JPH0544060A - 耐パウダリング性に優れた表面処理ＡｌまたはＡｌ合金材 - Google Patents
耐パウダリング性に優れた表面処理ＡｌまたはＡｌ合金材Info
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- JPH0544060A JPH0544060A JP22877691A JP22877691A JPH0544060A JP H0544060 A JPH0544060 A JP H0544060A JP 22877691 A JP22877691 A JP 22877691A JP 22877691 A JP22877691 A JP 22877691A JP H0544060 A JPH0544060 A JP H0544060A
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- Japan
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- plating
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- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＡｌまたはＡｌ合金基材の表面に、プレス成
形加工を行なった場合でもパウダリングを起こすことの
ない、耐パウダリング性の優れた表面処理ＡｌまたはＡ
ｌ合金材を提供すること。 【構成】 ＡｌまたはＡｌ合金基材の表面に、Ｆｅ族元
素とＺｎを含む金属めっき層が形成されてなり、該めっ
き層の基材側におけるＦｅ族元素の含有量は２０％以上
にすると共に、めっき表面側へ行くにつれてＦｅ族元素
の含有量を連続的もしくは段階的に減少させる。
形加工を行なった場合でもパウダリングを起こすことの
ない、耐パウダリング性の優れた表面処理ＡｌまたはＡ
ｌ合金材を提供すること。 【構成】 ＡｌまたはＡｌ合金基材の表面に、Ｆｅ族元
素とＺｎを含む金属めっき層が形成されてなり、該めっ
き層の基材側におけるＦｅ族元素の含有量は２０％以上
にすると共に、めっき表面側へ行くにつれてＦｅ族元素
の含有量を連続的もしくは段階的に減少させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の各種車輛の
パネル材や家庭用電気製品等の外板材あるいは建築材料
の様に、プレス成形等の加工を施して用いられる金属材
料として有用な、耐パウダリング性の優れた表面処理Ａ
ｌまたはＡｌ合金材に関するものである。
パネル材や家庭用電気製品等の外板材あるいは建築材料
の様に、プレス成形等の加工を施して用いられる金属材
料として有用な、耐パウダリング性の優れた表面処理Ａ
ｌまたはＡｌ合金材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＡｌまたはＡｌ合金材（以下、Ａｌ合金
材で代表する）は、軽量でしかも優れた耐食性及び意匠
性を有しており、且つ比強度が大きいといった特長を有
しているので、家庭用電気製品の外板材や建築材等の分
野で広く利用されている。
材で代表する）は、軽量でしかも優れた耐食性及び意匠
性を有しており、且つ比強度が大きいといった特長を有
しているので、家庭用電気製品の外板材や建築材等の分
野で広く利用されている。
【０００３】また最近では、排ガス量の低減及び燃費向
上のための車体軽量化手段として、鋼材に代えて軽量の
Ａｌ合金材を利用しようとする動きが急速に高まってき
ている。ところでＡｌ合金材を上記の様な用途に適用し
ていく場合、外観を良くするため有機質塗料を塗布する
ことが多いが、Ａｌ合金材の表面は安定な酸化皮膜（不
動態皮膜）で覆われているため、塗装前処理として行な
われるりん酸塩処理性が非常に悪く、その結果満足のい
く塗膜密着性が得られない。
上のための車体軽量化手段として、鋼材に代えて軽量の
Ａｌ合金材を利用しようとする動きが急速に高まってき
ている。ところでＡｌ合金材を上記の様な用途に適用し
ていく場合、外観を良くするため有機質塗料を塗布する
ことが多いが、Ａｌ合金材の表面は安定な酸化皮膜（不
動態皮膜）で覆われているため、塗装前処理として行な
われるりん酸塩処理性が非常に悪く、その結果満足のい
く塗膜密着性が得られない。
【０００４】そこでりん酸塩処理性を高める為の手段と
して、Ａｌ合金基材表面にＺｎ置換めっき層等を形成
し、これによりりん酸塩処理性を高め、ひいては塗装性
や塗装後耐食性を改善する方法も提案されている。とこ
ろが従来のＺｎ置換めっき材では、めっき処理の後りん
酸塩処理前にプレス成形等の加工をおこなったときにＺ
ｎ置換めっき層がパウダリングを起こし易く、その結
果、その後に行なわれるりん酸塩処理が均一に行なえな
くなり、ひいては塗装性や塗装後耐食性も十分に改善で
きなくなる。
して、Ａｌ合金基材表面にＺｎ置換めっき層等を形成
し、これによりりん酸塩処理性を高め、ひいては塗装性
や塗装後耐食性を改善する方法も提案されている。とこ
ろが従来のＺｎ置換めっき材では、めっき処理の後りん
酸塩処理前にプレス成形等の加工をおこなったときにＺ
ｎ置換めっき層がパウダリングを起こし易く、その結
果、その後に行なわれるりん酸塩処理が均一に行なえな
くなり、ひいては塗装性や塗装後耐食性も十分に改善で
きなくなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の様な事
情に着目してなされたものであって、その目的は、プレ
ス成形等の加工を施した場合でもＺｎ系めっき層がパウ
ダリングを起こすことのない、優れた耐パウダリング性
の表面処理ＡｌまたはＡｌ合金材を提供しようとするも
のである。
情に着目してなされたものであって、その目的は、プレ
ス成形等の加工を施した場合でもＺｎ系めっき層がパウ
ダリングを起こすことのない、優れた耐パウダリング性
の表面処理ＡｌまたはＡｌ合金材を提供しようとするも
のである。
【０００６】
【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またはＡｌ合金材の
構成は、ＡｌまたはＡｌ合金基材の表面に、Ｆｅ，Ｎ
ｉ，Ｃｏよりなる群から選択されるＦｅ族元素の１種以
上を含有し、残部が実質的にＺｎからなる金属めっき層
が形成され、ＡｌまたはＡｌ合金基材とめっき層の界面
側における上記Ｆｅ族元素の濃度は２０重量％以上であ
り、且つめっき層表面にいくに従ってＦｅ族元素濃度が
順次減少しているところに要旨を有するものである。
のできた本発明に係る表面処理ＡｌまたはＡｌ合金材の
構成は、ＡｌまたはＡｌ合金基材の表面に、Ｆｅ，Ｎ
ｉ，Ｃｏよりなる群から選択されるＦｅ族元素の１種以
上を含有し、残部が実質的にＺｎからなる金属めっき層
が形成され、ＡｌまたはＡｌ合金基材とめっき層の界面
側における上記Ｆｅ族元素の濃度は２０重量％以上であ
り、且つめっき層表面にいくに従ってＦｅ族元素濃度が
順次減少しているところに要旨を有するものである。
【０００７】
【作用】前述の如くＺｎ置換めっきの施されたＡｌ合金
材が加工時にパウダリングを起こす理由の１つとして
は、Ａｌ合金材の表面に存在するＡｌ酸化物がＺｎめっ
き層の密着性を阻害していることが考えられる。そこで
本発明者等は、Ａｌ合金基材の表面にＡｌ酸化物が存在
する場合でも特別の前処理なしでＺｎ系めっき層を強固
に密着させることのできる技術を開発しようとして研究
を進めた。
材が加工時にパウダリングを起こす理由の１つとして
は、Ａｌ合金材の表面に存在するＡｌ酸化物がＺｎめっ
き層の密着性を阻害していることが考えられる。そこで
本発明者等は、Ａｌ合金基材の表面にＡｌ酸化物が存在
する場合でも特別の前処理なしでＺｎ系めっき層を強固
に密着させることのできる技術を開発しようとして研究
を進めた。
【０００８】その結果、前述の如くめっき材としてＦ
ｅ，Ｎｉ，Ｃｏよりなる群から選択されるＦｅ族元素を
含有し且つ残部が実質的にＺｎからなる合金材料を使用
し、且つＡｌ合金基材との界面側におけるめっき組成を
上記Ｆｅ族元素含有量が２０％以上とし、しかもめっき
層の表面側へ行くにつれて上記Ｆｅ族元素濃度が連続的
もしくは段階的に低くなる様にめっき層の組成を調整す
れば、加工時におけるめっき層の耐パウダリング性が著
しく改善されることを知った。
ｅ，Ｎｉ，Ｃｏよりなる群から選択されるＦｅ族元素を
含有し且つ残部が実質的にＺｎからなる合金材料を使用
し、且つＡｌ合金基材との界面側におけるめっき組成を
上記Ｆｅ族元素含有量が２０％以上とし、しかもめっき
層の表面側へ行くにつれて上記Ｆｅ族元素濃度が連続的
もしくは段階的に低くなる様にめっき層の組成を調整す
れば、加工時におけるめっき層の耐パウダリング性が著
しく改善されることを知った。
【０００９】本発明において上記の様な効果が得られる
理由は、次の様に考えることができる。即ち、Ａｌ合金
基材に対してＦｅ族元素を含むめっき層を形成する場
合、そのめっき工程で電位的に貴なＦｅ族元素がＡｌ合
金基材の表面に存在する酸化物皮膜の溶解を促し、Ａｌ
合金生地に対して該金属めっき層が強固に密着するため
と思われる。そしてこうした密着性改善効果を得るに
は、Ａｌ合金基材とめっき層の界面における前記Ｆｅ族
元素の濃度を２０％以上にしなければならず、Ｆｅ族元
素濃度が不足する場合は満足の行くめっき密着性改善効
果が得られない。密着性を高める上でより好ましいＦｅ
族元素の含有量は４０％以上、より好ましくは６０％以
上である。
理由は、次の様に考えることができる。即ち、Ａｌ合金
基材に対してＦｅ族元素を含むめっき層を形成する場
合、そのめっき工程で電位的に貴なＦｅ族元素がＡｌ合
金基材の表面に存在する酸化物皮膜の溶解を促し、Ａｌ
合金生地に対して該金属めっき層が強固に密着するため
と思われる。そしてこうした密着性改善効果を得るに
は、Ａｌ合金基材とめっき層の界面における前記Ｆｅ族
元素の濃度を２０％以上にしなければならず、Ｆｅ族元
素濃度が不足する場合は満足の行くめっき密着性改善効
果が得られない。密着性を高める上でより好ましいＦｅ
族元素の含有量は４０％以上、より好ましくは６０％以
上である。
【００１０】他方、Ｚｎ系めっき層内にＦｅ族元素を含
有させるとめっき層が硬質化し、曲げ加工等の外力が加
わった時にめっき層が割れを起こし、これが著しくなる
とパウダリング現象となって現われる。ところが、当該
めっき層におけるＦｅ族元素の含有量が、Ａｌ合金材の
界面側からめっき表面側に行くにつれて連続的もしくは
段階的に少なくなる様な濃度勾配をつけておけば、当該
めっき層の表面方向へ行くほどＺｎリッチとなってめっ
き層が軟質化されるばかりでなく、プレス成形等の外力
を受けた時にめっき層内に生ずる内部応力がめっき層内
で連続的もしくは段階的に吸収されることになり、これ
らが相まってめっき層の耐パウダリング性は著しく改善
される。
有させるとめっき層が硬質化し、曲げ加工等の外力が加
わった時にめっき層が割れを起こし、これが著しくなる
とパウダリング現象となって現われる。ところが、当該
めっき層におけるＦｅ族元素の含有量が、Ａｌ合金材の
界面側からめっき表面側に行くにつれて連続的もしくは
段階的に少なくなる様な濃度勾配をつけておけば、当該
めっき層の表面方向へ行くほどＺｎリッチとなってめっ
き層が軟質化されるばかりでなく、プレス成形等の外力
を受けた時にめっき層内に生ずる内部応力がめっき層内
で連続的もしくは段階的に吸収されることになり、これ
らが相まってめっき層の耐パウダリング性は著しく改善
される。
【００１１】かくして本発明によれば、Ａｌ系合金基材
表面に形成されるＺｎ系めっき層における基材側のＦｅ
族元素含有量を２０％以上とし、めっき表面側に行くに
つれてＦｅ族元素含有量が順次減少するような勾配をつ
けたところに特徴を有するものである。基本的なめっき
組成は前述の如くＦｅ族元素とＺｎからなるものである
が、このめっき層には、上記の特徴を阻害しない範囲で
更に他の成分を少量配合することも可能であり、その様
な成分としてはＣｕ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｓｉ，
Ｐ，Ｂ等の元素あるいはＳｉＯ2,Ａｌ2 Ｏ3,Ａｌ（Ｏ
Ｈ）3 等のセラミックス微粉末を例示することができ、
これらは必要により２種以上を併用することができる。
表面に形成されるＺｎ系めっき層における基材側のＦｅ
族元素含有量を２０％以上とし、めっき表面側に行くに
つれてＦｅ族元素含有量が順次減少するような勾配をつ
けたところに特徴を有するものである。基本的なめっき
組成は前述の如くＦｅ族元素とＺｎからなるものである
が、このめっき層には、上記の特徴を阻害しない範囲で
更に他の成分を少量配合することも可能であり、その様
な成分としてはＣｕ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｓｉ，
Ｐ，Ｂ等の元素あるいはＳｉＯ2,Ａｌ2 Ｏ3,Ａｌ（Ｏ
Ｈ）3 等のセラミックス微粉末を例示することができ、
これらは必要により２種以上を併用することができる。
【００１２】尚、めっき層に前述の様なＦｅ族元素の含
有量勾配をつけるための手段は特に限定されないが、一
般的な方法としては、複数のめっき浴槽を通してＡｌ合
金材を浸漬走行させながら電気めっきや置換めっき等を
行なうこととし、めっき浴槽のＦｅ族元素濃度を上流側
のものから下流側のものに行くにつれて順次低下させる
方法、或はめっき電流密度を順次低下させることにより
高電位のＦｅ族元素の付着量を順次少なくする方法等で
ある。
有量勾配をつけるための手段は特に限定されないが、一
般的な方法としては、複数のめっき浴槽を通してＡｌ合
金材を浸漬走行させながら電気めっきや置換めっき等を
行なうこととし、めっき浴槽のＦｅ族元素濃度を上流側
のものから下流側のものに行くにつれて順次低下させる
方法、或はめっき電流密度を順次低下させることにより
高電位のＦｅ族元素の付着量を順次少なくする方法等で
ある。
【００１３】本発明が適用されるＡｌ合金材の種類は特
に限定されず、Ａｌと共にＭｇ，Ｍｎ，Ｓｉ，Ｃｕ，Ｚ
ｎ，Ｃｒ，Ｎｉ等の金属の１種以上を合金成分として含
む様々のＡｌ合金材が包含されるが、これらの中でも一
般的なのはＡｌ−Ｍｇ系合金及びＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合
金である。基材として純Ａｌを使用することも勿論可能
である。またその形状としては、最も汎用性の高い板状
物（薄板、厚板）のほか、棒状物、線状物、管状物等が
用途、目的に応じて選択使用できる。
に限定されず、Ａｌと共にＭｇ，Ｍｎ，Ｓｉ，Ｃｕ，Ｚ
ｎ，Ｃｒ，Ｎｉ等の金属の１種以上を合金成分として含
む様々のＡｌ合金材が包含されるが、これらの中でも一
般的なのはＡｌ−Ｍｇ系合金及びＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合
金である。基材として純Ａｌを使用することも勿論可能
である。またその形状としては、最も汎用性の高い板状
物（薄板、厚板）のほか、棒状物、線状物、管状物等が
用途、目的に応じて選択使用できる。
【００１４】次に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。
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。
【００１５】
【実施例】純Ａｌ板及びＡｌ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｓｉ系合
金板を基材とし、これに電気めっき法によって、表１に
示す組成及びＦｅ族元素濃度勾配を有するＺｎ系めっき
層（めっき付着量はいずれも約５g/m2）を形成した後、
夫々についてめっき密着性及び耐パウダリング性を評価
した。尚めっき条件及び性能評価法は次の通りとした。
金板を基材とし、これに電気めっき法によって、表１に
示す組成及びＦｅ族元素濃度勾配を有するＺｎ系めっき
層（めっき付着量はいずれも約５g/m2）を形成した後、
夫々についてめっき密着性及び耐パウダリング性を評価
した。尚めっき条件及び性能評価法は次の通りとした。
【００１６】（基板組成）純Ａｌ板、Ａｌ−4.5 ％Ｍｇ
合金、Ａｌ−1.0 ％Ｓｉ合金 （めっき密着性）めっき面をテープ剥離し、めっき剥離
の程度を目視観察する。 ○：優 △：良 ×：不良 （耐パウダリング性）ドロービード試験の後、めっき面
をテープ剥離した時のめっき剥離量で評価する。 ○：０．２ｇ／ｍ2 以下 △：０．２〜０．５ｇ／ｍ2 ×：０．５ｍ2 以上
合金、Ａｌ−1.0 ％Ｓｉ合金 （めっき密着性）めっき面をテープ剥離し、めっき剥離
の程度を目視観察する。 ○：優 △：良 ×：不良 （耐パウダリング性）ドロービード試験の後、めっき面
をテープ剥離した時のめっき剥離量で評価する。 ○：０．２ｇ／ｍ2 以下 △：０．２〜０．５ｇ／ｍ2 ×：０．５ｍ2 以上
【００１７】結果は表１に一括して示す通りであり、Ｎ
ｏ．１〜７は本発明の規定要件をすべて満足するため、
めっき密着性および耐パウダリング性のいずれも良好な
結果が得られている。これに対し、Ｎｏ．８，９は、Ａ
ｌ合金基材側のＦｅ族元素濃度が低いためめっき密着性
及び耐パウダリング性がいずれも悪く、Ｎｏ．１０は、
めっき表面方向にＦｅ族元素濃度が逆に高くなっている
ため耐パウダリング性が悪い。またＮｏ．１１はＺｎ単
独めっき層を形成したものであり、めっき密着性及び耐
パウダリング性のいずれも劣悪である。
ｏ．１〜７は本発明の規定要件をすべて満足するため、
めっき密着性および耐パウダリング性のいずれも良好な
結果が得られている。これに対し、Ｎｏ．８，９は、Ａ
ｌ合金基材側のＦｅ族元素濃度が低いためめっき密着性
及び耐パウダリング性がいずれも悪く、Ｎｏ．１０は、
めっき表面方向にＦｅ族元素濃度が逆に高くなっている
ため耐パウダリング性が悪い。またＮｏ．１１はＺｎ単
独めっき層を形成したものであり、めっき密着性及び耐
パウダリング性のいずれも劣悪である。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、Ａ
ｌまたはＡｌ合金基材の表面に、Ｆｅ族元素の１種以上
を含有し、且つ残部が実質的にＺｎからなる金属めっき
層を形成すると共に、ＡｌまたはＡｌ合金基材とめっき
層の界面側における上記Ｆｅ族元素の濃度を高めに設定
し、且つめっき層表面側にいくに従ってＦｅ族元素濃度
が順次低くなる様なめっき組成とすることによって、耐
パウダリング性の非常に良好な表面処理Ａｌ又はＡｌ合
金材を提供し得ることになった。
ｌまたはＡｌ合金基材の表面に、Ｆｅ族元素の１種以上
を含有し、且つ残部が実質的にＺｎからなる金属めっき
層を形成すると共に、ＡｌまたはＡｌ合金基材とめっき
層の界面側における上記Ｆｅ族元素の濃度を高めに設定
し、且つめっき層表面側にいくに従ってＦｅ族元素濃度
が順次低くなる様なめっき組成とすることによって、耐
パウダリング性の非常に良好な表面処理Ａｌ又はＡｌ合
金材を提供し得ることになった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 植田 利樹 神戸市西区美賀多台１−４−１
Claims (1)
- 【請求項１】 ＡｌまたはＡｌ合金材の表面に、Ｆｅ，
Ｎｉ，Ｃｏよりなる群から選択されるＦｅ族元素の１種
以上を含有し、残部が実質的にＺｎからなる金属めっき
層が形成され、ＡｌまたはＡｌ合金基材とめっき層の界
面側におけるめっき層中の上記Ｆｅ族元素の濃度は２０
重量％以上であり、且つめっき層表面にいくに従ってＦ
ｅ族元素濃度が順次減少していることを特長とする耐パ
ウダリング性に優れた表面処理ＡｌまたはＡｌ合金材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22877691A JPH0544060A (ja) | 1991-08-13 | 1991-08-13 | 耐パウダリング性に優れた表面処理ＡｌまたはＡｌ合金材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22877691A JPH0544060A (ja) | 1991-08-13 | 1991-08-13 | 耐パウダリング性に優れた表面処理ＡｌまたはＡｌ合金材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0544060A true JPH0544060A (ja) | 1993-02-23 |
Family
ID=16881669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22877691A Withdrawn JPH0544060A (ja) | 1991-08-13 | 1991-08-13 | 耐パウダリング性に優れた表面処理ＡｌまたはＡｌ合金材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0544060A (ja) |
-
1991
- 1991-08-13 JP JP22877691A patent/JPH0544060A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981112 |