JP6507652B2 - Aluminum or aluminum alloy member and method of manufacturing the same - Google Patents
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Description
本発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金部材およびその製造方法に関し、さらに詳しくは、アルミニウム又はアルミニウム合金の表面に形成した陽極酸化皮膜に存在する微細孔が所定の構成を有しているアルミニウム又はアルミニウム合金部材およびその製造方法に関する。 The present invention relates to an aluminum or aluminum alloy member and a method of manufacturing the same, and more particularly, an aluminum or aluminum alloy member in which micropores present in an anodic oxide film formed on the surface of aluminum or aluminum alloy have a predetermined configuration. And a method of manufacturing the same.
アルミニウム又はアルミニウム合金の表面に形成される陽極酸化皮膜は、セル構造を有しており、このセル一つ一つにnmサイズの小さな孔が存在する。このようなアルミニウム又はアルミニウム合金に施した陽極酸化皮膜の多数の細孔を利用する例として、たとえば、そのアンカー効果によって塗装や樹脂との密着性を向上させたり、孔内に貴金属を担持することで触媒として用いたり、皮膜をろ過フィルタとして用いたりすること等が挙げられる。特に、塗装や樹脂との密着性を向上させるためにこの皮膜を用いる場合、塗装や樹脂の粘度が高いと、皮膜の細孔内に塗装や樹脂が入り込みにくくなるため、細孔径は大きい方が好ましい。また、触媒の担体やろ過フィルタで使用したり、ピストンに断熱効果を付与するために使用する場合、皮膜はできるだけ厚い膜厚を有している方が、高い効果が得られやすい。 The anodized film formed on the surface of aluminum or aluminum alloy has a cell structure, and small holes of nm size exist in each cell. As an example of utilizing the large number of pores of the anodized film applied to such aluminum or aluminum alloy, for example, the adhesion to a coating or a resin is improved by its anchor effect, or a noble metal is supported in the pores. Or using a film as a filtration filter. In particular, when this coating is used to improve adhesion with coating or resin, if the viscosity of the coating or resin is high, it will be difficult for the coating or resin to enter into the pores of the film, so the larger the pore diameter preferable. In addition, in the case of using it as a catalyst carrier or a filtration filter, or when using it for providing a heat insulating effect to a piston, it is easy to obtain a high effect if the film has a film thickness as thick as possible.
陽極酸化皮膜の細孔径を拡大する方法として、以下のものが知られている。 The following is known as a method of enlarging the pore diameter of the anodic oxide film.
特開2003−13801号公報には、リン酸三ナトリウムとフッ化カリウムの混合溶液を用いて孔径が100nmの陽極酸化皮膜を作製後、1wt%リン酸と4wt%スルファミン酸の混合溶液(30℃)に5〜15分浸漬することで、細孔径を150nmへ拡大する方法が記載されている。しかし、この方法では、毒性を有するフッ化カリウムを用いて陽極酸化皮膜を作製する必要があるため、環境上好ましくない。 In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-13801, a mixed solution of trisodium phosphate and potassium fluoride is used to form an anodic oxide film having a pore diameter of 100 nm, and then a mixed solution of 1 wt% phosphoric acid and 4 wt% sulfamic acid (30 ° C. , And the method of expanding the pore diameter to 150 nm by immersion for 5 to 15 minutes. However, this method is not preferable from the environment because it is necessary to produce an anodic oxide film using potassium fluoride having toxicity.
特開2011−252192号公報には、陽極酸化皮膜を、所定の式を満たすリン酸濃度、温度、浸漬時間にて処理を行うことで、リン酸アルミニウムを形成させ、空気中の水分と皮膜による水和反応により細孔が自然に塞がることを防ぐ方法が記載されている。実施例において、この方法で細孔径が拡大した結果も記載されているが、細孔径が拡大する処理条件では皮膜が溶解して膜厚が大きく減少するという問題がある。 In JP 2011-252192 A, aluminum phosphate is formed by treating the anodized film with phosphoric acid concentration, temperature, and immersion time satisfying a predetermined formula, and the moisture in the air and the film are used. A method is described which prevents the pores from being blocked naturally by hydration reaction. In the examples, although the results of expanding the pore diameter by this method are also described, there is a problem that the film is dissolved and the film thickness is greatly reduced under the processing conditions in which the pore diameter is expanded.
陽極酸化皮膜の細孔径は、陽極酸化処理液や電解条件によって決めることができるが、大きな細孔径を形成する処理条件では、厚い皮膜を形成するのが難しい問題がある。そこで、形成した陽極酸化皮膜を後処理して細孔径を拡大する方法が、上記の文献に開示されているものの、上述したように試薬が毒性を有していたり、皮膜自体も溶解し、膜厚が減少してしまうという問題がある。特に後者の方法では、ピストン等の精度の高い寸法が要求される用途に使用する場合には好ましくない。 The pore diameter of the anodized film can be determined depending on the anodizing treatment solution and the electrolytic conditions, but there is a problem that it is difficult to form a thick film under the processing conditions for forming a large pore diameter. Then, although the method of post-processing the formed anodic oxide film and enlarging a pore diameter is disclosed in said literature, as above-mentioned, a reagent has toxicity and film | membrane itself melt | dissolves, There is a problem that the thickness is reduced. In particular, the latter method is not preferable when it is used in an application where a highly accurate dimension such as a piston is required.
そこで、本発明の目的は、アルミニウム又はアルミニウム合金の表面に形成した陽極酸化皮膜の膜厚が減少することを防ぎ、且つ陽極酸化皮膜の表面に存在する細孔の径を拡大させることで、膜厚が厚く且つ大きな細孔径を有する陽極酸化皮膜を備えるアルミニウム又はアルミニウム合金部材およびその製造方法を提供することである。 Therefore, the object of the present invention is to prevent the film thickness of the anodized film formed on the surface of aluminum or aluminum alloy from decreasing and to enlarge the diameter of the pores present on the surface of the anodized film. An aluminum or aluminum alloy member comprising an anodized film having a large thickness and a large pore size, and a method of manufacturing the same.
上記の目的を達成するため、本発明は、その一態様として、アルミニウム又はアルミニウム合金と、その表面に形成された陽極酸化皮膜とを備えるアルミニウム又はアルミニウム合金部材であって、前記陽極酸化皮膜の表面には複数の孔が存在し、前記孔の内表面が水和化合物で覆われており、前記水和化合物がリチウム−アルミニウム水和物を含むものである。 In order to achieve the above object, the present invention is, as one aspect thereof, an aluminum or aluminum alloy member comprising aluminum or an aluminum alloy and an anodized film formed on the surface, the surface of the anodized film And a plurality of pores are present, the inner surface of the pores is covered with a hydrate compound, and the hydrate compound contains lithium-aluminum hydrate.
前記水和化合物でその内表面が覆われた孔は、部材表面における孔径が10nm以上であることが好ましい。また、前記陽極酸化皮膜の膜厚は10μm以上であることが好ましい。前記リチウム−アルミニウム水和物はLiH(AlO2)2・5H2Oを含むことが好ましい。 The hole whose inner surface is covered with the hydrated compound preferably has a hole diameter of 10 nm or more on the surface of the member. Moreover, it is preferable that the film thickness of the said anodic oxide film is 10 micrometers or more. The lithium-aluminum hydrate preferably contains LiH (AlO 2 ) 2. 5H 2 O.
また、本発明は、別の態様として、アルミニウム又はアルミニウム合金部材の製造方法であって、陽極酸化皮膜が形成されたアルミニウム又はアルミニウム合金を、リン酸イオンを含む前処理液に浸漬して前処理を行う工程と、前記前処理を行ったアルミニウム又はアルミニウム合金上の陽極酸化皮膜を、リチウムイオンを含む水和処理液で水和処理して、前記陽極酸化皮膜の表面に存在する複数の孔の孔径を拡大し、且つこの孔の内表面を、リチウム−アルミニウム水和物を含む水和化合物で覆う工程とを含むものである。 Moreover, this invention is another manufacturing method of aluminum or aluminum alloy member, Comprising: The aluminum or aluminum alloy in which the anodic oxidation film was formed is immersed in the pre-processing liquid containing phosphate ion, and is pre-processed. And the anodized film on the pretreated aluminum or aluminum alloy is subjected to a hydration treatment with a hydration treatment solution containing lithium ions to form a plurality of pores present on the surface of the anodized film. Expanding the pore size and covering the inner surface of the pore with a hydrated compound containing lithium-aluminum hydrate.
前記前処理液のリン酸イオン濃度は0.1〜2.0mol/Lの範囲であることが好ましい。前記前処理液の温度は10〜30℃の範囲であることが好ましい。前記前処理液に浸漬する時間は30秒間〜4分間の範囲であることが好ましい。 It is preferable that the phosphate ion concentration of the said pre-processing liquid is the range of 0.1-2.0 mol / L. It is preferable that the temperature of the said pre-processing liquid is the range of 10-30 degreeC. The immersion time in the pretreatment solution is preferably in the range of 30 seconds to 4 minutes.
このように本発明によれば、リン酸イオンを含む前処理液に陽極酸化皮膜を浸漬することで、皮膜中に多くのリン酸イオンを取り込ませることができ、その後、リチウムイオンを含む水和処理液で水和処理することで、皮膜の細孔内部が溶解して細孔径が拡大するものの、その後に起こるリチウム−アルミニウム水和物を含む水和化合物の生成が、皮膜中に取り込まれたリン酸イオンが抑制することから、皮膜の細孔が塞がれることなく、細孔径を拡大することができる。また、この方法では、皮膜の細孔内部が溶解するのみであるため、陽極酸化皮膜の膜厚を維持することができる。 As described above, according to the present invention, by immersing the anodized film in the pretreatment solution containing phosphate ions, it is possible to take in more phosphate ions in the film, and then hydrate the lithium ion containing solution. By hydration treatment with the treatment solution, the inside of the pores of the film is dissolved and the pore diameter is expanded, but the subsequent formation of a hydrated compound containing lithium-aluminum hydrate is incorporated in the film. Since the phosphate ion suppresses, the pore diameter can be expanded without blocking the pores of the film. Moreover, in this method, since the inside of the pores of the film is only dissolved, the film thickness of the anodized film can be maintained.
更に、細孔の内表面に生成する水和化合物によって、陽極酸化皮膜を保護することもできる。このような細孔は、塗装や樹脂を溶着した場合には、細孔に塗装や樹脂が入り込むことにより密着性を向上できる。また、細孔に触媒や濾過物を貯めることができるため、触媒の担体やろ過フィルタとして使用できる。さらに、細孔が存在することにより、陽極酸化皮膜表面に空気層ができるため、陽極酸化皮膜に断熱効果を付与することができ、例えば、ピストンの表面処理に用いた場合には、ピストンの断熱効果を向上できる。特に、水和化合物はリチウム−アルミニウム水和物を含んでいるため、陽極酸化皮膜の細孔を維持しつつ、耐腐食性を向上できる。 Furthermore, the anodized film can also be protected by a hydrated compound formed on the inner surface of the pore. Such a pore can improve adhesion by coating or resin entering into the pore when painting or resin is welded. In addition, since the catalyst and the filtered matter can be stored in the pores, it can be used as a catalyst carrier or a filtration filter. Furthermore, the presence of the pores forms an air layer on the surface of the anodized film, so that the anodized film can be provided with a heat insulating effect. For example, when used for surface treatment of a piston, heat insulation of the piston The effect can be improved. In particular, because the hydrated compound contains lithium-aluminum hydrate, the corrosion resistance can be improved while maintaining the pores of the anodized film.
以下、本発明に係るアルミニウム又はアルミニウム合金部材、およびその製造方法の一実施の形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of an aluminum or aluminum alloy member according to the present invention and a method of manufacturing the same will be described.
先ず、本実施の形態のアルミニウム又はアルミニウム合金部材の製造方法は、アルミニウム又はアルミニウム合金の表面に陽極酸化皮膜を形成する工程と、この陽極酸化皮膜が形成されたアルミニウム又はアルミニウム合金を、リン酸イオンを含む前処理液に浸漬して前処理を行う工程と、この前処理を行ったアルミニウム又はアルミニウム合金の表面の陽極酸化皮膜を、リチウムイオンを含む水和処理液で水和処理する工程とを含むものである。 First, in the method of manufacturing an aluminum or aluminum alloy member according to the present embodiment, the step of forming an anodized film on the surface of aluminum or aluminum alloy, the aluminum or aluminum alloy on which the anodized film is formed, phosphate ion Immersing in a pre-treatment solution containing the above to perform pre-treatment, and hydrating the anodized film on the surface of the pre-treated aluminum or aluminum alloy with a hydration treatment solution containing lithium ions It is included.
被処理物、すなわち、陽極酸化皮膜を形成する対象物は、アルミニウムの他、アルミニウム合金でもよい。アルミニウム合金としては、特に限定されず、シリコンや銅などの成分を含むことができる。また、アルミニウム又はアルミニウム合金の製法も、特に限定されず、展伸材や、鋳造材、ダイカスト材でも本方法を適用することができる。 The object to be treated, that is, the object forming the anodized film may be an aluminum alloy other than aluminum. The aluminum alloy is not particularly limited, and may contain components such as silicon and copper. Moreover, the manufacturing method of aluminum or an aluminum alloy is not specifically limited, either, A wrought material, a cast material, and a die-cast material can apply this method.
陽極酸化皮膜の形成工程では、陽極酸化処理液中で、アルミニウム又はアルミニウム合金を陽極に、チタンやステンレス板などを陰極に配置し、電解処理を行う。これによって、アルミニウム又はアルミニウム合金の表面に、酸化アルミニウムを主成分とした陽極酸化皮膜を形成することができる。陽極酸化処理液としては、特に限定されず、例えば、硫酸、シュウ酸、クロム酸等の酸性浴や、水酸化ナトリウム、リン酸ナトリウム、フッ化ナトリウム等のアルカリ性浴のいずれを用いてもよい。特に、厚い膜厚を有する皮膜を形成しやすいことから、硫酸を使用することが好ましい。 In the step of forming the anodized film, in the anodizing solution, aluminum or an aluminum alloy is disposed as an anode, and a titanium or stainless steel plate is disposed as a cathode, and electrolytic treatment is performed. Thereby, an anodic oxide film containing aluminum oxide as a main component can be formed on the surface of aluminum or an aluminum alloy. The anodizing solution is not particularly limited. For example, any of an acid bath of sulfuric acid, oxalic acid, chromic acid or the like, or an alkaline bath of sodium hydroxide, sodium phosphate, sodium fluoride or the like may be used. In particular, it is preferable to use sulfuric acid because it is easy to form a film having a thick film thickness.
電解処理の方法は、特に限定されず、直流電解、交流電解、交直重畳電解、Duty電解などのいずれを用いてもよい。また、電解処理後、水洗を最低1回は行うことが好ましい。水洗を行うことでアルミニウム又はアルミニウム合金に付着している陽極酸化処理液をある程度除去し、又は除去できなかった処理液の濃度も薄くし、次工程への混入量を減らすことができる。水洗で用いる水は、イオン交換水や純水などの不純物が少ない水が好ましい。 The method of the electrolytic treatment is not particularly limited, and any of direct current electrolysis, alternating current electrolysis, AC / DC superimposed electrolysis, Duty electrolysis and the like may be used. After the electrolytic treatment, it is preferable to perform washing with water at least once. By washing with water, the anodizing treatment solution adhering to the aluminum or the aluminum alloy can be removed to some extent, or the concentration of the treatment solution which can not be removed can be reduced, and the amount mixed in the next step can be reduced. The water used in the water washing is preferably water having few impurities such as ion exchange water and pure water.
このようにして得られる陽極酸化皮膜の膜厚は、10〜500μmが好ましい。陽極酸化皮膜の膜厚が10μmであれば、十分な防錆効果を得ることができる。陽極酸化皮膜の膜厚は厚い方が好ましいものの、500μm以下であると陽極酸化皮膜が作成しやすいため好適である。また、陽極酸化皮膜の膜厚は、10〜300μmがより好ましく、10〜100μmが更に好ましい。 The film thickness of the anodized film thus obtained is preferably 10 to 500 μm. If the film thickness of the anodized film is 10 μm, a sufficient antirust effect can be obtained. A thick anodic oxide film is preferable, but a thickness of 500 μm or less is preferable because the anodic oxide film can be easily formed. Moreover, as for the film thickness of an anodic oxide film, 10-300 micrometers is more preferable, and 10-100 micrometers is still more preferable.
前処理の工程では、この陽極酸化皮膜が形成されたアルミニウム又はアルミニウム合金を、リン酸イオンを含む水溶液である前処理液に浸漬する。これによって、陽極酸化皮膜にリン酸イオンが取り込まれる。特に、図1に示すように、アルミニウム又はアルミニウム合金10上に形成された陽極酸化皮膜22表面には、複数の孔24が存在し、前処理液のリン酸イオン26は、陽極酸化皮膜22の表層面だけではなく、孔24内の底の部分にも取り込まれる。このリン酸イオンには、リチウム−アルミニウム水和反応を抑制する働きがある。よって、陽極酸化皮膜22に取り込まれたリン酸イオン26aは、次工程における水和化合物の生成を抑制し、よって、水和化合物によって孔24が塞がれるのを防ぐことができる。 In the pretreatment step, the aluminum or aluminum alloy on which the anodized film has been formed is immersed in a pretreatment solution which is an aqueous solution containing phosphate ions. Thereby, phosphate ions are taken into the anodized film. In particular, as shown in FIG. 1, a plurality of holes 24 exist in the surface of the anodized film 22 formed on the aluminum or aluminum alloy 10, and the phosphate ions 26 of the pretreatment liquid are of the anodized film 22. Not only the surface but also the bottom of the hole 24 is taken. This phosphate ion has the function of suppressing the lithium-aluminum hydration reaction. Therefore, the phosphate ion 26a taken into the anodized film 22 can suppress the formation of the hydrated compound in the next step, and thus, the pore 24 can be prevented from being blocked by the hydrated compound.
リン酸イオン源として使用する試薬は、リン酸イオンを含む化合物であれば特に限定されないが、水に可溶なリン酸イオンを含むリン酸またはリン酸塩が好ましく、オルトリン酸や、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸三ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸二水素カルシウム、リン酸リチウム、リン酸アンモニウム等がより好ましい。この中でも実際に製造することを考慮した場合、水に溶けやすくリン酸イオンの濃度を調整しやすいので、リン酸が特に好ましい。 The reagent used as a phosphate ion source is not particularly limited as long as it is a compound containing phosphate ion, but a phosphoric acid or phosphate containing water-soluble phosphate ion is preferable, and ortho phosphoric acid, hydrogen phosphate and the like Disodium, sodium dihydrogen phosphate, trisodium phosphate, potassium phosphate, calcium dihydrogen phosphate, lithium phosphate, ammonium phosphate and the like are more preferable. Among these, phosphoric acid is particularly preferable because it is easy to be dissolved in water and easy to adjust the concentration of phosphate ion, in consideration of actual production.
前処理液のpHは、特に限定されず、pH1〜12の範囲で使用可能であり、酸性でも、中性でも、アルカリ性でも、リン酸イオンを陽極酸化皮膜に十分に取り込むことができる。但し、次工程の水和処理液のpHはアルカリ性であるため、次工程に混入した場合に水和処理液のpHの変化を抑えるためには、中性または塩基性、すなわちpH7〜12の範囲とすることが好ましく、pH10.5以上にすることがより好ましい。なお、前処理液にリン酸イオン源以外の化合物を混合すると、陽極酸化皮膜中にリン酸イオンが取り込まれにくくなる場合があるため、リン酸イオン源の試薬以外の化合物を前処理液に混合しないことが好ましい。 The pH of the pretreatment liquid is not particularly limited, and it can be used in the range of pH 1 to 12, and it is possible to sufficiently incorporate phosphate ions into the anodized film whether acidic, neutral or alkaline. However, since the pH of the hydration process liquid of the next step is alkaline, in order to suppress the change of the pH of the hydration process liquid when it is mixed in the next process, neutral or basic, ie, a range of pH 7 to 12 It is preferable to set the pH to 10.5 or more. In addition, when compounds other than the phosphate ion source are mixed in the pretreatment solution, it may be difficult to take in phosphate ions in the anodized film, so compounds other than the reagent of the phosphate ion source are mixed in the pretreatment solution. Preferably not.
前処理液のリン酸イオン濃度は、0.1〜2.0mol/Lの範囲が好ましい。リン酸イオン濃度を0.1mol/L以上とすることで、陽極酸化皮膜に十分な量のリン酸イオンを取り込むことができ、次工程における水和化合物の生成を抑制し、水和化合物の生成によって細孔が塞がれるのを防ぐことができる。また、リン酸イオン濃度を2.0mol/L未満にすることで、前処理液自体が陽極酸化皮膜を溶解する力が大きくなり過ぎて皮膜を溶解して膜厚が減少するのを、防ぐことができる。前処理液のリン酸イオンの濃度は、0.5〜2.0mol/Lの範囲がより好ましく、1.0〜2.0mol/Lの範囲が更に好ましい。 The phosphate ion concentration of the pretreatment liquid is preferably in the range of 0.1 to 2.0 mol / L. By setting the phosphate ion concentration to 0.1 mol / L or more, a sufficient amount of phosphate ion can be taken into the anodized film, and the formation of a hydrated compound in the next step is suppressed, and the formation of a hydrated compound Can prevent the pore from being blocked. Also, by setting the phosphate ion concentration to less than 2.0 mol / L, the pre-treatment solution itself is prevented from dissolving the film and reducing the film thickness because the force to dissolve the anodic oxide film becomes too large. Can. The concentration of phosphate ion in the pretreatment liquid is more preferably in the range of 0.5 to 2.0 mol / L, and still more preferably in the range of 1.0 to 2.0 mol / L.
前処理液の温度は、10〜30℃の範囲が好ましい。10℃以上にすることで、前処理液中におけるリン酸イオンの活動を活発にし、リン酸イオンを陽極酸化皮膜に適切に取り込むことができる。また、30℃以下にすることで、リン酸イオン濃度が高い場合と同様に、前処理液自体が陽極酸化皮膜を溶解する力が大きくなり過ぎて皮膜を溶解して膜厚が減少するのを、防ぐことができる。前処理液の温度は、20〜30℃の範囲がより好ましい。 The temperature of the pretreatment liquid is preferably in the range of 10 to 30 ° C. By setting the temperature to 10 ° C. or higher, the activity of phosphate ions in the pretreatment liquid can be activated, and phosphate ions can be appropriately incorporated into the anodized film. Also, by setting the temperature to 30 ° C. or less, as in the case where the phosphate ion concentration is high, the force of the pretreatment liquid itself to dissolve the anodic oxide film becomes too large to dissolve the film and the film thickness decreases. , Can prevent. The temperature of the pretreatment liquid is more preferably in the range of 20 to 30 ° C.
前処理液に浸漬する時間は、30秒間〜4分間の範囲が好ましい。浸漬時間を30秒間以上とすることで、前処理液中のリン酸イオンを陽極酸化皮膜内に十分に取り込むことができ、次工程での水和反応を適正に抑制することができる。また、4分間以下にすることで、長時間の浸漬によって陽極酸化皮膜が溶解して膜厚が減少するのを防ぐことができる。浸漬時間は、1〜4分間の範囲がより好ましい。 The immersion time in the pretreatment solution is preferably in the range of 30 seconds to 4 minutes. By setting the immersion time to 30 seconds or more, phosphate ions in the pretreatment liquid can be sufficiently taken into the anodized film, and the hydration reaction in the next step can be appropriately suppressed. Further, by setting the film thickness to 4 minutes or less, it is possible to prevent the anodic oxide film from being dissolved and the film thickness being reduced by immersion for a long time. The immersion time is more preferably in the range of 1 to 4 minutes.
前処理液に浸漬した後、陽極酸化皮膜の形成工程と同じように、水洗を最低1回行ってから次工程の水和処理を行うことが好ましい。 After immersing in the pretreatment solution, it is preferable to carry out water washing at least once and then carry out the hydration treatment of the next step, as in the step of forming the anodized film.
水和処理の工程では、アルミニウム又はアルミニウム合金の表面に形成された陽極酸化皮膜を、リチウムイオンを含む水溶液である水和処理液で水和処理する。このようなリチウムイオンを含む水溶液は、従来、陽極酸化皮膜の細孔を塞ぐために使用されていた。この水溶液は、細孔内部を溶解して細孔径を拡大するとともに、その後、溶解により生成したアルミン酸イオンと反応してリチウムとアルミニウムの水和化合物が生成し、この水和化合物により細孔を塞ぐというものである。しかしながら、本発明では、上述した前処理の工程で、陽極酸化皮膜の細孔部分にもリン酸イオンを十分に取り込んでいるため、この水和処理の工程では、リチウムとアルミニウムの水和反応が抑制され、水和化合物が生成しにくくなる。したがって、図2に示すように、水和処理液は、陽極酸化皮膜22表面に存在する孔24内部を溶解して孔径を拡大するとともに、水和化合物32は、拡大した孔34の表面部分にしか形成されず、よって、最終的な孔34の径を当初よりも大幅に拡大することができる。 In the step of hydration treatment, the anodized film formed on the surface of aluminum or aluminum alloy is subjected to hydration treatment with a hydration treatment solution which is an aqueous solution containing lithium ions. An aqueous solution containing such lithium ions has conventionally been used to close the pores of the anodized film. This aqueous solution dissolves the inside of the pore to enlarge the pore diameter, and then, it reacts with the aluminate ion generated by the dissolution to form a hydrated compound of lithium and aluminum, and the pore causes a pore It is something to shut up. However, in the present invention, since phosphate ions are sufficiently taken into the pore portion of the anodized film in the above-mentioned pretreatment step, the hydration reaction of lithium and aluminum is not sufficient in this hydration step. It is suppressed, and it becomes difficult to form a hydrated compound. Therefore, as shown in FIG. 2, the hydration treatment solution dissolves the inside of the holes 24 present on the surface of the anodic oxide film 22 to enlarge the pore diameter, and the hydration compound 32 is formed on the surface portion of the enlarged holes 34. Only the diameter of the final hole 34 can be greatly expanded than originally.
リチウムイオン源となる試薬としては、水酸化リチウム、炭酸リチウム、硫酸リチウム、塩化リチウム、またはそれらの水和物などを使用することができる。これらの中でも、水溶液がアルカリ性で且つ毒性がないことから、水酸化リチウム、炭酸リチウムが好ましい。 As a reagent serving as a lithium ion source, lithium hydroxide, lithium carbonate, lithium sulfate, lithium chloride, or a hydrate thereof can be used. Among these, lithium hydroxide and lithium carbonate are preferable because the aqueous solution is alkaline and nontoxic.
水和処理液のリチウムイオン濃度は、0.02〜20g/Lが好ましく、0.08〜10g/Lがより好ましい。水和処理液のpHは、10.5以上が好ましく、11以上がより好ましく、12以上がさらに好ましい。pHの上限は、特に限定されないが、14以下が好ましい。リチウムイオン源によってpHが異なるため、硫酸、シュウ酸、クロム酸などの酸や、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、フッ化ナトリウムなどの塩基を用いて、水和処理液のpHを調整することができる。 0.02-20 g / L is preferable and, as for the lithium ion concentration of a hydration process liquid, 0.08-10 g / L is more preferable. The pH of the hydration treatment solution is preferably 10.5 or more, more preferably 11 or more, and still more preferably 12 or more. Although the upper limit of pH is not specifically limited, 14 or less is preferable. Since the pH varies depending on the lithium ion source, the pH of the hydration treatment solution can be adjusted using an acid such as sulfuric acid, oxalic acid or chromic acid, or a base such as sodium hydroxide, sodium carbonate or sodium fluoride. .
水和処理の方法は、陽極酸化皮膜が形成されたアルミニウム又はアルミニウム合金を水和処理液に浸漬したり、陽極酸化皮膜の表面に水和処理液をスプレーしたり、筆などで塗布したりなどして、水和処理液を陽極酸化皮膜に付着させればよい。水和処理液の温度は、10〜65℃が好ましく、25〜50℃がより好ましい。水和処理の時間は、30秒間〜5分間が好ましい。水和処理液を付着させた後、陽極酸化皮膜を水洗または湯洗し、エアブローや乾燥機などで乾燥させることが好ましい。 The method of hydration treatment is to immerse the aluminum or aluminum alloy on which the anodized film is formed in the hydration treatment solution, spray the hydration treatment solution on the surface of the anodized film, apply with a brush etc. Then, the hydration treatment solution may be attached to the anodized film. 10-65 degreeC is preferable and, as for the temperature of a hydration process liquid, 25-50 degreeC is more preferable. The hydration treatment time is preferably 30 seconds to 5 minutes. After the hydration treatment solution is applied, the anodized film is preferably washed with water or hot water, and dried with an air blow or a drier.
このような水和処理によって、図2に示すように、アルミニウム又はアルミニウム合金10上に形成された陽極酸化皮膜22表面に存在する複数の微細な孔34の内面が、水和化合物32の層で覆われているアルミニウム又はアルミニウム合金部材30を得ることができる。水和化合物32は、少なくともリチウム−アルミニウム水和物を含んでおり、その他にベーマイトを含むこともある。リチウム−アルミニウム水和物としては、例えば、LiH(AlO2)2・5H2Oであり、また、ベーマイトとしては、例えば、AlO・OHである。LiH(AlO2)2・5H2Oはベーマイトよりも水分に強いため、耐腐食性を向上できる。 By such hydration treatment, as shown in FIG. 2, the inner surface of the plurality of fine holes 34 present on the surface of the anodized film 22 formed on the aluminum or aluminum alloy 10 is a layer of the hydration compound 32. The covered aluminum or aluminum alloy member 30 can be obtained. Hydrated compound 32 contains at least lithium-aluminum hydrate, and may also contain boehmite. The lithium-aluminum hydrate is, for example, LiH (AlO 2 ) 2. 5H 2 O, and the boehmite is, for example, AlO.OH. Since LiH (AlO 2 ) 2. 5 H 2 O is more resistant to moisture than boehmite, it can improve corrosion resistance.
孔径が拡大された孔34は、水和生成物32の層によってその内表面が覆われているが、部材30の表面におけるその孔径は、10nm以上を有している。孔径が10nm以上であれば、例えば、塗装や樹脂との塗装密着性の向上を目的とした場合に、孔内に塗装や樹脂が入り込むことによるアンカー効果が十分働くため、塗装密着性を向上できる。また、孔34の孔径は、当初の陽極酸化皮膜の孔24の孔径の1.5倍以上に拡大されていることが好ましく、2倍以上に拡大されていることがより好ましい。 The enlarged hole 34 is covered on its inner surface by a layer of hydration product 32, but the hole diameter on the surface of the member 30 is 10 nm or more. If the pore diameter is 10 nm or more, for example, in order to improve the coating adhesion with the coating or resin, the coating adhesion can be improved because the anchor effect by the coating or the resin entering the hole works sufficiently . Further, the hole diameter of the holes 34 is preferably enlarged to 1.5 times or more of the hole diameter of the holes 24 of the initial anodic oxide film, and more preferably to 2 times or more.
(陽極酸化皮膜の評価試験)
本発明により形成した陽極酸化皮膜の表面を、電子顕微鏡を用いて観察し、皮膜表面に存在する微細孔の孔径を測定する試験を行った。孔径は、微細孔の開口部の孔径の平均値(5つの微細孔の平均値)とした。一連の処理の前後で、陽極酸化皮膜の孔径が1.5〜2倍に拡大しているものについては、その評価結果を○とし、2倍を超えて拡大しているものを◎とし、それ以外のもの、例えば、1.5倍未満の変化のものや、細孔が塞がってしまっているもの、皮膜の溶解により細孔(セル構造)が崩れてしまったものを×とした。また、陽極酸化皮膜の膜厚については、膜厚計(フィッシャーインストルメンツ社製)にて測定を行い、陽極酸化処理の前後で、膜厚が20%以上薄くなっている場合は、評価結果を×とし、それ以外は○とした。膜厚も、陽極酸化皮膜の平均膜厚(5つの部分の平均値)である。総合評価の結果は、細孔径の評価結果と膜厚の評価結果のどちらか一方が×の場合は×とし、それ以外の場合は細孔径の評価結果に合わせて○か◎とした。
(Evaluation test of anodic oxide film)
The surface of the anodized film formed according to the present invention was observed using an electron microscope, and a test was conducted to measure the pore diameter of the micropores present in the film surface. The pore diameter was taken as the average value of the pore diameters of the micropore openings (average value of five micropores). Before and after the series of treatments, the evaluation result is ○ for the anodized film whose pore diameter is enlarged by 1.5 to 2 times, and ◎ that which is expanded by more than 2 times. Others, for example, those with a change of less than 1.5 times, those with closed pores, and those with broken pores (cell structure) due to dissolution of the film were regarded as x. In addition, the film thickness of the anodized film is measured with a film thickness meter (manufactured by Fisher Instruments), and when the film thickness is reduced by 20% or more before and after the anodic oxidation treatment, the evaluation results are displayed. × and other than that ○. The film thickness is also the average film thickness (average value of five parts) of the anodized film. The result of the comprehensive evaluation was evaluated as x when either one of the evaluation result of the pore diameter and the evaluation result of the film thickness was x, and in other cases, it was ○ or 合 わ せ according to the evaluation result of the pore diameter.
陽極酸化皮膜の形成に用いる試験片としては、アルミニウム合金A1100材を用いた。これは、合金成分が多く含まれていると、合金成分の影響で試験片における電流密度の分布がばらつき、試験片の測定位置によって細孔径が異なる場合が生じ得るので、それを避けるためである。 As a test piece used for formation of an anodic oxide film, aluminum alloy A1100 material was used. This is to avoid the distribution of the current density in the test piece being dispersed due to the influence of the alloying component when the alloy component is contained in a large amount, and the pore diameter may differ depending on the measurement position of the test piece. .
(対照例1)
アルミニウム合金A1100材の試験片を、200g/Lの濃度の硫酸浴に陽極として浸漬し、電流密度2A/dm2で直流電流を10分間通電することにより、試験片の表面に陽極酸化皮膜を形成した。この陽極酸化皮膜は、電子顕微鏡を用いて観察したところ、細孔径が15nmで、膜厚は20μmであった。図3に、陽極酸化皮膜の表面の電子顕微鏡写真を示す。写真中の黒い部分が細孔である。この陽極酸化皮膜を対照例1として、以下の試験例1〜4において、処理前後の細孔径や膜厚の変化を判断する基準として用いた。
(Control 1)
An anodic oxide film is formed on the surface of the test piece by immersing a test piece of aluminum alloy A1100 material as a positive electrode in a 200 g / L concentration sulfuric acid bath and applying a direct current for 10 minutes at a current density of 2 A / dm 2 did. The anodic oxide film was observed using an electron microscope and found to have a pore diameter of 15 nm and a film thickness of 20 μm. FIG. 3 shows an electron micrograph of the surface of the anodized film. The black part in the photograph is the pore. This anodic oxide film was used as Comparative Example 1 as a reference for judging changes in pore diameter and film thickness before and after treatment in Test Examples 1 to 4 below.
(試験例1:前処理におけるリン酸イオン濃度の影響)
アルミニウム合金A1100材の試験片を、200g/Lの濃度の硫酸浴に陽極として浸漬し、電流密度2A/dm2の直流電流を10分間通電することにより、細孔径が15nm、膜厚が20μmの陽極酸化皮膜を形成した。次に、前処理として、以下の表1に示すように、リン酸、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸三ナトリウムのpHが異なるリン酸化合物の試薬を用いて、リン酸イオン濃度が0.01〜6mol/Lになるように調製した水溶液(20℃)に、陽極酸化皮膜を形成した試験片を2分間浸漬した。その後、水和処理として、水酸化リチウム一水和物を用いてリチウムイオン濃度が0.2g/Lとなるように調製したpH13の水溶液(25℃)に、前処理をした試験片を1分間浸漬した。この水和処理をした後の試験片の表面を、電子顕微鏡にて観察し、表面に存在する細孔径を測定するとともに、膜厚計にて陽極酸化皮膜の膜厚を測定した。試験例1において測定した各値を、上述の対照例1の基準値と比較し、評価した結果を表1に示す。
Test Example 1: Influence of phosphate ion concentration in pretreatment
A test piece of aluminum alloy A1100 material is immersed as an anode in a 200 g / L concentration sulfuric acid bath and a direct current of 2 A / dm 2 current density is applied for 10 minutes to obtain a pore diameter of 15 nm and a film thickness of 20 μm. An anodic oxide film was formed. Next, as pretreatment, as shown in Table 1 below, phosphoric acid, sodium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, trisodium phosphate, using a reagent of a phosphoric acid compound different in pH, phosphoric acid The test piece which formed the anodic oxide film was immersed for 2 minutes in the aqueous solution (20 degreeC) prepared so that ion concentration might be 0.01-6 mol / L. Thereafter, as a hydration treatment, a test piece pretreated with a pH 13 aqueous solution (25 ° C.) prepared to have a lithium ion concentration of 0.2 g / L using lithium hydroxide monohydrate, for 1 minute Soaked. The surface of the test piece after the hydration treatment was observed with an electron microscope to measure the diameter of pores present on the surface, and the film thickness of the anodic oxide film was measured with a film thickness meter. Each value measured in Test Example 1 is compared with the reference value of Control Example 1 described above, and the evaluation result is shown in Table 1.
表1に示すように、リン酸イオン濃度が0.1〜2mol/Lの範囲の場合(試料番号2〜4、8、11、12、14、15)は、陽極酸化皮膜の膜厚を保ったまま、細孔径を十分に拡大することができた。その様子の一例として、試料番号4の陽極酸化皮膜の表面の電子顕微鏡写真を図4に示す。これは、多くのリン酸イオンが皮膜に取り込まれたものと推測する。一方、リン酸イオン濃度が0.1mol/L未満の場合(試料番号1、7、10、13)は、細孔が塞がってしまった。これは、リン酸イオンが皮膜に取り込まれにくくなるために、水和処理におけるリチウムとアルミニウムの水和化合物の生成を抑制できなかったものと推測する。また、リン酸イオン濃度が2mol/Lを超えた場合(試料番号5、6、9)は、膜厚が減少したとともに、細孔(セル構造)が崩れていた。これは、前処理における処理液の溶解力が高くなったことから、陽極酸化皮膜が溶解するとともに、皮膜自体が脆くなったものと推測する。なお、リン酸イオン源としての試薬は、リン酸、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸三ナトリウムのいずれにおいても、同様の効果が見られ、リン酸イオン源の種類や処理液のpHは影響しないことがわかった。 As shown in Table 1, when the phosphate ion concentration is in the range of 0.1 to 2 mol / L (sample numbers 2 to 4, 8, 11, 12, 14, 15), the film thickness of the anodic oxide film is maintained It was possible to enlarge the pore diameter sufficiently. The electron micrograph of the surface of the anodic oxide film of the sample number 4 is shown in FIG. 4 as an example of the mode. It is presumed that a large amount of phosphate ions are incorporated into the film. On the other hand, when the phosphate ion concentration was less than 0.1 mol / L (Sample Nos. 1, 7, 10, 13), the pores were clogged. This is presumed to be one in which the formation of a hydrated compound of lithium and aluminum in the hydration process could not be suppressed because the phosphate ion is less likely to be incorporated into the film. Moreover, when the phosphate ion concentration exceeded 2 mol / L (sample numbers 5, 6, 9), the film thickness decreased and the pores (cell structure) were broken. It is presumed that this is because the anodic oxide film dissolves and the film itself becomes brittle because the solvency of the treatment liquid in the pretreatment increases. In addition, the reagent as a phosphate ion source shows the same effect in any of phosphoric acid, sodium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate and trisodium phosphate, and the type and treatment of the phosphate ion source It was found that the pH of the solution had no effect.
(試験例2:前処理における温度の影響)
アルミニウム合金A1100材の試験片を、200g/Lの濃度の硫酸浴に陽極として浸漬し、電流密度2A/dm2の直流電流を10分間通電することにより、陽極酸化皮膜を形成した。次に、前処理として、リン酸を試薬として用いてリン酸イオン濃度が1mol/Lになるように調製した水溶液に、5〜50℃の間の各温度で、陽極酸化皮膜を形成した試験片を2分間浸漬した。その後、水和処理として、試験例1と同様に、リチウムイオン濃度が0.2g/Lとなるように調製したpH13の水溶液(25℃)に、前処理をした試験片を1分間浸漬した。この水和処理をした後の試験片の表面を、試験例1と同様に、電子顕微鏡で細孔径を測定するとともに、膜厚計で膜厚を測定した。この試験例2において測定した各値を、上述の対照例1の基準値と比較し、評価した結果を表2に示す。
(Test Example 2: Effect of temperature in pretreatment)
An anodic oxide film was formed by immersing a test piece of an aluminum alloy A1100 material as a positive electrode in a sulfuric acid bath having a concentration of 200 g / L and applying a direct current having a current density of 2 A / dm 2 for 10 minutes. Next, a test piece in which an anodic oxide film was formed at each temperature between 5 and 50 ° C. in an aqueous solution prepared to have a phosphate ion concentration of 1 mol / L using phosphoric acid as a reagent as pretreatment Soak for 2 minutes. Then, the test piece which pre-processed was immersed for 1 minute in the aqueous solution (25 degreeC) of pH13 prepared so that lithium ion concentration might be 0.2 g / L similarly to Experiment 1 as hydration processing. The pore diameter of the surface of the test piece after this hydration treatment was measured with an electron microscope as in Test Example 1, and the film thickness was measured with a film thickness meter. Each value measured in Test Example 2 was compared with the reference value of Control Example 1 described above, and the evaluation results are shown in Table 2.
表2に示すように、リン酸イオン水溶液の温度が10〜30℃の範囲の場合(試料番号3、17〜19)、陽極酸化皮膜の膜厚を保ったまま、細孔径を拡大することができた。一方、水溶液の温度が10℃よりも低かった場合(試料番号16)は、細孔が塞がっていた。これは、温度が低いと、リン酸イオンの動きが鈍く、陽極酸化皮膜に取り込まれにくくなるため、水和処理におけるリチウムとアルミニウムの水和化合物の生成を抑制できなかったものと推測する。また、水溶液の温度が30℃を超えた場合(試料番号20、21)は、膜厚が減少したとともに、細孔(セル構造)が崩れていた。これは、前処理における処理液の溶解力が高くなったことから、陽極酸化皮膜が溶解するとともに、皮膜自体が脆くなったものと推測する。 As shown in Table 2, when the temperature of the phosphate ion aqueous solution is in the range of 10 to 30 ° C. (Sample Nos. 3 and 17 to 19), the pore diameter can be enlarged while maintaining the film thickness of the anodic oxide film did it. On the other hand, when the temperature of the aqueous solution was lower than 10 ° C. (sample No. 16), the pores were blocked. This is presumed to be that if the temperature is low, the movement of phosphate ions becomes dull and it is difficult to be taken into the anodized film, so that the formation of the hydrated compound of lithium and aluminum in the hydration treatment can not be suppressed. Moreover, when the temperature of the aqueous solution exceeded 30 ° C. (Sample Nos. 20 and 21), the film thickness decreased and the pores (cell structure) were broken. It is presumed that this is because the anodic oxide film dissolves and the film itself becomes brittle because the solvency of the treatment liquid in the pretreatment increases.
(試験例3:前処理における浸漬時間の影響)
アルミニウム合金A1100材の試験片を、200g/Lの濃度の硫酸浴に陽極として浸漬し、電流密度2A/dm2の直流電流を10分間通電することにより、陽極酸化皮膜を形成した。次に、前処理として、リン酸を試薬として用いてリン酸イオン濃度が1mol/Lになるように調製した水溶液(20℃)に、陽極酸化皮膜を形成した試験片を15秒間〜10分間の各種時間で浸漬した。その後、水和処理として、試験例1と同様に、リチウムイオン濃度が0.2g/Lとなるように調製したpH13の水溶液(25℃)に、前処理をした試験片を1分間浸漬した。この水和処理をした後の試験片の表面を、試験例1と同様に、電子顕微鏡で細孔径を測定するとともに、膜厚計で膜厚を測定した。この試験例3において測定した各値を、上述の対照例1の基準値と比較し、評価した結果を表3に示す。
(Test Example 3: Influence of immersion time in pretreatment)
An anodic oxide film was formed by immersing a test piece of an aluminum alloy A1100 material as a positive electrode in a sulfuric acid bath having a concentration of 200 g / L and applying a direct current having a current density of 2 A / dm 2 for 10 minutes. Next, as pretreatment, a test piece having an anodic oxide film formed on an aqueous solution (20 ° C.) prepared to have a phosphate ion concentration of 1 mol / L using phosphoric acid as a reagent for 15 seconds to 10 minutes It was immersed in various times. Then, the test piece which pre-processed was immersed for 1 minute in the aqueous solution (25 degreeC) of pH13 prepared so that lithium ion concentration might be 0.2 g / L similarly to Experiment 1 as hydration processing. The pore diameter of the surface of the test piece after this hydration treatment was measured with an electron microscope as in Test Example 1, and the film thickness was measured with a film thickness meter. Each value measured in Test Example 3 was compared with the reference value of Control Example 1 described above, and the evaluation results are shown in Table 3.
表3に示すように、リン酸イオン水溶液への浸漬時間が30秒間〜4分間の範囲の場合(試料番号3、23〜25)は、陽極酸化皮膜の膜厚を保ったまま、細孔径を拡大することができた。一方、浸漬時間が30秒間よりも短かった場合(試料番号22)は、細孔が塞がっていた。これは、浸漬時間が短いと、陽極酸化皮膜に取り込まれるリン酸イオンの量が少ないため、水和処理におけるリチウムとアルミニウムの水和化合物の生成を抑制できなかったものと推測する。また、浸漬時間が4分間を超えた場合(試料番号26、27)、膜厚が減少したとともに、細孔(セル構造)が崩れていた。これは、長時間の浸漬により陽極酸化皮膜が溶解するとともに、皮膜自体が脆くなったものと推測する。 As shown in Table 3, when the immersion time in the phosphate ion aqueous solution is in the range of 30 seconds to 4 minutes (sample numbers 3 and 23 to 25), the pore diameter is maintained while maintaining the film thickness of the anodic oxide film. It was possible to expand. On the other hand, when the immersion time was shorter than 30 seconds (Sample No. 22), the pores were blocked. This is presumed to be that if the immersion time is short, the amount of phosphate ions taken into the anodized film is small, so that the formation of the hydrated compound of lithium and aluminum in the hydration process can not be suppressed. Moreover, when immersion time exceeded 4 minutes (sample numbers 26 and 27), while a film thickness reduced, the pore (cell structure) was disorganized. It is presumed that this causes the anodic oxide film to be dissolved by immersion for a long time and the film itself becomes brittle.
(試験例4:水和処理における処理条件の影響)
アルミニウム合金A1100材の試験片を、200g/Lの濃度の硫酸浴に陽極として浸漬し、電流密度2A/dm2の直流電流を10分間通電することにより、陽極酸化皮膜を形成した。次に、前処理として、リン酸を試薬として用いてリン酸イオン濃度が1mol/Lになるように調製した水溶液(20℃)に、陽極酸化皮膜を形成した試験片を2分間浸漬した。その後、水和処理として、表4に示すように、水酸化リチウム一水和物を用いてリチウムイオン濃度が0.01〜25g/Lの範囲となるように調製したpH13の水溶液に、5〜80℃の間の温度で、前処理をした試験片を5秒間〜10分間の間の時間で、浸漬した。この水和処理をした後の試験片の表面を、試験例1と同様に、電子顕微鏡で細孔径を測定するとともに、膜厚計で膜厚を測定した。この試験例4において測定した各値を、上述の対照例1の基準値と比較し、評価した結果を表4に示す。
(Test Example 4: Influence of treatment conditions in hydration treatment)
An anodic oxide film was formed by immersing a test piece of an aluminum alloy A1100 material as a positive electrode in a sulfuric acid bath having a concentration of 200 g / L and applying a direct current having a current density of 2 A / dm 2 for 10 minutes. Next, the test piece which formed the anodic oxide film was immersed for 2 minutes in the aqueous solution (20 degreeC) prepared so that phosphate ion concentration might be 1 mol / L, using phosphoric acid as a reagent as pre-processing. Then, as shown in Table 4 as hydration treatment, it is preferable to use an aqueous solution of pH 13 prepared so that the lithium ion concentration is in the range of 0.01 to 25 g / L using lithium hydroxide monohydrate. The pretreated test specimens were immersed at a temperature of between 80 ° C. for a time of between 5 seconds and 10 minutes. The pore diameter of the surface of the test piece after this hydration treatment was measured with an electron microscope as in Test Example 1, and the film thickness was measured with a film thickness meter. Each value measured in this test example 4 was compared with the reference value of the above-mentioned control example 1, and the result of having evaluated is shown in Table 4.
表4に示すように、リチウムイオン濃度が0.05〜10g/Lの範囲で、温度が10〜40℃の範囲で、浸漬時間が30秒間〜5分間の範囲の場合(試料番号3、29、32)は、陽極酸化皮膜の膜厚を保ったまま、細孔径を十分に拡大することができた。一方、リチウムイオン濃度が0.01g/Lと低かったり、温度が5℃と低かった場合(試料番号28、30)は、細孔径を拡大することができなかった。これは、処理液の陽極酸化皮膜を溶解する力が弱過ぎたためと推測する。逆に、リチウムイオン濃度が25g/Lと高かったり、温度が80℃と高かった場合(試料番号35、33)は、細孔が塞がってしまっていた。これは、濃度や温度が高いことで、リチウムとアルミニウムの水和化合物が生成する化学反応が起こりやすくなり、リン酸イオンの効果でこの水和化合物の生成を抑制することが困難になったためと推測する。また、浸漬時間が5秒間と短かった場合(試料番号34)、細孔径を拡大することができなかった。これは、陽極酸化皮膜を溶解する時間も短くなったためと推測する。逆に、浸漬時間が10分間と長過ぎた場合(試料番号31)、細孔の一部が塞がってしまった。これは、水和化合物の生成反応が進行を続けてしまうためと推測する。 As shown in Table 4, in the case where the lithium ion concentration is in the range of 0.05 to 10 g / L, the temperature is in the range of 10 to 40 ° C., and the immersion time is in the range of 30 seconds to 5 minutes (sample number 3, 29 And 32), the pore diameter could be sufficiently enlarged while maintaining the film thickness of the anodized film. On the other hand, when the lithium ion concentration was as low as 0.01 g / L or when the temperature was as low as 5 ° C. (Sample Nos. 28 and 30), the pore size could not be expanded. It is presumed that this is because the power to dissolve the anodized film of the processing solution is too weak. Conversely, when the lithium ion concentration was as high as 25 g / L, or when the temperature was as high as 80 ° C. (sample numbers 35 and 33), the pores were clogged. This is because the high concentration and temperature make it easy to cause a chemical reaction to form a hydrated compound of lithium and aluminum, and the effect of phosphate ion makes it difficult to suppress the formation of this hydrated compound. Infer. Moreover, when the immersion time was as short as 5 seconds (sample number 34), the pore diameter could not be expanded. It is presumed that this is because the time to dissolve the anodized film is also shortened. On the other hand, when the immersion time was as long as 10 minutes (sample number 31), part of the pores was blocked. It is presumed that this is because the formation reaction of the hydrated compound continues to progress.
10 アルミニウム又はアルミニウム合金
20 前処理されるアルミニウム又はアルミニウム合金部材
22 陽極酸化皮膜
24、34 孔
26 リン酸イオン
30 水和処理されたアルミニウム又はアルミニウム合金部材
32 水和化合物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Aluminum or aluminum alloy 20 Pretreated aluminum or aluminum alloy member 22 Anodized film 24, 34 Hole 26 Phosphate ion 30 Hydrated aluminum or aluminum alloy member 32 Hydrated compound
Claims (8)
前記前処理を行ったアルミニウム又はアルミニウム合金上の陽極酸化皮膜を、リチウムイオンを含む水和処理液で水和処理して、前記陽極酸化皮膜の表面に存在する複数の孔の孔径を拡大し、且つこの孔の内表面を、リチウム−アルミニウム水和物を含む水和化合物で覆う工程と
を含むアルミニウム又はアルミニウム合金部材の製造方法。 Immersing the aluminum or aluminum alloy on which the anodized film is formed in a pretreatment solution containing phosphate ions to carry out pretreatment;
The anodic oxide film on the aluminum or aluminum alloy subjected to the pretreatment is subjected to hydration treatment with a hydration treatment solution containing lithium ions to enlarge the pore diameter of the plurality of pores present on the surface of the anodic oxide film; And a step of covering the inner surface of the hole with a hydrated compound containing lithium-aluminum hydrate.
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