マグネシウム合金の表面処理技術

この記事では、マグネシウム合金の基本的な特性と用途、およびマグネシウム合金に一般的に使用される 5 つの表面処理技術を紹介します。

マグネシウム合金の性質

マグネシウム合金とは、マグネシウムをベースに他の元素を加えた合金を指します。その中で、マグネシウム-アルミニウム合金が最も広く使用されており、続いてマグネシウム-亜鉛-ジルコニウム合金とマグネシウム-マンガン合金が使用されています。

マグネシウム合金の応用

マグネシウム合金は密度が低く、強度が高い。マグネシウム合金は、デジタル一眼レフ カメラ、自動車、航空宇宙などの分野で広く使用されています。

デジタル一眼レフカメラへの応用

マグネシウム合金は、低密度、高強度、および特定の耐腐食性を備えています。そのため、一眼レフカメラの骨格としてよく使われます。通常、中高級機やプロ仕様のデジタル一眼レフカメラでは、マグネシウム合金が骨格として採用されます。マグネシウム合金製の骨格は丈夫で手触りも良いです。

車載アプリケーション

(1) クラッチ ハウジング、インストルメント パネル、ギアボックス ボディ、エンジン フロント カバー、シリンダー ヘッド、エアコン ハウジングなど。

(2) ハンドル、ブレーキブラケット、シートフレームなど

航空宇宙への応用

マグネシウム合金は、航空機、宇宙船、ロケットおよびミサイルの製造業界で使用される最軽量の金属構造材料です。

マグネシウム合金の表面仕上げ

マグネシウム合金は、低密度、優れた比性能、優れた衝撃吸収性、優れた電気伝導性と熱伝導性、および優れたプロセス性能により、輸送、ロケット技術、その他の分野で広く使用されています。

経済の発展に伴い、科学技術のレベルは向上しました。さまざまな表面処理技術がマグネシウム合金の表面処理プロセスに適用され、マグネシウム合金材料の適用範囲を効果的に拡大し、マグネシウム合金材料の寿命を延ばし、マグネシウム合金の役割を果たすことができます。

耐食性が低いことが、マグネシウム合金のさらなる用途を制限する主な理由となっています。マグネシウム合金の腐食の主な理由は、マグネシウム合金の表面に効果的な保護膜を形成することができず、他の金属材料と接触すると陽極として機能することです.

マグネシウム合金の腐食を効果的に防止するために、マグネシウム合金に表面処理を施すことができます。表面処理技術は、マグネシウム合金の保護に効果があるだけでなく、シンプルで経済的です。密着性に優れた緻密で均一なコーティングは、優れた保護の役割を果たし、マグネシウム合金材料の腐食速度を効果的に低下させることができます。

現在、一般的に使用されているマグネシウム合金の表面処理技術には、電気めっき、無電解めっき、化成処理、陽極酸化、およびマイクロアーク酸化が含まれます。

1.化成処理

化成処理皮膜は、金属表面の原子と媒体中の陰イオンが反応して、金属表面に密着性のよい剥離層を形成するものです。この化合物隔離層の層を化成処理皮膜といいます。

マグネシウム合金の化成皮膜には、有機化成皮膜と無機化成皮膜があり、無機化成皮膜が多い。無機化成皮膜には、クロム酸塩化成皮膜、リン酸塩化成皮膜、希土類金属塩化成皮膜、スズ酸塩化成皮膜、過マンガン酸カリウム化成皮膜があります。

有機変換膜には、有機金属化合物変換膜、有機酸変換膜、自己組織化単分子膜などがあります。 マグネシウム合金の化成処理皮膜は比較的薄く柔らかいため、単独で使用されることは少なく、一般的に中間保護処理として使用されます。

(1) 無機変換膜

その中でもクロメート化成は比較的成熟したものです。クロメート化成皮膜は、錆の発生を遅らせ、耐食性を向上させることができます。

クロム含有化成皮膜の防食効果は優れていますが、高温環境下での使用が可能です。しかし、それに含まれる六価クロムは有毒であり、廃液の処理コストが高く、環境を汚染するため、環境にやさしいクロムフリー化成法に徐々に置き換えられています。

クロムフリーの化成処理には、主にリン酸塩、マンガン酸塩、モリブデン酸塩、スズ酸塩、有機酸塩、希土類不動態化、および複合転換方法が含まれます。

(2)有機化合物変換フィルム

マグネシウム合金の有機物処理は、マグネシウム合金の耐食性を向上させる新しいクロムフリー化成処理プロセスです。変換フィルムには、優れた耐食性、環境への配慮、無毒無害、入手しやすい原材料、および低コストという利点があります。マグネシウムおよびマグネシウム合金の有機化合物化成皮膜は、有機金属化合物化成皮膜、有機酸化合物化成皮膜、自己組織化単分子膜の 3 つのカテゴリに分類できます。

• 有機金属化合物変換コーティング

有機化合物が金属原子と反応した後、マグネシウム合金基材に良好な保護効果があり、マグネシウム合金の耐食性を大幅に向上させることができます。

• 有機酸化合物変換フィルム

シュウ酸化成処理は毒性が低く、環境汚染が少ないという特徴があります。最適化されたプロセス条件下では、シュウ酸化成コーティングは、均一で小さく、比較的高密度の粒子で構成され、優れた接着性と耐食性を備えており、その性能は使用基準を満たすことができます.

• 自己組織化単層

自己組織化単分子膜とは、溶液相または気相中の固体表面に有機分子が自発的に吸着することによって形成された、密に配置された二次元の単分子膜を指します。耐食性に優れ、秩序と配向性が高く、充填密度が高く、欠陥が少なく、構造が安定しています。自己組織化膜の構造と特性は、溶液の特性 (濃度、pH など)、組み立てられた分子の特性、基板が溶液に浸漬される時間、溶媒など、多くの要因の影響を受けます。

2.サーメットコーティング

マグネシウム合金の表面に溶射、蒸着などにより他の金属層を形成し、防食や装飾の目的を達成します。

(1) 蒸着

蒸着技術は、化学蒸着と物理蒸着に分けられます。 気相での物理的および化学的プロセスを使用して、ワークピースの表面の組成を変更し、特殊な特性（超硬耐摩耗層または特殊な光学的および電気的特性など）を備えた金属または化合物のコーティングを形成することを指します。表面。蒸着は、金型表面強化の新技術の 1 つで、機械部品の耐摩耗性と耐食性の向上に重要な役割を果たします。

蒸着は通常、遷移族元素 (チタン、バナジウム、クロム、ジルコニウム、モリブデン、タンタル、ニオブ、およびハフニウム) と炭素、窒素、酸素、およびホウ素化合物の層でワークピースの表面を約 0.5 ～ 10 の厚さで覆います。 μm

(2)溶射

溶射技術は、熱源を使用して溶射材料を溶融または半溶融状態に加熱し、前処理された基材表面に一定の速度で溶射および堆積させてコーティングを形成する方法です。

溶射技術は、一般的な材料の表面に特殊な作業面を作成します。異なるコーティング材料に応じて、耐摩耗性、耐酸化性、耐腐食性、および耐熱性の 1 つまたは複数の特性を得ることができます。

マグネシウム合金の溶射表面処理は、金属、セラミック、またはポリマーコーティングが、溶融または半溶融状態の基材の表面にコーティングの小さな液滴を噴霧して、溶射層を形成する場合です。

3.レーザー表面合金化

レーザー合金化とは、材料の表面に急速に溶融、凝固、および新しい合金物質を形成し、レーザーと固相物質間の相互作用の熱効果によって物理的および化学的特性を変化させるプロセスを指します。マグネシウム合金の耐食処理のためのレーザー表面改質技術は、広く使用されています。

4.イオン注入

イオン注入は、静電場の作用下で真空中の材料に加速された高エネルギー イオンを注入することです。注入されたイオンは、固溶体の置換位置または格子間位置にあり、平衡構造の表面層を形成します。

5.熱拡散

マグネシウム合金にコーティング粉末を接触させて熱処理することにより、マグネシウム合金の表面にコーティングを得る方法が熱拡散技術です。

結論

JTR お客様の要件を満たすために、さまざまな表面処理技術を提供できます。お客様の設計を数時間で実現できる高品質の製造ソリューションを提供し、さまざまな精密CNC加工設備を備えており、サンプル開発、試作、および量産段階でさまざまな顧客のさまざまなニーズを満たすことができます。 .