JPS63109195A

JPS63109195A - アルミニウム又はその合金の表面処理方法

Info

Publication number: JPS63109195A
Application number: JP25191486A
Authority: JP
Inventors: Minoru Mitani; 三谷　稔
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-10-24
Filing date: 1986-10-24
Publication date: 1988-05-13
Also published as: JPH0119479B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、アルミニウム又はその合金の表面処理方法に
関する。

〔従来の技術〕

アルミニウム又はその合金を′硝酸、硫酸、クロム酸水
溶液系等の電解液中で陽極酸化して耐蝕性酸化被膜を形
成する方法は、アルマイト処理として公知であり航空機
、自動車、船舶、光学機器、化学工業機器等の各種部品
に広く使用されている。

然しなから、この環アルマイト処理は、陽極酸化被膜を
常温下の電解液中で形成する工程のみでは被膜面が、１
０″〜１０′Ｇ／ｃｆｆｉ２の大密度の多孔性被膜とな
るため、耐蝕性及び耐摩耗性に劣ると云う問題点があっ
た。

このためその多孔性被膜に四フフ化エチレン樹脂をコー
ティングする二次工程が行われているが、この種テフロ
ン加工のアルミニウム酸化被膜材に於いては、テフロン
粒子の直径２０００人が多孔性被膜の穴径２００〜５０
０人より大きいので、樹脂が完全には浸透せず、内部に
空洞を残して表面に被覆層を形成するものであり、その
ため機械加工を施し得ないと云う問題点があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は叙上の観点に立ってなされたものであり、本発
明の目的とするところは、アルミニウム及びアルミニウ
ム合金の部品性能及び寿命を大幅に向上することができ
る耐摩耗性、耐蝕性に優れたアルミニウム又はその合金
の表面処理方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

而して、本発明の目的は、陽極で重合する低重合アクリ
ル樹脂組成物を含む電解液を用い、低温で通電してアク
リル樹脂組成物と複合した陽極酸化被膜を形成すること
を特徴とするアルミニウム又はその合金の表面処理方法
によって達成される。

而して、望ましい実施例に於いてはアクリル樹脂組成物
としては、メタアクリル酸混合物、或いは重量百分比で
ヒドロキシプロピルメタクＩＪ　Ｌ、−トロ８％と、ネ
オペンチルグリコールジメタクリレート１０％と、ポリ
プロピレングリコールメタクリレート１９．５％と、■
、６ヘキサンジオールジグリシジルエーテル１％と、ブ
チルパーオキシオクトエイト１％と、ハイドロキノンモ
ノメチルエーテル５００ＰＰＭと、ジシアンジアミド０
．３％とから成るものを用い、０〜５℃、望ましくは２
〜３℃の処理温度、１〜５Ａ／ｄｍ２の電流密度で処理
することが推奨される。

［作　用〕叙上の如く構成することにより、本発明では、アルミニ
ウム又はその合金の地金上に、形成される多孔性酸化被
膜と共に電解液中のアクリル樹脂組成物が酸イオン化さ
れて重合し、両者が複合して強固かつ緻密な複合被膜を
形成するので、これにより耐摩耗性及び耐蝕性を大幅に
向上させることができ、又、従来行い得なかった機械加
工を可能とすることができるようになり、特にダイキ研
削、フレックスホーン、ホーニング、精密加工仕上等の
精密仕上が可能となるものである。

〔実　施　例〕

以下、本発明の詳細を実施例及び実験例により具体的に
説明する。

第１図は、本発明に係るアルミニウム又はその合金の表
面処理方法を実施する装置の一例を示す説明図、第２図
は、本発明方法により陽極酸化被膜が形成されたアルミ
ニウム又はアルミニウム合金の表皮部分拡大断面図であ
る。

而して、第１図中、１は電解槽、２は直流定電源回路、
３は陽極となるアルミニウム部材、４．４は陰極となる
アルミニウム材、５は電解液である。

電解液５は、硫酸・−−−−−−−−−一−−−・・−−−−・−・
−１８０ｇ／ｌ溶存アルミニウムー・−・・　５ｇ／ｌ
硫酸ニッケル・−一−−・・−−−−一・−５ｇ／／！
アクリル樹脂組成物−・−１０〜１５ｇ　／　１及び残
部水から成り、上記アクリル樹脂組成物は重量百分比で、ヒドロキシプ
ロピルメタクリレート６８％と、ネオペンチルグリコー
ルジメタクリレート１０％と、ポリプロピレングリコー
ルメタクリレート　１９．５％と、ｌ。

６ヘキサンジオールジグリシジルエーテル１％と、ブチ
ルパーオキシオクトエイト１％と、ハイドロキノンモノ
メチルエーテル５００ＰＰＭと、ジシアンジアミド０．
３％とから成るものである。電解中の温度を０〜５℃、
望ましくは２〜３℃の範囲に保持するものである。

本発明の表面処理方法を実施するときは、陽極となるア
ルミニウム部材３と陰極となるアルミニウム材４の表面
積比は２対１にされており、その極間距離は約３０ｃｍ
に設けられており、゛直流定電源回路２により供給され
る電流密度は１〜５Ａ／ｄｍ２の範囲内で選ばれ、所望
の時間通電されるよう構成されるものである。

而して、本発明方法の一実施例では、アルミニウム部材
３に、電解液５を温度Ｏ〜２℃に保って、直流定電源回
路２から両極間に電流密度１．１Ａ／ｄｍ２の定電流を
通電して、陽極酸化被膜を形成させた。

得られた陽極酸化被膜を第２図の表皮部分拡大断面図を
用いて説明する。

第２図中、２１は地金のアルミニウム部材、２２は陽極
酸化被膜、２３はそのバーリヤ層、２４は多孔性被膜部
、２５はアクリル樹脂組成物被膜部である。

而して、陽極酸化被膜２２は前記条件によりアルミニウ
ム部材２１上にバーリヤ層２３が形成されており、パー
リヤ層２３上には多孔性被膜部２４が形成され、その大
向には前記電解液５中のアクリル樹脂組成物が深く浸透
せしめられてアクリル樹脂組成物被膜部２５が形成され
ており、両波膜部により強固かつ緻密な複合被膜が形成
されることとなる。

本発明方法によるときは、この複合被膜はバーリヤ層２
３に近い程硬度が上がり緻密となるので、機械加工する
方がよい。

又・電流密度はアルミニウム合金を処理する場合には１
〜２Ａ／ｄｍ２が最適であり、純アルミニウムの場合に
は７Ａ／ｄｍ２力１望ましく、アルミニウム材の鍋、釜
の場合には５Ａ／ｄｍ２が望ましいものである。

又、本発明方法では形成させる被膜の厚みに応じて電圧
を上げて処理時間を増す必要があり、前記方法により処
理時間を換えて形成した膜厚とその硬度に就いて説明す
る。

３００　Ａ、　２０Ｖで１０分間の通電処理では特に形
成される程の膜厚は得られなかった。３００　Ａ、　２
５Ｖで２０分間の通電処理では２０μｍの膜厚を形成し
た。

その硬度はビッカース硬さでＨｖ＝３５０であった。

以下順次５ｖづつ電圧を上げて１０分づつ通電処理時間
を増して３００　Ａ、　５０Ｖで７０分まで行なったら
、順次膜厚とその硬度は、３０Ｖ、３０分で３０ｐ　ｍ、ｌ１ｖ＝４００３５Ｖ、
４０分で４０μｍ　、　Ｈｖ”　４００４０Ｖ、５０分
で４５ｐｍＳＨｖ＝４５０４５Ｖ、６０分で５０μｍ　
、　Ｈｖ＝　５００５０Ｖ、７０分で５５μｍ　、　Ｈ
ｖ＝　５００となった。

本発明方法による用途例としては、空圧パルプ、シリン
ダ一部品、空気圧補器、コンピュータ一部品、真空吸着
機器、エアーモータ一部品、空気圧トグルプレス部品、
油圧機器等に利用することが推奨される。

以下、各試験結果に就いて説明する。

試験例−１６１３−７６のアルミニウム材のシリンダーパイプを前
記本発明方法によって膜厚が５５μｍ、表面硬度Ｈｖ＝
　５００に処理されたものの耐摩耗性ｐｖ値の試験結果
に就いて説明する。

高炭素クローム鋼、硬度Ｈｖ＝　８００を相手材として
摺動摩擦条件を乾式で荷重４０ｋｇｆ　／ａｍ２、速度
ｖ＝２０ｍ／分で往復面接触させて摺動摩耗試験を行な
った結果、ｐｖ値は８００　ｋｇｆ　／　ｄ　ｍ　２ｍ
　／分であった。

上記に於いてその他の特性としては、テフロン被膜と同
等の潤滑性を示した。

試験例−２Ａ　６０６１Ｔ　Ｄ　−Ｔ　６のアルミニウム合金試験
片（１００Ｘ　１００　Ｘ　２　ｍｍ）を膜厚３０μｍ
に従来の硬質アルマイト処理した場合と本発明方法によ
り処理した場合との摩擦係数及び面粗さに就いて比較す
ると、従来の硬質アルマイトでは、断面硬度がＨｖ＝４
８５、摩擦係数が０．６３２　、面粗さが７．５３であ
ったのに対し、本発明方法では断面硬度がＨＶ＝　４７
６、摩擦係数が０．２１２以下、面粗さが２．５８であ
った。

上記に於いて動摩擦係数測定にはバウデン付着滑り試験
機を用いた。

試験例−３Ａ　６０６１Ｔ　Ｄ　−Ｔ　６のアルミニウム合金試験
片を膜厚５０μｍに従来の硬質アルマイト処理した場合
と本発明方法により処理した場合との動摩擦係数に就い
て比較する。

動摩擦係数は、相手材を焼入鋼とした場合、硬質アルマ
イトでは０．６６、本発明方法では０．２４であリ、硬
鋼を相手材とした場合、硬質アルマイトでは０．６８、
本発明方法では０．３２であり、真鍮を相手材とした場
合、硬質アルマイトでは０．５２、本発明方法では０．
２６であり、硬質クロムメッキ鋼を相手材とした場合、
硬質アルマイトでは０．６６、本発明方法では０．３２
であった。

上記に於いて動摩擦係数測定にはディスク回転、コロ接
触試験機を用いた。

試験例−４Ａ　６０６１Ｔ　Ｄ　−Ｔ　６のアルミニウム合金試験
片を膜厚４０μｍ、硬度Ｈｖ＝　４５０に本発明方法で
処理したものの摺動摩耗試験結果に就いて説明する。

炭素クローム鋼、硬度）１ｖ−８００を相手材として摺
動摩擦条件を乾式で荷重５０ｋｇｆ　／ｅ１１”　、速
度Ｖ＝　５０ｍ　／分で回転接触させて摺動摩耗試験を
行なった結果、１年間異常がなかった。

又、塩水噴霧試験を２０００時間行った結果、異常がな
かった。

〔発明の効果〕

本発明によるときには、従来アルマイトが困難゛とされ
ていたアルミニウム合金の２０００番系やアルミニウム
ダイカストＡ　Ｄ　Ｃ１２にも表面処理ができ、アルミ
ニウム及びその合金に強固かつ緻密な複合被膜を形成す
るので、耐摩耗性及び耐蝕性を大幅に向上させることが
でき、又、従来行い得なかった機械加工を可能とするこ
とができるようになり、特にダイヤ研削、フレックスホ
ーン、ホーニング、精密加工仕上等の精密仕上が可能と
なるものである。

尚、本発明の構成は叙上の実施例に限定されるものでは
なく、例えば、電解液に含まれるアクリル樹脂組成物は
、本発明の目的が達成される範囲であれば他の如何なる
ものでもよく、本発明はその目的の範囲内に於いて上記
の説明から当業者が容易に想到し得る総ての変更実施例
を包摂するものである。

【図面の簡単な説明】

Claims

【特許請求の範囲】１）陽極で重合する低重合アクリル樹脂組成物を含む電
解液を用い、低温で通電してアクリル樹脂組成物と複合
した陽極酸化被膜を形成することを特徴とするアルミニ
ウム又はその合金の表面処理方法。２）アクリル樹脂組成物が、メタアクリル酸混合物であ
る特許請求の範囲第１項記載のアルミニウム又はその合
金の表面処理方法。３）アクリル樹脂組成物が、重量百分比でヒドロキシプ
ロピルメタクリレート６８％と、ネオペンチルグリコー
ルジメタクリレート１０％と、ポリプロピレングリコー
ルメタクリレート１９．５％と、１，６ヘキサンジオー
ルジグリシジルエーテル１％と、ブチルパーオキシオク
トエイト１％と、ハイドロキノンモノメチルエーテル５
００ＰＰＭと、ジシアンジアミド０．３％とから成る特
許請求の範囲第１項記載のアルミニウム又はその合金の
表面処理方法。４）処理温度が、０〜５℃である特許請求の範囲第１項
記載のアルミニウム又はその合金の表面処理方法。５）電流密度が、１〜５Ａ／ｄｍ＾２である特許請求の
範囲第１項記載のアルミニウム又はその合金の表面処理
方法。