JP2010007170A - Acid etching method, acid etching treatment device and method for producing aluminum-based member - Google Patents

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保 傍田
Masahiro Jo
昌博 條
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method which continuously performs acid etching at a high etching rate without exchanging a treatment liquid. <P>SOLUTION: Disclosed is a method for etching the surface of an aluminum-based member obtained by casting and/or forging an aluminum-based material with a surface treatment liquid of pH ≤3 comprising inorganic acid, and includes feeding steps 2, 11 feeding F ions and alkali metal ions into the surface treatment liquid. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、酸エッチング方法、及び当該方法に使用する酸エッチング処理装置、並びに当該酸エッチング方法を使用するアルミニウム系部材の製造方法に関するものである。   The present invention relates to an acid etching method, an acid etching processing apparatus used for the method, and a method for manufacturing an aluminum-based member using the acid etching method.

アルミニウム基材やアルミニウム合金基材(以下、総称して「アルミニウム系基材」と記す)は、素材自体に光輝性があり、軽量であるため、これらの特性を生かして様々な分野で利用が拡大している。例えば、自動車用ホイールは、鉄製のものが主流であったが、自動車の高級化、軽量化が要求されるようになってから、アルミニウム合金基材からなるアルミホイールの需要が高まっている。   Aluminum base materials and aluminum alloy base materials (hereinafter collectively referred to as “aluminum-based base materials”) are brilliant and lightweight in the materials themselves, and therefore can be used in various fields by taking advantage of these characteristics. It is expanding. For example, iron wheels are mainly used for automobiles. However, since automobiles are required to have higher grades and lighter weight, demand for aluminum wheels made of an aluminum alloy base material is increasing.

アルミニウム基材をアルミホイールに鋳造成型した場合、若しくは鍛造成型した場合、その表面には鋳造時や鍛造時に用いられる離型剤や、鋳造時や鍛造時に生成する酸化アルミニウムの被膜、汚れ、油等(以下、これらを総称して「不純物」と記す場合もある)が付着している。これら不純物は、アルミホイールへの塗膜の密着性を低下させる要因となる。このため、アルミホイールを塗装する前に、塗装の前処理を行うことにより上記不純物を除去する必要がある。   When an aluminum base material is cast or cast into an aluminum wheel, or when it is forged, its surface has a release agent used at the time of casting or forging, an aluminum oxide film, dirt, oil, etc. generated at the time of casting or forging (Hereinafter, these may be collectively referred to as “impurities”). These impurities are factors that reduce the adhesion of the coating film to the aluminum wheel. For this reason, before painting an aluminum wheel, it is necessary to remove the impurities by performing a pretreatment for painting.

上記不純物を除去するために、従来、アルミニウム系基材を鋳造成型若しくは鍛造成型したアルミホイールに対してショットブラスト、バレル研磨、ブラシ研磨、及びバフ研磨等の物理処理による処理が行われている。しかしながら、これら物理処理のみでは、形状が複雑なアルミホイールの意匠面を均一に処理することが困難であった。   In order to remove the impurities, conventionally, processing by physical processing such as shot blasting, barrel polishing, brush polishing, and buffing is performed on an aluminum wheel obtained by casting or forging an aluminum base material. However, it has been difficult to uniformly treat the design surface of an aluminum wheel having a complicated shape only with these physical treatments.

このため、アルミホイールの表面をアルカリ性若しくは酸性処理液を用いた化学エッチング処理することがその代替として、若しくは物理的手段による処理と組み合わされて行われている。   For this reason, the chemical etching treatment using an alkaline or acidic treatment solution on the surface of the aluminum wheel is performed as an alternative or in combination with treatment by physical means.

上記アルカリ性処理液を用いた化学エッチング処理では、アルミホイール表面を不均一にエッチングするため、アルミホイールの光輝面を曇らせてしまうことがあり、塗装外観に劣る。   In the chemical etching treatment using the alkaline treatment liquid, the surface of the aluminum wheel is etched unevenly, so that the glittering surface of the aluminum wheel may be fogged, resulting in poor coating appearance.

これに対して、上記酸性処理液を用いた化学エッチング処理では、アルカリ性処理液での化学エッチング法と比べて、均一にエッチングを行うことができ、塗装外観を損なわないという利点を有する。   On the other hand, the chemical etching treatment using the acidic treatment liquid has an advantage that etching can be performed uniformly and the appearance of coating is not impaired as compared with the chemical etching method using an alkaline treatment liquid.

しかしながら、上記酸性処理液を用いた化学エッチング処理では、エッチングされたアルミニウム表面の品質をある一定以上に保つために、液中アルミニウム濃度を一定以下に保つ必要がある。しかし、当該処理液を多数のアルミホイールに対して繰り返し用いると、徐々に液中アルミニウム濃度が上昇してしまう。このため、従来は、液中アルミニウム濃度が一定以上高くなった処理液は廃棄され、新しい処理液を調整していた。   However, in the chemical etching process using the acidic treatment liquid, it is necessary to keep the aluminum concentration in the liquid below a certain level in order to keep the quality of the etched aluminum surface above a certain level. However, when the treatment liquid is repeatedly used for a large number of aluminum wheels, the concentration of aluminum in the liquid gradually increases. For this reason, conventionally, the treatment liquid whose aluminum concentration in the liquid has become higher than a certain level is discarded and a new treatment liquid is prepared.

上記処理液の廃棄を抑制する方法として、エッチング処理液にフッ化水素を添加することにより処理液中の溶解アルミニウムフッ化アルミニウムとして沈殿除去する方法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。   As a method for suppressing the disposal of the treatment liquid, a method is disclosed in which precipitation is removed as dissolved aluminum aluminum fluoride in the treatment liquid by adding hydrogen fluoride to the etching treatment liquid (see, for example, Patent Document 1). .

また、メッキ液中の金属イオンを除去する方法として、カチオン交換樹脂を用いる方法も知られている(例えば、非特許文献1参照)。
特開平7−62565号公報(1995年3月7日公開) 西川忠弥、「クロムめっきにおける不純物の影響とその対策」、表面技術、40、653(1989)
In addition, as a method for removing metal ions in the plating solution, a method using a cation exchange resin is also known (see, for example, Non-Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 7-62565 (published March 7, 1995) Nishikawa Tadaya, "Influence of impurities in chrome plating and countermeasures", Surface Technology, 40, 653 (1989)

しかしながら、上記特許文献1の方法では、エッチング速度が遅いという問題を生じる。   However, the method of Patent Document 1 has a problem that the etching rate is slow.

具体的には、フッ化アルミニウムの溶解度は約5g/リットルと比較的高いため、上記特許文献1に記載の方法では、処理液中のアルミニウム濃度を5g/リットル程度以下でしか管理できない。このため、特許文献1に記載の方法を用いたとしても、依然として処理液中には大量のアルミニウムが残存するため、エッチング速度は遅い。   Specifically, since the solubility of aluminum fluoride is relatively high at about 5 g / liter, the method described in Patent Document 1 can manage the aluminum concentration in the treatment liquid only at about 5 g / liter or less. For this reason, even if the method described in Patent Document 1 is used, a large amount of aluminum still remains in the processing solution, and thus the etching rate is slow.

また、非特許文献1に記載の方法では、処理コストが高く、またアルミニウムイオンを一定濃度に維持することが困難であった。   Further, the method described in Non-Patent Document 1 has a high processing cost and it is difficult to maintain aluminum ions at a constant concentration.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、処理液を交換することなく、高いエッチング速度で酸エッチングを継続して行う方法を実現することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to realize a method of continuously performing acid etching at a high etching rate without exchanging the treatment liquid.

本発明者は上記課題を解決するために、処理液を交換することなく、高いエッチング速度でアルミニウム系部材の酸エッチングを連続して行う方法について、鋭意検討を行った。当該検討の過程において、(i)無機酸として燐酸、硝酸、塩酸等を用いても、アルミニウム表面に1g/m以上のエッチングを行うことができないこと、(ii)上記無機酸に加え、フッ化水素酸、フッ化水素酸のアルカリ金属塩、又はケイフッ化水素酸、ホウフッ化水素酸等の錯フッ化水素酸を表面処理液に含有させれば、アルミニウム表面に1g/m以上のエッチングを行うことができるが、かかる酸エッチングを繰り返し行ううちに表面処理液中のアルミニウムイオンの濃度が100ppm以上となるとエッチング作用が著しく低下し、1g/m以上のエッチングを行うことができなくなること、が判明した。 In order to solve the above problems, the present inventor has intensively studied a method for continuously performing acid etching of an aluminum-based member at a high etching rate without exchanging the treatment liquid. In the course of the study, (i) even if phosphoric acid, nitric acid, hydrochloric acid, or the like is used as the inorganic acid, it is impossible to perform etching of 1 g / m 2 or more on the aluminum surface; (ii) in addition to the inorganic acid, Etching of 1 g / m 2 or more on the aluminum surface if hydrofluoric acid, alkali metal salt of hydrofluoric acid, or complex hydrofluoric acid such as silicohydrofluoric acid or borohydrofluoric acid is included in the surface treatment solution However, if the concentration of aluminum ions in the surface treatment liquid becomes 100 ppm or more while repeatedly performing such acid etching, the etching action is remarkably reduced, and etching of 1 g / m 2 or more cannot be performed. ,There was found.

上記知見から、本発明者は、エッチング速度はpHが低ければ低いほど速くなるために、従来、生産効率の観点から表面処理液に含有することが全く考えられてこなかった、HFのアルカリ金属塩等を表面処理液に供給することにより、表面処理液中に溶解したアルミニウムイオンを沈殿させ、処理液中のアルミニウムイオンの濃度を100ppm未満に維持することができることを見出し、本発明を完成するに至った。   From the above findings, the present inventors have found that the etching rate becomes faster as the pH is lower, and thus, an alkali metal salt of HF that has never been considered in the surface treatment liquid from the viewpoint of production efficiency. In order to complete the present invention, it is found that the aluminum ions dissolved in the surface treatment liquid can be precipitated by supplying the surface treatment liquid to the surface treatment liquid and the concentration of aluminum ions in the treatment liquid can be maintained at less than 100 ppm. It came.

即ち、本発明に係る酸エッチング方法は、上記課題を解決するために、アルミニウム系部材の表面を、無機酸を含むpH3以下の表面処理液で酸エッチングする方法であり、Fイオン及びアルカリ金属イオンを上記表面処理液に供給する供給工程を含むことを特徴としている。   That is, the acid etching method according to the present invention is a method in which the surface of an aluminum-based member is acid-etched with a surface treatment solution containing an inorganic acid and having a pH of 3 or less in order to solve the above problems. Including a supplying step of supplying the liquid to the surface treatment liquid.

上記方法によれば、酸エッチングにより表面処理液中に生じるアルミニウムイオンをクリオライト(NaAlF)、エルパソライト(KNaAlF)等として沈殿させるため、アルミニウムイオンを表面処理液中から除去することができる。従って、連続ライン等多数のアルミニウム系部材に対して、当該処理液で酸エッチングを行う場合でも、途中で表面処理液を交換することなく、高いエッチング速度で酸エッチングを継続して行うことができるという効果を奏する。 According to the above method, aluminum ions generated in the surface treatment solution by acid etching are precipitated as cryolite (Na 3 AlF 6 ), elpasolite (K 2 NaAlF 6 ), etc., so that the aluminum ions are removed from the surface treatment solution. can do. Therefore, even when acid etching is performed on a large number of aluminum-based members such as continuous lines with the treatment liquid, the acid etching can be continuously performed at a high etching rate without replacing the surface treatment liquid on the way. There is an effect.

従って、本発明を連続ラインの一工程として適用すれば、連続して供給されるアルミニウム系部材に対し、連続して酸エッチングを施すことができる。   Therefore, if the present invention is applied as one step of a continuous line, it is possible to continuously perform acid etching on continuously supplied aluminum-based members.

本発明に係る酸エッチング方法では、上記表面処理液は、上記無機酸として、10g/L以上30g/L以下の濃度で燐酸を含有することが好ましい。当該方法によれば、例えば、ショットブラストを行った場合に、アルミニウム系部材表面のショット残渣(Fe)を効率良く除去することができるという更なる効果を奏する。   In the acid etching method according to the present invention, it is preferable that the surface treatment liquid contains phosphoric acid as the inorganic acid at a concentration of 10 g / L or more and 30 g / L or less. According to the method, for example, when shot blasting is performed, a further effect is achieved that shot residue (Fe) on the surface of the aluminum-based member can be efficiently removed.

本発明に係る酸エッチング方法では、上記表面処理液は、0.5g/L以上15g/L以下の濃度で錯フッ化水素酸を更に含有することが好ましい。当該方法によれば、錯フッ化水素酸は、処理剤と接触するアルミニウム系部材の表面において、エッチングにより消耗されるHFを適時補うようにHFを供給するため、表面処理液中のアルミニウム系部材表面付近のHF濃度変化を抑制することができる。このため、より均一に酸エッチングを行うことができるという更なる効果を奏する。   In the acid etching method according to the present invention, the surface treatment liquid preferably further contains complex hydrofluoric acid at a concentration of 0.5 g / L or more and 15 g / L or less. According to the method, the complex hydrofluoric acid supplies HF on the surface of the aluminum-based member in contact with the treatment agent so as to compensate for HF consumed by the etching in a timely manner, so that the aluminum-based member in the surface treatment liquid is used. Changes in the HF concentration near the surface can be suppressed. For this reason, the further effect that acid etching can be performed more uniformly is produced.

本発明に係る酸エッチング方法では、上記錯フッ化水素酸がケイフッ化水素酸であることが好ましい。当該方法によれば、より高いエッチング速度で酸エッチングを行うことができるという更なる効果を奏する。   In the acid etching method according to the present invention, the complex hydrofluoric acid is preferably silicohydrofluoric acid. According to this method, there is a further effect that acid etching can be performed at a higher etching rate.

本発明に係る酸エッチング方法では、上記供給工程を、HFのアルカリ金属塩を上記表面処理液に供給することにより行うことが好ましい。当該方法によれば、腐食性の高いフッ化水素を使用する必要がないため、より安全に酸エッチング処理を行うことができる。   In the acid etching method according to the present invention, the supplying step is preferably performed by supplying an alkali metal salt of HF to the surface treatment liquid. According to this method, since it is not necessary to use highly corrosive hydrogen fluoride, the acid etching process can be performed more safely.

本発明に係る酸エッチング方法では、上記HFのアルカリ金属塩は、HFのナトリウム塩及びHFのカリウム塩であることが好ましい。当該方法によれば、酸エッチングにより表面処理液中に生じるアルミニウムイオンを、溶解度が低いエルパソライト(KNaAlF)として沈殿化させることができるため、表面処理液中のアルミニウムイオンをより低濃度に維持できる。よって、より高いエッチング速度で酸エッチングを行うことができるという更なる効果を奏する。 In the acid etching method according to the present invention, the alkali metal salt of HF is preferably a sodium salt of HF and a potassium salt of HF. According to this method, since aluminum ions generated in the surface treatment liquid by acid etching can be precipitated as elpasolite (K 2 NaAlF 6 ) having low solubility, the concentration of aluminum ions in the surface treatment liquid is lower. Can be maintained. Therefore, there is a further effect that acid etching can be performed at a higher etching rate.

本発明に係る酸エッチング方法では、供給工程により生じる沈殿物を表面処理液から除去する沈殿物除去工程を更に含み、複数のアルミニウム系部材に対し、連続して酸エッチングを行うことが好ましい。尚、上記「連続して酸エッチングを行うこと」とは、複数のアルミニウム系部材に対して、表面処理液を取り替えることなく、繰り返し酸エッチング処理を行うことを意味する。当該方法によれば、沈殿させたアルミニウムイオンが再度表面処理液に溶出することを抑制することができ、酸エッチング処理を高効率で行うことができる。   In the acid etching method according to the present invention, it is preferable that the method further includes a precipitate removing step of removing the precipitate generated in the supplying step from the surface treatment liquid, and the acid etching is continuously performed on the plurality of aluminum-based members. The above-mentioned “performing acid etching continuously” means that acid etching treatment is repeatedly performed on a plurality of aluminum-based members without changing the surface treatment liquid. According to this method, the precipitated aluminum ions can be prevented from being eluted again into the surface treatment liquid, and the acid etching treatment can be performed with high efficiency.

本発明に係る酸エッチング方法では、上記供給工程を、上記表面処理液中のHF濃度が0.25g/L以上となるように行うことが好ましい。当該方法によれば、表面処理液中のアルミニウムイオンの濃度を100ppm未満に制御することができる。このため、継続的に1g/m以上のエッチング処理を行うことができるという更なる効果を奏する。 In the acid etching method according to the present invention, it is preferable that the supplying step is performed so that the HF concentration in the surface treatment liquid is 0.25 g / L or more. According to the method, the concentration of aluminum ions in the surface treatment liquid can be controlled to be less than 100 ppm. For this reason, there exists the further effect that the etching process of 1 g / m < 2 > or more can be performed continuously.

本発明に係る酸エッチング方法では、更に、上記表面処理液中のHF濃度を測定するHF濃度測定工程を含み、上記HF濃度測定工程により測定したHF濃度に基づいてHF濃度が0.25g/L以上となるように上記供給工程を行うことが好ましい。当該方法によれば、上記HF濃度測定工程により測定したHF濃度に基づいてHF濃度が0.25g/L以上となるように上記供給工程を行うため、表面処理液中のアルミニウムイオンの濃度を100ppm未満に確実に制御することができる。このため、継続的に1g/m以上のエッチング処理を安定して行うことができるという更なる効果を奏する。 The acid etching method according to the present invention further includes an HF concentration measurement step for measuring the HF concentration in the surface treatment liquid, and the HF concentration is 0.25 g / L based on the HF concentration measured by the HF concentration measurement step. It is preferable to perform the supply step so as to achieve the above. According to the method, since the supplying step is performed so that the HF concentration becomes 0.25 g / L or more based on the HF concentration measured in the HF concentration measuring step, the concentration of aluminum ions in the surface treatment liquid is set to 100 ppm. Can be reliably controlled to less than. For this reason, the further effect that the etching process of 1 g / m < 2 > or more can be performed stably continuously is produced.

本発明に係る再生剤は、上記課題を解決するために、上記本発明に係る酸エッチング方法で用いられる酸エッチング処理液の再生剤であって、HF及びアルカリ金属含有化合物、又はHFのアルカリ金属塩を含むことを特徴としている。   The regenerator according to the present invention is a regenerant for an acid etching treatment solution used in the acid etching method according to the present invention, in order to solve the above-described problems, and includes HF and an alkali metal-containing compound, or an alkali metal of HF. It is characterized by containing salt.

上記構成によれば、酸エッチングにより表面処理液中に生じるアルミニウムイオンをクリオライト(NaAlF)、エルパソライト(KNaAlF)等として沈殿させることができるため、アルミニウムイオンを表面処理液中から除去することができる。従って、連続ライン等多数のアルミニウム系部材に対して、当該処理液で酸エッチングを行う場合でも、途中で表面処理液を交換することなく、高いエッチング速度で酸エッチングを継続して行うことができるという効果を奏する。 According to the above configuration, aluminum ions generated in the surface treatment liquid by acid etching can be precipitated as cryolite (Na 3 AlF 6 ), elpasolite (K 2 NaAlF 6 ), etc. It can be removed from inside. Therefore, even when acid etching is performed on a large number of aluminum-based members such as continuous lines with the treatment liquid, the acid etching can be continuously performed at a high etching rate without replacing the surface treatment liquid on the way. There is an effect.

本発明に係る再生剤では、HFのアルカリ金属塩を含み、上記HFのアルカリ金属塩として、HFのナトリウム塩及びHFのカリウム塩を用いることが好ましい。当該構成によれば、酸エッチングにより表面処理液中に生じるアルミニウムイオンを、溶解度が低いエルパソライト(KNaAlF)として沈殿化させることができるため、表面処理液中のアルミニウムイオンをより低濃度に維持できる。よって、より高いエッチング速度で酸エッチングを行うことができるという更なる効果を奏する。 In the regenerant according to the present invention, an alkali metal salt of HF is preferably used, and as the alkali metal salt of HF, a sodium salt of HF and a potassium salt of HF are preferably used. According to this configuration, it is possible to aluminum ions generated in the surface treating solution by acid etching, solubility precipitated as low elpasolites (K 2 NaAlF 6), a lower concentration of aluminum ions in the surface treating solution Can be maintained. Therefore, there is a further effect that acid etching can be performed at a higher etching rate.

本発明に係るアルミニウム系部材の製造方法は、上記課題を解決するために、上記本発明に係る酸エッチング方法を行う酸エッチング工程と、酸エッチング工程後のアルミニウム系部材に化成処理を行う化成処理工程と、化成処理工程後のアルミニウム系部材に塗装を行う塗装工程と、を含むことを特徴としている。   In order to solve the above-described problems, the method for producing an aluminum-based member according to the present invention includes an acid etching step for performing the acid etching method according to the present invention, and a chemical conversion treatment for performing a chemical conversion treatment on the aluminum-based member after the acid etching step. And a coating step of coating the aluminum-based member after the chemical conversion treatment step.

上記方法によれば、上記本発明に係る酸エッチング方法を行う工程を含むため、表面処理液を交換することなく、高いエッチング速度で酸エッチングを行うことができる。よって、より低コストでアルミニウム系部材を製造することができるという効果を奏する。   According to the above method, since the method includes the step of performing the acid etching method according to the present invention, the acid etching can be performed at a high etching rate without replacing the surface treatment liquid. Therefore, there is an effect that the aluminum-based member can be manufactured at a lower cost.

本発明に係る酸エッチング処理装置は、上記課題を解決するために、上記本発明に係る酸エッチング方法を行うための酸エッチング処理装置であり、表面処理液を蓄える処理槽と、上記表面処理液から被測定液を採取するサンプリング手段と、上記被測定液のHF濃度を測定するHF濃度測定手段と、HF濃度測定手段により測定されるHF濃度に基づいて上記処理槽中の表面処理液に供給するFイオン及びアルカリ金属イオンの供給量を算出する算出手段と、算出手段が算出した上記供給量に基づいて、Fイオン及びアルカリ金属イオンを上記処理槽中の表面処理液に供給する供給手段と、を備えることを特徴としている。   In order to solve the above problems, an acid etching apparatus according to the present invention is an acid etching apparatus for performing the acid etching method according to the present invention, a treatment tank for storing a surface treatment liquid, and the surface treatment liquid. Sampling means for collecting the liquid to be measured from, HF concentration measuring means for measuring the HF concentration of the liquid to be measured, and supplying the surface treatment liquid in the treatment tank based on the HF concentration measured by the HF concentration measuring means Calculating means for calculating supply amounts of F ions and alkali metal ions, and supply means for supplying F ions and alkali metal ions to the surface treatment liquid in the treatment tank based on the supply amounts calculated by the calculation means; It is characterized by providing.

上記構成によれば、上述した本発明に係る酸エッチング方法を行うことができるため、表面処理液を交換することなく、高いエッチング速度で酸エッチングを継続して行うことができるという効果を奏する。   According to the said structure, since the acid etching method which concerns on this invention mentioned above can be performed, there exists an effect that acid etching can be performed continuously with a high etching rate, without replacing | exchanging surface treatment liquid.

本発明に係る酸エッチング処理装置では、上記HF濃度測定手段は、金属シリコン電極メータであることが好ましい。当該構成によれば、HF濃度を直接若しくは間接的に測定するため、エッチング処理液のpH等に影響されること無く、酸エッチング作用を正確に評価することができるという更なる効果を奏する。   In the acid etching apparatus according to the present invention, the HF concentration measuring means is preferably a metal silicon electrode meter. According to the said structure, since the HF density | concentration is measured directly or indirectly, there exists the further effect that an acid etching effect | action can be evaluated accurately, without being influenced by pH etc. of an etching process liquid.

具体的には、一般的なHF濃度の測定方法は、Fイオンを測定する方法であり、pH調整してHFをFイオンとして測定する。しかし、HFは水溶液中で部分的に解離してFイオンを生じるが、水溶液のpH等でその解離状態が変化する。これに対して、金属シリコン電極法は、金属シリコンを溶解するHFの作用を利用して、被検液中のHF濃度を測定する方法であるため、酸エッチング作用を正確に評価することができる。   Specifically, a general method for measuring the HF concentration is a method of measuring F ions, and pH is adjusted to measure HF as F ions. However, HF is partially dissociated in an aqueous solution to produce F ions, but the dissociation state changes depending on the pH of the aqueous solution. On the other hand, since the metal silicon electrode method is a method for measuring the HF concentration in the test liquid using the action of HF that dissolves metal silicon, the acid etching action can be accurately evaluated. .

本発明に係る酸エッチング方法は、以上のように、Fイオン及びアルカリ金属イオンを上記表面処理液に供給する供給工程を含むことを特徴としている。   As described above, the acid etching method according to the present invention includes a supplying step of supplying F ions and alkali metal ions to the surface treatment liquid.

このため、表面処理液を交換することなく、高いエッチング速度で酸エッチングを継続して行うことができ、アルミニウム系部材表面の性状不良の酸化膜や離型剤を継続的に除去することができる。   For this reason, it is possible to continuously perform acid etching at a high etching rate without replacing the surface treatment liquid, and it is possible to continuously remove an oxide film and a release agent having poor properties on the surface of the aluminum-based member. .

また、本発明に係るアルミニウム系部材の製造方法は、上記本発明に係る酸エッチング方法を行う酸エッチング工程と、酸エッチング工程後のアルミニウム系部材に化成処理を行う化成処理工程と、化成処理工程後のアルミニウム系部材に塗装を行う塗装工程と、を含むことを特徴としている。   The method for producing an aluminum-based member according to the present invention includes an acid etching step for performing the acid etching method according to the present invention, a chemical conversion treatment step for performing a chemical conversion treatment on the aluminum-based member after the acid etching step, and a chemical conversion treatment step. And a painting step of painting a later aluminum-based member.

このため、より低コストでアルミニウム系部材を製造することができる。   For this reason, an aluminum-type member can be manufactured at lower cost.

本発明の実施の一形態について説明すれば、以下の通りである。   An embodiment of the present invention will be described as follows.

尚、本明細書では、「重量」は「質量」と同義語として扱い、「重量%」は「質量%」と同義語として扱う。また、「ppm」は特に断らない限り質量換算で求められる値を意味し、例えば、10,000ppmは1質量%を意味する。更には、本明細書では、範囲を示す「A〜B」は、A以上B以下であることを示す。   In this specification, “weight” is treated as a synonym for “mass”, and “weight%” is treated as a synonym for “mass%”. Further, “ppm” means a value calculated in terms of mass unless otherwise specified, for example, 10,000 ppm means 1% by mass. Furthermore, in this specification, “A to B” indicating a range indicates that the range is A or more and B or less.

また、本明細書で挙げられている各種物性は、特に断りの無い限り後述する実施例に記載の方法により測定した値を意味する。   Further, various physical properties listed in the present specification mean values measured by the methods described in the examples described later unless otherwise specified.

本明細書における「アルミニウム系基材」とは、少なくともアルミニウム基材若しくはアルミニウム合金基材を含む、アルミニウムを主として含む基材全般を意図している。   The “aluminum-based substrate” in the present specification intends all substrates mainly including aluminum, including at least an aluminum substrate or an aluminum alloy substrate.

(I)酸エッチング方法
本実施の形態に係る酸エッチング方法は、アルミニウム系部材の表面を、無機酸を含むpH3以下の表面処理液で酸エッチングする方法であり、(a)エッチング工程、(b)HF濃度測定工程、(c)HF及びアルカリ金属供給工程、(d)沈殿物除去工程を含む。以下、詳細に説明する。
(I) Acid Etching Method The acid etching method according to the present embodiment is a method in which the surface of an aluminum-based member is acid-etched with a surface treatment solution containing an inorganic acid and having a pH of 3 or less. (A) Etching step, (b ) HF concentration measurement step, (c) HF and alkali metal supply step, and (d) precipitate removal step. Details will be described below.

(a)エッチング工程
上記エッチング工程では、上記アルミニウム系部材の表面を、無機酸を含むpH3以下の表面処理液で酸エッチングする。
(A) Etching process In the said etching process, the surface of the said aluminum-type member is acid-etched with the surface treatment liquid of pH 3 or less containing an inorganic acid.

本実施の形態に係る酸エッチング方法を適用することができるアルミニウム系部材としては、特には限定されないが、例えば、アルミホイール、船外機ボディ等が挙げられる。   Although it does not specifically limit as an aluminum-type member which can apply the acid etching method which concerns on this Embodiment, For example, an aluminum wheel, an outboard motor body, etc. are mentioned.

上記無機酸としては、燐酸、硫酸、塩酸、硝酸、フッ化水素酸、錯フッ化水素酸等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし2種以上併用してもよい。表面処理液における上記無機酸の濃度は、特には限定されないが、例えば、10g/L以上30g/L以下の範囲内とすることができ、より好ましくは10g/L以上15g/L以下の範囲内とすることができる。表面処理液における上記無機酸の濃度が上記範囲内であれば安定した酸エッチング作用を得ることができる。   Examples of the inorganic acid include phosphoric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, hydrofluoric acid, and complex hydrofluoric acid. These may be used alone or in combination of two or more. The concentration of the inorganic acid in the surface treatment liquid is not particularly limited, but can be, for example, in the range of 10 g / L to 30 g / L, and more preferably in the range of 10 g / L to 15 g / L. It can be. If the concentration of the inorganic acid in the surface treatment liquid is within the above range, a stable acid etching action can be obtained.

本実施の形態に係る酸エッチング方法を適用するアルミニウム系部材が、ショットブラストを行ったものである場合には、アルミニウム系部材の表面にショット残渣(Fe)が残存している。表面処理液中にFeイオンが溶解して蓄積していくと(例えば、500ppm以上)、表面処理液の上記ショット残渣(Fe)を溶解する能力が低下する。これにより、Alよりも貴な金属であるショット残渣をアルミニウム系部材の表面に残すことになり、塗装後の耐食性を低下させる。   When the aluminum-based member to which the acid etching method according to the present embodiment is applied is shot blasted, shot residue (Fe) remains on the surface of the aluminum-based member. When Fe ions dissolve and accumulate in the surface treatment liquid (for example, 500 ppm or more), the ability of the surface treatment liquid to dissolve the shot residue (Fe) decreases. As a result, a shot residue, which is a metal nobler than Al, is left on the surface of the aluminum-based member, and the corrosion resistance after painting is reduced.

このため、アルミニウム系部材が、ショットブラストを行ったものである場合には、上記無機酸として、10g/L以上15g/L以下の濃度で燐酸を含有することが好ましい。燐酸は、処理液中に溶解した鉄イオンと結合して不溶性の燐酸鉄を形成するからである。   For this reason, when the aluminum-based member is subjected to shot blasting, it is preferable that phosphoric acid is contained as the inorganic acid at a concentration of 10 g / L to 15 g / L. This is because phosphoric acid combines with iron ions dissolved in the treatment solution to form insoluble iron phosphate.

表面処理液のpHは3以下であればよいが、2.5以下であることがより好ましく、2.0以下であることが更に好ましい。pHが上記範囲内であれば、高いエッチング速度で酸エッチングを行うことができる。   The pH of the surface treatment solution may be 3 or less, more preferably 2.5 or less, and still more preferably 2.0 or less. If pH is in the said range, acid etching can be performed at a high etching rate.

上記表面処理液は、0.5g/L以上15g/L以下の濃度で錯フッ化水素酸を更に含有することが好ましい。錯フッ化水素酸の濃度が上記範囲内であれば、高いエッチング速度でより安定した酸エッチングを行うことができる。   The surface treatment liquid preferably further contains complex hydrofluoric acid at a concentration of 0.5 g / L or more and 15 g / L or less. If the concentration of complex hydrofluoric acid is within the above range, more stable acid etching can be performed at a high etching rate.

上記錯フッ化水素酸としては、例えば、ケイフッ化水素酸、ホウフッ化水素酸、チタンフッ化水素酸が挙げられ、ケイフッ化水素酸であることがより好ましい。   Examples of the complex hydrofluoric acid include silicohydrofluoric acid, borohydrofluoric acid, and titanium hydrofluoric acid, and silicohydrofluoric acid is more preferable.

上記エッチング工程における処理温度は、特に限定されるものではなく、従来の酸エッチングで通常用いられる温度範囲であればよい。具体的には、一般的に、20℃〜70℃の範囲内で行うことが好ましく、35℃〜60℃の範囲内で行うことがより好ましい。また、作業性を向上させる等の目的で、加温した状態でエッチングを行ってもよい。   The treatment temperature in the etching step is not particularly limited, and may be in a temperature range usually used in conventional acid etching. Specifically, in general, it is preferably performed within a range of 20 ° C to 70 ° C, more preferably within a range of 35 ° C to 60 ° C. Etching may be performed in a heated state for the purpose of improving workability.

更には、エッチング処理液に、アルミニウム系部材を浸漬してエッチングする際に、超音波処理を行ってもかまわない。これにより、エッチング反応を促進することができる。尚、この超音波処理によるエッチング反応の促進は、超音波による微小振動、攪拌、脱泡、キャビテーション等の効果によるものである。   Furthermore, ultrasonic treatment may be performed when the aluminum-based member is immersed and etched in the etching treatment solution. Thereby, an etching reaction can be promoted. The acceleration of the etching reaction by this ultrasonic treatment is due to the effects of micro vibration, stirring, defoaming, cavitation and the like by ultrasonic waves.

(b)HF濃度測定工程
上記HF濃度測定工程では、上記表面処理液のHF濃度を測定する。上記HF濃度測定工程により測定したHF濃度に基づいて、表面処理液中のHF濃度が所定の範囲内となるように、後述する供給工程を行う。表面処理液中のHF濃度の測定は、例えば、金属シリコン電極メータにより行うことができる。
(B) HF concentration measurement step In the HF concentration measurement step, the HF concentration of the surface treatment liquid is measured. Based on the HF concentration measured in the HF concentration measurement step, a supply step described later is performed so that the HF concentration in the surface treatment liquid is within a predetermined range. The HF concentration in the surface treatment liquid can be measured, for example, with a metal silicon electrode meter.

(c)供給工程
上記供給工程では、上記HF濃度測定工程により測定したHF濃度に基づいて、表面処理液中のHF濃度が所定の範囲となるように、Fイオンとアルカリ金属イオンとを上記表面処理液に供給する。尚、当然のことながら、Fイオンとアルカリ金属イオンとを最初から表面処理液に含有させてもよい。
(C) Supplying step In the supplying step, F ions and alkali metal ions are added to the surface so that the HF concentration in the surface treatment liquid falls within a predetermined range based on the HF concentration measured in the HF concentration measuring step. Supply to processing solution. As a matter of course, the surface treatment liquid may contain F ions and alkali metal ions from the beginning.

Fイオンとアルカリ金属イオンとを上記表面処理液に供給する具体的な方法としては、例えば、HFのアルカリ金属塩、又はHF及びアルカリ金属含有化合物(以下、「HFのアルカリ金属塩、又はHF及びアルカリ金属含有化合物」を「HFのアルカリ金属塩等」と略する場合がある)を、酸エッチング処理液の再生剤として上記表面処理液に添加する方法が挙げられる。   As a specific method for supplying F ions and alkali metal ions to the surface treatment liquid, for example, an alkali metal salt of HF or an HF and alkali metal-containing compound (hereinafter referred to as “an alkali metal salt of HF, or HF and There is a method in which “an alkali metal-containing compound” is sometimes abbreviated as “alkali metal salt of HF or the like” as a regenerating agent of the acid etching treatment liquid.

上記HFのアルカリ金属塩としては、例えば、NaF、NaHF等のHFのナトリウム塩、KF、KHF等のHFのカリウム塩等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし2種以上併用してもよい。これらの中でも、溶解度の低いエルパソライトを形成させる観点から、HFのナトリウム塩とHFのカリウム塩とを併用することがより好ましい。 Examples of the alkali metal salt of HF include sodium salts of HF such as NaF and NaHF 2 and potassium salts of HF such as KF and KHF 2 . These may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is more preferable to use HF sodium salt and HF potassium salt in combination from the viewpoint of forming elpasolite having low solubility.

HFのナトリウム塩とHFのカリウム塩とを併用する場合における、HFのナトリウム塩とHFのカリウム塩との比率はモル比で1:1.5〜1:2.5の範囲内であることが好ましい。   When the HF sodium salt and the HF potassium salt are used in combination, the ratio of the HF sodium salt to the HF potassium salt is within a range of 1: 1.5 to 1: 2.5 in molar ratio. preferable.

上記アルカリ金属含有化合物としては、例えば、NaOH、KOH等のアルカリ金属の水酸化物、NaCl、KCl等のアルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ金属の燐酸塩、アルカリ金属の硝酸塩、アルカリ金属の硫酸塩、アルカリ金属の塩酸塩等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし2種以上併用してもよい。これらの中でも、溶解度の低いエルパソライトを形成させる観点から、ナトリウム塩とカリウム塩とを併用することが好ましい。   Examples of the alkali metal-containing compound include alkali metal hydroxides such as NaOH and KOH, alkali metal halides such as NaCl and KCl, alkali metal phosphates, alkali metal nitrates, alkali metal sulfates, Examples include alkali metal hydrochlorides. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is preferable to use sodium salt and potassium salt in combination from the viewpoint of forming elpasolite having low solubility.

ナトリウム塩とカリウム塩とを併用する場合における、ナトリウム塩とカリウム塩との比率も同様に、モル比で1:1.5〜1:2.5の範囲内であることが好ましい。   Similarly, when sodium salt and potassium salt are used in combination, the ratio of sodium salt and potassium salt is preferably within a range of 1: 1.5 to 1: 2.5 in terms of molar ratio.

また、HFとアルカリ金属含有化合物とを上記表面処理液に添加する場合、HFとアルカリ金属含有化合物とのモル比は1:1〜2:1の範囲内であることが好ましい。   Moreover, when adding HF and an alkali metal containing compound to the said surface treatment liquid, it is preferable that the molar ratio of HF and an alkali metal containing compound exists in the range of 1: 1-2: 1.

上記供給工程では、表面処理液中のHF濃度が0.25g/L以上となるように、HFのアルカリ金属塩等を上記表面処理液に供給することが好ましく、0.3g/L以上となるように供給することがより好ましい。   In the supply step, it is preferable to supply an alkali metal salt of HF or the like to the surface treatment liquid so that the HF concentration in the surface treatment liquid is 0.25 g / L or more, and 0.3 g / L or more. It is more preferable to supply as follows.

表面処理液中のHF濃度が0.25g/L以上であれば、表面処理液中のアルミニウムイオンの濃度を約100ppm以下に制御することができ、エッチング速度の低下を抑制することができる。   If the HF concentration in the surface treatment liquid is 0.25 g / L or more, the concentration of aluminum ions in the surface treatment liquid can be controlled to about 100 ppm or less, and a decrease in etching rate can be suppressed.

また、表面処理液中のHF濃度が5.0g/L以下となるように、HFのアルカリ金属塩等を上記表面処理液に供給することが好ましく、1.0g/L以下となるように供給することがより好ましく、0.5g/L以下となるように供給することが更に好ましい。   Further, it is preferable to supply an alkali metal salt of HF or the like to the surface treatment liquid so that the HF concentration in the surface treatment liquid is 5.0 g / L or less, and supply such that the HF concentration is 1.0 g / L or less. More preferably, it is more preferable to supply so that it may become 0.5 g / L or less.

表面処理液中のHF濃度が5.0g/L以下であれば、アルミニウムイオンを沈殿させるのに必要な量以上のHFが処理液中に存在しないため、エッチング速度が所定の速度以上になることを抑制することができる。また、アルミニウムイオンの除去のための再生剤の使用量が多くなったり、アルミニウム含有スラッジの発生量が多くなることを抑制できる。   If the HF concentration in the surface treatment liquid is 5.0 g / L or less, since the amount of HF necessary for precipitating aluminum ions does not exist in the treatment liquid, the etching rate should be a predetermined rate or more. Can be suppressed. Moreover, it can suppress that the usage-amount of the regeneration agent for removal of aluminum ion increases, or the generation amount of aluminum containing sludge increases.

尚、本明細書におけるHF濃度とは、シリコン電極メータ(商品名:サーフプロガード101N、日本ペイント社製)を用い、酸エッチング液を希釈せずに、測定した値を意味する。   The HF concentration in the present specification means a value measured using a silicon electrode meter (trade name: Surf Proguard 101N, manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.) without diluting the acid etching solution.

また、上記再生剤とは別に、処理液の酸度の低下割合に応じて、無機酸を含む補給剤を処理液に加えることもできる。上記補給剤は、処理する部材の処理に応じて、非連続的若しくは連続的に上記処理液に補給することができ、処理液の酸度分析結果に基づき補給量を調整することができる。   In addition to the regenerant, a replenisher containing an inorganic acid can be added to the treatment liquid according to the reduction rate of the acidity of the treatment liquid. The replenisher can be replenished to the treatment liquid discontinuously or continuously according to the treatment of the member to be treated, and the replenishment amount can be adjusted based on the acidity analysis result of the treatment liquid.

(d)沈殿物除去工程
上記沈殿物除去工程では、供給工程により生じる沈殿物を表面処理液から除去する。尚、本実施の形態では、沈殿物除去工程を含む場合について説明しているが、これに限るものではない。沈殿物除去工程を含んでいなくてもよい。但し、本実施形態のように、沈殿物除去工程を含む場合は、沈殿させたアルミニウムイオンが再度表面処理液に溶出することを抑制することができ、特に効果が大きい。
(D) Precipitate removal step In the precipitate removal step, the precipitate generated in the supply step is removed from the surface treatment liquid. In addition, although this Embodiment has demonstrated the case where a deposit removal process is included, it does not restrict to this. The precipitate removing step may not be included. However, when the precipitate removing step is included as in the present embodiment, it is possible to suppress the precipitated aluminum ions from being eluted again into the surface treatment liquid, which is particularly effective.

尚、上述の説明では、本実施の形態に係る酸エッチング方法がHF濃度測定工程を含む場合について説明したが、これに限るものではない。HF濃度測定工程を含んでいなくてもよい。少なくとも酸エッチング工程と供給工程とを含んでいれば、本実施形態とほぼ同様の効果が得られる。つまり、この場合には、HF濃度による管理を行わないで、例えば、所定時間毎に上記供給工程を行ったり、エッチング速度を観察しながら、適宜上記供給工程を行ったりすればよい。   In the above description, the case where the acid etching method according to the present embodiment includes the HF concentration measurement step has been described. However, the present invention is not limited to this. The HF concentration measurement step may not be included. If at least the acid etching step and the supply step are included, substantially the same effect as in the present embodiment can be obtained. That is, in this case, the above supply process may be performed as appropriate while performing the above supply process every predetermined time or observing the etching rate without performing management based on the HF concentration.

但し、本実施形態のように、HF濃度測定工程を含む場合は、一定のエッチング速度で安定して酸エッチングを行うことが可能である。このため、連続して、均一に酸エッチング工程を行うことができるため特に効果が大きい。   However, when the HF concentration measurement step is included as in this embodiment, acid etching can be stably performed at a constant etching rate. For this reason, since an acid etching process can be performed continuously and uniformly, the effect is particularly great.

(II)酸エッチング処理液の再生剤
本実施の形態に係る再生剤は、上述した本実施の形態に係る酸エッチング方法で用いられる酸エッチング処理液の再生剤であって、HF及びアルカリ金属含有化合物、又はHFのアルカリ金属塩を含む。
(II) Regenerating agent for acid etching treatment solution The regenerating agent according to the present embodiment is a regenerating agent for the acid etching treatment solution used in the acid etching method according to the above-described embodiment, and contains HF and an alkali metal. A compound, or an alkali metal salt of HF.

上記アルカリ金属含有化合物、HFのアルカリ金属塩としては、「(I)酸エッチング方法」で例示した化合物が挙げられる。尚、本実施の形態に係る再生剤は、HF及びアルカリ金属含有化合物、HFのアルカリ金属塩の両方を含有していてもかまわない。   Examples of the alkali metal-containing compound and the alkali metal salt of HF include the compounds exemplified in “(I) Acid etching method”. Note that the regenerant according to the present embodiment may contain both HF, an alkali metal-containing compound, and an alkali metal salt of HF.

本実施の形態に係る再生剤における、HF及びアルカリ金属含有化合物、又はHFのアルカリ金属塩の含有量は、特に限定はされないが、1〜20質量%の範囲内であることが好ましく、5〜20質量%の範囲内であることがより好ましい。   The content of the HF and alkali metal-containing compound or the alkali metal salt of HF in the regenerant according to the present embodiment is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 to 20% by mass, More preferably, it is within the range of 20% by mass.

(III)酸エッチング処理装置
図1は、本実施の形態に係る酸エッチング処理装置の概略構成を示す模式図である。
(III) Acid Etching Apparatus FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an acid etching apparatus according to the present embodiment.

本実施の形態に係る酸エッチング処理装置は、上述した酸エッチング方法を行うための酸エッチング処理装置であり、図1に示すように、表面処理液を蓄える処理槽1と、表面処理液から被測定液を採取するサンプリング手段(ポンプ6及び流量制御部7)と、上記被測定液のHF濃度を測定するHF濃度測定部(HF濃度測定手段)4と、HF濃度測定部4により測定されるHF濃度に基づいて上記処理槽1中の表面処理液に供給するHFのアルカリ金属塩等の量を算出するコントロールユニット(算出手段)5と、コントロールユニット5が算出した上記量に基づいて、HFのアルカリ金属塩等を上記処理槽1中の表面処理液に供給する供給手段(補給槽2、ポンプ10及び流量制御部11)と、を備える。   The acid etching processing apparatus according to the present embodiment is an acid etching processing apparatus for performing the above-described acid etching method. As shown in FIG. 1, the processing tank 1 for storing the surface treatment liquid and the surface treatment liquid are coated with the acid etching treatment apparatus. It is measured by sampling means (pump 6 and flow rate control section 7) for collecting the measurement liquid, HF concentration measurement section (HF concentration measurement means) 4 for measuring the HF concentration of the liquid to be measured, and HF concentration measurement section 4. Based on the HF concentration, a control unit (calculation means) 5 for calculating the amount of alkali metal salt or the like of HF supplied to the surface treatment liquid in the treatment tank 1, and based on the amount calculated by the control unit 5, HF Supply means (supplementing tank 2, pump 10 and flow rate control unit 11) for supplying the alkali metal salt or the like to the surface treatment liquid in the processing tank 1.

尚、本実施の形態に係る酸エッチング処理装置では、処理槽1にアルミニウム系部材を浸漬させることにより、従来公知の方法により酸エッチング処理を行うことができる。本明細書では、アルミニウム系部材を浸漬させるための部材等の従来公知と同様の部材については説明を省略する。   In the acid etching processing apparatus according to the present embodiment, the acid etching process can be performed by a conventionally known method by immersing the aluminum-based member in the processing tank 1. In the present specification, the description of members similar to those conventionally known, such as a member for immersing an aluminum-based member, is omitted.

図1に示すように、表面処理液が蓄えられる処理槽1には、被測定液として表面処理液をHF濃度測定部4に供給するための配管が設けられており、この配管にはポンプ6及び流量制御部7が設けられ、サンプリング手段を構成している。流量制御部7は、流量調整弁と流量計とから構成されている。尚、以下説明する流量制御部は、全て流量調整弁及び流量計から構成されている。   As shown in FIG. 1, the treatment tank 1 in which the surface treatment liquid is stored is provided with a pipe for supplying the surface treatment liquid to the HF concentration measuring unit 4 as a liquid to be measured. In addition, a flow rate control unit 7 is provided and constitutes sampling means. The flow rate control unit 7 includes a flow rate adjustment valve and a flow meter. The flow rate control unit described below is composed of a flow rate adjustment valve and a flow meter.

補給槽2には、処理槽1へHFのアルカリ金属塩等を含む溶液(以下、「HFアルカリ金属塩等溶液」と記す)を供給するための配管が設けられており、この配管にはポンプ10及び流量制御部11が設けられている。これによって、供給手段が構成されている。   The replenishing tank 2 is provided with a pipe for supplying a solution containing an alkali metal salt of HF or the like (hereinafter referred to as a “HF alkali metal salt etc. solution”) to the treatment tank 1. 10 and a flow rate control unit 11 are provided. Thereby, the supply means is configured.

サンプリング手段からは、HF濃度測定手段としてのHF濃度測定部4に上記被測定液を供給するための配管が設けられており、この配管には流量制御部12が設けられている。またHF濃度測定部4からは測定後の被測定液を再び処理槽1に戻すための配管が設けられている。またサンプリング手段と処理槽1との間には、HF濃度測定部4を通過しないバイパス配管が設けられており、このバイパス配管には流量調整弁13が設けられている。   A pipe for supplying the liquid to be measured is provided from the sampling means to the HF concentration measuring section 4 as the HF concentration measuring means, and a flow rate control section 12 is provided in this pipe. The HF concentration measurement unit 4 is provided with a pipe for returning the measured liquid after measurement to the treatment tank 1 again. Further, a bypass pipe that does not pass through the HF concentration measuring unit 4 is provided between the sampling means and the processing tank 1, and a flow rate adjusting valve 13 is provided in the bypass pipe.

HF濃度測定部4で測定されたHF濃度の測定データ信号は、コントロールユニット5に送られ、この測定データに基づき、処理槽1に供給すべきHFアルカリ金属塩等溶液の補給量が定められ、この補給量を制御する信号がポンプ10及び流量制御部11に送られる。   The measurement data signal of the HF concentration measured by the HF concentration measurement unit 4 is sent to the control unit 5, and based on this measurement data, the replenishment amount of the HF alkali metal salt solution to be supplied to the treatment tank 1 is determined, A signal for controlling the replenishment amount is sent to the pump 10 and the flow rate control unit 11.

HF濃度測定部4内には、金属シリコン電極メータが設けられ、金属シリコン電極メータにより被測定液中のHF濃度が測定される。このようなHF濃度測定部4の構造としては、例えば、図2に示すような構造を採用することができる。   A metal silicon electrode meter is provided in the HF concentration measuring unit 4, and the HF concentration in the liquid to be measured is measured by the metal silicon electrode meter. As such a structure of the HF concentration measuring unit 4, for example, a structure as shown in FIG. 2 can be adopted.

図2は、本実施の形態に係る酸エッチング処理装置におけるHF濃度測定部の一例の概略構成を示す断面図である。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an example of an HF concentration measurement unit in the acid etching apparatus according to the present embodiment.

図2に示すように、HF濃度測定部4においては、樹脂製パイプ23内に、HF濃度を検出する陽極の金属シリコン電極20と陰極の白金電極21とが、樹脂製パイプ23内を流れる被測定液と接触するように設けられている。更に、樹脂製パイプ23には金属シリコン電極20及び白金電極27に対し垂直方向に陰極の電解洗浄時の対極となるもう一本の白金電極22が設けられている。このような構造により、樹脂製パイプ23内を流れる被測定液中のHF濃度を測定することができる。   As shown in FIG. 2, in the HF concentration measuring unit 4, an anode metal silicon electrode 20 for detecting the HF concentration and a cathode platinum electrode 21 are flown through the resin pipe 23 in the resin pipe 23. It is provided in contact with the measurement liquid. Further, the resin pipe 23 is provided with another platinum electrode 22 which is a counter electrode at the time of electrolytic cleaning of the cathode in a direction perpendicular to the metal silicon electrode 20 and the platinum electrode 27. With such a structure, the HF concentration in the liquid to be measured flowing through the resin pipe 23 can be measured.

以下、図1に示す酸エッチング処理装置による動作について説明する。   Hereinafter, the operation of the acid etching apparatus shown in FIG. 1 will be described.

図1に示す装置では、処理槽1中の表面処理液から、HF濃度測定部4に一定量の被測定液が送液され、HF濃度が測定される。この送液は、ポンプ6及び流量制御部7によりなされ、所定の流量で被測定液はHF濃度測定部4へ送液される。   In the apparatus shown in FIG. 1, a certain amount of liquid to be measured is fed from the surface treatment liquid in the treatment tank 1 to the HF concentration measurement unit 4 to measure the HF concentration. This liquid feeding is performed by the pump 6 and the flow rate control unit 7, and the liquid to be measured is fed to the HF concentration measuring unit 4 at a predetermined flow rate.

HF濃度測定後、被測定液は処理槽1に戻される。処理槽1中の表面処理液からサンプリングした被測定液をこのように還流させる流速としては、例えば5リットル/分とすることができる。   After the HF concentration measurement, the liquid to be measured is returned to the processing tank 1. The flow rate at which the liquid to be measured sampled from the surface treatment liquid in the treatment tank 1 is refluxed in this way can be, for example, 5 liters / minute.

サンプリングした被測定液はHF濃度測定部4に送られるが、ここにはバイパスが設けられているため、流量制御部12及び流量調整弁13により、HF濃度測定部4中を通過する被測定液の量を調整することができる。例えば、2〜5リットル/分の範囲内でHF濃度測定部4内を通過する被測定液の量を任意に設定することができる。   The sampled solution to be measured is sent to the HF concentration measurement unit 4, and since a bypass is provided here, the solution to be measured that passes through the HF concentration measurement unit 4 by the flow rate control unit 12 and the flow rate adjustment valve 13. The amount of can be adjusted. For example, the amount of the liquid to be measured that passes through the HF concentration measurement unit 4 within a range of 2 to 5 liters / minute can be arbitrarily set.

サンプリングした被測定液はHF濃度測定部4において、HF濃度が測定される。このHF濃度の測定データは、コントロールユニット5に伝達され、コントロールユニット5において上記処理槽1中の表面処理液に供給するHFのアルカリ金属塩等の量を算出する。   The sampled liquid to be measured is measured for HF concentration by the HF concentration measuring unit 4. The measurement data of the HF concentration is transmitted to the control unit 5, and the control unit 5 calculates the amount of alkali metal salt of HF supplied to the surface treatment liquid in the treatment tank 1.

この算出された量に基づき、制御信号をポンプ10及び流量制御部11に送る。この伝達された信号に基づき、補給槽2からHFアルカリ金属塩等溶液の所定量がポンプ10及び流量制御部11によって、処理槽1中に供給される。   Based on the calculated amount, a control signal is sent to the pump 10 and the flow rate control unit 11. Based on this transmitted signal, a predetermined amount of HF alkali metal salt solution or the like is supplied from the replenishing tank 2 into the processing tank 1 by the pump 10 and the flow rate control unit 11.

処理槽1中に供給されたHFアルカリ金属塩等溶液は、処理槽1中の表面処理液中のアルミニウムイオンと反応し、クリオライト(NaAlF)、エルパソライト(KNaAlF)等の沈殿を形成し、表面処理液からアルミニウムイオンを除去する。これにより、表面処理液中のアルミニウムイオンの濃度を所定の範囲に制御する。 The solution such as HF alkali metal salt supplied in the treatment tank 1 reacts with aluminum ions in the surface treatment liquid in the treatment tank 1, and cryolite (Na 3 AlF 6 ), elpasolite (K 2 NaAlF 6 ), etc. The aluminum ion is removed from the surface treatment solution. Thereby, the concentration of aluminum ions in the surface treatment liquid is controlled within a predetermined range.

尚、上記図1では、表面処理液から上記沈殿を除去する構成については省略しているが、本実施の形態に係る酸エッチング処理装置では、従来公知の構成を採用することができる。   In FIG. 1, the configuration for removing the precipitate from the surface treatment solution is omitted, but the acid etching processing apparatus according to the present embodiment can employ a conventionally known configuration.

例えば、処理槽1の底部に、沈殿物を一時貯留し、必要に応じて沈殿物を処理層1から取り除くことができるホッパー等を設けてもよい。また、上記取り出したスラリー状の沈殿から、表面処理液を回収するためのフィルターを更に設けてもよい。これにより、表面処理液の使用量を減らすことができる。   For example, a hopper or the like that can temporarily store a precipitate and remove the precipitate from the treatment layer 1 as necessary may be provided at the bottom of the treatment tank 1. Moreover, you may further provide the filter for collect | recovering surface treatment liquids from the said slurry-like precipitation taken out. Thereby, the usage-amount of a surface treatment liquid can be reduced.

上記フィルターとしては、特には限定されないが、例えば、加圧脱水フィルタ、加圧濃縮フィルタ等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、複数組み合わせて用いてもよい。   Although it does not specifically limit as said filter, For example, a pressure dehydration filter, a pressure concentration filter, etc. are mentioned. These may be used alone or in combination.

図3に、表面処理液から上記沈殿を除去する構成の一例を示す。図3に示すように、処理槽1の底部には、沈殿物を一時貯留し、必要に応じて沈殿物を処理層1から取り除くことができるホッパー36が設けられている。処理槽1から取り除かれたスラリー状の沈殿物は、ポンプ31により加圧濃縮フィルタ32へ移送される。   FIG. 3 shows an example of a configuration for removing the precipitate from the surface treatment liquid. As shown in FIG. 3, a hopper 36 capable of temporarily storing a precipitate and removing the precipitate from the treatment layer 1 as needed is provided at the bottom of the treatment tank 1. The slurry-like precipitate removed from the treatment tank 1 is transferred to the pressure concentration filter 32 by the pump 31.

加圧濃縮フィルタ32では、スラリー状の沈殿物から、表面処理液の一部が回収され、処理槽1へと移送される。残りのスラリー状の沈殿物は、ドレン槽33に一旦貯留され、その後、ポンプ31により加圧脱水フィルター34へ移送される。   In the pressure concentration filter 32, a part of the surface treatment liquid is recovered from the slurry-like precipitate and transferred to the treatment tank 1. The remaining slurry-like precipitate is temporarily stored in the drain tank 33 and then transferred to the pressure dehydration filter 34 by the pump 31.

加圧脱水フィルタ34では、スラリー状の沈殿物から、沈殿物35をケーキ状で取り除き、残りの表面処理液は、処理槽1へ移送される。   In the pressure dewatering filter 34, the precipitate 35 is removed from the slurry-like precipitate in the form of a cake, and the remaining surface treatment liquid is transferred to the treatment tank 1.

以上のように、本実施の形態に係る酸エッチング装置を用いれば、連続的に処理槽1から被測定液をサンプリングしてHF濃度を測定し、この測定結果に基づき処理槽中に適当量のHFアルカリ金属塩等溶液を添加して表面処理液中のアルミニウム濃度を所定の値以下に制御することができる。   As described above, if the acid etching apparatus according to the present embodiment is used, the liquid to be measured is continuously sampled from the processing tank 1 and the HF concentration is measured. By adding a solution such as an HF alkali metal salt, the aluminum concentration in the surface treatment liquid can be controlled to a predetermined value or less.

(IV)アルミニウム系部材の製造方法
本実施の形態に係るアルミニウム系部材の製造方法は、上述した本実施の形態に係る酸エッチング方法を行う工程を含む。
(IV) Method for Producing Aluminum-Based Member The method for producing an aluminum-based member according to the present embodiment includes a step of performing the acid etching method according to the present embodiment described above.

本実施の形態に係るアルミニウム系部材の製造方法に含まれ得る、上述した本実施の形態に係る酸エッチング方法を行う工程以外の各工程としては、例えば、アルミニウム系基材を成型する工程、物理的手段による離型剤除去工程、脱脂工程、化成処理工程、及び塗装工程が挙げられる。   As each process other than the process of performing the acid etching method according to the present embodiment described above, which can be included in the method for manufacturing an aluminum-based member according to the present embodiment, for example, a process of molding an aluminum-based substrate, Examples include a release agent removing step, a degreasing step, a chemical conversion treatment step, and a coating step by an appropriate means.

アルミニウム系基材を成型する工程は、アルミニウム系基材を成型する工程であり、鋳造及び/又は鍛造等の従来公知の方法により行うことができる。   The step of molding the aluminum base material is a step of molding the aluminum base material, and can be performed by a conventionally known method such as casting and / or forging.

物理的手段による離型剤除去工程は、鋳造及び/又は鍛造された後の上記アルミニウム系部材の表面に残存する離型剤や酸化アルミニウム皮膜を、物理的手段により除去する処理を施す工程である。   The release agent removal step by physical means is a step of performing a treatment to remove the release agent and aluminum oxide film remaining on the surface of the aluminum-based member after casting and / or forging by physical means. .

上記物理的手段としては、具体的には、例えば、ショットブラスト等が挙げられる。このような物理的手段による処理によって、アルミニウム系部材の表面に付着した離型剤及び性状不良の酸化アルミニウム皮膜、アルミニウム系部材の表面に付着している機械油、及び切削油等の有機不純物等を除去することができる。   Specific examples of the physical means include shot blasting. Due to the treatment by such physical means, the mold release agent and the poorly oxidized aluminum oxide film adhering to the surface of the aluminum member, the machine oil adhering to the surface of the aluminum member, and the organic impurities such as cutting oil, etc. Can be removed.

上記脱脂工程は、アルミニウム系部材の表面に付着した油分を除去する工程である。脱脂工程において、アルミニウム系部材の表面を脱脂する方法は、特に限定されるものではなく、アルミニウム基材の表面の脱脂処理に用いられる従来公知の方法を用いればよい。   The degreasing step is a step of removing oil adhering to the surface of the aluminum-based member. In the degreasing step, the method of degreasing the surface of the aluminum-based member is not particularly limited, and a conventionally known method used for degreasing the surface of the aluminum base material may be used.

化成処理工程では、本実施の形態に係る酸エッチング方法を行う工程で処理されたアルミニウム系部材の表面に、塗膜との密着性や耐食性を向上させるための化成皮膜を形成させる。具体的には、均一で緻密な化成皮膜が、アルミニウム系部材の素地に強固に密着して形成させる。   In the chemical conversion treatment step, a chemical conversion coating for improving adhesion to the coating and corrosion resistance is formed on the surface of the aluminum-based member processed in the step of performing the acid etching method according to the present embodiment. Specifically, a uniform and dense chemical conversion film is formed in close contact with the base of the aluminum-based member.

化成処理工程における具体的な化成処理としては、特に限定されるものではなく、アルミニウム系部材の表面に施される従来公知の化成処理を行えばよい。   The specific chemical conversion treatment in the chemical conversion treatment step is not particularly limited, and a conventionally known chemical conversion treatment applied to the surface of the aluminum-based member may be performed.

上記塗装工程では、上記化成処理工程で処理後のアルミニウム系部材の表面に塗装を行う。該塗装は特に限定されるものではなく、従来公知のあらゆる塗装を用いることができる。具体的には、例えば、溶剤塗装、水性塗装及び粉体塗装を挙げることができる。   In the said coating process, it coats on the surface of the aluminum-type member processed in the said chemical conversion treatment process. The coating is not particularly limited, and any conventionally known coating can be used. Specific examples include solvent coating, aqueous coating, and powder coating.

尚、本実施の形態に係るアルミニウム系部材の製造方法では、脱脂工程の後に、本実施の形態に係る酸エッチング方法を行う工程を行い、その後化成処理工程を行うことが好ましい。   In addition, in the manufacturing method of the aluminum-type member which concerns on this Embodiment, it is preferable to perform the process of performing the acid etching method which concerns on this Embodiment after a degreasing process, and to perform a chemical conversion treatment process after that.

また、本実施の形態に係るアルミニウム系部材の製造方法では、上記酸エッチング処理後、アルミニウム系部材に対して水洗処理を行うことが好ましい。これにより、表面処理液を洗い流して(希釈して)、エッチング反応を停止させることができる。また、上記水洗処理により、後の工程に持ち込まれる表面処理液の量を低減することもできる。   Moreover, in the manufacturing method of the aluminum-type member which concerns on this Embodiment, it is preferable to perform a water washing process with respect to an aluminum-type member after the said acid etching process. Thereby, the surface treatment liquid can be washed away (diluted) to stop the etching reaction. Moreover, the amount of the surface treatment liquid brought into the subsequent process can be reduced by the water washing treatment.

上記水洗処理は、エッチング反応を停止させることが可能な条件で行えばよいが、効率の点から、複数回行うことが好ましい。これにより、エッチング反応を確実に停止させることができる。   The water washing treatment may be performed under conditions that can stop the etching reaction, but is preferably performed a plurality of times from the viewpoint of efficiency. Thereby, an etching reaction can be stopped reliably.

更には、本実施の形態に係るアルミニウム系部材の製造方法では、上記本実施の形態に係る酸エッチング方法を行う工程後(化成処理工程を行う場合にはその後)に、塗装膜とアルミニウム系部材との密着性を向上させる処理を行う工程(後処理工程)を含んでいてもよい。   Furthermore, in the manufacturing method of the aluminum-based member according to the present embodiment, after the step of performing the acid etching method according to the present embodiment (after the chemical conversion treatment step), the coating film and the aluminum-based member The process (post-processing process) which performs the process which improves adhesiveness may be included.

上記後処理工程を行うことにより、アルミニウム系部材に施す塗装の種類の選択域を広げることができる。より具体的に説明すれば、粉体塗料のように内部応力の高い厚膜を形成する塗装を施した場合であっても、塗膜のアルミニウム系部材との密着性を向上させることができる。   By performing the post-processing step, it is possible to widen the selection range of the type of coating applied to the aluminum-based member. If it demonstrates more concretely, even if it is a case where the coating which forms a thick film with high internal stress like a powder coating is given, the adhesiveness with the aluminum system member of a coating film can be improved.

以下、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail based on an Example, this invention is not limited to a following example.

〔Al合金溶解量〕
Al合金溶解量は、化学エッチング前後での処理面積あたりの重量減(P)を求め、算出した。
[Al alloy dissolution amount]
The amount of dissolved Al alloy was calculated by calculating the weight loss (P) per treatment area before and after chemical etching.

〔ショット残渣〕
化成処理後のホイールの鋳肌表面を切り出し、リガク走査型蛍光X線分析装置 ZSX Primus((株)リガク製)を用いて、蛍光X線分析法にてショット粒の主成分であるFeの残留量を定量分析し、以下の基準
○:Fe残留量が100mg/m未満である場合
△:Fe残留量が100以上200mg/m未満である場合
×:Fe残留量が200mg/mを超えた場合
で評価した。
[Shot residue]
The cast surface of the wheel after the chemical conversion treatment is cut out, and the residue of Fe, which is the main component of the shot grain, is detected by fluorescent X-ray analysis using a Rigaku scanning X-ray fluorescence analyzer ZSX Primus (manufactured by Rigaku Corporation). Quantitative analysis of the amount, the following criteria ○: When Fe residual amount is less than 100 mg / m 2 Δ: When Fe residual amount is 100 or more and less than 200 mg / m 2 ×: Fe residual amount is 200 mg / m 2 Evaluation was made when the value was exceeded.

〔離型剤除去性〕
化成処理後のホイール表面を白色ガーゼで擦り、白色ガーゼに黒色不純物の付着の度合いを以下の基準
○:白色ガーゼに黒色不純物の付着が認められない
△:白色ガーゼに密着不良原因となる黒色不純物の付着が認められる
×:白色ガーゼに黒色不純物の付着が明瞭に認められる
で評価した。
[Release agent removability]
The wheel surface after chemical conversion treatment is rubbed with white gauze, and the degree of adhesion of black impurities to the white gauze is as follows. X: Adherence of black impurities to white gauze was clearly recognized and evaluated.

〔塗装耐食性〕
試験片の表面をカッターナイフにより10cm長さでカットし、JISZ2371−2000で調整されたキャス試験液を50±2℃で240時間噴霧し、カット部の周辺における腐食の度合いを以下の基準
◎:塗膜のふくれ、又は錆の発生がカット部から1mm未満
○:塗膜のふくれ、又は錆の発生がカット部から1mm〜3mm
×:塗膜のふくれ、又は錆の発生がカット部から3mmを超えている
で評価した。
[Coating resistance]
The surface of the test piece was cut to a length of 10 cm with a cutter knife, and the cast test solution adjusted according to JISZ2371-2000 was sprayed at 50 ± 2 ° C. for 240 hours, and the degree of corrosion around the cut portion was determined according to the following criteria: Occurrence of blistering or rusting of the coating film is less than 1 mm from the cut portion ○: Fluffing or rusting of the coating film is 1 mm to 3 mm from the cut portion
X: Evaluated when the swelling of the coating film or the occurrence of rust exceeded 3 mm from the cut part.

〔表面処理液のpH〕
表面処理液のpHは、希釈せずに、pH計により20℃で測定した。
[PH of surface treatment solution]
The pH of the surface treatment solution was measured at 20 ° C. with a pH meter without dilution.

〔実施例1〕
溶湯したアルミニウム合金(AC4CH)を、市販の黒鉛系離型剤が塗布された自動車用ホイール金型に鋳込み、冷却後、金型から取り出した。
[Example 1]
The molten aluminum alloy (AC4CH) was cast into an automotive wheel mold coated with a commercially available graphite release agent, cooled, and taken out from the mold.

次に、熱処理を実施した後、物理的処理として、SUS430材料をショット粒として使用し、ショットブラスト加工を実施した。   Next, after heat treatment, shot blasting was performed as a physical treatment using SUS430 material as shot grains.

その後、アルカリ脱脂剤(サーフクリーナー53NF(日本ペイント株式会社製)、2重量%)による脱脂(50℃、3分間浸漬処理)をした。脱脂処理後、2段回で浸漬水洗を実施した。そして、酸洗処理液(サーフクリーナー355A(日本ペイント株式会社製)、3重量%)による酸洗(40℃、3分間浸漬処理)をした。   Thereafter, degreasing (immersion treatment at 50 ° C. for 3 minutes) with an alkaline degreasing agent (Surf Cleaner 53NF (manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.), 2% by weight) was performed. After the degreasing treatment, immersion water washing was performed in two steps. And the pickling (40 degreeC, 3 minute immersion process) by the pickling process liquid (Surf cleaner 355A (Nippon Paint Co., Ltd. product, 3 weight%)) was performed.

次に、表1に記載の成分の表面処理液(表1の初期組成の欄参照)で、表1に記載の処理方法により、図1に示す装置を用いて酸エッチング処理を行った。つまり、表1に記載の初期組成の表面処理液を用いて、酸エッチング処理を行い、表面処理液のHF換算濃度が0.25〜0.32g/Lとなるように、表1に記載の組成の補給剤Bを適宜補給した。また、補給剤Aは、処理液の設定量(10mL)を採取し、0.1N苛性ソーダ溶液にて中和滴定分析を適宜必要なタイミングで実施し、酸度の低下割合に応じて補給した。   Next, an acid etching treatment was performed using the apparatus shown in FIG. 1 by the treatment method described in Table 1 with the surface treatment liquid of the components listed in Table 1 (see column of initial composition in Table 1). That is, the acid treatment is performed using the surface treatment liquid having the initial composition shown in Table 1, and the HF conversion concentration of the surface treatment liquid is 0.25 to 0.32 g / L. Replenisher B having the composition was appropriately replenished. In addition, the replenisher A was collected in a set amount (10 mL) of the treatment liquid, neutralized titration analysis was performed with 0.1N caustic soda solution as needed, and replenished according to the rate of decrease in acidity.

酸エッチング処理後、ノンクロム化成処理剤(アルサーフ501N(日本ペイント株式会社製)、1重量%)で化成処理(pH=3.5、40℃、45秒間浸漬処理)した。化成処理後、2段回で浸漬水洗を実施し、次いで、純水による浸漬処理を実施した。その後、120℃の熱風で10分乾燥させた後、自然冷却した。   After the acid etching treatment, it was subjected to a chemical conversion treatment (pH = 3.5, 40 ° C., 45 seconds immersion treatment) with a non-chromic chemical conversion treatment agent (Alsurf 501N (manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.), 1% by weight). After the chemical conversion treatment, immersion water washing was performed in two steps, and then immersion treatment with pure water was performed. Thereafter, it was dried with hot air at 120 ° C. for 10 minutes and then naturally cooled.

その後、アクリル系粉体塗料(パウダックスA400クリヤー(日本ペイント社製))で静電粉体塗装を実施し、160℃で20分間(被塗物保持時間)の加熱乾燥により、塗膜厚み(100μm)のプライマー塗膜を得た。   Thereafter, electrostatic powder coating is carried out with an acrylic powder coating (Powdax A400 Clear (manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.)), and the coating thickness ( 100 μm) of primer coating was obtained.

次いで、アクリル系溶剤型塗料(スーパーラック5000AS70 11SV−14(日本ペイント社製))を乾燥塗膜20μmとなるように塗装し、10分間でセッティングした後、140℃で20分間加熱した。次に、アクリル系溶剤塗料(スーパーラック5000AW−10(日本ペイント社製))を乾燥膜厚40μmとなるように塗装し、10分間でセッティングした後、140℃で20分間加熱し、複層塗膜を作製した。   Next, an acrylic solvent-type paint (Superlac 5000AS70 11SV-14 (manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.)) was applied to a dry coating film of 20 μm, set for 10 minutes, and then heated at 140 ° C. for 20 minutes. Next, an acrylic solvent paint (Superlac 5000AW-10 (manufactured by Nippon Paint Co., Ltd.)) was applied to a dry film thickness of 40 μm, set for 10 minutes, then heated at 140 ° C. for 20 minutes to form a multilayer coating. A membrane was prepared.

得られた塗装アルミホイールに関する各種評価結果を表1に示す。   Table 1 shows the results of various evaluations on the obtained painted aluminum wheel.

〔実施例2〜12、比較例1〜5〕
ショットブラスト加工の実施の有無、化学エッチングの条件を表1に示す条件に変更したこと以外は実施例1と同様に、アルミニウム合金(AC4CH)の処理を行った。得られた塗装アルミホイールの各評価結果を表1、2に示す。
[Examples 2 to 12, Comparative Examples 1 to 5]
The aluminum alloy (AC4CH) was processed in the same manner as in Example 1 except that the shot blasting was performed and the chemical etching conditions were changed to the conditions shown in Table 1. Each evaluation result of the obtained coated aluminum wheel is shown in Tables 1 and 2.

尚、実施例10、11、比較例5の初期組成におけるNaOHは、HFに対して1/2モルとなるように加えている。   In addition, NaOH in the initial compositions of Examples 10 and 11 and Comparative Example 5 was added so as to be ½ mol with respect to HF.

Figure 2010007170
Figure 2010007170

Figure 2010007170
Figure 2010007170

表1、2から明らかなように、本発明の酸エッチング方法を行った場合には、実施例12を除き、Al合金溶解量が初期と1000m処理後とでほとんど変化していなかった。実施例12では、処理液の初期組成にHFのアルカリ金属塩等を含んでいないが、その後、補給剤BとしてHFとNaOHとを処理液に加えているため、1000m処理後のAl合金溶解量に優れていた。 As is apparent from Tables 1 and 2, when the acid etching method of the present invention was performed, the amount of Al alloy dissolved was almost unchanged between the initial stage and after 1000 m 2 treatment, except for Example 12. In Example 12, the initial composition of the treatment liquid does not contain an alkali metal salt of HF, but since HF and NaOH were added to the treatment liquid as the replenisher B, the Al alloy dissolved after 1000 m 2 treatment. The amount was excellent.

また、ショットブラストを行っていない実施例(実施例2,3,9)では、塗料耐久性が初期と1000m処理後とでほとんど変化していなかった。ショットブラストを行っている実施例(実施例1,4〜8)であっても、表面処理液に燐酸を含む実施例(実施例1,5〜8)であれば、ショット残渣量及び塗料耐食性は、初期と1000m処理後とでほとんど変化していなかった。 In Examples (Examples 2, 3 and 9) in which shot blasting was not performed, the paint durability hardly changed between the initial stage and after 1000 m 2 treatment. Even if it is an example (Examples 1 and 4-8) which is performing shot blasting, if it is an example (Examples 1 and 5-8) which contains phosphoric acid in a surface treatment liquid, it is shot residue amount and paint corrosion resistance Was almost unchanged between the initial stage and after 1000 m 2 treatment.

尚、当然のことながら、酸エッチング処理を行っていない比較例3では、塗料耐食性は悪かった。   Of course, in Comparative Example 3 where the acid etching treatment was not performed, the paint corrosion resistance was poor.

一方、比較例1,2では、表面処理剤の初期組成にも補給用薬剤にもHFのアルカリ金属塩を含まないため、Al合金溶解量、ショット残渣量及び塗料耐食性が、初期と比べて1000m処理後では悪化していた。また、初期にHFのアルカリ金属塩を含むが、補給用薬剤にHFのアルカリ金属塩を含まない比較例4でも、Al合金溶解量、ショット残渣量及び塗料耐食性が、初期と比べて1000m処理後では悪化していた。 On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, since the initial composition of the surface treatment agent and the replenishing agent do not contain an alkali metal salt of HF, the Al alloy dissolution amount, the shot residue amount, and the paint corrosion resistance are 1000 m compared to the initial value. 2 worsened after treatment. Further, in Comparative Example 4 which initially contains an alkali metal salt of HF but does not contain an alkali metal salt of HF, the dissolution amount of Al alloy, the amount of shot residue, and the corrosion resistance of the paint are 1000 m 2 compared with the initial treatment. Later it was worse.

また、ケイフッ化水素を含有する実施例2と、含有しない実施例3との比較から、ケイフッ化水素を含有している方がAl合金溶解量が大きいことが確認できた。   Moreover, it has confirmed from the comparison with Example 2 containing hydrogen silicofluoride and Example 3 which does not contain that the amount of Al alloy melt | dissolution is larger when hydrogen silicofluoride is contained.

以上のように、本発明の酸エッチング方法を用いれば、アルミホイール表面を継続的に1g/m以上エッチングすることができ、酸化膜や離型剤を継続的に除去することが可能である。このため、上記酸エッチング処理を施したアルミホールに塗装を施した場合、塗装接着性、及び塗装耐食性を向上させることができる。 As described above, by using the acid etching method of the present invention, the aluminum wheel surface can be continuously etched by 1 g / m 2 or more, and the oxide film and the release agent can be continuously removed. . For this reason, when coating is performed on the aluminum hole subjected to the acid etching treatment, the coating adhesion and the coating corrosion resistance can be improved.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.

本発明の酸エッチング方法は、処理液を交換することなく、高いエッチング速度で酸エッチングを継続して行うことができる。このため、各種アルミニウム系部材の酸エッチング処理に好適に適用できる。   The acid etching method of the present invention can continuously perform acid etching at a high etching rate without changing the treatment liquid. For this reason, it can apply suitably for the acid etching process of various aluminum type members.

本実施の形態に係る酸エッチング処理装置の概略構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of the acid etching processing apparatus which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る酸エッチング処理装置におけるHF濃度測定部の一例の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of an example of the HF density | concentration measurement part in the acid etching processing apparatus which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る酸エッチング処理装置における、表面処理液から上記沈殿を除去する構成の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the structure which removes the said precipitation from the surface treatment liquid in the acid etching processing apparatus which concerns on this Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 処理槽
2 補給槽(供給手段)
4 HF濃度測定部(HF濃度測定手段)
5 コントロールユニット(算出手段)
6 ポンプ(サンプリング手段)
7 流量制御部(サンプリング手段)
10 ポンプ(供給手段)
11 流量制御部(供給手段)
1 treatment tank 2 replenishment tank (supply means)
4 HF concentration measuring unit (HF concentration measuring means)
5 Control unit (calculation means)
6 Pump (sampling means)
7 Flow controller (sampling means)
10 Pump (supply means)
11 Flow control unit (supply means)

Claims (14)

アルミニウム系部材の表面を、無機酸を含むpH3以下の表面処理液で酸エッチングする方法であり、
Fイオン及びアルカリ金属イオンを上記表面処理液に供給する供給工程を含むことを特徴とする酸エッチング方法。
It is a method of acid etching the surface of an aluminum-based member with a surface treatment solution containing an inorganic acid and having a pH of 3 or less,
An acid etching method comprising a supplying step of supplying F ions and alkali metal ions to the surface treatment liquid.
上記表面処理液は、上記無機酸として、10g/L以上30g/L以下の濃度で燐酸を含有することを特徴とする請求項1に記載の酸エッチング方法。   The acid etching method according to claim 1, wherein the surface treatment liquid contains phosphoric acid as the inorganic acid at a concentration of 10 g / L to 30 g / L. 上記表面処理液は、0.5g/L以上15g/L以下の濃度で錯フッ化水素酸を更に含有することを特徴とする請求項1又は2に記載の酸エッチング方法。   The acid etching method according to claim 1, wherein the surface treatment liquid further contains complex hydrofluoric acid at a concentration of 0.5 g / L or more and 15 g / L or less. 上記錯フッ化水素酸がケイフッ化水素酸であることを特徴とする請求項3に記載の酸エッチング方法。   The acid etching method according to claim 3, wherein the complex hydrofluoric acid is silicohydrofluoric acid. 上記供給工程を、HFのアルカリ金属塩を上記表面処理液に供給することにより行うことを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の酸エッチング方法。   The acid etching method according to any one of claims 1 to 4, wherein the supplying step is performed by supplying an alkali metal salt of HF to the surface treatment solution. 上記HFのアルカリ金属塩は、HFのナトリウム塩及びHFのカリウム塩であることを特徴とする請求項5に記載の酸エッチング方法。   6. The acid etching method according to claim 5, wherein the alkali metal salt of HF is a sodium salt of HF and a potassium salt of HF. 供給工程により生じる沈殿物を表面処理液から除去する沈殿物除去工程を更に含み、
複数のアルミニウム系部材に対し、連続して酸エッチングを行うことを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の酸エッチング方法。
A precipitate removing step of removing the precipitate generated by the supplying step from the surface treatment liquid;
The acid etching method according to claim 1, wherein acid etching is continuously performed on a plurality of aluminum-based members.
上記供給工程を、上記表面処理液中のHF濃度が0.25g/L以上となるように行うことを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の酸エッチング方法。   The acid etching method according to any one of claims 1 to 7, wherein the supplying step is performed so that an HF concentration in the surface treatment liquid is 0.25 g / L or more. 更に、上記表面処理液中のHF濃度を測定するHF濃度測定工程を含み、
上記HF濃度測定工程により測定したHF濃度に基づいてHF濃度が0.25g/L以上となるように上記供給工程を行うことを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の酸エッチング方法。
Furthermore, an HF concentration measurement step for measuring the HF concentration in the surface treatment liquid is included,
The acid according to any one of claims 1 to 7, wherein the supplying step is performed so that the HF concentration becomes 0.25 g / L or more based on the HF concentration measured by the HF concentration measuring step. Etching method.
請求項1〜9の何れか1項に記載の酸エッチング方法で用いられる酸エッチング処理液の再生剤であって、
HF及びアルカリ金属含有化合物、又はHFのアルカリ金属塩を含むことを特徴とする再生剤。
A regenerating agent for an acid etching treatment liquid used in the acid etching method according to any one of claims 1 to 9,
A regenerant comprising HF and an alkali metal-containing compound, or an alkali metal salt of HF.
HFのアルカリ金属塩を含み、
上記HFのアルカリ金属塩として、HFのナトリウム塩及びHFのカリウム塩を用いることを特徴とする請求項10に記載の再生剤。
An alkali metal salt of HF,
The regenerant according to claim 10, wherein a sodium salt of HF and a potassium salt of HF are used as the alkali metal salt of HF.
請求項1〜9の何れか1項に記載の酸エッチング方法を行う酸エッチング工程と、
酸エッチング工程後のアルミニウム系部材に化成処理を行う化成処理工程と、
化成処理工程後のアルミニウム系部材に塗装を行う塗装工程と、
を含むことを特徴とするアルミニウム系部材の製造方法。
An acid etching step for performing the acid etching method according to any one of claims 1 to 9,
A chemical conversion treatment step for performing chemical conversion treatment on the aluminum-based member after the acid etching step;
A coating process for coating the aluminum-based member after the chemical conversion treatment process;
The manufacturing method of the aluminum-type member characterized by including.
請求項1〜9の何れか1項に記載の酸エッチング方法を行うための酸エッチング処理装置であり、
表面処理液を蓄える処理槽と、
上記表面処理液から被測定液を採取するサンプリング手段と、
上記被測定液のHF濃度を測定するHF濃度測定手段と、
上記HF濃度測定手段により測定されるHF濃度に基づいて上記処理槽中の表面処理液に供給するFイオン及びアルカリ金属イオンの供給量を算出する算出手段と、
上記算出手段が算出した上記供給量に基づいて、Fイオン及びアルカリ金属イオンを上記処理槽中の表面処理液に供給する供給手段と、
を備えることを特徴とする酸エッチング処理装置。
An acid etching treatment apparatus for performing the acid etching method according to any one of claims 1 to 9,
A treatment tank for storing a surface treatment liquid;
Sampling means for collecting the liquid to be measured from the surface treatment liquid;
HF concentration measuring means for measuring the HF concentration of the liquid to be measured;
Calculation means for calculating the supply amount of F ions and alkali metal ions supplied to the surface treatment liquid in the treatment tank based on the HF concentration measured by the HF concentration measurement means;
Supply means for supplying F ions and alkali metal ions to the surface treatment liquid in the treatment tank based on the supply amount calculated by the calculation means;
An acid etching processing apparatus comprising:
上記HF濃度測定手段は、金属シリコン電極メータであることを特徴とする請求項13に記載の酸エッチング処理装置。   14. The acid etching apparatus according to claim 13, wherein the HF concentration measuring means is a metal silicon electrode meter.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102020116345B3 (en) * 2020-06-22 2021-04-08 Möller Chemie GmbH & Co. KG Process for the regeneration of an exhausted treatment liquid containing sulfuric acid from aluminum refining

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102418098A (en) * 2011-09-16 2012-04-18 东南大学 Low-damage preparation method of super-hydrophobic surface of industrial aluminum foil
DE102020116345B3 (en) * 2020-06-22 2021-04-08 Möller Chemie GmbH & Co. KG Process for the regeneration of an exhausted treatment liquid containing sulfuric acid from aluminum refining
EP3929316A1 (en) 2020-06-22 2021-12-29 Möller Chemie GmbH & Co. KG Method for regenerating an exhausted, sulfuric acid containing treatment solution from aluminum refining

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