JP2018527467A - Method for pretreating an aluminum surface with a composition containing zirconium and molybdenum - Google Patents

Method for pretreating an aluminum surface with a composition containing zirconium and molybdenum Download PDF

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Abstract

本発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金の表面を有する工作物の、非切削成形のため及び/又は、同様に前処理された又は任意に別の方法でプレコートされた工作物へ、又は鋼及び/又は亜鉛メッキ及び/又は合金亜鉛メッキされた鋼製のプレコートされた部品へ、溶接接合又は接着接合するため、及びまたリン酸塩処理、クロムフリー化処理、プライマー塗布又は表面コーティングによる次の恒久的な腐食防止処理のための前処理方法に関係し、ここで、工作物は、a)浸漬又は噴霧により鉱酸を含む水性の酸性溶液を用いて酸洗いされ、b)水ですすがれ、及び、c)Zr:Woの質量比(Zr/Mo金属換算)が15:1〜3.5:1であり、クロムを含まず、複合フッ化物としてのZrとモリブデン酸塩としてのMoとを含む水性の酸性溶液に、浸漬又は噴霧による塗布にて、接触され、結果として続く乾燥工程の後、それぞれの場合に、2〜15mg/mのZr及びMoの層質量を得、前記溶液は、100〜800mg/lのZrと30〜100mg/lのMo(Zr/Mo金属換算)及び2.5〜4.5のpHを有する。The present invention relates to non-cut forming of workpieces having an aluminum or aluminum alloy surface and / or to workpieces that have also been pretreated or optionally otherwise precoated, or steel and / or The following permanent for welding or adhesive bonding to galvanized and / or alloy galvanized steel precoated parts and also by phosphating, chrome-free treatment, primer coating or surface coating Related to pretreatment methods for corrosion protection treatment, where the workpiece is a) pickled with an aqueous acidic solution containing mineral acid by dipping or spraying, b) rinsed with water, and c ) The mass ratio of Zr: Wo (Zr / Mo metal conversion) is 15: 1 to 3.5: 1, does not contain chromium, and contains Zr as a composite fluoride and Mo as a molybdate. Sexual acidic solution, by a dip or coating by spraying, are contacted, after the subsequent resulting drying process, in each case, to give a layer weight of Zr and Mo of 2 to 15 mg / m 2, the solution, It has a Zr of 100 to 800 mg / l, a Mo of 30 to 100 mg / l (in terms of Zr / Mo metal) and a pH of 2.5 to 4.5.

Description

本発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金の表面を有する工作物の前処理方法に関する。この方法は、非切削成形のため及び/又は、同様に前処理された又は任意に別の方法でプレコートされた工作物へ、又は鋼及び/又は亜鉛メッキ及び/又は合金亜鉛メッキされた鋼製のプレコートされた部品へ、溶接接合又は接着接合するため、及びまたリン酸塩処理、クロムフリー化処理、プライマー塗布又は表面コーティングによる次の腐食防止処理のための方法である。   The present invention relates to a pretreatment method for a workpiece having a surface of aluminum or aluminum alloy. This method can be used for non-cut forming and / or on workpieces that have also been pretreated or optionally otherwise precoated, or steel and / or galvanized and / or alloy galvanized steel. To welded or adhesively bonded to pre-coated parts and also for subsequent corrosion protection treatment by phosphating, chromium-free treatment, primer application or surface coating.

金属の化学的表面処理、例えば、表面被覆、接着剤及びポリマーの塗布のための調製として、金属表面を第1工程で洗浄し、第2工程で水ですすぎ、最後に水溶液で湿らせ、第3工程で化成皮膜を形成し、液膜が乾燥されることが知られている。このようにして、処理液の組成及び反応条件が適切に選択されると、金属上に表面品質を決定的に向上することができる薄い非金属コーティングが形成される。したがって、例えば、表面コーティング組成物、接着剤及びポリマーから成るコーティングは、任意にフィルムの形態で、このように前処理された金属に塗布された場合、著しく良好な接着性及び顕著に増加した防食性を示すことができる。   In preparation for the chemical surface treatment of metals, eg surface coatings, adhesives and polymers, the metal surface is cleaned in the first step, rinsed with water in the second step, and finally moistened with an aqueous solution. It is known that a chemical film is formed in three steps and the liquid film is dried. In this way, a thin non-metallic coating can be formed on the metal that can significantly improve the surface quality if the composition of the treatment liquid and the reaction conditions are properly selected. Thus, for example, a coating consisting of a surface coating composition, an adhesive and a polymer, when applied to such a pretreated metal, optionally in the form of a film, has significantly better adhesion and significantly increased corrosion protection. Can show gender.

上記タイプの方法は、例えば、六価クロム、三価クロム、アルカリ金属イオン及び二酸化ケイ素を特定の割合で含む水溶液を使用し、電気絶縁、防食及び表面コーティング等のための接着基剤としてのコーティングを生成する(特許文献1)。   The method of the above type uses, for example, an aqueous solution containing hexavalent chromium, trivalent chromium, alkali metal ions and silicon dioxide in a specific ratio, and is coated as an adhesive base for electrical insulation, anticorrosion, surface coating, etc. Is generated (Patent Document 1).

六価クロムの存在により、これらの方法は全て、特に、コーティング組成物の塗布及びコーティングされた金属の取り扱いのために予防手段が必要であるという欠点を有する。   Due to the presence of hexavalent chromium, all these methods have the disadvantage that precautionary measures are required, in particular for the application of the coating composition and the handling of the coated metal.

六価クロムを含む溶液の使用に伴う欠点を回避するために、異なる種類の方法は、化成コーティングの適用、特にアルミニウム表面に対して、ジルコニウム及び/又はチタンのフルオロアニオンをベースとする組成物による処理を提供する(特許文献2、特許文献3、特許文献4、特許文献5)。   In order to avoid the disadvantages associated with the use of solutions containing hexavalent chromium, different types of methods are applied by application of conversion coatings, in particular for compositions based on zirconium and / or titanium fluoroanions on aluminum surfaces. Processing is provided (Patent Document 2, Patent Document 3, Patent Document 4, and Patent Document 5).

近年、車両構造におけるアルミニウム又はアルミニウム合金の表面を有する工作物の使用がますます重要になってきている。これに対する顕著な理由は、車両重量の減少及びそのような工作物の有利なリサイクル性である。ここでは、一般に、切削加工なしで一般に以前に形成され、アルミニウム又はアルミニウム合金の表面を有する、又は鋼及び/又は亜鉛メッキ鋼の表面及び/又は合金亜鉛メッキ鋼の表面を有する工作物から成る複数の部品を一緒に接合することによって車両を製造することが一般的である。接合又は組立のはるかに重要な形態は、溶接又は接着接合である。   In recent years, the use of workpieces having aluminum or aluminum alloy surfaces in vehicle structures has become increasingly important. Significant reasons for this are the reduction in vehicle weight and the advantageous recyclability of such workpieces. Here, generally a plurality of workpieces which have been formed previously without machining and which have a surface of aluminum or aluminum alloy or which have a surface of steel and / or galvanized steel and / or a surface of alloy galvanized steel It is common to manufacture a vehicle by joining together these parts. A much more important form of joining or assembly is welding or adhesive joining.

部品の接合の後には、通常、接合された部品の性質に応じて、リン酸塩処理、クロムフリー化処理、プライマー又は表面コーティングの塗布からなる腐食保護処理が行われる。   After joining the parts, a corrosion protection treatment consisting of phosphating, chromium-free treatment, primer or surface coating is usually performed depending on the properties of the joined parts.

アルミニウム又はアルミニウム合金の表面を有する部品の相互間又は鋼及び/又は亜鉛メッキ又は合金亜鉛メッキ鋼から成る部品への無欠陥接合を保証するためには、アルミニウム又はアルミニウム合金の表面が、酸化アルミニウム又はアルミニウムの可能な合金成分の酸化物を含まないことが保証されねばならない。この目的のために魅力的であると思われる酸洗い処理は、非常に短時間の後にアルミニウム表面が新鮮な酸化物層で被覆されるので目的に繋がらない。   In order to ensure defect-free joining of parts having an aluminum or aluminum alloy surface to each other or to parts made of steel and / or galvanized or galvanized steel, the surface of the aluminum or aluminum alloy is made of aluminum oxide or It must be ensured that it does not contain oxides of possible alloying components of aluminum. The pickling process, which appears to be attractive for this purpose, does not serve the purpose because after a very short time the aluminum surface is coated with a fresh oxide layer.

上記の問題を解決するために、特許文献6の方法は、ホウ素、ケイ素、チタン、ジルコニウム又はハフニウムの元素の複合フッ化物を含む水溶液と接触させるべきアルミニウム又はその合金の表面を提供する。100〜4000mg/lのフルオロアニオンの全濃度で、及び0.3〜3.5のpHで、個々に又は互いに混合して、第2の恒久的な腐食保護処理前の前処理を施す。前処理と恒久的な腐食保護転化処理との間で、アルミニウム又はその合金から成る部品は、非切断及び/又は切断成形プロセスに供され、及び/又は互いに接合されるか、又は鋼及び/又は亜鉛メッキ及び/又は合金亜鉛メッキ鋼から成る部品と。接着接合及び/又は溶接により接合される。任意に特定の性質を有するポリマーを含む溶液の塗布は、噴霧、浸漬又は非すすぎ法によって行うことができ、非すすぎ法の場合、湿潤フィルムの量は、金属表面1m当たり2〜10ml/m、好ましくは、4〜6ml/mの範囲である。溶液が適用される方法に関係なく、40〜85℃の温度範囲で乾燥を行うことが有利である。洗浄の目的のために、アルミニウム又はその合金から成る部品は、第1の転化処理の前に、酸性又はアルカリ性の条件下で洗浄され、好ましく更なる洗浄工程及び水及び/又は活性化すすぎ浴を用いた中間すすぎが、恒久的な腐食保護処理の前に行われる。 In order to solve the above problems, the method of US Pat. No. 6,057,059 provides a surface of aluminum or an alloy thereof to be contacted with an aqueous solution containing a complex fluoride of boron, silicon, titanium, zirconium or hafnium elements. A pre-treatment prior to the second permanent corrosion protection treatment is applied individually or mixed with each other at a total concentration of 100-4000 mg / l of fluoroanion and at a pH of 0.3-3.5. Between the pretreatment and the permanent corrosion protection conversion treatment, the parts made of aluminum or its alloys are subjected to a non-cutting and / or cutting forming process and / or joined together, or steel and / or With parts made of galvanized and / or alloy galvanized steel. Joined by adhesive bonding and / or welding. The application of the solution optionally containing a polymer with specific properties can be carried out by spraying, dipping or non-rinsing methods, in which case the amount of wet film is 2-10 ml / m 2 / m 2 of metal surface. 2 , preferably in the range of 4-6 ml / m 2 . Regardless of the method in which the solution is applied, it is advantageous to perform the drying in the temperature range of 40-85 ° C. For cleaning purposes, parts made of aluminum or its alloys are cleaned under acidic or alkaline conditions prior to the first conversion treatment, preferably with further cleaning steps and water and / or activated rinse baths. The intermediate rinse used is performed before permanent corrosion protection treatment.

塗布される溶液中のフルオロアニオンの濃度及び湿った膜の量の数値から、フルオロチタネート含有溶液の塗布の場合、0.06〜11.73mg/m、好ましくは0.12〜7.04mg/m(何れの場合もチタン金属として報告されている)の塗布量を、フルオロジルコネート含有溶液の塗布の場合、0.09〜17.78mg/m、好ましくは0.18〜7.04mg/m(何れの場合もチタン金属として報告されている)の塗布量を計算することが可能である。 From the numerical values of the concentration of fluoroanion in the solution to be applied and the amount of wet film, in the case of applying a solution containing a fluorotitanate, 0.06 to 11.73 mg / m 2 , preferably 0.12 to 7.04 mg / The coating amount of m 2 (in each case reported as titanium metal) is 0.09 to 17.78 mg / m 2 , preferably 0.18 to 7.04 mg in the case of coating with a fluorozirconate-containing solution. It is possible to calculate the coating amount of / m 2 (in each case reported as titanium metal).

本発明の概念に先行する研究は、特許文献6に記載された多くの方法の可能性が、特に第1化成処理によって達成される一時的な防食に関して、及び溶接接合部を製造するために重要な体積抵抗に関して、それほど有利でない結果をもたらすことを示している。   Research prior to the concept of the present invention is important for the possibility of many methods described in US Pat. No. 6,099,056, particularly for temporary corrosion protection achieved by the first chemical conversion treatment, and for producing welded joints. With respect to a good volume resistance, it is shown to give less favorable results.

良好な接着結合は、有機リン化合物がアルミニウム基材を前処理するために使用される特許文献7に開示された方法によって達成することができる。しかし、この方法は、イオン交換樹脂によって除去されなければならないアルミニウムイオンによる浴汚染の影響を受け易い。   A good adhesive bond can be achieved by the method disclosed in US Pat. No. 6,057,077, where an organophosphorus compound is used to pretreat the aluminum substrate. However, this method is susceptible to bath contamination with aluminum ions that must be removed by the ion exchange resin.

DE-B 17 69 582DE-B 17 69 582 US-A-41 48 670US-A-41 48 670 FR-A-942 789FR-A-942 789 EP-A-106 389EP-A-106 389 EP-A-825 280EP-A-825 280 EP-B-700 452EP-B-700 452 US 6,020,030 AUS 6,020,030 A

本発明の目的は、アルミニウム又はアルミニウム合金の表面を有する工作物の前処理方法を提供することにある。この方法は、非切削成形のため及び/又は、同様に前処理された又は任意に別の方法でプレコートされた工作物へ、又は鋼及び/又は亜鉛メッキ及び/又は合金亜鉛メッキされた鋼製の部品へ、特別に同様に前処理された工作物へ、溶接接合又は接着接合、特別に接着接合するため、及びまたリン酸塩処理、クロムフリー化処理、プライマー塗布又は表面コーティング、特別にクロムフリー化処理又は表面コーティングによる次の恒久的な腐食防止処理のための方法である。この方法は、通常、良好な燐酸化性及び接着性と組み合わされた十分に低い体積抵抗を有する加工物をもたらす。   An object of the present invention is to provide a pretreatment method for a workpiece having an aluminum or aluminum alloy surface. This method can be used for non-cut forming and / or on workpieces that have also been pretreated or optionally otherwise precoated, or steel and / or galvanized and / or alloy galvanized steel. To welded parts, specially pre-treated workpieces, welded or glued joints, specially glued and also phosphating, chromium-free treatment, primer coating or surface coating, specially chromium It is a method for the next permanent corrosion prevention treatment by freezing treatment or surface coating. This method usually results in a workpiece having a sufficiently low volume resistance combined with good phosphorylation and adhesion.

更に、本発明の方法は、好ましく、良好な一時的耐食性値をもたらし、アルミニウムイオンによる浴の汚染にほとんど影響されない。   Furthermore, the method of the present invention is preferred and provides good temporary corrosion resistance values and is hardly affected by bath contamination with aluminum ions.

第1に、この目的は、本発明にしたがって構成された冒頭で述べたタイプの方法によって達成され、工作物は、
a)浸漬又は噴霧により鉱酸を含む水性の酸性溶液を用いて酸洗いされ、
b)水ですすがれ、及び、
c)Zr:Woの質量比(Zr/Mo金属換算)が15:1〜3.5:1であり、クロムを含まず、複合フッ化物としてのZrとモリブデン酸塩としてのMoとを含む水性の酸性溶液に、浸漬又は噴霧による塗布にて、接触され、結果として続く乾燥工程の後、それぞれの場合に、2〜15mg/mのZr及びMoの層質量を得る。ここで、溶液は、100〜800mg/lのZrと30〜100mg/lのMo(Zr/Mo金属換算)及び2.5〜4.5のpHを有する。
First, this object is achieved by a method of the type mentioned at the outset constructed in accordance with the invention, the workpiece being
a) Pickling with an aqueous acidic solution containing mineral acid by dipping or spraying,
b) Rinse with water and
c) Zr: Wo mass ratio (Zr / Mo metal conversion) is 15: 1 to 3.5: 1, does not contain chromium, and contains Zr as a composite fluoride and Mo as a molybdate. To the acidic solution by dipping or spraying, resulting in a Zr and Mo layer mass of 2 to 15 mg / m 2 in each case after the subsequent drying step. Here, the solution has 100 to 800 mg / l of Zr, 30 to 100 mg / l of Mo (in terms of Zr / Mo metal), and a pH of 2.5 to 4.5.

浸漬又は噴霧による塗布では、フルオロジルコネートのみ又はモリブデン酸塩のみを含む溶液の塗布においても、ジルコニウム:モリブデンの質量比(Zr/Mo金属換算)が15:1〜3.5:1の外にある溶液の塗布においても、またジルコニウムとモリブデンの層質量が2〜15mg/mの外となる溶液の塗布においても、本発明の目的に関して満足できる結果が達成された。 In application by dipping or spraying, even in the application of a solution containing only fluorozirconate or only molybdate, the mass ratio of zirconium: molybdenum (Zr / Mo metal conversion) is outside of 15: 1 to 3.5: 1. Satisfactory results have been achieved for the purposes of the present invention in the application of certain solutions and also in the application of solutions in which the layer mass of zirconium and molybdenum is outside of 2 to 15 mg / m 2 .

浸漬又は噴霧による塗布のための工程c)において水性酸性溶液は、好ましくは、15:1〜5:1、特別に好ましくは、13:1〜7:1、非常に特別に好ましくは11:1〜9:1のZrとMoの質量比を有する。   In step c) for application by dipping or spraying, the aqueous acidic solution is preferably 15: 1 to 5: 1, particularly preferably 13: 1 to 7: 1, very particularly preferably 11: 1. It has a mass ratio of Zr to Mo of ˜9: 1.

浸漬又は噴霧による塗布は、乾燥の後、各々の場合、好ましくは、2〜12mg/m、特に好ましくは、2〜10mg/m及び非常に好ましくは、2〜8mg/mのZrとMoの層質量を結果として生じる。 The application by dipping or spraying, after drying, in each case is preferably 2 to 12 mg / m 2 , particularly preferably 2 to 10 mg / m 2 and very particularly preferably 2 to 8 mg / m 2 of Zr. This results in a layer mass of Mo.

浸漬又は噴霧による塗布のための水溶液は、好ましくは、250〜700mg/lのZrと30〜80mg/lのMo、特別に好ましくは、400〜600mg/lのZrと40〜60mg/lのMo、及び非常に特別に好ましくは、475〜525mg/lのZrと45〜55mg/lのMoを有する。   Aqueous solutions for application by immersion or spraying are preferably 250-700 mg / l Zr and 30-80 mg / l Mo, particularly preferably 400-600 mg / l Zr and 40-60 mg / l Mo. , And very particularly preferably, 475-525 mg / l Zr and 45-55 mg / l Mo.

更に、浸漬又は噴霧による塗布用水溶液は、好ましくは、3.1〜4.3、特別に好ましくは、3.6〜4.0のpHと、好ましくは20〜50℃、特別に好ましくは20〜30℃の温度を有する。   Furthermore, the aqueous solution for application by dipping or spraying is preferably 3.1 to 4.3, particularly preferably a pH of 3.6 to 4.0, preferably 20 to 50 ° C., particularly preferably 20 It has a temperature of ~ 30 ° C.

第2に、この目的は、本発明にしたがって構成された冒頭で述べたタイプの方法によって達成され、工作物は、
a)浸漬又は噴霧により鉱酸を含む水性の酸性溶液を用いて酸洗いされ、
b)水ですすがれ、及び、
c)Zr:Woの質量比(Zr/Mo金属換算)が2:1〜1:2であり、クロムを含まず、複合フッ化物としてのZrとモリブデン酸塩としてのMoとを含む水性の酸性溶液に、ローラー塗布にて、接触され、結果として続く乾燥工程の後、それぞれの場合に、2〜15mg/mのZr及びMoの層質量を得る。ここで、溶液は、0.4〜7.5g/lのZrと0.4〜7.5g/lのMo(Zr/Mo金属換算)及び1.0〜3.0のpHを有する。
Secondly, this object is achieved by a method of the type mentioned at the outset constructed in accordance with the invention, the workpiece being
a) Pickling with an aqueous acidic solution containing mineral acid by dipping or spraying,
b) Rinse with water and
c) A mass ratio of Zr: Wo (Zr / Mo metal conversion) of 2: 1 to 1: 2, which does not contain chromium, and contains Zr as a composite fluoride and Mo as a molybdate. The solution is contacted by roller application, resulting in a Zr and Mo layer mass of 2 to 15 mg / m 2 in each case after the subsequent drying step. Here, the solution has 0.4 to 7.5 g / l of Zr, 0.4 to 7.5 g / l of Mo (in terms of Zr / Mo metal) and a pH of 1.0 to 3.0.

ローラー塗布法による塗布では、フルオロジルコネートのみ又はモリブデン酸塩のみを含む溶液の塗布においても、ジルコニウム:モリブデンの質量比(Zr/Mo金属換算)が2:1〜1:2の外にある溶液の塗布においても、またジルコニウムとモリブデンの層質量が2〜15mg/mの外となる溶液の塗布においても、本発明の目的に関して満足できる結果が達成された In the application by the roller application method, a solution in which the mass ratio of zirconium: molybdenum (Zr / Mo metal conversion) is outside of 2: 1 to 1: 2 even in the application of a solution containing only fluorozirconate or molybdate. Satisfactory results were achieved for the purposes of the present invention both in the application of the solution and in the application of solutions with a layer mass of zirconium and molybdenum outside of 2-15 mg / m 2 .

ローラー塗布法による塗布のための工程c)においての水性酸性溶液は、好ましくは、1.7:1〜1:1.7、特別に好ましくは、1.4:1〜1:1.4、非常に特別に好ましくは、1.1:1〜1:1.1のZrとMoの質量比を有する。   The aqueous acidic solution in step c) for application by roller application is preferably 1.7: 1 to 1: 1.7, particularly preferably 1.4: 1 to 1: 1.4, Very particular preference is given to a mass ratio of Zr to Mo of 1.1: 1 to 1: 1.1.

ローラー塗布法による塗布は、乾燥の後、各々の場合、好ましくは、2〜12mg/m、特に好ましくは、2〜10mg/m及び非常に好ましくは、2〜8mg/mのZrとMoの層質量を結果として生じる。 The application by the roller application method is preferably 2 to 12 mg / m 2 , particularly preferably 2 to 10 mg / m 2 and very particularly preferably 2 to 8 mg / m 2 of Zr in each case after drying. This results in a layer mass of Mo.

ローラー塗布法による塗布のための水溶液は、好ましくは、1.0〜6.0g/lのZrと1.0〜6.0g/lのMo、特別に好ましくは、2.0〜4.0g/lのZrと2.0〜4.0g/lのMo、及び非常に特別に好ましくは、2.8〜3.2g/lのZrと2.8〜3.2g/lのMoを有する。   The aqueous solution for application by roller application is preferably 1.0 to 6.0 g / l Zr and 1.0 to 6.0 g / l Mo, particularly preferably 2.0 to 4.0 g. / L Zr and 2.0 to 4.0 g / l Mo, and very particularly preferably 2.8 to 3.2 g / l Zr and 2.8 to 3.2 g / l Mo .

更に、ローラー塗布法による塗布用水溶液は、好ましくは、1.4〜2.7、特別に好ましくは、1.8〜2.5のpHを有する。   Furthermore, the aqueous solution for coating by the roller coating method preferably has a pH of 1.4 to 2.7, particularly preferably 1.8 to 2.5.

ジルコニウム及びモリブデンの規定された層重量(2〜15mg/m)をそれぞれの場合に設定することに関して、塗布の仕方、すなわち噴霧又は浸漬による塗布又はローラー塗布法による塗布に依存して、フルオロジルコネート及びモリブデートアニオンの濃度及び比、及びpHに関して異なる水性酸性溶液が工程c)で使用されることは非常に重要である。 With respect to setting the defined layer weights (2-15 mg / m 2 ) of zirconium and molybdenum in each case, depending on the manner of application, ie application by spraying or dipping or application by roller application, fluorozirco It is very important that different aqueous acidic solutions with respect to the concentration and ratio of the nate and molybdate anions and the pH are used in step c).

工程c)における水性酸性溶液は、好ましくは、1:30〜1:100、より好ましくは、約1:50の倍率で、水で及び任意にpHの設定により適切な濃度の事前希釈により調製することができる。   The aqueous acidic solution in step c) is preferably prepared by predilution with a suitable concentration in water and optionally by setting the pH at a magnification of 1:30 to 1: 100, more preferably about 1:50. be able to.

本発明が追求する目的を達成するためには、浸漬又は噴霧による鉱酸を含む水性酸性溶液によって工作物を酸洗いすることも重要である。アルカリ洗浄は、例えば、体積抵抗が低いジルコニウム/モリブデン層の形成をもたらす。   In order to achieve the objectives sought by the present invention, it is also important that the workpiece be pickled with an aqueous acidic solution containing mineral acid by dipping or spraying. Alkali cleaning, for example, results in the formation of a zirconium / molybdenum layer with low volume resistance.

本発明に従って前処理された工作物の接合部は、同様に前処理されても良いし、又は任意に他の方法でプレコートされても良い。すなわち、リン酸塩処理、アルミニウム又はその合金の表面に対してである。鋼及び/又は亜鉛メッキ及び/又は合金亜鉛メッキ鋼から成る部品への接合が意図されている場合、これらの部品は裸の又はプリコートされた表面を有することができる。1つの適切なプレコートは、例えば、2g/m以下の層質量を有するリン酸塩層又は導電性プライマーの層であり得る。 Workpiece joints pre-treated according to the present invention may be pre-treated as well, or optionally pre-coated in other ways. That is, for phosphating, aluminum or its alloy surface. If joining to parts made of steel and / or galvanized and / or alloy galvanized steel is intended, these parts can have bare or precoated surfaces. One suitable precoat can be, for example, a phosphate layer or a layer of conductive primer having a layer mass of 2 g / m 2 or less.

工作物が油状である場合には、酸洗い工程の前に洗浄/脱脂工程を行うか、又は酸洗い工程を同時の洗浄/脱脂が生じるように行うべきである。後者は、酸洗い溶液に界面活性剤を添加することによって達成することができる。   If the workpiece is oily, the washing / degreasing step should be performed before the pickling step, or the pickling step should be performed so that simultaneous washing / degreasing occurs. The latter can be achieved by adding a surfactant to the pickling solution.

リン酸塩処理のためのプロセスとして、リン酸亜鉛をベースとする溶液と、特に低亜鉛技術に対応して、又はアルカリ金属リン酸塩と共に作用するプロセスが前景にある。溶液は、カルシウム、マグネシウム、ニッケル、銅又はマンガン等の多価カチオンを更に少量添加することによって改変することができる。   The process for phosphating is in the foreground with solutions based on zinc phosphate and in particular for low zinc technology or working with alkali metal phosphates. The solution can be modified by adding a smaller amount of a polyvalent cation such as calcium, magnesium, nickel, copper or manganese.

無クロム化処理のために、特に、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、又はケイ素のフルオロ錯体、任意に有機ポリマーを含有する酸性溶液が使用される。   For the chromization treatment, in particular an acidic solution containing a fluorocomplex of titanium, zirconium, hafnium or silicon, optionally an organic polymer is used.

これらの酸性溶液は、少なくとも1種のオルガノシラン及び/又はその少なくとも1種の加水分解生成物及び/又はその少なくとも1種の縮合生成物を更に含むことができる。   These acidic solutions can further comprise at least one organosilane and / or at least one hydrolysis product thereof and / or at least one condensation product thereof.

少なくとも1種のオルガノシランは、好ましくは、少なくとも1つのアミノ基を有する。ビス(トリメトキシシリルプロピル)アミン又はアミノプロピルシラノール及び/又は2-アミノエチル-3-アミノプロピルシラノールに加水分解することができるオルガノシランが特に好ましい。   The at least one organosilane preferably has at least one amino group. Particular preference is given to organosilanes which can be hydrolyzed to bis (trimethoxysilylpropyl) amine or aminopropylsilanol and / or 2-aminoethyl-3-aminopropylsilanol.

プライマーとして、反応性プライマー又は結合剤を塗布することが可能である。   As a primer, a reactive primer or a binder can be applied.

本発明による工作物の前処理は、比較的長い貯蔵時間の間、満足のいく、一時的な防食を確実にする。この間、溶接性、特に電気抵抗溶接、又は接着性に悪影響は発生しない。更に、溶接性に関して、工作物の全ての表面領域において、体積抵抗が実質的に同一であることが保証される。   The pre-treatment of the workpiece according to the invention ensures a satisfactory and temporary protection against relatively long storage times. During this time, there is no adverse effect on weldability, particularly electrical resistance welding or adhesion. Furthermore, with regard to weldability, it is ensured that the volume resistance is substantially the same in all surface areas of the workpiece.

本発明の目的のための工作物は、ストリップ、シート、及びプロファイル等の個々の部品である。   Workpieces for the purposes of the present invention are individual parts such as strips, sheets and profiles.

工程c)での溶液の塗布は、何れの場合も水を用いてすすぐこと、又はすすぐことなく噴霧又は浸漬によって行うことができる。水ですすぐことなく塗布する場合、過剰の処理溶液をスキージローラーによって除去することが有利である。   The application of the solution in step c) can in each case be carried out by rinsing with water or by spraying or dipping without rinsing. When applying without rinsing with water, it is advantageous to remove excess treatment solution with a squeegee roller.

シート又はストリップの処理において、ローラーコーティング法による処理溶液の塗布が特に有利である。 1回の操作で、所望のウェット膜厚を設定することができる。   In the treatment of sheets or strips, the application of treatment solutions by means of a roller coating method is particularly advantageous. A desired wet film thickness can be set in one operation.

上述したタイプの溶液の塗布の後、工作物を乾燥させるか、又は溶液を蒸発させる。30〜90℃の物体温度が特に有利である。   After application of the type of solution described above, the workpiece is dried or the solution is evaporated. A body temperature of 30 to 90 ° C. is particularly advantageous.

処理液を構成するためには、通常、低塩水、好ましくは脱イオン水で、各場合に設定される濃度に希釈された濃縮液が使用される。アルカリ金属イオンの導入を避けるために、遊離酸によりジルコニウムの必要なフルオロアニオンを導入し、必要に応じてアンモニアの添加によりそれぞれのpHを設定することが特に有利である。一方、モリブデン酸塩は、七モリブデン酸アンモニウム及び/又は七モリブデン酸ナトリウムとして、好ましくは、七モリブデン酸アンモニウムとして、特別に好ましくは、七モリブデン酸アンモニウム×7HOとして導入される。 In order to make up the treatment liquid, usually a concentrated liquid diluted with low salt water, preferably deionized water, to a concentration set in each case is used. In order to avoid the introduction of alkali metal ions, it is particularly advantageous to introduce the necessary fluoroanion of zirconium with a free acid and to set the respective pH by adding ammonia as required. On the other hand, molybdate is introduced as ammonium heptamolybdate and / or sodium heptamolybdate, preferably as ammonium heptamolybdate, and particularly preferably as ammonium heptamolybdate × 7H 2 O.

本発明の目的のために、用語“モリブデン酸塩”は、また、特にモリブデン酸等のプロトン化された形態を含む。   For the purposes of the present invention, the term “molybdate” also includes protonated forms such as in particular molybdic acid.

工作物の酸洗い(処理工程a))は、鉱酸を含む水性の酸性溶液を用いて行われる。これは電解又は化学的に行うことができる。電解酸洗いの場合、燐酸は鉱酸として特に適している。硝酸又は硝酸/フッ化水素酸を使用して、装置に関してより簡単な操作モードのために一般的に好ましい化学的ルートによる酸洗いを行うことができる。本発明の好ましい実施の形態では、工作物は、界面活性剤、硫酸、及びフッ化水素酸、リン酸及び硫酸鉄(III)から成る群から選択される化合物、好ましくはフッ化水素酸を含む溶液を用いて噴霧又は浸漬することによって酸洗いされる。3〜8g/lの硫酸、50〜150mg/lの未錯化遊離フッ化物及び1〜3g/lの非イオン性界面活性剤を含む溶液が特に適していることが見出された。脂肪アルコールとのエチレンオキシド付加物、例えば、アビエチン酸は、非イオン性界面活性剤として特に適している。   The pickling of the workpiece (processing step a)) is performed using an aqueous acidic solution containing a mineral acid. This can be done electrolytically or chemically. In the case of electrolytic pickling, phosphoric acid is particularly suitable as a mineral acid. Nitric acid or nitric acid / hydrofluoric acid can be used to perform pickling by a generally preferred chemical route for a simpler mode of operation for the apparatus. In a preferred embodiment of the invention, the workpiece comprises a surfactant, sulfuric acid, and a compound selected from the group consisting of hydrofluoric acid, phosphoric acid and iron (III) sulfate, preferably hydrofluoric acid. It is pickled by spraying or dipping with a solution. A solution containing 3-8 g / l sulfuric acid, 50-150 mg / l uncomplexed free fluoride and 1-3 g / l nonionic surfactant has been found to be particularly suitable. Ethylene oxide adducts with fatty alcohols, such as abietic acid, are particularly suitable as nonionic surfactants.

遊離フッ化物の測定は、フッ化物感受性電極を用いて行い、電極の較正は、試験する溶液のpHと同一のpHを有する溶液を用いて行った。   Free fluoride measurements were made using a fluoride sensitive electrode and electrode calibration was done using a solution having the same pH as that of the solution being tested.

工程c)のように次の処理で最適な体積抵抗を有する層を得るためには、約0.1〜0.6g/mの工作物の金属の除去が得られるように酸洗い工程を実施すべきである。 In order to obtain a layer having the optimum volume resistance in the next treatment as in step c), a pickling step is carried out so that removal of the metal of the workpiece of about 0.1 to 0.6 g / m 2 is obtained. Should be implemented.

工程b)に対応する工作物の酸洗いに続く水によるすすぎは、好ましくは、複数のすすぎ段階で行われ、すすぎ水を工作物に向流で、カスケード状に送ることが特に有利である。ここで、最後のすすぎ段階は、脱イオン水を用いて行うべきである。酸洗い及びすすぎ工程に続く工程c)の処理は、アルミニウム又はアルミニウム合金の表面を有する工作物上に生じる酸化物層の新たな成長を防止する。   Rinsing with water following the pickling of the workpiece corresponding to step b) is preferably carried out in a plurality of rinsing stages, and it is particularly advantageous to send the rinsing water countercurrently to the workpiece. Here, the final rinsing step should be performed using deionized water. The treatment of step c) following the pickling and rinsing step prevents new growth of the oxide layer occurring on workpieces having an aluminum or aluminum alloy surface.

本発明の有利な実施の形態では、工程c)で使用される溶液は、ポリ(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸コポリマー、ポリビニルホスホン酸、ビニルホスホン酸コポリマー及びマレイン酸コポリマーから成る群から選択される少なくとも1つのポリマーを付加的に有する。   In an advantageous embodiment of the invention, the solution used in step c) is from the group consisting of poly (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid copolymer, polyvinylphosphonic acid, vinylphosphonic acid copolymer and maleic acid copolymer. It additionally has at least one polymer selected.

(メタ)アクリル酸コポリマーとして(メタ)アクリル酸−マレイン酸コポリマー、及びビニルホスホン酸コポリマーとしてビニルホスホン酸−アクリル酸コポリマーを使用することが好ましい。特別に好適なポリマーは、ポリアクリル酸及びアクリル酸コポリマーであり、後者の場合、特別には、アクリル酸−マレイン酸コポリマーである。   It is preferred to use a (meth) acrylic acid-maleic acid copolymer as the (meth) acrylic acid copolymer and a vinylphosphonic acid-acrylic acid copolymer as the vinylphosphonic acid copolymer. Particularly preferred polymers are polyacrylic acid and acrylic acid copolymers, in the latter case specially acrylic acid-maleic acid copolymers.

使用されるポリ(メタ)アクリル酸は、好ましくは、4000〜300000g/mol、特別に好ましくは、50000〜250000g/mol、非常に特別に好ましくは、100000〜250000g/molの範囲内の数平均分子量(MW)を有する。   The poly (meth) acrylic acid used is preferably a number average molecular weight in the range from 4000 to 300000 g / mol, particularly preferably from 50000 to 250,000 g / mol, very particularly preferably from 100,000 to 250,000 g / mol. (MW).

使用される(メタ)アクリル酸コポリマーは、好ましくは、4000〜100000g/mol、特別に好ましくは、60000〜80000g/molの範囲の数平均分子量(MW)を有する。   The (meth) acrylic acid copolymer used preferably has a number average molecular weight (MW) in the range of 4000-100000 g / mol, particularly preferably in the range 60000-80000 g / mol.

使用されるポリビニルホスホン酸又は使用されるビニルホスホン酸コポリマーは、好ましくは、4000〜70000g/mol、特別に好ましくは、10000〜30000g/molの範囲の数平均分子量(MW)を有する。   The polyvinylphosphonic acid used or the vinylphosphonic acid copolymer used preferably has a number average molecular weight (MW) in the range from 4000 to 70000 g / mol, particularly preferably from 10,000 to 30000 g / mol.

少なくとも1種のポリマーの濃度は、100〜600mg/l、好ましくは、100〜400mg/l、特別に好ましくは、135〜290mg/l、非常に特別に好ましくは、170〜180mg/lの範囲である。少なくとも1種のポリマーを使用することにより、それぞれの場合、2〜15mg/mのZr及びMoの層質量を、噴霧による塗布で、噴霧時間に関して比較的独立して、好ましくはほぼ独立して得ることは可能である。これは特に、異なるストリップ速度でも同様の層質量を達成できるので有利である。一方、ポリマー含有量による体積抵抗性への悪影響は、観察されない。 The concentration of the at least one polymer is in the range from 100 to 600 mg / l, preferably from 100 to 400 mg / l, particularly preferably from 135 to 290 mg / l, very particularly preferably from 170 to 180 mg / l. is there. By using at least one polymer, in each case a layer mass of 2 to 15 mg / m 2 of Zr and Mo can be applied by spraying, relatively independently with respect to spraying time, preferably almost independently. It is possible to get. This is particularly advantageous because similar layer masses can be achieved at different strip speeds. On the other hand, no adverse effect on the volume resistance due to the polymer content is observed.

工程c)の後の非切削成形によるその後の処理の場合、本発明の更なる有利な実施の形態は、潤滑剤を工作物に塗布することを提供する。このような潤滑剤は、特に、完全に合成又は天然起源の鉱油をベースとする成形油、又はポリエチレン/ポリアクリレートをベースとする乾式潤滑剤である。   In the case of subsequent processing by non-cutting after step c), a further advantageous embodiment of the invention provides for applying a lubricant to the workpiece. Such lubricants are in particular molding oils based on completely synthetic or naturally occurring mineral oils or dry lubricants based on polyethylene / polyacrylate.

恒久的な防食処理の前に、洗浄段階及び水すすぎ段階を挿入することは、一般に有用である。プライマー又は表面コーティングの想定される塗布の場合、事前の乾燥が推奨される。クロムフリー化処理が行われる場合、浸漬又は噴霧による塗布は、ウェットオンウェットで、すなわち事前に乾燥させることなく実施することもできる。ローラーコーティング法による塗布の場合、中間乾燥が不可欠である。同様にウェットオンウェットで行うことができる後続のリン酸処理の場合、例えばチタン及びリン酸含有活性化剤を用いて活性化処理を行うことが有利である。   It is generally useful to insert a washing step and a water rinsing step prior to permanent anticorrosion treatment. For the intended application of primer or surface coating, prior drying is recommended. When a chromium-free treatment is performed, the application by dipping or spraying can also be carried out wet on wet, i.e. without prior drying. In the case of application by a roller coating method, intermediate drying is essential. Similarly, in the case of a subsequent phosphating treatment that can be carried out wet-on-wet, it is advantageous to carry out the activation treatment using, for example, titanium and a phosphoric acid containing activator.

本発明の方法は、通常、欠陥のない成形及び/又は接着剤結合を可能にする層を有する工作物を提供するか、又は工作物表面に亘って均一な低電気体積抵抗の結果として、無欠陥及び問題のない溶接をもたらす。更に、工作物はその後の恒久的な防食処理に非常に適している。   The method of the present invention typically provides a workpiece having a layer that allows defect-free shaping and / or adhesive bonding, or as a result of uniform low electrical volume resistance across the workpiece surface. It results in defects and no problem welding. Furthermore, the workpiece is very suitable for the subsequent permanent anticorrosion treatment.

本発明を、以下の実施例を用いてより詳細に説明するが、これらの実施例は限定を構成すると解釈されるべきではない。   The present invention will be described in more detail using the following examples, which should not be construed as constituting a limitation.

アルカリ性条件下で清浄化された金属シート(表1の比較例CE2)を除いて、AA6111及びAA5754のグレードのアルミニウム合金から成るシートを、最初に、浸漬又は噴霧によって50℃の温度で脱脂酸洗いにかけた。酸洗い溶液は、硫酸(100%濃度)6g/l、フッ化水素酸(100%濃度)100mg/l及び質量比1:1でエトキシル化脂肪アルコール及びエトキシル化アビエチン酸から成る非イオン性界面活性剤2g/lを有する。   Except for metal sheets cleaned under alkaline conditions (Comparative Example CE2 in Table 1), sheets made of AA6111 and AA5754 grade aluminum alloys were first degreased and pickled at a temperature of 50 ° C. by dipping or spraying. I went to. The pickling solution consists of sulfuric acid (100% concentration) 6 g / l, hydrofluoric acid (100% concentration) 100 mg / l, and a non-ionic surfactant consisting of ethoxylated fatty alcohol and ethoxylated abietic acid in a mass ratio of 1: 1. 2 g / l of agent.

酸洗い工程は、酸洗い中の物質の除去が、合金AA5754の場合には0.05〜0.2g/mであり、合金AA6111の場合には0.05〜0.4g/mであった。この目的のために、処理時間5〜20秒が必要であった。 In the pickling process, the removal of substances during pickling is 0.05 to 0.2 g / m 2 in the case of alloy AA5754 and 0.05 to 0.4 g / m 2 in the case of alloy AA6111. there were. For this purpose, a processing time of 5 to 20 seconds was required.

続いて、工作物は、水で徹底的にすすがれ、最後の段階で脱イオン水を用いた。単一シート上で測定された体積抵抗は、合金AA5754の場合には約60μオームであり、合金AA6111の場合には約13μオームであった。   Subsequently, the workpiece was rinsed thoroughly with water and deionized water was used at the final stage. The volume resistance measured on a single sheet was about 60 μohm for alloy AA5754 and about 13 μohm for alloy AA6111.

これに続いて、ヘキサフルオロジルコン酸及び/又はモリブデン酸塩の溶液による処理が行われ、いずれの場合も任意にポリマー又はコポリマーが含まれ、6秒のスプレー塗布について、ジルコニウム及び/又はモリブデン及び(コ)ポリマーの濃度、pH及び塗布温度に関するそのデータを表1に示す。必要に応じて、アンモニア溶液を用いてpHを調整した。余分な処理溶液をスキージローラーによって除去し、続いて処理表面を乾燥させた。   This is followed by treatment with a solution of hexafluorozirconic acid and / or molybdate, in each case optionally including a polymer or copolymer, and for 6 seconds spray application, zirconium and / or molybdenum and ( Table 1 shows the data regarding the co-polymer concentration, pH and coating temperature. If necessary, the pH was adjusted with an ammonia solution. Excess treatment solution was removed with a squeegee roller, followed by drying of the treated surface.

表1のポリマーA〜Dは次の通りである。   Polymers A to D in Table 1 are as follows.

A:ポリアクリル酸、MW=コロイド溶液中約60000g/mol
B:アクリル酸−マレイン酸コポリマー、MW=約70000g/mol
C:ポリアクリル酸、MW=約250000g/mol
D:ビニルホスホン酸−アクリル酸コポリマー、MW=4000〜70000g/mol
A: Polyacrylic acid, MW = about 60000 g / mol in colloidal solution
B: Acrylic acid-maleic acid copolymer, MW = about 70000 g / mol
C: polyacrylic acid, MW = about 250,000 g / mol
D: Vinylphosphonic acid-acrylic acid copolymer, MW = 4000-70000 g / mol

Figure 2018527467
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表2の第2列は、このようにして得られたZr及びMoの層質量をmg/mで示す。個々の層の質量の測定は、X線蛍光(XRF)分析によって行った。 The second column of Table 2 shows the Zr and Mo layer masses thus obtained in mg / m 2 . The measurement of the mass of the individual layers was performed by X-ray fluorescence (XRF) analysis.

更に、金属シートの個々の測定値で得られたμオーム単位の体積抵抗を表2の第3列に示す。体積抵抗の測定は、乾燥/蒸発の後(それぞれの場合、第1列“0d”)及び30日間の保存後(それぞれの場合、第2列“30d”)に直ちに実施した。それは、直径20mmの銅電極を用いて、Deutscher Verbandes fuer Schweissen und Verwandte Verfahren e.V. (DSV) のリーフレット2929(2001年9月号)に従って実施した。   Furthermore, the volume resistance in μ ohms obtained from the individual measurements of the metal sheet is shown in the third column of Table 2. Volume resistance measurements were made immediately after drying / evaporation (in each case first row “0d”) and after 30 days storage (in each case second row “30d”). It was carried out according to the leaflet 2929 (September 2001 issue) of Deutscher Verbandes fuer Schweissen und Verwandte Verfahren e.V. (DSV) using a 20 mm diameter copper electrode.

生存しているサイクルでの対応する燐酸化物及び改変されたAPGE試験の結果は、表3の第2列及び第3列に示されている。   The results of the corresponding phosphate and modified APGE tests in the live cycle are shown in the second and third columns of Table 3.

接着は、改変されたAPGE(Arizona Proving Ground Equivalent)試験によって決定された。この目的のために、それぞれの場合に2つの試験板(それぞれ56.25×25×0.25mm)を工業用乾式潤滑剤でコートし、適切な工業用接着剤を用いて接着剤で接着させた。次に、このような6対の試験板を、それぞれの端部で一緒にねじ込み、2400Nの引っ張り応力を受けたチェーンを形成した。試験の各週について、以下の条件のプログラムが使用された。   Adhesion was determined by a modified APGE (Arizona Proving Ground Equivalent) test. For this purpose, in each case two test plates (56.25 × 25 × 0.25 mm each) are coated with an industrial dry lubricant and glued with an appropriate industrial adhesive. It was. These six pairs of test plates were then screwed together at each end to form a chain subjected to 2400 N tensile stress. For each week of the study, a program with the following conditions was used:

1.蒸留水中でNaClの5質量%溶液に15分間浸漬し、
2.乾燥した環境で105分間乾燥し、
3.制御された温度及び大気湿度で22時間:50℃及び相対湿度90%、
4.ステップ1〜3を4回繰り返し、
5.50℃、相対湿度90%で48時間。
1. Immerse in a 5% by weight solution of NaCl in distilled water for 15 minutes,
2. Dry in a dry environment for 105 minutes,
3. 22 hours at controlled temperature and atmospheric humidity: 50 ° C. and 90% relative humidity,
4). Repeat steps 1-3 four times
5. 48 hours at 50 ° C. and 90% relative humidity.

ステップ1〜3の1つのシーケンスは、定義上、1つのサイクルを表す。チェーンの全ての試験プレートの間の接着剤結合が速いときにサイクルが生き残ったと考えられる。試験全体は、少なくとも45サイクルが生き残ったときに通過したとカウントされる。   One sequence of steps 1 to 3 by definition represents one cycle. The cycle is considered to survive when the adhesive bond between all test plates in the chain is fast. The entire test is counted as passed when at least 45 cycles survived.

燐酸化性は、走査型電子顕微鏡写真を用いて決定された。ここで、表3中の“+”は、閉鎖された微結晶のリン酸塩層を意味し、“o”は閉鎖された粗大なリン酸塩層(20μmを超える稜長を有する結晶)を意味し、“−”は、終始閉鎖されておらず存在しないリン酸塩層を意味する。   Phosphorylation was determined using scanning electron micrographs. Here, “+” in Table 3 means a closed microcrystalline phosphate layer, and “o” means a closed coarse phosphate layer (a crystal having a ridge length exceeding 20 μm). Meaning, “-” means a phosphate layer that is not closed throughout and is not present.

表2及び表3の測定値により、以下のことが結論付けられる。比較例CE2の工程a)における酸性酸洗い処理の必要性を決定するために実施されたアルカリ性クリーナーによるアルミニウムシートの処理は、低い体積抵抗(AA5754に対して18μオーム及びAA6111に対して26μオーム)を有するシートをもたらす。   From the measured values in Tables 2 and 3, the following can be concluded. The treatment of the aluminum sheet with an alkaline cleaner carried out to determine the need for an acid pickling treatment in step a) of comparative example CE2 has a low volume resistance (18 μohm for AA5754 and 26 μohm for AA6111) Resulting in a sheet having

比較例CE1から、工程c)による処理で得られた層(AA5754の場合37mg/m及びAA6111の場合26mg/m)のZr層の質量が過度に高いことが分かり、特に30日間の貯蔵後に非常に高い体積抵抗(AA5754の場合は100μオーム及びAA6111の場合は38μオーム)が得られる。 Comparative Example CE1, the mass of Zr layer found to be excessively high in the layer obtained by the process according to step c) (the case of AA5754 37 mg / m 2 and for AA6111 26mg / m 2), in particular storage of 30 days Later, very high volume resistance is obtained (100 μohm for AA5754 and 38 μohm for AA6111).

比較例CE4及びCE5の場合、得られた層質量は、所望の範囲にあるが、処理工程c)の処理溶液中のジルコニウム/モリブデン比が20:1(CE4参照)又は2:1(CE5参照)となり得られた体積抵抗値は、特にAA6111では許容できない(CE4の場合に26と44μオーム及びCE5の場合に19と22μオーム)。   In the case of comparative examples CE4 and CE5, the layer mass obtained is in the desired range, but the zirconium / molybdenum ratio in the treatment solution of treatment step c) is 20: 1 (see CE4) or 2: 1 (see CE5). The volume resistance obtained can be in particular not acceptable for AA6111 (26 and 44 μohms for CE4 and 19 and 22 μohms for CE5).

pHが低すぎる、すなわち2.1を有する比較例CE3の場合、望ましくないほど高い塗布質量のZr(AA5754については24mg/m及びAA6111については18mg/m)、及び非常に高すぎる体積抵抗(AA5754については40と79μオーム及びAA6111については67と73μオーム)が観察される。 pH is too low, i.e. the comparative example CE3 with 2.1, undesirably high coating amount of Zr (18mg / m 2 for 24 mg / m 2 and AA6111 for AA5754), and very high too volume resistivity (40 and 79 μohm for AA5754 and 67 and 73 μohm for AA6111) are observed.

これに対し、実施例E1〜E7は、酸洗い処理の種類、Zr/Mo比、製造された層質量、それぞれの濃度、及び処理溶液のpHの範囲に関して、本発明の必須の条件を付けると、良好な接着特性と組み合わされた極めて良好な体積抵抗を有する層が得られる。   On the other hand, Examples E1 to E7 attach the essential conditions of the present invention regarding the type of pickling treatment, the Zr / Mo ratio, the mass of the produced layer, the respective concentrations, and the pH range of the treatment solution. A layer with very good volume resistance combined with good adhesive properties is obtained.

また、表3から分かるように、E1〜E7の全ての実施例は、改変されたAPGE試験に合格したこと、すなわちAA5745の場合もAA6111の場合も少なくとも45サイクル生存していることが明らかである。一方、比較例CE1の場合は、これが全く適応せず、それぞれの場合において10〜30サイクルしか生存しなかった。他の比較例CE2〜CE5は、既に層質量又は体積抵抗について得られた結果が悪いため、もはや改変されたAPGE試験に供されなかった(表2、上記参照)。   Also, as can be seen from Table 3, it is clear that all examples E1-E7 have passed the modified APGE test, ie at least 45 cycles are alive in both AA5745 and AA6111. . On the other hand, in the case of Comparative Example CE1, this was not adapted at all, and only 10 to 30 cycles survived in each case. Other Comparative Examples CE2-CE5 were no longer subjected to the modified APGE test (Table 2, see above) because the results already obtained for layer mass or volume resistance were poor.

燐酸化性(表3参照)に関しては、全ての実施例E1〜E7(AA5754についてはE7を除く)は、常に閉鎖した、微結晶のリン酸塩層(“+”)を示し、比較例CE2〜CE5は、AA5754の場合、終始閉鎖されておらず存在しない(“−”)リン酸塩層を有するだけであり、(CE2を除いて)AA6111の場合には著しく劣る結果を示す。   With respect to phosphorylation (see Table 3), all examples E1 to E7 (except E7 for AA5754) showed a closed microcrystalline phosphate layer ("+"), comparative example CE2 ~ CE5 has a phosphate layer that is not closed all the time ("-") in AA5754 and only has a significantly worse result in AA6111 (except CE2).

本発明に従って前処理された実施例E6及びE7の試験板並びに未処理の裸の試験板CE6もまた、以下の工程からなる多段階の防食処理を受けた。   The test plates of Examples E6 and E7 pretreated according to the present invention and the untreated bare test plate CE6 were also subjected to a multi-stage anticorrosion treatment consisting of the following steps.

i)アルカリ洗浄(60℃;180秒)
ii)すすぎ(本管水;RT;60秒)
iii)活性化(リン酸チタン;RT、30秒)
iv)リン酸化(トリカチオン(trications);53℃、180秒)
v)すすぎ(本管水;RT、30秒)
vi)パッシベーション(passivation)(フッ化ジルコニウム;RT、45秒)vii)後すすぎ(脱塩水;RT、30秒)
viii)乾燥(対流式オーブン;100℃;7分)
i) Alkaline cleaning (60 ° C .; 180 seconds)
ii) Rinsing (main water; RT; 60 seconds)
iii) Activation (titanium phosphate; RT, 30 seconds)
iv) Phosphorylation (trications; 53 ° C., 180 seconds)
v) Rinse (main water; RT, 30 seconds)
vi) Passivation (zirconium fluoride; RT, 45 seconds) vii) Post-rinse (demineralized water; RT, 30 seconds)
viii) Drying (convection oven; 100 ° C .; 7 minutes)

その後の電気泳動コーティング及びトップコートの後、DIN EN 3665(DIN EN ISO 4628-8に従った平均値)に従った糸状腐食試験、及びVDA 621-415に従った周期的腐食試験(DIN EN ISO 4628-8)をそれぞれ実施した。塗膜下での測定されたマイグレーション(migration)がmm単位で小さいほど、耐食性が良好であった。結果を以下の表に示す。   Subsequent electrophoretic coating and topcoat, then filiform corrosion test according to DIN EN 3665 (average value according to DIN EN ISO 4628-8) and cyclic corrosion test according to VDA 621-415 (DIN EN ISO 4628-8) was implemented. The smaller the measured migration under the coating, in mm, the better the corrosion resistance. The results are shown in the table below.

Figure 2018527467
Figure 2018527467

E6及びE7の場合の防食は、何れの場合もCE6の場合と同等である。 したがって、本発明による前処理は、その後に防食処理によって達成される防食に悪影響を及ぼさない。   The anticorrosion in the case of E6 and E7 is equivalent to the case of CE6 in any case. Therefore, the pretreatment according to the present invention does not adversely affect the anticorrosion subsequently achieved by the anticorrosion treatment.

Claims (15)

アルミニウム又はアルミニウム合金の表面を有する工作物の前処理方法であって、非切削成形のため、及び/又は、同様に前処理された又は任意に別の方法でプレコートされた工作物へ、又は、鋼及び/又は亜鉛メッキ及び/又は合金亜鉛メッキされた鋼製のプレコートされた部品へ、溶接接合又は接着接合するため、そしてまたリン酸塩処理、クロムフリー化処理、プライマー塗布又は表面コーティングによる次の恒久的な腐食防止処理のための前処理方法であり、
前記工作物は、a)浸漬又は噴霧により鉱酸を含む水性の酸性溶液を用いて酸洗いされ、b)水ですすがれ、及び、c)Zr:Woの質量比(Zr/Mo金属換算)が15:1〜3.5:1であり、クロムを含まず、複合フッ化物としてのZrとモリブデン酸塩としてのMoとを含む水性の酸性溶液に、浸漬又は噴霧による塗布にて、接触され、結果として続く乾燥工程の後、それぞれの場合に、2〜15mg/mのZr及びMoの層質量を得、前記溶液は、100〜800mg/lのZrと30〜100mg/lのMo(Zr/Mo金属換算)及び2.5〜4.5のpHを有することを特徴とする方法。
A pre-treatment method for a workpiece having an aluminum or aluminum alloy surface, for non-cut forming and / or to a workpiece that has been similarly pre-treated or optionally pre-coated, or For welding or adhesive bonding to steel and / or galvanized and / or alloy galvanized steel pre-coated parts and also by phosphating, chromium-free treatment, primer application or surface coating Is a pretreatment method for permanent corrosion prevention treatment of
The workpiece is a) pickled using an aqueous acidic solution containing mineral acid by dipping or spraying, b) rinsed with water, and c) a mass ratio of Zr: Wo (in terms of Zr / Mo metal). 15: 1 to 3.5: 1, which does not contain chromium, is contacted with an aqueous acidic solution containing Zr as a composite fluoride and Mo as a molybdate, by dipping or spraying, After the resulting drying step, in each case, a layer mass of 2-15 mg / m 2 of Zr and Mo was obtained, the solution being 100-800 mg / l Zr and 30-100 mg / l Mo (Zr / Mo metal conversion) and a pH of 2.5 to 4.5.
前記工程c)における水性酸性溶液が、複合フッ化物としてのZrとモリブデン酸塩としてのMoを、Zr:Moの質量比(Zr/Mo金属換算)で13:1〜7:1である請求項1に記載の方法。   The aqueous acidic solution in the step c) is composed of Zr as a composite fluoride and Mo as a molybdate in a mass ratio of Zr: Mo (in terms of Zr / Mo metal) of 13: 1 to 7: 1. The method according to 1. アルミニウム又はアルミニウム合金の表面を有する工作物の前処理方法であって、非切削成形のため、及び/又は、同様に前処理された又は任意に別の方法でプレコートされた工作物へ、又は、鋼及び/又は亜鉛メッキ及び/又は合金亜鉛メッキされた鋼製のプレコートされた部品へ、溶接接合又は接着接合するため、そしてまたリン酸塩処理、クロムフリー化処理、プライマー塗布又は表面コーティングによる次の恒久的な腐食防止処理のための前処理方法であり、
前記工作物は、a)浸漬又は噴霧により鉱酸を含む水性の酸性溶液を用いて酸洗いされ、b)水ですすがれ、及び、c)Zr:Woの質量比(Zr/Mo金属換算)が2:1〜1:2であり、クロムを含まず、複合フッ化物としてのZrとモリブデン酸塩としてのMoとを含む水性の酸性溶液に、ローラー塗布にて、接触され、結果として続く乾燥工程の後、それぞれの場合に、2〜15mg/mのZr及びMoの層質量を得、前記溶液は、0.4〜7.5g/lのZrと0.4〜7.5g/lのMo(Zr/Mo金属換算)及び1.0〜3.0のpHを有することを特徴とする方法。
A pre-treatment method for a workpiece having an aluminum or aluminum alloy surface, for non-cut forming and / or to a workpiece that has been similarly pre-treated or optionally pre-coated, or For welding or adhesive bonding to steel and / or galvanized and / or alloy galvanized steel pre-coated parts and also by phosphating, chromium-free treatment, primer application or surface coating Is a pretreatment method for permanent corrosion prevention treatment of
The workpiece is a) pickled using an aqueous acidic solution containing mineral acid by dipping or spraying, b) rinsed with water, and c) a mass ratio of Zr: Wo (in terms of Zr / Mo metal). 2: 1 to 1: 2, free of chromium, contacted with an aqueous acidic solution containing Zr as a composite fluoride and Mo as a molybdate by roller coating, resulting in a subsequent drying step After that, in each case, a layer mass of 2-15 mg / m 2 of Zr and Mo is obtained, the solution comprising 0.4-7.5 g / l of Zr and 0.4-7.5 g / l of A method having Mo (Zr / Mo metal conversion) and a pH of 1.0 to 3.0.
前記工程c)の水性酸性溶液が、複合フッ化物としてのZrとモリブデン酸塩としてのMoを、Zr:Moの質量比(Zr/Mo金属換算)で1.4:1〜1:1.4である請求項3に記載の方法。   The aqueous acidic solution in the step c) contains Zr as a composite fluoride and Mo as a molybdate in a mass ratio of Zr: Mo (in terms of Zr / Mo metal) of 1.4: 1 to 1: 1.4. The method of claim 3, wherein 前記工程c)の水性酸性溶液が、ポリ(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸コポリマー、ポリビニルホスホン酸、ビニルホスホン酸コポリマー及びマレイン酸コポリマーから成る群から選択された少なくとも1種のポリマーを有する請求項1〜4の何れか1項に記載の方法。   The aqueous acidic solution of step c) has at least one polymer selected from the group consisting of poly (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid copolymer, polyvinylphosphonic acid, vinylphosphonic acid copolymer and maleic acid copolymer. The method according to any one of claims 1 to 4. 前記少なくとも1種のポリマーが、ポリアクリル酸及び/又はアクリル酸−マレイン酸コポリマーである請求項5に記載の方法。   The method of claim 5, wherein the at least one polymer is polyacrylic acid and / or an acrylic acid-maleic acid copolymer. 前記工作物は、界面活性剤、フッ化水素酸及び硫酸を含む溶液によって酸洗いされる請求項1〜6の何れか1項に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the workpiece is pickled with a solution containing a surfactant, hydrofluoric acid and sulfuric acid. 前記工作物は、3〜8g/lの硫酸、50〜150mg/lの遊離フッ化物及び1〜3g/lの非イオン界面活性剤を含む溶液を用いて酸洗いされる請求項7に記載の方法。   8. The workpiece according to claim 7, wherein the workpiece is pickled using a solution comprising 3-8 g / l sulfuric acid, 50-150 mg / l free fluoride and 1-3 g / l nonionic surfactant. Method. 非切削成形のための前記工作物の前処理の場合、成形プロセスの前に潤滑剤が塗布される請求項1〜8の何れか1項に記載の方法。   9. A method according to any one of the preceding claims, wherein in the case of pre-treatment of the workpiece for non-cut forming, a lubricant is applied prior to the forming process. 清浄、水すすぎ及び任意に活性化処理が、恒久的な防食処理の前に行われる請求項1〜8の何れか1項に記載の方法。   The method according to any one of claims 1 to 8, wherein the cleaning, water rinsing and optionally activation treatment is performed before the permanent anticorrosion treatment. アルミニウム又はアルミニウム合金の表面を有する工作物の前処理のための水性酸性溶液であって、前記溶液は、クロムを含まず、複合フッ化物としてのZrとモリブデン酸塩としてのMoをZr:Moの質量比(Zr/Mo金属換算)で15:1〜3.5:1有し、溶液が100〜800mg/lのZrと30〜100mg/のMo(Zr/Mo金属換算)及び2.5〜4.5のpHを有することを特徴とする溶液。   An aqueous acidic solution for pretreatment of a workpiece having an aluminum or aluminum alloy surface, said solution being free of chromium and containing Zr as a composite fluoride and Mo as a molybdate in Zr: Mo The mass ratio (Zr / Mo metal equivalent) is 15: 1 to 3.5: 1, and the solution is 100 to 800 mg / l Zr, 30 to 100 mg / Mo (Zr / Mo metal equivalent) and 2.5 to A solution characterized by having a pH of 4.5. 請求項11に記載の溶液から水又は水溶液で希釈し、任意にpHを調整することによって得ることができる濃縮物。   A concentrate obtainable by diluting the solution according to claim 11 with water or an aqueous solution and optionally adjusting the pH. アルミニウム又はアルミニウム合金の表面を有する工作物の前処理のための水性酸性溶液であって、前記溶液は、クロムを含まず、複合フッ化物としてのZrとモリブデン酸塩としてのMoをZr:Moの質量比(Zr/Mo金属換算)で 2:1〜1:2有し、溶液が0.4〜7.5g/lのZrと0.4〜7.5g/lのMo(Zr/Mo金属換算)及び1.0〜3.0のpHを有することを特徴とする溶液。   An aqueous acidic solution for pretreatment of a workpiece having an aluminum or aluminum alloy surface, said solution being free of chromium and containing Zr as a composite fluoride and Mo as a molybdate in Zr: Mo It has a mass ratio (Zr / Mo metal conversion) of 2: 1 to 1: 2, and the solution is 0.4 to 7.5 g / l of Zr and 0.4 to 7.5 g / l of Mo (Zr / Mo metal). And a solution having a pH of 1.0 to 3.0. 請求項13に記載の溶液から水又は水溶液で希釈し、任意にpHを調整することによって得ることができる濃縮物。   A concentrate obtainable by diluting the solution according to claim 13 with water or an aqueous solution and optionally adjusting the pH. アルミニウム又はアルミニウム合金の表面を有する工作物であって、前記工作物が請求項1〜10の何れか1項に記載の方法によって前処理されることを特徴とする工作物。   11. A workpiece having a surface of aluminum or aluminum alloy, wherein the workpiece is pretreated by the method according to any one of claims 1-10.
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