7系アルミニウム合金はなぜ酸化しにくいのですか？

7075 アルミニウム合金は、亜鉛含有量が高い 7 シリーズ アルミニウム合金であり、その優れた機械的特性と軽量特性により、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、特に耐食性や表面硬度を高めるために陽極酸化処理を行う場合には、いくつかの課題があります。

陽極酸化は、金属表面に酸化アルミニウム膜を形成し、耐摩耗性、耐食性、美観を向上させる電気化学プロセスです。ただし、7075 アルミニウム合金の亜鉛含有量が高く、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：亜鉛元素は酸化作用に大きな影響を与え、酸化後にワークピースに白エッジ、黒点、色ムラが発生しやすくなります。これらの問題は、明るい色 (赤、オレンジなど) に酸化しようとする場合に特に顕著です。これらの色の安定性は比較的低いためです。

2. 酸化皮膜の密着不足：7系アルミニウム合金を従来の硫酸陽極酸化処理で処理すると、アルミニウム合金成分の不均一な分布や偏析により、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変化します。そのため、場所によって酸化皮膜の質や密着力に差が生じ、場所によっては酸化皮膜の密着力が弱く、剥がれてしまう場合もあります。

これらの問題を解決するには、特殊な陽極酸化プロセスを採用するか、電解液の組成、温度、電流密度の調整など既存のプロセスを改良する必要があり、これが酸化皮膜の品質や性能に影響を与えます。たとえば、電解質の pH は酸化膜の成長速度と細孔構造に影響を与えます。電流密度は酸化膜の厚さと硬さに直接関係します。これらのパラメータを正確に制御することで、特定のニーズに合わせた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系アルミニウム合金を陽極酸化処理すると、厚さ30μm～50μmの酸化皮膜が得られることが分かりました。この酸化膜は、アルミニウム合金基板を効果的に保護し、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もできます。陽極酸化後のアルミニウム合金の表面を染色して有機または無機顔料を吸収し、アルミニウム合金に豊かな色を与え、さまざまな美的要件を満たすこともできます。

要するに、陽極酸化は 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作製することができ、アルミニウム合金の応用分野が大幅に拡大します。