[发明专利]紧固构件及其制造方法

说明书

本发明涉及一种紧固构件，具有由铝合金构成的基材和包覆所述基材的防腐蚀皮膜。该防腐蚀皮膜的特征在于，含有偏氢氧化铝(AlO(OH))，在对所述紧固构件进行了使用Cu‑Kα射线的X射线衍射分析时的图谱中，在将偏氢氧化铝的(020)面的衍射峰的峰强度设为I_B(020)，将作为主峰的铝的(200)面的衍射峰的峰强度设为I_Al(200)时，峰强度比R(I_B(020)/I_Al(200))为0.003以上且0.1以下。本发明中形成的防腐蚀被膜均匀地形成于紧固构件，并且是稳定且密合性优异的皮膜。

技术领域

本发明涉及由铝合金制成的紧固构件。详细而言，涉及在铝合金基材的表面具有耐腐蚀性优异的皮膜的紧固构件及其制造方法。

背景技术

铝合金由于重量轻，因此在汽车、航空器及其他一般工业领域中以各种部件的轻量化为目的而被广泛使用，其适用范围扩大。特别是在汽车领域的紧固构件中，以由车体轻量化实现的燃油经济性改善为目的，代替以往的钢铁制的紧固构件，重量相对较轻的铝合金制的紧固构件受到关注。

对于熔点相对较低的铝合金，上述用途的使用环境可以说是高温环境。因此，担心铝合金材料的由表面氧化引起的腐蚀。铝在放置在空气中时生成自然氧化膜而钝化，但该自然氧化皮膜的厚度为几纳米左右，因此在极度的湿气、酸或碱环境化中容易腐蚀。因此，一直以来，研究了用于提高铝合金材料的耐腐蚀性的表面处理方法。目前，根据使用环境，除了氧化铝膜处理、勃姆石处理和镀覆处理以外，还已知有磷酸铬酸盐处理、铬酸铬酸盐处理、磷酸锌处理、非铬酸盐处理等化学转化处理(例如专利文献1和专利文献2)。在该各种化学转化处理中，使作为被处理材料的铝合金与含有H₂SO₄等酸或碱、Cr等重金属离子的处理液接触、浸渍而在合金表面形成防腐蚀皮膜。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008－232366号公报

专利文献2：日本特开平9－112521号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在上述那样的化学转化处理等表面处理技术中，存在特殊的处理液的供应和用于废液处理的成本增大的问题、对环境的负荷的问题。另外，在将这些表面处理技术应用于复杂形状的紧固构件的情况下，由于在处理液中(液相中)实施，因此难以形成均匀的防腐蚀皮膜，处理液中的气泡有时会阻碍防腐蚀皮膜的稳定形成。特别是对紧固构件的螺纹牙部等形成防腐蚀皮膜是非常困难的。未稳定地形成均匀的防腐蚀皮膜的紧固构件出于由腐蚀引起的强度降低的原因，有可能断裂。

本发明的发明人等也公开了一种表面处理方法，为了提高铝合金材料的耐腐蚀性而使规定的温度范围的水蒸气与合金表面接触。在这样的铝合金材料的水蒸气处理中，在表面形成以偏氢氧化铝(AlO(OH))为主要成分的皮膜，通过该皮膜的防腐蚀作用使耐腐蚀性提高。

水蒸气处理从废液处理等观点出发具有安全性、环境适应性，在此之上还能够比较简易地对铝合金材赋予由防腐蚀皮膜形成带来的耐腐蚀性。但是，在考虑到上述铝合金材料的适用范围的扩大倾向时，期望耐腐蚀性优异到与以往的化学转化处理等表面处理技术同等以上的防腐蚀皮膜。另外，在将水蒸气处理应用于紧固构件的情况下，由于在紧固时或紧固后施加应力，因此还要求防腐蚀皮膜为高硬度且密合性优异。

但是，关于由水蒸气处理带来的铝合金材料的耐腐蚀性提高效果，尚不明确的方面也较多，预测在防腐蚀皮膜的构成等方面尚存在改良的余地。特别是与充分地包覆如螺栓等紧固构件那样具有复杂形状的构件的表面且具有密合性的防腐蚀皮膜相关的具体且详细的见解尚不存在。