JPH10510586A - 層厚を局所的に薄くした耐食性および耐摩耗性酸化物層を工作物の金属表面に作る方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、工作物（１）の金属表面、特に弁収容体の金属表面に耐食性および耐摩耗性の酸化物層を作るための方法に関する。そのために、陰極を使用すると共に、陽極としての工作物（１）が一定のまたは脈動的な直流の下で、電解液内に置かれる。電解液（２）に対して耐性のある補助陽極（３）が工作物（１）に取付けられ、補助陽極が、陽極処理層の厚さを全く必要としないかあるいは少しだけ必要とする場所で、陽極処理電流を導出する。

Description

【発明の詳細な説明】 層厚を局所的に薄くした耐食性および耐摩耗性酸化物層を工作物の金属表面に作 る方法 本発明は、請求項１の上位概念に記載した、工作物の金属表面に、層厚を局所 的に薄くした耐食性および耐摩耗性の酸化物層（酸化物膜）を工作物の金属表面 に作るための方法と、請求項９に記載した、この方法を実施するための装置に関 する。 専門文献により、耐食性および耐摩耗性酸化物層を所定の金属合金の金属表面 に作るために、陽極酸化を行うことが既に知られている。このプロセスは金属表 面を処理するために技術的に重要である。これにより、金属表面が耐食性および 耐摩耗性の酸化物層によって被覆される（自動車技術ポケットブック、ボッシュ 、第２１版参照）。陽極酸化は特に、アルミニウム材料の表面処理において、自 然の酸化フィルムを強化し、ひいてはいわゆる陽極処理層を得るために適用され る。 その際、アルミニウム部品は陽極として接続配置され、対向電極と共に電解液 内で一定のまたは脈動的な直流電流が加えられる。その際、金属アルミニウムか らアルミニウム酸化物への変換（酸化）の下で、耐食性および耐摩耗性層が表面 に形成される。層の構造と厚さは実質的に時間、温度および電流密度に依存する 。 アルミニウム酸化物層は通常は非常に硬くて脆い。それによって、陽極処理層 に外部から力が作用すると、陽極処理層が砕けることが避けられない。これは所 定の用途の場合に不所望である。 更に、絶縁ラッカーまたは遮蔽物で被覆することにより、部品の特別な場所の 陽極処理を阻止するかまたは最小限に抑え得ることが知られている。 しかし、この方法は大量生産にとって非常に面倒であり、上記の用途では自動 化できないかあるいは自動化に多大のコストがかかる。 そこで、本発明の課題は、上記の欠点がなく、一方では金属表面の所望の個所 に耐食性および耐摩耗性酸化物層を形成することができ、他方ではどんなことが あっても陽極処理層が砕けないようにしなければならない工作物の個所で、陽極 処理層の形成を制限または阻止することができる、冒頭に述べた種類の方法と装 置を提供することである。 この課題は本発明に従い、請求項１記載の特徴によって、すなわち電解液に対 して耐性のある補助陽極が工作物に取付けられ、この補助陽極から工作物に作用 する電流が部分的に導出可能であることによって解決される。それによって、こ の範囲における酸化物層の厚さを制限するか全く無くすことができる。従って、 非陽極処理個所に作用する機械的な応力を危険なく受け止め可能である。方法を 実施するための装置は請求項９記載の特徴から明らかである。 本発明の他の目的、特徴、効果および用途は、実施の形態の次の説明から明ら かである。その際、説明およびまたは図示したすべての特徴は、単独でも任意の 組み合わせでも、請求の範囲におけるその要約または従属関係とは関係なく、本 発明の対象を形成する。 図１は、工作物１の金属表面に耐食性および耐摩耗性酸化物層（酸化物膜）を 作るための原理的な構造を示している。この工作物は陽極処理電解液に浸漬され ている。工作物１はアルミニウム合金であり、陽極（アノード）として給電線７ を介して電源１０に接続されている。陰極（カソード５）は例えば鉛板からなり 、この鉛板は同様に、給電線８を介して直流源１０に接続されている。工作物１ は陽極処理すべきでない穴６（弁収容穴）の範囲において、板状の遮蔽体４によ って覆われている。補助陽極３は、穴６の範囲に位置決めされかつ給電線９を介 して陽極処理電流回路に接続されるように、遮蔽体に取付けられている。補助陽 極は、通路穴１１を経て弁収容穴（穴６）に入る陽極処理電流を導出することが できる。 図１の図示に補足して、補助陽極を経て導出される電流を、給電線９内の別体 の整流器１２または可変抵抗１３を経て調節することができる（図２，３参照） 。 そのために、整流器１２の十極は、補助陽極３に通じる給電線９に接続されて いる。一方、整流器１２の−極は陰極５に接続された給電線８に接続されている 。 可変抵抗１３を使用する場合には、この可変抵抗は電源１０の＋極と、補助陽 極３に通じる給電線９との間に接続配置されている。 補助陽極は陽極処理電解液（例えば硫酸）内で陽極分極化しにくい材料（例え ばプラチナ、プラチナめっきされたチタン、グラファイト、導電性合成樹脂）に よって形成しなければならない。 補助電極に取付けられたカバーの材料は、非導電性材料（例えば合成樹脂）で 形成するかまたは陽極処理電解液内で陽極分極化の際に電気的に不動態化される 導電性材料（例えばチタン）で形成しなければならず、陽極処理電解液内で同様 に耐性でなければならない。 板状のカバー４は一方では、穴６を電解液２に対して閉鎖する物体の機能を有 し、他方では電解液２内での陽極処理中に補助陽極３を工作物１上で位置決めす るために役立つ。従って、補助陽極３はカバー４の一部であり、このカバー４に よって支持されている。陰極５は特に鉛またはアルミニウムで形成され、同様に 電解液内に配置されている。工作物１は、モノリスブロックとして多数の通路と 穴を有する弁収容体を形成している。この場合、カバー４によって閉鎖された工 作物１の穴６は、金属表面を完全に陽極処理した後で、比較的に大きな押し込み 力で挿入される複数の弁を収容する。この弁は補助陽極３によって減少した陽極 処理層の結果、摩耗することなく穴６に圧入可能である。それによって層が砕け て通路が汚れることがなくなる。従って、そうでない場合に必要であった工作物 の後処理が不要となる。この後処理は特に、通路系全体の切削加工とコストのか かる洗浄を必要とする。本発明の他の利点は、工作物の寸法誤差の正確な維持ま たは制御によって生じる。というのは、一方では、弁を収容するために正確な嵌 め合い寸法に加工された穴６が陽極処理されないか少しだけ陽極処理され、他方 では陽極処理層を有する残りの金属表面が陽極処理電流を調整することができる ことにより、その被膜厚さを必要に応じて異なるように形成できるからである。 必要な補助陽極３の数は、挿入される弁のための穴の数に従う。通常は穴６が二 つの平行な列をなして配置されているので、補助電極３は同様に板状のカバー４ に平行に並べて配置される。 参照号一覧表 １ 工作物 ２ 電解液 ３ 補助陽極 ４ カバー ５ 陰極 ６ 穴 ７，８，９ 給電線 １０ 直流源 １１ 通路穴 １２ 補助陽極電流回路用整流器 １３ 可変抵抗

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．陰極を使用すると共に、陽極としての工作物が一定のまたは脈動的な直流の 下で、電解液内に置かれる、工作物の金属表面、特に弁収容体の金属表面に耐食 性および耐摩耗性の酸化物層を作るための方法において、電解液（２）に対して 耐性のある補助陽極（３）が工作物（１）に取付けられ、補助陽極が、陽極処理 層の厚さを全く必要としないかあるいは少しだけ必要とする場所で、陽極処理電 流を導出することを特徴とする方法。 ２．工作物（１）の金属表面にカバー（４）が取付けられ、このカバーが補助陽 極（３）の範囲において工作物（１）を部分的に閉鎖していることを特徴とする 請求項１記載の方法。 ３．カバー（４）が陽極電流回路に平行に接続配置された補助陽極（３）を収容 していることを特徴とする請求項２記載の方法。 ４．電解液（２）として硫酸が使用されることを特徴とする請求項１記載の方法 。 ５．陰極のために鉛板（５）が使用されることを特徴とする請求項１記載の方法 。 ６．補助陽極（３）のためにプラチナまたはプラチナめっきされたチタンが使用 されることを特徴とする請求項１記載の方法。 ７．補助陽極（３）が工作物（１）の穴（６）内に向けられ、補助陽極が電解液 （２）内で直流下にある工作物（１）の、穴（６）に入る陽極処理電流を導出す ることを特徴とする請求項１記載の方法。 ８．補助陽極（３）に達する直流が特に整流器（１２）または可変抵抗（３）に よって調節可能であることを特徴とする請求項１記載の方法。 ９．請求項１〜８のいずれか一つに記載の、工作物、特に弁収容体のための方法 を実施するための装置において、工作物（１）に装着可能なカバー（４）が設け られ、このカバーに少なくとも１個の補助陽極（３）が取付けられ、この補助陽 極が工作物（１）に対して平行な電気回路内で直流電源（１０）に接続されてい ることを特徴とする装置。 10．カバー（４）が工作物（１）の穴（６）上に配置され、この穴内で補助陽極 （３）が延びていることを特徴とする請求項９記載の装置。 11．カバー（４）がほぼ平らな板の形し、このカバーに補助陽極（３）が取付け られ、補助陽極（３）が給電線（９）によって、陽極電流を工作物（１）に導く 直流電源（１０）に接続されていることを特徴とする請求項９記載の装置。 12．整流器（１０）が電流調整装置を備え、そのために特に、補助陽極電流回路 用の別個の整流器（１２）または可変抵抗（１３）が設けられていることを特徴 とする請求項１１記載の装置。 13．補助陽極（３）を収容するカバー（４）がチタンからなっていることを特徴 とする請求項１１記載の装置。