JP2639846B2 - アルミニウムまたはアルミニウム合金の表面洗浄用液組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、アルミニウムまたはアルミニウム合金の表
面洗浄用液組成物に関し、特に表面処理後の優れた平滑
性と表面層の密着性を保証する前処理洗浄用液組成物の
提供に関する。

［従来技術］ 従来、アルミニウムまたはアルミニウム合金の表面処
理方法として、置換メッキ法、電気メッキ法あるいは陽
極酸化法などが知られている。

これらの処理法による表面処理効果を完全ならしめる
ために、前処理段階でアルミニウムまたはアルミニウム
合金の表面を化学酸洗浄液で前処理することが行われて
いる。この場合、これらの金属材料の前処理は、材料表
面の脱脂を行った後、化学酸洗浄液で洗浄するという方
法で行うのが一般的である。

通常、化学酸洗浄液としては硝酸系の洗浄液が用いら
れており、ダイカスト用合金であるAl−Si合金（ADC10
およびADC12として市販されている）や、Al−Mg合金（A
DC5として市販されている）の場合には、フッ酸または
酸性フッ化アンモニウムを添加した硝酸−フッ素系の洗
浄液が用いられている。

しかしながら上述のごとくそれぞれ特定の洗浄液を用
いてダイカスト合金を洗浄し、目的の金属層または金属
酸化物層を形成したとしても、ピンホール、ふくれある
いは密着不良などの欠陥が生じるのを完全に防ぐことは
できなかった。

［発明が解決しようとする課題］ 上述のように従来の酸洗浄では、洗浄の対象となる金
属または合金の種類によってそれぞれ特定の液を用いて
いたが、それでも尚かつピンホールやふくれ等の欠陥が
生じていた。したがって、洗浄対象とするアルミニウム
またはアルミニウム合金の種類にかかわらず、ピンホー
ルやふくれ等を生ぜずに密着性の良好な金属層または金
属酸化物層を形成できるように前処理することのできる
化学的酸洗浄用液組成物の出現が待望されていた。

［課題を解決するための手段］ 本発明者等は斯る課題を解決するために鋭意研究した
結果、従来の硝酸−フッ素系洗浄液に少量のニッケルお
よびビスマスを添加して改質した洗浄液を前処理工程で
用いると、その後の表面処理工程でピンホールやふくれ
等が発生しないことを見い出し本発明を達成した。

すなわち本発明は、硝酸５〜12.5mol/、フッ素0.1
〜10mol/を含み、かつニッケル0.01〜1mol/および
ビスマス0.0005〜0.5mol/のうち少なくとも一方、好
ましくは両方を含み、かつ実質的に塩素を含まない水溶
液からなることを特徴とするアルミニウムまたはアルミ
ニウム合金の表面洗浄用液組成物に関するものである。

［作 用］ 通常、アルミニウムまたはアルミニウム合金の表面処
理を困難にしている原因は、素材表面へのCu、Si、FeAl
₃、CuAl₂等の成分の偏析等に起因する表面状態の不均一
化であることが知られている。このため良好な処理表面
を得るためには、化学酸洗浄により、これらの偏析物を
溶解させることが必要である。

従来、この目的の化学酸洗浄液として硝酸・フッ素系
の洗浄液が用いられているが、これは以下の理由によ
る。すなわち硝酸は、アルミニウムの不働態化皮膜を形
成させてアルミニウムの溶解を抑制する効果があるため
である。この場合、処液は濃硝酸溶液の方が腐食量が低
減化されるため好ましい。これはアルミニウムの溶解を
抑制しつつ、Cu等の偏析物を優先的に溶解させることが
できるので、濃硝酸溶液の方が好ましいからである。処
理液の硝酸濃度は５〜12.5mol/が好ましい。

一方、フッ素イオンは、Si、Mg等の偏析物の溶解、脱
離を促進する作用がある。処理液のフッ素濃度は、0.1
〜10mol/が好ましい。

上述のように、主として硝酸−フッ酸からなる洗浄液
が従来使用されてきたが、比較例に示すごとく、ピンホ
ール等の発生を充分に防止することはできなかった。そ
こで、本発明者は、ニッケルとビスマスを添加すること
によって、さらに改良された洗浄液を開発した。

ニッケルを添加した洗浄液を用いると、局部的なニッ
ケルの析出、溶解反応が生じ、これらの反応過程で上記
偏析物の溶解が生じるものと考えられる。ニッケル源と
しては、硝酸ニッケル、硫酸ニッケル等を使用すること
が好ましい。塩化ニッケルを使用すると、それから生じ
る塩素イオンがアルミニウムの溶解を促進するため好ま
しくない。ニッケルの添加量は液のニッケル濃度が0.01
〜1mol/となるような量とすることが好ましい。

以上述べたように、ニッケルの添加により、化学的酸
洗浄の効果は明らかに改善されたが、さらにビスマスを
添加すると、洗浄効果がもっと改善されることがわかっ
た。

ビスマス源としては、酸化ビスマス、硝酸ビスマス等
を使用することができる。ビスマスの添加量は液のビス
マス濃度が0.0005〜0.5mol/となるような量が好まし
い。

ビスマスを添加した洗浄液を前処理工程で用いると、
アルミニウムまたはアルミニウム合金の表面が黒色化す
るが、次工程での硝酸水溶液への浸漬によりこの黒色は
除去できる。

以下、実施例をもって詳細に説明する。

［実施例］ アルミニウム−Si合金である市販合金ADC12を処理対
象材として，第１表に示す組成の硝酸−フッ酸−ニッケ
ル−ビスマス含有洗浄液を用いて前処理の表面洗浄を行
い、これを含めて以下の手順によりニッケル電気メッキ
を行った。

脱脂 化学酸洗浄 硝酸浸漬 亜鉛置換メッキ 硝酸浸漬 亜鉛置換メッキ 銅メッキ ニッケルメッキ 得られたメッキ処理後の合金を外観検査した結果は、
第１表に示す通りであり、製品は平滑性に富みかつ、メ
ッキ層の密着性が良好な合金であった。

［比較例］ 実施例と同様のアルミニウム−Si合金を処理対象材と
して、第１表に示す組成の硝酸−フッ酸液を化学酸洗浄
液として用いて実施例に示した手順でニッケル電気メッ
キ処理を行った。

得られた合金の外観検査を行ったところ、微小突起、
ふくれあるいはピンホール等が見られた。

［発明の効果］ 本発明の表面洗浄用液組成物は、上述のように従来公
知の硝酸−フッ酸系洗浄液にニッケルおよびビスマスの
うち少なくとも一方、好ましくは両方を添加した組成の
水溶液であるが、該組成液を表面処理の前処理用洗浄液
として使用するとメッキ層や金属酸化物層におけるピン
ホールやふくれ等の発生を充分に防止することができ
る。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】硝酸５〜12.5mol/l、フッ素0.1〜10ml/lを
   含み、かつニッケル0.01〜1mol/lおよびビスマス0.0005
   〜0.5mol/lのうち少なくとも一方を含み、かつ実質的に
   塩素を含まない水溶液からなるアルミニウムまたはアル
   ミニウム合金の表面洗浄用液組成物。