JP2783466B2 - 金属材料の化成処理方法 - Google Patents

金属材料の化成処理方法

Info

Publication number
JP2783466B2
JP2783466B2 JP3085955A JP8595591A JP2783466B2 JP 2783466 B2 JP2783466 B2 JP 2783466B2 JP 3085955 A JP3085955 A JP 3085955A JP 8595591 A JP8595591 A JP 8595591A JP 2783466 B2 JP2783466 B2 JP 2783466B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chemical conversion
conversion treatment
fluorine
concentration
treatment method
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP3085955A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH04297585A (ja
Inventor
均 石井
治 古山
良治 森田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NIPPON PAAKARAIJINGU KK
Original Assignee
NIPPON PAAKARAIJINGU KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NIPPON PAAKARAIJINGU KK filed Critical NIPPON PAAKARAIJINGU KK
Priority to JP3085955A priority Critical patent/JP2783466B2/ja
Publication of JPH04297585A publication Critical patent/JPH04297585A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2783466B2 publication Critical patent/JP2783466B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/05Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
    • C23C22/06Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
    • C23C22/34Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing fluorides or complex fluorides
    • C23C22/36Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing fluorides or complex fluorides containing also phosphates
    • C23C22/362Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing fluorides or complex fluorides containing also phosphates containing also zinc cations

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鉄系金属材料及びアル
ミニウム系金属材料から選ばれる1種又は2種以上から
構成される金属構成体、具体的には自動車車体、家庭電
気製品などの表面に、塗装後の耐食性ならびに塗膜密着
性の優れたリン酸亜鉛系化成皮膜を形成させるための新
規なリン酸亜鉛系化成処理液を使用する金属材料の化成
処理方法に関するものである。
【0002】本発明は具体的には前記皮膜を形成させる
ために、リン酸亜鉛系化成処理液中の遊離フッ素濃度及
び遊離フッ素濃度とpHの適正なる関係を規定するもの
であり、特にアルミニウム系金属及び該金属を含む構成
体に対し、優れた化成処理性を示すリン酸亜鉛系化成処
理液の管理方法に関するものである。
【0003】なお鉄系金属材料とは鉄鋼、鉄鋼板および
鉄鋼板上に亜鉛めっきまたは亜鉛系めっき処理を施した
亜鉛系めっき鋼板、アルミニウム系金属材料とはアルミ
ニウム、アルミニウム合金およびこれらの板材の総称で
ある。
【0004】
【従来技術】一般にリン酸塩系化成処理液は亜鉛等の金
属成分濃度、促進剤濃度、全酸度および遊離酸度等が管
理されている。これらの中で金属成分濃度、促進剤濃度
および全酸度は処理液中の各種成分濃度を示すものであ
るが、遊離酸度は処理液の中和状態、即ち処理液がいか
に皮膜析出しやすい状態に保たれているかを示す指標で
ある。遊離酸度の管理法としては、指示薬を用いて中和
滴定法で測定する方法とpHにより管理する方法が一般
的であり、従来これらを特定の範囲内に保つように管理
されている。
【0005】また遊離酸度と遊離フッ素の割合を規定す
る方法として特開昭63−157879号公報に開示
されており、これは下記計算式に基づいて管理する方法
に関するものである。
【数2】 遊離酸度=(0.5〜1)+(0.002〜0.012)×遊離フッ素
【0006】
【発明が解決しようとする課題】リン酸亜鉛系化成処理
液を用いて各種金属材料を処理する場合、特に被処理金
属中にアルミニウム系金属材料を含む場合は処理液中に
フッ素成分を添加する必要があるが、この場合処理液の
遊離酸度を特定するための手段として処理液を一定のp
Hの範囲内に管理しようとすると、化成不良を生じるこ
とがあり、また処理液の遊離酸度を特定するための手段
として指示薬を用いた中和滴定法による場合に、もしフ
ッ素成分濃度が高いときは、特に指示薬の終点の判定が
困難になるといった問題がある。
【0007】また遊離酸度と遊離フッ素の割合を規定す
るの方法では、遊離フッ素濃度が高くなると遊離酸度
も上昇させなければならないので、この様な手段の実施
において特に遊離フッ素濃度が高い場合は充分な化成性
が得られないといった問題が起こる。
【0008】
【課題を解決しようとする手段】この様な従来技術の抱
える問題点および課題を解決するために鋭意検討した結
果、リン酸亜鉛系化成処理液中の遊離フッ素濃度を10
0ppm〜600ppmに保ち、かつpHを下記計算式
で規定する範囲内に管理することにより、
【数1】 F/500+(2.8〜3.1)=pH F:遊離フッ素イオン(F-)濃度(ppm) 各種金属材料、特にアルミニウム系金属および該金属を
含む構成体に対し、優れた化成処理性を示すことを見い
だした。
【0009】本発明におけるリン酸亜鉛系化成処理液中
にはフッ化物イオンおよび錯フッ化物イオンから選ばれ
る1種又は2種以上のフッ素化合物が添加される。具体
的にはフッ化水素酸、フッ化水素ナトリウム、フッ化ナ
トリウム、フッ化アンモニウム、フッ化カリウム、珪フ
ッ化水素酸、珪フッ化ナトリウム、フッ化ジルコニウム
酸ナトリウム等の中から選ばれる1種又は2種以上が添
加されるが、いずれの形で添加されても本発明を妨げる
ものではない。
【0010】遊離フッ素イオン濃度は100〜600p
pmである必要があり、100ppmを下回ると被処理
金属へのエッチング不足により、均一緻密な化成性は得
られない。又600ppmを上回るとエッチング過多と
なり、やはり充分な化成性は得られない。尚処理液中の
遊離フッ素濃度とは、解離した形のフッ素イオン
(F-)を指すものであり、処理液中の成分と錯化合物
を形成しているフッ素成分およびフッ化水素(HF)の
形で存在しているフッ素成分は、これに含まれない。又
遊離フッ素濃度はフッ素イオン電極を用いることによ
り、測定可能である。
【0011】フッ素成分以外の処理液中の成分として
は、亜鉛イオン:0.3〜2.0g/l,リン酸イオ
ン:10〜25g/l,硝酸イオン:3〜20g/l,
ニッケルイオン:0.5〜3.0g/l,マンガンイオ
ン:0.3〜1.5g/lおよび皮膜化成促進剤が添加
される。皮膜化成促進剤としては、亜硝酸イオン及びニ
トロベンゼンスルフォン酸イオン等の有機ニトロ化合物
から少なくとも1種類選んで加えられることが好まし
い。また亜硝酸イオンであれば0.01〜0.25g/
l,有機ニトロ化合物であれば0.3〜2.0g/lで
あることが望ましい。
【0012】本発明の処理液pHは上記遊離フッ素濃度
に応じて下記計算式に規定する範囲内に管理することが
必要である。
【数1】 F/500+(2.8〜3.1)=pH F:遊離フッ素イオン(F-)濃度(ppm)
【0013】該計算式で規定するpHを下回ると処理液
の遊離酸度が高すぎるために被処理金属、特にアルミニ
ウム系金属材料への充分な化成性が得られない。又該計
算式で規定するpHを上回ると遊離酸度が低すぎるため
に、処理液の安定性が損なわれるとともに、特に鉄系金
属材料に対し、均一緻密な皮膜形成ができなくなる。
【0014】本発明の処理液は30〜60℃の温度範囲
で処理されることが望ましい。また処理法としては浸漬
処理が望ましいがスプレ−処理によっても本発明の効果
を妨げるものではない。
【0015】
【作用】リン酸亜鉛系化成処理液中に添加されたフッ素
成分は当該処理物表面を均一にエッチングする作用を有
する。よって化成処理液中のフッ素成分濃度が、一定量
を下回ると被処理金属への均一なエッチングがなされ
ず、化成処理液中のフッ素成分濃度が一定量を上回る
と、逆に被処理金属へのエッチング過多となり、いずれ
の場合についても均一緻密な化成皮膜は得られない。
【0016】またアルミニウム系金属に対しては特にフ
ッ素成分のエッチング作用は重要であり、化成処理液中
のフッ素成分濃度が一定量を下回るとエッチング不足に
より皮膜形成そのものがなされず、一定量を上回るとA
lF3、Na2AlF等が優先析出するためにリン酸亜鉛
系皮膜の形成が阻害される。
【0017】リン酸亜鉛系化成処理液中のフッ素成分
は、その濃度によって水酸化ナトリウム水溶液を用いた
場合の処理液の中和滴定曲線が変化する。具体的には遊
離フッ素濃度の上昇に伴って、同じ滴定量でのpH上昇
が緩和されることおよび皮膜成分が沈殿析出するpH
(沈殿生成pH)が上昇すること等の変化が生じる。
【0018】処理液中の遊離フッ素濃度の上昇に伴って
同じ滴定量でのpH上昇が緩和することは、処理液中で
のフッ素成分が下記化学平衡式で表される平衡移動によ
り、緩衝作用を有するためであり、比較的高い遊離フッ
素濃度において指示薬を用いた中和滴定法により遊離酸
度を測定しようとした場合、指示薬の終点が判定し難く
なるのは、上記緩衝作用によるものと考えられる。
【0019】
【化1】 HF=F-+H+
【0020】また処理液中の遊離フッ素濃度の上昇に伴
って沈殿生成pHが上昇するのは、フッ素成分と亜鉛イ
オンとの間の錯体形成により、見かけの亜鉛イオン濃度
が低下したためと考えられ、処理液中の遊離フッ素濃度
を増加させた場合、処理液pHも上昇させなければなら
ないのは上記の現象に基づくものである。
【0021】
【実施例】次に実際の処理について幾つかの具体的な実
施例と比較例とを挙げる。 −供試板− a.アルミニウム合金板(JIS−5052:以下A1
板と略す) b.冷延鋼板(SPCC:以下SPCと略す) c.亜鉛−ニッケル両面合金電気亜鉛めっき鋼板(20
/20g/m2:以下ZNと略す) 以上3種の板厚0.8mmの板材を200×200mm
に加工し、化成処理を行った。なお処理板として2種を
挙げた場合は、図1に示す様な模擬板金構成体を作製し
て化成処理を行った。この模擬板金構成体は、上記のよ
うに200×200mmに加工した2種の板材の各側縁
を幅30mmだけ互いに重ね合わせた形で、重ね合わせ
た部分に5点のスポット溶接を施して作成したものであ
る。
【0022】−処理方法− (1)脱脂 [FC−L4460(日本パ−カライジング社製強アル
カリ系脱脂剤)] 42℃ 120秒 スプレ− (2)水洗[水道水] 常温 30秒 スプレ− (3)表面調整 [PL−ZN (日本パ−カライジング社製チタンコロイ
ド系表面調整剤)] 常温 20秒 スプレ− (4)リン酸亜鉛系化成処理(処理液組成については別
記) 42℃ 120秒 浸漬 (5)水洗[水道水] 常温 30秒 スプレ− (6)脱イオン水洗[脱イオン水(電導度:0.2μS
/cm)] 常温 20秒 スプレ− (7)水切り乾燥 110℃ 180秒
【0023】
【表1】
【0024】−皮膜特性− 皮膜特性として、A1板、SPCおよびZNの皮膜重量
および皮膜仕上がり外観を評価した。皮膜仕上がり外観
の評価基準は以下に示すとおりとした。
【0025】
【表2】
【0026】実施例および比較例の処理液管理値および
皮膜特性結果を表3に示した。
【0027】
【表3】
【0028】
【発明の効果】表3に示した実施例のとおり、リン酸亜
鉛系化成処理液中の遊離酸フッ素濃度を100ppm〜
600ppmであり、かつpHを数1で規定する範囲内
に管理することにより、各種被処理金属に対し良好な化
成皮膜の得られることがわかる。
【0029】また比較例を見ると、遊離フッ素濃度が1
00ppm〜600ppmであっても、遊離フッ素濃度
に対応する管理pHが本発明の範囲外である場合、遊離
フッ素濃度に対応する管理pHが本発明の範囲内であっ
ても遊離フッ素濃度が100ppm〜600ppmを外
れる場合、あるいは双方の条件共に外れている場合は被
処理金属に対して押し並べて良好に皮膜形成することが
できないのである。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】
【0031】実施例および比較例で用いた模擬板金構成
体である。
【符号の説明】
1,2……供試板、 3……スポット溶接部

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フッ素含有リン酸亜鉛系化成処理液のp
    Hを解離したフッ素イオン(F-)濃度の変動に応じて制
    御することを特徴とするリン酸亜鉛系化成処理液を使用
    する金属材料の化成処理方法。
  2. 【請求項2】 フッ素含有リン酸亜鉛系化成処理液中の
    解離したフッ素イオン(F-)濃度を100ppm〜6
    00ppmに維持し、かつpHを下記計算式で限定する
    範囲に管理することを特徴とする請求項1の化成処理方
    法。 【数1】 F/500+(2.8〜3.1)=pH F:解離したフッ素イオン(F-)濃度(ppm)
  3. 【請求項3】 被処理物が鉄系、アルミニウム系および
    亜鉛系金属材料から選ばれる1種以上の金属材料で行わ
    れる請求項1又は2の化成処理方法。
  4. 【請求項4】 解離したフッ素イオン(F-)濃度をフ
    ッ素イオン電極で、pHをpH電極で測定することを特
    徴とする請求項1〜3のいずれかの化成処理方法。
  5. 【請求項5】 リン酸亜鉛系化成処理液が、亜鉛イオン
    0.3〜2.0g/l,リン酸イオン10〜25g/
    l,硝酸イオン3〜20g/l,ニッケルイオン0.5
    〜3.0g/l、マンガンイオン0.3〜1.5g/l
    および皮膜化成促進剤を含有するものである請求項1〜
    4のいずれかの化成処理方法。
  6. 【請求項6】 被処理物がアルミニウム系材料を含む金
    属構成体で行われる請求項1、2、4又は5の化成処理
    方法。
JP3085955A 1991-03-27 1991-03-27 金属材料の化成処理方法 Expired - Lifetime JP2783466B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3085955A JP2783466B2 (ja) 1991-03-27 1991-03-27 金属材料の化成処理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3085955A JP2783466B2 (ja) 1991-03-27 1991-03-27 金属材料の化成処理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04297585A JPH04297585A (ja) 1992-10-21
JP2783466B2 true JP2783466B2 (ja) 1998-08-06

Family

ID=13873177

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3085955A Expired - Lifetime JP2783466B2 (ja) 1991-03-27 1991-03-27 金属材料の化成処理方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2783466B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010050131A1 (ja) 2008-10-31 2010-05-06 日本パーカライジング株式会社 金属材料用化成処理液および処理方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5441580A (en) * 1993-10-15 1995-08-15 Circle-Prosco, Inc. Hydrophilic coatings for aluminum
BR0207618B1 (pt) 2001-02-26 2011-09-06 tubo de aço sem costura com superfìcie tratada, método de fabricação do tubo de aço e lìquido para tratamento por conversão quìmica para um tubo de aço.

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010050131A1 (ja) 2008-10-31 2010-05-06 日本パーカライジング株式会社 金属材料用化成処理液および処理方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04297585A (ja) 1992-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4373778B2 (ja) 金属の表面処理用処理液及び表面処理方法
JP5462467B2 (ja) 金属材料用化成処理液および処理方法
JPH0419313B2 (ja)
US5399209A (en) Composition and method for chromating treatment of metal
CA1200471A (en) Zinc phosphate conversion coating composition
WO2006098359A1 (ja) 表面処理金属材料
JP4090780B2 (ja) 金属の防錆皮膜形成剤と形成方法
JP6206112B2 (ja) Sn系めっき鋼板及び水系処理液
JP2783466B2 (ja) 金属材料の化成処理方法
JP3088623B2 (ja) 金属表面のリン酸亜鉛皮膜形成方法
EP0675972A4 (ja)
EP0493482A1 (en) Articles with zinciferous surfaces with improved unpainted corrosion resistance, and processes for making and using the same
EP0724488A1 (en) Process for treating zinciferous surfaces
JP3366826B2 (ja) アルミニウム合金用リン酸亜鉛処理剤
JPH0699815B2 (ja) 金属表面のリン酸亜鉛処理方法
JP4258924B2 (ja) 亜鉛めっき鋼板のりん酸塩化成処理方法
JP5118275B2 (ja) リン酸亜鉛処理剤
JPH0149789B2 (ja)
JPH0723542B2 (ja) 鉄鋼および亜鉛系めっき鋼板用りん酸塩化成処理液
JP2011127141A (ja) 電着塗装用表面処理金属材料、および化成処理方法
JP2000313965A (ja) 高耐食性表面処理鋼板およびその製造方法
JPH0874063A (ja) 樹脂クロメート浴及び表面処理鋼板
KR900000759B1 (ko) 아연도금 강판의 크로메이트 처리용액
JP4638619B2 (ja) プレス成型性に優れたAl合金板およびその製造方法
JPH0427297B2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090522

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100522

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110522

Year of fee payment: 13

EXPY Cancellation because of completion of term