JP2963806B2 - リン酸塩処理性、塗装後耐食性に優れたアルミニウム合金板 - Google Patents
リン酸塩処理性、塗装後耐食性に優れたアルミニウム合金板Info
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Description
【００１】
【産業上の利用分野】本発明は、塗装用下地、とくに電
着塗装用下地としてのリン酸塩処理性および塗装後耐食
性に優れたアルミニウム合金板に関する。
着塗装用下地としてのリン酸塩処理性および塗装後耐食
性に優れたアルミニウム合金板に関する。
【００２】
【従来技術】近年、大気汚染防止の観点から、自動車の
燃費向上が叫ばれ、その一環として、車体の軽量化が推
進されている。車体の軽量化としては、鉄鋼材料の高張
力化による使用鋼材の薄肉化が従来より行われてきてい
るが、最近ではアルミニウム合金板の使用が注目されて
いる。この合金板としては、ＪＩＳ５０００系（Ａｌ−
Ｍｇ−Ｃｕ系）やＪＩＳ６０００系（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ
系）などの展伸材が主に使用されているが、使用部位
は、フ−ド、トランクリッド、フロントおよびリアフェ
ンダ−などの部位に止まっている。
燃費向上が叫ばれ、その一環として、車体の軽量化が推
進されている。車体の軽量化としては、鉄鋼材料の高張
力化による使用鋼材の薄肉化が従来より行われてきてい
るが、最近ではアルミニウム合金板の使用が注目されて
いる。この合金板としては、ＪＩＳ５０００系（Ａｌ−
Ｍｇ−Ｃｕ系）やＪＩＳ６０００系（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ
系）などの展伸材が主に使用されているが、使用部位
は、フ−ド、トランクリッド、フロントおよびリアフェ
ンダ−などの部位に止まっている。
【００３】鋼材を使用した自動車の製造は、通常、部品
を組み立てて車体にした後、脱脂、リン酸塩処理、カチ
オン電着下塗り塗装、中塗り塗装、上塗り塗装の工程で
順次行われているが、アルミニウム合金板の部品を一部
に使用した場合もこの工程で製造されている。従って、
アルミニウム合金板にもリン酸塩処理性が要求される。
を組み立てて車体にした後、脱脂、リン酸塩処理、カチ
オン電着下塗り塗装、中塗り塗装、上塗り塗装の工程で
順次行われているが、アルミニウム合金板の部品を一部
に使用した場合もこの工程で製造されている。従って、
アルミニウム合金板にもリン酸塩処理性が要求される。
【００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アルミ
ニウム合金板は、リン酸塩処理性に劣るため、緻密で均
一な皮膜が得られ難いという問題があった。この結果、
アルミニウム合金板の組成と相俟って、塗装後塗膜下に
著しいふくれ腐食や糸状腐食が発生する場合があった。
ニウム合金板は、リン酸塩処理性に劣るため、緻密で均
一な皮膜が得られ難いという問題があった。この結果、
アルミニウム合金板の組成と相俟って、塗装後塗膜下に
著しいふくれ腐食や糸状腐食が発生する場合があった。
【００５】そこで、かかる腐食の発生を防止するため、
アルミニウム合金板部品だけに車体への組み込み前に予
めクロメート系の塗装下地処理を施したり、リン酸塩処
理による場合は、リン酸塩処理液中にフッ化物のような
エッチング剤を多量に添加して、アルミニウム合金板と
の反応性を高めたりする方法が一部で試みられている。
しかし、前者の方法は、作業が繁雑であり、車体のリン
酸塩処理の際、処理液中に有害なクロムが混入するとい
う問題もある。後者の方法にしても、鋼材部品でも冷延
鋼板や亜鉛系表面処理鋼板のようなリン酸塩処理性の異
なった材料が使用されているため、すべてを満足させる
ことのできるものではなかった。
アルミニウム合金板部品だけに車体への組み込み前に予
めクロメート系の塗装下地処理を施したり、リン酸塩処
理による場合は、リン酸塩処理液中にフッ化物のような
エッチング剤を多量に添加して、アルミニウム合金板と
の反応性を高めたりする方法が一部で試みられている。
しかし、前者の方法は、作業が繁雑であり、車体のリン
酸塩処理の際、処理液中に有害なクロムが混入するとい
う問題もある。後者の方法にしても、鋼材部品でも冷延
鋼板や亜鉛系表面処理鋼板のようなリン酸塩処理性の異
なった材料が使用されているため、すべてを満足させる
ことのできるものではなかった。
【００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題に
鑑み、鋼材と同様に使用できるアルミニウム合金板を提
供するものである。すなわち、本発明は、アルミニウム
合金板にＡｌ−Ｚｎ合金めっきを施すことによりリン酸
塩処理性、塗装後耐食性を改善したもので、アルミニウ
ム合金板の少なくとも片面にＺｎ含有率が３.０〜５０m
ass％のＡｌ−Ｚｎ合金めっきを０.２〜１０ｇ／ｍ2施
したことを特徴としている。
鑑み、鋼材と同様に使用できるアルミニウム合金板を提
供するものである。すなわち、本発明は、アルミニウム
合金板にＡｌ−Ｚｎ合金めっきを施すことによりリン酸
塩処理性、塗装後耐食性を改善したもので、アルミニウ
ム合金板の少なくとも片面にＺｎ含有率が３.０〜５０m
ass％のＡｌ−Ｚｎ合金めっきを０.２〜１０ｇ／ｍ2施
したことを特徴としている。
【００７】リン酸塩処理は、処理液中の遊離酸で被処理
物を溶出させ、その溶出の際のｐＨ上昇により、亜鉛系
のめっき鋼板ではリン酸亜鉛（Hopeite）の結晶を、ま
た、冷延鋼板ではリン酸亜鉛鉄（Phosphophyllite）の
結晶を析出させる方法であるが、アルミニウム合金板の
場合は表面に不動態皮膜が形成されているため、均一に
エッチングされ難い。
物を溶出させ、その溶出の際のｐＨ上昇により、亜鉛系
のめっき鋼板ではリン酸亜鉛（Hopeite）の結晶を、ま
た、冷延鋼板ではリン酸亜鉛鉄（Phosphophyllite）の
結晶を析出させる方法であるが、アルミニウム合金板の
場合は表面に不動態皮膜が形成されているため、均一に
エッチングされ難い。
【００８】アルミニウム合金板のエッチング性を改善す
るには、リン酸塩処理液と反応性の高い亜鉛をアルミニ
ウム合金板に含有させる方法、亜鉛でアルミニウム合金
板表面を被覆する方法などがあるが、前者の方法の場
合、亜鉛がα−Ａｌの結晶粒界に偏析する傾向があるた
め、微細かつ緻密なリン酸塩結晶が析出しないことが判
明した。一方、後者の方法によれば、均一かつ緻密な結
晶が析出するが、リン酸塩層と下地アルミニウム合金板
との間にＡｌより耐食性の劣る亜鉛被覆層が存在するた
め、電着塗装後に塗膜下腐食が著しく発生し易くなり、
実用上非常に不安定であることが判明した。そこで、本
発明では、上記のように、Ａｌ−Ｚｎ合金をめっきした
のである。
るには、リン酸塩処理液と反応性の高い亜鉛をアルミニ
ウム合金板に含有させる方法、亜鉛でアルミニウム合金
板表面を被覆する方法などがあるが、前者の方法の場
合、亜鉛がα−Ａｌの結晶粒界に偏析する傾向があるた
め、微細かつ緻密なリン酸塩結晶が析出しないことが判
明した。一方、後者の方法によれば、均一かつ緻密な結
晶が析出するが、リン酸塩層と下地アルミニウム合金板
との間にＡｌより耐食性の劣る亜鉛被覆層が存在するた
め、電着塗装後に塗膜下腐食が著しく発生し易くなり、
実用上非常に不安定であることが判明した。そこで、本
発明では、上記のように、Ａｌ−Ｚｎ合金をめっきした
のである。
【００９】
【作用】図１は、Ｚｎ含有率の異なったＡｌ−Ｚｎ合金
めっきを５ｇ／ｍ2施したアルミニウム合金板（ＪＩＳ
５０５２、Ｏ材、板厚１.０ｍｍ）のリン酸塩処理性と
電着塗装後の耐食性（クロスカット部からの塗膜ふくれ
幅の大小）を示したグラフであるが、Ａｌ−Ｚｎ合金の
Ｚｎ含有率が３mass％以上でリン酸塩処理性が良好にな
ることがわかる。Ｚｎ含有率が３mass％未満であると、
均一なリン酸塩結晶が析出しないのは、リン酸塩処理液
との反応性が良好なＺｎ量が少ないことに起因してい
る。
めっきを５ｇ／ｍ2施したアルミニウム合金板（ＪＩＳ
５０５２、Ｏ材、板厚１.０ｍｍ）のリン酸塩処理性と
電着塗装後の耐食性（クロスカット部からの塗膜ふくれ
幅の大小）を示したグラフであるが、Ａｌ−Ｚｎ合金の
Ｚｎ含有率が３mass％以上でリン酸塩処理性が良好にな
ることがわかる。Ｚｎ含有率が３mass％未満であると、
均一なリン酸塩結晶が析出しないのは、リン酸塩処理液
との反応性が良好なＺｎ量が少ないことに起因してい
る。
【０１０】一方、Ｚｎ含有率が５０mass％を超えると、
電着塗装後の耐食性が急激に低下しているが、これは、
リン酸塩層の下側にＺｎ含有率の高いＡｌ−Ｚｎ合金め
っき層が存在しているため、この層が選択的に腐食され
ることに起因している。従って、Ａｌ−Ｚｎ合金めっき
は、Ｚｎ含有率を３.０〜５０mass％にすることが必要
で、好ましくは５.０〜３０mass％であるといえる。
電着塗装後の耐食性が急激に低下しているが、これは、
リン酸塩層の下側にＺｎ含有率の高いＡｌ−Ｚｎ合金め
っき層が存在しているため、この層が選択的に腐食され
ることに起因している。従って、Ａｌ−Ｚｎ合金めっき
は、Ｚｎ含有率を３.０〜５０mass％にすることが必要
で、好ましくは５.０〜３０mass％であるといえる。
【０１１】Ａｌ−Ｚｎ合金めっきによりアルミニウム合
金板のリン酸塩処理性を改善するには、めっき付着量を
０.２ｇ／ｍ2以上にする必要がある。０.２ｇ／ｍ2未満
で表面を完全に被覆できないため、リン酸塩結晶が不均
一になってしまう。一方、めっき付着量を多くしてもリ
ン酸塩処理性は変わらないが、あまり多くすることは経
済的に不利になるので、多くとも１０ｇ／ｍ2で十分で
ある。
金板のリン酸塩処理性を改善するには、めっき付着量を
０.２ｇ／ｍ2以上にする必要がある。０.２ｇ／ｍ2未満
で表面を完全に被覆できないため、リン酸塩結晶が不均
一になってしまう。一方、めっき付着量を多くしてもリ
ン酸塩処理性は変わらないが、あまり多くすることは経
済的に不利になるので、多くとも１０ｇ／ｍ2で十分で
ある。
【０１２】Ａｌ−Ｚｎ合金めっきは、Ｚｎが偏析せず、
Ａｌ中にＺｎがミクロ的に均一に分散したものにするの
が好ましい。かかるＡｌ−Ｚｎ合金めっきは、常温型溶
融塩浴を用いる電気めっき方法、例えば、塩化アルミニ
ウムと有機系窒素含有オニウム塩化物とからなる溶融塩
浴またはこれに塩化亜鉛を添加した浴を用いれば可能で
ある。また、純Ａｌ浴と純Ｚｎ浴並置方式による電子線
加熱型蒸着めっき、イオンプレ−ティング、イオンスパ
ッタリング等の真空めっきで行ってもよい。これらのめ
っき方法によれば、溶融めっきでめっきした場合よりめ
っき層中にＺｎが均一に分散したＡｌ−Ｚｎ合金めっき
を施すことができる。
Ａｌ中にＺｎがミクロ的に均一に分散したものにするの
が好ましい。かかるＡｌ−Ｚｎ合金めっきは、常温型溶
融塩浴を用いる電気めっき方法、例えば、塩化アルミニ
ウムと有機系窒素含有オニウム塩化物とからなる溶融塩
浴またはこれに塩化亜鉛を添加した浴を用いれば可能で
ある。また、純Ａｌ浴と純Ｚｎ浴並置方式による電子線
加熱型蒸着めっき、イオンプレ−ティング、イオンスパ
ッタリング等の真空めっきで行ってもよい。これらのめ
っき方法によれば、溶融めっきでめっきした場合よりめ
っき層中にＺｎが均一に分散したＡｌ−Ｚｎ合金めっき
を施すことができる。
【０１３】
実施例１ 常法による電解脱脂、酸洗を施したアルミニウム合金板
（ＪＩＳ６０６１、Ｏ材、板厚１.２ｍｍ）に次の条件
で電解活性化処理、電気Ａｌ−Ｚｎ合金めっきを施し
て、Ｚｎ含有率およびめっき付着量の異なるＡｌ−Ｚｎ
合金めっきアルミニウム合金板を作製した。
（ＪＩＳ６０６１、Ｏ材、板厚１.２ｍｍ）に次の条件
で電解活性化処理、電気Ａｌ−Ｚｎ合金めっきを施し
て、Ｚｎ含有率およびめっき付着量の異なるＡｌ−Ｚｎ
合金めっきアルミニウム合金板を作製した。
【０１４】 （１）電解活性化処理 （浴組成） エチルイミダゾリウムクロライド ５０７ｇ／ｌ 塩化アルミニウム ８６５ｇ／ｌ （処理条件） 浴温 ８０℃ 電流密度 ０.５ｋＡ／ｍ2 処理時間 ２０秒
【０１５】 （２）電気Ａｌ−Ｚｎ合金めっき （浴組成） エチルイミダゾリウムクロライド ５０７ｇ／ｌ 塩化アルミニウム ８６５ｇ／ｌ 塩化亜鉛 ０.１〜１５ｇ／ｌ （めっき条件） 浴温 ８０℃ めっき液流速 １.０ｍ／ｓ 電流密度 １.０〜６.０ｋＡ／ｍ2
【０１６】次に、このＡｌ−Ｚｎ合金めっきアルミニウ
ム合金板のリン酸塩処理性と塗装後耐食性とを次の要領
で調査した。この結果を第１表に示す。なお、比較例Ｎ
ｏ.１７はジンケ−ト処理によるアルミニウム合金板上
に亜鉛を被覆したもので、比較例Ｎｏ.１８はアルミニ
ウム合金板そのものである。
ム合金板のリン酸塩処理性と塗装後耐食性とを次の要領
で調査した。この結果を第１表に示す。なお、比較例Ｎ
ｏ.１７はジンケ−ト処理によるアルミニウム合金板上
に亜鉛を被覆したもので、比較例Ｎｏ.１８はアルミニ
ウム合金板そのものである。
【０１７】（３）リン酸塩処理性 Ａｌ−Ｚｎ合金めっきアルミニウム合金板を４０℃の脱
脂液［日本ペイント（株）製、リドリン１０８９］に１
５秒間浸漬して脱脂した後、４０℃のリン酸塩処理液
［日本ペイント（株）製、ＳＤ５０００］に２分間浸漬
してリン酸塩処理を施して、１０００倍のＳＥＭ観察に
よりリン酸塩結晶の析出形態を観察し、以下の３水準で
評価した。 ○ 緻密で均一なリン酸塩結晶が析出 △ 粗く、不均一なリン酸塩結晶が析出 × リン酸塩結晶がほとんど析出せず
脂液［日本ペイント（株）製、リドリン１０８９］に１
５秒間浸漬して脱脂した後、４０℃のリン酸塩処理液
［日本ペイント（株）製、ＳＤ５０００］に２分間浸漬
してリン酸塩処理を施して、１０００倍のＳＥＭ観察に
よりリン酸塩結晶の析出形態を観察し、以下の３水準で
評価した。 ○ 緻密で均一なリン酸塩結晶が析出 △ 粗く、不均一なリン酸塩結晶が析出 × リン酸塩結晶がほとんど析出せず
【０１８】（４）塗装後耐食性 上記方法でリン酸塩処理したＡｌ−Ｚｎ合金めっきアル
ミニウム合金板にカチオン型電着塗料［日本ペイント
（株）製、パワ−トップＵ８０］を２０μｍ塗装して、
クロスカットを入れた後、ＪＩＳ Ｚ ２３７１に準じた
塩水噴霧試験１時間→乾燥→湿潤試験（５０℃、相対湿
度９８％）７時間→乾燥を１サイクルとする複合腐食試
験を５０サイクル実施して、クロスカットからの最大塗
膜ふくれ幅を測定した。
ミニウム合金板にカチオン型電着塗料［日本ペイント
（株）製、パワ−トップＵ８０］を２０μｍ塗装して、
クロスカットを入れた後、ＪＩＳ Ｚ ２３７１に準じた
塩水噴霧試験１時間→乾燥→湿潤試験（５０℃、相対湿
度９８％）７時間→乾燥を１サイクルとする複合腐食試
験を５０サイクル実施して、クロスカットからの最大塗
膜ふくれ幅を測定した。
【０１９】
【第１表】
【０２０】実施例２ 常法により脱脂したアルミニウム合金板（ＪＩＳ５０５
３、Ｏ材、板厚１.２ｍｍ）を真空中で２００℃まで加
熱した後、次の条件でイオンビ−ム活性化処理、蒸着Ａ
ｌ−Ｚｎ合金めっきを施して、Ｚｎ含有率およびめっき
付着量の異なるＡｌ−Ｚｎ合金めっきアルミニウム合金
板を作製し、実施例１と同要領でリン酸塩処理性、塗装
後耐食性を調査した。第２表にこの結果を示す。なお、
比較例Ｎｏ.３７は亜鉛だけを蒸着めっきしたものであ
る。
３、Ｏ材、板厚１.２ｍｍ）を真空中で２００℃まで加
熱した後、次の条件でイオンビ−ム活性化処理、蒸着Ａ
ｌ−Ｚｎ合金めっきを施して、Ｚｎ含有率およびめっき
付着量の異なるＡｌ−Ｚｎ合金めっきアルミニウム合金
板を作製し、実施例１と同要領でリン酸塩処理性、塗装
後耐食性を調査した。第２表にこの結果を示す。なお、
比較例Ｎｏ.３７は亜鉛だけを蒸着めっきしたものであ
る。
【０２１】（１）イオンビ−ム活性化処理 真空度 １×１０-2Ｐａ Ａｒイオン照射量 １５Ｃ／ｍ2
【０２２】 （２）蒸着Ａｌ−Ｚｎ合金めっき 真空度 １×１０-2Ｐａ めっき方式 純Ａｌ浴、純Ｚｎ浴並置方式 蒸着浴の加熱方式 電子ビ−ム加熱（スキャニング）
【０２３】
【第２表】
【０２４】
【発明の効果】以上のように、本発明のＡｌ−Ｚｎ合金
めっきアルミニウム合金板はリン酸塩処理性、塗装後耐
食性に優れている。
めっきアルミニウム合金板はリン酸塩処理性、塗装後耐
食性に優れている。
【図１】アルミニウム合金板にめっきしたＡｌ−Ｚｎ合
金のＺｎ含有率とリン酸塩処理性および塗装後耐食性と
の関係を示すグラフである。
金のＺｎ含有率とリン酸塩処理性および塗装後耐食性と
の関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−146693（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−157693（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−32598（ＪＰ，Ａ) 特表 昭62−500249（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C25D 1/00 - 3/66 C23C 22/78 C25D 5/26
Claims (1)
- 【請求項１】 アルミニウム合金板の少なくとも片面
にＺｎ含有率が３.０〜５０mass％のＡｌ−Ｚｎ合金め
っきを０.２〜１０ｇ／ｍ2施したことを特徴とするリン
酸塩処理性、塗装後耐食性に優れたアルミニウム合金
板。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3340080A JP2963806B2 (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | リン酸塩処理性、塗装後耐食性に優れたアルミニウム合金板 |
| PCT/JP1992/001530 WO1993011278A1 (en) | 1991-11-29 | 1992-11-24 | Aluminum alloy plate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3340080A JP2963806B2 (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | リン酸塩処理性、塗装後耐食性に優れたアルミニウム合金板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05156490A JPH05156490A (ja) | 1993-06-22 |
| JP2963806B2 true JP2963806B2 (ja) | 1999-10-18 |
Family
ID=18333530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3340080A Expired - Lifetime JP2963806B2 (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | リン酸塩処理性、塗装後耐食性に優れたアルミニウム合金板 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2963806B2 (ja) |
| WO (1) | WO1993011278A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016000838A (ja) * | 2012-10-15 | 2016-01-07 | 住友電気工業株式会社 | アルミニウム膜、アルミニウム膜形成体、及びアルミニウム膜の製造方法 |
| CN104562098A (zh) * | 2014-12-30 | 2015-04-29 | 沈阳理工大学 | 一种采用电子束合成钛镍合金层的方法 |
| CN106947983B (zh) * | 2017-03-31 | 2019-06-18 | 湖南金磐新材料科技有限公司 | 插层锌铝合金粉末及其制备的锌铝协同防腐涂料和方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61157693A (ja) * | 1984-12-28 | 1986-07-17 | Sumitomo Metal Ind Ltd | りん酸塩処理性に優れたＡｌ板 |
| JPS63153262A (ja) * | 1986-12-17 | 1988-06-25 | Kobe Steel Ltd | Ｚｎ系蒸着めつきの施されたＡ１又はＡ１合金板 |
| JPS63166964A (ja) * | 1986-12-27 | 1988-07-11 | Kobe Steel Ltd | 亜鉛メツキアルミニウム又はアルミニウム合金板 |
| JPS63174749A (ja) * | 1987-01-14 | 1988-07-19 | Sumitomo Metal Ind Ltd | プレス用Ｔｉ及びＴｉ合金材の潤滑処理方法 |
| JPS63174748A (ja) * | 1987-01-14 | 1988-07-19 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 冷間鍛造用Ｔｉ及びＴｉ合金線材の連続伸線方法 |
| JPH02148582A (ja) * | 1988-11-28 | 1990-06-07 | Ee U Ii Kenkyusho:Kk | カートリッジにおけるリード線の接続構造 |
-
1991
- 1991-11-29 JP JP3340080A patent/JP2963806B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-11-24 WO PCT/JP1992/001530 patent/WO1993011278A1/ja not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1993011278A1 (en) | 1993-06-10 |
| JPH05156490A (ja) | 1993-06-22 |
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