鋁材的陽極氧化處理方法技術

本發明專利技術提供能夠在鋁或鋁合金形成的鋁材上以盡可能避免晶粒圖案顯著化、并以10V以上的處理電壓形成多孔型陽極氧化皮膜的鋁材的陽極氧化處理方法。本發明專利技術是在由多元酸水溶液形成的處理浴中以靶電壓10V以上的處理條件對鋁材進行陽極氧化處理而在所述鋁材表面形成陽極氧化皮膜的鋁材的陽極氧化處理方法，其特征在于，作為所述陽極氧化處理的預處理，在由多元酸水溶液形成的處理浴中以電壓6V以下的處理條件進行陽極氧化處理直至電量達到0.05C/cm2以上，藉此在所述鋁材的表面形成預皮膜。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及在由多元酸水溶液形成的處理浴中以規定的電壓對由鋁或鋁合金形 成的鋁材進行陽極氧化處理而在表面形成多孔性陽極氧化皮膜的鋁材的陽極氧化處理方 法，特別涉及能夠通過陽極氧化處理盡可能地抑制晶粒圖案顯著化的鋁材的陽極氧化處理 方法。
技術介紹
對于鋁材，由于鋁自身易被酸和堿等侵蝕，為賦予其耐腐蝕性和耐磨耗性等，通常 廣泛進行下述陽極氧化處理:在電解質溶液中將鋁材作為陽極并通電，在其表面形成氧化 鋁(Al 2〇3)皮膜（陽極氧化皮膜）。然后，在例如使用作為電解質的硫酸、草酸、磷酸等的酸水 溶液的陽極氧化處理過程中，雖經該陽極氧化處理而形成稱作多孔型皮膜的陽極氧化皮 膜，但是該多孔型皮膜由稱作阻隔層的內側(鋁一側）的致密的皮膜和在其外側形成的具有 大量的孔的稱作多孔層的多孔性皮膜構成，在陽極氧化處理的初期首先形成與處理電壓相 應的阻隔層，之后在阻隔層上產生大量的孔，所述大量的孔成長而形成多孔層。 之后，在陽極氧化處理前的鋁材中，通常起因于材料中存在的晶粒的圖案（晶粒圖 案）由肉眼無法識別，但是如果實施上述陽極氧化處理，則主要由晶粒取向的不同而導致晶 粒圖案的顯著化。 關于該陽極氧化處理后的鋁材中的晶粒圖案，雖然也提出了將其作為裝飾性高的 物品而大膽地使其結晶取向的差異更為鮮明地呈現、利用光的反射而使晶粒圖案顯著化的 技術(例如參照專利文獻1)，但是在例如門把手和柵欄等住宅用部件、把手和曲軸等自行車 用部件、乘用車門框和內板等車輛用部件、首飾和鐘表等裝飾部件、反光鏡和照相機等光學 制品用部件、印刷用輥等用途上，具有重視其外觀和均一性的情況，若這種晶粒圖案顯著則 存在被判斷為外觀不良的可能性。 該陽極氧化處理后的鋁材中晶粒圖案的問題在于，在鋁材中鋁純度(A1純度)高的 情況下，晶粒的尺寸變大而更為顯著化，另外，在鋁材表面經過磨光加工等切削加工、拋光 研磨、電解研磨、化學研磨等鏡面加工手段實施鏡面處理的情況下也更為顯著化。 因此，作為使上述陽極氧化處理后的鋁材表面的晶粒圖案無法由目視識別的方 法，認為有下述方法:在鑄造陽極氧化處理前的鋁材時，通過調節其冷卻速度、或者是實施 冷鍛等加工，使鋁材中存在的晶粒的大小比目視能夠確認的尺寸(約為100μπι)更小，藉此使 外觀上的晶粒圖案變得不顯著。 但是，鋁的加工方法根據制品而存在限制，因而減小晶粒的尺寸時存在界限，另外 特別是在鋁材為Α1純度高的材料的情況下，在制造該材料時，將需要熱處理的材料的晶粒 尺寸減小為100μπι以下存在技術上的困難，或者即便假設能夠減小晶粒的尺寸，在鋁材中晶 粒凝集的情況下，也存在外觀呈現為一個大尺寸晶粒的可能性，難以獲得均一的外觀。 此外，專利文獻2提出了下述方案:為防止化學蝕刻時容易發生的由晶粒取向差引 起的稱作條紋（日文：只印一夕）的折痕狀紋路和稱作表面不均勻性（日文:面質乜b)的表 面粗糙狀的不均勻處理，在陽極氧化處理之前實施（1)除垢處理、（2)在鹽酸水溶液中使用 規定頻率的交流電流而進行的電量1~300C/dm2的預備電化學粗糙化處理、（3)在鹽酸水溶 液中進行的電化學粗糙化處理和(4)規定量的蝕刻處理及/或鹽酸水溶液中進行的除垢處 理，從而制造表面形狀得到改良的平版印刷版用鋁支撐體。但是，使用該方法而實施的預備 電化學粗糙化處理，是在一元酸中對鋁進行電化學溶解而粗糙化的蝕刻處理，而不是通過 陽極氧化處理形成多孔型陽極氧化皮膜的處理。 現有技術文獻 專利文獻 專利文獻1:日本專利特開2005-097735號公報 專利文獻2:日本專利特開2001-011699號公報
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題 于是，本專利技術者對因陽極氧化處理而晶粒圖案顯著化的原因進行了詳細調查和研 究，結果發現陽極氧化處理后的鋁材中鋁金屬(A1)/阻隔層(Al 2〇3)的界面處的形狀因每個 晶粒的取向不同而不同。即，根據本專利技術者的研究，在陽極氧化處理過程中，皮膜形成的初 期首先形成阻隔層，之后在形成的皮膜上開始產生孔，但是如果存在晶粒取向的差異，則因 該晶粒取向的差異而產生的孔也產生差異，由此鋁金屬(A1)/阻隔層(Al 2〇3)的界面處生成 的大量的孔在形狀和凹凸上產生細微的差異，這些形成的大量的孔之間的細微的差異在之 后由大量的孔成長而形成的多孔層中也得到反映。然后，由此形成的陽極氧化皮膜的大量 的孔之間的細微的差異，盡管其差異極小，但是在表面被光照射時得到加強，晶粒圖案顯著 化，導致陽極氧化處理后的鋁材無法形成均一的外觀。 之后，本專利技術者在該研究結果的基礎上，還對使與晶粒取向無關的鋁金屬(A1)/阻 隔層(Al2〇3)的界面處產生的孔盡可能一致化的方法進行了研究，結果發現在用10V以上的 靶電壓進行的陽極氧化處理之前，預先用低電壓以規定的電量進行陽極氧化處理，藉此在 鋁材的表面上預先形成具有大量細微而均一的孔的預皮膜（日文：皮膜），由此可在之 后的使用靶電壓進行的陽極氧化處理過程中形成具有形狀均一的孔的多孔層，也能盡可能 地防止陽極氧化處理后的鋁材中晶粒圖案的顯著化，從而完成了本專利技術。 因此，本專利技術的目的在于提供能夠在鋁或鋁合金形成的鋁材上盡可能不使晶粒圖 案顯著化、并能以10V以上的處理電壓形成多孔型陽極氧化皮膜的鋁材的陽極氧化處理方 法。 解決技術問題所采用的技術方案 即，本專利技術是在由多元酸水溶液形成的處理浴中以靶電壓10V以上的處理條件對 由鋁或鋁合金形成的鋁材進行陽極氧化處理而在所述鋁材表面形成多孔性陽極氧化皮膜 的，其特征在于，作為所述陽極氧化處理的預處理，在由多元酸水 溶液形成的處理浴中以電壓6V以下的處理條件進行陽極氧化處理直至電量達到0.05C/cm 2 以上，從而在所述鋁材的表面形成多孔性預皮膜。 本專利技術中，作為陽極氧化處理對象的由鋁或鋁合金形成的鋁材，無特別限制，可例 舉在由多元酸水溶液形成的處理浴中以靶電壓10V以上的處理條件進行陽極氧化處理而在 表面形成多孔型陽極氧化皮膜時，以存在于鋁材的晶粒引起的晶粒圖案顯著化的材料為對 象，特別是在A1純度高且材料中存在的晶粒尺寸為100M1以上、晶粒圖案容易顯著化的A1純 度高的材質的鋁材，例如純度99.99%以上的高純度鋁材料等。另外，關于該鋁材，在其表面 經過拋光研磨、電解研磨、切削加工、以及化學研磨等鏡面加工手段進行鏡面處理的情況下 晶粒圖案也容易顯著化，因此本專利技術對于這種表面經過鏡面處理的鋁材也具有效果。 此外，本專利技術中，作為陽極氧化處理的處理條件的「靶電壓」是指，例如在使用由作 為多元酸水溶液的10~20重量％的硫酸水溶液形成的處理浴以在鋁材的表面形成耐腐蝕 皮膜、染色用皮膜、裝飾用皮膜等的情況下通常施加10~20V左右的直流電壓，或者在使用 由作為多元酸水溶液的0.01~4重量％的草酸水溶液形成的處理浴以在鋁材的表面形成耐 腐蝕皮膜、耐磨耗性皮膜、裝飾用皮膜等的情況下通常施加10~600V左右的直流電壓，從而 如上所述以規定的目的使用規定的處理浴而實施陽極氧化處理時所施加的電壓。 另外，本專利技術中，鋁材中存在的晶粒的尺寸是指，例如將鋁材的表面研磨（例如拋 光研磨)而將斷面呈現后，向該斷面涂布腐蝕液(例如塔克液（日文：力一液)和氫氧化鈉 液等本文檔來自技高網...

【技術保護點】
鋁材的陽極氧化處理方法，該方法是在由多元酸水溶液形成的處理浴中以靶電壓10V以上的處理條件對由鋁或鋁合金形成的鋁材進行陽極氧化處理，藉此在所述鋁材的表面形成多孔性陽極氧化皮膜的方法；其特征在于：作為所述陽極氧化處理的預處理，在由多元酸水溶液形成的處理浴中以電壓6V以下的處理條件實施陽極氧化處理直至電量達到0.05C/cm2以上，藉此在所述鋁材的表面形成多孔性預皮膜。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：關雄輔，海老原健，
申請(專利權)人：日本輕金屬株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP