JP3847479B2 - アルミニウム系めっき鋼板用クロメ−ト処理液 - Google Patents
アルミニウム系めっき鋼板用クロメ−ト処理液 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3847479B2 JP3847479B2 JP36747898A JP36747898A JP3847479B2 JP 3847479 B2 JP3847479 B2 JP 3847479B2 JP 36747898 A JP36747898 A JP 36747898A JP 36747898 A JP36747898 A JP 36747898A JP 3847479 B2 JP3847479 B2 JP 3847479B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ions
- aluminum
- corrosion resistance
- chromate treatment
- steel sheet
- 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 - Fee Related
Links
Landscapes
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
Description
【産業上の利用分野】
本発明は、アルミニウム系めっき鋼板表面に裸耐食性、塗装後密着性、塗装後耐食性および耐クロム溶出性に優れたクロメ−ト皮膜を形成できるクロメ−ト処理液に関する。
【0002】
【従来技術】
AlまたはAl合金をめっきしたアルミニウム系めっき鋼板は、めっきしたままであると、白錆が発生するので、従来よりクロメ−ト処理を施して白錆の発生を防止している。また、塗装前処理を施す場合もクロメ−ト処理にしている。このクロメ−ト処理の処理液として、クロム酸とフッ化水素酸を主成分とするクロム酸クロメ−ト処理液を使用すると、耐食性の優れたクロメ−ト皮膜をアルミニウム系めっき鋼板表面に形成できるが、クロメ−ト皮膜から有害な6価クロムイオンが溶出するため、近年ではそのような問題の少ないリン酸クロメ−ト処理液が主流になっている。
【0003】
このクロメ−ト処理液は、クロム酸、リン酸、フッ化水素酸を主成分とするもので、代表的なものとしては、6価クロムイオンを1.0〜4.0g/L、リン酸イオンを5.0〜40.0g/L、フッ素イオンを0.1〜2.0g/L、フルオロケイ酸イオンを0.5〜3.0g/L含有し、pHを1.0〜3.0にした処理液が知られている。しかし、この処理液はエッチング成分のフッ素イオンのほかに同様なエッチング成分であるフルオロケイ酸イオンをさらに含有し、しかも、pHも低いため、連続アルミニウムめっきラインなどで鋼板を連続処理した場合、めっき層のエッチング、溶解により処理液の劣化が著しく、反応性が低下してしまう。その結果、6価クロムを含有するクロメ−ト皮膜が形成され、皮膜から6価クロムが溶出して、裸耐食性、塗装後耐食性などが低下したりしていた。
【0004】
かかる対策として、6価クロムの溶出しない化成処理皮膜を形成する処理液を使用する方法がある。この処理液としてはリン酸クロメ−ト処理液での6価クロムイオンの代わりにジルコニウムまたはチタンあるいはこれらの混合物を添加したものが知られているが、化成処理皮膜が6価クロムを含有しないため、裸耐食性、塗装後の密着性、耐食性が不十分であった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、連続処理による処理液の劣化が小さく、裸耐食性、塗装後密着性、塗装後耐食性および耐クロム溶出性に優れたクロメ−ト皮膜を形成できるクロメ−ト処理液を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明でのクロメ−ト処理液は、6価クロムイオンを0.5〜2.0g/L、リン酸イオンをP/全Cr=1.0〜2.5、フッ素イオンを7〜15g/L、ジルコニウムイオンを0 . 01〜1 . 0g/L含有し、pHが4〜7である水溶液であることを特徴としている。
【0007】
【作用】
本発明でのクロメ−ト処理液は、従来のクロメ−ト処理液よりフルオロケイ酸イオンを除去して、6価クロムイオンとリン酸イオンの濃度を従来の低濃度側にして、フッ素イオン濃度とpHとを高くし、ジルコニウムイオンを添加するようにしたものである。
【0008】
まず、6価クロムイオンであるが、これは濃度を0.5〜2.0g/Lにする。濃度が0.5g/Lより低いと、短時間の処理で十分なクロメ−ト皮膜が形成されず、2.0g/Lより高いと、皮膜量が多くなり、皮膜中に6価クロムイオン供給源として使用した水溶性クロム化合物がめっき層と未反応の状態で含有されて、耐クロム溶出性や塗装後耐食性が低下する。6価クロムイオン供給源としては通常安価で不要な金属塩を含有しない無水クロム酸(CrO3)を用い、3価クロムイオンへの還元は行わない。3価クロムイオンはアルミニウム系めっき層との反応が劣るため、クロメ−ト皮膜の密着性が劣る。
【0009】
リン酸イオンは、アルミニウム系めっき層と反応してリン酸アルミニウムを生成し、また、水溶性クロム化合物とも反応してリン酸クロムを生成する。これらの生成物は難溶性であるので、めっき層表面に沈殿し、難溶性の皮膜が形成される。このリン酸イオン濃度はP/全Cr=1.0〜2.5にする。P/全Crが1.0より小さいと、リン酸アルミニウムやリン酸クロムの生成が不十分となり、塗装後耐食性が低下する。また、P/全Crが2.5より大きいと、未反応の吸湿性のリン酸が残存し、塗装後密着性や塗装後耐食性が低下してしまう。リン酸イオンの供給源としてはリン酸(H3PO4)を使用するのが好ましい。
【0010】
フッ素イオンは、濃度を7〜15g/Lと従来より高くして、アルミニウム系めっき層との反応性を高める。7g/Lより低いと、pHも高いため、反応性が劣り、耐クロム溶出性、裸耐食性、塗装後耐食性が劣り、15g/Lより高いと、めっき層のエッチング量が多くなり、フッ化アルミニウムなどのスラッジが発生し、連続処理性が低下してしまう。フッ素イオンの供給源としては、フッ化水素酸(HF)、フッ化ナトリウム(NaF)、フッ化カリウム(KF)、フッ化アンモニウム(NH4F)などを使用すればよい。
【0011】
pHも、4〜7と従来より高くする。pHが4より低いと、めっき層の溶解量が多くなり、スラッジが発生し易くなり、7より高くなると、エッチング効果が低下し、均一なクロメ−ト皮膜が得られず、十分な品質性能が得られない。pHを酸性側に調整するには硝酸、塩酸、硫酸などを使用し、アルカリ側に調整するには水酸化ナトリウム、水酸化アンモニウム、アンモニア、各種アミンなどを使用すればよい。
【0012】
以上のような6価クロムイオン、リン酸イオンおよびフッ素イオンを含有する処理液にジルコニウムイオンを添加すると、塗装後の耐食性や密着性がさらに向上する。この理由は不明であるが、濃度は0.01〜1.0g/Lにする必要がある。濃度が0.01g/Lより低いと、塗装後の耐食性や密着性の向上が小さく、1.0g/Lより高いと、リン酸との反応によりリン酸ジルコニウムが生成して、白色の沈殿物が生じ、それが鋼板に転写される。このため、鋼板の外観が低下してしまう。ジルコニウムイオンの供給源としては、Zr(NO3)4、ZrO(NO3)2、Zr(SO4)2、ZrOSO4を使用でき、フッ素イオン濃度が本発明の範囲内に保てるのであれば、(NH4)2ZrF6、H2ZrF6、Na2ZrF6、K2ZrF6などのフッ素化合物も使用できる。
【0013】
本発明のクロメ−ト処理液によるアルミニウム系めっき鋼板の処理は、スプレ−法や浸漬法など公知方法によればよい。しかし、液温は20〜70℃にする。20℃より低いと、反応性不足により未反応の水溶性クロム化合物やリン酸がクロメ−ト皮膜に残存してしまうため、耐クロム溶出性や塗装後耐食性が低下してしまう。一方、70℃より高くすると、めっき層のエッチング速度が大きくなり過ぎるため、クロメ−ト皮膜が形成しにくくなる。また、処理後は40℃以上の温風もしくは熱風で強制乾燥することでウエット皮膜を短時間に乾燥でき、連続処理が可能になる。
【0014】
クロメ−ト皮膜のクロム付着量としては、5〜60mg/m2の範囲にするのが望ましい。クロム付着量が5mg/m2より少ないと、十分な裸耐食性、塗装後耐食性が得られず、60mg/m2より多くなると、めっき層との未反応成分が皮膜に含まれてしまうため、塗装後耐食性が低下する傾向にある。
【0015】
本発明のクロメ−ト処理液を適用できるアルミニウム系めっき鋼板としては、アルミニウム、アルミニウム−ケイ素合金、アルミニウム−亜鉛合金、アルミニウム−亜鉛−マグネシウム合金、アルミニウム−マグネシウム−ケイ素合金、アルミニウム−マンガン合金、アルミニウム−マグネシウム合金などのめっき鋼板が挙げられる。
【0016】
【実施例】
実施例1
6価クロムイオン、リン酸イオンおよびフッ素イオンを含有し、それらの濃度が種々異なるクロメ−ト処理液またはその処理液にジルコニウムイオンを添加したクロメ−ト処理液を用意して、それらをAl−9%Si合金めっき鋼板(板厚0.8mm、めっき付着量片面40g/m2)に4秒間スプレ−した後、ゴムロ−ルで過剰の処理液を除去して、乾燥した。そして、乾燥後次の性能試験を実施した。表1にクロメ−ト処理条件を、表2に性能試験結果を示す。
【0017】
(1)耐Cr溶出性試験
試験片を90℃の熱水に3分間浸漬する前後のCr付着量を測定して、両者の差からCr溶出量を算出し、溶出が全くないものを記号◎で、溶出量が1mg/m2未満のものを記号○で、1mg/m2以上のものを記号×で評価した。
(2)裸耐食性試験
JIS Z 2371に準拠した塩水噴霧試験を100時間実施し、白錆発生面積が全体の3%未満のものを記号◎で、3%以上、10%未満のものを記号○で、10%以上、30%未満のものを記号△で、30%以上のものを記号×で評価した。
(3)塗装後密着性試験
試験片に熱硬化型のメラミンアルキッド塗装を20μm施して、40℃の温水に100時間浸漬した後、碁盤目密着性試験(碁盤目間隔1mm)を行い、塗膜残存率が100%のものを記号◎で、80%以上、100%未満のものを記号○で、50%以上、80%未満のものを記号△で、50%未満のものを記号×で評価した。
【0018】
(4)塗装後耐食性試験
試験片に熱硬化型のメラミンアルキッド塗装を20μm行って、めっき層に達するクロスカットを施した後、JIS Z 2371に準拠した塩水噴霧試験を500時間実施して、クロスカット部から最大腐食幅が3mm未満のものを記号◎で、3mm以上、5mm未満のものを記号○で、5mm以上、10mm未満のものを記号△で、10mm以上のものを記号×で評価した。
(5)クロメ−ト処理液安定性試験
表1に示したクロメ−ト処理液、処理条件で5000m2処理して、処理液のスラッジ発生状態、pH変化を観察し、異常のないものを記号◎で、pHが1以上上昇したものを記号○、スラッジの発生が認められたものを記号△で、pHが1以上上昇し、かつ、スラッジの発生が認められたものを記号×で評価した。
【0019】
【表1】
【0020】
【表2】
【0021】
【発明の効果】
以上のように、6価クロムイオン、リン酸イオン、フッ素イオンおよびフルオロケイ酸イオンを含有し、pHが1.0〜3.0であるアルミニウム系めっき鋼板用クロメ−ト処理液において、フルオロケイ酸イオンを除去して、6価クロムイオンを0.5〜2.0g/L、リン酸イオンをP/全Cr=1.0〜2.5、フッ素イオンを7〜15g/L、pHを4〜7にするとともに、ジルコニウムイオンを0.01〜1.0g/L添加すると、連続処理による処理液の劣化が小さく、裸耐食性、塗装後密着性、塗装後耐食性および耐クロム溶出性が向上する。
Claims (1)
- 6価クロムイオンを0.5〜2.0g/L、リン酸イオンをP/全Cr=1.0〜2.5、フッ素イオンを7〜15g/L、ジルコニウムイオンを0 . 01〜1 . 0g/L含有し、pHが4〜7である水溶液であることを特徴とするアルミニウム系めっき鋼板用クロメ−ト処理液。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36747898A JP3847479B2 (ja) | 1998-12-24 | 1998-12-24 | アルミニウム系めっき鋼板用クロメ−ト処理液 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP36747898A JP3847479B2 (ja) | 1998-12-24 | 1998-12-24 | アルミニウム系めっき鋼板用クロメ−ト処理液 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000192253A JP2000192253A (ja) | 2000-07-11 |
JP3847479B2 true JP3847479B2 (ja) | 2006-11-22 |
Family
ID=18489410
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP36747898A Expired - Fee Related JP3847479B2 (ja) | 1998-12-24 | 1998-12-24 | アルミニウム系めっき鋼板用クロメ−ト処理液 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3847479B2 (ja) |
-
1998
- 1998-12-24 JP JP36747898A patent/JP3847479B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000192253A (ja) | 2000-07-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1433875B1 (en) | Chemical conversion coating agent and surface-treated metal | |
EP1433876B1 (en) | Chemical conversion coating agent and surface-treated metal | |
JP5462467B2 (ja) | 金属材料用化成処理液および処理方法 | |
MXPA04008513A (es) | Liquido de tratamiento para tratamiento de superficie de metal a base de aluminio o magnesio y metodo de tratamiento de superficie. | |
JPS5949315B2 (ja) | アルミニウムのコ−テイング法およびコ−テイング組成物 | |
JPH0419313B2 (ja) | ||
JP3333611B2 (ja) | アルミニウム及びアルミニウム合金用6価クロムフリーの化成表面処理剤 | |
CN100465338C (zh) | 防锈处理剂及防锈处理方法 | |
US5073196A (en) | Non-accelerated iron phosphating | |
MXPA02005082A (es) | Agentes anticorrosivos y metodo para proteger superficies metalicas contra la corrosion. | |
JP2004533542A5 (ja) | ||
US20040151619A1 (en) | Anticorrosive agent and corrosion protection process for metal surfaces | |
CN100378246C (zh) | 用于金属表面处理的组合物和方法 | |
GB2102839A (en) | Zinc phosphate coating compositions | |
JP2005325402A (ja) | スズ又はスズ系合金めっき鋼材の表面処理方法 | |
JP3088623B2 (ja) | 金属表面のリン酸亜鉛皮膜形成方法 | |
JP3682622B2 (ja) | 表面処理剤、表面処理方法、及び表面処理された製品 | |
JP2005325401A (ja) | 亜鉛又は亜鉛系合金メッキ鋼材の表面処理方法 | |
JP3847479B2 (ja) | アルミニウム系めっき鋼板用クロメ−ト処理液 | |
US5888315A (en) | Composition and process for forming an underpaint coating on metals | |
JP5300113B2 (ja) | 金属表面処理剤、金属表面処理剤を用いた金属表面処理方法及び表面処理を行った鉄部品 | |
JP3278475B2 (ja) | 3価クロム化合物ゾル組成物、およびその製造方法 | |
US7294210B2 (en) | Use of substituted hydroxylamines in metal phosphating processes | |
JP5118275B2 (ja) | リン酸亜鉛処理剤 | |
EP0369616B1 (en) | Metal surface treatment composition and process |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040510 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041117 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041124 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050329 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050524 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060822 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060823 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100901 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100901 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110901 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120901 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |