JPH03111590A - アルミニウム合金の表面処理法 - Google Patents
アルミニウム合金の表面処理法Info
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- JPH03111590A JPH03111590A JP24860889A JP24860889A JPH03111590A JP H03111590 A JPH03111590 A JP H03111590A JP 24860889 A JP24860889 A JP 24860889A JP 24860889 A JP24860889 A JP 24860889A JP H03111590 A JPH03111590 A JP H03111590A
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Landscapes
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
（産業上の利用分野）
本発明はアルミニウム合金の表面処理法に関し、特に塗
装下地処理として使用した場合、優れた塗膜密着性と耐
糸錆性が得られ、自動車パネル材等の用途に供されるア
ルミニウム合金の表面処理法として適している。 （従来の技術及び解決しようとする課題）アルミニウム
合金は、軽量化を目的として自動車の部品に採用されつ
つあるが、パネル材のように耐糸錆性が要求される用途
に対しては、クロム酸クロメート等の塗装下地処理が必
要であるとされていた。 一方、通常の自動車塗装ラインは、プレス成形→脱脂→
リン酸亜鉛処理→カチオン電着→塗装の工程からなる鋼
板用のラインであり、下地処理にはリン酸亜鉛処理が施
されているが、このラインにおいてリン酸亜鉛処理をア
ルミニウム合金の下地処理に適用した場合、カチオン電
着後の塗装密着力（塗装密着性）が不充分となり、耐糸
錆性の点で充分な性能が得られていないのが現状であり
。 この塗装ラインを使用して耐糸錆性の優れた下地処理が
できる技術の開発が望まれている。 この点、自動車塗装ラインの下地処理として、リン酸亜
鉛処理に代えて、クロム酸クロメート処理を採用するこ
とも考えらるが、前述の如く耐糸錆性は向上できるもの
の、クロム酸クロメート処理には 洗浄→水洗→水洗→クロム酸りロメート→水洗（申）→
水洗耐乾燥 という工程が必要であって、そのための専用の処理設備
が必要となり、且つ前記水洗（傘）段階でクローズドシ
ステムによる排水処理が必要であるため、排水処理等を
含めた処理コストが高くなるという問題があり、下地処
理としてクロム酸クロメート処理を採用するには雉があ
る。 本発明は、かぎる要請に応えるべくなされたものであっ
て、下地処理としてリン酸亜鉛処理を施す場合であって
も、塗膜密着性、耐糸錆性に優れたアルミニウム合金材
料が得られ、且つ低コストである表面処理法を提供する
ことを目的とするものである。 （課題を解決するための手段） 本発明者らは、下地処理としてリン酸亜鉛処理を採用し
た場合に特に耐糸錆性が劣化する原因を究明すると共に
新規な前処理法（表面処理法）について鋭意研究を重ね
た。その結果、特定条件の陽極酸化処理を施すことによ
り、耐糸錆性の著しい改善効果が得られることを見い出
し、ここに本発明をなしたものである。 すなわち、本発明は、リン酸塩系アルカリ性ビルダーと
界面活性剤を含む電解液中で、アルミニウム合金をアノ
ード電解することを特徴とするアルミニウム合金の表面
処理法を要旨とするものである。 また、他の本発明は、リン酸塩系アルカリ性ビルダーと
界面活性剤を含む電解液中で、アルミニウム合金をカソ
ード電解し、引き続き同一組成の電解液中でアノード電
解することを特徴とするアルミニウム合金の表面処理法
を要旨とするものである。 以下に本発明を更に詳細に説明する。 （作用） 本発明者らは、種々の表面処理法について検討した中で
、アルミニウム合金の表面洗浄に一般的に使用されてい
るリン酸塩系アルカリ性ビルダーと界面活性剤の浴中で
、洗浄に引き続き陽極酸化処理を施したところ、耐糸錆
性の著しい改善効果が得られることを見い出したもので
ある。 リン酸塩系アルカリ性ビルダーと界面活性剤を含む電解
液を用い、前処理の脱脂洗浄と、陽極酸化皮膜の生成を
同一組成の浴中で行うと、電解液に浸漬直後から表面の
脱脂、洗浄が開始され、次いでアノード電解開始により
、アルミニウム合金表面に耐食性、塗膜密着性、耐糸錆
性に優れる陽極酸化皮膜が形成される。また、この表面
処理法によれば、アルミニウム合金の表面洗浄と１表面
での陽極酸化皮膜の生成が共に可能であるので、処理工
程の簡素化と現有の生産設備の改造で対応できるため、
コストダウン効果も大きい。 電解浴中のアルカリ性ビルダーは、洗浄の助剤と陽極酸
化の電解液として作用し、その種類としては、アルミニ
ウム合金表面に陽極酸化皮膜が形成されるリン酸塩系が
洗浄剤のアルカリ性ビルダーとしての効果も大きいため
、好ましい。例えば、トリポリリン酸ナトリウム、リン
酸２ナトリウムなどを挙げることができる。 界面活性剤は脱脂のために添加されるが、その種類は特
に制限されない。 処理温度等の条件については、電解液の脱脂効果と電解
液の陽極酸化皮膜の生成効果、電解電圧等によって最適
温度が得られるが、４０〜８０℃の範囲で電解電圧１５
〜６０Ｖであれば、装置としての危険性も少なく、充分
な耐糸錆性が得られる。 また、陽極酸化皮膜の膜厚は、目的に合わせてコントロ
ールできる。すなわち、厚くする場合には、リン酸塩系
のアルカリ性ビルダーを用い、高電圧、長時間処理すれ
ば良いが、薄くして、耐糸錆性の向上のみを目的とする
のであれば、リン酸塩系＋けい酸塩系アルカリ性ビルダ
ーを用いれば良い。 このように、望ましい電解条件は、 電解液＝０．５〜５ｗｔ％のリン酸塩系又はリン酸塩系
＋けい酸塩系アルカリ性ビルダ ーと、界面活性剤との混合浴 電解液温度：４０〜８０℃ 電解液電圧＝１５〜６０Ｖ（アノード電解）であるが、
この範囲を外れると、生産性、安全性等の実用上、良好
な陽極酸化皮膜が得られ難くなる。 このようにして得られる陽極酸化皮膜は、アルカリ性電
解液中で生成されたものであり、耐アルカリ性が大きい
ため、特に、その後のプレス加工→脱脂→リン酸亜鉛処
理→カチオン電着の工程を経て塗装されたアルミニウム
合金材料の場合、耐糸錆性を著しく向上できる。 なお、この陽極酸化処理の前処理としては、前述の如く
、通常は、素材を電解液中に浸漬するだけでよく、表面
洗浄できる。しかし、更に表面の脱脂、洗浄時間を短縮
し、更に洗浄効果を上げるためには、アノード電解の前
に同一浴中で或いは同一組成を有する別の浴中でカソー
ド電解すればよい６同−浴中でカソード電解する場合は
、引き続き極性を切り換えてアノード電解を行うため、
被処理材の取り出しや、水洗は全く不用である。 また、コイルフオームで処理する場合には、給電方式を
液−液給電とし、対極の配置のみで連続処理が可能とな
る。連続処理する場合には、電解液の供給はスプレー法
が好ましい。この場合には、片面処理や液−液給電が容
易に行われ、設備的に効果が大きい。しかし、電解液中
に浸漬し電解しても充分な性能は得られる。 かくして表面処理されたアルミニウム合金材料は、特に
自動車のパネル用として使用した場合、処理後加工され
、リン酸亜鉛処理、カチオン電着が施されるが、その場
合には著しい効果が期待でき、耐糸錆性向上に関するユ
ーザーニーズに充分対応できる。 勿論、その他の用途１例えば、キャン材の塗装下地処理
、カラーアルミの下地処理等に応用できることは云うま
でもない。また、皮膜を厚くすることにより、単独で耐
食性を有するアルミニウム合金の表面処理法としても適
用できる。 なお、処理素材であるアルミニウム合金としては、耐糸
錆性が要求される種々の成分系、成分組成のもが可能で
あることは云うまでもない。 （実施例） 次に本発明の実施例を示す。 大庭券よ 素材として、ＪＩＳ５１８２−０材の圧延板（１，＋＊
ｍＸ ７５ｖｉＸ １５０＋＊＋ｉ）を準備し、これに
第１表に示す種々の条件で表面処理を施した。 得られた表面処理材について、ＪＩＳ２７３１に準する
塩水噴霧試験で、連続１００時間により孔食発生状況を
調べ、耐食性を評価した。その結果を第２表に示す。 失履負又 実施例１で得られた表面処理材に自動車用カチオン電着
塗装（膜厚２５μｌ１１）を施した後、塗膜にスクラッ
チ傷を付け、塩水噴霧２４時間→湿潤（５０℃Ｘ８５％
ＲＨ）１４４時間を１サイクルとする耐糸錆性の評価を
行った。５サイクル後の耐糸錆性の評価結果を第２表に
示す。 失１舛立 実施例１で得られた表面処理材に自動車用パネル材と同
様の脱脂及び下地処理くけい酸塩系脱脂洗浄→リン酸亜
鉛処理）を行った後、カチオン電着塗装（膜厚２５μｍ
）を施し、実施例２と同様の要領で耐糸錆性の評価を行
った。５サイクル後の耐糸錆性の評価結果を第２表に示
す。 失凰勇± 実施例１で得られた表面処理材にウレタン系塗料を塗装
（１５μｍ）Ｌ、、実施例２と同様の要領で塗膜密着性
の評価を行った。５サイクル後の塗膜密着性の評価結果
を第２表に示す。 第２表より明らかなように１本発明例はいずれも優れた
耐糸錆性、塗膜密着性を示し、また良好な耐食性を示し
ている。 一方、従来例のうち、クロム酸クロメート又はリン酸ク
ロメートを施したものは、前述のように排水処理等の問
題があって実用的でなく、他の従来例では耐糸錆性が劣
っている。 また、比較例は、耐食性又は耐糸錆性に難がある。
装下地処理として使用した場合、優れた塗膜密着性と耐
糸錆性が得られ、自動車パネル材等の用途に供されるア
ルミニウム合金の表面処理法として適している。 （従来の技術及び解決しようとする課題）アルミニウム
合金は、軽量化を目的として自動車の部品に採用されつ
つあるが、パネル材のように耐糸錆性が要求される用途
に対しては、クロム酸クロメート等の塗装下地処理が必
要であるとされていた。 一方、通常の自動車塗装ラインは、プレス成形→脱脂→
リン酸亜鉛処理→カチオン電着→塗装の工程からなる鋼
板用のラインであり、下地処理にはリン酸亜鉛処理が施
されているが、このラインにおいてリン酸亜鉛処理をア
ルミニウム合金の下地処理に適用した場合、カチオン電
着後の塗装密着力（塗装密着性）が不充分となり、耐糸
錆性の点で充分な性能が得られていないのが現状であり
。 この塗装ラインを使用して耐糸錆性の優れた下地処理が
できる技術の開発が望まれている。 この点、自動車塗装ラインの下地処理として、リン酸亜
鉛処理に代えて、クロム酸クロメート処理を採用するこ
とも考えらるが、前述の如く耐糸錆性は向上できるもの
の、クロム酸クロメート処理には 洗浄→水洗→水洗→クロム酸りロメート→水洗（申）→
水洗耐乾燥 という工程が必要であって、そのための専用の処理設備
が必要となり、且つ前記水洗（傘）段階でクローズドシ
ステムによる排水処理が必要であるため、排水処理等を
含めた処理コストが高くなるという問題があり、下地処
理としてクロム酸クロメート処理を採用するには雉があ
る。 本発明は、かぎる要請に応えるべくなされたものであっ
て、下地処理としてリン酸亜鉛処理を施す場合であって
も、塗膜密着性、耐糸錆性に優れたアルミニウム合金材
料が得られ、且つ低コストである表面処理法を提供する
ことを目的とするものである。 （課題を解決するための手段） 本発明者らは、下地処理としてリン酸亜鉛処理を採用し
た場合に特に耐糸錆性が劣化する原因を究明すると共に
新規な前処理法（表面処理法）について鋭意研究を重ね
た。その結果、特定条件の陽極酸化処理を施すことによ
り、耐糸錆性の著しい改善効果が得られることを見い出
し、ここに本発明をなしたものである。 すなわち、本発明は、リン酸塩系アルカリ性ビルダーと
界面活性剤を含む電解液中で、アルミニウム合金をアノ
ード電解することを特徴とするアルミニウム合金の表面
処理法を要旨とするものである。 また、他の本発明は、リン酸塩系アルカリ性ビルダーと
界面活性剤を含む電解液中で、アルミニウム合金をカソ
ード電解し、引き続き同一組成の電解液中でアノード電
解することを特徴とするアルミニウム合金の表面処理法
を要旨とするものである。 以下に本発明を更に詳細に説明する。 （作用） 本発明者らは、種々の表面処理法について検討した中で
、アルミニウム合金の表面洗浄に一般的に使用されてい
るリン酸塩系アルカリ性ビルダーと界面活性剤の浴中で
、洗浄に引き続き陽極酸化処理を施したところ、耐糸錆
性の著しい改善効果が得られることを見い出したもので
ある。 リン酸塩系アルカリ性ビルダーと界面活性剤を含む電解
液を用い、前処理の脱脂洗浄と、陽極酸化皮膜の生成を
同一組成の浴中で行うと、電解液に浸漬直後から表面の
脱脂、洗浄が開始され、次いでアノード電解開始により
、アルミニウム合金表面に耐食性、塗膜密着性、耐糸錆
性に優れる陽極酸化皮膜が形成される。また、この表面
処理法によれば、アルミニウム合金の表面洗浄と１表面
での陽極酸化皮膜の生成が共に可能であるので、処理工
程の簡素化と現有の生産設備の改造で対応できるため、
コストダウン効果も大きい。 電解浴中のアルカリ性ビルダーは、洗浄の助剤と陽極酸
化の電解液として作用し、その種類としては、アルミニ
ウム合金表面に陽極酸化皮膜が形成されるリン酸塩系が
洗浄剤のアルカリ性ビルダーとしての効果も大きいため
、好ましい。例えば、トリポリリン酸ナトリウム、リン
酸２ナトリウムなどを挙げることができる。 界面活性剤は脱脂のために添加されるが、その種類は特
に制限されない。 処理温度等の条件については、電解液の脱脂効果と電解
液の陽極酸化皮膜の生成効果、電解電圧等によって最適
温度が得られるが、４０〜８０℃の範囲で電解電圧１５
〜６０Ｖであれば、装置としての危険性も少なく、充分
な耐糸錆性が得られる。 また、陽極酸化皮膜の膜厚は、目的に合わせてコントロ
ールできる。すなわち、厚くする場合には、リン酸塩系
のアルカリ性ビルダーを用い、高電圧、長時間処理すれ
ば良いが、薄くして、耐糸錆性の向上のみを目的とする
のであれば、リン酸塩系＋けい酸塩系アルカリ性ビルダ
ーを用いれば良い。 このように、望ましい電解条件は、 電解液＝０．５〜５ｗｔ％のリン酸塩系又はリン酸塩系
＋けい酸塩系アルカリ性ビルダ ーと、界面活性剤との混合浴 電解液温度：４０〜８０℃ 電解液電圧＝１５〜６０Ｖ（アノード電解）であるが、
この範囲を外れると、生産性、安全性等の実用上、良好
な陽極酸化皮膜が得られ難くなる。 このようにして得られる陽極酸化皮膜は、アルカリ性電
解液中で生成されたものであり、耐アルカリ性が大きい
ため、特に、その後のプレス加工→脱脂→リン酸亜鉛処
理→カチオン電着の工程を経て塗装されたアルミニウム
合金材料の場合、耐糸錆性を著しく向上できる。 なお、この陽極酸化処理の前処理としては、前述の如く
、通常は、素材を電解液中に浸漬するだけでよく、表面
洗浄できる。しかし、更に表面の脱脂、洗浄時間を短縮
し、更に洗浄効果を上げるためには、アノード電解の前
に同一浴中で或いは同一組成を有する別の浴中でカソー
ド電解すればよい６同−浴中でカソード電解する場合は
、引き続き極性を切り換えてアノード電解を行うため、
被処理材の取り出しや、水洗は全く不用である。 また、コイルフオームで処理する場合には、給電方式を
液−液給電とし、対極の配置のみで連続処理が可能とな
る。連続処理する場合には、電解液の供給はスプレー法
が好ましい。この場合には、片面処理や液−液給電が容
易に行われ、設備的に効果が大きい。しかし、電解液中
に浸漬し電解しても充分な性能は得られる。 かくして表面処理されたアルミニウム合金材料は、特に
自動車のパネル用として使用した場合、処理後加工され
、リン酸亜鉛処理、カチオン電着が施されるが、その場
合には著しい効果が期待でき、耐糸錆性向上に関するユ
ーザーニーズに充分対応できる。 勿論、その他の用途１例えば、キャン材の塗装下地処理
、カラーアルミの下地処理等に応用できることは云うま
でもない。また、皮膜を厚くすることにより、単独で耐
食性を有するアルミニウム合金の表面処理法としても適
用できる。 なお、処理素材であるアルミニウム合金としては、耐糸
錆性が要求される種々の成分系、成分組成のもが可能で
あることは云うまでもない。 （実施例） 次に本発明の実施例を示す。 大庭券よ 素材として、ＪＩＳ５１８２−０材の圧延板（１，＋＊
ｍＸ ７５ｖｉＸ １５０＋＊＋ｉ）を準備し、これに
第１表に示す種々の条件で表面処理を施した。 得られた表面処理材について、ＪＩＳ２７３１に準する
塩水噴霧試験で、連続１００時間により孔食発生状況を
調べ、耐食性を評価した。その結果を第２表に示す。 失履負又 実施例１で得られた表面処理材に自動車用カチオン電着
塗装（膜厚２５μｌ１１）を施した後、塗膜にスクラッ
チ傷を付け、塩水噴霧２４時間→湿潤（５０℃Ｘ８５％
ＲＨ）１４４時間を１サイクルとする耐糸錆性の評価を
行った。５サイクル後の耐糸錆性の評価結果を第２表に
示す。 失１舛立 実施例１で得られた表面処理材に自動車用パネル材と同
様の脱脂及び下地処理くけい酸塩系脱脂洗浄→リン酸亜
鉛処理）を行った後、カチオン電着塗装（膜厚２５μｍ
）を施し、実施例２と同様の要領で耐糸錆性の評価を行
った。５サイクル後の耐糸錆性の評価結果を第２表に示
す。 失凰勇± 実施例１で得られた表面処理材にウレタン系塗料を塗装
（１５μｍ）Ｌ、、実施例２と同様の要領で塗膜密着性
の評価を行った。５サイクル後の塗膜密着性の評価結果
を第２表に示す。 第２表より明らかなように１本発明例はいずれも優れた
耐糸錆性、塗膜密着性を示し、また良好な耐食性を示し
ている。 一方、従来例のうち、クロム酸クロメート又はリン酸ク
ロメートを施したものは、前述のように排水処理等の問
題があって実用的でなく、他の従来例では耐糸錆性が劣
っている。 また、比較例は、耐食性又は耐糸錆性に難がある。
（発明の効果）
以上詳述したように、本発明によれば、特定条件で陽極
酸化処理を行うので、耐糸錆性、塗膜密着性、耐食性に
優れるアルミニウム合金材料が得られ、種々の下地処理
として或いは耐食性向上の表面処理として適用でき、特
に塗膜下地処理として適用した場合、優れた耐糸錆性が
得られる。 また、脱脂洗浄と陽極酸化皮膜の形成が同−浴或いは同
一組成を有する洛中で行うことができるので、処理コス
トが大幅に低減でき、且つ既存の洗浄装置の改修で適用
できるため、その効果は著しく大きい。特に自動車用パ
ネル材にアルミニウム合金を使用する場合には、従来か
ら最大の問題点であった耐糸錆性の問題が解決できるの
で、既存のラインを使用できる等、その効果は著しい。
酸化処理を行うので、耐糸錆性、塗膜密着性、耐食性に
優れるアルミニウム合金材料が得られ、種々の下地処理
として或いは耐食性向上の表面処理として適用でき、特
に塗膜下地処理として適用した場合、優れた耐糸錆性が
得られる。 また、脱脂洗浄と陽極酸化皮膜の形成が同−浴或いは同
一組成を有する洛中で行うことができるので、処理コス
トが大幅に低減でき、且つ既存の洗浄装置の改修で適用
できるため、その効果は著しく大きい。特に自動車用パ
ネル材にアルミニウム合金を使用する場合には、従来か
ら最大の問題点であった耐糸錆性の問題が解決できるの
で、既存のラインを使用できる等、その効果は著しい。
Claims (6)
- （１）リン酸塩系アルカリ性ビルダーと界面活性剤を含
む電解液中で、アルミニウム合金をアノード電解するこ
とを特徴とするアルミニウム合金の表面処理法。 - （２）リン酸塩系アルカリ性ビルダーと界面活性剤を含
む電解液中で、アルミニウム合金をカソード電解し、引
き続き同一組成の電解液中でアノード電解することを特
徴とするアルミニウム合金の表面処理法。 - （３）リン酸塩系アルカリ性ビルダーの濃度が０．５〜
５ｗｔ％である請求項１又は２に記載の方法。 - （４）電解液温度が４０〜８０℃である請求項１又は２
に記載の方法。 - （５）電解電圧が１５〜６０Ｖである請求項１、２、３
又は４に記載の方法。 - （６）電解液をスプレーノズルから供給する請求項１、
２、３、４又は５に記載の方法。（７）アルミニウム合
金が耐糸錆性を要求される自動車パネル用に使用される
ものである請求項１、２、３、４、５又は６に記載の方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24860889A JPH03111590A (ja) | 1989-09-25 | 1989-09-25 | アルミニウム合金の表面処理法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24860889A JPH03111590A (ja) | 1989-09-25 | 1989-09-25 | アルミニウム合金の表面処理法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03111590A true JPH03111590A (ja) | 1991-05-13 |
Family
ID=17180646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24860889A Pending JPH03111590A (ja) | 1989-09-25 | 1989-09-25 | アルミニウム合金の表面処理法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03111590A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5348640A (en) * | 1992-04-03 | 1994-09-20 | Nippon Paint Co., Ltd. | Chemical conversion method and aqueous chemical conversion solution used therefor |
-
1989
- 1989-09-25 JP JP24860889A patent/JPH03111590A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5348640A (en) * | 1992-04-03 | 1994-09-20 | Nippon Paint Co., Ltd. | Chemical conversion method and aqueous chemical conversion solution used therefor |
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