簡潔な回答
タイプII:耐食性、着色、外観用 — これは業界のアルマイト処理部品の80%を占めます。薄膜(5~25 µm)、安価、染色性が良好、厳しい公差を維持します。 タイプIII(硬質アルマイト):耐摩耗性、電気絶縁性、過酷な環境下での耐食性用 — 厚膜(25~75 µm)、高硬度、色選択肢が限定的、寸法補正が必要です。
最も一般的な過剰仕様は、摩耗や擦り傷が発生しない部品にタイプIII硬質アルマイトを施すことです。お客様は仕様名に「硬質」とあるのを見て、硬ければ硬いほど良いと考えがちです。摩耗しない表面の場合、タイプIIIはタイプIIと比較して機能的なメリットがないにもかかわらず、仕上げコストを2倍にしてしまいます。もし唯一の仕様要件が「アルマイト処理されたアルミニウムのように見えること」であれば、タイプIIが適切です。
プロセスの違い
どちらのプロセスも、硫酸電解液中でアルミニウム部品に電流を流し、表面に酸化アルミニウムを生成します。表面の酸化膜は、本質的に硬く、耐食性があり、電気絶縁性があります。タイプIIとタイプIIIの違いは、完全にプロセス条件にあります — 化学的組成は同じですが、パラメーターが異なります。
タイプII 電解液温度18~22°C、DC15~20Vで15~30分間処理されます。温かい電解液は、酸化膜が形成されるのとほぼ同じ速さで細孔壁の酸化膜を溶解し、染色を受け入れる開放的で多孔質の構造を形成します。膜厚:通常5~25 µm。
タイプIII 電解液温度0~5°C(冷却が必要)、DC20~40Vで40~90分間処理されます。冷たい電解液は酸化膜の溶解を最小限に抑え、緻密で閉じた細孔構造を生成します。結果として得られるコーティングは、タイプIIよりも3~10倍硬く、2~5倍厚くなります。膜厚:通常25~75 µmで、50 µmが最も一般的な仕様です。
直接比較
| 特性 | タイプII | タイプIII(硬質アルマイト) |
|---|---|---|
| 膜厚 | 5–25 µm | 25–75 µm |
| 硬度(ビッカース) | 200~400 HV | 500~700 HV |
| ロックウェル換算 | 約45 HRC | 約65 HRC |
| 電解液温度 | 18–22°C | 0~5°C(冷却) |
| 処理時間 | 15~30分 | 40~90分 |
| 寸法増加 (片側あたり) | 2.5–12.5 µm | 12.5–37 µm |
| 絶縁耐力 | ~500 V | 1500–2500 V |
| 塩水噴霧腐食 | 336時間 | 1000時間以上 |
| 色の選択肢 | フルスペクトル | 黒、ダークグレー、ナチュラル |
| 表面仕上げの変化 | ±0.1 µm Ra | ±0.3 µm Ra |
| 一般的な費用 | 1.0× | 2.0–3.0× |
タイプIIが適切な場合
タイプIIは、腐食保護と色が主な要件となる筐体やハウジング、消費者向け製品のフェースプレートやトリム、建築部品(アルマイト処理されたアルミニウム製手すり、パネル)、ブラケットや非摩耗構造部品、電子機器のヒートシンク、衛生的な食品接触部品(適切なシーリングを施したもの)、特定の染料色を必要とする装飾部品に指定してください。
一般的な色(マットブラック、クリア、ゴールド、レッド、ブルー)のクラス2(染色)仕上げのタイプIIは、消費者向けの標準的なアルマイト処理です。これは、ノートパソコンのシャーシ、カメラ本体、自転車部品、ペンの軸などに見られるものです。これらの用途の95%において、適切なシーリングを施したタイプIIは、十分な耐食性と均一な色合いで清掃可能な表面を提供します。
タイプIIIが必要な場合
タイプIII(硬質アルマイト)は、タイプIIでは摩耗してしまう摺動面や回転面(ピストン、軸受面、バルブスプール)、繰り返し接触摩耗が発生する表面(重機のハンドル、スライド、レバー)、電気絶縁用途(絶縁耐力はタイプIIの3~5倍)、MIL-A-8625タイプIII要件下の軍事・航空宇宙部品、高摩耗の消費者向け部品(銃器部品、高級工具ハウジング)、塩水噴霧に曝される機器(船舶用ハードウェア、沿岸屋外部品)に指定してください。
具体的な例として、アルマイト処理されたアルミニウム製ボア内で作動する空気圧シリンダーのピストンがあります。タイプIIの酸化皮膜では数千回のサイクルで摩耗してしまいますが、タイプIIIでは数百万回に耐えます。摩耗しないフランジを持つ同じピストンハウジングは、ボアのみを硬質アルマイト処理し、フランジはタイプIIにすることで、選択的にマスキングすることが可能です。これにより、重要な部分の耐摩耗性能を維持しつつ、仕上げコストを削減できます。
寸法補正
アルマイト皮膜は、約50%が母材に浸透し、約50%が元の表面から外側に成長します。タイプIIIで50 µmの皮膜を目標とし、外径20.00mmに加工された部品の場合、アルマイト処理後の直径は約 20.00 + (2 × 25 µm) = 20.05mmボアの直径は同じ量だけ縮小します。
公差の厳しい箇所には、通常、アルマイト処理前の補正が必要です。タイプIII処理前にシャフトを公称外径より25 µm小さく加工するか、またはその箇所をマスキングしてアルミニウムのまま残します。M5以下のねじ穴は通常マスキングが必要です。これは、皮膜が有効ねじ深さを十分に減少させ、締結部品の問題を引き起こす可能性があるためです。当社のワークフローでは、CAMプログラミング中にこれらのオフセットを自動的に適用しますが、公差の積み重ねが正しいことを確認するため、DFMレビュー中に重要な寸法について議論することをお勧めします。
色の選択肢と視覚効果
タイプIIは幅広い色に対応します: 多孔質の酸化皮膜が染料を吸収し、それが細孔に封孔されます。標準色には、黒(最も吸収)、赤、青、金、緑、ブロンズ、クリア(染料なし、アルマイト光沢のある自然なアルミニウム色)があります。色合わせが必要な生産の場合、各槽から染料サンプルを採取し、管理された照明下で基準と比較します。ロット間の色の一貫性は良好ですが、完璧ではありません。生産ロット間でわずかな色合いのばらつきが生じる可能性があります。
タイプIIIは色の柔軟性が限られています染料を使用しないタイプIIIの自然な色は、合金によってライトブロンズ(6061の場合)からダークグレーまたはほぼ黒(7075の場合)まで幅があります。染色可能なオプションは基本的に黒に限定され、黒のタイプIIIでさえ、より緻密な酸化皮膜のため、黒のタイプIIとはわずかに異なる外観を呈します。異なる摩耗要件を持つ部品間でアルマイト仕上げの色合わせが必要な製品ラインの場合、タイプIIをすべてに適用する方が、タイプIIとタイプIIIを合わせようとするよりも簡単です。
マスキングと選択的アルマイト処理
ねじ穴、電気的接地表面、圧入ベアリングシートなど、一部の表面にはアルマイト処理を施し、他の表面には施したくない場合があります。その解決策はマスキングです。これは、電解液から表面を保護するために、耐薬品性テープ、プラグ、またはワックスを適用することです。アルマイト処理後、マスクは除去され、マスキングされた領域は裸のアルミニウムのまま残ります。
マスキングは部品ごとの追加コストとなります。小さな部品の場合、マスキング箇所1点あたり0.50ドル~2.00ドルが目安となり、複雑なマスキングパターンや大量生産の場合はそれ以上となります。大量生産部品の場合、特注のマスキング治具でこのコストを償却できます。マスキング要件は、図面にマーキングされたビューで指定してください。「DO NOT ANODIZE」のハッチング表示、または詳細な寸法を伴う明確な「MASK PRIOR TO ANODIZE」の指示のいずれかです。曖昧なマスキング仕様は、仕上げ関連の品質問題の最も一般的な原因です。