TW201527602A - 鋁材之陽極氧化處理方法 - Google Patents
鋁材之陽極氧化處理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TW201527602A TW201527602A TW103127607A TW103127607A TW201527602A TW 201527602 A TW201527602 A TW 201527602A TW 103127607 A TW103127607 A TW 103127607A TW 103127607 A TW103127607 A TW 103127607A TW 201527602 A TW201527602 A TW 201527602A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- treatment
- aluminum material
- anodizing
- film
- aluminum
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 87
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000002048 anodisation reaction Methods 0.000 title abstract description 9
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 111
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 107
- 238000007743 anodising Methods 0.000 claims abstract description 85
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 33
- 150000007519 polyprotic acids Polymers 0.000 claims abstract description 27
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 57
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 27
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 27
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 18
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 10
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 7
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000010407 anodic oxide Substances 0.000 description 6
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 4
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 3
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 2
- 238000012552 review Methods 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 description 1
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011260 aqueous acid Substances 0.000 description 1
- 238000003339 best practice Methods 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L chromic acid Substances O[Cr](O)(=O)=O KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000010273 cold forging Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 1
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N furo[3,4-b]pyrazine-5,7-dione Chemical compound C1=CN=C2C(=O)OC(=O)C2=N1 AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 description 1
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B29/00—Machines or devices for polishing surfaces on work by means of tools made of soft or flexible material with or without the application of solid or liquid polishing agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F3/00—Brightening metals by chemical means
- C23F3/02—Light metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
- C25D11/06—Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
- C25D11/06—Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used
- C25D11/08—Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used containing inorganic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
- C25D11/06—Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used
- C25D11/10—Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used containing organic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
- C25D11/12—Anodising more than once, e.g. in different baths
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
- C25D11/16—Pretreatment, e.g. desmutting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
- C25D11/18—After-treatment, e.g. pore-sealing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
- C25D11/18—After-treatment, e.g. pore-sealing
- C25D11/20—Electrolytic after-treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
- C25D11/18—After-treatment, e.g. pore-sealing
- C25D11/24—Chemical after-treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25F—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC REMOVAL OF MATERIALS FROM OBJECTS; APPARATUS THEREFOR
- C25F3/00—Electrolytic etching or polishing
- C25F3/16—Polishing
- C25F3/18—Polishing of light metals
- C25F3/20—Polishing of light metals of aluminium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
提供對於由鋁或鋁合金所構成之鋁材，
力圖不使結晶粒模樣明顯化，可以處理電壓10V以上形成多孔型的陽極氧化皮膜之鋁材之陽極氧化處理方法。
為使鋁材在由多元酸水溶液所構成的處
理浴中、目的電壓10V以上的處理條件進行陽極氧化處理，於前述鋁材的表面形成陽極氧化皮膜的鋁材之陽極氧化處理方法，其特徵為作為前述陽極氧化處理之前處理，在由多元酸水溶液所構成的處理浴中、電壓6V以下的處理條件，陽極氧化處理至電量成為0.05C/cm2以上，並於前述鋁材的表面形成預成皮膜(preformed film)。
Description
本發明為關於使由鋁或鋁合金所構成之鋁材
在由多元酸水溶液所構成之處理浴中，特定的電壓下進行陽極氧化處理，於表面形成多孔性陽極氧化皮膜之鋁材之陽極氧化處理方法者，尤其關於能盡可能抑制藉由陽極氧化處理而導致結晶粒模樣明顯化之鋁材之陽極氧化處理方法。
鋁材，因鋁本身易被酸或鹼等侵蝕，為了賦予耐蝕性或耐摩耗性等，一般廣泛進行在電解質溶液中，以鋁材作為陽極進行通電，於其表面形成氧化鋁(Al2O3)之皮膜(陽極氧化皮膜)之陽極氧化處理。而，例如在作為電解質使用硫酸、草酸、磷酸等的酸水溶液之陽極氧化處理中，藉由該陽極氧化處理，雖形成被稱為多孔型皮膜之陽極氧化皮膜，但該多孔型皮膜係由稱為阻隔層之內側(鋁側)之緻密的皮膜、與形成於其外側、具有多數的孔且被稱為多孔層之多孔性之皮膜所構成，陽極氧化處理初期，首先生成對應處理電壓的阻隔層，之後
於阻隔層產生多數的孔，此等多數的孔成長而形成多孔層。
而，在陽極氧化處理前之鋁材中，通常材料
中存在的結晶粒造成的模樣(結晶粒模樣)雖無法以肉眼辨識，但進行上述陽極氧化處理則主要因結晶粒的方位之差異，而以結晶粒模樣明顯化。
關於該陽極氧化處理後的鋁材中結晶粒模
樣，亦提案將其把握作為裝飾性高者，強制使結晶方位之差異鮮明地表現，使光反射所致之結晶粒模樣明顯化之技術(例如專利文獻1作為參考)，但例如在門把或圍籬等的住宅用構件、把手或曲柄等的自行車用構件、車門框或內面板等的車輛用構件、飾品或時鐘等的裝飾構件、反射鏡或相機等的光學製品用構件、印刷用輥等的用途中，有重視其外觀或其均勻性之場合，如此結晶粒模樣顯著則有被判斷為外觀不良之情形。
該陽極氧化處理後的鋁材中結晶粒模樣之問
題，在鋁材中鋁純度(Al純度)高的場合，因結晶粒尺寸變大而更明顯化，又，鋁材的表面在經以磨光加工等的切削加工、拋光研磨、電解研磨、化學研磨等的鏡面加工手段鏡面處理的場合，亦更明顯化。
因此，作為使上述般陽極氧化處理後的鋁材
的表面中結晶粒模樣變得無法以目視辨認的方法方面，認為有於陽極氧化處理前之鋁材的鑄造時，藉由調節其冷卻速度、或者實施冷間鍛造等的加工，使鋁材中存在的結晶
粒大小比目視可確認的尺寸(約100μm)小，藉此使表觀上結晶粒模樣變不明顯的方法。
但是，有因製品而鋁之加工方法受限定，使
結晶粒大小變小有其限度，又，尤其鋁材為Al純度高的材料且在於其製造時需要熱處理之材料，使結晶粒之大小小至100μm以下在技術上有困難，又，就算可使結晶粒之大小變小，在鋁材中結晶粒凝集的場合，在外觀有看來像一個大的結晶粒之情形，且難以得到均勻的外觀。
然而，專利文獻2中，為了防止起因結晶粒
的方位差而化學蝕刻時易產生的稱為條紋之褶皺狀的條痕或稱為面質不均之粗糙狀的處理不均，提案於陽極氧化處理前進行(1)去污處理、(2)在鹽酸水溶液中使用特定的周波數的交流電壓進行之電量1~300C/dm2之預備電化學粗面化處理、(3)在鹽酸水溶液中進行之電化學粗面化處理、(4)在特定量的蝕刻處理及/或鹽酸水溶液中進行之去污處理，製造表面形狀被改良的平版印刷板用鋁支持體。但是，在該方法進行的預備電化學粗面化處理為在一元酸中，以電化學將鋁溶解，進行粗面化之蝕刻處理，且非藉由陽極氧化處理，形成多孔型的陽極氧化皮膜者。
[專利文獻1]日本特開2005-097,735號公報
[專利文獻2]日本特開2001-011,699號公報
在此，本發明者們對因陽極氧化處理而結晶粒模樣明顯化之原因，進行詳細調査檢討結果，發現在陽極氧化處理後的鋁材中，在鋁金屬(Al)/阻隔層(Al2O3)之界面的形狀，在方位相異的結晶粒而不同。亦即，根據本發明者們之檢討，在陽極氧化處理中，皮膜形成的初期先形成阻隔層，之後於所形成的皮膜開始開孔，但結晶粒存在方位之差異，則因該結晶粒的方位之差異而孔的產生時產生差異，因而在鋁金屬(Al)/阻隔層(Al2O3)之界面生成的多數的孔，形成在形狀或凹凸上微細之差異，該形成之多數的孔中微細的差異，亦反應在之後多數的孔成長而形成之多孔層中。而，如此所形成的陽極氧化皮膜之多數的孔中微細的差異，其差即使極小，當表面照到光時被強調，以結晶粒模樣明顯化，成為陽極氧化處理後的鋁材中無法形成均勻的外觀之原因。
而，本發明者們根據該檢討結果，進一步探討與結晶粒的方位無關，使鋁金屬(Al)/阻隔層(Al2O3)界面產生之多數的孔盡可能為一樣的方法之結果，發現在以10V以上的目的電壓之陽極氧化處理前，藉由預先以低電壓、進行陽極氧化處理至特定的電量為止，藉此於鋁材的表面預先形成具有細且均勻的多數的孔之預成皮膜，在之後的目的電壓下之陽極氧化處理中，可形成
具有均勻形狀的孔之多孔層，可力圖防止在陽極氧化處理後的鋁材中結晶粒模樣明顯化，而完成本發明。
因此，本發明的目的為提供對於由鋁或鋁合
金所構成之鋁材，力圖不使結晶粒模樣明顯化，在處理電壓10V以上可形成多孔型的多孔性陽極氧化皮膜之鋁材之陽極氧化處理方法。
亦即，本發明為使由鋁或鋁合金所構成之鋁材在由多元酸水溶液所構成的處理浴中、目的電壓10V以上的處理條件進行陽極氧化處理，於前述鋁材的表面形成多孔性陽極氧化皮膜的鋁材之陽極氧化處理方法，其特徵為作為前述陽極氧化處理之前處理，在由多元酸水溶液所構成的處理浴中、電壓6V以下的處理條件，陽極氧化處理至電量成為0.05C/cm2以上，於前述鋁材的表面形成多孔性預成皮膜。
本發明中，關於陽極氧化處理對象之由鋁或鋁合金所構成之鋁材，無特別限制，在由多元酸水溶液所構成的處理浴中、目的電壓10V以上的處理條件進行陽極氧化處理，表面形成多孔型的陽極氧化皮膜時，起因鋁材存在之結晶粒而結晶粒模樣明顯化者為對象，尤其Al純度高且材料中存在的結晶粒之大小在100μm以上，結晶粒模樣易明顯化的Al純度高的材質者，例如純度99.99%以上的高純度鋁材料等。又，關於該鋁材，即使其表面經
拋光研磨、電解研磨、切削加工、及化學研磨等的鏡面加工手段鏡面處理之場合，因結晶粒模樣仍易明顯化，故本發明對於如此表面經鏡面處理的鋁材亦有效果。
又，本發明中，作為陽極氧化處理之處理條
件的「目的電壓」係指例如作為多元酸水溶液使用10~20wt%-硫酸水溶液所構成的處理浴，於鋁材的表面形成耐蝕皮膜、染色用皮膜、裝飾用皮膜等之場合，通常施加10~20V左右的直流電壓，又，作為多元酸水溶液使用0.01~4wt%-草酸水溶液所構成的處理浴，於鋁材的表面形成耐蝕皮膜、耐摩耗性皮膜、裝飾用皮膜等之場合，通常施加10~600V左右的直流電壓，但意指以如此特定的目的、使用特定的處理浴進行之陽極氧化處理時所外加的電壓。
又，本發明中，鋁材中存在的結晶粒之大小
為例如將鋁材的表面研磨(例如拋光研磨)出現斷面後，於該斷面塗佈腐蝕液(例如塔克液或氫氧化鈉液等)，使試料斷面之表面溶解後結晶粒以目視可見，之後將斷面以顯微鏡或倒立顯微鏡撮影，於得到的撮影畫面上，畫例如3根左右的一定長度(例如50mm、20mm)之線，數該線上的結晶粒之數，將線長度(L)除以結晶粒之數(N)，求出L/N的值，以得到的L/N的值作為結晶粒之大小(長度)，一般亦稱「切斷法」者。
本發明中，在目的電壓之陽極氧化處理前進
行的前處理中，在由多元酸水溶液所構成的處理浴中、電
壓6V以下的處理條件，陽極氧化處理至電量成為0.05C/cm2以上，於前述鋁材的表面形成預成皮膜。
在此，構成處理浴的多元酸方面，通常可舉例如硫酸、磷酸、鉻酸等的無機酸或草酸、酒石酸、丙二酸等的有機酸，較佳為處理速度快的硫酸、磷酸等，使用此等之多元酸的處理浴(多元酸水溶液)之多元酸濃度方面，可與用於一般之陽極氧化處理場合相同，例如硫酸的場合為10重量%以上20重量%以下，較佳為14重量%以上18重量%以下。
又，本發明的前處理中，必須使電壓維持6V
以下，又，進行陽極氧化處理至電量成為0.05C/cm2以上，電壓變高超過6V，變得難以抑制起因結晶粒的方位之差異產生的孔的開始打開的差異，結果，之後以10V以上的目的電壓進行陽極氧化處理時，有結晶粒模樣變得明顯化之情形，又，該前處理中，即使電壓維持6V以下，前處理期間中電量未達0.05C/cm2場合，有無法於所形成預成皮膜形成細且均勻的多數的孔的情形，之後以10V以上的目的電壓進行陽極氧化處理時，有無法防止結晶粒模樣趨於明顯化之情形。在此，前處理時之電壓，雖無特別下限，通過前處理全體，電壓為1V以下，則有在預成皮膜之形成花大量時間之情形。又，電量雖亦無特別上限，但即使電量大幅增加效果亦幾乎相同，例如在超過5C/cm2之電量，則有預成皮膜之膜厚成為數μm以上之情形，在後步驟除去預成皮膜時，變得成為處理時間損耗而
不佳。
在此，本發明的前處理期間中電壓，可從前
處理開始至結束外加6V以下的一定的電壓，又，可從前處理開始至結束在6V以下的範圍緩緩上昇，進而，可從前處理開始至結束在6V以下的範圍緩緩降下，又，前處理之處理時間，為前處理期間中電量到達0.05C/cm2為止，進而，前處理時之處理溫度，與一般之陽極氧化處理同樣地，例如在硫酸的場合可為5℃以上35℃以下的範圍。
在本發明的前處理所形成之預成皮膜，與藉
由目的電壓之陽極氧化處理形成之陽極氧化皮膜相比，孔的數多且細、孔的形狀全體均勻，又，其膜厚依用作為處理浴的多元酸水溶液之多元酸的種類或其濃度等而不同，例如作為多元酸水溶液使用15wt%-硫酸水溶液的場合，為大約25nm以上。
本發明中，在上述前處理所形成的預成皮
膜，與藉由目的電壓之陽極氧化處理，形成之陽極氧化皮膜相比，其孔變細且數目變多，又，可抑制鋁金屬(Al)/氧化鋁(Al2O3)界面之凹凸在低之程度，進而，因孔數多且凹凸低，於該預成皮膜所形成的孔的形狀或大小不因結晶粒的方位而異而係一定且均勻，在之後的目的電壓(10V以上)之陽極氧化處理中，可形成具有較均勻的孔的陽極氧化皮膜，可力圖抑制起因結晶粒的方位之差異之結晶粒模樣明顯化。
本發明中，前處理後進行的在電壓10V以上
之陽極氧化處理，可與形成多孔型的陽極氧化皮膜之以往之陽極氧化處理同樣地實施，作為處理浴使用之多元酸水溶液或處理條件，亦可與以往之陽極氧化處理相同，在目的電壓(10V以上)之陽極氧化處理中，可形成具有較均勻的孔，且無結晶粒模樣之均勻的陽極氧化皮膜。
又，本發明中，上述前處理所使用的處理浴
與陽極氧化處理所使用的處理浴，可為相同多元酸的水溶液，又，亦可為不同多元酸的水溶液，進而，多元酸水溶液之多元酸濃度亦可相同，又，可相異。前處理與陽極氧化處理中，若使用同種類且同濃度的多元酸水溶液，從前處理移動至陽極氧化處理時，有不需處理浴交換之優點，又，例如在目的電壓(10V以上)之陽極氧化處理中，需要使用處理速度較慢的多元酸水溶液作為處理浴之場合，使用不同種類及/或不同濃度的多元酸水溶液，且於彼時藉由使用處理速度快的多元酸水溶液作為前處理之處理浴，可使全體的處理時間縮短。
進而，本發明中，對鋁材進行在目的電壓
(10V以上)之陽極氧化處理時，因應必要於陽極氧化處理之處理中或處理後，可進行將在前處理形成的預成皮膜除去之預成皮膜除去處理。
在此，前述陽極氧化處理之處理中所實施的預成皮膜除去處理方面，例如於前處理後的鋁材之陽極氧化處理時，藉由進行前處理時所適用的電量的通常50倍以上、
較佳為80倍以上之陽極氧化處理，使前處理時所形成的多孔性預成皮膜溶解於陽極氧化處理之處理浴中而除去之方法。該方法中，陽極氧化處理時之電量比50倍低，則在陽極氧化處理的預成皮膜之溶解不足，且有於表面多孔性預成皮膜未完全溶解、殘存之情形。
又，前述陽極氧化處理後所實施的預成皮膜
除去處理方面，例如將陽極氧化處理後的鋁材浸漬於酸或鹼之水溶液中，使陽極氧化處理時殘留於表面的多孔性預成皮膜以化學溶解而除去之方法。
如此，藉由陽極氧化處理之處理中或處理後
的預成皮膜除去處理，除去在前處理形成的多孔性預成皮膜，可得到從表面所見之目的孔徑相同，且從孔的下部至上部為止同樣有多孔開孔之皮膜，亦即產生可得到與皮膜之構造僅以目的電壓處理者(一般之陽極氧化處理)相同之皮膜的優點。
進而，前述前處理後的鋁材進行陽極氧化處
理時，可使形成於該前處理後的鋁材的多孔性預成皮膜，以殘存其壁厚之10%以上的處理條件進行溶解之預成皮膜之一部份溶解處理。該預成皮膜之一部份溶解處理方面，例如作成與前處理後的鋁材實質上相同的試驗用樣本，使用該試驗用樣本，求出預成皮膜的孔間壁厚殘存10%以上的處理條件，以該預先求出的處理條件處理前處理後的鋁材之方法。如此藉由預先進行預成皮膜之一部份溶解處理，調整預成皮膜的孔間壁厚，於表面不殘留預成皮膜，
可得到同樣形成有多孔層的多孔性陽極氧化皮膜。
在該多孔性預成皮膜之一部份溶解處理中，
若溶解預成皮膜的孔間壁厚未達在前處理形成預成皮膜時的孔間壁厚之10%，則有多孔性預成皮膜變得過脆，於之後之陽極氧化處理時一部份處的素材露出，由從該素材露出處優先產生陽極氧化而無法形成均勻的陽極氧化皮膜之情形。
根據本發明的方法，對於由鋁或鋁合金所構成之鋁材，力圖不使結晶粒模樣明顯化，可在處理電壓10V以上形成多孔型的多孔性陽極氧化皮膜，故結晶粒模樣不被辨識，在工業上可容易製造重視外觀均勻性之住宅用構件、自行車用構件、車輛用構件、裝飾構件、光學製品用構件、印刷用輥等的用途所使用之陽極氧化處理鋁材。
[圖1]圖1為使實施例1所得到的試驗片之斷面上部以倍率3,000倍觀察的SEM照片(上方照片)、及將相同試驗片之陽極氧化皮膜之斷面上部以倍率50,000倍觀察的SEM照片(下方的照片)。
[圖2]圖2為實施例14中，在前處理將形成預成皮膜所得到的前處理後的鋁材進行陽極氧化處理時，
在其開始後1分鐘使陽極氧化處理中斷所得到的參考試驗片之斷面上部以倍率100,000倍觀察的SEM照片。
以下，基於實施例及比較例，將本發明的較佳實施形態更具體說明。
作為鋁材，使用表1所示之Al純度的板材或種類之板材，從此等之板材切取50mm×50mm×10mm之大小的鋁片，以表1所示之鏡面加工手段，鏡面處理至表面粗度Rt<200nm為止，對得到的鏡面處理後的鋁片，以表1所示之多元酸水溶液及處理條件進行形成多孔性預成皮膜之前處理，同時以表1所示之多元酸水溶液及處理條件進行在目的電壓之陽極氧化處理，進而，進行水洗、乾燥後，得到各實施例1~19之陽極氧化處理後的鋁片(試驗片)。
關於各實施例1~20所得到的試驗片，進行在照度1,500Lux以上2,500Lux以下的螢光燈下目視觀察，可見結晶粒模樣者為×，又，在照度1,500Lux以上2,500Lux以下的螢光燈下目視觀察時，無法見到結晶粒模樣者為
○，進而，在照度15,000Lux以上20,000Lux以下的攝影燈下目視觀察時，無法見到結晶粒模樣者為◎之表面觀察，並進行各試驗片中結晶粒模樣之評估。
結果如表1所示。
圖1中，上方的照片為以SEM，將實施例1所得到的試驗片之斷面上部以倍率3,000倍觀察的SEM照片，又，下方的照片為使將同實施例1所得到的試驗片之陽極氧化皮膜之斷面上部以倍率50,000倍觀察的SEM照片，預成皮膜於陽極處理時變得不溶解，形成一樣的多孔型陽極氧化皮膜。
圖2為實施例14中，對在前處理形成預成皮
膜所得到的前處理後的鋁材在陽極氧化處理開始後1分鐘中斷陽極氧化處理所得到的參考試驗片，以SEM使其斷面上部以倍率100,000倍觀察的SEM照片，於多孔型陽極氧化皮膜之上面觀察到殘存預成皮膜。又，使陽極氧化處理在處理時間45分的條件進行的實施例14所得到的試驗片中，未觀察到陽極氧化皮膜上面之殘存預成皮膜。
與上述實施例1~20同樣地，在作為前處理之15wt%-硫酸(18℃)之處理浴中，以電壓5V及電量0.1C/cm2之條件形成多孔性預成皮膜後，在作為陽極氧化處理之相同
15wt%-硫酸(18℃)之處理浴中，以電壓15V及電量6C/cm2(相當皮膜厚度3μm)之條件(預成皮膜除去處理的條件)，形成多孔性陽極氧化皮膜，得到實施例21之陽極氧化處理後的鋁片(試驗片)。
對得到的試驗片，與實施例1~20同樣地，進行表面觀察之結晶粒模樣之評估。結果如表1所示。
又，將得到的試驗片之斷面以SEM觀察，確認皮膜上部無殘存預成皮膜，又，確認皮膜構造一樣。相對於殘留預成皮膜之實施例1，在外觀無確認到大的差異。
與上述實施例1~20同樣地，在作為前處理之15wt%-硫酸(18℃)之處理浴中，以電壓5V及電量0.1C/cm2之條件形成多孔性預成皮膜後，於作為陽極氧化處理之相同之15wt%-硫酸(18℃)之處理浴中，以電壓15V及電量2C/cm2之條件，形成多孔性陽極氧化皮膜。電量達到2C/cm2後，接著於同一浴中，15分鐘浸漬樣本(預成皮膜除去處理)，之後取出，得到實施例22之陽極氧化處理後的鋁片(試驗片)。
對得到的試驗片，與實施例1~20同樣地，進行表面觀察之結晶粒模樣之評估。結果如表1所示。
又，使得到的試驗片之皮膜斷面以SEM觀察，確認於皮膜上部未殘存預成皮膜，又，確認到皮膜構造一樣。外觀與未進行預成皮膜除去處理之場合幾乎相同。
與上述實施例1~20同樣地，對進行相同鏡面處理之鏡面處理後的鋁片，於相同作為前處理之15wt%-硫酸(18℃)之處理浴中，以電壓5V及電量0.1C/cm2之條件，調製形成多孔性預成皮膜2片之前處理後的鋁片。
以得到的前處理後的鋁片之一者為試驗用樣
本，使該試驗用樣本浸漬於10wt%-磷酸水溶液(20℃)2分鐘(預成皮膜之一部份溶解處理)，以電子顯微鏡進行表面觀察，對無一部份溶解處理之前處理後的鋁片，確認預成皮膜的孔間壁厚減少至15%。
接著，對無一部份溶解處理之前處理後的鋁
片，以與上述完全相同條件進行預成皮膜之一部份溶解處理後，不確認預成皮膜的孔間壁厚，而在作為陽極氧化處理之15wt%-硫酸(18℃)中，以電壓15V及電量2C/cm2之條件形成多孔性陽極氧化皮膜，得到實施例23之陽極氧化處理後的鋁片(試驗片)。
對得到的試驗片，與實施例1~20同樣地，進
行表面觀察之結晶粒模樣之評估。結果如表1所示。
又，將陽極氧化處理後的試驗片之皮膜斷面以電子顯微鏡確認，於皮膜上部無法確認在實施例1之試驗片確認到的預成皮膜，確認到皮膜構造為一樣。
作為鋁材，使用表2所示之Al純度的板材或種類之板材，從此等之板材切取50mm×50mm×10mm之大小的鋁片，以表2所示之鏡面加工手段(擦光研磨)進行鏡面處理至表面粗度Rt<200nm，對得到的鏡面處理後的鋁片，以表2所示之處理條件進行形成預成皮膜之前處理，同時以表2所示之處理條件進行在目的電壓之陽極氧化處理，進而，進行水洗、乾燥後，得到各比較例1~10之陽極氧化處理後的鋁片(試驗片)。
對各比較例1~10所得到的試驗片，與上述各實施例的場合相同，進行表面觀察之結晶粒模樣之評估。
結果如表2所示。
Claims (12)
- 一種鋁材之陽極氧化處理方法，其係使由鋁或鋁合金所構成之鋁材在由多元酸水溶液所構成的處理浴中、目的電壓10V以上的處理條件進行陽極氧化處理，於前述鋁材的表面形成多孔性陽極氧化皮膜的鋁材之陽極氧化處理方法，其特徵係作為前述陽極氧化處理之前處理，在由多元酸水溶液所構成的處理浴中、電壓6V以下的處理條件，進行陽極氧化處理至電量成為0.05C/cm2以上，並於前述鋁材的表面形成多孔性預成皮膜。
- 如請求項1記載之鋁材之陽極氧化處理方法，其中，前述鋁材，材料中存在的結晶粒之大小為100μm以上。
- 如請求項1或2記載之鋁材之陽極氧化處理方法，其中，前述鋁材，其表面經鏡面處理。
- 如請求項3記載之鋁材之陽極氧化處理方法，其中，前述鏡面處理以由拋光研磨、電解研磨、切削加工、及化學研磨中選出之任一鏡面加工進行。
- 如請求項1~4中任一項記載之鋁材之陽極氧化處理方法，其中，前述前處理所使用的處理浴與陽極氧化處理所使用的處理浴為相同多元酸的水溶液。
- 如請求項1~4中任一項記載之鋁材之陽極氧化處理方法，其中，前述前處理所使用的處理浴與陽極氧化處理所使用的處理浴為不同多元酸的水溶液。
- 如請求項1~6中任一項記載之鋁材之陽極氧化處 理方法，其中，進行前述鋁材之陽極氧化處理時，進行除去以前述前處理形成的多孔性預成皮膜之預成皮膜除去處理。
- 如請求項7記載之鋁材之陽極氧化處理方法，其中，前述預成皮膜除去處理係在前述陽極氧化處理之處理中或處理後實施。
- 如請求項8記載之鋁材之陽極氧化處理方法，其中，前述陽極氧化處理之處理中所實施的預成皮膜除去處理，藉由於前處理後的鋁材之陽極氧化處理時，進行前處理時適用的電量的50倍以上之陽極氧化處理，使前處理時所形成的多孔性預成皮膜溶解於陽極氧化處理之處理浴中而除去。
- 如請求項8記載之鋁材之陽極氧化處理方法，其中，前述陽極氧化處理後所實施的預成皮膜除去處理為使陽極氧化處理後的鋁材浸漬於酸或鹼之水溶液中，使陽極氧化處理時殘留於表面的多孔性預成皮膜化學溶解而除去。
- 如請求項1~6中任一項記載之鋁材之陽極氧化處理方法，其中，進行前述前處理後的鋁材的陽極氧化處理時，以使該於前處理後的鋁材所形成的多孔性預成皮膜殘存其壁厚之10%以上的處理條件進行溶解之預成皮膜之一部份溶解處理。
- 如請求項11記載之鋁材之陽極氧化處理方法， 其中，前述多孔性預成皮膜之一部份溶解處理為作成與前處理後的鋁材實質上相同的試驗用樣本，使用該試驗用樣本，求出預成皮膜的孔間壁厚殘存10%以上的處理條件，以該預先求出的處理條件處理前處理後的鋁材。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013177641 | 2013-08-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201527602A true TW201527602A (zh) | 2015-07-16 |
Family
ID=52586255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW103127607A TW201527602A (zh) | 2013-08-29 | 2014-08-12 | 鋁材之陽極氧化處理方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20160177465A1 (zh) |
| JP (1) | JP5928664B2 (zh) |
| KR (1) | KR101697468B1 (zh) |
| CN (1) | CN105492664A (zh) |
| TW (1) | TW201527602A (zh) |
| WO (1) | WO2015029681A1 (zh) |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001011699A (ja) * | 1999-06-24 | 2001-01-16 | Fuji Photo Film Co Ltd | 平版印刷版用アルミニウム支持体の製造方法 |
| DE60212508T2 (de) * | 2001-07-23 | 2007-02-15 | Fuji Photo Film Co., Ltd., Minami-Ashigara | Vorläufer für eine lithographische Druckplatte |
| JP4858668B2 (ja) | 2003-08-27 | 2012-01-18 | 電化皮膜工業株式会社 | アルミニウム及びアルミニウム合金の製造方法 |
| JP2005200740A (ja) * | 2004-01-19 | 2005-07-28 | Tostem Corp | 耐摩耗性に優れたアルミニウム部材の製造法およびアルミニウム部材 |
| JP4603402B2 (ja) * | 2005-03-31 | 2010-12-22 | 富士フイルム株式会社 | 微細構造体およびその製造方法 |
| EP1715085B1 (en) * | 2005-04-18 | 2013-04-03 | FUJIFILM Corporation | Method for producing anodized structure |
| JP4656405B2 (ja) * | 2005-06-20 | 2011-03-23 | アルバック九州株式会社 | アルミニウム又はその合金の表面処理方法 |
| JP5463052B2 (ja) * | 2009-02-17 | 2014-04-09 | 富士フイルム株式会社 | 金属部材 |
| JP5325610B2 (ja) * | 2009-03-02 | 2013-10-23 | 日本パーカライジング株式会社 | 金属表面処理用組成物、これを用いた金属表面処理方法およびこれらを用いた金属表面処理皮膜 |
| KR101235350B1 (ko) * | 2010-08-11 | 2013-02-20 | (주)제이스 | 금속 모재의 표면 처리 방법 |
| CN102044662B (zh) * | 2010-10-13 | 2013-01-23 | 太原理工大学 | 一种尖晶石型钛酸锂纳米线阵列的制备方法 |
| CN103243370B (zh) * | 2013-04-25 | 2015-12-23 | 东华大学 | 一种两步阳极氧化法制备有序大孔阳极氧化铝薄膜的方法 |
-
2014
- 2014-07-30 US US14/910,325 patent/US20160177465A1/en not_active Abandoned
- 2014-07-30 CN CN201480047505.1A patent/CN105492664A/zh active Pending
- 2014-07-30 KR KR1020167004018A patent/KR101697468B1/ko active IP Right Grant
- 2014-07-30 JP JP2015534102A patent/JP5928664B2/ja active Active
- 2014-07-30 WO PCT/JP2014/070014 patent/WO2015029681A1/ja active Application Filing
- 2014-08-12 TW TW103127607A patent/TW201527602A/zh unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20160177465A1 (en) | 2016-06-23 |
| KR20160048074A (ko) | 2016-05-03 |
| CN105492664A (zh) | 2016-04-13 |
| WO2015029681A1 (ja) | 2015-03-05 |
| KR101697468B1 (ko) | 2017-01-17 |
| JPWO2015029681A1 (ja) | 2017-03-02 |
| JP5928664B2 (ja) | 2016-06-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5094172B2 (ja) | エッチング用アルミニウム基材及びそれを用いた電解コンデンサ用アルミニウム電極材 | |
| JP5995144B2 (ja) | アルミニウム系部材の修復方法、修復処理液、アルミニウム系材料およびその製造方法 | |
| CN114411157A (zh) | 一种铝箔残留氯离子的清洗方法及其应用 | |
| JP2007103798A (ja) | 電解コンデンサ用アルミニウム電極箔の製造方法 | |
| TW201527602A (zh) | 鋁材之陽極氧化處理方法 | |
| JP2011162850A (ja) | アルミニウム合金のめっき前処理方法 | |
| JP6078851B2 (ja) | アルミニウム材の電解研磨処理方法 | |
| JP2004536228A (ja) | 粗面化された表面を備えたアルミニウム合金シート | |
| JPH07138687A (ja) | 平版印刷版用アルミニウム合金基材 | |
| CN110117809B (zh) | 氧化膜制备方法 | |
| JP6237885B2 (ja) | 表面処理アルミニウム材及び亜鉛添加アルミニウム合金 | |
| JP3148057B2 (ja) | 平版印刷版用支持体の製造方法 | |
| JPH03253600A (ja) | 印刷版用支持体の製造方法 | |
| US3275537A (en) | Process of anodizing aluminum | |
| JP5014782B2 (ja) | 表面処理アルミニウム材料の製造方法および表面処理アルミニウム材料の製造装置 | |
| JP5074145B2 (ja) | 表面処理アルミニウム材料の製造方法および表面処理アルミニウム材料の製造装置 | |
| JP5014781B2 (ja) | 表面処理アルミニウム材料の製造方法および表面処理アルミニウム材料の製造装置 | |
| JP6521806B2 (ja) | アルミニウム箔の製造方法 | |
| JP5073287B2 (ja) | 表面処理アルミニウム材料の製造方法および表面処理アルミニウム材料の製造装置 | |
| JPH0551711A (ja) | アルミニウム合金高温加工体の製造方法 | |
| JP2005200740A (ja) | 耐摩耗性に優れたアルミニウム部材の製造法およびアルミニウム部材 | |
| JP5334125B2 (ja) | 真空機器向け表面処理アルミニウム材の製造方法 | |
| CN110129856B (zh) | 一种在7a04铝合金表面制备黑色氧化膜的方法 | |
| JP5928066B2 (ja) | アルミニウム押出し形材及びその表面処理方法 | |
| JP2009097069A (ja) | 表面処理アルミニウム材料の製造方法 |