JP5159148B2 - 複合材料及びその製造方法 - Google Patents
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Description
特許文献8には、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム又は、マグネシウム合金用表面処理剤として、ハフニウム、チタン、ジルコニウム及びシリコンから選ばれた1種以上の元素を含む化合物と、フッ素含有化合物と、アルカリ土類金属群から選ばれた1種以上の金属イオンと、硝酸イオンとを含有する処理液が開示されている。しかしながら、これらの処理液も、それを、ニッケル−リン合金めっき金属材料に用いたとき、耐食性及び耐変色性向上効果において、未だ十分に満足できるものではない。
前記化成被膜中に含まれるリン(P)量の、リン及び酸素の合計量(P+O)に対する原子比率P/(P+O)が、0.01〜0.25の範囲内にあり、かつ
前記化成処理による着色がなく、耐食性及び耐変色性を有することを特徴とするものである。
本発明の複合材料において、前記基体用金属材料がアルミニウム材、アルミニウム合金材、鉄鋼材及び銅合金材から選ばれることが好ましい。
本発明の複合材料において、前記基体上に形成されたニッケル−リン合金めっき層が、リンを、0.05〜20g/m2の含有量で含むことが好ましい。
本発明の複合材料において、前記化成被膜中に含まれるリンが、リン酸塩及び亜リン酸塩から選ばれた少なくとも1種の化合物として存在することが好ましい。
本発明の複合材料において、前記化成被膜が3価クロムからなる1〜30mg/m2の第1追加金属元素をさらに含むことが好ましい。
本発明の複合材料において、前記化成被膜が、タングステン、モリブデン、バナジウム及びセリウムから選ばれた少なくとも1種からなる1〜30mg/m2の第2追加金属元素をさらに含むことが好ましい。
上記複合材料を製造するための本発明方法は、
金属材料、プラスチックス材料又はセラミックス材料からなる基体及び、その少なくとも1面上に形成されたニッケル−リン合金めっき層とを含む基材の前記ニッケル−リン合金めっき層の表面の少なくとも一部分に、ジルコニウム及びチタンから選ばれた少なくとも1種からなり、濃度が1〜5000ppmの主金属元素、及びフッ素、塩素、臭素及びヨウ素から選ばれた少なくとも1種からなり、濃度が1〜10000ppmのハロゲン元素を含み、硝酸イオン、硫酸イオン及びリン酸イオンを含まず、かつ2.0〜6.0のpHを有する化成処理液を接触させ、それによって前記化成被膜層を形成し、得られた化成被膜層を水により洗浄することを特徴とするものである。
本発明方法の前記化成処理液の調製において、前記主金属元素が、その水和酸化物、或いはフッ化物、塩化物、オキシ塩化物、臭化物、ヨウ化物、又はフッ素含有酸の塩の形態で用いられることが好ましい。
本発明方法の前記化成処理液の調製において、前記ハロゲン元素が、塩酸、フッ化水素酸、ヨウ化水素酸、臭化水素酸、前記主金属元素の塩化物、フッ化物、臭化物又はヨウ化物、或いはフッ素含有酸の塩の形態で用いられることが好ましい。
本発明方法において、前記化成処理液が、3価クロム元素を第1追加金属元素としてさらに含有することが好ましい。
本発明方法において、前記化成処理液中の3価クロム元素の濃度が、1〜5000ppmであることが好ましい。
本発明方法の前記化成処理液の調製において、前記3価クロム元素が、その水和酸化物、フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物、又はフッ素含有酸の塩の形態で用いられることが好ましい。
本発明方法において、前記化成処理液が、タングステン、モリブデン、バナジウム及びセリウムから選ばれた少なくとも1種の元素からなる第2追加金属元素を含有することが好ましい。
本発明方法において、前記化成処理液中の第2追加金属元素の濃度が、1〜5000ppmであることが好ましい。
本発明方法の前記化成処理液の調製において、第2追加金属元素が、その水和酸化物、フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物、又はフッ素含有酸の塩の形態で用いられることが好ましい。
本発明方法において、前記基体をアルミニウム材料又はアルミニウム合金材料から形成し、この基体に前記ニッケル−リン合金めっき処理及び水洗浄を施した後、かつ前記化成処理を施す前に、前記ニッケル−リン合金めっき基材に温度50℃以上の温水を接触させるか、或いは前記化成処理及び水洗浄を施して得られた複合材料に、温度50℃以上の温水を接触させることを更に含むことが好ましい。
本発明方法において、固体材料からなる基体の1面上にニッケル−リン合金めっき層を形成したものを基材として用い、この基材のニッケル−リン合金めっき層の表面の少なくとも一部分に、化成処理液を接触させて、これに化成処理が施される。前記化成処理液はジルコニウム及びチタンから選ばれた少なくとも1種からなる主金属元素を、1〜5000ppmの濃度で、好ましくは5〜1000ppmの濃度で含みまた、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素から選ばれた少なくとも1種からなるハロゲン元素を、1〜10000ppmの濃度で好ましくは5〜5000ppmの濃度で含み、硝酸イオン、硫酸イオン及びリン酸イオンを含まず、かつ、2.0〜6.0のpH、好ましくは2.5〜5.5のpHを有するものである。化成処理液の溶媒は水であることが好ましいか水と相溶性のある極性溶媒、または、水と極性溶媒との混合物であってもよい。
極性溶媒としては、アルコール系、グリコールエーテル系、アミド系溶媒などが用いられ、具体的には、エタノール、メタノール、2−プロパノール、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、モノエタノールアミン、トリエタノールアミン、N−メチルピロリドン、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどを例示することができる。
前記化成処理液と、基材のニッケル−リン合金めっき層との接触は、好ましくは20〜80℃、より好ましくは30〜70℃の温度において、好ましくは1〜1800秒間、より好ましくは5〜600秒間の接触時間をもって行われる。
前記化成処理液の温度が、20℃未満であると、エッチング速度が低く、上記組成を有する化成被膜の形成速度が遅く、実用上の処理時間内に十分な化成被膜が形成されないことがあり、それが、80℃をこえると、処理液中の金属元素が加水分解により析出し、スラッジを生成しやすくなり、またエネルギーコストが高く経済的に不利になることがある。また、処理時間が1秒未満では、化成反応が十分に行われず、化成被膜の形成も不十分になることがあり、また、それが1800秒を超えると、化成反応効果が飽和し、実用的生産性が低下する。
本発明方法に用いられる化成処理液中の前記ハロゲン元素の含有量は1〜10000ppmである。その含有量が1ppm未満であると、ニッケル−リン合金めっき層などの基材表面に対するエッチング効果が不十分になり、従って、化成効果が不十分になる。また、ハロゲン元素の含有量が10000ppmを超えると、エッチング効果が過剰になり、かつ、コストが高くなり経済的に不利となる。
本発明方法において、ハロゲン元素含有水性酸性化成処理液がニッケル−リン合金めっき層に接触すると、化成処理液に接触しためっき層中のニッケル及びリン成分(及び場合により、めっき層の欠陥部において、化成処理液に接触した基体中の鉄及びアルミニウムなどの金属成分)がエッチングされて水素発生反応を生じ、それに伴って、めっき層近辺において、水素イオンの濃度が低下し、pH値の上昇が発生する。一方、化成処理液中において、主金属元素(Zr及び/又はTi)は、化成処理液に含まれるハロゲン元素含有物質から生成されるハロゲン含有イオンと錯体を形成しているが前記pHの上昇に伴い、前記ハロゲン含有イオンの錯体の安定性が低下する。
また、化成処理液と接触しためっき層から、めっき層中のリンが酸化溶出して、リン酸イオン及び/又は亜リン酸イオンを生成する。前記不安定化したハロゲン含有イオン錯体中のZr及び/又はTiは、めっき層近辺に生成しているOHイオン、前記リン酸イオン、亜リン酸イオンなどと反応して、水不溶性の水酸化物、酸化物、リン酸塩及び/又は亜リン酸塩を形成し、めっき層の表面に析出し、付着する。
上記主金属元素、リン元素及び酸素元素を含有する被覆物質の生成及び析出は、主として、ニッケル−リン合金めっき層の表面附近で発生するが、基体が金属材料(例えばアルミニウム、鉄など)である場合には、この金属材料基体の露出面においても発生進行し、基材の全面が化成被膜層により被覆される。従って、基材表面に形成される化成被膜は、主金属(Zr及び/又はTi)元素の水酸化物、酸化物、リン酸塩及び、亜リン酸塩などが複合して形成され、バリヤー性の高い物質からなるものである。
得られる化成被膜中の第1及び第2追加金属元素の含有量が、それぞれ1mg/m2未満であると、それぞれの添加による耐食性及び耐変色性向上効果が不十分になることがあり、また、それが30mg/m2を超えると、得られる化成被膜の厚さが過大になり光の干渉による着色を生ずることがあり、また製造コストが高くなり、経済的に不利になることがある。
このときの温水処理温度は50℃以上であり、100℃に近い程好ましく、また使用する水の純度が高い程好ましい。また温水処理時間は1〜1800秒間であることが好ましく、5〜600秒間であることがより好ましい。温水温度が50℃未満であるとき、また処理時間が1秒未満であるときは、それによる耐食性向上効果が不十分である。また温水処理時間が、1800秒を超えると、作用効果が飽和し、実用上の生産性が低下する。
上記温水処理効果発生の機構としては、アルミニウム含有金属基体の露出表面に酸化アルミニウム(ベーマイト)皮膜が形成され、それが封孔効果を生じ、それによって腐食に対して、バリヤー効果を示すものと考えられる。
(1)下記実施例及び比較例において使用された基体は下記のとおりである。
アルミニウム板:A5052材、厚さ:0.5mm
冷延鋼板:SPCC材、厚さ:0.5mm
プラスチックス材料:ポリプロピレン板、厚さ:0.5mm
セラミックス材料:アルミナ板、厚さ:0.5mm
(2)ニッケル−リン合金めっき
前記基体の表裏両面に、ニッケル−リン合金めっき剤(商標:SEK−670、日本カニゼン(株)製)を用いて、無電解めっきを施して、基材として用いるニッケル−リン合金めっき金属材料を作製した。
ニッケル−リン合金めっき層の付着量は、基体の片面当り40g/m2であり、ニッケル及びリンの量は、それぞれ片面当り38g/m2及び2g/m2であった。
1.化成被膜の蛍光X線分析
化成被膜中の主金属元素(Zr,Ti)、第一追加金属元素(Cr(III))、第2追加金属元素(W,Mo,V,Ce)の定量分析を蛍光X線分析(XPF分析)装置を用い、検量線法により行った。
また、リン及び酸素については、試料にイオンスパッタリングを施し表面から深さ方向にXPS分析を行い、各層における、耐食金属元素(Zr,Ti)、リン(P)、酸素(O)に由来するピーク(Zr:Zrd,Ti:Ti2p,O:Os,P:Ppのうち、酸化状態に由来する132−134eV)の面積強度の各層における積算値を用い、XPS分析装置中に搭載されている解析ソフトを用いて、Zr,Ti,P,Oの原子割合を算出した。得られた原子割合及びZr,Tiの付着量に基いて、P及びOの付着量、及びP及びOの合計量に対するPの原子比率(P/(O+P))を算出した。使用した装置及び測定条件は下記のとおりであった。
(1)XRF分析装置:モデルXRF−1800(島津製作所(株)製)
管球:Rh、管電圧:40kV、管電流:70mA
分光結晶:LiF(Ti〜U,K,Ca,Sn〜Cs),Ge(Cl,S,P),P ET(Si,Al),TAP(Mg,F),SX−58N(C),SX−76(N) ,SX−14(O)
PRガス流量:7mL/min
(2)XPS分析装置:モデルESCA−850M(島津製作所(株)製)
励起X線:Mg−Kα、出力:8kV−30mA、検出角度:90°
得られた複合材料の表面処理皮膜の色を、肉眼観察し、それを表面処理前の色と比較して、下記3段階に評価し表示した。
3 変化なし
2 わずかに着色した
1 明瞭に着色した
得られた複合材料の表面処理皮膜を、JIS H 8502(1999)の中性塩水噴霧試験に供し、24時間試験を行った。得られた結果を、下記7段階に評価し表示した。
レイティングナンバー 腐食面積率(%)
RN10 0
RN 9 0〜0.1未満
RN 8 0.1〜0.25未満
RN 7 0.25〜0.5未満
RN 6 0.5〜1.0未満
RN 5 1.0〜2.5未満
RN 4 2.5〜5未満
得られた複合材料の表面処理皮膜に、アクリロニトリルゴム製Oリングを接触させ、190℃の温度において1時間加熱した。それによって生ずる複合金属材料表面の色の変化を、標準試料(前記基材に、クロメート処理法を施したもの)の色の変化に対比して、下記3段階に評価し、表示した。
3:標準試料とほぼ同じ
2:色の変化が標準試料よりやゝ大
1:色の変化が標準試料より明らかに大
前記ニッケル−リン合金めっきA5052材(厚さ:0.5mm)を基材として用いた。主金属元素成分としてフルオロジルコン酸、ハロゲン元素含有成分としてフッ化水素酸及び第1追加元素含有成分としてフッ化クロム(III)を含み、硝酸イオンを含まず、pHを4に、温度を40℃に調整され、表1に示す成分組成を有する化成処理液を調製した。
前記化成処理液中に、前記基材を10分間浸漬し、その後に得られた化成処理ずみ複合金属材料を引き上げ水洗し、脱イオン水により洗浄し、120℃の温度において10分間乾燥した。温水処理は施さなかった。分析・評価結果を表2に示す。
実施例1と同様にして、複合材料を製造し、その分析・評価を行った。但し、化成処理液及び処理条件を表1のように変更した。
すなわち化成処理液に主金属元素含有成分として、フルオロチタン酸を用い、そのTi濃度が150ppmになるように変更し、フッ化水素酸の使用量をF濃度が300ppmになるように変更し、フッ化クロム(III)の使用量を、Cr(III)濃度が100ppmになるように変更し、化成処理液のpHを3に変更し、処理温度を60℃に変更し、処理時間を5分間に変更した。
分析・評価結果を表2に示す。
実施例1と同様にして複合材料を製造し、その分析・評価を行った。但し、化成処理液の組成及び処理条件を表1に記載のように変更した。
すなわち、主金属元素含有成分として、フルオロジルコン酸を用い、その使用量をZr濃度が100ppmになるように変更し、かつ、フルオロチタン酸を追加し、その使用量を、Ti濃度が100ppmになるように調節し、ハロゲン元素含有成分としてフッ化水素酸を用い、その使用量をF濃度が500ppmになるように変更し、第1追加元素含有成分としてフッ化クロム(III)を用い、その使用量を、Cr(III)濃度が100ppmになるように変更し、表面処理液のpHを4.5に変更し、処理温度を50℃に変更し、処理時間を5分間に変更した。
分析・評価結果を表2に示す。
実施例1と同様にして複合金属材料を製造し、その分析・評価を行った。但し、化成処理液の組成及び処理条件を表1に記載のように変更した。
すなわち、フッ化水素酸の使用量を、F濃度が300ppmになるように変更し、フッ化クロム(III)Cを使用せず、化成処理液のpHを3.5に変更し、処理時間を1分間に変更した。
分析・評価結果を表2に示す。
実施例1と同様にして複合材料を製造し、その分析・評価を行った。但し、金属基体として、冷延鋼板(SPCC)(厚さ:0.5mm)を用いた。
分析・評価結果を表2に示す。
実施例1と同様にして複合材料を製造し、その分析・評価を行った。但し、化成処理液の組成及び処理条件を表1に記載のように変更した。
すなわち、主金属元素含有成分として、フルオロチタン酸を用い、その使用量をTi濃度が250ppmになるように変更し、第2追加金属元素含有成分として、水酸化セリウム(IV)を添加しその使用量を、Ce濃度が100ppmになるように調整した。
分析・評価結果を表2に示す。
実施例1と同様にして複合材料を製造し、その分析・評価を行った。但し、化成処理液の組成及び処理条件を表1に記載のように変更した。
すなわち、主金属元素含有成分として、フルオロジルコン酸を用い、その使用量をZr濃度が150ppmになるように変更し、フッ化水素酸の使用量を、F濃度が400ppmになるように変更し、第2追加金属元素含有成分として、タングステン酸ナトリウム(IV)を用い、その使用量を、W濃度が50ppmとなる量で追加し、化成処理液のpHを4.5に変更し、処理温度を50℃に変更した。
分析・評価結果を表2に示す。
実施例1と同様にして複合材料を製造し、その分析・評価を行った。但し、化成処理液の組成及び処理条件を表1に記載のように変更した。
すなわち、主金属元素含有成分として、フルオロチタン酸を用い、その使用量をTi濃度が100ppmになるように変更し、フッ化水素酸の使用量を、F濃度が300ppmになるように変更し、フッ化クロム(III)の使用量を、Cr(III)濃度が200ppmになるように変更し、第2追加金属元素含有成分として、バナジン酸ナトリウム(V)を用い、その使用量をV濃度が200ppmになるように調整した。また、化成処理液のpHを3.5に変更し、処理温度を60℃に変更し、処理時間を5分間に変更した。
分析・評価結果を表2に示す。
実施例1と同様にして複合材料を製造し、その分析・評価を行った。但し、化成処理液の組成及び処理条件を表1に記載のように変更した。
すなわち、主金属元素含有成分として、フルオロジルコンフッ酸を用い、その使用量をZr濃度が200ppmになるように変更し、フッ化水素酸の使用量をF濃度が500ppmになるように変更し、フッ化クロム(III)の使用量を、Cr(III)濃度が300ppmになるように変更し、第2追加金属元素含有成分として、モリブデン酸ナトリウム(VI)を用い、その使用量を、Mo濃度が、100ppmになる量に調整し、化成処理液の処理温度を50℃に変更した。
分析・評価結果を表2に示す。
実施例1と同様にして複合材料を製造し、その分析・評価を行った。但し、表面処理液の組成及び処理条件を表1に記載のように変更した。
すなわち、主金属成分として、フルオロチタン酸の使用量をTi濃度が150ppmになるように変更し、フッ化水素酸の使用量をF濃度が300ppmになるように変更し、かつ塩化水素酸を、Cl濃度が500ppmになる量で追加し、フッ化クロム(III)Cの使用量を、Cr(III)濃度が200ppmになるように変更し、表面処理液のpHを4.5に変更し、処理温度を50℃に変更した。
分析・評価結果を表2に示す。
実施例1と同様にして複合材料を製造し、その分析・評価を行った。但し、表面処理液の組成及び処理条件を表1に記載のように変更した。
すなわち、主金属成分として、フルオロチタン酸をTi濃度が200ppmになる量で使用し、フッ化水素酸の使用量をF濃度が400ppmになるように変更し、臭化水素酸を、Br濃度が300ppmになる量で追加しフッ化クロム(III)Cの使用量が、Cr(III)濃度が500ppmになるように変更し、表面処理液のpH値を4.5に変更した。
分析・評価結果を表2に示す。
実施例1と同様にして複合材料を製造し、その分析・評価を行った。但し、化成処理液の組成及び処理条件を表1に記載のように変更した。
すなわち、主金属元素含有成分として、フルオロジルコン酸を用い、その使用量をZr濃度が250ppmになるように変更し、フッ化水素酸の使用量をF濃度が500ppmになるように変更し、さらに、ヨウ化水素酸を、I濃度が600ppmになる量で追加し、フッ化クロム(III)の使用量を、Cr(III)濃度が300ppmになるように変更し、化成処理液のpHを3.5に変更し、処理温度を60℃に変更し、処理時間を5分間に変更した。
分析・評価結果を表2に示す。
実施例1と同様にして複合材料を製造し、その分析・評価を行った。但し、化成処理皮膜の形成、水洗、脱イオン水洗浄の後、80℃に加熱した脱イオン水中に5分間浸漬して温水処理を施し、引き上げて、120℃の温度で10分間乾燥した。
分析・評価結果を表2に示す。
実施例1と同様にして複合材料を製造し、その分析・評価を行った。但し、化成処理液中に硝酸をNO3 -イオン濃度が500ppmになる量で追加した。
分析・評価結果を表2に示す。
実施例1と同様にして複合材料を製造し、その分析・評価を行った。但し、化成処理液の組成及び処理条件を表1に記載のように変更した。
すなわち、フッ化水素酸の使用量をF濃度が300ppmになるように変更し、フッ化クロム(III)Cを使用せず、表面処理液のpHを3.5に変更した。このためジルコニウムの付着量が50mg/m2になった。
分析・評価結果を表2に示す。
実施例1と同様にして複合金属材料を製造し、その分析・評価を行った。但し、化成処理液の組成及び処理条件を表1に記載のように変更した。
すなわち、主金属元素含有成分を用いず、フッ化水素酸の使用量をF濃度が300ppmになるように変更し、フッ化クロム(III)Cの使用量を、Cr(III)濃度が100ppmになるように変更し、表面処理時間を5分間に変更した。
分析・評価結果を表2に示す。
実施例1と同様にしてアルミニウム板(A5052)にニッケル−リン合金めっきを施して基材を作製し、これを、30℃に加熱された3%ニクロム酸カリウム(K2Cr(VI)2O7)水溶液中に5分間浸漬して化成皮膜を形成し、得られた複合金属材料を引き上げ、水洗、脱イオン水洗浄を施し、これを、120℃の温度で十分間乾燥した。
得られたクロメート化成処理複合金属材料を、実施例1と同様の分析及び評価に供した。結果を表2に示す。
実施例1と同様にして作成されたニッケル−リン合金めっきA5052材を実施例1と同様の評価に供した。結果を表2に示す。
実施例1と同様にして複合材料を製造した。但し、基材材料として、アルミニウム板の代りにプラスチック材料としてポリプロピレン板(厚さ:0.5mm)を用いた。
ニッケル−リン合金めっき層の付着量は基体の片面当り10g/m2でありニッケル及びリンの量は、片面当りそれぞれ9.5g/m2及び0.5g/m2であった。
分析・評価結果を表2に示す。
実施例1と同様にして複合材料を製造した。但し、基体材料としてアルミニウム板の代りに、セラミックス材料としてアルミナ板(厚さ:0.5mm)を用いた。
ニッケル−リン合金めっき層の付着量は基体の片面当り16g/m2でありニッケル及びリンの量は片面当りそれぞれ15g/m2及び1g/m2であった。
分析・評価結果を表2に示す。
比較例2においては酸性表面処理液中に3価クロムを含有せず、ジルコニウム、フッ化水素酸を含有した処理液を用いて、かつジルコニウムの付着量を50mg/m2という過剰量にしたため、得られた化成被膜には、光の干渉により着色を生ずることが確認された。
比較例3においてはジルコニウムを含有せず、3価クロム、フッ化物イオンを含有した処理液を用いたため、着色を生じなかったが、しかし、得られた化成被膜は、耐食性、耐変色性においてクロム酸クロメート処理に劣ることが確認された。
上記比較例1〜3に対比して、実施例4においては、硝酸イオンを含まないジルコニウム、フッ化物イオンを含有した処理液を用い、処理時間を短くしたので、得られた化成被膜において、ジルコニウムの付着量は、適量の10mg/m2であり、従って、光の干渉による着色が生ずることはなく、かつ、クロム酸クロメートと同等の耐食性、耐変色性を有する事が確認された。
実施例1〜3,5,10〜12,14及び15においては、3価クロムを含有し、硝酸イオンを含まず、かつジルコニウムまたはチタン、ハロゲン化物イオンを含有する処理液が用いられ、このため、得られた化成被膜は、めっき基材の種類に拘らず、10minの長時間処理によっても着色を生ずることがなく、クロム酸クロメート被膜にくらべて耐食性、耐変色性において、優れていることが確認された。
実施例6〜9においては処理液中にタングステン、モリブデン、バナジウム、セリウムの少なくとも1種を含有させたため、得られた化成被膜の耐食性は、一層向上していることが確認された。
さらに実施例13においては、ジルコニウム、3価クロム、フッ化水素酸を含有した処理液への浸漬処理と温水処理とが組み合わされたため、得られた化成被膜には、クロム酸クロメート処理に比べて、耐食性の顕著な向上が認められた。
Claims (16)
- 金属材料、プラスチックス材料又はセラミックス材料からなる基体及び前記基体の少なくとも1面に形成されたニッケル−リン合金めっき層を含む基材と、前記基材のニッケル−リン合金めっき層上に化成処理を施して形成された化成被膜層とを含み、前記化成被膜層が1〜30mg/m2のジルコニウム及びチタンから選ばれた少なくとも1種の主金属元素と、1〜100mg/m2のリン元素と、及び1〜100mg/m2の酸素元素とを含み、
前記化成被膜中に含まれるリン(P)量の、リン及び酸素の合計量(P+O)に対する原子比率P/(P+O)が、0.01〜0.25の範囲内にあり、かつ
前記化成処理による着色がなく、耐食性及び耐変色性を有することを特徴とする複合材料。 - 前記基体用金属材料がアルミニウム材、アルミニウム合金材、鉄鋼材及び銅合金材から選ばれる、請求項1に記載の複合材料。
- 前記基体上に形成されたニッケル−リン合金めっき層が、リンを、0.05〜20g/m2の含有量で含む、請求項1又は2に記載の複合材料。
- 前記化成被膜中に含まれるリンが、リン酸塩及び亜リン酸塩から選ばれた少なくとも1種の化合物として存在する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の複合材料。
- 前記化成被膜が3価クロムからなる1〜30mg/m 2 の第1追加金属元素をさらに含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の複合材料。
- 前記化成被膜が、タングステン、モリブデン、バナジウム及びセリウムから選ばれた少なくとも1種からなる1〜30mg/m 2 の第2追加金属元素をさらに含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の複合材料。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の複合材料を製造するために、
金属材料、プラスチックス材料又はセラミックス材料からなる基体及び、その少なくとも1面上に形成されたニッケル−リン合金めっき層とを含む基材の前記ニッケル−リン合金めっき層の表面の少なくとも一部分に、ジルコニウム及びチタンから選ばれた少なくとも1種からなり、濃度が1〜5000ppmの主金属元素、及びフッ素、塩素、臭素及びヨウ素から選ばれた少なくとも1種からなり、濃度が1〜10000ppmのハロゲン元素を含み、硝酸イオン、硫酸イオン及びリン酸イオンを含まず、かつ2.0〜6.0のpHを有する化成処理液を接触させ、それによって前記化成被膜層を形成し、得られた化成被膜層を水により洗浄することを特徴とする複合材料の製造方法。 - 前記化成処理液の調製において、前記主金属元素が、その水和酸化物、或いはフッ化物、塩化物、オキシ塩化物、臭化物、ヨウ化物、又はフッ素含有酸の塩の形態で用いられる、請求項7に記載の複合材料の製造方法。
- 前記化成処理液の調製において、前記ハロゲン元素が、塩酸、フッ化水素酸、ヨウ化水素酸、臭化水素酸、前記主金属元素の塩化物、フッ化物、臭化物又はヨウ化物、或いはフッ素含有酸の塩の形態で用いられる、請求項7又は8に記載の複合材料の製造方法。
- 前記化成処理液が、3価クロム元素を第1追加金属元素としてさらに含有する、請求項7〜9のいずれか1項に記載の複合材料の製造方法。
- 前記化成処理液中の3価クロム元素の濃度が、1〜5000ppmである、請求項10に記載の複合材料の製造方法。
- 前記化成処理液の調製において、前記3価クロム元素が、その水和酸化物、フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物、又はフッ素含有酸の塩の形態で用いられる、請求項11に記載の複合材料の製造方法。
- 前記化成処理液が、タングステン、モリブデン、バナジウム及びセリウムから選ばれた少なくとも1種の元素からなる第2追加金属元素を含有する、請求項7〜12のいずれか1項に記載の複合材料の製造方法。
- 前記化成処理液中の第2追加金属元素の濃度が、1〜5000ppmである、請求項13に記載の複合材料の製造方法。
- 前記化成処理液の調製において、第2追加金属元素が、その水和酸化物、フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物、又はフッ素含有酸の塩の形態で用いられる、請求項13又は14に記載の複合材料の製造方法。
- 前記基体をアルミニウム材料又はアルミニウム合金材料から形成し、この基体に前記ニッケル−リン合金めっき処理及び水洗浄を施した後、かつ前記化成処理を施す前に、前記ニッケル−リン合金めっき基材に温度50℃以上の温水を接触させるか、或いは前記化成処理及び水洗浄を施して得られた複合材料に、温度50℃以上の温水を接触させることを更に含む、請求項7〜15のいずれか1項に記載の複合材料の製造方法。
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