JPH0431035B2 - - Google Patents

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JPH0431035B2
JPH0431035B2 JP62110657A JP11065787A JPH0431035B2 JP H0431035 B2 JPH0431035 B2 JP H0431035B2 JP 62110657 A JP62110657 A JP 62110657A JP 11065787 A JP11065787 A JP 11065787A JP H0431035 B2 JPH0431035 B2 JP H0431035B2
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Description

【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野] 本発明はマグネシウムまたはその合金の陽極酸
化処理液に関するものである。 さらに詳しくいえば、マグネシウムまたはその
合金の表面に耐食性、耐摩耗性などが優れた酸化
皮膜を形成させるための陽極酸化処理液に関する
ものである。 [従来の技術] 本発明は先に出願した「マグネシウムまたはそ
の合金の陽極酸化処理液」(特願昭61−269562号
(特開昭63−100195号))の改良法に関するもので
ある。 マグネシウムまたはその合金は実用金属の中で
もつとも軽量で機械的性質も優れているが、化学
的に活性で腐食しやすい性質があるためにその利
用分野が限定されている。それ故、従来種々の表
面処理方法が提案され実施されている。 マグネシウムまたはその合金の防食方法として
は、化学的処理方法と陽極酸化処理方法とが一般
に知られている。 化学的処理方法は、クロムまたはマンガン酸塩
などを溶解した処理液にマグネシウムまたはその
合金を浸漬し、化学的に防食皮膜を形成する方法
であり、例えばJIS H−8651(1978)の1〜4種
および7種などがそれに該当する。一方陽極酸化
処理方法はクロム酸塩、アルミン酸塩またはフツ
化物などを主成分とした処理液にマグネシウムま
たはその合金を浸漬し、交流または直流電源を通
じて電気化学的に酸化皮膜を形成する方法であ
り、例えばJIS H−8651(1978)の5種、6種お
よびMIL規格(MIL−M−45202)に記載された
Dow17法またはHAE法がそれに該当する。 [発明が解決しようとする問題点] このように各種の表面処理方法があるが、これ
らの従来方法はいずれも問題点がある。例えば、
化学的処理方法はその目的を仮防食または塗装下
地用としているために、マグネシウムまたはその
合金上に形成される皮膜に高度の耐食性を期待す
ることができず、また皮膜の耐摩耗性も極めて低
い。一方、陽極酸化処理方法は、高度の耐食性お
よび耐摩耗性皮膜をマグネシウムまたはその合金
上に形成することを目的とした処理方法である
が、前述のDow17法またはHAE法処理品におい
ては、耐食性および耐摩耗性に問題点を有し、ま
た処理品の色調がDow17法では暗緑色、HAE法
では暗褐色と装飾的にも劣るために、さらに優れ
た表面処理方法の開発が多方面より嘱望されてい
る。 [問題点を解決するための手段] 本発明は珪酸塩、カルボ酸塩、水酸化アルカリ
およびフツ化物を水に溶解してなるマグネシウム
またはその合金の陽極酸化処理液であり、とくに
これらの化合物がリチウム塩またはカリウム塩で
あることを特徴とする新規な陽極酸化処理液に関
するものである。 本発明の処理液は、上記4成分のみから構成さ
れる処理液においても優れた耐食性皮膜が形成さ
れるが、該処理液に硼酸塩またはクロム酸塩から
選ばれる1種または2種以上の化合物を溶解する
と、酸化皮膜の耐食性または耐摩耗性がさらに向
上する。 これらの成分を適量配合した陽極酸化処理液を
用いてマグネシウムまたはその合金を陽極酸化処
理すると、その表面にフオルステライト
(2MgO・SiO2)を主成分とするガラス状の硬質
酸化皮膜を形成し、皮膜の厚さも最大30μmに達
することが判明した。これらの皮膜の色調は、該
処理液中にクロム酸塩を添加した場合を除いてい
ずれも白色であり、従来公知の陽極酸化処理皮
膜、例えばDow17法(暗緑色)、HAE法(暗褐
色)に比較して装飾的にも優れ、また耐食性およ
び耐摩耗性も極めて優れている。 本発明の陽極酸化処理液が対象とする金属は、
マグネシウムまたはその合金であれば特に制限は
なく、一般の構造材もしくは工業材料でマグネシ
ウム含有量が70%以上、その他例えばアルミニウ
ム、亜鉛、マンガン、ジルコニウム、珪素、希土
類などを含有するマグネシウム合金に適用され
る。 本発明の陽極酸化処理液を構成する化合物は、
水溶性の面でいずれもアルカリ金属塩であること
が好ましく、その使用量は珪酸塩5〜65g/
(SiO2基準)、カルボン酸塩10〜120g/、水酸
化アルカリ25〜250g/、フツ化物1〜40g/
、硼酸塩2〜50g/、クロム酸塩2〜50g/
の範囲から選ばれる。 珪酸塩としては例えば珪酸リチウム、珪酸ナト
リウム、珪酸カリウムなどが挙げられ、なかでも
珪酸リチウムまたは珪酸カリウムが好ましい。そ
の使用量はSiO2基準で5〜65g/、好ましく
は15〜50g/が適当である。珪酸塩の量が65
g/より多い場合には形成した酸化皮膜が粗く
なり、皮膜の耐食性が低下する。 カルボン酸塩としては例えばギ酸、酢酸、プロ
ピオン酸などのモノカルボン酸、シユウ酸、マロ
ン酸、コハク酸などのジカルボン酸、乳酸、洒石
酸、クエン酸などのオキシカルボン酸などのアル
カリ金属塩が挙げられ、なかでもオキシカルボン
酸のリチウム塩またはカリウム塩が好ましい。そ
の使用量は10〜120g/、好ましくは30〜80
g/が適当である。カルボン酸塩の量が120
g/より多くても添加効果はそれほど増大しな
い。ここにおける添加効果とは陽極酸化皮膜の緻
密さであり、陽極酸化処理時に被処理品上に一時
的に形成されるカルボン酸のマグネシウム塩が皮
膜の緻密化に関与することが推察される。 水酸化アルカリとしては例えば水酸化リチウ
ム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどが挙
げられるが、なかでも水酸化カリウムが好まし
い。その使用量は25〜250g/、好ましくは100
〜200g/が適当である。水酸化アルカリが25
g/より少ない場合には被処理品の電解電圧が
高く、陽極酸化処理が困難となる。一方250g/
より多い場合には皮膜の生長速度が遅く、一定
の処理時間内に所期の膜厚の処理品が得られなく
実用上不利である。 フツ化物としては例えばフツ化リチウム、フツ
化ナトリウム、フツ化カリウムなどが挙げられる
が、なかでもフツ化カリウムが好ましい。その使
用量は1〜40g/、好ましくは2〜20g/が
適当である。フツ化物の量が1g/より少ない
場合には被処理品の電解電流が不安定になり、所
期の陽極酸化処理が困難となる。一方40g/よ
り多い場合には形成する酸化皮膜が粗くなり皮膜
物性が低下する。 本発明の陽極酸化処理液は前記4成分によつて
構成されるが、形成する酸化皮膜にさらに高い耐
摩耗性を期待する場合には硼酸塩を添加する。 硼酸塩としては例えばメタ硼酸リチウム、メタ
硼酸ナトリウム、メタ硼酸カリウムなどが挙げら
れ、なかでもメタ硼酸カリウムが好ましい。その
使用量は2〜50g/、好ましくは10〜30g/
が適当である。硼酸塩を50g/より多く添加し
ても皮膜の耐摩耗性はそれほど向上しない。 陽極酸化処理液の調製にあたつては、各化合物
の群より2種以上選定しても差支えないが、1種
選定して配合する方が適当である。 このように調製した陽極酸化処理液を用いてマ
グネシウムまたはその合金を酸化処理すると、そ
の表面に耐食性、耐摩耗性および装飾性に優れた
白色硬質皮膜を形成することができるが、さらに
高度の耐食性を皮膜に期待する場合には、該処理
液中にクロム酸塩を溶解させる。この場合、形成
する酸化皮膜の色調は黄緑色となる。 クロム酸塩としては例えば重クロム酸ナトリウ
ム、重クロム酸カリウムなどが挙げられ。なかで
も重クロム酸カリウムガ好ましく、その使用量は
2〜50g/好ましくは5〜30g/が適当であ
る。クロム酸塩を50g/より多く添加しても酸
化皮膜の耐食性向上はそれほど期待できなく、む
しろ経済的に不利である。 本発明の陽極酸化処理液を用いたマグネシウム
またはその合金の陽極酸化処理にあたつて、処理
液の温度は60℃以下、好ましくは40℃以下に調整
する。処理液の温度が60℃より高い場合にはマグ
ネシウムまたはその合金の表面に形成された酸化
皮膜の一部が溶解し、所定時間内に所期の膜厚形
成が困難となるとともに、皮膜の耐食性が低下す
る。 本発明の陽極酸化処理液を用いてマグネシウム
またはその合金を陽極酸化処理する場合に、使用
する電源は交流が好ましく、その電流密度は0.2
〜5A/dm2、好ましくは1.5〜4.0A/dm2が適当
である。電流密度が0.2A/dm2より小さい場合
には所期の硬質酸化皮膜が得られ難く、一方
5A/dm2より大きい場合にはマグネシウムまた
はその合金表面に発生する火花の集中度が激しく
なり、均質な酸化皮膜の形成が困難となる。 本発明の陽極酸化処理液による処理品は、水
洗、乾燥後、直ちにその目的に使用しても差支え
ないが、クロム酸塩と重フツ化物とからなる混合
溶液中に処理品を数分間浸漬後、水洗、乾燥する
従来公知の後処理(封孔処理)方法を採用すると
酸化皮膜が安定化し耐食性がさらに向上する。 次に実施例と比較例を示し本発明をさらに詳述
するが、本発明は実施例に限定されない。 [実施例] 各例における耐食性はJIS−Z−2371の「塩水
噴霧試験」に記載の方法に準じ、陽極酸化処理品
について所定時間塩水噴霧を行い、噴霧試験前後
の腐蝕減量を測定した。 耐摩耗性はJIS−H−8682の「アルミニウムお
よびアルミニウム合金の陽極酸化皮膜の耐摩耗性
試験方法」に記載の方法に準じ、陽極酸化処理品
について平面摩耗試験(荷重400gf、往復摩擦
回数60DS/分、研磨紙#320、材質SiC)を行い、
皮膜厚さ1μmを摩耗するのに必要な往復摩擦回数
(DS値)を測定した。 実施例 1〜5 マグネシウム合金板(AZ31、厚さ3mm)から
縦60×横50mmの試験片を切り出し、#320の研磨
紙で表面を研磨し、アルカリおよび酸洗浄後、第
1表の組成(単位:g/)の陽極酸化処理液を
用い、処理液温度25℃、電流密度3.0A/dm2
(交流、電圧50〜100V)、処理時間30分の処理条
件下で陽極酸化処理を行つた。 実施例 6 実施例1の陽極酸化処理品を重クロム酸ナトリ
ウム50g/、重フツ化カリウム50g/から成
る後処理液に3分間浸漬し、水洗、乾燥した。 実施例 7 実施例4の陽極酸化処理品を実施例6の後処理
液に3分間浸漬し、水洗、乾燥した。 実施例 8 実施例1の陽極酸化処理液を用い、電流密度を
2.0A/dm2に代えた以外は実施例1と同様な処
理条件で陽極酸化処理を行つた。 比較例 1 従来公知のDow17法に準じて陽極酸化処理を
行つた。すなわちフツ化水素アンモニウム240
g/、重クロム酸ナトリウム100g/、85%
燐酸90mlから成る処理液を用い、実施例の試験片
(AZ31合金)ついて、処理液温度80℃、電流密度
3A/dm2(交流)、処理時間30分の処理条件で陽
極酸化処理を行つた。 比較例 2 従来公知のHAE法に準じて陽極酸化処理を行
つた。すなわち水酸化アルミニウム35g/、水
酸化カリウム165g/、フツ化カリウム35g/
、燐酸三ナトリウム35g/、過マンガン酸カ
リウム20g/から成る処理液を用い、実施例の
試験片(AZ31合金)について、処理液温度25℃、
電流密度2A/dm2(交流)、処理時間30分の処理
条件で陽極酸化処理を行つた。 処理品は水洗後、重クロム酸ナトリウム20g/
、重フツ化アンモニウム100g/から成る処
理液にて後処理を行つた。 実施例1〜8、比較例1および2の表面処理品
について、膜厚測定、耐食性試験、耐摩耗性試験
および色調観察を行つた。結果を第2表に示す。
【表】
【表】 [発明の効果] 本発明のマグネシウムまたはその合金の陽極酸
化処理液を用いた陽極酸化処理で形成した皮膜
は、従来公知の皮膜よりも耐食性、耐摩耗制およ
び装飾性、特に耐食性に優れている。 本発明の処理液はアルカリ性であり、また処理
温度も常温付近であるために、鉄、プラスチツク
などにより電解槽が製作でき経済的に有利であ
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 珪酸塩、カルボン酸塩、水酸化アルカリおよ
    びフツ化物を水に溶解してなるマグネシウムまた
    はその合金の陽極酸化処理液。 2 珪酸塩、カルボン酸塩およびフツ化物がいず
    れもリチウム塩またはカリウム塩、水酸化アルカ
    リが水酸化カリウムであることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の陽極酸化処理液。 3 該処理液中に硼酸塩またはクロム酸塩から選
    ばれる少なくとも1種の化合物を溶解してなる特
    許請求の範囲第1項または第2項記載の陽極酸化
    処理液。
JP11065787A 1987-05-08 1987-05-08 マグネシウムまたはその合金の陽極酸化処理液 Granted JPS63277793A (ja)

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