JPH04297585A - 金属材料の化成処理方法 - Google Patents
金属材料の化成処理方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
ミニウム系金属材料から選ばれる1種又は2種以上から
構成される金属構成体、具体的には自動車車体、家庭電
気製品などの表面に、塗装後の耐食性ならびに塗膜密着
性の優れたリン酸亜鉛系化成皮膜を形成させるための新
規なリン酸亜鉛系化成処理液を使用する金属材料の化成
処理方法に関するものである。
ために、リン酸亜鉛系化成処理液中の遊離フッ素濃度及
び遊離フッ素濃度とpHの適正なる関係を規定するもの
であり、特にアルミニウム系金属及び該金属を含む構成
体に対し、優れた化成処理性を示すリン酸亜鉛系化成処
理液の管理方法に関するものである。
鉄鋼板上に亜鉛めっきまたは亜鉛系めっき処理を施した
亜鉛系めっき鋼板、アルミニウム系金属材料とはアルミ
ニウム、アルミニウム合金およびこれらの板材の総称で
ある。
属成分濃度、促進剤濃度、全酸度および遊離酸度等が管
理されている。これらの中で金属成分濃度、促進剤濃度
および全酸度は処理液中の各種成分濃度を示すものであ
るが、遊離酸度は処理液の中和状態、即ち処理液がいか
に皮膜析出しやすい状態に保たれているかを示す指標で
ある。遊離酸度の管理法としては、指示薬を用いて中和
滴定法で測定する方法とpHにより管理する方法が一般
的であり、従来これらを特定の範囲内に保つように管理
されている。
る方法として■特開昭63−157879号公報に開示
されており、これは下記計算式に基づいて管理する方法
に関するものである。
12)×遊離フッ素
液を用いて各種金属材料を処理する場合、特に被処理金
属中にアルミニウム系金属材料を含む場合は処理液中に
フッ素成分を添加する必要があるが、この場合処理液の
遊離酸度を特定するための手段として処理液を一定のp
Hの範囲内に管理しようとすると、化成不良を生じるこ
とがあり、また処理液の遊離酸度を特定するための手段
として指示薬を用いた中和滴定法による場合に、もしフ
ッ素成分濃度が高いときは、特に指示薬の終点の判定が
困難になるといった問題がある。
る■の方法では、遊離フッ素濃度が高くなると遊離酸度
も上昇させなければならないので、この様な手段の実施
において特に遊離フッ素濃度が高い場合は充分な化成性
が得られないといった問題が起こる。
える問題点および課題を解決するために鋭意検討した結
果、リン酸亜鉛系化成処理液中の遊離フッ素濃度を10
0ppm〜600ppmに保ち、かつpHを下記計算式
で規定する範囲内に管理することにより、
イオン(F−)濃度(ppm)各種金属材料、特にアル
ミニウム系金属および該金属を含む構成体に対し、優れ
た化成処理性を示すことを見いだした。
にはフッ化物イオンおよび錯フッ化物イオンから選ばれ
る1種又は2種以上のフッ素化合物が添加される。具体
的にはフッ化水素酸、フッ化水素ナトリウム、フッ化ナ
トリウム、フッ化アンモニウム、フッ化カリウム、珪フ
ッ化水素酸、珪フッ化ナトリウム、フッ化ジルコニウム
酸ナトリウム等の中から選ばれる1種又は2種以上が添
加されるが、いずれの形で添加されても本発明を妨げる
ものではない。
pmである必要があり、100ppmを下回ると被処理
金属へのエッチング不足により、均一緻密な化成性は得
られない。又600ppmを上回るとエッチング過多と
なり、やはり充分な化成性は得られない。尚処理液中の
遊離フッ素濃度とは、解離した形のフッ素イオン(F−
)を指すものであり、処理液中の成分と錯化合物を形成
しているフッ素成分およびフッ化水素(HF)の形で存
在しているフッ素成分は、これに含まれない。又遊離フ
ッ素濃度はフッ素イオン電極を用いることにより、測定
可能である。
、亜鉛イオン:0.3〜2.0g/l,リン酸イオン:
10〜25g/l,硝酸イオン:3〜20g/l,ニッ
ケルイオン:0.5〜3.0g/l,マンガンイオン:
0.3〜1.5g/lおよび皮膜化成促進剤が添加され
る。皮膜化成促進剤としては、亜硝酸イオン及びニトロ
ベンゼンスルフォン酸イオン等の有機ニトロ化合物から
少なくとも1種類選んで加えられることが好ましい。ま
た亜硝酸イオンであれば0.01〜0.25g/l,有
機ニトロ化合物であれば0.3〜2.0g/lであるこ
とが望ましい。
に応じて下記計算式に規定する範囲内に管理することが
必要である。
イオン(F−)濃度(ppm)
規定するpHを下回ると処理液の遊離酸度が高すぎるた
めに被処理金属、特にアルミニウム系金属材料への充分
な化成性が得られない。又該計算式で規定するpHを上
回ると遊離酸度が低すぎるために、処理液の安定性が損
なわれるとともに、特に鉄系金属材料に対し、均一緻密
な皮膜形成ができなくなる。
で処理されることが望ましい。また処理法としては浸漬
処理が望ましいがスプレ−処理によっても本発明の効果
を妨げるものではない。
成分は当該処理物表面を均一にエッチングする作用を有
する。よって化成処理液中のフッ素成分濃度が、一定量
を下回ると被処理金属への均一なエッチングがなされず
、化成処理液中のフッ素成分濃度が一定量を上回ると、
逆に被処理金属へのエッチング過多となり、いずれの場
合についても均一緻密な化成皮膜は得られない。
ッ素成分のエッチング作用は重要であり、化成処理液中
のフッ素成分濃度が一定量を下回るとエッチング不足に
より皮膜形成そのものがなされず、一定量を上回るとA
lF3、Na2AlF等が優先析出するためにリン酸亜
鉛系皮膜の形成が阻害される。
、その濃度によって水酸化ナトリウム水溶液を用いた場
合の処理液の中和滴定曲線が変化する。具体的には遊離
フッ素濃度の上昇に伴って、同じ滴定量でのpH上昇が
緩和されることおよび皮膜成分が沈殿析出するpH(沈
殿生成pH)が上昇すること等の変化が生じる。
同じ滴定量でのpH上昇が緩和することは、処理液中で
のフッ素成分が下記化学平衡式で表される平衡移動によ
り、緩衝作用を有するためであり、比較的高い遊離フッ
素濃度において指示薬を用いた中和滴定法により遊離酸
度を測定しようとした場合、指示薬の終点が判定し難く
なるのは、上記緩衝作用によるものと考えられる。
って沈殿生成pHが上昇するのは、フッ素成分と亜鉛イ
オンとの間の錯体形成により、見かけの亜鉛イオン濃度
が低下したためと考えられ、処理液中の遊離フッ素濃度
を増加させた場合、処理液pHも上昇させなければなら
ないのは上記の現象に基づくものである。
施例と比較例とを挙げる。 −供試板− a.アルミニウム合金板(JIS−5052:以下A1
板と略す) b.冷延鋼板(SPCC:以下SPCと略す)c.亜鉛
−ニッケル両面合金電気亜鉛めっき鋼板(20/20g
/m2:以下ZNと略す) 以上3種の板厚0.8mmの板材を200×200mm
に加工し、化成処理を行った。なお処理板として2種を
挙げた場合は、図1に示す様な模擬板金構成体を作製し
て化成処理を行った。この模擬板金構成体は、上記のよ
うに200×200mmに加工した2種の板材の各側縁
を幅30mmだけ互いに重ね合わせた形で、重ね合わせ
た部分に5点のスポット溶接を施して作成したものであ
る。
カリ系脱脂剤)] 42℃ 120秒 スプレ− (2)水洗[水道水] 常温 30秒 スプレ− (3)表面調整 [PL−ZN (日本パ−カライジング社製チタンコロ
イド系表面調整剤)] 常温 20秒 スプレ− (4)リン酸亜鉛系化成処理(処理液組成については別
記) 42℃ 120秒 浸漬 (5)水洗[水道水] 常温 30秒 スプレ− (6)脱イオン水洗[脱イオン水(電導度:0.2μS
/cm)] 常温 20秒 スプレ− (7)水切り乾燥 110℃ 180秒
23】
および皮膜仕上がり外観を評価した。皮膜仕上がり外観
の評価基準は以下に示すとおりとした。
皮膜特性結果を表3に示した。
鉛系化成処理液中の遊離酸フッ素濃度を100ppm〜
600ppmであり、かつpHを数1で規定する範囲内
に管理することにより、各種被処理金属に対し良好な化
成皮膜の得られることがわかる。
00ppm〜600ppmであっても、遊離フッ素濃度
に対応する管理pHが本発明の範囲外である場合、遊離
フッ素濃度に対応する管理pHが本発明の範囲内であっ
ても遊離フッ素濃度が100ppm〜600ppmを外
れる場合、あるいは双方の条件共に外れている場合は被
処理金属に対して押し並べて良好に皮膜形成することが
できないのである。
体である。
Claims (6)
- 【請求項1】 フッ素含有リン酸亜鉛系化成処理液の
pHを解離したフッ素イオン(F−)濃度の変動に応じ
て制御することを特徴とするリン酸亜鉛系化成処理液を
使用する金属材料の化成処理方法。 - 【請求項2】 フッ素含有リン酸亜鉛系化成処理液中
の解離したフッ素イオン(F−)濃度を100ppm〜
600ppmに維持し、かつpHを下記計算式で限定す
る範囲に管理することを特徴とする請求項1の化成処理
方法。 【数1】 F/500+(2.8〜3.1)=pHF:解離したフ
ッ素イオン(F−)濃度(ppm) - 【請求項3】 被
処理物が鉄系、アルミニウム系および亜鉛系金属材料か
ら選ばれる1種以上の金属材料で行われる請求項1又は
2の化成処理方法。 - 【請求項4】 解離したフッ素イオン(F−)濃度を
フッ素イオン電極で、pHをpH電極で測定することを
特徴とする請求項1〜3のいずれかの化成処理方法。 - 【請求項5】 リン酸亜鉛系化成処理液が、亜鉛イオ
ン0.3〜2.0g/l,リン酸イオン10〜25g/
l,硝酸イオン3〜20g/l,ニッケルイオン0.5
〜3.0g/l、マンガンイオン0.3〜1.5g/l
および皮膜化成促進剤を含有するものである請求項1〜
4のいずれかの化成処理方法。 - 【請求項6】 被処理物がアルミニウム系材料を含む
金属構成体で行われる請求項1、2、4又は5の化成処
理方法。
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Cited By (2)
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