JP2812818B2 - 表面処理ＡｌまたはＡｌ合金材 - Google Patents
表面処理ＡｌまたはＡｌ合金材Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の各種車輛の
パネル材や家庭用電気製品の外板材、建築材料等の様
に、プレス成形等の加工、スポット溶接やレーザー溶
接、及びりん酸塩等による化成処理の後塗装して使用さ
れる分野に使用される、接着性、加工性、スポット溶接
性、レーザー溶接性、耐系錆性、りん酸塩処理性、塗膜
密着性、塗装後耐食性等に優れた表面処理ＡｌまたはＡ
ｌ合金材に関するものである。
パネル材や家庭用電気製品の外板材、建築材料等の様
に、プレス成形等の加工、スポット溶接やレーザー溶
接、及びりん酸塩等による化成処理の後塗装して使用さ
れる分野に使用される、接着性、加工性、スポット溶接
性、レーザー溶接性、耐系錆性、りん酸塩処理性、塗膜
密着性、塗装後耐食性等に優れた表面処理ＡｌまたはＡ
ｌ合金材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＡｌまたはＡｌ合金材（以下、Ａｌ合金
材で代表する）は、軽量でしかも優れた耐食性及び意匠
性を有していることから、家庭用電気製品の外板材や建
築材等の分野で広く利用されている。
材で代表する）は、軽量でしかも優れた耐食性及び意匠
性を有していることから、家庭用電気製品の外板材や建
築材等の分野で広く利用されている。
【０００３】また最近では、車体の軽量化を目的として
自動車等の車輛分野にもＡｌ合金材が利用される様にな
り、それに伴って、プレスしたり、溶接、更には塗装し
て利用される機会も増えている。
自動車等の車輛分野にもＡｌ合金材が利用される様にな
り、それに伴って、プレスしたり、溶接、更には塗装し
て利用される機会も増えている。
【０００４】しかしＡｌ合金材はその表面が安定な酸化
皮膜（不働態皮膜）で覆われているため、従来の鋼板や
表面処理鋼板に比べて接着性、加工性、溶接性（スポッ
ト溶接やレーザー溶接等）及び塗装性が悪く、また塗装
前の下地処理として行なわれるりん酸塩処理性が悪いた
め塗膜密着性や塗装後耐食性も十分に改善されないとい
う問題があった。即ち、自動車分野等においては、各パ
ーツをプレス成形等によって所定の形状に加工した後、
スポット溶接やレーザー溶接等によって組立て、あるい
は接着剤によって所定部位に接合されるが、Ａｌ合金材
は通常の鋼板に比べて接着性や加工性に劣り、しかもス
ポット溶接性やレーザー溶接性も悪い。
皮膜（不働態皮膜）で覆われているため、従来の鋼板や
表面処理鋼板に比べて接着性、加工性、溶接性（スポッ
ト溶接やレーザー溶接等）及び塗装性が悪く、また塗装
前の下地処理として行なわれるりん酸塩処理性が悪いた
め塗膜密着性や塗装後耐食性も十分に改善されないとい
う問題があった。即ち、自動車分野等においては、各パ
ーツをプレス成形等によって所定の形状に加工した後、
スポット溶接やレーザー溶接等によって組立て、あるい
は接着剤によって所定部位に接合されるが、Ａｌ合金材
は通常の鋼板に比べて接着性や加工性に劣り、しかもス
ポット溶接性やレーザー溶接性も悪い。
【０００５】更には塗装性の改善を目的として行なわれ
るりん酸塩処理工程でＡｌ合金材表面からりん酸塩浴中
にＡｌが溶出し、溶出したＡｌイオンによって被処理金
属材表面へのりん酸塩皮膜形成が阻害されるという問題
がある。こうした問題を解消するため特開昭61-157693
号公報には、Ａｌイオンの溶出を防止することを目的と
して、Ａｌ合金材の表面にＺｎ系めっきやＦｅ系めっき
等を形成する方法が提案されている。しかし、これらの
めっき層はＡｌ合金材に対する密着性が良くないため、
プレス成形工程やスポット溶接工程等でめっき層の剥離
が起こる。その結果、りん酸塩処理時にＡｌの溶解が生
じて緻密なりん酸塩皮膜の形成が阻害されるとか、プレ
ス成形後りん酸塩処理までの待ち時間が長い場合に、裸
のＡｌ表面が酸化されてりん酸塩処理性が悪くなってし
まう。
るりん酸塩処理工程でＡｌ合金材表面からりん酸塩浴中
にＡｌが溶出し、溶出したＡｌイオンによって被処理金
属材表面へのりん酸塩皮膜形成が阻害されるという問題
がある。こうした問題を解消するため特開昭61-157693
号公報には、Ａｌイオンの溶出を防止することを目的と
して、Ａｌ合金材の表面にＺｎ系めっきやＦｅ系めっき
等を形成する方法が提案されている。しかし、これらの
めっき層はＡｌ合金材に対する密着性が良くないため、
プレス成形工程やスポット溶接工程等でめっき層の剥離
が起こる。その結果、りん酸塩処理時にＡｌの溶解が生
じて緻密なりん酸塩皮膜の形成が阻害されるとか、プレ
ス成形後りん酸塩処理までの待ち時間が長い場合に、裸
のＡｌ表面が酸化されてりん酸塩処理性が悪くなってし
まう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の様な事
情に着目してなされたものであって、その目的は、加工
性に優れ、且つりん酸塩処理性が良好であって、りん酸
塩処理後における塗膜密着性及び塗装後耐食性（耐糸錆
性や耐塗膜膨れ性）に優れた表面処理ＡｌまたはＡｌ合
金材を提供しようとするものである。
情に着目してなされたものであって、その目的は、加工
性に優れ、且つりん酸塩処理性が良好であって、りん酸
塩処理後における塗膜密着性及び塗装後耐食性（耐糸錆
性や耐塗膜膨れ性）に優れた表面処理ＡｌまたはＡｌ合
金材を提供しようとするものである。
【０００７】本発明の他の目的は、加工性、接着性ある
いは溶接性の良好なＡｌまたはＡｌ合金材を提供しよう
とするものである。
いは溶接性の良好なＡｌまたはＡｌ合金材を提供しよう
とするものである。
【０００８】本発明の更に他の目的は、上記表面処理Ａ
ｌまたはＡｌ合金材をりん酸塩処理して良好な化成処理
皮膜を形成し、これに塗装を施すことによって、塗膜密
着性及び耐食性の良好な、塗装された表面処理Ａｌまた
はＡｌ合金材を提供しようとするものである。
ｌまたはＡｌ合金材をりん酸塩処理して良好な化成処理
皮膜を形成し、これに塗装を施すことによって、塗膜密
着性及び耐食性の良好な、塗装された表面処理Ａｌまた
はＡｌ合金材を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決する為の手段】上記本発明の目的は、Ａｌ
合金基材の表面に、Ｚｎ及びＦｅを主成物とするめっ
き層、好ましくはＺｎ含有量が 1〜99wt％、Ｆｅ含有量
が99〜1 wt％で且つ、組織的に見てＺｎのη相とＦｅの
α相との混相からなり、しかもＺｎ−Ｆｅ金属間化合物
を含有しないＺｎ−Ｆｅ系めっき層、めっき層を構成
する平均結晶粒径が0.5 μm 以下であるＺｎ−Ｆｅ系め
っき層、好ましくはこうした要件に加えてＦｅ含有量が
１〜25wt％、Ｚｎ含有量が99〜75wt％に特定されたＺｎ
−Ｆｅ系めっき層、あるいはＦｅ：１〜25wt％、Ｚ
ｎ：98〜55wt％およびＳｉ酸化物、Ａｌ酸化物、Ａｌ水
酸化物よりなる群から選択される化合物：１〜20wt％か
らなる複合皮膜を形成することによって達成される。
合金基材の表面に、Ｚｎ及びＦｅを主成物とするめっ
き層、好ましくはＺｎ含有量が 1〜99wt％、Ｆｅ含有量
が99〜1 wt％で且つ、組織的に見てＺｎのη相とＦｅの
α相との混相からなり、しかもＺｎ−Ｆｅ金属間化合物
を含有しないＺｎ−Ｆｅ系めっき層、めっき層を構成
する平均結晶粒径が0.5 μm 以下であるＺｎ−Ｆｅ系め
っき層、好ましくはこうした要件に加えてＦｅ含有量が
１〜25wt％、Ｚｎ含有量が99〜75wt％に特定されたＺｎ
−Ｆｅ系めっき層、あるいはＦｅ：１〜25wt％、Ｚ
ｎ：98〜55wt％およびＳｉ酸化物、Ａｌ酸化物、Ａｌ水
酸化物よりなる群から選択される化合物：１〜20wt％か
らなる複合皮膜を形成することによって達成される。
【００１０】上記Ｚｎ−Ｆｅ系めっき層はＡｌ合金基材
の加工性、接着性、スポット溶接性、レーザー溶接性を
高めると共に、りん酸塩処理性を著しく高める作用を有
するものであり、こうした作用効果は、上記Ｚｎ−Ｆｅ
系めっき層の付着量を0.1 〜3g/m2 とすることによって
最も効果的に発揮される。
の加工性、接着性、スポット溶接性、レーザー溶接性を
高めると共に、りん酸塩処理性を著しく高める作用を有
するものであり、こうした作用効果は、上記Ｚｎ−Ｆｅ
系めっき層の付着量を0.1 〜3g/m2 とすることによって
最も効果的に発揮される。
【００１１】また上記Ｚｎ−Ｆｅ系めっき層の形成され
た表面処理Ａｌ合金材をりん酸塩処理するに当たって
は、該めっき層中のＺｎ及びＦｅのすべてを該りん酸塩
処理完了時点でりん酸亜鉛（ホパイト）及び／又はりん
酸亜鉛鉄（ホスホフェライト）からなる化成処理皮膜に
変え、しかる後に塗装皮膜を形成すれば、塗膜密着性及
び塗装後耐食性の極めて良好な塗装Ａｌ合金材を得るこ
とができる。
た表面処理Ａｌ合金材をりん酸塩処理するに当たって
は、該めっき層中のＺｎ及びＦｅのすべてを該りん酸塩
処理完了時点でりん酸亜鉛（ホパイト）及び／又はりん
酸亜鉛鉄（ホスホフェライト）からなる化成処理皮膜に
変え、しかる後に塗装皮膜を形成すれば、塗膜密着性及
び塗装後耐食性の極めて良好な塗装Ａｌ合金材を得るこ
とができる。
【００１２】
【作用】本発明者らはまずＡｌ合金材の加工性を改善す
ることを目的として、Ａｌ合金材の表面に潤滑性の良い
Ｚｎ及びＦｅを主成分とするめっき層を形成することを
検討した。その結果、同じＺｎ−Ｆｅ系のめっき組成で
あっても、相構造の違いによって加工性が変わってくる
ことを知った。通常の電気めっきによって形成されるＺ
ｎ−Ｆｅ系めっき層にはΓ相やδ相等のＺｎ−Ｆｅ系金
属間化合物が生成し、加工時にめっき層剥離を生じ易く
なる。これは、生成した上記Ｚｎ−Ｆｅ系金属間化合物
が硬くて脆いため、加工時に割れてパウダー状に剥離す
る所謂パウダリング現象を起こすためと考えられる。
ることを目的として、Ａｌ合金材の表面に潤滑性の良い
Ｚｎ及びＦｅを主成分とするめっき層を形成することを
検討した。その結果、同じＺｎ−Ｆｅ系のめっき組成で
あっても、相構造の違いによって加工性が変わってくる
ことを知った。通常の電気めっきによって形成されるＺ
ｎ−Ｆｅ系めっき層にはΓ相やδ相等のＺｎ−Ｆｅ系金
属間化合物が生成し、加工時にめっき層剥離を生じ易く
なる。これは、生成した上記Ｚｎ−Ｆｅ系金属間化合物
が硬くて脆いため、加工時に割れてパウダー状に剥離す
る所謂パウダリング現象を起こすためと考えられる。
【００１３】ところが、Ｚｎ−Ｆｅ系めっき層の相構造
がＺｎのη相とＦｅのα相の混相となり、しかもＺｎ−
Ｆｅ金属間化合物を含有しないものである場合は、上記
の様なパウダリング現象を生じることがなく、優れた加
工性を与ええることが確認された。しかも該Ｚｎ−Ｆｅ
系めっき層中の上記η相とα相は、りん酸塩処理の際
に、該めっき層表面においてη相をアノード、α相をカ
ソードとする局部電池を形成し、その結果均一で緻密な
りん酸塩皮膜を形成し易くなることも確認された。
がＺｎのη相とＦｅのα相の混相となり、しかもＺｎ−
Ｆｅ金属間化合物を含有しないものである場合は、上記
の様なパウダリング現象を生じることがなく、優れた加
工性を与ええることが確認された。しかも該Ｚｎ−Ｆｅ
系めっき層中の上記η相とα相は、りん酸塩処理の際
に、該めっき層表面においてη相をアノード、α相をカ
ソードとする局部電池を形成し、その結果均一で緻密な
りん酸塩皮膜を形成し易くなることも確認された。
【００１４】そして上記の様な相構造のＺｎ−Ｆｅ系め
っき層の形成方法は限定されないが、特に、ＺｎとＦｅ
イオンを含むめっき液を用いた置換めっき法を採用する
ことによって容易に得ることができる。また上記相構造
を有するものであれば、該Ｚｎ−Ｆｅ系めっき層中のＺ
ｎ及びＦｅの含有量はＺｎ： 1〜99wt％、Ｆｅ： 1〜99
wt％といった広い範囲に設定することができるが、より
好ましいのはＺｎ：80〜98wt% 、Ｆｅ：2〜20wt％の範
囲である。
っき層の形成方法は限定されないが、特に、ＺｎとＦｅ
イオンを含むめっき液を用いた置換めっき法を採用する
ことによって容易に得ることができる。また上記相構造
を有するものであれば、該Ｚｎ−Ｆｅ系めっき層中のＺ
ｎ及びＦｅの含有量はＺｎ： 1〜99wt％、Ｆｅ： 1〜99
wt％といった広い範囲に設定することができるが、より
好ましいのはＺｎ：80〜98wt% 、Ｆｅ：2〜20wt％の範
囲である。
【００１５】上記ではＺｎ−Ｆｅ系めっき層の相構造の
面から加工性に及ぼす影響を検討したが、このほか、該
Ｚｎ−Ｆｅ系めっき層を構成する平均結晶粒径も加工性
と密接な関係を有しており、該平均結晶粒径が0.5 μm
以下であるものは、めっき層の潤滑性が良好であって優
れた加工性を発揮するばかりでなく、結晶粒径が細かい
ことによってりん酸塩処理時におけるりん酸塩皮膜形成
時の核生成数も増大し、緻密なりん酸塩皮膜が形成され
る。その結果、その上に形成される塗膜の密着性が向上
すると共に、塗装後耐食性も改善される。
面から加工性に及ぼす影響を検討したが、このほか、該
Ｚｎ−Ｆｅ系めっき層を構成する平均結晶粒径も加工性
と密接な関係を有しており、該平均結晶粒径が0.5 μm
以下であるものは、めっき層の潤滑性が良好であって優
れた加工性を発揮するばかりでなく、結晶粒径が細かい
ことによってりん酸塩処理時におけるりん酸塩皮膜形成
時の核生成数も増大し、緻密なりん酸塩皮膜が形成され
る。その結果、その上に形成される塗膜の密着性が向上
すると共に、塗装後耐食性も改善される。
【００１６】この様な平均結晶粒径を持ったＺｎ−Ｆｅ
系めっき層を得るには、該めっき層を構成するＺｎ及び
Ｆｅの各含有量をＺｎ：99〜75wt％、Ｆｅ：１〜25wt
％、より好ましくはＺｎ：98〜80wt％、Ｆｅ： 2〜20 w
t ％の範囲にするのがよい。またこうした好適平均結晶
粒径を満足するＺｎ−Ｆｅ系めっき層が、同時に前記Ｚ
ｎのη相とＦｅのα相の混相からなるものである場合
は、加工性及びりん酸塩処理性が一段とすぐれたものと
なる。しかも上記成分組成の要件を満たすＺｎ−Ｆｅ系
めっき層を形成したＡｌ合金材は、接着性においても非
常に優れたものであり、公知の種々の接着剤を用いて様
々の被着体に対して強固に接合することができる。
系めっき層を得るには、該めっき層を構成するＺｎ及び
Ｆｅの各含有量をＺｎ：99〜75wt％、Ｆｅ：１〜25wt
％、より好ましくはＺｎ：98〜80wt％、Ｆｅ： 2〜20 w
t ％の範囲にするのがよい。またこうした好適平均結晶
粒径を満足するＺｎ−Ｆｅ系めっき層が、同時に前記Ｚ
ｎのη相とＦｅのα相の混相からなるものである場合
は、加工性及びりん酸塩処理性が一段とすぐれたものと
なる。しかも上記成分組成の要件を満たすＺｎ−Ｆｅ系
めっき層を形成したＡｌ合金材は、接着性においても非
常に優れたものであり、公知の種々の接着剤を用いて様
々の被着体に対して強固に接合することができる。
【００１７】上記の様に本発明では、Ａｌ合金基材の表
面に形成されるＺｎ−Ｆｅ系めっき層の相構造あるいは
平均結晶粒径を特定することによって、前述の如く加工
性、接着性及びりん酸塩処理性を改善することができる
が、更に該Ｚｎ−Ｆｅ系めっき層表面におけるレーザー
光の反射率が３％未満であるものは、レーザー溶接性も
極めて良好であり、レーザービームを利用した高速溶接
でも信頼性のある溶接継手を確保し得ることが確認され
た。
面に形成されるＺｎ−Ｆｅ系めっき層の相構造あるいは
平均結晶粒径を特定することによって、前述の如く加工
性、接着性及びりん酸塩処理性を改善することができる
が、更に該Ｚｎ−Ｆｅ系めっき層表面におけるレーザー
光の反射率が３％未満であるものは、レーザー溶接性も
極めて良好であり、レーザービームを利用した高速溶接
でも信頼性のある溶接継手を確保し得ることが確認され
た。
【００１８】またＡｌ合金基材の加工性、接着性及びり
ん酸塩処理性を高める他の手段として、Ｚｎ−Ｆｅ系め
っき層中にＳｉ酸化物、Ａｌ酸化物、Ａｌ水酸化物より
なる群から選択される少なくとも１種の化合物を混入さ
れる方法が有効である。即ちこれらの酸化物や水酸化物
をＺｎ−Ｆｅ系めっき層中に分散させておくと、これら
が固体潤滑剤としての作用を発揮しＺｎ−Ｆｅ系めっき
材自体の有する潤滑作用とも相まって、加工時における
該めっき層の摺動特性が著しく改善され、優れた加工性
が得られる。
ん酸塩処理性を高める他の手段として、Ｚｎ−Ｆｅ系め
っき層中にＳｉ酸化物、Ａｌ酸化物、Ａｌ水酸化物より
なる群から選択される少なくとも１種の化合物を混入さ
れる方法が有効である。即ちこれらの酸化物や水酸化物
をＺｎ−Ｆｅ系めっき層中に分散させておくと、これら
が固体潤滑剤としての作用を発揮しＺｎ−Ｆｅ系めっき
材自体の有する潤滑作用とも相まって、加工時における
該めっき層の摺動特性が著しく改善され、優れた加工性
が得られる。
【００１９】しかもＳｉ酸化物、Ａｌ酸化物及びＡｌ水
酸化物は、いずれも極性基を有する接着剤との親和性を
高める作用が有り、接着性の向上に寄与する。更にこれ
らの酸化物や水酸化物はいずれも電気抵抗が大きく、ス
ポット溶接時の発熱効率を高める作用を有しているの
で、加工性と共にスポット溶接性も高められる。この場
合、Ａｌ酸化物及びＡｌ水酸化物については、りん酸塩
処理性を悪化させることがあるので、Ｚｎ−Ｆｅ系めっ
き層内へ分散させて表面への過剰析出を防止し、且つＺ
ｎ−Ｆｅを連続相とする分散状態で存在させることが望
まれる。
酸化物は、いずれも極性基を有する接着剤との親和性を
高める作用が有り、接着性の向上に寄与する。更にこれ
らの酸化物や水酸化物はいずれも電気抵抗が大きく、ス
ポット溶接時の発熱効率を高める作用を有しているの
で、加工性と共にスポット溶接性も高められる。この場
合、Ａｌ酸化物及びＡｌ水酸化物については、りん酸塩
処理性を悪化させることがあるので、Ｚｎ−Ｆｅ系めっ
き層内へ分散させて表面への過剰析出を防止し、且つＺ
ｎ−Ｆｅを連続相とする分散状態で存在させることが望
まれる。
【００２０】これに対しＳｉ酸化物はりん酸塩処理性を
阻害する恐れもないので、Ｓｉ酸化物をＺｎ−Ｆｅ系め
っき層内の表面に層状に形成することができ、それによ
り接着性、加工性、スポット溶接性を一層効果的に高め
ることができる。
阻害する恐れもないので、Ｓｉ酸化物をＺｎ−Ｆｅ系め
っき層内の表面に層状に形成することができ、それによ
り接着性、加工性、スポット溶接性を一層効果的に高め
ることができる。
【００２１】また該めっき層のＡｌ合金基材に対する密
着性を高めるうえでは、Ａｌ合金基材界面側をＦｅリッ
チなものとするのが好ましい。従って、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｓ
ｉ酸化物よりなる複合めっき層における最良のめっき層
構成は、Ａｌ合金基材界面側をＦｅリッチとし、その上
部側をＺｎリッチとし、最表層部にＳｉ酸化物層を形成
した略３層構造のめっき層である。尚これらの各層は、
相互に若干の拡散を許すものとする。
着性を高めるうえでは、Ａｌ合金基材界面側をＦｅリッ
チなものとするのが好ましい。従って、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｓ
ｉ酸化物よりなる複合めっき層における最良のめっき層
構成は、Ａｌ合金基材界面側をＦｅリッチとし、その上
部側をＺｎリッチとし、最表層部にＳｉ酸化物層を形成
した略３層構造のめっき層である。尚これらの各層は、
相互に若干の拡散を許すものとする。
【００２２】尚、上記の様にＺｎ，Ｆｅと共にＳｉ酸化
物、Ａｌ酸化物またはＡｌ水酸化物の複合されためっき
層においては、Ｓｉ酸化物等の潤滑作用によって加工性
が改善されるため、Ｚｎ及びＦｅの相構成及び平均結晶
粒径はどの様なものであってもよい。しかしこの場合で
も、連続相を構成するＺｎ−Ｆｅ相を、前述の如くＺｎ
のη相とＦｅのα相の混相によって構成し、また平均結
晶粒径が0.5 μm 以下のものとすることが好ましいこと
は勿論であり、この様なめっき層が置換めっき法によっ
て容易に得られることは先に述べた通りである。
物、Ａｌ酸化物またはＡｌ水酸化物の複合されためっき
層においては、Ｓｉ酸化物等の潤滑作用によって加工性
が改善されるため、Ｚｎ及びＦｅの相構成及び平均結晶
粒径はどの様なものであってもよい。しかしこの場合で
も、連続相を構成するＺｎ−Ｆｅ相を、前述の如くＺｎ
のη相とＦｅのα相の混相によって構成し、また平均結
晶粒径が0.5 μm 以下のものとすることが好ましいこと
は勿論であり、この様なめっき層が置換めっき法によっ
て容易に得られることは先に述べた通りである。
【００２３】またこの様にして得られる表面処理Ａｌ合
金材は、その表面におけるレーザー光線の反射率が３％
未満の値を示すときに優れたレーザー溶接性を発揮し、
レーザー溶接によって能率的且つ確実な溶接を行なうこ
とができるので好ましい。Ｚｎ及びＦｅと共にＳｉ酸化
物、Ａｌ酸化物またはＡｌ水酸化物を含有する場合にお
ける該めっき層の好ましい成分組成は、 Ｚｎ：98〜55wt％（より好ましくは95〜60wt％） Ｆｅ：１〜25wt％（より好ましくは 2〜20wt％） Ｓｉ酸化物、Ａｌ水酸化物よりなる群から選択される少
なくとも１種の化合物 (A) ：１〜20wt％（より好ましくは 3〜20wt％） であり、化合物(A) の含有率が上記範囲未満ではその添
加効果が十分に発揮されず、逆に多過ぎるとめっき層が
脆くなって、加工時にめっき層がパウダリング等を起こ
し易くなる。また該めっき層中のＦｅ含有率が上記範囲
未満では、加工性及びりん酸塩処理性が不十分となる。
またＦｅ含有率が上記範囲を超えると、該めっき層のＡ
ｌ合金基材に対する密着性が低下してプレス成形時にめ
っき剥離を起こし易くなる。
金材は、その表面におけるレーザー光線の反射率が３％
未満の値を示すときに優れたレーザー溶接性を発揮し、
レーザー溶接によって能率的且つ確実な溶接を行なうこ
とができるので好ましい。Ｚｎ及びＦｅと共にＳｉ酸化
物、Ａｌ酸化物またはＡｌ水酸化物を含有する場合にお
ける該めっき層の好ましい成分組成は、 Ｚｎ：98〜55wt％（より好ましくは95〜60wt％） Ｆｅ：１〜25wt％（より好ましくは 2〜20wt％） Ｓｉ酸化物、Ａｌ水酸化物よりなる群から選択される少
なくとも１種の化合物 (A) ：１〜20wt％（より好ましくは 3〜20wt％） であり、化合物(A) の含有率が上記範囲未満ではその添
加効果が十分に発揮されず、逆に多過ぎるとめっき層が
脆くなって、加工時にめっき層がパウダリング等を起こ
し易くなる。また該めっき層中のＦｅ含有率が上記範囲
未満では、加工性及びりん酸塩処理性が不十分となる。
またＦｅ含有率が上記範囲を超えると、該めっき層のＡ
ｌ合金基材に対する密着性が低下してプレス成形時にめ
っき剥離を起こし易くなる。
【００２４】本発明でＡｌ合金基材表面に形成されるめ
っき層の構成は以上の通りであり、必須成分としてＺｎ
とＦｅあるいはこれらと共にＳｉ酸化物、Ａｌ酸化物及
びＡｌ水酸化物よりなる群から選択される１種以上の化
合物(A) を含むものであるが、該めっき層中には更に他
の成分として、前述の作用効果に悪影響を及ぼさない範
囲でＣｕ，Ｍｇ，Ｃｒ，Ｍｎなどの金属あるいはそれら
の酸化物や水酸化物等を微量含有させることもできる。
っき層の構成は以上の通りであり、必須成分としてＺｎ
とＦｅあるいはこれらと共にＳｉ酸化物、Ａｌ酸化物及
びＡｌ水酸化物よりなる群から選択される１種以上の化
合物(A) を含むものであるが、該めっき層中には更に他
の成分として、前述の作用効果に悪影響を及ぼさない範
囲でＣｕ，Ｍｇ，Ｃｒ，Ｍｎなどの金属あるいはそれら
の酸化物や水酸化物等を微量含有させることもできる。
【００２５】また該めっき層の形成方法としては、置換
めっき法や電気めっき法あるいはこれらを組合わせた方
法が好ましく、中でも特に好ましいのは置換めっき法で
ある。置換めっき法を採用する場合は、ＺｎイオンとＦ
ｅイオンを含むアルカリ溶液をめっき液として常法に従
って実施すればよく、またこのめっき液中にＡｌイオン
を共存させておくと、Ｚｎ−Ｆｅを連続相としこの中に
Ａｌ水酸化物の分散された複合めっき層を得ることがで
き、また該めっき液中に珪酸塩を共存させておけば、主
としてＺｎ−Ｆｅよりなるめっき層の表層にＳｉ酸化物
層が形成されためっき層を得ることができる。
めっき法や電気めっき法あるいはこれらを組合わせた方
法が好ましく、中でも特に好ましいのは置換めっき法で
ある。置換めっき法を採用する場合は、ＺｎイオンとＦ
ｅイオンを含むアルカリ溶液をめっき液として常法に従
って実施すればよく、またこのめっき液中にＡｌイオン
を共存させておくと、Ｚｎ−Ｆｅを連続相としこの中に
Ａｌ水酸化物の分散された複合めっき層を得ることがで
き、また該めっき液中に珪酸塩を共存させておけば、主
としてＺｎ−Ｆｅよりなるめっき層の表層にＳｉ酸化物
層が形成されためっき層を得ることができる。
【００２６】またＡｌ酸化物粉末の分散された酸性質の
Ｚｎ−Ｆｅめっき液を用いて攪拌しつつ電気めっきを行
なえば、Ｚｎ−Ｆｅ中にＡｌ酸化物の分散された複合め
っき層を形成することができる。
Ｚｎ−Ｆｅめっき液を用いて攪拌しつつ電気めっきを行
なえば、Ｚｎ−Ｆｅ中にＡｌ酸化物の分散された複合め
っき層を形成することができる。
【００２７】本発明が適用されるＡｌ合金基材の種類は
特に制限されず、Ａｌと共にＭｇ，Ｃｕ，Ｍｎ，Ｓｉ，
Ｚｎ，Ｃｒ，Ｎｉ等の金属の１種以上を合金成分として
含む様々のＡｌ合金材が包含されるが、これらの中で最
も一般的なのはＡｌ−Ｍｇ系合金及びＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ
系合金である。尚基材として純Ａｌを使用することも可
能である。またその形状としては、最も汎用性の高い板
状物（薄板、厚板）のほか、棒状物、線状物、管状物等
が、用途、目的に応じて選択使用できる。
特に制限されず、Ａｌと共にＭｇ，Ｃｕ，Ｍｎ，Ｓｉ，
Ｚｎ，Ｃｒ，Ｎｉ等の金属の１種以上を合金成分として
含む様々のＡｌ合金材が包含されるが、これらの中で最
も一般的なのはＡｌ−Ｍｇ系合金及びＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ
系合金である。尚基材として純Ａｌを使用することも可
能である。またその形状としては、最も汎用性の高い板
状物（薄板、厚板）のほか、棒状物、線状物、管状物等
が、用途、目的に応じて選択使用できる。
【００２８】ところで本発明の表面処理Ａｌ合金材は、
前述の如くプレス等の成形加工の後、溶接による他の部
材との組立てを行ない、次いでりん酸塩処理により化成
処理皮膜を形成してから、美装の為の塗膜形成が行なわ
れるが、該塗膜形成時における塗料の塗装性、塗膜密着
性及び塗装後耐食性を高めるには、りん酸塩処理工程で
前記Ｚｎ−Ｆｅ系めっき層内のＺｎ及びＦｅのすべてを
りん酸亜鉛（ホパイト）および／またはりん酸亜鉛鉄
（ホスホフェライト）よりなる化成処理皮膜に変え、化
成処理後の状態では金属Ｚｎ及び金属Ｆｅが殘らない様
にすべきであることが明らかとなった。
前述の如くプレス等の成形加工の後、溶接による他の部
材との組立てを行ない、次いでりん酸塩処理により化成
処理皮膜を形成してから、美装の為の塗膜形成が行なわ
れるが、該塗膜形成時における塗料の塗装性、塗膜密着
性及び塗装後耐食性を高めるには、りん酸塩処理工程で
前記Ｚｎ−Ｆｅ系めっき層内のＺｎ及びＦｅのすべてを
りん酸亜鉛（ホパイト）および／またはりん酸亜鉛鉄
（ホスホフェライト）よりなる化成処理皮膜に変え、化
成処理後の状態では金属Ｚｎ及び金属Ｆｅが殘らない様
にすべきであることが明らかとなった。
【００２９】即ち通常の鉄鋼材にＺｎ系めっきを施こす
のは、主としてＺｎ系めっき層の犠牲陽極作用を活用し
て鉄鋼材の耐食性を高めるためであり、鉄鋼材の耐食性
（特に耐孔あき性）を高めるには、りん酸塩処理を行な
った後においてもＺｎ系めっき層を残存させておくこと
が必要である。これに対し、本願発明においてＡｌ合金
基材にＺｎ−Ｆｅ系めっき層を形成するのは、前述の如
く接着性、加工性、溶接性を高めると共にりん酸塩処理
性を高めるためである。
のは、主としてＺｎ系めっき層の犠牲陽極作用を活用し
て鉄鋼材の耐食性を高めるためであり、鉄鋼材の耐食性
（特に耐孔あき性）を高めるには、りん酸塩処理を行な
った後においてもＺｎ系めっき層を残存させておくこと
が必要である。これに対し、本願発明においてＡｌ合金
基材にＺｎ−Ｆｅ系めっき層を形成するのは、前述の如
く接着性、加工性、溶接性を高めると共にりん酸塩処理
性を高めるためである。
【００３０】そしてＡｌ合金材はそれ自身優れた耐孔あ
き性を有しているので、プレス成形や溶接の後、塗膜密
着性改善のためのりん酸塩処理を施して塗膜密着性の一
層の向上が図られた後まで、Ｚｎ−Ｆｅ系めっき層を残
存させなければならないという必然性はなく、むしろ化
成処理後に金属Ｚｎや金属Ｆｅが残存すると、これらが
腐食環境下で腐食反応を起こし、塗膜膨れの原因とな
る。
き性を有しているので、プレス成形や溶接の後、塗膜密
着性改善のためのりん酸塩処理を施して塗膜密着性の一
層の向上が図られた後まで、Ｚｎ−Ｆｅ系めっき層を残
存させなければならないという必然性はなく、むしろ化
成処理後に金属Ｚｎや金属Ｆｅが残存すると、これらが
腐食環境下で腐食反応を起こし、塗膜膨れの原因とな
る。
【００３１】従って本発明の上記表面処理Ａｌ合金材を
りん酸塩処理し次いで塗装を行なう際には、りん酸塩処
理工程でＺｎ−Ｆｅ系めっき層中のＺｎ及びＦｅのすべ
てをりん酸亜鉛（ホパイト）及び／又はりん酸亜鉛鉄
（ホスホフェライト）に変えてから塗装を行なうと、優
れた塗膜密着性が得られると共に、該塗装Ａｌ合金材を
腐食環境に曝した場合でも塗膜膨れが起こらず、優れた
塗装後耐食性が発揮される。
りん酸塩処理し次いで塗装を行なう際には、りん酸塩処
理工程でＺｎ−Ｆｅ系めっき層中のＺｎ及びＦｅのすべ
てをりん酸亜鉛（ホパイト）及び／又はりん酸亜鉛鉄
（ホスホフェライト）に変えてから塗装を行なうと、優
れた塗膜密着性が得られると共に、該塗装Ａｌ合金材を
腐食環境に曝した場合でも塗膜膨れが起こらず、優れた
塗装後耐食性が発揮される。
【００３２】りん酸塩処理によって得られる化成処理皮
膜（りん酸塩皮膜）の構成は、Ｚｎ−Ｆｅ系めっき層を
構成するＺｎとＦｅの比率によって変わり、該めっき層
中のＦｅ含有量が70wt％程度未満である場合は、実質的
にりん酸亜鉛を主体とする化成処理皮膜が得られ、Ｆｅ
含有量が70wt％を超える場合は、りん酸亜鉛とりん酸亜
鉛鉄の混合組成よりなる化成処理皮膜が得られるが、い
ずれのりん酸塩皮膜であっても優れた塗膜密着性及び塗
装後耐食性が得られる。
膜（りん酸塩皮膜）の構成は、Ｚｎ−Ｆｅ系めっき層を
構成するＺｎとＦｅの比率によって変わり、該めっき層
中のＦｅ含有量が70wt％程度未満である場合は、実質的
にりん酸亜鉛を主体とする化成処理皮膜が得られ、Ｆｅ
含有量が70wt％を超える場合は、りん酸亜鉛とりん酸亜
鉛鉄の混合組成よりなる化成処理皮膜が得られるが、い
ずれのりん酸塩皮膜であっても優れた塗膜密着性及び塗
装後耐食性が得られる。
【００３３】いずれにしても本発明に係る表面処理合金
材は、りん酸塩処理後の状態でＺｎ−Ｆｅ系めっき層中
のＺｎ及びＦｅのすべてをりん酸塩に変える必要があ
り、前記Ｚｎ−Ｆｅ系めっき層の肉厚が厚すぎると、り
ん酸塩処理後もＺｎやＦｅが残って塗装後耐食性を十分
に改善できなくなる恐れがあるので、Ｚｎ−Ｆｅ系めっ
き材の付着量で３g/m2程度以下、より好ましくは1.5g/m
2 程度以下に抑えるのがよい。但しめっき付着量が少な
過ぎると、Ａｌ合金基材の表面をめっき材で均等に被覆
することが困難になり、加工性や溶接性を十分に改善し
得なくなるので、めっき付着量で0.1g/m2 程度以上、よ
り好ましくは 0.5g/m2以上とすべきである。
材は、りん酸塩処理後の状態でＺｎ−Ｆｅ系めっき層中
のＺｎ及びＦｅのすべてをりん酸塩に変える必要があ
り、前記Ｚｎ−Ｆｅ系めっき層の肉厚が厚すぎると、り
ん酸塩処理後もＺｎやＦｅが残って塗装後耐食性を十分
に改善できなくなる恐れがあるので、Ｚｎ−Ｆｅ系めっ
き材の付着量で３g/m2程度以下、より好ましくは1.5g/m
2 程度以下に抑えるのがよい。但しめっき付着量が少な
過ぎると、Ａｌ合金基材の表面をめっき材で均等に被覆
することが困難になり、加工性や溶接性を十分に改善し
得なくなるので、めっき付着量で0.1g/m2 程度以上、よ
り好ましくは 0.5g/m2以上とすべきである。
【００３４】そして付着量が0.1 〜３g/m2、より好まし
くは 0.5〜1.5 g/m2のＺｎ−Ｆｅ系めっき層によって被
覆されたＡｌ合金材は、該めっき層の作用によって優れ
た加工性、溶接性及びりん酸塩処理性が得られると共
に、該めっき層中のＺｎやＦｅは、りん酸塩処理工程で
すべてがりん酸亜鉛もしくはりん酸亜鉛鉄よりなる化成
処理皮膜に変わり、優れた塗装性が得られると共に、塗
膜膨れ等を生ずることのない塗装後耐食性の良好な塗装
Ａｌ合金材を与える。
くは 0.5〜1.5 g/m2のＺｎ−Ｆｅ系めっき層によって被
覆されたＡｌ合金材は、該めっき層の作用によって優れ
た加工性、溶接性及びりん酸塩処理性が得られると共
に、該めっき層中のＺｎやＦｅは、りん酸塩処理工程で
すべてがりん酸亜鉛もしくはりん酸亜鉛鉄よりなる化成
処理皮膜に変わり、優れた塗装性が得られると共に、塗
膜膨れ等を生ずることのない塗装後耐食性の良好な塗装
Ａｌ合金材を与える。
【００３５】尚、化成処理皮膜（りん酸塩皮膜）の表面
に塗布される塗料の種類は特に限定されないが、優れた
塗膜密着性を得るうえで特に好ましいのは、分子中に水
酸基やアミノ基等の極性基を有する樹脂を主成分とする
ものであり、この様な樹脂塗料を使用すると、塗料中の
極性基とりん酸塩皮膜の間で水素結合が形成され、高レ
ベルの塗膜密着性が得られると共に、塗装後耐食性も高
められる。この様な好ましい樹脂塗料としては、エポキ
シ系樹脂塗料、アルキドメラミン系樹脂塗料、アクリル
系樹脂塗料、ポリブタジエン系樹脂塗料等が挙げられ、
中でもエポキシ系樹脂塗料やアルキドメラミン系樹脂塗
料は塗膜特性においても優秀なものであり、特に好まし
いものとして推奨される。
に塗布される塗料の種類は特に限定されないが、優れた
塗膜密着性を得るうえで特に好ましいのは、分子中に水
酸基やアミノ基等の極性基を有する樹脂を主成分とする
ものであり、この様な樹脂塗料を使用すると、塗料中の
極性基とりん酸塩皮膜の間で水素結合が形成され、高レ
ベルの塗膜密着性が得られると共に、塗装後耐食性も高
められる。この様な好ましい樹脂塗料としては、エポキ
シ系樹脂塗料、アルキドメラミン系樹脂塗料、アクリル
系樹脂塗料、ポリブタジエン系樹脂塗料等が挙げられ、
中でもエポキシ系樹脂塗料やアルキドメラミン系樹脂塗
料は塗膜特性においても優秀なものであり、特に好まし
いものとして推奨される。
【００３６】次に実施例を挙げて本発明の構成及び作用
効果をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例に
よって制限を受けるものではない。
効果をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例に
よって制限を受けるものではない。
【００３７】
【実施例】実施例１ Ａｌ合金基材表面に形成されるＺｎ−Ｆｅ系めっき層の
相構造をη相とα相の混相とすることによる加工性及び
りん酸塩処理性の改善効果を確認するため、次の実験を
行なった。
相構造をη相とα相の混相とすることによる加工性及び
りん酸塩処理性の改善効果を確認するため、次の実験を
行なった。
【００３８】即ちＡｌ板、Ａｌ−Ｍｇ系合金（ＪＩＳ
Ａ ５１８２）及びＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金（ＪＩＳ
Ａ ６００９）よりなる圧延板を使用し、これらの表面
に、置換めっき法あるいは電気めっき法によって、表１
に示す種々のＺｎ−Ｆｅ系めっきを施し、Ｘ線回折法に
よってめっき層の相構造を調べた。尚、めっき層の付着
量およびめっき組成は、濃硝酸によってめっき層を溶解
除去した後の重量減少量から付着量を算出し、また溶解
しためっき成分の化学分析によってめっき組成を求め
た。得られた各めっき材の加工性及びりん酸塩処理性を
下記の方法で調べた。結果を表１に示す。
Ａ ５１８２）及びＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金（ＪＩＳ
Ａ ６００９）よりなる圧延板を使用し、これらの表面
に、置換めっき法あるいは電気めっき法によって、表１
に示す種々のＺｎ−Ｆｅ系めっきを施し、Ｘ線回折法に
よってめっき層の相構造を調べた。尚、めっき層の付着
量およびめっき組成は、濃硝酸によってめっき層を溶解
除去した後の重量減少量から付着量を算出し、また溶解
しためっき成分の化学分析によってめっき組成を求め
た。得られた各めっき材の加工性及びりん酸塩処理性を
下記の方法で調べた。結果を表１に示す。
【００３９】加工性：エクセリン試験での最大張出し高
さにて評価した。 Ａｌ合金基材サイズ：1.0 ×７０×２００mm しわ押え力 ：1.1 ｔ ポンチ径 ：２０mmφ 評価：○ 最大張出し高さ９mm以上 △ 最大張出し高さ8.5 〜９mm × 最大張出し高さ8.5 mm
さにて評価した。 Ａｌ合金基材サイズ：1.0 ×７０×２００mm しわ押え力 ：1.1 ｔ ポンチ径 ：２０mmφ 評価：○ 最大張出し高さ９mm以上 △ 最大張出し高さ8.5 〜９mm × 最大張出し高さ8.5 mm
【００４０】りん酸塩処理性：市販の浸漬型りん酸塩処
理液（日本パーカライジング社製の「パルボンドＵ」）
を用いて２分間りん酸塩処理した後のりん酸塩皮膜の被
覆率にて評価した。 評価：○ 皮膜被覆率９５％以上 △ 皮膜被覆率８５〜９５％ × 皮膜被覆率８５％以下
理液（日本パーカライジング社製の「パルボンドＵ」）
を用いて２分間りん酸塩処理した後のりん酸塩皮膜の被
覆率にて評価した。 評価：○ 皮膜被覆率９５％以上 △ 皮膜被覆率８５〜９５％ × 皮膜被覆率８５％以下
【００４１】
【表１】
【００４２】表１に示されるように本発明の実施例１〜
９は加工性及びりん酸塩処理性が共に優れており、めっ
き剥離も生じなかった。一方比較例１０はめっき付着量
が不足しているので、また比較例１１〜１４はめっき層
の相構造がη相とα相で構成されていないので、比較例
１５はめっき層が形成されていないので、夫々加工性或
はりん酸塩処理性が悪い。特に通常の電気めっき法によ
りめっき層を形成した比較例１３及び１４は、めっき層
内にＺｎ−Ｆｅ系金属間化合物が含まれているため、め
っき剥離を生じていた。
９は加工性及びりん酸塩処理性が共に優れており、めっ
き剥離も生じなかった。一方比較例１０はめっき付着量
が不足しているので、また比較例１１〜１４はめっき層
の相構造がη相とα相で構成されていないので、比較例
１５はめっき層が形成されていないので、夫々加工性或
はりん酸塩処理性が悪い。特に通常の電気めっき法によ
りめっき層を形成した比較例１３及び１４は、めっき層
内にＺｎ−Ｆｅ系金属間化合物が含まれているため、め
っき剥離を生じていた。
【００４３】実施例２ Ａｌ合金基材表面に形成されるＺｎ−Ｆｅ系めっき層に
おける平均結晶粒径が加工性及び塗装後耐食性に及ぼす
影響を確認するため、次の実験を行なった。
おける平均結晶粒径が加工性及び塗装後耐食性に及ぼす
影響を確認するため、次の実験を行なった。
【００４４】上記実施例１で用いたのと同じＡｌ合金圧
延板を使用し、その表面に置換めっき法または電気めっ
き法によって表２に示す種々のＺｎ−Ｆｅ系めっき層を
形成した。尚、Ｚｎ−Ｆｅ系めっき層にＳｉＯ2、Ａｌ2
Ｏ3またはＡｌ（ＯＨ）3を混入させる方法としては、ケ
イ酸塩やＡｌイオンを含む液を用いた置換めっき、ある
いはＡｌ2Ｏ3分散電気メッキを採用した。そして、得ら
れた各めっき層中の平均結晶粒径を走査型電子顕微鏡観
察によって調べた。またこれら各めっき材の加工性及び
塗装後の耐糸錆性を下記の方法で調べた。結果を表２に
一括して示す。
延板を使用し、その表面に置換めっき法または電気めっ
き法によって表２に示す種々のＺｎ−Ｆｅ系めっき層を
形成した。尚、Ｚｎ−Ｆｅ系めっき層にＳｉＯ2、Ａｌ2
Ｏ3またはＡｌ（ＯＨ）3を混入させる方法としては、ケ
イ酸塩やＡｌイオンを含む液を用いた置換めっき、ある
いはＡｌ2Ｏ3分散電気メッキを採用した。そして、得ら
れた各めっき層中の平均結晶粒径を走査型電子顕微鏡観
察によって調べた。またこれら各めっき材の加工性及び
塗装後の耐糸錆性を下記の方法で調べた。結果を表２に
一括して示す。
【００４５】加工性：角筒絞り試験での絞り高さにて評
価した。 Ａｌ合金基材形状：1.0 ×９０×９０（mm） しわ押え力 ：２トン ポンチ径 ：４０mmφ （評価基準） ○ 角筒絞り高さ１３mm以上 △ 角筒絞り高さ１２〜１３mm × 角筒絞り高さ１２mm以下
価した。 Ａｌ合金基材形状：1.0 ×９０×９０（mm） しわ押え力 ：２トン ポンチ径 ：４０mmφ （評価基準） ○ 角筒絞り高さ１３mm以上 △ 角筒絞り高さ１２〜１３mm × 角筒絞り高さ１２mm以下
【００４６】耐糸錆性：前記と同様の方法で各めっき材
をりん酸塩処理し、Ｚｎ−Ｆｅ系めっき層中のＺｎ及び
Ｆｅのすべてをポパイトまたはホスホフェライトに変
え、次いでエポキシ系塗料（日本ペイン社製）を２０μ
ｍ塗布して塗膜を形成する。そして該塗膜にクロスカッ
トをいれ、下記腐食試験を８サイクル実施したときに生
じる糸錆の長さで評価した。 （評価基準） ○ 糸錆長さ１mm以下 △ 糸錆長さ１〜２mm × 糸錆長さ２以上mm
をりん酸塩処理し、Ｚｎ−Ｆｅ系めっき層中のＺｎ及び
Ｆｅのすべてをポパイトまたはホスホフェライトに変
え、次いでエポキシ系塗料（日本ペイン社製）を２０μ
ｍ塗布して塗膜を形成する。そして該塗膜にクロスカッ
トをいれ、下記腐食試験を８サイクル実施したときに生
じる糸錆の長さで評価した。 （評価基準） ○ 糸錆長さ１mm以下 △ 糸錆長さ１〜２mm × 糸錆長さ２以上mm
【００４７】
【表２】
【００４８】表２に示されるように本発明の規定要件を
満たすNo. １〜７はいずれも加工性及び耐糸錆性が共に
優れており、めっき剥離も生じなかった。これに対しN
o. ８はめっきが施されていないので、またNo. ９はＦ
ｅ含有率が低すぎるので、No.１０はＦｅ含有率が高す
ぎるので、No. １１及び１３はめっき層内の平均結晶粒
径が大きすぎるので、またNo. １２はめっき付着量が多
すぎるので、いずれも加工性および耐糸錆性に劣ってい
る。
満たすNo. １〜７はいずれも加工性及び耐糸錆性が共に
優れており、めっき剥離も生じなかった。これに対しN
o. ８はめっきが施されていないので、またNo. ９はＦ
ｅ含有率が低すぎるので、No.１０はＦｅ含有率が高す
ぎるので、No. １１及び１３はめっき層内の平均結晶粒
径が大きすぎるので、またNo. １２はめっき付着量が多
すぎるので、いずれも加工性および耐糸錆性に劣ってい
る。
【００４９】実施例３ Ａｌ合金基材表面に形成されるＺｎ−Ｆｅ系めっき層内
にＳｉ酸化物を共存させた場合（特に該めっき層の表面
側にＳｉ酸化物を存在させた場合）における、加工性及
びスポット溶接性に及ぼす影響を調べるため、次の試験
を行なった。
にＳｉ酸化物を共存させた場合（特に該めっき層の表面
側にＳｉ酸化物を存在させた場合）における、加工性及
びスポット溶接性に及ぼす影響を調べるため、次の試験
を行なった。
【００５０】前記実施例１で用いたのと同じＡｌ合金よ
りなる圧延板に、表３に示す種々の表面処理を施した
後、置換めっき法または電気めっき法により同表３に示
す組成のめっき層を形成した。得られためっき材の表面
をＥＳＣＡにより分析したところ、本発明実施例のめっ
き層（Nos.１〜７）は、Ａｌ合金基材の界面から金属Ｆ
ｅリッチ層、金属Ｚｎリッチ層及びＳｉ酸化物リッチ層
の順に形成されていることが確認された。尚めっき層の
付着量及び組成は、前記と同様にして求めた。
りなる圧延板に、表３に示す種々の表面処理を施した
後、置換めっき法または電気めっき法により同表３に示
す組成のめっき層を形成した。得られためっき材の表面
をＥＳＣＡにより分析したところ、本発明実施例のめっ
き層（Nos.１〜７）は、Ａｌ合金基材の界面から金属Ｆ
ｅリッチ層、金属Ｚｎリッチ層及びＳｉ酸化物リッチ層
の順に形成されていることが確認された。尚めっき層の
付着量及び組成は、前記と同様にして求めた。
【００５１】上記で得た各めっき処理材について、下記
の方法で加工性、りん酸塩処理性及び塗装後耐食性（耐
糸錆性）を調べた。
の方法で加工性、りん酸塩処理性及び塗装後耐食性（耐
糸錆性）を調べた。
【００５２】加工性：前記実施例１で示した方法と同
じ。 りん酸塩処理性：市販の浸漬型りん酸塩処理液（同前）
を使用し、各めっき処理材におけるめっき層中のＺｎ及
びＦｅがすべてホパイトもしくはホスホフェライトに変
わるまで化成処理を行ない、得られたりん酸塩皮膜（化
成処理皮膜）の析出量と析出形態を調べた。 析出形態：○（全体が化成皮膜で覆われている） △（化成皮膜で覆われていない部分が一部残っている） ×（化成皮膜で覆われていない部分が全表面の1/2以上
残っている）
じ。 りん酸塩処理性：市販の浸漬型りん酸塩処理液（同前）
を使用し、各めっき処理材におけるめっき層中のＺｎ及
びＦｅがすべてホパイトもしくはホスホフェライトに変
わるまで化成処理を行ない、得られたりん酸塩皮膜（化
成処理皮膜）の析出量と析出形態を調べた。 析出形態：○（全体が化成皮膜で覆われている） △（化成皮膜で覆われていない部分が一部残っている） ×（化成皮膜で覆われていない部分が全表面の1/2以上
残っている）
【００５３】塗装後耐食性（耐糸錆性）：りん酸塩処理
によりめっき層のＺｎおよびＦｅのすべてをりん酸塩に
変えた後、エポキシ系塗料（日本ペイント社製）を２０
μｍ厚で塗布して塗膜を形成する。次いで塗膜にクロス
カットを入れた後、下記の腐食試験を５サイクル実施し
たときに生じる糸錆の長さで評価した。尚この評価は、
並行して行なった冷延鋼板を用いた場合の糸錆長さとの
相対比較で示した。 耐糸錆性：◎（塗装冷延鋼板より良好） ○（塗装冷延鋼板と同等） △（塗装冷延鋼板よりやや劣る） ×（塗装冷延鋼板より劣る）
によりめっき層のＺｎおよびＦｅのすべてをりん酸塩に
変えた後、エポキシ系塗料（日本ペイント社製）を２０
μｍ厚で塗布して塗膜を形成する。次いで塗膜にクロス
カットを入れた後、下記の腐食試験を５サイクル実施し
たときに生じる糸錆の長さで評価した。尚この評価は、
並行して行なった冷延鋼板を用いた場合の糸錆長さとの
相対比較で示した。 耐糸錆性：◎（塗装冷延鋼板より良好） ○（塗装冷延鋼板と同等） △（塗装冷延鋼板よりやや劣る） ×（塗装冷延鋼板より劣る）
【００５４】
【表３】
【００５５】
【表４】
【００５６】表３，４に示される様に、本発明の実施例
（Nos.１〜７）は加工性が良好でめっき剥離が起こら
ず、且つりん酸塩処理性、塗装後の耐糸錆性のいずれも
良好である。
（Nos.１〜７）は加工性が良好でめっき剥離が起こら
ず、且つりん酸塩処理性、塗装後の耐糸錆性のいずれも
良好である。
【００５７】これに対しNo. ８はめっき処理が行なわれ
ていないため、加工性、りん酸塩処理性、塗装後の耐糸
錆性のいずれも不良である。またNo. ９，１０は、めっ
き付着量が多過ぎるため加工時にめっき剥離が起こり易
くなるばかりでなく、りん酸塩処理工程でめっき層中の
Ｚｎ及びＦｅのすべてをりん酸塩に変えることができな
いため、塗装後の耐糸錆性も不十分である。
ていないため、加工性、りん酸塩処理性、塗装後の耐糸
錆性のいずれも不良である。またNo. ９，１０は、めっ
き付着量が多過ぎるため加工時にめっき剥離が起こり易
くなるばかりでなく、りん酸塩処理工程でめっき層中の
Ｚｎ及びＦｅのすべてをりん酸塩に変えることができな
いため、塗装後の耐糸錆性も不十分である。
【００５８】実施例４ Ａｌ合金基材表面に形成されるＺｎ−Ｆｅ系めっき層内
に、Ａｌ酸化物またはＡｌ水酸化物を共存させた場合に
おける加工性及びスポット溶接性に与える影響を調べる
ため、下記の実験を行なった。
に、Ａｌ酸化物またはＡｌ水酸化物を共存させた場合に
おける加工性及びスポット溶接性に与える影響を調べる
ため、下記の実験を行なった。
【００５９】即ち実施例１で用いたのと同じＡｌ合金よ
りなる圧延板の表面に、置換めっき法または電気めっき
法によって表５に示す種々の組成のめっき層を形成し、
夫々のめっき材について加工性及びスポット溶接性を下
記の方法で調べた。尚めっき層中にＡｌ酸化物またはＡ
ｌ水酸化物を混入させる方法としては、めっき浴中にＡ
ｌイオンやＡｌ2Ｏ3微粒子を混入させておく方法を採用
した。また好ましい実施例として、めっき層内の表層部
にＳｉ酸化物リッチの層を形成したもの（めっき浴中に
珪酸ナトリウムを混入させておくことによって得られ
る）についての実験結果も表５に示した。
りなる圧延板の表面に、置換めっき法または電気めっき
法によって表５に示す種々の組成のめっき層を形成し、
夫々のめっき材について加工性及びスポット溶接性を下
記の方法で調べた。尚めっき層中にＡｌ酸化物またはＡ
ｌ水酸化物を混入させる方法としては、めっき浴中にＡ
ｌイオンやＡｌ2Ｏ3微粒子を混入させておく方法を採用
した。また好ましい実施例として、めっき層内の表層部
にＳｉ酸化物リッチの層を形成したもの（めっき浴中に
珪酸ナトリウムを混入させておくことによって得られ
る）についての実験結果も表５に示した。
【００６０】加工性：ドロービート試験時の最大引抜き
荷重にて評価した。 Ａｌ合金基材サイズ：１０×４０×４００mm 引抜き速度 ：３００mm/min ビード加圧 ：５００kgf 評価：○ 最大引抜き荷重５００kgf 以下 △ 最大引抜き荷重５５０〜６５０kgf × 最大引抜き荷重６５０kgf 以上
荷重にて評価した。 Ａｌ合金基材サイズ：１０×４０×４００mm 引抜き速度 ：３００mm/min ビード加圧 ：５００kgf 評価：○ 最大引抜き荷重５００kgf 以下 △ 最大引抜き荷重５５０〜６５０kgf × 最大引抜き荷重６５０kgf 以上
【００６１】スポット溶接性：スポット溶接可能連続可
能打点数にて評価した。 溶接電流 ３２kA 加圧力３００kgf 通電時間４／５０ｓ 電極Ｃｕ−１％Ｃｒ 評価：○連続打点３００以上 △連続打点２５０〜３００ ×連続打点２５０以下
能打点数にて評価した。 溶接電流 ３２kA 加圧力３００kgf 通電時間４／５０ｓ 電極Ｃｕ−１％Ｃｒ 評価：○連続打点３００以上 △連続打点２５０〜３００ ×連続打点２５０以下
【００６２】
【表５】
【００６３】表５に示されるように本発明の規定要件を
満たすNo. １〜７は加工性及びスポット溶接性が共に優
れており、めっき剥離も生じなかった。これに対しNo.
８はめっき層が形成されていないので、No. ９はＡｌ水
酸化物またはＡｌ酸化物の含有率が不足するので、No.
１０はＡｌ水酸化物およびＡｌ酸化物の含有率が多過ぎ
るので、No. １１はめっき付着量が不足するので、No.
１２はめっき層中のＦｅ含有率が不足するので、No. １
３はＦｅ含有率が多過ぎるので、No. １４はＳｉ酸化物
の膜厚が厚過ぎるので、夫々加工性或はスポット溶接性
が悪い。
満たすNo. １〜７は加工性及びスポット溶接性が共に優
れており、めっき剥離も生じなかった。これに対しNo.
８はめっき層が形成されていないので、No. ９はＡｌ水
酸化物またはＡｌ酸化物の含有率が不足するので、No.
１０はＡｌ水酸化物およびＡｌ酸化物の含有率が多過ぎ
るので、No. １１はめっき付着量が不足するので、No.
１２はめっき層中のＦｅ含有率が不足するので、No. １
３はＦｅ含有率が多過ぎるので、No. １４はＳｉ酸化物
の膜厚が厚過ぎるので、夫々加工性或はスポット溶接性
が悪い。
【００６４】尚、上記No. １〜７の各めっき処理材を、
前記実施例２で示したのと同様にしてりん酸塩処理し、
更にエポキシ系樹脂塗料を塗布して耐糸錆性を調べたと
ころ、いずれも優れたりん酸処理性を示し、塗装後の耐
糸錆性も良好であった。
前記実施例２で示したのと同様にしてりん酸塩処理し、
更にエポキシ系樹脂塗料を塗布して耐糸錆性を調べたと
ころ、いずれも優れたりん酸処理性を示し、塗装後の耐
糸錆性も良好であった。
【００６５】また、ＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3を分散させたＺ
ｎ−Ｆｅ系めっき層によって得られる加工性改善効果を
確認するため、更に次の実験を行なった。
ｎ−Ｆｅ系めっき層によって得られる加工性改善効果を
確認するため、更に次の実験を行なった。
【００６６】即ち基材としてＡｌ合金（Ａｌ−4.5 Ｍｇ
−0.4Ｃｕ）を使用し、この表面に上記と同様にして化
学的置換めっきを施すことにより、Ｚｎ（87.3％）−Ｆ
ｅ（3.8 ％）−ＳｉＯ2（3.5 ％）−Ａｌ2Ｏ3（5.4
％）からなる付着量の異なる（０〜1.25 g/m2 ）種々の
めっき層を形成した。得られた各めっき処理材につい
て、前記と同様にして加工性試験（ドロービード試験及
び角筒絞り試験）を行ない、図１及び図２に示す結果を
得た。
−0.4Ｃｕ）を使用し、この表面に上記と同様にして化
学的置換めっきを施すことにより、Ｚｎ（87.3％）−Ｆ
ｅ（3.8 ％）−ＳｉＯ2（3.5 ％）−Ａｌ2Ｏ3（5.4
％）からなる付着量の異なる（０〜1.25 g/m2 ）種々の
めっき層を形成した。得られた各めっき処理材につい
て、前記と同様にして加工性試験（ドロービード試験及
び角筒絞り試験）を行ない、図１及び図２に示す結果を
得た。
【００６７】図１はドロービード試験結果を示すもの
で、めっき付着量が絞りビード引抜き荷重に与える影響
を示したものであり、また図２は角筒絞り試験結果を示
すもので、めっき付着量が角筒絞り高さに与える影響を
示したものである。
で、めっき付着量が絞りビード引抜き荷重に与える影響
を示したものであり、また図２は角筒絞り試験結果を示
すもので、めっき付着量が角筒絞り高さに与える影響を
示したものである。
【００６８】これらの図からも明らかである様に、加工
々程で潤滑油を使用した場合でも、めっき皮膜の形成さ
れておらないものの加工性は非常に悪いが、めっき皮膜
を形成すると加工性は著しく向上し、特にめっき付着量
を0.5 g/m2以上とすることによって優れた加工性を得る
ことができる。
々程で潤滑油を使用した場合でも、めっき皮膜の形成さ
れておらないものの加工性は非常に悪いが、めっき皮膜
を形成すると加工性は著しく向上し、特にめっき付着量
を0.5 g/m2以上とすることによって優れた加工性を得る
ことができる。
【００６９】実施例５ 上記実施例４でも明らかにした様に、Ｚｎ−Ｆｅ系めっ
き層内の表層部にＳｉ酸化物リッチ層を形成したもの
は、加工性及びスポット溶接性において優れた特性を発
揮するが、更に他の効果として接着性も著しく改善され
ることが確認されたので、その結果を示す。
き層内の表層部にＳｉ酸化物リッチ層を形成したもの
は、加工性及びスポット溶接性において優れた特性を発
揮するが、更に他の効果として接着性も著しく改善され
ることが確認されたので、その結果を示す。
【００７０】Ａｌ−Ｍｇ系合金（ＪＩＳ Ａ ５１８
２）よりなる厚さ0.8mmのＡｌ合金板（Ｔ字型剥離用）
と、厚さ1.6 mmのＡｌ合金板（剪断試験用）を準備し、
各Ａｌ合金板に、Ｚｎイオン及びＦｅイオンと共に、５
〜１０％のＳｉＯ2を含有するめっき浴を用いて化学的
置換めっきを行ない、表６に示す組成のＺｎ−Ｆｅ系め
っき層を形成した。
２）よりなる厚さ0.8mmのＡｌ合金板（Ｔ字型剥離用）
と、厚さ1.6 mmのＡｌ合金板（剪断試験用）を準備し、
各Ａｌ合金板に、Ｚｎイオン及びＦｅイオンと共に、５
〜１０％のＳｉＯ2を含有するめっき浴を用いて化学的
置換めっきを行ない、表６に示す組成のＺｎ−Ｆｅ系め
っき層を形成した。
【００７１】得られた各めっき処理材について、ＪＩＳ
Ｋ ６８２９に定める方法に準拠し、接着剤としてエ
ポキシ系構造用接着剤または合成ゴム系接着剤を用いた
場合の１８０度Ｔ型剥離試験（接着面積＝幅２５mm×長
さ７５mm）、及び１８０度剪断試験（接着面積＝幅２５
mm×長さ１２mm）を行ない、接着破断面における界面の
破壊面積により接着性を評価した。尚該界面破壊面積の
少ないものほど、供試材と接着剤との接着性が良いこと
を意味する。尚Ｔ字型剥離試験時の引張り速度は２００
mm/min、剪断試験時の引張り速度は５０mm/minとした。
Ｋ ６８２９に定める方法に準拠し、接着剤としてエ
ポキシ系構造用接着剤または合成ゴム系接着剤を用いた
場合の１８０度Ｔ型剥離試験（接着面積＝幅２５mm×長
さ７５mm）、及び１８０度剪断試験（接着面積＝幅２５
mm×長さ１２mm）を行ない、接着破断面における界面の
破壊面積により接着性を評価した。尚該界面破壊面積の
少ないものほど、供試材と接着剤との接着性が良いこと
を意味する。尚Ｔ字型剥離試験時の引張り速度は２００
mm/min、剪断試験時の引張り速度は５０mm/minとした。
【００７２】またＡｌ合金板に対するめっき層の密着性
を調べるため、めっき皮膜表面にセロテープを貼って強
引に剥離したときのめっき皮膜の剥離面積を調べた。該
剥離面積の少ないものほど、Ａｌ合金基材に対するめっ
き皮膜の密着性が良好であることを意味する。
を調べるため、めっき皮膜表面にセロテープを貼って強
引に剥離したときのめっき皮膜の剥離面積を調べた。該
剥離面積の少ないものほど、Ａｌ合金基材に対するめっ
き皮膜の密着性が良好であることを意味する。
【００７３】結果は表６に一括して示す通りであり、表
層部にＳｉ酸化物リッチの層を有するＺｎ−Ｆｅ系めっ
き材は、Ａｌ合金基材との密着性が良好であり、且つ接
着剤を用いて接合した場合も優れた接着性を発揮するこ
とが分かる。
層部にＳｉ酸化物リッチの層を有するＺｎ−Ｆｅ系めっ
き材は、Ａｌ合金基材との密着性が良好であり、且つ接
着剤を用いて接合した場合も優れた接着性を発揮するこ
とが分かる。
【００７４】
【表６】
【００７５】実施例６ Ａｌ合金基材表面にＺｎ−Ｆｅ系めっき層を形成するこ
とにより、加工性、スポット溶接性、りん酸塩処理性、
塗装後耐食性、接着性等が改善されることは、前記実施
例１〜５で明らかにした通りであるが、更に、レーザー
溶接性についても検討を行なったところ、Ｚｎ−Ｆｅ系
めっき層表面のレーザー光反射率が３％未満であるもの
は、優れたレーザー溶接性を示すことが確認されたの
で、その結果を示す。
とにより、加工性、スポット溶接性、りん酸塩処理性、
塗装後耐食性、接着性等が改善されることは、前記実施
例１〜５で明らかにした通りであるが、更に、レーザー
溶接性についても検討を行なったところ、Ｚｎ−Ｆｅ系
めっき層表面のレーザー光反射率が３％未満であるもの
は、優れたレーザー溶接性を示すことが確認されたの
で、その結果を示す。
【００７６】即ちＡｌ−Ｍｇ系合金板（ＪＩＳ Ａ ５
０５２またはＪＩＳ Ａ５１８２）（中心線平均粗さＲ
ａ＝0.35μｍ）の表面に、電気めっき法または置換めっ
き法によって表７に示す組成のＺｎ−Ｆｅ系めっき層を
形成し、夫々について表面のレーザー光反射率を測定す
ると共に、レーザー溶接性を調べた。
０５２またはＪＩＳ Ａ５１８２）（中心線平均粗さＲ
ａ＝0.35μｍ）の表面に、電気めっき法または置換めっ
き法によって表７に示す組成のＺｎ−Ｆｅ系めっき層を
形成し、夫々について表面のレーザー光反射率を測定す
ると共に、レーザー溶接性を調べた。
【００７７】尚、表７においてNo. ４，８，１２，１６
では、Ｚｎイオン及びＦｅイオンと共にＳｉＯ2を含む
めっき浴を用いた化学的置換めっき法を採用し、それ以
外はＺｎイオンとＦｅイオンを含むめっき液を用いた電
気めっき法を採用した。レーザー光反射率は、ＣＯ2レ
ーザーを用い入射角４５°、反射角４５°で圧延方向に
平行にレーザー光を照射したときの反射率によって求め
た。またレーザー溶接にはＣＯ2レーザーを使用し、レ
ーザー出力は2.5 Kw、溶接速度は１m/min 、シールドガ
スは１００％Ａｒ、流量は３０リットル/min とした。
レーザー溶接性の評価は、溶接部の外観及び内部欠陥を
観察し、欠陥のない優秀なものを５、欠陥が多く不良で
あるものを１として５段階評価した。結果を表７に示
す。
では、Ｚｎイオン及びＦｅイオンと共にＳｉＯ2を含む
めっき浴を用いた化学的置換めっき法を採用し、それ以
外はＺｎイオンとＦｅイオンを含むめっき液を用いた電
気めっき法を採用した。レーザー光反射率は、ＣＯ2レ
ーザーを用い入射角４５°、反射角４５°で圧延方向に
平行にレーザー光を照射したときの反射率によって求め
た。またレーザー溶接にはＣＯ2レーザーを使用し、レ
ーザー出力は2.5 Kw、溶接速度は１m/min 、シールドガ
スは１００％Ａｒ、流量は３０リットル/min とした。
レーザー溶接性の評価は、溶接部の外観及び内部欠陥を
観察し、欠陥のない優秀なものを５、欠陥が多く不良で
あるものを１として５段階評価した。結果を表７に示
す。
【００７８】
【表７】
【００７９】表７においてNo. １〜４，９〜１２はレー
ザー光反射率がいずれも３％以下の低い値を示すもので
あり、突合せ及び重ね合わせのいずれにおいても優れた
レーザー溶接性が得られている。これに対しNo. ５〜
７，１３〜１５はいずれもレーザー光反射率が３％を超
えているためレーザー溶接性が悪い。またNo. ８及び１
６はめっき付着量が多過ぎるため、溶接部にＳｉＯ2等
が不純介在物として混入し、レーザー溶接性が悪くなっ
ている。従って優れたレーザー溶接性を確保するには、
めっき表面のレーザー光反射率を３％以下にすると共
に、めっき付着量は３g/m2程度以下に抑えるべきであ
る。
ザー光反射率がいずれも３％以下の低い値を示すもので
あり、突合せ及び重ね合わせのいずれにおいても優れた
レーザー溶接性が得られている。これに対しNo. ５〜
７，１３〜１５はいずれもレーザー光反射率が３％を超
えているためレーザー溶接性が悪い。またNo. ８及び１
６はめっき付着量が多過ぎるため、溶接部にＳｉＯ2等
が不純介在物として混入し、レーザー溶接性が悪くなっ
ている。従って優れたレーザー溶接性を確保するには、
めっき表面のレーザー光反射率を３％以下にすると共
に、めっき付着量は３g/m2程度以下に抑えるべきであ
る。
【００８０】実施例７ この実施例では、Ａｌ合金基材表面にＺｎ−Ｆｅ系めっ
き層を形成した後、りん酸塩処理して化成処理皮膜に変
えてから上塗り塗料を塗布することによって得られる塗
装Ａｌ合金材において、塗膜下地となる化成処理皮膜下
に残存する金属Ｚｎ及び金属Ｆｅが、塗装Ａｌ合金材の
耐食性（耐糸錆性及び塗装膨れ）にどの様な影響を与え
るかを調べた。
き層を形成した後、りん酸塩処理して化成処理皮膜に変
えてから上塗り塗料を塗布することによって得られる塗
装Ａｌ合金材において、塗膜下地となる化成処理皮膜下
に残存する金属Ｚｎ及び金属Ｆｅが、塗装Ａｌ合金材の
耐食性（耐糸錆性及び塗装膨れ）にどの様な影響を与え
るかを調べた。
【００８１】即ち実施例１で用いたのと同じＡｌ合金よ
りなる圧延板の表面に、前記と同様の置換めっき法によ
って0.01〜1 μｍのＺｎ−Ｆｅ系めっき層を形成し、次
いで脱脂・洗浄後りん酸塩処理によって各めっき層中の
Ｚｎ及びＦｅのすべてをホパイト及び／もしくはホスホ
フェライトに変えた。尚りん酸塩処理液としては日本パ
ーカライジング社製の「パルボンドＵ」を使用した。
りなる圧延板の表面に、前記と同様の置換めっき法によ
って0.01〜1 μｍのＺｎ−Ｆｅ系めっき層を形成し、次
いで脱脂・洗浄後りん酸塩処理によって各めっき層中の
Ｚｎ及びＦｅのすべてをホパイト及び／もしくはホスホ
フェライトに変えた。尚りん酸塩処理液としては日本パ
ーカライジング社製の「パルボンドＵ」を使用した。
【００８２】得られたりん酸塩処理物の表面に、アルキ
ドメラミン系樹脂塗料を乾燥膜厚が約２０μｍとなる様
に塗布し、乾燥後１３０℃で２０分間焼付け処理を行な
って塗装Ａｌ合金板を得た。
ドメラミン系樹脂塗料を乾燥膜厚が約２０μｍとなる様
に塗布し、乾燥後１３０℃で２０分間焼付け処理を行な
って塗装Ａｌ合金板を得た。
【００８３】また比較例として、上記と同様にしてＺｎ
−Ｆｅ系めっきを施し、その後該めっき層中の金属Ｚｎ
及び金属Ｆｅの一部が残存する様に軽度のりん酸塩処理
を行なった以外は上記と同様にして塗装Ａｌ合金板を得
た。得られた各供試板について、下記の方法で耐糸錆性
と耐塗膜膨れ性を調べた。
−Ｆｅ系めっきを施し、その後該めっき層中の金属Ｚｎ
及び金属Ｆｅの一部が残存する様に軽度のりん酸塩処理
を行なった以外は上記と同様にして塗装Ａｌ合金板を得
た。得られた各供試板について、下記の方法で耐糸錆性
と耐塗膜膨れ性を調べた。
【００８４】耐糸錆性：各供試板の表面にクロスカット
を入れ、実施例２と同様の腐食試験を４サイクル繰り返
したときに生じる糸錆の最大長さにより下記の基準で評
価した。 ○：最大糸錆長さ ＜１mm △：最大糸錆長さ １〜４mm ×：最大糸錆長さ ４mm＜
を入れ、実施例２と同様の腐食試験を４サイクル繰り返
したときに生じる糸錆の最大長さにより下記の基準で評
価した。 ○：最大糸錆長さ ＜１mm △：最大糸錆長さ １〜４mm ×：最大糸錆長さ ４mm＜
【００８５】耐塗装膜膨れ性：各供試板の表面にクロス
カットを入れ、塩水噴霧を８４０時間行なった後、クロ
スカット部からの最大膨れ幅を測定し、下記の基準で評
価した。 ○：最大膨れ幅 ＜１mm △：最大膨れ幅 １〜４mm ×：最大膨れ幅 ４mm＜ 結果を表８に一括して示す。
カットを入れ、塩水噴霧を８４０時間行なった後、クロ
スカット部からの最大膨れ幅を測定し、下記の基準で評
価した。 ○：最大膨れ幅 ＜１mm △：最大膨れ幅 １〜４mm ×：最大膨れ幅 ４mm＜ 結果を表８に一括して示す。
【００８６】
【表８】
【００８７】表８からも明らかである様に、りん酸処理
工程でめっき層中のＺｎ及びＦｅのすべてをりん酸塩に
変えたもの（No. １〜１０）では、耐糸錆性及び耐塗膜
膨れ性のいずれも良好であるが、りん酸塩処理後のＺｎ
やＦｅは残存しているもの（No. １１〜１６）では、耐
糸錆性または耐塗膜膨れ性が悪い。
工程でめっき層中のＺｎ及びＦｅのすべてをりん酸塩に
変えたもの（No. １〜１０）では、耐糸錆性及び耐塗膜
膨れ性のいずれも良好であるが、りん酸塩処理後のＺｎ
やＦｅは残存しているもの（No. １１〜１６）では、耐
糸錆性または耐塗膜膨れ性が悪い。
【００８８】これらの結果からも明らかである様に本発
明で優れた塗装後耐食性を得るには、りん酸塩処理工程
でＺｎ−Ｆｅ系めっき層中の金属Ｚｎ及び金属Ｆｅのす
べてをりん酸塩に変えるべきであることが分かる。
明で優れた塗装後耐食性を得るには、りん酸塩処理工程
でＺｎ−Ｆｅ系めっき層中の金属Ｚｎ及び金属Ｆｅのす
べてをりん酸塩に変えるべきであることが分かる。
【００８９】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、加
工性、接着性あるいは溶接性に優れ、且つりん酸塩処理
性が良好であって、りん酸塩処理後における塗膜密着性
及び塗装後耐食性（耐糸錆性や耐塗膜膨れ性）に優れた
ＡｌまたはＡｌ合金材を提供し得ることになった。更に
本発明によれば、このＡｌまたはＡｌ合金材をりん酸塩
処理して良好な化成処理皮膜を形成し、これに塗装を施
すことによって、塗膜密着性及び塗装後耐食性の良好な
塗装ＡｌまたはＡｌ合金材を提供することができる。
工性、接着性あるいは溶接性に優れ、且つりん酸塩処理
性が良好であって、りん酸塩処理後における塗膜密着性
及び塗装後耐食性（耐糸錆性や耐塗膜膨れ性）に優れた
ＡｌまたはＡｌ合金材を提供し得ることになった。更に
本発明によれば、このＡｌまたはＡｌ合金材をりん酸塩
処理して良好な化成処理皮膜を形成し、これに塗装を施
すことによって、塗膜密着性及び塗装後耐食性の良好な
塗装ＡｌまたはＡｌ合金材を提供することができる。
【図１】本発明の実施例で得た試験結果を示すものであ
り、ドロービード試験におけるビード引抜き荷重とめっ
き付着量の関係を示すグラフである。
り、ドロービード試験におけるビード引抜き荷重とめっ
き付着量の関係を示すグラフである。
【図２】本発明の実施例で得た試験結果を示すものであ
り、角筒絞り試験における角筒絞り高さとめっき付着量
の関係を示すグラフである。
り、角筒絞り試験における角筒絞り高さとめっき付着量
の関係を示すグラフである。
フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平2−416760 (32)優先日 平２(1990)12月27日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平2−416761 (32)優先日 平２(1990)12月27日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 林 壮一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 望月 朝夫 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 佐藤 廣士 神戸市東灘区住吉宮町７−３−27 (72)発明者 池田 貢基 神戸市灘区篠原伯母野山町２−３−１ (72)発明者 久本 淳 神戸市灘区篠原伯母野山町２−３−１ (72)発明者 武江 なぎさ 西宮市上葭原町１−47 (72)発明者 植田 利樹 神戸市灘区篠原伯母野山町２−３−１ (72)発明者 竹本 政男 山口県下関市清末西町３−４−28 (72)発明者 藤本 日出男 栃木県芳賀郡二宮町久下田西３−９−４ (72)発明者 鶴野 招弘 栃木県真岡市大谷台町８ (72)発明者 豊瀬 喜久郎 栃木県真岡市高勢町３−80−２ (56)参考文献 特開 昭61−157693（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−146693（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−28881（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−110478（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−110479（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C25D 3/00 - 7/12 C23C 18/00 - 18/54
Claims (19)
- 【請求項１】 ＡｌまたはＡｌ合金基材の表面にＺｎお
よびＦｅを主成分とするめっき層が形成され、該めっき
層はＺｎのη相及びＦｅのα相の混相からなり、しかも
Ｚｎ−Ｆｅ金属間化合物を含有しないものであることを
特徴とする表面処理ＡｌまたはＡｌ合金材。 - 【請求項２】 めっき層中におけるＺｎ含有量が１〜９
９重量％、Ｆｅ含有量が９９〜１重量％である請求項１
記載の表面処理ＡｌまたはＡｌ合金材。 - 【請求項３】 めっき層の付着量が０．１〜３g/m2であ
る請求項１または２記載の表面処理ＡｌまたはＡｌ合金
材。 - 【請求項４】 ＡｌまたはＡｌ合金基材の表面に、Ｚｎ
およびＦｅを主成分とするめっき層が形成され、該めっ
き層における平均結晶粒径が０．５μｍ以下であること
を特徴とする表面処理ＡｌまたはＡｌ合金材。 - 【請求項５】 めっき層中におけるＺｎ含有量が９９〜
７５重量％、Ｆｅ含有量が１〜２５重量％である請求項
４記載の表面処理ＡｌまたはＡｌ合金材。 - 【請求項６】 めっき層の付着量が０．１〜３g/m2であ
る請求項４または５記載の表面処理ＡｌまたはＡｌ合金
材。 - 【請求項７】 ＡｌまたはＡｌ合金基材の表面に、Ｓｉ
酸化物、Ａｌ酸化物、Ａｌ水酸化物よりなる群から選択
される少なくとも１種と、金属Ｚｎおよび金属Ｆｅから
なるめっき層を形成したものであることを特徴とする表
面処理ＡｌまたはＡｌ合金材。 - 【請求項８】 複合皮膜が、Ｆｅ：１〜２５重量％，Ｚ
ｎ：９８〜５５重量％，Ｓｉ酸化物、Ａｌ酸化物、Ａｌ
水酸化物よりなる群から選択される化合物：１〜２０重
量％よりなるものである請求項７記載の表面処理Ａｌま
たはＡｌ合金材。 - 【請求項９】 めっき層が金属Ｆｅ、金属ＺｎおよびＳ
ｉ酸化物からなるものである請求項７または８に記載の
表面処理ＡｌまたはＡｌ合金材。 - 【請求項１０】 めっき層が、ＡｌまたはＡま合金基材
の界面から金属Ｆｅ、金属ＺｎおよびＳｉ酸化物の順に
層状に形成されている請求項９に記載の表面処理Ａｌま
たはＡｌ合金材。 - 【請求項１１】 めっき層が、金属Ｆｅおよび金属Ｚｎ
と、Ａｌ酸化物および／またはＡｌ水酸化物とからなる
ものである請求項７または８に記載の表面処理Ａｌまた
はＡｌ合金材。 - 【請求項１２】 Ａｌ酸化物および／またはＡｌ水酸化
物が、めっき層中に均一に分散されている請求項１１に
記載の表面処理ＡｌまたはＡｌ合金材。 - 【請求項１３】 めっき層の表層部にＳｉ酸化物層が形
成されている請求項１１または１２に記載の表面処理Ａ
ｌまたはＡｌ合金材。 - 【請求項１４】 めっき層中の金属Ｆｅおよび金属Ｚｎ
が、Ｆｅのα相とＺｎのη相の混相からなり、且つＺｎ
−Ｆｅ金属間化合物を有しないものである請求項７〜１
３のいずれか１つに記載の表面処理ＡｌまたはＡｌ合金
材。 - 【請求項１５】 めっき層中における平均結晶粒径が
０．５μｍ以下である請求項７〜１４のいずれか１つに
記載の表面処理Ａｌ合金材。 - 【請求項１６】 めっき層における金属Ｆｅおよび金属
Ｚｎが置換めっき法によって形成されたものである請求
項７〜１５のいずれか１つに記載の表面処理Ａｌ合金
材。 - 【請求項１７】 めっき層の付着量が０．１〜３g/m2で
ある請求項７〜１６のいずれか１つに記載の表面処理Ａ
ｌまたはＡｌ合金材。 - 【請求項１８】 波長１０．６μｍの炭酸ガスレーザー
光線の反射率が３％未満である請求項１〜１７のいずれ
か１つに記載の表面処理ＡｌまたはＡｌ合金材。 - 【請求項１９】 請求項１〜１８に記載されたいずれか
１つの表面処理ＡｌまたはＡｌ合金材をりん酸塩処理
し、めっき層中のＦｅおよびＺｎの全てをりん酸亜鉛お
よび／またはりん酸亜鉛鉄よりなる化成処理皮膜に変え
た後、その上に塗装皮膜を形成したものである表面処理
ＡｌまたはＡｌ合金材。
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| JP17427691A JP2812818B2 (ja) | 1990-05-23 | 1991-05-22 | 表面処理ＡｌまたはＡｌ合金材 |
Applications Claiming Priority (11)
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04350195A JPH04350195A (ja) | 1992-12-04 |
| JP2812818B2 true JP2812818B2 (ja) | 1998-10-22 |
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ID=27552835
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1991
- 1991-05-22 JP JP17427691A patent/JP2812818B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH04350195A (ja) | 1992-12-04 |
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