JP2006233245A - マグネシウム又はマグネシウム合金からなる製品及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 マグネシウム又はマグネシウム合金からなる基材の表面に陽極酸化皮膜又は化成処理皮膜を形成してから亜鉛めっき浴に浸漬し、前記陽極酸化皮膜又は化成処理皮膜と亜鉛イオンとの間で酸化還元反応を進行させることによって亜鉛めっき皮膜を形成することを特徴とするマグネシウム又はマグネシウム合金からなる製品の製造方法。
【選択図】 図1
Description
試験片の平坦部分を切り出し、リード線を接続し、10mm×10mmの寸法の部分を除いてエポキシ樹脂でマスキングしてから、25℃、3.5重量%塩化ナトリウム水溶液中に浸漬した。窒素をバブリングしながら、参照極を飽和カロメル電極とし、基準極を白金とし、ルギン管を試験片に近接させて自然電極電位を測定した。
三菱化学株式会社製低抵抗率計「ロレスターAP MCP−T400」を用い、二探針式プローブ「MCP−TP01」を使用して測定した。試験片の平坦部分で陽極酸化皮膜又は化成処理皮膜の表面に測定端子を押し付けるようにして抵抗値(Ω)を測定した。前記プローブは10mmの間隔で測定端子が配置されたものであり、端子はベリリウム合金に金めっきしたもので、その先端形状は直径2mmの円柱状であり、端子を陽極酸化皮膜又は化成処理皮膜の表面に押し付ける荷重は端子1個あたり240gである。
試験片の平坦部分から試料を5mm×10mmの寸法に切断し、エポキシ樹脂に包埋してから、切断面を研磨して鏡面を得た。試料の断面方向から、日本電子株式会社製X線マイクロアナライザー「JXA−8100R」を用いて電子顕微鏡写真(SEM像)を撮影した。同時に、酸素(O)、マグネシウム(Mg)、リン(P)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)及びニッケル(Ni)の各元素の分布状況を示す写真も撮影した。また、この電子顕微鏡写真から各皮膜の膜厚を測定した。
亜鉛めっき皮膜が形成された成形品の表面を実体顕微鏡で観察して、亜鉛めっき皮膜の付き回り性および均一性を以下の評価基準にしたがって評価した。
A:全体に亘って亜鉛めっき皮膜が均一に形成され、外観上のムラは全く観察されなかった。
B:未析出部分は観察されないが、外観上のムラが観察された。
C:一部に未析出部分が存在するとともに、析出部分には外観上のムラが観察された。
D:亜鉛めっき皮膜が形成されない。
電気めっき皮膜が形成された成形品の表面を実体顕微鏡で観察して、膨れや変色等の外観不良の発生状況を以下の評価基準にしたがって評価した。
A:膨れや変色がなく、美しい外観を有していた。
B:一部に膨れや変色が観察された。
C:膨れや変色の発生が激しい。
D:電気めっき皮膜が形成されない。
電気めっき皮膜を形成した試料に対して、JIS Z2371に準拠して5%塩水噴霧試験を行い、腐食の発生状況及びめっき皮膜の剥離や膨れについて以下の評価基準にしたがって評価した。
A:96時間経過しても、腐食の発生、あるいはめっき皮膜の剥離や膨れは全く観察されなかった。
B:8時間経過したときには腐食の発生、あるいはめっき皮膜の剥離や膨れは全く観察されなかったが、96時間経過したときには一部に腐食の発生、あるいはめっき皮膜の剥離や膨れが観察された。
C:8時間経過したときに、一部に腐食の発生、あるいはめっき皮膜の剥離や膨れが観察された。
D:8時間経過したときに、腐食の発生、あるいはめっき皮膜の剥離や膨れが顕著に観察された。
試験片の平坦部分にカッターで一辺が2mmの正方形ができるように素地まで達する条痕を形成して、これを試験対象とした。JIS H8504に準拠した引きはがし試験方法にしたがって、条痕が形成されためっき面に粘着テープを貼り付け、これを急速にかつ強く引き剥がして、めっき皮膜の剥離や膨れについて以下の評価基準にしたがって評価した。
A:めっき皮膜の剥離や膨れは全く観察されなかった。
B:ごく一部にめっき皮膜の剥離や膨れが観察された。
C:ところどころにめっき皮膜の剥離や膨れが観察された。
D:めっき皮膜の剥離や膨れが顕著に観察された。
マグネシウム90重量%、アルミニウム9重量%及び亜鉛1重量%からなるASTM No.AZ91Dのマグネシウム合金を原料とし、チクソモールド法にて製造された1200mm×40mmの外形寸法の携帯電話用基板を試験片として使用した。当該基板は、携帯電話の筐体内部に配置され、各種の電子部品を保持するための基板であり、基板表面からの接地性能が要求されるものである。当該基板は、液晶表示部が配置される大きな長方形の開口部2つと平坦部分とを有するとともに、屈曲部、貫通孔、スリット、突起などを多数有する複雑な形状の成形品である。この成形品を4重量%のリン酸と微量の界面活性剤を含有する酸性水溶液に浸漬してから、イオン交換水で洗浄した。続いて、10重量%の水酸化カリウムを含有するアルカリ性水溶液に浸漬してからイオン交換水で洗浄し、試験片表面を前処理した。前処理した試験片の自然電極電位は−1.6Vであった。
・硫酸亜鉛:30g/L
・ピロリン酸ナトリウム:120g/L
・フッ化リチウム:3g/L
・炭酸ナトリウム:5g/L
・シアン化第一銅:50g/L
・シアン化カリウム:15g/L
・水酸化カリウム:15g/L
・硫酸ニッケル:280g/L
・塩化ニッケル:45g/L
・ホウ酸:35g/L
・光沢剤G−1(上村工業株式会社製):10g/L
・光沢剤G−2(上村工業株式会社製):0.3g/L
実施例1と同じ電解液を用い、通電時間を約450秒に延長した以外は実施例1と同様の条件で陽極酸化処理を行った。通電開始時には低い印加電圧であったのが、通電終了時には約370ボルトまで上昇した。通電開始とともに試験片から気体が発生し、それは通電終了まで継続した。また、通電開始の50秒後くらいから試験片表面でのスパーク発生が観察され、盛んなスパークの発生が通電終了まで継続した。通電終了後、実施例1と同様に洗浄してから乾燥した。
実施例1において陽極酸化する代わりに化成処理を行った。化成処理液として、ミリオン化学株式会社製化成処理液「MC−1000」75gをイオン交換水で希釈調製して1Lとしたものを使用した。ここで、「MC−1000」の75g/L希釈調製品の、マンガンイオン(Mn2+)の含有量は0.038mol/Lであり、カルシウムイオン(Ca2+)の含有量は0.148mol/Lであり、リン酸イオン(PO4 3−)の含有量は0.206mol/Lであり、そのpHは1.5であった。80℃に維持した上記化成処理液の中に3分間浸漬して、化成処理皮膜を形成した。
実施例3において、化成処理液の温度を30℃に変更し、浸漬時間を15秒に変更した以外は実施例3と同様にして化成処理皮膜を形成した。得られた化成処理皮膜の表面の抵抗値は、約1Ωであった。また、当該化成処理皮膜の自然電極電位は−1.74Vであり、マグネシウム合金基材の自然電極電位の−1.6Vよりも低かった。当該化成処理皮膜の組成は、実施例3と同様である。こうして得られた化成処理皮膜が形成された試料に対して実施例1と同様にして亜鉛めっき皮膜を形成して評価を行った。また、引き続き実施例1と同様にして電気めっきを行い、銅めっき皮膜及びニッケルめっき皮膜をこの順番に形成して評価を行った。以上の評価結果をまとめて表1に示す。
実施例3において、化成処理液として、日本パーカライジング株式会社製化成処理液「マグボンドMB−C10M」を用いた以外は実施例1と同様にして化成処理を行った。上記化成処理液は、いわゆるクロメート処方を行うための化成処理液である。「マグボンドMB−C10M」は以下の組成の水溶液であり、これを75g/Lの割合でイオン交換水を用いて希釈し、さらにアンモニア水(28重量%)を0.7g/Lの割合で添加した。こうして調整された化成処理液に50℃で30秒浸漬して化成処理を行った。
・無水クロム(IV)酸:10〜15重量%
・硝酸亜鉛:10〜15重量%
・硫酸亜鉛:1〜5重量%
・酸化クロム(III):1〜5重量%
・重クロム酸アンモニウム:1〜5重量%
・リン酸亜鉛:0.1〜1重量%
・フッ化水素:0.1〜1重量%
・水:残余の重量
実施例1と同様に前処理して乾燥したマグネシウム合金製成形品に対し、陽極酸化処理を施すことなく、直接実施例1と同様にして亜鉛めっき皮膜を形成して評価を行った。また、引き続き実施例1と同様にして電気めっきを行い、銅めっき皮膜及びニッケルめっき皮膜をこの順番に形成して評価を行った。以上の評価結果をまとめて表1に示す。
実施例1と同様にして導電性を有する陽極酸化皮膜を形成した。陽極酸化皮膜が形成された試料を水洗して、亜鉛めっき浴に浸漬することなく、実施例1と同様にして電気めっきを行い、銅めっき皮膜及びニッケルめっき皮膜をこの順番に形成して評価を行った。以上の評価結果をまとめて表1に示す。
実施例1で行ったアルカリ性リン酸水溶液での陽極酸化処理を施す代わりに、「Dow17法」による陽極酸化処理を施した。下記組成の電解液を調整し、70〜80℃に保った。この電解液のpHは2.5であった。この中に前処理を施したマグネシウム合金試験片を陽極として浸漬して、陽極酸化処理を行った。このときの陰極としては、前記陽極の4倍の表面積を有するSUS316Lの板を使用した。定電流電源を使用し陽極表面の電流密度が2A/dm2となるようにして、240秒の間通電した。通電開始時には低い印加電圧であったのが、通電終了時には約80ボルトまで上昇した。通電開始とともに試験片から気体が発生し、それは通電終了まで継続した。通電終了後、イオン交換水で洗浄してから乾燥した。
・酸性フッ化アンモニウム:300g/L
・重クロム酸ナトリウム二水塩:100g/L
・リン酸(85重量%):90mL/L
Claims (12)
- マグネシウム又はマグネシウム合金からなる基材の表面に陽極酸化皮膜又は化成処理皮膜を形成してから亜鉛めっき浴に浸漬し、前記陽極酸化皮膜又は化成処理皮膜と亜鉛イオンとの間で酸化還元反応を進行させることによって亜鉛めっき皮膜を形成することを特徴とするマグネシウム又はマグネシウム合金からなる製品の製造方法。
- 前記陽極酸化皮膜又は化成処理皮膜の自然電極電位が、前記基材の自然電極電位よりも低い請求項1記載の製品の製造方法。
- リン酸根を0.001〜1mol/L含有し、pHが8〜14である電解液に前記基材を浸漬し、陽極酸化皮膜を形成する請求項1又は2記載の製品の製造方法。
- 前記電解液がアンモニア又はアンモニウムイオンを0.2〜5mol/L含有する請求項3記載の製品の製造方法。
- マグネシウム元素を10〜60重量%、酸素元素を30〜65重量%及びリン元素を1〜30重量%含有する陽極酸化皮膜を形成する請求項1又は2記載の製品の製造方法。
- リン酸根を0.001〜3mol/L及び金属イオンを0.001〜3mol/L含有する化成処理液に前記基材を浸漬し、化成処理皮膜を形成する請求項1又は2記載の製品の製造方法。
- 前記金属イオンがマンガンイオン又はカルシウムイオンである請求項6記載の製品の製造方法。
- リン元素を15〜45重量%、酸素元素を10〜45重量%及び金属元素を20〜60重量%含有する化成処理皮膜を形成する請求項1又は2記載の製品の製造方法。
- 前記亜鉛めっき浴の亜鉛イオン含有量が0.001〜5mol/Lであり、pHが8〜15である請求項1〜8のいずれか記載の製品の製造方法。
- 前記亜鉛めっき皮膜を形成してから、電気めっき又は無電解めっきを施して、さらに金属めっき皮膜を形成する請求項1〜9のいずれか記載の製品の製造方法。
- マグネシウム又はマグネシウム合金からなる基材の表面に厚さが0.1〜30μmの陽極酸化皮膜を有し、該陽極酸化皮膜の上に直接、厚さが0.1〜8μmの亜鉛めっき皮膜を有することを特徴とするマグネシウム又はマグネシウム合金からなる製品。
- 前記亜鉛めっき皮膜の上に、さらに亜鉛以外の金属めっき皮膜を有する請求項11記載の製品。
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