带皮膜的含镁金属材料的制造方法技术

本发明专利技术提供一种带皮膜的含镁金属材料的制造方法，其包含如下工序：第一工序，对由镁或镁合金形成的含镁金属材料进行水蒸气处理，在含镁金属材料的表面形成包含氢氧化镁的第一皮膜，由此得到具有第一皮膜的含镁金属材料；第二工序，使包含磷酸根离子和钙离子的化学转化处理剂接触于具有第一皮膜的含镁金属材料的表面上，在第一皮膜上形成包含磷酸氢钙的第二皮膜；第三工序，使碱性水溶液接触于第二皮膜的表面，将第二皮膜的表面的一部分或全部的磷酸氢钙转化为羟基磷灰石和/或碳酸羟基磷灰石而形成第三皮膜。通过本发明专利技术的上述制造方法得到的带皮膜的含镁金属材料具有优异的耐腐蚀性。蚀性。

Manufacturing method of magnesium containing metal material with film

【技术实现步骤摘要】
带皮膜的含镁金属材料的制造方法
[0001]本申请是申请号为201880040560.6的专利技术专利申请的分案申请，原申请的申请日为2018年6月20日，专利技术名称为“带皮膜的含镁金属材料”。


[0002]本专利技术涉及一种在表面上形成了具有耐腐蚀性的皮膜的镁材料或镁合金材料(以下，将镁材料、镁合金材料等称为“含镁金属材料”)。

技术介绍

[0003]含镁金属材料的比重低，由于其轻质性，正在研究将其用作飞机、汽车、自行车、家电制品、医疗器具、渔具等的结构材料。然而，因含镁金属材料的易腐蚀性高，需要实施某些表面处理来提高耐腐蚀性。
[0004]作为提高耐腐蚀性的表面处理，现已开发了各种方法。例如，在专利文献1中提出了一种表面处理方法：将成型为规定形状的镁或镁合金基材浸渍于以过饱和状态溶解有磷酸根离子及非氯化系钙离子的水溶液中，使上述基材的表面析出以磷灰石晶体为主成分的生物体吸收性皮膜。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开2010
‑
148682号公报。

技术实现思路

[0008]专利技术要解决的问题
[0009]由专利文献1所记载的表面处理方法得到的皮膜的耐腐蚀性不足。因此，本专利技术的目的在于提供一种在表面上具有皮膜的含镁金属材料等，上述皮膜具有优异的耐腐蚀性。
[0010]用于解决问题的方案
[0011]本专利技术人为了解决上述问题而进行了深入研究，结果发现，在表面依次具有包含氢氧化镁的皮膜、包含磷酸氢钙的皮膜以及包含羟基磷灰石和/或碳酸羟基磷灰石的皮膜的含镁金属材料的耐腐蚀性优异，以至完成了本专利技术。
[0012]即，本专利技术为：
[0013](1)一种带皮膜的含镁金属材料，其特征在于，在由镁或镁合金形成的含镁金属材料的表面具有包含氢氧化镁的第一皮膜，在上述第一皮膜上具有包含羟基磷灰石和/或碳酸羟基磷灰石的第三皮膜，在上述第一皮膜与上述第三皮膜之间具有包含磷酸氢钙的第二皮膜；
[0014](2)根据(1)所述的带皮膜的含镁金属材料，其中，上述第二皮膜为包含三斜磷钙石(monetite)和/或透钙磷石(brushite)的皮膜。
[0015]专利技术效果
[0016]根据本专利技术，能够提供一种在表面上具有皮膜的含镁金属材料，上述皮膜具有优
异的耐腐蚀性。
具体实施方式
[0017]以下，对作为本专利技术的实施方式的带皮膜的含镁金属材料及其制造方法进行详细说明。
[0018]＜带皮膜的含镁金属材料＞
[0019]本专利技术的实施方式的带皮膜的含镁金属材料在含镁金属材料的表面具有包含氢氧化镁的第一皮膜，在上述第一皮膜上具有包含羟基磷灰石和/或碳酸羟基磷灰石的第三皮膜，在上述第一皮膜与上述第三皮膜之间具有包含磷酸氢钙的第二皮膜。该带皮膜的含镁金属材料具有优异的耐腐蚀性。
[0020](含镁金属材料)
[0021]作为上述皮膜的处理对象的含镁金属材料为镁材料、镁合金材料等以镁为主成分的金属材料。在镁合金材料由两种金属成分形成的情况下，包含50重量％以上的镁即可，优选包含80重量％以上的镁。此外，在镁合金材料由三种以上金属成分形成的情况下，包含镁最多即可。作为镁合金材料的种类，可举出例如AZ91、AM60、ZK51、ZK61、AZ31、AZ61、ZK60等。
[0022](包含氢氧化镁的皮膜)
[0023]本实施方式的第一皮膜只要包含氢氧化镁则不特别限定，还可以包含铝、锌、锆等金属成分。作为氢氧化镁，可以为结晶性氢氧化镁和/或非晶氢氧化镁，优选包含结晶性氢氧化镁。此外，在包含两者的情况下，不特别限定其含有比率。另外，能够通过X射线衍射(XRD)确认该皮膜中是否存在有这些成分。
[0024]第一皮膜的膜厚不特别限定。通常为0.1μm以上，可以为1μm以上，此外通常为100μm以下，可以为30μm以下，可以为20μm以下。膜厚能够通过使用扫描型电子显微镜(SEM)观察皮膜的剖面形状来求出。
[0025](包含磷酸氢钙的皮膜)
[0026]本实施方式的第二皮膜只要包含磷酸氢钙则不特别限制。该皮膜所含的磷酸氢钙晶体可以为三斜磷钙石和/或透钙磷石。另外，该皮膜优选包含透钙磷石。此外，在包含两者的情况下，不特别限定其含有比率。另外，能够通过X射线衍射(XRD)来确认该皮膜中是否存在磷酸氢钙晶体。
[0027]第二皮膜中的磷酸氢钙的结晶性颗粒的平均一次粒径不特别限定，通常为0.7μm以上，可以为3μm以上，此外为100μm以下，可以为30μm以下，可以为10μm以下。平均一次粒径能够通过扫描型电子显微镜的观察来求出。具体而言，分别测量随机选择的100个结晶性磷酸氢钙颗粒的最大径和最小径，由所得到的200个数据算出粒径的平均值作为平均一次粒径。
[0028]第二皮膜的膜厚不特别限定。通常为0.01μm以上，可以为1μm以上，可以为2μm以上，此外通常为100μm以下，可以为25μm以下，可以为20μm以下。膜厚能够通过使用扫描型电子显微镜(SEM)观察皮膜的剖面形状来求出。
[0029](包含羟基磷灰石和/或碳酸羟基磷灰石的皮膜)
[0030]本实施方式的第三皮膜只要包含羟基磷灰石和/或碳酸羟基磷灰石则不特别限制。此外，在包含羟基磷灰石和碳酸羟基磷灰石两者的情况下，其含有比率不特别限制。另
外，能够通过X射线衍射(XRD)来确认该皮膜中是否包含羟基磷灰石和/或碳酸羟基磷灰石。
[0031]＜带皮膜的含镁金属材料的制造方法＞
[0032]本实施方式的带皮膜的含镁金属材料能够通过例如包含如下工序的方法来制造：在含镁金属材料的表面使第一皮膜形成的第一工序、在第一皮膜上使第二皮膜形成的第二工序、以及将第二皮膜的表面的一部分或全部的磷酸氢钙晶体转化成羟基磷灰石和/或碳酸羟基磷灰石而使第三皮膜形成的第三工序。另外，本实施方式的带皮膜的含镁金属材料也能够通过包含在上述第二工序之后在第二皮膜上使第三皮膜形成的工序的方法来制造。
[0033](第一工序)
[0034]作为在含镁金属材料的表面使第一皮膜形成的方法，能够举出例如水蒸气处理方法(也称为“水热处理”、“氢氧化镁皮膜形成处理”等。)等公知的方法，但不限定于此方法。另外，通过水蒸气处理方法实施第一工序的情况下，用水蒸气处理的时间通常可以为1分钟以上，可以为30分钟以上，可以为60分钟以上。此外通常可以为1440分钟以下，可以为600分钟以下，可以为300分钟以下。
[0035](第二工序)
[0036]作为在第一皮膜上使第二皮膜形成的方法，能够举出例如使包含磷酸根离子(
リン
酸
イオン
)和钙离子的水溶液(化学转化处理剂)接触于具有第一皮膜的含镁金属材料的表面上的化学转化处理方法等，但不限定于此方法。作为磷酸根离子的供给源，可以举出例如磷酸或水溶性磷酸盐等。此外，作为钙离子的供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带皮膜的含镁金属材料的制造方法，其包含如下工序：第一工序：对由镁或镁合金形成的含镁金属材料进行水蒸气处理，在所述含镁金属材料的表面形成包含氢氧化镁的第一皮膜，由此得到具有第一皮膜的含镁金属材料；第二工序：使包含磷酸根离子和钙离子的化学转化处理剂接触于所述具有第一皮膜的含镁金属材料的表面上，在所述第一皮膜上形成包含磷酸氢钙的第二皮膜；第三工序：使碱性水溶液接触于第二皮膜的表面，将所述第二皮膜的表面的一部分或全部的磷酸氢钙转化为羟基磷灰石和/或碳酸羟基磷灰石而形成第三皮膜。2.根据权利要求1所述的带皮膜的含镁金属材料的制造方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：上田幸宏，大槻哲郎，万隆行，桂谷凉子，神山直澄，
申请(专利权)人：日本帕卡濑精株式会社，
类型：发明
国别省市：