JP2648678B2 - 耐食性と化成処理性に優れた亜鉛系合金めっきアルミニウム板 - Google Patents

耐食性と化成処理性に優れた亜鉛系合金めっきアルミニウム板

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JP2648678B2
JP2648678B2 JP4088497A JP8849792A JP2648678B2 JP 2648678 B2 JP2648678 B2 JP 2648678B2 JP 4088497 A JP4088497 A JP 4088497A JP 8849792 A JP8849792 A JP 8849792A JP 2648678 B2 JP2648678 B2 JP 2648678B2
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公隆 林
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高橋  彰
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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、耐食性と化成処理性に
優れた亜鉛系合金めっきアルミニウム板に係わり、種々
の用途、例えば自動車用アルミニウム板として適用でき
る亜鉛系合金めっきアルミニウム板に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術と課題】近年、環境問題に対する意識が高
まる中、自動車の燃費の改善を目的とした軽量化が真剣
に検討されるようになった。そのひとつの方法として、
ボディパネルへのアルミニウム板の採用が上げられる。
ところで、ボディパネルへのアルミニウム板の採用にあ
たっては、種々の問題が生じる。なかでも、自動車の防
錆技術として、一般に採用されているリン酸亜鉛皮膜の
形成を目的とした化成処理を行った場合、次のような問
題が生じる。 (1)アルミニウム板上に、少量のリン酸亜鉛皮膜しか
形成されない。 (2)鋼板とアルミニウム板を同時にリン酸亜鉛処理し
たとき、リン酸亜鉛処理液中へ溶解したアルミニウムイ
オンによって、鋼板へのリン酸亜鉛皮膜の形成が阻害さ
れる。
【0003】アルミニウム板の表面に亜鉛めっきを施
し、リン酸亜鉛処理性を改善する試みは、既に特開昭6
1−157693号公報などで行われてきているが、こ
れらの技術は、アルミニウム板の全面にめっきを施すこ
とで、リン酸亜鉛浴中へのアルミニウムイオンの溶出防
止を目的としたものである。しかしながら、現実的には
処理面積や付着量が増加すれば、処理コストが増加し、
工業的に好ましくない。さらにリン酸亜鉛処理後におい
て亜鉛が層として残留すると、塗膜に膨れを生じ易くな
るため、好ましくない。
【0004】このため、特開平4−17677号、特開
平4−17678号、特開平4−17679号、特開平
4−17680号公報などでは、めっき付着量を1g/
2以下として、リン酸亜鉛処理浴中でめっきを溶かし
てしまい、アルミニウム板表面にリン酸亜鉛皮膜を析出
させている。しかし、実際の製造ラインでは、リン酸亜
鉛処理浴は、常時変化しており、めっきが溶け残る可能
性も否定できない。このような場合、薄く層状に残った
めっきによって、耐食性が劣化し、好ましくない。ま
た、前述の特開平4−17677号公報などでは、めっ
き方法として、化学置換めっきを用いている。化学置換
めっきは、化学反応を利用しためっきであるため、付着
むらなどの不均質性があり、外観上好ましくない。さら
に実際に工業化する場合には、化学置換めっき法は、付
着量のコントロールや浴管理を改善する必要があり、好
ましくない。
【0005】電気めっきの下地処理法として陽極酸化皮
膜を利用する方法としては、リン酸浴陽極酸化法や、特
開昭55−154599号公報などの硫酸浴陽極酸化皮
膜法が行われているが、どちらも、陽極酸化皮膜を厚く
つけるため、作業性が悪く、多量の電力を必要とし、コ
ストがかかるので好ましくない。本発明は、上記従来技
術の問題点を解決し、リン酸亜鉛処理を施した場合にお
いて、優れた耐食性と優れた化成処理性を有する亜鉛系
合金めっきアルミニウム板を低コストで提供する事を目
的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、これらの
問題点を解決すべく低コストで耐食性に優れるめっき方
法の開発について鋭意研究を重ねた結果、アルミニウム
板の表面に陽極酸化皮膜を形成し、この皮膜上にリン酸
亜鉛を均一微細に析出させる事により、塗装後の耐食性
向上に著しい改善効果が得られることを見いだした。
尚、ここでアルミニウム板とアルミニウム合金板をも含
めた意味で単にアルミニウム板と称する。アルミニウム
板表面の陽極酸化皮膜上にリン酸亜鉛を均一微細に析出
させるためには、この皮膜上に亜鉛系合金めっきを粒状
に形成させ、この粒状の亜鉛系合金めっきをリン酸亜鉛
浴中でアノードとして作用させることにより、アルミニ
ウム板表面の陽極酸化皮膜上及び亜鉛系合金めっき上に
リン酸亜鉛を均一微細に析出させることができることを
見いだした。このようにめっきを粒状に析出させておく
と、アルミニウム板表面にリン酸亜鉛皮膜を形成できる
だけでなく、残っためっきが膨れの原因となることもな
いので、耐食性の向上にも役立つ。
【0007】以上の知見に基づいて本発明を完成したも
のである。すなわち、本発明の要旨は、 1)アルミニウム板あるいはアルミニウム合金板の表面
に陽極酸化皮膜を形成し、この皮膜上に亜鉛系合金めっ
きを粒状に、 (1)個々の粒の被覆面積を、0.01μm〜100
μm (2)粒による板表面の被覆率を5〜90% (3)粒の高さを、0.11μm〜10μmとして形成
せしめ、リン酸亜鉛の均一微細析出により塗装後塗膜膨
れを防止する事を特徴とする耐食性と化成処理性に優れ
た亜鉛系合金めっきアルミニウム板。 2)アルミニウム板あるいはアルミニウム合金板を、硫
酸を主成分とする浴中において陽極酸化処理して表面に
硫酸皮膜を形成せしめ、この皮膜上に亜鉛系合金めっき
を粒状に、 (1)個々の粒の被覆面積を、0.01μm2〜100
μm (2)粒による板表面の被覆率を5〜90% (3)粒の高さを、0.1μm〜10μmとして形成せ
しめ、リン酸亜鉛の均一微細析出により塗装後塗膜膨れ
を防止する事を特徴とする耐食性と化成処理性に優れた
亜鉛系合金めっきアルミニウム板の製造方法にある。以
下に本発明を詳細に説明する。
【0008】
【作用】本発明において、亜鉛系合金めっきの効果は、
化成処理性の向上である。亜鉛系合金めっきは、めっき
後粒状に存在し、あるものは独立しており、あるものは
相互に連絡している状態でアルミニウム板表面に分散し
て存在し、 (1)個々の粒の被覆面積を、0.01μm2〜100
μm2 (2)粒による板表面の被覆率を5〜90% (3)粒の高さを、0.1μm〜10μm の範囲にしたものである。ここで亜鉛系合金めっきと
は、Fe、Ni、Co、Cr、Al、Mnなどの1種ま
たは2種以上の合金元素を含有する亜鉛系合金めっきを
指すものであり、合金元素含有率は1〜90%である。
これらのめっきを用いる理由は、アルミニウムや鉄が糸
錆を発生しやすいのに対し、亜鉛系合金めっきには一般
的に糸錆はみられず、亜鉛単独めっきに比べ耐食性も良
いため、錆幅の抑制効果にも優れている。
【0009】ここで粒の被覆面積とは、めっき粒のアル
ミニウム板表面に垂直に投影した面積、粒による板表面
の被覆率は、アルミニウム板の表面積に対する粒で被覆
された面積の割合、粒の高さは、粒の最大高さをいう。
かく粒の被覆面積を0.01μm2〜100μm2に限定
した理由は、0.01μm2未満では、めっきを作成す
ることが、工業的に困難であるためであり、100μm
2超では、粒状にする経済的優位が失われるからであ
る。望ましくは、0.1μm2〜100μm2である。ま
た同時に、粒の占める面積百分率を5〜90%に限定し
た理由は、5%未満では化成処理性を向上させる効果が
不充分であり、90%超では、粒同士が互いに連絡し
て、粒状にする意義が失われるからである。また、同時
に、粒の高さを0.1μm〜10μmに限定した理由
は、0.1μm未満では化成処理性を向上させる効果が
不十分であり、10μm超では粒状にする経済的優位性
が失われるからである。
【0010】亜鉛系合金めっきを粒状に存在させる方法
としては、めっき後に所定の粒状を確保されれば、いか
なる方法でもよく、代表的に次のようなものを挙げるこ
とができる。まず使用するアルミニウム板としては、通
常の工程により圧延後、焼鈍したもの、或いは圧延まま
のものを用いる。このアルミニウム板を脱脂、洗浄後、
硫酸を主成分とする浴中において、アルミニウム板をア
ノードとして、1A/dm2×10秒以上電流を流し、
アルミニウム板表面に薄い陽極酸化皮膜を形成せしめ、
この皮膜上に電気めっきを行う。この電気めっきは、通
常鋼に行われている亜鉛系合金めっきを行う。
【0011】アルミニウム板への陽極酸化皮膜の作成
は、めっき浴が硫酸浴である場合、めっき浴中で作成す
ることも可能であるし、設備などの都合上、陽極酸化皮
膜の作成と、めっきの作成を別に行ってもなんら問題は
ない。また、アルミニウム板に陽極酸化皮膜を作成する
ための電流は、特に規定しないが、上記のように少量流
せば、十分に効果があること、また大量に流すと消費電
力が大きくなると同時に、次のめっき工程でも大きな電
力が必要になることから、できるだけ少量ですませるべ
きである。以下、本発明を実施例によって、具体的に説
明する。
【0012】
【実施例】まず、素材としてJIS5182−O材の圧
延板を準備し、これを脱脂、洗浄後、硫酸を主成分とす
る浴中において、アルミニウム板をアノードとして、1
A/dm2×10秒電流を流し、アルミニウム板表面に
薄い陽極酸化皮膜を形成せしめ、この皮膜上に浴中のZ
2+の金属イオンの濃度が1.0mol/l、およびF
2+の金属イオンの濃度が2.0mol/lであり、浴
のpHが1の硫酸めっき浴中で表1に示す種々の亜鉛−
鉄電気合金めっきを行った。めっき粒の皮膜面積、粒の
面積百分率、粒の高さはSEMを用いて測定した。上記
のめっきアルミニウム板にリン酸亜鉛処理を行い、化成
処理性を調べた。その結果を表1に示す。めっき合金の
粒による板表面の被覆率が、5%以上の試料では、アル
ミニウム板表面にリン酸亜鉛が均一微細に析出した。
【0013】上記のめっきアルミニウム板に以下の試験
条件で、 試験片寸法:1.0mm×70mm×150mm サンプル調整:めっきアルミニウム板に化成処理+3コ
ート後、塗装に下地に達するスクラッチ傷を入れた。 試験環境:塩水噴霧+湿潤環境。 耐食性試験を行いその結果を同じく表1に示す。めっき
合金の粒による板表面の被覆率が、5%以上の試料で
は、アルミニウム板表面にリン酸亜鉛が均一微細に析出
しているため、糸錆は見られなかったが、めっき合金の
粒による板表面の被覆率が、90%以上の試料では、塗
膜に膨れを生じた。
【0014】比較例 まず、素材としてJIS5182−O材の圧延板を準備
し、これを脱脂、酸洗後、アルカリ置換めっき法(Zn
O30〜100g/l、NaOH400g/l、pH>
12、常温で浸漬)で、めっきを行った。このとき形成
された粒の平均被覆面積は0.03μm2で、めっき合
金の粒による板表面の被覆率は95%で、粒の高さは
0.1μmであった。このめっきアルミニウム板に、実
施例1と同じ試験条件で、耐食性試験を行ったところ、
糸錆の発生が認められ、めっきによる耐食性の向上は認
められなかった。
【0015】
【表1】
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、亜鉛系合金めっきを従
来のごとく均一な厚さに付着させることなく、めっきを
粒状に付着させることにより、化成処理性、耐食性に優
れためっきアルミニウム板を製造することができるのみ
ならず、従来の鋼板を処理する連続電気めっき設備をそ
のまま使用して、亜鉛系合金めっきアルミニウム板を作
製できるため、製造コスト、設備メインテナンスなどの
面で大きな効果をもたらす。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 彰 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株 式会社 技術開発本部内 (56)参考文献 特開 平4−32598(JP,A) 特開 昭61−37997(JP,A) 特開 平5−279891(JP,A) 特開 平5−1400(JP,A) 特開 平4−297595(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミニウム板あるいはアルミニウム合
    金板の表面に陽極酸化皮膜を形成し、この皮膜上に亜鉛
    系合金めっきを粒状に、 (1)個々の粒の被覆面積を、0.01μm〜100
    μm (2)粒による板表面の被覆率を5〜90% (3)粒の高さを、0.1μm〜10μmとして形成せ
    しめ、リン酸亜鉛の均一微細析出により塗装後塗膜膨れ
    を防止する事を特徴とする耐食性と化成処理性に優れた
    亜鉛系合金めっきアルミニウム板。
  2. 【請求項2】 アルミニウム板あるいはアルミニウム合
    金板を、硫酸を主成分とする浴中において陽極酸化処理
    して表面に硫酸皮膜を形成せしめ、この皮膜上に亜鉛系
    合金めっきを粒状に、 (1)個々の粒の被覆面積を、0.01μm2〜100
    μm (2)粒による板表面の被覆率を5〜90% (3)粒の高さを、0.1μm〜10μmとして形成せ
    しめ、リン酸亜鉛の均一微細析出により塗装後塗膜膨れ
    を防止する事を特徴とする耐食性と化成処理性に優れた
    亜鉛系合金めっきアルミニウム板の製造方法。
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JPS6137997A (ja) * 1984-07-30 1986-02-22 Pilot Precision Co Ltd アルミニウム又はアルミニウム合金の表面処理方法
JP2719434B2 (ja) * 1990-05-25 1998-02-25 株式会社神戸製鋼所 塗膜密着性および塗装後耐食性の優れたAlまたはAl合金材
JP2624079B2 (ja) * 1992-04-03 1997-06-25 住友金属工業株式会社 アルミニウム帯への亜鉛系電気メッキ方法と装置

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