JPH05245438A - アルミニウム・鋼組合せ品の表面処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】塗膜の密着性、耐孔食性、耐すきま腐食性、成
形加工性等に優れるアルミニウム・鋼組合せ品の表面処
理方法を提供する。 【構成】アルミニウム板をコイルコート法又は電着塗装
法等により下塗塗装板とし、この下塗塗装板をプレス成
形してアルミニウム下塗塗装成形品とし、このアルミニ
ウム下塗塗装成形品と鋼板をプレス成形してなる鋼成形
品とを組合わせたのち、これらの表面を下地処理し、さ
らに塗装する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム材からな
る成形品と鋼材からなる成形品とを組合わせて構成され
る自動車ボディ等のアルミニウム・鋼組合せ品の表面処
理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、アルミニウム材と鋼材とを組
合せてなる自動車ボディ−を製造する場合は、アルミニ
ウム材および鋼材を夫々所定の形状に成形加工し、これ
らアルミニウム成形品と鋼成形品を互いに組付け、これ
らを表面処理し、塗装する。

【０００３】特開昭６１−９６０７４号公報には、図１
１に示すように、アルミニウム材および鋼材を組合せて
なる自動車ボディ−の表面処理方法（以下、Ａ法とい
う）が提案されている。

【０００４】Ａ法においては、鋼板をプレス工程２で所
定形状の鋼成形品に成形加工する一方、アルミニウム板
をプレス工程４において所定形状の成形品に加工し、こ
のアルミニウム成形品をクロメート処理工程３でクロム
酸を含む処理液にて表面処理する。その後、前述の鋼成
形品とクロメート処理されたアルミ成形品とを組付工程
５で組合せ、これを組合せ製品として自動車車体とし、
さらに化成処理６で自動車車体の鋼成形品にりん酸亜鉛
被膜等の化成皮膜を形成する。

【０００５】さらに塗装工程７において、クロメート処
理されたアルミ成形品とりん酸亜鉛皮膜の形成された鋼
成形品とからなる自動車車体の塗装を行なう。

【０００６】また、特開昭６１−９６０７４号公報に
は、図１２に示すように、別の方法（以下、Ｂ法とい
う）が提案されている。Ｂ法においては、鋼材をプレス
工程８で所定形状の鋼成形品にプレス成形する一方、ア
ルミニウム板をプレス工程８において所定形状の成形品
にプレス成形し、これらアルミニウム成形品と鋼成形品
とを組付工程１０で組合せ、これを組合せ製品として自
動車車体とし、さらに化成処理工程１１で自動車車体用
化成処理のりん酸亜鉛皮膜を形成する。さらに、電着塗
装工程１２において、カチオン電着塗装を、塗装工程１
３において、中塗、上塗等の塗装を行なう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ａ法に
おいては、化成処理工程６がクロメート処理の場合に
は、アルミニウム成形品は、鋼成形品と組合わされた
後、化成処理工程６にて鋼成形品とともに化成処理され
るため、クロメート処理工程３でアルミニウム成形品表
面に形成していたクロム酸は、化成処理工程６で浸漬さ
れるりん酸亜鉛溶液中に一部が溶出し、塗装工程７にお
ける塗膜密着性を悪化させる。

【０００８】一方、化成処理工程６でりん酸亜鉛処理が
行なわれる場合には、クロム酸の溶出によって不純物が
増加し、りん酸亜鉛皮膜生成効果を早期に低下させる。

【０００９】また、Ｂ法においては、組付工程１０にて
アルミニウム成形品と鋼成形品とを組合せた後に、アル
ミニウム・鋼複合組立製品とし、実質的に前述と同じ工
程の化成処理工程１１により、りん酸亜鉛処理が行なわ
れるが、アルミニウム材表面にはりん酸亜鉛皮膜が形成
しにくいという問題がある。また、りん酸亜鉛溶液中に
アルミニウムが溶出し、このＡｌ³⁺濃度が増加すると、
更にアルミニウム材表面にりん酸亜鉛皮膜が形成しにく
くなり、その後の電着工程１２および塗装工程１３にお
ける塗膜の密着性を悪化させる。

【００１０】本発明は、自動車ボディシート材や建材等
におけるアルミニウムと鋼複合組立塗装製品を得る表面
処理法において、鋼材用化成処理工程に裸アルミ材を処
理することによって発生するＡ法における、りん酸亜鉛
溶液中に溶出するクロム酸による塗膜の密着性の低下、
並びに、Ｂ法における、りん酸亜鉛溶液中に溶出するア
ルミニウムによる塗膜の密着性の低下、更には、自動車
車体内側面から発生する孔あき錆腐食、アルミニウム材
と鋼材の接合部に発生する異種金属間の接触腐食等を防
ぐために、従来以上に塗膜の密着性、耐孔食性、耐すき
ま腐食性、成形加工性等の優れたアルミニウム・鋼複合
製品の表面処理法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係るアルミニウ
ム・鋼組合せ品の表面処理方法は、従来のアルミ成形品
と鋼成形品の組立製品の表面処理上の問題点を中心に解
決するために、アルミニウム成形品と鋼成形品との組合
わせ製品を塗装する表面処理方法において、アルミニウ
ム板を下塗塗装板とし、この下塗塗装板をプレス成形し
てアルミニウム下塗塗装成形品とし、このアルミニウム
下塗塗装成形品と鋼板をプレス成形してなる鋼成形品と
を組合わせたのち、これらの表面を下地処理し、さらに
塗装することを特徴とする。

【００１２】この場合に、アルミニウム下塗塗装板の形
成方法が、コイルコート法又は電着塗装法によることが
好ましい。

【００１３】

【作用】以下に、本発明の下塗塗装アルミニウム板から
なるアルミニウム成形品と鋼成形品を組合せたアルミニ
ウム・鋼組合せ品の表面処理方法について説明する。

【００１４】従来のＡ法においては、塗装アルミニウム
板をプレス成形し、アルミニウム塗装成形品とすること
によって、りん酸亜鉛処理溶液中に溶出するクロム酸に
より塗膜の密着性悪化を防止する。

【００１５】また、Ａ法は、自動車車体など複雑な形状
組立物の内側面に発生しやすい化成処理、塗装処理の不
具合による穴あき錆腐食（孔食）を防止する。

【００１６】従来のＢ法においては、塗装アルミニウム
板を成形加工し、アルミニウム塗装成形品とすることに
よって、りん酸亜鉛処理液中に溶出するアルミニウムに
よりアルミニウム成形品表面のりん酸亜鉛皮膜の生成悪
化および塗膜の密着性の悪化を防止する。

【００１７】また、Ｂ法では、アルミニウムと鋼が直接
接触するため、アルミニウム成形品と鋼成形品との接合
部において電位差腐食が発生するが、アルミニウム成形
品表面に塗装皮膜があることにより、アルミニウムと鋼
の接合部中間の絶縁性塗膜の存在が接触腐食を防ぐ効果
を生じることから、アルミニウム成形品と鋼成形品との
接合部における接触腐食が防止される。

【００１８】また、自動車ボディ材等は、種々の形状に
成形加工されることから、極めて高い成形性が求められ
る。

【００１９】しかしながら、アルミニウム材は鋼材に比
べると成形性が劣るため、アルミニウム材のプレス成形
性を改善する必要がある。

【００２０】このような成形性の面からも、アルミニウ
ム素材そのものよりもプレス成形性に優れた材料として
塗装アルミニウム板を提供し、アルミニウム成形加工品
と鋼成形品との組合せ製品の表面処理塗装法を提供する
ものである。

【００２１】

【実施例】

（アルミニウム・鋼組合せ品の作製方法）以下に本発明
の種々の実施例について説明する。

【００２２】表１に示すように、鋼板の供試材には、板
厚１mmの市販の冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）、亜鉛メッキ
鋼板、ニッケルメッキ鋼板（いずれも軟質材）のうちの
いずれかを用いた。また、アルミニウム板の供試材に
は、板厚１mmのＡｌ−Ｍｇ系ＪＩＳ５１８２合金または
Ａｌ−Ｍｇ−Ｌｉ系ＪＩＳ６０６１合金（いずれも軟質
材）のうちのいずれかを用いた。

【００２３】これらの供試材を表中に示すように組合せ
て種々のサンプルを作製した。表中、実施例１，２のサ
ンプルは後述のＣ法で、実施例３，４のサンプルは後述
のＤ法で、実施例５，６のサンプルは後述のＥ法で、実
施例７，８のサンプルは後述のＦ法で、それぞれ作製し
た。また、比較例１，２のサンプルは上述の従来方法で
あるＡ法で、比較例３，４のサンプルは上述のＢ法で、
それぞれ作製した。

【００２４】［実施例１，２（Ｃ法）］実施例１のサン
プルはＪＩＳ５１８２アルミニウム合金板と亜鉛めっき
鋼板とを組合せて作製し、実施例２のサンプルはＪＩＳ
６０６１アルミニウム合金板と冷間圧延鋼板とを組合せ
て作製した。

【００２５】図１に示すように、アルミニウム板をクロ
メ−ト処理し（工程２１）、さらに電着処理した後に
（工程２２）、これをプレス加工した（工程２３）。こ
れにより、図５および図６に示すような形状のアルミニ
ウム成形品６１を作製した。

【００２６】ここで、「クロメート処理」とは、市販の
薬剤を用いてアルミニウム板を脱脂し、弱アルカリエッ
チングし、水洗し、硝酸処理し、さらに水洗した後にＣ
ｒ量１００mg／ｍ² 程度のクロムめっき槽に浸漬し、水
洗する一連の処理工程をいう（以下、「クロメ−ト処
理」というときは同じ）。

【００２７】また、「電着処理」とは、アルミニウム板
を焼付温度１６０℃で、焼付時間２０分間の条件で焼付
け、厚さ２０μｍのエポキシ系樹脂のカチオン電着塗装
することをいう（以下、「電着処理」というときは同
じ）。

【００２８】図１に示すように、鋼板をプレス加工し
（工程２４）、図５および図６に示すような形状の鋼成
形品７１を作製した。

【００２９】さらに、図７および図８に示すように、各
ボルト穴６３にそれぞれボルト６４を通し、アルミニウ
ム成形品６１に鋼成形品７１を組付け（工程２５）、こ
れを化成処理し（工程２６）、電着処理し（工程２
７）、最後に塗装処理した（工程２８）。

【００３０】ここで、「化成処理」とは、市販の薬剤を
用いて鋼板を脱脂し、弱アルカリエッチングし、水洗
し、表面調整し、りん酸亜鉛処理し、水洗する一連の工
程をいう（以下、「化成処理」というときは同じ）。

【００３１】また、「塗装処理」とは、中塗塗装として
スプレ−塗装法によりポリエステル系塗料厚さ３５μｍ
（焼付条件１４０℃×２０分間）の塗膜を形成し、さら
に上塗塗装としてポリエステル系塗料厚さ３５μｍ（焼
付条件１４０℃×２０分間）の塗膜を形成した（以下、
「塗装処理」というときは同じ）。

【００３２】［実施例３，４（Ｄ法）］実施例３のサン
プルはＪＩＳ５１８２アルミニウム合金板とニッケルめ
っき鋼板とを組合せて作製し、実施例４のサンプルはＪ
ＩＳ６０６１アルミニウム合金板と冷間圧延鋼板とを組
合せて作製した。

【００３３】図２に示すように、アルミニウム板をりん
酸クロメ−ト処理し（工程３１）、電着処理し（工程３
２）、塗装処理した後に（工程３３）、これをプレス加
工した（工程３４）。これにより、図５および図６に示
すような形状のアルミニウム成形品６１を作製した。

【００３４】一方、鋼板をプレス加工し（工程３５）、
図５および図６に示すような形状の鋼成形品７１を作製
した。

【００３５】図７および図８に示すように、各ボルト穴
６３にそれぞれボルト６４を通し、アルミニウム成形品
６１に鋼成形品７１を組付けた（工程３６）。さらに、
組付け品を化成処理し（工程３７）、電着処理し（工程
３８）、最後に塗装処理した（工程３９）。

【００３６】ここで、「りん酸クロメート処理」とは、
市販の薬剤を用いてアルミニウム板を脱脂し、弱アルカ
リエッチングし、水洗し、硝酸処理し、水洗した後に、
Ｃｒ量３０mg／ｍ² 程度のりん酸クロメート処理槽に浸
漬し、水洗する一連の処理工程をいう（以下、「りん酸
クロメ−ト処理」というときは同じ）。

【００３７】［実施例５，６（Ｅ法）］実施例５のサン
プルはＪＩＳ５１８２アルミニウム合金板とニッケルめ
っき鋼板とを組合せて作製し、実施例６のサンプルはＪ
ＩＳ６０６１アルミニウム合金板と冷間圧延鋼板とを組
合せて作製した。

【００３８】図３に示すように、アルミニウム板をりん
酸亜鉛処理し（工程４１）、電着処理し（工程４２）、
これをプレス加工した（工程４３）。これにより、図５
および図６に示すような形状のアルミニウム成形品６１
を作製した。

【００３９】一方、鋼板をプレス加工し（工程４４）、
図５および図６に示すような形状の鋼成形品７１を作製
した。

【００４０】図７および図８に示すように、各ボルト穴
６３にそれぞれボルト６４を通し、アルミニウム成形品
６１に鋼成形品７１を組付けた（工程４５）。さらに、
組付け品を化成処理し（工程４６）、電着処理し（工程
４７）、最後に塗装処理した（工程４８）。

【００４１】ここで、「りん酸亜鉛処理」とは、市販の
薬剤を用いてアルミニウム板を脱脂し、弱アルカリエッ
チングし、水洗し、硝酸処理し、水洗した後に、コロイ
ダルチタン系の液にて表面調整を行なったのち、そのま
まの状態で市販のりん酸亜鉛処理液の処理槽に浸漬し、
水洗する一連の処理工程をいう（以下、「りん酸亜鉛処
理」というときは同じ）。

【００４２】［実施例７，８（Ｆ法）］実施例７のサン
プルはＪＩＳ５１８２アルミニウム合金板と亜鉛めっき
鋼板とを組合せて作製し、実施例８のサンプルはＪＩＳ
６０６１アルミニウム合金板と冷間圧延鋼板とを組合せ
て作製した。

【００４３】図４に示すように、アルミニウム板をりん
酸亜鉛処理し（工程５１）、電着処理し（工程５２）、
塗装処理した後に（工程５３）、これをプレス加工した
（工程５４）。これにより、図５および図６に示すよう
な形状のアルミニウム成形品６１を作製した。

【００４４】一方、鋼板をプレス加工し（工程５５）、
図５および図６に示すような形状の鋼成形品７１を作製
した。

【００４５】図７および図８に示すように、各ボルト穴
６３にそれぞれボルト６４を通し、アルミニウム成形品
６１に鋼成形品７１を組付けた（工程５６）。さらに、
組付け品を化成処理し（工程５７）、電着処理し（工程
５８）、最後に塗装処理した（工程５９）。

【００４６】［比較例１，２（Ａ法）］比較例１のサン
プルはＪＩＳ５１８２アルミニウム合金板と亜鉛めっき
鋼板とを組合せて作製し、比較例２のサンプルはＪＩＳ
６０６１アルミニウム合金板と冷間圧延鋼板とを組合せ
て作製した。

【００４７】図１１に示すように、アルミニウム板をプ
レス加工した後に（工程２）、クロメ−ト処理した（工
程３）。また、鋼板をプレス加工した（工程４）。これ
により、図５および図６に示すような形状のアルミニウ
ム成形品６１および鋼成形品７１をそれぞれ作製した。

【００４８】図７および図８に示すように、各ボルト穴
６３にそれぞれボルト６４を通し、アルミニウム成形品
６１に鋼成形品７１を組付け（工程５）、さらに、組付
け品を化成処理し（工程６）、最後に塗装処理した（工
程７）。

【００４９】［比較例３，４（Ｂ法）］比較例３のサン
プルはＪＩＳ５１８２アルミニウム合金板とニッケルめ
っき鋼板とを組合せて作製し、比較例４のサンプルはＪ
ＩＳ６０６１アルミニウム合金板と冷間圧延鋼板とを組
合せて作製した。

【００５０】図１２に示すように、アルミニウム板およ
び鋼板をそれぞれプレス加工し（工程８，９）、アルミ
ニウム成形品６１および鋼成形品７１をそれぞれ作製
し、図７および図８に示すように、各ボルト穴６３にそ
れぞれボルト６４を通し、アルミニウム成形品６１に鋼
成形品７１を組付けた（工程１０）。さらに、組付け品
を化成処理し（工程１１）、電着処理し（工程１２）、
最後に塗装処理した（工程１３）。

【００５１】（試験方法）次に、表１、図９および図１
０を参照しながら、上記の各方法により得られた１２種
類の組付塗装試験片について下記に示す条件で耐糸錆性
評価試験を行なった結果について説明する。

【００５２】耐糸錆性評価試験とは、塗膜面にカッター
ナイフを用いてアルミニウム材素地及び鋼材素地にそれ
ぞれ達するような長さ３０mmのカット線６６，７６をそ
れぞれ２本ずつ入れたのちに、ＪＩＳ Ｚ２３７１法に
準拠した塩水噴霧試験を２４時間行ない、その後、湿潤
試験として４０℃、８５％ＲＨの雰囲気中に１５００時
間放置したあと、塗膜のカット部に発生した糸錆６７，
７７の最大長さを測定し、糸錆の発生状況を観察し、評
価する試験をいう。

【００５３】なお、カット線６６，７６は、各成形品の
凸部上面６２，７２にそれぞれ形成した。

【００５４】表１において示す耐糸錆性評価基準は、最
長糸錆長さ２mm以下を優秀として二重丸で表示し、以下
それぞれ、長さ２〜５mmを良好として白丸で、長さ５〜
１０mmをやや不良として三角で、長さ１０mm以上を不良
としてクロスマ−クで表示した。

【００５５】表１から明らかなように、従来のＡ法及び
Ｂ法により得られたアルミニウム・鋼組付塗装品の塗膜
の耐糸錆性はいずれも不良またはやや不良の結果となっ
た。これに対して、本発明の実施例であるＣ法，Ｄ法，
Ｅ法，Ｆ法により得られたアルミニウム・鋼組付塗装品
の塗膜の耐糸錆性はいずれも優れていることが判明し
た。

【００５６】

【表１】

【００５７】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ア
ルミニウム材と鋼材組付塗装製品を製造する場合に、優
れた塗膜性能を有する製造工程として、アルミニウム材
に電着塗装を行なったのち、成形加工を行ない、これら
アルミニウム塗装成形品と鋼材成形品を組付けたのち、
鋼材用の化成処理−電着塗装−塗装を行なうことによ
り、従来法で大きな問題となっていた鋼材用化成処理液
中へのＡｌ³⁺の増加による塗膜の密着性の低下、アルミ
ニウム表面に形成されたクロム酸等が鋼材用化成処理液
中へ溶出することによる液の不具合、りん酸皮膜付着量
の低下と塗膜の密着性の低下等を防ぐことが可能とな
る。

【００５８】これらの結果、アルミニウム材表面及び鋼
材表面に形成される塗装皮膜の品質管理という面から塗
膜の耐糸錆性を著しく向上させることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るアルミニウム／鋼組合せ品の表面
処理方法を示す工程図。

【図２】本発明に係るアルミニウム／鋼組合せ品の表面
処理方法を示す工程図。

【図３】本発明に係るアルミニウム／鋼組合せ品の表面
処理方法を示す工程図。

【図４】本発明に係るアルミニウム／鋼組合せ品の表面
処理方法を示す工程図。

【図５】アルミニウム成形品または鋼板成形品を示す正
面図。

【図６】アルミニウム成形品または鋼成形品を示す側面
図。

【図７】アルミニウム成形品と鋼成形品とを組付けた状
態を示す正面図。

【図８】アルミニウム成形品と鋼成形品とを組付けた状
態を示す側面図。

【図９】糸錆試験法の要領並びに糸錆発生状況を説明す
るための複合成形品の正面図。

【図１０】糸錆試験法の要領並びに糸錆発生状況を説明
するための複合成形品の側面図。

【図１１】従来の表面処理方法を示す工程図。

【図１２】従来の表面処理方法を示す工程図である。

【符号の説明】

６１…アルミニウム成形品、６６，７６…カット線、６
７，７７…糸錆、７１…鋼成形品

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニウム成形品と鋼成形品との組合
   わせ製品を塗装する表面処理方法において、アルミニウ
   ム板を下塗塗装板とし、この下塗塗装板をプレス成形し
   てアルミニウム下塗塗装成形品とし、このアルミニウム
   下塗塗装成形品と鋼板をプレス成形してなる鋼成形品と
   を組合わせたのち、これらの表面を下地処理し、さらに
   塗装することを特徴とするアルミニウム・鋼組合せ品の
   表面処理方法。
2. 【請求項２】 前記アルミニウム下塗塗装板の形成方法
   が、コイルコート法又は電着塗装法によることを特徴と
   する請求項１記載のアルミニウム・鋼組合せ品の表面処
   理方法。