JPH06287797A - チタン材の陽極酸化処理方法 - Google Patents
チタン材の陽極酸化処理方法Info
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- JPH06287797A JPH06287797A JP4086949A JP8694992A JPH06287797A JP H06287797 A JPH06287797 A JP H06287797A JP 4086949 A JP4086949 A JP 4086949A JP 8694992 A JP8694992 A JP 8694992A JP H06287797 A JPH06287797 A JP H06287797A
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 火花発生電圧以上の直流電圧を印加すること
により生じる問題を解消できるとともに、安定した、μ
ｍオーダーの厚膜の酸化皮膜を得ることのできるチタン
材の陽極酸化処理方法を提供することである。 【構成】 チタン材を陽極酸化処理浴中で電解処理し
て、チタン材の表面に酸化皮膜を形成するチタン材の陽
極酸化処理方法において、開始レベルから直線的に上昇
しピークレベルに達した後に直線的に下降して終了レベ
ルに達するよう変化する電圧を、開始レベルから終了レ
ベルまでを１サイクルとして２サイクル以上の任意のサ
イクル数だけ連続して印加することにより、上記電解処
理を行ない、ピークレベルを火花発生電圧より小さく設
定したことを特徴とするチタン材の陽極酸化処理方法で
ある。
により生じる問題を解消できるとともに、安定した、μ
ｍオーダーの厚膜の酸化皮膜を得ることのできるチタン
材の陽極酸化処理方法を提供することである。 【構成】 チタン材を陽極酸化処理浴中で電解処理し
て、チタン材の表面に酸化皮膜を形成するチタン材の陽
極酸化処理方法において、開始レベルから直線的に上昇
しピークレベルに達した後に直線的に下降して終了レベ
ルに達するよう変化する電圧を、開始レベルから終了レ
ベルまでを１サイクルとして２サイクル以上の任意のサ
イクル数だけ連続して印加することにより、上記電解処
理を行ない、ピークレベルを火花発生電圧より小さく設
定したことを特徴とするチタン材の陽極酸化処理方法で
ある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主に装飾品、建材、航
空機、機械部品などに用いられるチタン材の表面を着色
するための陽極酸化処理方法に関するものである。
空機、機械部品などに用いられるチタン材の表面を着色
するための陽極酸化処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来一般に、μｍオーダーの厚さを有す
る酸化皮膜を得る方法としては、チタン材を陽極酸化処
理するに際して、各種の陽極酸化処理浴を調整し、この
浴にチタン材を浸漬し、火花発生電圧以上の直流電圧を
チタン材に印加するようにしていた。例えば、特開平３
−４７９９４号公報に示す方法では、所定の化成電圧に
達した後、一旦通電を中断し、その後所定の電流密度で
再度通電を行なうようにしている。
る酸化皮膜を得る方法としては、チタン材を陽極酸化処
理するに際して、各種の陽極酸化処理浴を調整し、この
浴にチタン材を浸漬し、火花発生電圧以上の直流電圧を
チタン材に印加するようにしていた。例えば、特開平３
−４７９９４号公報に示す方法では、所定の化成電圧に
達した後、一旦通電を中断し、その後所定の電流密度で
再度通電を行なうようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】上記のように火花発
生電圧以上の直流電圧で陽極酸化すると、安定した、μ
ｍオーダーの厚膜である多孔質酸化皮膜が得られる。し
かし、治具が焼けたり、電源容量を大きくする必要があ
ったりして、設備に支障を来たしたり、コスト高となっ
たりするという問題があった。また、処理浴の種類によ
っては、火花発生が不均一になり、皮膜焼けが生じると
いう問題もあった。
生電圧以上の直流電圧で陽極酸化すると、安定した、μ
ｍオーダーの厚膜である多孔質酸化皮膜が得られる。し
かし、治具が焼けたり、電源容量を大きくする必要があ
ったりして、設備に支障を来たしたり、コスト高となっ
たりするという問題があった。また、処理浴の種類によ
っては、火花発生が不均一になり、皮膜焼けが生じると
いう問題もあった。
【０００４】本発明は、火花発生電圧以上の直流電圧を
印加することにより生じる上記問題を解消できるととも
に、安定した、μｍオーダーの厚膜の酸化皮膜を得るこ
とのできるチタン材の陽極酸化処理方法を提供すること
を目的とする。
印加することにより生じる上記問題を解消できるととも
に、安定した、μｍオーダーの厚膜の酸化皮膜を得るこ
とのできるチタン材の陽極酸化処理方法を提供すること
を目的とする。
【０００５】
【問題点を解決するための手段】本発明は、チタン材を
陽極酸化処理浴中で電解処理して、チタン材の表面に酸
化皮膜を形成するチタン材の陽極酸化処理方法におい
て、開始レベルから直線的に上昇しピークレベルに達し
た後に直線的に下降して終了レベルに達するよう変化す
る電圧を、開始レベルから終了レベルまでを１サイクル
として２サイクル以上の任意のサイクル数だけ連続して
印加することにより、上記電解処理を行ない、ピークレ
ベルを火花発生電圧より小さく設定したことを特徴とす
るものである。
陽極酸化処理浴中で電解処理して、チタン材の表面に酸
化皮膜を形成するチタン材の陽極酸化処理方法におい
て、開始レベルから直線的に上昇しピークレベルに達し
た後に直線的に下降して終了レベルに達するよう変化す
る電圧を、開始レベルから終了レベルまでを１サイクル
として２サイクル以上の任意のサイクル数だけ連続して
印加することにより、上記電解処理を行ない、ピークレ
ベルを火花発生電圧より小さく設定したことを特徴とす
るものである。
【０００６】電圧を開始レベルからピークレベルまで上
昇させる速度は、時間がかかり過ぎるほど遅くなく、電
流が流れ過ぎるほど速くないよう設定し、０．０１〜１
０Ｖ／sec が好ましい。
昇させる速度は、時間がかかり過ぎるほど遅くなく、電
流が流れ過ぎるほど速くないよう設定し、０．０１〜１
０Ｖ／sec が好ましい。
【０００７】ピークレベルは、例えば、処理浴が０．１
mol/l Ｈ2ＳＯ4水溶液では８５Ｖより小さい値、０．１
mol/l Ｈ3ＰＯ4水溶液では１５０Ｖより小さい値、０．
１mol/l ＮａＯＨ水溶液では５０Ｖより小さい値であ
る。
mol/l Ｈ2ＳＯ4水溶液では８５Ｖより小さい値、０．１
mol/l Ｈ3ＰＯ4水溶液では１５０Ｖより小さい値、０．
１mol/l ＮａＯＨ水溶液では５０Ｖより小さい値であ
る。
【０００８】陽極酸化処理浴としては、例えば次のもの
が用いられる。 （１）硫酸、リン酸、硝酸、ホウ酸などの無機酸から選
択された１種又は２種以上の水溶液からなるもの、
（２）上記無機酸に過酸化水素水を添加してなる混合水
溶液からなるもの、（３）上記無機酸に金属塩を添加し
てなる水溶液からなるもの、（４）シュウ酸、酒石酸、
クエン酸、酢酸、スルホサリチル酸、ナフタレンジスル
ホン酸などの有機酸から選択された１種又は２種以上の
水溶液からなるもの、（５）上記有機酸の塩からなるも
の、（６）Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｌｉ、Ｍｇの水酸化物、水
溶性の炭酸塩、水酸化アンモニウムなどのアルカリ水溶
液から選択された１種又は２種以上からなるもの。
が用いられる。 （１）硫酸、リン酸、硝酸、ホウ酸などの無機酸から選
択された１種又は２種以上の水溶液からなるもの、
（２）上記無機酸に過酸化水素水を添加してなる混合水
溶液からなるもの、（３）上記無機酸に金属塩を添加し
てなる水溶液からなるもの、（４）シュウ酸、酒石酸、
クエン酸、酢酸、スルホサリチル酸、ナフタレンジスル
ホン酸などの有機酸から選択された１種又は２種以上の
水溶液からなるもの、（５）上記有機酸の塩からなるも
の、（６）Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｌｉ、Ｍｇの水酸化物、水
溶性の炭酸塩、水酸化アンモニウムなどのアルカリ水溶
液から選択された１種又は２種以上からなるもの。
【０００９】
【作用】印加電圧の上限であるピークレベルが火花発生
電圧より小さいので、治具が焼けることはなく、電源容
量を大きくする必要もなく、皮膜焼けが生じることもな
い。２サイクル以上の任意のサイクル数だけ印加するの
で、膜厚は印加するサイクル数に応じて確実に厚くな
り、また、膜厚の制御即ち色調の制御も容易となる。
電圧より小さいので、治具が焼けることはなく、電源容
量を大きくする必要もなく、皮膜焼けが生じることもな
い。２サイクル以上の任意のサイクル数だけ印加するの
で、膜厚は印加するサイクル数に応じて確実に厚くな
り、また、膜厚の制御即ち色調の制御も容易となる。
【００１０】
（第１実施例）純チタン板を、２０℃の０．３mol/l Ｈ
3ＰＯ4水溶液からなる浴中に浸漬し、図１に示すように
変化する電圧を印加することにより、電解処理する。図
１において、開始レベルａからピークレベルｂを経て終
了レベルｃに至る各サイクルは全て同じ波形を有してお
り、開始レベルａ及び終了レベルｃは共に０Ｖであり、
ピークレベルｂは５０Ｖであり、開始レベルａからピー
クレベルｂへの昇圧速度は１Ｖ／sec であり、ピークレ
ベルｂから終了レベルｃへの降圧速度は１００Ｖ／sec
である。表１は、印加したサイクル数と得られた酸化皮
膜の厚さ及び色調を示している。なお、表１中の＊印は
比較例である。
3ＰＯ4水溶液からなる浴中に浸漬し、図１に示すように
変化する電圧を印加することにより、電解処理する。図
１において、開始レベルａからピークレベルｂを経て終
了レベルｃに至る各サイクルは全て同じ波形を有してお
り、開始レベルａ及び終了レベルｃは共に０Ｖであり、
ピークレベルｂは５０Ｖであり、開始レベルａからピー
クレベルｂへの昇圧速度は１Ｖ／sec であり、ピークレ
ベルｂから終了レベルｃへの降圧速度は１００Ｖ／sec
である。表１は、印加したサイクル数と得られた酸化皮
膜の厚さ及び色調を示している。なお、表１中の＊印は
比較例である。
【００１１】
【表１】
【００１２】（第２実施例）チタン合金（Ｔｉ−６Ａｌ
−４Ｖ）板を、次に示す（ａ）〜（ｅ）の５種類の浴中
にそれぞれ浸漬し、表２に示す電解処理条件でそれぞれ
陽極酸化処理し、表２に示す厚さ及び色調を有する酸化
皮膜を得た。なお、印加電圧は第１実施例と同じであ
る。 （ａ）３０℃、０．２mol/l ＮａＯＨ水溶液、（ｂ）２
５℃、０．１mol/l 酒石酸水溶液、（ｃ）ｐＨ１０．
０、２０℃、０．５mol/l クエン酸ナトリウム水溶液、
（ｄ）０．３mol/l Ｈ3ＰＯ4と０．２mol/l Ｈ2ＳＯ4と
０．３mol/l Ｈ2Ｏ2とからなる混合水溶液、（ｅ）０．
２mol/l 硫酸コバルトと０．１mol/l Ｈ3ＰＯ4と１．５
mol/l Ｈ2ＳＯ4とからなる混合水溶液。
−４Ｖ）板を、次に示す（ａ）〜（ｅ）の５種類の浴中
にそれぞれ浸漬し、表２に示す電解処理条件でそれぞれ
陽極酸化処理し、表２に示す厚さ及び色調を有する酸化
皮膜を得た。なお、印加電圧は第１実施例と同じであ
る。 （ａ）３０℃、０．２mol/l ＮａＯＨ水溶液、（ｂ）２
５℃、０．１mol/l 酒石酸水溶液、（ｃ）ｐＨ１０．
０、２０℃、０．５mol/l クエン酸ナトリウム水溶液、
（ｄ）０．３mol/l Ｈ3ＰＯ4と０．２mol/l Ｈ2ＳＯ4と
０．３mol/l Ｈ2Ｏ2とからなる混合水溶液、（ｅ）０．
２mol/l 硫酸コバルトと０．１mol/l Ｈ3ＰＯ4と１．５
mol/l Ｈ2ＳＯ4とからなる混合水溶液。
【００１３】なお、比較例として、上記チタン合金を、
３Ａ／ｄｍ2の定電流密度で２００Ｖまで昇圧するとい
う電解処理条件にて陽極酸化処理を行なった。得られた
酸化皮膜の厚さは５．２７μｍ、色調は黄緑色であっ
た。また、表２中、＊印も比較例である。
３Ａ／ｄｍ2の定電流密度で２００Ｖまで昇圧するとい
う電解処理条件にて陽極酸化処理を行なった。得られた
酸化皮膜の厚さは５．２７μｍ、色調は黄緑色であっ
た。また、表２中、＊印も比較例である。
【００１４】
【表２】
【００１５】（第３ないし第７実施例）陽極酸化処理に
おける印加電圧は、図１のように変化するものに限ら
ず、図２ないし図６に示すように変化するものであって
もよい。
おける印加電圧は、図１のように変化するものに限ら
ず、図２ないし図６に示すように変化するものであって
もよい。
【００１６】図２は一般的な三角波の波形を有するもの
であり、第３実施例を示す。開始レベルａから直線的に
漸次上昇してピークレベルｂに至り、直線的に漸次下降
して終了レベルｃに至る各サイクルは、全て同じ大きさ
及び形の波形を有しており、開始レベルａ及び終了レベ
ルｃは共に０Ｖである。各サイクルのピークレベルｂは
もちろん、同じ値であり、火花発生電圧より小さい値に
設定されている。
であり、第３実施例を示す。開始レベルａから直線的に
漸次上昇してピークレベルｂに至り、直線的に漸次下降
して終了レベルｃに至る各サイクルは、全て同じ大きさ
及び形の波形を有しており、開始レベルａ及び終了レベ
ルｃは共に０Ｖである。各サイクルのピークレベルｂは
もちろん、同じ値であり、火花発生電圧より小さい値に
設定されている。
【００１７】図３は徐々に上昇する三角波の波形を有す
るものであり、第４実施例を示す。１サイクル目は、０
Ｖである開始レベルａ1から直線的に漸次上昇してピー
クレベルｂ1に至り、直線的に漸次下降して終了レベル
ｃ1に至っている。終了レベルｃ1は所定値ｖ1となって
いる。そして、２サイクル目は、終了レベルｃ1を開始
レベルａ2として、１サイクル目と同じ上昇速度及び下
降速度で変化しており、ピークレベルｂ2は１サイクル
目のピークレベルｂ1より所定値ｖ1だけ大きくなってい
る。このようなサイクルの波形が繰返されている。そし
て、最大のピークレベルｂn（ｎは２以上の整数）は火
花発生電圧より小さい値に設定されている。
るものであり、第４実施例を示す。１サイクル目は、０
Ｖである開始レベルａ1から直線的に漸次上昇してピー
クレベルｂ1に至り、直線的に漸次下降して終了レベル
ｃ1に至っている。終了レベルｃ1は所定値ｖ1となって
いる。そして、２サイクル目は、終了レベルｃ1を開始
レベルａ2として、１サイクル目と同じ上昇速度及び下
降速度で変化しており、ピークレベルｂ2は１サイクル
目のピークレベルｂ1より所定値ｖ1だけ大きくなってい
る。このようなサイクルの波形が繰返されている。そし
て、最大のピークレベルｂn（ｎは２以上の整数）は火
花発生電圧より小さい値に設定されている。
【００１８】図４は一般的なのこぎり波の波形を有する
ものであり、第５実施例を示す。開始レベルａから直線
的に漸次上昇してピークレベルｂに至り、直線的に一気
に下降して終了レベルｃに至る各サイクルは、全て同じ
大きさ及び形の波形を有しており、開始レベルａ及び終
了レベルｃは共に０Ｖである。各サイクルのピークレベ
ルｂはもちろん、同じ値であり、火花発生電圧より小さ
い値に設定されている。
ものであり、第５実施例を示す。開始レベルａから直線
的に漸次上昇してピークレベルｂに至り、直線的に一気
に下降して終了レベルｃに至る各サイクルは、全て同じ
大きさ及び形の波形を有しており、開始レベルａ及び終
了レベルｃは共に０Ｖである。各サイクルのピークレベ
ルｂはもちろん、同じ値であり、火花発生電圧より小さ
い値に設定されている。
【００１９】図５は０Ｖまで下降しないのこぎり波の波
形を有するものであり、第６実施例を示す。１サイクル
目は、０Ｖである開始レベルａ1から直線的に漸次上昇
してピークレベルｂ1に至り、直線的に一気に下降して
終了レベルｃ1に至っている。終了レベルｃ1は所定値ｖ
1となっている。そして、２サイクル目は、終了レベル
ｃ1が開始レベルａ2となって直線的に漸次上昇してピー
クレベルｂ1と同じ値のピークレベルｂ2に至り、直線的
に一気に下降して終了レベルｃ1と同じ値の終了レベル
ｃ2に至るようになっている。このようなサイクルの波
形が繰返されている。そして、ピークレベルは火花発生
電圧より小さい値に設定されている。
形を有するものであり、第６実施例を示す。１サイクル
目は、０Ｖである開始レベルａ1から直線的に漸次上昇
してピークレベルｂ1に至り、直線的に一気に下降して
終了レベルｃ1に至っている。終了レベルｃ1は所定値ｖ
1となっている。そして、２サイクル目は、終了レベル
ｃ1が開始レベルａ2となって直線的に漸次上昇してピー
クレベルｂ1と同じ値のピークレベルｂ2に至り、直線的
に一気に下降して終了レベルｃ1と同じ値の終了レベル
ｃ2に至るようになっている。このようなサイクルの波
形が繰返されている。そして、ピークレベルは火花発生
電圧より小さい値に設定されている。
【００２０】図６は徐々に上昇するのこぎり波であり、
第７実施例を示す。開始レベルａから直線的に漸次上昇
してピークレベルｂに至り、直線的に一気に下降して終
了レベルｃに至る各サイクルは、全て同じ形の波形を有
しているが、大きさはサイクルを経る毎に所定値ｖ1ず
つピークレベルが大きくなるようになっている。そし
て、最大のピークレベルは火花発生電圧より小さい値に
設定されている。
第７実施例を示す。開始レベルａから直線的に漸次上昇
してピークレベルｂに至り、直線的に一気に下降して終
了レベルｃに至る各サイクルは、全て同じ形の波形を有
しているが、大きさはサイクルを経る毎に所定値ｖ1ず
つピークレベルが大きくなるようになっている。そし
て、最大のピークレベルは火花発生電圧より小さい値に
設定されている。
【００２１】
【発明の効果】以上のように本発明のチタン材の陽極酸
化処理方法によれば、火花発生電圧より小さい電圧によ
り、安定した、μｍオーダーの厚膜の酸化皮膜を得るこ
とができる。従って、火花発生電圧以上の電圧を印加す
ることによる問題、即ち、治具が焼けたり、電源容量を
大きくする必要があったりするために、設備に支障を来
たしたり、コスト高となったりするという問題や、火花
発生が不均一となるために皮膜焼けが生じるという問題
を解消することができる。
化処理方法によれば、火花発生電圧より小さい電圧によ
り、安定した、μｍオーダーの厚膜の酸化皮膜を得るこ
とができる。従って、火花発生電圧以上の電圧を印加す
ることによる問題、即ち、治具が焼けたり、電源容量を
大きくする必要があったりするために、設備に支障を来
たしたり、コスト高となったりするという問題や、火花
発生が不均一となるために皮膜焼けが生じるという問題
を解消することができる。
【００２２】しかも、印加するサイクル数を変えること
により、酸化皮膜の膜厚を容易に変えることができ、皮
膜の色調を容易に制御することができる。
により、酸化皮膜の膜厚を容易に変えることができ、皮
膜の色調を容易に制御することができる。
【図１】 本発明の第１及び第２実施例における印加電
圧の変化を示す図である。
圧の変化を示す図である。
【図２】 本発明の第３実施例における印加電圧の変化
を示す図である。
を示す図である。
【図３】 本発明の第４実施例における印加電圧の変化
を示す図である。
を示す図である。
【図４】 本発明の第５実施例における印加電圧の変化
を示す図である。
を示す図である。
【図５】 本発明の第６実施例における印加電圧の変化
を示す図である。
を示す図である。
【図６】 本発明の第７実施例における印加電圧の変化
を示す図である。
を示す図である。
ａ1、ａ2 開始レベル ｂ1、ｂ2 ピークレベル ｃ1、ｃ2 終了レベル
フロントページの続き (72)発明者 石田 慎一 大阪府大阪市淀川区三国本町３丁目９番39 号 株式会社日本アルミ内 (72)発明者 山田 紀久夫 大阪府大阪市淀川区三国本町３丁目９番39 号 株式会社日本アルミ内
Claims (7)
- 【請求項１】 チタン材を陽極酸化処理浴中で電解処理
して、チタン材の表面に酸化皮膜を形成するチタン材の
陽極酸化処理方法において、開始レベルから直線的に上
昇しピークレベルに達した後に直線的に下降して終了レ
ベルに達するよう変化する電圧を、開始レベルから終了
レベルまでを１サイクルとして２サイクル以上の任意の
サイクル数だけ連続して印加することにより、上記電解
処理を行ない、ピークレベルを火花発生電圧より小さく
設定したことを特徴とするチタン材の陽極酸化処理方
法。 - 【請求項２】 上記陽極酸化処理浴が、硫酸、リン酸、
硝酸、ホウ酸などの無機酸から選択された１種又は２種
以上の水溶液からなるものである請求項１記載のチタン
材の陽極酸化処理方法。 - 【請求項３】 上記陽極酸化処理浴が、上記無機酸に過
酸化水素水を添加してなる混合水溶液からなるものであ
る請求項２記載のチタン材の陽極酸化処理方法。 - 【請求項４】 上記陽極酸化処理浴が、上記無機酸に金
属塩を添加してなる水溶液からなるものである請求項２
記載のチタン材の陽極酸化処理方法。 - 【請求項５】 上記陽極酸化処理浴が、シュウ酸、酒石
酸、クエン酸、酢酸、スルホサリチル酸、ナフタレンジ
スルホン酸などの有機酸から選択された１種又は２種以
上の水溶液からなるものである請求項１記載のチタン材
の陽極酸化処理方法。 - 【請求項６】 上記陽極酸化処理浴が、上記有機酸の塩
からなるものである請求項５記載のチタン材の陽極酸化
処理方法。 - 【請求項７】 上記陽極酸化処理浴が、Ｎａ、Ｋ、Ｃ
ａ、Ｌｉ、Ｍｇの水酸化物、水溶性の炭酸塩、水酸化ア
ンモニウムなどのアルカリ水溶液から選択された１種又
は２種以上からなるものである請求項１記載のチタン材
の陽極酸化処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4086949A JPH06287797A (ja) | 1992-04-08 | 1992-04-08 | チタン材の陽極酸化処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4086949A JPH06287797A (ja) | 1992-04-08 | 1992-04-08 | チタン材の陽極酸化処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06287797A true JPH06287797A (ja) | 1994-10-11 |
Family
ID=13901127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4086949A Pending JPH06287797A (ja) | 1992-04-08 | 1992-04-08 | チタン材の陽極酸化処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06287797A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1992
- 1992-04-08 JP JP4086949A patent/JPH06287797A/ja active Pending
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