アルマイトとは？性質やメッキとの違いを詳しく説明します！

公開日：2023.05.29 | 更新日：2024.08.21 | 試作人基礎講座

アルマイトとは？性質やメッキとの違いを詳しく説明します！

こんにちは！本日はアルマイト処理について記事を書きました！製造業の方には当たり前のことかもしれませんが、是非一度ご覧ください♪

必達試作人

短納期の部品加工は大阪のアスクへ！

アルマイトとは
アルマイトの工程(例)
アルマイトのメリット・デメリット
アルマイト被膜の等級と用途例
アルマイトと電気メッキとの違い
関連

アルマイトとは

アルマイトとは、陽極酸化(電気化学反応)によりアルミニウム表面に人工的に酸化皮膜を形成させる処理のことです。
アルミニウムは非常に酸化しやすく、空気中に触れていると自然に酸化皮膜が形成されます。
しかし、この酸化皮膜は約0.002μmと非常に薄く、一時的な耐食性はあるものの環境によっては腐食してしまうため、アルマイト処理を施し表面を保護する必要があります。
アルマイトの膜厚は5～25μm程度が一般的なようです。

アルマイト処理の原理

アルマイト処理は、硫酸やシュウ酸などの溶液中にアルミニウム製品を入れ電気分解することで生成します。
アルミニウム製品を陽極とし、電流を流すことで水の電気分解によって発生した酸素イオンとアルミニウムが反応して、製品表面に酸化アルミニウムが生成されます。

アルマイトを発明したのは日本人！？

実は、アルマイトを発明したのは理化学研究所の日本人の研究グループなのです。
理化学研究所の創立当初から研究が行われ、植木栄氏によって発明されました。
そして、1931年に宮田聡氏によって特許が取得され「アルマイト」が登録商標となり、以降、世界中に広まり様々な製品にその技術が使用されています。

アルマイトの工程(例)

アルマイト処理をした試作品

アルマイト処理の工程は以下の流れの通りです。
脱脂から乾燥までの各工程の間に水洗をはさみながら、処理を行っていきます。
水洗は、①次工程へ薬品を持ち込まない　②表面の残留物を除去する　という目的のために行われています。

脱脂

アルミニウム表面の汚れや、油分を除去します。
脱脂方法には、有機溶剤法、界面活性剤法、酸性脱脂法(硫酸法)、電解脱脂法、アルカリ脱脂法、乳剤脱脂法などがあり、付着している油の種類などにより脱脂方法が使い分けられています。

アルカリエッチング

アルカリ性の溶液にアルミニウムを浸け、酸化皮膜や脱脂にて取り切れなかった油分などを除去します。
アルカリエッチングの工程においては、不純物や合金成分などは溶解されず鉄や銅・マグネシウム・ケイ素など(スマット)は表面に粉末として出てきてしまいます。

スマット除去処理(酸中和)

前工程にて表面に出てきてしまったスマットを、硝酸を含んだ酸性の溶液などを使用し除去します。

アルマイト処理

ラックにアルミ製品をとりつけ、溶液中に浸けて電気分解を行うことで被膜を生成させます。

封孔処理

アルマイト処理を行った材料は、酸化皮膜に六角形の孔が多数存在します。
この孔をふさぐと耐食性や耐久性が向上するため、封孔処理を行います。
この封孔処理の前に孔の中に染料を入れることで様々な色をつけることも可能で、染色したものをカラーアルマイトと呼びます。

乾燥

製品を乾燥させたら、検査を行い梱包、出荷されます。

アルマイトのメリット・デメリット

メリット

耐食性が向上する

アルマイトは、自然に生成される酸化皮膜よりも厚い被膜が生成されるので、耐食性の向上が期待できます。

絶縁性が向上する

アルミニウムは電気を流しますが、アルマイト被膜は電気を通させないため、絶縁性を向上することができます。

硬さが向上する

アルミニウムの硬さは45～100HVですが、硬質アルマイトであれば、HV400以上の硬さを出すことができます。
硬質アルマイト処理を施した素材は、自動車エンジン部品や航空機の部品など、耐摩耗性や強度が求められるシーンで活用されます。

熱伝導率を下げられる

銀、銅、金に次いで熱伝導率の高いアルミニウムですが、アルマイト膜の熱伝導率は、アルミニウムと比べると約1/3低くなっています。

様々なカラーを付けられる

アルマイト被膜自体は透明ですが、電解によりできた被膜の穴の中に専用の染料を吸着させることで、様々なカラーに着色することができます。
アルミニウムの軽量、熱伝導が良いという特性に加え、着色することによりデザイン性も向上するため、アウトドアグッズやカトラリー、パソコンのフレームなど美観性が求められるものに使用されています。

デメリット

膜がはがれやすい

アルマイトは柔軟性がないため、アルマイト処理を施した製品に加工を行ったり、曲げたりするとアルマイト被膜が破れたり、はがれたりすることがあります。

耐熱性がない

アルマイト被膜は、アルミニウムに比べ熱膨張係数が1/5と低いため、100℃以上の環境下では、母材であるアルミニウムの歪みにアルマイト被膜が追従できずクラック(割れ)が発生してしまいます。

アルマイト被膜の等級と用途例

試作品

JIS規格にあるアルマイトの被膜厚さの等級分類は下表のとおりです。(JIS H8601:1999による)

等級	AA3	AA5	AA6	AA10	AA15	AA20	AA25
平均被膜厚さ	3.0以上	5.0以上	6.0以上	10.0	15.0以上	20.0以上	25.0以上

アルマイト処理を施した製品は、一般的に耐摩耗性や耐久性が求められる場所にて使用されますが、JIS規格に定められるアルマイトの被膜厚さの等級と用途例は下表のとおりです。(JIS H8601:1999による)
被膜厚さの等級は、製品の用途および使用環境を考慮して選択するが、受渡当事者間で特別な協定がない限り、以下の表によります。
用途によって特別な被膜厚さが要求される場合は、上表にない平均被膜厚さを決めてもよいです。

被膜厚さの等級	主な用途例
AA3	反射板、家電用品(内部)など
AA5、AA6、AA10	台所用品、日用品、家電部品、車両点検、家具・建築部材(内装)など
AA15、AA20、AA25	台所用品、車両外装、土木・建築部材(屋外)、船舶用品など