精密機械加工後のアルミニウム部品は、部品故障の主な原因として腐食や表面の損傷を伴う、過酷な環境条件によってもたらされる課題に直面することがよくあります。この課題に対応して、メーカーはアロジン表面処理技術を積極的に採用して製品の耐食性と表面品質を向上させ、使用中のコンポーネントの安定性と信頼性を確保しています。
このガイドは、アロジンコーティング技術の原理、動作メカニズム、適用範囲、設計と応用における重要な考慮事項を詳しく掘り下げることを目的としています。
アロジンとは何ですか？
アロジンは、American Chemical Coatings 社が販売する塗料の登録商標名で、化成皮膜または化学皮膜とも呼ばれます。
主に表面処理に使用されます。 アルミニウム 合金。化学反応によりアルミニウム合金の表面に厚さ約0.5～4ミクロンの非常に薄い陽極酸化皮膜を生成します。アロジンコーティングの主成分は、無水クロム、四フッ化ホウ酸メチル、フッ化ナトリウムなどを一定の割合で混合したものです。
このプロセスでは、六価クロム化合物 (クロム酸や重クロム酸塩など) を含む溶液にアルミニウム部品を浸漬し、金属の表面と反応して薄い保護層を形成します。この層は耐食性を提供するだけでなく、塗料や接着剤などの後続のコーティングの接着性も向上します。
アロジンコーティングの主な機能は次のとおりです。
- アルミニウム合金表面の耐食性を向上させます。
- プライマーとの密着性を向上させ、ペイントコーティングに良好な接着ベースを提供します。
- 導電性を変えるためのコーティングとして使用できます。
アロディンへの手順は何ですか?
完全なアロジン処理プロセスは通常、次の手順で構成されます。
1.アロジン表面仕上げを行う前に、構造表面を次のように準備する必要があります。
- 車載構造部品の場合は、腐食の原因となる液体の漏れや滴下を防ぐために隣接する領域を保護してください。
- ホコリを拭き取り、MEK（メチルエチルケトン）で表面をきれいにします。
- パーツからペイント層と保護コーティングを除去するには、次のツールを使用します。非常に細かい酸化アルミニウム砥石 ｂ．スコッチブライトクロス ｃ． 400グリットの酸化アルミニウムサンドペーパー。光沢のあるアルミニウムの表面が露出するまで保護層を剥がし、その後、清潔な綿の布を使用して構造表面から残留物を取り除きます。
- 条件が許せば、止水試験を実施してください。
- 表面が乾燥するまで少なくとも 15 分間維持します。
2.脱脂
まず、金属表面を脱脂して、油、汚れ、有機物質を除去します。これは通常、アルカリ溶液や有機溶剤などの脱脂剤を使用して行われます。このステップで重要なのは、後続の処理を効果的に行うために金属表面を完全に洗浄することです。
3.すすぎ
脱脂後、金属表面を水で徹底的に洗い流し、残留脱脂剤や汚染物質を除去します。水ですすぐことで、金属表面をきれいな状態に保ちます。
4.脱酸（酸化がひどい場合に使用）
金属表面にひどい酸化やその他の表面欠陥がある場合は、脱酸プロセスが必要になる場合があります。脱酸は機械的または化学的に行われ、金属表面を滑らかにし、コーティングの密着性と均一性を高めます。
5.リンス（脱酸素工程後に使用）
エッチングプロセスに続いて、金属表面を徹底的に洗浄し、残留エッチング剤や酸化物を除去するために、もう一度リンスが行われます。
6.アロジン表面処理を行う
- オンボード構造コンポーネントの場合は、アロジンをブラシで塗布します。ブラシ、ナイロン ブラシ、または清潔な布を使用して、溶液を構造コンポーネントの表面に塗布します。金色の化学保護膜が形成されるまで待ってから、残留物がなくなるまで湿らせた綿布で表面に残った溶液を優しく吸収します。コンポーネントの表面が完全に乾燥したら (室温で 1 ～ 3 時間)、構造表面にプライマーを速やかに塗布します。
- 取り外し可能な構造コンポーネントの場合は、アロジンに浸します。コンポーネントを溶液に 30 ～ 40 秒間浸します。その後、コンポーネント上に金色の化学変換皮膜が形成されます。構造表面を水で洗い流し、湿った綿布で表面に残った液体を優しく拭き取ります。コンポーネントの表面が完全に乾いたら、できるだけ早くプライマーを構造表面に塗布する必要があります。
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7.治療後
特定の要件に応じて、処理された金属表面の後処理が実行される場合があります。これにはシーリングが含まれる場合があります。 バリ取り、スマット除去、または乾燥剤の適用により、コーティングの性能をさらに向上させたり、特定の機能を提供したりできます。
8.乾燥
プロセスが完了すると、金属表面は完全に乾燥されます。これは、自然乾燥または乾燥装置を使用することで実現できます。金属表面が完全に乾燥していることを確認することは、コーティングの不均一や膨れなどの問題を防ぐために非常に重要です。
アロジンクロメート化成皮膜の種類
アロジンコーティングは、さまざまな化学組成と特性に応じてさまざまなタイプに分類できますが、MIL-DTL-1 規格によると、最も一般的なのはタイプ 2 とタイプ 5541 です。
MIL-DTL-5541 タイプ 1
- タイプ 1 コーティングは主に六価クロムを含むため、「六価クロム」コーティングと呼ばれることがよくあります。このタイプは、より安全な代替品が導入されるまでは、歴史的に最も一般的に使用されてきたクロメート化成皮膜の XNUMX つでした。
- これらのコーティングは通常、茶色または金色の色合いを示しますが、明確な着色がなく透明である場合もあります。
- MIL-DTL-5541 タイプ 1 コーティングの使用は、環境や健康への影響に関するさまざまな法律や規制のため、一部の国では制限されています。
MIL-DTL-5541 タイプ 2
- タイプ 2 コーティングには三価クロムが含まれているため、「六価クロムフリー」コーティングとして知られています。
- これらのコーティングは通常、識別できる色がなく透明です。
- MIL-DTL-5541 タイプ 2 コーティングは、その優れた性能、強化された安全性プロファイル、およびよりシンプルで高速かつ直接的な塗布プロセスにより、より一般的に使用されるクロメート化成コーティング標準としてタイプ 1 に取って代わりました。
表 1: 利点と欠点の比較
| 機能 | MIL-DTL-5541 タイプ 1 | MIL-DTL-5541 タイプ 2 |
|---|---|---|
| 耐食性 | 優れた耐食性を発揮します | 優れた耐食性を提供します |
| 環境にやさしい | 六価クロムを含有しているため、環境規制の対象となる場合があります | クロムフリーでより環境に優しい |
| 外観の保持 | コーティングの色が不均一になる場合があり、色のばらつきが発生する場合があります。 | 透明なコーティングにより、金属本来の色と外観を維持します。 |
| 電気伝導性 | 良好な導電性を示します | 良好な導電性を維持します |
| プロセスの複雑さ | 複雑なプロセス、より長い処理時間、より高いコスト | プロセスの簡素化、処理時間の短縮、コストの削減 |
| 適用範囲 | 航空宇宙、自動車製造などで広く使用されています。 | 環境要件の高い用途で広く使用されています |
| 性能の安定性 | 塗膜の安定性が良く、剥離しにくい | コーティングの安定性と性能を確保するには定期的な検査とメンテナンスが必要です |
MIL-DTL-5541 規格に加えて、AMS-C-5541、MIL-C-81706、AMS-2473 および 2474 などの他のコーティング規格もあります。これらの規格は通常、さまざまなアプリケーション シナリオと材料タイプを対象としています。ユーザーにより多くの選択肢を提供します。
アロジンの主な特徴
アロディンの特徴を詳しく説明します。
- 薄い酸化膜: アロジン処理では通常、0.5 ～ 4 マイクロメートルの範囲の非常に薄い酸化膜が形成されます。この薄いフィルムは金属の機械的特性に大きな影響を与えず、優れた表面密着性を提供するため、塗料の理想的なベースコートとなります。
- 操作のしやすさ: アロジン処理は比較的簡単で、通常、処理時間は数分から 1 時間しかかかりません。このシンプルさにより、複雑な機器や技術を必要とせずに生産プロセスの効率が向上します。
- 維持された導電性：アロジン処理表面は、酸化皮膜が形成されていても、ある程度の導電性を保持しています。これは、電子部品や接地システムなど、金属の導電性の保持が必要なアプリケーションにとって非常に重要です。
- 室温動作: アロジン処理プロセスは主に室温で動作するため、加熱のための追加のエネルギー消費の必要がありません。これにより、エネルギーコストが削減され、環境への影響が最小限に抑えられます。
- 安定性とメンテナンスの容易さ: アロジン溶液は比較的安定しており、劣化することなく長期間使用できます。さらに、メンテナンスは簡単で、通常は定期的な検査と機器のメンテナンスが必要です。
- 毒性と引火性: アロジン溶液には有毒成分が含まれているため、取り扱いには注意が必要です。また、可燃性でもあるため、発火を防ぐための予防措置と、環境汚染や火災の危険を避けるための適切な廃棄が必要です。
アロジンは危険ですか?
はい、アロジン溶液には有毒成分が含まれているため、処理中は人体との接触を避けてください。誤って触れた場合、人体に危害を及ぼす可能性があります。さらに、アロジンは可燃性でもあるため、使用中は火源から遠ざける必要があります。アロジン溶液を使用した衣類も、火災を避けるために隔離して保管する必要があります。
したがって、代替ソリューションを探すことが特に重要になっています。 陽極酸化、クロム酸塩を含まない化成皮膜、リン酸塩化成皮膜、不動態化、化学シーラント、および有機皮膜は、金属の表面処理におけるアロジンの一般的な代替品です。これらの代替品は、耐食性や耐腐食性などの同様の機能を提供します。 表面仕上げ、それぞれに独自の利点と特定のアプリケーションへの適合性があります。
アロジンと陽極酸化とは何ですか?
アロジンと陽極酸化の主な違いは次のとおりです。
1.プロセスの違い
- アロジンはクロム酸塩化成皮膜としても知られ、金属表面にクロム酸塩ベースの溶液を塗布する化学処理です。この溶液は金属と化学反応して保護化成皮膜を形成します。
- 陽極酸化は、金属を電解質浴に浸し、それに電流を流す電気化学プロセスです。このプロセスにより金属の表面に厚い酸化物層が形成され、耐食性が得られるほか、美観を目的として染色することもできます。
2.外観の違い
- アロジンコーティングは通常、金色または虹色の色をしていますが、透明の場合もあります。金属基材の外観を大きく変えることはありません。
- 陽極酸化皮膜の外観は、使用される陽極酸化処理の種類と、その後に適用される染色またはシーリング処理によって異なります。陽極酸化皮膜はさまざまな色合いで着色でき、マット仕上げまたは光沢仕上げにすることができます。
3.アプリケーションの違い
- アロジンコーティングは、アルミニウムやその他の金属の腐食防止、塗料の接着、表面処理に一般的に使用されます。これらは航空宇宙、自動車、その他の産業用途でよく使用されます。
- 陽極酸化処理は、耐食性や耐摩耗性を与えるだけでなく、装飾目的にも広く使用されています。建築、自動車、家電業界で一般的に使用されています。
アロジンの応用例
アロジンは、腐食防止、塗料の密着性の向上、導電性の向上を目的として、業界全体のさまざまな部品に適用されています。アロジンコーティングの恩恵を受ける部品の例には、航空機構造、着陸装置、エンジン部品、シャーシ部品、ボディパネル、エンジンマウント、コネクタ、ハウジング、エンクロージャ、装甲車両部品、兵器システム、通信機器などがあります。その耐食性は、過酷な環境条件にさらされる重要な部品を保護するために不可欠なものであり、さまざまな用途で寿命と信頼性を保証します。
まとめ
業界がイノベーションと品質の限界を押し広げ続ける中、アロジンプロセスは引き続き強力な味方であり、 メーカー 卓越性の追求において優れた結果を達成するために。このガイドで概説されている原理と方法論を理解することで、エンジニアや技術者は、Alodine の変革力を活用して、さまざまな分野にわたって精密部品の信頼性、耐久性、機能性を向上させることができます。アロディンはその実証済みの実績と永続的な関連性により、精密エンジニアリングの状況を形成し続け、最も過酷な環境でもコンポーネントが最高のパフォーマンスを発揮する未来を約束します。
Q＆A
このプロセスには、金属表面とクロム酸塩溶液の間の化学反応が含まれ、耐食性を高め、塗料の密着性を向上させる保護コーティングが形成されます。クロム酸塩層はバリアとして機能し、腐食が下にある金属基材に到達するのを防ぎます。
アロジンは、塗料の密着性と耐食性を向上させるためにアルミニウムの表面を処理するために使用される化学処理です。アルミニウムの表面に薄い保護層を形成し、耐久性を高め、後続のコーティングや塗料との接着を良くします。
この記事は、BOYI チームのエンジニアによって執筆されました。Fuquan Chen は、ラピッドプロトタイピング、金型製造、プラスチック射出成形の分野で 20 年の経験を持つプロのエンジニア兼技術専門家です。
