金属表面处理用处理液和表面处理方法技术

本发明专利技术提供不含有对环境有害的成分，不产生成为废弃物的淤渣，在金属表面可以析出涂装后的耐腐蚀性优良的表面处理被膜的表面处理用处理液和表面处理方法。本发明专利技术提供金属表面处理用处理液，该处理液是用于对选自铁系材料、锌系材料、铝系材料以及镁系材料的金属材料分别单独或２种以上同时进行表面处理的水系表面处理液，其含有５～５０００ｐｐｍ选自锆化合物和钛化合物的１种以上化合物的上述金属元素，还含有０．１～１００ｐｐｍ游离氟离子，且ｐＨ为２～６。进而在该处理液中也可以含有钙化合物、镁化合物或锶化合物、硝酸根、含氧酸和／或含氧酸盐、高分子化合物、表面活性剂。使金属材料与上述处理液接触，或在上述处理液中进行电解处理，形成被膜。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及表面处理用处理液和表面处理方法，其在以机动车车 体为代表的含有铁系材料、锌系材料、铝系和镁系材料单独或其2种 至4种的构造物的金属材料表面，可分别使涂装后耐腐蚀性优良的表 面处理被膜单独或其2种至4种同时析出.
技术介绍
作为在金属表面使涂装后耐腐蚀性优良的表面处理被膜析出的方 法，现在一般使用裤酸锌处理法或铬酸盐处理法.磷酸锌处理法，可 在冷礼钢板等钢、镀锌钢板和一部分铝合金表面析出耐腐蚀性优良的 被膜.但是，在进行磷酸锌处理时，不能避免反应副产物淤淦的生成， 且对不同种类的铝合金不能充分确保涂装后的防锈性.对于铝合金可 通过实施铬酸盐处理确保涂装后具有充分的性能，但是，现今的环境 规定中有遊免在处理液中含有有害6价铬的铬酸盐处理的趋势.因此 作为处理液中不含有有害成分的表面处理方法公开以下所示的专利技术.例如，提出了含有具有孤对电子的氮原子的化合物、和含有上迷 化合物和锆化合物的金属表面用非铬涂层刑(参照特开2000-204485号 公报).该方法通过涂布上述组合物，能得到不含有有害成分6价铬、 涂装后耐腐蚀性和密合性优良的表面处理被膜.但是，作为对象金属 材料仅限于铝合金，且通过涂布干燥使其形成表面处理被膜，因此难 于涂布象机动车车体之类的复杂构造物.因此，公开了很多通过化学反应析出涂装后密合性和耐腐蚀性优 良的表面处理被膜的方法(例如可参照特开昭56-136978号公报、特 开平8-176841号公报、特开平9-25436号公报、特开平9-31404号公报). 但是，不论哪种方法作为对象的金属材料，仅限于材料自身耐腐蚀性优良的铝合金，在铁系材料或锌系材料表面析出表面处理被膜是不可 能的.此外，公开了用含有金属乙酰丙酮化物、水溶性无机钛化合物或 水溶性无机锆化合物的表面处理组合物，可析出涂装后耐腐烛性和密合性优良的表面处理被膜的方法(参照特开2000-199077号公报).通 过使用该方法，适用的金属材料扩大到铝合金以外的镁、镁合金、锌 和镀锌合金.但是，该方法不能在冷轧钢板等铁系材料表面析出表面 处理被膜，不能同时处理铁系材料.进而，提出使用无铬涂布型酸性组合物的金属处理方法，例如， 将可形成耐腐蚀性优良的被膜成分的水溶液涂布于金属表面后，不需 施行水洗工序，通过烘烤干燥使被膜固定化的金属表面处理方法(参 照特开平5-195244号公报).此方法生成被膜不伴有化学反应，因此 可在镀锌钢板、冷轧钢板和铝合金等金属表面实施被膜处理.但是与 已在上述特开2000-204485号公报中公开的专利技术相同，通过涂布干燥而 生成被膜，因此难于对机动车车体之类的复杂构造物施行均匀的被膜 处理.因此，采用现有技术不能施行如下表面处理用不含对环境有害 的成分、不产生废弃物的淤淹的处理液，对机动车车体之类的冷轧钢 板等铁系材料和镀锌钢板等锌系材料、以及铝系和镁系材料的2种至4 种同时进行处理，并施行耐腐蚀性和密合性优良的表面处理.
技术实现思路
本专利技术的目的是提供现有技术不能实现的，不含对环境有害的 成分、不产生废弃物的淤渣，在铁系材料、锌系材料、铝系和镁系材 料表面可析出涂装后耐腐蚀性优良的表面处理被膜的表面处理用处理 液.此外提供在组合如机动车车体之类的铁系材料、锌系材料、铝系 和镁系材料的2种至4种构造物的金属表面，在同一条件下、同时使 同一组成的涂布后耐腐蚀性优良的表面处理被膜的表面处理用处理液 析出，并提供使用该表面处理用处理液的表面处理方法.本专利技术人对解决上述课題的方法经过刻苦研究，结果完成了现有 技术中所没有的表面处理用处理液和表面处理方法.即本专利技术的金属表面处理用处理液是用于对选自铁系材料、锌系5材料、铝系材料和镁系材料的金属材料分别单独或其2种以上同时进 行表面处理的水系表面处理液，其特征为含有5 ~ 5000ppm选自锆化 合物和钛化合物的l种以上的化合物的上述金属元素，另外含有0.1~ 100ppm游离氣离子，且pH为2-6.在该表面处理用处理液中，也可进而含有选自钙化合物、镁化合 物和锪化合物的1种以上的化合物.此时这些化合物的浓度对这些金 属元素分别优选钙化合物为5 100ppni、镁化合物或锶化合物为10 ~ 5000ppm.其中，该处理液中优选含有1000-50000ppm硝酸根.此外 还优选含有选自HC103、 HBK)3、 HN02、 HN03、 HMn04、 HV03、H202、H2W04和H2M0O4及其盐类中的至少1种含氣酸和/或含氣酸盐，这些表面处理用处理液中，也可进而含有选自水溶性高分子化合物和 水分散性高分子化合物的至少1种高分子化合物，也可含有选自非离 子型表面活性刑、阴离子型表面活性刑和阳离子型表面活性刑中的至 少l种表面活性刑.本专利技术的金属表面处理方法的特征为使选自铁系材料、锌系材 料、铝系材料和镁系材料的金属材料分别单独或其2种以上同时接触 上述表面处理用处理液.在该表面处理方法中，金属材料与表面处理 用处理液接触后，水洗或不水洗，进而可与含有选自钴、镍、锡、铜、 钛和锆的至少1种元素的化合物的酸性水溶液接触，或也可与含有选 自水溶性高分子化合物和水分散性高分子化合物的至少1种高分子化 合物的处理液接触.本专利技术的金属表面处理方法的特征为使选自铁系材料、锌系材 料、铝系材料和镁系材料的金属材料分别单独或其2种以上同时以该 金属材料作为阴极，在上述表面处理用表面处理液中进行电解处理， 在该表面处理方法中，金属材料在上迷表面处理用处理液中进行电解 处理后，水洗或不水洗，进而使其与含有选自钴、镍、锡、铜、钛和 锆的至少1种元素的化合物的酸性水溶液接触，或也可使其与含有选 自水溶性高分子化合物和水分散性高分子化合物的至少1种高分子化 合物的处理液接触.此外，本专利技术的方法是将选自铁系材料、锌系材料、铝系材料和 镁系材料的未经脱脂 净化处理的金属材料分别单独或其2种以上， 同时与含有选自上述非离子系表面活性剂、阴离子系表面活性刑和阳离子系表面活性刑的至少1种表面活性刑的表面处理液接触，同时进 行金属表面的脱脂处理和被膜形成处理.另外，本专利技术的金属材料的特征为在选自铁系材料、锌系材料、 铝系材料和镁系材料的金属表面上，具有由上迷表面处理方法形成的 含有选自钛及锆的至少1种的金属元素的表面处理被膜，且该表面处 理被膜的附着量，以上述金属元素换算，铁系金属材料表面为30mg/m2 以上、锌系金属材料表面为20mg/m2以上、铝系金属材料表面为 10mg/mZ以上、镁系金属材料表面为10mg/m2以上.附困简述附图说明图1为本专利技术的实施例和比较例中提供的供试板的平面图.图2 为此供试板的正面图.具体实施例方式本专利技术涉及对选自铁系材料、锌系材料、铝系材料和镁系材料的 金属材料分别单独或其2种以上同时进行表面处理，析出涂装后耐腐 蚀性优良的表面处理被膜的技术，其中，的铁系材料是指冷轧钢板和 热轧钢板等钢板、铸铁以及烧结材料等铁系金属.此外，锌系材料是 指压铸锌或含锌镀层.该含锌镀层指由锌或锌与其他金属(例如镍、 铁、铝、锰、铬、镁、钴、铅和锑等至少1种金属)的合金以及不可 避免的杂质镀成，其镀敷方法不仅限于例如熔镀、电镀、蒸镀等.此 外铝系材料表示如5000系铝合金或60本文档来自技高网...

【技术保护点】
不同种金属材料的表面处理用处理液，该处理液是用于对选自铁系材料、锌系材料、铝系材料以及镁系材料中的２种以上不同种金属材料同时进行表面处理的水系表面处理液，其特征为：　（１）作为上述金属元素含有５～５０００ｐｐｍ选自锆化合物和钛化合物的 １种以上的化合物，　（２）含有０．１～１００ｐｐｍ游离氟离子，　（３）含有选自钙化合物、镁化合物和锶化合物的１种以上的化合物，上述化合物的浓度，以上述金属元素计，钙化合物时为５～１００ｐｐｍ、镁化合物或锶化合物时为１０～５０００ ｐｐｍ，　（４）含有１０００～５００００ｐｐｍ硝酸根，　（５）含有选自ＨＢｒＯ↓［３］、ＨＮＯ↓［２］、和Ｈ↓［２］Ｏ↓［２］及其盐类中的至少１种的含氧酸和／或含氧酸盐，而且　（６）ｐＨ为３～６。

【技术特征摘要】
JP 2002-12-13 362640/20021. 不同种金属材料的表面处理用处理液，该处理液是用于对选自铁系材料、锌系材料、铝系材料以及镁系材料中的2种以上不同种金属材料同时进行表面处理的水系表面处理液，其特征为(1)作为上述金属元素含有5～5000ppm选自锆化合物和钛化合物的1种以上的化合物，(2)含有0. 1～100ppm游离氟离子，(3)含有选自钙化合物、镁化合物和锶化合物的1种以上的化合物，上述化合物的浓度，以上述金属元素计，钙化合物时为5～100ppm、镁化合物或锶化合物时为10～5000ppm，(4)含有1000～50000ppm硝酸根，(5)含有选自HBrO3、HNO2、和H2O2及其盐类中的至少1种的含氧酸和/或含氧酸盐，而且(6)pH为3～6。2. 如权利要求1所述的不同种金属材料的表面处理用处理液，其中，上述不同种金属材料的各种金属之间接合或接触.3. 如权利要求l所述的不同种金属材料表面处理用处理液，该处理液进而含有选自水溶性高分子化合物和水分散性高分子化合物的至少l种高分子化合物.4. 如权利要求1或3所述的不同种金属材料表面处理用处理液，该处理液进而含有选自非离子型表面活性刑、阴离子型表面活性刑和阳离子型表面活性刑中的至少1种表面活性刑，5. 不同种金属材料的表面处理用处理方法，该处理方法是对选自铁系材料、锌系材料、铝系材料以及镁系材料中的2种以上不同种金属材料用下述水系表面处理液同时进行表面处理，所述水系表面处理液(1) 作为上述金属元素含有5-5000ppm选自锆化合物和钛化合物的l...

【专利技术属性】
技术研发人员：中山隆臣，佐藤裕之，相岛敏行，冈田荣作，吉田文也，盐田克博，
申请(专利权)人：日本帕卡濑精株式会社，丰田自动车株式会社，大发工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]