、無機化合物
として、例えばＮａＮＯ3，ＫＮＯ3，ＣａＮＯ3，Ｍｇ
ＮＯ3，Ｎａ2ＳＯ4，Ｋ2ＳＯ4，ＣａＳＯ4，ＭｇＳ
Ｏ4，（ＮＨ4）2ＳＯ4等の鉱酸塩，ＫＦ，ＭａＦ2，Ｎ
Ｈ4Ｆ等のフッ化物、Ｎａ2ＳｉＯ3，Ｎａ4ＳｉＯ4，Ｋ2
ＳｉＯ2等のケイ酸化物、Ｎａ2ＳｉＦ6，ＭｇＳｉＦ6，
（ＮＨ4）2ＳｉＦ6等のケイフッ化物を挙げることがで
きる。また、有機化合物としては、（ＣＨ2ＯＨ）2，
（ＣＨ2ＣＨ2ＯＨ）Ｏ，（ＣＨ2ＯＨ）2ＣＨＯＨ等のア
ルコール類、（ＣＯＯＨ）2，（ＣＨ2ＣＨ2ＣＯＯ
Ｈ）2，［ＣＨ（ＯＨ）ＣＯＯＨ］2，Ｃ6Ｈ4（ＯＨ・Ｃ
ＯＯＨ），Ｃ6Ｈ5ＣＯＯＨ，Ｃ6Ｈ4（ＣＯＯＨ）2，等
のカルボン酸及びこれらの化合物、Ｃ6Ｈ4（ＳＯ3Ｈ・
ＣＯＯＨ），Ｃ6 Ｈ3（ＣＯＯＨ・ＯＨ・ＳＯ3Ｈ）等の
スルホン基を有する化合物等を挙げることができ、これ
らの有機金属化合物も使用可能である。
【００１８】これらの皮膜形成安定剤（表面硬化性添加
剤）は、それぞれ単独で用いてもよいし、２種類以上を
組み合わせて用いてもよい。特に無機化合物と有機化合
物を組み合わせて用いることで、良好な陽極酸化皮膜の
形成が可能となり、液管理も容易なものとなる。
剤）は、それぞれ単独で用いてもよいし、２種類以上を
組み合わせて用いてもよい。特に無機化合物と有機化合
物を組み合わせて用いることで、良好な陽極酸化皮膜の
形成が可能となり、液管理も容易なものとなる。
【００１９】この皮膜形成安定剤の含有量は、電解液
中、０．０ｌ〜５モル／リットルの範囲とすることが好
ましく、より好ましくは０．０５〜２モル／リットルで
ある。この含有量が０．０１モル／リットル未満である
と、浴の安定性がなくなり、逆に５モル／リットルを越
えると、いわゆる「かぶり」や「むら」、「スマット」
が生じ、取り扱いに注意が必要になる。
中、０．０ｌ〜５モル／リットルの範囲とすることが好
ましく、より好ましくは０．０５〜２モル／リットルで
ある。この含有量が０．０１モル／リットル未満である
と、浴の安定性がなくなり、逆に５モル／リットルを越
えると、いわゆる「かぶり」や「むら」、「スマット」
が生じ、取り扱いに注意が必要になる。
【００２０】本発明においては、このように調整された
電解液中にマグネシウム系金属材料を浸漬して電解（陽
極酸化処理）を行うが、その時の浴温は３０〜９０℃の
範囲とすることが好ましく、５０〜８０℃の範囲とする
のがより好ましい。浴温が３０℃未満であると、形成さ
れる陽極酸化皮膜の面粗さが大きくなり、逆に９０℃を
越えると、電解反応時のミストや電解液の蒸発による浴
の不安定化が問題になる。
電解液中にマグネシウム系金属材料を浸漬して電解（陽
極酸化処理）を行うが、その時の浴温は３０〜９０℃の
範囲とすることが好ましく、５０〜８０℃の範囲とする
のがより好ましい。浴温が３０℃未満であると、形成さ
れる陽極酸化皮膜の面粗さが大きくなり、逆に９０℃を
越えると、電解反応時のミストや電解液の蒸発による浴
の不安定化が問題になる。
【００２１】また、電解時間については、マグネシウム
系金属材料の種類、液組成、添加剤の種類、処理温度に
よって異なり、一概に決められないが、面粗さ、光沢、
色調等の点から、通常、３〜６０分程度で行う。
系金属材料の種類、液組成、添加剤の種類、処理温度に
よって異なり、一概に決められないが、面粗さ、光沢、
色調等の点から、通常、３〜６０分程度で行う。
【００２２】なお、電解の際の供給電源には、直流電
源、交流電源、ＰＲ電源、パルス電源等、任意の電源を
用いることができるが、直流電源、交流電源が価格も安
価で一般的であり、しかも安定性がある。
源、交流電源、ＰＲ電源、パルス電源等、任意の電源を
用いることができるが、直流電源、交流電源が価格も安
価で一般的であり、しかも安定性がある。
【００２３】上述の本発明によれば、有害物質（重金属
塩）を含んだ工程を経ることなく、陽極酸化皮膜が形成
される。
塩）を含んだ工程を経ることなく、陽極酸化皮膜が形成
される。
【００２４】したがって、形成される陽極酸化皮膜にも
有害物質が含まれることはなく、例えばリサイクルの際
に環境汚染が問題になることはない。
有害物質が含まれることはなく、例えばリサイクルの際
に環境汚染が問題になることはない。
【００２５】また、形成される陽極酸化皮膜は、白〜灰
色〜ブロンズ色であり、平滑性、耐食性、硬さ、塗装の
密着性、色調に優れたものである。
色〜ブロンズ色であり、平滑性、耐食性、硬さ、塗装の
密着性、色調に優れたものである。
【００２６】
【実施例】以下、本発明を適用した実施例について、具
体的な実験結果を基に詳細に説明する。
体的な実験結果を基に詳細に説明する。
【００２７】実施例１ 本実施例では、電解の条件（電解の際の電流密度、電解
時間、浴温度等）を変えて種々の実験を行った。
時間、浴温度等）を変えて種々の実験を行った。
【００２８】先ず、マグネシウム圧延板（商品名ＡＺ３
１，サイズ：７０ｍｍ×１５０ｍｍ×３１ｍｍ）を脱脂
及び酸洗浄した後、これを６０℃に保持した電解浴中に
浸漬し、電流密度１〜１０Ａ／ｄｍ2で交流電解を２０
分間行い、さらに処理後、水洗し乾燥した。
１，サイズ：７０ｍｍ×１５０ｍｍ×３１ｍｍ）を脱脂
及び酸洗浄した後、これを６０℃に保持した電解浴中に
浸漬し、電流密度１〜１０Ａ／ｄｍ2で交流電解を２０
分間行い、さらに処理後、水洗し乾燥した。
【００２９】このときの電解浴の組成は、ＫＯＨ２．６
７モル／リットル，Ｃ3Ｈ8Ｏ3０．１１モル／リット
ル，Ｃ4Ｈ4Ｏ6Ｋ2０．０２モル／リットル，ＫＦ０．０
９モル／リットルとした。
７モル／リットル，Ｃ3Ｈ8Ｏ3０．１１モル／リット
ル，Ｃ4Ｈ4Ｏ6Ｋ2０．０２モル／リットル，ＫＦ０．０
９モル／リットルとした。
【００３０】このようにして生成された陽極酸化皮膜に
ついて、色調、皮膜厚さ、面粗さ、耐食性、硬さを評価
した。
ついて、色調、皮膜厚さ、面粗さ、耐食性、硬さを評価
した。
【００３１】（１）電流密度、電解時間と色調、皮膜厚
さ 電流密度と色調、皮膜厚さの関係は下記の表１に示すよ
うになった。
さ 電流密度と色調、皮膜厚さの関係は下記の表１に示すよ
うになった。
【００３２】
【表１】
【００３３】このように、電流密度によって形成される
陽極酸化皮膜の色調が素地色〜薄灰色〜灰褐色と変化す
ることが認められ、それに連れて皮膜厚さも増加してい
る。
陽極酸化皮膜の色調が素地色〜薄灰色〜灰褐色と変化す
ることが認められ、それに連れて皮膜厚さも増加してい
る。
【００３４】また、図１は、各電流密度において電解時
間を変化させたときの色調の変化の様子を示すものであ
り、図２は、各電流密度において電解時間を変化させた
ときの皮膜厚さの変化の様子を示すものである。
間を変化させたときの色調の変化の様子を示すものであ
り、図２は、各電流密度において電解時間を変化させた
ときの皮膜厚さの変化の様子を示すものである。
【００３５】これらの図から、各電流密度において電解
時間を長くすると、それに伴って色調が薄灰色〜薄灰褐
色〜灰褐色〜灰色と変化し、また皮膜厚さは次第に増加
してしている。ただし、あまり電流密度が高かったり、
電解時間が長いと、スマットの発生が見られる。したが
って、目標色調を薄灰褐色〜灰褐色とし、スマットの発
生を抑えるためには、電流密度及び電解時間を図３中の
斜線領域Ａに設定すればよい。
時間を長くすると、それに伴って色調が薄灰色〜薄灰褐
色〜灰褐色〜灰色と変化し、また皮膜厚さは次第に増加
してしている。ただし、あまり電流密度が高かったり、
電解時間が長いと、スマットの発生が見られる。したが
って、目標色調を薄灰褐色〜灰褐色とし、スマットの発
生を抑えるためには、電流密度及び電解時間を図３中の
斜線領域Ａに設定すればよい。
【００３６】（２）面粗さと硬さ マグネシウム圧延板の表面の面粗さを中心線平均粗さＲ
ａで約２μｍに切削し、先の手法に従い陽極酸化処理を
行った。ただし、電流密度は４Ａ／ｄｍ2、電解時間は
２０分間である。
ａで約２μｍに切削し、先の手法に従い陽極酸化処理を
行った。ただし、電流密度は４Ａ／ｄｍ2、電解時間は
２０分間である。
【００３７】得られた陽極酸化皮膜について、面粗さ及
び硬さを評価した。なお、評価の際に、面粗さは万能形
状測定器、硬さはクレメンスの引っ掻き硬さ、及び微小
硬度計を用いて測定した。また、通常広く利用されてい
る陽極酸化膜についても、比較例１（ＨＡＥの薄膜）、
比較例２（ＨＡＥの厚膜）、比較例３（Ｄｏｗ１７の薄
膜）、比較例４（Ｄｏｗの厚膜）として、同様の評価を
行った。結果を表２に示す。
び硬さを評価した。なお、評価の際に、面粗さは万能形
状測定器、硬さはクレメンスの引っ掻き硬さ、及び微小
硬度計を用いて測定した。また、通常広く利用されてい
る陽極酸化膜についても、比較例１（ＨＡＥの薄膜）、
比較例２（ＨＡＥの厚膜）、比較例３（Ｄｏｗ１７の薄
膜）、比較例４（Ｄｏｗの厚膜）として、同様の評価を
行った。結果を表２に示す。
【００３８】
【表２】
【００３９】本発明を適用した実施例サンプルは、表面
平滑性に優れ、硬さも維持されている。これに対して、
従来の薄膜サンプル（比較例１、比較例３）は、表面平
滑性には優れるものの、硬さが十分ではない。また、厚
膜サンプル（比較例２、比較例４）は、硬さは十分であ
るが、面粗さが大きい。
平滑性に優れ、硬さも維持されている。これに対して、
従来の薄膜サンプル（比較例１、比較例３）は、表面平
滑性には優れるものの、硬さが十分ではない。また、厚
膜サンプル（比較例２、比較例４）は、硬さは十分であ
るが、面粗さが大きい。
【００４０】また、図４は、電流密度や電解時間を変え
ず、電解浴の温度を変えたときの面粗さの変化を示すも
のである。
ず、電解浴の温度を変えたときの面粗さの変化を示すも
のである。
【００４１】この図３を見ると、電解浴の温度を３０℃
以上にしたときに、急激に面粗さが小さくなっている。
したがって、良好な表面平滑性を実現するためには、電
解浴の温度を適正な範囲に設定する必要があることがわ
かる。
以上にしたときに、急激に面粗さが小さくなっている。
したがって、良好な表面平滑性を実現するためには、電
解浴の温度を適正な範囲に設定する必要があることがわ
かる。
【００４２】（３）耐食性 先の手法に従い、電流密度４Ａ／ｄｍ2、電解時間２０
分間として陽極酸化処理をしたマグネシウム板に対し、
５重量％塩化ナトリウム水溶液を用いた塩水噴霧試験
（ＪＩＳ Ｚ−２３７１）を行い、レイティング・ナン
バー（Ｒ．Ｎ．）により評価した。なお、比較例１〜比
較例４についても同様の試験を行い、比較対照した。結
果を表３に示す。
分間として陽極酸化処理をしたマグネシウム板に対し、
５重量％塩化ナトリウム水溶液を用いた塩水噴霧試験
（ＪＩＳ Ｚ−２３７１）を行い、レイティング・ナン
バー（Ｒ．Ｎ．）により評価した。なお、比較例１〜比
較例４についても同様の試験を行い、比較対照した。結
果を表３に示す。
【００４３】
【表３】
【００４４】この表３を見ると明らかなように、本発明
を適用した実施例サンプルは、厚膜サンプル（比較例
２、比較例４）と同等の耐食性を発揮している。
を適用した実施例サンプルは、厚膜サンプル（比較例
２、比較例４）と同等の耐食性を発揮している。
【００４５】実施例２ 実施例１において、ＫＯＨの代わりに、ＮａＯＨを用
い、その他は実施例１と同様に陽極酸化処理を行った。
ただし、電流密度は４Ａ／ｄｍ2、電解時間は２０分
間、電解浴温度は６０℃とした。
い、その他は実施例１と同様に陽極酸化処理を行った。
ただし、電流密度は４Ａ／ｄｍ2、電解時間は２０分
間、電解浴温度は６０℃とした。
【００４６】そして、形成された陽極酸化皮膜につい
て、実施例１と同様に評価したところ、面粗さ、硬さ耐
食性に関しては、実施例１とほぼ同等の結果が得られ
た。ただし、色調については若干薄くなる傾向にあっ
た。また、電源を直流にすると、若干赤褐色の陽極酸化
皮膜が形成された。
て、実施例１と同様に評価したところ、面粗さ、硬さ耐
食性に関しては、実施例１とほぼ同等の結果が得られ
た。ただし、色調については若干薄くなる傾向にあっ
た。また、電源を直流にすると、若干赤褐色の陽極酸化
皮膜が形成された。
【００４７】実施例３ 電解浴組成をＮａＯＨ３．７５モル／リットル，Ｋ2Ｃ
Ｏ3０．２２モル／リットル，Ｃ2Ｏ4Ｋ2 ０．１６モル
／リットル，ＮａＦ０．０７モル／リットルとし、電流
密度４Ａ／ｄｍ2、電解浴温度６０℃で交流電解を２０
分間行い、形成された陽極酸化皮膜について乾燥後評価
を行った。評価項目は実施例１と同様である。結果を表
４に示す。
Ｏ3０．２２モル／リットル，Ｃ2Ｏ4Ｋ2 ０．１６モル
／リットル，ＮａＦ０．０７モル／リットルとし、電流
密度４Ａ／ｄｍ2、電解浴温度６０℃で交流電解を２０
分間行い、形成された陽極酸化皮膜について乾燥後評価
を行った。評価項目は実施例１と同様である。結果を表
４に示す。
【００４８】
【表４】
【００４９】これを見ると、実施例１や実施例２よりも
面粗さにおいて若干劣っているが、薄膜サンプル（比較
例１、比較例３）と比較すると優れている。また、電源
を直流にすると、赤褐色の皮膜が形成された。
面粗さにおいて若干劣っているが、薄膜サンプル（比較
例１、比較例３）と比較すると優れている。また、電源
を直流にすると、赤褐色の皮膜が形成された。
【００５０】実施例４ 電解浴組成をＫＯＨ５モル／リットル，（ＣＨ2ＯＨ）2
１．６モル／リットル，Ｃ6Ｈ4（ＯＨ）ＣＯＯＮａ０．
０３モル／リットル，ＮａＦ０．１２モル／リットルと
し、電流密度４Ａ／ｄｍ2、電解浴温度６０℃で交流電
解を２０分間行い、形成された陽極酸化皮膜について乾
燥後評価を行った。評価項目は実施例１と同様である。
結果を表５に示す。
１．６モル／リットル，Ｃ6Ｈ4（ＯＨ）ＣＯＯＮａ０．
０３モル／リットル，ＮａＦ０．１２モル／リットルと
し、電流密度４Ａ／ｄｍ2、電解浴温度６０℃で交流電
解を２０分間行い、形成された陽極酸化皮膜について乾
燥後評価を行った。評価項目は実施例１と同様である。
結果を表５に示す。
【００５１】
【表５】
【００５２】これを見ると、実施例１よりも色調が濃い
めにシフトしているが、他の特性は同等、あるいはそれ
以上である。また、電源を直流にすると、赤褐色の皮膜
が形成された。
めにシフトしているが、他の特性は同等、あるいはそれ
以上である。また、電源を直流にすると、赤褐色の皮膜
が形成された。
【００５３】実施例５ 電解浴組成をＫＯＨ４モル／リットル，（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ
Ｈ）2Ｏ０．９４モル／リットル，Ｎａ2ＳｉＯ3０．０
８モル／リットル，ＫＦ０．１６モル／リットルとし、
電流密度４Ａ／ｄｍ2、電解浴温度７０℃で交流電解を
２０分間行い、形成された陽極酸化皮膜について乾燥後
評価を行った。評価項目は実施例１と同様である。結果
を表６に示す。
Ｈ）2Ｏ０．９４モル／リットル，Ｎａ2ＳｉＯ3０．０
８モル／リットル，ＫＦ０．１６モル／リットルとし、
電流密度４Ａ／ｄｍ2、電解浴温度７０℃で交流電解を
２０分間行い、形成された陽極酸化皮膜について乾燥後
評価を行った。評価項目は実施例１と同様である。結果
を表６に示す。
【００５４】
【表６】
【００５５】これを見ると、実施例１よりも色調が濃い
めにシフトしているが、他の特性は実施例１と同等であ
る。また、電源を直流にすると、やはり赤褐色の皮膜が
形成された。
めにシフトしているが、他の特性は実施例１と同等であ
る。また、電源を直流にすると、やはり赤褐色の皮膜が
形成された。
【００５６】実施例６ 電解浴組成をＫＯＨ４モル／リットル，（ＣＨ2ＯＨ）2
ＣＨＯＨ１．０８モル／リットル，Ｎａ2ＳｉＦ6０．０
５モル／リットルとし、電流密度４Ａ／ｄｍ2、電解浴
温度７０℃で交流電解を２０分間行い、形成された陽極
酸化皮膜について乾燥後評価を行った。評価項目は実施
例１と同様である。結果を表７に示す。
ＣＨＯＨ１．０８モル／リットル，Ｎａ2ＳｉＦ6０．０
５モル／リットルとし、電流密度４Ａ／ｄｍ2、電解浴
温度７０℃で交流電解を２０分間行い、形成された陽極
酸化皮膜について乾燥後評価を行った。評価項目は実施
例１と同様である。結果を表７に示す。
【００５７】
【表７】
【００５８】これを見ると、実施例１よりも色調が薄め
にシフトしているが、他の特性は実施例１と同等であ
る。また、電源を直流にすると、若干赤褐色の皮膜が形
成された。
にシフトしているが、他の特性は実施例１と同等であ
る。また、電源を直流にすると、若干赤褐色の皮膜が形
成された。
【００５９】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の表面処理方法によれば、マグネシウム系金属材料の
表面に、色調、平滑性、耐食性、耐摩耗性、塗装密着性
に優れた陽極酸化皮膜を形成することが可能である。
明の表面処理方法によれば、マグネシウム系金属材料の
表面に、色調、平滑性、耐食性、耐摩耗性、塗装密着性
に優れた陽極酸化皮膜を形成することが可能である。
【００６０】しかも、本発明方法によれば、排水中に重
金属を含んでいないため、公害のリスクが著しく小さ
く、また、表面処理された製品のリサイクルにおいて
も、再溶解の前処理として特別な処理を必要とせず、し
たがって環境に優しい表面処理方法と言える。
金属を含んでいないため、公害のリスクが著しく小さ
く、また、表面処理された製品のリサイクルにおいて
も、再溶解の前処理として特別な処理を必要とせず、し
たがって環境に優しい表面処理方法と言える。
【００６１】本発明の表面処理方法によれば、従来マグ
ネシウム系金属材料に対して直接仕上げ塗装を行ってい
るのを、陽極酸化皮膜あるいは陽極酸化皮膜＋塗装の２
種類の選択肢から選ぶことができ、例えばコンピュータ
ー、オーディオ機器、通信機器等の外装に適用して好適
である。
ネシウム系金属材料に対して直接仕上げ塗装を行ってい
るのを、陽極酸化皮膜あるいは陽極酸化皮膜＋塗装の２
種類の選択肢から選ぶことができ、例えばコンピュータ
ー、オーディオ機器、通信機器等の外装に適用して好適
である。
【図１】電流密度及び電解時間による色調の変化を示す
特性図である。
特性図である。
【図２】電流密度及び電解時間による陽極酸化皮膜の厚
さの変化を示す特性図である。
さの変化を示す特性図である。
【図３】電流密度と電解時間の最適範囲を示す特性図で
ある。
ある。
【図４】電解浴温度と陽極酸化皮膜の面粗さの関係を示
す特性図である。
す特性図である。
Claims (6)
- 【請求項１】 アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水
酸化物、炭酸塩又は重炭酸塩を１種類以上含む水溶液に
皮膜形成安定剤を添加してなる電解液中に、マグネシウ
ム又はその合金を浸漬し、これを電解することによって
表面に陽極酸化皮膜を形成することを特徴とする表面処
理方法。 - 【請求項２】 上記皮膜形成安定剤が、無機化合物であ
る鉱酸塩、フッ化物、ケイ酸化物、ケイフッ化物、ある
いは水酸基、カルボキシル基、スルホン基のいずれかを
有する有機化合物から選ばれる少なくとも１種であるこ
とを特徴とする請求項１記載の表面処理方法。 - 【請求項３】 上記皮膜形成安定剤として無機化合物と
有機化合物を併用することを特徴とする請求項２記載の
表面処理方法。 - 【請求項４】 上記水溶液に含まれるアルカリ金属又は
アルカリ土類金属の水酸化物、炭酸塩又は重炭酸塩の濃
度が０．２〜１０モル／リットルであることを特徴とす
る請求項１記載の表面処理方法。 - 【請求項５】 上記電解液に含まれる皮膜形成安定剤の
濃度が０．０２〜５モル／リットルであることを特徴と
する請求項１記載の表面処理方法。 - 【請求項６】 電解温度を３０〜９０℃とすることを特
徴とする請求項１記載の表面処理方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7333280A JPH09176894A (ja) | 1995-12-21 | 1995-12-21 | 表面処理方法 |
| CA002192747A CA2192747A1 (en) | 1995-12-21 | 1996-12-12 | Method for surface-treating substrate and substrate surface-treated by the method |
| DE69624665T DE69624665T2 (de) | 1995-12-21 | 1996-12-18 | Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Substraten und nach diesem Verfahren behandelte Substrate |
| EP96120437A EP0780494B1 (en) | 1995-12-21 | 1996-12-18 | Method for surface-treating substrate and substrate surface-treated by the method |
| NO965476A NO965476L (no) | 1995-12-21 | 1996-12-19 | Fremgangsmåte for overflatebehandling av substrat og substrat overflatebehandlet ved fremgangsmåten |
| US08/771,154 US5800693A (en) | 1995-12-21 | 1996-12-20 | Method for surface-treating substrate and substrate surface-treated by the method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7333280A JPH09176894A (ja) | 1995-12-21 | 1995-12-21 | 表面処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09176894A true JPH09176894A (ja) | 1997-07-08 |
Family
ID=18264340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7333280A Pending JPH09176894A (ja) | 1995-12-21 | 1995-12-21 | 表面処理方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5800693A (ja) |
| EP (1) | EP0780494B1 (ja) |
| JP (1) | JPH09176894A (ja) |
| CA (1) | CA2192747A1 (ja) |
| DE (1) | DE69624665T2 (ja) |
| NO (1) | NO965476L (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999042641A1 (fr) * | 1998-02-23 | 1999-08-26 | Mitsui Mining And Smelting Co., Ltd. | Produit a base de magnesium resistant a la corrosion presentant le lustre d'un metal de base et son procede d'obtention |
| US6328530B1 (en) * | 1998-03-18 | 2001-12-11 | Hitachi, Ltd. | MG alloy member and its use |
| JP2003166098A (ja) * | 2001-11-30 | 2003-06-13 | Kasatani:Kk | マグネシウム合金の陽極酸化処理用組成物および処理方法 |
| JP2005146391A (ja) * | 2003-11-19 | 2005-06-09 | Denka Himaku Kogyo Kk | マグネシウム及びマグネシウム合金材料及びその製造方法 |
| JP2006299328A (ja) * | 2005-04-19 | 2006-11-02 | Magnes:Kk | マグネシウムまたはマグネシウム基合金加工品の後処理方法 |
| JP2007177262A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Honda Motor Co Ltd | マグネシウム金属材料およびその製造方法 |
| JP2007222947A (ja) * | 2007-05-29 | 2007-09-06 | Hitachi Metals Ltd | マグネシウム合金製鍛造薄肉筐体およびその製造方法 |
| US8361630B2 (en) | 2001-10-02 | 2013-01-29 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Article of manufacture and process for anodically coating an aluminum substrate with ceramic oxides prior to polytetrafluoroethylene or silicone coating |
| US9701177B2 (en) | 2009-04-02 | 2017-07-11 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Ceramic coated automotive heat exchanger components |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19809802A1 (de) * | 1998-03-09 | 1999-09-16 | Binder Hans | Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Aluminium oder dergleichen |
| US7820300B2 (en) | 2001-10-02 | 2010-10-26 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Article of manufacture and process for anodically coating an aluminum substrate with ceramic oxides prior to organic or inorganic coating |
| US7578921B2 (en) | 2001-10-02 | 2009-08-25 | Henkel Kgaa | Process for anodically coating aluminum and/or titanium with ceramic oxides |
| US6916414B2 (en) | 2001-10-02 | 2005-07-12 | Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien | Light metal anodization |
| US7452454B2 (en) | 2001-10-02 | 2008-11-18 | Henkel Kgaa | Anodized coating over aluminum and aluminum alloy coated substrates |
| JP4808374B2 (ja) * | 2003-11-13 | 2011-11-02 | 富士通株式会社 | 金属成形品の表面処理方法 |
| US20090131540A1 (en) * | 2006-03-20 | 2009-05-21 | National Institute For Materials Science | Biodegradable Magnesium Based Metallic Material for Medical Use |
| US20080184755A1 (en) * | 2007-02-01 | 2008-08-07 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Lubrication of magnesium workpieces for hot forming |
| US8808522B2 (en) | 2011-09-07 | 2014-08-19 | National Chung Hsing University | Method for forming oxide film by plasma electrolytic oxidation |
| US9512536B2 (en) | 2013-09-27 | 2016-12-06 | Apple Inc. | Methods for forming white anodized films by metal complex infusion |
| WO2017074877A2 (en) * | 2015-10-30 | 2017-05-04 | Apple Inc. | Anodic films with enhanced features |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US3620939A (en) * | 1969-03-17 | 1971-11-16 | Us Army | Coating for magnesium and its alloys and method of applying |
| US3996115A (en) * | 1975-08-25 | 1976-12-07 | Joseph W. Aidlin | Process for forming an anodic oxide coating on metals |
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-
1995
- 1995-12-21 JP JP7333280A patent/JPH09176894A/ja active Pending
-
1996
- 1996-12-12 CA CA002192747A patent/CA2192747A1/en not_active Abandoned
- 1996-12-18 EP EP96120437A patent/EP0780494B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-12-18 DE DE69624665T patent/DE69624665T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-12-19 NO NO965476A patent/NO965476L/no not_active Application Discontinuation
- 1996-12-20 US US08/771,154 patent/US5800693A/en not_active Expired - Lifetime
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| WO1999042641A1 (fr) * | 1998-02-23 | 1999-08-26 | Mitsui Mining And Smelting Co., Ltd. | Produit a base de magnesium resistant a la corrosion presentant le lustre d'un metal de base et son procede d'obtention |
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Also Published As
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|---|---|
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| DE69624665T2 (de) | 2003-07-24 |
| NO965476L (no) | 1997-06-23 |
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