JPS6342703B2

JPS6342703B2 -

Info

Publication number: JPS6342703B2
Application number: JP21511184A
Authority: JP
Inventors: Goro Yamauchi; Kishio Arita; Junichi Seki; Eiichi Sakida; Masato Mino; Juzo Matsudaira; Ryoji Takekoshi; Shigemori Myata; Junichi Masuda; Yoshitaka Koide
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1984-10-16
Filing date: 1984-10-16
Publication date: 1988-08-25
Also published as: JPS6196073A

Description

【発明の詳細な説明】

＜産業上の利用分野＞本発明は耐食性、表面導電性、耐摩耗性および
耐熱衝撃性が要求される、たとえば航空宇宙機器
用、精密電気機械機器用、自動車部品用マグネシ
ウム（以下、「Mg」と記す。）またはMg合金の
表面処理方法に関する。＜従来の技術＞航空宇宙機器用、精密電気機器用ならびに自動
車部品用に使用される金属材料は、低消費エネル
ギー化、高性能化のため、Alを始めとする軽合
金が多用されているが、最近、Al合金よりも30
％以上低密度化ができるMg合金が用いられる傾
向にある。しかしながらMgは実用合金の中で最も化学的
に活性であるため防食技術が未だ確立するにはい
たつていない。この理由は通常の化成処理、陽極
酸化処理、湿式めつき、乾式めつきあるいは塗装
等により防錆膜をマグネシウム表面上に付着させ
たとしても、これらの膜中には、ミクロなピンホ
ールが存在するため下地のマグネシウムが表面に
拡散してくるのを防ぎきれず、耐食性の劣化をき
たす。さらに上記の機器は通常電気部品または回
路を内蔵し、安定な接地を得るため、また電磁を
シールドするため防錆膜の表面に金（以下、
「Au」と記す。）、銀（以下、「Ag」と記す。）、銅
（以下、「Cu」と記す。）、ニツケル（以下、「Ni」
と記す。）等の導電性材料からなる皮膜を被着さ
せる必要がある。現状ではMg合金表面に酸化皮膜を付着させた
後、無電解めつきによるNi皮膜を付着させる試
みがなされている。＜発明が解決しようとする問題点＞しかし、上述したMg合金表面の処理方法では
Mg合金の耐食性、表面導電性が十分でないのみ
ならず耐熱衝撃性、耐摩耗性のいずれも十分でな
かつた。本発明は、このような従来のMg又はMg合金
の表面処理技術の欠点を改良するためになされた
ものであつて、特に、Mg又はMg合金材料の耐
食性、表面導電性を改善すると共に、耐熱衝撃性
および耐摩耗性を高めうる表面処理方法を提供し
ようとするものである。＜問題点を解決するための技術手段＞上記問題点を解決するための本発明の表面処理
方法は、Mg又はMg合金の表面に化成処理して
酸化皮膜を形成する第１の工程と、第１の工程に
よつて形成された酸化皮膜上に熱硬化性樹脂膜を
形成する第２の工程と、第２の工程により形成さ
れた熱硬化性樹脂膜上に導電性皮膜を形成する第
３の工程を含むことを特徴とするものである。本
発明にかかる表面処理方法の酸化皮膜としては
Mg又はMg合金材料表面に陽極酸化法により生
成したMg酸化物、アルミニウム（以下、「Al」
と記す。）酸化物、クローム（以下、「Cr」と記
す。）酸化物等が例示できる。また、酸化皮膜上に形成する熱硬化性樹脂材料
として、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、フエノー
ル樹脂、ユリア樹脂、キシレン樹脂、シリコン樹
脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタ
ン樹脂、メタクリレル樹脂、ポリビニルホルマー
ル樹脂、ナイロン樹脂、ポリエステル樹脂の１種
または２種以上よりなる膜を被着させることによ
つて形成される。また、導電性皮膜を形成する材料としてAu、
Ag、Cu、Al、Ni、すず（以下、「Sn」と記す。）
その他の１種又は２種以上の金属又は合金が用い
られ、皮膜の形成には、イオンプレーテイング、
スパツタ蒸着、真空蒸着、無電解メツキその他の
方法により被着される。＜作用＞以上のように、本発明にかかるMgおよびMg
合金お表面処理方法は、MgおよびMg合金表面
に、順次酸化皮膜、熱硬化性樹脂膜および導電性
皮膜の三層の皮膜を被着させてるものであるか
ら、たとえ導電性皮膜、熱硬化性樹脂膜が傷つけ
られても、硬い酸化皮膜が下地のMg又はMg合
金を保護するため耐摩耗性、耐食性が極めて大き
い。また、熱硬化性樹脂膜は耐食性を向上させるだ
けでなく、高分子材料特有の弾力性を有している
ため、この熱硬化性樹脂が最下層の酸化皮膜と最
上層の導電性皮膜間に介在しているために酸化皮
膜と導電性皮膜の熱膨張率差を緩衝する役割を果
し、耐熱衝撃性を向上させている。＜実施例＞つぎに、実施例および比較例に基づいて本発明
の具体的内容について説明する。実施例１ Mg−3wt％Al−1wt％Zn合金板を
Na₂Cr₂O₇120ｇ、CaF₂1.2ｇ、MgF₂1.2ｇを１
の水に溶かした混合水溶液中に60分浸し、いわゆ
る化成処理を施すことにより、この合金表面上に
20A厚さの酸化皮膜を生成させた。この酸化皮膜上にメラミン樹脂を40μｍ厚さに
塗布した後、この合金板を大気中湿度30％、温度
35℃のもとで72時間放置し、塗布したメラミン樹
脂を完全に乾燥させた。さらに、この塗膜上に、イオンプレーテイング
により、5μｍ厚さのAu膜を生成させた。かくし
て得られた合金板試料を実施例試料１と名付け
た。実施例２ Mg−6wt％Al−0.5wt％Zn合金板に実施例１
と同様な化成処理により、酸化皮膜を20A付着さ
せた。この酸化皮膜の上にエポキシ樹脂を7μｍ
厚さ塗布し、大気中湿度40％、温度30℃のもとで
48時間放置し、塗布したエポキシ樹脂を完全に固
化させた。さらに、この塗膜上にスパツタリングにより
0.5μｍの厚さに金膜を付着させた。かくして得ら
れた合金板試料を実施例試料２と名付けた。実施例３ Mg−9wt％Al−1.0wt％Zn合金板に実施例１
と同様な化成処理により酸化皮膜を30A付着させ
た。この酸化皮膜の上に、フエノール樹脂を10μ
ｍ塗布し、大気中湿度60％、温度38℃のもとで24
時間放置し、塗布したフエノール樹脂を完全に固
化させた。さらに、この塗膜の上に真空蒸着により10μｍ
の厚さのAu膜を付着させた。かくして得られた
合金板試料を実施例試料３と名付けた。実施例４ Mg−3wt％Al−1wt％Zn合金板をNa₂Cr₂O₇、
CaF₂、MgF₂混合溶液中に60分浸し、この合金表
面上に酸化皮膜を生成させたこの酸化皮膜上にメラミン樹脂を塗布した後、
この合金板を大気中湿度30％、温度35℃のもとで
72時間放置し、塗布したメラミン樹脂を完全に乾
燥させた。さらに、この合金板上にスパツタリングにより
厚さ10μｍのAu膜を生成させた。かくして得られ
た合金板試料を実施例試料４と名付けた。実施例５ Mg−3wt％Al−1wt％Zn合金板をNa₂Cr₂O₇、
CaF₂、MgF₂混合溶液中に60分浸し、この合金表
面上に酸化皮膜を生成させた。この酸化皮膜上にメラミン樹脂を塗布した後、
この合金板を大気中湿度30％、温度35℃のもとで
72時間放置し、塗布したメラミン樹脂を完全に乾
燥させた。さらに、この合金板上にイオンプレーテイング
によりAu膜を生成させた。かくして得られた合
金板試料を実施例試料５と名付けた。比較例１ Mg−3wt％Al−1wt％Znの合金板を
Na₂Cr₂O₇：120ｇ、CaF₂：1.2ｇを１の水に溶
かした水溶液中に60分浸し、いわゆる化成処理を
施すことにより、この合金表面上に厚さ20Aの酸
化皮膜を生成させた。ついで、この酸化皮膜上にイオンプレーテイン
グ法により5μｍ厚さのAu膜を生成させた。かくして得られた合金板試料を比較例試料１と
名付けた。比較例２ Mg−3wt％Al−1wt％Znの合金板を上に厚さ
40μｍのメラミン樹脂を塗布した後、この合金板
を大気中湿度30％、温度35℃の条件で72時間放置
し、塗布したメラミン樹脂を完全に乾燥させた。ついで、この合金板上にイオンプレーテイング
法により、厚さ1.5μｍのAu膜を被着させた。かくして得られた合金板試料を比較例試料２と
名付けた。次に、上述の実施例１〜５および比較例１〜２
により得られた実施例試料１〜５および比較例試
料１〜２の耐食性、表面導電性および耐熱衝撃性
能について測定した結果を表−１に示す。この耐食性、表面導電性および耐熱衝性能試験
はそれぞれ塩水噴霧試験、接触荷重抵抗および熱
衝撃試験について測定した。

【表】

【表】ただし、表−１中の性能試験、塩水噴霧試験、
接触荷重抵抗および熱衝撃試験は、下記基準にし
たがつて行つた。塩水噴霧試験： 35℃に加熱した合金板試料に対し、５％の
NaCl溶液を噴霧し、腐蝕を生じるまでの時間
から耐食性を判定した。接触荷重抵抗：電極に10ｇ荷重したときの合金試料における
電気抵抗値の大小で、表面導電性能を判定し
た。熱衝撃試験：合金板試料を、−190℃と＋100℃で30分づつ
保持して繰り返し熱サイクルせしめ、膜の剥
離、ひび割れ、変質がおきるまでの回数により
耐熱衝撃性の良否を判定した。したがつて、表−１の結果から、本発明にした
がつて作製した実施例試料１〜５は塩水噴霧試験
に対し、いずれも1000時間経過後も腐蝕を発生せ
ず、本発明の表面処理方法で優れた耐食性が得ら
れることが判る。一方、合金板試料上に、陽極酸
化皮膜あるいは有機樹脂膜上にAu膜を被着させ
た場合は、上記と同一条件の塩水噴霧試験を行う
と、２時間経過後に、すでに腐食が進行し、耐食
性が乏しいことが判る。また、本発明の表面処理方法により、酸化皮
膜、有機塗料膜、Au膜を付着させたMg合金板の
接触抵抗の測定値は、1.2ｍΩという低い接触抵
抗を示すのに対し、比較例試料は１Ωの接触抵抗
を示し、本発明の表面処理方法が、低い接触抵抗
を可能にし、安定な接地が取れ、また電磁波をシ
ールドできるため電気機器関連部品等に広く適用
できることが明らかとなつた。さらに、本発明の表面処理法では、酸化皮膜と
Au膜の中間に有機塗料膜を挿入してあるため、
この塗料膜の存在が、酸化皮膜とAu膜の熱膨張
率の差を緩衝させる役割りを果す。事実、本発明
の表面処理方法を施したMg合金膜を−190℃と
＋100℃を各々30分づつ保持する熱衝撃試験を施
したところ、１万回の周期を経過後も、膜のはが
れ、ひび割れ、変質が起きず、優れた耐熱衝撃性
を示した。これに対し、比較例の場合は、７回の
熱サイクルで皮膜の剥離、ひび割れ、変質を生じ
ることが判つた。この現象は、合金板試料上に化
成処理酸化膜を設けずに直接メラミン樹脂膜を介
して、Au膜を設けた比較例２の場合も、メラミ
ン樹脂膜と合金板試料との接着性が悪いために耐
熱衝撃性は低いものにしていることが判つた。本実施例ではMg合金板としてMg、AlのZn合
金板を使用し、熱硬化性樹脂膜としてメラミン樹
脂膜、エポキシ樹脂膜、フエノール樹脂膜を使用
し、導電性皮膜にAu膜を使用したものについて
示したが本発明の方法は他のMg合金又は純Mg
にも適用できる。化成処理による酸化皮膜は緻密
に生成されるので膜厚が薄くとも耐食性、耐摩耗
性の高い皮膜が得られ、かつNaOH（HO・
CH₂・CH₂）₂O、Na₂C₂O₄の混合水溶液その他も
利用できる。熱硬化性樹脂には実施例に示したものの外、ユ
リア樹脂、シリコン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリ
ウレタン樹脂、ナイロン樹脂その他の樹脂を用い
ることができる。また導電層を形成する金属とし
ては、Auに限らず、Ag、Cu、Al、Ni、Suその
他の金属又は金属を用いることができるのは言う
までもない。金属層の形成には無電解めつきその
他の方法も可能である。＜発明の効果＞以上説明したように、本発明のMg合金表面処
理方法はMgおよびMg合金の欠点である耐食性
を著しく向上させることができるのみでなく、表
面導電性を確保できること、さらには耐熱衝撃
性、耐摩耗性を向上させることができるから、航
空宇宙機器、精密電機機械機器、自動車部品への
広範なMg合金の普及を可能ならしめる。

Claims

【特許請求の範囲】

１マグネシウム又はマグネシウム合金の表面に
化成処理して酸化皮膜を形成する第１の工程と、
第１の工程によつて形成された酸化皮膜上に熱硬
化性樹脂膜を形成する第２の工程と、第２の工程
により形成された熱硬化性樹脂膜上に導電性皮膜
を形成する第３の工程を含むことを特徴とするマ
グネシウムおよびマグネシウム合金の表面処理方
法。