專利名稱：具有鋁基膜的鑄造產(chǎn)品及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有鋁基膜的鑄造產(chǎn)品及其生產(chǎn)(加工)方法，在 該鑄造產(chǎn)品中，在由鋁或鋁合金構(gòu)成的底層材料上形成有鈍化膜，該鈍 化膜涂覆有抗蝕涂膜。
背景技術(shù)：
由鋁或鋁合金構(gòu)成的構(gòu)件的優(yōu)點例如在于，重量較輕并且可容易進 行變形以獲得預(yù)定形狀，因為容易進行加工。該構(gòu)件用于各個領(lǐng)域，例 如作為機動車的構(gòu)成部件的汽化器和節(jié)流閥體。
這種構(gòu)件按如下所述制造。即，例如將一模具填充鋁或鋁合金的熔 融金屬，然后使熔融金屬冷卻并硬化而提供鑄造產(chǎn)品。為了改進抗蝕性， 鑄造產(chǎn)品的表面涂覆有抗蝕涂膜。
傳統(tǒng)上，通過將鑄造產(chǎn)品浸入含有Cr03 (即六價絡(luò))的鉻處理液體 中而提供所述抗蝕涂膜，如專利文獻1所述。為此，在抗蝕涂膜中也含 有六價鉻。然而，六價鉻是加重環(huán)境負(fù)擔(dān)的物質(zhì)。因此，近年來，為了 形成不含六價鉻的抗蝕涂層，已經(jīng)進行了調(diào)研。
從以上觀點，本申請人已經(jīng)提出了專利文獻2中的以下發(fā)明。具體 地說，在由鋁或鋁合金構(gòu)成的構(gòu)件上形成Zn基層。隨后，在Zn基層上 形成含有三價鉻的鉻涂層(抗蝕涂層)。
專利文獻1:日本特公昭60-35432號公報；
專利文獻2:日本特開2004-76041號公報。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種具有鋁基膜的鑄造產(chǎn)品，該鑄造產(chǎn) 品設(shè)置有抗蝕性良好的涂膜。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種具有鋁基膜的鑄造產(chǎn)品，該鑄造產(chǎn) 品可以避免加重環(huán)境的負(fù)擔(dān)。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種生產(chǎn)具有鋁基膜的鑄造產(chǎn)品的方 法，在該生產(chǎn)方法中在鋁或鋁合金上設(shè)置抗蝕性良好的涂膜。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種生產(chǎn)具有鋁基膜的鑄造產(chǎn)品的方 法，該生產(chǎn)方法可以避免在鋁或鋁合金上設(shè)置涂膜時加重環(huán)境的負(fù)擔(dān)。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種具有鋁基膜的鑄造產(chǎn)品，該鑄 造產(chǎn)品包括基材，該基材具有形成在由鋁或鋁合金構(gòu)成的底層材料的 表面上的鈍化膜；以及涂覆在所述鈍化膜上的抗蝕涂膜，并且該抗蝕涂 膜的抗蝕性高于所述底層材料的抗蝕性，其中
在所述鈍化膜上的所述抗蝕涂膜側(cè)上形成凹坑；并且
在各個所述凹坑中設(shè)置金屬層，該金屬層由純度不低于98%的鋁、
純度不低于98%的鋅或者純度不低于98%的鋁-鋅合金構(gòu)成。在本發(fā)明中，
術(shù)語"鋁基"通常指的是鋁和鋁合金。
當(dāng)如上所述存在所述金屬層時，充分地形成所述抗蝕涂膜。因此， 可以獲得抗蝕性良好的鑄造產(chǎn)品。
優(yōu)選的是，所述抗蝕涂膜是不含有六價鉻的膜。在這種情況下，不 必使用任何含有六價鉻的氣體或液體，例如六價鉻處理液體。因此，可 以避免加重環(huán)境的負(fù)擔(dān)。
所述抗蝕涂膜的優(yōu)選實施例可包括含有三價鉻的鉻涂膜。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種生產(chǎn)具有鋁基膜的鑄造產(chǎn)品的
方法，該方法包括以下步驟
通過使用鋁或鋁合金的熔融金屬進行鑄造加工而獲得所述鑄造產(chǎn)
口口 5
用由純度不低于98%的鋁、純度不低于98%的鋅或者純度不低于 98%的鋁-鋅合金構(gòu)成的噴丸材料對形成有鈍化膜的所述鑄造產(chǎn)品進行噴 丸，以在所述鈍化膜上設(shè)置凹坑，并在各個所述凹坑中形成由所述噴丸 材料產(chǎn)生的金屬層；以及
在所述鈍化膜上設(shè)置抗蝕性高于鋁或鋁合金的抗蝕涂膜。
在本發(fā)明中，在噴丸處理期間用由高純度鋁、鋅或鋁-鋅合金構(gòu)成的 噴丸材料對所述鑄造產(chǎn)品進行噴丸，以設(shè)置所述金屬層，然后設(shè)置所述 抗蝕涂膜。
當(dāng)通過所述噴丸處理設(shè)置所述高純度金屬層時，所述抗蝕涂膜可在 下一步驟中充分生長。因此，可以獲得抗蝕性令人滿意的鑄造產(chǎn)品。
如上所述，所述抗蝕涂膜充分生長。因此，可以獲得抗蝕性良好的 鑄造產(chǎn)品。
在所述噴丸處理中，用噴丸材料進行噴丸。所述噴丸處理是例如在 從鑄造產(chǎn)品除去毛刺時、在剝落和除去涂料時以及在向工件施加殘余應(yīng) 力時進行的技術(shù)過程。然而，至今為止尚未公知這樣的技術(shù)，即在本發(fā) 明中為了在所述鈍化膜上設(shè)置由所述噴丸材料產(chǎn)生的所述金屬層而進行 所述噴丸處理的技術(shù)。
優(yōu)選的是，設(shè)置不含有六價鉻的膜作為上述抗蝕涂膜，這是出于避 免加重環(huán)境負(fù)擔(dān)的原因。例如，適當(dāng)?shù)氖窃O(shè)置含有三價鉻的鉻涂膜作為 所述抗蝕涂膜。


圖1是表示由根據(jù)本發(fā)明實施方式的具有鋁基膜的鑄造產(chǎn)品構(gòu)成的
整個節(jié)氣閥體的示意立體圖2是表示圖1所示的節(jié)氣閥體的表面層部分的放大剖面圖3是表示實施例1和2以及對比例1至4的節(jié)氣閥體的抗蝕性的表。
具體實施例方式
下面將參照附圖詳細說明根據(jù)本發(fā)明的如優(yōu)選實施方式所例示的具 有鋁基膜的鑄造產(chǎn)品及其生產(chǎn)方法。
圖1是表示由根據(jù)本發(fā)明實施方式的具有鋁基膜的鑄造產(chǎn)品構(gòu)成的 整個節(jié)氣閥體10的示意立體圖?？赏ㄟ^將一模具填充鋁的熔融金屬，然 后使熔融金屬冷卻并硬化而獲得作為鑄造產(chǎn)品的節(jié)氣閥體10。圖2是該實施方式的節(jié)氣閥體10的放大剖面。節(jié)氣閥體10具有由 鋁構(gòu)成的底層材料或基底12。在底層材料12上順序地堆疊作為氧化膜的 鈍化膜14和抗蝕涂膜16。
通過在大氣中冷卻并硬化鑄造產(chǎn)品時使底層材料12 (鋁)自發(fā)氧化 而形成鈍化膜14，如稍后所述的那樣。
在鈍化膜14上相對于抗蝕涂膜16的邊界附近形成凹坑或凹部18。 換言之，凹坑18位于鈍化膜14上的抗蝕涂膜16側(cè)上。由純度不低于98% 的鋁構(gòu)成的金屬層20附著于相應(yīng)的凹坑18，使得金屬層20的形狀大致 對應(yīng)于凹坑18的形狀。
如稍后所述的那樣，當(dāng)向鑄造產(chǎn)品施加噴丸處理時在噴丸材料碰撞 鑄造產(chǎn)品的同時形成凹坑18。通過在碰撞期間磨去噴丸材料的一部分然 后使磨去的材料保持在凹坑18中而形成金屬層20。
在本實施方式中，形成在鈍化膜14上的抗蝕涂膜16是含有三價鉻 的鉻涂膜。由于抗蝕涂膜16的存在，顯著地防止了底層材料12 (即節(jié)氣 閥體10)受到腐蝕。
在抗蝕涂膜16中不含六價鉻。即，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，不必使 用任何加重環(huán)境負(fù)擔(dān)的化學(xué)制品，例如含有六價鉻的鉻處理液體。因此， 也可以有助于環(huán)境保護。
接著將說明根據(jù)本發(fā)明實施方式的生產(chǎn)具有鋁基膜的鑄造產(chǎn)品的方 法，如制造節(jié)氣閥體10的情況所例示的那樣。
首先，將一模具填充鋁的熔融金屬，并且進行鑄造加工以提供節(jié)氣 閥體10的形狀。
熔融金屬在模具中固化以提供鑄造產(chǎn)品。在經(jīng)過預(yù)定時間段之后打 開模具，從而從該模具釋放鑄造產(chǎn)品。之后，將鑄造產(chǎn)品在大氣中留置 預(yù)定的時間段，在該時間段期間固化進行至內(nèi)部。
在作為鑄造產(chǎn)品的材料的鋁被存在于模具等上的水和存在于大氣中 的氧氧化的同時，在大氣中留置(冷卻)的鑄造產(chǎn)品的表面層部分上自 發(fā)地形成氧化膜。因此，在鑄造產(chǎn)品上形成底層材料12和鈍化膜14。
隨后在鑄造產(chǎn)品上進行噴丸處理。具體地說，用球形噴丸材料對鑄
造產(chǎn)品進行噴丸，如同在除去毛剌時以及剝落和除去涂料等等時通常所 進行的那樣。
選擇由純度不低于98%的鋁構(gòu)成的材料作為噴丸材料。如果純度低 于98%，那么即使在形成全部抗蝕涂膜16時也難以獲得令人滿意的抗蝕 性。更優(yōu)選的是選擇純度不低于99%的材料。
噴丸材料的顆粒尺寸不受具體限制。然而，適當(dāng)?shù)氖穷w粒尺寸從 0.7mm到0.9mm，例如大約為0.8mm。而且，噴丸材料的噴丸速度和噴 丸時間不受具體限制。然而，當(dāng)噴丸速度設(shè)定為60至70m/s時，例如大 約66m/s時，適當(dāng)?shù)氖菍娡钑r間設(shè)定為大約1分鐘。
噴丸的噴丸材料與鈍化膜14碰撞。由于碰撞，在鈍化膜14上形成 凹坑18。從噴丸材料剝落的材料保持并附著在凹坑18上。因此，形成形 狀與凹坑18的形狀大致對應(yīng)的金屬層20。金屬層20由作為噴丸材料的 材料的鋁構(gòu)成。
例如可通過X射線光電子光譜(XPS)分析方法來確認(rèn)形成的金屬 層20。
隨后，例如在噴丸處理之后向鑄造產(chǎn)品的預(yù)定部分施加諸如沖孔加 工和切削加工的加工，然后進行已知的預(yù)處理。具體地說，按順序進行 以下處理用熱水清洗、脫脂、用水清洗、活化、用水清洗、用熱水清 洗。
隨后，在鈍化膜14上設(shè)置抗蝕涂膜16。在該實施方式中，將鑄造產(chǎn) 品浸入含有三價鉻的鉻處理液體中。由于浸入，生長了含有三價鉻的鉻 涂膜。因此，形成了含有三價鉻的抗蝕涂膜16 。該鉻處理液體包括ALT 610 (Dipsol生產(chǎn)的處理液體的商品名)。
如上所述，在本發(fā)明的實施方式中，不必使用含有六價鉻的鉻處理 液體。因此，可以明顯減輕施加給環(huán)境的負(fù)擔(dān)。
如果不進行噴丸處理，就不能充分形成抗蝕涂膜16。為此，難以獲 得足夠的抗蝕性。根據(jù)該因素，通過進行噴丸處理充分形成抗蝕涂膜16 的原因在于，由于由高純度鋁構(gòu)成的金屬層20的存在，容易形成鉻涂膜。
由于抗蝕涂膜16的存在，如上所述在其上設(shè)有抗蝕涂膜16的節(jié)氣
閥體10表現(xiàn)出良好的抗蝕性。
在上述實施方式中，選擇由純度不低于98%的鋁構(gòu)成的材料作為在 進行噴丸處理時使用的噴丸材料。然而，噴丸材料可包括純度不低于98% 的鋅?；蛘撸瑖娡璨牧峡砂ㄤX-鋅合金，只要該合金具有不低于98%的 鋁-鋅含量即可。而且，可以同時使用以上的兩種或更多種。
節(jié)氣閥體10可包括鋁合金(例如ADC12)。另外，根據(jù)本發(fā)明的鋁 基鑄造產(chǎn)品未特別限定為節(jié)氣閥體10。該鑄造產(chǎn)品可包括任意其它產(chǎn)品， 例如汽化器主體，只要該鑄造產(chǎn)品由鋁或鋁合金的熔融金屬生產(chǎn)即可。
抗蝕涂膜16的材料未特別限定為含有三價鉻的鉻涂膜?？梢允褂每?蝕性與底層材料12的鋁或鋁合金相比良好并且不含六價鉻的任何涂膜 (沒有六價鉻的涂膜)。
用于設(shè)置抗蝕涂膜16的方法未特別限定為使用處理液體的方法。還 可以釆用包括化學(xué)氣相淀積(CVD)方法和物理氣相淀積(PVD)方法 的任何其它膜成形方法。
實施例1
將一模具填充鋁合金(ADC12)的熔融金屬，并進行鑄造加工以提 供節(jié)氣閥體10的形狀。在經(jīng)過預(yù)定時間段之后打開模具，并從該模具釋 放產(chǎn)品以獲得鑄造產(chǎn)品，之后將產(chǎn)品留置在大氣中。
隨后，使用由純度不低于99%的鋁構(gòu)成的球形噴丸材料在鑄造產(chǎn)品 上進行噴丸處理。噴丸材料的顆粒尺寸大約為0.8mm，噴丸材料的噴丸 速度和噴丸時間分別為大約66m/s和大約1分鐘。在完成噴丸之后，通 過XPS方法分析鑄造產(chǎn)品的最外表面部分。結(jié)果，分析顯示在鈍化膜14 上存在鋁。在基于XPS方法的分析中，用氬氣將鑄造產(chǎn)品的表面蝕刻 0.005nm的深度。
隨后，將噴丸處理之后的鑄造產(chǎn)品進行以下處理用熱水清洗、脫 脂、用水清洗、活化、用水清洗。
將鑄造產(chǎn)品浸入作為含有三價鉻的鉻處理液體的ALT 610中，以設(shè) 置抗蝕涂膜16。該試樣指定為實施例1。
或者，根據(jù)實施例1設(shè)置抗蝕涂膜16，不過使用由純度不低于99%
的鋅構(gòu)成的球形噴丸材料。該試樣指定為實施例2。
為了進行比較，根據(jù)實施例1和2設(shè)置抗蝕涂膜16,不過使用由鋼 材料構(gòu)成的噴丸材料、由不銹鋼構(gòu)成的噴丸材料、以及具有95%體積的 純度不低于99%的鋅噴丸材料和5%體積的碳噴丸材料的混合噴丸材料。 這些試樣分別指定為對比例1到3。
根據(jù)實施例1設(shè)置抗蝕涂膜16，不過不進行噴丸處理。該試樣指定 為對比例4。
如上所述，在實施例1和2以及對比例1到4的節(jié)氣閥體上進行抗 蝕測試。具體地說，進行噴灑鹽水的鹽霧測試。根據(jù)以下表達式(1)確 定在開始噴灑之后48小時獲得的白色生成物(white product)的面積比A。
A (%) - (白色生成物的面積/節(jié)氣閥體的總表面積)X100…(1)
白色生成物是由于鋁的腐蝕而產(chǎn)生的。因此，較小的A值意味著更 良好的抗蝕性。按如下所述確定白色生成物的面積。即，測量視覺確認(rèn) 的生成區(qū)域，并將生成區(qū)域轉(zhuǎn)化為面積。
如圖3所示組合結(jié)果。從圖3可以看出，與使用由任何其它材料構(gòu) 成的噴丸材料或低純度噴丸材料的情況或者不進行噴丸處理的情況相 比，很明顯通過使用由高純度鋁或鋅構(gòu)成的噴丸材料進行噴丸處理獲得 了抗蝕性令人滿意的節(jié)氣閥體10。
權(quán)利要求
1.一種具有鋁基膜的鑄造產(chǎn)品，該鑄造產(chǎn)品包括基材，該基材具有形成在由鋁或鋁合金構(gòu)成的底層材料(12)的表面上的鈍化膜(14)；以及抗蝕涂膜(16)，所述鈍化膜(14)涂覆有該抗蝕涂膜(16)，并且該抗蝕涂膜(16)的抗蝕性高于所述底層材料(12)的抗蝕性，其中在所述鈍化膜(14)上形成凹坑(18)，所述凹坑(18)形成于所述鈍化膜(14)的所述抗蝕涂膜(16)一側(cè)上；并且在各個所述凹坑(18)中設(shè)置金屬層(20)，該金屬層(20)由純度不低于98％的鋁、純度不低于98％的鋅或者純度不低于98％的鋁-鋅合金構(gòu)成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的具有所述鋁基膜的鑄造產(chǎn)品，其中，所述 抗蝕涂膜(16)包括不含六價鉻的涂膜。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有所述鋁基膜的鑄造產(chǎn)品，其中，所述 抗蝕涂膜(16)包括含有三價鉻的鉻涂膜。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的具有所述鋁基膜的鑄造產(chǎn)品，其中，具有 所述鋁基膜的所述鑄造產(chǎn)品包括節(jié)氣閥體(10)。
5. —種生產(chǎn)具有鋁基膜的鑄造產(chǎn)品的方法，該方法包括以下步驟 通過使用鋁或鋁合金的熔融金屬進行鑄造加工而獲得鑄造產(chǎn)品； 用由純度不低于98%的鋁、純度不低于98%的鋅或者純度不低于98%的鋁-鋅合金構(gòu)成的噴丸材料對具有鈍化膜(14)的所述鑄造產(chǎn)品進 行噴丸，以在所述鈍化膜(14)上設(shè)置凹坑(18)，并在各個所述凹坑(18) 中形成由所述噴丸材料產(chǎn)生的金屬層(20);以及在所述鈍化膜(14)上設(shè)置抗蝕性高于鋁或鋁合金的抗蝕涂膜(16)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的生產(chǎn)具有所述鋁基膜的所述鑄造產(chǎn)品的方 法，其中，所述抗蝕涂膜(16)包括不含六價鉻的涂膜。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的生產(chǎn)具有所述鋁基膜的所述鑄造產(chǎn)品的方 法，其中，所述抗蝕涂膜(16)包括含有三價鉻的鉻涂膜。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的生產(chǎn)具有所述鋁基膜的所述鑄造產(chǎn)品的方 法，其中，在設(shè)置所述鉻涂膜時將所述鑄造產(chǎn)品浸入含有三價鉻的三價 鉻處理液體中。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生產(chǎn)具有所述鋁基膜的所述鑄造產(chǎn)品的方 法，其中，使用所述熔融金屬制造作為所述鑄造產(chǎn)品的節(jié)氣閥體(10)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有鋁基膜的鑄造產(chǎn)品及其生產(chǎn)方法。在節(jié)氣閥體(10)中，在鋁的基底(12)上按順序堆疊鈍化膜(14)和抗蝕膜(16)。鈍化膜(14)在其抗蝕膜(16)側(cè)上具有凹部(18)。在凹部(18)中設(shè)置金屬層(20)。在噴丸處理中，當(dāng)噴丸材料碰撞抗蝕膜(16)時，一部分噴丸材料分離并附著在生成的凹部上以形成金屬層(20)。例如，選擇純度不低于98％的鋁作為噴丸材料。
文檔編號C23C24/04GK101098985SQ20068000187
公開日2008年1月2日 申請日期2006年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月7日
發(fā)明者平間武, 渡邊望太郎 申請人:株式會社京浜