7075アルミニウム合金は、亜鉛含有量の高い7シリーズアルミニウム合金であり、優れた機械的特性と軽量特性から、航空宇宙、軍事、ハイエンド製造業で広く使用されています。しかし、表面処理、特に耐食性と表面硬度を高めるための陽極酸化処理には、いくつかの課題があります。
陽極酸化処理は、金属表面に酸化アルミニウム膜を形成する電気化学的プロセスであり、耐摩耗性、耐腐食性、そして美観を向上させます。しかし、7075アルミニウム合金は亜鉛含有量が高く、Al-Zn-Mg合金の組成特性により、陽極酸化処理中にいくつかの問題が発生する傾向があります。
1. 色ムラ：亜鉛元素は酸化効果に大きな影響を与えるため、酸化後のワークピースに白い縁、黒い斑点、色ムラが生じやすくなります。これらの問題は、特に鮮やかな色（赤、オレンジなど）に酸化しようとすると顕著になります。これらの色は安定性が比較的低いためです。
2. 酸化膜の密着不足：7シリーズアルミニウム合金に従来の硫酸陽極酸化処理を施すと、アルミニウム合金成分の不均一な分布と偏析により、陽極酸化処理後の酸化皮膜表面の微細孔の大きさが大きく異なります。これにより、場所によって酸化皮膜の品質と密着性に差が生じ、場所によっては酸化皮膜の密着性が弱くなり、剥がれ落ちることもあります。
これらの問題を解決するには、特殊な陽極酸化処理プロセスを採用するか、既存のプロセスを改善する必要があり、例えば電解液の組成、温度、電流密度の調整など、酸化皮膜の品質と性能に影響を与えます。例えば、電解液のpHは酸化皮膜の成長速度と細孔構造に影響を与え、電流密度は酸化皮膜の厚さと硬度に直接関係します。これらのパラメータを正確に制御することで、特定のニーズを満たす陽極酸化アルミニウム皮膜をカスタマイズできます。
実験によると、7シリーズアルミニウム合金を陽極酸化処理すると、厚さ30～50μmの酸化膜が得られることが示されています。この酸化膜は、アルミニウム合金基板を効果的に保護し、その耐用年数を延ばすだけでなく、プロセスパラメータを調整することで特定の性能要件を満たすことができます。また、陽極酸化処理後のアルミニウム合金表面に有機顔料または無機顔料を吸着させて染色することで、アルミニウム合金に豊かな色彩を与え、様々な美的要求を満たすことができます。
要するに陽極酸化処理は、7シリーズアルミニウム合金の性能を向上させる効果的な手段です。プロセスパラメータを調整することで、特定の硬度と厚さの要件を満たす保護膜を形成でき、アルミニウム合金の応用分野を大幅に拡大します。
投稿日時: 2024年10月19日
