JPH05195285A - 耐傷付き性に優れた表面処理AlまたはAl合金材 - Google Patents

耐傷付き性に優れた表面処理AlまたはAl合金材

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JPH05195285A
JPH05195285A JP2484392A JP2484392A JPH05195285A JP H05195285 A JPH05195285 A JP H05195285A JP 2484392 A JP2484392 A JP 2484392A JP 2484392 A JP2484392 A JP 2484392A JP H05195285 A JPH05195285 A JP H05195285A
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plating
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JP2484392A
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English (en)
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Hiroshi Sato
廣士 佐藤
Tsugumoto Ikeda
貢基 池田
Nagisa Takee
なぎさ 武江
Toshiki Ueda
利樹 植田
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 AlまたはAl合金材の表面を硬質の表面皮
膜で被覆し、耐傷付き性に優れた表面処理AlまたはA
l合金材を得ること。 【構成】 AlまたはAl合金材の表面を、Fe:5〜
50重量%と、Coおよび/またはNi:合計で1.0 〜4.
0 重量%を含有し、且つ付着量が0.3g/m2 以上のZn−
Fe系合金めっきにより被覆する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐傷付き性に優れた表
面処理AlまたはAl合金材(以下、Al合金材で代表
することがある)に関し、この表面処理Al合金材は、
自動車やその他各種車輛あるいは家庭用電気製品等の外
板材、更には建築材等として有用である。
【0002】
【従来の技術】Al合金材は、軽量で且つ優れた耐食性
や意匠性を有していることから、上記の様な用途を主体
にして幅広く利用されている。殊に最近自動車分野で
は、燃費向上、省資源等の観点から車体の軽量化を目的
としてAl合金材を使用することが増大しつつある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この様な用途において
は、最終製品としての美感や耐食性等を長期的に維持す
るため耐傷付き性に優れたものであることが求められる
が、Al合金は鋼材に比べて軟質であるため小さな外力
でも簡単に傷付いて美感が著しく損なわれると共に、該
損傷部から発錆して塗膜剥離の原因になるという欠点が
ある。本発明はこの様な事情に着目してなされたもので
あって、その目的は、耐傷付き性が良好で優れた美感や
耐食性を長期的に維持し得る様な表面処理Al合金材を
提供しようとするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明に係る表面処理Al合金材の構成は、A
lまたはAl合金材の表面が、Fe:5〜50重量%と、
Coおよび/もしくはNi:合計で1.0 〜4.0 重量%と
を含有し、且つ付着量が0.3g/m2 以上のZn−Fe系合
金めっきにより被覆されたものであるところに要旨を有
するものである。
【0005】
【作用】本発明はAl合金材の耐傷付き性を改善すべ
く、表面に硬質のめっき皮膜を形成する方向で研究を進
めた。その結果、Zn−Fe系の合金めっき中にNiお
よび/またはCoを少量含有させてやれば、当該合金め
っきは極めて硬質のものとなり、該硬質めっき皮膜によ
ってAl合金材表面を被覆しておけば耐傷付き性を著し
く改善し得ることが確認された。
【0006】Al合金材の成形加工性やりん酸塩処理性
等を改善するための手段として、Al合金材にZn−F
e系の合金めっき皮膜を形成することはよく知られてい
る。そして該Zn−Fe系合金めっき材が、主としてη
−Zn相、α−Fe相及びZn−Fe金属間化合物から
なるものであることも確認されている。
【0007】そこで本発明者らは、Zn−Fe系合金め
っき層の相構成を改善することによってZn−Fe系め
っき材を硬質化すれば、それにより耐傷付き性が改善さ
れるのではないかと考えて研究を進めた。その結果、Z
n−Fe系合金めっき層を、Zn−Fe系金属間化合物
を主体とする構成のものとしてやれば、めっき層が著し
く硬質化して耐傷付き性が改善されることをつきとめ
た。この様なめっき層は、Zn−Fe系めっき層におけ
るFeの含有量を5〜50重量%に設定すると共に、該め
っき層中にCoおよび/またはNiを1.0 〜4.0 重量%
含有させることによって容易に得られることを知った。
【0008】ここでFe含有量が5重量%未満である場
合は、生成するZn−Fe系金属間化合物の絶対量が不
足し、η−Zn相主体のめっき層となるため硬質化の目
的を果たすことができず、一方Fe含有量が50重量%を
超えると、めっき層がα−Fe相主体のものとなってZ
n−Fe系金属間化合物の占める比率が少なくなり、や
はり満足のいく耐傷付き性が得られなくなる。Zn−F
e系金属間化合物の生成量を多くしてめっき層の耐傷付
き性をより高いものとするにはFe含有量を20〜30重量
%の範囲とすることが推奨される。
【0009】またZn−Fe系合金めっき層中に少量の
Coおよび/またはNiを含有させると、上記Zn−F
e系金属間化合物の生成が著しく促進され、これらを含
有させない場合に比べてめっき層の硬度を著しく高める
ことができる。こうした硬質化効果は、CoまたはNi
をめっき層中に1.0 重量%以上含有させることによって
明瞭に現われる。しかしこれらの含有量が4.0 重量%を
超えると、めっき層の硬度はかえって低下傾向を示す様
になる。この理由は明らかでないが、本発明者らが確認
したところによれば、Coおよび/またはNi含有量が
多くなり過ぎるとZn−Fe系金属間化合物の生成量は
明らかに減少する傾向があるので、Co及び/またはN
iが多量に共存する場合は、Zn−Fe系金属間化合物
の生成をかえって抑制するか、あるいはη−Zn相やα
−Fe相の生成を促進する作用を発揮する様になるため
と考えられる。尚CoとNiは夫々単独で使用してもよ
く或は2種を併用した場合でも同様の効果を得ることが
でき、添加量は2種の総和(重量%)で規定される。C
o及びNiの上記金属間化合物生成促進効果を効果的に
発揮させるうえで、より好ましい含有率は 2.0〜3.0 重
量%の範囲である。
【0010】上記の様にFe含有量及び[Co+Ni]
の含有量の特定されたZn−Fe系合金めっき層は、Z
n−Fe系金属間化合物を主体とするものであって非常
に硬質であり、該めっき層の形成により耐傷付き性は著
しく高められる。しかしながらその厚さが不十分である
場合はその効果が満足に発揮されないので、めっき層の
厚さは少なくとも0.3g/m2 以上にしなければならない。
めっき厚さの上限は特に存在しないが、厚過ぎると加工
々程でめっき層が剥離したりパウダリング現象を起こし
易くなるので、好ましくは20g/m2以下に抑える。
【0011】上記Zn−Fe系合金めっき層の形成法に
は格別の制限はなく、従来から知られている化学めっき
法、置換めっき法、電気めっき法、蒸着めっき法、ある
いはこれらを組合せた方法を採用できるが、これらの中
でもZn−Fe系金属間化合物が最も生成し易いのは電
気めっき,蒸着めっき,置換めっき等である。まためっ
き処理後に適度の熱処理を施してZn−Fe系金属間化
合物の生成を促進させることも有効である。
【0012】ところで上記のZn−Fe系合金めっき層
は、脱脂洗浄されたAl合金材の表面に直接形成するこ
とも可能であるが、Al合金材表面に予めZnリッチの
Zn系めっき層を下地層として形成しておき、このうえ
に上記のZn−Fe系合金めっき層を形成してやれば、
下地層によってZn−Fe系合金めっき層の密着性が高
められ、加工時のめっき層の剥離やパウダリング等を防
止することができるので好ましい。密着性改善の為の下
地層としてより好ましいのは、Zn含有が50重量%以
上、より好ましくは80重量%以上のZnまたはZn系合
金めっきであり、該下地めっき層中には他の合金成分と
してNi,Cr,Mg,Si等が少量含まれていてもよ
く、更にはSiO2 やAl23 等のセラミックス成分
あるいはAl(OH)3 等の金属水酸化物が少量混入し
ていてもよい。
【0013】また密着性向上効果を有する他の下地層と
してアルマイト皮膜も有効であり、殊に膜厚が0.5 〜1.
5 μm 程度で且つ空孔率が60〜98%であるアルマイト皮
膜を下地層として形成しておけば、その後の電気めっき
工程でアルマイト皮膜の上記空孔を通してZn−Fe系
合金めっき材が析出した後、その表層部にZn−Fe系
合金めっき材が析出・堆積し、硬質でめっき密着性に優
れた表面処理Al合金材を得ることができる。尚この様
な多孔質のアルマイト皮膜は、Al合金表面を陽極酸化
する方法等によって容易に得ることができる。また、下
層めっきとしてZn−Fe,Fe−Zn,Zn−Ni等
を用いた場合にも本発明皮膜を最表面に形成することに
より本発明の効果が現われる。
【0014】更に本発明を実施するに当たり、基材とな
るAl合金表面をダル仕上げ加工してから前述のZn−
Fe系合金めっき層を形成し、あるいは中間層を形成し
てからZn−Fe系合金めっき層を形成すれば、ダル仕
上げによって与えられる表面粗面化効果がめっき層表面
にも反映され、表面摩擦係数の低減効果によって被加工
面の滑りがよくなり、プレス成形性が高められるという
効果も得られる。更にこの表面に適量の潤滑油を塗布し
ておくと、めっき表面の表面摩擦係数が一段と小さくな
り、プレス成形性がより一層高められるので、自動車用
外板材の如くプレス成形が行なわれる表面処理Al合金
材として非常に適したものとなる。
【0015】本発明が適用されるAl合金基材として
は、銅、マンガン、マグネシウム、亜鉛、クロム、ニッ
ケル等の1種もしくは2種以上を合金成分として含む様
々のAl合金を包含するが、強度や加工性等の点から最
も一般的なのはAl−Mg系合金である。またその形状
も、最も一般的な板状物のほか、棒状物、線状物、管状
物等、用途・目的に応じて種々の形状のものに適用する
ことができる。以下、実施例を挙げて本発明をより具体
的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって
制限を受けるものではない。
【0016】
【実施例】Al合金板(JIS 5030)を基材として使
用し、その表面に下地層としてジンケート処理(置換め
っき法)またはアルマイト処理(陽極酸化法)を施した
後、表1に示す条件でZn−Fe系電気めっきを行な
い、得られためっき処理Al合金板の表面硬度を下記の
方法によって調べた。 <表面硬度>JIS K5400 8.4 に定める鉛筆硬度試験法
に準拠して表面硬度を測定した。 ○:優(6H以上) △:良(5H) ×:劣(4H以下) 結果を表1に一括して示す。
【0017】
【表1】
【0018】表1においてNo.1〜5はいずれも本発明
の規定要件を満たす実施例であり、いずれも高い表面硬
度が得られている。これに対しNo.6〜18は、以下に示
す如く規定要件のいずれかを欠く比較例であり、いずれ
も表面硬度が低く耐傷付き性が乏しい。 No.6,7:めっき層中のFe含有量が不足するため、
η−Zn量がめっき層中の大部分を占めZn−Fe系金
属間化合物の生成比率が少ない。 No.8,12 :めっき層中のFe含有量が多過ぎるため
α−Fe量が増大し、Zn−Fe系金属間化合物の生成
量が不足する。 No.9,10,11:めっき層中の[Co+Ni]の含有量が
不足するため、やはりZn−Fe系金属間化合物の生成
量が少ない。 No.13,14,15: めっき層中の[Co+Ni]含有量が規
定範囲を超えるため、やはりZn−Fe系金属間化合物
の生成量が不足する。 No.16:めっき層中のFe含有量及び[Co+Ni]含
有量がいずれも多過ぎるため、めっき層はα−Fe相リ
ッチとなり耐傷付き性が悪い。 No.17:めっき層が薄過ぎるため、耐傷付き性を十分に
高められない。 No.18:めっき層中にCo及びNiがいずれも添加され
ていないため、耐傷付き性が不十分である。
【0019】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、A
l合金材表面を、Fe含量及び[Co+Ni]含量の特
定されたZn−Fe系合金めっき材よりなるZn−Fe
系金属間化合物リッチの硬質めっきで被覆することによ
って、表面硬度を高めることができ、めっき製品の耐傷
付き性を著しく改善し得ることになった。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 AlまたはAl合金材の表面が、Fe:
    5〜50重量%と、Coおよび/もしくはNi:合計で1.
    0 〜4.0 重量%とを含有し、且つ付着量が0.3g/m2 以上
    のZn−Fe系合金めっきにより被覆されたものである
    ことを特徴とする耐傷付き性に優れた表面処理Alまた
    はAl合金材。
JP2484392A 1992-01-13 1992-01-13 耐傷付き性に優れた表面処理AlまたはAl合金材 Withdrawn JPH05195285A (ja)

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Effective date: 19990408