金属用化学转换处理液及处理方法技术

一种金属材料用化学转换处理液，是含有成分（Ａ）、成分（Ｂ）、成分（Ｃ）、和成分（Ｄ），还含有成分（Ｅ）的处理液，所述成分（Ａ）包含至少１种水溶性三价铬化合物，所述成分（Ｂ）包含选自水溶性钛化合物和水溶性锆化合物中的至少１种，所述成分（Ｃ）包含至少１种水溶性硝酸盐化合物，所述成分（Ｄ）包含至少１种水溶性铝化合物，所述成分（Ｅ）包含至少１种以上的氟化合物，其特征在于，所述含水溶性三价铬化合物的成分（Ａ）的换算成金属铬后的含量（ＣＡ）为０．１～２０ｍｍｏｌ／Ｌ，所述含水溶性钛化合物和／或水溶性锆化合物的成分（Ｂ）的、换算成金属钛、金属锆后的合计含量（ＣＢ）是０．１～１０ｍｍｏｌ／Ｌ，所述含水溶性硝酸盐化合物的成分（Ｃ）的换算成阳离子后的含量（ＣＣ）是０．２～４０ｍｍｏｌ／Ｌ，水溶性铝化合物（Ｄ）的按铝计的含量（ＣＤ）为０．２～４０ｍｍｏｌ／Ｌ，所述含氟化合物的成分（Ｅ）的换算成氟后的含量（ＣＥ）满足下述式：　　　　（ＣＡ×２＋ＣＢ×４＋ＣＤ×２）≤ＣＥ≤（ＣＡ×４＋ＣＢ×７＋ＣＤ×４）其中所述式中，ＣＡ、ＣＢ、ＣＤ及ＣＥ按照上述那样定义，　　　　并且，该处理液的ｐＨ被控制在２．３～５．０的范围。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于对金属表面赋予优异的耐腐蚀性和涂膜粘附性的新型 的金属表面化学转换处理液及表面化学转换处理方法。本专利技术的化学转换 处理液不含有有害的六价铬，可对金属表面赋予高的耐腐蚀性。尤其是本 专利技术的化学转换处理液，可对由铝压铸(模铸)材料所代表的铝和铝合金 材料、及由锌压铸材料所代表的锌和锌合金材料、以及镀锌金属材料赋予高的耐腐蚀性。此外，处理液中淤渣(Sludge)(沉淀物)的发生少，环 境负担小。
技术介绍
以赋予金属用的耐腐蚀性、涂料粘附性为目的， 一直以来就使用着化 学转换处理。首先，对成为本专利技术优选的对象的铝系材料的化学转换处理 进行说明。 一般地，铝或铝合金材料用表面处理液可大致分成铬酸盐型和 非铬酸盐型。作为铬酸盐型处理液的代表性的例子可举出铬酸铬酸盐化学 转换处理液和磷酸铬酸盐化学转换处理液。首先对铬酸铬酸盐化学转换处理液进行说明。铬酸铬酸盐化学转换处 理液在1950年左右被实用化，现在也还广泛用于飞机材料、建筑材料、汽 车部件等的表面处理。该铬酸铬酸盐化学转换处理液是含有铬酸和作为反 应促进剂的氟化物来作为主要成分的，在金属表面上形成含有六价铬的化 学转换皮膜。另外，磷酸铬酸盐化学转换处理液是根据美国专利第2438877号(专 利文献1)所公开的专利技术得到的处理液，含有铬酸、磷酸及氢氟酸作为主 成分，在金属材料表面上形成以7K合的磷酸铬为主成分的化学转换皮膜。由于该化学转换皮膜中不含有六价铬，因此现在也广泛地用于饮料罐盖材 的涂装底涂处理等中。使用这样的铬酸盐型的表面处理液形成的化学转换皮膜，虽然有优异 的耐腐蚀性和涂膜粘附性，但是由于在处理液中含有有害的六价铬，因此 从环境上的问题考虑，希望使用完全不含有六价铬的处理液。不含有六价 铬的表面处理液、表面处理方法，可查到非常多的专利技术，但实际上能够工 业化的技术并不那么多。作为完全不含有铬的非铬酸盐型的表面处理液的代表性的专利技术，可举出特开昭52-131937号^^艮(专利文献2 )所z〉开的处理液。该表面处理液 是含有锆或钛或者它们的混合物和磷酸及氟化物，并且pH为约1.5~4.0的 酸性的水性涂布溶液。使用这种表面处理液处理金属材料表面时，在金属 表面上形成以锆或钛的氧化物为主成分的化学转换皮膜。这种非铬酸盐型 的表面处理液，具有不含有六价铬的优点，可实际地广泛用于在啤酒等々欠 ,上使用的铝DI罐的表面处理等。 一般地，是被称为锆系或钬系的无 铬的化学转换剂的范畴。特开昭57-41376号公报(专利文献3 )所公开的处理方法，是使用含 有钛盐或锆盐中的l种或2种以上、咪唑衍生物中的l种或2种以上、和 硝酸、过氧化氢、高锰酸钾等氧化剂的水溶液，对镁及其合金的表面进行 表面处理的方法。氧化剂是促进钬、锆的析出的。上述处理方法属于被称 为锆系或钛系的无铬的化学转换剂的改良技术的范畴。作为非铬酸盐型处理液，还可举出以下的专利公才艮所^Hf的处理液。 特开昭56-136978号公报(专利文献4 )公开了 一种化学转换处理液，其特 征在于，由含有钒化合物、和选自钛盐、锆盐及锌盐中的至少l种化合物 的水溶液构成。上述处理液是使锆和钛系复合了钒的处理液。特开2000-19卯77 (专利文献5) 7〉开了一种金属表面处理液，其是含 有选自乙酰丙酮金属盐和水溶性无机钬化合物及水溶性无机锆化合物中的 至少1种化合物的酸性的处理液。该处理液是使用乙酸氧钒、乙酸锆、乙 酸锌等的处理液，上述处理液是使锆和钛系复合了乙酸金属盐的处理液。特开平5-5185号公报(专利文献6)，提出了一种铝的表面处理方法， 其特征在于，将含有选自钨酸根离子及钼酸根离子中的1种或2种离子 0.1 3.0g/L、六价铬离子0.5~4.0g/L、磷酸根离子5.0 30.0g/L及游离氟离 子0.05 2.0g/L的pH1.0 3.0的铬酸盐处理液加热到40 60°C，对表面洁净 的铝或铝合金的表面进行0.5~3秒钟的喷雾处理。属于被称为鴒系或钼系 的范畴。特开平11-36082号公报(专利文献7)提出了 一种轻金属或轻合金材 料用表面处理液，其特征在于，含有0.01~50g/L的高锰酸或其盐，和 0.01~20g/L的选自水溶性钛化合物和水溶性锆化合物中的至少1种化合物， 并且具有1.0~7.0的pH值。属于被称为锰-钛或锰-锆系的范畴。特开2004-232047号公报(专利文献8 )，叙述了 一种铝及铝合金用的 高耐腐蚀性无铬的化学转换皮膜处理剂，其特征在于，含有六氰酸根离子、 和选自Ti、 V、 Mn、 Fe、 Co、 Zr、 Mo及W中的1种以上的金属离子， 不含有铬离子。除了钴以外均是在前面所述的专利技术中举出的元素。请求保护的范围宽，相对于过去的专利技术，其新颖性少。特开2001-247977号公报(专利文献9 )，提出了 一种无铬的金属表面 处理组合物，其特征在于，通过对金属表面的表面处理而生成的皮膜，含 有多种的金属元素，至少一种的所述金属元素具有多个价数。实际上为一 种无铬的金属表面处理组合物，其特征在于，所述金属元素是Mg、 Al、 Ti、 V、 Mn、 Fe、 Co、 Ni、 Cu、 Zn、 Sr、 Nb、 Y、 Zr、 Mo、 In、 Sn、 Ta、 W中的至少二种以上。但是请求保护的范围过大，而且实际的处理方 法不明了，与过去的专利技术相比，新颖性少。可以认为是将过去的锆系、钛 系、钒系、鸽系、钼系、锰系扩大了的方案。另夕卜，WO03/074761A1 (专利文献IO),提出了一种铝、铝合金、镁 或镁合金的表面处理用组合物，其特征在于，含有(1 )含有选自Af(IV)、 Ti(IV)及Zr(IV)中的至少1种金属元素的化合物A; (2 )足够使组合物中 存在在上述化合物A中所含的金属的合计摩尔浓度的至少5倍的摩尔浓度 的氟的量的含氟化合物；(3)选自碱土类金属中的至少l种的金属离子B;(4)选自Al、 Zn、 Mg、 Mn及Cu中的至少1种的金属离子C; (5) 硝酸根离子。该处理液广义上讲也在锆系、钛系的延长线上。此外，特开2003-313679号公报(专利文献11)提出了一种无铬的金 属表面处理方法，是包含使用由水溶性锆化合物和/或水溶性钛化合物(1) 和有机膦酸化合物(2 )形成的无铬的金属表面处理剂对被处理物进行处理 的工序(A)，和使用丹宁(3)的水溶液对进行了上述工序(A)的被处 理物进行处理的工序(B)的、无铬的金属表面处理方法，其特征在于， 上述水溶性锆化合物和/或上述水溶性锆化合物(1)的含有量，作为锆和/ 或钬的量，按质量基准计是40 1000ppm，上述有机膦酸化合物(2)的含 量按质量基准计是20 500ppm,上述无铬的金属表面处理剂的pH为 1.6 4.0，上述水溶液中的上述丹宁(3)的含量按质量基准计是 400 10000ppm。该处理液广义上讲也在锆系、钬系的延长线上。特开2003-313618号公报(专利文献12 )的专利技术提出了 一种无铬的金 属表面处理方法，是包含使用水溶性锆化合物和/或水溶性钛化合物(1)的工序(A)，和使用丹宁(3)的水溶液对进行了上述工序(A)的被处 理物进行处理的工序(B)的、无铬的金属表面处理方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：吉田诚二，吉田昌之，
申请(专利权)人：日本帕卡濑精株式会社，
类型：发明
国别省市：