JPH0474438B2

JPH0474438B2 -

Info

Publication number: JPH0474438B2
Application number: JP61258012A
Authority: JP
Priority date: 1986-10-29
Filing date: 1986-10-29
Publication date: 1992-11-26
Also published as: JPS63111198A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）この発明は、主として装飾品、建材、航空機及
び機械部品などチタン製品の表面処理に使用され
るチタン及びチタン合金の陽極酸化処理法に関す
る。（従来の技術）従来、チタン及びチタン合金（以下チタンと略
称する）の陽極酸化処理法として、例えば特公昭
40−8018号公報及び特公昭36−22564号公報に記
載されたものが知られており、前者のものは、濃
度95％以上の硫酸又は燐酸、若しくは両者の混合
液から成る電解浴を使用して、放電圧以上の電圧
で、チタンの陽極酸化を行うものであり、また、
後者のものは、第１工程において、硫酸とリン酸
及び硝酸などから成る電解浴中でチタンの陽極酸
化を行い、第２工程において、陽極酸化処理が施
されたチタンを、硝酸又は硝酸塩を分解して得ら
れる酸素雰囲気中で酸化処理するようにしたもの
である。（発明が解決しようとする問題点）ところで、以上のような各種処理法のうち、前
者のものでは、濃度95％以上の硫酸又はリン酸、
若しくは両者の混合液から成る電解浴を使用し
て、放電圧以上の電圧で、チタンの陽極酸化を行
うものであるため、工場などで実際に処理を行う
ときに、非常な危険を伴い、しかも、以上のよう
な電解浴を使用して、チタンの陽極酸化を行うと
きには、電解処理時に局部的に陽極酸化が進ん
で、所謂バーニング現象が発生し、表面に焼けた
ような態様が生成されて、表面均一で美しい皮膜
を生成することができずに、装飾品や建築材料な
どの陽極酸化処理法として使用できなかつたので
ある。また、後者のものでは、電解浴中に硝酸を添加
しているが、該硝酸は、チタンの表面に対する強
力で積極的な活性化作用を具備していないことか
ら、前者のものと同様に、第１工程でチタンを陽
極酸化処理するとき、バーニング現象が発生し
て、表面に焼けたような態様が生成し、表面が均
一で美しい皮膜を得ることができず、外観が悪い
ばかりか、特に、前記硝酸を使用する場合には、
処理時に窒素酸化物（NoX）を発生して公害問
題を招くのである。しかも、後者のものでは、２
つの処理工程を必要とすることから、処理コスト
が高くなり、また、例えば第２工程において、酸
素雰囲気中で酸化処理を行つても、第２工程のベ
ースとなる第１工程で焼け模様が生成されるた
め、この焼け模様が残つて、外観が悪くなるので
あり、その上、第２工程において、硝酸塩などを
加熱して得られる酸素雰囲気中でチタンの処理を
行うために、処理作業に非常な危険を伴うなどの
問題もあつた。本発明は以上のような各種問題に鑑みてなした
ものであり、その目的は、実際の処理作業時に危
険を伴うことなく、安価なコストで陽極酸化処理
を行うことができ、しかも表面均一で美しいアナ
ターゼ型の結晶構造をもつ酸化皮膜を一工程で短
時間で生成することができ、装飾品や建築材料な
どの処理法として最適な使用ができるチタンの陽
極酸化処理法を提供することにある。（問題点を解決するための手段）本発明にかかるチタン及びチタン合金の陽極酸
化処理法は、１〜30％のリン酸と0.1〜20％の硫
酸との混合水溶液に、0.01〜20％の過酸化水素水
を添加して電解浴を調製し、この電解浴中におい
て直流で電解することを特徴とするものである。本発明に使用される電解浴は、好ましくは１〜
10％のリン酸と、0.5〜10％の硫酸とに、0.5〜10
％の過酸化水素水を添加して調製される。また、電解条件として、電解浴の温度は、浴の
沸点以下ならば問題はないが、作業上又は浴管理
上などの観点から、10〜50℃にすることが望まし
く、更に、浴電圧は、後述する実施例で明らかな
ごとく、電解浴の組成によつて変動があるため、
数値を正確に限定することは困難であるが、概ね
直流100ボルト以上が採用される。（発明の作用・効果）以上のごとき特殊な電解浴を使用し、かつ前記
電解条件の下で、チタン及びチタン合金を陽極酸
化処理することにより、作業上の危険を伴うこと
なく、また、表面焼け模様を発生したりすること
なく、安価なコストでもつて、表面が均一で美し
く厚い皮膜が一工程で生成され、外観や強度が要
求される例えば装飾品や建築材料などチタン製品
の表面処理法として最適なものとなる。なお、この際、低濃度とされたリン酸と硫酸と
の混合水溶液中に過酸化水素を添加することによ
り、電解浴中でチタン及びチタン合金が反応を起
し、水可溶性のチタン化合物例えばペルオキソチ
タン酸塩を生成し、チタン及びチタン合金の表面
全体が常に活性化されて、チタン及びチタン合金
の全表面に対する陽極酸化がスムーズかつ積極的
に行われ、その結果、表面全体が均一で膜厚大の
皮膜が短時間で生成されるものと考えられる。以
上の処理法で得られる生成皮膜は、電子顕微鏡観
察により多孔質構造があり、またＸ線解析により
アナターゼ型の酸化チタンであることが確認され
た。（実施例）以下本発明にかかるチタン及びチタン合金の陽
極酸化処理法を、具体例を挙げて説明する。尚、各具体例では、下記第１表に示す成分組成
のチタン合金を使用した。

【表】具体例１ (1) 試料；前記表１のチタン合金Ａを使用した。 (2) 電解浴の調製；３％リン酸に３％硫酸と0.5
〜２％の過酸化水素を添加して調製した。 (3) 電解条件；前記電解浴を使用して、浴温度25
〜30℃の条件下で、前記試料を陽極とし、浴電
圧を50〜340（Ｖ）ボルトまで種々変化させ、
各々30分間陽極酸化処理を行つた。尚、下記表
において、300及び340ボルト（Ｖ）における浴
温度は40及び60℃である。 (4) 結果；過酸化水素水の添加量及び浴電圧をそ
れぞれ変化させて、前記試料に生成された皮膜
の厚さは、下記第２表の通りであり、また各皮
膜は、表面に焼け模様（バーニング現象）を発
生することなく、表面均一で美しいものであつ
た。尚、下記表において、浴電圧が50Vで、過
酸化水素水の添加量が0.5及び１％のときは、
1000オングストローム以下の皮膜しか得られな
いが、前記過酸化水素水の添加量を２％とする
ときには、1000オングストロームを越える皮膜
が生成されるのであり、また、前記浴電圧を高
めることにより、特に200V以上とすることに
より、ミクロン単位以上の皮膜が生成できるの
できる。

【表】具体例２ (1) 試料；前記表１のチタン合金Ｂを使用した。 (2) 電解浴の調製；５％リン酸に４％硫酸と１％
と３％の過酸化水素水を添加して調製した。 (3) 電解条件；前記電解浴を使用して、浴温度25
±１℃に保持し、前記試料を陽極とし、浴電圧
100〜300ボルト（Ｖ）まで種々変化させ、各々
20分間陽極酸化処理を行つた。尚、下記表にお
いて、300ボルト（Ｖ）における浴温度は40℃
である。 (4) 結果；過酸化水素水の添加量及び浴電圧をそ
れぞれ変化させて、前記試料に生成された皮膜
の厚さは、下記第３表の通りであり、また各皮
膜は、表面に焼け模様（バーニング現象）を発
生することなく、表面均一で美しいものであつ
た。

【表】前記各具体例において生成された皮膜は、マイ
クロビツカース硬度試験を行つたところ、その何
れも295（Hv）以上の値であり、硬度にも非常に
優れたものであつた。また前記各具体例においては、チタン合金を試
料として使用したが、チタン単体金属を使用でき
るのは勿論でおり、このチタン単体金属の場合に
は、通電性に優れていることから、前述したチタ
ン合金よりも厚肉の皮膜が生成される。

Claims

【特許請求の範囲】

１１〜30％のリン酸と0.1〜20％の硫酸との混
合水溶液に、0.01〜20％の過酸化水素水を添加し
て電解浴を調製し、この電解浴中において直流で
電解することを特徴とするチタン及びチタン合金
の陽極酸化処理法。