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アルマイト処理とは、アルミの表面に発生する酸化被膜を人工的に厚くする処理であり、部品や製品をサビにくく摩耗しにくくできます。

また、アルマイト処理を行う際に発生する無数の小さい穴に金属を流し込めば、アルミに磁性を持たせることやより強度を上げることも可能です。このように、追加機能を持たせたものが機能性アルマイトです。

 

アルマイト処理は、電気分解を利用して行われます。具体的には、部材となる部材を陽極側とし電解液に浸し電気を流します。

また、他の金属を合成させたアルミ合金の一部では、不純物が多くなってしまいアルマイト処理を行うのが難しい点に注意が必要です。

 

アルマイト処理が難しいアルミ合金には、金属皮膜を形成するめっき加工を行うのも良いでしょう。本記事では、アルマイト処理とは何か、処理方法について詳しく解説していきます。

 

 

アルマイト処理とは

 

アルミは空気中の酸素と結びつき、通常の状態でも薄い酸化被膜を作ります。酸化被膜によりアルミはサビにくくなるのですが、自然についた酸化被膜は非常に薄く、かえってサビが進んでしまう恐れも。

そこで、人工的に酸化被膜を厚くし、サビにくく摩耗しにくい状態に加工するのがアルマイト処理です。

 

なお、アルマイト処理とは正式にはアルミの陽極酸化処理と言い、1929年に理化学研究所の植木栄氏らが発明した際には登録商標として使用されていました。

しかし、現在ではアルミの陽極酸化処理の総称としてアルマイト処理という言葉が使用されています。

 

 

アルマイト処理後の主な特徴

 

人工的にアルミの酸化被膜を厚くするメリットは、主に以下の通りです。

 

 

アルミは軽くて扱いやすい金属である一方で、脆く鉄やステンレスなどと比較して硬度が低いです。しかし、アルマイト処理を行えばアルミの欠点を補うことができ、様々な部品や製品に使用可能です。

例えば、アルマイト処理を行ったアルミは、軽く高い高度を持つようになるので、自動車用部品や航空機用部品などにも使用されます。

 

 

硬質アルマイトと潤滑アルマイト

アルマイト処理は、次の2つに分類されています。

 

 

硬質アルマイトは、厚い酸化被膜で硬く摩耗しにくくする処理方法です。シャフトやロールなどの部品や高い強度が求められる航空機関連部品などに使用されます。

 

そして、潤滑アルマイトは硬質アルマイトに滑りやすさを付け加える処理方法です。例えば、滑りやすく摩耗しにくい部品が要求される自動車のエンジン部分などに使用されています。

 

 

アルマイト処理の方法

 

▲アルマイトを施した製品の事例

 

アルマイトの処理加工時の流れは、以下の通りです。

 

アルマイト処理の手順

1. 部材を電解液（硫酸やシュウ酸など）の中に浸す
2. 部材を治具などで固定し電極をつなぐ
3. 部材を陽極側にして電流を流す
4. 製品と陰極の間に電流が流れて酸化被膜が形成される

 

処理を施して形成された酸化被膜には、数えきれないほどの小さい穴が存在しています。このままでは穴の部分が空気中の酸素や触れたものと化学反応を起こしてしまいサビやすくなってしまいます。

そのため、追加で封孔処理を行わなければなりません。

 

 

耐食性を向上させる封孔処理

 

アルマイト処理で開いた無数の穴（多孔質層）をふさぎ、耐食性をより向上させるのが封孔処理です。

処理でできた無数の穴にべーマイトと呼ばれる水和酸化物を生成し、空気中の酸素や触れたものと化学反応を起こさない状態にします。封孔処理には、主に以下の方法があります。

 

 

 

磁性を帯びる機能性アルマイト

部材の硬度や耐食性を高めるだけではなく、磁性を帯びる、熱を吸収しやすくするなどの機能を追加したものを機能性アルマイトと呼びます。

例えば、アルマイト処理によって生じた無数の小さい穴（微細孔）に磁性のある金属を重点すれば、磁気のある酸化被膜を形成可能です。

 

磁気のある機能性アルマイト以外にも、下記のような種類があります。

 

 

 

アルマイト処理が難しいアルミ合金

 

▲穴あけを行なった製品へのアルマイト処理

 

アルミニウムの中には、他の金属と合成したアルミ合金もあります。ただし、アルミ合金の中にはアルマイト処理が難しいものもあるので注意が必要です。

具体的には、ダイカスト用のアルミ合金には鉄や亜鉛などの不純物が多く、うまく酸化被膜を形成できないケースもあります。

 

ダイカスト用のアルミ合金以外では、ジュラルミンもアルマイト処理には適していません。アルミ合金別のアルマイト処理のしやすさを以下の表にまとめました。

 

 

アルマイト処理が難しいアルミ合金には、後述するめっき加工を行えば、耐食性や耐摩耗性を向上させられます。

 

 

カラーアルマイトとは

 

カラーアルマイトとは機能性アルマイトのひとつで、酸化被膜形成によってできた無数の小さい穴（微細孔）に染料を流し込み封孔処理を行い、着色する方法です。

耐食性を向上させるだけでなく、部材に着色することによって見た目の美しさを向上させる働きをします。

 

着色できる色は、金属加工工場によっても異なりますが、主に以下の通りです。

 

 

カラーアルマイトは上記のように様々な色に加工できるので、自動車用部品の一部や食器、建材などに使用されています。

また、無数の小さい穴に染料を流し込むことによって色をつけるので、後述するめっきとは異なり塗装がはげにくい点もメリットといえるでしょう。

 

 

アルマイト処理とめっきの違いについて

 

アルマイト処理に似た加工にめっきがありますが、それぞれ異なるものです。

 

 

電気分解による加工を行う点は共通していますが、アルマイト処理は部材を陽極側にしていたのに対し、めっき加工では部材を陰極側にして作業をします。

 

めっきは酸化被膜ではなく金属皮膜を作るので、処理後に小さい穴（微細孔）が生じることもなく封孔処理も必要ありません。

アルミの表面加工処理にはいくつか種類があり、部材となるアルミの種類によって使い分けが必要です。

 

 

アルマイト処理に関する疑問

 

最後に、アルマイト処理に関するよくある質問を回答と共に解説していきます。

 

 

 

アルマイト処理の安全性は？

 

アルミは毒性のない金属であり、食材や空気中にも含まれ日々の生活の中で体内に取り込まれています。そのため、アルマイト処理した製品や材料に関しても安全性に問題はなく、人体に触れても悪影響はありません。

 

アルミ製の食器や鍋、弁当箱なども問題なく使用できます。アルミの安全性に関しては、以下の記事でも詳しく解説していますのでご覧ください。

≫アルミとは｜特徴や性質、アルミ合金との違いについて

 

アルマイト処理すると溶接が難しいと聞くけど本当？

 

アルミはもともと溶接が難しい金属として知られています。溶接が難しい理由は、空気中の酸素と化合しアルミが薄い酸化被膜を形成してしまうからです。

 

酸化被膜はアルミそのものよりも溶融点が高いので、酸化被膜を溶かすころには部材となるアルミがどろどろに溶けてしまい加工が難しくなってしまいます。

そのため、人工的に酸化被膜を厚くすればそれだけ溶接作業も困難になってしまいます。アルミの溶接加工に関しては、以下の記事でも詳しく解説していますのでご覧ください。

≫アルミの溶接が難しい3つの理由と施工の具体的なポイントを解説