JPH06220663A - Mg合金表面からのスマット除去 - Google Patents

Mg合金表面からのスマット除去

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JPH06220663A
JPH06220663A JP2063893A JP2063893A JPH06220663A JP H06220663 A JPH06220663 A JP H06220663A JP 2063893 A JP2063893 A JP 2063893A JP 2063893 A JP2063893 A JP 2063893A JP H06220663 A JPH06220663 A JP H06220663A
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JP
Japan
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alloy
smut
edta
pickling
treatment
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JP2063893A
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Takashi Kajiyama
隆 梶山
Takayuki Yamaguchi
隆幸 山口
Motokichi Nakagawa
元吉 中川
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Nikkei Techno Research Co Ltd
Nippon Light Metal Co Ltd
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Nikkei Techno Research Co Ltd
Nippon Light Metal Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23GCLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/14Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with alkaline solutions
    • C23G1/22Light metals

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  • Metallurgy (AREA)
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  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 酸洗後のMg合金表面に付着しているスマッ
トを、Mg合金を溶解させることなく除去する。 【構成】 このMg合金用脱スマット処理液は、エチレ
ンジアミンテトラ酢酸のアルカリ塩を5〜120g/l
溶解した水溶液であり、好ましくはアルカリ添加により
pH12〜13に調整されている。スマットが除去され
るMg合金は、40〜80℃に保持された脱スマット処
理液に浸漬,スプレー等で接触させる。 【効果】 Mgが不動態化する高pH領域で脱スマット
が行われるため、Mg合金自体の地肌を傷めることがな
い。また、フッ酸系の処理液よりも優れた洗浄力を示
す。スマットが除去されたMg合金には、後続する表面
処理工程において緻密で均質な化成皮膜,陽極酸化皮膜
等が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、酸洗後のMg合金表面
に付着しているスマット等の異物を除去するときに使用
する脱スマット処理液及びスマット除去方法に関する。
【0002】
【従来の技術】最近、種々の分野でMg合金が使用され
るようになってきている。Mg合金は、現状では無処理
の状態で使用されることはなく、何らかの表面処理が施
されている。表面処理の種類は、Mg合金の用途によっ
て異なる。一般的には、軽防食程度の用途では、クロメ
ート,めっき,陽極酸化等の処理が採用されている。重
防食としての用途では、クロメート,陽極酸化皮膜等の
上に多層コートの塗装を施す方法が採用されている。表
面処理における第1工程は、Mg合金の表面を清浄化す
る工程である。清浄度の如何によって、後続する表面処
理の作用及び処理されたMg合金の性質が左右され、必
然的に防食性能にも影響がでてくる。この点、清浄化工
程は、簡単な処理工程でありながらも、与える影響は大
きなものである。
【0003】Mg合金表面を清浄化する手段には、表面
に付着している油,塵埃,汚れ等の異物を除去するに留
めるノンエッチングタイプ、酸洗液で表層部を溶解する
エッチングタイプがある。酸洗では、通常10〜100
μm程度の厚みで表層部が溶解除去され、硫酸,硝酸,
リン酸等の無機酸や蓚酸,酒石酸,クエン酸,グルコン
酸等の有機酸が単独で或いは混合して酸洗液として使用
されている。Mg合金は、Al,Zn,Mn等の合金成
分を含んでおり、これら合金元素がMgと反応した第2
相化合物がマトリックス中に分散している。そのため、
酸洗液でAZ91,AM60等のMg合金を酸洗する
と、酸洗液に不溶な第2相化合物成分が灰色〜黒色のス
マットとしてMg合金表面に一様に付着した状態にな
る。
【0004】スマットが付着したままのMg合金を後続
する表面処理工程に送り、所定の表面処理を施すと、処
理液の汚染を引き起こすことは勿論、クロメート,陽極
酸化等の反応が均一に行われないことにもなる。更に
は、表面処理皮膜の上に形成される塗膜の密着性、ひい
ては塗装後の耐食性も劣化する。スマットは、酸洗後の
Mg合金表面に強固に付着しており、流水を使用した水
洗程度で完全に除去することはできない。他の材料に対
する脱スマット処理液としては、たとえば特開平2−2
25684号公報でオキシカルボン酸,アミノカルボン
酸,ホスホン酸等を有効成分としたCu又はCu合金用
の脱スマット処理液が紹介されている。しかし、これら
の有機酸は、表面性状が異なるMg合金に対する有効性
が不明である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】現状で一応の成果が得
られているMg合金用脱スマット処理液としては、フッ
酸,フッ化物或いはこれらの混合液が知られている。し
かし、フッ酸,フッ化物等を含む処理液は、人体や環境
に悪影響を与える。また、廃液処理を含めた処理液の取
扱いに難点があり、設備費の高騰を招く原因ともなる。
このようなことから、人体や環境に対する悪影響がな
く、作業性が良好で、管理し易い脱スマット処理液の開
発が望まれている。本発明は、このような要求に応える
べく案出されたものであり、エチレンジアミンテトラ酢
酸のアルカリ塩を有効成分として使用することにより、
酸洗液に不溶な第2相化合物の金属や酸化物をキレート
化してMg合金表面から離脱させ、スマットの付着がな
いMg合金を得ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のMg合金用脱ス
マット処理液は、エチレンジアミンテトラ酢酸のアルカ
リ塩を溶解した水溶液である。アルカリ塩としては、N
a塩,K塩,Ca塩,アンモニウム塩等を使用すること
ができるが、以下の説明ではNa塩(以下、EDTA−
4Naという)で代表させている。この水溶液は、pH
11になるような添加量が有効であるが、更にアルカリ
添加によってpH12〜13に調整されているとき溶液
の安定性が向上する。たとえば、NaOH0.4g/l
の添加でpH12に、NaOH40g/lの添加でpH
13になる。スマットが除去されるMg合金は、酸洗
後、40〜80℃に加温した脱スマット処理液に接触さ
れる。具体的には、脱スマット処理液にMg合金を浸漬
する方法,Mg合金表面に脱スマット処理液をスプレー
する方法等が採用される。
【0007】EDTA−4Naの濃度は、Mg合金表面
から効率よくスマットを除去するために、5〜120g
/l(好ましくは、10〜50g/l)の範囲に維持す
ることが必要である。EDTA−4Na濃度が5g/l
を下回るとき、十分なキレート作用が発揮されず、処理
後のMg合金表面に若干のスマット残留がみられる場合
がある。しかし、120g/lを超えるEDTA−4N
a濃度では、濃度上昇に見合った効果がみられず、逆に
処理液を安定して保管する上に支障を来す。EDTA−
4Na水溶液は、単独でもMg合金表面の脱スマットに
作用を呈する。しかし、NaOH等のアルカリによって
pHを12以上に調整するとき、処理液の安定性及び反
応性が向上し、脱スマット処理が迅速に行われる。ま
た、液のpHを10以上とすると、不動態化によりMg
合金自体の溶解も抑制される。EDTA−4Na水溶液
のpHを12以上とするためには、0.4g/l以上の
アルカリ物質が添加される。しかし、pHが13を超え
るようになると、濃度上昇に見合った効果が得られな
い。
【0008】常温のEDTA−4Na水溶液にMg合金
を浸漬しても合金表面からスマットが除去されるが、ス
マットを完全に除去するために長時間が必要となる。そ
こで、脱スマット処理に先立ってEDTA−4Na水溶
液を40〜80℃に加温し、スマットに対する反応性を
高めることが好ましい。加温による効果は、EDTA−
4Na水溶液の温度が40℃以上になると顕著になる。
しかし、80℃を超える加温では、多量の熱エネルギー
を必要とすることは勿論、水分の蒸発に起因して濃度が
変動し、EDTA−4Na水溶液の性能を一定に保持す
ることが困難になる。EDTA−4Na水溶液とMg合
金との接触時間は、EDTA−4Naの濃度,接触形
態,Mg合金表面に対するスマットの付着状態等に応じ
て調整される。具体的には、通常の浸漬やスプレー等に
よるとき、0.5〜10分の間で適宜変更される。
【0009】
【作 用】EDTA−4Naは、キレート化剤として代
表的な化合物であり、解離して水溶液のpHが上昇させ
る。本発明は、高pH領域でEDTA−4Naが安定で
あることに着目し、且つMg合金が高pH領域で不動態
化することを利用している。EDTA−4Naは、たと
えばpH10以上の高アルカリ領域でHY3 →H++Y
4-に解離する。生成したY4-は、スマットに含まれてい
るMg,Al,Zn,Mn等の金属及び酸化物と反応
し、錯化合物を形成する。錯化合物は、Mg合金表面か
ら容易に離脱する。このとき、Mg合金が不動態化状態
になっているので、地肌の溶解が生じることなく、錯化
合物が離脱した後に清浄で平滑な合金地肌が露出する。
すなわち、EDTA−4Naを脱スマット処理液の有効
成分として使用するとき、Mg合金表面が悪影響を受け
ることなく、スマットが除去される。しかも、EDTA
−4Naが効果を持続している間はMg合金表面に沈澱
物が形成されることがなく、フッ酸系を上回る洗浄力が
発揮される。このようにして清浄な地肌が露出したMg
合金にクロメート,陽極酸化処理等を施すと、均一で緻
密な皮膜が形成される。
【0010】
【実施例】
実施例1:AZ91D−F合金(9%Al,0.8%Z
n,0.2%Mn,残部Mg)のダイキャスト鋳造材を
洗浄,酸洗,水洗した。洗浄には、100g/lNaO
Hを主成分とする脱脂液を使用し、90℃に保持した脱
脂液に鋳造材を5分間浸漬した。酸洗には、200g/
lリン酸水溶液を使用し、30℃に保持した酸洗液に脱
脂後の鋳造材を30秒間浸漬した。水洗は、室温に保持
した水浴に酸洗後の鋳造材を1分間浸漬することにより
行った。水洗後の鋳造材表面を観察すると、黒褐色のス
マットが一様に付着していた。
【0011】水洗後の鋳造材を表1及び表2に示す条件
下で温度50℃のEDTA−Na水溶液に5分間浸漬
し、脱スマット処理した。処理後、鋳造材を再度水洗し
た。水洗された鋳造材の表面を観察したところ、AZ9
1D−F合金本来の地肌であるシルバー色を呈してい
た。また、スマットの付着状態を目視観察した結果を表
1及び表2に併せ示す。表1は、アルカリを添加してい
ないEDTA−Na水溶液を使用した場合を示す。表2
は、アルカリとしてNaOHを0.4g/l添加するこ
とによりpHを12に調整したEDTA−Na水溶液を
使用した場合を示す。何れの表においても、×は酸洗直
後のスマット付着状態と変わらないものを、△は部分的
に脱スマットされているものを、○はスマットの残留が
なくシルバー色を呈している表面状態をそれぞれ示す。
【表1】
【表2】
【0012】実施例2:AM60−F合金(6%Al,
0.3%Mn,残部Mg)の鋳造材を、実施例1と同様
に脱脂洗浄及び酸洗した後、EDTA−4Na水溶液で
処理した。処理後に水洗し、鋳造材の表面状態を観察し
た。観察結果を、実施例1と同様に評価し、アルカリ無
添加のEDTA−4Na水溶液を使用した場合を表3
に、NaOH0.4g/lの添加によりpH12に調整
したEDTA−4Na水溶液を使用した場合を表4にそ
れぞれ示す。
【表3】
【表4】
【0013】表1〜4から明らかなように、EDTA−
4Naを含む処理液で酸洗後のMg合金表面を処理する
とき、酸洗によって生じたスマットが除去されることが
判る。ただし、EDTA−4Na濃度が1.3g/lと
低い試験番号2,8,14及び20では、十分なキレー
ト化作用が得られておらず、処理後のMg合金表面にス
マットの残留が観察された。しかし、この場合でも、試
験番号1,7,13及び19に比較するとき、残留スマ
ットは少なくなっていた。
【0014】実施例3:実施例1及び2で脱スマット処
理された鋳造材を、JIS H8561にMX1として
規定されているクロム酸クロメート処理に供した。クロ
メート処理は、重クロム酸180g/l+60%硝酸2
61mlの処理液を使用し、脱スマット処理された鋳造
材を25℃で30秒間浸漬した。本発明に従って処理さ
れた鋳造材の表面に形成されたクロメート皮膜は、干渉
黄褐色の均質な色調を呈していた。この表面をSEM観
察すると、一様に亀甲状にひび割れ模様をもった均一皮
膜の生成が見られた。
【0015】形成されたクロメート皮膜の上に、後続す
る電着塗装工程で乾燥膜厚15μmの有色塗装を施し
た。緻密で均質な塗膜が形成され、基材に対する密着性
及び耐食性も優れたものであった。これに対し、試験番
号1,7,13及び19の表面に形成されたクロメート
皮膜は濁った色調をもち、使用後のクロメート処理液も
スマットによる汚染がみられた。また、このクロメート
皮膜の上に形成された塗膜は、均一性,密着性及び耐食
性に劣るものであった。
【0016】実施例4:実施例1及び2で脱スマット処
理された鋳造材に、苛性カリ165g/l,フッ化カリ
35g/l,リン酸ナトリウム35g/l,水酸化アル
ミニウム35g/l及び過マンガン酸カリ20g/lを
含む電解液を使用する陽極酸化処理を施した。電解条件
として、60ヘルツの商用電流を電流密度2A/dm2
で8分間供給した。本発明に従って脱スマット処理され
た鋳造材の表面に形成された陽極酸化皮膜は、何れも緻
密で均一な皮膜となっていた。皮膜の色調も、本来の状
態を示すものであった。陽極処理後、実施例3と同様に
電着塗装を施したところ、均一性,密着性,耐食性に優
れた塗膜が形成された。
【0017】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、エチレンジアミンテトラ酢酸のアルカリ塩を有効成
分とする脱スマット処理液を使用し、酸洗後のMg合金
表面に付着しているスマットを除去している。この脱ス
マット処理液は、それ自体でpHが高く、Mg合金が不
動態化された状態でスマットの除去を可能にする。その
ため、Mg合金の表面性状を悪化させることなく、後続
するクロメート処理,陽極酸化処理等に呈した表面状態
が得られる。その結果、緻密で均質なクロメート皮膜,
陽極酸化皮膜等が形成され、その上に施される塗膜の密
着性も向上し、塗装後のMg合金材は耐食性に優れたも
のとなる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 元吉 名古屋市千種区霞ヶ丘1丁目7番19号

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エチレンジアミンテトラ酢酸のアルカリ
    塩を5〜120g/l溶解した水溶液からなるMg合金
    用脱スマット処理液。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の水溶液は、アルカリの添
    加によってpH12〜13に調整されているMg合金用
    脱スマット処理液。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の脱スマット処理液
    を40〜80℃の温度に加熱し、酸洗後のMg合金を接
    触させることを特徴とするMg合金表面からのスマット
    除去方法。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の脱スマット処理後に防食
    用表面処理が施されたMg又はMg合金製品。
JP2063893A 1993-01-13 1993-01-13 Mg合金表面からのスマット除去 Pending JPH06220663A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001192872A (ja) * 2000-01-06 2001-07-17 Dipsol Chem Co Ltd マグネシウム又はその合金表面の清浄化方法及び防食処理方法
JP2011111678A (ja) * 2009-11-23 2011-06-09 Kc Chemical Co Ltd マグネシウム又はマグネシウム合金の外面に化成皮膜層を形成する方法
CN104947126A (zh) * 2015-07-14 2015-09-30 山东省科学院新材料研究所 一种镁合金清洗剂

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