JPH04362194A - 複層メッキＡｌ合金板 - 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、軽量化を必要とする構
造材料に関するものであり、特に耐食性とプレス成形性
に優れ、自動車用材料として好適な複層メッキＡｌ合金
板に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車車体の軽量化に伴い、Ａｌ
合金材料の使用が増加しており、自動車車体に適したＡ
ｌ合金の金属学的成分設計や製造技術の研究開発が進ん
でいる。これまで、Ａｌ合金のプレス成形性能を向上さ
せる目的でＺｎ置換メッキ方法や、無電解及び電気Ｎｉ
−Ｐメッキ方法が開発され、適用されている。Ｚｎメッ
キはＡｌ合金と比較して電気化学的に卑なため、電気防
食効果によりＡｌ合金の腐食を抑制する作用を有する。 一方、Ｚｎメッキは単身の機能特性として、軟らかく且
つ剥離しやすいため、プレス成形性能上良好とはいえな
い。以上の理由から、ＺｎメッキＡｌ合金はＡｌ合金単
身に比べてプレス成形性に有利ではあるが、実用上充分
とはいえないのが現状である。

【０００３】他方、Ｎｉ−Ｐメッキは従来、電子材料の
下地処理として用いられてきたが、耐食性については、
Ａｌ合金に比べて電気化学的に貴であるため、Ａｌ合金
の腐食を促進することが知られており、自動車車体用と
しては不適とされる。以上要するに、防錆機能と加工機
能の２点を共に満足するメッキＡｌ合金板は従来公知の
ものの中には見当らないのが現状である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、Ａｌ合金板
のメッキ被覆後の加工特性が向上することを主たる課題
とし、耐食性及びプレス成形性に優れた複層メッキＡｌ
合金板を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、Ａｌ合金（５０００，６０００系）板上に下層と
してＮｉを０．１〜１ｇ／ｍ２　被覆し、更に上層とし
てＦｅ含有率３〜４３％のＺｎ−Ｆｅ合金を被覆したこ
とを特徴とする複層メッキＡｌ合金板にある。

【０００６】

【作用】以下に本発明について詳細に説明する。本発明
の骨子はＡｌ合金（５０００，６０００系）表面上に、
下層としてＮｉを０．１〜１ｇ／ｍ２被覆し、更に、そ
の上にＦｅ含有量３〜４３％（以下すべて重量％を示す
）のＺｎ−Ｆｅ合金を被覆してなる積層構造のメッキを
有するＡｌ合金板にある。

【０００７】ここで下層とする被覆は、例えばＮｉ−Ｐ
、Ｃｏ−Ｐ等の非結晶性、あるいはＮｉメッキ、Ｚｎメ
ッキ等の結晶性のメッキであってもよいが、付着量は少
ないことが望ましい。その理由としてＡｌ合金上に直接
にＺｎ−Ｆｅ合金を電気メッキすることは技術的に難し
いため、Ｚｎ−Ｆｅ合金メッキ処理前に下地メッキを施
すことが必要と考えられる。この時、下地メッキに必要
とされる特性は二つあげられる。すなわちＡｌ合金とＺ
ｎ−Ｆｅ合金メッキの間の密着性を向上させる能力を有
し、且つＡｌ合金板及びＺｎ−Ｆｅ合金メッキの耐食性
能を阻害させないことである。上記のことから、下地メ
ッキの付着量はできるだけ少なく、Ａｌ合金板表面を一
応ピンホールなく覆う程度が適当とされる。

【０００８】本発明において下層としてＮｉメッキは最
も好適である。何故ならばＮｉの薄層メッキとしてのＮ
ｉフラッシュメッキは母材とＺｎ系メッキの密着性及び
プレス成形性を著しく向上させることが知られているか
らである。ただし、Ｎｉは電気化学的に貴な性質を有す
るため、Ａｌ合金板とＺｎ−Ｆｅメッキの耐食性に影響
を与えるため、下層メッキとして使用する場合にはその
付着量が１．０ｇ／ｍ２　以下において耐食性能に影響
を与えず、且つＺｎ−Ｆｅ合金メッキＡｌ合金板のプレ
ス成形性を向上させ得る。一方、Ｎｉ量が０．１ｇ／ｍ
２　未満ではＡｌ合金板表面を充分に被覆できないため
、Ｚｎ−Ｆｅ合金メッキとＡｌ合金板との密着性及びプ
レス成形性が不充分となる。このため、下層のＮｉは０
．１〜１ｇ／ｍ２　が最適となる。

【０００９】上層に冠するメッキをＺｎ−Ｆｅとする理
由は、このメッキがプレス成形性に優れており、耐食性
も大きいためである。ただし、Ａｌ合金板との電気化学
的同質性を考慮し、Ｚｎ−Ｆｅ合金メッキ中のＦｅ含有
率を決定しなければならない。Ｚｎ−Ｆｅ合金メッキの
Ｆｅ含有率は３〜４３％が好適である。Ｆｅ含有率の上
限の決定に際しては、Ａｌ合金板の孔食電位を基準に決
定した。下限は潤滑性等のプレス成形性を考慮し決定さ
れた。ＺｎへのＦｅ添加により内部応力が大となり、Ｚ
ｎ−Ｆｅ合金メッキは割れやすくなり、プレス成形性は
一概に良くなるとはいえないが、Ｆｅ含有率４３％以下
では問題とならない。Ｚｎ単独では内部応力によるメッ
キの割れは生じ難いが、Ｚｎ−Ｆｅ合金に比べて極めて
軟らかく剥離が起こりやすいため、Ｆｅ含有率は３％以
上が必要であり、これを下限とした。

【００１０】本発明による複層メッキＡｌ合金板は自動
車車体の製造工程で一般の化成処理を経て塗装されるが
、Ｚｎ−Ｆｅ合金メッキは化成処理性及び塗装密着性に
も優れているため、Ａｌ合金板の自動車車体への適用に
際して、優れた性能を発揮する。以下、本発明を実施例
によって更に説明する。

【００１１】

【実施例】Ａｌ合金（５０００，６０００系）板素材に
、内層としてメッキ付着量１ｇ／ｍ２　のＮｉメッキを
公知の置換メッキ法（硫酸ニッケル２４０ｇ／ｌ、塩化
ニッケル１５０ｇ／ｌ、亜リン酸３ｇ／ｌ、オルトリン
酸５０ｇ／ｌ、ｐＨ＞１、浴温９０℃に浸漬）で行い、
外層としてメッキ付着量４０ｇ／ｍ２　のＺｎ−Ｆｅ合
金メッキを公知の電気メッキ法（硫酸鉄及び硫酸亜鉛の
全量濃度を５００ｇ／ｌ、Ｈ２　ＳＯ４　を添加しｐＨ
＝１．２に調整、浴温６０℃、電流密度１００Ａ／ｄｍ
２　）を用いて作製した。Ｚｎ−Ｆｅ合金メッキ中Ｆｅ
含有率を浴中の硫酸鉄及び硫酸亜鉛の添加比率を変える
ことで種々変化させた。

【００１２】上記の各試料の内、耐食性評価用は通常の
リン酸亜鉛処理（日本パーカー（株）ボンデライト＃３
０８０）を経て、カチオン電着塗装（日本ペイント（株
）パワートップＵ−８０、２０μｍ　）を施した。図１
にメッキ層中Ｆｅ含有率と５％ＮａＣｌ溶液中静止電位
の関係を示す。公知のＡｌ合金板（５０００，６０００
系）の孔食電位は−０．７〜−０．７４５Ｖ　　ｖｓ　
　Ａｇ／ＡｇＣｌにあるため、電気化学的同質性を考慮
に入れるとＡｌ合金板の防食に有効なＺｎ−Ｆｅ合金メ
ッキ中Ｆｅ含有率は４３％以下が好適となる。これを基
に耐食性試験及びプレス成形性の特性である潤滑性の評
価試験を行った。結果を図２に示す。

【００１３】（耐食性評価試験）カチオン電着塗装を施
した試料の表面に市販のカッターナイフによるＡｌ合金
板に達するカットキズ（５ｃｍ）を入れた後、ＪＩＳ　
　Ｚ２３７１による塩水噴霧試験に供し、４８０ｈｒの
キズ部からの塗膜フクレ幅を測定した。評点はフクレ幅
０ｍｍ以上０．５ｍｍ未満を５、０．５ｍｍ以上１．０
ｍｍ未満を４、１．０ｍｍ以上１．５ｍｍ未満を３、１
．５ｍｍ以上２．０ｍｍ未満を２、２．０ｍｍ以上を１
とした。

【００１４】（潤滑性評価試験）各試料から採取した幅
３０ｍｍ、長さ３００ｍｍの試験片をチャックでスライ
ドテーブルに支え、試験面へ押付荷重用ロードセルを用
いて、工具先端により荷重をかけ、引張荷重用ロードセ
ルで摺動させて、試験を行った。詳細な測定条件は以下
の通りである。

【００１５】工具─　　超硬合金（ＷＣ）先端２．５Ｒ
半円形 バフ研磨仕上げ 摺動速度─２３５ｍｍ／ｓｅｃ 摺動距離─２００ｍｍ 押付荷重─１００ｋｇｆ 試験片のメッキ面の表面粗度及び損傷状態の状況により
潤滑性を５点法（５良、３可、１悪）で評価した（図２
）。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、耐食性及びプレス成形
性に優れた複層メッキＡｌ合金板が提供されるので、本
発明は工業的に利用価値がの高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】メッキ層中のＦｅ含有率と５％ＮａＣｌ溶液中
静止電位の関係を示す図である。

【図２】メッキ層中のＦｅ含有率と耐食性、潤滑性の関
係を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　Ａｌ合金（５０００，６０００系）板
   上に下層としてＮｉを０．１〜１ｇ／ｍ２　被覆し、更
   に上層としてＦｅ含有率３〜４３％のＺｎ−Ｆｅ合金を
   被覆したことを特徴とする複層メッキＡｌ合金板。