黒アルマイトとは
ブラックアルマイト アルミニウム部品に加工を施し、硬い保護膜を作る。物体の魅力を高めるために、生成された層は異なる色に染色されます。これにより、製品の美観が向上します。一般的に、アルミニウム部品はまずアルマイト処理され、その後、適切な染料を使用して黒色に染色されます。アルミニウム部品に黒色アルマイト処理を行うことで、黒色または機能的な黒色で美観を実現します。
さらに、黒アルマイト処理は、アルミニウム部品の耐久性、耐摩耗性、耐食性も向上させる。 これらの有益な特性により、黒アルマイト処理は自動車や航空宇宙産業で使用される部品のコーティングや仕上げの選択肢となっている。さらに、家電製品や家具を含む日用品にも適用できます。
陽極酸化処理の基礎
陽極酸化は電気化学的不動態化処理であり、金属部品の酸化皮膜の厚さを改善するために利用される。処理中の部品は電解セルの陽極となり、このサイクルを陽極酸化と呼びます。アルマイト処理によって、金属表面は耐久性のある高性能な表面に生まれ変わります。析出した保護酸化物層は、金属部品を非常に硬く耐久性のあるものにし、耐食性を向上させます。
陽極酸化処理
陽極酸化は自然界における電気化学プロセスである。このプロセスでは、陽極となる金属部品の表面に酸化皮膜が形成される。簡単に言えば、アルマイト処理とは、酸化と呼ばれる自然に発生する現象を極限まで制御して強化することである。非常に低温のアルミニウムは、接続された電極によって電流が流れる酸電解質溶液に浸漬される。
そうすることで、最高級の性能を備えた硬い塗装面が得られる。しかし、金属は多孔質のままであるため、着色や密閉が可能であり、さらなる加工が必要な場合は、要求に応じて行うことができる。
陽極酸化処理の種類
陽極酸化処理には3種類ある：
クロム酸アルマイト（タイプI）
クロム酸浴にアルミニウムを浸し、その溶液に電流を流す。クロム酸によって形成されるアルマイト層は3種類の中で最も薄いが、それでも適切に密閉されれば、金属は腐食に対して同様に優れた保護性能を持つ。クロム酸アルマイトの場合、染色したときの色の吸収が少ないため、美観が重視される用途には推奨されない。金属部分を黒く染める必要がある場合は、クロム酸の温度を上げる必要があります。
硫酸アルマイト処理（タイプII）
最も一般的なアルマイト処理です。クロム酸浴の代わりに硫酸浴にアルミニウムを浸し、電流を流します。 このアルマイト処理タイプは、クロム酸アルマイト処理と比較して、より厚い層を形成するため、磨耗を含む様々な形態の磨耗に対する耐性が向上します。さらに、硫酸アルマイト処理では、酸化皮膜に深い孔が形成されるため、クロム酸アルマイト処理よりも金属部分への染料の吸収が促進され、より多くの色の選択肢が得られます。
ハードコートアルマイト（タイプIII）
ハードコートアルマイトは、その名の通り、非常に硬く、緻密で、比較的厚い皮膜を形成します。この陽極酸化処理タイプは、超硬質表面が要求される用途に使用されます。 ハードコート陽極酸化 プロセスは硫酸アルマイト処理に似ているが、このタイプのアルマイト処理では、酸化層を生成するために、より高い電圧と低温が適用される。 ハードコート陽極酸化が望ましい その耐久性のある層により、金属が腐食性または過酷な環境にさらされる場所で使用される。さらに、高度な電気絶縁が第一の関心事である場合にもその用途が見出される。
アルミニウム部品には、次のような表面仕上げがある。 黒ニッケル電気めっき, クリアアルマイト, プウォダーキャスティング アルミニウム、塗装表面仕上げなど
アルミニウム黒アルマイト処理
黒アルマイト処理は、耐食性、耐摩耗性、アルミニウム表面に形成された酸化層の結果である完成品の外観など、特定の有用な特性を向上させます。このプロセスは、アルミニウムの表面が耐久性のある酸化皮膜に変換される電解性である。これは、陽極酸化処理後にアルミニウムを染色し、コーティングの気孔内に色を封入することで達成されます。
ブラックアルマイトは、高級感のある外観とともに、強力な性能特性を備えています。アルマイト処理は、耐摩耗性と耐食性を向上させ、ブラックアルマイト処理は、光を吸収し、熱を効率的に放射することにより、熱安定性を向上させます。
このプロセスは、まずアルミニウム部品の表面を洗浄し、次に通常の陽極酸化処理を施した後、半多孔質の酸化アルミニウム層を通して黒く染色することからなる。これには以下の主要工程が含まれる：
1.表面の準備
アルマイト皮膜の均一な密着性を確保するため、アルマイト処理を開始する前にアルミニウム表面を完全に洗浄します。
この準備は通常、以下の3つのステップで行われる：
a) 脱脂工程
この工程では、溶剤やアルカリ性クリーナーを使用して、油脂やその他の汚れを除去する。
b) エッチング加工
アルミニウムを水酸化ナトリウムの溶液に浸し、天然の酸化皮膜と不純物を除去し、表面をつや消しに仕上げる。
c) 除湿プロセス
エッチング中に形成された残留物やヤニを除去することで、多くの場合、硝酸のような酸溶液を使用する。
2.陽極酸化プロセス
一般的に陽極酸化は、洗浄終了後にアルミニウム部品の外層に行われる。陽極酸化サイクルには硫酸を含む酸性電解浴が使用され、アルミニウム部品はその浴中に入れられます。電解液には、用途や必要に応じてクロム酸やリン酸を使用することもできます。アルミニウム部品を陽極として直流電流を流すと、電解液中の酸素粒子がアルミニウム分子と原子レベルで結合し、酸化アルミニウムが形成されます。酸化皮膜の厚さと性質は、電流の厚さ、温度、時間などの陽極酸化条件に依存する。
3.ブラックアルマイト（着色）
アルマイト処理されたアルミニウム部品は、半多孔質の表面構造を持つ。この表面構造の気孔は、黒色染料を蓄えるために使用される。しかし、暗い色調を達成するために、陽極酸化アルミニウムは着色のプロセスにさらされる。それにもかかわらず、理想的な色留めを達成するためには、少なくとも25ミクロン以上の厚みが規定されている。黒色陽極酸化を達成するための3つの主要な方法があります。
オーガニック染色： この方法では、多孔質の陽極酸化層は有機染料を使って染色される。この手法では、まず色を温水に溶かし、その後カラーバスに加える。アルマイト処理されたアルミニウムは着色浴に入れられ、この位置でアルマイト層の孔に色が入る。色の定着性は、気孔の大きさと着色条件によって決まります。黒色は明るい色調に比べ、着色時間が長くなります。しかし、有機着色技術によって着色された金属部品は、屋外での使用は推奨されていません。
無機染色プロセス： 無機顔料は水溶性にすることができない。しかし、無機顔料は優れた耐光堅牢度を持つコーティングを作り出す。一般的な無機黒染料にはコバルト塩やニッケル塩がある。黒アルマイトを実現するために、硫化コバルトの無機塩を用いて部品を製造することができる。
電解染色プロセス： この戦略には、二次電解工程で金属塩（コバルトやニッケルなど）を利用することが含まれる。下層の陽極酸化工程の後、部品は金属塩浴に浸され、交流電流（AC）が印加され、金属が細孔に析出するため、暗い色調になる。一般的に 標準アルマイト処理後のアルミニウム部品は、金属塩を含む別の電解浴に入れられる。この浴では陽極層が陰極として機能し、ステンレス鋼製の電極が浴中に置かれる。その後、交流電流（AC）を流すと、金属塩が気孔の底に析出する。
4.シーリング
着色後、耐久性を高め、色の浸出を防ぎ、色を閉じ込めるために、アルマイト層の気孔を密閉します。シーリングはコーティングを硬化させ、色のにじみや色あせを防ぎます。色の耐久性を最大限に引き出すには、適切なシーリングが不可欠です。シーリング方法には、熱水シーリング、酢酸ニッケルシーリング、スチームシーリングなどがある。
温水シーリング： この方法は、沸騰した脱イオン水に浸すことで酸化アルミニウムを水和させ、その後孔を閉じる。
ニッケル・アセテート・シーリング： この方法は酢酸ニッケル溶液に浸漬するもので、耐食性をさらに向上させる。
スチーム・シーリング： この方法は蒸気にさらすもので、熱水シーリングと同様の結果が得られる。
5.最終検査と仕上げ
アルマイト処理され、密閉された部品は、均一性、色の一貫性、表面品質について検査されます。水洗いや乾燥などの仕上げ工程を経て、部品は次の使用に備えます。
メリット
アルミニウムの黒アルマイト処理にはいくつかの重要な利点があり、さまざまな業界で人気のある選択肢となっています。以下はその詳細な利点です：
1.耐食性向上
アルミニウムを陽極酸化処理することで、腐食環境下での保護性能が向上します。アルマイト処理によって厚い酸化皮膜が形成され、錆や腐食の原因となる湿気や塩分などの自然成分から下地の金属を保護します。黒アルマイト処理は、特に、腐食からの高い保護が非常に大きな変数である海洋および航空アプリケーションで利用されることがほとんどです。
2.美的魅力の向上
黒アルマイトは、滑らかで均一な外観を与え、消費財、エンジニアリング部品、自動車部品にとって非常に魅力的です。これは、化粧品や装飾品に魅力的な艶消しの暗い仕上げを与えます。高級感のある粉体塗装仕上げを低コストで実現します。黒色仕上げは、大量ロットでも一貫して達成でき、高品質の外観と感触を保証します。
3.表面硬度の向上
アルマイト処理システムは、アルミニウム部品の表面硬度を根本的に高めます。これにより、金属は摩耗や擦り傷を受けにくくなり、摩擦の多い環境で使用される部品の寿命が延びます。例えば、黒アルマイト処理は通常、自転車部品、カメラ機材、靭性が非常に重要視される機器などに利用されています。
4.より良い断熱性
陽極酸化アルミニウムは、非陽極酸化アルミニウムに比べて熱保護特性が優れています。例えば、電子機器用のヒートシンクなど、熱の分散が重要な用途では、これは大きなメリットをもたらします。
5.電気絶縁
アルミニウム表面のアルマイト層は電気絶縁体として作用し、電気伝導性を避ける必要のある電子・電気機器用途に役立ちます。これは、より安全で信頼性の高い電子機器の製造に役立ちます。
6.環境に優しく無害
アルマイト処理システムは、安全でない化学物質を含まず、無害な安定した酸化皮膜を生成する。そのため、黒アルマイトは調理器具や臨床器具のような食品や臨床用途の重要な用途に適しています。
7.接着剤と塗料の接着力強化
アルミニウム表面のアルマイト層の浸透性は、塗料、色、接着剤のより良いグリップを考慮に入れています。このことは、黒アルマイトに施された余分なコーティングや仕上げが、よりよく密着し、長寿命であることを意味します。
8.耐紫外線性
ブラックアルマイト層は、明るい光（紫外線）からアルミニウムを保護し、長期間日光にさらされてもアルミニウムの劣化を防ぎます。そのため、コンポジション・デザインやオープンエアーの家具など、屋外での用途に最適です。
9.軽量で丈夫
陽極酸化処理はアルミニウムに大きな重量を加えず、基本的な軽量特性を維持します。これは、航空宇宙や自動車のように、軽量化が性能と効率にとって不可欠な要件である産業にとって非常に重要です。
10.費用対効果
アルマイト処理システムは、他のコーティングシステムと比較すると、やや経済的に有利です。黒アルマイトの靭性と非常に低い支持前提条件は、より低い長期的なコストをもたらします。
制限事項
アルミニウムの黒アルマイト処理には多くの利点がありますが、いくつかの制約もあります。
1.厚みコントロール
アルマイト層の厚さをコントロールすることが最も重要です。層が薄すぎる場合は、十分な保護や色が得られない可能性があり、一方、層が厚すぎる場合は、もろくなり、壊れやすくなる可能性があります。アルマイト処理システムは、アルミニウム部品の疲労強度を低下させる可能性があります。アルマイト層が硬くてもろい性質を持っているため、繰返し荷重条件下でマイクロクラックが成長する可能性があります。
2.耐薬品性
アルマイト処理によって腐食や摩耗から保護されるにもかかわらず、アルマイト層は特定の合成化合物や化学化合物に侵されやすい。
3.色落ち
特に紫外線にさらされると、アルマイトの黒色は褪色し、ぼやけるため、完成品のスタイリッシュな外観が損なわれる。
アルミニウム部品の黒アルマイト処理の用途
ブラックアルマイト は、強度、耐久性、耐食性、外観が改善された結果、一般的にさまざまな企業で利用されている。主な用途は以下の通り：
1.電子機器
電子機器業界では、PC、携帯電話、オーディオ機器など、丈夫さと滑らかな外観が重要な電子機器の筐体に定期的に使用されている。
2.自動車産業
自動車業界では、黒色アルマイト処理は、摩耗や腐食から保護するため、トリム、ホイール、内部部品などの部品に使用されている。
3.建築
ブラックアルマイトは、建築・建設業界において、窓枠、カーテンウォール、装飾パネルなどに使用され、スタイリッシュな外観に構造的な完全性を加えています。
4.航空宇宙産業
航空電子事業は、この材料の重要な顧客のひとつである。黒色陽極酸化アルミニウムは、その軽量性、高強度、腐食からの保護により、航空機部品に利用されています。
5.消費財
黒アルマイトは、その素晴らしい外観と堅牢性のブレンドの結果として、キッチン用品、屋外用品、機器など、多くの顧客のアイテムにそのアプリケーションを追跡する。
6.医療産業
黒アルマイトは、無菌性と清潔さを維持するために重要な非反応性の表面を持つため、臨床分野で様々な器具や小道具に利用されています。
7.マリンアプリケーション
の耐腐食性が向上した。 陽極酸化鋳造アルミニウム 海水にさらされる部品や付属品に広く利用されている。
結論
黒アルマイト処理とは、制御された環境下で電気化学反応によりアルミニウムを黒く着色するサイクルです。これは、耐摩耗性、耐侵食性、耐気候性、および頑丈な魅力的なダークマット仕上げを与えます。陽極酸化された酸化皮膜は、同様にアルミニウムの硬度をさらに向上させ、黒色陽極酸化を自動車、航空、組成、現代、および顧客のアプリケーションの広範な様々な理想的なものにしています。