JPS6039759B2 - アルミニウム合金材の表面処理方法 - Google Patents

アルミニウム合金材の表面処理方法

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JPS6039759B2
JPS6039759B2 JP9687778A JP9687778A JPS6039759B2 JP S6039759 B2 JPS6039759 B2 JP S6039759B2 JP 9687778 A JP9687778 A JP 9687778A JP 9687778 A JP9687778 A JP 9687778A JP S6039759 B2 JPS6039759 B2 JP S6039759B2
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JP
Japan
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alloy material
oxide film
anodic oxide
aluminum alloy
anodized
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JP9687778A
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重雄 御田
健 佐藤
紘一 伊藤
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Nippon Light Metal Co Ltd
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Nippon Light Metal Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アルミニウム合金材(以下単にAI合金材と
いう)の表面処理方法、とくに、生成する川合金材の表
面処理方法に関する。
一般に、建築外装用材として無彩色の濃灰黒色のものが
好まれ、この色の外装用材が強く要望されている。
しかしながら、濃灰黒色にAI合金材を着色処理するこ
とは困難であった。すなわち、耐酸性に優れる着色陽極
酸化皮膜の生成法としては種々の方法が提案されている
が、大別すると‘1}通常のAI合金材を有機酸を主体
とする浴中で陽極酸化処理する方法、{2)AI合金材
を硫酸などを含む浴中で陽極酸化処理したのちに、更に
金属塩を硫酸を含む浴中で陽極酸化処理する方法である
しかしながら、mの方法ならびに■の方法では、本質的
にアンバー系もしくはブロンズ系の着色陽極酸化皮膜が
生成し、とくにその色を濃くすれば黒に近い着色陽極酸
化皮膜が生成できるが無彩色の灰黒色のものは生成でき
ない。
また糊の方法は、発色成分とにケイ素を含むAI合金材
を対象とするもので‘3’の方法によると無彩色の着色
陽極酸化皮膜を生成することはできるが、濃灰黒色の着
色陽極酸化皮膜を生成するには上記の発色成分の含有量
をきわめて高くする必要があり、必然的に発色成分の分
布が不均一になって色ムラが生じやすい。また、ケイ素
を含む山合金材の場合は発色成分としてのケイ素の含有
量が増加すると陽極酸化皮膜の耐食性が低下し、建材用
としては、不適当になって好ましくない。
本発明は〈上記の欠点を改善したものであって具体的に
は鉄0.5〜2.2%を含んで、その大部分が山6Fe
の形として含有するAI合金材を陽極酸化してAI合金
村上に耐候性のすぐれしかも無彩色の濃灰黒色に均一に
着色された陽極酸化皮膜を生成する方法を提案する。す
なわち、本発明法は、鉄0.5〜2.2%を含んで、こ
の鉄のうちで大部分がAI6Feとして含有するアルミ
ニウム合金材を有機スルホン酸を主体として少量の硫酸
を含む水溶液中において陽極酸化して濃灰黒色の着色陽
極酸化皮膜を生成することを特徴とする。
以下、本発明について順次に説明する。
まず、鉄0.5〜2.2%を含んで、この鉄のうちで大
部分の鉄がAI6Feの形として含有するAI合金材は
常法によって脱脂、洗浄する。
次に、このAI合金材を有機スルホン酸を主体とし、少
量の硫酸を含む水溶液中において陽極酸化処理するとA
I合金材中の山6Feは酸化されることなく陽極酸化皮
膜中に移行しAI合金材上には、濃灰黒色の着色陽極酸
化皮膜が生成し、この皮膜は耐膜性に優れると同時に色
むらがなく膜厚に関係がなく、膿灰黒色を呈する。また
「 このように電解処理する場合に、鉄(以下、Feと
いう)の大部分がAIよeの形として含まれるAI合金
材は何れの方法によって製造することができるが、通常
はケイ素(以下Siという)の少ないAI−Fe系合金
を直接水冷鋳造することによって製造できる。一般にA
I合金材においてFeは、AI6Fe,AI3Fe,A
I−Si−Feなどの形態として含まれている。また、
これらの化合物の中でAI6Feは、準安定相であるが
、N−Fe系合金においてSiを少なくすると、それを
直接水冷鋳造することによって大部分のFeはAI6F
eとして析出させることができる。すなわち、Siが大
きく存在する場合は、山6Feの析出に優先して山Fe
Sjが析出し、N6Feの析出量が少なくなるからであ
り、この意味でSiは0.2%以下にとどめる必要があ
る。またFeは山6Feの生成成分として本発明では必
須成分であるがFeの含有量は0.5〜2.2%の範囲
が好ましい。すなわちFeo.5%未満では、陽極酸化
皮膜色が淡くなり、2.2%をこえると、AI6Feの
析出量が多くなることもあって、色の不均一が生じやす
くなる。またFeの他に不可避的に不純物を含ませるこ
とができSi以外の元素に関しては、その許客限は比較
的高くでき、例えばマグネシウムは1.2%程度含まれ
てもさしつかえない。また、マンガンやニッケルはむし
ろ山6Feの安定性を増大させ、この意味である程度含
ませるのが好ましく、通常は0.8%以下の水準で含ま
せれば十分である。また、上記の通りに直接水冷鋳造し
てAI合金材を製造する場合に銭塊は、展伸加工して、
板または形材としてこれを陽極酸化処理するが、AI6
Feは単安定相であって高温で分解するため、熱間加工
時には、温度が50o0をこえないようにして加工する
のが好ましい。また、上記の通り有機スルホン酸を主体
とし、少量の硫酸を添加した水溶液中で陽極酸化する場
合に有機スルホン酸としてはスルホサリチル酸、スルホ
タル酸、クレゾールスルホン酸等が好ましく、これらの
有機スルホン酸は単味若しくは合量で、濃度5〜20%
が適当であり、更に陽極酸化皮膜を一様に形成するため
には、0.5〜2%の硫酸を添加するのが好ましい。ま
た水溶液中には有機スルホン酸ならびに硫酸のほかに硫
酸アンモニウム等の無機硫酸塩、リン酸、硝酸等の無機
酸、シュウ酸、マレィン酸等の多塩基有機酸を少量添加
することができる。また、陽極酸化条件によって着色程
度があまり影響されないのが本発明の特徴の一つである
が、液温は200○前後、交流電解でもよく、直流電解
の場合、陽極電流速度は、1.0〜3.血/d〆の範囲
であることが望ましく、この条件であると膜質が大中に
向上し、電流の局部集中防止と浴温の均一化のためには
空気凝梓や液循環を行なうことが望ましい。以上の通り
、本発明法は、Feの大部分がAI6Feとして含まれ
るAI合金材を有機スルホン酸を主体とする水溶液中で
陽極酸化処理して濃灰黒色の着色酸化皮膜を生成するが
、この着色陽極酸化皮膜は、耐候性に優れている。
すなわち直射日光による退色は、おこらず腐食環境にお
いて孔食を生じにくくきわめて耐候性が大きい。この理
由は、陽極酸化皮膜時にAI合金材中のAI6Feは酸
化を受けることなく陽極酸化皮膜中に移行し、しかも山
6Feの粒度が小さいため均一に陽極酸化皮膜が成長す
るからである。また、このように生成される陽極酸化皮
膜の色は以下に述べる実施例3に示す通り、皮膜厚さに
ほとんど関係なく濃灰黒色に着色できる。
次に実施例について説明する。
実施例 1 まず、Fel.8%を含んで残余が実質的に、山から成
るN合金を常法によって直接水冷鋳造し、この鏡塊を5
00qo以下で熱間加工し、ざらに冷間加工してFeの
大部分が山6Feとして含む板材をつくった。
次に、この板材を常法によって脱脂、洗浄してから、ス
ルホサルチル酸7%ならびに硫酸0.5%を含む水溶液
中で35分間陽極酸化処理したところ板材上には、膜厚
7ミクロンの陽極酸化皮膜が生成し、この皮膜は均一に
灰黒色に着色されていた。
なお、陽極酸化処理は、液温20℃で最高60Vの直流
電圧を印力0し、約2.払/d〆の電流密度で行なった
実施例 2 実施例1と同様な板材を常法によって脱脂、洗浄してか
ら実施例1と同じ組成の水溶液中で下記の条件で3粉ご
間陽極酸化処理したところ、板材上には、膜厚7ミクロ
ンの灰黒色に着色された陽極酸化皮膜が生成した。
この陽極酸化処理においては、液温20℃で交流電圧2
0Vと直流電圧最高50Vを印加し、直流電流密度約2
.私/d〆の条件で行なった。実施例 3 実施例1と同様な板材を、常法によって脱脂、洗浄して
からスルホサルチル酸12%,硫酸1%を水溶液中にお
いて2.球/dめの電流密度で陽極酸化し、厚さ10ミ
クロンおよび20ミクロンの皮膜を生ぜしめた。
こられはいずれも均一な無彩色の濃灰黒色を呈した。実
施例 4 Feo.9%を含んで残余が実質的にAIから成るAI
合金を、常法によって直接水冷鋳造し、この銭塊を50
0oo以下で熱間加工し、さらに袷間加工してFeの大
部分を山6Feとして含む板材を作った。
次に、この板材を常法によって脱脂、洗浄してから、実
施例1と同じ組成の水溶液中において、2.虫/d〆の
電流密度で陽極酸化し、厚さ10ミクロンおよび20ミ
クロンの皮膜を生ぜしめた。これらはいずれも均一な無
彩色の渡灰黒色を呈した。実施例 5 まず、実施例1と同じ板材と山99.0%を含む比較例
(以下比較例1とする)とをつくって、これら両板材を
実施例1と同組成の水溶液中で陽極酸化処理して膜厚1
0ミクロン、15ミクロン及び20ミクロンの陽極酸化
皮膜を生ぜしめた。
また、比較のために実施例1と同じ板材を15%の硫酸
を含む水溶液中で陽極酸化処理して上記のところと同じ
厚さの陽極酸化皮膜を生ぜしめた(以下比較例2とする
)。次に、これらの色を洩り色し、この結果をハンター
式表示法であらわしたところ次表の通りであった。表 上記で示すように本発明法で得た陽極酸化皮膜の色は、
膜厚が変化しているにも拘らずほとんど変化がなく、彩
度を表わすaL,bLの値はごく小さく無彩色であるこ
とがわかる。
これに対し比較例1は同じ格で陽極酸化処理したにも拘
らず、99.0%山の坂上の陽極酸化皮膜は、bL値が
4前後であって黄色味があり、肉眼的では、濃アンバ一
色を呈していた。また、比較例2の如くAI−1.8%
Fe合金の板材を硫酸のみを含む水溶液中で陽極酸化処
理したものは無彩色ではあるが、灰色が淡く、膜厚に依
存して色が変化した。以上詳しく説明した通り、本発明
はFeの大部分がN6Feとして含むAI合金材を有機
スルホン酸を主体とし、少量の硫酸を含む水溶液中で陽
極酸化処理して濃灰黒色の陽極酸化皮膜を生成するもの
である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 鉄0.5〜2.2%を含んで、この鉄のうちで大部
    分がAl_6Feとして含有するアルミニウム合金材を
    有機スルホン酸を主体として少量の硫酸を含む水溶液中
    において陽極酸化して濃灰黒色の着色陽極酸化皮膜を生
    成することを特徴とするアルミニウム合金材の表面処理
    方法。
JP9687778A 1978-08-09 1978-08-09 アルミニウム合金材の表面処理方法 Expired JPS6039759B2 (ja)

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