[发明专利]金属的电解陶瓷涂布方法、金属的电解陶瓷涂布用电解液以及金属材料

说明书

技术领域

本发明涉及通过电解处理在金属的表面上形成陶瓷被膜的方法，以及适用于该方法的金属电解陶瓷涂布用电解液。另外，本发明还涉及具有陶瓷被膜的金属材料。

背景技术

在使用铝合金等轻金属制作滑动部件时，为了赋予耐磨性，通常，通过阳极氧化处理、电镀、气相生长法等在滑动部上形成陶瓷被膜。其中，对以铝为代表的阀金属形成耐磨性被膜的阳极氧化处理由于在被膜的高的涂覆性(付き廻り性throwing power)、或不含铬、镍等而使环境负荷小的这些方面优异，因而被广泛采用。

其中，特别是耐磨性优异的阳极氧化被膜被称为硬质阳极氧化被。作为其形成方法，通常广泛采用低温法。在该低温法中，使用以硫酸为基础的电解浴，并且在浴温10℃以下的低温下进行处理。另外，在低温法中，将电流密度设定为3～5A/dm²，与其他的阳极氧化处理相比较，在高的值下进行阳极氧化处理。通过该低温法得到的硬质阳极氧化被膜通常维氏硬度为300～500Hv，比其他的阳极氧化被膜致密。

现在，硬质阳极氧化被膜虽然用于铝合金制的机械部件的滑动部等中，但伴随滑动条件等的严酷化，期望赋予进一步的耐磨性。另外，在铝用压铸合金上，有难以形成致密硬质阳极氧化被膜的问题。

另外，作为形成表面硬度更高的被膜的方法，已知有使用火花放电形成被膜的阳极火花放电法(例如，参照专利文献1～3)。在现有的阳极火花放电法中，在电解液中使用碱金属硅酸盐、碱金属氢氧化物、含氧酸催化剂等。

在专利文献1以及3中记载了下述方法：使用600V以上的高电压进行处理，制作以α-氧化铝为主成分的超硬质被膜。通过这些方法得到的被膜具有维氏硬度超过1500Hv这样的极高硬度。另外，在使用通常的碱性电解液的阳极氧化处理中，能够制作的被膜的厚度为10μm左右，而按照这些方法可以得到厚度为100μm以上的被膜。因而，通过被膜的厚膜化，可以制作耐磨性、耐腐蚀性等优异的被膜。

作为其他的阳极火花放电法，在专利文献4～6中记载了下述方法：通过使用与专利文献3组成基本相同的电解液以及特殊的电流波形，比专利文献3中记载的方法效率更好地在基材表面制作被膜。

另外，专利文献7中记载了下述阳极火花放电法：除了硅酸盐外，并用锂离子和钠离子或者钾离子，由此改善平滑性、硬度以及被膜形成速度。

另外，在专利文献8中记载了下述金属的电解陶瓷涂布方法：在含有锆化合物的电解液中将金属作为阳极进行电解处理，在所述金属表面上形成陶瓷被膜。

另外，在专利文献9中记载了下述金属的陶瓷被膜涂布方法：在电解液中，将金属基体作为作用极，在所述金属基体表面上产生辉光放电和/或电弧放电的同时进行电解处理，在所述金属基体的所述表面上形成陶瓷被膜，所述电解液含有平均粒径为1μm以下的氧化锆粒子，所述电解液中的所述氧化锆粒子的含量为X、选自氧化锆以外的Mg、Al、Si、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、In、Sn、Ba、La、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Bi、Ce、Nd、Gd以及Ac的至少一种元素的化合物的含量为Y时满足下式(1)～(3)，pH为7.0以上，

0.05g/L≤X≤500g/L(1)

0g/L≤Y≤500g/L(2)

0≤Y/X≤10(3)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特表2002-508454号公报

专利文献2：美国专利第4,082,626号说明书

专利文献3：美国专利第5,616,229号说明书

专利文献4：日本专利特公昭58-17278号公报

专利文献5：日本专利特公昭59-28636号公报

专利文献6：日本专利特公昭59-28637号公报

专利文献7：日本专利特开平9-310184号公报

专利文献8：国际公开第2005/18919号小册子

专利文献9：日本专利特开2008-81812号公报

发明内容

发明所需解决的课题