JP2500010B2 - 自動車パネル用アルミニウム合金表面制御板の製造方法 - Google Patents
自動車パネル用アルミニウム合金表面制御板の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車用アルミニウム
合金板に関し、より詳しくは、りん酸亜鉛処理が塗装の
下地として施されて、フード、フェンダー等の自動車用
パネル材に適用されるアルミニウム合金板並びにその製
造方法に関する。
合金板に関し、より詳しくは、りん酸亜鉛処理が塗装の
下地として施されて、フード、フェンダー等の自動車用
パネル材に適用されるアルミニウム合金板並びにその製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】自動車
用のフードやフェンダー等のパネル材としては、近年、
軽量化に対する要請に応じアルミニウム板材が採用され
つつあり、このようなアルミニウム板材としてはＪＩＳ
Ｈ４０００に規定されているＡl−Ｍg系合金(５１８２
等)が使用される場合が多い。その場合、プレス成形が
施されるため、絞りや曲げ加工性が必要であることか
ら、軟質材が用いられるのが一般的である。
用のフードやフェンダー等のパネル材としては、近年、
軽量化に対する要請に応じアルミニウム板材が採用され
つつあり、このようなアルミニウム板材としてはＪＩＳ
Ｈ４０００に規定されているＡl−Ｍg系合金(５１８２
等)が使用される場合が多い。その場合、プレス成形が
施されるため、絞りや曲げ加工性が必要であることか
ら、軟質材が用いられるのが一般的である。
【０００３】しかし、Ａl−Ｍg系合金は強度等で優れた
特性を有しているが、りん酸亜鉛処理性の点において
は、必ずしも満足できるものではなく、りん酸亜鉛皮膜
の均一化、結晶の微細化等の改善が望まれていた。
特性を有しているが、りん酸亜鉛処理性の点において
は、必ずしも満足できるものではなく、りん酸亜鉛皮膜
の均一化、結晶の微細化等の改善が望まれていた。
【０００４】すなわち、りん酸亜鉛皮膜の生成のバラツ
キが大きかったり、結晶が粗大であると、塗装後の耐食
性は所望の品質が期待できず、更に、塗装外観に不具合
を来たすことがあった。
キが大きかったり、結晶が粗大であると、塗装後の耐食
性は所望の品質が期待できず、更に、塗装外観に不具合
を来たすことがあった。
【０００５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、りん酸亜鉛処理の際に、りん酸亜鉛皮膜の
生成速度が速く、しかも、均一でかつ、結晶が緻密なり
ん亜鉛皮膜が得られると共に、りん酸亜鉛処理液を工夫
することによって、りん酸亜鉛処理後の塗装後の耐食性
に優れたアルミニウム合金表面制御板を得ることができ
る自動車パネル用アルミニウム合金表面制御板の製造方
法を提供することを目的とする。
のであって、りん酸亜鉛処理の際に、りん酸亜鉛皮膜の
生成速度が速く、しかも、均一でかつ、結晶が緻密なり
ん亜鉛皮膜が得られると共に、りん酸亜鉛処理液を工夫
することによって、りん酸亜鉛処理後の塗装後の耐食性
に優れたアルミニウム合金表面制御板を得ることができ
る自動車パネル用アルミニウム合金表面制御板の製造方
法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明者等は、Ａl−Ｍg系合金のりん酸亜鉛処理性
が良くない原因を究明すると共に、その対策について鋭
意研究を重ねた。その結果、りん酸亜鉛処理性は合金の
表面性状と密接な関係があることが判明した。
め、本発明者等は、Ａl−Ｍg系合金のりん酸亜鉛処理性
が良くない原因を究明すると共に、その対策について鋭
意研究を重ねた。その結果、りん酸亜鉛処理性は合金の
表面性状と密接な関係があることが判明した。
【０００７】すなわち、Ｍgを含有するアルミニウム合
金の場合、特に加熱して軟質化した場合は、その表面層
にはＭgが濃縮した酸化皮膜が生成することが知られて
いるが、この酸化皮膜は自動車材の塗装下地として実施
されているりん酸亜鉛処理に対して悪影響があることが
判明した。
金の場合、特に加熱して軟質化した場合は、その表面層
にはＭgが濃縮した酸化皮膜が生成することが知られて
いるが、この酸化皮膜は自動車材の塗装下地として実施
されているりん酸亜鉛処理に対して悪影響があることが
判明した。
【０００８】そこで、本発明者等は、この原因究明の結
果に基づいて酸化皮膜の悪影響を解消する方策について
種々研究を重ねた結果、表面層の性状を制御することに
よってこの問題を解決できることを見い出し、ここに本
発明をなしたものである。
果に基づいて酸化皮膜の悪影響を解消する方策について
種々研究を重ねた結果、表面層の性状を制御することに
よってこの問題を解決できることを見い出し、ここに本
発明をなしたものである。
【０００９】本発明に係る自動車パネル用アルミニウム
合金表面制御板の製造方法は、３．５〜５％のＭｇを含
有するアルミニウム合金板を、アルカリ系の水溶液で洗
浄する等して、表面層のＭｇ／Ａｌ比を０．０３５〜
０．５の範囲に制御し、次いで、フリー弗素を７５〜８
００ｐｐｍ含有するりん酸亜鉛浴でりん酸亜鉛処理する
ことを特徴とする。なお、本明細書で、組成をあらわす
％は、重量％である。
合金表面制御板の製造方法は、３．５〜５％のＭｇを含
有するアルミニウム合金板を、アルカリ系の水溶液で洗
浄する等して、表面層のＭｇ／Ａｌ比を０．０３５〜
０．５の範囲に制御し、次いで、フリー弗素を７５〜８
００ｐｐｍ含有するりん酸亜鉛浴でりん酸亜鉛処理する
ことを特徴とする。なお、本明細書で、組成をあらわす
％は、重量％である。
【００１０】
【００１１】以下に本発明を更に詳述する。
【００１２】
【作用】まず、本発明でアルミニウム合金中のＭg添加
量を３.５〜５％の範囲としたのは、自動車用パネル材
としての強度、成形性及び耐食性を確保するためであ
る。Ｍg量が３.５％未満では必要な強度が得られず、ま
た５％を超えると耐食性が低下し或いは圧延が困難とな
って板材の製造が経済的に不利となる。
量を３.５〜５％の範囲としたのは、自動車用パネル材
としての強度、成形性及び耐食性を確保するためであ
る。Ｍg量が３.５％未満では必要な強度が得られず、ま
た５％を超えると耐食性が低下し或いは圧延が困難とな
って板材の製造が経済的に不利となる。
【００１３】なお、本発明において対象とするアルミニ
ウム合金はＭgを上記添加範囲で必須成分とするが、本
発明の目的乃至効果を阻害しない範囲内でＳi、Ｆe、Ｃ
u、Ｍn、Ｃr、Ｚn、Ｔi等々を含んでいても差し支えな
い。例えば、Ｓi、Ｆe、Ｍn、Ｃr、Ｚnはそれぞれ０.２
％程度まで、Ｃuは０.５％程度まで、Ｔiは０.１％まで
の添加が許容される。
ウム合金はＭgを上記添加範囲で必須成分とするが、本
発明の目的乃至効果を阻害しない範囲内でＳi、Ｆe、Ｃ
u、Ｍn、Ｃr、Ｚn、Ｔi等々を含んでいても差し支えな
い。例えば、Ｓi、Ｆe、Ｍn、Ｃr、Ｚnはそれぞれ０.２
％程度まで、Ｃuは０.５％程度まで、Ｔiは０.１％まで
の添加が許容される。
【００１４】表面層のＭg／Ａl比が０.５を超えると、
りん酸亜鉛皮膜の生成が不均一となり、更にりん酸亜鉛
の結晶が粗大になって塗装材の耐糸錆性等、耐食性が低
下し、一方、Ｍg／Ａl比が０.０３５未満の場合には、
りん酸亜鉛皮膜の生成速度が遅くなる傾向が認められ
る。したがって、本発明においては表面層のＭg／Ａl比
を０.０３５〜０.５の範囲に制御するのである。なお、
表面層のＭg／Ａl比は光電子分光分析により測定でき
る。
りん酸亜鉛皮膜の生成が不均一となり、更にりん酸亜鉛
の結晶が粗大になって塗装材の耐糸錆性等、耐食性が低
下し、一方、Ｍg／Ａl比が０.０３５未満の場合には、
りん酸亜鉛皮膜の生成速度が遅くなる傾向が認められ
る。したがって、本発明においては表面層のＭg／Ａl比
を０.０３５〜０.５の範囲に制御するのである。なお、
表面層のＭg／Ａl比は光電子分光分析により測定でき
る。
【００１５】表面層のＭg／Ａl比を制御する方法として
は、Ｍg／Ａl比を上記範囲に調整できる方法であれば特
に制限されない。しかし、工業的な生産を考慮した場
合、アルカリ系水溶液による化学的な処理(洗浄)が最も
好ましい手段である。アルカリ系水溶液としては、例え
ば、りん酸ソーダ系水溶液等の弱アルカリ水溶液が挙げ
られる。硝酸等の酸水溶液は、Ａl−Ｍg系合金に生成し
た酸化皮膜を除去する有効な処理液ではあるが、Ｍg／
Ａl比を上記範囲に制御することは著しく困難である。
は、Ｍg／Ａl比を上記範囲に調整できる方法であれば特
に制限されない。しかし、工業的な生産を考慮した場
合、アルカリ系水溶液による化学的な処理(洗浄)が最も
好ましい手段である。アルカリ系水溶液としては、例え
ば、りん酸ソーダ系水溶液等の弱アルカリ水溶液が挙げ
られる。硝酸等の酸水溶液は、Ａl−Ｍg系合金に生成し
た酸化皮膜を除去する有効な処理液ではあるが、Ｍg／
Ａl比を上記範囲に制御することは著しく困難である。
【００１６】なお、下地処理として適用されるりん酸亜
鉛浴は、フリー弗素として７５〜８００ppm添加した浴
である場合に本発明の効果が顕著である。７５ppm未満
ではりん酸亜鉛の結晶は粗大になると共に所望の皮膜量
が得られない。また、８００ppmを超えると金属に対す
る溶解性が増大し、浴槽や配管材料を腐食し易くなると
共にアルミニウムの溶解が優先し、りん酸亜鉛皮膜の生
成が困難となる。フリー弗素はＨＦ、ＮaＦ或いはＫＦ
の形で添加できる。
鉛浴は、フリー弗素として７５〜８００ppm添加した浴
である場合に本発明の効果が顕著である。７５ppm未満
ではりん酸亜鉛の結晶は粗大になると共に所望の皮膜量
が得られない。また、８００ppmを超えると金属に対す
る溶解性が増大し、浴槽や配管材料を腐食し易くなると
共にアルミニウムの溶解が優先し、りん酸亜鉛皮膜の生
成が困難となる。フリー弗素はＨＦ、ＮaＦ或いはＫＦ
の形で添加できる。
【００１７】次に本発明の実施例を示す。
【００１８】
【実施例１】
【表１】 に示す化学成分を有するアルミニウム合金を用いて常法
により供試材(板材)を作成した。但し、最終熱処理とし
て３７０℃×３時間のバッチ焼鈍或いは５５０℃×２０
秒の連続焼鈍を施して軟質化した。
により供試材(板材)を作成した。但し、最終熱処理とし
て３７０℃×３時間のバッチ焼鈍或いは５５０℃×２０
秒の連続焼鈍を施して軟質化した。
【００１９】各供試材の板厚を１mmとし、７０mm×１５
０mmの矩形の板材を以下の条件のりん酸亜鉛処理に供し
た。試験数１０枚のりん酸亜鉛皮膜の付着量、バラツキ
(標準偏差)及び結晶の生成状態を走査電子顕微鏡によっ
て観察した。
０mmの矩形の板材を以下の条件のりん酸亜鉛処理に供し
た。試験数１０枚のりん酸亜鉛皮膜の付着量、バラツキ
(標準偏差)及び結晶の生成状態を走査電子顕微鏡によっ
て観察した。
【００２０】 〔りん酸亜鉛処理条件〕 脱 脂：弱アルカリ液（ｐＨ＝１０.５）、４０℃にて
２分浸漬表面調整：コロイダルチタン水溶液１.５g/l、
室温にて１５秒浸漬りん酸亜鉛処理：りん酸亜鉛水溶液
(全酸度２２ポイント、遊離酸度０.８ポイント、フリー
弗素１５０ppm)、４２℃にて２分浸漬
２分浸漬表面調整：コロイダルチタン水溶液１.５g/l、
室温にて１５秒浸漬りん酸亜鉛処理：りん酸亜鉛水溶液
(全酸度２２ポイント、遊離酸度０.８ポイント、フリー
弗素１５０ppm)、４２℃にて２分浸漬
【００２１】なお、表面調整は、りん酸亜鉛皮膜結晶を
微細化するために実施するものであり、本実施例で示し
た他に通常の鋼板用に用いられるているものであれば適
用可能である。また、フリー弗素はＨＦの形で投入し
た。
微細化するために実施するものであり、本実施例で示し
た他に通常の鋼板用に用いられるているものであれば適
用可能である。また、フリー弗素はＨＦの形で投入し
た。
【００２２】また、表面層のＭg／Ａl比は、光電子分光
分析器(島津製作所製ＥＳＣＡ８５０Ｍ)によりＭgとＡl
のピーク高さを求めて、Ｍg／Ａl比を算出した。
分析器(島津製作所製ＥＳＣＡ８５０Ｍ)によりＭgとＡl
のピーク高さを求めて、Ｍg／Ａl比を算出した。
【００２３】更に、耐食性は、りん酸亜鉛処理した供試
材をカチオン電着(３０μm)後、中塗り(４０μm)、上塗
り(４０μm)した塗装板にカッターで十字傷を入れ、次
の条件で腐食試験を１０００時間実施し、最大糸錆長さ
を求めて評価した。
材をカチオン電着(３０μm)後、中塗り(４０μm)、上塗
り(４０μm)した塗装板にカッターで十字傷を入れ、次
の条件で腐食試験を１０００時間実施し、最大糸錆長さ
を求めて評価した。
【００２４】 〔腐食試験条件〕 塩水噴霧(ＪＩＳ Ｚ２３７１)２４時間 ↓ 純水浸漬１秒 ↓ 湿潤 ５０℃×８０％ＲＨ １０日 ↓ ５％食塩水浸漬１秒 （湿潤→食塩水浸漬を繰り返す）
【００２５】これらの結果を
【表２】 に示す。表２より明らかなように、本発明材はいずれ
も、従来材や比較材に比べ、りん酸亜鉛処理性が優れて
おり、更に耐食性も優れている。
も、従来材や比較材に比べ、りん酸亜鉛処理性が優れて
おり、更に耐食性も優れている。
【００２６】
【実施例２】りん酸亜鉛浴中のフリー弗素量を
【表３】 に示すように種々変え、他の条件は実施例１と同様と
し、表１に示した供試材についてりん酸亜鉛処理性及び
耐食性を調べた。その結果は、表３に示すとおり、本発
明材は顕著な効果が得られていることがわかる。
し、表１に示した供試材についてりん酸亜鉛処理性及び
耐食性を調べた。その結果は、表３に示すとおり、本発
明材は顕著な効果が得られていることがわかる。
【００２７】一方、りん酸亜鉛処理浴として、ＨＦを用
いてフリー弗素を各々５０ppm、１２００ppm含有させた
浴を用い、同様の要領にて腐食試験を行なったが、いず
れの比較材も、りん酸亜鉛の皮膜量が０.５g／m2未満と
なり、糸錆最大長さが４mm以上で、所望の耐糸錆び性が
得られなかった。
いてフリー弗素を各々５０ppm、１２００ppm含有させた
浴を用い、同様の要領にて腐食試験を行なったが、いず
れの比較材も、りん酸亜鉛の皮膜量が０.５g／m2未満と
なり、糸錆最大長さが４mm以上で、所望の耐糸錆び性が
得られなかった。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
リン酸亜鉛処理の際に、リン酸亜鉛皮膜の生成速度が速
く、しかも、均一でかつ結晶が緻密なリン酸亜鉛皮膜が
得られると共に、リン酸亜鉛処理後の塗装後の耐食性が
優れたアルミニウム合金表面制御板の製造方法が得られ
る。この本発明方法により製造されたアルミニウム合金
表面制御板は、自動車パネル用材料として好適である。
リン酸亜鉛処理の際に、リン酸亜鉛皮膜の生成速度が速
く、しかも、均一でかつ結晶が緻密なリン酸亜鉛皮膜が
得られると共に、リン酸亜鉛処理後の塗装後の耐食性が
優れたアルミニウム合金表面制御板の製造方法が得られ
る。この本発明方法により製造されたアルミニウム合金
表面制御板は、自動車パネル用材料として好適である。
フロントページの続き (72)発明者 中務幹郎 広島県安芸郡府中町柳ヶ丘38−22 (72)発明者 宮崎直治 広島県広島市中区江波南１−９−２ (56)参考文献 特開 平２−57655（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】 ３．５〜５重量％のＭｇを含有するアル
ミニウム合金板を、表面層のＭｇ／Ａｌ比を０．０３５
〜０．５の範囲に制御し、次いで、フリー弗素を７５〜
８００ｐｐｍ含有するりん酸亜鉛浴でりん酸亜鉛処理す
ることを特徴とする自動車パネル用アルミニウム合金表
面制御板の製造方法。 - 【請求項２】 ３．５〜５重量％のＭｇを含有するアル
ミニウム合金板を、アルカリ系の水溶液を用いて洗浄し
て、表面層のＭｇ／Ａｌ比を０．０３５〜０．５の範囲
に制御し、次いで、フリー弗素を７５〜８００ｐｐｍ含
有するりん酸亜鉛浴でりん酸亜鉛処理することを特徴と
する自動車パネル用アルミニウム合金表面制御板の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19914131382 DE4131382A1 (de) | 1990-09-21 | 1991-09-20 | Oberflaechenbehandeltes aluminiumlegierungsblech fuer den automobilbau und verfahren zu dessen herstellung |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25389390 | 1990-09-21 | ||
| JP2-253893 | 1990-09-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04214835A JPH04214835A (ja) | 1992-08-05 |
| JP2500010B2 true JP2500010B2 (ja) | 1996-05-29 |
Family
ID=17257567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3042933A Expired - Fee Related JP2500010B2 (ja) | 1990-09-21 | 1991-02-15 | 自動車パネル用アルミニウム合金表面制御板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2500010B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6143431B2 (ja) | 2012-09-20 | 2017-06-07 | 株式会社神戸製鋼所 | アルミニウム合金板、これを用いた接合体および自動車用部材 |
| JP6290042B2 (ja) * | 2014-08-27 | 2018-03-07 | 株式会社神戸製鋼所 | 接着耐久性に優れたアルミニウム合金材および接合体、または自動車部材 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3631759A1 (de) * | 1986-09-18 | 1988-03-31 | Metallgesellschaft Ag | Verfahren zum erzeugen von phosphatueberzuegen auf metalloberflaechen |
| JPH01240675A (ja) * | 1988-03-19 | 1989-09-26 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | Ａｌ製自動車ボデーパネルの表面処理方法 |
| JPH07116629B2 (ja) * | 1988-06-17 | 1995-12-13 | 株式会社神戸製鋼所 | 脱脂性に優れたＭｇ含有アルミニウム合金板の製造方法 |
| JPH0257655A (ja) * | 1988-08-24 | 1990-02-27 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 表面処理特性にすぐれた成形用アルミニウム合金板材の製造方法 |
-
1991
- 1991-02-15 JP JP3042933A patent/JP2500010B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04214835A (ja) | 1992-08-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |