(57)【要約】マグネシウムまたはマグネシウム合金の表面を研磨および／または光沢化するための複数の方法を開示する。アルミニウム含有量が高い製造品と低い製造品（１３）の両方に好適な研磨および／または光沢化方法類を開示する。前記の方法類のそれぞれにおいて、前記表面が研磨され（ステップ６）、そして不動態化（ステップ９）される。これらの開示された方法類を使用して、表面の外観の特徴を調節することが可能であり、それによって、例えば、マグネシウムまたはマグネシウム合金の製造品（１３）に、安定性と耐食性の両方を有する、光沢性のある輝いた表面を提供できる。任意のステップ類（ステップ５）を使って、表面に所定のテキスチャーを提供することも可能である。
2005538249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法であって、
i）表面の研磨、及び
ii）研磨した表面の不動態化
のステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
表面上の汚染物を取り除くために、前記表面を前処理する最初のステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項３】
前記前処理ステップが、前記表面の化学的エッチングおよび／または前記表面の脱脂を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項４】
前記表面を、1つ以上の脱脂成分、例えば水酸化ナトリウムと接触させることによって、表面上の汚染物を前記前処理ステップ中に取り除くことを特徴とする請求項２又は３に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項５】
前記化学的エッチング成分が硝酸溶液および／またはリン酸であることを特徴とする請求項３に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項６】
前記表面が研磨組成物中に浸漬されている間に、研磨ステップが化学的研磨および／または電気化学的研磨によって行われることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項７】
前記化学的研磨および／または電気化学的研磨が、表面層を除去すること、および／または前記表面から微視的に高い点群をより平面にすることを特徴とする請求項３に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項８】
研磨ステップが、リン酸溶液、モノプロピレングリコール、エチレングリコール、および硝酸のうちの１つ以上の成分を含む槽で前記表面を浸漬することにより行われることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項９】
前記電気化学的研磨が電気分解であることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項１０】
前記電気化学的プロセスがさらに、前記表面に外部電圧を供給することを含むことを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項１１】
前記電気化学的研磨中に、電解質停滞防止手段が利用されるか、または電解質含有の前記表面にＡＣ電圧が印加されることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項１２】
前記電解質停滞防止手段が電解質攪拌器および／または超音波発生手段であることを特徴とする請求項５から１１のいずれか１項に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項１３】
前記研磨ステップの後に、前記表面から化学物質および／または電解質溶液の少なくともいくらかを取り除く、中間洗浄を行うことを特徴とする請求項１２に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項１４】
前記中間洗浄が、モノプロピレングリコールおよび／またはエチレングリコールを含む組成物中で行われることを特徴とする請求項１３に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項１５】
前記研磨ステップおよび／または前記中間洗浄の後にアルカリ洗浄を行うことを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項１６】
前記アルカリ洗浄が水酸化ナトリウムを含む組成物中で行われることを特徴とする請求項１５に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項１７】
前記アルカリ洗浄が実質的に酸を中和し、および／または前記表面から実質的にアルミニウム、マンガン、または亜鉛を除去することを特徴とする請求項１５又は１６に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項１８】
前記不動態化ステップが、実質的に耐食性のおよび／または水不溶性の表面コーティングまたはフィルムを提供することを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項１９】
前記実質的に耐食性のおよび／または水不溶性の表面コーティングまたはフィルムが、リン酸塩のコーティングまたはフィルムであることを特徴とする請求項１８に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項２０】
前記不動態化ステップの電圧を変えて、実質的に耐食性のおよび／または水不溶性の表面コーティングまたはフィルム、の厚さを変更することを特徴とする請求項１８又は１９に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項２１】
前記実質的に耐食性のおよび／または水不溶性の表面コーティングまたはフィルムに、無機物質のコーティングまたはシーラーを適用することを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項２２】
前記無機物質のコーティングまたはシーラーが、実質的に透明であり、および／または実質的に耐食性を提供するか、および／または、機械的に引き起こされる損傷から少なくともある程度の保護を提供することを特徴とする請求項２１に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項２３】
前記無機物質のコーティングまたはシーラーが、例えばメタケイ酸二ナトリウムのようなシリコンベースの組成物および脱イオン水中のポリアクリルアミド系凝集剤であることを特徴とする請求項２１又は２２に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項２４】
前記不動態化ステップおよび／または前記無機物質のコーティングまたはシーラーのステップの後が、表面の乾燥ステップであることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項２５】
ａ）鉄をベースとする溶液中に表面を浸漬させること、
ｂ）前記鉄をベースとする溶液で前記表面を活性化し、前記鉄をベースとする溶液
が還元されて、前記表面上に鉄を沈着させること、
ｃ）活性化された表面層を改質するために、前記表面をエッチング組成物でエ
ッチングすること、
ｄ）鉄を除去できる組成物で前記表面から鉄の沈着をはがすこと、そして
ｅ）前記表面上に残る組成物を実質的に除去するために、前記表面を洗浄すること、
の前処理ステップを含むことを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項２６】
前記活性化剤が、塩化第二鉄、塩酸、重フッ化アンモニウム、および臭化アンモニウムから選択される溶液であることを特徴とする請求項２５に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項２７】
前記エッチング組成物が、塩化第二鉄、塩化第二鉄とリン酸溶液、または塩化第二鉄とリン酸の還元された溶液から選択されることを特徴とする請求項２５または２６に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項２８】
前記の鉄を除去できる組成物が、硝酸およびホウ酸ナトリウム溶液、または硝酸およびリン酸溶液から選択されることを特徴とする請求項２５から２７のいずれか１項に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項２９】
前記表面を洗浄する前記ステップが、水洗浄またはアルカリ洗浄で行われることを特徴とする請求項２５から２８のいずれか１項に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項３０】
実質的に上記に従い、また添付の図のいずれかを参考とするマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項３１】
実質的に上記に従い、また添付の図のいずれかを参考とする方法によって研磨される又は光沢化されるマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネシウムおよびマグネシウム合金の表面処理に関するものであり、特に、１つに限定するわけではないが、マグネシウムまたはマグネシウム合金に光沢表面および／またはテキスチャード加工表面を与えることに関する。
【背景技術】
【０００２】
マグネシウム金属は、純粋または合金のいずれの形でも非常に反応性の高い金属である。マグネシウムの表面は、通常に製造される形態では、比較的鈍い色であり、表面酸化物や他の化合物によって黒ずんでいる。したがって、マグネシウム金属は、金属加工されていない限り、明るく輝いたメタリックな仕上げを通常、表さない。鈍色の表面が常に不利であることはないが、審美的理由または有用上の理由から、マグネシウムに研磨表面または光沢表面を提供することが望ましいことがしばしばある。マグネシウムの反応性のために、表面を不動態化する後処理が一般的に必要となり、望ましい表面仕上げは通常、このステップ中に失われる。
【０００３】
マグネシウムおよびマグネシウム合金の従来の処理のほとんどは、金属に陽極酸化皮膜が適用される処理、またはペイントの付着を促す目的のある種の前処理後に、ペイントフィルムが適用されるような処理であった。これらのプロセスは、金属を研磨するものではなく、また光沢化もしない。マグネシウムの陽極酸化処理過程は、アルミニウムに使用される同様の処理と異なり、その処理された表面は不透明で、しばしばコーティングに色が付く。多くの用途でこれは好ましい仕上げであり得るが、このような処理は表面の研磨または光沢化として見なされない。
【０００４】
マグネシウムまたはマグネシウム合金にペイントを塗る技術は、主な前処理、例えば、クロメート処理またはクロメート処理以外の変換処理と、それに続くペイントの塗布を含む。ペイントは、パウダーコートの形態であってもよく、またはウェットペイントの形態であってもよい。そのようなパウダーコートは静電的に適用され、その後、炉で硬化される。そのペイントされた表面は輝いた仕上げを有し得るが、それは輝いたメタリックな表面と同等の仕上げではない。
【０００５】
化学的または電気化学的に他の金属を光沢化する技術が存在する。アルミニウム合金の光沢化する方法が、陽極酸化処理設備で一般的に使用されている。しかし、マグネシウム合金は化学的性質が異なるため、これらの技術は適用できない。例えば、アルミニウムを光沢化するアプローチには化合酸混合液を用いるが、マグネシウムは化合酸混合液混合液中で急速に溶解する。
【０００６】
多くの異なる金属とアルミニウム合金は、化学的方法または電気化学的方法のいずれかで光沢化できる。多くの光沢化方法が長期間知られているが、マグネシウムおよびマグネシウム合金に適応させる研究はほとんどされていない。
【０００７】
マグネシウムおよびマグネシウム合金の過程を難しくしている２つの他の問題が存在する。まず、多くの商業用合金製造品（特にダイカスト製造品）は、表面上と内部にかなりの相分離の量を示す。これに通常に見られる鋳造上の欠陥が加わって、従来の方法で改善することが不可能な、非常に不均質な表面が生じる。２番目に、マグネシウムは非常に反応性の金属で、非連続的な酸化物の層を形成するので、ある可能な（ｖｉａｂｌｅ）光沢表面仕上げを得るためには、表面の光沢処理または研磨処理の後で、酸化物の層形成を防止するような方法で表面を処理する必要がある。従来、そのような処理には、不透明なフィルムまたはコーティング、および／または重金属や他の望ましくない毒性化学品を使って作られるフィルムまたはコーティングが含まれる。
【０００８】
場合によっては、他の金属、例えばニッケルをマグネシウム基体に化学的または電気化学的にメッキすることも可能である。そのようにメッキされた製造品は、輝いたメタリックな外観を有するけれども、これはメッキされた金属によるもので、マグネシウムまたはマグネシウム合金の光沢または研磨のシステムとしては見なされないであろう。他の金属をマグネシウムまたはマグネシウム合金の基体にメッキすることにはまた、重大な不利益があり、そのような不利益には、例えば、腐食的環境下での電解腐食（ｇａｌｖａｎｉｃ  ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ）の問題、費用、メッキ工程での処理の困難性、および多くのプロセスからの高い棄却率が含まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明の１つの目的は、前記の問題群に取り組む方向に少なくとも幾らか進むため、あるいは産業界および／または公共一般に少なくとも有用な選択肢を提供するために、マグネシウムおよびマグネシウム合金に対しての表面処理を提供することである。
【００１０】
本明細書に引用されたすべての特許または特許出願を含め、すべての引例は、参照として本願に組み入れられる。すべての引例が従来技術であることを認めるものではない。このような引例の考察は、それらの著者が主張することを述べるだけであって、本出願人は、引用された文書の正確さと適切さの異議申し立て（ｃｈａｌｌｅｎｇｅ）をする権利を留保する。いくつかの従来技術の公開文書がここで参照されるが、この参照物は、これらの文書のいずれかが、当分野で、あるいはニュージーランドまたは任意の他国で共通一般知識の一部となっていることの承認とはならないことを、明解に理解されたい。
【００１１】
用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」は、種々の管轄体（ｊｕｒｉｓｄｉｃｔｉｏｎｓ）下で、排他的意味または包括的意味のいずれかであり得る。本明細書の目的では、特に明記しない限り、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」は包括的意味を持つものとする。すなわち、この用語は、それが直接参照するリストされた構成要素だけでなく、他の特定されていない構成要素または要素を包括したものを意味すると解釈されたい。用語「含まれる（ｃｏｍｐｒｉｓｅｄ）」または「構成する（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」が、方法やプロセスで1つ以上のステップに関連して使用された時も、この論理的解釈が使用される。
【００１２】
本発明のさらなる態様と有利性は、事例のみによって提供される、以下の記述から明白になるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記のように、第一の態様として、本発明はマグネシウムまたはマグネシウム合金の研磨および／または光沢化の方法を含み、その方法は以下のステップからなる。すなわち、
i）表面の研磨、および
ii）研磨された表面の不動態化
である。
【００１４】
好ましくは、本発明の方法は、表面上の汚染物質を除去するために、最初のステップとして前記の表面の前処理を含む。
【００１５】
好ましくは、前記の前処理ステップは、前記表面の化学エッチングおよび／または前記の表面の脱脂（ｄｅｇｒｅａｓｉｎｇ）を含む。
【００１６】
好ましくは、表面上の汚染物は、1つ以上の脱脂用の成分、例えば水酸化ナトリウムを前記の表面と接触させることによって前処理ステップ中に除去される。
【００１７】
好ましくは、前記の化学エッチング用の成分は、硝酸および／またはリン酸を含む。
【００１８】
好ましくは、前記の前処理ステップは、前記の表面の化学的なブラスト処理を含む。
【００１９】
好ましくは、前記の研磨ステップは、前記の表面が研磨成分中に浸漬される間に、化学研磨および／または電解（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｃｈｅｍｉｃａｌ）研磨によって行われる。
【００２０】
好ましくは、前記の化学研磨および／または電解研磨が複数の表面層を除くか、および／または表面から微視的に高い地点群（ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ  ｈｉｇｈ  ｐｏｉｎｔｓ）をより平らにする。
【００２１】
好ましくは、前記の研磨ステップは、リン酸溶液、モノプロピレングリコール、エチレングリコール、および硝酸を１つ以上含む、溶液槽に前記の表面を浸漬することによって行う。
【００２２】
好ましくは、前記の電解研磨は電気分解（ｇａｌｖａｎｉｃ  ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ）である。
【００２３】
好ましくは、前記の電気化学研磨は、さらに外部電源の前記の表面への供給を含む。
【００２４】
好ましくは、前記の電解研磨ステップ中に、電解質停滞防止手段（ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ  ａｎｔｉ−ｓｔａｇｎａｔｉｏｎ  ｍｅａｎｓ）が利用されるか、またはＡＣ電源が電解質含有の前記表面にかけられる。
【００２５】
好ましくは、前記の電解質停滞を防止する手段は、電解質攪拌器および／または超音波を発生する手段である。
【００２６】
好ましくは、前記の研磨ステップの後は、前記の表面から化学溶液および／または電解溶液の少なくともいくらかを除くために中間洗浄（ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｒｙ  ｗａｓｈ）を行う。
【００２７】
好ましくは、前記の中間洗浄は、モノプロピレングリコールおよび／またはエチレングリコールを含む組成物で行う。
【００２８】
好ましくは、前記の研磨ステップおよび／または前記の中間洗浄の後にアルカリ洗浄を行う。
【００２９】
好ましくは、前記のアルカリ洗浄は、水酸化ナトリウムを含む組成物で行う。
【００３０】
好ましくは、前記のアルカリ洗浄は酸を実質的に中和するか、および／または前記の表面からアルミニウム、マンガン、または亜鉛を実質的に除去する。
【００３１】
好ましくは、前記の不動態化ステップは、実質的に耐食性のおよび／または実質的に水不溶性の表面コーティングあるいはフィルムを提供する。
【００３２】
好ましくは、前記の実質的に耐食性のおよび／または実質的に水不溶性の表面コーティングあるいはフィルムは、リン酸塩のコーティングあるいはフィルムである。
【００３３】
好ましくは、無機物質のコーティングあるいはシーラーが、前記の実質的に耐食性のおよび／または実質的に水不溶性の表面コーティングあるいはフィルムに適用される。
【００３４】
好ましくは、前記の無機物質のコーティングあるいはシーラーは、実質的に透明であるか、および／または実質的に耐食性を提供するか、および／または機械的な損傷から少なくともある程度の保護を提供する。
【００３５】
好ましくは、前記の無機物質のコーティングあるいはシーラーは、例えば、メタケイ酸二ナトリウムのようなシリコンをベースとする組成物、および脱イオン水中のポリアクリルアミド系凝集剤である。
【００３６】
好ましくは、前記の不動態化ステップおよび／または無機物質コーティングまたはシーラーのステップの後に表面乾燥ステップを設ける。
【００３７】
好ましくは、化学的なブラスト処理のステップは以下のステップを含む。
ａ）鉄をベースとする溶液中に表面を浸漬させること、
ｂ）前記鉄をベースとする溶液で前記表面を活性化し、前記鉄をベースとする溶液
が還元されて、前記表面上に鉄を沈着させること、
ｃ）活性化された表面層を改質するために、前記表面をエッチング組成物でエッチ
ングすること、
ｄ）鉄を除去できるような（ｉｒｏｎ  ｒｅｍｏｖａｌ）組成物で前記表面から鉄
の沈着をはがすこと、そして
ｅ）前記表面上に残る組成物を実質的に除去するために、前記表面を洗浄すること。
【００３８】
好ましくは、前記の活性化剤は、塩化第二鉄、塩酸、重フッ化アンモニウム、および臭化アンモニウムから選択された溶液である。
【００３９】
好ましくは、前記のエッチング組成物は、塩化第二鉄、塩化第二鉄とリン酸溶液、または塩化第二鉄とリン酸の還元された溶液、から選択される。
【００４０】
好ましくは、前記の鉄を除去する組成物は、溶液中の硝酸およびホウ酸ナトリウム、または溶液中の硝酸およびリン酸から選択される。
【００４１】
好ましくは、前記の表面の洗浄の前記のステップは、水による洗浄またはアルカリ洗浄で行う。
【００４２】
発明を実施するためのさらなる形態
マグネシウムまたはマグネシウム合金から成る製造品の表面を化学的および／または電気化学的に光沢化し、またはテキスチャード加工する（ここで「研磨」と呼ぶ）ための、ある１組の方法ステップをここに記述する。前記製造品が研磨されるプロセスを構成するステップ群、および本発明で使用される化学溶液の組成をここで記述する。以下の記述は事例として述べるのであって、以下の組成にはいくつかの機能的に同等な組成と置換できることを理解されたい。
【００４３】
図、特に図１に関して、マグネシウムまたはマグネシウム合金の研磨および／または光沢化に関する種々のステップのフローチャートが示されている。
【００４４】
処理の前に、光沢化または研磨のために表面を洗浄して準備するために、通常、マグネシウムまたはマグネシウム合金の製造品を前処理（ステップ１〜４）をすることが適切である。この前処理は合金にもよるが、いくつかの一般的な合金および形成過程に対する最も好適な処理が下記に要約されている。代替の処置方法も可能であり、ある場合は、製造品の元来の表面状態によっては、それ以後の処置ステップに悪影響を与えずに1つ以上のステップを省くことが可能である。
【００４５】
本発明は、マグネシウムまたはマグネシウム合金を加工および処理して、好ましくは審美的に許容される明るく輝いたテキスチャー表面を作製する方法を開示し、ここでこのような表面は無機物質の透明なフィルム、および／または耐食的なフィルムで覆われ得る。表面処理工程ステップでの、表１の可能な組成（またはプロセス用溶液と好適な操作条件）の例に関して、以下に述べる。表２は、いくつかの一般的に使用される合金に関して、可能な前処理プロセスのステップ（および操作条件）を説明している。表３は、プロセスステップ（表１から）のいくつかの組み合わせの有用な概要、およびマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の処理での手順を提供している。
【００４６】
【表１】
2005538249.tif 000003
【００４７】
【表２】
2005538249.tif 000004
【００４８】
【表３】
2005538249.tif 000005
【００４９】
【表４】
2005538249.tif 000006
【００５０】
上の表で、濃度と温度が示されているが、これらは、ある好適な表面仕上げを得られる設定値の例にすぎない。これらのプロセスは、或る範囲の濃度と或る範囲の温度で行える。さらに、複数の化学成分を置き換えることが可能であり、例えばモノプロピレングリコールの代わりにエチレングリコールを使用し得る。
【００５１】
前処理のステップまたはステップ群に続いて、マグネシウムまたはマグネシウム合金の製造品の表面は、光沢仕上げまたはメタリック仕上げに研磨し（ステップ６）、またはステップ５で選択したエッチングによって化学的に「ブラスト処理」して、ショットブラスト（ｓｈｏｔ  ｂｌａｓｔｉｎｇ）に似た、実質的に明るい、テキスチャード仕上げを得ることができる。これらの仕上げを作成する方法は、ほとんどの場合、基本的に類似し、表３に要約することができる。
【００５２】
図１は、各ステップに適用される時間、温度、およびプロセス用溶液の詳細に関する記載であり、前述の表と共に理解されたい。これらの例はまた、種々の合金がどのように本発明にしたがって処理され得るかの具体的な詳細を提供している。
【００５３】
下記の最初の方法は、高いアルミニウム含有の合金（例えば、アルミニウム重量で約3％以上含む合金）に特別の応用を有し得る。この全般的なコンセプトは、低いアルミニウム含有の合金（例えば、アルミニウム重量で約3％未満含む合金）でも同様であるが、表面の仕上げは、下記の低アルミニウム含有用の研磨および／または光沢方法によって得られる表面仕上げほど効果的でない場合もある。
【００５４】
高アルミニウム含有のマグネシウム合金
化学的または電気化学的な選択的エッチング３のプロセスによって、処理された表面から不連続性、および合金の成分の厳密な偏析（ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ）を除くことができる。このプロセスはまた、前記表面のテキスチャーに或る程度の調節可能な変更を与えてもよい。用語「エッチングした」は、「化学的ブラスト処理した」（ＣＢ）によって置き換えることができる。用語「エッチングした」は、前処理（図1のステップ１〜４）の段階のみで使用されたプロセス群を記述するのに限定され得る。
【００５５】
改質（ｍｏｄｉｆｙ）されたリン酸電解液を使用した電気化学的プロセスは、表面を或る高度の光沢性まで「マイクロポリッシュ」を行い得る。
【００５６】
図１のステップ６で図解され、さらに表３及び表４で記述された「電解研磨」は、１つのプロセス容器で行われ得る２種類の異なる処理を含み得る。これらの処理の1番目は、「ガルバニック研磨」であってよく、そのような研磨では、製造品をＥＰ３／ＥＰ４（表１に組成あり）溶液中に浸した１つの銅対極に短絡する。ガルバニック研磨中に、外部へかかる電流はない。
【００５７】
電解研磨中に２番目でオプションの処理を行うことができ、ＡＣ電圧（約５Ｖ）をかけることを含み得る。その電流は制御されなくてよく、したがって処理される加工物の表面積、および表面と合金の特徴に依存する電流値に達し得る。７５０〜１５００Ａ／ｍ２の電流密度が期待され得る。１つの銅対極を電解セル／槽に使用してもよい。
【００５８】
電解研磨のステップ６の後、表面から電解質または電解質類を除去するための或る非破壊的方法は、ステップ７中のある好適な電解質除去成分で前記表面を洗浄することによって可能である。例えば、ステップ６でＥＰ３の電解質が使用された場合の電解研磨後は、好適な洗浄（中間洗浄）はモノプロピレングリコールまたはエチレングリコールであってよい。
【００５９】
ステップ７の後、酸を中和して、前記表面から電解質をさらに除くために、アルカリ洗浄ステップ８を行い得る。ステップ８の後、前記表面を不動態化で処理するステップ９前に、ステップ８Ａで脱イオン水で前記表面をリンスすることができる。
【００６０】
そのように処理された表面は、ステップ９で前記表面上に透明な耐食性のフィルムを陽極蒸着（ａｎｏｄｉｃ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）することによって不動態化し得る。ここで蒸着されたフィルムの厚さは調節可能であり得る。或る好適な耐食性フィルムは、例えば、或るリン酸塩のフィルムであって、そのような塩は、水不溶性とわずかにアルカリ性であることのような有用な耐食性のために好適なフィルムであり得る。この蒸着されたフィルムの厚さは、耐食性を向上させるために変えることができ、また最終の表面仕上げを変えて、種々の表面仕上げを提供する。これらの表面仕上げには、例えば、明るく輝く表面（薄い層のフィルム）、メタリックでわずかにくすんだ色の表面仕上げ（明るく輝いた仕上げより厚いフィルム）、および「パールタイプ」表面仕上げ（メタリック仕上げより厚い層のフィルム）がある。このフィルムの厚さは、約１００ｎｍのオーダーであるが、干渉効果が起こるため、好適にはフィルムの厚さは可視光線の波長の約4分の1であってはならないことを注記されたい。
【００６１】
光沢化処理、メタリック処理、または化学的ブラスト処理した表面の不動態化は、表１のＰＭ１またはＰＣ１のいずれかを使って化学的に、または電子不動態化（ｅｌｅｃｔｒｏｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ）のステップによって行うことが可能である。図２に示されたように、電子不動態化のステップでは、不動態化される製造品に約１０〜２０ボルトの直流電圧を約３０秒間かけることができ、このような製造品は、室温で約２％重フッ化アンモニウム（ＮＨ４ＨＦ２.２Ｈ２Ｏ）の溶液（１４）中の回路の陽極となる（このセットアップに関しては図２を参照）。不動態化される製造品（１３）の少なくとも２倍の表面積を有する、アルミニウムの対極（１５）を使用してもよい。不動態化される製造品は、電解槽の陽極から成る、伝導性のブスバーに接続される。そのような電子不動態化法は、好適には重金属の使用を避けた方がよく、実質的に有用な耐食性を提供する。
【００６２】
不動態化の組成物の成分を除去するために、不動態化ステップ（ステップ９）の後に、脱イオン水でのリンスステップ（ステップ１０）を行ってもよく、それに引き続いて乾燥ステップ（ステップ１１）を行ってもよく、そのような乾燥ステップは空気乾燥プロセスであり得る。熱風乾燥を使用することが望ましい場合がある。
【００６３】
最後に、この不動態化表面は、例えば、メタケイ酸二ナトリウム、ポリアクリルアミド系凝集剤、および脱イオン水を組み合わせてできる或る溶液（ＩＳ１、下記参照）のような、無機物質の透明で、実質的に耐食性のフィルムで処理され得る。
【００６４】
化学的プロセス操作の理論
異なる合金は、合金の組成とその製造方法によって異なる化学的性質および表面性質を有する。一般に鋳造では、広い領域で相分離があり、時には洗浄後に数種類の相が表面に存在することがある。洗浄、エッチング、研磨、および後処理プロセスのすべては、これらの異なる相に異なる速度で反応し、腐食的環境下で反応のことなる残留速度（ｒｅｓｉｄｕａｌ  ｒａｔｅｓ）を有する異なる表面テキスチャーを産生する。延板、押し出し成型、鍛造品の場合には、金属の粒径が小さく、分離の程度が非常に低いため、いかなる処理でもより均一な結果が得られるであろう。
【００６５】
表面処理の成功度に影響する他の主な因子は、ほとんどが本質的に機械的なものである。これらには、種々の鋳造上の欠陥、含有不純物、および表面上の機械的破損が含まれる。上記の種々の問題を克服するために、種々のテクニックが開発されている。
【００６６】
化学的ブラスト処理（ＣＢ）−ステップ５
これは、プロセス溶液中の鉄がマグネシウム合金によって還元され、鉄（Fe）または他の不溶性の鉄化合物として表面上に選択的に沈着されるプロセスである。合金と処理条件に依存して、異なる沈着のサイズとパターンを得るために、これらの沈着を制御することが可能である。その後、これらの沈着が表面から除去されると、多くの穴と隆起が金属表面に残る。元の金属表面（乱雑な欠陥を有する）に代わって、より規則的な幾何学的パターンを有する表面が生まれる。したがって、その外観が向上する。
【００６７】
研磨−ステップ６
これは、それまでに堆積した表面層を除去し、また表面から微視的に高い地点群を選択的に除去するプロセスである。金属表面は微小的により平滑になり、より光反射性、あるいはより明るくなる。
【００６８】
この一般的な先端の切り取り（ｈｅａｄｉｎｇ）には、２つの異なるプロセスが含まれる。
【００６９】
化学的研磨−化学的研磨では、研磨される部品がある時間の間、一定条件下で研磨溶液中に吊られる。ガルバニック研磨−化学的研磨と同様であるが、部品が研磨槽につながった、ある銅版の対極に電気的に接続されており、この２つの間にガルバニ電流が流れて、異なる研磨効果を与える。
【００７０】
時には、このガルバニック法は、ある段階で交流をかけることによって補足される。これは、拡散の停滞を終わらせるための補助と表面の汚染を除くために行われる。
【００７１】
アルカリ洗浄−ステップ８
これらの高温の強力なアルカリ溶液は、下記の目的で、ある便利な方法としてプロセス計画で用いられる。
【００７２】
界面活性剤と共に、オイル、グリース、および離型剤の除去（すなわち、基本的なクリーニング）。
１．合金表面からアルミニウム）、マンガン、および亜鉛を選択的に除去する目的。
２．特に研磨のプロセスからの酸性のフィルムを中和する目的。
３．研磨プロセスの前にプリコンディショナーおよびアクチベーターとして作用させる目的。
【００７３】
２つの異なる槽、すなわち1番目の溶液（ＤＧＡ）に１つの槽、および他の目的に別の槽（界面活性剤のないもの）（ＣＷ２５（表１を参照）またはＣＷ１０（下記を参照））の使用を推奨する。
【００７４】
ＭＰＧ洗浄−ステップ７
これは、基本的に純粋のモノプロピレングリコールまたはエチレングリコールの槽であり、これらは冷たいか、またはやや熱く（ｍｏｄｅｒａｔｅｌｙ  ｈｏｔ）、強力なリン酸溶液とアルカリ洗浄溶液の間で中間洗浄として作用する。中和反応の過激性を弱め、希釈したリン酸がマグネシウム合金上で急速に汚点を作るのを防止するために、このMPG洗浄が使用される。この溶液中に蓄積した水と酸は、外部の処理によって制御することができる。
【００７５】
不動態化−ステップ９
仕上げ表面を不動態化するいくつかの方法が利用できるが、本発明で提案される方法はクロミウムを使用せず、ほとんど透明であり、簡単に調整でき、改変した仕上げを作製でき、腐食と取扱い上の破損に対して効果的である。クリアのアクリルパウダーコーティングと共に使用すると、界面での腐食とレジンの分解（黄色化）が防止される。これはまた、無機質のシーリングと共に使用すると、融和性の安定な界面層を与える。
【００７６】
無機質のシーリング
無機質シーリングのステップを用いて、陽極酸化された、または不動態化された光沢マグネシウムまたは合金の部分に、透明なシリコン（Ｓｉ）ベースのコーティングを沈着させる。前記コーティングは、浸して、またはスプレーによって適用され、条件を調節して、異なるフィルムの厚さが得られる。この無機質シーリングは、実質的に透明であると有益であり、腐食と機械的損傷に対する良好な保護を基体に提供する。これは、色素で色付けられた陽極酸素化マグネシウム基体類のうち、ほんの限られた数の基体類に有効であり得る。その理由は、無機質シーリングの高いｐＨのためにカラーシフトがあり得るからで、ある場合には色素が無効化されることもある。
【００７７】
着色
メタリックの光沢を保存するため、光沢化された表面には、ある限られた数の色が適用され得る。これは、該光沢基体に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の或る非常に薄く（１００ｎｍ以下）、また透明なフィルムを、種々の方法によって定着させることによってなされる。これは、標準のアルミニウム（Ａｌ）色素を用いて、改変方法によって着色され得る。
【００７８】
化学的プロセスの操作
この考察のために、陽極酸化されていない仕上げは、装飾的仕上げとして定義され、透明で、基体の金属がほとんど見える。外観は、光沢、メタリック、パールなどにさらに分類分けることができ、前記基体のテキスチャーは、フラット（ｆｌａｔ）、けば仕上げ（ｂｒｕｓｈｅｄ）、エッチド（ｅｔｃｈｅｄ）などに分類され得る。合金の通常の「シルバー」色を有する他に、他の色を含む仕上げを作製することが可能である。一般的には、外観は「メタリック」仕上げである。
【００７９】
ある範囲の仕上げを作製するために、幾種類の手順が開発されており、例えば、以下のパラメータに従ってある特定の手順が選択される。
１．外観、例えば光沢。
２．表面のテキスチャー、例えばエッチド。
３．色、例えばシルバー。
４．合金、例えばＡＺ３１、ＡＭ５０。
５．合金の形態、例えば、キャスト、延板、鍛造品。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８０】
以下に、ある光沢表面仕上げを達成するための、マグネシウムおよびマグネシウム合金の処置に関する種々の実施例とステップが記載されている。これらは限定的なものではなく、好適な手順を具体的に示すための事例にすぎない。
【実施例】
【００８１】
実施例１
ＡＭ５０合金の１つのダイカスト板（１４０ｍｍ×１００ｍｍ、厚さ３ｍｍ）は、以下のステップを使って光沢化された。
１．７０℃で１分間、ＣＷ２５中で脱脂した。
２．約３０秒間、水でリンスした。
３．３０秒間、ＰＥ３中であらかじめエッチングした。
４．水でリンスした。
５．ＥＰ３溶液中で２段階で電界研磨した。すなわち、６分間のガルバニック研磨（ＡＣ電圧をかけない）に続いて、２０秒間の５ＶのＡＣ電圧をかけたガルバニック研磨であった。
６．約５秒間、モノプロピレングリコールでリンスした。
７．７０℃で２０秒間、ＣＷ２５中で洗浄した。
８．水でリンスした。
９．１０秒間、過マンガン酸カリウム溶液（ＰＭ１）を使って、不動態化した。
１０．水でリンスした。
１１．熱風で乾燥させた。
その結果、わずかに黄色の色合いを有する、非常に明るい光沢の仕上げとなった。そのダイカスト構造は、はっきりと見えた。
【００８２】
実施例２
上記の実施例１と同じ寸法のＡＺ９１Ｄ合金の１つのダイカスト板は、以下のプロセスを使って処理された。
１．７０℃で1分間、ＣＷ２５中で脱脂した。
２．水でリンスした。
３．３０秒間、ＰＥ３中であらかじめエッチングした。
４．水でリンスした。
５．ガルバニック研磨（ＡＣ電圧なし）を使って、５分間ＥＰ３溶液中で研磨した。
６．約５秒間、モノプロピレングリコールでリンスした。
７．７０℃で２０秒間、ＣＷ２５中で洗浄した。
８．水でリンスした。
９．３０秒間、ＰＣ１を使って不動態化した。
１０．水でリンスした。
１１．熱風で乾燥させた。
その結果が、メタリック仕上げであり、キャスティング構造はメタリック仕上げのように見えた。
【００８３】
実施例３
上記の実施例1と実施例２と同じ寸法のＡＭ５０合金の１つのダイカスト板は、以下のプロセスを使って処理された。
１．７０℃で1分間、ＣＷ２５中で脱脂した。
２．水でリンスした。
３．３０秒間、ＰＥ３中であらかじめエッチングした。
４．７０℃で３０秒間、ＣＷ２５中で洗浄した。
５．水でリンスした。
６．３つのステップで化学的ブラスト処理した。−すなわち、ＣＢ２Ａ溶液で１分間、その後ＣＢ１溶液で７分間、最後にＣＢ２Ａ溶液でさらに１分間であった。
７．７０℃で１分間、ＣＷ２５で洗浄した。
８．ＥＰ３溶液中で３つのステップで研磨した。すなわち、５ＶのＡＣ電圧をかけて１分間、ＡＣ電圧をかけないで３分間、それから前と同じＡＣ電圧を使ってさらに２０秒間であった。
９．約５秒間、モノプロピレングリコールでリンスした。
１０．７０℃で２０秒間、ＣＷ２５中で洗浄した。
１１．水でリンスした。
１２．１０秒間、ＰＭ１で不動態化した。
１３．水でリンスした。
１４．熱風で乾燥させた。
その結果は、光沢仕上げで、高度のテキスチャーがあり、そのため、このダイカスト構造のほとんどを覆い隠した。顕微鏡で見た検査では、丸い穴の隣のするどい隆起がある表面構造（ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ）が明らかになった。
【００８４】
実施例４
ＡＺ３１Ｂ合金の１つの延板（１１０ｍｍ×８０ｍｍ、厚さ１ｍｍ）は、プリコンディションされているので、種々の腐食とごみのない状態であった。これは、以下のようにプロセスされた。
１．７０℃で1分間、ＣＷ２５中で脱脂した。
２．水でリンスした。
３．１５秒間、ＰＥ３中であらかじめエッチングした。
４．水でリンスした。
５．４つのステップで研磨した。すなわちＡＣ電圧なしで３０秒間、５ＶのＡＣ電圧をかけて１０秒間、もう一回ＡＣ電圧なしで２０秒間、そして最後に前と同じ電圧でさらに１０秒間、であった。
６．約５秒間、モノプロピレングリコールでリンスした。
７．７０℃で３０秒間、ＣＷ２５中で洗浄した。
８．水でリンスした。
９．３０秒間、ＰＣ１で不動態化した。
１０．水でリンスした。
１１．熱風で乾燥させた。
その結果は鏡面光沢仕上げであった。
【００８５】
実施例５
上記の実施例１と同じ寸法のＡＭ５０合金のフラットのプレートは、以下のプロセスを使って処理された。
１．７０℃で１分間、ＣＷ２５中で脱脂した。
２．水でリンスした。
３．１５秒間、ＰＥ３中であらかじめエッチングした。
４．水でリンスした。
５．ＥＰ３溶液中で２段階で研磨した。すなわち、６分間のガルバニック研磨（ＡＣ電圧をかけない）に続いて、２０秒間の５ＶのＡＣ電圧をかけたガルバニック研磨であった。６．約５秒間、モノプロピレングリコールでリンスした。
７．７０℃で２０秒間、ＣＷ２５中で洗浄した。
８．水でリンスした。
【００８６】
その後、前記平板は或る電気化学的処理によって不動態化された。前記平板は、２％の重フッ化アンモニウム（ＮＨ４ＨＦ２.２Ｈ２Ｏ）溶液に浸漬されたが、この溶液は両側にステンレススチール板の付いたプラスチックタンクに入れた。これらのステンレススチール板は或る好適な電源の負端子に接続され、一方、前記製造品自体は正端子に接続された或るブスバーに付着された。２０秒後、電源を入れ、約１５Ｖ（±約１Ｖ）のＤＣ電圧に維持した。電流がかけられると、前記製造品は明らかにより光沢が強くなった。ガスの放出はなかった。最初、電流値は２０Ａｍｐｓであったが、約５秒後に約１Ａｍｐｓまで下がり、最後に３０秒後に約０．３Ａｍｐｓまで下がった。この時点で電源を切り、前記平板を溶液から外し、脱イオン水でリンスし、乾燥させた。該製造品は外観が光沢性で輝いて見え、表面上のフィルムは明白でなかった。しかし、マグネシウム金属製造品が通常、高度に反応性の薬品を使って検査すると、その不動態化は明白であった。
【００８７】
低アルミニウム含有のマグネシウム合金（別のプロセス）
上記の実施例とプロセスステップ類に加えて、代替方法として、低アルミニウム含有マグネシウム合金（好適には、約３重量％以下のアルミニウムを含むマグネシウム合金）に対して、最適化された処理または優れた処理を提供するために、プロセスを改変してもよい。特に、この代替の表面処理が、延板または押し出し成型のきめの細かいＡＺ３１合金で非常に良く作用することが見出された。
【００８８】
延板または押し出し成型のきめの細かいＡＺ３１合金の特別な必要条件に合わせて調製した、ある新しい追加のプロセス溶液（ＥＰ４−下記を参照）が、低アルミニウム含有マグネシウム合金を電解研磨するために開発された。ＥＰ４溶液を含むプロセスは、プロセスのステップがより少なく、仕上がりが優れており、コストが安く、好適にはエネルギー集中的なプロセス条件の使用が少ないため、上記の高アルミニウム含有の方法より優れている。以前に定義された後処理、例えば不動態化と共に使用すると、仕上がった物体は、上記の高アルミニウム含有の方法を使って低アルミニウム含有マグネシウム合金の表面が処理された時に比べて、より審美的な外観を有し、より耐食性である。さらに、このプロセスは、表面のテキスチャード加工または研磨プロセスと共に、非常に簡単に使用することができる。
【００８９】
以下は、低アルミニウム含有マグネシウム合金の研磨方法または光沢化方法で使用される、好適な溶液と操作条件の詳細である。
【００９０】
溶液と操作条件のさらなる明細事項
化学的研磨用溶液（ＥＰ４）
７５０ｍＬ  ＭＰＧ
１１５ｍＬ  Ｈ２Ｏ
１１５ｍＬ  ６９％  ＨＮＯ３
２０ｍＬ  ８５％  Ｈ３ＰＯ４
温度： ２０〜３０℃
【００９１】
１０％苛性ソーダ（洗浄溶液）ＣＷ１０
１００ｇ  ＮａＯＨ
水を加えて、１Ｌの溶液を作る。
温度：７０〜８０℃（最適７５℃）
【００９２】
ＣＢ溶液１（ＣＢ１）
９００ｍＬ  Ｈ２Ｏ
５０ｍＬ  ４０％  ＦｅＣｌ３
５０ｍＬ  ８５％  Ｈ３ＰＯ４
温度：  ２５〜４０℃
【００９３】
ＣＢ１Ａ溶液
還元されたＣＢ１溶液
温度：２５〜４０℃
【００９４】
ＣＢ２Ａ溶液
活性化剤
７８０ｍＬ  Ｈ２Ｏ
６６ｍＬ  ４０％  ＦｅＣｌ３
５２ｍＬ  ３．５−３．７  ％  ＨＣｌ
１０２ｍＬ  ２％  ＮＨ４ＨＦ２
１６．７ｇ  ＮＨ４Ｂｒ
温度：  ２０〜３０℃
【００９５】
弱化学的ブラスト処理（Ｍｉｌｄ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｂｌａｓｔｉｎｇ）溶液ＣＢ３
５５ｍＬ  ８５％  Ｈ３ＰＯ４
２５ｇ  Ｆｅ（ＮＯ３）３．９Ｈ２Ｏ
１１ｍＬ  ４０％  ＦｅＣｌ３
水を加えて、１  Ｌの溶液を作る。
温度：室温（２０〜２５℃）
【００９６】
鉄（Ｆｅ）除去溶液  ＦＲＳ２
９５ｍＬ  ８５％  ＨＮＯ３
３５ｇ  Ｎａ２Ｂ４Ｏ７．５Ｈ２Ｏ
水を加えて、１  Ｌの溶液を作る。
温度：室温（２０〜２５℃）
【００９７】
電子不動態化剤  ＢＰＴ１
３０ｇ  Ｎａ４Ｐ２Ｏ７
５１．７ｇ  Ｎａ２Ｂ４Ｏ７．５  Ｈ２Ｏ
７．５ＮａＦ
温度：１５〜３０℃
仕上げ：光沢−最大７０Ｖ（但し、ＡＺ３１押し出しでは最大５０Ｖ）
（示された組成は、１リットルの溶液用）
【００９８】
リン酸エッチング（ＰＥ３）
６０５ｍＬ  ８５％  Ｈ３ＰＯ４
３６５ｍＬ  Ｈ２Ｏ
３０ｍＬ  ６９％  ＨＮＯ３
温度：室温
【００９９】
電界研磨溶液（ＥＰ３）
６４５ｍＬ  ８５％  Ｈ３ＰＯ４
３２３ｍＬ  モノプロピレングリコール：  ＣＨ３ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＯＨ（ＭＰＧ）
３２ｍＬ  Ｈ２Ｏ
操作温度：３５〜４５℃  
重要：５０℃を超える過熱は禁止される。
【０１００】
化学的研磨用溶液（ＥＰ４）
７５０ｍＬ  ＭＰＧ
１１５ｍＬ  Ｈ２Ｏ
１１５ｍＬ  ６９％  ＨＮＯ３
２０ｍＬ  ８５％  Ｈ３ＰＯ４
温度：３５〜４５℃（最適４０℃）
【０１０１】
７％苛性ソーダ（洗浄溶液）（ＣＷ７）
７０ｇ  ＮａＯＨ
水を加えて、１Ｌの溶液を作る。
温度：７０〜８０℃（最適７５℃）
【０１０２】
弱化学的ブラスト処理溶液  ＣＢ３
５５ｍＬ  ８５％  Ｈ３ＰＯ４
２５ｇ  Ｆｅ（ＮＯ３）３．９Ｈ２Ｏ
１１ｍＬ  ４０％  ＦｅＣｌ３
水を加えて、１Ｌの溶液を作る。
温度：室温（２０〜２５℃）
【０１０３】
鉄（Ｆｅ）除去溶液  ＦＲ１
１５ｍＬ  ９８％  Ｈ２ＳＯ４
３０ｍＬ  ８５％  Ｈ３ＰＯ４
水を加えて、１Ｌの溶液を作る。
温度：室温（２０〜２５℃）
【０１０４】
工業用（ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  ｇｒａｄｅ）ＭＰＧ（洗浄溶液）（ＰＧ１）
操作温度：３５〜４５℃
【０１０５】
２５％苛性ソーダ（洗浄溶液）（ＣＷ２５）
２５０ｇ  ＮａＯＨ
７５０ｍＬ  Ｈ２Ｏ
操作温度：７０〜８０℃
【０１０６】
電子不動態化剤  ＢＰＴ１
３０ｇ  Ｎａ４Ｐ２Ｏ７
５１．７ｇ  Ｎａ２Ｂ４Ｏ７．５Ｈ２Ｏ
７．５  ＮａＦ
温度：１５〜３０℃
仕上げ：
光沢−最大７０Ｖ（但し、ＡＺ３１押し出しでは最大５０Ｖ）
【０１０７】
ＣＢ溶液１（ＣＢ１）
９００ｍＬ  Ｈ２Ｏ
５０ｍＬ  ４０％  ＦｅＣｌ３
５０ｍＬ  ８５％  Ｈ３ＰＯ４
温度：３０〜４０℃
【０１０８】
ＣＢ１ａ溶液
還元されたＣＢ１溶液
温度：３０〜４０℃
【０１０９】
ＣＢ２ａ溶液
活性化剤
７８０ｍＬ  Ｈ２Ｏ
６６ｍＬ  ４０％  ＦｅＣｌ３
５２ｍＬ  ３．５−３．７  ％  ＨＣｌ
１０２ｍＬ  ２％  ＮＨ４ＨＦ２
１６．７ｇ  ＮＨ４Ｂｒ
温度：２０〜３０℃
【０１１０】
無機質のシーリング（ＩＳ１）
１２％  Ｎａ２ＳｉＯ３（粘性が安定化）
温度：５５〜６５℃
１Ｌのシーリングの調製
ａ）  １ｇの「Ｉｒｒｉｇａｉｄ」ポリアクリルアミド系凝集剤を７００ｍＬの攪拌した脱イオン水に溶解し、完全に溶解させる。
ｂ）  ３００ｍＬの４０％Ｎａ２ＳｉＯ３（メタケイ酸二ナトリウム）をゆっくり加える。
ｃ）  フィルターする。
【０１１１】
化学的研磨用溶液（ＥＰ４）
７５０ｍＬ  ＭＰＧ
１１５ｍＬ  Ｈ２Ｏ
１１５ｍＬ  ６９％  ＨＮＯ３
２０ｍＬ  ８５％  Ｈ３ＰＯ４
温度：３０〜３５℃
【０１１２】
１０％苛性ソーダ（洗浄溶液）ＣＷ１０
１００ｇ  ＮａＯＨ
水を加えて、１Ｌの溶液を作る。
温度：７０〜８０℃（最適７５℃）
【０１１３】
弱化学的ブラスト処理溶液  ＣＢ３
５５ｍＬ  ８５％  Ｈ３ＰＯ４
２５ｇ  Ｆｅ（ＮＯ３）３．９Ｈ２Ｏ
１１ｍＬ  ４０％  ＦｅＣｌ３
水を加えて、１Ｌの溶液を作る。
温度：室温（２０〜２５℃）
【０１１４】
鉄（Ｆｅ）除去溶液  ＦＲＳ１
１５ｍＬ  ９８％  Ｈ２ＳＯ４
３０ｍＬ  ８５％  Ｈ３ＰＯ４
水を加えて、１Ｌの溶液を作る。
温度：室温（２０〜２５℃）
【０１１５】
鉄（Ｆｅ）除去溶液  ＦＲＳ２
９５ｍＬ  ８５％  ＨＮＯ３
３５ｇ  Ｎａ２Ｂ４Ｏ７．５Ｈ２Ｏ
水を加えて、１Ｌの溶液を作る。
温度：室温（２０〜２５℃）
【０１１６】
ＡＺ３１（または同様の低アルミニウム含有合金）表面が汚染物で覆われていない場合は、その汚染物を除去する初期の処理は必要でない。しかし表面が保護用耐食性コーティングで覆われている場合は、ＦＲＳ２溶液（これは、例えば或る鉄除去溶液でもよい）を使用して、次の処理のために表面を準備することができる。
【０１１７】
さらに、この代替プロセスとして、約３重量％以上のアルミニウム含有を有するマグネシウム合金に対して以前に述べたプロセスでの一般的にリン酸のみと比較して、混合酸（ｍｉｘｅｄ  ａｃｉｄｓ）を研磨ステップで使用でき、これはモノプロピレングリコール（ＭＰＧ）のようなキャリア溶媒と共に使用できる。この代替研磨ステップは、前記のプロセスに比較して、より調節可能な方法でより優れた表面研磨を行うことができる。
【０１１８】
低アルミニウム含有合金の表面での研磨ステップに使用される好適な混合酸は、リン酸と主に硝酸によって構成される。実際、リン酸は、硝酸成分のように主要な消費成分としてよりも、むしろ触媒的成分として使用されていると今では信じられている。ＥＰ４溶液を使用する研磨ステップもまた、ほぼ室温（〜約２０℃）で操作され得るが、この操作温度の変動が表面処理ステップの速度を増加させたり、減少させたりし得ることを理解されたい。研磨ステップの成分が低率で消費されると、研磨溶液の補充の頻度が低くなり、有益である。
【０１１９】
組み合わせた混合酸とＭＰＧが表面の十分な研磨を提供するため、AC電解研磨（ステップ６）中のＡＣ電源の必要性はオプションとなる。上記のプロセスで以前に記述した前記中間洗浄（ステップ７）（例えばＭＰＧを使う）もまた、必要でなくなる。以前に記述した中間洗浄プロセスから「洗浄マーク（ｗａｓｈｉｎｇ  ｍａｒａｋ）」もまた、削除でき得ることは有益である。
【０１２０】
種々のプロセスステップを、好適なプロセス溶液と操作条件と共に、事例としてここに提供する。ステップ１からステップ4までは省くことができる。但し、いくつかの場合には、エッチング前処理は、表面から外側の保護的コーティングを除くために必要であり得る。
【０１２１】
表面のテキスチャード加工（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｔｅｘｔｕｒｉｎｇ）
強化学的ブラスト処理
１．ＣＢ２Ａ活性化剤                  ２０〜２５秒
２．ＣＢ１Ａ溶液                      ３〜６分
３．ＦＲＳ２溶液                      ２〜２．５分（激しい攪拌をしながら）
４．水による洗浄
【０１２２】
弱化学的ブラスト処理
１．ＣＢ２Ａ活性化剤                  ２０〜２５秒
２．ＣＢ３溶液                        ３〜６分
３．ＦＲＳ２溶液                      ２〜２．５分（激しい攪拌をしながら）
４．  水による洗浄
【０１２３】
表面の研磨処理
１．ＥＰ４溶液中で化学的研磨          ２０〜９０秒
２．ＣＷ１０で洗浄                    １５〜４５秒
３．水による洗浄
【０１２４】
後処理
１．不動態化（ＢＰＴ１、希望の仕上げに合わせて電圧調節する）  
２．水による洗浄
３．乾燥
【０１２５】
実験の設定例
光沢化プロセスは、２０００ｍｌのビーカーを使用し、ＥＰ４溶液中で、２０〜３０℃で試みられ、行われた。
この槽は機械的攪拌器で攪拌され、その温度が記録された。
【０１２６】
種々の時間間隔で、前記槽の伝導率を測定し、少量のＥＰ４サンプルを後の分析用に取った。規則的な時間間隔で、マグネシウムのテスト用のプレートで、重量損失量の測定を行った。またＥＰ４のドラッグアウト（ｄｒａｇ−ｏｕｔ）量も測定された。すべての測定されたパラメータは、プロセスされた累積面積の関数として評価された。
【０１２７】
通常のサンプルプレートのプロセシングは、下記の項目から構成された。
１．テスト用のプレート群は、ＡＺ３１合金（スペクトロライト）シート（１１０×８０×１．２ｍｍ、各プレートの全面積は０．０１７６ｍ２）であった。これらのプレート群は、何回ものプロセスのためにリサイクルされたので、希釈された硝酸内での前処理は、各プレートにつき１回のみ行われた。
２．正確にプレートの重量を測定した。
３．プレートをＥＰ４中で２分間研磨し、１０秒間排水した。
４．１５秒間、１０％のＮａＯＨでプレートを洗浄した。
５．１０〜１５秒間、プレートを脱イオン水でリンスし、熱風で乾燥させ、重量を再測定した。
仕上がったプレート群の光沢をモニターした。また、このプロセスを評価するために、いくつかのプレートはＢＰＴ２溶液中で不動態化され、光沢、メタリック、またはパールの仕上げを得た。
不動態化されたプレートはすべて、評価の後で、希釈した硝酸内で表面膜をはがし、次のプロセスの開始に戻された。
【０１２８】
結果：  
１．時間内に化学薬品の補充なしに、全部で２４７個のテストプレートを研磨槽で処理した。プロセスした全面積は、４．４８８ｍ２であり、または２．２４４ｍ２／Ｌであった。
２．このテストのカットオフ点は、金属削除速度（ｍｅｔａｌ  ｒｅｍｏｖａｌ  ｒａｔｅ：ＭＲＲ）が最初の速度の６０％以下に落ちた時と定義された。
３．試験が終了するまで、すべてのテストプレートは非常に満足に光沢化された。
４．試験が終了した後で、前記槽は補充され、測定された結果は予測とほぼ一致していた。
５．実験データは、該槽の操作モデルに適合する。このモデルは、成分の消費とドラッグアウトの両方を説明する。
６．マグネシウム、全酸価（ｔｏｔａｌ  ａｃｉｄ）、ＭＰＧ、リン酸、硝酸塩、およびＭＲＲの分析の満足な方法が開発された。
このプロセスは、きめの細かいＡＺ３１で、非常に一貫して優れた結果を得られることを証明した。
このプロセスは単純で、ステップ数が非常に少なく、比較的低コストの化学薬品と単純で低コストのプラントと装置を使用する。このプロセスは、単純な検査を使って、簡単に管理できる。
使った槽は、定期的に２つの液体部分を混合して加えることによって、簡単に維持できる。
【０１２９】
すべての仕上げに対する一般的な処置（およびコード）
１．前処理または前処理類              Ｅ
２．表面のテキスチャード加工          Ｘ
３．表面処理                          Ｓ
４．後処理（複数回の場合あり）        Ｔ
５．着色（オプション）                Ｃ
【０１３０】
処置例
前処理
Ｅ０−前処理ステップなし
【０１３１】
【表５】
2005538249.tif 000007
【０１３２】
【表６】
2005538249.tif 000008
【０１３３】
表面のテキスチャード加工（ＣＢ）の具体例
Ｘ０−表面テキスチャード加工ステップなし
【０１３４】
【表７】
2005538249.tif 000009
【０１３５】
【表８】
2005538249.tif 000010
【０１３６】
【表９】
2005538249.tif 000011
【０１３７】
表面処理の具体例
【表１０】
2005538249.tif 000012
【０１３８】
【表１１】
2005538249.tif 000013
【０１３９】
【表１２】
2005538249.tif 000014
【０１４０】
【表１３】
2005538249.tif 000015
【０１４１】
後処理（不動態化）の具体例
【表１４】
2005538249.tif 000016
【０１４２】
【表１５】
2005538249.tif 000017
【０１４３】
【表１６】
2005538249.tif 000018
【０１４４】
処理用成分の表
処置コードが、下記の表１７に示されている。
【０１４５】
【表１７】
2005538249.tif 000019
【０１４６】
処理した表面のソルトスプレー（腐食検査）の結果
上記の低アルミニウム含有方法に従って光沢化または研磨された、ＡＺ３１シートまたは押し出しのサンプルで、耐食性を決定するために、ソルトスプレー検査が行われた。
【０１４７】
サンプルの調製
以下の手法を使って、サンプルを調製した。
１．汚れのないクリーンな金属（シートまたは押し出し）には前処理は不要
２．ＦＲＳ２溶液で表面のクリーニング（スペクトロライトシート）
３．ＣＢ２Ａ＊                                           ２０秒
４．ＣＢ１Ａ（強化学的ブラスト処理）またはＣＢ３（弱化学的ブラスト処理）＊
３分間
５．ＦＲＳ２＊                                            ２分間
６．ＥＰ４                                              １分間
７．ＣＷ１０                                            １５〜３０秒
８．水による洗浄
９．ＢＰＴ１                                            １分間
１０．水による洗浄
１１．乾燥
１２．アクリルパウダーコーティング＃
ＣＢ仕上げのみ
＃  必要な時のみ
【０１４８】
サンプルのリスト
【表１８】
2005538249.tif 000020
【０１４９】
実験結果
【表１９】
2005538249.tif 000021
【０１５０】
【表２０】
2005538249.tif 000022
【０１５１】
腐食検査の結論
不動態化（ＢＰＴ１）とパウダーコーティング（オプション）されたＡＺ３１サンプル群の耐食性を検査した。スペクトロライトのシートと押し出し品がこの実験で使用された。
【０１５２】
耐ソルトスプレー性
１．シート（光沢、不動態化なし、パウダーコート）            ２４時間未満
（以前の実験から）
２．シート（不動態化、パウダーコートなし）                  ２４時間まで
３．シートまたは押し出し（光沢、不動態化、パウダーコート）  ４８時間
４．シート（メタリック、不動態化、パウダーコート）        １６８時間
５．シート（パール、不動態化、パウダーコート）            ３３６時間
光沢化され、不動態化されたＡＺ３１合金の比較的低い耐食性の理由は、おそらく不均一なパウダーコーティング（押し出し）およびプレートの薄い厚さ（０．８ｍｍシート）であろう。後者のシートでは、縁に腐食の中心があった。
本発明の態様を、事例によってのみ説明してきた。添付した特許請求で定義された本発明の範囲から逸脱することなく、本発明に改変および追加をなし得ることを理解されたい。
本発明のさらなる態様は、付録の図類を参考に実施例のみで提供される以下の記述から明白になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１５３】
【図１】本発明に従った一実施例の種々のプロセスステップのプロセスフローチャートを示す。
【図２】本発明に従った一実施例の不動態化槽の構成を図示する。
【図１】
2005538249.tif 000023
【図２】
2005538249.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成16年12月9日(2004.12.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法において、
i）表面の研磨、及び
ii）研磨した表面の不動態化
のステップを含むものであり、
リン酸溶液、モノプロピレングリコール、エチレングリコール、および硝酸のうちの1つ以上の成分を含む研磨組成物中で浸漬される間に、研磨ステップが化学的研磨および／または電気化学的研磨によって行われることを特徴とするマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項２】
表面上の汚染物を取り除くために、前記表面を前処理する最初のステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項３】
前記前処理ステップが、前記表面の化学的エッチングおよび／または前記表面の脱脂を含むことを特徴とする請求項２に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項４】
前記表面を、1つ以上の脱脂成分、例えば水酸化ナトリウムと接触させることによって、表面上の汚染物を前記前処理ステップ中に取り除くことを特徴とする請求項２又は３に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項５】
前記化学的エッチング成分が硝酸溶液および／またはリン酸であることを特徴とする請求項３に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項６】
前記化学的研磨および／または電気化学的研磨が、表面層を除去すること、および／または前記表面から微視的に高い点群をより平面にすることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項７】
前記電気化学的研磨が電気分解であることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項８】
前記電気化学的プロセスがさらに、前記表面に外部電圧を供給することを含むことを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項９】
前記電気化学的研磨中に、電解質停滞防止手段が利用されるか、または電解質含有の前記表面にＡＣ電圧が印加されることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項１０】
前記電解質停滞防止手段が電解質攪拌器および／または超音波発生手段であることを特徴とする請求項９に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項１１】
前記研磨ステップの後に、前記表面から化学物質および／または電解質溶液の少なくともいくらかを取り除く、中間洗浄を行うことを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項１２】
前記中間洗浄が、モノプロピレングリコールおよび／またはエチレングリコールを含む組成物中で行われることを特徴とする請求項１１に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項１３】
前記研磨ステップの後にアルカリ洗浄を行うことを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項１４】
前記中間洗浄の後にアルカリ洗浄を行うことを特徴とする先行する請求項１１又は１２に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項１５】
前記アルカリ洗浄が実質的に酸を中和し、および／または前記表面から実質的にアルミニウム、マンガン、または亜鉛を除去することを特徴とする請求項１３又は１４に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項１６】
前記アルカリ洗浄が水酸化ナトリウムを含む組成物中で行われることを特徴とする請求項１３又は１４に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項１７】
前記不動態化ステップが、実質的に耐食性のおよび／または水不溶性の表面コーティングまたはフィルムを提供することを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項１８】
前記実質的に耐食性のおよび／または水不溶性の表面コーティングまたはフィルムが、リン酸塩のコーティングまたはフィルムであることを特徴とする請求項１７に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項１９】
前記不動態化ステップの電圧を変えて、実質的に耐食性のおよび／または水不溶性の表面コーティングまたはフィルム、の厚さを変更することを特徴とする請求項１７又は１８に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項２０】
前記実質的に耐食性のおよび／または水不溶性の表面コーティングまたはフィルムに、無機物質のコーティングまたはシーラーを適用することを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項２１】
前記無機物質のコーティングまたはシーラーが、実質的に透明であり、および／または実質的に耐食性を提供するか、および／または、機械的に引き起こされる損傷から少なくともある程度の保護を提供すること、を特徴とする請求項１８に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項２２】
前記無機物質のコーティングまたはシーラーが、例えばメタケイ酸二ナトリウムのようなシリコンベースの組成物および脱イオン水中のポリアクリルアミド系凝集剤であることを特徴とする請求項２０又は２１に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項２３】
前記不動態化ステップおよび／または前記無機物質のコーティングまたはシーラーのステップの後が、表面の乾燥ステップであることを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項２４】
ａ）鉄をベースとする溶液中に表面を浸漬させること、
ｂ）前記鉄をベースとする溶液で前記表面を活性化し、前記鉄をベースとする溶液
が還元されて、前記表面上に鉄を沈着させること、
ｃ）活性化された表面層を改質するために、前記表面をエッチング組成物でエッチ
ングすること、
ｄ）鉄を除去できる組成物で前記表面から鉄の沈着をはがすこと、そして
ｅ）前記表面上に残る組成物を実質的に除去するために、前記表面を洗浄すること、
の前処理ステップを含むことを特徴とする先行する請求項のいずれか１項に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項２５】
前記活性化剤が、塩化第二鉄、塩酸、重フッ化アンモニウム、および臭化アンモニウムから選択される溶液であることを特徴とする請求項２４に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項２６】
前記エッチング組成物が、塩化第二鉄、塩化第二鉄とリン酸溶液、または塩化第二鉄とリン酸の還元された溶液から選択されることを特徴とする請求項２４又は２５に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項２７】
前記の鉄を除去できる組成物が、硝酸およびホウ酸ナトリウム溶液、または硝酸およびリン酸溶液から選択されることを特徴とする請求項２４から２６のいずれか１項に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項２８】
前記表面を洗浄する前記ステップが、水洗浄またはアルカリ洗浄で行われることを特徴とする請求項２４から２７のいずれか１項に記載のマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項２９】
実質的に上記に従い、また添付の図のいずれかを参考とするマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面の研磨および／または光沢化方法。
【請求項３０】
実質的に上記に従い、また添付の図のいずれかを参考とする方法によって研磨される又は光沢化されるマグネシウムまたはマグネシウム合金の表面。
【国際調査報告】
2005538249.tif 000025
2005538249.tif 000026
2005538249.tif 000027