(57)【要約】【課題】より高い耐食性及び耐磨耗性を有し、かつ表面処理の際に環境上の問題が少ないアルミニウム又はアルミニウム合金材を実現する。【解決手段】アルミニウム又はアルミニウム合金からなる基体金属の表面に、外表面より、Ａｌ（ＯＨ）３  を主成分としたアルミニウムの水和酸化物層，ＡｌＯ（ＯＨ）及びＡｌ２Ｏ３からなる酸化アルミニウムを主成分とし空孔率３０体積％以下、好ましくは５〜２０体積％の酸化皮膜層、及びＡｌ−Ｓｉ共晶組織相等を低下させたアルミニウム富裕層を順に形成させる。水和酸化物層，酸化皮膜層及びアルミニウム富裕層を形成するには、基体金属にブラスト又はドライホーニング処理を施した後、温度２００〜２５０℃の高温純水中において１〜１０時間の酸化処理を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム又はアルミニウム合金からなる基体金属の表面に、外表面より、Ａｌ（ＯＨ）３  を主成分としたアルミニウム水和酸化物層，ＡｌＯ（ＯＨ）及び
Ａｌ２Ｏ３からなる酸化アルミニウムを主成分とし空孔率３０体積％以下、好ましくは５〜２０体積％の酸化皮膜、及び前記基体金属のアルミニウム富裕な加工層が順に形成されていることを特徴とする高耐食高耐磨耗性アルミニウム材。
【請求項２】
アルミニウム又はアルミニウム合金からなる基体金属の表面に、外表面より、Ａｌ（ＯＨ）３  を主成分としたアルミニウム水和酸化物層、ＡｌＯ（ＯＨ）及び
Ａｌ２Ｏ３からなる酸化アルミニウムを主成分とした酸化皮膜層，基体金属の加工層が順に形成され、いずれの層もＡｌ−Ｓｉ共晶金属組織相等を低減させたアルミニウム富裕層となっていることを特徴とする高耐食高耐磨耗性アルミニウム材。
【請求項３】
請求項１〜２に記載の高耐食高耐磨耗性アルミニウム材において、生成層の総厚さが０．１  〜３０μｍであることを特徴とし、その生成層は、外表面より総厚さの０〜３０％厚さのアルミニウム水和酸化物層、総厚さの１０〜９０％の酸化アルミニウムを主成分とした酸化皮膜層、次いで総厚さの０．１  〜１０％の厚さでアルミニウム含有率が８５％以上であるアルミニウム富裕加工層で形成されていることを特徴とする高耐食高耐磨耗性アルミニウム材。
【請求項４】
請求項１〜請求項３に記載の高耐食高耐磨耗性アルミニウム材において、最外層のアルミニウム水和酸化物層上に、有機被覆層もしくはフッ素樹脂層が形成されていることを特徴とする高耐食高耐磨耗性アルミニウム材。
【請求項５】
アルミニウム又はアルミニウム合金からなる基体金属の表面に、当該基体金属より高硬度の微細粒子による衝撃によって機械研削処理を施して、前記基体金属表面のチル層，鋳造疵及び加工疵を除去すると共に加工硬化層を付与し、その後において、温度２００〜２５０℃の高温純水中又は高温蒸気中において１〜１０時間の酸化処理を施すことを特徴とする高耐食高耐磨耗性アルミニウム材の表面処理方法。
【請求項６】
請求項５に記載の高耐食高耐磨耗性アルミニウム材の表面処理方法において、前記高温純水の特性が、常温での比抵抗値が１ＭΩｃｍ以上、常温での溶存酸素濃度が８〜３２ｐｐｍ  であることを特徴とする水を使用して処理される高耐食高耐磨耗性アルミニウム材の表面処理方法。
【請求項７】
請求項５に記載の高耐食高耐磨耗性アルミニウム材の表面処理方法において、前記高温蒸気の特性が、常温での比抵抗値が１ＭΩｃｍ以上の純水を加熱し、温度２００〜２５０℃，圧力１〜４０気圧の範囲で保持されることを特徴とする蒸気を使用して処理される高耐食高耐磨耗性アルミニウム材の表面処理方法。
【請求項８】
請求項５に記載の高耐食高耐磨耗性アルミニウム材の表面処理方法において、前記高温純水中又は高温蒸気中処理後に、酸化処理表面に有機被覆層もしくはフッ素樹脂層を形成する処理を施すことを特徴とする高耐食高耐磨耗性アルミニウム材の表面処理方法。
【請求項９】
脱水槽を支えるフランジがアルミニウム及びアルミニウム合金からなる全自動洗濯機であって、前記アルミニウム及びアルミニウム合金からなるフランジが請求項１〜４のいずれかに記載のアルミニウム及びアルミニウム合金からなることを特徴とする全自動洗濯機、及び請求項５〜７のいずれかに記載のアルミニウム及びアルミニウム合金の表面処理方法によって製造されることを特徴とする全自動洗濯機の製造法。
【請求項１０】
請求項１〜４のいずれかに記載のアルミニウム及びアルミニウム合金からなることを特徴とし、ｐＨ環境３〜１３の溶液及び雰囲気に接するアルミニウム及びアルミニウム合金からなる自動車用バルブ・パイプ・ボルト・ネジ・ワッシャー等の各種部品及び医療機器等の各種筐体、及び請求項５〜７のいずれかに記載のアルミニウム及びアルミニウム合金の表面処理方法によって製造され、ｐＨ環境３〜１３の溶液及び雰囲気に接するアルミニウム及びアルミニウム合金からなる自動車用バルブ・パイプ・ボルト・ネジ・ワッシャー等の各種部品及び医療機器等の各種筐体の製造法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高耐食高耐磨耗性のアルミニウム材及びその表面処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
アルミニウム又はアルミニウム合金製品は、自動車部品や家電品用等への急速な応用展開が図られ、近年、生産量がますます増加する傾向にある。これは主として、アルミニウム又はアルミニウム合金の次のような特徴によるものである。
（１）  軽量で取り扱い性に優れる。
（２）  鋳造性・加工性に優れ，薄肉・複雑な形状にも適する。
（３）  時効変形量が小さく、寸法精度が高い。
（４）  耐食性が比較的よく、生産性が良い。
【０００３】
アルミニウム純金属も比較的多く使われるが、最も多く使用されるのはアルミニウム合金で、その種類別では、Ａｌ−Ｃｕ−Ｓｉ系合金が生産量の大部分を占めている。
【０００４】
アルミニウム又はアルミニウム合金は、耐食性や外観上の問題から表面処理が必要とされる場合が多く、陽極酸化，化成処理，めっき及び塗装などの処理法が採用されてきた。なかでも、耐食性や耐摩耗性に優れる陽極酸化処理や化成処理及びメッキ処理が多く採用されてきた。
【０００５】
しかし、アルミニウム又はアルミニウム合金で用いられている陽極酸化や化成処理等の表面処理時にはいくつかの問題があり、その一つが陽極酸化皮膜に見られる局部的な溶解である。これが原因で外観性が劣り、また、陽極酸化皮膜では、空孔が多いなどの欠陥を有し、耐食性が十分でない実情があった。
【０００６】
また、比較的多用されてきた金属Ｎｉメッキ処理表面の例においては、チル層の特性及び急冷による内部残留応力の影響，弱酸性環境の影響等で、メッキ剥がれが生じやすく、特に、温度変化の激しい所，弱酸性（ｐＨ２〜４）雰囲気中での使用材にあっては、前述のような不具合の発生が顕著であった。
【０００７】
従来、これらの問題に対しては、１）合金成分の添加量を検討する等の材料組成による検討、２）鋳造欠陥を減少させるための鋳造条件及び鋳造法の改善、３）前処理も含めた表面処理法の改良といった三方向からの検討がなされてきた。しかし、１）に関しては、合金組成は前述のアルミニウム及びアルミニウム合金の特性、特に鋳造性，寸法精度及び生産性と機械的特性上の点から現状を大きく変更することは困難で、また２）に関しても生産性等の制約があり問題を解決するまでには至っていない。従って、従来通りの材料組成及び製造法でつくられたものに対していかに高性能な表面処理を施すかという３）の検討が必須となる。
【０００８】
これに関連し、特開平９−１３１９号公報では、研掃処理，フッ酸及びフッ素化合物処理，化学研磨を順に行った後に陽極酸化処理を施すことが提案されている。物理的あるいは化学的に表面を研削することで表面性状を均一にし、均一染色性と光輝性のある陽極酸化皮膜を形成させるものである。
【０００９】
しかし、工程が複雑になれば作業性及び経済性が低下するとともに、度重なる研掃，研磨処理によりアルミニウム又はアルミニウム合金の特徴である寸法精度に誤差を与える可能性がある。そのため、陽極酸化皮膜の黄色化を防止するにしても簡易かつ寸法精度を維持できる方法が求められている。
【００１０】
そこで、特開平９−１８４０９３号公報には、アルミニウム又はアルミニウム合金に対して、ベーマイト処理後に０．０７〜０．３μｍ厚さの無孔質陽極酸化皮膜を形成することが提案されている。
【００１１】
また、特開平３−３９４９９号公報や特開平３−１００１９８号公報には、表面層のＳｉ粒子を除去する方法としてフッ化水素，硝酸等の混合液を使用し、その後に硫酸，しゅう酸，クロム酸，リン酸等の電解液を使用して陽極酸化処理を行うことが提案されている。
【００１２】
さらに、特開平１−２８７９１６号公報には、アルミニウム箔を純水ボイル工程後に、クエン酸水溶液による陽極酸化工程に通して、静電容量を高めることが提案されている。
【００１３】
また、特開２０００−６４０９２号公報には、アルミニウム又はアルミニウム合金表面にベーマイト処理を施すことが提案されている。
【００１４】
【特許文献１】
特開平９−１３１９号公報
【特許文献２】
特開平９−１８４０９３号公報
【特許文献３】
特開平３−３９４９９号公報
【特許文献４】
特開平３−１００１９８号公報
【特許文献５】
特開平１−２８７９１６号公報
【特許文献６】
特開２０００−６４０９２号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術では、優れた表面外観と耐食性の両立を目指したために、耐食性が充分ではなく、被膜の密着性についても不充分であった。
【００１６】
さらに、フッ酸又はフッ素化合物処理によるチル層のＳｉを溶解除去する方法及び陽極酸化処理法では、硫酸，しゅう酸，りん酸，クロム酸，酒石酸，スルファミン酸，ベンゼンスルホン酸等を少なくとも一種以上含む溶液を使用し、環境上でも二次的な問題を残す。
【００１７】
アルミニウム又はアルミニウム合金の用途を更に将来にわたって拡大する上で重要な要素である、基本的に基体金属をもとにした層のみから形成される皮膜で、環境性においても優れた特性を有する高耐食高耐磨耗性皮膜の開発に向けて検討を重ねてきた。
【００１８】
本発明の目的は、より高い耐食性と耐磨耗性を有し、かつ表面処理の際にも環境上の問題を起こすことのないアルミニウム材、及びその表面処理方法を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
アルミニウム基合金部材に対するベーマイト処理法の改善を種々検討するなかで、色むらの原因や耐食性を阻害するＡｌ−Ｓｉ共晶組織等を合金部材極表面層から溶出除去させることと、よりアルミニウム純度の高いＡｌ２Ｏ３等の酸化物をほぼ均質に生成させることを高温水中で並行処理させる検討をおこなった。
【００２０】
その結果、表面層はＡｌ（ＯＨ）３  を主成分としたアルミニウム水和酸化物が主体をなし、その下部にはＡｌＯ（ＯＨ）及びＡｌ２Ｏ３を主成分としたアルミニウム酸化物層が生成された。この２層はいずれも表面部からの溶出によってＡｌ−
Ｓｉ共晶組織等が低減された。
【００２１】
さらにその下部のアルミニウム基合金基材部極表面においても同様に、Ａｌ−Ｓｉ共晶組織等が低減されてよりアルミニウム富裕となり耐食性が向上した。
【００２２】
形成される皮膜層は、皮膜生成処理前の加工による微小凹凸表面上に造られることと、皮膜最外表面上への有機被覆層もしくはフッ素樹脂コーティングによって、高耐食性と併せて耐磨耗性の点においても極めて優れた性能を併せもつことができる。
【００２３】
製法においても環境に対しても従来法より優位で、かつ陽極酸化皮膜やメッキ処理等の皮膜より広ｐＨ範囲にわたって高耐食性を有することを最大の特徴とする処理法を見出し、本発明をなすに至った。
【００２４】
すなわち、本発明の特徴の第一は、アルミニウム及びアルミニウム合金の表面に、ショットサイズ＃７０〜＃２４０の鉄片又はアルミナ粉等を用いたブラスト又はホーニング処理による機械的研削処理を施し、表面層のチル不均一層や鋳造疵や機械加工疵等を除去して、基体金属表面層への若干の加工ひずみによる硬化層、及び微細な凹凸を形成したことにある。
【００２５】
本処理におけるショット吹き付け空気圧は、１〜１０ｋｇ／ｃｍ２  で、吹き付けガンと部材との距離は５〜３０ｃｍとした。
【００２６】
本発明の特徴の第二は、このようなチル層等の除去処理後に酸化皮膜形成処理を行うもので、アルミニウムの水和酸化物を主成分とする外層と、空孔率３０体積％以下、好ましくは５〜２０体積％で、高密度のアルミニウム酸化物を主成分とする内層とから構成される皮膜を形成させることにある。
【００２７】
本発明による被膜の特徴は、上述のアルミニウム又はアルミニウム合金に前記酸化皮膜形成処理を施す過程において、皮膜形成と同時にアルミニウム又はアルミニウム合金基材極表面を組織的に改良するものである。すなわち、本処理によって合金内の特に初晶Ｓｉや共晶Ｓｉ等が形成されるアルミニウム合金基材表面からこれらのＳｉを溶出脱落させ、表面層にアルミニウム富裕層とその皮膜を形成させ、その生成させた酸化アルミニウムを主成分とした皮膜が高耐食性を発揮するというものである。
【００２８】
前述のアルミニウム又はアルミニウム合金部材表面の耐食性に悪影響を及ぼす過飽和ＳｉやＡｌ−Ｓｉ共晶組織部等の溶出による減少と高温水中処理による皮膜形成は、外部からの腐食因子の基体金属表面への到達を抑制する効果の高い水酸化物の少ない高耐食性酸化アルミニウム皮膜の形成を促している。
【００２９】
本皮膜形成処理は純水中又は蒸気中にて高温加熱することにより行われるが、この時の処理温度・処理圧力をコントロールし、アルミニウム又はアルミニウム合金表面からの適度な金属及び金属間化合物等の溶出をはかり、特に基体金属極表面の過飽和ＳｉやＡｌ−Ｓｉ共晶組織部等を溶出させた後の表面にアルミニウム含有比の高い高耐食性皮膜の形成を促し、耐食性に劣る過飽和ＳｉやＡｌ−
Ｓｉ共晶組織部等の少ない金属表面層を同時形成させるものである。
【００３０】
この方法により、アルミニウム又はアルミニウム合金の表面に耐食性に有意な皮膜がほぼ全体を覆い、かつその下部のアルミニウム及びアルミニウム合金基材表面においてもより高耐食性のアルミニウム含有率の高い均一な耐食性能表面が形成されることとなる。
【００３１】
前記皮膜形成処理において、使用純水は常温での溶存酸素濃度が８〜３２ｐｐｍ  、処理温度と時間がそれぞれ２００〜２５０℃，１〜１０時間であるのが好ましい。溶存酸素濃度が８ｐｐｍ  以下ではアルミニウム酸化物の生成速度が遅すぎて長時間を要し、また３２ｐｐｍ  以上では非実用的で作業性が劣る。また、使用純水は常温での比抵抗値が１ＭΩｃｍ以上であるのが好ましい。処理温度が２００℃未満では皮膜の形成が遅く、しかも形成される皮膜は水和酸化物が主となり性能的に不十分で、アルミニウム合金基材表面からの他金属層溶出率が小さい。２５０℃を超えるとアルミニウム合金基材表面の溶出が激しくなりすぎて皮膜形成が不安定になる。処理時間は、１時間以下ではアルミニウム及びアルミニウム合金基材表面からの溶出が不十分で、１０時間を超えると生産性の点等から好ましくない。
【００３２】
本処理にあたって、前処理として行うブラスト又はホーニング処理は、製造時のチル層，組織不安定層及び機械加工疵等を除去し、併せて、表面層の内部残留応力を開放させると同時に金属極表面に加工による転位ひずみを与えて、高温純水中又は蒸気中処理時の過飽和ＳｉやＡｌ−Ｓｉ共晶組織部等の溶出をほう助する。
【００３３】
また、前述の高温純水中処理終了後に行う有機被覆層やフッ素樹脂コートは、処理部材表面のはっ水性，潤滑性及び耐磨耗性を向上させることを目的として施工するもので、それによって、耐食性の向上にさらに大きな効果を及ぼす。
【００３４】
ここで、本発明に用いられるアルミニウム又はアルミニウム合金の組成の代表例を表１に示す。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
本発明の前記高温純水中又は高温蒸気中での処理は、溶存酸素を有する純水以外の他の化学物質を一切含まないことが好ましい。
【００３７】
そして、本発明は、表面処理作業法においても、環境問題に関する廃液処理等についても解決諸課題が極めて少なく、かつ、より耐食性に優れたアルミニウム又はアルミニウム合金とその処理方法及び用途が得られる。
【００３８】
本発明によりアルミニウムの機械的強度は低下するが、せん断強度，引張強度，ねじり応力試験においても、本処理前後での強度低下は２０％以内となることを確認しており、摺動部材，高応力部材への適用が可能である。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明に係る高耐食高耐磨耗性アルミニウム材表面の製造処理工程を示す概略図である。図１（ａ）は被処理材１００の断面における表面状態を示している。被処理材１００は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるベース基体（ダイカスト基材）１０１を備え、その表面近傍には厚さ数μｍ〜数十μｍの急冷凝固組織であるチル層１０２が形成されている。チル層１０２は、急冷されたために微細な金属組織となり、またＡｌと合金元素との共晶，固溶体及び金属間化合物が複雑に形成されている場合が多い。このような組織の不均一性が表面処理時における皮膜の不均一性、すなわち生成する皮膜の不健全性の主な原因となる。特にＳｉは、皮膜中に分散することによって表面色むらを引き起こすなど影響が大きい。なお、被処理材１００がアルミニウム合金の場合はＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ系合金が多用されている。また図では最外表面にある極めて薄い自然酸化膜は省略されている。
【００４０】
次に、被処理材１００はアセトン及び純水等によって脱脂洗浄が行われ、その後、＃２４０アルミナ粉によるホーニング処理が施される。このとき、アルミナ粉ショット噴出空気圧は３〜４ｋｇ／ｃｍ２  、ガンと被処理材１００との距離は約
１５ｃｍ、ホーニング処理時間は２０〜３０秒である。ホーニング処理によってチル層等の表層部がほぼ均一厚さで除去される。すなわち前述の組織的に不安定で不均一な層が本処理によって削除され、同時にダイカスト疵や機械加工疵が殆ど除去される。また小穴疵はつぶされて表面欠陥はさらに減少する。その結果、図１（ａ）のチル層１０２はほぼ削除され、光学顕微鏡による表面観察では被処理材１００の表面に小さな凹凸のみが見られ、僅かな硬化層が付与されていることがわかった。本ホーニング処理後の表面平均粗さは約１．３μｍ  で、一様な灰色を呈した。
【００４１】
続いて、再び前述同様の洗浄を実施した後、純水又は蒸気中で２５０℃、２時間の高温酸化処理を行う。本処理により、極表面層のアルミニウムと合金元素との共晶，固溶体及び金属間化合物等は、溶出脱落してベース基体１０１内部より少なくなる。
【００４２】
上記処理によって、ベース基体１０１と皮膜との凹凸のある界面では、図１（ｂ）に示すように、ベース基体１０１側にアルミニウム富裕層１０３ができる。また、アルミニウム富裕層１０３の外側には、アルミニウムの水和酸化物を主成分とする外層（水和酸化物層）１０５と、外層１０５の内側に緻密なアルミニウムの酸化物を主成分とする内層１０４が形成される。皮膜形成処理後の被処理材１００の表面は光沢を持たない灰黒色の一様な色彩となった。
【００４３】
表面酸化処理後に行う有機被覆コート又はフッ素樹脂コートは耐食性の改善に直接寄与するものではないが、はっ水性，潤滑性及び耐磨耗性の向上を狙ったもので、本実施の形態ではスプレーによる塗布法及びディップ法によるコーティング法を採用した。表面色は酸化処理直後より明度が増加した。処理完了後の基材表面構成は図１（ｃ）に示すごとくである。なお、１０６は最外層のフッ素樹脂コート層である。
【００４４】
各処理によって形成された皮膜の構成及び厚さは、アルミニウム富裕層１０３が約０．０１〜０．２μｍ、内層１０４が１〜１５μｍ、外層１０５が約０．５  〜１μｍで、最外層のフッ素樹脂コート層１０６は０．１μｍ  以下であるとみられる。
【００４５】
次に、本実施の形態における高耐食性アルミニウム材の断面を電子顕微鏡で観察した。その結果、従来のベーマイト処理のみのアルミニウム材では空孔率が約３０体積％を超えていたのに対し、本実施の形態のアルミニウム材では約１／３の１０体積％以下となり、緻密な皮膜が形成されていた。
【００４６】
図２は、酸化アルミニウム皮膜及びアルミニウム又はアルミニウム合金（アルミダイカスト）基材部断面の元素分析結果による主要合金元素濃度分布の概略模式図である。アルミニウム又はアルミニウム合金基材部極表面におけるＳｉ量は減少し、アルミニウム量比率が増加している。また酸化アルミニウム中におけるＳｉの含有量は、アルミニウム又はアルミニウム合金基材合金量７．５  〜１８重量％より少なくほぼゼロに近い値となる。
【００４７】
本高温酸化処理による金属表面の溶け出しにより、比較的高純度の酸化アルミニウム皮膜が形成され、このとき同時にアルミニウム又はアルミニウム合金基部材表面において、よりＳｉ欠乏でアルミニウム富裕層が同時形成される。この皮膜と基部材表面の構造が本実施の形態における表面処理方法の特徴である。
【００４８】
表２は、アルミニウム材ＡＤＣ１２のｐＨ３硫酸水溶液中における分極特性測定結果を示している。ここでは、本実施の形態のアルミニウム材を本実施例とした。また比較例として、ベーマイト処理＋陽極酸化処理（比較例１）、陽極酸化のみのもの（比較例２）、無処理のＡＤＣ１２材（比較例３）及び無電解ニッケルメッキ処理材（比較例４）について併示した。
【００４９】
【表２】
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【００５０】
電流密度は、当該溶液中分極測定試験で材料表面と電極間に電位を与え、浸漬電位からアノード側へ電位掃引したときに流れる単位面積当たりの電流値を示すもので、数値が小さいほど耐食性が良く腐食による損傷が発生しにくいことを示す。表２は掃引電位１Ｖ時における電流密度の値を比較表示している。
【００５１】
表２にみられるように、陽極酸化のみ（０．２３Ａ・ｍ−２）あるいはベーマイト処理後に陽極酸化した場合（０．１Ａ・ｍ−２）と比較して、本実施例では０．０５Ａ・ｍ−２と著しい高耐食性を示す。
【００５２】
表３は、アルミニウム材ＡＤＣ１２のｐＨ１３ＫＯＨ水溶液中における分極特性測定結果を示している。比較例は表２と同様である。
【００５３】
【表３】
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【００５４】
表３にみられるように、全ての比較例は掃引電位１Ｖ到達以前に１０Ａ・ｍ−２を超えてしまい、ｐＨ１３環境中では本実施例と比較してかなりの差がある。わずかに、比較例４は１０Ａ・ｍ−２を超える掃引電位は約６００ｍＶ近傍で、他の比較例に比較して良い結果を示していた。本実施例は掃引電位１Ｖで約０．５５Ａ・ｍ−２と強アルカリ溶液中でも圧倒的な耐食性を示している。
【００５５】
本実施の形態で用いる高温水中又は高温蒸気中での皮膜形成処理工程は、研掃処理工程等と比較して、被処理材の形状の複雑性はまったく障害にならない。
【００５６】
また、本実施の形態ではＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ系合金のＡＤＣ１２に適用した例について示したが、これに限らず広くアルミニウム及びアルミニウム系合金，
ＡＤＣ１０，Ａｌ−Ｓｉ系合金のＡＤＣ１，Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金のＡＤＣ３、その他Ｓｉを７．５〜１８重量％含むようなアルミダイカストにも本発明を適用することができる。
【００５７】
さらに、被処理材１００は、本実施の形態では表面近傍のチル層と内部組織とを区別できるものとしたが、これに限らず、チル層と内部組織が明瞭に区別できない組織、チル層が極微量表面に存在する組織又はこれらの組織が混在しているものにおいても適用が可能である。
【００５８】
（実施の形態２）
図３は全自動洗濯機の断面図で、本発明の高耐食性アルミニウム材が回転駆動部分を支持するフランジに適用されている。鋼板製でかつ箱形をなした外枠１内には、吊り棒２及び防振ばね３によってポリプロピレン等の合成樹脂製の外槽４が防振支持されている。外槽４の側壁には、防振ばね３を介して吊り棒２と係合するリブ４ａが突設されている。
【００５９】
外槽４内には水平断面形状が略円形で且つステンレス鋼板製の洗濯兼脱水槽５が設けられ、この洗濯兼脱水槽５の上端縁には合成樹脂製の上部流体バランスリング６が取り付けられている。洗濯兼脱水槽５の側壁には多数の脱水孔５ａが設けられ、底部内側の中央にはポリプロピレン等の合成樹脂で成形された大形の回転翼７が設置されている。回転翼７の周囲には、外周面が洗濯兼脱水槽５の内周面に当接され、ポリプロピレン等の合成樹脂製の中空リングに流体が封入された下部流体バランスリング８が取り付けられている。また外槽４の上端には、外槽４と洗濯兼脱水槽５の間の隙間に洗濯物が落下するのを防止するために、合成樹脂製の槽カバー９が設けられている。
【００６０】
排水装置１０は、外槽４の下方に取り付けられ洗濯後の水を外槽４内から排水する排水電磁弁１１と、排水電磁弁１１下流側の排水ホース１２とを備えている。排水ホース１２は、外枠１の側壁下部に形成された穴を通して枠外に伸長されている。
【００６１】
また、外槽４の底面には、駆動装置１３を固定するための鋼板製のセンターベース１４が取り付けられている。センターベース１４には洗濯用モータ１５とクラッチ機構部１６が固定され、洗濯用モータ１５の出力軸１５ａには駆動プーリ１７が、クラッチ機構部１６の入力軸１６ａには従動プーリ１８がそれぞれ取り付けられ、両プーリ１７，１８はベルト１９によって連結されている。クラッチ機構部１６は、その内部に洗濯駆動と脱水駆動を切り換えるクラッチや減速機構を備え、また上部の２重出力軸１６ｂはセンターベース１４及び外槽４を貫通して外槽４内に突出している。そして、２重出力軸１６ｂの外側軸は洗濯兼脱水槽５に、内側軸は回転翼７がそれぞれ結合されている。
【００６２】
外枠１の上端部には上面カバー２０が取り付けられ、この上面カバー２０の中央部には衣類投入口２０ａが開口している。衣類投入口２０ａの手前側にはフロントパネルボックス２０ｂが、後側にはリアパネルボックス２０ｃがそれぞれ設けられている。衣類投入口２０ａには開閉自在な開閉蓋２１が設けられ、またフロントパネルボックス２０ｂ内には制御装置２２が、リアパネルボックス２０ｃ内には注水口２３に連なる給水電磁弁２４がそれぞれ設置されている。
【００６３】
洗濯兼脱水槽５は、図４に示すように、円筒状をなしステンレス鋼板製の胴部５ｂと、椀状をなし上端部が胴部５ｂの下端縁とはぜ折り加締めにより締結されたステンレス鋼板製の底部５ｃとから構成されている。底部５ｃはその側面が段付きに絞り加工され、上端部は下部流体バランスリング８が嵌め込まれる下部よりも大きな径となっている。そして底部５ｃの底面には、ＪＩＳ規格のＡＤＣ１２のダイキャスト鋳物からなるフランジ５ｄがねじで固定され、クラッチ機構部
１６の２重出力軸１６ｂの外側軸がフランジ５ｄに結合されている。また２重出力軸１６ｂの内側軸はフランジ５ｄと底部５ｃを貫通し、その先端に回転翼７が結合されている。
【００６４】
回転翼７はその裏側に遠心羽根７ａを備え、この遠心羽根７ａは、下部流体バランスリング８に周囲が包囲された洗濯水循環ポンプ室内に配置されている。また、洗濯兼脱水槽５の内壁面には上下方向に循環水路カバー２５が取り付けられ、この循環水路カバー２５によって糸屑除去循環水路２５ａが形成されている。糸屑除去循環水路２５ａの下端側は、下部流体バランスリング８に形成された狭窄部を跨いで洗濯水循環ポンプ室の吐き出し口に受水口として開口し、また上端側には糸屑回収フィルタ２６（図３参照）が設けられている。
【００６５】
洗濯水循環ポンプ室内で回転する遠心羽根７ａは洗濯水循環ポンプ室内の洗濯水を加圧して受水口に吐き出し、洗濯兼脱水槽５の下側の通水口５ｅを通して外槽４内の洗濯水を吸い込むものである。
【００６６】
本実施の形態におけるフランジ５ｄは、実施の形態１と同様に、ドライホーニング処理後に、高温水中又は高温蒸気中で表面酸化処理を行ったもので、実施の形態１の場合と同様の断面構造を有し、アルミニウムの水和酸化物と空孔率１０体積％以下の緻密な酸化アルミニウムを主体とした酸化皮膜が形成されている。そのため、得られた皮膜の耐食性も実施の形態１の場合とほぼ同様である。
【００６７】
（実施の形態３）
図５及び図６は、実施の形態３による全自動洗濯機用フランジの平面図と断面図である。本実施の形態のフランジも実施の形態２と同様のものであるが、実施の形態２の場合と比べてフランジの形状が異なっている。すなわち、本実施の形態におけるフランジ３８には、中心穴５０以外に洗濯槽固定用ボルト穴３９が形成されている。またフランジ３８には、実施の形態１と同様のベーマイト処理が施され、アルミニウムの水和酸化物と空孔率１０体積％以下の緻密な酸化アルミニウムを主体とした酸化皮膜が形成されている。なお、フランジ３８の形状，洗濯槽固定用ボルト穴３９の位置及び数等については、用途に応じて適宜変更することが可能である。
【００６８】
（実施の形態４）
図７は、実施の形態４による免疫分析計用試薬保持容器の断面図である。本実施の形態の試薬保持容器４１は試薬ビンを収納する角型穴４２が複数個設けられている。本実施の形態の試薬保持容器４１にも、実施の形態１と同様の高温水中又は高温蒸気中処理が施され、アルミニウムの水和酸化物と空孔率１０体積％以下の緻密な酸化アルミニウムを主体とした酸化皮膜が形成されている。なお、試薬保持容器４１の形状，角型穴４２の位置及び数等については、用途に応じて適宜変更することが可能である。
【００６９】
（実施の形態５）
図８は、実施の形態５による燃料電池搭載型自動車用酸素供給弁及び水素供給弁等の構成概略図である。各部品の詳細図面は省略してあるが、いずれも最高約１６０℃の高温高圧ガスが通過するもので、常に高い安定動作性が要求される構造部材によって構成されていなければならない。構造材料であるアルミニウム及びアルミニウム合金は高い表面安定性すなわち高耐食性高耐磨耗性が両立されている必要がある。
【００７０】
図９は、実施の形態５による燃料電池搭載型自動車用高圧ガス供給弁のひとつであるバタフライ型弁の概略構造断面図である。腐食性ガスである最高約１６０℃の高温高圧流体がアルミニウム及びアルミニウム合金配管１１１の中を流れ、その流量がバタフライ弁１１２の開度によって制御される構造となっている。アルミニウム合金配管１１１の内壁面が高速腐食性ガス流によって腐食され、流量制御に障害をきたすことを、本実施の形態による処理によって防止低減することができる。
【００７１】
本実施の形態における各高圧ガス供給弁は、実施の形態１と同様に、ドライホーニング処理後に、高温水中又は高温蒸気中で表面酸化処理を行ったもので、実施の形態１の場合と同様の断面構造を有し、アルミニウムの水和酸化物と空孔率１０体積％以下の緻密な酸化アルミニウムを主体とした酸化皮膜が形成されている。そのため、得られた皮膜の耐食性も実施の形態１の場合とほぼ同水準にあった。なお、いずれの高圧ガス供給弁においても、その構造，形態等については、用途に応じて適宜変更することが可能である。
【００７２】
また、本実施の形態ではＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ系合金のＡＤＣ１２に適用した例について示したが、これに限らず広くアルミニウム及びアルミニウム系合金，ＡＤＣ１０，Ａｌ−Ｓｉ系合金のＡＤＣ１，Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金のＡＤＣ３、その他Ｓｉを７．５  〜１８重量％含むようなアルミダイカストにも本発明を適用することができる。
【００７３】
また、本発明の高耐食高耐磨耗性アルミニウム材は、上記各実施の形態以外に、各種モータハウジング，血液分析計の試薬保持容器，マイクロ波プラズマエッチング装置の処理室，空気調和設備における配管，前記記載の燃料電池搭載型自動車用高圧ガス供給弁以外の自動車用部材，その他の諸設備等広い分野の各種筐体，部品などに高耐食高耐磨耗性を生かして適用可能である。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、アルミニウム又はアルミニウム合金表面に耐食性に劣る過飽和ＳｉやＡｌ−Ｓｉ共晶組織等を低減させ、低空孔率で緻密な密着性の高い高耐食性酸化アルミニウム皮膜を付与することができ、より高い耐食性と同時に高い耐磨耗性を保有するアルミニウム又はアルミニウム合金材を得ることができる。
【００７５】
また、本表面処理を施す際にも環境上の問題を引き起こすことが極めて少ない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による酸化皮膜形成の処理工程を示す概略図である。
【図２】酸化皮膜断面の元素分析の概略図である。
【図３】本発明の実施の形態２による全自動洗濯機の断面図である。
【図４】図３に示した全自動洗濯機のフランジ近傍の拡大断面図である。
【図５】本発明の実施の形態３による全自動洗濯機用フランジの平面図である。
【図６】図５の全自動洗濯機用フランジの断面図である。
【図７】本発明の実施の形態４による免疫分析計用試薬保持容器の断面図である。
【図８】本発明の実施の形態５による燃料電池搭載型自動車用高圧ガス供給弁の構成概略図である。
【図９】本発明の実施の形態５による燃料電池搭載型自動車用高圧ガス供給バタフライ弁の概略図である。
【符号の説明】
５ｄ…フランジ、３８…全自動洗濯機用フランジ、３９…洗濯槽固定用ボルト穴、４０…中心穴、４１…試薬保持容器、４２…角型穴、１００…被処理材、
１０１…ベース基体、１０２…チル層、１０３…Ａｌ富裕層、１０４…内層（酸化アルミニウム膜）、１０５…外層（水和酸化物層）、１０６…フッ素樹脂コート層、１１１…アルミニウム合金配管、１１２…バタフライ弁。
【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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【図９】
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