(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス成形用のマグネシウム合金製部材の処理方法であって、前記部材の表面に液体に微細砥粒が混入された第一噴射材を圧搾気体と共に噴射することで該部材の表面を研磨し、続いて、この部材の表面に液体に微細球形砥粒が混入された第二噴射材を圧搾気体と共に噴射することで該部材の表面に光沢を付与せしめ、続いて、エッチングや酸洗浄等の前処理を行うことなく、該部材をフッ化物の塩類及びリン酸若しくは該リン酸の塩類を含有する電解液中に保持し、電解処理することによって該部材の表面に陽極酸化皮膜を直接形成したことを特徴とするプレス成形用のマグネシウム合金製部材の処理方法。
【請求項２】
請求項１記載のプレス成形用のマグネシウム合金製部材の処理方法において、第二噴射材中の微細球形砥粒として、粒径２０乃至１００μｍのものを採用したことを特徴とするプレス成形用のマグネシウム合金製部材の処理方法。
【請求項３】
請求項１，２いずれか１項に記載のプレス成形用のマグネシウム合金製部材の処理方法において、第一噴射材中の微細砥粒として、多角形砥粒を採用したことを特徴とするプレス成形用のマグネシウム合金製部材の処理方法。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか１項に記載のプレス成形用のマグネシウム合金製部材の処理方法において、第一噴射材中の微細砥粒として、粒径５０乃至１００μｍのものを採用したことを特徴とするプレス成形用のマグネシウム合金製部材の処理方法。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか１項に記載のプレス成形用のマグネシウム合金製部材の処理方法において、電解液として、フッ化物の塩類の濃度が０．２乃至２モル／リットル、リン酸若しくは該リン酸の塩類の濃度が０．０５乃至０．５モル／リットルに設定された電解液を採用したことを特徴とするプレス成形用のマグネシウム合金製部材の処理方法。
【請求項６】
請求項１〜５いずれか１項に記載のプレス成形用のマグネシウム合金製部材の処理方法において、電解液として、有機化合物を０．０５乃至０．１モル／リットル含有する電解液を採用したことを特徴とするプレス成形用のマグネシウム合金製部材の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレス成形用のマグネシウム合金製部材の処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
マグネシウム合金は、比重がアルミニウムの２／３程度と実用金属中で最も軽く、更に、比強度も秀れ、更に、再溶解することでのリサイクルも容易であることから、最近、プラスチックの代わりに自動車部品や家電部品として利用されている。
【０００３】
ところで、マグネシウム合金は非常に活性（反応性）が高く、そのままでは錆び易い為、防錆処理が必須である。
【０００４】
この防錆処理は、マグネシウム合金製の部材にケミカルエッチング等の化成処理を前処理として行った後、該部材の表面に塗装処理を行うのが一般的である。
【０００５】
しかし、この方法は、マグネシウム合金製の部材の成形の際に使用した潤滑剤の存在やマグネシウム合金中の不純物の偏析等の影響により、前記塗装が安定せず、多くの前処理を必要としている点も併せて歩留まりが悪いという問題点がある。
【０００６】
更に、前記化成処理によってマグネシウム合金製の部材の表面に形成される皮膜は、非常に薄くて剥がれ易いという欠点や、該部材を茶〜灰色に着色してしまうという欠点や、該着色が不均一で体裁が悪化し易い等の欠点を有し、結局、前記塗装処理を二重，三重に行って該部材の表面に強固で厚い塗装を形成しなければならず、この点においても歩留まりが悪いという問題点がある。
【０００７】
更に、塗装が厚いと、マグネシウム合金製の部材の表面は塗装色によって決定されることになり、金属特有の光沢による高級感が消失され、その質感がプラスチック製の部材と同程度になってしまうという問題点がある。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するもので、マグネシウム合金製の部材の表面を光沢面としたり、また、該表面に確実な防錆処理を施すことを可能としたりする極めて実用性に秀れたマグネシウム合金の処理方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【００１０】
プレス成形用のマグネシウム合金製部材１の処理方法であって、前記部材１の表面に液体に微細砥粒が混入された第一噴射材を圧搾気体と共に噴射することで該部材１の表面を研磨し、続いて、この部材１の表面に液体に微細球形砥粒が混入された第二噴射材を圧搾気体と共に噴射することで該部材１の表面に光沢を付与せしめ、続いて、エッチングや酸洗浄等の前処理を行うことなく、該部材１をフッ化物の塩類及びリン酸若しくは該リン酸の塩類を含有する電解液中に保持し、電解処理することによって該部材１の表面に陽極酸化皮膜を直接形成したことを特徴とするプレス成形用のマグネシウム合金製部材の処理方法に係るものである。
【００１１】
また、請求項１記載のプレス成形用のマグネシウム合金製部材１の処理方法において、第二噴射材中の微細球形砥粒として、粒径２０乃至１００μｍのものを採用したことを特徴とするプレス成形用のマグネシウム合金製部材の処理方法に係るものである。
【００１２】
また、請求項１，２いずれか１項に記載のプレス成形用のマグネシウム合金製部材１の処理方法において、第一噴射材中の微細砥粒として、多角形砥粒を採用したことを特徴とするプレス成形用のマグネシウム合金製部材の処理方法に係るものである。
【００１３】
また、請求項１〜３いずれか１項に記載のプレス成形用のマグネシウム合金製部材１の処理方法において、第一噴射材中の微細砥粒として、粒径５０乃至１００μｍのものを採用したことを特徴とするプレス成形用のマグネシウム合金製部材の処理方法に係るものである。
【００１４】
また、請求項１〜４いずれか１項に記載のプレス成形用のマグネシウム合金製部材１の処理方法において、電解液として、フッ化物の塩類の濃度が０．２乃至２モル／リットル、リン酸若しくは該リン酸の塩類の濃度が０．０５乃至０．５モル／リットルに設定された電解液を採用したことを特徴とするプレス成形用のマグネシウム合金製部材の処理方法に係るものである。
【００１５】
また、請求項１〜５いずれか１項に記載のプレス成形用のマグネシウム合金製部材１の処理方法において、電解液として、有機化合物を０．０５乃至０．１モル／リットル含有する電解液を採用したことを特徴とするプレス成形用のマグネシウム合金製部材の処理方法に係るものである。
【００１６】
【発明の作用及び効果】
プレス成形用のマグネシウム合金製部材１の表面に、先ず、液体に微細砥粒が混入された第一噴射材を圧搾気体と共に噴射することで、該部材１の表面を研磨し、更に、該表面上に残存する該部材１の成形の際に使用した潤滑剤等の表面残渣物を除去した後、この部材１の表面に、液体に微細球形砥粒が混入された第二噴射材を圧搾気体と共に噴射すると、この微細球形砥粒等の当接によって該部材１の表面は平滑化且つ梨地化され、金属光沢を発する。
【００１７】
この部材１は、ケミカルエッチング処理等の前処理を行わずに、そのまま防錆処理を行うことが可能であり、この防錆処理により得られたプレス成形用のマグネシウム合金製部材１を金属光沢を有するものとすることができる。
【００１８】
本発明は上述のようにするから、プレス成形用のマグネシウム合金製部材の表面を光沢面とすることができ、更に、該部材の表面に確実な防錆処理を施すことも可能となる極めて実用性に秀れたプレス成形用のマグネシウム合金製部材の処理方法となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図面は本発明の一実施例を図示したものであり、以下に説明する。
【００２０】
プレス成形用のマグネシウム合金製部材１の処理方法であって、前記部材１の表面に液体に微細砥粒が混入された第一噴射材を圧搾気体と共に噴射することで該部材１の表面を研磨し、続いて、この部材１の表面に液体に微細球形砥粒が混入された第二噴射材を圧搾気体と共に噴射することで該部材１の表面に光沢を付与せしめ、続いて、該部材１に防錆処理を施すものである。
【００２１】
また、プレス成形用のマグネシウム合金は、Ｍｇ−Ａｌ系、Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ系、Ｍｇ−Ｚｎ系、Ｍｇ−Ｚｎ−Ｚｒ系、希土類含有系等、種々のマグネシウム合金の内から適宜選択して使用できる。
【００２２】
このマグネシウム合金製の部材１は、従来、成形は安価であるが防錆処理が困難で結局コスト高となっていたプレス成形用マグネシウム合金をプレス成形して得た部材１（筺体）である。
【００２３】
第一噴射材に使用される液体は、水、アルコール、化学薬品溶液等、種々のものを選択できる。
【００２４】
第一噴射材に使用される微細砥粒は、部材１の表面を良好に研磨できるように切削力のある多角形砥粒を採用すると良い。
【００２５】
また、同様の理由から、微細砥粒の素材は、アルミナ等の硬質セラミックスを採用すると良い。
【００２６】
また、微細砥粒の粒径は、量産時における加工効率，部材１の表面粗度の観点から、粒径５０乃至１００μｍのものを採用すると良い。
【００２７】
また、第一噴射材と共に噴射される圧搾気体は、空気、不活性ガス、窒素ガス等、種々のものを採用して良い。
【００２８】
尚、圧搾気体として空気を採用しても、第一噴射材の液体によって部材１の表面の活性（反応性）は抑制され、該部材１と前記空気中の酸素とが反応したりしない。
【００２９】
この第一噴射材及び圧搾気体は、図１に示す巾広のノズル体３によって部材１に噴射される。尚、図中、符号２は噴射材、４は噴射材導入部、５は圧搾気体導入部である。このノズル体３によれば、第一噴射材がカーテン状に噴射され、このノズル体３の下方で部材１を移動させるだけで、該部材１の表面（一面）全面を処理することができる。
【００３０】
この第一噴射材の噴射によれば、部材１の表面の一部は切除され、この切除により、該部材１の表面の粗さは修正され、且つ、該部材１の成形時に使用した潤滑油等の表面不純物も除去されることになる。即ち、この第一噴射材の噴射により、部材１の表面は均一化されることになる。
【００３１】
第二噴射材に使用される液体も、第一噴射材の液体同様のもの、即ち、水、アルコール、化学薬品溶液等、種々のものを選択できる。
【００３２】
第二噴射材に使用される微細球形砥粒は、部材１の表面の微細凹凸を押し潰して平滑化できるものを採用すると良い。
【００３３】
また、微細球形砥粒の素材は、ガラス、アルミナ、ジルコニア等の種々のものを採用できる。
【００３４】
また、微細球形砥粒の粒径は、微細凹凸を良好に押し潰しできる粒径、具体的には、粒径２０乃至１００μｍのもの（第一噴射材の微細砥粒より小さいものの方が良い）を採用する。
【００３５】
また、第二噴射材と共に噴射される圧搾気体は、第一噴射材と共に噴射される圧搾気体と同様、空気、不活性ガス、窒素ガス等、種々のものを採用して良い。
【００３６】
この第二噴射材及び圧搾気体は、図１に示すノズル体３によって部材１に噴射される。尚、このノズル体３は、噴射材の混同を回避する為、第一噴射材用と第二噴射材用とを夫々使い分けると良い。
【００３７】
この第二噴射材の噴射によれば、部材１の表面の微細凹凸が微細球形砥粒によって押し潰され、従って、部材１の表面が平滑化且つ梨地化されて金属光沢を発揮することになる。
【００３８】
尚、この第二噴射材を噴射する部位は、部材１（筺体）を製品とした際、若しくは、他の部材１に組み込んで製品とした際の露出部位だけでも良い。
【００３９】
以上の第一噴射材による処理及び第二噴射材によれば、金属光沢を有するマグネシウム合金製の部材１が得られることになる。
【００４０】
続いて、このマグネシウム合金製の部材１に防錆処理を施す。
【００４１】
従来の技術でも記載したように、一般的には、マグネシウム合金製の部材に防錆処理を施す際には、該部材にケミカルエッチング処理や酸洗浄等の複数も前処理を施すが、本実施例では、前処理を行わず、部材１の表面に耐食皮膜を直接形成することで防錆処理を行う。これは、前記第一噴射材の噴射及び第二噴射材の噴射によって部材１の表面が均一化され、且つ、不純物等も除去される故に可能となったものである。
【００４２】
この部材１の表面に耐食皮膜を形成する方法は、フッ化物の塩類及びリン酸若しくは該リン酸の塩類を含有する電解水溶液中に部材１を保持し、電解処理することによって該部材１の表面に陽極酸化皮膜を形成する方法を採用する。
【００４３】
電解液中のフッ化物の塩類の濃度は、０．２乃至２モル／リットルに設定する。
【００４４】
また、使用するフッ化物の塩類は、フッ化水素アンモニウム、フッ化水素ナトリウム、フッ化水素酸、フッ化ナトリウム、フッ化等、酸性塩及び塩基性塩のいずれも採用できる。
【００４５】
電解液中のリン酸若しくは該リン酸の塩類の濃度は、０．０５乃至０．５モル／リットルに設定する。
【００４６】
また、使用するリン酸若しくは該リン酸の塩類は、リン酸水素ナトリウム、リン酸水素アンモニウム、リン酸ナトリウム、リン酸三カリウム等、酸性塩及び塩基性塩のいずれも採用できるが、前記フッ化物の塩類と、酸，塩基の対となるように（例えば、フッ化物の塩類として酸性塩を採用した場合は、リン酸の塩類として塩基性を採用するように）選択した方が良い。
【００４７】
また、この電解液には、必要に応じて浴安定剤を添加しても良い。
【００４８】
この浴安定剤は、例えば、ヒドロキシル基を有する有機化合物、具体的には、エチレングリコール、グリセリン等を採用する。
【００４９】
また、この浴安定剤は、比較的少量で浴（電解液）の安定性に寄与し、多すぎると電解液の導電性に悪影響を及ぼして防錆皮膜が不良となるおそれがある為、その濃度は０．０５乃至０．１モル／リットル程度に設定すると良い。
【００５０】
電解処理する際に用いる電源は、一般のアルマイト処理に用いられる電源と同様、直流、交流、パルス電流、ＰＲ等、いずれも使用可能である。
【００５１】
また、電源電圧は、部材１に生成する陽極酸化皮膜の厚さや処理時間を考慮して種々選択することができるが、急速な陽極酸化皮膜の形成は皮膜強度の低下や外観の悪化が懸念される為、該電源電圧は１００ボルト以下に設定した方が良い。
【００５２】
また、陽極酸化皮膜を形成した後、この陽極酸化皮膜の防錆性（耐食性）を更に向上せしめる為、通常のアルマイト処理後に行う封孔処理（皮膜の表面に形成された多くの孔を塞ぐ処理）を実施すると良い。
【００５３】
この封孔処理は、例えば液温９０℃以上のケイ酸ナトリウム水溶液や純水等に前記陽極酸化皮膜が形成された部材１を浸漬することにより、該陽極酸化皮膜の表面に水和物層を形成する方法を採用する。
【００５４】
以上の防錆処理によれば、金属表面特有の高級感ある光沢を残し且つ防錆処理が施されたマグネシウム合金製の部材１が得られることになる。
【００５５】
ところで、前記防錆処理によって部材１の表面に形成する陽極酸化皮膜は、他の公知の防錆皮膜のような強固な耐食性を発揮させようというものではなく、該部材１に金属光沢を残存せしめつつ必要最小限度の防錆を付与しようとするものである。従って、この陽極酸化皮膜だけでは部材１の表面の防錆は不完全といえ、よって、この防錆を更に高める為、続いて、該部材１に塗装処理を施すと良い。
【００５６】
この塗装処理は、公知の種々の塗装処理が採用できる。唯、通常の塗装処理は複数回行われ、部材の表面に二層，三層と塗装層を形成していくものであるが、本実施例では、前記金属光沢を残存せしめる為、部材１の表面に一層だけ塗装層を形成する方法を採用する。
【００５７】
本実施例は上述のようにするから、金属特有の高級感のある光沢を有し、更に、陽極酸化皮膜及び塗装層によって強固な耐食性を発揮し、更に、塗装によって様々な色に着色されたマグネシウム合金製の部材１が得られる極めて実用性に秀れたマグネシウム合金の処理方法となる。
【００５８】
また、安価でありながら合金成分上の理由から耐食性が悪く、陽極酸化皮膜の形成や塗装層の形成等によっても十分な耐食性が得られなかったプレス成型による部材１であっても、本実施例によれば、良好な耐食性が発揮せしめられることになり、このプレス成型により得られた安価な部材１に実用性を付与することができる。
【００５９】
また、部材１に光沢を付与する処理、防錆処理、塗装処理等において、特殊な薬品や有害な薬品を使用する必要はなく、よって、各処理はコスト安で行い、また、有害物質を廃棄する為の大掛かりな処理設備も不要であり、この点においても実用性，生産性，コスト安に秀れることになる。
【００６０】
また、防錆処理の為の前処理は不要であるから、この点において処理工程が簡略化されることになり、実用性，生産性に秀れることになる。
【００６１】
また、部材１の表面に形成される陽極酸化皮膜や塗装層は一層だけで十分であるから、この点においても工程が簡略化されることになり、実用性，生産性に秀れることになる。
【００６２】
以下、本実施例の効果を確認した実験結果について説明する。
【００６３】
実験例１
ＡＺ３１（アルミニウム約３％，亜鉛約１％を含有したプレス用のマグネシウム合金）製、寸法１２０×５０×０．６（ｍｍ）のマグネシウム圧延板に第一噴射材を圧搾気体と共に噴射した。
【００６４】
条件は下記の通りである。
【００６５】
液体：水
微細砥粒：アルミナ♯１２０（１００μｍ未満程度）
微細砥粒の濃度：１８％（ｖ／ｖ）
圧搾気体：空気
圧搾気体圧力：０．２ＭＰａ
第一噴射材を噴射する為のポンプ圧：０．１ＭＰａ
部材１の移動速度：１０ｍｍ／ｓｅｃ
【００６６】
処理後、付着した微細砥粒等を洗い流し、乾燥した。
【００６７】
得られた部材１の表面は、一様なつや消し梨地表面で、目視上、残渣物や表面の欠陥は認められなかった。
【００６８】
続いて、同部材１に第二噴射材を圧搾気体と共に噴射した。
【００６９】
条件は下記の通りである。
【００７０】
液体：水
微細球形砥粒：ジルコニアビーズ粒径約５０μｍ
微細球形砥粒の濃度：１８％（ｖ／ｖ）
圧搾気体：空気
圧搾気体圧力：０．２ＭＰａ
第二噴射材を噴射する為のポンプ圧：０．１ＭＰａ
部材１の移動速度：３０ｍｍ／ｓｅｃ
【００７１】
処理後、付着した微細球形砥粒等を洗い流し、乾燥した。
【００７２】
得られた部材１の表面は、高級感のある銀色の光沢を有していた。この表面を拡大して確認してみたところ、無数のディンプル状のくぼみと光点が見られ、前記光沢は微細球形砥粒の形状転写によるものであることが確認された。
【００７３】
続いて、同部材１に直接防錆処理を施した。
【００７４】
使用した電解液は、フッ化ナトリウム１モル／リットル、リン酸三ナトリウム０．０５モル／リットル、グリセリン０．１モル／リットルで、直流電圧５０ボルトで１０分間、電解処理を行った。
【００７５】
処理後、水洗，乾燥して陽極酸化皮膜の断面を観察したところ、厚さ２〜３μｍの均一な陽極酸化皮膜が形成されていることが確認された。
【００７６】
続いて、同部材１にプライマ無しでエポキシ塗料を厚さ１５μｍの厚さに塗布した。
【００７７】
得られた部材１は、素地の粗さをわずかに残し、従来の二層，三層の塗装層が形成された部材の表面と比較して極めて高級感のある表面に仕上がった。
【００７８】
この部材１に１００マスのゴバン目試験（ＪＩＳ−Ｋ５６００、塗膜の密着力を評価する方法）を行ったところ、１００／１００と、塗装の剥離は発生しなかった。更に、この部材１に塩水噴霧試験を、８時間噴霧、１６時間停止で２サイクル実施したが、腐食は認められなかった（図２参照）。
【００７９】
比較例１
ＡＺ３１製試験板に実験例１と同様の方法で、第一噴射材の噴射及び第二噴射材の噴射を行い、更に、塩水噴霧試験を実施したところ、部材全面が腐食し、外形の一部が崩れていた。
【００８０】
比較例２
ＡＺ３１製試験板に実験例１と同様の方法で、第一噴射材の噴射及び第二噴射材の噴射を行い、続いて、クロム酸化成処理を行ったものについて、塩水噴霧試験を実施したところ、無数の貫通孔が見られ、腐食面積率は２５％に達していた。
【００８１】
比較例３
ＡＺ３１製試験板に実験例１と同様の方法で、第一噴射材の噴射及び第二噴射材の噴射を行い、実験例１と同様の陽極酸化皮膜を形成したものについて、塩水噴霧試験を実施したところ、腐食面積率は８％であった。
【００８２】
比較例４
ＡＺ３１製試験板に実験例１と同様の方法で、第一噴射材の噴射及び第二噴射材の噴射を行い、電圧のみ１００ボルトとして実験例１と同様の陽極酸化皮膜を形成したものについて、塩水噴霧試験を実施したところ、腐食面積率は２％であった。
【００８３】
以上の実験結果により、本実施例によれば、金属光沢を有しながら、極めて耐食性の高いプレス成形用のマグネシウム合金製部材１が得られることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施例のノズル体３の説明図である。
【図２】  実験例における塩水噴霧試験後の腐食面積を示す表である。
【符号の説明】
１  部材
【図１】
0003746212.tif 000002
【図２】
0003746212.tif 000003