アルミニウムの一般的な化学処理には、クロメート処理、塗装、電気メッキ、陽極酸化、電気泳動などがあります。機械的処理には、ブラッシング、研磨、サンドブラスト、研削などのプロセスが含まれます。
セクション 1: クロメート処理
クロメート処理は、製品の表面に厚さ0.5-4マイクロメートルの化成皮膜を形成します。この化成皮膜は密着性に優れ、主に塗装の下地層として機能します。外観は金色、アルミニウム色、緑色などがあります。このタイプのコーティングは優れた導電性を備えているため、携帯電話のバッテリーや電磁装置の導電性ストリップなどの電子製品に最適です。あらゆるアルミニウムおよびアルミニウム合金製品に適しています。ただし、コーティングは柔らかく耐摩耗性がないため、外部製品のコンポーネントにはあまり適していません。
クロメート処理の流れ:脱脂→アルミ酸エッチング→クロメート処理→梱包→保管
クロメート処理はアルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金に適しています。
品質要件:
均一な色と細かいコーティングで傷やダメージがありません。表面がざらざらしていたり、ほこりがあってはいけません。
コーティングの厚さは 0.3-4 マイクロメートルである必要があります。
セクション 2: 陽極酸化処理
陽極酸化処理により、製品表面に均一で緻密な酸化物層（Al2O3・6H2O、通称コランダム）が形成されます。この層は 200-300 HV の硬度を達成でき、特殊な製品には硬質陽極酸化処理を施し、400-1200 HV の硬度レベルに達することができます。したがって、硬質アルマイト処理は、油圧シリンダーやトランスミッション部品にとって不可欠な表面処理プロセスです。
さらに、この処理は耐摩耗性に優れているため、航空宇宙関連製品には必須の処理です。陽極酸化処理と硬質陽極酸化処理の違いは、陽極酸化処理層を着色できるかどうかにあり、陽極酸化処理の方がはるかに優れた装飾オプションを提供します。
一般的なプロセス:一般的な陽極酸化プロセスには、つや消しマットなナチュラル色、つや消し光沢のあるナチュラル色、つや消し光沢のあるカラー、つや消しマットなカラー (任意の色に染色可能)、光沢のある光沢のあるナチュラル色、光沢のあるマットなナチュラル色、光沢のある光沢のあるカラー、および光沢のあるマットなカラーが含まれます。これらのコーティングはすべて照明器具に使用できます。
陽極酸化処理の流れ:脱脂→アルカリエッチング→化学研磨→中和→リンス→中和→陽極酸化→染色→封孔→湯洗→乾燥
よくある品質問題:A. 表面がまだらになっているように見えますが、これは通常、不十分な金属の状態または標準以下の素材が原因です。解決策: 再加熱処理または材料の変更。 B. 表面は虹色を示しますが、これは多くの場合、陽極酸化処理時の誤差が原因です。解決策: コーティングを除去し、再度陽極酸化処理を行います。 C. 表面の重大な傷や擦り傷は、通常、輸送または不注意な処理によって生じます。解決策: コーティングを除去し、研磨し、再度陽極酸化処理します。 D. 染色中に白い斑点が発生します。これは通常、陽極酸化処理中の水中の油分や不純物が原因です。
品質基準:
コーティングの厚さは 5-25 マイクロメートル、硬度は 200 HV 以上、シール試験中の色の変化率は 5% 未満です。
36時間以上の塩水噴霧テストを実施し、レベル9のCNS基準を満たしています。
表面に傷や汚れ、変色などはありません。
注記：圧力ダイカストアルミニウム (A380、A365、A382 など) は陽極酸化を受けてはなりません。
セクション 3: アルミニウム材料の電気めっき
アルミニウムおよびアルミニウム合金の利点:アルミニウムとその合金は、優れた導電性、素早い熱伝達、低密度、そして成形の容易さを備えています。しかし、硬度が低い、耐摩耗性が低い、粒界腐食しやすい、溶接が難しいなどの欠点もあり、用途が限定される場合があります。これらの制限を克服するために、現代の産業では電気めっきが使用されています。
アルミニウム電気めっきの利点:
美観を向上させます。
表面硬度と耐摩耗性が向上します。
摩擦係数を低減し、潤滑性を高めます。
表面の導電性を高めます。
耐食性が向上します（他金属との併用も含む）。
溶接が容易になります。
ゴムとの熱プレス時の接着強度が向上します。
反射率を高めます。
寸法公差を修正します。
アルミニウムは反応性が高いため、電気メッキされた材料は通常、アルミニウム自体よりも反応性が高くなります。したがって、亜鉛または亜鉛合金中間層とアルミニウム基板との間の良好な結合を確実にするために、亜鉛浸漬、亜鉛鉄合金、または亜鉛ニッケル合金などの化学変換プロセスが必要である。圧力ダイキャストアルミニウム構造は多孔質です。過度に研削すると、ピンホール、酸の泡立ち、剥離が発生する可能性があります。
電気めっきプロセス フロー:脱脂→アルカリエッチング→活性化→亜鉛置換→活性化→電気めっき（ニッケル、亜鉛、銅など）→クロムめっきまたは不動態化→乾燥。
品質要件:
黄ばみ、ピンホール、バリ、気泡、傷等がないこと。
コーティングの厚さは 15 マイクロメートルを超え、塩水噴霧試験は 48 時間続き、軍事規格レベル 9 に適合し、電位差は 130-150 mV の範囲にあります。
接着強度は60-度の曲げ試験に合格する必要があります。
特殊な環境向けの製品は調整が必要な場合があります。
セクション 4: アルミニウムコーティング
塗装方法には浸漬、スプレー、フラッディング、ローリング、刷毛塗りなどがあり、浸漬とスプレーが主な手法です。浸漬または電気泳動コーティングでは、電気化学的方法を使用して有機樹脂粒子を表面に堆積させ、透明または着色された有機コーティングを形成します。中でも、1970年代に開発された陰極電気泳動は、優れた耐食性、色安定性、良好な密着性で知られ、コーティング業界の主要な方法です。
コーティングプロセスの流れ:機械研磨→脱脂→酸化皮膜除去→クロメート処理→粉体・液体噴霧→焼付→最終検査→梱包→保管。
セクション 5: アルミニウムの電気泳動処理
着色電気泳動コーティングは、電気化学的方法を使用して有機樹脂コロイド粒子をコンポーネント上に堆積させ、透明またはさまざまな色の有機層を作成する革新的な表面処理技術です。電気泳動塗料中の樹脂粒子の電荷に基づいて、陽極電気泳動 (マイナスに帯電した樹脂粒子) と陰極電気泳動 (プラスに帯電した粒子) に分類できます。
電気泳動コーティング層は、優れた耐食性（中性塩水噴霧試験で400時間以上）、強い色安定性、母材金属との良好な密着性を備えており、さまざまな機械加工が可能です。コーティングは鮮やかで、色はゴールド、コーヒー、ガンメタル、ブラックなど、ユーザーの要件に応じてカスタマイズできます。従来の塗料と比較して、電気泳動コーティングは、環境への影響を軽減しながら、より優れた塗布パフォーマンスを提供します。
電気泳動プロセス:
電気泳動:プラスに帯電した水溶性樹脂粒子とそれに吸着した色素は陰極に向かって移動します。
電着：プラスに帯電した樹脂粒子がワーク表面（陰極）に到達し、放電して不溶層を形成し、これを焼成して皮膜を形成します。
水の浸透:堆積した層から水分が排出されます。水分含有量が 5%-15% まで下がると、ベーキングを開始できます。
水の電気分解:直流は水を電気分解し、水素と酸素を放出します。電気分解は浸透性を低下させ、コーティングの外観に影響を与え、接着力を低下させ、エネルギー消費を増加させる可能性があります。したがって、水の電気分解を最小限に抑えることが不可欠です。
セクション6: コーティング条件の分類と選択
耐食性の観点から、表面処理の設計では次の点を考慮する必要があります。
貴金属 (金、プラチナ)、18% 以上のクロムを含むステンレス鋼、磁性合金、およびニッケル銅合金には、通常、追加の保護層は必要ありません。
大気腐食を受けやすい炭素鋼、低合金鋼、鋳鉄で作られた部品には、保護コーティングを施す必要があります。
銅および銅合金で作られた部品には、保護のために光沢酸洗浄、不動態化、電気メッキ、または塗装が必要な場合がありますが、リン青銅またはベリリウム青銅で作られた精密部品には表面処理が必要ない場合があります。
アルミニウムおよびアルミニウム合金で作られた部品には、陽極酸化およびシーリング処理を利用できます。陽極酸化に適さない小さな部品は化学酸化を受ける可能性があります。鋳造アルミニウム合金には、保護のために塗料が使用される場合があります。
亜鉛合金で作られた部品には、保護のためにリン酸塩処理、不動態化、電気メッキ、または塗装が施される場合があります。