JPS6123793A

JPS6123793A - アルミニウムの表面処理方法

Info

Publication number: JPS6123793A
Application number: JP14143684A
Authority: JP
Inventors: Jun Uchijo; 内城　純; Toichi Makiguchi; 牧口　東一
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 1984-07-10
Filing date: 1984-07-10
Publication date: 1986-02-01
Also published as: JPH0365439B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はアルミニウムまたはアルミニウム合金等のため
に、装置表面に取付けられる銘板として用いられるアル
ミニウム板の表面処理に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より、公衆電話機、自動販売機などにはアルミニウ
ムまたはその合金の板の表面に、陽極醸化皮膜を生成し
、梁間によって文字、図形などを形成した銘板が用いら
れている。このような銘板では、地色としての銀白色を
損なわないよう、陽極酸化皮膜の生成は厚さ６μｍ程度
にとどめているために傷つき易く、例えば公衆電話機な
どでは、硬貨による損傷は酸化皮膜だけでなく、板その
ものにまで及び、設置して数ケ月後には文字、図形の読
取りが不可能になったり、銘板が破損したりして見苦し
い状態になる例が多い。このため、地金を厚くして、陽
極酸化皮膜を３０〜６０μｍの厚さに生成させた、いわ
ゆる硬質アルマイトを用いることも試みられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、陽極酸化皮膜を厚く生成させるには高電
圧を加えたり、あるいは長時間アルマイト処理液に浸漬
する必要があり、酸化皮膜に［焼け、１や「荒れ］を生
じ易く、銘板表面が暗灰色または灰黒色に変色し、文字
、図形等を染色してもコントラストがとれず、不鮮明で
読取りにくかったり、染色が黒ずんで色の鮮やかさが著
しく損なわれ、所望の色が得られないという欠点がある
。

また、厚い酸化皮膜はクラックが入り易く、一方酸化皮
膜を厚くすることによって表面の微細孔が減少して染料
の吸着量が少なくなり、日光に曝されると文字、図形等
の染色面が容易に変退色して判読できなくなるなどの不
都合があり、実用化にはまだ問題がある。

本発明はこのようなアルミニウム表面の陽極酸化皮膜に
ついての染色性と表面硬度についての相反する要望を満
足し、硬貨等による損傷を受けに＜＜、かつ、「焼け」
や「荒れ」の生じにくい陽極酸化皮膜を生成せしめる、
アルミニウムお表面処理方法を提供するものである。

〔問題点を解決するため。の手段〕

本発明は、アルミニウムまたはアルミニウム合金の表面
を陽極酸化処理する方法において、前記表面を脱脂した
後、２０〜４００メツシュの研磨材粒子を前記表面に吹
きつける加工を行い、次いで陽極酸化皮膜を１５〜１０
０μｍの厚さで生成せしめることを特徴とするアルミニ
ウムの表面処理方法である。

本発明において、陽極酸化皮膜を生成せしめる材質はア
ルミニウムまたはアルミニウム合金で、通常酸化皮膜に
よる色変化の少ない純アルミニウムが用いられるが、材
質としての硬度の点からはマクネシウムを２〜５％含有
する耐食アルミニラ′（ム合金が好ましい。

本発明で処理されるアルミニウム素材の形状は任意で、
通常、銘板に用いる場合は所望の厚みの板が用いられる
が、耐傷性が要求される外装部材で、以下に述べるホー
ニング加工が可能なものであれば、任意の形状に成形さ
れたものが用い得る。

以下の説明においては銘板を対象として説明する。

アルミニウムまたはアルミニウム合金の板（以下アルミ
ニウム板あるいは単に板という）を脱脂して、板表面に
付着した油脂分を除いた後、タイラー標準ふるいで２０
＝４００メツシュの間に入る所望の粒度の研磨材を板の
表面に吹きつけるホーニング処理により、板表面に梨地
加工を行う。

用いる研磨材は通常ガラスビーズが用いられるが、珪？
、コランダム等の天然はしくは人造の研磨材粒子を用い
てもよい。ホーニング加工は研磨材を水と共に１〜５　
ｋｇ　／　ｃＪの圧力で、アルミニウム板上に約５０〜
２００ｍｍの距離においたノズルより吹きつけ、アルミ
ニウム板表面に微細な凹凸を生せしめる。

ホーニング加工された表面は、苛性アルカリなどにより
エツチングして、表面の酸化皮膜などを除去し、表面を
均一な活性状態とし、生成したスマットを１０％硝酸溶
液で溶解除去し、次の陽極酸化処理を行う。

陽極酸化は、電解液として１５％の硫酸溶液または硫酸
とシュウ酸の混合溶液中に板を浸漬し、電解電圧８〜２
０Ｖ、電解時間１５〜９０分で、板の表面に１５〜２５
１１ｍの厚さの陽極酸化皮膜を生成させる。陽極酸化皮
膜を生成させる方法としては、上記の通常のアルマイト
処理の他に、電解電圧を２２〜２６Ｖの高電圧と１５〜
１８Ｖの低電圧とを交互に短形波状電圧で６０〜９０秒
の周期で印加するパルスアルマイト処理を適用すること
ができ、このパルスアルマイト処理は「焼け」や「荒れ
」の発生がなく、酸化皮膜の変色が少ないので染色が鮮
明であり、かつ、皮膜硬度が高いので、本発明の処理方
法の陽極酸化に特に有利に適用される。

〔作用および効果〕

本発明の方法において、陽極酸化処理に先立って予めア
ルミニウム板の表面をホーニング処理することにより、
酸化皮膜に優れた耐傷性が付与される理由は必ずしも明
らかではないが、ホーニング処理に用いる研磨材の粒子
の大きさが、得られる酸化皮膜の耐傷性に関係し、２０
〜４００メツシュの範囲のものが用いられる。２０メツ
シュ以下の大粒子を用いた場合、板表面の「荒れ、」が
激しく、耐傷性が低下すると共に、染色に際してのレジ
ストの印刷性が悪く、解像力が低下して鮮明な文字、図
形の表現が困難になる。また、４００メツシュ以上の微
細粒子によるホーニング処理では、処理効果が得られず
、酸化皮膜の耐傷性は急激に低下する。このことは以下
の硬貨による耐傷性試験結果により示される。

第３図は硬貨耐傷性試験機の概要を示し、一定荷重（５
ｋｇ）でコイン２に押付けられた試料板６を矢印の方向
に引抜くと、試料板の酸化皮膜表面がコイン２のエツジ
で引掻かれる。第１表に示す６種の硬さの異なる材質を
用いたコインを使用し、第４図に示す損傷状態に応じて
、酸化皮膜４に傷の全くつかない状態を０とし、酸化皮
膜がコインですべて損傷を受けて剥離し、地金５まで損
傷した状態を４とし、その間を３レベルに分けて損傷度
とした。６種のコインによる損傷度を合計して皮膜損傷
度を表わした。

第１表純アルミニウム（Ａ　Ｉ　Ｏ５０）とＡｌ−Ｍｇ耐食ア
ルミ合金（Ａ５０５２）について、ホーニング加工に用
いたガラスビーズのメツシュとそれに陽極酸化皮膜を２
０μｍ生成せしめた。試料板に上記硬　　　　□貨耐傷
試験を行った結果を第１図に示す。ホーニング加工に用
いたガラスビーズが２０〜４００メツシュの間にあると
き、陽極酸化皮膜の耐傷性は明らかに優れており、特に
耐食アルミ合金Ａ３０５２を基板に用いたときには全く
損傷を受けないという効果が認められる。

第１０図ないし第起図は本発明を適用した白抜き染色文
字がある銘板に対して耐傷性試験を行った後の試料板の
状態を約１０倍に拡大した写真を示したもので、第１０
図は純アルミ板（Ａ　１０５０）をホーニング加工なし
で２０μｍの陽極酸化皮膜を生成せしめたものを第１表
Ｎ０８６の浸炭焼入鋼で引掻いた状況を示し、第４図に
示す損傷度で２と４との間、即ち３の損傷度が認められ
る。第１１図は８０メツシュのガラスビーズでホーニン
グ加工し、同様に２０μｍの陽極酸化皮膜を生成せしめ
たもので、第１０図と同じ（Ｎｏ、　６の浸炭焼入鋼に
よる引掻きによって浸炭焼入鋼の磨耗粉がついているが
、文字の損傷は全くない。第１２図は第１１図の磨耗粉
を−拭きしさ後の写真で、文字および染色面は全く損傷
を受けておらず、損傷度は０である。

耐食アルミ合金Ａ３０５２を用い、２３０メツシュのガ
ラスビーズによるホーニング加工で梨地処理した表面と
、梨地処理しない表面に陽極酸化皮膜を生成せしめ、そ
の皮膜厚さを変化させた場合の硬貨耐傷試験結果を第２
表に示す。陽極酸化皮膜の厚さが増すと共に皮膜損傷度
は低下するが、ホーニング加工による梨地面では、酸化
皮膜の厚さと共に損傷度は急激に低下し、皮膜の厚さが
１７μｍ以上では全く損傷を受けない。ただし、陽極酸
化皮膜の厚さが２５μｍを超えると、皮膜の色が灰色か
ら灰黒色へと変化し、表面の荒れが目立ち、３０μｍ以
上ではクラックが発生し始め、染色の色彩が損なわれ、
文字、図形のコントラストが低下する。

本発明の表面処理方法で得られた陽極酸化皮膜は、上記
したように優れた耐傷性を有し、単にコインによる損傷
を防ぐのみならずナイフェツジやドライバーに相当する
浸炭焼入＃（第１表Ｎ０．６）に対してすら耐傷性を有
する。従って機器に取付けられる銘板の染色された文字
、図形の損傷を防ぐのに有効である他、熱硬化性樹脂等
の保護皮膜を与えて耐候性を強化した外装材のアルマイ
ト層に適用することにより、更に耐傷性を高めることが
できる。また、テフロン等の保護皮膜を与えて潤滑性、
耐磨耗性を強化した軸及び軸受け、その他摺動部材に適
用して、更に耐傷性を高めることができる。このよ゛う
な目的のために本発明を適用する場合には陽極酸化皮膜
の厚さを銘板の場合より厚く、例えば２５〜１００／１
ｍに設定することが望ましい。

〔実施例〕

以下の実施例においては、陽極酸化皮膜の強さを硬貨磨
耗試験によって示す。第５図は硬貨磨耗試験の概要を示
すもので、リン青銅（ｃ　５１９１Ｂ−Ｈ）のコイン６
を試料板ろに４５°の角度で当て、荷重７（５００ｇ）
をかけてから、試料板６を往復させ、往復摩擦１０００
回まで行った場合のコイン乙の磨耗量（重量減、ｍｇ）
を測定する。

実施例１厚さ２ｍｍの純アルミ板（Ａ　１０５０）をそれぞれ８
０メツシュおよび２４０メツシュのガラスビーズでウェ
ットホーニングしたものを、１５Ｗ／Ｖ％硫酸溶液中で
１２Ｖの電圧で６０分間陽極酸化処理し、酸化皮膜を生
成せしめた。生成皮膜の厚さは２３〜２６μｍであった
。比較のためホーニング処理を行わないものを同一電解
槽で陽極酸化皮膜を生成せしめ、３種の試料につき硬貨
磨耗試験を行った。結果は第６図に示す。ホーニング加
工された板では、ホーニング加工されない板に比較して
コインが著しく磨耗し、フィン重量が減少している。ホ
ーニング加工された面はヤスリのようになってコインの
エッヂを粉化し、全く損傷を受けず、付着したコインの
粉末は軽く拭きとることにより簡単に除去できた。一方
、ホーニング加工されていない面ではコインのエッヂて
こずられた跡がつき、拭き取りによっても除去できなか
った。

実施例２実施例１と同じ材料を２４０メツシュのガラスビーズで
表面をホーニング加工し、パルスアルマイト処理により
２１〜２４μｍの陽極酸化皮膜を生成せしめた。パルス
アルマイト処理は液温２４°Ｃの１５Ｗ／Ｖ％硫酸溶液
を電解液とし、高電圧２２Ｖで６０秒、低電圧１４Ｖで
１０秒の短形波状電圧による電解電圧のもとて２５分間
電解を行った。

得られた酸化皮膜の硬貨磨耗試験結果を、ホーニング加
工しなかった面と比較して第７図に示す。

実施例６および４材質として耐食アルミ合金Ａ３０５２を用い、実施例１
および２と同様にイテった。それぞれの硬貨磨耗試験結
果を第８図および第９図に示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法においてホーニング加工における
ガラスビーズの粒度による酸化皮膜の損傷度への効果を
示し、第２図は酸化皮膜の厚さの効果を示す。第３図は耐傷性試験機の概要を示し、第４図は耐傷性試
験における損傷度の判定基準を示す図である。第５図は硬貨磨耗試験の概要を説明する図で、第６〜９
図は各種の陽極酸化皮膜に対する硬貨磨耗試験結果を示
す。第１０図ない・し第１２図は耐傷性試験後の表面状態を
示す写真である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）アルミニウムまたはアルミニウム合金の表面を陽
極酸化処理する方法において、前記表面を脱脂した後、
２０〜４００メッシュの研磨材粒子を前記表面に吹きつ
ける加工を行い、次いで陽極酸化皮膜を１５〜１００μ
ｍの厚さで生成せしめることを特徴とするアルミニウム
の表面処理方法。
（２）研磨材粒子がガラスビーズである、特許請求の範
囲第（１）項に記載の方法。
（３）陽極酸化が、８〜２０Ｖの電解電圧で１５〜９０
分間の電解時間で行われる、特許請求の範囲第（１）項
または第（２）項に記載の方法。
（４）陽極酸化が、高電圧２２〜２６Ｖ、低電圧１５〜
１８Ｖ、高電圧接続期間５５〜６５秒、くりかえし周期
６０〜９０秒の短形波状電圧による電解電圧で行われる
、特許請求の範囲第（１）項または第（２）項に記載の
方法。