JPH04254587A - アルミニウム系金属板のプレス成形前処理方法及び塗装前処理方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はアルミニウム系金属板の
プレス成形性を向上させためのプレス成形前処理方法、
及びプレス成形後の成形体に耐食性並びに塗装密着性に
優れたリン酸塩皮膜を形成する塗装前処理方法に関する
ものである。

【０００２】ここで言うアルミニウム系金属板とは、詳
しくはアルミニウム板、アルミニウム合金板、又はこれ
らの表面に金属鍍金された板から選ばれる１種又は２種
以上を指すものである。

【０００３】

【従来の技術】従来プレス前におけるアルミニウム系金
属板の表面処理はクロメート処理が主であり、リン酸塩
処理は殆ど利用されなかった。これはクロメート処理に
比べ、リン酸塩処理は作業性に劣るためである。又アル
ミニウム系金属板は鋼板に比べプレス成形性が悪く、プ
レス性を向上しようとすれば強度を落とす必要がある。 このため自動車外板等のプレス成形性と強度が両立する
性能が必要な用途には、専ら鋼板が使用されていた。

【０００４】自動車用鋼板は冷延鋼板、各種亜鉛鍍金鋼
板、表面処理鋼板で、これらを必要性能に応じて各部位
に使い分けている。これらの鋼板は潤滑油又は防錆油を
塗布し、各部位にプレス成形された後車体に組み立てら
れる。その後化成処理しリン酸亜鉛を形成させたのち塗
装される。

【０００５】しかしながら、近年環境対策として自動車
の燃費削減が要求され、自動車の軽量化のためにアルミ
ニウム板の使用が増えつつある。現実にはコスト及び物
理的強度等の関係から、アルミニウム板と鋼板とを所定
の比率で組合せて使用することが必要となってきている
。鋼板はリン酸塩処理をしないと、塗装後の耐食性及び
密着性等の性能が著しく劣ることは周知である。

【０００６】従って、アルミニウム板を併用してもリン
酸塩処理は必須であり、又アルミニウム板に於いても、
リン酸塩皮膜が塗装後の性能向上に効果があるのが解っ
てきた。更に、アルミニウム板上にリン酸塩皮膜を形成
させないと鋼板と表面抵抗の差が大きく、アルミニウム
板の電着塗装に於ける塗膜外観を阻害する。従って、ア
ルミニウム板においても、均一なリン酸塩皮膜の形成が
必須となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、後述の
ごとくアルミニウム板はプレス成形性、及びりん酸塩処
理性に問題点がある。特に自動車用材料としてアルミニ
ウム板を使用するに当たって、コスト以外にも問題点を
有する。

【０００８】１）鋼板に比べプレス成形性に劣る。 アルミニウム板は鋼板に比べ機械的性質である伸びは値
として１０〜１５％程度低く、又成形性であるｒ値は半
分以下であり、材質として張り出し成形及び絞り成形に
弱い。このため必然的にアルミニウム板の使用が制限さ
れるようになる。この問題の解決のためにプレス時の潤
滑性の向上が試みられ、プレス油等の潤滑剤が検討され
ているが、いまだこの問題を完全に解決するに至ってな
い。

【０００９】２）リン酸塩処理性に問題点がある。 従来の鋼板用のリン酸塩処理条件では、アルミニウム板
上にリン酸塩皮膜は完全には形成しない。リン酸塩皮膜
を完全には形成させるためには処理時間を長くするか、
又はＦイオンを添加する方法がある。

【００１０】しかしながら、前者は作業性の面から処理
時間を長くするのは好ましくない。又、後者のＦイオン
を添加する方法をとった場合、Ｆイオンによって溶出し
たＡｌイオンがリン酸処理液中に蓄積し、リン酸塩処理
性を阻害することが知られている。このためＡｌイオン
を沈澱除去する方法が取られているが、リン酸塩処理液
管理を難しいものとしている。又Ｆイオンの添加する方
法をとっても、リン酸塩処理液条件を鋼板に合わせてい
るため、アルミニウム板に均一にリン酸塩皮膜を生成さ
せるのは難しい。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、アルミニウム
系金属板の表面にプレス成形前に０．３〜３．０ｇ／ｍ
２　のリン酸亜鉛皮膜を形成させることを特徴とするプ
レス成形前処理方法、並びにアルミニウム系金属板の表
面にプレス成形前の平板の状態で０．３〜３．０ｇ／ｍ
２　のリン酸亜鉛皮膜を形成させた後塗油し、次にプレ
ス成形して成形体とし、その後該成形体にリン酸亜鉛系
化成処理を施してから塗装することを特徴とするアルミ
ニウム系金属板の塗装前処理方法を提供するものである
。

【００１２】

【処理及び組成の説明】プレス成形前にリン酸亜鉛皮膜
を形成させる手段はスプレー法、浸漬法、更に処理時間
短縮できる電解法等が考えられるが、いずれの手段でも
適用できる。処理液についてもリン酸イオンおよび亜鉛
イオンを含む他は特に規定しないが、ニッケルイオン、
マンガンイオン及び弗素イオン、硝酸イオンを含有する
ことが望ましい。

【００１３】アルミニウム系金属板の表面に形成された
リン酸亜鉛皮膜量は０．３ｇ／ｍ２　未満では効果がな
く、３．０ｇ／ｍ２　を越えると効果が飽和し経済的に
不利である。

【００１４】プレス前に塗油する油は特に規定しないが
、鉱物油、合成エステル、油脂、又は市販されている防
錆油、プレス油等から選ばれるものを潤滑剤として利用
すれば良い。

【００１５】プレス成形後のリン酸亜鉛系化成処理につ
ても、スプレー法、浸漬法及び電解法のいずれの方法で
も適用できる。この場合の処理液についても特に規定し
ないが、リン酸イオン、亜鉛イオンの他に硝酸イオン、
マンガンイオン、ニッケルイオンを含有することが望ま
しい。

【００１６】

【作用】本発明の処理方法を用いれば、プレス成形前に
アルミニウム板の表面にリン酸亜鉛皮膜が形成されてい
るので、プレス時におけるアルミニウム板の油の保持性
が向上すると共に、リン酸亜鉛皮膜の潤滑効果が加わっ
てプレス加工の潤滑性が著しく向上し、アルミニウム板
のプレス成形性が大幅に向上する。

【００１７】更にプレス成形後再度リン酸亜鉛処理する
ことによって、均一で塗装後の性能にすぐれたリン酸亜
鉛皮膜を形成することができる。この場合に前述したご
とく鋼板と同時に化成処理しようとすると、アルミニウ
ム板上に均一な塗装性能を満足するリン酸亜鉛皮膜を形
成するのは難しい。しかしアルミニウム板のみをアルミ
ニウム板に合った処理液条件でプレス成形前にリン酸亜
鉛皮膜を形成し、プレス成形後に再度鋼板に合わせた化
成処理をしても、アルミニウム板部分においては先に析
出しているリン酸亜鉛皮膜のシーリングを行う役目をし
、アルミニウム板上にも均一で且つ塗装後の性能に優れ
たリン酸亜鉛皮膜を形成することができるのである。

【００１８】

【実施例】次に本発明に係る幾つかの具体的実施例と共
に比較例とを示し、両者を比較することで本発明の優秀
性が理解できる。

【００１９】＜供試材＞５０５２材（ＪＩＳ）板厚１ｍ
ｍ ＜表面処理工程＞ （１）脱脂 薬剤：ファインクリナーＬ４４６０（日本パーカライジ
ング社製） Ａ剤２０ｇ／ｌ、Ｂ剤１２ｇ／ｌ 処理条件：４２℃、１２０秒、スプレー（２）水洗 処理条件：常温、３０秒、スプレー （３）表面調整 薬剤：プレパレンＺＮ（日本パーカラジング社製）１ｇ
／ｌ 処理条件：常温、２０秒、スプレー （４）リン酸塩処理 処理液：Ｚｎ２＋；３ｇ／ｌ、Ｎｉ２＋；１ｇ／ｌ、Ｍ
ｎ２＋；０．３ｇ／ｌ 全フッ素；５ｇ／ｌ、ＰＯ４３−　；２０ｇ／ｌ、ＮＯ
３−；２０ｇ／ｌ 処理条件：４２℃、浸漬 （５）水洗 処理条件：常温、３０秒、スプレー （６）水切り乾燥 オーブン乾燥　　１１０℃、１８０秒 （７）塗油 一号スピンドル油　　１ｇ／ｍ２ （８）円筒深絞り （Ａ）　ブランク径＝８０ｍｍ、ポンチ径＝４０ｍｍ、
しわ押え圧＝１ｔｏｎ深絞り速度３０ｍ／ｍｉｎ（絞り
比２．０） （Ｂ）　ブランク径＝９０ｍｍ、その他の条件は（Ａ）
　と同じ（絞り比２．２５） （Ａ）　は次工程で表面処理、（Ｂ）　でプレス成形性
の評価（９）脱脂 ファインクリーナーＬ４４６０、４２℃、１２０秒、ス
プレー （１０）水洗 常温、３０秒、スプレー （１１）表面調製 常温、２０秒、スプレー （１２）リン酸塩処理 処理液：Ｚｎ２＋；１ｇ／ｌ，Ｎｉ２＋；１ｇ／ｌ，Ｍ
ｎ２＋；０．６ｇ／ｌ全フッ素；１ｇ／ｌ，ＮＯ３−；
７ｇ／ｌ，ＰＯ４３−　；１５ｇ／ｌ４２℃、１２０秒
、浸漬（１３）水洗 常温、３０秒、スプレー （１４）脱イオン水洗（０．２μＳ／ｃｍ）常温、２０
秒、スプレー （１５）水切り乾燥 １１０℃、１８０秒 （１６）塗装 下記の条件でカチオン電着塗装を行った塗料：ＨＢ２０
００Ｌ（関西ペイント社製）膜厚：２０μｍ 焼付け：１７５℃、３０分

【００２０】＜評価＞（１）プレス成形性表面処理工程
（９）の（Ｂ）　での円筒深絞り（絞り比２．２５）試
験にて評価 （評価基準）○；絞り抜け（正常仕上がり）△；絞り抜
け（フレーキング） ×；破断 （２）塗装後の性能評価 塗装板に鋭利なカッターで素地に達するようにカットを
入れ、下記要領で試 験を行い、試験後のカットからの片側最大膨れ幅を測定
した。 （評価基準）　　片側最大膨れ幅 ○；１．０ｍｍ以下 △；１．０〜３．０ｍｍ ×；３．０ｍｍ以上

【００２１】 実施例１；（４）の工程を１０秒行なったもの実施例２
；（４）の工程を３０秒行なったもの実施例３；（４）
の工程を６０秒行なったもの実施例４；（４）の工程を
１２０秒行なったもの実施例５；（４）の工程を２４０
秒行なったもの比較例１；（４）の工程を５秒行なった
もの比較例２；（１），（２），（６）〜（１６）の工
程のみを行なったもの

【００２２】表１に各実施例及び比較例で形成されたリ
ン酸亜鉛皮膜の皮膜量を示し、表２に性能試験結果を夫
々示す。

【００２３】

【００２４】表２　　性能試験結果 　　前記表２の試験結果から理解できるように本発明の
実施例はいずれも優れた性能を示す。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るアル
ミニウム系金属板のプレス成形前処理法は、プレス成形
前にリン酸亜鉛皮膜を０．３〜３．０ｇ／ｍ２　表面に
形成させるものであり、プレス成形における塗油の保持
性が良好となって、プレス時の潤滑性及び成形性が著し
く向上すると言う優れた効果を奏する。

【００２６】又、本発明に係るアルミニウム系金属板の
塗装前処理方法は、アルミニウム系金属板の表面にプレ
ス成形前の平板の状態で０．３〜３．０ｇ／ｍ２　のリ
ン酸亜鉛皮膜を形成させた後塗油し、次にプレス成形し
て成形体とし、その後該成形体にリン酸亜鉛系化成処理
を施してから塗装するようにしたことにより、前記した
プレス成形性の向上と同時に、プレス成形したものを鋼
板と組み合わせた複合構成体として鋼板と同時に鋼板に
適した条件でリン酸塩処理処理されても、アルミニウム
板表面にも鋼板と同様に均一でしかも塗装性能を充分に
満足し得るリン酸亜鉛皮膜を形成することができるばか
りでなく、処理条件が異なってもリン酸塩処理液の管理
が容易になると言う優れた効果を奏する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　アルミニウム系金属板の表面にプレス
   成形前に０．３〜３．０ｇ／ｍ２　のリン酸亜鉛皮膜を
   形成させることを特徴とするプレス成形前処理方法。
2. 【請求項２】　　アルミニウム系金属板の表面にプレス
   成形前の平板の状態で０．３〜３．０ｇ／ｍ２　のリン
   酸亜鉛皮膜を形成させた後塗油し、次にプレス成形して
   成形体とし、その後該成形体にリン酸亜鉛系化成処理を
   施してから塗装することを特徴とするアルミニウム系金
   属板の塗装前処理方法。