(57)【要約】【課題】マグネシウム合金層の侵食が防止された状態でアルミニウム層が酸化皮膜処理された、耐食性、着色性や金属光沢感の意匠性等に優れたマグネシウム合金部品とその製造方法を提供する。【解決手段】マグネシウム合金層１の外側にアルミニウム合金層２を積層してクラッド材６を形成し、このクラッド材６に打ち抜き加工等を施して成形品を作製し、少なくとも、前記加工等により露出したマグネシウム合金層１の端面を樹脂被膜４で覆った後、この成形品を酸性浴に浸漬して、樹脂被膜４で覆われていない成形品の表面に酸化アルミニウム層３を形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネシウム合金層の外側にアルミニウム合金層を有するクラッド材の表面の所望部位に、厚み０．０２ｍｍ以下の酸化アルミニウム層が形成されたマグネシウム合金部品であって、前記クラッド材に施された打ち抜き加工等によって切断され露出したマグネシウム合金層の端面が、樹脂被膜または塗装被膜によって覆われていることを特徴とするマグネシウム合金部品。
【請求項２】
マグネシウム合金層の外側にアルミニウム合金層を積層してクラッド材を形成し、このクラッド材に打ち抜き加工等を施して成形品を作製し、少なくとも、前記加工等により露出したマグネシウム合金層の端面を樹脂被膜で覆った後、この成形品を酸性浴に浸漬して、前記樹脂被膜で覆われていない成形品の表面に酸化アルミニウム層を形成することを特徴とするマグネシウム合金部品の製造方法。
【請求項３】
マグネシウム合金層の外側にアルミニウム合金層を積層してクラッド材を形成し、このクラッド材を酸性浴に浸漬して、アルミニウム合金層の表面に酸化アルミニウム層を形成した後、クラッド材を打ち抜き加工等を施して成形品を作製し、少なくとも、前記加工により露出したマグネシウム合金層の端面を含む前記成形品の表面を、塗装被膜で覆うことを特徴とするマグネシウム合金部品の製造方法。
【請求項４】
マグネシウム合金層の外側にアルミニウム合金層を有するクラッド材の表面の少なくとも一部に、厚み０．０２ｍｍ以下の酸化アルミニウム層が形成されたマグネシウム合金部品であって、前記クラッド材に施された塑性加工によって延伸したアルミニウム合金層により、前記塑性加工により破断され露出したマグネシウム合金層の端面が覆われていることを特徴とするマグネシウム合金部品。
【請求項５】
マグネシウム合金層の端面を覆っているマグネシウム合金層の一部に、接合界面または突起またはこの突起を加工した処理痕が形成されている請求項４記載のマグネシウム合金部品。
【請求項６】
マグネシウム合金層の外側にアルミニウム合金層を積層してクラッド材を形成し、このクラッド材に塑性加工を施してマグネシウム合金層を破断し端面を露出させた後、前記塑性加工により延伸したアルミニウム合金層で前記端面を覆うことによりアルミニウム合金層でマグネシウム合金層全体を覆った成形品を作製し、この成形品を酸性浴に浸漬して、アルミニウム合金層の表面に酸化アルミニウム層を形成することを特徴とするマグネシウム合金部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マグネシウム合金層の外側にアルミニウム合金層を有するクラッド材またはそれを用いた成形品に酸化アルミニウム被膜処理をしたマグネシウム合金部品とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、リサイクルの容易性、軽量性、放熱特性が優れている点等から、マグネシウム合金が家電製品や自動車部品の成形材料として注目されている。ところが、マグネシウム合金は耐食性に乏しいため、耐食性に優れたアルミニウム合金層をマグネシウム合金層の外側に積層したクラッド材を用いることが提案されている。
【０００３】
図７は、本願発明者らが先に提案しているクラッド材の断面図である（特許文献１参照）。このクラッド材は、マグネシウム合金層１の外側にアルミニウム合金層２を有している。このクラッド材６の特徴として、マグネシウム合金だけで成形されたものよりも著しく耐食性や耐候性に優れることや、色彩が容易に得られること、リサイクルに適していること等を挙げており、かつその製造方法についても提案している。
【０００４】
ところで、アルミニウム合金層２の表面に、その耐食性、耐磨耗性等を向上させるためにアルマイト処理つまり陽極酸化処理法を施すことが多い。この陽極酸化処理法は、他の薬液による化成処理やメッキによる表面処理法に比べ、耐食性に優れる、形成される孔部に染料を入れることによって着色が容易になる、被膜が薄く軽量であり、かつ金属光沢感が活かせる等の有利な点がある。また酸化アルミニウム層は、通常０．０１ｍｍ程度で非常に薄いが、その被膜によりアルミニウム合金層２の表面を保護できるので、アルミニウム部分の侵食を保護する効果がある。なお、このような酸化アルミニウム層を形成する技術については、上記特許文献では具体的に述べていなかった。
【０００５】
そこで、酸化アルミニウム層を形成する陽極酸化処理法を組み入れたアルミニウム合金部品の製造方法を、一般的な板材のプレス成形工程の流れにおいて実施した１例を図８に示し、以下に説明する。
【０００６】
まず、アルミニウム合金で成形された素形材７から所定のブランク８を打ち抜いた後、絞り加工や鍛造加工等のプレス成形を経て、このプレス成形品９に裾切りや穴の打ち抜き等の二次加工を行ってからブラスト処理を行い、成形品１０が完成する。
【０００７】
次に、アルミニウム合金２Ａの表面処理として、図９に示す陽極酸化処理を行うアルマイト工程がある。陽極酸化処理法は、硫酸浴に浸漬し、被処理品を陽極として通電することにより、その表面に酸化アルミニウム被膜を形成する方法である。
【０００８】
この処理によって、図１０（ａ）に示すように母材（アルミニウム合金２Ａ）表面には酸化アルミニウム層３が形成されるが、アルミニウム合金の溶解した分だけ、アルミニウム素地が減り、その約２倍の酸化アルミニウム層３ができる。酸化アルミニウム層３は、図１０（ｂ）にあるように表面が多孔質層でハチの巣状の構造である。多孔質層の孔に染料を入れた後、熱湯等によって孔の入口部を封止して着色した表面外観が得られる。さらに外観部には塗装や印刷を施し、酸化被膜処理されたアルミニウム合金部品１１（図８）が完成する。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−１６１３７６号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記のような製造方法をマグネシウム合金部品の製造方法に採用し、マグネシウム合金クラッド材のアルミニウム合金層の表面を酸化アルミニウム層に改質すると、耐食性の点では、アルミニウム合金層はその酸化アルミニウム層によって母材の侵食が進行するのを防ぐが、打ち抜き等の二次加工により切断され露出したマグネシウム合金層の端面には酸化アルミニウム層が形成されないので、図１１に示すように、マグネシウム合金層３で保護されない前記端面からマグネシウム合金層１の侵食が進行し、元の形状を維持しなくなってしまう。
【００１１】
そこで本発明は、マグネシウム合金クラッド材のマグネシウム合金層の侵食を防止した状態で、アルミニウム合金層に酸化アルミニウム層を形成することで、マグネシウム合金の軽量性等の利点は勿論、耐食性、着色性や金属光沢感の意匠性等のアルミニウム合金の利点をも活かしたマグネシウム合金部品とその製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のマグネシウム合金部品は上記目的を達成するため、マグネシウム合金層の外側にアルミニウム合金層を有するクラッド材の表面の所望部位に、厚み０．０２ｍｍ以下の酸化アルミニウム層が形成されたマグネシウム合金部品であって、前記クラッド材に施された打ち抜き加工等によって切断され露出したマグネシウム合金層の端面が、樹脂被膜または塗装被膜によって覆われていることを特徴とするものである。
【００１３】
この発明によれば、マグネシウム合金部品としてのクラッド材表面の所望部位（製品時に外観される部分等）は酸化アルミニウム層で覆われていることによって、耐食性に優れると共に金属光沢感のある表面が得られる等の利点があり、かつ打ち抜き加工等によって切断され露出したマグネシウム合金層の端面が、樹脂被膜または塗装被膜で覆われ保護されているので、その端面から腐食するのを防止できる。
【００１４】
上記発明のマグネシウム合金部品の１つの製造方法は上記目的を達成するため、マグネシウム合金層の外側にアルミニウム合金層を積層してクラッド材を形成し、このクラッド材に打ち抜き加工等を施して成形品を作製し、少なくとも、前記加工等により露出したマグネシウム合金層の端面を樹脂被膜で覆った後、この成形品を酸性浴に浸漬して、前記樹脂被膜で覆われていない成形品の表面に酸化アルミニウム層を形成することを特徴とするものである。
【００１５】
この発明の方法によれば、打ち抜き加工等によって露出したマグネシウム合金層の端面を樹脂被膜で覆ってから、酸性浴浸漬を行うので、酸化アルミニウム層を形成するための酸性浴中での通電によって、マグネシウム合金層が溶出し侵食されることを防止することができる。
【００１６】
また上記発明のマグネシウム合金部品の別な製造方法は上記目的を達成するため、マグネシウム合金層の外側にアルミニウム合金層を積層してクラッド材を形成し、このクラッド材を酸性浴に浸漬して、アルミニウム合金層の表面に酸化アルミニウム層を形成した後、クラッド材を打ち抜き加工等を施して成形品を作製し、少なくとも、前記加工により露出したマグネシウム合金層の端面を含む前記成形品の表面を、塗装被膜で覆うことを特徴とするものである。
【００１７】
この発明の方法によれば、打ち抜き加工等のマグネシウム合金層の切断を伴う工程を、酸性浴浸漬後に行っているので、酸性浴浸漬中のクラッド材のマグネシウム合金層が酸性液中に露出することがなく、マグネシウム合金層が溶出し侵食されることを防止することができる。そして次に打ち抜き加工等を行った後には、加工により露出した端面を含む成形品の表面を、塗装被膜で覆うことによって、マグネシウム合金部品の耐食性を向上させることができる。
【００１８】
本発明の別なマグネシウム合金部品は上記目的を達成するため、マグネシウム合金層の外側にアルミニウム合金層を有するクラッド材の表面の少なくとも一部に、厚み０．０２ｍｍ以下の酸化アルミニウム層が形成されたマグネシウム合金部品であって、前記クラッド材に施された塑性加工によって延伸したアルミニウム合金層により、前記塑性加工により破断され露出したマグネシウム合金層の端面が覆われていることを特徴とするものである。
【００１９】
この発明によれば、アルミニウム合金部品としてのクラッド材に塑性加工を施して破断され露出したマグネシウム合金層の端面を、塑性加工により延伸したアルミニウム合金層で両側から完全に覆ってしまうことにより、マグネシウム合金層の腐食を防ぐとともに、クラッド材を用いた成形品に均一に酸化アルミニウム層を形成することができ、マグネシウム合金層の耐食性をより向上させることができる。
【００２０】
本発明の別なマグネシウム合金部品の製造方法は上記目的を達成するために、マグネシウム合金層の外側にアルミニウム合金層を積層してクラッド材を形成し、このクラッド材に塑性加工を施してマグネシウム合金層を破断し端面を露出させた後、前記塑性加工により延伸したアルミニウム合金層で前記端面を覆うことによりアルミニウム合金層でマグネシウム合金層全体を覆った成形品を作製し、この成形品を酸性浴に浸漬して、アルミニウム合金層の表面に酸化アルミニウム層を形成することを特徴とするものである。
【００２１】
この発明の方法によれば、前記塑性加工によって破断され露出したマグネシウム合金層の端面を、塑性加工によって延伸したアルミニウム合金層で潰しながら覆うことにより成形品を作製し、この成形品にて酸性浴浸漬を行うので、酸化アルミニウム層を形成するための酸性浴中での通電によって、マグネシウム合金層が溶出し侵食されることを防止することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るマグネシウム合金部品及びその製造方法の実施例として、ノートパソコン、ＭＤプレーヤ，ＣＤプレーヤ、メモリカードプレーヤ、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等、軽量化が課題とされる携帯式の家電製品の外装ケースとして、比重の軽いマグネシウム合金で成形されたマグネシウム合金部品を１例として説明する。
【００２３】
（第１実施例）
第１実施例では、厚み０．４ｍｍ程度の板金クラッド材をプレス加工によって成形し、クラッド材から型成形した成形品をアルマイト加工した製造方法とそれによって得られたマグネシウム合金部品を説明する。
【００２４】
図１は第１実施例のマグネシウム合金部品の要部を示す断面図である。このマグネシウム合金部品は、肉厚０．３ｍｍのマグネシウム合金層１を挟むように両側に肉厚０．１ｍｍのアルミニウム合金層２、２が積層され、これら３層で合計肉厚０．５ｍｍのクラッド材６を構成している。
【００２５】
そこで従来例の図８で示したようなアルミニウム合金部品の製造方法と同じ工程にて加工すると、アルマイト工程の酸性浴浸漬通電処理において、打ち抜き加工等により切断され露出した端面からマグネシウム合金層１が溶出し、図１１に示したような断面形状になってしまう。
【００２６】
そこで第１実施例では、図２に示す製造方法を採用する。図２では、その製造工程を、その各工程時に現れる加工端面の構造と併せて示している。
【００２７】
まず、図８の工程と同様に、マグネシウム合金層１の外側にアルミニウム合金層２を積層した素形材（クラッド材）６から所定のブランクを打ち抜いた後、絞り加工や鍛造加工等のプレス成形を経て、打ち抜きプレス等の二次加工を行う。その後、打ち抜き加工等で切断され露出した端面を塗装等の方法でいったん成形品全体を樹脂被膜４で覆ってから、酸化アルミニウム層３が必要な部分だけブラスト処理を行うと、再びアルミニウム合金層２が外部に露出される。
【００２８】
このように構成された成形品にアルマイト工程で酸化被膜処理を行うと、アルミニウム合金層２のうち露出している部分（樹脂被膜４で覆われていない部分）に酸化アルミニウム層３が形成される。その後、製品時に外観される部位等に着色または透明塗料による塗装被膜５を形成し、図１（ａ）に示すような構成のアルミニウム合金部品を完成する。
【００２９】
つまり、図１（ａ）は、ブラスト処理を片面に行った例で、ブラスト処理されていないもう片面は端面と同じく樹脂被膜４で覆われているので、酸性浴中に露出したアルミニウム合金層２の片面にのみ酸化アルミニウム層３が形成されている。また図１（ｂ）は、ブラスト処理を両面に行った例で、ブラスト処理されていない端面のみが樹脂被膜４で覆われており、酸性浴中に露出したマグネシウム合金層２の両面に酸化アルミニウム層３が形成されている。
【００３０】
（第２実施例）
第２実施例では、第１実施例と同様に、厚み０．４ｍｍ程度の板金クラッド材をプレス加工によって成形し、そのクラッド材をアルマイト加工してから成形品に二次加工する製造方法とそれによって得られたマグネシウム合金部品を説明する。
【００３１】
図３は第２実施例のマグネシウム合金部品の要部を示す断面図である。このマグネシウム合金部品は、第１実施例と同じくマグネシウム合金層１を挟むように両側にアルミニウム合金層２、２が積層され、これら３層でクラッド材６を構成している。
【００３２】
第２実施例においては図４に示すように、クラッド材６に打ち抜きプレスを施す前に、アルマイト工程を行うので、その酸性浴浸漬通電処理では、酸性液中にマグネシウム合金層１が露出することがなく、マグネシウム合金層１が溶出し侵食されるのを防止できる。第２実施例においても、その製造工程を各工程時に現れる加工端面の構造と併せて示しているが、プレス成形までの工程は省略する。
【００３３】
図４において、プレス成形後にブラスト処理を行ったクラッド材６に、アルマイト工程で酸化被膜処理を行うと、アルミニウム合金層２全体に酸化アルミニウム層３が形成される。その後、打ち抜きプレス等の二次加工を行い、切断され露出したマグネシウム合金層１の端面を含む成形品の表面を、塗装被膜５により覆い、図３に示すような構成のマグネシウム合金部品を完成する。第２実施例では酸性浴中にマグネシウム合金層１が侵食されるおそれはないが、その後にマグネシウム合金層１が腐食するのを防止できる。
【００３４】
（第３実施例）
第３実施例では、従来のアルミニウム合金の製造工程を示した図８における二次加工工程に改善を加えたものである。つまり第１実施例においては、クラッド材６を所望形状の成形品に仕上げる加工を、主に打ち抜きによって行っている。
【００３５】
これに対し第３実施例では図５に示すように、例えばカーリングやバーリングのような切断ではなく塑性変形をクラッド材６に加えている。このような強加工を施すと、延性に長けるアルミニウム合金層２は延びてから破断されるが、延性の乏しいマグネシウム合金層１はすぐに破断する。破断したマグネシウム合金の破断片を取り除いて端面を露出させ、さらにアルミニウム合金層２をマグネシウム合金層１の端面を覆うように潰していく。
【００３６】
このようにして作製された第３実施例の成形品は、マグネシウム合金層１の露出をなくすことによって、一般のアルミニウム合金部品と全く同じ工程で、図６に示す酸化アルミニウム層３を形成できる。
【００３７】
なお、図６は、前記塑性加工の方法によってマグネシウム合金層１の端面に形成される形状が異なることを示している。図６（ａ）は、マグネシウム合金層１を両側から挟むようアルミニウム合金層２、２が接合し、接合界面２ａが形成されており、アルミニウム合金成形品と変わりなく、酸化アルミニウム層３がその外側全体に形成される。また図６（ｂ）は、塑性加工によってアルミニウム合金層２に突起１２が形成され、酸化アルミニウム合金層３は、その突起１２を含むアルミニウム合金層２の外側全体に形成される。図６（ｃ）は前記突起１２を、後加工によって削除した処理痕１３があり、酸化アルミニウム合金層３はその外側全体に形成される。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、マグネシウム合金層の外側にアルミニウム合金層を有するクラッド材またはそれを用いた成形品に、マグネシウム合金層の侵食を防止した状態で酸化被膜処理を行い、マグネシウム合金部品の表面に酸化アルミニウム層を形成することで、マグネシウム合金の軽量性等の利点は勿論、耐食性、着色性や金属光沢感の表面外観の意匠性等のアルミニウム合金の利点をも活かしたマグネシウム合金部品とその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例のマグネシウム合金部品を２つのタイプで示す断面図。
【図２】同実施例のマグネシウム合金部品の製造方法をフロー図と要部断面図と併せて示す工程図。
【図３】本発明の第２実施例のマグネシウム合金部品を示す断面図。
【図４】同実施例のマグネシウム合金部品の製造方法をフロー図と要部断面図と併せて示す工程図。
【図５】本発明の第３実施例の製造方法のうち、塑性加工を示す工程図。
【図６】同実施例のマグネシウム合金部品を３つのタイプで示す断面図。
【図７】マグネシウム合金とアルミニウム合金のクラッド材の断面図。
【図８】アルミニウム合金部品の製造方法の１例を、フロー図と概略図と併せて示す工程図。
【図９】同工程における酸化被膜処理方法を示す概略説明図。
【図１０】酸化処理されたアルミニウム合金部品の断面図。
【図１１】従来の製造方法で酸化被膜処理されたマグネシウム合金部品の欠陥状態を示す断面図。
【符号の説明】
１  マグネシウム合金層
２  アルミニウム合金層
２ａ  接合界面
３  酸化アルミニウム層
４  樹脂被膜
５  塗装被膜
６  クラッド材
１２  突起
１３  処理痕
【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】
2004217964.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004217964.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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