JPS5950758B2 - アルミニウムの陽極酸化処理方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、上端部を支持して吊下げられるアルミニウム
の高電流密度電解を可能とし、而も低温域のみならず高
温域の電解浴中においても良質な皮膜生成を可能とする
陽極酸化処理装置に関するものである。

（本明細書中、「アルミニウム」とは、アルミニウム
とその合金を含めて指称するものである。）従来より、
アルミニウムに陽極酸化皮膜を生成させるためには、硫
酸、蓚酸、クロム酸、あるいは混酸、もしくはその他の
多数の電解浴中に、アルミニウムと陰極を対置させて電
解処理を行なうのであるが、一般に電解処理による陽極
酸化皮膜の生成と同時に、アルミニウムの表面に熱が発
生し、この熱がアルミニウムの表面から速やかに放散せ
ずに滞溜すると、浴の温度が上昇することが知られてい
る。

そしてこの浴の温度が２５度にも達すると急激に陽極酸
化皮膜の再溶解が起こり、皮膜生成効率の低下及び酸化
皮膜の硬度や耐摩耗性あるいは耐食性などの皮膜性能の
悪化、並びに外観においても粉吹き状態を呈することも
周知である。そこで、皮膜生成時に発生する熱がアルミ
ニウムの表面に滞溜することを防止するために、一般に
、電解浴槽の下部から空気を吹き込んで、電解浴を強制
的に攪拌する方法や、電解液を強制的に循還させる方法
が用いられているが、いずれもアルミニウム表面、特に
形状の複雑な押出形材の隅部等の局部の熱を速やかに放
散することができないので、浴温の上昇を避けられず、
性能的にも外観的にも良好な皮膜を生成し得ない上、高
電流密度電解を行なおうとすれば浴温度が上昇する不都
合を有している。

従つて、アルミニウムの表面に発生する熱の放散を促進
して良好な電解処理を行なうためには、電解浴の温度を
常温に止めておかねばならないのである。

而も、工業的に浴温度を常温に保つには、大量の冷却水
や特別な冷却装置を必要とし、膨大な設備費用と管理維
持費用を覚悟せねばならず、経費節減やコストダウンな
どの一連の合理化推進を図る生産工場にとつて大きな障
壁となつている。

又、特にアルミニウムの上端部を支持して電解浴槽内に
吊下げて行なうバツチ式陽極酸化処理においては、上記
の如き従来の電解浴の強制攪拌方法や電解浴の強制循還
方法では、電解浴の揺動によつてアルミニウムが横揺れ
するため、支持部から外れて脱落したりあるいは対極に
接触して短絡する事故が起きるので、一般にはほとんど
静止浴に近い状態で処理されねばならず、従つて、液内
の温度分布が均一でなくなる結果、生成される皮膜（ま
均一性に欠ける傾向にあり、又高速度電解も不可能であ
つた。然るに、本発明は陽極酸化処理の際に生ずる上記
の諸問題点に艦み、高電流密度電解を可能にし、而も電
解浴の温域に限定されることなく、性能的にも外観的に
も良好な皮膜を生成するとともに、アルミニウムの横揺
れを防止し、しかも、冷却設備の縮少を可能として生産
工場における合理化推進を図り得る、全く新しい画期的
な陽極酸化処理装置を提供するとを目的とするものであ
る。

即ち、本発明装置は陽極酸化処理浴内に相対向７して垂
直に設けられた陰極の間に上端部で支持されたアルミニ
ウムを吊下げて電解処理するにあたり、当該アルミニウ
ムをはさんで相対向する電解液噴出孔付パイプを上記両
陰極の間に配置し、アルミニウムと陰極との間にパイプ
を介在させて成ｊることを特徴とするものである。更に
本発明について詳述すれば、第１図は本発明を実施する
ための陽極酸化処理装置であつて、電解浴槽１内で浴槽
壁に沿つて垂直に設けられる陰極６，６を互いに相対向
せしめ、両陰極の間に５上端部で支持されたアルミニウ
ム５を吊下げるものであるが、このアルミニウム５をは
さむようにして両陰極６，６の間に電解液噴出用のパイ
プ２，２を配置し、当該パイプ２，２には相対向するよ
うに噴出孔３を有するものである。

このような装置において、電解浴槽１内の電解液４中に
浸漬したアルミニウム５の両面に向つて、パイプ２，２
の各噴出孔３から電解液を同時に噴射させつつ電解処理
を行なうものである。

この場合、噴出孔３の口径及び各噴出孔３の間隔は最適
通電条件を求めて適宜の組合せが可能であるが、電解液
は少なくとも１８０ｃｍ／Ｓｅｃの噴出速度となるよう
に加圧噴射されねばならない。尚、アルミニウム５は、
第２図及び第３図に例示したように、キヤリアバー７の
下面に垂設されたブスバ一８に止着された挟持装置Ａに
よつて上端部を支持され、縦に吊下げられる。当該挟持
装置Ａは、ブスバ一８に止着された本体１０の下端部に
アルミニウム５を嵌入するための凹部１１を設け、この
凹部１１を形成する一方の垂片１２にレバー１３を枢着
し、このレバー１３と本体１０の間にスプリング１４を
掛渡して、このスプリング１４の作用によりレバー］３
の先端と、前記凹部１１を形成する他方の垂片９との間
で、アルミニウム５を押圧挟持するような構造から成る
ものである。上記の装置を用いた表面処理方法の実施例
は次の通りである。

即ち、脱脂，エツチング，デスマツトなど通常の方法で
前処理を施したアルミニウム押出形材（Ａ６Ｏ６３Ｓ−
Ｔ５）を、硫酸濃度１５０ｇハの電解浴を用いて、電解
液の噴出孔３と陽極との距離を２０ｃｍ，電解液噴出孔
３の口径を２．５ｍｍφ，各噴出孔３の間隔を５ｃｍ，
又電解液の噴射流量を０．５ｍ３／Ｍｉｎ／ｍ・、噴射
速度を４２９ｃｍ／Ｓｅｃとし、電流密度を１Ａ／Ｄｍ
２，２Ａ／Ｄｍ２，６Ａ／Ｄｍ２，浴温度を２１℃，４
０℃とした夫々の条件下で電解処理を行なつて陽極酸化
皮膜を生成した。

この陽極酸化皮膜を封孔処理した後の皮膜ｘの特性は表
１に示す通りである。

この皮膜ｘと従来手段によつて得られる皮膜の特性を比
較するために、次のような皮膜を生成した。

即ち、空気を吹き込んで電解液を攪拌させることにより
電解処理する従来方法．（７）については、アルミニウ
ム押出形材（Ａ６Ｏ６３Ｓ−Ｔ５）を本発明方法と同様
の前処理を施して、同様の電解液を使用し、極間距離を
２０ｃｍ，空気吹き込み量を５０１／Ｍｉｎ／ｍ・とし
、電流密度を１Ａ／Ｄｍ・，浴温度を２１℃とした条件
下で電解処理し、次いで封孔処理した後の皮膜をｙとす
る。

尚、当該方法において電流密度を６Ａ／Ｄｍ・とした場
合、浴温度の如何にかかわらず、電食ヤケを起して皮膜
外観は極めて悪く、しかも耐摩耗性も悪いので、本発明
装置による皮膜と比較するまでもなく、表１１の記載を
省略した。又、電解液を強制的に循還させて電解処理す
る従来方法（２）においては、前記同様のアルミニウム
押出形材（Ａ６Ｏ６３Ｓ−Ｔ。

）を、同様に前記処理を施し、同様の電解液を使用して
、同様の条件下で、，゛特に液の循還量を０．５ｍ３／
Ｍｉｎ／ｍ・として電解処理をし、次いで封孔処理をし
た後の皮膜をＺとする。これらをまとめると表Ｉの通り
であり、夫々の皮膜Ｘ，ｙ，ｚの特性は表１１に示す通
りである。尚、従来方法における液循還量は、本発明方
法と比較のため、工業的実用性を度外視して極度に大き
くしている。以上のように、本発明においては、上端部
を支持して吊下げられたアルミニウムの両面に電解液を
噴射するものであるから、アルミニウムはその両面に均
等な圧力を受けることになり、アルミニウムは吊下げら
れた状態のバランスを崩すことがなく、前後に揺れ動く
ことなく支持されるので、支持部から外れて脱落する怖
れは全くなく、安全確実に電解処理を行なうことのでき
る利点を有しており、又、たとえ、吊下げ状態のバラン
スが崩れて前後に揺れ動くことがあつたとしても、アル
ミニウムと陰極との間に電解液噴出孔付パイプが配置さ
れているので、当該パイプに接触することはあつても陰
極に接触することはなく、従つて、パイプが防壁の役目
を果たして短絡を防止する効果を有しているのである。

このようにして、単に上端部を支持して吊下げられたア
ルミニウムであつても、安定した吊下げ状態を保持して
電解処理が行なわれたものであるから、電解液の噴射に
よつて速やかに且つ均一にアルミニウムの表面の熱を取
去ることが可能とな，り、従来方法では良好な皮膜を生
成し得なかつた２１℃以上の比較的高温域においても良
好な電解処理が可能であり、而も、この高温域で得られ
た皮膜は、従来方法による２０℃前後の浴温で得られた
皮膜と同等もしくはそれより性能的に優れている！とと
もに、凹凸形状のアルミニウムで゛も吊下げられた状態
の両面全体にわたつて膜厚のバラツキもなく、又、粉吹
き状やガス溜り等の異常も発生せず、極めて良好な外観
を呈する。

もちろん、従来方法と同様に２０℃前後の低温域．にお
いても電解処理は可能であり、生成せられる皮膜の性状
も従来のそれと何ら変わることはない〜 又、本発明によれば、上端部を支持して吊下げられたア
ルミニウムに対して、高電流密度電解がｊ可能であり、
皮膜生成効率が極めて良く、従来方法に比べて短時間に
同様もしくはそれ以上の膜厚の良質皮膜が生成できると
ともに、電解浴温が比較的高温でも確実に電解処理され
、良好な皮膜が生成し得るので、従来のような大規摸な
冷却装置の設備が不用となり、生産工場における経済的
負担を軽減し得る効果を有する。

更に、本発明は、陰極前方から電解液を噴射することを
特徴とするものであつて、噴出用パイプと陰極を別体と
して、噴出用パイプを陰極とアルミニウムとの間に配置
したものであるから、従来既存の電解浴槽に、噴出用パ
イプのみを配置することによつて、極めて簡単容易迅速
に本発明方法を実施することのできる実益を有している
とともに、陰極と噴出用パイプを夫々別個の材料で作製
できることになり、噴出用パイプを安価で耐久性のある
材料で作製することができるので、生産工場における経
済的負担を軽減する利点を有している。

加えて、このことは、陰極と噴出用パイプを全く別個に
取扱うことを意味し、陰極が消耗した馨場合には陰極の
みを交換し、又、噴出用パイプにトラブルが発生した場
合には、噴出用パイプのみを取外せばよいのであつて、
これらの作業を極めて容易迅速且つ安価になし得るので
、本発明装置の管理を簡単容易になし得るとともに、維
持費用の軽減を図ることが可能となる。

なお、本発明は、上記実施例の方法に限定されるもので
はなく、電流波形，電解浴組成，電流密度，浴温度，更
には装置における噴出孔の口径、それらの間隔は適宜設
計的に変更し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置の一実施例を示す断面図，第
２図はアルミニウムを吊下げるための装置を示す正面図
，第３図はその要部拡大断面図である。 符号、１・・・電解浴槽、２・・・電解液噴出孔付パイ
プ、３・・・噴出孔、４・・・電解液、５・・・アルミ
ニウム、６・・・陰極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電解浴槽内に一定間隔を置いて相対向する陰極を垂
   直の設けて、両陰極の間に上端部で支持されたアルミニ
   ウムを吊下げ、当該アルミニウムをはさんで相対向する
   電解液噴出孔付パイプを上記両陰極の間に配置して、ア
   ルミニウムと陰極との間にパイプを介在させて成ること
   を特徴とするアルミニウムの陽極酸化処理装置。