チタンアルマイト

チタンアルマイトは、チタン製品の耐食性、耐摩耗性、および美的外観を向上させるために広く使用されている電気化学的表面処理プロセスです。

この技術は、チタン部品の性能を向上させるだけでなく、さまざまな鮮やかな装飾色を提供し、航空宇宙や医療機器などの業界で広く適用されています。

チタンアルマイトとは何ですか?

チタンアルマイトは、チタンの表面の自然酸化物層を厚くし、耐食性、耐摩耗性、および外観を向上させるプロセスです。このプロセスでは、チタン部品を電解質溶液に浸し、直流電流を印加して耐久性のある酸化膜を形成し、印加電圧に基づいて色効果を調整できます。

チタン陽極酸化のステップ:

洗浄と前処理

まず、チタン部品を徹底的に洗浄する必要があります。このプロセスでは、チタン部品をアルカリ性溶液に浸して、表面の汚れ、グリース、酸化物の残留物を取り除きます。残留する汚染物質は陽極酸化プロセスの有効性に影響を与えるため、洗浄は非常に重要です。洗浄後、部品を脱イオン水ですすいで、残っている洗浄剤を完全に除去する必要があります。

陽極酸化装置のセットアップ

次に、洗浄されたチタン部品を陽極酸化装置に入れ、電源のプラス端子に接続して、電気化学反応のアノードにします。

電解プロセス

チタン部品を陽極として接続すると、電解質溶液(通常は硫酸やリン酸などの弱酸)に浸されます。電解質の役割は、電流を流し、電気化学反応を駆動し、陽極酸化を引き起こすことです。

電圧、電流、温度の制御

酸化物層の厚さと最終的な色の影響は、陽極酸化プロセス中に使用される電圧、電流、および温度によって異なります。電圧が高いほど酸化物層が厚くなり、それに応じて色が変化します。これらのパラメータを正確に制御することは、望ましい結果を得るために重要であるため、このステップには高い精度が必要です。

後処理

アルマイト処理が完了したら、チタン部品を徹底的にすすぎ、残っている電解液を取り除きます。特定の用途では、チタン部品を沸騰水に浸して酸化物層の細孔を閉じ、それによって耐食性を向上させるシーリングプロセスが必要になる場合があります。

チタンアルマイトの利点

• 摩擦を減らし、硬度を上げることで、部品の摩耗リスクを軽減します。
• 陽極酸化(不動態化)表面の耐食性を高めます。
• 生体適合性により、低腐食で汚染ゼロの表面を作り出します。
• 低コストで長持ちする色。
• 幅広いカラーオプションを備えた高い美的品質。
• 電気不動態化と低腐食表面。
• 染料や着色剤を使用しないため、生体適合性の認識。

チタンアルマイトの限界

チタンアルマイトには多くの利点がありますが、いくつかの制限もあります。

• コスト:必要な材料と設備のため、陽極酸化プロセスは高価になる可能性があります。
• 厚さの制限:陽極酸化層の厚さは最大であり、すべての用途に適しているとは限りません。
• 色の一貫性:陽極酸化プロセスのばらつきにより色合いが異なる可能性があるため、均一な色を実現することは困難です。
• すべてのチタン合金に適しているわけではありません:一部のチタン合金は、アルマイト処理がうまくいかず、特定の用途での使用が制限される場合があります。

チタンアルマイトの用途

航宇： チタンアルマイトは、その優れた耐食性と軽量性により、油圧システム、ファスナー、ケーシングなどのコンポーネントに広く使用されており、耐用年数を延ばし、燃料効率を向上させます。

メディカル： アルマイト処理チタンは、その生体適合性と体液に対する耐性により、インプラント、手術器具、弁に一般的に使用されており、体内腐食に対する耐性と無菌性の維持を提供します。

自動車： 高強度で軽量な陽極酸化チタンは、強度と軽量化の両方を必要とするコネクティングロッドなどの部品の製造によく使用されます。また、耐熱性や耐食性も向上するため、排気系などの部品に適しています。

消費財: 陽極酸化チタンは、その美的魅力と耐久性により、時計、眼鏡、フレーム、スポーツ用品などの製品で人気があります。色と光沢を提供しながら、アイテムを摩耗や環境への影響から保護します。

インダストリアル： 陽極酸化チタンは、その耐食性と耐熱性により、熱交換器や反応容器に広く使用されています。高温に耐え、腐食に強く、効果的に熱を伝達することができます。

チタンアルマイトの規格と仕様

チタンを陽極酸化する場合、特定の基準を順守することで、プロセスが品質、安全性、および性能の要件を満たすことが保証されます。これらの規格は、アルマイト処理プロセス、材料の使用、および最終的なチタン部品の品質を対象としています。

国際規格

ISO 7599:2018:この規格は、アルミニウムとその合金の陽極酸化コーティングの要件を指定しています。主にアルミニウムを対象としていますが、その特定の部分は、特に表面処理と試験方法に関して、チタンの陽極酸化にも適用できます。

• 主な要件:前処理、コーティング塗布、品質管理が含まれます。
• 試験手順:コーティングの厚さ、耐摩耗性、および耐食性の試験が含まれます。
• 表面特性:酸化膜の均一性と色の一貫性の要件を指定します。

米国規格

ASTM B892-14:特にチタンおよびチタン合金の陽極酸化コーティング用で、酸化物層の接着性、厚さ、耐久性などの特性の評価に焦点を当てています。

• 接着性試験:酸化皮膜のチタン表面への接着性を評価します。
• 厚さ測定:酸化物層の厚さを測定するための標準を提供します。
• 耐食性試験:チタン部品が腐食環境で保護されたままであることを確認します。

AMS 2488C: Aerospace Material Specification that ensures the quality and performance of anodized titanium in aerospace applications.

• 用途:高い耐食性と耐久性が求められる航空宇宙部品に適しています。
• コーティング特性: コーティングの厚さ、色、および接着性の要件を指定します。
• プロセスガイドライン:チタン部品の適切な処理を確保するための陽極酸化プロセスの詳細な手順を提供します。

業界固有の規格

航空宇宙規格:チタンの陽極酸化は、部品の耐久性と耐食性を向上させ、極端な条件下での性能と安全性を確保するために、航空宇宙産業において重要です。

• AMS 2488C:航空宇宙部品が十分な耐食性と耐摩耗性を満たしていることを確認します。
• ASTM B600:陽極酸化前のチタン部品の洗浄とスケール除去の方法を指定します。

医療機器規格:その生体適合性と耐食性により、チタン陽極酸化は医療業界、特にインプラントや手術器具に広く使用されています。

• ISO 10993:医療機器の生体適合性を評価し、陽極酸化チタンが人体に使用された場合に安全で無害であることを確認します。
• ASTM F86:生物医学用途におけるチタンの表面処理要件を規定し、陽極酸化チタンが骨の統合を促進し、拒絶反応のリスクを低減することを保証します。

陽極酸化にはどのような種類がありますか?

チタンの陽極酸化には、タイプI、タイプII、タイプIIIの3つの主要なタイプがあります。一般的に使用されるタイプは、タイプIIとタイプIIIです。タイプIはあまり一般的ではなく、特殊な高温治療に使用されます。

タイプ1チタンアルマイト

タイプ1アルマイトの主な利点の1つは、金属の高温耐性を高める能力です。

陽極酸化プロセス中に、チタンの表面に薄く均一な酸化物層が形成されます。この酸化物層は、下にある金属を腐食や酸化から保護する保護バリアとして機能します。タイプ1アルマイト処理の特徴は、高温にさらされてもこの保護バリアを維持することです。

タイプ2チタン陽極酸化 – 耐摩耗性と耐食性

タイプ2チタンアルマイトは、主にチタン表面に厚い酸化物層を形成することにより、耐摩耗性と耐食性を向上させます。このプロセスでは、低電圧(通常は15〜30ボルト)を使用して無色の透明な酸化膜を作成し、チタンの耐久性と耐摩耗性を向上させます。

タイプ2アルマイト処理を施したチタンには、通常、次の利点があります。

• 優れた耐摩耗性:厚い酸化物層は優れた耐摩耗性を提供し、高ストレス環境に適しています。
• 耐食性の向上:過酷な環境に最適で、特に航空宇宙および医療業界で優れた性能を発揮します。
• 自然な外観を維持:透明な酸化物層は、チタンの自然な色を変えず、元の美的魅力を維持します。

タイプ2チタン陽極酸化の一般的な用途:

航空宇宙部品

チタンインプラント

高い耐久性が要求される産業用途

タイプ3チタンアルマイト – 色彩効果と美観

タイプ3アルマイトは、カラーアルマイトとも呼ばれ、電圧(通常は50〜120ボルトの範囲)を調整することにより、さまざまな鮮やかな色を作り出し、さまざまな厚さの酸化膜を生成します。その美的魅力に加えて、タイプ3アルマイトチタンは、ある程度の耐食性と耐久性を保持しています。

タイプ3陽極酸化チタンの利点:

• 幅広い色:カスタマイズとブランディングのニーズを満たすために、さまざまな色を提供します。
• 視覚的に魅力的:視覚的なインパクトが重要なアプリケーションに最適で、製品の外観を向上させます。
• 柔軟なカスタマイズ:色分けと独自の視覚効果により、製品に付加価値が加わります。

タイプ3陽極酸化チタンの一般的な用途:

• 装飾品とジュエリー
• 家電
• その他、色彩や視覚的な魅力が必要な商品

タイプ1、2、3チタンアルマイトの違い

アルマイトチタンにはどのような色がありますか?

チタンアルマイトは、酸化物層の厚さを制御することにより、染料や顔料を必要とせずに豊富な色彩を呈します。電圧調整により酸化膜の厚さが決まり、それが光の干渉に影響を与え、異なる色が生成されます。利用可能な色には、ゴールド、ブルー、パープル、グリーン、ピンク、その他多くの色合いが含まれ、カラーバリエーションは電圧レベルに直接関係しています。

これは、電圧レベルと対応する色を示す基本的なチタンカラーチャートです。

Chalcoはどのような陽極酸化チタン製品を提供できますか?

Chalcoは、チタンプレート、チューブ、ロッド、ワイヤーなど、さまざまな陽極酸化チタン製品を提供しており、お客様の要件に基づいてさまざまな色、厚さ、表面処理オプションを利用できます。

これらの製品は、航空宇宙、医療機器、建築装飾、消費財に広く使用されており、美観と機能性を兼ね備えて、さまざまな業界の耐食性、軽量性、高強度の要求を満たしています。