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表面處理鋁材的制造方法、表面處理鋁材及鋁材的表面處理方法

文檔序號:3418350閱讀:532來源:國知局

專利名稱::表面處理鋁材的制造方法、表面處理鋁材及鋁材的表面處理方法
技術領域
:本發明涉及表面處理鋁材的制造方法及鋁材的表面處理方法,具體來說涉及可以得到低起塵性表面處理鋁材的表面處理鋁材的制造方法,另外還涉及可以抑制鋁材表面的第二相化合物脫離所導致的起塵的鋁材的表面處理方法。
背景技術
:近年來,以計算機為代表的各種便攜裝置上要裝備硬盤驅動器,越來越需要提高硬盤驅動器的性能。通常,對于硬盤驅動器,為了使盤(磁盤)不受空氣中的灰塵影響,要用外殼進行包覆,但是對于該外殼,出于硬盤驅動器小型化及輕質化的需要,主要使用輕質且機械強度優異,并且加工性及成本性等優異的鋁材。另外,作為用于在磁盤上進行記錄、從磁盤上再現的磁頭,通常通過驅動桿(actuatorarm)(搖臂)進行位置控制,但驅動桿本身是高速的且需要進行高精度驅動,因此同樣使用輕質且機械強度高的鋁材。另一方面,隨著硬盤驅動器高性能化要求的提高,人們正在對塵埃等微粒的影響進行研究。特別地,如果外殼或驅動桿等所使用的鋁材本發身起塵,則硬盤驅動器和周圍的其它精密裝置可能產生誤操作。因此,已經提出了在成型加工后的驅動桿表面進行無電解NiP鍍敷處理而形成覆膜的方法(是由鎂類合金形成的驅動桿的例子,例如參見專利文獻1)、以及外殼外側的鋁材表面上設置了樹脂膜的硬盤驅動器盒用樹脂被覆鋁材等方案(例如參見專利文獻2和3)。但是,雖然無電解NiP鍍敷處理的抑制起塵效果優異,但所使用的無電解NiP鍍敷液的成本占到了硬盤外殼制造成本的大約一半,另外作為前處理將鋁材表面替換為鋅的鋅酸鹽處理通常需要進行多次酸洗,因此存在著處理工序繁多、花費成本大的問題。而且,施加無電解NiP鍍敷后,為了使鍍膜穩定化,還嘗試了進行鉻酸鹽處理的方法,但是這種處理可能會影響環境。另一方面,對于上述樹脂被覆鋁材來說,由于貯存磁盤時面向磁盤一側的鋁材表面上沒有設置樹脂膜,因此例如來自外部的沖擊可能導致磁盤一側的鋁材表面起塵。假如磁盤一側的鋁材表面上形成樹脂膜,則此時磁盤旋轉引起的溫度上升會導致從樹脂膜上產生氣體,有可能引起硬盤驅動器的誤操作及故障。另外,除了樹脂膜存在經年老化問題外,如果鋁材表面上形成樹脂膜,則壓制加工等可能導致樹脂膜的剝離,因此還存在著外殼的形狀及加工受到限制的問題。對于這種情況,本發明人提出了適合于用作硬盤驅動器等這種精密設備的外殼及驅動桿等精密設備部件材料的新型低起塵性表面處理鋁材方案(參見專利文獻4)。本發明人首先對鋁材的表面狀態進行了觀察,查明鋁材表面存在的第二相化合物是起塵源。鋁材中存在的第二相化合物是由基材金屬鋁Ul)以外的物質(Fe、Si、Cu、Mg、Zn等其它雜質)形成相的物質,例如為Al3Fe、cxAlFeSi、Al3Mg2、Mg2Si及Al-Mg-Zn化合物等化合物。對于鋁材表面存在的這些第二相化合物,可以利用掃描型電子顯微鏡(SEM)的反射電子圖像檢查其大小及分布狀態,另外,也可以通過X射線衍射鑒定該物質。本發明人用由含有特定元素的含氧酸構成的含氧酸處理液對鋁材進行處理,從而形成了防止第二相化合物從鋁材表面脫離的膜,成功地得到了低起塵性表面處理鋁材。但是,當硬盤外殼及驅動桿等的形狀更為復雜時,抑制起塵的效果還有待進一步改進。但是,驅動桿成型加工所導致的角部生成的毛刺,在組裝入磁盤中后會作為微小的金屬片而剝落,導致讀取故障,為了解決這一問題,已提出了用含磷酸及硝酸的混合水溶液對驅動桿進行化學研磨的表面處理的方法(參.見專利文獻5及6)。但是,該表面處理方法是利用在較低濃度的噼酸中添加了硝酸的混合水溶液來形成化學研磨液,由此從角部除去切削及壓制一類的成型加工導致的數十pm左右的毛刺,這與目的在于抑制第二相化合物引起的那種鋁材起塵的技術不同。另外,還提出了同樣從驅動桿上除去毛刺,然后通過在含有氟化物離子的酸性水溶液中進行浸漬,將形成驅動桿的鋁材中所含的硅氧化物等除去的方法(參見專利文獻7),雖然該方法不能通過采用磷酸和硝酸的混合水溶液的化學研磨進行處理,而是通過其它酸性水溶液除去硅氧化物等,但是要將鋁材浸漬在含有氟化物離子的酸性水溶液中進行處理,因此可能會同時溶解基材鋁,新的第二相化合物可能暴露在表面上。日本特開2004-27304號公報日本特開平10-249994號公報日本特開平11-25653號公報日本特開2005-336605號公報日本特開2004-131757號公報日本特開2004-216480號公報日本特開2006-342413號公報
發明內容本發明人對先前報道的得到低起塵性的表面處理鋁材的鋁材的表面處理方法和硬盤外殼或驅動桿等的形狀造成的鋁材的起塵量的關系進行了更詳細的研究,結果得到了新的發現,即,在施加切斷、切削、壓制、開孔、穿孔等成型加工的鋁材的切斷部位,形成了具有如圖1所示那樣可通過SEM,見察來確認的微細表面凹凸的斷裂面,與不具有斷裂面的其它部位相比,具有這種表面凹凸的斷裂面容易產生第二相化合物的脫離。即,隨著成型加工導致的斷裂面的增多,鋁材的斷裂面上存在的第二相化合物導致的起塵增多。另外,在圖l(a)的SEM照片上,左側的區域(I)是斷裂面,右側的區域(II)是剪切面。另外,圖1(b)是斷裂面放大后的情況。因此,本發明人對于獲得需要一些成型加工、并且需要低7起塵性、適合用作精密設備的外殼或精密設備部件的材料的表面處理鋁材的方法進行了深入研究,結果發現通過使用含有規定濃度的磷酸的表面平滑化處理液,均勻地消除斷裂面出現的微小表面凹凸,對斷裂面的面粗糙進行處理,再用超聲波清洗,可以防止第二相化合物從斷裂面上脫離、進一步提高抑制起塵的效果,從而完成了本發明。因此,本發明的目的在于提供具備例如與經過無電解NiP鍍敷處理的鋁材相同或更好的低起塵性的表面處理鋁材的制造方法。本發明的另一目的在于提供鋁材的表面處理方法,可以獲得可抑制第二相化合物的脫離引起的起塵、具備例如與經過無電解NiP鍍敷處理的鋁材相同或更好的低起塵性的表面處理鋁材。即,本發明的內容是表面處理鋁材的制造方法,其特征在于對于鋁材的表面,用含有so重量y。以上且不足ioo重量%的磷酸及o.ooi重量°/。以上且5重量%以下的溶解鋁的表面平滑化處理液進行處理,并進行超聲波洗滌。另外,本發明的內容是鋁材的表面處理方法,其特征在于對于鋁材的表面,用含有50重量°/。以上且不足100重量°/。的磷酸及0.001重量%以上且5重量%以下的溶解鋁的表面平滑化處理液進行處理,并進行超聲波洗滌。本發明的又一內容是表面處理鋁材,其特征在于是用含有50重量°/0以上且不足100重量%的磷酸及0.001重量%以上且5重量%以下的溶解鋁的表面平滑化處理疼處理鋁材的表面,并進行超聲波洗滌而獲得的。在本發明中,首先用含有磷酸作為主成分的表面平滑化處理液對鋁材的表面進行化學平滑化,從而對因切斷、切削、壓制、開孔、穿孔等成型加工而生成的鋁材的斷裂面的粗糙(微細的表面凹凸)進行處理。即,如圖1所示,斷裂面上產生了可通過SEM觀察而確認的微細的表面凹凸,第二相化合物容易從該表面凹凸上產生脫離,因此通過用含有磷酸作為主成分的表面平滑化處理液進行處理,就使該微細的表面凹凸平滑化,除去了鋁材的起塵源。利用使用這種表面光滑處理液的表面光滑處理,可以有效地防止第二相化合物從斷裂面的微細表面凹凸上脫離,并且也可以防止微細的表面凹凸(斷裂面)本身成為起塵源。表面平滑化處理液的磷酸濃度為50重量°/。以上且不足100重量%,優選為70~90重量%。如果磷酸的含量少于50重量%,則如下述式(l)顯示的那樣,有助于實施平滑化的磷酸變少,因此可能使斷裂面的微細凹凸不能得到足夠的平滑化。而且,表面平滑化處理液的粘性變低,因此表面平滑化處理液在斷裂面的微細表面凹凸上形成均勻地擴散,因此斷裂面的表面凹凸按其具有的凹凸的原樣均勻地溶解,斷裂面可能不能平滑化。如果為50重量%以上,則有助于進行平滑化的磷酸量是足夠的,而且磷酸帶來的粘性導致表面平滑化處理液在斷裂面的凹部擴散變慢,凸部的溶解優先進行,因此斷裂面的微細凹凸得以平滑化。還有,關于磷酸濃度的上限,如果使市售的磷酸溶液(85重量%)中的水分蒸發而濃縮,理論上磷酸100重量%是可能的,但是從以下方面來看磷酸的上限不足100重量%:從鋁材的斷裂面的表面凹凸上溶解導致處理液中鋁成分量增加,因此鱗酸100重量°/。在制液時之外不能實現,另外在制液時如下述式(2)所示磷酸分子的內脫水反應導致生成水,從而磷酸100重量%不能實現。但是以上記載的磷酸的濃縮要花費時間,因此在實用上優選為90重量%以下。2A1+6H3P04—2A"H2P04)3+3H2……(1)2H3P04—H4P207+H20……(2)另外,在本發明中,一定要在表面平滑化處理液含有溶解鋁的狀態下對鋁材進行表面平滑化處理。其理由如下。如果用表面平滑化處理液對鋁材進行處理,則如上述式(1)所示,鋁的溶解反應立即開始,斷裂面的微細凹凸的平滑化開始進行,但是同時斷裂面以外的鋁也進行溶解,因此難以保證鋁材的尺寸精度。特別是在驅動桿等硬盤部件或精密設備部件之類需要微米級或亞微米級尺寸精度的情況下,會產生較大問題。因此,通過使用含有溶解鋁的表面平滑化處理液對鋁材進行處理,就抑制了鋁材的過度溶解反應,將反應控制在選擇性地使斷裂面的微細凹凸進行平滑化。另外,由于溶解鋁的存在,表面平滑化處理液的粘度增大,因此斷裂面上所產生的凸部優先溶解,可以期待斷裂面的平滑反應得以有效地進行。此處,要使處,理鋁材的表面平滑化處理液的溶解鋁的濃度為o.ooi重量%以上、5重量y。以下,優選為o.0l重量y。以上、3重量%以下,更優選為0.1重量%以上、3重量%以下。如果表面平滑化處理液中所含的溶解鋁的濃度小于0.001重量%,則不能期待充分有效地控制上述那樣的鋁溶解反應,對于所處理的鋁材,不易保證尺寸精度。反之,如果以超過5重量y。的量含有溶解鋁,則用于使鋁材的斷裂面的微細凹凸進行平滑化的反應可能進行不充分。從表面平滑化處理液的處理液控制方面考慮,上述溶解鋁濃度的下限值優選為0.01重量%,如果考慮到成本性等,則更優選下限值為0.1重量%。另外,從斷裂面的微細凹凸的平滑化反應能夠有效進行的方面考慮,上述溶解鋁的濃度上限優選為3重量y。以下。關于使表面平滑化處理液中預先溶解鋁的手段,沒有特別的限制,例如可以例示另外準備鋁板并浸漬于表面平滑化處理液中,使之溶解而達到規定的溶解鋁濃度的方法等。在這種情況下,最好準備與實施本發明的表面處理的目標鋁材材質相同的鋁板,進行溶解。想要對具有鏡面那樣的光澤的鋁材進行加工時,可以使本發明中的表面平滑化處理液中含有硝酸、硫酸、鹽酸、醋酸、草酸、硼酸、氫氟酸等其它酸,此時可以使這些酸的合計為1~30重量%。其中,如果含有硝酸,則可能產生硝酸性氣體(N0X),因此在表面平滑化處理液中添加硝酸時,進而可以使其中含有0.2~10重量°/。的尿素。即,如果用含有磷酸和辨酸的表面平滑化處理液處理鋁材,則如下述式(3)所示那樣產生N0X,但是由于尿素的存在,可以如下述式(4)那樣抑制NOx的產生。因此,硝酸濃度為1重量°/。以上時,可以有目的地使之含有尿素。7A1+7H3P04+5腦3—7A1P04+2N2+N02+13H20......(3)10A1+10H3PO4+6HN03—10A1P04+3N2+18H20……(4)10關于使用表面平滑化處理液處理鋁材的具體手段,沒有特別的限制,可以例示使鋁材浸漬在處理液中的浸漬處理或用處理液噴霧的噴霧處理等手段,但是在浸漬處理的情況下,可以在溫度60~110°C,優選65~105'C的表面平滑化處理液中,將鋁材浸漬10秒~20分鐘,優選30秒~5分鐘的處理時間。如果表面平滑化處理液的溫度低于6(TC,則反應速度變慢,處理時間變長,效率低,反之如果超過IIO'C,則表面平滑化處理液中的水分蒸發量變大,特別是含有硝酸或硫酸等時它們的蒸發量也變大,因此難以控制處理液的組成。還有,為了使斷裂面的微細表面凹凸達到平滑,反應速度最好是恒定的,處理液溫度也最好是恒定的。另一方面,如果處理時間少于10秒,則鋁材表面幾乎不能達到平滑化,因此斷裂面的微細表面凹凸的除去變得困難。反之,如果超過20分鐘,則溶解量過多,鋁材的尺寸精度難以保證。對于使用表面平滑化處理液進行表面平滑化處理后的鋁材,要進行超聲波洗滌。用表面平滑化處理液處理后的鋁材表面上可能殘留有未除干凈的一部分微細的表面凹凸,以及第二相化合物,因此通過超聲波洗滌,就物理地除去了這些部分。另外,如果鋁材表面殘留了表面平滑化處理液;,則以后可能會腐蝕鋁材,因此這種用超聲波洗滌除去表面平滑化處理液通過提高耐蝕性做出了貢獻,這種效果也是倍增的。關于該超聲波洗滌,從上述目的考慮,對鋁材表面進行更均勻洗滌,使用的超聲波的頻率通常可以從100kHz~lMHz的高頻中適當選擇,但是如果振蕩作為洗滌對象的鋁材并均勻地照射超聲波,則即使是例如40kHz左右的低頻也可以。另外,作為超聲波洗滌的一般方法,將鋁材浸漬在純水等中照射超聲波進行超聲波水洗時,如果使用100kHz~lMHz的高頻,則可以有目的地進4亍3~5分鐘左右,如果是40kHz,功率IOOW,則可有目的地進行13分鐘。而且,也可以利用相同或不同的頻率重復進行2次以上的洗滌處理。還有,最好對表面平滑化處理后的鋁材:迅速進行超聲波洗滌。因為在超聲波洗滌之前的時期,如果鋁材表面上附著的殘渣(smut)氧化,則去除變得困難。此時,在超聲波洗滌之前,因除去殘渣的目的,可以通過用硝酸、硫酸、鹽酸等酸性水溶液進行處理,進行去殘渣處理。另外,可以對表面平滑化處理后的鋁材進行水洗,殘余的表面平滑化處理液除去后,用超聲波進行洗滌。在本發明中,對于超聲波洗滌后的鋁材,也可以用含有含氧酸的含氧酸處理液進行處理,再進行加熱處理,以在鋁材表面上形成膜。所述含氧酸含有選自磷、硅及鉻中的一種以上含氧酸構成元素。通過利用表面平滑化處理液的化學處理和利用超聲波洗滌的物理處理,盡可能地除去了鋁材表面上的第二相化合物,反之,即使不能除去的第二相化合物存在,通過規定的含氧酸處理液的處理和加熱處理,鋁材表面上形成了牢固的膜(含氧酸鋁膜),可以防止第二相化合物脫離。另外,通過形成這種膜,還可以同時賦予鋁材以耐腐蝕性。關于含氧酸處理液,只要是含有由選自磷、硅及鉻中的一種以上含氧酸構成元素構成的含氧酸的水溶液即可,具體來說可以例示次膦酸(HPH202)、亞磷酸(H3P03)、膦酸(H2PH03)、磷酸(H3P04)、焦磷酸(H4P207)、偏磷酸〔(HP03)n〕、次磷酸〔(HO)2OP-PO(OH)2〕、原硅酸(H4Si04)、正硅酸〔(H2Si03)n〕、偏二硅酸(H2Si205)、鉻酸(H2Cr04)、重鉻酸(H2Cr207)等的水溶液,優選為次膦酸、亞磷酸、膦酸、磷酸、焦磷酸、偏磷酸及次磷酸的水溶液。通過用這些磷酸類水溶液進行處理,可以在奉面上形成由磷酸鋁、磷酸一氫鋁、磷酸二氫鋁等構成的磷酸鋁膜。還有,含氧酸可以使用任意l種,也可以混合使用2種以上。關于含氧酸處理液中的含氧酸構成元素的含量,其總量可以為10~10000ppm,優選為25~500ppm。如果少于10ppm,則膜形成可能不足,反之,如果超過10000ppm,則未反應的含氧酸會殘留在鋁材的表面,有可能引起酸腐蝕。還有,如果含氧酸構成元素的含量為10ppm以上,則可以形成能夠防止第二相化合物脫離的膜,如果為25ppm以上,則更為有效,如果從成本上考慮,則可以為500ppm以下。另外,含氧酸處理液實質上不需要含上述含氧酸構成元素構成的含氧酸以外的其它含氧酸,以及含氧酸構成元素構成的含氧酸的金屬鹽。此處,其它含氧酸是指含有磷、硅及鉻以外的元素的含氧酸,另外,含氧酸構成元素構成的含氧酸的金屬鹽可以列舉例如磷酸鋅、磷酸鋯、磷酸鉻等含氧酸鹽。如果含氧酸處理液含有含氧酸構成元素構成的含氧酸的金屬鹽,則鋁材表面上會形成磷酸鋅或磷酸鋯膜,這些膜與作為基材的鋁材的結合力弱,因此不能充分地防止第二相化合物的脫離,另外,還會在鋁材表面上析出,膜本身就成為了起塵源。同樣,如果含有特定的含氧酸構成元素構成的含氧酸以外的其它含氧酸,則不能和作為基材的鋁材形成牢固的結合,因此會在處理后的鋁材表面上析出而成為起塵源。因此,關于含氧酸處理液,實質不含有含氧酸構成元素構成的含氧酸以外的其它含氧酸、或含氧酸構成元素構成的含氧酸的金屬鹽為宜,優選實質上不含其它含氧酸及含氧酸構成元素構成的含氧酸的金屬鹽中的任一種,基于和上述相同的原因,含氧酸處理液中不含有氫氟酸銨、氟化鉀等氟化物、鋯、鈦、鋅、鎳等3~12的金屬及它們的鹽、堿金屬及堿土類金屬及它們的鹽、氫氟酸等為宜。還有,即使是實質上不能含有的上述各種物質,對于例如通過ICP發光分析法、原子吸光光度法、或離子色譜法測定金屬元素、非金屬元素、陰離子物質時不能檢測到的1ppm以下的物質,即使本發明的含氧酸處理液中含有也沒有特別的問題。關于利用含氧酸處理液對鋁材表面進行處理的手段,例如可以采用浸漬處理、噴淋處理、用刷子等涂布等,優選將鋁材浸漬在含氧酸處理液中進行浸漬處理。關于浸漬處理的處理條件,可以在溫度10100t:,優選25~80"C的含氧酸處理液中,浸漬鋁材10秒~30分鐘,優選i分~15分鐘。如果含氧酸處理液的溫度低于ior:,則含氧酸和鋁材不容易反應,反之,如果高于ioo匸,則鋁材的溶解量變大。如果浸漬時間少于10秒,則鋁材表面附著的含氧酸量不足,加熱處理后膜的形成不充分,第二相化合物可能會脫離,反之,如果超過30分鐘,則鋁材的溶解量變多,難以保證尺寸精度。關于用含氧酸處理液處理后進行的加熱處理,要在溫度80~400°C,優選100~300匸下進行。如果加熱處理溫度低于80°C,則用含氧酸處理液處理后的鋁材表面上可能不會充分地形成膜,反之,如果高于400°C,則作為基材的鋁材軟化,強度可能變低。加熱處理時間為0.5~120份,優選為3~60分。如果加熱處理時間少于0.5分,則鋁材表面的膜形成不充分,第二相化合物可能脫離,反之,如果長于120分鐘,則表面處理鋁材的材料強度可能降低。還有,關于加熱處理的氣氛氣,可以在空氣中進行。另外,也可以在含氧酸處理液中添加乙醇、異丙醇等醇類溶劑、或丙酮及甲苯等烴類溶劑。通過添加這些溶劑,可以促進含氧酸處理液中溶劑成分的蒸發,防止作為加熱處理時可能出現的外觀不良之一的染色。而且,這些溶劑會使表面上殘留的一部分污染物溶解,然后在含有污染物的情況下被蒸發,因此提高了表面清潔度,可以形成具有更低起塵性的表面。為了獲得與此相同的效果,也可以用乙醇、異丙醇等醇類溶劑、或丙酮及甲苯等烴類溶劑洗滌加熱處理后的鋁材表面。進行加熱處理后,可以再進4亍超聲波洗滌。即,可以i/^為在一系列的表面處理中,來自外部的塵埃及各種處理液中所含的污染物等附著在鋁材上,或鋁材表面上形成了氧化物,出于除去它們的目的,可以再次用超聲波進行洗滌。關于此時的洗滌條件,可以按照與上述用表面平滑化處理液處理后的超聲波洗滌相同的方式進行。在本發明中,關于進行表面處理的鋁材,只要是鋁或鋁合金構成的材料即可,其大小及形狀沒有特別的限制,可以根據用途進行適當的選擇。例如除了高純度鋁(JISH4170;1N99)外,還可使用AllOO、A5052、A6063等各種鋁合金構成的鋁材,另外,也可以是通過擠出成型形成的擠出型材、通過壓延加工或注射成型形成的厚壁或薄壁板材、對這些板材進行適當的彎曲加工而得到的彎曲加工材料等。另外,關于本發明的表面處理方法,可以進行以對作為基材的鋁材整個表面進行表面平滑化處理為代表的各種處理,或者從成本方面考慮,適當選擇鋁材的表面進行處理。當選擇處理部分時,可以觀察鋁材的表面,要對至少施加了切斷、切削、壓制、開孔、穿孔等成型加工的區域進行處理。另外,在本發明中,在用表面平滑化處理液進行表面平滑化處理之前,可以實施脫脂處理、蝕刻處理、去殘渣處理或電解研磨處理中的任一種處理。其中,關于脫脂處理,可以使用由氬氧化鈉、碳酸鈉、磷酸鈉、表面活性劑等構成的通常脫脂液來進行,作為處理條件,通常浸漬溫度為15~55"C,優選2540。C,浸漬時間為1~10分鐘,優選36分鐘。另外,關于蝕刻處理,可以使用氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉等堿水溶液,其濃度為20~200g/L,優選50~150g/L,作為處理條件,浸漬溫度為30~70匸,優選40~60匸,浸漬時間為0.5~5分鐘,優選13分鐘。關于去殘渣處理,例如可以在由1~30%的硝酸構成的去殘渣浴中進行,作為處理條件,通常,浸漬溫度為15~551C,優選25~40'C,浸漬時間為1~10分鐘,優選3~6分鐘。另外,關于電解研磨處理,例如可以在由高氯酸20重量°/。和乙醇80重量°/。構成的混合處理液進行,作為處理條件,可以在電流密度l10A/dm2,浴電壓2030V下處理1~5分鐘。由本發明得到的表面處理鋁材通過規定的表面平滑化處理液處理和超聲波洗滌盡可能地除去了作為起塵源的第二相化合物、具有極清潔的處理表面,因此是盡可能地排除了起塵可能的材料。作為將其浸漬在純水中,用頻率120kHz的超聲波照射1分鐘時產生的粒徑0.5jam以上的粒子數,如果用液體中粒子計數器進行測定,則以表面處理鋁材的單位面積換算,為1000個/cn^以下,更優選為500個/cm2以下。根據本發明中的表面處理方法,即使對于通過切斷、切削、壓制、開孔、穿孔等成型加工而形成的具有多個斷裂面的鋁材,也可的微細的表面凹凸,因此可以對作為起塵源的第二相化合物的脫離防范于未然。另外,根據本發明的表面處理方法,可以得到尺寸精度好的上述表面處理鋁材。另外,由本發明得到的表面處理鋁材具有與無電解NiP鍍敷處理后的鋁材相同的或更高水平的低起塵性,因此在作業性及成本上也是有利的,而且獲得的表面處理鋁材的耐腐蝕性優異,可適用于各種用途。附圖的簡要說明圖1(a)是顯示鋁材的斷裂面(I)和剪切面(II)的狀態的SEM照片,(b)是斷裂面一部分的放大圖。具體實施例方式以下基于實施例及比較例等對本發明進行更具體的說明。實施例實施例1<試驗用表面處理鋁材的制作>通過切割將市售的A5052鋁材(板厚1.Omm)方板裁切成縱100mm,橫70mm,準備具有斷裂面的鋁材。將準備好的鋁材完全浸漬在由磷酸80重量%、溶解鋁(溶解Al)1重量%及水19重量°/。組成的表面平滑化處理液中,在表面平滑化處理液溫度90X:下浸漬2分鐘,進行表面平滑化處理。另外,該表面平滑化處理液是通過以下方式制備的,即,溶解,達到規定的溶解鋁濃度。然后將經過表面平滑化處理后的鋁材放入加入了純水的洗滌容器中,在頻率40kHz及功率IOOW下進行超聲波洗滌3分鐘(第一次超聲波洗滌)。超聲波洗滌后,取出鋁材,得到試驗用表面處理鋁材。<起塵性的評價>按以下方式對上述獲得的試驗用表面處理鋁材的起塵性進行評價。將作為試驗液的600ml超純水放入到市售的硼硅酸玻璃制燒杯(1L)中,用絲線將試驗用表面處理鋁材以與容器不接觸的懸空狀態浸漬在超純水中。然后,在洗滌槽下部具備超聲波發射源的超聲波洗滌機中收納上述玻璃制燒杯,然后在洗滌槽中加入水對表面處理鋁材進行超聲波照射,在此狀態下對超純水中的試驗用表面處理鋁材照射頻率120kHz、功率100W的超聲波1分鐘。然后,用液體中粒子計數器(日本電色工業社制造的NP500T)測定試驗液中存在的粒徑為0.5jjm以上的粒子數,從超純水中粒子的增加數,求出試驗用表面處理鋁材單位面積上的起塵量。結果示于表l中。此處,單位面積上的起塵量為1000個/cn^以下時,評價為O,超過1000個/cn^時,評價為x。還有,對于浸漬試驗用表面處理鋁材之前的試驗液(超純水)中的粒子數,預先按照與上述相同的方式用液體中粒子計數器進行測定。<耐腐蝕性的評價>將上述試驗用表面處理鋁材在溫度85匸及濕度90%的環境中放置500小時,進行耐腐蝕性試驗,評價試驗用表面處理鋁材的表面變色情況。特別地,按以下三等進行評價無變化時為O,稍有變化時為△,有顯著變化時為x。結果示于表l中。實施例2~4除了釆用表1所示液體組成的表面平滑化處理液外,按與實施例1相同的方式得到試驗用表面處理鋁材(實施例2、3)。另外,使表面平滑化處理中的處理液溫度為70匸,除此之外,按與實施例l相同的方式得到試驗用表面處理鋁材(實施例4)。按與實施例1相同的方式,對獲得的表面處理鋁材分別進行起塵性及耐腐蝕性評價。結果示于表l中。實施例5按與實施例1相同的方式進行表面平滑化處理及第一次超聲波處理后,再將鋁材浸漬在含有磷酸0.2g/L(P的含量為63ppm)的水溶液(含氧酸處理液)中5分鐘,進行含氧酸處理。將從含氧酸處17理液中取出的鋁材在200'C的空氣中加熱保持5分鐘進行加熱處理,得到試驗用表面處理鋁材。按與實施例l相同的方式,對獲得的表面處理鋁材分別進行起塵性及耐腐蝕性評價。結果示于表l中。實施例6~8除了采用表1所示液體組成的表面平滑化處理液外,按與實施例5相同的方式得到試驗用表面處理鋁材(實施例6、7)。另外,使表面平滑化處理中的處理液溫度為70X:,除此之外,按與實施例5相同的方式得到試驗用表面處理鋁材(實施例8)。按與實施例l相同的方式,對獲得的表面處理鋁材分別進行起塵性及耐腐蝕性評價。結果示于表l中。實施例9按與實施例5相同的方式進行加熱處理后,在加入了純水的洗滌容器中放入鋁材,進行頻率40kHz,功率100W的超聲波水洗3分鐘(第2次超聲波水洗)。超聲波水洗后,取出鋁材,得到試驗用表面處理鋁材。按與實施例l相同的方式,對獲得的表面處理鋁材進行起塵性及耐腐蝕性評價。結果示于表l中。實施例10~13除了釆用表1所示液體組成的表面平滑化處理液外,按與實施例9相同的方式得到試驗用表面處理鋁材(實施例10、11、13)。另外,使表面平滑化處理中的處理液溫度為70X:,除此之外,按與實施例9相同的方式得到試驗用表面處理鋁材(實施例12)。按與實施例l相同的方式,對獲得的表面處理鋁材分別進行起塵性及耐腐蝕性評價。結果示于表l中。比較例1~5對于除了采用表1所示液體組成的表面平滑化處理液外進行與實施例1相同操作的情況(比較例1、2)、與實施例1同樣地進行表面平滑化處理后不進行第1超聲波水洗的情況(比較例3),以及對于除了采用表1所示液體組成的表面平滑化處理液外進行與實施例9相同操作的情況(比較例4、5),分別得到試驗用表面處理鋁材。按與實施例l相同的方式,評價獲得的試驗用表面處理鋁材的起塵性及耐腐蝕性。結果示于表l中。參考例1及2對于實施例1中使用的鋁材不進行處理,直接按與實施例l相同的方式評價起塵性及耐腐蝕性(參考例1)。另外,對于實施例1中使用的鋁材表面,使用由^^亍,夕X林式會社制造的少^yk—卜NI-871構成的鍍敷液在溫度90度下進行15分鐘的無電解鍍敷,得到具有5jum的NiP鍍層的鋁材。按與實施例l相同的方式,對該NiP鍍敷處理后的鋁材進行起塵性及耐腐蝕性評價(參考例2)。結果分別示于表l中。可以確認,由上述實施例1~3得到的試驗用表面處理鋁材均具有與無電解NiP鍍敷處理鋁材(參考例2)同等的低起塵性,同時耐腐蝕性優異。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>由本發明得到的表面處理鋁材具有優異的低起塵性及耐腐蝕性,因此適合于用作以作為存儲裝置安裝在計算機及文字處理機等上的硬盤驅動器的外殼及驅動桿等硬盤驅動材料為代表的,計算機相關裝置、半導體制造裝置、計測分析器、電子電器裝置、光學裝置、醫療用裝置等各種精密設備的外殼及精密設備部件的材料。另外,也可以用作在無塵環境下使用的設備及部件等材料及凈室等中使用的建材。本發明中的鋁材的表面處理方法沒有特別的其它限制,只要是使用鋁材的物質,就可以作為處理對象,因此對于已有的設備或部件中使用的鋁材,也可以適用。權利要求1、表面處理鋁材的制造方法,其特征在于對于鋁材的表面,用含有50重量%以上且不足100重量%的磷酸及0.001重量%以上、5重量%以下的溶解鋁的表面平滑化處理液進行處理,并進行超聲波洗滌。2、權利要求1中所述的表面處理鋁材的制造方法,其中利用表面平滑化處理液的處理是將鋁材浸漬在60~ll(TC的表面平滑化處理液中10秒20分鐘,進行處理。3、權利要求1或2中所述的表面處理鋁材的制造方法,其中在超聲波洗滌后,用含有含氧酸的含氧酸處理液進行處理,再在80~400"C的溫度下進行加熱處理,所述含氧酸含有選自磷、硅及鉻中的一種以上含氧酸構成元素。4、權利要求3中所述的表面處理鋁材的制造方法,其中含氧酸處理液是由含有選自次膦酸、亞磷酸、膦酸、磷酸、焦磷酸、偏磷酸、次磷酸、原硅酸、正硅酸、偏二硅酸、鉻酸及重鉻酸的1種或2種以上物質的水溶液構成。5、權利要求3或4中所述的表面處理鋁材的制造方法,其中含氧酸處理液中的含氧酸構成元素的總含量為10~10000ppm。6、權利要求3中所述的表面處理鋁材的制造方法,其中在加熱處理后再次進行超聲波洗滌。7、權利要求1中所述的表面處理鋁材的制造方法,其中在用表面平滑化處理液進行處理之前,實施脫脂處理、蝕刻處理、去殘渣處理或電解研磨處理中的任一種以上。8、鋁材的表面處理方法,其特征在于對于鋁材的表面,用含有50重量°/。以上且不足100重量%的磷酸及0.001重量°/。以上、5重量%以下的溶解鋁的表面平滑化處理液進行處理,并進行超聲波洗滌。9、權利要求8中所述的鋁材的表面處理方法,其中利用表面平滑化處理液的處理是將鋁材浸漬在60~110'C的表面平滑化處理液中10秒~20分鐘的處理。10、權利要求8或9中所述的鋁材的表面處理方法,其中在超聲波洗滌后,用含有含有酸的含氧酸處理液進行處理,再在80~400X:的溫度下進行加熱處理,所述含氧酸含有選自磷、硅及鉻中的一種以上含氧酸構成元素。11、權利要求10中所述的鋁材的表面處理方法,其中含氧酸處理液是由含有選自次膦酸、亞磷酸、膦酸、磷酸、焦磷酸、偏磷酸、次磷酸、原硅酸、正硅酸、偏二硅酸、鉻酸及重鉻酸的1種或2種以上物質的水溶液構成。12、權利要求10或11中所述的鋁材的表面處理方法,其中含氧酸處理液中的含氧酸構成元素的總含量為10~10000ppm。13、權利要求10中所述的鋁材的表面處理方法,其中在加熱處理后再次進行超聲波洗滌。14、權利要求8中所述的鋁材的表面處理方法,其中在用表面平滑化處理液進行處理之前,實施脫脂處理、蝕刻處理、去殘渣處理或電解研磨處理中的任一種以上。15、表面處理鋁材,其特征在于,是用含有50重量%以上且不足100重量%的磷酸及0.001重量。yi以上、5重量°/。以下的溶解鋁的表面平滑化處理液處理鋁材的表面,并進行超聲波洗滌而獲得的。16、權利要求15中所述的表面處理鋁材,其中利用表面平滑化處理液的處理是將鋁材浸漬在60~iior:的表面平滑化處理液中10秒~20分鐘的處理。17、權利要求15或16中所述的表面處理鋁材,其特征在于,在超聲波洗滌后,用含有含氧酸的含氧酸處理液進行處理,再在80~400n的溫度下進行的加熱處理,所述含氧酸含有選自磷、硅及鉻中的一種以上含氧酸構成元素。18、權利要求17中所述的表面處理鋁材,其特征在于,表面上具有選自磷酸鋁、磷酸一氫鋁和磷酸二氫鋁中的1種以上的磷酸鋁被膜。19、權利要求17或18中所述的表面處理鋁材,其中在加熱處理后再次進行超聲波洗滌而得到。20、權利要求15~19中任一項所述的表面處理鋁材,其中將其浸漬在純水中,用頻率120kHz的超聲波照射l分鐘時產生的粒徑0.5jam以上的粒子數,用液體中粒子計數器進行測定時為1000個/cn^以下。全文摘要本發明提供低起塵性表面處理鋁材,以及具有低起塵性的表面處理鋁材的制造方法和鋁材的表面處理方法。解決方式采用一種表面處理鋁材的制造方法,以及鋁材的表面處理方法及表面處理鋁材,其特征在于對于鋁材的表面,用含有50重量%以上且不足100重量%的磷酸及0.001重量%以上5重量%以下的溶解鋁的表面平滑化處理液進行處理,并進行超聲波洗滌。文檔編號C23C22/05GK101575703SQ20081012559公開日2009年11月11日申請日期2008年6月13日優先權日2008年5月9日發明者海老原健,田口喜弘,飯野誠己申請人:日本輕金屬株式會社
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