JP2010077532A - 陽極酸化皮膜の封孔処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アルミニウム又はアルミニウム合金の表面に形成された陽極酸化皮膜の表面を、封孔処理液で処理する工程を含む陽極酸化皮膜の封孔処理方法において、前記封孔処理液は、0.02〜20g/Lのリチウムイオンを含み、前記封孔処理液のpH値を10.5以上とし、前記封孔処理液の温度を65℃以下とする。
【選択図】なし
Description
Al2O3 + H2O → Al2O3・H2O (ベーマイト) (式I)
前記封孔処理液のリチウムイオン源は、炭酸リチウム又は水酸化リチウムが好ましい。
前記封孔処理液での処理は、前記陽極酸化皮膜の表面の少なくとも一部に前記封孔処理液を塗布又はスプレーする処理が好ましく、この処理面を水洗する工程をさらに含むことが好ましい。
前記封孔処理液での処理は、前記陽極酸化皮膜の表面の少なくとも一部を前記封孔処理液に浸漬する処理が好ましく、この処理面を水洗する工程をさらに含むことが好ましい。
前記封孔処理液での処理工程と前記処理面の水洗工程との間に、前記陽極酸化皮膜を有する被処理物を空気中で保持する工程をさらに含むことが好ましい。
本発明において、封孔処理の処理対象物は、陽極酸化皮膜が表面に形成されたアルミニウム又はアルミニウム合金の部材である。陽極酸化皮膜は、陽極酸化処理液中でアルミニウム又はアルミニウム合金を作用電極として、処理液を電気分解することによって得られる。陽極酸化処理液としては、硫酸、シュウ酸、リン酸、クロム酸等の酸性浴、水酸化ナトリウム、リン酸ナトリウム、フッ化ナトリウム等の塩基性浴のいずれを用いてもよく、本発明において封孔処理の対象となる陽極酸化皮膜を表面に生成させたアルミニウム又はアルミニウム合金の部材は、特定の陽極酸化処理浴を使用したものには限定されない。また、陽極酸化皮膜の膜厚も特に限定されないが、通常3〜40μmがよい。
リチウムイオンを含む水溶液を用いて封孔処理を行う場合、その封孔反応は常温でも進行するため、空気中で保持している状態(処理浴から取り出した状態)でも封孔反応は進行する。また、封孔処理時に必要なリチウムイオン源となる薬品の量が少ないため(約0.7g/m2)、被処理物に処理液が付着していれば、封孔反応は進行する。そのため、浸漬時間を短縮することができ、それによってアルミニウムイオンの溶出を低減することができるため、処理浴の劣化を抑制することができる。例えば、被処理物の浸漬に15秒かかる場合、浸漬時間は1/20〜1/2に短縮され、処理浴の寿命は2〜20倍に延びる。また、処理浴から取り出す際に持ち出す処理液の量は従来と変わらないため、処理浴の管理方法を変える必要はなく、陽極酸化皮膜の耐食性が低下することはない。
アルミニウム合金ダイカスト材ADC12の船外機カバーをテストピースとして、硫酸浴の陽極酸化処理を施し、表面に約10μmの陽極酸化皮膜を形成した。このテストピースに本発明の封孔処理を施し、塩水噴霧試験240時間後の腐食面積を腐食率として耐食性を評価した。
耐食性向上に必要なリチウムイオン濃度の範囲を調査するため、処理浴の温度は20℃、処理時間は0.5分間の浸漬処理で固定した。処理浴のリチウムイオン濃度は0〜20g/Lの範囲で、水酸化リチウムを用いて調整した。封孔処理品を塩水噴霧試験にかけて240時間後に取出し、腐食面積を測定して腐食率の評価を行った。試験の結果を図3に示す。
アルミニウム合金ダイカスト材ADC12をテストピースとして、硫酸浴の陽極酸化処理を施し、表面に約10μmの陽極酸化皮膜を形成した。
処理浴のpH依存性を調査するため、リチウムイオン濃度2g/L、処理浴の温度は20℃、処理時間は0.5分間の浸漬処理で固定した。処理浴は水酸化リチウムにより調整し、pHはリチウムイオン濃度を変化させないよう、硫酸により処理液のpH値を6〜13の範囲で調整した。封孔処理品を塩水噴霧試験にかけて120時間後に取出し、腐食率の評価を行った。試験の結果を図4に示す。
アルミニウム合金ダイカスト材ADC12をテストピースとして、硫酸浴の陽極酸化処理を施し、表面に約10μmの陽極酸化皮膜を形成した。
処理温度の依存性を調査するため、リチウムイオン濃度5g/L、pH12、処理時間は1分間の浸漬処理で固定した。処理浴は水酸化リチウムにより調整し、温度は10〜100℃の範囲で調整した。処理品を塩水噴霧試験にかけて120時間後に取出し、腐食率の評価を行った。試験の結果を図5に示す。
アルミニウム合金ダイカスト材ADC12をテストピースとして、硫酸浴の陽極酸化処理を施し、表面に約10μmの陽極酸化皮膜を形成した。
浸漬する場合の最適な処理時間を調査するため、リチウムイオン濃度5g/L、pH12、処理温度は25℃で固定した。処理液は水酸化リチウムで調整し、処理時間は0.5〜10分の範囲で変化させた。処理品を塩水噴霧試験にかけて240時間後に取出し、腐食率の評価を行った。試験の結果を図6に示す。
リチウムと同族の元素で、一般的なナトリウムやカリウム、マグネシウム、カルシウムでも、本発明と同様の結果が得られるか調査するため、約10μmの陽極酸化皮膜を有するアルミニウム合金ダイカスト材ADC12をテストピースとして、それぞれを表1の条件で封孔処理し、塩水噴霧試験に240時間かけ、乾燥後の腐食率を比較した。試験の結果を図7に示す。なお、水酸化マグネシウムと水酸化カルシウムは水に不溶であった。
いずれのテストピースもN数2で処理し、それぞれ処理温度を20℃、処理時間を0.5分で行った。比較として陽極酸化皮膜のみの封孔未処理品も調査した。
リチウムを含む薬品の内、塩基性を示す水酸化リチウム、炭酸リチウム、酸性のリン酸リチウムで、本発明の優れた効果が得られるか調査するため、約10μmの陽極酸化皮膜を有するアルミニウム合金ダイカスト材ADC12をテストピースとして、それぞれを表2の条件で封孔処理し、塩水噴霧試験に120時間かけ、乾燥後の腐食率を比較した。試験の結果を図8に示す。比較として陽極酸化皮膜のみの封孔未処理品と従来技術である市販の酢酸ニッケル系封孔処理液(奥野製薬工業株式会社製、「トップシール」(商品名))に90℃で15分浸漬した後、水洗、乾燥したテストピースを調査した。
アルミニウム合金ダイカスト材ADC12の船外機カバーに、硫酸浴の陽極酸化処理を施し、表面に約10μmの皮膜を形成した。この船外機カバーを水酸化リチウムで調整したリチウムイオン濃度2g/L、pH12、処理浴温度20℃の処理液に0.5分浸漬したあと、水洗、乾燥し、塩水噴霧試験による耐食性試験を行った。
封孔処理を行わなかった点を除き、実施例1と同様に行った。
実施例1と同様に、皮膜を形成した後、市販の酸化ニッケル系封孔処理液(奥野製薬工業株式会社製、「トップシール」(商品名))に90℃で15分浸漬した後、水洗、乾燥した。
アルミニウム合金ダイカスト材ADC12の船外機部品に、硫酸浴の陽極酸化処理を施し、表面に約10μmの皮膜を形成した。この船外機部品の一部に描いた円の内部に、リチウムイオン濃度2g/Lの処理液を塗布してしばらく放置し、水洗して乾燥させ、塩水噴霧試験に120時間かけた。試験の結果を図14、15に示す。
アルミニウム合金AC8Aをテストピースとして、硫酸浴の陽極酸化処理を施し、表面に約10μmの皮膜を形成した。その後、リチウムイオン濃度2g/L、pH12、処理浴温度25℃の処理液に0.5分間浸漬した後、水洗して乾燥させ、塩水噴霧試験による耐食性試験を50時間行った。
封孔処理を行わなかった点を除き、実施例3と同様に行った。
アルミニウム合金ダイカスト材ADC12をテストピースとして硫酸浴の陽極酸化処理を施し、表面に約10μmの皮膜を形成した。このテストピースを水酸化リチウムで調整したリチウムイオン濃度2g/L、pH12、処理浴温度25℃の処理液に15秒浸漬して取り出し、45秒空気中で保持したあと、水洗、乾燥し、塩水噴霧試験による耐食性試験を120時間行った。
処理液に1分浸漬したあと、空気中で保持しなかった点を除き、実施例4と同様に行った。
20 陽極酸化皮膜
21 バリア層
22 多孔質層
24 孔
25 セル
33 水酸化ニッケル
34 孔
35 セル
Claims (5)
- アルミニウム又はアルミニウム合金の表面に形成された陽極酸化皮膜の表面を、封孔処理液で処理する工程を含む陽極酸化皮膜の封孔処理方法であって、前記封孔処理液が0.02〜20g/Lの濃度のリチウムイオンを含み、前記封孔処理液のpH値が10.5以上であり、前記封孔処理液の温度が65℃以下である陽極酸化皮膜の封孔処理方法。
- 前記封孔処理液のリチウムイオン源が炭酸リチウム又は水酸化リチウムである請求項1に記載の陽極酸化皮膜の封孔処理方法。
- 前記封孔処理液での処理が、前記陽極酸化皮膜の表面の少なくとも一部に前記封孔処理液を塗布又はスプレーする処理であって、この処理面を水洗する工程をさらに含む請求項1又は2に記載の陽極酸化皮膜の封孔処理方法。
- 前記封孔処理液での処理が、前記陽極酸化皮膜の表面の少なくとも一部を前記封孔処理液に浸漬する処理であって、この処理面を水洗する工程をさらに含む請求項1又は2に記載の陽極酸化皮膜の封孔処理方法。
- 前記封孔処理液での処理工程と前記処理面の水洗工程との間に、前記陽極酸化皮膜を有する被処理物を空気中で保持する工程をさらに含む請求項3又は4に記載の陽極酸化皮膜の封孔処理方法。
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