(57)【要約】【課題】マグネシウム合金製部材の表面に形成される塗膜の密着性（つまり剥がれにくさ）を向上させる。【解決手段】本発明によるマグネシウム合金製部材は、アルミニウムを含むマグネシウム合金から形成された部材本体１と、部材本体１の少なくとも一部を覆う塗膜２と、塗膜２の直下に設けられたフッ化マグネシウム層３とを有している。マグネシウム合金のアルミニウム含有量は６．５重量％以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウムを含むマグネシウム合金から形成された部材本体と、
前記部材本体の少なくとも一部を覆う塗膜と、
前記塗膜の直下に設けられたフッ化マグネシウム層と、を有し、
前記マグネシウム合金のアルミニウム含有量は６．５重量％以下である、マグネシウム合金製部材。
【請求項２】
前記マグネシウム合金のアルミニウム含有量は４．４重量％以上である、請求項１に記載のマグネシウム合金製部材。
【請求項３】
前記塗膜は、電着塗装により形成されている請求項１または２に記載のマグネシウム合金製部材。
【請求項４】
前記部材本体の表面から深さ３０μｍまでの領域におけるアルミニウム含有量が、５．０重量％以下である、請求項１から３のいずれかに記載のマグネシウム合金製部材。
【請求項５】
前記フッ化マグネシウム層の表面粗さが１．６ＲｚJIS以上５０ＲｚJIS以下である請求項１から４のいずれかに記載のマグネシウム合金製部材。
【請求項６】
前記フッ化マグネシウム層は、化成処理により前記部材本体の表面に形成されている請求項１から５のいずれかに記載のマグネシウム合金製部材。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載のマグネシウム合金製部材を備えた輸送機器。
【請求項８】
６．５重量％以下のアルミニウムを含むマグネシウム合金から形成された部材本体を用意する工程と、
前記部材本体をフッ素化合物を含む溶液に浸漬することによって前記部材本体の表面にフッ化マグネシウム層を形成する工程と、
前記フッ化マグネシウム層の直上に塗膜を形成する工程と、を包含するマグネシウム合金製部材の製造方法。
【請求項９】
前記塗膜を形成する工程は、電着塗装により実行される請求項８に記載のマグネシウム合金製部材の製造方法。
【請求項１０】
前記フッ化マグネシウム層を形成する工程の前に、前記部材本体の表面をエッチングする工程をさらに包含する、請求項８または９に記載のマグネシウム合金製部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネシウム合金製部材に関し、特に、塗膜を含むマグネシウム合金製部材に関する。また、本発明は、そのようなマグネシウム合金製部材の製造方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、輸送機器の構成部材には、機械的性質および加工性に優れ、安価であるという理由から、鋼（炭素を含む鉄合金）が多く用いられてきた。しかしながら、輸送機器の燃費や走行性能を向上させるために、輸送機器の軽量化が課題となっており、鉄より軽量な材料を用いることが検討されている。
【０００３】
近年、鉄に比べて比重の小さいチタンやアルミニウム、マグネシウムなどの安価な精錬方法およびこれらの金属を含む合金の製造方法が開発されてきた。また、これらの金属およびその合金の強度や加工性を改善する技術も開発されてきた。
【０００４】
そのため、チタンやアルミニウムあるいはマグネシウムを輸送機器の構成部材の材料として用いることが提案されている。特に、マグネシウムの密度は鉄の約２３％であるため、マグネシウムやマグネシウム合金を用いた場合、大幅に輸送機器の重量を軽減することができる。
【０００５】
マグネシウム合金製部材の表面には、多くの場合、保護や装飾のための塗膜が形成される。マグネシウム合金の表面に塗膜を形成する方法としては、静電塗装や電着塗装などが知られている。なかでも、電着塗装は、均一にムラなく塗膜を形成することができるので複雑な外形を有する部材に好適に用いられる。
【０００６】
マグネシウム合金に塗装下地を形成する方法が、特許文献１および２に提案されている。
【０００７】
特許文献１には、マグネシウム合金の表面に有機酸によるエッチング処理とフッ化物水溶液による処理とをこの順に行い、その後、リン酸塩水溶液による化成被覆処理を施すことによって、化成皮膜の低電気抵抗化と塗装耐食性および塗装性能の向上とを実現する技術が開示されている。
【０００８】
また、特許文献２には、マグネシウム合金を表面張力低下剤が添加されたフッ素化合物含有処理液に浸漬することによって、マグネシウム合金の表面に耐食性と平滑性に優れた化成皮膜を形成する技術が開示されている。
【０００９】
特許文献１および２の技術により形成された化成皮膜を塗装下地として用いることにより、塗膜の耐久性を向上させることができる。
【特許文献１】特開２００５−１４６３２９号公報
【特許文献２】特開２００１−１７２７７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、輸送機器は主に屋外で使用されるため、その構成部材は過酷な環境に曝されることが多く、塗膜の密着性（つまり剥がれにくさ）のいっそうの向上が求められている。本願発明者は、特許文献１および２の技術により形成された化成皮膜上に塗装を施したマグネシウム合金製部材に湿潤試験を行った。その結果、一般的に過酷といわれる試験条件では良好な結果が得られたものの、いっそう過酷な試験条件では、塗膜が剥がれてしまうことがあった。
【００１１】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、マグネシウム合金製部材の表面に形成される塗膜の密着性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によるマグネシウム合金製部材は、アルミニウムを含むマグネシウム合金から形成された部材本体と、前記部材本体の少なくとも一部を覆う塗膜と、前記塗膜の直下に設けられたフッ化マグネシウム層と、を有し、前記マグネシウム合金のアルミニウム含有量は６．５重量％以下である。
【００１３】
ある好適な実施形態において、前記マグネシウム合金のアルミニウム含有量は４．４重量％以上である。
【００１４】
ある好適な実施形態において、前記塗膜は、電着塗装により形成されている。
【００１５】
ある好適な実施形態において、前記部材本体の表面から深さ３０μｍまでの領域におけるアルミニウム含有量は、５．０重量％以下である。
【００１６】
ある好適な実施形態において、前記フッ化マグネシウム層の表面粗さは１．６ＲｚJIS以上５０ＲｚJIS以下である。
【００１７】
ある好適な実施形態において、前記フッ化マグネシウム層は、化成処理により前記部材本体の表面に形成されている。
【００１８】
本発明による輸送機器は、上記の構成を有するマグネシウム合金製部材を備えている。
【００１９】
本発明によるマグネシウム合金製部材の製造方法は、６．５重量％以下のアルミニウムを含むマグネシウム合金から形成された部材本体を用意する工程と、前記部材本体をフッ素化合物を含む溶液に浸漬することによって前記部材本体の表面にフッ化マグネシウム層を形成する工程と、前記フッ化マグネシウム層の直上に塗膜を形成する工程と、を包含する。
【００２０】
ある好適な実施形態において、前記塗膜を形成する工程は、電着塗装により実行される。
【００２１】
ある好適な実施形態において、本発明によるマグネシウム合金製部材の製造方法は、前記フッ化マグネシウム層を形成する工程の前に、前記部材本体の表面をエッチングする工程をさらに包含する。
【００２２】
本発明によるマグネシウム合金製部材は、塗膜の直下にフッ化マグネシウム層が設けられているので、リン酸塩皮膜上に塗膜が形成されたマグネシウム合金製部材に比べて塗膜の密着性が高い。また、本発明によるマグネシウム合金製部材の部材本体は、アルミニウム含有量が６．５重量％以下のマグネシウム合金から形成されているので、部材本体の表面に形成される不安定なフッ化アルミニウムに起因した塗膜の密着性の低下を抑制することができる。このように、本発明によると、マグネシウム合金製部材の表面に形成される塗膜の密着性（つまり剥がれにくさ）を向上させることができる。
【００２３】
高い鋳造性を実現する観点からは、マグネシウム合金のアルミニウム含有量は、４．４重量％以上であることが好ましい。
【００２４】
本発明による塗膜の密着性向上効果は、塗膜が電着塗装により形成されている場合に特に顕著である。
【００２５】
部材本体の表面から深さ３０μｍまでの領域におけるアルミニウム含有量が、５．０重量％以下であると、部材本体の表面でのフッ化アルミニウムの形成を抑制する効果が高く、塗膜の密着性をいっそう向上させることができる。
【００２６】
アンカー効果によって塗膜の密着性を向上させる観点からは、塗膜の直下に設けられるフッ化マグネシウム層の表面粗さが大きいことが好ましい（具体的には、１．６ＲｚJIS以上であることが好ましい。）。ただし、表面粗さが大きすぎると、フッ化マグネシウム層上に塗膜を均一に形成することが困難となり、塗膜が薄い部分で耐食性が低下してしまう。そのため、フッ化マグネシウム層の表面粗さは、５０ＲｚJIS以下であることが好ましい。従って、フッ化マグネシウム層の表面粗さ（十点平均粗さ）は、１．６ＲｚJIS以上５０ＲｚJIS以下であることが好ましい。
【００２７】
本発明によるマグネシウム合金製部材のフッ化マグネシウム層は、典型的には、化成処理により形成されている。
【００２８】
本発明によるマグネシウム合金製部材は、塗膜の密着性に優れているので、輸送機器に好適に用いられる。輸送機器は、主に屋外で使用されるため、その構成部材は過酷な環境に曝されることが多いが、本発明によるマグネシウム合金製部材を用いることにより、輸送機器の軽量化を図るとともに、過酷な環境下での塗膜の剥がれを抑制し、輸送機器の耐久性を向上させることができる。
【００２９】
本発明によるマグネシウム合金製部材の製造方法によれば、マグネシウム合金から形成された部材本体をフッ素化合物を含む溶液に浸漬することによって表面にフッ化マグネシウム層を形成した後、このフッ化マグネシウム層の直上に塗膜を形成する。そのため、リン酸塩皮膜上に塗膜を形成する手法よりも塗膜の密着性を高くすることができる。また、用意される部材本体は、６．５重量％以下のアルミニウムを含むマグネシウム合金から形成されているので、部材本体の表面に形成される不安定なフッ化アルミニウムに起因した塗膜の密着性の低下が抑制される。このように、本発明の製造方法によれば、マグネシウム合金製部材の表面に形成される塗膜の密着性（剥がれにくさ）を向上させることができる。
【００３０】
本発明による塗膜の密着性向上効果は、塗膜を形成する工程が電着塗装により実行される場合に特に顕著である。
【００３１】
フッ化マグネシウム層を形成する工程の前に、部材本体の表面をエッチングしておくことにより、部材本体をフッ素化合物を含む溶液に浸漬したときに、部材本体の表面近傍のアルミニウムを効果的に除去することができる。そのため、部材本体の表面近傍におけるアルミニウム含有量をいっそう少なくできるので、フッ化アルミニウムの形成を抑制する効果が高い。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によると、マグネシウム合金製部材の表面に形成される塗膜の密着性（剥がれにくさ）を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００３４】
図１に、本実施形態におけるマグネシウム合金製部材（以下では単に「部材」とも称する。）１０の断面構造を示す。部材１０は、図１に示すように、部材本体１と、部材本体１の少なくとも一部を覆う塗膜２と、塗膜２の直下に設けられたフッ化マグネシウム層３とを有している。つまり、部材本体１の表面上にフッ化マグネシウム層３および塗膜２がこの順に積層されている。
【００３５】
部材本体１は、アルミニウムを含むマグネシウム合金から形成されている。部材本体１は、例えば、鋳造により所定の形状に成形されている。
【００３６】
フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）層３は、化成処理により部材本体１の表面上に形成されている。このフッ化マグネシウム層３の直上に、塗膜２が形成されている。
【００３７】
特許文献１に開示されている技術のように、リン酸塩水溶液を用いた化成被覆処理によってリン酸塩化成皮膜を形成した場合、湿潤試験で塗膜の剥がれが発生することがあった。これは、過酷な湿潤条件下では、リン酸塩化成皮膜が水と反応して不安定になるからであると考えられる。
【００３８】
本実施形態では、塗膜２の直下にフッ化マグネシウム層３が設けられている。つまり、フッ化マグネシウム層３の直上に塗膜２が形成されている。フッ化マグネシウム層３は、リン酸塩化成皮膜に比べて湿潤環境下で安定であるので、本実施形態におけるマグネシウム合金製部材１０は、リン酸塩化成皮膜上に塗膜が設けられたマグネシウム合金製部材に比べ、塗膜２の密着性が高い。
【００３９】
また、本願発明者は、特許文献２に開示されている技術によって形成された化成皮膜上に塗膜を形成した場合に塗膜の剥がれが発生する理由を検証した。その結果、特許文献２に開示されている技術では、部材本体の材料として、アルミニウム含有量の多いマグネシウム合金（具体的にはＡＺ−９１Ａ、ＡＺ−９１Ｂ、ＡＺ−９１Ｄ）を用いているために、化成処理の際に部材本体の表面に不安定なフッ化アルミニウムが生成されてしまい、それによって塗膜の剥がれが引き起こされているらしいことがわかった。ＡＺ−９１Ａ、ＡＺ−９１Ｂ、ＡＺ−９１Ｄのアルミニウム含有量は、いずれも８．３重量％〜９．７重量％である。
【００４０】
本実施形態における部材本体１は、アルミニウム含有量が所定の値以下のマグネシウム合金、具体的には、アルミニウム含有量が６．５重量％以下のマグネシウム合金から形成されている。そのため、部材本体１の表面に形成される不安定なフッ化アルミニウムに起因した塗膜２の密着性の低下が抑制される。
【００４１】
上述したように、本発明によると、マグネシウム合金製部材１０の表面に形成される塗膜２の密着性（つまり剥がれにくさ）を向上させることができる。
【００４２】
以下、図２および図３を参照しながら、部材１０の製造方法を具体的に説明する。図２（ａ）〜（ｄ）および図３（ａ）〜（ｄ）は、部材１０の製造工程を模式的に示す工程断面図である。
【００４３】
まず、図２（ａ）に示すように、６．５重量％以下のアルミニウムを含むマグネシウム合金から形成された部材本体１を用意する。６．５重量％以下のアルミニウムを含むマグネシウム合金としては、例えば、ＡＺ３１ＢやＡＭ６０Ｂ、ＡＭ５０Ａを用いることができる。ここで例示したマグネシウム合金の組成（重量％で示す。）は、下記表１に示す通りである。部材本体１は、例えば、鋳造によって所定の形状に成形されている。鋳造されたままの部材本体１の表面には、図２（ａ）に示すように、金型に塗布された離型剤などに由来するコンタミネーション層１１や、鋳造の際に発生した異常組織が存在している。なお、構造材としての強度を高く保つためには、マグネシウム合金のアルミニウム含有量は２．５重量％以上であることが好ましい。また、高い鋳造性を実現する観点からは、マグネシウム合金のアルミニウム含有量は、４．４重量％以上であることが好ましい。
【００４４】
【表１】
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【００４５】
次に、図２（ｂ）に示すように、部材本体１の表面にショットブラストなどの研掃処理を行うことにより、コンタミネーション層１１や異常組織を除去する。また、この研掃処理により、部材本体１の外観を均質化したり、小さなバリを除去したりすることもできる。研掃処理としてショットブラスト処理を行う場合、例えば、投射材１２として亜鉛（Ｚｎ）から形成された直径０．６ｍｍの球を用いる。投射速度および投射密度は製造する部材１０の大きさや用途、マグネシウム合金の組成などに応じて適宜選択すればよい。投射材１２は、遠心力、圧縮空気および水圧など公知の方法を用いて投射することができる。ショットブラスト処理を行うと、図２（ｃ）に示すように、一部の投射材１２が部材本体１中に打ち込まれる。
【００４６】
続いて、図２（ｄ）に示すように、アルカリ溶液による洗浄（アルカリ脱脂と呼ばれる。）を行って、部材本体１の表面の油脂汚れや投射材１２を除去する。アルカリ脱脂は、例えば、アルカリ溶液（脱脂剤）として強アルカリ１５％水溶液（ミリオン化学株式会社製ＧＦＭＧ１５ＳＸ）を用い、この水溶液を７０℃程度に保った状態で部材本体１を５分間程度浸漬することによって行うことができる。
【００４７】
その後、図３（ａ）に示すように、部材本体の表面をエッチングする。このエッチングにより、部材本体１の表面に残存している離型剤や、部材本体１の表面の合金偏析層を除去することができる。処理液（エッチング液）としては、例えば、２％のリン酸水溶液を用いることができる。リン酸水溶液によるエッチングは、例えば、１分〜５分間行われる。
【００４８】
次に、図３（ｂ）に示すように、部材本体１をフッ素化合物を含む溶液（フッ化物水溶液）に浸漬することによって部材本体１の表面にフッ化マグネシウム層３を形成する。このとき、部材本体１の表面に残存している鉄やニッケル（マグネシウム合金中にもともと含まれているものや金型から付着したもの）がフッ化物水溶液によって溶解除去される。フッ化マグネシウム層３が形成されることにより、部材本体１の表面の耐食性が向上するとともに、塗膜２の密着性が向上する。
【００４９】
フッ化物水溶液としては、フッ素化合物を含む種々の水溶液を用いることができ、例えば、１０％〜３０％（好ましくは２０％程度）のフッ化水素酸（ＨＦ水溶液）を用いることができる。また、フッ化物水溶液にエタノールなどの表面張力低下剤を添加することも好ましい。表面張力低下剤を添加することにより、フッ化物水溶液の表面張力が低下するので、部材本体１の湯境いや湯じわ（鋳造の際に形成される表面欠陥）にも均一にフッ化マグネシウム層３を形成しやすくなる。フッ化物水溶液の温度は、部材本体１に含まれるマグネシウムに対するフッ素化合物の化学反応が適度な速度となるように維持されればよく、例えば、１０℃〜４０℃程度である。また、浸漬時間は、所望するフッ化マグネシウム層３の厚さに応じて適宜設定される。十分な耐食性を確保するためには、フッ化マグネシウム層３は、０．１μｍ以上１μｍ以下の厚さに形成されることが好ましく、浸漬時間は、例えば１分〜１０分程度である。
【００５０】
その後、図３（ｃ）に示すように、フッ化マグネシウム層３上に塗膜２を形成することによって、マグネシウム合金部材１０が完成する。塗膜２が形成されることにより、部材１０の外観に意匠性を付与することができ、また、部材１０の耐食性を確保することができる。塗膜２を形成する方法としては、静電塗装や電着塗装を用いることができるが、塗膜の剥がれという従来のマグネシウム合金製部材における問題点は、吹き付け塗装である静電塗装よりも、浸漬塗装である電着塗装において発生しやすかった。そのため、本発明による塗膜２の密着性向上効果は、塗膜２が電着塗装により形成される場合に顕著である。なお、必要に応じて、図３（ｄ）に示すように、上塗り塗装を施すことによってさらなる塗膜４を形成してもよい。
【００５１】
続いて、本実施形態におけるマグネシウム合金製部材１０を実際に試作し、湿潤環境下での塗膜２の密着性を評価した結果を説明する。
【００５２】
下記表２に、マグネシウム合金のアルミニウム含有量が６．５重量％以下で下地処理としてフッ化マグネシウム層を形成した実施例１〜３、下地処理としてリン酸マンガン−カルシウム系化成皮膜を形成した比較例１〜４、下地処理としてはフッ化マグネシウム層を形成したがマグネシウム合金のアルミニウム含有量が６．５重量％を超える（具体的には９．７重量％）比較例５、６について、塗膜の密着性評価の結果を示す。なお、塗膜の密着性評価は、湿度９５％および湿度１００％のそれぞれの条件においてＪＩＳ  Ｋ５６００−７−２（対応する国際規格はＩＳＯ６２７０）に準拠して行った。表２中、「○」は塗膜の剥がれが発生しなかったことを示し、「×」は塗膜の剥がれが発生したことを示している。
【００５３】
【表２】
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【００５４】
表２からもわかるように、実施例１〜３および比較例１〜６のいずれについても、湿度９５％の条件では、塗膜の剥がれは発生せず、良好な密着性が得られた。しかしながら、塗装方法として電着塗装を用いた比較例１、３および５については、湿度１００％の条件で塗膜の剥がれが発生することがあり、良好な密着性が得られなかった。なお、電着塗装を用いた場合に塗膜の剥がれが発生しやすいのは、電着塗装工程中に化成皮膜の一部に変質が生じ、この変質した部分が湿度１００％の環境下でさらに変化して密着性を低下させるためと考えられる。
【００５５】
これに対し、マグネシウム合金のアルミニウム含有量を６．５重量％以下にし、下地処理としてフッ化マグネシウム層を形成すると、湿度１００％の条件でも塗膜の剥がれが発生することがなく（実施例１〜３参照）、塗装方法として電着塗装を用いても湿度１００％の条件で良好な密着性が得られた（実施例１および２参照）。
【００５６】
上述したように、本実施形態では、下地処理としてフッ化マグネシウム層３を形成し、かつ、マグネシウム合金のアルミニウム含有量を６．５重量％以下にすることにより、塗膜２の形成方法によらず、過酷な環境下での塗膜２の高い密着性を確保することができる。マグネシウム合金そのものの耐食性については、アルミニウム含有量が高いほど耐食性が高くなることが知られているが、本実施形態では、従来の技術常識に反し、あえてアルミニウム含有量を少なく（具体的には６．５重量％以下に）することによって、塗膜２の密着性が高くなり、そのことによって結果的にマグネシウム合金製部材１０の耐食性が高くなっている。
【００５７】
下記表３に、アルミニウム含有量の異なる種々のマグネシウム合金を用いて鋳造により部材本体を成形し、さらに下地処理としてフッ化マグネシウム層を形成した実施例４〜６および比較例７について、塗膜の密着性評価および部材本体の鋳造性評価の結果を示す。なお、塗膜は電着塗装により形成した。塗膜の密着性評価は、表２に示したものと同様に、湿度１００％の条件でＪＩＳ  Ｋ５６００−７−２（対応する国際規格はＩＳＯ６２７０）に準拠して行った。表３の密着性評価の欄に記載されている数値は、塗膜に切り込みを入れることによって形成された１００個のマス目のうち塗膜の剥がれが発生したものの数を示している。また、鋳造性評価において「○」は問題なく鋳造ができたことを示し、「△」は鋳造欠陥が生じ、成形性に劣っていたことを示す。
【００５８】
【表３】
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【００５９】
表３からもわかるように、アルミニウム含有量が８．３〜９．７重量％の（つまり６．５重量％を超えている）比較例７では、すべてのマス目に塗膜の剥がれが発生した。これに対し、アルミニウム含有量が６．５重量％以下の実施例４〜６では、すべてのマス目について塗膜の剥がれが発生しなかった。ただし、実施例４では、部材本体１を鋳造する際に鋳造欠陥が生じ、成形性が低下することがあった。従って、鋳造性を高くする観点からは、マグネシウム合金のアルミニウム含有量は、実施例５および６のように、４．４重量％以上であることが好ましい。
【００６０】
なお、フッ化物水溶液を用いた処理によってフッ化マグネシウム層３が形成されていることを確認するために、フッ化物水溶液を用いた処理が行われた後（図３（ｂ）に示した工程の後）の元素濃度の深さ方向のプロファイルをＥＳＣＡ法（Ｘ線光電子分光分析法）によって測定した。その結果を図４に示す。図４では、横軸にエッチング時間（秒）に換算した深さを示している。図４から、部材本体１の表面においてフッ素の濃度が高くなっており、部材本体１の表面にフッ化マグネシウム層３が形成されていることがわかる。
【００６１】
アンカー効果によって塗膜２の密着性を向上させる観点からは、塗膜２の直下に設けられるフッ化マグネシウム層３の表面粗さ（十点平均粗さ）が１．６ＲｚJIS以上であることが好ましい。ただし、表面粗さが大きすぎると、フッ化マグネシウム層３上に塗膜２を均一に形成することが困難となり、塗膜２が薄い部分で耐食性が低下することがあるので、フッ化マグネシウム層３の表面粗さは、５０ＲｚJISを超えないことが好ましい。従って、フッ化マグネシウム層の表面粗さは、１．６ＲｚJIS以上５０ＲｚJIS以下であることが好ましい。
【００６２】
フッ化マグネシウム層３の表面粗さは、部材本体１の表面粗さを反映するので、フッ化マグネシウム層３を形成する工程の前に部材本体１の表面粗さを１．６ＲｚJIS以上５０ＲｚJIS以下にしておくことにより、フッ化マグネシウム層３の表面粗さを１．６ＲｚJIS以上５０ＲｚJIS以下にすることができる。例えば、図３（ａ）に示したエッチング工程において、エッチング後の部材本体１の表面粗さが１．６ＲｚJIS以上５０ＲｚJIS以下になるように処理液の濃度や温度、処理時間を調整すればよい。また、エッチング工程の前に部材本体１の表面に機械的研磨を行ってもよい。
【００６３】
また、既に述べたように、部材本体１の材料であるマグネシウム合金のアルミニウム含有量を６．５重量％以下とすることによって、部材本体１の表面でのフッ化アルミニウムの形成を抑制でき、塗膜２の密着性を向上させることができるが、フッ化アルミニウムの形成を抑制する効果を高くするためには、部材本体１の表面近傍におけるアルミニウム含有量をさらに少なくすることが好ましい。具体的には、部材本体１の表面から深さ３０μｍまでの領域におけるアルミニウム含有量が、５．０重量％以下であると、フッ化アルミニウムの形成を抑制する効果が高く、塗膜２の密着性をいっそう向上させることができる。
【００６４】
本実施形態のように、フッ化マグネシウム層３を形成する工程の前に、部材本体１の表面をエッチングする工程を実行すると、部材本体１の表面近傍におけるアルミニウム含有量を容易に少なくすることができる。部材本体１の表面をエッチングすると、部材本体１の表面近傍のマグネシウムが除去されて減少するので、表面近傍におけるアルミニウム含有量が増加する。このように、いったん表面近傍のアルミ二ウム含有量を増加させた後に、部材本体１をフッ化物水溶液に浸漬すると、表面近傍におけるアルミ二ウムが効果的に除去される。そのため、部材本体１の表面近傍におけるアルミ二ウム含有量を容易に小さくすることができる。
【００６５】
また、処理液（エッチング液）として、リン酸水溶液を用いることにより、部材本体１の表面近傍におけるアルミ二ウム含有量をいっそう容易に小さくできる。下記表４に、フッ化マグネシウム層３を形成する工程の前にエッチングを行わなかった実施例７、有機酸水溶液を用いてエッチングを行った実施例８およびリン酸水溶液を用いてエッチングを行った実施例９について、部材本体１の表面（後にフッ化マグネシウム層３と部材本体１との界面となる。）から深さ３０μｍまでの領域におけるアルミニウム含有量（平均値）を示す。なお、実施例７〜９のいずれについても、部材本体１の材料のマグネシウム合金としてはＡＭ６０Ｂを用い、アルミ二ウム含有量はエネルギー分散型Ｘ線分光法により測定した。また、表４中には、処理液の濃度および処理時間も併せて示している。
【００６６】
【表４】
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【００６７】
実施例７と、実施例８および９との比較からわかるように、エッチングを行うことにより、部材本体１の表面近傍におけるアルミ二ウム含有量が少なくなる。また、実施例８と実施例９との比較からわかるように、処理液としてリン酸水溶液を用いると、有機酸水溶液を用いる場合よりも、表面近傍におけるアルミ二ウム含有量をいっそう少なく（例えば表４中に示しているように５重量％以下に）することができる。
【００６８】
なお、上述したように、フッ化マグネシウム層３を形成する工程の前に部材本体１の表面をエッチングしておくことにより、部材本体１の表面近傍におけるアルミニウム含有量を少なくすることができるが、部材本体１の表面近傍（表面から深さ３０μｍまでの領域）におけるアルミニウム含有量を２．９重量％未満にするためには、部材本体１の材料であるマグネシウム合金のアルミニウム含有量を４．４重量％未満にする必要があり、鋳造性が低下してしまう。そのため、鋳造性の点からは、部材本体１の表面から深さ３０μｍまでの領域におけるアルミニウム含有量は２．９重量％以上であることが好ましいと言える。また、部材本体１の表面近傍におけるアルミニウム含有量を１．０重量％未満にするためには、部材本体１の材料であるマグネシウム合金のアルミニウム含有量を２．５重量％未満にする必要があり、強度が低下してしまう。そのため、構造材としての強度を高く保つ点からは、部材本体１の表面から深さ３０μｍまでの領域におけるアルミニウム含有量は１．０重量％以上であることが好ましいと言える。
【００６９】
本実施形態におけるマグネシウム合金製部材１０は、塗膜２の密着性に優れているので、図５に示すような自動二輪車１００をはじめとする各種の輸送機器に好適に用いられる。
【００７０】
輸送機器は、主に屋外で使用されるため、その構成部材は過酷な環境に曝されることが多いが、本実施形態におけるマグネシウム合金製部材１０を用いることにより、輸送機器の軽量化を図るとともに、過酷な環境下での塗膜２の剥がれを抑制し、輸送機器の耐久性を向上させることができる。
【００７１】
本実施形態におけるマグネシウム合金製部材１０は、例えば、図６（ａ）および（ｂ）に示すような、自動二輪車のフレーム２０である。あるいは、本実施形態におけるマグネシウム合金製部材１０は、図７に示すようなクランクケース３０や、図８に示すようなホイール４０である。勿論、ここで例示したものに限定されず、本実施形態におけるマグネシウム合金製部材１０は輸送機器の種々の部材として好適に用いられる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明によると、マグネシウム合金製部材の表面に形成される塗膜の密着性（剥がれにくさ）を向上させることができる。
【００７３】
本発明によるマグネシウム合金製部材は、二輪自動車、四輪自動車などの車両や、船舶、飛行機などの各種輸送機器に幅広く用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の好適な実施形態におけるマグネシウム合金製部材１０の断面構造を模式的に示す図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、マグネシウム合金製部材１０の製造工程を模式的に示す工程断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、マグネシウム合金製部材１０の製造工程を模式的に示す工程断面図である。
【図４】フッ化物水溶液処理後のＥＳＣＡ分析による深さ方向の元素分布を示すグラフである。
【図５】自動二輪車を模式的に示す側面図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、自動二輪車のフレームを模式的に示す斜視図および側面図である。
【図７】クランクケースを模式的に示す分解斜視図である。
【図８】ホイールを模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００７５】
１    部材本体
２    塗膜
３    フッ化マグネシウム層
４    さらなる塗膜
１０    マグネシウム合金製部材
１１    コンタミネーション層
１２    投射材
２０    フレーム
３０    クランクケース
４０    ホイール
１００    自動二輪車
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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