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高耐食性マグネシウム合金とその製造方法 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P07P005374
整理番号 06024P
掲載日 2008年2月22日
出願番号 特願2006-217864
公開番号 特開2008-038233
登録番号 特許第4961552号
出願日 平成18年8月10日(2006.8.10)
公開日 平成20年2月21日(2008.2.21)
登録日 平成24年4月6日(2012.4.6)
発明者
  • 竹中 俊英
  • 川上 正博
  • 小野 敬美
  • 楢崎 裕治
出願人
  • 国立大学法人豊橋技術科学大学
発明の名称 高耐食性マグネシウム合金とその製造方法 コモンズ 新技術説明会
発明の概要

【課題】実用マグネシウム合金の耐食性を向上するため、その表面を酸化物で被覆する方法が用いられているが、従来技術では耐食性が十分でなく、また有害物質を使用するなど環境負荷が大きく、さらにリサイクルによる性能劣化や廃棄物処理方法においても課題がある。
【解決手段】表面にマグネシウムと希土類金属の両元素を含んだ酸化物層を形成することにより、耐食性の良好なマグネシウム合金を実現する。酸化物層形成は、硝酸マグネシウムと希土類金属硝酸塩の両成分を含む水溶液中に浸漬することにより行う。この方法は、有害な成分を使用せず、環境負荷が小さく、リサイクル性も良好で、廃棄物処理においてもなんら問題が無く、再利用も可能である。
【選択図】図4

従来技術、競合技術の概要


マグネシウム材料は、軽量かつ高比強度の材料として実用に供されている。また、比較的融点が低く、融解エネルギーが小さいため、リサイクル性も優れているとされる。構造用部材や構成用部材として用いられるマグネシウム材料は、全てアルミニウムや亜鉛などが添加されたマグネシウム合金である。



このような合金元素の添加は、機械的特性や耐食性の向上を目的としているが、合金化によってもマグネシウム材料の耐食性は十分とは言えない。このため、さらに塗装等の表面処理が通常行われており、マグネシウム合金上に酸化物層を形成する方法もよく用いられている。現行の酸化物層形成法として、クロメート処理(例えば、非特許文献1参照。)やフッ化物を含有する酸化物層形成処理法(例えば、非特許文献2参照。)が実用に供されている。

【非特許文献1】増田善彦:「マグネシウムの化成処理と管理 現場からの技術論25」、アルトピア、30巻11号、27-31頁、2000年.

【非特許文献2】梅原博行、高谷松文:「マグネシウム合金のクロムフリー化成処理 技術」、日本金属学会講演概要、134巻、486頁、2004年.



クロメート処理はクロム溶液を製造段階で用い、また表面酸化物層にもクロムが含有されるため、環境負荷が大きい方法である。また、クロメート処理されたマグネシウム合金をそのままリサイクルした場合、リサイクル材へのクロムの混入が避けられない。これは、再融解時にクロム酸化物が容易にマグネシウム金属により還元されるためである。



マグネシウム金属中にクロムが混入した場合、少量でもマグネシウム金属の耐食性を著しく劣化させることが知られており(例えば、非特許文献3参照。)、リサイクル材の特性を大幅に劣化させる可能性が大きい。このため、予め表面のクロメート層を除去する必要があるが、これには多くの手間を必要とし、リサイクル材のコストアップ要因となる。

【非特許文献3】J.D.Hanawalt, C.E.Nelson and J. A.Peloubet: Trans.AIME.147(1942)273-299.



フッ化物含有酸化物層形成処理では、製造段階で有害なフッ化物水溶液を用いており、環境負荷が大きい。また、リサイクル時にはフッ化物を含む酸化物ドロスが形成されるため、これを安全に処理する必要性が生じる。

産業上の利用分野


本発明は、表面にマグネシウムと希土類金属の両元素を含む酸化物層を形成することにより耐食性を向上させた、マグネシウム合金およびその製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
マグネシウム合金の表面にマグネシウムと希土類金属の両元素を含む酸化物層を有する高耐食性マグネシウム合金であって、前記酸化物層は、硝酸マグネシウムおよび硝酸ランタンを含む水溶液にマグネシウム合金を浸漬した後、乾燥させて該マグネシウム合金の表面に形成してなる酸化物層であることを特徴とする高耐食性マグネシウム合金。

【請求項2】
マグネシウム合金を、硝酸マグネシウムと硝酸ランタンの両成分を含む水溶液に浸漬した後、乾燥させて該マグネシウム合金の表面に酸化物層を形成することを特徴とする請求項1に記載の高耐食性マグネシウム合金の製造方法。

【請求項3】
前記水溶液は、硝酸マグネシウムと硝酸ランタンの濃度が、各々0.0001から0.01mol/dmの範囲である水溶液であり、水溶液への浸漬時間が1から24時間の範囲であることを特徴とする請求項2に記載の高耐食性マグネシウム合金の製造方法。
産業区分
  • 表面処理
  • 高分子化合物
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2006217864thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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