[发明专利]铝材的阳极化方法和由此法制得的应用部件

说明书

本发明涉及一种对含硅铝材，尤其是含大量Si、Cu、Fe等元素的液态锻造铝合金进行阳极化处理技术的改进方法，以及经过这种处理的应用部件，如摩托车的装饰罩、用于空调机内压缩机的涡形管件，或内燃机的汽缸体。

例如日本专利公开平6-167243的“发动机汽缸滑动部件”公开的是一项涉及到处理铝基质中Si的方法，即在硫酸溶液中，用常规可控直流电解方法对含有8-12％Si的铝材进行阳极化处理，Si抑制了电镀电流通过铝材。结果获得的是又薄又软的薄膜。而根据JP-A-平6-167243，US 4,801,360和GB 2,176,806A公开的方法，Si通过电流换流方法遭到破碎，这样得以改善电流，结果得到又厚又硬的薄膜。

按照以上的技术，针状Si受破碎而研细，然而，Si颗粒最终仍留在基质和氧化膜中。因而，氧化膜的耐蚀性降低，这是所不希望的结果。

对于摩托车的铝合金装饰罩，使表面平滑而有光泽是必需的，因为摩托车的外观十分重要。

图18表示铝合金装饰罩表面处理的常规步骤流程图。图18中，ST代表步骤号。在这些处理步骤中，铝合金装饰罩压铸成形后，装饰罩表面在ST100中抛光。然后装饰罩在ST101脱脂处理中去除装饰罩表面的油脂。

然后，装饰罩表面在ST102中通过碱浸蚀和混合酸浸蚀去除装饰罩表面的硅；在ST103中通过一级锌置换处理在装饰罩表面形成一锌膜；之后在ST104中通过硝酸浸洗处理剥去锌膜；然后在ST105中通过二级锌置换处理形成锌膜；接着，在ST106中对锌膜的表面镀镍；最后在ST107中对镀镍膜的表面进行镀铬。

但是，当装饰罩表面在ST100被抛光时，有时在浇铸装饰罩时淬火而形成的激冷层会被抛去而在激冷层附近暴露孔隙。另外有时即使抛光时不露出孔隙，在抛光后进行的碱浸蚀或混和酸浸蚀中也会暴露孔隙。

这样，当气孔裸露在装饰罩的表面时，气孔甚至在后续的镀镍成镀铬步骤中也不能被充分地填平。

图19A和19B是说明传统铝合金装饰罩上的孔隙分布曲线图，纵坐标表示的是气孔的当量圆直径。这里所用的纵坐标“气孔的当量圆直径”是指对铝合金装饰罩表面抛光后，通过用渗透探测法探测到的气孔形状进行图象分析而测定的气孔当量圆的直径。另外，虚线是可视分界线，表示气孔可被肉眼确认的极限。当气孔当量圆直径超过可视分界线时，鉴定装饰罩为不合格；反之，当气孔当量圆直径在可视分界线以下时，鉴定装饰罩为合格。可视分界线位于稍低于100μm气孔当量圆直径的下方。另外涂有斜线的Z区域是气孔可视区，另外装饰罩是通过浇铸含硅11％的铸造铝合金方法获得。

图19A图示出抛光后的气孔分布，横坐标表示的是抛光后装饰罩表面气孔数目。从图中可显而易见看出，在可视分界线约100μm处，抛光后装饰罩的气孔分布达到最大峰值。大部分气孔处于肉眼可见的次品区。

图19B说明经镀铬处理后的气孔分布，横坐标表示镀铬处理后装饰罩表面的气孔数目。如图显然可见，镀铬处理后装饰罩表面气孔分布在当量圆直径约40μm处出现最大值。如上所述，气孔在传统处理方法中不能被充分填满。在合格区中气孔的数目增大。但是在不合格区气孔仍然存在。

另外，空调机等中用的涡管型压缩机装配有接触时相对滑动的一对螺旋形涡形管件。为了防止这一对螺旋形涡形管件相对滑动表面导致卡住和划伤，已经提出了各种表面处理方法。

例如在日本专利公开昭63-32992“车用空调机的涡管型压缩机”一文中公开的表面处理方法中，阳极化膜只镀在这一对螺旋形涡杆的其中任意一个滑动表面上，而另一个涡杆的滑动表面仍裸露铝基体。

如上所述，由于只在一个滑动表面形成阳极化膜，当这一对涡杆的滑动表面相互接触滑动时，另一个涡杆可能变形脱开。

因此，当这一对涡形管件的两个滑动表面都不经过阳极化处理时，防止滑动表面卡住是可能的。当这一对涡形管件的两个滑动表面都经过阳极氧化处理时，避免阳极膜上的划痕也是可能的。

顺便提一下，从保护地球环境观点来看，最近提出取代车用空调机中的氟里昂气体制冷剂的要求。因此就要求增加涡型空调压缩机的效率和提高涡形管件的强度。

如上所述，日本专利申请公开平6-167243所说硅被破碎而提高电流，结果得到又厚又硬的薄膜。在这种方法中硅通过破碎而被碾细。但硅颗粒仍存在于基质和氧化膜中。因此氧化膜存在卡住问题，这是不希望的。