JP3711510B2

JP3711510B2 - クロムを含む鉄系合金をメッキしたアルミニウム材料の製法とアルミニウム材料

Info

Publication number: JP3711510B2
Application number: JP21539697A
Authority: JP
Inventors: 渉及川
Original assignee: NIPPON PLATEC CO., LTD.
Current assignee: NIPPON PLATEC CO., LTD.
Priority date: 1997-07-04
Filing date: 1997-07-04
Publication date: 2005-11-02
Anticipated expiration: 2017-07-04
Also published as: JPH1121695A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば薄板状のアルミニウム又はアルミニウム合金の表面の全部もしくは一部に鉄または鉄系合金をメッキしたアルミニウム又はアルミニウム合金材料の新規な製造方法に関するもので、得られる材料は例えば自動車産業や弱電機器産業に広く用い得る工業用材料である。
【０００２】
【従来の技術】
例えば自動車産業では、自動車の軽量化のためにアルミニウム又はアルミニウム合金が使われる傾向が見られる。しかし、アルミニウム又はアルミニウム合金は、そのままでは自動車用の構造材料としては適さない。
【０００３】
このため、アルミニウム又はアルミニウム合金の表面に鉄メッキを施したものが注目されている。鉄メッキを施したアルミニウム又はアルミニウム合金材料はスポット溶接ができる等の利点を有するので、自動車等の構造材料として広く使用できるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、薄板状等のアルミニウム又はアルミニウム合金の表面にただ単に鉄メッキした材料は、そのメッキ面で剥離が生じてしまう危険がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明ではアルミニウム又はアルミニウム合金の表面に鉄メッキを施した後に、この材料を約４５０〜６５０℃の間で熱処理して、アルミニウム又はアルミニウム合金と鉄メッキとの境界域にＡｌとＦｅの相互拡散層を生成せしめて、鉄メッキ面とアルミニウム素地との間の密着性を高め、両者間の剥離を防ぐものである。これが、本発明の効果の一つである。
【０００６】
上記したように、熱処理した材料は熱処理後に冷却しなければならないが、これを上記した熱処理温度から例えば冷却速度６０℃／分で急冷すると、材料のメッキ面全般に均等に細かな亀裂が生じる。このように亀裂を生成せしめることが、本発明の他の効果でもある。即ち、このような亀裂を有するアルミニウム又はアルミニウム合金材料は、塗料の付着性等において優れるものである。ちなみに、在来の亜鉛メッキした自動車用鋼板では、その表面に燐酸亜鉛皮膜をわざわざ施し、塗料の付着性を向上させているが、本発明ではかかる処理は不要となる。
【０００７】
急冷する代わりに、例えば冷却速度５〜１０℃／分で上記した本発明になる材料を徐冷すると、亀裂がメッキ面に生じることなく、きれいなメッキ面の材料が得られる。これは例えば弱電機器用の軽重量な磁気シールド材料等として適当であり、この場合も前述した本発明の第一の効果、即ち鉄メッキ面とアルミニウム素地との間の良好な密着性が本発明によって保証されていることになるので、本発明の範囲内である。
【０００８】
また、鉄の代わりに、鉄系合金をアルミニウム素地にメッキすることも本発明の範囲内である。例えばクロムを４〜２０％含む鉄系合金は硬度が高く、これをメッキするとメッキ面に亀裂が生じ、これを前述した本発明の熱処理後に冷却する際、この亀裂を更に大きく生成したいときには急冷すればよく、亀裂をそのままの状態に保ちたいときには徐冷すればよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施例１
厚さ２ｍｍのアルミニウム合金（ＪＩＳ５０５２）の圧延板を前処理（脱脂、酸活性、アルカリエッチング、酸活性、亜鉛置換、硫酸浸漬、亜鉛置換：ただし前処理の工程中で必要な水洗は記載を省略した。）した後に、その外表面に厚さ１０ミクロンの鉄メッキを下記の条件で施した。
【００１０】

鉄メッキ皮膜の硬さは約３００ＨＶであった。
【００１１】
このようにして得られた鉄メッキしたアルミニウム合金板を水洗し乾燥した後に、不活性雰囲気中（圧力２ｂａｒのＮ_２ガス中）で５７０℃で５時間加熱し、続いて同様な雰囲気中で冷却速度６０℃／分で急冷した。その結果、メッキ面には全面にわたってほぼ均一に発生した亀甲状の亀裂が光学顕微鏡の観察で認められた。
【００１２】
同一のアルミニウム合金圧延板を同様にメッキし熱処理したが、冷却は冷却速度５℃／分で除冷した。その結果、メッキ面に亀裂は生じなかった。
【００１３】
このようにして得られた２種のアルミニウム合金材料の断面組織をそれぞれ光学顕微鏡で観察したことろ、アルミニウム素地と鉄メッキ面の境界域にＡｌとＦｅの相互拡散層の生成が認められ、両者が密着していることが観察された。また、９０゜曲げ試験でも両者が全く剥離しなかった。
【００１４】
実施例２
厚さ２ｍｍのアルミニウム合金（ＪＩＳ５０５２）の圧延板を実施例１と同様に前処理し、その外表面に厚さ１０ミクロンのクロムを約１５％含む鉄系合金メッキを下記の条件で施した。
【００１５】
液組成：トライクロムプラス（アトテックジャパン社製）をベースとし、これに硫酸第一鉄４０ｇ／ｌを添加した。
トライクロムプラスは
塩基性硫クロム（皮なめし剤）１２０ｇ／ｌ
蟻酸アンモニウム５５ｇ／ｌ
臭酸アンモニウム１０ｇ／ｌ
塩化カリウム５４ｇ／ｌ
塩化アンモニウム５４ｇ／ｌ
ホウ酸４０ｇ／ｌ
からなり、３価のクロムメッキの組成に相当する。
液温：３０℃
陰極：不溶性のカーボンを使用。
電流密度：１５Ａ／ｄｍ^２で２分後、１０Ａ／ｄｍ^２で１８分処理。
【００１６】
鉄・クロム合金メッキ皮膜の硬さは約８００ＨＶであり、光学顕微鏡で観察したところ。メッキ皮膜の全面にわたって亀甲状に成長した亀裂が認められた。
【００１７】
このようにして得られた鉄・クロム合金でメッキされたアルミニウム合金板を水洗して乾燥した後に、不活性雰囲気中（圧力２ｂａｒのＮ_２ガス中）で５７０℃で５時間加熱し、続いて同様の雰囲気中で冷却速度６０℃／分で急冷した。その結果、メッキ面の亀裂が更に成長したことが観察された。
【００１８】
また、冷却を冷却速度５℃／分の除冷で行ったところ、メッキ面の亀裂に変化は認められなかった。
【００１９】
このようにして得られた２種のアルミニウム合金材料の断面組織をそれぞれ光学顕微鏡で観察したことろ、アルミニウム素地とメッキ面の境界域にＡｌとＦｅの相互拡散層の生成が認められ、両者が密着していることが観察された。また、９０゜曲げ試験でも両者の剥離は全くなかった。
【００２０】
【発明の効果】
上述したところから明らかな如く、本発明の方法によればアルミニウム又はアルミニウム合金とその外表面にメッキされた鉄または鉄系合金のメッキ面との間が密着した金属組織となり、両者が剥離することがない優れた効果を有する。
【００２１】
また、所望によってメッキ面に敢えて成長させた亀裂は、本発明の方法によって得られるアルミニウム材料への塗料の付着性を向上させ得る等の優れた第二の効果をも生むものでる。

Claims

アルミニウム又はアルミニウム合金の表面にクロムを含む鉄系合金をメッキした後、該表面とメッキ面との境界域にこれらの金属の相互拡散層を生成させる熱処理を行い、次いで冷却してメッキ面に亀裂を生ぜしめるようにしたことを特徴とするクロムを含む鉄系合金をメッキしたアルミニウム又はアルミニウム合金材料の製造方法。
アルミニウム又はアルミニウム合金の表面にクロムを含む鉄系合金をメッキした後、該表面とメッキ面との境界域にこれらの金属の相互拡散層を生成させる熱処理を行い、次いで冷却してメッキ面に亀裂を生ぜしめることにより製造されるクロムを含む鉄系合金をメッキしたアルミニウム又はアルミニウム合金材料。