铝系构件的表面结构制造技术

提供一种能够进一步改善铝系构件的隔热性和遮热性的铝系构件的表面结构。在至少包含硅组分的铝系构件(1)中，在铝系构件(1)的表面设置多孔质的氧化膜(2)，氧化膜(2)被构造成至少具有：空孔(2a)，其沿氧化膜(2)的厚度方向从氧化膜的表面朝向内部延伸；以及空隙(3a)，其存在于硅组分(3)的内部并沿与氧化膜(2)的厚度方向大致正交的方向延伸。

Surface structure of aluminum alloy component

A surface structure of an aluminum component capable of further improving the heat insulation and heat rejection of an aluminum component is provided. The aluminum component contains at least silicon components (1), member in the Al (1) arranged on the surface of the porous oxide film (2), film (2) is configured with at least: the empty hole (2a), the film (2) along the thickness direction from the surface toward the oxide film the internal void extension; and (3a), which are present in the silicon component (3) inside and along with the film (2) extending substantially perpendicular to the thickness direction.

【技术实现步骤摘要】
铝系构件的表面结构
本专利技术涉及一种铝系构件的表面结构，更具体地涉及在铝系构件的表面包括多孔质氧化膜的铝系构件的表面结构。
技术介绍
传统地，为了改善在车辆等中使用的铝系构件的隔热性(heatinsulatingproperty)和遮热性(heatshieldingproperty)，已在铝系构件的表面上形成了在内部具有空孔(pore)的阳极氧化膜。例如，专利文献1说明了一种构造：该构造在面对内燃机的燃烧室的壁面的一部分或整体上包括具有低热传导率和低体积比热容的阳极氧化膜。根据专利文献1，该阳极氧化膜具有在30μm至170μm的范围内的膜厚度且具有：第一微米孔，其具有微米大小的直径且从阳极氧化膜的表面朝向厚度方向上的内部延伸或大致沿厚度方向延伸；纳米孔，其具有纳米大小的直径；以及第二微米孔，其位于阳极氧化膜的内部且具有微米大小的直径。此外，该阳极氧化膜具有第一微米孔和纳米孔的至少一部分由密封剂封孔、但是第二微米孔的至少一部分未被封孔的结构。此外，根据专利文献1，形成铝系壁面的铝系材料包含作为合金组分的Si、Cu、Mg、Ni和Fe中的至少一种。通过包含合金组分或特别地通过包含Si、Cu、Mg、Ni和Fe中的至少一种作为铝系材料中的合金组分，说明了微米孔的直径或截面尺寸趋于进一步增大，促进了微米孔的直径的扩大，能够改善孔隙率(porosity)。【现有技术文献】【专利文献】【专利文献1】日本特开2015-31226号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，为了向铝系材料进一步赋予隔热性和遮热性，需要增加在阳极氧化膜的内部的空孔，但是在前述专利文献1中说明的技术的情况下，如果增加空孔，则在某些情况下第一微米孔和第二微米孔会连接。此外，在密封剂的表面张力的作用下，难以执行仅不封孔第二微米孔的封孔处理。此外，由于第二微米孔大量地存在于阳极氧化膜的下部中，所以担心热量存留在阳极氧化膜的表面侧。此外，在现有技术的阳极氧化处理中，尽管存在各种电压和电流的电解条件，但是通常通过DC电解执行阳极氧化处理。在该DC电解中，可以通过控制电压来控制孔直径。作为用于获得隔热性的效果的方法，已使用了通过DC电解成长的氧化铝的柱状结构的纳米级孔，膜中的体积比(volumerate)在硫酸浴的情况下低至大约为20％。因而，已通过改变在阳极氧化处理时的电解浴组分、电解条件、温度等且在阳极氧化处理之后使其浸渍在药物溶液中来执行孔直径扩大处理。在该孔直径扩大处理中，为了增大在柱状结构内的孔隙率，使用草酸或磷酸，而不是硫酸。然而，草酸或磷酸的使用会使施加的电压比硫酸高，但是由于在处理过程中发热变大，所以电流密度不会增加太多，并存在膜形成速度降低的问题，这不适于使膜加厚。此外，由于孔直径扩大处理是化学溶解柱状结构的氧化铝的方法，因此膜表面粗化，这增加了药物溶液处理工序和用于药物溶液处理工序的工序控制且使得制造麻烦。因此，需要以高的膜形成速度、通过硫酸浴制造具有高的孔隙率(这里，纳米大小的空孔和微米大小的空孔被共同称作空孔)的阳极氧化膜。为了满足该需求，在专利文献1中所述的技术中，通过包含Si、Cu、Mg、Ni和Fe中的至少一种作为合金组分，微米孔扩大从而确保高的孔隙率。在这种情况下，在特别地增大在这些合金组分中的铝组分的强度的目的的许多情况下包含了Si。然而，具有高热传导率的不可溶解的该硅颗粒具有在维持铸造之后的形状的同时使热量快速传递至膜的缺陷。此外，仅通过只含有Si、Cu、Mg、Ni和Fe中的至少一种作为合金组分来扩大微米孔，难以确保能够赋予充分的隔热性和遮热性的高的孔隙率。鉴于这些情况制作了本专利技术，本专利技术的目的在于提供一种铝系构件的表面结构，其能够减小热量在氧化膜的表面侧的存留性且能够进一步改善铝系构件的隔热性和遮热性。用于解决问题的方案为了解决前述问题，在根据本专利技术的铝系构件的表面结构的方面中，铝系构件中至少包含硅组分，例如，在铝系构件中，Si为8.0wt％以上，且Cu、Ni、Mg、Mn、Zn和Fe的合计为2.9wt％以上，剩余部分包括铝和不可避免的杂质，在所述铝系构件的表面设置多孔质的氧化膜，所述氧化膜至少具有：空孔，所述空孔沿所述氧化膜的厚度方向从所述氧化膜的表面朝向内部延伸；以及空隙，所述空隙存在于所述硅组分的内部并沿与所述氧化膜的厚度方向大致正交的方向延伸。需要说明的是，所述Cu、Ni、Mg、Mn、Zn和Fe是当生成所述氧化膜时被洗提到处理液中的组分。在根据本专利技术的铝系构件的表面结构的方面中，被构造成使得所述空隙的在所述氧化膜的厚度方向上的平均长度大于所述空孔的平均直径。在根据本专利技术的铝系构件的表面结构的方面中，被构造成使得包含在所述铝系构件中的所述硅组分的在所述氧化膜的厚度方向上的长度为1μm以上且40μm以下。在根据本专利技术的铝系构件的表面结构的方面中，被构造成使得所述铝系构件包含8wt％以上且30wt％以下的所述硅组分。在根据本专利技术的铝系构件的表面结构的方面中，被构造成使得所述铝系构件包含当生成所述氧化膜时被洗提到处理液中的组分。在根据本专利技术的铝系构件的表面结构的方面中，被构造成使得所述氧化膜的密度为0.6×103kg/m3以上且1.1×103kg/m3以下。在根据本专利技术的铝系构件的表面结构的方面中，被构造成使得所述氧化膜的孔隙率为70％以上且90％以下。在根据本专利技术的铝系构件的表面结构的方面中，被构造成使得所述氧化膜的热传导率为0.65W/m·K以下。在根据本专利技术的铝系构件的表面结构的方面中，被构造成使得所述空孔由密封产物封孔。在根据本专利技术的铝系构件的表面结构的方面中，由所述铝系构件形成构成内燃机的构件。专利技术的效果在根据本专利技术的铝系构件的表面结构中，由于在铝系构件的表面上的氧化膜，例如是Si为8.0wt％以上且Cu、Ni、Mg、Mn、Zn和Fe的合计为2.9wt％以上、剩余部分包括铝和不可避免的杂质的铝系构件的表面上的氧化膜至少具有：空孔，其沿所述氧化膜的厚度方向从所述表面朝向内部延伸；以及空隙，其存在于所述硅组分的内部并沿与所述氧化膜的厚度方向大致正交的方向延伸，因此空孔可以大量地存在于氧化膜的内部。结果，能够进一步改善氧化膜的隔热性和遮热性，由于空隙存在于硅组分的内部，所以能够使间隙难以在空孔封孔处理工序中被填充。这是因为作为金属氧化物的氧化铝抵抗密封剂的湿润性比金属硅高，且密封剂能够容易地进入。此外，由于硅组分均匀地存在于铝系构件中，因此空隙可以均匀地设置在氧化膜中，且能够在膜的内部均匀地抑制氧化膜中的热量存留。此外，在铝系构件中硅组分为8.0wt％以上的情况下，能够使硅组分粗化，且能够在所述硅组分内部形成大量的空隙，并且通过在铝系构件中含有合计为2.9wt％的Cu、Ni、Mg、Mn、Zn和Fe的金属组分，从而进而在生成所述氧化膜时将这些金属组分被洗提到处理液中，由此该部分成为空隙，能够制造大量在隔热性和遮热性方面有效的空隙。在根据本专利技术的铝系构件的表面结构的方面中，由于被构造成使得所述空隙的在所述氧化膜的厚度方向上的平均长度大于所述空孔的平均直径，因此，能够通过在硅组分的内部的空隙有效地遮蔽从氧化膜的表面传导的热量。在根据本专利技术的铝系构件的表面结构的方面中，由于被构造成使得包含在所述铝系构件中的硅组分的在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝系构件的表面结构，所述铝系构件至少包含硅组分，其中，在所述铝系构件的表面设置多孔质的氧化膜，所述氧化膜至少具有：空孔，所述空孔沿所述氧化膜的厚度方向从所述氧化膜的表面朝向内部延伸；以及空隙，所述空隙存在于所述硅组分的内部并沿与所述氧化膜的厚度方向大致正交的方向延伸。

【技术特征摘要】
2016.03.07 JP 2016-043445;2017.01.16 JP 2017-005381.一种铝系构件的表面结构，所述铝系构件至少包含硅组分，其中，在所述铝系构件的表面设置多孔质的氧化膜，所述氧化膜至少具有：空孔，所述空孔沿所述氧化膜的厚度方向从所述氧化膜的表面朝向内部延伸；以及空隙，所述空隙存在于所述硅组分的内部并沿与所述氧化膜的厚度方向大致正交的方向延伸。2.根据权利要求1所述的铝系构件的表面结构，其特征在于，在所述铝系构件中包含的Si为8.0wt％以上，包含的Cu、Ni、Mg、Mn、Zn和Fe的合计为2.9wt％以上，剩余部分包括铝和不可避免的杂质。3.根据权利要求1或2所述的铝系构件的表面结构，其特征在于，所述空隙的在所述氧化膜的厚度方向上的平均长度大于所述空孔的平均直径。4.根据权利要求3所述的铝系构件的表面结构，其特征在于，包含在所述铝系构件中的所述硅组分的在所述氧化膜的厚度方向上的长度为1μm以上且40...

【专利技术属性】
技术研发人员：村上春彦，藤田昌弘，中村宗昭，
申请(专利权)人：铃木株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP