[0001 ]本发明涉及在由多元酸水溶液形成的处理浴中以规定的电压对由铝或铝合金形 成的铝材进行阳极氧化处理而在表明产生多孔性阳极氧化皮膜的铝材的阳极氧化处理方 法,特别涉及可以通过阳极氧化处理尽可能地抑制晶粒图案显著化的铝材的阳极氧化处理 方法。
[0002] 对于铝材,由于铝自身易被酸和碱等侵蚀,为赋予其抵抗腐蚀能力和耐磨耗性等,通常 广泛进行下述阳极氧化处理:在电解质溶液中将铝材作为阳极并通电,在其表明产生氧化 铝(Al 2〇3)皮膜(阳极氧化皮膜)。然后,在例如使用作为电解质的硫酸、草酸、磷酸等的酸水 溶液的阳极氧化处理过程中,虽经该阳极氧化处理而形成称作多孔型皮膜的阳极氧化皮 膜,但是该多孔型皮膜由称作阻隔层的内侧(铝一侧)的致密的皮膜和在其外侧形成的具有 大量的孔的称作多孔层的多孔性皮膜构成,在阳极氧化处理的初期首先形成与处理电压相 应的阻隔层,之后在阻隔层上产生大量的孔,所述大量的孔成长而形成多孔层。
[0003] 之后,在阳极氧化处理前的铝材中,通常起因于材料中存在的晶粒的图案(晶粒图 案)由肉眼没办法识别,但是如果实施上述阳极氧化处理,则主要由晶粒取向的不同而导致晶 粒图案的显著化。
[0004] 关于该阳极氧化处理后的铝材中的晶粒图案,虽然也提出了将其作为装饰性高的 物品而大胆地使其结晶取向的差异更为鲜明地呈现、利用光的反射而使晶粒图案显著化的 技术(例如参照专利文献1),但是在例如门把手和栅栏等住宅用部件、把手和曲轴等自行车 用部件、乘用车门框和内板等车辆用部件、首饰和钟表等装饰部件、反光镜和照相机等光学 制品用部件、印刷用辊等用途上,具有重视其外观和均一性的情况,若这种晶粒图案显著则 存在被判断为外观不良的可能性。
[0005] 该阳极氧化处理后的铝材中晶粒图案的问题就在于,在铝材中铝纯度(A1纯度)高的 情况下,晶粒的尺寸变大而更为显著化,另外,在铝材表面经过磨光加工等切削加工、抛光 研磨、电解研磨、化学研磨等镜面加工手段实施镜面处理的情况下也更为显著化。
[0006] 因此,作为使上述阳极氧化处理后的铝材表面的晶粒图案无法由目视识别的方 法,认为有下述方法:在铸造阳极氧化处理前的铝材时,通过调节其冷却速度、或者是实施 冷锻等加工,使铝材中存在的晶粒的大小比目视能够确认的尺寸(约为100μπι)更小,藉此使 外观上的晶粒图案变得不显著。
[0007] 但是,铝的加工方法依据制品而存在限制,因而减小晶粒的尺寸时存在界限,另外 特别是在铝材为Α1纯度高的材料的情况下,在制造该材料时,将需要热处理的材料的晶粒 尺寸减小为100μπι以下存在技术上的困难,或者即便假设能够减小晶粒的尺寸,在铝材中晶 粒凝集的情况下,也存在外观呈现为一个大尺寸晶粒的可能性,难以获得均一的外观。
[0008] 此外,专利文献2提出了下述方案:为防止化学蚀刻时易发生的由晶粒取向差引 起的称作条纹(日文:只印一夕)的折痕状纹路和称作表面不均匀性(日文:面質乜b)的表 面粗糙状的不均匀处理,在阳极氧化处理之前实施(1)除垢处理、(2)在盐酸水溶液中使用 规定频率的交流电流而进行的电量1~300C/dm2的预备电化学粗糙化处理、(3)在盐酸水溶 液中进行的电化学粗糙化处理和(4)规定量的蚀刻处理及/或盐酸水溶液中进行的除垢处 理,从而制造表面形状得到改良的平版印刷版用铝支撑体。但是,使用该方法而实施的预备 电化学粗糙化处理,是在一元酸中对铝进行电化学溶解而粗糙化的蚀刻处理,而不是通过 阳极氧化处理形成多孔型阳极氧化皮膜的处理。
[0011] 专利文献1:日本专利特开号公报 [0012] 专利文献2:日本专利特开号公报
[0014] 于是,本发明者对因阳极氧化处理而晶粒图案显著化的原因进行了详细调查和研 究,结果发现阳极氧化处理后的铝材中铝金属(A1)/阻隔层(Al 2〇3)的界面处的形状因每个 晶粒的取向不同而不同。即,根据本发明者的研究,在阳极氧化处理过程中,皮膜形成的初 期首先形成阻隔层,之后在形成的皮膜上开始产生孔,但是如果存在晶粒取向的差异,则因 该晶粒取向的差异而产生的孔也产生差异,由此铝金属(A1)/阻隔层(Al 2〇3)的界面处生成 的大量的孔在形状和凹凸上产生细微的差异,这些形成的大量的孔之间的细微的差异在之 后由大量的孔成长而形成的多孔层中也得到反映。然后,由此形成的阳极氧化皮膜的大量 的孔之间的细微的差异,尽管其差异极小,但是在表面被光照射时得到加强,晶粒图案显著 化,导致阳极氧化处理后的铝材没办法形成均一的外观。
[0015] 之后,本发明者在该研究结果的基础上,还对使与晶粒取向无关的铝金属(A1)/阻 隔层(Al2〇3)的界面处产生的孔尽可能一致化的办法来进行了研究,结果发现在用10V以上的 靶电压进行的阳极氧化处理之前,预先用低电压以规定的电量进行阳极氧化处理,藉此在 铝材的表面上预先形成具有大量细微而均一的孔的预皮膜(日文:皮膜),由此可在之 后的使用靶电压进行的阳极氧化处理过程中形成具有形状均一的孔的多孔层,也能尽可能 地防止阳极氧化处理后的铝材中晶粒图案的显著化,从而完成了本发明。
[0016] 因此,本发明的目的是提供能够在铝或铝合金形成的铝材上尽可能不使晶粒图 案显著化、并能以10V以上的处理电压形成多孔型阳极氧化皮膜的铝材的阳极氧化处理方 法。
[0018] 即,本发明是在由多元酸水溶液形成的处理浴中以靶电压10V以上的处理条件对 由铝或铝合金形成的铝材进行阳极氧化处理而在所述铝材表明产生多孔性阳极氧化皮膜 的铝材的阳极氧化处理方法,其特征是,作为所述阳极氧化处理的预处理,在由多元酸水 溶液形成的处理浴中以电压6V以下的处理条件进行阳极氧化处理直至电量达到0.05C/cm 2 以上,从而在所述铝材的表明产生多孔性预皮膜。
[0019] 本发明中,作为阳极氧化处理对象的由铝或铝合金形成的铝材,无特别限制,可例 举在由多元酸水溶液形成的处理浴中以靶电压10V以上的处理条件进行阳极氧化处理而在 表明产生多孔型阳极氧化皮膜时,以存在于铝材的晶粒引起的晶粒图案显著化的材料为对 象,特别是在A1纯度高且材料中存在的晶粒尺寸为100M1以上、晶粒图案容易显著化的A1纯 度高的材质的铝材,例如纯度99.99%以上的高纯度铝材料等。另外,关于该铝材,在其表面 经过抛光研磨、电解研磨、切削加工、以及化学研磨等镜面加工手段进行镜面处理的情况下 晶粒图案也容易显著化,因此本发明对于这种表面经过镜面处理的铝材也具有效果。
[0020] 此外,本发明中,作为阳极氧化处理的处理条件的「靶电压」是指,例如在使用由作 为多元酸水溶液的10~20重量%的硫酸水溶液形成的处理浴以在铝材的表明产生耐腐蚀 皮膜、染色用皮膜、装饰用皮膜等的情况下通常施加10~20V左右的直流电压,或者在使用 由作为多元酸水溶液的0.01~4重量%的草酸水溶液形成的处理浴以在铝材的表明产生耐 腐蚀皮膜、耐磨耗性皮膜、装饰用皮膜等的情况下通常施加10~600V左右的直流电压,从而 如上所述以规定的目的使用规定的处理浴而实施阳极氧化处理时所施加的电压。
[0021] 另外,本发明中,铝材中存在的晶粒的尺寸是指,例如将铝材的表面研磨(例如抛 光研磨)而将断面呈现后,向该断面涂布腐蚀液(例如塔克液(日文:力一液)和氢氧化钠 液等),以能够目视识别晶粒的条件使试料断面的表面溶解,之后使用显微镜和倒置显微镜 对断面拍摄,在所得拍摄画面上划出例如3根左右的一定长度(例如50mm、20mm)的线,数出 落在该线段上的晶粒数,用线段长度(L)除以晶粒数(N)而求出L/N的值,将所得L/N的值作 为晶粒的尺寸(长度),一般称之为「切断法」。
[0022]本发明中,以靶电压进行的阳极氧化处理之前实施的预处理中,在由多元酸水溶 液形成的处理浴中以电压6V以下的处理条件实施阳极氧化处理直至电量达到0.05C/cm2以 上,从而在所述铝材的表明产生预皮膜。
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