アルミニウム合金ダイカストの表面処理技術

アルミニウム合金とは

軽金属材料であるアルミニウム合金は、アルミニウムをベースにした合金であり、他の合金元素を一定量添加しています。

アルミニウム合金は無毒で、リサイクルが容易で、密度が低く、機械的特性と加工性に優れ、導電性と熱伝達に優れており、航空宇宙、海洋、金属包装、化学産業、その他の分野で広く使用されています。

航空宇宙分野では、軽量で便利な加工により、航空機製造の主な材料となっています。

海洋産業では、アルミニウム合金は密度が低いため船全体の重量を減らし、船の速度の増加を利用する必要があります。

金属パッケージに関しては、アルミニウム合金は無毒でリサイクルが容易なため、環境汚染の削減に役立ちます。優れた機械的特性、軽量、高強度により、保管や輸送に役立ちます。優れたバリア性能により、悪環境による商品の損傷を防ぎ、商品の貯蔵寿命を延ばすのに役立ちます。また、アルミニウム合金のパッケージには、独特の金属光沢、手触りの良さ、美しい外観があります。

化学産業では、アルミニウムおよびアルミニウム合金は、熱交換装置、パイプ、および化学装置の多くのライニングで広く使用されています。

アルミニウム合金ダイカストとは

アルミニウム合金は現在、ダイカスト業界で最も広く使用されている非鉄金属材料です。 アルミニウム合金ダイカスト製品 主に電子機器、自動車、家電部品、一部の通信産業、大型航空機、船舶、その他の分野で使用されています。

アルミニウム合金ダイカストの表面処理の理由

科学技術の急速な発展と産業経済により、人々はアルミニウム合金の製造方法と表面処理の方法にますます注目を集めています。空気中では、アルミニウム合金の表面がすぐに薄膜で覆われるため、アルミニウム合金の耐食性がある程度制限される可能性があります。アルミニウム合金表面の酸化皮膜は、大気環境下でゆっくりと酸化されやすく、アルミニウム合金が腐食します。この腐食は、アルミニウム合金の表面を粗くするだけでなく、アルミニウム合金の特性にも一定の影響を及ぼします。そのため、アルミ合金ダイカストの表面処理を行い、アルミ合金の腐食を効果的に防止しています。

アルミニウム合金の腐食の原因

アルミニウム合金の大気腐食挙動は、特殊な化学腐食反応です。通常の環境では、アルミニウム合金材料は空気中の酸素、水分子、およびその他の腐食性物質と接触して化学的に反応し、それによってアルミニウム合金の表面に薄い酸化膜を形成します。これらのアルミニウム合金の表面の酸化皮膜は、空気中の水分子やその他の物質と接触し続け、より複雑な化学反応が起こり、それによってアルミニウム合金が腐食します。

アルミニウム合金の大気腐食の要因

• 大気汚染物質

空気には、空気成分と組み合わされたさまざまな汚染物質が含まれており、一連の化学変化が発生します。

たとえば、二酸化硫黄は空気中の他の成分と接触して変換される可能性があります。酸化アルミニウム膜の表面に二酸化硫黄が蓄積し、膜の酸性度が増し、アルミニウム合金表面の酸化膜が破壊され、アルミニウム合金が徐々に腐食します。

• 気候と環境への影響

空気中の水分子、水蒸気、気温もアルミニウム合金の腐食に影響を与えます。

空気中の水分子と水蒸気がアルミニウム合金表面の酸化膜に付着し、酸化アルミニウム膜を液化して膜の酸化を促進し、アルミニウム合金を徐々に腐食させます。

温度が高く、環境が乾燥しているほど、腐食は遅くなります。温度が低く、環境が湿度が高いほど、酸化膜の酸化が促進されやすくなります。

物理的表面処理方法

物理的処理方法は、アルミニウム合金ダイカストの表面を、それ自体の組成を変えることなく表面処理することです。

サンドブラストプロセス

サンドブラストとは、アルミニウム合金ダイカストの表面をブラストして、ワーク表面の外面の外観や形状を変えることです。一般に、アルミニウム合金ダイキャスティングの表面処理には、巨視的な粗さを増すために、粒子サイズの異なる酸化アルミニウムまたは二酸化ケイ素が使用されます。

サンドブラスト手順では、処理するアルミニウム合金ダイカストを直接ブラストすることはできません。 サンドブラストの前に表面の油やグリースなどの汚染物質を除去する必要があり、汚染物質が除去された後にサンドブラストが実行されます。プレブラスト処理の品質は、コーティングの接着性、外観、耐湿性、および耐食性に影響します。

機械的研削方法

機械的研削方法は、アルミニウム合金ダイカストの粗面をいくつかの粗面物質を使用して研削することです。アルミニウム合金のダイカストを機械的研削で処理する場合、アルミニウム合金の表面を研削するためにサンドペーパー、ワイヤーブラシなどが一般的に使用されます。さらに、リン酸陽極酸化の前処理方法として機械研磨を使用することもできます。

化学的方法

陽極酸化

陽極酸化 は、アルミニウムとその合金が、対応する電解質と特定のプロセス条件下で印加電流の作用下でアルミニウム製品（アノード）上に酸化膜を形成するプロセスです。

アルミニウムとその合金は、対応する電解質（硫酸、クロム酸、シュウ酸など）にアノードとして配置され、特定の条件下で印加電流の作用下で電気分解が実行されます。このプロセス中に、アノードまたはその合金のアルミニウムが酸化し、表面に酸化アルミニウムの薄層を形成します。一般的に、陽極はアルミニウム合金または陽極としてのアルミニウムでできており、陰極は鉛板から選択され、アルミニウムと鉛板は一緒に水溶液に入れられます。硫酸、シュウ酸、クロム酸などがあり、電解を行ってアルミニウム製品の表面に酸化皮膜を形成します。これらの酸の中で、最も普及しているのは硫酸による陽極酸化です。目的は、耐食性を向上させ、耐摩耗性と硬度を高め、金属表面を保護することです。

マイクロアーク酸化

プラズマ電解酸化としても知られるマイクロアーク酸化は、陽極酸化技術に基づいて開発されており、得られるコーティングは陽極酸化よりも優れています。この方法の耐食性と耐摩耗性は、従来の陽極酸化コーティングよりも大幅に優れています。

陽極酸化電圧がある臨界値に達すると、材料表面の酸化物層が破壊されてアーク放電が発生し、瞬間的に高温高圧が発生します。酸化膜は、高温高圧の作用下で非金属セラミック層を形成します。

エレクトロコーティング

電気コーティングとは、外部電界を利用して、電気泳動液に懸濁した顔料や樹脂などの粒子を一方の電極の基板表面に移動・堆積させるコーティング法のことです。電界の作用下で、コーティングがワークピース上に堆積され、均一な膜を形成します。電気泳動コーティングは、陽極酸化フィルムとポリマーコーティングの利点を組み合わせており、均一な膜厚、強力な接着性、高い塗料利用率、および速い建設速度という利点があります。

リン酸塩処理

リン酸塩処理は一般的に使用される前処理技術であり、原則として化学変換膜処理に属します。主に鋼表面のリン酸塩処理に使用されますが、非鉄金属（アルミニウムや亜鉛など）もリン酸塩処理に使用できます。

リン酸塩処理は、リン酸塩化学変換コーティングプロセスを形成するための化学的および電気化学的反応です。 リン酸塩処理の主な目的は、金属がある程度腐食するのを防ぎ、塗装前のプライマーとして使用したり、膜厚膜の接着性や防食性を向上させることなどです。

シリル化処理

シリル化処理は、近年開発された新しいタイプの金属表面保護プロセスです。これは、オルガノシランを主原料とする金属または非金属材料の表面処理のプロセスです。汚染がなく、処理された部品に対して優れた耐食性を備えています。

従来のリン酸塩処理と比較して、シラン化には次の利点があります：リン、有害な重金属イオン、および加熱がありません。 シラン処理工程では沈殿物が発生せず、処理時間が短く、制御が簡単で、処理工程が少なく、入浴液を再利用できます。塗料の下地等への密着性を効果的に向上させることができます。

結論

JTRは、高品質のラピッドプロトタイピングおよび大量生産サービスを提供するメーカーです。 CNC機械加工、表面処理、ダイカスト、3D印刷などのサービスを提供し、製品のカスタマイズと製造が可能です。