JPH08337882A - Zinc substituting bath for aluminum alloy - Google Patents

Zinc substituting bath for aluminum alloy

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JPH08337882A
JPH08337882A JP16922095A JP16922095A JPH08337882A JP H08337882 A JPH08337882 A JP H08337882A JP 16922095 A JP16922095 A JP 16922095A JP 16922095 A JP16922095 A JP 16922095A JP H08337882 A JPH08337882 A JP H08337882A
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zinc
bath
aluminum alloy
plating
treatment
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Kazuhiko Mori
和彦 森
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Abstract

PURPOSE: To provide a zinc substituting bath used for plating surface preparation at the time of aluminum alloy plating. CONSTITUTION: The zinc substituting bath for aluminum alloy, which contains zinc ion, iron ion, a hydroxide of an alkali metal and an organic phosphonic acid or the salt, is used for surface preparation. As a result, practically sufficient plating adhesion is attained only by a single substituting treatment.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム−マグネ
シウム系、アルミニウム−珪素系、アルミニウム−銅系
などのアルミニウム合金材料のめっき分野で適用する亜
鉛置換処理浴に関するものである。より具体的には、ア
ルミニウム合金をめっきする際のめっき下地処理として
用いる亜鉛置換処理浴に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a zinc substitution treatment bath applied in the field of plating aluminum alloy materials such as aluminum-magnesium type, aluminum-silicon type and aluminum-copper type. More specifically, the present invention relates to a zinc substitution treatment bath used as a plating base treatment when plating an aluminum alloy.

【0002】[0002]

【従来技術】一般にアルミニウム合金上にめっきを行う
場合、これらの合金表面が厚い酸化皮膜で覆われている
こと、及びこれらの合金が卑な表面電位を持つため容易
に酸化し易く表面の電位が不均一で、かつ不安定である
理由等から、直接めっきが出来ないので酸化皮膜の除去
や中間層の形成などの前処理工程を設ける必要がある。
2. Description of the Related Art Generally, when plating is performed on aluminum alloys, the surface of these alloys is covered with a thick oxide film, and since these alloys have a base surface potential, they are easily oxidized and the surface potential is Since direct plating cannot be performed because of nonuniformity and instability, it is necessary to provide a pretreatment process such as removal of an oxide film and formation of an intermediate layer.

【0003】通常、酸化皮膜や合金表面に偏析した化合
物の除去にはアルカリ溶液を用いたエッチング処理やフ
ッ酸による酸洗が行われ、その後に亜鉛又はその合金層
を置換反応を用いてアルミニウム合金表面に析出させる
亜鉛置換処理が行われている。
Usually, in order to remove the oxide film and compounds segregated on the surface of the alloy, etching treatment using an alkaline solution and pickling with hydrofluoric acid are carried out, and then zinc or its alloy layer is replaced by an aluminum alloy by a substitution reaction. A zinc substitution treatment for depositing on the surface is performed.

【0004】亜鉛置換処理浴としては、亜鉛又は亜鉛華
を苛性ソーダに溶解したジンケート処理浴を基本的な組
成とし、更に皮膜中に共析させるための合金成分とし
て、銅、コバルト、鉄、ニッケル等の金属成分を1種以
上添加させた改良亜鉛置換浴(ボンダル浴)が各種提案
されており、かなりのものが実用化されている。
As a zinc substitution treatment bath, a zincate treatment bath in which zinc or zinc white is dissolved in caustic soda is used as a basic composition, and copper, cobalt, iron, nickel, etc. are used as alloy components for eutectoid in the film. Various improved zinc substitution baths (bondal baths) in which one or more of the above metal components are added have been proposed, and considerable ones have been put to practical use.

【0005】しかしながら、アルミニウム合金は、高強
度、高加工性、軽量化、耐摩耗性、などの様々な目的で
使用されるため、その目的に合わせてその組成も、合金
成分として珪素、銅、ニッケル、マグネシウム、亜鉛、
などの多くの金属が添加され、又それらの含有率も異な
っている。このため、アルミニウム合金は、素材の種類
によって結晶構造、均一性、化学的反応性も大きく異な
っている。
However, since aluminum alloys are used for various purposes such as high strength, high workability, weight reduction, and wear resistance, the composition thereof is such that silicon, copper, and Nickel, magnesium, zinc,
Many metals are added, and their contents are also different. For this reason, the aluminum alloy greatly differs in crystal structure, uniformity, and chemical reactivity depending on the type of material.

【0006】亜鉛置換処理は素材と浴との化学反応を利
用して皮膜を形成する技術であるため、これらの条件の
異なる各種合金素材に対して同じように良好な密着力が
得られるような亜鉛置換皮膜を得ることはかなり難し
い。
Since the zinc substitution treatment is a technique for forming a film by utilizing the chemical reaction between the material and the bath, it is possible to obtain the same good adhesion to various alloy materials under different conditions. Obtaining a zinc-substituted coating is rather difficult.

【0007】このため、合金成分を添加させた改良亜鉛
置換浴を使用しても、1回のみの処理では充分なめっき
密着性を得ることは難しく、特に珪素を多く含むアルミ
ニウム合金に適用する場合には、形成された置換処理皮
膜をいったん硝酸で溶解剥離したのち、再度亜鉛置換処
理するダブルジンケート処理(2段処理法)が実用上必
須であった。
For this reason, it is difficult to obtain sufficient plating adhesion by a single treatment even if an improved zinc displacement bath containing alloy components is used. Especially when applied to an aluminum alloy containing a large amount of silicon. In practice, the double zincate treatment (two-step treatment method) in which the formed substitution treatment film was once dissolved and peeled with nitric acid, and then zinc substitution treatment was performed again was essential in practice.

【0008】そのため、アルミニウム合金のめっきライ
ンの工程数が非常に多くなり、生産性の低下や処理コス
トの上昇を招き、アルミニウム合金のめっき技術上での
大きな問題となっていた。
Therefore, the number of steps of the aluminum alloy plating line becomes very large, resulting in a decrease in productivity and an increase in processing cost, which has been a major problem in the aluminum alloy plating technology.

【0009】また、従来の技術で亜鉛置換処理を行う場
合には、その合金素材種に適した組成の処理浴を専用に
調製しなければならず、組成の大きく異なる素材を同一
浴で処理することは極めて困難であり、各種素材を同一
めっきラインで処理することの多い汎用めっき現場にお
いては、生産性とめっき品質を損なう原因ともなってい
た。
Further, in the case of performing the zinc substitution treatment by the conventional technique, a treatment bath having a composition suitable for the alloy raw material type must be specially prepared, and materials having greatly different compositions are treated in the same bath. It is extremely difficult to do so, and in a general-purpose plating site where various materials are often processed on the same plating line, it has been a cause of impairing productivity and plating quality.

【0010】この問題を解決するための手段として、置
換処理浴の改良が提案されており、例えば特開昭63−
317692号公報には、ピロリン酸塩と酢酸塩を含有
するマグネシウム合金用亜鉛置換処理液組成を提示して
いるが、珪素を多く含有するアルミニウム合金鋳物材や
酸化皮膜が厚い場合に充分な効果を有するアルミニウム
合金用亜鉛置換処理浴に適用できるものは現在のところ
得られていないのである。
As a means for solving this problem, an improvement of the substitution treatment bath has been proposed, for example, JP-A-63-63.
Japanese Patent No. 317692 discloses a zinc substitution treatment liquid composition for a magnesium alloy containing a pyrophosphate and an acetate, but exhibits a sufficient effect when an aluminum alloy casting material containing a large amount of silicon or an oxide film is thick. It has not been obtained yet that can be applied to the zinc replacement bath for aluminum alloy.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
抱える問題点であるアルミニウム合金の亜鉛置換処理に
おいて、酸化皮膜が多い場合や、合金成分が多い場合な
ど2回の繰り返し置換処理が必要であったアルミニウム
合金材料に対しても1回の置換処理で充分なめっき密着
性が得られ、かつ各種素材に対しても幅広い適用範囲を
有する亜鉛置換浴組成を提供することを目的とするもの
である。
DISCLOSURE OF THE INVENTION In the present invention, the zinc substitution treatment of an aluminum alloy, which is a problem of the prior art, requires repeated substitution treatments such as when there are many oxide films and when there are many alloy components. It is an object of the present invention to provide a zinc displacement bath composition that can obtain sufficient plating adhesion even with a single substitution treatment even for aluminum alloy materials, and has a wide range of application to various materials. Is.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するための手段について、まずアルカリ性亜鉛置換
浴に各種合金成分を添加した場合に形成される置換皮膜
の腐食電位と合金成分含有率、及びめっき密着性につい
て検討を加えた結果、亜鉛を主とし、これに鉄を含んだ
組成の置換皮膜が最もめっき浴中で安定であり、めっき
密着性にも優れることを見い出した。
Means for Solving the Problems Regarding the means for solving the above problems, the present inventor first describes the corrosion potential of a substitution film formed when various alloy components are added to an alkaline zinc substitution bath and the alloy component content. As a result of examining the rate and the plating adhesion, it was found that the substitution film mainly composed of zinc and containing iron was most stable in the plating bath and had excellent plating adhesion.

【0013】さらにこの亜鉛/鉄系合金置換浴組成につ
いて詳細に検討した結果、従来のジンケート処理浴でア
ルミニウム合金表面を処理する際に1回のみの処理では
表面の酸化皮膜の除去が充分でないので、亜鉛置換皮膜
の合金素地への密着性が低下する原因となっていること
もわかった。
Further, as a result of detailed examination of the composition of the zinc / iron-based alloy displacement bath, when the aluminum alloy surface is treated with the conventional zincate treatment bath, the oxide film on the surface is not sufficiently removed by the treatment only once. It was also found that this is a cause of a decrease in the adhesion of the zinc substitution coating to the alloy substrate.

【0014】また、各種アルミニウム合金素材に対して
亜鉛置換めっき皮膜のみを40%硝酸で溶解剥離してア
ルミニウム合金表面の形態を電子顕微鏡で観察すること
により、置換皮膜形成時のエッチングの程度と均一性も
確認した。
Further, by leaching and exfoliating only the zinc displacement plating film from various aluminum alloy materials with 40% nitric acid and observing the morphology of the aluminum alloy surface with an electron microscope, the degree of etching during the formation of the displacement film and the uniformity can be obtained. I also confirmed the sex.

【0015】この結果、アルミニウム合金においては素
材のミクロンオーダーでの均一性が充分でなく、主成分
となるアルミニウムの処理液中における腐食電位と珪
素、ニッケル等の合金成分の腐食電位との間に大きな差
があることから、エッチング反応が局部的となり、酸化
皮膜も部分的にしか除去されず、析出した亜鉛合金も不
均一なものとなって密着性が不十分となる原因になって
いることを見い出した。
As a result, in the aluminum alloy, the uniformity of the material on the order of micron is not sufficient, and between the corrosion potential of aluminum as the main component in the treatment liquid and the corrosion potential of the alloy components such as silicon and nickel. Due to the large difference, the etching reaction is localized, the oxide film is only partially removed, and the deposited zinc alloy becomes non-uniform, which causes insufficient adhesion. Found out.

【0016】本発明者はこれらの知見をもとに、不均一
な表面を有するアルミニウム合金表面を均一にエッチン
グし、同時に緻密で密着性の高い置換皮膜を得るための
置換液組成について、主として表面電位の不均一性が大
きく均一エッチングが困難なAl−Si系合金材(AC
材)をはじめとする各種合金材を対象として鋭意検討を
重ねた。
Based on these findings, the present inventor has mainly investigated the composition of a replacement liquid for uniformly etching a surface of an aluminum alloy having a non-uniform surface and at the same time obtaining a dense and highly adhesive substitution film. Al-Si alloy material (AC having large potential non-uniformity and uniform etching difficult)
Materials) and other alloy materials.

【0017】その結果、エッチング剤、キレート剤とし
て1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸等
の有機ホスホン酸やその塩を置換液中に添加することに
よりこれらアルミニウム合金表面の酸化物や金属間化合
物等を速やかに除去でき、素材の表面電位が不均一な場
合でも均一にエッチングができ、置換皮膜及びめっき皮
膜の密着性が大きく改善されることを新たに見い出し
た。
As a result, by adding an organic phosphonic acid such as 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid or a salt thereof as an etching agent or a chelating agent to the substitution liquid, oxides or intermetallics on the surface of these aluminum alloys are added. It was newly found that compounds and the like can be rapidly removed, and even if the surface potential of the material is non-uniform, etching can be performed uniformly, and the adhesion of the substitution film and the plating film is greatly improved.

【0018】またこの浴を他の各種合金素材について使
用した場合も、有機ホスホン酸又はその塩を添加しない
場合に比較して同様の改善効果があることを確認した。
It was also confirmed that when this bath was used for various other alloy materials, the same improvement effect was obtained as compared with the case where the organic phosphonic acid or its salt was not added.

【0019】さらに、本発明者はグルコン酸、クエン酸
等の有機カルボン酸又はその塩を浴中鉄イオンのキレー
ト助剤として添加することによりさらに密着性が向上す
ることを見い出し、本発明を完成するに至ったのであ
る。
Further, the present inventors have found that the adhesion is further improved by adding an organic carboxylic acid such as gluconic acid or citric acid or a salt thereof as a chelating auxiliary agent for iron ions in the bath, and completed the present invention. It came to do.

【0020】即ち、本発明は、亜鉛イオン、鉄イオン、
アルカリ金属の水酸化物、及び有機ホスホン酸又はその
塩を含むことを特徴とするアルミニウム合金用亜鉛置換
処理浴を提供するものであり、これにはさらに有機カル
ボン酸又はその塩を含むことが好ましい。
That is, according to the present invention, zinc ion, iron ion,
The present invention provides a zinc substitution treatment bath for an aluminum alloy, which comprises an alkali metal hydroxide and an organic phosphonic acid or a salt thereof, which preferably further contains an organic carboxylic acid or a salt thereof. .

【0021】以下、本発明の構成を詳細に説明する。本
発明のアルミニウム合金は、アルミニウム−マグネシウ
ム系、アルミニウム−珪素系、アルミニウム−銅系等の
合金材料で、アルミニウム合金板及びアルミニウム合金
の鋳物を対象とする。
The structure of the present invention will be described in detail below. The aluminum alloy of the present invention is an alloy material such as an aluminum-magnesium system, an aluminum-silicon system, and an aluminum-copper system, and is intended for an aluminum alloy plate and an aluminum alloy casting.

【0022】本発明において、置換浴中の亜鉛イオンは
金属亜鉛又は酸化亜鉛を苛性アルカリ溶液、有機ホスホ
ン酸又はその塩と共に混合溶解して添加することが適し
ているが、硫酸亜鉛等の可溶性塩の形で添加することも
可能である。
In the present invention, zinc ions in the displacement bath are preferably added by mixing and dissolving metallic zinc or zinc oxide together with a caustic solution, an organic phosphonic acid or a salt thereof, but a soluble salt such as zinc sulfate. It is also possible to add in the form of.

【0023】置換浴中の亜鉛イオンの濃度は0.3〜8
0g/Lの濃度範囲であることが好ましく、より好まし
い濃度は3〜30g/Lである。
The concentration of zinc ions in the displacement bath is 0.3-8.
The concentration range is preferably 0 g / L, more preferably 3 to 30 g / L.

【0024】この濃度が0.3g/L未満では皮膜の生
成速度が遅いため実用的でなく、80g/Lを超えると
処理浴の粘度が増加してすすぎ性が悪くなるので好まし
くない。
If the concentration is less than 0.3 g / L, the rate of film formation is slow, which is not practical, and if it exceeds 80 g / L, the viscosity of the treatment bath increases and the rinsability deteriorates.

【0025】また、置換浴中の鉄イオンは硫酸鉄をはじ
めとする可溶性鉄塩で添加されるが、更にキレート助剤
として有機カルボン酸を添加する場合には、グルコン酸
鉄、クエン酸鉄、酒石酸鉄等の形でも添加可能である。
これらの鉄塩は、2価又は3価の鉄塩として添加するこ
とが好ましい。
Iron ions in the displacement bath are added as soluble iron salts such as iron sulfate. When an organic carboxylic acid is further added as a chelating auxiliary, iron gluconate, iron citrate, It can also be added in the form of iron tartrate or the like.
These iron salts are preferably added as divalent or trivalent iron salts.

【0026】鉄イオンの処理浴中濃度は、0.1〜30
g/Lの範囲にあることが好ましく、0.5〜10g/
Lの範囲がより好ましいが、この濃度が0.1g/L未
満ではめっきの密着性が充分でなく、30g/Lを超え
ると水酸化鉄の沈殿が生じ易くなるので好ましくない。
The concentration of iron ion in the treatment bath is 0.1 to 30.
It is preferably in the range of g / L, and 0.5 to 10 g /
The range of L is more preferable, but if this concentration is less than 0.1 g / L, the adhesion of plating is not sufficient, and if it exceeds 30 g / L, iron hydroxide precipitates easily, which is not preferable.

【0027】また、本発明の亜鉛置換浴中には有機ホス
ホン酸を含むことが必要で、好ましい範囲は0.02〜
50g/Lである。
The zinc substitution bath of the present invention must contain an organic phosphonic acid, and the preferred range is 0.02
It is 50 g / L.

【0028】有機ホスホン酸の種類としては、1−ヒド
ロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸、アミノトリ
メチレンホスホン酸、エチレンジアミンテトラメチレン
ホスホン酸、及びジエチレントリアミンペンタメチレン
ホスホン酸等が使用でき、特に1−ヒドロキシエチリデ
ン−1,1−ジホスホン酸がコスト面から好ましい。
As the type of organic phosphonic acid, 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid, aminotrimethylenephosphonic acid, ethylenediaminetetramethylenephosphonic acid, diethylenetriaminepentamethylenephosphonic acid and the like can be used, and particularly 1-hydroxy Ethylidene-1,1-diphosphonic acid is preferable in terms of cost.

【0029】これらは、使用する浴にナトリウム塩又は
カリウム塩の形で添加することにより亜鉛置換浴調製時
の発熱を抑えることができる。
By adding these to the bath used in the form of sodium salt or potassium salt, the heat generation during the preparation of the zinc substitution bath can be suppressed.

【0030】有機ホスホン酸の濃度が0.02g/L未
満ではめっき密着性が充分でなく、50g/Lを超える
場合にはすすぎ性、経済性に問題が生じるため好ましく
なく、より好ましい範囲は0.2〜20g/Lである。
When the concentration of the organic phosphonic acid is less than 0.02 g / L, the plating adhesion is not sufficient, and when it exceeds 50 g / L, there is a problem in rinsability and economical efficiency, which is not preferable, and a more preferable range is 0. 2 to 20 g / L.

【0031】浴中にはアルカリ金属の水酸化物が含まれ
ることが必要で、その濃度は5〜200g/Lであるこ
とが好ましい。これらの成分が好ましい範囲にある場
合、浴のpHは11〜14となる。pHを適正な範囲に
調整するためには水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等
のアルカリ金属水酸化物が適しているが、このうち水酸
化ナトリウムが最も経済性が高い。pHが10以下では
酸化皮膜の溶解作用が充分でなくエッチングが不均一と
なるので密着性が低下するため好ましくない。
It is necessary that the bath contains an alkali metal hydroxide, and the concentration thereof is preferably 5 to 200 g / L. When these components are in the preferred range, the pH of the bath will be 11-14. Alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide are suitable for adjusting the pH to an appropriate range, but of these, sodium hydroxide is the most economical. When the pH is 10 or less, the dissolution effect of the oxide film is not sufficient and the etching becomes nonuniform, so that the adhesiveness is deteriorated, which is not preferable.

【0032】有機カルボン酸としてはグルコン酸、酒石
酸、クエン酸、コハク酸、及びリンゴ酸又はこれらのナ
トリウム塩、カリウム塩が適しており、これらの中では
グルコン酸、酒石酸、クエン酸のナトリウム塩、カリウ
ム塩が特に適している。有機カルボン酸の濃度は0.5
〜50g/Lが好ましい。
Suitable organic carboxylic acids are gluconic acid, tartaric acid, citric acid, succinic acid, and malic acid, or their sodium salts and potassium salts. Among these, gluconic acid, tartaric acid, and sodium salts of citric acid, The potassium salt is particularly suitable. The concentration of organic carboxylic acid is 0.5
~ 50 g / L is preferred.

【0033】上記必須成分の他に、本発明の亜鉛置換浴
にはアルミニウム合金素材の種類によっては、さらにコ
バルト、ニッケル、銅の金属塩、錯化剤としてフッ化ナ
トリウム等の可溶性フッ化物やポリリン酸塩、EDTA
等を添加して効果をあげることも可能である。
In addition to the above essential components, depending on the type of aluminum alloy material, the zinc displacement bath of the present invention may further contain metal salts of cobalt, nickel and copper, soluble fluorides such as sodium fluoride as a complexing agent, and polyphosphorus. Acid salt, EDTA
It is also possible to improve the effect by adding such as.

【0034】また、処理条件としては20〜40℃が好
ましい温度範囲で、10秒〜2分の処理時間で浸漬する
のが適している。
Further, as the treatment condition, it is suitable to immerse in a preferable temperature range of 20 to 40 ° C. for a treatment time of 10 seconds to 2 minutes.

【0035】[0035]

【作用】本発明のアルミニウム合金用亜鉛置換処理浴中
に含まれる有機ホスホン酸又はその塩は、スレッシュホ
ールド効果により金属イオンと等モル未満の低濃度でも
アルカリ性領域において鉄イオン及び亜鉛イオンを安定
に保持することが可能であるとともに、アルミニウム等
の金属酸化物を速やかに溶解し、かつ析出する結晶を緻
密化する他の化合物に見られない特異的な性質を有して
いる。
The organic phosphonic acid or its salt contained in the zinc displacement treatment bath for aluminum alloys of the present invention stabilizes iron ions and zinc ions in the alkaline region even at a low concentration of less than equimolar to metal ions due to the threshold effect. In addition to being capable of holding, it has a unique property not found in other compounds that rapidly dissolves metal oxides such as aluminum and densifies the precipitated crystals.

【0036】このため、本発明の亜鉛置換浴で処理した
場合、アルミニウム合金素材表面の酸化皮膜が充分に除
去されて均一なエッチングが行われた後に緻密な亜鉛合
金皮膜が析出するため、1回の置換処理でも充分な密着
性が得られるのである。これは有機ホスホン酸又はその
塩の使用によってはじめて達成される効果である。
Therefore, when the zinc substitution bath of the present invention is used for treatment, the oxide film on the surface of the aluminum alloy material is sufficiently removed and uniform etching is performed, and thereafter a dense zinc alloy film is deposited. Sufficient adhesion can be obtained even by the substitution treatment of. This is the effect achieved only by using the organic phosphonic acid or its salt.

【0037】なお、有機カルボン酸を単独で使用しても
このような密着性向上効果は得られないが、鉄イオンの
キレート効果により、有機ホスホン酸と同時に添加する
場合のみに密着性がより向上すると考えられる。
Even if an organic carboxylic acid is used alone, such an effect of improving the adhesiveness cannot be obtained, but due to the chelating effect of iron ions, the adhesiveness is further improved only when it is added together with the organic phosphonic acid. It is thought that.

【0038】[0038]

【実施例】以下にいくつかの実施例を比較例とともに挙
げ、本発明の内容をより具体的に説明する。
EXAMPLES The contents of the present invention will be described more specifically below with reference to some examples together with comparative examples.

【0039】〔供試アルミニウム合金材)試験に使用し
たアルミニウム合金の種類を表1に示した。また、縦5
0mm、横30mm、厚さ2〜5mmのアルミニウム合
金板を使用した。
[Sample Aluminum Alloy Material] Table 1 shows the types of aluminum alloys used in the test. Also, vertical 5
An aluminum alloy plate having a thickness of 0 mm, a width of 30 mm, and a thickness of 2 to 5 mm was used.

【0040】〔使用亜鉛イオン〕置換浴中で使用した亜
鉛イオンは、酸化亜鉛(試薬1級)である。 〔使用鉄イオン〕置換浴中で使用した鉄イオンは硫酸第
二鉄(試薬1級)である。 〔使用アルカリ金属の水酸化物〕置換浴中で使用したア
ルカリ金属の水酸化物は、水酸化ナトリウム(試薬1
級、純度93%)である。
[Zinc Ion Used] The zinc ion used in the displacement bath is zinc oxide (first-grade reagent). [Iron ion used] The iron ion used in the displacement bath is ferric sulfate (first-grade reagent). [Used alkali metal hydroxide] The alkali metal hydroxide used in the displacement bath is sodium hydroxide (reagent 1
Grade, purity 93%).

【0041】〔使用有機ホスホン酸〕置換浴中で使用し
た有機ホスホン酸の種類を表2に示した。なお、表2に
示した有機ホスホン酸は(a)〜(d)それぞれ日本モ
ンサント(株)製の登録商標ディクエスト2010、2
000、2041及び2066である。
[Organic Phosphonic Acid Used] Table 2 shows the kinds of organic phosphonic acid used in the displacement bath. In addition, the organic phosphonic acids shown in Table 2 are (a) to (d) registered trademarks Dequest 2010 and 2 manufactured by Nippon Monsanto Co., Ltd., respectively.
000, 2041 and 2066.

【0042】〔使用有機カルボン酸〕置換浴中で使用し
た有機カルボン酸の種類を表3に示した。薬品は、和光
純薬(株)製の試薬1級品を使用した。
[Organic carboxylic acid used] Table 3 shows the types of organic carboxylic acid used in the displacement bath. As the chemical, a first-grade reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was used.

【0043】〔亜鉛置換処理後のエッチング性の評価方
法〕亜鉛置換処理した後の試験片を、40%硝酸で皮膜
を溶解した後、電子顕微鏡を使用して、素材表面が均一
にエッチングされているかどうかを確認し、エッチング
されていない部位が残っているものを不均一、全面がエ
ッチングされているものを均一と判定した。
[Evaluation Method of Etching Property after Zinc Substitution Treatment] After the coating of the test piece after the zinc substitution treatment was dissolved with 40% nitric acid, the material surface was uniformly etched using an electron microscope. It was confirmed whether or not there was a non-etched portion remained, and that where the entire surface was etched was determined to be uniform.

【0044】〔めっき後の皮膜密着性の評価方法〕めっ
き後の皮膜密着性は、試験片を中央からシャーリング切
断したのち、カッターナイフの刃を皮膜−素材間に差し
込んで強制剥離し、この際の剥離し易さから以下の基準
により判定した。 評点 密着性 良↑ 5: 強い力を加えるとアルミ素地とともに剥離 4: 力を加えると一部がめっき−素地界面から剥離 3: 力を加えるとめっき−素地界面から剥離 2: 素地−めっき皮膜界面から容易に剥離 劣↓ 1: 切断により自然剥離
[Evaluation Method of Film Adhesion After Plating] The film adhesion after plating is determined by shearing the test piece from the center, then inserting the blade of a cutter knife between the film and the material, and forcibly peeling it. The following criteria were used to judge the ease of peeling. Rating Good adhesion ↑ 5: Peeling off with aluminum base when strong force is applied 4: Part is peeled off from plating-base interface when force is applied 3: Peeling from plating-base interface when force is applied 2: Base-plating film interface Easy to peel off from poor ↓ 1: Natural peeling by cutting

【0045】実施例1〜12 前記したアルミニウム供試材をアルミニウム用アルカリ
脱脂液(登録商標:ファインクリーナー315、日本パ
ーカライジング(株)製)で70℃×2分間浸漬脱脂し
た後水洗し、さらに30%硝酸に30秒間浸漬したのち
30秒間水洗したものを亜鉛置換浴で浸漬による亜鉛置
換処理をした。亜鉛置換浴での亜鉛置換処理は、前記し
た亜鉛イオン、鉄イオン、アルカリ金属の水酸化物、有
機ホスホン酸及び有機カルボン酸(実施例1〜2では有
機カルボン酸は使用せず)を用いて、浴温度30℃で、
処理時間30秒で行った。なお、各実施例の浴中での素
材種、浴中亜鉛イオン、浴中鉄イオン、有機ホスホン
酸、有機カルボン酸、水酸化ナトリウムの各量について
は表4に示した。亜鉛置換処理した試験片についてエッ
チング性の評価を行った。
Examples 1 to 12 The above-mentioned aluminum test materials were immersed and degreased in an alkaline degreasing liquid for aluminum (registered trademark: Fine Cleaner 315, manufactured by Nippon Parkerizing Co., Ltd.) at 70 ° C. for 2 minutes and then washed with water, and further 30 % Immersion in nitric acid for 30 seconds and then washed with water for 30 seconds were subjected to zinc replacement treatment by immersion in a zinc replacement bath. The zinc substitution treatment in the zinc substitution bath is carried out by using the above-mentioned zinc ions, iron ions, alkali metal hydroxides, organic phosphonic acids and organic carboxylic acids (no organic carboxylic acid is used in Examples 1 and 2). , At a bath temperature of 30 ° C,
The processing time was 30 seconds. Table 4 shows the kinds of materials in the bath, the zinc ion in the bath, the iron ion in the bath, the organic phosphonic acid, the organic carboxylic acid, and the sodium hydroxide in each example. The etching property of the test piece subjected to the zinc substitution treatment was evaluated.

【0046】めっきの密着性試験用試料は、亜鉛置換処
理を行ったのち、直ちに水洗してからニッケル/リン合
金電気めっきを行った。めっき皮膜の種類としてニッケ
ル/リン合金めっきを選択した理由は、このめっきはニ
ッケルめっきに比較して展性が少なく良好な下地処理を
行わないと密着性が確保できないためである。ニッケル
/リン合金電気めっきとしては、スルファミン酸ニッケ
ル浴に次亜りん酸を添加した浴を使用し、浴温度57
℃、電流密度10A/dm2で14分間めっきを行っ
た。めっき後の試験片について皮膜密着性の評価を行っ
た。エッチング性及び皮膜密着性の評価試験結果を表4
に示した。
The plating adhesion test sample was subjected to zinc substitution treatment, immediately washed with water, and then subjected to nickel / phosphorus alloy electroplating. The reason why nickel / phosphorus alloy plating is selected as the type of plating film is that this plating has less malleability than nickel plating and adhesion cannot be secured unless a good surface treatment is performed. For nickel / phosphorus alloy electroplating, a bath in which hypophosphorous acid is added to a nickel sulfamate bath is used, and the bath temperature is 57
Plating was performed for 14 minutes at a temperature of 10 ° C. and a current density of 10 A / dm 2 . The coating adhesion of the test pieces after plating was evaluated. Table 4 shows the evaluation test results of etching property and film adhesion.
It was shown to.

【0047】比較例1 鉄イオンを使用せず、表5に示した素材種、浴中亜鉛イ
オン量、有機ホスホン酸量及び水酸化ナトリウム濃度で
あることを除いては実施例1と同様に処理を行った。エ
ッチング性及び皮膜密着性の評価試験結果を表5に併記
した。
Comparative Example 1 Treatment was carried out in the same manner as in Example 1 except that iron ions were not used and the raw material species, the amount of zinc ions in the bath, the amount of organic phosphonic acid and the concentration of sodium hydroxide shown in Table 5 were used. I went. The evaluation test results of the etching property and the film adhesion are also shown in Table 5.

【0048】比較例2 浴中亜鉛イオン量0.2g/L及び浴中鉄イオン量が
0.05g/Lと極めて少なく、有機ホスホン酸量が表
5に示す量であることを除いては実施例1と同様に処理
を行った。エッチング性及び皮膜密着性の評価試験結果
を表5に併記した。
Comparative Example 2 Except that the amount of zinc ions in the bath was 0.2 g / L and the amount of iron ions in the bath was 0.05 g / L, which was extremely small, and the amount of organic phosphonic acid was the amount shown in Table 5. The treatment was carried out as in Example 1. The evaluation test results of the etching property and the film adhesion are also shown in Table 5.

【0049】比較例3 有機ホスホン酸を使用せず、有機カルボン酸を使用して
表5の素材種、浴中亜鉛イオン量、浴中鉄イオン量及び
有機カルボン酸量であることを除いては実施例1と同様
に処理を行った。エッチング性及び皮膜密着性の評価試
験結果を表5に併記した。
Comparative Example 3 Except that the organic carboxylic acid was used and the organic carboxylic acid was used, the material types shown in Table 5, zinc ion content in the bath, iron ion content in the bath, and organic carboxylic acid content were used. The same treatment as in Example 1 was carried out. The evaluation test results of the etching property and the film adhesion are also shown in Table 5.

【0050】実施例1〜12及び比較例1〜3から次の
ことが言える。 実施例1〜12については、エッチング性は均一であ
り、かつ皮膜密着性については良好である。 実施例1〜2は有機ホスホン酸のみ使用されており、
また実施例3〜12は有機ホスホン酸と有機カルボン酸
の両方が使用されているが、皮膜密着性は、実施例1〜
2よりも実施例3〜12の方が若干良くなっている。こ
れは、有機カルボン酸の併用効果によるものと推察され
る。 鉄イオンを使用しなかった比較例1は、エッチング性
が不均一で、皮膜密着性が劣る。 浴中亜鉛イオンの量が極めて少ない比較例2もエッチ
ング性が不均一で皮膜密着性が劣る。 有機ホスホン酸を使用せず、有機カルボン酸のみを使
用した比較例3は、エッチング性が不均一で、皮膜密着
性が劣る。これは、有機ホスホン酸を使用せず、有機カ
ルボン酸のみの使用では効果がないことを示している。
The following can be said from Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 3. In Examples 1 to 12, the etching property is uniform and the film adhesion is good. Examples 1-2 use only organic phosphonic acid,
Further, in Examples 3 to 12, both organic phosphonic acid and organic carboxylic acid are used, but the film adhesion is
Examples 3 to 12 are slightly better than Example 2. It is speculated that this is due to the combined effect of the organic carboxylic acids. In Comparative Example 1 in which iron ions were not used, the etching property was non-uniform and the film adhesion was poor. Comparative Example 2 in which the amount of zinc ions in the bath is extremely small also has non-uniform etching properties and poor film adhesion. Comparative Example 3, which does not use the organic phosphonic acid but uses only the organic carboxylic acid, has non-uniform etching properties and poor film adhesion. This indicates that the use of the organic carboxylic acid alone without the use of the organic phosphonic acid has no effect.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上で説明したように、本発明のアルミ
ニウム合金用亜鉛置換処理浴を用いれば、Si等の合金
成分を含む不均質なアルミニウム合金材料においても1
回のみの置換処理で実用上十分なめっき密着性を得るこ
とが可能で、広い範囲のアルミニウム合金種にも対応が
可能となる。このためアルミニウム合金材料のめっき現
場において工程の短縮、めっき品質の向上および安定化
に効果を発揮することができる。
As described above, by using the zinc substitution treatment bath for aluminum alloy of the present invention, even in the case of heterogeneous aluminum alloy material containing alloy components such as Si,
It is possible to obtain practically sufficient plating adhesion by a replacement treatment only once, and it is possible to support a wide range of aluminum alloy species. Therefore, it is possible to exert the effect of shortening the process, improving the plating quality and stabilizing the plating at the site of plating the aluminum alloy material.

【0052】[0052]

【表1】 [Table 1]

【0053】[0053]

【表2】 [Table 2]

【0054】[0054]

【表3】 [Table 3]

【0055】[0055]

【表4】 [Table 4]

【0056】[0056]

【表5】 [Table 5]

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 亜鉛イオン、鉄イオン、アルカリ金属の
水酸化物、及び有機ホスホン酸又はその塩を含むことを
特徴とするアルミニウム合金用亜鉛置換処理浴。
1. A zinc substitution treatment bath for an aluminum alloy, which contains zinc ions, iron ions, a hydroxide of an alkali metal, and an organic phosphonic acid or a salt thereof.
【請求項2】 前記処理浴に更に有機カルボン酸又はそ
の塩を含むことを特徴とする請求項1に記載のアルミニ
ウム合金用亜鉛置換処理浴。
2. The zinc replacement treatment bath for an aluminum alloy according to claim 1, wherein the treatment bath further contains an organic carboxylic acid or a salt thereof.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007521390A (en) * 2003-06-26 2007-08-02 アトテック・ドイチュラント・ゲーエムベーハー Aqueous and acidic immersion plating solution and method for plating on aluminum or aluminum alloy
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JP6452912B1 (en) * 2017-03-31 2019-01-16 古河電気工業株式会社 Plated wire rod and its manufacturing method, and cable, electric wire, coil and spring member formed using the same

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