JPS6237714B2

JPS6237714B2 -

Info

Publication number: JPS6237714B2
Application number: JP57148744A
Authority: JP
Inventors: Shichiro Furukawa; Yutaka Nakagishi; Shigeru Yamato
Original assignee: Okuno Chemical Industries Co Ltd
Current assignee: Okuno Chemical Industries Co Ltd
Priority date: 1982-08-26
Filing date: 1982-08-26
Publication date: 1987-08-13
Also published as: JPS5938388A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、アルミニウム合金鋳物又はアルミニ
ウム合金ダイカストの表面処理方法に関する。アルミニウム合金鋳物及びアルミニウム合金ダ
イカストは、JIS H5205及びJIS H5302に夫々規
定された組成を有しており、一般的な展伸材に比
してSi，Mg，Cu，Fe等の添加金属元素量が非常
に多い。これ等の添加成分は、鋳造性、切削性等
を大巾に改善するが、一方では、湯じわ、湯境、
巣穴等の原因となり、表面処理後の外観を損う要
因の一つともなつている。又、化学研摩後におい
ても、上記合金の陽極酸化処理は、困難であり、
陽極酸化皮膜形成能のある一部の合金を除いて
は、鋳造のまま使用するか或いは含銅シルミン系
合金等については塗装による表面処理を行なつて
いる場合もある。高ケイ素含銅合金等の表面処理
には、弗酸―濃硝酸、弗化物―濃硫酸、濃硝酸―
濃塩酸等の浴が提案されているが、これ等の浴に
は、以下の如き欠点が存在する。 (イ) 含有水分量によつて反応速度が大きく異な
り、作業条件を常に適切に設定することは困難
である。 (ロ) 反応速度が大きく且つ発熱反応である為、連
続作業を行なつた場合の製品品質の均一性に欠
ける。 (ハ) 窒素酸化物（NOX）の発生量が多い。 (ニ) 反応が激しい為、被処理材料の凹凸が甚だし
い。 (ホ) 塩酸系の浴では、被処理材料に灰色の着色が
認められる。本発明者は、アルミニウム合金鋳物及びアルミ
ニウム合金ダイカストの表面処理における種々の
問題点に鑑みて、研究を重ねた結果、弗酸及び／
又は弗素化合物、リン酸並びに硝酸を含有する浴
液がこれ等の問題点を大巾に軽減若しくは実質的
に解消させ得ることを見出した。即ち、本発明
は、アルミニウム合金鋳物又はアルミニウム合金
ダイカストを弗酸及び弗素化合物の少なくとも１
種、リン酸並びに硝酸を含有する浴液で処理する
ことを特徴とするアルミニウム合金鋳物又はアル
ミニウム合金ダイカストの表面処理方法に係る。以下本発明浴液を構成する各成分について詳し
く説明する。 (i) 弗酸及び弗素化合物は、夫々単独で使用して
も良く、或いは２種以上を併用しても良い。本
発明で使用する弗素化合物としては、NaF，
KF，NH₄F，NH₄HF₂，KHF₂等が溶解度、価
格等の点で工業的に有利であるが、強酸性溶液
に可溶性のケイ弗化合物、弗化金属塩等も使用
可能である。弗酸及び／又は弗素化合物の量
は、浴液中弗素イオンとして２〜15重量％（以
下単に％とあるのは、重量％を示す）とするこ
とが好ましい。この量が２％未満では、表面処
理効果が十分に発揮されない為、反応速度が遅
く、被処理物表面からのスマツト除去が不十分
であり、製品としての外観が劣る。15％を上回
る場合には、NOXの発生量が急激に増大し、
作業条件を悪化させる。 (ii) リン酸の量は、浴液中35〜75％とすることが
好ましい。リン酸の量が35％未満の場合には、
スマツトの除去が十分でなく、NOX発生量も
増大するのに対し、75％を上回ると、反応速度
が遅くなる。 (iii) 硝酸の量は、浴液中２〜25％とすることが好
ましい。硝酸の量が２％未満の場合には、反応
速度が遅く、スマツトの除去が十分に行なわれ
得ず、製品の外観が劣る。一方、硝酸の量が25
％を超えるとNOXの発生量が大となり、作業
条件を劣化させる。尚、本発明浴液には、アルミニウム合金展伸材
の浴液に加えられている公知の添加剤を併用する
ことを妨げない。即ち、反応を抑制し、NOXの
発生を減少させ、反応速度を調整する等の目的
で、ポリビニルピロリドン等の水浴性高分子物
質、界面活性剤、尿素、スルフアミン酸塩、酢
酸、酢酸塩、グアニジン塩、カルバメート等を本
発明浴液に添加することより、更に効果を改善す
ることができる。本発明方法は、通常次の様にして実施される。
弗酸及び弗素化合物の少なくとも１種、リン酸並
びに硝酸を含有する水溶液中に被処理材料たるア
ルミニウム合金鋳物又はアルミニウム合金ダイカ
ストを温度０〜40℃程度、時間10〜180秒程度の
条件で浸漬し、表面処理する。尚、本発明においては、必要に応じ脱脂処理を
行なうことを妨げない。即ち、Al合金ダイカス
ト及び鋳物を金型鋳造する場合、使用する離形剤
の種類によつては（例えば油、シリコンオイル
等）、これが加熱により成形品の表面に強固に付
着することがある。離形剤が付着した状態で、成
形品の処理を行なう場合には、成形品に処理ムラ
等を生じやすいので、脱脂処理が必要となる。脱
脂浴は、通常Al展伸材に用いられているものを
使用することが出来るが、アルカリ性脱脂浴は、
素材の溶解量が大きいので、処理条件に留意する
必要がある。実用的には、硫酸、硝酸、及びこれ
等の混酸等の酸水溶液及び／又は界面活性剤水溶
液により脱脂し、水洗することが好ましい。本発明方法によれば、以下の如き顕著な効果が
達成される。 (a) 反応速度を適正範囲内で制御することが出来
る。 (b) 単位面積当りの発熱量が少ない。 (c) NOX発生量が少ない。 (d) 製品の表面アラサが少なく、製品品質が均一
となる。 (e) 全体としての外観に優れている。 (f) 本発明方法により表面処理した製品は、更に
化学被膜処理、塗装、陽化酸化処理に供するこ
とが出来、その有用性を更に高めることが出来
る。 (g) 本発明方法により表面処理した製品を更に湿
式ブラスト処理、バレル研摩処理等に供する場
合には、短時間で鏡面光沢を与えることが出
来、外観の優れた最終製品が得られる。 (h) 本発明により表面処理し、更に陽極酸化処理
した皮膜は、染料を良好に吸着するので、染色
性に極めて優れている。以下実施例及び比較例を示し、本発明方法の特
徴とするところをより一層明らかにする。尚、実施例及び比較例に示す試験結果は、以下
の様にして判定した。１溶出厚の測定重さ38.95〜39.45ｇ、表面積128.5cm²のダイカス
ト用アルミニウム合金（JIS H5302、ADC12）の
成形品を25℃の浴液に所定時間浸漬処理した後、
重量減少量を測定し、ADC12の比重を勘案して
溶出厚（μｍ）を算出した。２表面サラサの測定 ADC12の板状品（３mm×50mm×100mm）をバフ
研摩し、25℃の浴液に所定時間浸漬した後、JIS
B0601による十点平均アラサ（Rz）を測定した。３ NOX発生量の測定 ADC12の板状品（３mm×50mm×100mm）25℃の
浴液に所定時間浸漬し、発生するNOXを２％
NaOH水溶液に吸収させ、消費されたNaOH量か
らNOXを算出した。４スマツトの除去状況 ADC12の板状品（３mm×50mm×100mm）を25℃
の浴液に所定時間浸漬した後、肉眼により判定し
た。 ◎…完全除去。〇…注意してみると僅かにスマツ
トが残存している。△…スマツトが若干認められ
る。×…スマツトの残存が多い。５発熱温度の測定 ADC12の板状品（３mm×50mm×100mm）を20℃
の浴液１に浸漬し、10分後の浴液の温度を測定
した。６外観 ADC12の板状品（３mm×50mm×100mm）を25℃
の浴液に所定時間浸漬した後、湯じわ、湯境、巣
穴等の有無を肉眼により総合的に判定した。 ◎…全く発生しない。〇…ほとんど発生していな
い。△…発生している。×…発生が非常に多い。７反応速度 ADC12の板状品（３mm×50mm×100mm）を25℃
の浴液に浸漬すると、反応初期には表面に黒褐色
のスマツトが局部的又は全面に発生し、時間の経
過とともにスマツトが溶解する。この全面のスマ
ツトが除去されるまでの時間（秒数）を測定し
た。実施例１第１表に示す組成の浴に25℃で60秒間にわたり
ADC12の板状品（３mm×50mm×100mm）を浸漬
し、上記の要領でNOX発生量、スマツトの除去
状況、反応速度及び外観を判定した。結果は、第
１表に示す通りである。尚、本実施例及び以下の実施例並びに比較例に
おいて、各試料は、所定の浸漬処理に先立つて温
度50℃の20％硫酸により４分間脱脂処理され、水
洗された。

【表】

【表】実施例２リン酸60％、硝酸10％、弗素イオンとして弗酸
６％及び残部水からなる浴液にADC12の板状品
又は成形品を浸漬し、前記の要領で溶出厚の測
定、表面アラサの測定、NOX発生量の測定、発
熱温度の測定及び外観の判定を行なつた。結果
は、第２表に示す通りである。比較例１弗素イオンとして弗酸５％、硝酸15％及び残部
水からなる浴液を使用する以外は実施例２と同様
にして各種の測定及び判定を行なつた。結果は、
第２表に示す通りである。比較例２硫酸２％、弗素イオンとして弗酸３％及び残部
水からなる浴液を使用する以外は実施例２と同様
にして各種の測定及び判定を行ない、第２表に示
す結果を得た。比較例３酸性弗化アンモニウム30％、硫酸30％、硝酸15
％及び残部水からなる浴液を使用する以外は実施
例２と同様にして各種の測定及び判定を行なつ
た。結果は、第２表に示す通りである。比較例４硝酸40％、塩酸20％及び残部水からなる浴液を
使用する以外は実施例２と同様にして各種の測定
及び判定を行ない、第２表に示す結果を得た。

【表】

【表】参考例１実施例２のNo.３、比較例１のNo.３、比較例２の
No.３及び比較例３のNo.３により得られた処理成形
品を更に以下の処理に供した。 (i) 振動バレル研摩機（敷島チツプトン(株)製、型
式CL―50）により10分間研摩する。 (ii) 研摩後の成型品を再度脱脂処理する。 (iii) 活性化を終えた成型品を硫酸180ｇ／を含
む浴に浸漬し、温度23±１℃、電圧18V、電流
密度5A／ｄm²の条件下に50分にわたり陽極酸
化処理を行なう。 (iv) 陽極酸化処理を終えた成型品を染料(A)〔保土
谷化学工業(株)製、TACブラツク419〕10ｇ／
を含む染色浴又は染料(B)〔保土谷化学工業(株)
製、TAブルー502〕10ｇ／を含む染色浴又
は染料(C)〔保土谷化学工業(株)製、TACオレン
ジ302〕５ｇ／を含む染色浴に浸漬し、60℃
で10分間染色処理する。 (v) 染色処理を終えた成型品を酢酸ニツケル系封
孔剤〔奥野製薬工業(株)製、トツプシールDX―
200〕７ｇ／を含む封孔処理浴に95℃で10分
間浸漬処理する。かくして得られた処理品を下記の要領で判定し
た結果は、第３表に示す通りである。１染料吸着量封孔処理を終えた成型品を10％NaOH水溶液に
浸漬して陽極酸化皮膜を溶解させ、皮膜に吸着さ
れていた染料の吸光度を求め、染料吸着量を求め
た。２染色不良率染色及び封孔処理を終えた成型品の未染色部の
表面積を100分率で示した。尚、この結果は、試
料10個についての平均値である。３染色性封孔処理を終えた成型品について下記の基準に
従つて肉眼により判定した。 ◎…均一に染色されていて、全体として染色ムラ
による濃淡が全くない。〇…ほぼ均一に染色されていて、全体としても染
色ムラによる濃淡がほとんどない。 △…染色が若干不均一で、全体としても染色ムラ
による濃淡が認められる。 ×…染色が不均一で、全体として染色ムラによる
濃淡が顕著に認められる。

【表】

【表】参考例２硝酸15％、リン酸50％及び下記の弗素化合物
（フツ素イオン濃度５％）並びに残部水からなる
浴に、アルミニウム合金鋳物AC4B及びAC8A並
びにアルミニウム合金ダイカストADC1及び
ADC10の成形品を25℃で60秒間浸漬した後、振
動バレル研摩又はブラスト研摩し、夫々の表面が
均一光輝性を示すまでの時間を測定した。結果
は、第４表に示す通りである。尚、第４表は、比
較例１〜４の各浴に上記と同様の成形品を25℃で
60秒間浸漬した後、振動バレル研摩又はブラスト
研摩した結果を併せて示す。

【表】

【表】参考例３アルミニウム合金鋳物AC4B及びAC8C並びに
アルミニウム合金ダイカストADC3及びADC12の
成形品を硫酸20％及びノニオン界面活性剤１％を
含む浴に40℃で３分間浸漬して脱脂を行なつた。
次いで、各成形品をリン酸65％、酸性弗化アンモ
ニウム10％、硝酸10％及び残部水からなる浴によ
り30℃で90秒間処理した後、参考例２と同様にし
て振動バレル研摩又はブラスト研摩し、更に硫酸
20％溶液中で温度23℃、電圧16〜19V、電流密度
１〜2A／ｄm²の条件下に40分間にわたり陽極酸
化処理を行なつた。次に、該成形品を下記染色浴
(A)〜(D)のいずれかに浸漬し、60℃で10分間染色処
理した後、酢酸ニツケルを１％含む浴に95℃で10
分間浸漬して封孔処理した。結果は、No.１〜６と
して第５表に示す通りである。又、No.７〜14は、
比較例１〜４と同様にして前処理したものについ
ての結果を示す。染色浴(A)：商標名「TACブラツク419」（保土
谷化学(株)製）10ｇ／を含む。染色浴(B)：商標名「TACブルー502」（保土谷
化学(株)製）10ｇ／を含む。染色浴(C)：商標名「TACオレンジ302」（保土
谷化学(株)製）５ｇ／を含む。染色浴(D)：商標名「TACブラツク415」（保土
谷化学(株)製）10ｇ／を含む。

【表】参考例４アルミニウム合金鋳物AC3A及びAC8A並びに
アルミニウム合金ダイカストADC1及びADC12の
成形品を硫酸15％及びノニオン界面活性剤１％を
含む浴に40℃で５分間浸漬して脱脂した。次い
で、各成形品をリン酸55％、弗化カリウム10％、
硝酸15％及び残部水からなる浴により30℃で90秒
間処理した後、参考例２と同様にして振動バレル
研摩又はブラスト研摩した。次に、各成形品をア
ルミニウム合金展伸材と同様にして化学皮膜処理
又は陽極酸化処理及び封孔処理した後、塗装（ス
プレー、静電、浸漬又は電着）し、各成形品の外
観を判定するとともに、密着性、耐薬品性等の試
験を行なつた。結果は、第６表及び第７表にNo.１
〜８として示す通りである。尚、第６表及び第７
表のNo.９〜16は、比較例１〜４と同様にして前処
理した場合の結果を示す。

【表】第６表中の(イ)〜(ト)の詳細は以下の通りである。 (イ)：クロム酸塩系浴（イリダイト＃14−９、米国
イリダイトリサーチプロダクト社製、濃度2.25
ｇ／、PH1.8〜2.4）により20℃で60秒処理す
る。 (ロ)：クロム酸塩系浴（アロジン＃1200、日本ペイ
ント(株)製、濃度13〜８ポイント）により30℃で
60秒間処理する。 (ハ)：実施例４と同様にする。 (ニ)：イオン交換水により85℃で10分間浸漬処理す
る。 (ホ)：40℃の26wt％水溶性浸漬塗料（熱硬化性ア
クリル樹樹脂塗料）中に試験片を浸漬したの
ち、約１ｍ／分の速度で引上げ、35℃の温度で
10分間放置し、ついで180℃で40分間加熱乾燥
して膜厚約８μの塗装皮膜を得る。 (ヘ)：22℃の12wt％の水溶性電着塗料（熱硬化性
アクリル樹脂塗料）中に試料を浸漬して、陽極
とし、対極として設けられたステンレス鋼陰極
との間に、140〜180Vの直流電圧をかけて２分
間通電し、ついで水洗した後180℃で40分間加
熱乾燥し、膜厚８μの塗膜を得る。 (ト)：シンナーで１：１に希釈した熱硬化性アクリ
ル樹脂塗料を空気圧４Kg／cm²でエヤースプレー
して10分間放置し、ついで、180℃で20分間加
熱乾燥して膜厚８μの静電塗膜を得る。

【表】

【表】第７表に結果を示す各試験方法の詳細は、以下
の通りである。 (a) 塗膜付着性；JIS A4706の付着性試験による
判定。 (b) 耐アルカリ性；JIS A4706に準ずる接触試験
判定。（１％NaOH72時間後の判
定。） (c) 耐塩酸性；JIS A4706に準ずる接触試験判定
において、薬品を５％Hclにかえて
試験判定を行なう。（５％HCl72時
間後の判定） (d) 耐沸騰水性；98℃以上の沸騰水中に６時間浸
漬後判定。なお判定基準は、下記の記号で表わす。 ◎…異常なく優秀〇…良好 △…悪い ×…非常に悪い。

Claims

【特許請求の範囲】

１アルミニウム合金鋳物又はアルミニウム合金
ダイカストを弗酸及び弗素化合物の少なくとも１
種、リン酸並びに硝酸を含有する浴液で処理する
ことを特徴とするアルミニウム合金鋳物又はアル
ミニウム合金ダイカストの表面処理方法。