專利名稱：對鋁系金屬品的防腐方法與采用該法制得的鋁系金屬防腐品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對鋁或鋁合金制的鋁系金屬品的防腐方法與采用該法制得的鋁系金屬防腐品。
背景技術(shù)：
例如，汽車領(lǐng)域為了使燃料費低(提高環(huán)境性能)而進行輕量化。作為輕量化的方法，將構(gòu)成汽車的懸架臂、推進器、發(fā)動機、發(fā)動機支架、車體外板等使用的金屬材料由鐵改成鋁或鋁合金。
在這種狀況下，對鋁與鋁合金為了防腐，最初采用鉻酸鹽處理等的化學處理(表面處理)進行形成化學被膜。這種鉻酸鹽處理使用的處理劑含有對人體和環(huán)境造成不良影響的6價鉻，這已成為問題。
因此，最近存在控制6價鉻使用的傾向，本申請人提出了替代鉻酸鹽處理的方法已申請了專利(參照專利文獻1)。該方法對鋁或鋁合金制的鋁系金屬品，進行使用酸、堿或氟化物的蝕刻后，采用使用堿金屬磷酸鹽的化學處理形成化學被膜。
專利文獻1特開2001-47515號公報發(fā)明內(nèi)容然而，以往的化學被膜顏色淡乃至無色透明，很難確認是否進行了化學處理(形成被膜)，在這方面生產(chǎn)管理上仍有改善的余地。
本發(fā)明是鑒于上述狀況而完成的研究，其目的在于提供容易地確認有無化學被膜的對鋁系金屬品的防腐方法與采用該法制得的鋁系金屬防腐品。
為了達到上述目的，本發(fā)明第1個要點是對鋁系金屬品的防腐方法，其特征在于是通過在鋁或鋁合金制的鋁系金屬品的表面形成化學被膜，防止上述鋁系金屬品腐蝕的方法，通過使下述(A)的處理劑與上述鋁系金屬品的表面接觸，在其鋁系金屬品的表面形成下述(B)的化學被膜。
(A)硫酸鋅水溶液、氟化銨水溶液與鉬酸鈉水溶液混合的處理劑。
(B)含有氟化鋅、鉬與氟化鋁的化學被膜。
另外，本發(fā)明第二個要點是鋁系金屬防腐品，其特征在于是采用上述對鋁系金屬品的防腐方法制得的鋁系金屬防腐品，在鋁或鋁合金制的鋁系金屬品的表面形成上述(B)的化學被膜。
本發(fā)明人為了容易地確認鋁系金屬品的表面是否形成化學被膜，對新的化學被膜的形成方法反復進行了研究。結(jié)果查明使上述處理劑(A)與鋁系金屬品的表面接觸時形成上述化學被膜(B)，得到充分的防腐蝕性。而且，發(fā)現(xiàn)該化學被膜(B)成為有色的被膜，容易確認有無被膜，從而完成了本發(fā)明。
本發(fā)明對鋁系金屬品的防腐方法，通過使上述處理劑(A)與鋁系金屬品的表面接觸，形成有色的化學被膜(B)，故可以容易地確認有無該化學被膜(B)。
尤其是上述處理劑(A)，將下述(a)的硫酸鋅水溶液和下述(b)的氟化銨水溶液與下述(c)的鉬酸鈉水溶液按相互的質(zhì)量比7/3/2的比例進行混合的場合，可使用各水溶液高效率地反應。而且，所形成的上述化學被膜(B)中，來自氟化鋅的鋅、鉬與來自氟化鋁的鋁的含量比，按質(zhì)量基準成為鋅/鉬/鋁＝5/4/1，從粘合性與防腐蝕性的觀點考慮可以使該化學被膜(B)成為最佳的被膜。
(a)含有硫酸鋅7水合物15重量％的水溶液。
(b)含有氟化銨10重量％的水溶液。
(c)含有鉬酸鈉2水合物5重量％的水溶液。
另外，上述處理劑(A)中，上述(a)、(b)、(c)的質(zhì)量比7/3/2是上述(a)35-175g，上述(b)15-45g，上述(c)10-50g的場合，上述化學被膜(B)的形成性良好，成為利用該化學被膜(B)的防腐性和化學被膜的粘合性好的材料。
此外，上述處理劑(A)的溫度是45-65℃的范圍內(nèi)，上述鋁系金屬品的表面與處理劑(A)的接觸時間是1-10分鐘范圍內(nèi)的場合，化學被膜(B)的形成性更好。
并且，本發(fā)明的鋁系金屬防腐品，由于采用對上述鋁系金屬品的防腐方法得到，在鋁系金屬品的表面形成有色的上述化學被膜(B)，故可以容易地確認有無該化學被膜(B)。
尤其是，上述化學被膜(B)中來自氟化鋅的鋅、鉬與來自氟化鋁的鋁的含量比，按質(zhì)量基準鋅/鉬/鋁＝5/4/1的場合，該化學被膜(B)成為粘合性好的被膜，鋁系金屬防腐品成為防腐蝕性好的金屬品。
具體實施例方式
以下對本發(fā)明進行詳細說明本發(fā)明的對鋁系金屬品的防腐方法，是通過使下述詳細敘述的本發(fā)明所述的處理劑與鋁或鋁合金制的鋁系金屬品的表面接觸，形成下面詳述的本發(fā)明所述的化學被膜，對上述鋁系金屬品進行防腐的方法。并且，該化學被膜成為黃色乃至黃金色等的有色被膜，利用該顏色可容易地確認有無形成化學被膜。
更詳細地講，上述處理劑為硫酸鋅水溶液、氟化銨水溶液與鉬酸鈉水溶液混合的混合液。該處理劑(混合液)的制備按以下所述進行。即，從化學被膜的形成的觀點考慮。作為硫酸鋅水溶液使用含有硫酸鋅7水合物15重量％的水溶液(a)，作為氟化銨水溶液使用含有氟化銨10重量％的水溶液(b)，作為鉬酸鈉水溶液使用含有鉬酸鈉2水合物5重量％的水溶液(c)。并且把這種特定濃度范圍的各水溶液按質(zhì)量比，以(a)/(b)/(c)＝7/3/2的比例混合進行制備。
通過使用這樣的處理劑所形成的化學被膜，成為含有氟化鋅、鉬與氟化鋁的被膜，來自氟化鋅的鋅、鉬與來自氟化鋁(氟化銨與鋁系金屬品的鋁反應生成)的鋁的含量比，按質(zhì)量基準成為鋅/鉬/鋁＝5/4/1乃至與此接近的比(4-6/3-6/0.5-2)。再者，化學被膜的組成(含量比)可以采用ICP(Inductively Coupled Plasma電感耦合高頻等離子體)發(fā)光分析法進行確認。
若對上述處理劑制備的具體例進行說明，則處理劑，通過使硫酸鋅水溶液(含有硫酸鋅7水合物15重量％的水溶液)在35～175g(作為溶質(zhì)的硫酸鋅7水合物5.25-26.25g)的范圍內(nèi)，使氟化銨水溶液(含有氟化銨10重量％的水溶液)在15-45g(作為溶質(zhì)的氟化銨1.5-4.5g)的范圍內(nèi)，使鉬酸鈉水溶液(含有鉬酸鈉2水合物5重量％的水溶液)在10-50g(作為溶質(zhì)的鉬酸鈉2水合物0.5-2.5g)的范圍內(nèi)進行混合制得，由此，上述各水溶液的質(zhì)量比成為7/3/2。此外，從使化學被膜的形成性更好的觀點考慮，優(yōu)選將上述處理劑的溫度設(shè)定在45-65℃的范圍內(nèi)。
另外，上述鋁系金屬品的表面與處理劑的接觸，通過采用把鋁系金屬品浸漬在處理劑中的方法進行，但也可以使用噴霧等把處理劑涂布或噴在鋁系金屬品的表面。此時，從使化學形成被膜進一步更好的觀點考慮，優(yōu)選在上述優(yōu)選的處理劑的溫度(45-65℃)下將采用浸漬等的接觸時間設(shè)定在1-10分鐘的范圍內(nèi)。
此外，采用上述浸漬等在鋁系金屬品的表面形成化學被膜，然后根據(jù)需要進行水洗、熱水洗、干燥等。
另外，鋁系金屬品的表面，通常形成氧化膜，使用以往的堿金屬磷酸鹽等的化學處理時，在該化學處理前必須先通過進行蝕刻除去上述氧化膜，而本發(fā)明由于在上述化學被膜中含有氟化銨，能蝕刻鋁的氧化膜，故鋁系金屬品表面的氧化膜被上述處理劑溶解。因此可以省去以往的蝕刻工序。但根據(jù)需要也可以進行蝕刻。
這樣地形成的化學被膜，如上述成為黃色乃至黃金色等的有色被膜，可以一目了然地確認有無被膜。因此，在制造上述鋁系金屬防腐品的工序中，可以容易地確認有無化學被膜的形成，生產(chǎn)管理的效率提高。
再者，作為上述鋁系金屬品材料的鋁或鋁合金沒有特殊限定?？膳e出1000號系～7000號系，AC系，ADC系等所有的鋁系金屬。另外，在這種鋁系金屬品的表面形成上述化學被膜的鋁系金屬防腐品也沒有特殊限定，可以在發(fā)動機支架等的汽車部件，照相機殼體等的電氣部件、鋁窗框等的建筑用構(gòu)件，桌子等的辦公用品等的各種領(lǐng)域中使用。
以下，對實施例與以往例一起進行說明。但本發(fā)明不限定于實施例。
實施例1[鋁系金屬品]準備鋁合金A 6063制的板材(25mm×60mm×3mm(厚度))。
將含有硫酸鋅7水合物15重量％的水溶液35.0g，含有氟化銨10重量％的水溶液15.0g，含有鉬酸鈉2水合物5重量％的水溶液10.0g混合，通過將得到的混合液稀釋成硫酸鋅7水合物5.25g/l，氟化銨1.5g/l，鉬酸鈉0.5g/l，制得化學被膜形成用的處理劑。
(化學被膜形成)通過將上述處理劑設(shè)定在75℃，將上述鋁系金屬品在該處理劑中浸漬20分鐘，在該鋁系金屬品的表面形成化學被膜。然后，從處理劑中取出，順序地進行水洗，熱水洗與干燥。由此，制得鋁系金屬防腐品。
實施例2[處理劑]將含有硫酸鋅7水合物15重量％的水溶液52.5g，含有氟化銨10重量％的水溶液22.5g，含有鉬酸鈉2水合物5重量％的水溶液15.0g混合，通過將得到的混合稀釋成為硫酸鋅7水合物7.875g/l，氟化銨2.25g/l，鉬酸鈉0.75g/l，制得化學被膜形成用的處理劑。
通過把上述處理劑設(shè)定在65℃，將上述鋁系金屬品在該處理劑中浸漬10分鐘，在該鋁系金屬品的表面形成化學被膜。然后，從處理劑中取出，順序地進行水洗，熱水洗與干燥，由此，制得鋁系金屬防腐品。
實施例3[處理劑]
將含有硫酸鋅7水合物15重量％的水溶液70.0g，含有氟化銨10重量％的水溶液30.0g，含有鉬酸鈉2水合物5重量％的水溶液20.0g混合，通過把得到混合液稀釋成硫酸鋅7水合物10.5g/l，氟化銨3.0g/l，鉬酸鈉1.0g/l，制得化學被膜形成用的處理劑。
通過把上述處理劑設(shè)定在55℃，把上述鋁系金屬品在該處理劑中浸漬5分鐘，在該鋁系金屬品的表面形成化學被膜。然后，從處理劑中取出，順序地進行水洗，熱水洗與干燥。由此，制得鋁系金屬防腐品。
實施例4[處理劑]把含有硫酸鋅7水合物15重量％的水溶液87.5g，含有氟化銨10重量％的水溶液37.5g，含有鉬酸鈉2水合物5重量％的水溶液25.0g混合，將得到混合液稀釋成硫酸鋅7水合物13.125g/l，氟化銨3.75g/l，鉬酸鈉1.25g/l，制得化學被膜形成用的處理劑。
通過把上述處理劑設(shè)定在45℃，把上述鋁系金屬品在該處理劑中浸漬1分鐘。在該鋁系金屬品的表面形成化學被膜。然后，從處理劑中取出，順序地進行水洗，熱水洗與干燥。由此，制得鋁系金屬防腐品。
實施例5[處理劑]把含有硫酸鋅7水合物15重量％的水溶液105.0g，含有氟化銨10重量％的水溶液45.0g，含有鉬酸鈉2水合物5重量％的水溶液30.0g混合，通過把得到的混合液稀釋成硫酸鋅7水合物15.75g/l，氟化銨4.5g/l，鉬酸鈉1.5g/l，制得化學被膜形成用的處理劑。
通過把上述處理劑設(shè)定在35℃，把上述鋁系金屬品在該處理劑中浸漬30秒(0.5分鐘)，在該鋁系金屬品的表面形成化學被膜。然后，從處理劑中取出。順序地進行水洗，熱水洗與干燥。由此，制得鋁系金屬防腐品。
實施例6[處理劑]把含有硫酸鋅7水合物15重量％的水溶液175.0g，含有氟化銨10重量％的水溶液45.0g，含有鉬酸鈉2水合物5重量％的水溶液50.0g混合，通過把混合液稀釋成硫酸鋅7水合物26.25g/l，氟化銨4.5g/l，鉬酸鈉2.5g/l，制得化學被膜形成用的處理劑。
通過把上述處理劑設(shè)定在35℃，將上述鋁系金屬品在該處理劑中浸漬30秒鐘(0.5分鐘)，在該鋁系金屬品的表面形成化學被膜。然后，從處理劑中取出，順序地進行水洗，熱水洗和干燥。由此，制得鋁系金屬防腐品。
如下述蝕刻后，使用堿金屬磷酸鹽進行化學被膜形成。
用水將酸性蝕刻劑JCB-7030(日本シ一·ビ一化學品公司制)稀釋成200g/l，把上述鋁系金屬品浸漬在該蝕刻劑中(60℃×5分鐘)。
用水把磷酸二氫鈉鹽為主要成分的化學粘合劑-5701(日本シ一·ビ一化學品公司制)稀釋成120g/l，通過把上述蝕刻的鋁系金屬品浸漬在該處理劑中(60℃×5分鐘)，在該鋁系金屬品的表面形成化學被膜。然后，從處理劑中取出，順序地進行水洗，熱水洗與干燥。由此，制得鋁系金屬防腐品。
對這樣測得的實施例1-6，以往例1的各鋁系金屬防腐品目視確認有無化學被膜。結(jié)果，實施例1-6的鋁系金屬防腐品表面成黃色乃至黃金色，可一目了然確認已形成化學被膜，而以往例1的鋁系金屬防腐品表面是無色透明，不能目視確認化學被膜。因此，使用ICP發(fā)光分析裝置(OPTIMA 4300DV，PERKINELMER公司制)進行分析的結(jié)果，確認在以往例1的鋁系金屬防腐品的表面已形成化學被膜。而通過該ICP發(fā)光分析裝置的分析，確認實施例1-6的鋁系金屬防腐品表面形成的也是黃金色乃至黃色的化學被膜，分析了其組成(含量比)。把結(jié)果一起示于下述表1。
表1

*1單位g*2單位g/L
權(quán)利要求
1.對鋁系金屬品的防腐方法，其特征在于是通過在鋁或鋁合金制的鋁系金屬品的表面形成化學被膜而將上述鋁系金屬品進行防腐的方法，通過使下述(A)的處理劑與上述鋁系金屬品的表面接觸，在該鋁系金屬品的表面形成下述(B)的化學被膜，(A)硫酸鋅水溶液、氟化銨水溶液與鉬酸鈉水溶液混合的處理劑，(B)含有氟化鋅、鉬與氟化鋁的化學被膜。
2.權(quán)利要求1所述的對鋁系金屬品的防腐方法，其中上述處理劑(A)含有5.25-26.25g/l的硫酸鋅7水合物、1.5-4.5g/l的氟化銨、和0.5-2.5g/l的鉬酸鈉2水合物。
3.權(quán)利要求1所述的對鋁系金屬品的防腐方法，其中上述處理劑(A)是將下述(a)的硫酸鋅水溶液、下述(b)的氟化銨水溶液與下述(c)的鉬酸鈉水溶液按相互的質(zhì)量比7/3/2的比例進行混合而成，所形成的上述化學被膜(B)的來自氟化鋅的鋅、鉬與來自氟化鋁的鋁的含量比，按質(zhì)量基準為鋅/鉬/鋁＝5/4/1，(a)含有硫酸鋅7水合物15重量％的水溶液，(b)含有氟化銨10重量％的水溶液，(c)含有鉬酸鈉2水合物5重量％的水溶液。
4.權(quán)利要求3所述的對鋁系金屬品的防腐方法，其特征在于，上述處理劑中，上述(a)、(b)、(c)的質(zhì)量比7/3/2是上述(a)35-175g、上述(b)15-45g、上述(c)10-50g。
5.權(quán)利要求1所述的對鋁系金屬品的防腐方法，其特征在于上述處理劑(A)的溫度是45-65℃的范圍內(nèi)，上述鋁系金屬品的表面與處理劑(A)的接觸時間是1-10分鐘的范圍內(nèi)。
6.鋁系金屬防腐品，其特征在于是采用權(quán)利要求1所述的對鋁系金屬品的防腐方法制得的鋁系金屬防腐品，在鋁或鋁合金制的鋁系金屬品的表面形成下述(B)的化學被膜，(B)含有氟化鋅、鉬與氟化鋁的化學被膜。
7.權(quán)利要求6所述的鋁系金屬防腐品，其特征在于上述化學被膜(B)的來自氟化鋅的鋅、鉬與來自氟化鋁的鋁的含量比，按質(zhì)量基準為鋅/鉬/鋁＝5/4/1。
全文摘要
本發(fā)明提供可容易地確認有無化學被膜的，對鋁系金屬品的防腐方法與采用此法制得的鋁系金屬防腐品。通過使下述(A)的處理劑與鋁系金屬品的表面接觸，在該鋁系金屬品的表面形成下述(B)的化學被膜，制得鋁系金屬防腐品。(A)硫酸鋅水溶液、氟化銨水溶液與鉬酸鈉水溶液混合的處理劑。(B)含有氟化鋅、鉬與氟化銨的化學被膜。
文檔編號B32B15/02GK101041899SQ20071008840
公開日2007年9月26日 申請日期2007年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月22日
發(fā)明者遠山豐久, 杉浦隆典, 田口武彥 申請人:東海橡膠工業(yè)株式會社