JPH06287798A - マグネシウム合金の表面処理方法 - Google Patents

マグネシウム合金の表面処理方法

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JPH06287798A
JPH06287798A JP9702993A JP9702993A JPH06287798A JP H06287798 A JPH06287798 A JP H06287798A JP 9702993 A JP9702993 A JP 9702993A JP 9702993 A JP9702993 A JP 9702993A JP H06287798 A JPH06287798 A JP H06287798A
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JP
Japan
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layer
ceramic
magnesium alloy
ceramic layer
porous
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Pending
Application number
JP9702993A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Takahashi
寛 高橋
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Nissan Shatai Co Ltd
Original Assignee
Nissan Shatai Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 設備コストや製造コストの低減を図りつつ耐
チッピング性を向上させ得るマグネシウム合金の表面処
理方法を提供する。 【構成】 マグネシウム合金1の表面にセラミックを電
解析出してセラミック層6を積層すると、セラミックは
非導電性であるとともに電解物質であることから、セラ
ミック層6には電荷がマグネシウム合金1に移動するた
め、あるいはセラミックの酸化還元により生じた気泡が
通流するために無数のポーラス9が形成される。したが
って、このポーラス9が形成されているセラミック層上
に塗料を塗布して中塗層7を形成すると、中塗層7を形
成する塗料の一部がポーラス9内に浸入して固化する。
これにより、中塗層7を形成する塗料は、ポーラス9内
に浸入して固化した部分をアンカー10として、セラミ
ック層6上に強固に結合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マグネシウム合金の表
面処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】マグネシウムは、実用金属中、最も軽量
であり、比強度(抗張力/比重)、比耐力(耐力/比
重)に優れている。しかし、その反面最も腐食し易い金
属でもあることから、実用に際しては表面処理を行うこ
とが不可欠である。このため、従来においては、図6に
示したマグネシウム合金の表面処理方法が提案されてい
る(特開昭61−96073号公報参照)。すなわち、
マグネシウム合金1の表面に膜厚約7μmからなる化学
処理酸化皮膜2と、膜厚約7〜40μmの熱硬化性樹脂
層3とを形成する。そして、この二層2,3を下地層と
して、その上に膜厚約0.5〜10μmの導電性皮膜4
を形成するものである。尚、最外層の導電性皮膜は主に
電気的特性を改善するために形成される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の表面処理方法により処理されたマグネシウム
合金を、例えば車両のロードホイールのように、チッピ
ングにより局部的に大きな衝撃が加わる部位に使用する
場合には、次のような問題が生じる。
【0004】すなわちチッピングでは局部的に大きな衝
撃が加わるため外層の熱硬化性樹脂層が破壊され最外層
の化学処理酸化膜が露出する状態となる。そうすると化
学処理酸化膜自身も防食作用は有しているが、その防食
作用は犠牲腐食によるものであり、かつ膜厚も非常に薄
いため短時間でマグネシウム合金まで腐食が進行してし
まう。又、それ以上の衝撃が加わった場合、化学処理酸
化皮膜は硬い皮膜ではあるが非常に薄い膜厚しか得るこ
とができないため、金属としては軟らかい材料であるマ
グネシウム合金の変形を押えることが出来ず、局部的な
凹曲を生じて化学処理酸化膜自身が破壊されてしまう。
そのような場合には腐食は一層早く進行する。又、硬質
の熱硬化性樹脂層は局部的な凹曲に追従して弾性変形す
ることは出来ず破壊部が大きくなり外観品質低下してし
まう。
【0005】本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたものであり、局部的に大きな衝撃が加わるチッ
ピングに対しても耐食性を向上させ得るマグネシウム合
金の表面処理方法を提供することを目的とするものであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に請求項1記載の本発明にあっては、マグネシウム合金
の表面にセラミックを電解析出してセラミック層を積層
し、該セラミック層上に塗料を塗布するように構成され
ている。また、請求項2記載の発明にあっては、マグネ
シウム合金の表面にセラミックを電解析出してセラミッ
ク層を積層し、しかる後に電気メッキを施して前記セラ
ミック層に形成されているポーラスを封孔するように構
成され、さらに請求項3記載の発明にあっては、マグネ
シウム合金の表面にセラミックを電解析出してセラミッ
ク層を積層し、しかる後にクロメート等の化成処理を行
って前記セラミック層に形成されているポーラスを封孔
するように構成されている。
【0007】
【作用】前記請求項1記載の発明においては、まずマグ
ネシウム合金の表面にセラミックを電解析出してセラミ
ック層を積層する。このとき、セラミックは非導電性で
あるとともに電解物質であることから、マグネシウム合
金の表面に積層されたセラミック層には電荷がマグネシ
ウム合金に移動するため、あるいはセラミックの酸化還
元により生じた気泡が通流するために無数のポーラスが
形成される。したがって、このポーラスが形成されてい
るセラミック層上に塗料を塗布すると、この塗料の一部
がポーラス内に浸入して固化する。このため、塗料はポ
ーラス内に浸入して固化した部分をアンカーとして、セ
ラミック層上に強固に結合する。
【0008】また、塗料が固化した状態で、チッピング
により塗料に局部的に衝撃が加わっても、塗料の下層を
形成するセラミック層が極めて硬質であることから、該
セラミック層が局部的に凹曲することがない。よって、
その上層の塗料は、硬質のセラミック層により支承さ
れ、チッピングが生じても局部的に破損することがな
い。
【0009】また、請求項2記載の発明においては、電
気メッキを施してセラミック層に形成されているポーラ
スを封孔することにより、ポーラスを介してマグネシウ
ム合金が腐食する不都合を防止し得る。このとき、通常
マグネシウム合金に直接電気メッキを施すと密着不良が
生じ、メッキ層が剥離する。しかし、ポーラスを封孔す
るように電気メッキを施すことにより、メッキ層がポー
ラス内に保持されて、メッキ層の剥離が防止される。
【0010】さらに、請求項3記載の発明において、セ
ラミック層が積層されたマグネシウム合金を化成処理す
ると、セラミックは化成処理されないことから、マグネ
シウム合金のポーラスにより露呈している部分のみが化
成処理されて、該ポーラスが封孔される。したがって、
化成処理される部分はマグネシウム合金のポーラスによ
り露呈している部分のみであることから、化成処理液の
劣化は極めて少ないものとなる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図にしたがって説
明する。図2は本発明の第1実施例を示すものであり、
マグネシウム合金1の表面には、電解析出によりセラミ
ック層6が積層されおり、該セラミック層6は約5〜2
0μmの膜厚を有している。このセラミック層6上に
は、塗料を塗布して形成された中塗層7と上塗層8とが
積層されている。
【0012】図1は、図2の拡大図であり、マグネシウ
ム合金1の表面にセラミックを電解析出してセラミック
層6を積層すると、セラミックは非導電性であるととも
に電解物質であることから、マグネシウム合金1の表面
に積層されたセラミック層6には、電荷がマグネシウム
合金1に移動するため、あるいはセラミックの酸化還元
により生じた気泡が通流するために無数のポーラス9が
形成される。したがって、このポーラス9が形成されて
いるセラミック層上に塗料を塗布して前記中塗層7を形
成すると、中塗層7を形成する塗料の一部がポーラス9
内に浸入して固化する。これにより、中塗層7を形成す
る塗料は、ポーラス9内に浸入して固化した部分をアン
カー10として、セラミック層6上に強固に結合する。
【0013】このため、電解析出により形成されたセラ
ミック層6に、プライマー塗装を行うことなく直接中塗
層7を形成しても、中塗層7が剥離することはなくセラ
ミック層6に密着し、プライマー塗装を要することなく
中塗層7の密着性が得られる。しかも、ポーラス9が前
記アンカー10により封孔されることにより、マグネシ
ウム合金1の腐食を完全に防止することができる。
【0014】また、チッピングにより上塗層8に局部的
に衝撃が加わっても、該上塗層8及び中塗層7の下層を
形成するセラミック層7が極めて硬質であることから、
該セラミック層7が局部的に凹曲することがない。よっ
て、上塗層8及び中塗層7は、硬質のセラミック層6に
より支承され、チッピングが生じても局部的に破損する
ことがなく、耐チッピング性を向上させることができ
る。さらに、セラミック層6は化学結合した化合物であ
って、耐食、耐熱、耐候性において優れることから、例
え上塗層8及び中塗層7に傷が生じても、マグネシウム
合金1の腐食を防止することができる。加えて、前述の
ようにプライマー塗装を要せず、セラミック層6、中塗
層7、上塗層8の三層構成であることから、セラミック
を電解析出する設備と塗装設備のみを設ければ実施可能
であり、低設備コストにて実施化が可能となる。
【0015】さらに、このようにセラミック層6及び中
塗層7、上塗層8が積層されたマグネシウム合金1を自
動車のロードホイールとして用いた場合には、全体の膜
層が薄いことにより、ロードホイールの表面に圧接して
これを固定するためのナットに緩みが生じにくくなる。
すなわち、ロードホイールをハブに固定するためのナッ
トは、締め付け力により直接的には上塗層8に圧接し、
該上塗層8及び中塗層7を介してセラミック層6に圧接
する。このとき、全体の層厚が薄く、かつ、硬質のセラ
ミック層6が存在することから、ナットの圧接に対する
応力低下が少なく、充分な反力をナットに与え得る。そ
の結果、ナットが初期の締め付け位置を維持し、ナット
の緩みが防止される。
【0016】また、ナットの締め付け作業時にナットの
端面が上塗層8と摩擦して、該上塗層8さらには中塗層
7が摩耗あるいは剥離する場合が生ずる。しかし、セラ
ミック6層は極めて硬質であることから、前記摩擦によ
り摩耗あるいは剥離することがなく、金属製のナットと
マグネシウム合金1間にセラミック層6が介在する。よ
って、絶縁性を有するセラミック層6により、マグネシ
ウム合金1と金属製のナットとの接触が阻止され、これ
によりマグネシウム合金1とナットとの電食を防止する
ことができる。
【0017】なお、セラミック層6の形成に用いられる
セラミックは、SiO2,ZrO2,Al23
Cr23・Al23等を用いることが可能であるが、ポ
ーラス径はが最も大きくの順に小さくなる。し
たがって、ポーラス径と該ポーラス径に応じて異なる中
塗層7のアンカー効果を考慮して、いずれかを選択的に
用いればよい。
【0018】図3は、本発明の第2実施例を示すもので
あり、セラミック層6の表面には防錆塗料11が塗布さ
れ、該防錆塗料11によりポーラス9が封孔されている
とともに、アンカー10が形成されている。かかる実施
例によれば、ポーラス9が防錆塗料11により封孔され
ることにより、ポーラス9を介してマグネシウム合金1
の酸化をより確実に防止することができ、これによりマ
グネシウム合金1の耐腐食性能を高めることができる。
【0019】図4は、本発明の第3実施例を示すもので
あり、マグネシウム合金1の表面にセラミックを電解析
出してセラミック層6を積層した後、亜鉛置換法(二重
亜鉛置換法)を用いて電気メッキを行い、これによりセ
ラミック層6に形成されているポーラス9を、メッキ層
12より封孔してある。すなわち、セラミック層6を積
層したマグネシウム合金1に電気メッキを施すと、セラ
ミック層6は絶縁性を有することから、導電性を有する
マグネシウム合金1のポーラス9により露呈している部
分のみが導通状態となり、当該部分にのみメッキ層12
が形成される。
【0020】このとき、通常マグネシウム合金1を単体
で電気メッキを施すと密着不良が生じ、電気メッキ層が
剥離する。しかし、ポーラス9を有するセラミック層6
を予め形成してから電気メッキを施すと、メッキ層12
がポーラス9内にのみ形成されることにより、メッキ層
12はポーラス9内に保持される。したがって、メッキ
層12の剥離が防止され、その結果設備的に安価な電気
メッキを用いてポーラス9を封孔し得るとともに、マグ
ネシウム合金1の腐食を完全に防止し得る。そして、こ
のようにセラミック層6のポーラス9をメッキ層12に
封孔した後、中塗層7及び上塗層8を積層することによ
り表面処理を完了する。
【0021】ここで、電気メッキの組成は、Cu,N
i,Cr,Zn,Zn合金等があるが、耐食性の観点か
らCu,Ni,Cr,Znがよく、ポーラス9に対する
固着性の観点からはCuがよく、コストの観点からはZ
nがよい。したがって、耐食性、ポーラス9に対する固
着性及びコスト面からトータル的に判断すると、Cuが
最もよいと思われる。また、メッキ層12をセラミック
層6より厚くすると、メッキ層12の先端がポーラス9
から突出して、突出した部分が剥離して中塗層7や上塗
層8の塗膜密着性を阻害するおそれがある。よって、メ
ッキ層12の膜厚はセラミック層6の膜厚よりやや薄く
することが好ましい。
【0022】図5は、本発明の第4実施例を示すもので
あり、マグネシウム合金1の表面にセラミックを電解析
出してセラミック層6を積層した後、クロメートによる
化成処理(浸漬型)を行い、これによりセラミック層6
に形成されているポーラス9をクロメート層13より封
孔してある。すなわち、セラミック層6が積層されたマ
グネシウム合金6を化成処理すると、セラミックは化成
処理されないことから、マグネシウム合金6のポーラス
9により露呈している部分のみが化成処理される。よっ
て、当該部分のみクロメート層13形成され、該クロメ
ート層13によりポーラス9が封孔される。したがっ
て、化成処理される部分がマグネシウム合金1のポーラ
ス9により露呈した部分のみであって微細であることか
ら、化成処理液の劣化も極めて少なく、よって、低コス
トにてポーラス9の封孔を行うことができる。そして、
このようにセラミック層6のポーラス9をクロメート層
13によりに封孔した後、中塗層7及び上塗層8を積層
することにより、表面処理を完了するのである。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、マグネシ
ウム合金の表面にセラミックを電解析出してセラミック
層を積層し、該セラミック層上に塗料を塗布するように
した。よって、塗料がポーラス内に浸入して固化するこ
とによりアンカー効果が生じ、該アンカー効果により、
プライマー塗装を行うことなく塗料をセラミック層上に
積層することができ、かつ、ポーラスが塗料により封孔
されることによって、マグネシウム合金の腐食を完全に
防止することができる。
【0024】また、チッピングにより塗料に局部的に衝
撃が加わっても、その下層を形成するセラミック層が極
めて硬質であることから、該セラミック層が局部的に凹
曲することがない。よって、塗料は硬質のセラミック層
により支承されチッピングが生じても局部的に破損する
ことがなく、耐チッピング性を向上させることができ
る。しかも、セラミック層は化学結合した化合物であっ
て、耐食、耐熱、耐候性において優れることから、例え
塗料が剥離しても、マグネシウム合金の腐食を防止する
ことができ、これによりマグネシウム合金の耐食性を向
上させることができる。
【0025】さらに、本発明により表面処理されたマグ
ネシウム合金を自動車のロードホイールとして用いた場
合には、ロードホイールを固定するためのナットに緩み
を防止し得る。さらに、ナットの締め付け作業時にナッ
トの端面との摩擦によって塗料が剥離しても、セラミッ
ク層によりマグネシウム合金と金属製のナットとの接触
が阻止され、よって、マグネシウム合金とナットとの電
食を防止することができる。
【0026】また、セラミック層に生ずるポラースを電
気メッキにより封孔するようにしたことから、メッキ層
がポーラス内に保持されてその剥離が防止され、その結
果、設備的に安価な電気メッキを用いてポーラスを封孔
し、前記効果を得つつマグネシウム合金の耐食性をより
向上させることができる。加えて、前記ポラースを化成
処理により封孔するようにしたことから、化成処理され
る部分がマグネシウム合金のポーラスにより露呈した部
分のみであって微細となり、これにより化成処理液の劣
化を極めて少なくして、一層低コストにて実施化が可能
となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例による表面処理結果を示す
図2の拡大図である。
【図2】同実施例の表面処理結果を示す模式断面図であ
る。
【図3】本発明の第2実施例による表面処理結果を示す
模式断面図である。
【図4】本発明の第3実施例による表面処理結果を示す
模式断面図である。
【図5】本発明の第4実施例による表面処理結果を示す
模式断面図である。
【図6】従来のマグネシウム合金の表面処理方法による
表面処理結果を示す模式断面図である。
【符号の説明】
1 マグネシウム合金 6 セラミック層 7 中塗層 8 上塗層 9 ポーラス 12 メッキ層 13 クロメート層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C23C 22/00 Z C25D 5/42 13/00 307 F

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マグネシウム合金の表面にセラミックを
    電解析出してセラミック層を積層し、該セラミック層上
    に塗料を塗布することを特徴とするマグネシウム合金の
    表面処理方法。
  2. 【請求項2】 マグネシウム合金の表面にセラミックを
    電解析出してセラミック層を積層し、しかる後に電気メ
    ッキを施して前記セラミック層に形成されているポーラ
    スを封孔することを特徴とするマグネシウム合金の表面
    処理方法。
  3. 【請求項3】 マグネシウム合金の表面にセラミックを
    電解析出してセラミック層を積層し、しかる後にクロメ
    ート等の化成処理を行って前記セラミック層に形成され
    ているポーラスを封孔することを特徴とするマグネシウ
    ム合金の表面処理方法。
JP9702993A 1993-03-31 1993-03-31 マグネシウム合金の表面処理方法 Pending JPH06287798A (ja)

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