JPH0885880A - アルミニウム合金のリン酸亜鉛処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 全面または部分的に研削部を有するＭｇ０．
３％以上を含むＡｌ−Ｍｇ系合金をリン酸亜鉛処理する
方法において、少なくとも研削部を無機酸または無機酸
を主成分とする溶液で洗浄したのちリン酸亜鉛処理す
る。 【効果】 研削面のリン酸塩化成処理性の劣化を抑制ま
たは防止して、塗装ムラをなくし、均一な塗装外観およ
び良好な耐食性を達成する。成形加工後に表面矯正のた
めの研削を行う自動車車体パネル用５０００系アルミニ
ウム合金板の塗装前処理に有効に適用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム合金のリ
ン酸亜鉛処理方法、詳しくは、全面または部分的に研削
部を有するＭｇ０．３％以上を含むＡｌ−Ｍｇ合金をリ
ン酸亜鉛処理する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車の軽量化を目的として、ア
ルミニウム合金板が自動車車体用パネル材に使用され始
めている。自動車車体パネル用アルミニウム合金板につ
いては、通常、プレス成形などの加工を行って所定形状
に成形したのち、塗装工程の前処理としてリン酸亜鉛処
理液による塗装下地処理が行われる。

【０００３】自動車車体パネル用アルミニウム合金とし
ては、例えば、０．３〜６％（wt％、以下同じ) のＭｇ
および少量のＣｕを必須成分として含有するＡｌ−Ｍｇ
系合金、２〜８％Ｍｇおよび少量のＺｎを必須合金成分
として含有するＡｌ−Ｍｇ合金など、５０００系アルミ
ニウム合金が多く使用されている。５０００系アルミニ
ウム合金は、自動車車体パネル用材として種々の優れた
特性をそなえているが、一般にＭｇＯに富んだ酸化皮膜
に覆われており、この酸化皮膜が化成皮膜生成を妨害す
るため、化成皮膜処理に先立ち予めこの酸化皮膜を除去
しておくことが提案されている。（特開平3-140498号）

【０００４】酸化皮膜除去は、一般にプレス前の切板ま
たはコイル状の素材の状態で実施される。その理由は、
プレス成形後に酸化皮膜を除去するためには、自動車組
み立てラインに酸化皮膜除去用の薬剤槽を設置しなけれ
ばならず、現状のように、一部の車種にのみ少量のアル
ミニウム合金が採用されている状況において、アルミニ
ウム専用の薬剤槽を設置することは採算が合わないから
である。

【０００５】酸化皮膜を除去した５０００系アルミニウ
ム合金を、プレス成形などの加工を行った後、プレス時
に発生したキズ等を除去するため、あるいは表面矯正の
ために研削する場合があるが、研削した後に化成処理
（リン酸亜鉛処理）を行った場合、研削部のリン酸塩化
成処理性が著しく劣化して、塗装後の外観ムラの発生の
原因となるとともに、耐食性を低下させるという問題点
がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、全面または
部分的に研削したＡｌ−Ｍｇ系合金をリン酸亜鉛処理す
る場合における上記従来の問題点を解消するためになさ
れたものであり、その目的は、Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウ
ム合金の研削部のリン酸塩処理性を劣化させないアルミ
ニウム合金のリン酸亜鉛処理方法を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明によるアルミニウム合金のリン酸亜鉛処理方
法は、全面または部分的に研削部を有するＭｇ０．３％
以上を含むＡｌ−Ｍｇ系合金をリン酸亜鉛処理する方法
において、少なくとも研削部を無機酸または無機酸を主
成分とする溶液で洗浄したのちリン酸亜鉛処理すること
を発明構成上の特徴とする。

【０００８】本発明は、Ｍｇ０．３％以上、とくにＭｇ
２％以上、さらにはＭｇ３．５％以上を含有し、選択的
にＣｕ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｔ
ｉ、Ｂｅなどの１種以上を添加した５０００系アルミニ
ウム合金に効果的に適用されるが、発明者らは、これら
のアルミニウム合金の研削部をリン酸亜鉛処理する研究
の過程において、上記の５０００系アルミニウム合金板
を研削した場合、合金板表面にＭｇＯ酸化皮膜が生成す
ると同時に、電気化学的不均質化も生じ易くなり、これ
が研削部表面のリン酸塩化成処理性を劣化させる原因と
なることを見出した。

【０００９】すなわち、Ａｌ−Ｍｇ系合金板の研削部に
生じたＭｇＯ表面酸化皮膜は、リン酸塩化成処理過程に
おける表面調整の効果を妨げ、研削部のリン酸塩皮膜の
生成が不完全となる。また、研削部の電位は、非研削部
（元板）に比べて卑になっている。これはカソード部
（非研削部）の面積減少（アノード部−研削部−の面積
増加）に起因するものと思われるが、化成処理液中にお
いて、卑（アノード的）な研削部から貴（カソード的
な）な非研削部に外部電流が流れる。

【００１０】アルミニウム合金において、リン酸塩皮膜
は、カソードにおいて生成するホパイト（Hopeite)結晶
であると考えられるから、この外部電流の発生がさらに
研削部のリン酸塩皮膜の生成を抑制するするとともに、
非研削部におけるリン酸塩皮膜の生成を促進する。その
結果、Ａｌ−Ｍｇ系合金板の表面には均質性に欠けるム
ラ状のリン酸塩皮膜が生じ、塗装塗膜の耐食性が劣化す
ることになる。本発明は上記の知見に基づいてなされた
もので、無機酸または無機酸を主成分とする溶液で洗浄
することにより、研削部の表面に形成させているＭｇＯ
酸化皮膜および電気化学的不均質層を除去し、均一なリ
ン酸塩皮膜を形成しようとするものである。

【００１１】本発明において使用される無機酸または無
機酸を主成分とする溶液としては、アルミニウムおよび
アルミニウム合金の酸による脱脂、洗浄処理において使
用されている硝酸、硫酸、クロム酸、フッ酸などの溶
液、これらの混合溶液、あるいはこれに界面活性剤など
を添加してなる溶液を、常温または加熱して適用するこ
とができる。洗浄後、水洗し、リン酸亜鉛処理を行う。
リン酸亜鉛処理は、例えば、リン酸亜鉛に亜硝酸塩や硝
酸塩などの酸化剤、フッ酸などを添加してなる通常のリ
ン酸亜鉛処理浴中で実施される。

【００１２】本発明においては、研削後、リン酸亜鉛処
理までの放置時間が長くなっても、無機酸または無機酸
を主成分とする溶液中での洗浄により、リン酸塩化成処
理性の改善効果が達成できる。研削が板材全面で行われ
た場合には、研削部を酸溶液に浸漬することにより洗浄
処理を行うのが一般的であるが、小面積の局部研削の場
合には、研削部に酸溶液をスプレーなどで適用するのが
便利であり、浸漬の場合と同様の洗浄効果が得られる。

【００１３】

【作用】本発明においては、成形加工後の表面矯正など
のために全面または部分的に研削したＡｌ−Ｍｇ系（50
00系）アルミニウム合金を、無機酸または無機酸を主成
分とする溶液中で洗浄処理することにより、酸が研削部
の表面に形成されているＭｇＯ酸化皮膜および電気化学
的不均質層を除去するから、研削前と同様のリン酸塩化
成処理性が回復し、アルミニウム合金材全面に均質性に
優れたリン酸塩皮膜が生成されるから、塗装後、均一な
塗装外観および良好な塗装後耐食性を得ることができ
る。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 実施例１ 予め熱なまし時に生じた加熱酸化皮膜を除去した5000系
アルミニウム合金板(Al-4.5 ％Mg-0.15 ％Mn-0.35 ％C
u) を全面研削し、研削直後のものと、研削後１週間を
経過したものを試験材とし、これらの試験材を、常温の
10％硝酸溶液中に時間を変えて浸漬した後、水洗し、市
販のリン酸亜鉛処理剤を使用して、液温43℃、化成処理
時間120sの条件でリン酸亜鉛処理を行った。酸洗浄時間
とリン酸塩皮膜の生成量との関係を図１に示す。

【００１５】図１に示されるように、非研削板材（元
板）に比べ、研削直後の板材のリン酸塩化成処理性は劣
っており、研削後１週間経過した板材では、リン酸塩処
理性がさらに劣化している。研削によってリン酸亜鉛処
理性が劣化する原因としては、元板の酸洗時に表面に
濃化したＣｕが除去される。研削によってＭｇＯが生
成する。等が考えられる。 しかしながら、酸洗浄時間
の増加とともにリン酸塩皮膜の生成量が増大し、とく
に、研削直後のものにおいては、酸洗浄時間60s 以上
で、研削前( 元板) のリン酸塩化成処理性に回復してい
る。

【００１６】実施例２ 実施例１と同一組成の5000系アルミニウム合金板を局部
的に研削し、研削直後のものと、研削後１週間を経過し
たものを試験材とし、これらの試験材の非研削部をマス
キングし研削部に、10％硝酸に少量のフッ酸を添加した
溶液を常温において時間を変えてスプレーで適用した
後、水洗し、実施例１と同一の市販のリン酸亜鉛処理材
を使用して、実施例１と同様の条件でリン酸亜鉛処理を
行った。研削部における酸洗浄時間とリン酸塩皮膜の生
成量との関係を、非研削部と比較して図２、図３に示
す。

【００１７】図２および図３にみられるように、酸洗浄
を行わなかった場合、非研削部のリン酸塩皮膜の生成量
が元板と比べて増加しているのに対し、研削部ではリン
酸塩化成処理性は劣化している。しかしながら、酸洗浄
時間の増加とともに、非研削部における過度の皮膜生成
が次第に減少し、一方研削部におけるリン酸塩皮膜の生
成量が増加して、酸洗浄時間が120sになると、非研削部
と研削部におけるリン酸塩皮膜生成量にほとんど差がな
くなり、両者にムラのない均一なリン酸塩皮膜が得られ
る。これは、酸洗浄によって研削部表面の酸化皮膜（Ｍ
ｇＯ）および電気化学的不均一層が除去されて表面調整
効果が向上するするとともに、研削部から非研削部へ流
れる電流が抑制されるからである。

【００１８】

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、５００
０系のＡｌ−Ｍｇ合金の研削部におけるリン酸塩化成処
理性の劣化を効果的に抑制ないし防止して、リン酸塩化
成処理性に起因する塗装ムラをなくし、均一な塗装外観
および塗装後の耐食性を確保することができる。とく
に、本発明は、５０００系アルミニウム合金を自動車車
体用パネル材として使用するに際し、プレス成形した後
に、表面矯正のために研削を行い、ついで塗装前処理と
してリン酸亜鉛処理する場合に有効に適用されることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】研削したＡｌ−Ｍｇ合金板における酸洗浄時間
とリン酸塩皮膜の生成量との関係を示すグラフである。

【図２】局部的に研削したＡｌ−Ｍｇ合金板の研削直後
の研削部と非研削部における酸洗浄時間とリン酸塩皮膜
の生成量との関係を示すグラフである。

【図３】局部的に研削したＡｌ−Ｍｇ合金板の研削後１
週間経過したものの研削部と非研削部における酸洗浄時
間とリン酸塩皮膜との生成量との関係を示すグラフであ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 全面または部分的に研削部を有するＭｇ
   ０．３％以上を含むＡｌ−Ｍｇ系合金をリン酸亜鉛処理
   する方法において、少なくとも研削部を無機酸または無
   機酸を主成分とする溶液で洗浄したのちリン酸亜鉛処理
   することを特徴とするアルミニウム合金のリン酸亜鉛処
   理方法。