船舶用螺旋桨和其制造方法、及使用其的船外机和船舶

摘要

本发明涉及耐磨损性优良的船舶用螺旋桨和其制造方法、及使用其的船外机和船舶。本发明的船舶用螺旋桨，具有：螺旋桨本体63，其具有叶片部61和轴毂部62，且是通过铝合金的铸造而成型的；和以覆盖上述螺旋桨本体的表面的方式而设置的上述铝合金的阳极氧化覆膜65；上述阳极氧化覆膜在最薄部分具有20μm以上的厚度、且在最厚部分的表面附近具有330HV以上的硬度。

说明书

技术领域

本发明涉及船舶用的螺旋桨、使用该螺旋桨的船外机和船舶。另外， 本发明还涉及船舶用螺旋桨的制造方法。

背景技术

船外机，由于仅通过勾挂在船舶的船尾上就可安装在船体上、不会占 用船内空间，所以被广泛地应用于游览小船、小型渔船等小型船舶中。现 在，根据船体的大小、用途而使用各种输出功率的船外机。

一般来说，在较大的船舶中使用具有由不锈钢形成的螺旋桨和大输出 功率(例如100马力以上)的引擎的船外机。另一方面，在较小的船舶中使 用具有由铝等形成的螺旋桨和输出功率较小的引擎的船外机。由铝形成的 螺旋桨质量轻，并能以低成本制造，所以适用作具有输出功率小的引擎的 船外机的螺旋桨。

在用铝形成船舶用螺旋桨的情况下，需要防止因海水导致铝合金的腐 蚀。因此，一般来说，广泛应用在由铝合金形成的螺旋桨本体的表面上实 施了用于防腐蚀的涂层的螺旋桨。

专利文献1公开的技术是：为了解决因设置在螺旋桨表面上的涂敷膜 导致螺旋桨的边部变钝、从而使螺旋桨旋转时的分水性恶化的问题，在由 铝合金构成的螺旋桨上实施硬质氧化铝膜处理，确保螺旋桨的边部锋利。

专利文献1：日本实用新型登记第3029215号公报说明书

具有船外机的小型船舶，大多出于捕鱼、作业、休闲等目的而在近海 或江河中使用，有时会拉上沙滩系泊，或在河岸的作为沙地的浅滩上系泊。 因此，在系泊船舶时或从系泊处向江河、大海出航时，会扬起沙子，在含 有沙子的水中旋转螺旋桨，会造成螺旋桨的表面容易磨损。结果，因磨损 螺旋桨的表面的涂层剥离，从而螺旋桨本体腐蚀、或螺旋桨本体被研磨。 由于涂敷的覆膜不具有足够的硬度，所以以往的船外机的螺旋桨存在因磨 损而寿命短的问题。

专利文献1仅公开了取代防腐蚀用的涂敷膜，形成作为针对铝的防腐 蚀性覆膜而公知的氧化铝层，而没有对上述课题进行任何公开。另外，为 了防止螺旋桨的边部变钝，不能将硬质氧化铝层形成得较厚。因此，专利 文献1的螺旋桨的硬质氧化铝层的厚度至多在15μm左右，得不到足够的 耐磨损性。

不仅对于具有船外机的船舶，就连引擎设置在船内的小型船舶也存在 这个问题。

发明内容

本发明为了解决上述以往的技术课题，提供一种耐磨损性优良的船舶 用螺旋桨和船外机。

本发明的船舶用螺旋桨，其中，具有：螺旋桨本体，其具有叶片部和 轴毂，且是通过铝合金的铸造而成型的；和以覆盖上述螺旋桨本体的表面 的方式而设置的上述铝合金的阳极氧化覆膜；上述阳极氧化覆膜，在最薄 部分具有20μm以上的厚度、且在最厚部分的表面附近具有330HV以上的 硬度。根据本发明的船舶用螺旋桨，螺旋桨本体被表面硬度大、且较厚的 阳极氧化覆膜覆盖，所以耐磨损性优良。

在一个优选实施方式中，上述阳极氧化覆膜在上述最薄部分的膜厚是 上述最厚部分的膜厚的50％以上。由此能够同时满足针对表面硬度和最薄 部分的厚度的条件。

在一个优选实施方式中，上述阳极氧化覆膜，在上述最厚部分具有 100μm以下的厚度。由此，能够将阳极氧化覆膜的表面硬度维持得较高。 另外，能够提高螺旋桨的生产性。

在一个优选实施方式中，上述阳极氧化覆膜在最厚部分的表面附近的 硬度在330HV～450HV。由此，能够抑制制造成本。

在一个优选实施方式中，上述铝合金是含有0.3重量％～2.0重量％的 硅的Al-Mg系合金。由此，能够容易地利用压铸进行成型。

在一个优选实施方式中，上述螺旋桨本体使用上述铝合金利用压铸铸 造法而成型。由此，能够廉价地制造高强度的螺旋桨。

在一个优选实施方式中，上述阳极氧化覆膜中的硅含量比上述螺旋桨 本体中的少。由此，不仅覆膜厚度的均匀性提高，而且覆膜形成效率也提 高，从而能够抑制制造成本。

本发明的船外机，具有上述任一项所述的船舶用螺旋桨。

本发明的船舶，具有上述任一项所述的船舶用螺旋桨。

本发明的船舶用螺旋桨的制造方法，包括：工序(A)，通过铝合金的铸 造，成型出具有叶片部和轴毂部的螺旋桨本体；工序(B)，对上述螺旋桨本 体的表面实施电解研磨或化学研磨；工序(C)，通过阳极氧化上述研磨后的 螺旋桨本体形成阳极氧化覆膜，并使其覆盖上述螺旋桨本体的表面。由此， 能够制造出因被表面硬度大、且较厚的阳极氧化覆膜覆盖从而具有优良的 耐磨损性的船舶用螺旋桨。

在一个优选实施方式中，在上述工序(A)和(B)之间还包括对上述螺旋 桨本体进行研扫处理的工序(D)。由此，能够制造出去除了冷硬层、外观的 均匀性高的船舶用螺旋桨。

根据本发明，螺旋桨本体被表面硬度大、且较厚的阳极氧化覆膜覆盖， 所以耐磨损性优良。因此，利用具有本发明的船外机的船舶，即便在作为 沙地的浅滩航行也能够防止螺旋桨的磨损。因此，在出于捕鱼、作业、休 闲等目的而在近海或江河使用时，具有本发明的船外机的船舶会显现出优 良的耐久性，经济性优良。

附图说明

图1(a)是表示具备本发明的船外机的船舶的侧视图，(b)是具备本发明 的船舶用螺旋桨的船舶的侧视图。

图2是表示本发明的船外机的实施方式的侧视图。

图3是表示本发明的船舶用螺旋桨的实施方式的俯视图。

图4是表示图3的船舶用螺旋桨的剖面的示意图。

图5是示意地表示图3的船舶用螺旋桨在进行阳极氧化前的螺旋桨本 体的组织的剖视图。

图6是表示对图5的螺旋桨本体实施了化学性的研磨后的组织状态的 剖视图。

图7(a)～(d)是说明在图6所示的螺旋桨本体和没有实施化学性的研磨 的螺旋桨本体上生长的阳极氧化覆膜的示意图。

图8是表示船舶用螺旋桨的制造工序的流程图。

图9是详细说明图8的阳极氧化处理的工序的流程图。

图10(a)和(b)是本发明的实施例的螺旋桨的剖面SEM照片。

图11(a)和(b)是比较例的螺旋桨的剖面SEM照片。

标号说明

10：罩

12：壳体

14：驱动轴

20：后退齿轮

22：前进齿轮

24：离合装置

28：夹紧件

30：操舵手柄

50：船舶

51：船体

51a：船尾

52：船外机

60：螺旋桨

61：叶片

62：轴毂

63、100：螺旋桨本体

65：阳极氧化覆膜

101：初晶铝

102：共晶区域

具体实施方式

本申请发明者为了提高船舶用的由铝合金形成的螺旋桨的耐磨损特 性，对在螺旋桨表面上形成阳极氧化覆膜的技术进行了研究。这是因为， 铝的阳极氧化覆膜一般来说硬度较高，从而适于提高耐磨损特性。但是， 在进行了详细研究后得知，在构成螺旋桨的铝合金中含有用于使铸造时的 熔液流动性良好的硅等添加元素，会使得难以得到具有均匀厚度的阳极氧 化覆膜。

若仅为了提高耐磨损性，则阳极氧化覆膜可以不一定具有均匀厚度， 阳极氧化覆膜在最薄部分的厚度为规定值以上即可。但是，在长时间进行 阳极氧化的情况下，最先形成的阳极氧化覆膜的表面长时间浸渍在处理液 中，并通电。结果可知，在表面附近阳极氧化覆膜溶解，形成的阳极氧化 覆膜的表面硬度降低，得不到足够的硬度。也就是说，仅通过将阳极氧化 覆膜形成得较厚是难以耐磨损性优良的螺旋桨的。

另外，阳极氧化覆膜的较厚部分具有非必要的厚度，就要长时间进行 阳极氧化，从而导致生产性降低的问题。

本申请发明者，为了解决这些问题，发现：在阳极氧化之前，通过电 解研磨或化学研磨将螺旋桨本体的表面和距表面规定深度的内部区域所存 在的共晶区域中的硅粒子(下面有时会称作共晶硅粒子)去除，就能够避免 阳极氧化覆膜的膜厚产生不均。由此，阳极氧化覆膜的生长速度均匀，能 够将膜厚的不均变小。另外，能够在短时间内可靠地将所有部分的膜厚都 变为规定值以上，通过缩短形成时间还能够抑制氧化膜表面溶解。结果， 能够得到在表面上设置有硬、厚、且厚度均匀的阳极氧化覆膜的船舶用螺 旋桨。从而能够提高船舶用螺旋桨的耐磨损性。

下面，说明本发明的船舶用螺旋桨和船外机的实施方式。

图1(a)是具有本发明的船外机的船舶50的侧视图。船舶50具有船体 51和船外机52。船外机52，包括夹紧件28、螺旋桨60和操舵手柄30， 利用夹紧件28被安装在船体51的船尾51a上。操纵者利用操舵手柄30 能够改变船舶50的行进方向。

图2是船外机52的侧视图。船外机52包括引擎34，引擎34的旋转 驱动力被传递到安装有驱动齿轮16的驱动轴14。为了通过改变螺旋桨60 的旋转方向来使船舶50前进或后退，船外机52具有切换机构26和离合装 置24。离合装置24包括前进齿轮22和后退齿轮20，通过操作与切换机构 26连结的转向杆32，有选择地使前进齿轮22或后退齿轮20中的一方与驱 动齿轮16咬合。由此，使固定在输出轴18上的螺旋桨60正向或逆向旋转。 引擎34和这些驱动机构收纳在壳体12和罩10的内部。

本发明的船舶用螺旋桨优选用于船外机，但是也适用于引擎装载在船 体内(也称作舱内马达，inboard)的船舶。图1(b)是具有本发明的船舶用螺 旋桨60的船舶150的侧视图。在船舶150的船体151内设置有引擎152， 引擎152的驱动力经由轴传递到可旋转地支撑在船底后部上的螺旋桨60。

图3是表示螺旋桨60的俯视图。螺旋桨60包括螺旋桨本体63，该本 体由叶片部61和与叶片部61连接的轴毂部62构成。轴毂部62在本实施 方式中包括：外侧轴毂70、内侧轴毂71、和连接外侧轴毂70与内侧轴毂 71的肋72。在本实施方式中，船外机52采用的结构是，将引擎34的排气 从内侧轴毂71与外侧轴毂70之间的空隙72h向螺旋桨60的后方喷出， 所以轴毂呈两层。但是，在船外机52从其他地方排气时，轴毂部62可以 采用一层结构。叶片部61的个数和形状没有特别限制，螺旋桨60也可以 具有图3所示的形状之外的形状。

轴毂62的内侧轴毂71界定出了圆筒状的内空间，在该内空间内压入 衬套73。衬套73由橡胶等弹性体形成，利用衬套73和内侧轴毂71之间 的摩擦将衬套73固定在内侧轴毂71内。在衬套73的中心设置孔73c，将 输出轴18插入孔73c中。

衬套73和内侧轴毂71之间利用摩擦而固定，所以在螺旋桨60在旋转 的过程中与浮木等冲突的情况下，衬套73在内侧轴毂71内滑动，由此能 够在输出轴18旋转的同时，使螺旋桨60停止。这样，能够防止各种齿轮 破损、或引擎34出现故障。

螺旋桨本体63如上所述通过使用了铝合金的铸造一体成型。因此，用 组成适于铸造的铝合金构成螺旋桨本体。为了在熔解铝合金时熔液具有足 够的流动性，优选铝合金含有硅，更优选含有0.3重量％以上2.0重量％以 下的硅。在硅的含量小于0.3重量％的情况下，熔液的流动性不够，从而 铸造性差。另外，通过将硅的含量设为2.0重量％以下，能够通过电解研 磨、化学研磨充分地去除铝合金中成为阳极氧化覆膜的区域中的共晶硅粒 子，能够得到膜厚更均匀的阳极氧化覆膜。

螺旋桨本体63的成型优选通过压铸铸造法来进行。通过使用压铸铸造 法，将熔液注入铸模后，熔液急剧冷却，能够使共晶区域变小。另外，还 能够减小共晶硅粒子的粒径。

铝合金更优选，还含有0.5重量％～1.8重量％的铁和锰中的至少一方。 通过以上述比例含有铁和锰中的至少一方，能够提高压铸成型时从铸模的 脱模性，能够防止烧结在铸模上。另外，通过以2.5重量％～5.5重量％的 比例含有镁，能够提高强度、伸长率、耐冲击性这些机械性质，并能提高 耐腐蚀性。

作为铝合金可以采用例如具有Al-4Mg-0.8Fe-0.4Mn、Al-5Mg- 1.3Si-0.8Fe-0.8Mn、Al-6.5Mg-1.1Fe-0.7Mn、Al-5Si-0.4Mg等的 组成的Al-Mg系合金。

图4示意地表示了螺旋桨60的剖面。如图4所示，螺旋桨60具有以 覆盖螺旋桨本体63的方式设置在螺旋桨本体63的表面上的阳极氧化覆膜 65。阳极氧化覆膜65是通过在螺旋桨本体63的表面上实施了电解研磨或 化学研磨后进行阳极氧化而得到的。

阳极氧化覆膜65在最厚部分P_H的表面附近P₁具有330HV以上的硬 度。因此，形成有阳极氧化覆膜65的螺旋桨60具有高耐磨损性。在此， 表面附近是指，如下面的实施例中说明的那样，距表面10μm的深度的位 置。在阳极氧化覆膜65的最厚部分P_H的表面附近P₁的硬度小于330HV 的情况下，得不到足够的耐磨损特性。从耐磨损性的观点出发，阳极氧化 覆膜的硬度越高越好。但是，在要得到硬度高于450HV的阳极氧化覆膜的 情况下，必须使用特殊的处理液，阳极氧化覆膜的制造成倍上升。因此优 选最厚部分P_H的表面附近P₁的硬度在330HV～450HV。

另外，阳极氧化覆膜65在最薄部分P_L具有20μm以上的厚度t₁。在 此，厚度是指通过JIS H8680规定的显微镜剖面测定方法求出的厚度。在 最薄部分P_L的阳极氧化覆膜65的厚度小于20μm的情况下，得不到足够 的耐磨损特性，因磨损在阳极氧化覆膜65的较薄部分容易露出螺旋桨本体 63。阳极氧化覆膜65优选在最厚部分P_H具有100μm以下的厚度。当最厚 部分P_H的厚度超过100μm时，会因长时间进行阳极氧化，形成的阳极氧 化膜的表面变脆，表面附近P₁的硬度变为小于330HV。另外，形成阳极 氧化覆膜65需要时间，从而生产性降低。

如上所述从螺旋桨的耐磨损性的观点出发，阳极氧化覆膜的表面的硬 度和最薄部分的厚度在上述的范围内是成为耐磨损性优良的螺旋桨的条 件，阳极氧化覆膜的膜厚的均匀性不直接影响耐磨损性。但是，通过形成 均匀厚度的阳极氧化覆膜，能够同时满足对阳极氧化覆膜的表面硬度和最 薄部分的厚度所要求的条件。因此，优选阳极氧化覆膜65的膜厚均匀，阳 极氧化覆膜65在最薄部分P_L的膜厚t₁优选是最厚部分P_H的膜厚t₂的50 ％以上。

阳极氧化覆膜65的硬度能够通过变化阳极氧化所使用的电解浴的浓 度和温度来进行调节。阳极氧化覆膜65的厚度能够通过阳极氧化的时间进 行调整。作为用于形成阳极氧化覆膜65的阳极氧化处理方法，优选使用形 成硬质覆膜的处理方法，可以使用硫酸、草酸等电解液。

下面详细说明阳极氧化覆膜65的形成方法。图5示意地示出了由压铸 铸造法形成的船舶本体100的剖面结构。当通过压铸使铝合金进行成型时， 在熔融的铝合金中，铝作为初晶铝101最先析出。然后，以填埋大量析出 的初晶铝101的间隙的方式，析出含有硅晶析物和镁、锰等的化合物的铝 的共晶区域102。在共晶区域102中含有硅的晶析物和镁、锰等的化合物， 所以与几乎不含有其他元素的初晶铝101相比，在阳极氧化时的反应速度 不同。结果，阳极氧化膜的膜厚变得参差不齐。

在本发明中，在形成阳极氧化膜之前，在从螺旋桨本体100的表面100S 到深度L为止的待成为阳极氧化膜的区域中，去除共晶区域102中的晶析 物、化合物，特别是去除硅粒子。为了有选择地去除共晶区域102的晶析 物、化合物，进行电解研磨或化学研磨。由此，如图6所示，在从螺旋桨 本体100的表面100S到深度L为止的区域中，去除了共晶区域102的晶 析物、化合物，留下了初晶铝101和去除了晶析物、化合物的共晶区域102’。 通过使用电解研磨或化学研磨，研磨液从螺旋桨本体100的表面100S进 入到较靠内部的深处，有选择地去除共晶区域102的晶析物和化合物。通 过应用化学反应，能够与喷丸等机械磨削不同地，利用共晶区域102中的 晶析物、化合物与其他部分的化学反应性的差异，优先去除共晶区域102 的晶析物和化合物。

取代有选择地溶出共晶区域102中的硅粒子等晶析物、化合物从而将 其去除，还可以通过洗提包围晶析物、化合物的共晶区域102，从自螺旋 桨本体100的表面100S到深度L为止的待成为阳极氧化覆膜的区域中去 除晶析物、化合物。这时，可以同时溶出晶析物和化合物。在洗提包围晶 析物的共晶区域102的情况下，从螺旋桨本体100的表面100S到深度L 为止的区域中，去除共晶区域102。

去除共晶区域102中的硅粒子等晶析物和化合物的化学研磨条件例如 如下所述。

条件1

研磨液：含有15％的硝酸和10％的氟酸的水溶液

处理时间：60秒

处理温度：常温

条件2

(1)处理1

研磨液：含有5％的硝酸和60％的磷酸的水溶液

处理时间：120秒

处理温度：95℃

(2)处理2(在处理1后进行)

研磨液：含有15％的硝酸和10％的氟酸的水溶液

处理时间：15秒

处理温度：常温

去除共晶区域102中的硅粒子等晶析物的电解研磨的条件例如如下所 述。

条件3

(1)处理1

处理液：50％硫酸水溶液

电流密度：30A/dm²

处理时间：120秒

处理温度：50℃

(2)处理2(在处理1后进行)

研磨液：含有15％的硝酸和10％的氟酸的水溶液

处理时间：15秒

处理温度：常温

对这样去除了表面附近区域的共晶区域中的晶析物和化合物的螺旋桨 本体的表面进行阳极氧化，由此形成阳极氧化覆膜。图7(a)～(d)是比照于 没有去除共晶区域的晶析物和化合物的情况，表示通过阳极氧化进行的阳 极氧化覆膜的生长过程的示意图。在图7(a)到(d)的各图中，右侧示出了去 除了表面附近的共晶区域的晶析物和化合物的螺旋桨本体的剖面，左侧示 出了没有去除共晶区域的晶析物和化合物的螺旋桨本体的剖面。

如图7(a)的右侧所示，在开始阳极氧化的T＝T₀时，在从螺旋桨本体 100的表面到深度L为止的共晶区域102’中，去除晶析物和化合物。另一 方面，在左侧所示的螺旋桨本体100’中没有去除共晶区域的晶析物和化合 物，在从表面到深度L为止的区域中在共晶区域中存在晶析物和化合物。

在开始阳极氧化后，从螺旋桨本体100的表面开始生长阳极氧化覆膜。 生成的阳极氧化覆膜和螺旋桨本体100的界面成为一直生成新阳极氧化覆 膜的界面。由于在螺旋桨本体100的表面上仅存在初晶铝，所以在整个露 出表面的区域上阳极氧化覆膜以均一的生长速度生长。如图7(b)的右侧所 示，在T＝T₁时，生长出均匀厚度的阳极氧化覆膜103。因为去除了共晶 区域的晶析物和化合物，所以阳极氧化覆膜103中的硅的含量比螺旋桨本 体100少。

另一方面，如图7(b)的左侧所示，在没有去除共晶区域的晶析物和化 合物的螺旋桨本体100’中，在共晶区域的部分阳极氧化覆膜的生长速度慢， 所以，在T＝T₁时生成的阳极氧化覆膜103’的膜厚不均匀。

如图7(c)的右侧所示，在T＝T₂时，在螺旋桨本体100上生成的阳极 氧化覆膜103大致整体都具有均匀的厚度t₂。若为了确保耐磨损特性而需 要阳极氧化覆膜103的厚度为t₂以上，则由于膜厚大致均匀，所以在该时 刻阳极氧化覆膜103的所有部分都具有足够的耐磨损特性。

与此相对，如图7(c)的左侧所示，在螺旋桨100’中，由于共晶区域102 的存在晶析物和化合物的部分的膜生长速度缓慢，所以阳极氧化覆膜103’ 具有不均匀的膜厚。在T＝T₂时，在共晶区域102的不存在晶析物和化合 物的部分，与图7(c)的右侧所示的螺旋桨本体100的阳极氧化覆膜103一 样，厚度达到t₂。但是，在存在共晶区域102的晶析物和化合物的部分105， 阳极氧化覆膜103’的生长缓慢，所以膜厚也薄。也就是说，阳极氧化覆膜 103’在该时刻还不具有所希望的耐磨损特性。

在螺旋桨本体100’中，为了使阳极氧化覆膜103’的最薄部分105的膜 厚达到t₂，还需要进一步进行阳极氧化。如图7(d)的左侧所示，在T＝T₃时，最薄部分的膜厚到达t₂。这时，最厚部分的膜厚成为t₃(＞t₂)。

由此，形成在螺旋桨100’上的阳极氧化覆膜103’理应具有规定的耐磨 损特性。但是，阳极氧化所需的时间比螺旋桨100长(T₃＞T₂)，因此阳极氧 化覆膜103’的表面附近更长时间地浸渍在阳极氧化溶液中，从而氧化膜溶 出，表面硬度降低。结果，如图7(d)所示，阳极氧化覆膜103’的表面附近 部分104的硬度比螺旋桨100在T＝T₂时的阳极氧化覆膜103小，耐磨损 特性比阳极氧化覆膜103差。

这样，若螺旋桨本体的待成为阳极氧化覆膜的部分不具有均匀的组成， 则不仅生成的阳极氧化覆膜的膜厚不均匀，而且会因长时间浸渍在阳极氧 化的溶液中而导致阳极氧化覆膜的表面硬度降低。

但是，根据本发明，由于螺旋桨本体的待成为阳极氧化覆膜的部分具 有均匀的组成，所以生成的阳极氧化覆膜的膜厚均匀，具有优良的耐磨损 特性。

本发明的螺旋桨，例如按照下面的步骤制造。如图8所示，首先，溶 解例如具有Al-4Mg-0.8Fe-0.4Mn的组成的铝合金(步骤S101)，利用压 铸法将熔液注入如图3所示的形状的铸模中(步骤S102)。冷却后，将从铸 模取出的螺旋桨本体从用于浇注熔液的浇口切断。

接下来，通过喷丸等对螺旋桨本体的表面进行机械研磨(步骤S103)。 该机械研磨，在螺旋桨本体的表面上形成有冷硬层、而冷硬层和其他部分 在形成阳极氧化覆膜后具有不同色调和外观的情况下特别有效。由此，能 够去除螺旋桨本体的表面的异物等，使形成的阳极氧化覆膜的外观均匀。 然后，取在内侧轴毂71的内空间中生成的铸造时的起模斜度，进行切削加 工使内侧轴毂71形成规定的形状(步骤S104)。

接着进行用于形成阳极氧化覆膜的铝阳极氧化处理(步骤S105)。如图 9所示，首先，进行螺旋桨本体表面的脱脂和浸蚀(步骤S201、S202)，清 洗螺旋桨表面。根据需要，进行去污(desmut)处理(步骤S203)。

接下来，进行电解研磨或化学研磨等化学性的研磨(步骤S204)。化学 性的研磨条件的一个示例如上所述。

然后进行阳极氧化处理(步骤S205)。例如，使用17％的硫酸浴，将螺 旋桨本体作为阳极，在保持硫酸浴温度为4℃的情况下用4A/dm²的恒定电 流进行30分钟氧化。由此，得到具有40μm的厚度和400HV硬度的阳极 氧化覆膜。接着，根据需要进行染色(步骤S206)。染色可以利用以染料进 行着色、电场着色等，通过在阳极氧化覆膜的细微孔中析出染料或金属氧 化物来进行。然后，为了避免产生脱色、耐腐蚀性不良，进行细微孔的封 孔处理(步骤S207)。

然后，如图8所示，在螺旋桨的轴毂中压入衬套(步骤S106)，经过完 成检查(步骤S107)后，做成螺旋桨。

具有这种结构的螺旋桨60，由于被表面附近的硬度在330HV以上、 最薄部分的膜厚在20μm以上的阳极氧化覆膜覆盖，所以耐磨损性优良。 这样表面硬度大、膜厚厚的阳极氧化覆膜是由均匀组成的基底得到的，从 而阳极氧化覆膜的膜厚的均匀性高。因此，难以产生因局部磨损严重从而 铝合金露出而导致产生腐蚀等不良情况，螺旋桨产品的寿命长。特别是即 便在混有沙子等的水中也能够防止螺旋桨表面的磨损。因此，经济性也优 良。并且，阳极氧化覆膜的厚度均匀，所以从螺旋桨的外观来看难以产生 颜色不均，还能够得到美观性优良的螺旋桨。

因此，根据具备本发明的船外机的船舶，即便在作为沙地的浅滩航行 也能够防止螺旋桨的磨损。所以，在以捕鱼、作业、休闲等为目的在近海、 江河中使用的情况下，具有本发明的船外机的船舶能够显现出优良的耐久 性，从而经济性优良。

实验例

为了确认本申请发明的效果，使用具有Al-4Mg-0.8Fe-0.4Mn- 0.3Si的组成的铝合金，用压铸铸造法进行成型，将得到的螺旋桨本体按照 图8和图9所示的工序进行处理，从而得到实施例11～3的螺旋桨。其中， 在实施例1～3中改变阳极氧化的处理时间。另外，使用具有Al-5Si- 0.4Mg的组成的铝合金，同样地得到实施例4的螺旋桨。

作为比较例，使用具有Al-5Si-0.4Mg的组成的铝合金，用压铸铸造 法成型，将得到的螺旋桨本体，按照图8和图9所示的工序进行处理，得 到比较例2的螺旋桨。另外，除了不进行化学性的研磨处理之外，经过与 实施例相同的工序得到比较例1的螺旋桨。并且，使用具有Al-4Mg- 0.8Fe-0.4Mn-0.3Si的组成的铝合金，除了不进行化学性的研磨处理之外 经过与实施例相同的工序得到比较例3的螺旋桨。对于制造出的试件的特 性进行如下评价。

厚度

对得到的试件的阳极氧化覆膜的最厚部分和最薄部分的厚度进行测 定。厚度通过JIS H8680中规定的显微镜剖面测定法求出。

硬度

测定阳极氧化覆膜的剖面的硬度。硬度以JIS Z 2244为基准进行。加 载载荷为0.025(用25g的力按压压头)，分别在覆膜的最厚部分的表面附近 和坯件(螺旋桨本体)附近进行测定。表面附近是指，距阳极氧化覆膜的表 面10μm的深度的位置，以压头的中心与该位置一致的方式进行测量。坯 件附近，是指从阳极氧化覆膜和螺旋桨本体的界面向阳极氧化覆膜的表面 侧移动10μm的位置，以压头的中心与该位置一致的方式进行测量。

耐磨损特性

在一定时间内进行JIS H8501所规定的落砂磨损试验，从外观进行判 定。○表示作为本底的螺旋桨本体没有露出，×表示露出了螺旋桨本体。

表1

  试件   材料   化学性的   研磨处理   阳极氧化   处理时间   (分钟)        覆膜厚度       覆膜硬度   耐   磨损   特性   测定值   (μm)   最小/最大   的比例(％)   坯件附   近(HV)   表面附   近(HV)   实施例1   Al-4Mg   有   30   23-44   52   432   382   ○   实施例2   Al-4Mg   有   45   38-60   63   430   370   ○   实施例3   Al-4Mg   有   60   55-88   63   420   350   ○   实施例4   Al-5Si   有   60   20-45   44   370   330   ○   比较例1   Al-5Si   无   60   18-53   34   375   330   ×   比较例2   Al-5Si   有   75   28-75   37   378   305   ×   比较例3   Al-4Mg   无   75   38-103   37   405   315   ×

从实施例1～3的结果中可知，，通过在进行阳极氧化前实施化学性的 研磨处理，阳极氧化覆膜的膜厚的不均变小，最薄部分的厚度是最厚部分 的厚度的50％以上。另外，因为膜厚的不均小，所以通过进行30分钟的 阳极氧化处理，在最薄部分也能得到20μm以上的厚度。表面附近的硬度 在330HV以上。从这些特性可看出，实施例1～3的螺旋桨具有足够的耐 磨损特性。虽然在实施例1～3中阳极氧化处理的时间不同，但可知随着阳 极氧化处理时间变长，表面附近的硬度降低。这是因为，生成的阳极氧化 覆膜因长时间浸渍在阳极氧化处理液中而导致表面附近产生劣化的缘故。 但是，由于阳极氧化覆膜的均匀性高，所以不仅能够使表面附近的硬度为 330HV以上，还能够将最薄部分的厚度提高。在实施例3中，表面附近的 硬度为350HV，最薄部分的厚度为55μm。因此，实施例3的螺旋桨具有 表面硬度高、且整体都较厚的阳极氧化覆膜，从而可知具有十分优良的耐 磨损性。

另外，从实施例4的结果可知，即便在铝合金中含有硅的情况下，若 含有率在5％左右，通过在进行阳极氧化前实施化学性的研磨处理，也能 够形成在最薄部分具有20μm以上的厚度、表面附近的硬度在330HV以上 的阳极氧化覆膜。

将实施例3和实施例4的结果相比较可知，在铝合金中的硅含量少时， 能够形成更均匀的阳极氧化覆膜，所以能够缩短使阳极氧化覆膜的最薄部 分的厚度达到规定值以上所需的时间。因此，通过缩短阳极氧化处理时间， 能够抑制表面附近的硬度降低，得到耐磨损特性更优良的船舶用螺旋桨。 另一方面，通过添加硅，不仅可提高熔液的流动性、进一步改善铸造性， 并且能够得到在实用性方面具有足够耐磨损特性的船舶用螺旋桨。可知， 在比较例1～3中最薄部分的厚度仅为最厚部分的厚度的40％以下，阳极 氧化覆膜的厚度不均很大。因此，从比较例1的结果可知，尽管表面附近 的硬度足够(330HV以上)但是最薄部分的膜厚不足。另外，从比较例2和 3的结果可知，当为了使最薄部分的膜厚变为20μm以上而进行长时间的 阳极氧化处理时，表面附近的硬度变得不足。

从这些结果可以看出，通过阳极氧化覆膜在最薄部分具有20μm以上 的厚度、且在表面附近具有330HV以上的硬度，会具有优良的耐磨损性。

图10(a)和(b)是通过SEM观察实施例3的螺旋桨的剖面而得到的照 片。另外，图11(a)和(b)是通过SEM观察比较例1的螺旋桨的剖面而得到 的照片。在这些照片中，最下层是螺旋桨本体的剖面，中间层是阳极氧化 覆膜的剖面。

从这些图中可知，实施例3的螺旋桨具有均匀的阳极氧化覆膜，与此 相对的是，比较例1的螺旋桨的阳极氧化覆膜的膜厚非常不均匀。

工业利用前景

本发明的船舶用螺旋桨和船外机适用于各种船舶，特别适用于以捕鱼、 作业、休闲等各种目的所使用的小型船舶。