JPH08144064A - 自動車用アルミニウム及びアルミニウム合金材料の表面処理方法 - Google Patents
自動車用アルミニウム及びアルミニウム合金材料の表面処理方法Info
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- JPH08144064A JPH08144064A JP29132294A JP29132294A JPH08144064A JP H08144064 A JPH08144064 A JP H08144064A JP 29132294 A JP29132294 A JP 29132294A JP 29132294 A JP29132294 A JP 29132294A JP H08144064 A JPH08144064 A JP H08144064A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 自動車ボディシート材等の塗装製品に使用さ
れる、アルミニウム及びアルミニウム合金材料に発生す
る変色及び糸錆を防止すること。 【構成】 アルミニウム及びアルミニウム合金材料を脱
脂した後、ケイ酸塩を総量で１０〜１０００ｐｐｍ含む
水溶液を用いて、５０℃以上の温熱処理を行い、表面に
Ｓｉ量で１〜２０ｍｇ／ｍ2 のケイ素含有酸化皮膜を形
成することを特徴としている。
れる、アルミニウム及びアルミニウム合金材料に発生す
る変色及び糸錆を防止すること。 【構成】 アルミニウム及びアルミニウム合金材料を脱
脂した後、ケイ酸塩を総量で１０〜１０００ｐｐｍ含む
水溶液を用いて、５０℃以上の温熱処理を行い、表面に
Ｓｉ量で１〜２０ｍｇ／ｍ2 のケイ素含有酸化皮膜を形
成することを特徴としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は自動車ボディシート材等
の塗装製品に使用される、アルミニウム及びアルミニウ
ム合金材料（以下アルミニウム材料と略記する）の表面
処理方法に関するものである。
の塗装製品に使用される、アルミニウム及びアルミニウ
ム合金材料（以下アルミニウム材料と略記する）の表面
処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車ボディシート等の材料とし
ては一般的に鋼材が用いられてきた。しかし近年の地球
温暖化防止、排気ガスの抑制と燃費の向上を目的とした
自動車の軽量化要求が高まっている。また寒冷地におけ
る凍結防止剤散布に対する、耐食性の向上等の要求から
鋼材よりも軽量で、かつ耐食性の優れたアルミニウム材
料を採用する傾向が増大している。ところで自動車用材
料は、塗装して使用されるのが一般的であるが、その前
処理として、アルミニウム材料表面の圧延油、その他の
付着物を除去するため脱脂を行い、さらに塗装膜の密着
性と耐食性の向上の目的で化成皮膜を形成させた後、塗
装を施すものである。
ては一般的に鋼材が用いられてきた。しかし近年の地球
温暖化防止、排気ガスの抑制と燃費の向上を目的とした
自動車の軽量化要求が高まっている。また寒冷地におけ
る凍結防止剤散布に対する、耐食性の向上等の要求から
鋼材よりも軽量で、かつ耐食性の優れたアルミニウム材
料を採用する傾向が増大している。ところで自動車用材
料は、塗装して使用されるのが一般的であるが、その前
処理として、アルミニウム材料表面の圧延油、その他の
付着物を除去するため脱脂を行い、さらに塗装膜の密着
性と耐食性の向上の目的で化成皮膜を形成させた後、塗
装を施すものである。
【０００３】この化成皮膜の形成は、クロム酸クロメー
ト処理、リン酸クロメート処理、リン酸亜鉛処理等の化
成処理を行うのが一般的である。しかしクロム酸クロメ
ート処理やリン酸クロメート処理は、有害物質を含むた
め廃水処理の問題があり、さらに製造工程としては鋼材
とアルミニウム材料とを同時に同工程で処理する、いわ
ゆる混流ラインになると考えられることから、現在鋼材
に採用されているリン酸亜鉛処理を行うのが大勢であ
る。しかしながら、このリン酸亜鉛処理は、前記の混流
ラインによる処理において発生する溶出アルミニウムイ
オンにより塗装後の材料表面に糸状の腐食、いわゆる糸
錆が発生する。またアルミニウム材料は圧延後、または
成形加工後に洗浄のために水道水中等で温熱処理するこ
とがあるが、水道水や井戸水、工業用水のように、Ｃ
ａ、Ｆｅ等の不純物があると表面が茶色または黒色に変
色し美観を損う問題があった。
ト処理、リン酸クロメート処理、リン酸亜鉛処理等の化
成処理を行うのが一般的である。しかしクロム酸クロメ
ート処理やリン酸クロメート処理は、有害物質を含むた
め廃水処理の問題があり、さらに製造工程としては鋼材
とアルミニウム材料とを同時に同工程で処理する、いわ
ゆる混流ラインになると考えられることから、現在鋼材
に採用されているリン酸亜鉛処理を行うのが大勢であ
る。しかしながら、このリン酸亜鉛処理は、前記の混流
ラインによる処理において発生する溶出アルミニウムイ
オンにより塗装後の材料表面に糸状の腐食、いわゆる糸
錆が発生する。またアルミニウム材料は圧延後、または
成形加工後に洗浄のために水道水中等で温熱処理するこ
とがあるが、水道水や井戸水、工業用水のように、Ｃ
ａ、Ｆｅ等の不純物があると表面が茶色または黒色に変
色し美観を損う問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記の問題に
ついて検討の結果なされたもので、極めて容易な方法に
より変色を防止し、かつ耐糸錆性に優れた自動車用アル
ミニウム材料の表面処理方法を開発したものである。
ついて検討の結果なされたもので、極めて容易な方法に
より変色を防止し、かつ耐糸錆性に優れた自動車用アル
ミニウム材料の表面処理方法を開発したものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明はアルミニウム及
びアルミニウム合金材料を脱脂した後、ケイ酸塩を総量
で１０〜１０００ｐｐｍ含む水溶液を用いて、５０℃以
上の温熱処理を行い、表面にＳｉ量で１〜２０ｍｇ/ｍ
2 のケイ素含有酸化皮膜を形成することを特徴とす
る、自動車用アルミニウム及びアルミニウム合金材料の
表面処理方法である。すなわち本発明は、アルミニウム
及びアルミニウム合金、例えば純アルミニウム、或いは
Ａｌ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系、Ａ
ｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｚｎ−
Ｃｕ−Ｍｇ系、などの合金材料の表面を、トリクロロエ
タン等の溶剤により脱脂した後、エッチング及びスマッ
ト除去を行い、次いで例えばケイ酸ナトリウム、二ケイ
酸ナトリウム、三ケイ酸ナトリウム、四ケイ酸ナトリウ
ム等のケイ酸塩を用い、その総量を１０〜１０００ｐｐ
ｍとした水溶液を５０℃以上として温熱処理を行い、表
面にＳｉ量で１〜２０ｍｇ/ｍ2 のケイ素含有酸化皮膜
を形成するものである。
びアルミニウム合金材料を脱脂した後、ケイ酸塩を総量
で１０〜１０００ｐｐｍ含む水溶液を用いて、５０℃以
上の温熱処理を行い、表面にＳｉ量で１〜２０ｍｇ/ｍ
2 のケイ素含有酸化皮膜を形成することを特徴とす
る、自動車用アルミニウム及びアルミニウム合金材料の
表面処理方法である。すなわち本発明は、アルミニウム
及びアルミニウム合金、例えば純アルミニウム、或いは
Ａｌ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系、Ａ
ｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｚｎ−
Ｃｕ−Ｍｇ系、などの合金材料の表面を、トリクロロエ
タン等の溶剤により脱脂した後、エッチング及びスマッ
ト除去を行い、次いで例えばケイ酸ナトリウム、二ケイ
酸ナトリウム、三ケイ酸ナトリウム、四ケイ酸ナトリウ
ム等のケイ酸塩を用い、その総量を１０〜１０００ｐｐ
ｍとした水溶液を５０℃以上として温熱処理を行い、表
面にＳｉ量で１〜２０ｍｇ/ｍ2 のケイ素含有酸化皮膜
を形成するものである。
【０００６】
【作用】本発明において、アルミニウム材料をケイ酸塩
を総量で１０〜１０００ｐｐｍ含む水溶液で５０℃以上
の温熱処理を行うのは、前記した水道中、井戸水、工業
用水等にＣａ、Ｆｅ等が含まれていても、ケイ酸塩がＣ
ａ、Ｆｅ等のイオンよりも材料表面に優先的に吸着し
て、Ｃａ、Ｆｅ等の吸着を阻止するとともに、不活性で
安定したケイ素含有酸化皮膜を形成して変色を防止す
る。また、このように形成されたケイ素含有酸化皮膜
は、材料の耐食性及び塗装皮膜との密着を向上させ、糸
錆の発生を防止する。前記ケイ酸塩総量を１０〜１００
０ｐｐｍとしたのは、１０ｐｐｍ未満ではケイ素含有酸
化皮膜が形成し難く、変色に対しても所望の効果が得ら
れず、また１０００ｐｐｍを超えて添加しても、その効
果は飽和するためである。温熱処理の温度を５０℃以上
としたのは、浴温の高いほど反応速度は速く、酸化皮膜
の形成を促進するが、５０℃未満では形成が極めて遅く
実用的でないからである。浴温は、８５℃以上が望まし
い。またケイ素含有酸化皮膜厚さをＳｉ量で１〜２０ｍ
ｇ/m2 としたのは、皮膜厚は、厚くすることによってア
ルミニウム材料自身の耐食性を向上させ、糸錆の発生を
防止できるが、１ｍｇ/m2 より薄いとその効果がなく、
２０ｍｇ/m2 を超えると、ケイ素含有酸化皮膜は非電導
性であることから、スポット溶接を行う場合や電着塗装
を行う場合に支障となる。
を総量で１０〜１０００ｐｐｍ含む水溶液で５０℃以上
の温熱処理を行うのは、前記した水道中、井戸水、工業
用水等にＣａ、Ｆｅ等が含まれていても、ケイ酸塩がＣ
ａ、Ｆｅ等のイオンよりも材料表面に優先的に吸着し
て、Ｃａ、Ｆｅ等の吸着を阻止するとともに、不活性で
安定したケイ素含有酸化皮膜を形成して変色を防止す
る。また、このように形成されたケイ素含有酸化皮膜
は、材料の耐食性及び塗装皮膜との密着を向上させ、糸
錆の発生を防止する。前記ケイ酸塩総量を１０〜１００
０ｐｐｍとしたのは、１０ｐｐｍ未満ではケイ素含有酸
化皮膜が形成し難く、変色に対しても所望の効果が得ら
れず、また１０００ｐｐｍを超えて添加しても、その効
果は飽和するためである。温熱処理の温度を５０℃以上
としたのは、浴温の高いほど反応速度は速く、酸化皮膜
の形成を促進するが、５０℃未満では形成が極めて遅く
実用的でないからである。浴温は、８５℃以上が望まし
い。またケイ素含有酸化皮膜厚さをＳｉ量で１〜２０ｍ
ｇ/m2 としたのは、皮膜厚は、厚くすることによってア
ルミニウム材料自身の耐食性を向上させ、糸錆の発生を
防止できるが、１ｍｇ/m2 より薄いとその効果がなく、
２０ｍｇ/m2 を超えると、ケイ素含有酸化皮膜は非電導
性であることから、スポット溶接を行う場合や電着塗装
を行う場合に支障となる。
【０００７】
【実施例】以下に本発明の好適な実施例を説明する。ア
ルミニウム合金材料（ＪＩＳ６０６１相当、厚さ１．０
ｍｍ、巾７０ｍｍ、長さ１５０ｍｍ）をトリクロロエタ
ンを用いて脱脂し、エッチング及びスマット除去処理を
した後、水道水として、Ｃａ2+９ｐｐｍ、Ｆｅ０．０５
ｐｐｍ、ＳｉＯ2 １５ｐｐｍを含むもの、井戸水とし
て、Ｃａ2+１０ｐｐｍ、Ｆｅ０．０７ｐｐｍ、ＳｉＯ2
２０ｐｐｍを含むものを用い、これに各種のケイ酸塩、
及び従来の処理液を用い、浴温を変えて温熱処理を行っ
た。そして温熱処理後のアルミニウム材料の表面を目視
観察して黒色変色の程度を、変色のない場合を○印、僅
かに変色した場合を△印、変色の著しい場合を×印で現
わした。また皮膜Ｓｉ量は、蛍光Ｘ線分析により検出し
た。
ルミニウム合金材料（ＪＩＳ６０６１相当、厚さ１．０
ｍｍ、巾７０ｍｍ、長さ１５０ｍｍ）をトリクロロエタ
ンを用いて脱脂し、エッチング及びスマット除去処理を
した後、水道水として、Ｃａ2+９ｐｐｍ、Ｆｅ０．０５
ｐｐｍ、ＳｉＯ2 １５ｐｐｍを含むもの、井戸水とし
て、Ｃａ2+１０ｐｐｍ、Ｆｅ０．０７ｐｐｍ、ＳｉＯ2
２０ｐｐｍを含むものを用い、これに各種のケイ酸塩、
及び従来の処理液を用い、浴温を変えて温熱処理を行っ
た。そして温熱処理後のアルミニウム材料の表面を目視
観察して黒色変色の程度を、変色のない場合を○印、僅
かに変色した場合を△印、変色の著しい場合を×印で現
わした。また皮膜Ｓｉ量は、蛍光Ｘ線分析により検出し
た。
【０００８】次に前記の各種表面処理を施したものに、
エポキシ樹脂のカチオン電着塗装を厚さ２０μｍ、焼付
１８０℃、２０分間行い、中塗り塗装としてアクリル系
塗料を厚さ３５μｍ、焼付１４０℃、２０分間行い、そ
の後上塗り塗装としてアクリル系塗料を厚さ３５μｍ、
焼付１４０℃２０分間行った。このようにして得られた
塗装試験片について、カッターナイフを使用して、図１
に示すように塗装面にアルミニウム素地に達するよう
な、縦、横各２本平行に２５ｍｍ長さの人口傷１を入れ
た試験片を作成した。この試験片を、ＪＩＳ２３７１に
準拠した塩水噴霧試験により、２４時間行い、その後４
０℃、８５％ＲＨの雰囲気中に１０００時間放置する湿
潤試験を行った後、塗膜カット部に発生した糸錆２の長
さを測定して耐糸錆性の評価を行った。なお糸錆発生の
評価基準として、最大糸錆で示し、長さ１ｍｍ以下は◎
印、１〜２ｍｍは○印、２〜４ｍｍは△印、４ｍｍ以上
は×印で現した。これらの表面処理条件及び試験結果を
表１に示した。
エポキシ樹脂のカチオン電着塗装を厚さ２０μｍ、焼付
１８０℃、２０分間行い、中塗り塗装としてアクリル系
塗料を厚さ３５μｍ、焼付１４０℃、２０分間行い、そ
の後上塗り塗装としてアクリル系塗料を厚さ３５μｍ、
焼付１４０℃２０分間行った。このようにして得られた
塗装試験片について、カッターナイフを使用して、図１
に示すように塗装面にアルミニウム素地に達するよう
な、縦、横各２本平行に２５ｍｍ長さの人口傷１を入れ
た試験片を作成した。この試験片を、ＪＩＳ２３７１に
準拠した塩水噴霧試験により、２４時間行い、その後４
０℃、８５％ＲＨの雰囲気中に１０００時間放置する湿
潤試験を行った後、塗膜カット部に発生した糸錆２の長
さを測定して耐糸錆性の評価を行った。なお糸錆発生の
評価基準として、最大糸錆で示し、長さ１ｍｍ以下は◎
印、１〜２ｍｍは○印、２〜４ｍｍは△印、４ｍｍ以上
は×印で現した。これらの表面処理条件及び試験結果を
表１に示した。
【０００９】
【表１】
【００１０】表１から明らかなように、本発明例に係る
Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６は、いずれも変色がなく、かつ耐糸
錆性にきわめて優れていることが判る。これに対して比
較例のＮｏ．７は温熱処理温度が低いため、Ｓｉ皮膜厚
さが薄く変色が著しく、糸錆の発生も多い。Ｎｏ．８は
ケイ酸塩の添加がないため、変色及び糸錆の発生が著し
い。またＮｏ．９はケイ酸塩の添加量が少ないため、Ｓ
ｉ皮膜厚さが薄く変色が生じ、糸錆の発生もやや多い。
従来方法の、Ｎｏ．１０のクロム酸、Ｎｏ．１１のリン
酸によりクロメート処理したもの、及びＮｏ．１２のリ
ン酸亜鉛処理したものは、いずれも変色と糸錆の発生が
著しい。
Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６は、いずれも変色がなく、かつ耐糸
錆性にきわめて優れていることが判る。これに対して比
較例のＮｏ．７は温熱処理温度が低いため、Ｓｉ皮膜厚
さが薄く変色が著しく、糸錆の発生も多い。Ｎｏ．８は
ケイ酸塩の添加がないため、変色及び糸錆の発生が著し
い。またＮｏ．９はケイ酸塩の添加量が少ないため、Ｓ
ｉ皮膜厚さが薄く変色が生じ、糸錆の発生もやや多い。
従来方法の、Ｎｏ．１０のクロム酸、Ｎｏ．１１のリン
酸によりクロメート処理したもの、及びＮｏ．１２のリ
ン酸亜鉛処理したものは、いずれも変色と糸錆の発生が
著しい。
【００１１】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
自動車用アルミニウム材料等の塗装製品の変色を防止
し、かつ耐糸錆性の優れたアルミニウム及びアルミニウ
ム合金材料が得られるもので、工業上顕著な効果を奏す
るものである。
自動車用アルミニウム材料等の塗装製品の変色を防止
し、かつ耐糸錆性の優れたアルミニウム及びアルミニウ
ム合金材料が得られるもので、工業上顕著な効果を奏す
るものである。
【図１】糸錆試験方法並びに糸錆発生状況を説明する
図。
図。
１ 人工傷 ２ 糸錆
Claims (1)
- 【請求項１】 アルミニウム及びアルミニウム合金材料
を脱脂した後、ケイ酸塩を総量で１０〜１０００ｐｐｍ
含む水溶液を用いて、５０℃以上の温熱処理を行い、表
面にＳｉ量で１〜２０ｍｇ／ｍ2 のケイ素含有酸化皮膜
を形成することを特徴とする自動車用アルミニウム及び
アルミニウム合金材料の表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29132294A JPH08144064A (ja) | 1994-11-25 | 1994-11-25 | 自動車用アルミニウム及びアルミニウム合金材料の表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29132294A JPH08144064A (ja) | 1994-11-25 | 1994-11-25 | 自動車用アルミニウム及びアルミニウム合金材料の表面処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08144064A true JPH08144064A (ja) | 1996-06-04 |
Family
ID=17767412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29132294A Pending JPH08144064A (ja) | 1994-11-25 | 1994-11-25 | 自動車用アルミニウム及びアルミニウム合金材料の表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08144064A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006527306A (ja) * | 2003-06-11 | 2006-11-30 | アルカン レナリュ | アルミニウム合金の板材および帯材のための表面処理方法 |
| KR20160111449A (ko) | 2014-02-21 | 2016-09-26 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 알루미늄 합금판, 접합체 및 자동차용 부재 |
| WO2020144928A1 (ja) * | 2019-01-09 | 2020-07-16 | 株式会社デンソー | 接合構造体およびその製造方法 |
-
1994
- 1994-11-25 JP JP29132294A patent/JPH08144064A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006527306A (ja) * | 2003-06-11 | 2006-11-30 | アルカン レナリュ | アルミニウム合金の板材および帯材のための表面処理方法 |
| KR20160111449A (ko) | 2014-02-21 | 2016-09-26 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 알루미늄 합금판, 접합체 및 자동차용 부재 |
| WO2020144928A1 (ja) * | 2019-01-09 | 2020-07-16 | 株式会社デンソー | 接合構造体およびその製造方法 |
| JP2020110943A (ja) * | 2019-01-09 | 2020-07-27 | 株式会社デンソー | 接合構造体およびその製造方法 |
| CN113272129A (zh) * | 2019-01-09 | 2021-08-17 | 株式会社电装 | 接合结构体及其制造方法 |
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