JPS6056094A - アルミニウム合金鋳物の陽極酸化法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、アルミニウム合金鋳物に充分な厚さ、強度
を有するアルマイト皮膜を形成させることのできるアル
ミニウム合金鋳物の陽極酸化法に関する。

ＡＣ４Ｂ、ＡＣＢＢ　などの鋳造用アルミニウム合金や
ＡＤＣ１２，ＡＤＣ１０などのダイキャスト用アルミニ
ウム合金は、湯流れ性等に優れ、アルミニウム合金鋳物
製品に多用されている。

しかし、これらの鋳物は、溶湯が急速に冷却されて凝固
するので、組織が緻密になるとともにその表面部分に、
ｃｕ　、ｓｉが高濃度に偏析する。

このため、こめ鋳物に陽極酸化処理を施しても、均質で
、膜厚が大きくかつ十分な強度を有するアルマイト皮膜
を得ることは困難である。

この欠点を解決する方法として、高濃度の硫酸浴を用い
る方法や萬電圧電解と低電圧電解とを交互に行う方法（
積山式アルマイト法）などが提案されているが、いずれ
も十分に満足しうる特性を有するアルマイト皮膜が得ら
れず、また処理操作が面倒であるなどの不都合がある。

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、特別の電
解浴や電解処理操作等を必要とせず、しかも厚膜で、十
分な強度を持ち、均質なアルマイト皮膜を得ることので
きるアルミニウム合金鋳物の陽極酸化法を提供すること
を目的とするものである。

以下、この発明の詳細な説明する。

この発明の陽極酸化性は、鋳物の表面部分の冷却速度を
遅くして表面部分の組織を粗くし、ｃｕ。

Ｓｌ　の偏析を最小限に抑えるとともに表面部分を面切
削して、Ｃｕ　、ｓｔ　の濃度が低く、かつ組織のよシ
粗い部分を露出せ１め、これに陽極酸化を施し、良好な
アルマイト皮膜を得るようにしたところに特徴がある。

そして、アルミニウム合金鋳物全体について、表面部分
の冷却速度を遅くシ、かつ面切削してもよいが、鋳物の
うち、シリンダ、シャフト、歯車、ロールなどの作動面
等の耐摩耗性、耐食性を必要とする部分Ｃ以下、必要部
分と言う。）のみについて冷却速度を遅くし、面切削を
行うのもよく、この方が実用的である。

鋳物の表面部分の冷却速度を遅くするには、２つの方法
がある。第１の方法は鋳型に断熱層を形成する方法であ
る。これには、まず鋳型の内面に離型剤（塗型材料）を
厚く塗布するか、稀釈濃度の高い離型剤を塗布する方法
が挙げられる。どこで使用されうる離型剤としては、ア
ルミナ粉末、耐熱性油、石油などからなるもの、カオリ
ン、水、水ガラスなどからなるものなどが望ましいが、
水溶性離型剤、シリコーン系離型剤などでもよい。

また％鋳型内面の所定箇所にアスベスト布などの断熱性
部材を貼着する方法や中子を焼結金属などの熱伝導率の
低い材料で構成する方法などがある。

また、第２の方決すｄては″、鋳型自体を加熱し、シ 通常の鋳型温間よりも高くしておき、これに溶湯を流し
込む方法がある。アルミニウムダイキャストの場合の鋳
型温度は通常２００　’Ｏ〜３００℃とされるがこれよ
りも約５０〜１ｏｏ℃高くすることが望ましい。筐た、
ｖ３型が小型であれば鋳型全体を保温炉に入れたり、あ
るいは保温材に包み込んだシする方法もある。

そして、このような種々の手段によって、鋳物表面部分
、表面から深さ５Ｂの範囲における凝固時の冷却速度が
１０〜ｂ ることか望ましい。

このように鋳物の表面部分の冷却速度を遅くすれば、溶
湯凝固時、Ｃｕ　、８１の偏析が多少防止され、鋳物の
表面部分でのｃｕ　、Ｓｌの濃縮がかなり抑えられ、そ
の部分の陽極酸化性は幾分向上する。

しかしながら、この状態で通常の陽極酸ｆヒ処理を行っ
ても、厚く、硬質で均質なアルマイト皮膜を得るととは
困難である。よって、良質のアルマイト皮膜を得ようと
すれば上記必要部分を面切削し、完全な均質組織を表面
に露出せしめる必要がある。面切削には通常ρ切削手段
が用いられる。

切削深さは、アルマイト皮膜の所望厚みによってきまシ
、例えば厚さ１０μｍ以上のアルマイト皮膜を得ようと
すれば、少なくとも０．２Ｂ以上に切削する必要がある
。そして、この切削深さは冷却速度を遅くして冷却して
得た鋳物の場合には０．１〜２鵡とされ、Ｑ、１ｌｌｌ
Ｘ未満では良好な陽極酸化性は得られず、また２１を越
えて切削してももはやアルマイト皮膜の厚さの増大は望
めず、無駄な切削加工となってしまう。また、冷却速度
を通常通りにして冷却して得た鋳物については０．５〜
５ｔｍとされ、Ｑ、５１！未満では良好な陽極酸化性が
得られず、５ＴｆＬＩＫを越えて切削してももはやアル
マイト皮膜の厚さの増大は望めず不経済である。また、
逆に切削深さによって、ある上限までの範囲でアルマイ
ト皮膜厚味を制御することも可能である。

以下、実験例を示して本発明の効果を確認する。

〔実験例１、切削効果の確認〕 ダイキャスト用アルミニウム合金ＡＤＣ１２よりなる厚
み７１ｎｘ１幅５０ｕ、長さ１００ｍｘの板材を長さ方
向に２等分し、断切断面を表面あらさ１、５−　Ｓ〜６
−８に仕上げ、通常の前処理を行ってから、チタン製治
具を用い、１５℃の硫酸１５ｗｔ　％十蓚酸２ｗｔ％の
混酸液中、直流で電流密度３Ａ／ｄｍ２にて２０分間陽
極酸化処理を行った。

この酸化処理品の上記仕上げ切断面に生成されたアルマ
イト皮膜について、その皮膜厚さを初めの鋳肌面からの
距離を変えて測定した。結果を第１図に示す。第１図か
らも明らかなように、厚み１０μｍ以上のアルマイト皮
膜を得るには数Ｕの切削深さが必要であシ、ま＊２０ｉ
ｕｔ以上切削してもアルマイト皮膜の膜厚はもはや厚化
しないことがわかる。

〔実験例２．冷却速度低減の効果の確認〕５０１３１角
の立方体の一面に直径１５１１１．深さ２０ａＬＩの穴
が形成されｆｃＡＤＣ１２よりなる機械部品を鋳造する
にあたシ、穴の部分の鋳型に塗布された離型剤（アルミ
ナ微粉と鉱物油を混合させたものをケミシンで６倍に稀
釈したもの）の稀釈濃度を通常の３倍にして行った。キ
して、得られた鋳物の穴の周面および底面を、０．１〜
２Ｂ切削してから、実験例１と同様の条件で陽極酸化処
理し、穴の内面に形成されたアルマイト皮膜の厚味を測
定した。また、比較のため従来の稀釈濃度の離型剤を用
いて鋳造したものについても同様に処理してアルマイト
皮膜の厚味を測定した。なお、厚みの測定位置は、穴の
深さの中間位置における円周方向４点の平均値で示した
。結果を第２図に示す。

稀釈濃度が３倍の離型剤を用いた場合には、冷却速度が
遅くなり、Ｃｕ　ｊ　Ｓｉの表面部分での濃縮および組
織の緻密化が防止され、陽極酸化性が向上していること
がわかる。

筐た、この部品をスラスト荷重がかかる軸受とするには
、穴の底部には厚くて均質なアルマイト皮膜を、穴の局
部には均一なアルマイト皮膜を形成せねばならないが、
このようなときには、穴の底部を深く（例えば、０．５
〜５．Ｏｍ）切削し、周部の鋳型の抜きテーパーを出来
るだけ小さくして切削量を同じにするようにすればよい
ことになる。

以上説明したように、この発明のアルミニウム合金鋳物
の陽極酸化法は、鋳物の表面部分を深さ０．５〜５ｍｘ
に面切削したのち陽極酸化処理を施すものおよび鋳物の
表面部分の冷却速度を遅らせ、かつ表面部分を深さ０．
１〜２Ｂに面切削したのち陽極酸、化処理を施すもので
あるので、表面のＣｕ。

Ｓｌの偏析部分および緻密化の大きい組織表面が切削さ
れて除去され、結果的に陽極酸化性が大きく向上し、得
られるアルマイト皮膜は、厚膜で、硬質で、かつ均質な
ものとなり、耐摩耗性、耐食性の優れたものとなる。ま
た、冷却速度を遅くし、かつ面切削を行うものでは、徐
冷によって表面部分のｃｕ　、Ｓｌの偏析および組織の
緻密化が抑制されるので、面切削の深さを浅くすること
ができて好適となる。よって、本発明法によれば、従来
良好なアルマイト皮膜を得ることが困難であるとされて
いたＡＤＣ１２、ＡＤＣ１０，ＡＣ４Ｂ、ＡＣ８Ｂなど
の鋳造用アルミニウム合金よシなる鋳造物に、良好なア
ルマイト皮膜を間紙な操作で確実に形成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はいずれもこの発明の実験例の結果
を示すグラフであって、第１図は切削の効果を示し、第
２図は冷却速度低減の効果を示す。 第１５Ａ □　４ヘハ几面η・らのツ巨超　（ｍｍ）第２図 一十　パ削量（ｍｍ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｆｉ＋　アルミニウム合金鋳物の表面部分を深さ０．５
   〜５Ｕｔに面切削したのち陽極酸化処理を施すことを特
   徴とするアルミニウム合金鋳物の陽極酸化法。 （２）　鋳型に断熱層を設けるかあるいは鋳型を加熱し
   て、鋳物の表面部分の冷却を遅らせてアルミニウム合金
   鋳物を鋳造し、ついで得られた鋳物の表面部分を深さ０
   ．１〜２ｔｍに面切削したのち陽極酸化処理を施すこと
   を特徴とするアルミニウム合金鋳物の陽極酸化法。