鎂合金制品的制造方法
【專利摘要】一種將涂料涂布于鎂合金材料的鎂合金制品的制造方法，其特征在于，在將涂料涂布于鎂合金材料之前，將鎂合金材料以200℃以上進行加熱處理，通過該鎂合金制品的制造方法，解決了將涂料涂布于鎂合金時，由于脫模劑、研磨等操作中附著的研磨液、指紋等油分的影響、鎂具有的氫的吸附性，而無法將涂料順利地涂布的問題。
【專利說明】
鏌合金制品的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及將涂料涂布于鎂合金材料的鎂合金制品的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鎂合金是以鎂作為主體的合金，因為輕量、電磁波遮斷能力高、再循環(huán)性也優(yōu)異， 因此被使用在多數(shù)電子機器的殼體。
[0003] 此鎂合金的殼體主要為以壓延材為材料的殼體和通過鑄造法所成型的殼體，經(jīng)鑄 造的鎂合金因耐腐蝕性不佳，因此需要涂布涂料。
[0004] 但是，鑄造后的鎂合金中，為了易于將制品由模具取出而在模具上噴附的脫模劑 (聚硅氧系、礦物油系、油脂/酯系、蠟系)會殘留，因為會影響耐腐蝕性、涂膜密合性，所以用 于將此脫模劑除去的前處理是必須的。（非專利文獻1)
[0005] 鎂合金中所殘留的脫模劑的除去，一般為以酸蝕刻等化學方法、機械研磨來進行。
[0006] 但是，最近因制成品輕量化，因此鎂合金的材料厚度變薄，因此大量使用脫模劑的 情況變多，已到了可發(fā)現(xiàn)鑄造時的流動性、皺紋、冷痕等程度，脫模劑會深入滲到鎂合金之 中，成為內(nèi)在氣體的情況也變多，這樣使脫模劑的除去更為困難。另外，脫模劑以化學方法 而殘留的情況也變多，需要合并使用研磨等機械性方法。
[0007] 但是，機械性方法有必須花費時間和人力來實施的缺點，而且鎂合金的研磨也會 有粉塵爆發(fā)的危險性。另外，內(nèi)在氣體也無法以機械性方法完全地除去，因此將涂料涂布 后，燒成時會有氣體由鎂合金內(nèi)噴出而產(chǎn)生涂膜膨脹的情況。另外，研磨等操作中附著的指 紋等油分，一般認為這也是涂膜膨脹的原因。
[0008] 另外，鎂本身有氫的吸附性，特別是與鋁的合金Mgi7Ali2-般被稱為氫吸附合金。 使用觸變成型的AZ91D因含有鋁9質(zhì)量％且鑄造時的偏析，也被認為是更容易含有氫的合 金。因此，鎂合金不管是因為何種過程而吸附氫時，通過涂料涂布后的燒成時的加熱會有氫 脫離的情況，一般認為這也是涂膜膨脹的原因。
[0009] 如此地將涂料涂布于鎂合金時，由于脫模劑、研磨等操作中附著的研磨液、指紋等 油分的影響、鎂本身的氫的吸附性，會有無法將涂料順利地涂布的問題。
[0010] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0011] 非專利文獻
[0012] 非專利文獻1:序田一夫，"鎂合金的表面處理的問題點"，表面技術(shù)，53卷，3號，176 ~181頁，2002年3月1日發(fā)行

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 發(fā)明所要解決的問題
[0014] 由此，本發(fā)明的課題是解決將涂料涂布于鎂合金時的上述問題點。
[0015] 用于解決課題的手段
[0016] 本發(fā)明人等為了解決上述課題而潛心研究的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了將涂料涂布于鎂合金材 料之前，通過將鎂合金材料以200°C以上進行加熱處理，而解決上述問題并將涂料順利地涂 布于鎂合金材料的方法，進而完成本發(fā)明。
[0017] 即，本發(fā)明為一種鎂合金制品的制造方法，其為將涂料涂布于鎂合金材料的鎂合 金制品的制造方法，其特征在于，在將涂料涂布于鎂合金材料之前，將鎂合金材料以200Γ 以上進行加熱處理。
[0018] 另外，本發(fā)明為以上述制造方法所制造的鎂合金制品。
[0019] 進而，本發(fā)明為一種鎂合金材料的涂布方法，其為將涂料涂布于鎂合金材料的方 法，其特征在于，在將涂料涂布于鎂合金材料之前，將鎂合金材料以200°C以上進行加熱處 理。
[0020] 發(fā)明效果
[0021] 通過本發(fā)明的鎂合金制品的制造方法，將涂料涂布于鎂合金材料之前，正因為含 有將鎂合金材料以200°C以上進行加熱處理的步驟，即可將涂料順利地涂布于鎂合金材料， 膨脹等的缺陷也減少，耐腐蝕性也提升，制品制造時的成品率也提升。
[0022] 另外，通過本發(fā)明的鎂合金制品的制造方法，將涂料涂布于鎂合金材料時原本所 必要的脫模劑、研磨等操作中附著的研磨液、指紋等油分等的除去等步驟也可以不進行。
[0023] 進而，本發(fā)明的鎂合金制品，因為可將涂料順利地涂布于鎂合金材料，因此能夠成 為如下的產(chǎn)品，例如，成為憑借透明、透色涂布、薄膜的隱蔽色而具有基底質(zhì)感(金屬感）的 良好外觀的產(chǎn)品、是以厚膜的隱蔽色來消除底部缺陷而發(fā)揮鎂的輕量性、強度等的產(chǎn)品。
【具體實施方式】
[0024] 本發(fā)明的鎂合金制品的制造方法（以下稱為"本發(fā)明方法"）為將涂料涂布于鎂合 金材料的鎂合金制品的制造方法，其中將涂料涂布于鎂合金材料之前，將鎂合金材料以200 °C以上進行加熱處理。除了進行此處理，其他可依照以往公知的涂布方法來進行。
[0025] 本發(fā)明方法所使用的鎂合金主要含有鎂，若為與鋁、鋅、銅、錳、硅、鋯、鋰等的鎂以 外的金屬的合金，則并無特別限定。作為此種鎂合金，例如，可列舉ASTM規(guī)格的AZ91A、 AZ91B、AZ91D、AM60A、AM60B、AS41A、AZ31、AZ31B、AZ63A、AZ91C、AZ91E、AZ92A、AM100A、 ZK51A、ZK61A、EZ33A、QE22A、ZE41A#。
[0026] 本發(fā)明方法所使用的鎂合金材料是將上述鎂合金進行成型的鎂合金材料。將鎂合 金成型的方法并無特別限定，例如，可列舉壓機等的鍛造，壓鑄成型、觸變成型等的鑄造等， 這些之中優(yōu)選鑄造，特別優(yōu)選壓鑄成型或觸變成型。
[0027]本發(fā)明方法中，鎂合金材料的加熱處理為200°C以上，優(yōu)選為250°C以上、更優(yōu)選為 300°C以上、特別優(yōu)選為350°C以上的溫度進行處理。加熱處理的溫度上限雖無特別限定，但 為高溫時，根據(jù)鎂合金的種類不同也會有發(fā)生變形、相變等的情況，因此優(yōu)選為450°C以下。 另外，加熱處理后到可進行接下來的處理的溫度之前也可適當?shù)剡M行冷卻。
[0028]另外，加熱處理可用以往公知的電爐等來進行，可以是連續(xù)法也可以是分批法。 [0029]進一步，加熱處理中，除上述溫度以外的加熱處理的條件并無特別限定，也可根據(jù) 鎂合金材料的狀態(tài)來適當?shù)剡M行設(shè)定。
[0030]例如，加熱處理的時間，若無法以目視確認鎂合金材料中的流動性、皺紋、冷痕等 情況時，也可進行20分鐘以上加熱處理，若可利用目視確認鎂合金材料中的流動性、皺紋、 冷痕等情況時，也可進行40分鐘以上加熱處理。
[0031]另外，加熱處理的氣氛通常為空氣是沒有問題的，例如，若需要防止因氧化產(chǎn)生的 變色時，也可用經(jīng)除濕的空氣、不活潑氣體。
[0032]通過本發(fā)明方法的加熱處理，鎂合金材料會有產(chǎn)生應(yīng)變時，此應(yīng)變可通過以往公 知的方法，例如，升溫或冷卻速度的控制、基座的種類與形狀的選擇、夾具的種類或形狀的 選擇等來防止。
[0033]進一步，通過進行本發(fā)明方法的加熱處理，基本上在鎂合金材料中，在涂料涂布前 后以往會進行的研磨處理、脫脂處理、脫模劑的除去處理、沾污的除去處理、化學轉(zhuǎn)化處理 等處理也可不進行。但是，為了提高鎂合金制品的商品價值與外觀評估(美觀），也可在鎂合 金材料中進行研磨處理、脫脂處理等處理。
[0034] 鎂合金材料的研磨處理并無特別限定，例如，可以噴砂、搪磨、拋光、化學研磨等以 往公知的方法進行。另外，研磨可根據(jù)所要求的商品價值與外觀評估適當?shù)剡M行即可。
[0035] 另外，鎂合金材料的脫脂處理并無特別限定，例如，可以使用有機溶劑、堿溶液等 以往公知的方法進行。作為脫脂處理所使用的堿溶液，例如可列舉氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸 氫鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀等含有堿物質(zhì)的水溶液。作為含有此種堿物質(zhì)的水溶液，例如可利 用SK18(株式會社杰希優(yōu)制造)等市售品。進一步，脫脂處理的條件并無特別限定，例如可以 將鎂合金材料在如下水溶液中浸漬5分鐘左右，所述水溶液以60g/L以下含有堿物質(zhì)并設(shè)為 60°C以下。
[0036]通過進行本發(fā)明方法的加熱處理，可除去鎂合金材料上所附著的脫模劑（聚硅氧 系、礦物油系、油脂/酯系、蠟系）、研磨等操作中附著的研磨液、指紋等油分等。另外，通過進 行加熱處理也可除去鎂合金內(nèi)的內(nèi)在氣體。進一步，通過進行加熱處理，因鎂的氧化會成為 均質(zhì)且致密，因此可大幅抑制鎂的氧化物氫氧物等的不均勻性、鎂合金成型時的化學組成 的偏差、雜質(zhì)的混入等、由活性的金屬造成耐腐蝕性的劣化。另外，此效果通過提前進行雜 質(zhì)的除去處理而進一步提升。因此，鎂合金材料的加熱處理后，可直接在鎂合金材料上進行 與涂料的種類無關(guān)、密合好、而且無缺陷的涂布。
[0037] 鎂合金材料上所涂布的涂料并無特別限定，例如，可列舉UV固化型涂布、熱固化型 涂布、兩液性固化劑使用型涂布等有機系涂料，陶瓷涂布等無機系涂料，有機系涂料與無機 系涂料的混合品等。作為鎂合金制品，若需要具有金屬感的良好外觀(美觀)制品時，優(yōu)選使 用透明/半透明的透明/透色的涂料。另外，作為鎂合金制品，需要不保留基底質(zhì)感，相反地 消除缺陷，僅以鎂的輕量性、強度等的特性為目標的情況下，也可使用隱蔽性強的涂料。
[0038] 另外，將涂料涂布于鎂合金材料的方法也無特別限定，例如，也可以浸漬/拉起處 理(浸漬法）、噴涂法、狹縫涂布、輥涂等來進行。另外，此涂料的涂布可進行1次或2次以上。 再者，涂膜的厚度沒有特別限定，通過進行本發(fā)明方法的加熱處理，即使涂膜的厚度比以往 更薄，也能夠發(fā)揮涂料的效果。
[0039]進而，在鎂合金材料中，將涂料涂布之前，也可進行導電化處理、耐腐蝕性處理等 處理。導電化處理中，例如將利用導電性金屬、氧化錫等導電性氧化金屬、或?qū)щ娦运芰?、?碳樹脂等涂料，在鎂合金材料的內(nèi)面或內(nèi)外面上，通過真空蒸鍍或與上述相同的涂布法來 進行涂布即可。另外，耐腐蝕性處理中，例如，將利用烷氧基硅烷系材料的涂料，在鎂合金材 料的內(nèi)面或內(nèi)外面上，通過真空蒸鍍或與上述相同的涂布法來進行涂布即可。
[0040] 作為本發(fā)明方法的優(yōu)選的方式可列舉以下內(nèi)容。
[0041] 〈方式 1>
[0042]將鎂合金材料，根據(jù)需要進行研磨處理、脫脂處理、脫模劑的除去處理、沾污的除 去處理、化學轉(zhuǎn)化處理等，將其以200Γ以上進行20分鐘以上加熱處理，并放置冷卻。接著， 涂布通過熱固化型涂布等有機系涂料、陶瓷涂布等無機系涂料、有機系涂料與無機系涂料 的混合品等利用熱而固化的涂料。之后，為了涂料的固化與溶劑/水分的除去來加熱，從而 得到鎂合金制品。此加熱溫度因涂料而不同，大約為200°C以下。需要說明的是，為了涂料的 固化即使進行加熱，由于已經(jīng)進行過加熱處理，因此不會發(fā)生由于該加熱所造成的涂膜膨 脹等。
[0043]〈方式 2>
[0044]將鎂合金材料，根據(jù)需要進行研磨處理、脫脂處理、脫模劑的除去處理、沾污的除 去處理、化學轉(zhuǎn)化處理等，將其以200°C以上進行20分鐘以上加熱處理，并放置冷卻。接著， 涂布通過UV固化型涂布等有機系涂料等通過熱以外而固化的涂料，從而得到鎂合金制品。 需要說明的是，使用通過熱以外而固化的涂料時，即使進行加熱，因為是除去溶劑的程度的 低溫，此種情況下，涂料固化時當然不會發(fā)生膨脹等缺陷。
[0045]本發(fā)明方法因可將涂料順利地涂布于鎂合金材料，因此能夠成為如下的產(chǎn)品，例 如，具有基底質(zhì)感(金屬感)的良好外觀的產(chǎn)品、或者是不保留基底質(zhì)感而發(fā)揮鎂的輕量性、 強度等的產(chǎn)品。另外，也提升耐腐蝕性。
[0046]此種鎂合金制品可利用在手機、智能型手機、個人計算機的殼體等。還有其他要求 輕量的夾具、工具、相機等攜帶用制品、家電制品、2輪/4輪汽車零件等眾多用途。
[0047] 實施例
[0048] 以下列舉本發(fā)明的實施例并詳細說明，但本發(fā)明并不限定于這些實施例。
[0049] 實施例1
[0050] 向鎂合金材料涂布涂料：由鎂合金AZ91D (包含9 %的鋁、1 %的鋅)的觸變成型品來 制作平板的試片（25X50mm)。需要說明的是，觸變成型時，模具中已預先涂布脫模劑(聚硅 氧系）。將此試片以表1的條件進行處理而得到鎂合金制品。需要說明的是，處理的順序為堿 脫脂處理、加熱處理、涂布處理的順序。
[0051] 表 1
[0052]
[0053]〈堿脫脂處理〉
[0054]將試片在設(shè)為60 °C的SK18 (株式會社杰希優(yōu)制造）中浸漬5分鐘。
[0055]〈加熱處理〉
[0056] 使用電爐，將試片以表1中記載的溫度、大氣壓下加熱60分鐘。之后放置冷卻至常 溫。
[0057] 〈涂布處理〉
[0058]將由以下15質(zhì)量％的組成A涂料和85質(zhì)量％的組成B涂料所構(gòu)成的含丙烯酸樹脂 的聚硅氧系的涂料(固化溫度:160°C)放入容器中，將試片浸漬30秒鐘并風干。接著，將試片 以160 °C 15分鐘加熱后，放置冷卻至常溫。
[0059] (組成 A) 2-丙醇 30質(zhì)量％以下 2-丁氧基乙醇10質(zhì)量％以下
[0060] 1-T醇 25質(zhì)量％以下 聚丙烯酸樹脂20質(zhì)量％以下 水 14質(zhì)量％以下
[0061] (組成 B)
[0062] 四乙氧基硅烷35質(zhì)量％以下
[0063] 2-丙醇 50質(zhì)量％以下
[0064] 關(guān)于在上述所得到的試片，由涂布前后的重量變化來計算膜厚。另外，關(guān)于這些試 片，進行JIS K 5600-5-6的百格測試及JIS K 5600-5-4的鉛筆硬度測試。在表2中顯示這些 結(jié)果。
[0065] 表 2
[0066]
[0067]由以上結(jié)果可知，對于涂料和鎂合金的密合性而言，將鎂合金材料通過以200°C以 上進行加熱處理會變高，通過以250°C以上進行加熱處理會變得更高。另外，也可得知通過 進行加熱處理，可省略以往必要的堿脫脂處理(No.6)。
[0068] 實施例2
[0069 ]向鎂合金材料涂布涂料：由壓延材的鎂合金AZ31B (包含3 %的鋁、1 %的鋅)制作平 板的試片（25X50mm)。將此試片利用以下表3的條件進行處理，從而得到鎂合金制品。需要 說明的是，關(guān)于堿脫脂處理、加熱處理、涂布處理為與實施例1相同條件，對于處理的順序而 言，No. 7~11、13為堿脫脂處理、加熱處理、涂布處理的順序，No. 12為加熱處理、堿脫脂處 理、涂布處理的順序。
[0070]表 3
[0071]
_2]~關(guān)于在上述所得到的試片，進行與實施例1相同的膜厚計算、百格測試及鉛筆硬度, 測試。在表4中顯示這些結(jié)果。
[0073] 表 4
[0074]
[0075] 關(guān)于與實施例1組成不同的壓延材的鎂合金材料，原本即使不進行加熱處理，由于 涂料與鎂合金的密合性高，通過進行加熱處理，涂料與鎂合金的密合性沒有變化。但是，可 得知通過進行加熱處理，可省略以往必要的堿脫脂處理(No. 13)。
[0076] 實施例3
[0077]耐腐蝕性測試：由鎂合金AZ91D來制作與實施例1的No. 4或No. 5相同的鎂合金制品 (No. 15及16)、由鎂合金AZ31B制作與實施例2的No. 12相同的鎂合金制品（No. 19)，依照舊 JIS L0848測試法，將這些制品浸漬于設(shè)定為40°C的人工汗中，經(jīng)過規(guī)定的時間后，以目視 確認有無孔蝕。另外，作為比較，制作出除了不進行加熱處理或加熱處理的溫度為160°C其 他均相同的鎂合金制品(如.14以2910)、如.17~18以2318))，并使用這些制品來進行相同 的確認。在表5中顯示這些結(jié)果。
[0078] 表 5
[0079]

[0080]由以上結(jié)果，可得知鎂合金AZ91D及AZ31B二者通過進行加熱處理，鎂合金制品的 耐腐蝕性均提升。也可得知，對于該耐腐蝕性而言，相比于AZ31的壓延材以160 °C進行加熱 處理的情況而言，300°C的情況會提升耐腐蝕性，相比AZ91D的觸變材沒有進行加熱處理而 言，以300°C與350°C進行加熱處理會提升耐腐蝕性。
[0081 ] 產(chǎn)業(yè)上可利用性
[0082]本發(fā)明的鎂合金制品的制造方法可利用于手機、智能型手機、個人計算機、還有其 他要求輕量的夾具、工具、相機等攜帶用制品、家電制品、2輪/4輪汽車零件等眾多用途制品 的殼體、零件的制造。
【主權(quán)項】
1. 一種鎂合金制品的制造方法，其是將涂料涂布于鎂合金材料的鎂合金制品的制造方 法，其特征在于，在將涂料涂布于鎂合金材料之前，將鎂合金材料以200°C以上進行加熱處 理。2. 如權(quán)利要求1所述的鎂合金制品的制造方法，其中，鎂合金材料為以鑄造進行成型的 鎂合金材料。3. 如權(quán)利要求1所述的鎂合金制品的制造方法，其中，鎂合金材料為以壓鑄成型或觸變 成型進行成型的鎂合金材料。4. 一種鎂合金制品，其是以權(quán)利要求1~3中的任一項所述的鎂合金制品的制造方法所 制造。5. -種鎂合金材料的涂布方法，其是將涂料涂布于鎂合金材料的方法，其特征在于，在 將涂料涂布于鎂合金材料之前，將鎂合金材料以200°C以上進行加熱處理。6. 如權(quán)利要求5的鎂合金材料的涂布方法，其中鎂合金材料為以鑄造進行成型的鎂合 金材料。7. 如權(quán)利要求5的鎂合金材料的涂布方法，其中鎂合金材料為以壓鑄成型或觸變成型 進行成型的鎂合金材料。
【文檔編號】B22D29/00GK105873696SQ201580003714
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年1月21日
【發(fā)明人】鍋島三弘, 堀江邦明, 木村隆男, 下田勝己, 三木明夫
【申請人】株式會社杰希優(yōu)