表面調整鋁鑄件的製造方法

2023-05-31 13:28:01 3

專利名稱：表面調整鋁鑄件的製造方法
技術領域：
本發明涉及表面調整鋁鑄件的製造方法和使用該表面調整鋁鑄件的形成有非鉻 酸鹽被膜的鋁鑄件的製造方法。
背景技術：
鋁鑄件由於輕且容易成型，因此，常被應用於建築部件、裝飾品、汽車 雙輪車零件 及汽車用車輪等各個領域。但是，如果直接使用上述金屬材料，則不可避免金屬本身的腐蝕 問題。因此，為了確保做成成品時的耐腐蝕性並進一步改善成品的外觀，常進行塗裝。但是， 即使直接對上述金屬製品進行塗裝，也不能滿足市場要求的塗裝密合性和塗裝後的耐腐蝕 性，因此，在實施塗裝預處理後再實施塗裝。作為這種塗裝預處理，例如，鉻酸鹽處理法為顯示非常優良的密合性及耐腐蝕性 的處理方法。但是，鉻酸鹽處理所用的6價鉻一直被指出有致癌性。因此，進行反應型鉻酸 鹽處理時，實施停止鉻酸鹽處理後的水洗工序等措施。另外，在鉻酸鹽處理後不實施水洗工 序地進行乾燥的塗敷型鉻酸鹽處理也在實用化。但是，仍不能完全消除被膜中含有6價鉻 而從被膜溶出鉻的可能性，並且由於表面調整時的作業安全衛生環境方面的問題，有被排 斥的趨勢。

發明內容
因此，設想通過不含6價鉻離子的非鉻酸鹽化成處理進行鋁鑄件的塗裝預處理， 但是，即使通過該非鉻酸鹽化成處理對鋁鑄件進行塗裝預處理，也不能得到充分的塗裝密 合性和塗裝後的耐腐蝕性。特別是鋁車輪，由於鑄造而導致表面有明顯的汙垢且汙垢的程 度大範圍變動，除此之外例如即使進行噴丸處理噴丸粉也會附著在鋁車輪上，塗裝密合性 和塗裝後的的耐腐蝕性容易降低，迫切要求確保其穩定性能的方法。在此，專利文獻1中記載有在進行鋁系基材的非鉻酸鹽處理之前，用強鹼性水溶 液或者鹼性電解水處理，可以提高塗裝密合性和塗裝後的耐腐蝕性。但是，根據本發明人等 的實驗可判明，即使實施該文獻所述的方法，處理後的鋁鑄件也會產生處理外觀不良或者 塗裝後的被膜性能不良。因此，本發明的第一目的在於提供一種在鋁鑄件的非鉻酸鹽化成 處理技術中，即使在該化成處理之前用強鹼實施表面調整工序也不會產生處理外觀不良或 者塗裝後的被膜性能不良的方法。進而，本發明人等發現，連續使用專利文獻1的強鹼溶液時，鋁鑄件之間的處理外 觀和塗裝後的被膜性能產生參差不齊的差異。因此，本發明的目的在於提供一種可以避免 製造生產線中鋁鑄件間的處理外觀和塗裝後的被膜性能偏差的方法。需要說明的是，本申請人對本發明進行了現有技術調查，結果，除上述專利文獻1 之外，還發現了與本發明相關的下述專利文獻2 6。但是，任一個專利文獻記載的技術都 不能提高塗裝鋁鑄件時的塗裝密合性和塗裝後的耐腐蝕性，並且存在需要將材料表面充分 清潔化等問題。以下詳細敘述。
首先，專利文獻2中公開了一種利用不產生泥漿等廢棄物且不含6價鉻等對環境 有害的成分的處理液，用於在鋁、鋁合金、鎂、或者鎂合金表面析出暴露耐腐蝕性及塗裝後 耐腐蝕性優良的表面處理被膜的表面處理用組合物、表面處理用處理液及表面處理方法、 以及暴露耐腐蝕性優良的上述金屬材料。專利文獻3中公開了一種不使用鉻的可以優選用於鋁模鑄件AC-4C、AC_4CH、5000 號系、6000號系鋁合金等鋁基材的、耐腐蝕性、密合性優良的用包含鋯離子和/或鈦離子、 氟離子、磷酸離子以及可溶性環氧樹脂的化成處理劑進行化成處理的處理方法。根據這些發明，可以提高鋁系材料的塗裝後的密合性及耐腐蝕性。但是，根據這些 發明的實施例，化成處理方法的前提條件是需要通過脫脂工序等將鋁系材料清潔化，並且， 原材表面有任何異常而沒有進行表面的清潔化時，不能發揮目標塗裝性能的可能性高。另 夕卜，除材料表面的異常之外，例如在由於脫脂劑等的老化而性能下降的情況下等，不能發揮 目標塗膜性能的可能性高。
專利文獻4中公開了一種汽車車身用含Mg鋁合金板的表面處理方法，其特徵在 於，在汽車車身用含Mg鋁合金板的擠壓成型用低粘度油塗敷前的表面處理中，用pH12以下 的弱鹼性的鹼溶液進行清洗處理。根據該發明，通過使用鹼溶液的pH值為9 12、且300 秒浸漬處理時的蝕刻量為4g/m2以下的鹼溶液進行10 120秒清洗處理，可以不使塗敷低 粘度油時的成型性降低地提高磷酸鋅被膜的均一性。但是，該發明是用於提高擠壓加工後 的鋁板材表面的磷酸鋅被膜的均一性的方法，與本發明的目的、被處理材料及處理工序不 同。專利文獻5公開了一種清潔性、時效液體穩定性優良、即使含有高濃度的鹼成分 也以均一的乳化分散狀態含有溶解度以上的高濃度的清潔劑有效成分的室溫保管型金屬 用鹼性液體清潔劑。使用該方法時，可以低成本地製造清潔性也與現有的產品至少相同的 常溫一液型清潔劑。但是，該發明是用於製造穩定的一液型清潔劑的方法，與本發明的目 的、被處理材料、處理工序及處理方法不同。專利文獻6公開了一種在極短的時間內對鋁及其合金顯示出高蝕刻能力的清潔 齊U。根據該發明，通過使用鹼金屬、馬來酸共聚合物及羥基羧酸，可以顯示出優良的清潔性。 但是，該發明是以在極短的時間內顯示出高蝕刻能力、在與現有的產品相比較低的PH區域 也可以維持高蝕刻能力、鋁離子的容許量高且將產生的泥漿量抑制得較低為目的的方法， 與本發明的目的及處理工序不同。專利文獻1 日本特開2007-107069專利文獻2 :W02003/074761號公報專利文獻3 日本特開2004-76024號公報專利文獻4 日本特開平7-188956號公報專利文獻5 日本特開平11-181587號公報專利文獻6 日本特開2006-2229號本發明人等進行了銳意研究，結果查明了使用鹼性的表面調整液時的處理外觀不 良或者塗裝後的被膜性能不良的原因是隨著液體的使用而在液體中增多的從鋁鑄件溶出 的鋁和/或吸收空氣中的二氧化碳等而成的碳酸鹽、碳酸氫鹽、鋁鹽成分(B)；提出了作為 成為這些指數的參數，即表調活性度及光澤係數，發現了通過將這些參數控制在規定範圍內，可以解決處理外觀不良或者塗裝後的被膜性能不良的問題，由此完成本發明。本發明(1)提供一種表面調整鋁鑄件的製造方法，其特徵在於，包含將含有至少 一種有機助洗劑(builder)和/或螯合劑的鹼性表面調整液應用於鋁鑄件的工序，對於該 工序使用的所述鹼性表面調整液，將由用下述第一方法測定時的氫氧化鈉換算含量(CA ； mol/1)減去用下述第二方法測定時的氫氧化鈉換算含量(CB ；mol/1)而得的值作為表調活 性度(CD ；mol/1)、將由所述至少一種有機助洗劑和/或螯合劑的濃度(CC;g/l)除以所述 表調活性度(CD ；mol/1)而得的值作為光澤係數(CE ；g/mol)，所述表調活性度和光澤係數 均設定為滿足下述條件。0. 05 ≤ CD ≤ 2. 32. 8 ≤ CE ≤ 90第一方法基於JIS K 0102. 15. 2的酸耗費量的測定值；第二方法以下數值的合計值通過基於JIS K 0102. 22的TOC測定的無機碳量測 定求出無機碳量後，換算為Na2CO3的形式，再折算成氫氧化鈉而得的數值；和通過基於JIS K 0102. 58的鋁測定求出鋁濃度後，換算成NaAl (OH)4的形式，再折算成氫氧化鈉而得的數 值，本發明(2)為上述發明(1)的製造方法，其中，連續製造上述表面調整鋁鑄件時， 分別將上述表調活性度(CD)及上述光澤係數(CE)控制在一定範圍內。本發明(3)為上述發明(2)的製造方法，其中，進一步包含為了將上述表調活性 度(CD)控制在一定範圍內而將鹼金屬成分補充到上述鹼性表面調整液中的工序；以及，為 了將上述光澤係數(CE)控制在一定範圍內而將上述至少一種有機助洗劑和/或螯合劑補 充到上述鹼性表面調整液中的工序。本發明(4)為上述發明⑴ (3)中的任一項的製造方法，其中，所述有機助洗劑 為選自(Cl)和/或(C2)中的一種以上，所述(Cl)為含有至少選自丙烯酸、甲基丙烯酸、馬 來酸、乙烯基磺酸、苯乙烯磺酸及它們的鹼金屬鹽中的一種以上物質作為水溶性乙烯基單 體的乙烯基聚合物和/或乙烯基共聚物，所述(C2)為含有非水溶性乙烯基單體以及至少選 自丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、乙烯基磺酸、苯乙烯磺酸及它們的鹼金屬鹽中的一種以上 的物質作為水溶性乙烯基單體的乙烯基共聚物，並且，所述(C2)中水溶性乙烯基單體和非 水溶性乙烯基單體的摩爾比為水溶性乙烯基單體/(水溶性乙烯基單體+非水溶性乙烯基 單體)=0. 2 1. 0 ；所述螯合劑為選自酒石酸、檸檬酸、蘋果酸、乙醇酸、葡萄糖酸、葡庚糖 酸、乙二胺四乙酸、二亞乙基三胺五乙酸、L-穀氨酸二乙酸、及它們的鹼金屬鹽所組成的群 中的一種以上的物質。本發明(5)提供一種形成有非鉻酸鹽被膜的鋁鑄件的製造方法，其特徵在於，包 含對由上述發明(1) (4)中的任一個製造方法得到的表面調整鋁鑄件實施非鉻酸鹽化成 處理的工序。本發明(6)為上述發明(5)的製造方法，其中，進一步包含在將上述鹼性表面調整 液應用於上述鋁鑄件之前對該鋁鑄件實施噴丸處理的工序、或進一步包含在將上述鹼性表 面調整液應用於上述鋁鑄件後對上述表面調整鋁鑄件實施噴丸處理的工序。在此，對本專利技術方案的範圍及本說明書中的術語的定義進行說明。所謂「用第 一方法測定時的氫氧化鈉換算含量」及「用第二方法測定時的氫氧化鈉換算含量」，並不是指在實際管理中需要通過第一方法及第二方法進行測定。因此，在實際管理中實施與第一 方法及第二方法不同的測定方法，即使基於該測定方法的數值不在本發明的範圍內，在將 該液體用第一方法及第二方法進行測定時在本發明的範圍內的情況下，該液體也在本發明 的範圍內。所謂「表面調整」，是指用於提供適合於塗裝預處理的鋁鑄件的表面的前期的金 屬表面的調整。
具體實施例方式下面，依次對本發明的最佳實施方式的鹼性表面調整液(組成、物性)、使用該鹼 性表面調整液的表面調整鋁鑄件的製造方法(鋁鑄件的表面調整方法)、表面調整鋁鑄件 的用途(非鉻酸鹽化成處理過的鋁鑄件的製造方法、塗裝過的鋁鑄件的製造方法)進行詳 細說明。但是，以下詳細敘述的事項始終是最佳方式，不限定本發明的技術範圍。《鹼性表面調整液的組成》本最佳實施方式的鹼性表面調整液含有至少一種鹼金屬成分(A)，至少一種碳酸 鹽、碳酸氫鹽、鋁鹽成分(B)，至少一種有機助洗劑和/或螯合劑成分(C)。以下對各成分進 行詳細敘述。需要說明的是，以下的成分(A) (C)規定為除去溶劑水時的固體成分，但在 該鹼性表面調整液中一部分或者全部離解地存在。眷鹼金屬的成分(A)作為成分(A)，可以使用選自鈉及鉀的氫氧化物、矽酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽以及縮合 磷酸鹽中的至少一種以上。在此，鹼金屬的成分(A)的濃度優選以鈉和/或鉀形式計為1 100g/L，更優選為2 50g/L。如果小於lg/L，則蝕刻能力不充分且需要高溫、長時間的處 理，效率低，另外，如果濃度超過100g/L，則效果達到飽和而不經濟。眷至少一種碳酸鹽、碳酸氫鹽、鋁鹽成分(B)成分⑶為至少一種碳酸鹽、碳酸氫鹽、鋁鹽。在此，該成分可以從新液開始就包 含在表面調整液中，或者也可以通過使用表面調整液而蓄積並含有(由空氣中的二氧化碳 導致的碳酸鹽和碳酸氫鹽的蓄積，由鋁鑄件導致的鋁鹽的蓄積)。作為優選的濃度，順應使 用的生產線的平衡濃度等是標準之一，例如，作為碳酸鹽添加Na2CO3時，0. 5 4. Og/Ι為良 好，作為鋁鹽添加NaAl(OH)4時10 200g/l為良好。作為碳酸鹽和碳酸氫鹽，有碳酸鈉、 碳酸鉀、碳酸鋁、碳酸氫銨、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀等。另外，作為鋁鹽，有鋁酸鈉、鋁酸鉀等。眷至少一種有機助洗劑和/或螯合劑成分(C)成分(C)是對表面調整後的鋁鑄件賦予良好的表面外觀即良好的表面平滑性及 設計性的成分。在此，成分(C)中，作為助洗劑，優選為選自(Cl)和/或(C2)中的一種以 上，其中，所述(Cl)為含有至少選自丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、乙烯基磺酸、苯乙烯磺酸 及它們的鹼金屬鹽中的一種以上物質作為水溶性乙烯基單體的乙烯基聚合物和/或乙烯 基共聚物，所述(C2)為含有非水溶性乙烯基單體以及至少選自丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來 酸、乙烯基磺酸、苯乙烯磺酸及它們的鹼金屬鹽中的一種以上的物質作為水溶性乙烯基單 體的乙烯基共聚物，並且，所述(C2)中水溶性乙烯基單體和非水溶性乙烯基單體的摩爾比 為水溶性乙烯基單體/(水溶性乙烯基單體+非水溶性乙烯基單體)=0. 2 1. 0。另外，成分(C)中，作為螯合劑，優選為選自酒石酸、檸檬酸、蘋果酸、乙醇酸、葡萄 糖酸、葡庚糖酸、亞乙基二胺四乙酸、二亞乙基三胺五乙酸、L-穀氨酸二乙酸、及它們的鹼金屬鹽中的一種以上。成分(C)的含量優選為1 50g/l的濃度，更優選為1 20g/l的濃度。成分(C) 的含量小於ig/ι時，使鋁鑄件與該表面調整液接觸時，不能充分抑制因產生的蝕刻反應而 導致鋁鑄件與該表面調整液的界面的PH急劇變化而產生的水解產物，另外，不能充分補充 該表面調整液中溶出的鋁離子、鋁鑄件中所含的合金成分離子，使後續工序中的塗裝預處 理性變差，因此不優選。另外，含有超過50g/l的量時，其效果也達到飽和，因此不經濟。眷其它仵意成分在本最佳實施方式的表面調整液中，通常為了使水溶液的表面張力降低、提高對 鋁鑄件表面的潤溼性而還可以含有通常使用的普通表面活性劑。作為表面活性劑，沒有特 別限制，可以使用選自非離子性、陰離子性、陽離子性、兩性表面活性劑中的1種以上表面 活性劑，可以優選任意使用非離子性表面活性劑中的一種以上，更優選任意使用HLB = 5 16的非離子性表面活性劑中的一種以上。《鹼性表面調整液的物性》本最佳實施方式的鹼性表面調整液優選包含成分(A) 成分(C)的表面調整液的 氫氧化鈉換算含量(CA)為0. lmol/L 4. Omol/L、成分(B)的氫氧化鈉換算含量(CB)為 0. 01mol/L 1. 5mol/L。另外，對於本最佳實施方式的鹼性表面調整液而言，將由上述氫氧化鈉換算含量 (CA)減去上述氫氧化鈉換算含量(CB)而得的值定義為「表調活性度」(CD)，該值優選為 0. 05mol/L 2. 3mol/L。另外，表調活性度優選為0. lmol/L 1. 5mol/L。進而，對於本最佳實施方式的鹼性表面調整液而言，將由成分(C)的濃度(CC ；g/ 1)除以上述表調活性度(CD ；mol/1)而得的值定義為「光澤係數」(CE)，該值必須為2. Sg/ mol 90g/mol。如果該CE低，則表面調整後的外觀變差，相反，如果CE過高，則從經濟方 面考慮是不利的。另外，光澤係數優選為5g/mol 60g/mol。《表面調整鋁鑄件的製造方法》以下對本最佳實施方式的表面調整鋁鑄件的製造方法進行說明。在此，對於該制 造方法，按照作為原料的鋁鑄件、製造工序(特別是表面調整工序)、作為最終產物的表面 調整鋁鑄件的順序詳細敘述。眷鋁鑄件在本最佳實施方式的製造方法中使用的鋁鑄件沒有特別限制，例如可以舉出鋁 含量為50質量％以上的鋁與選自銅、鎂、鋅、鐵、矽等中的至少1種元素而成的合金鑄件。 具體而言，可以舉出建材、裝飾品、汽車 雙輪車部件以及鋁車輪等中使用的JIS規格的 ACl 8(A C)及ADCl 12等鋁合金。其中，本發明對鋁車輪等中使用的ACl 8特別 有效。在此，對於普通鋁鑄件，為了除去鑄造時產生的毛刺等，實施噴丸處理和切割鋁鑄 件的一部分的切割處理。該噴丸處理處理和/或切割處理可以在以下說明的表面調整工序 之前實施，也可以在該表面調整工序之後實施，甚至也可以省略。眷製造工序(特別是表面調整工序) 本最佳實施方式的表面調整鋁鑄件的製造方法必須包括將鹼性表面調整液應用 於鋁鑄件中的表面調整工序，並且任意包括例如上述噴丸處理工序和切割鋁鑄件的一部分的切割工序。在此，表面調整工序以外的工序是本領域眾所周知的，其內容已明確而不在本 說明書中作特別記載，因此，從業人員可以實施，並且其範圍也明確。因此，以下以表面調整 工序為中心進行詳細敘述。在此，所謂「應用」，例如可以舉出表面調整液的噴淋處理、浸漬 處理、澆淋處理或者它們的組合。首先，作為進行表面調整處理時的該表面調整液的溫度，優選為30 80°C。如果 小於30°C，則不能得到必要充分的適合塗裝預處理的表面狀態，另外，溫度如果超過80°C， 則效果達到飽和而不經濟。更優選為35 70°C。另外，該表面調整液和鋁鑄件的接觸時間 沒有特別限制，優選為1秒 10分鐘，如果小於1秒，則不能得到必要充分的適合塗裝預處 理的表面狀態，另外，時間如果超過10分鐘，則即使接觸效果也達到飽和而不利於生產率。 優選為30秒 5分鐘。 在此，為了消除處理外觀不良或塗裝後的被膜性能不良，如上所述需要通過管理 將表調活性度控制在0. 05 2. 3mol/L範圍內、將光澤係數控制在2. 8 90mol/L範圍內。 但是，如上所述，隨著重複使用液體，從鋁鑄件溶出的鋁和/或吸收空氣中的二氧化碳而成 的碳酸鹽、碳酸氫鹽、鋁鹽成分(B)增加，同時成分(C)減少，因此，有時不在該範圍內。該 情況下，由於出現處理外觀不良或者塗裝後的被膜性能不良，因此，需要定期監視表調活性 度及光澤係數，補充成分(A)和/或成分(C)以使其不超出上述範圍。進而，即使在該範 圍內，在生產線上製造時，產品間也出現處理外觀和塗裝後的被膜性能的偏差。因此，優選 定期監視表調活性度及光澤係數，定期補充成分(A)和/或成分(C)，以使這些表調活性度 及光澤係數一直為固定值。在此，上述固定值可以根據生產線特性、品質要求水平而按照每 個生產線選定，通常是越小越好，優選在士30%、更優選士20%、進一步優選士 10%以內進 行。眷表面調整鋁鑄件由本製造方法得到的表面調整鋁鑄件具有幾乎沒有處理外觀不良或者塗裝後的 被膜性能不良的性質(設計外觀保持性能)。另外，由本製造方法得到的表面調整鋁鑄件的 塗裝密合性及塗裝後耐腐蝕性具有飛躍性提高。由此，通過將處理之初的CD和CE設定在 上述規定的數值內，該表面調整鋁鑄件發揮優良的性能(處理外觀和塗裝後的性能)。進 而，通過在連續處理時控制CD和CE，生產線製造的多個表面調整鋁鑄件均不會出現處理外 觀和塗裝後的被膜性能相互出現偏差的情況，並且具有上述的優良性能。具體而言，如實施 例的表2所示，可判明，最初的10個表面調整鋁鑄件的處理後的外觀非常良好，但如果不對 該液體進行CD控制和CE控制而直接繼續使用，則不能維持初期的性能。因此，通過將基於 處理的該液體的CD控制和CE控制的幅度減小，可以得到規定的良好的結果。《表面調整鋁鑄件的用途(非鉻酸鹽化成處理過的鋁鑄件的製造方法、塗裝過的鋁 鑄件的製造方法)》由本製造方法得到的表面調整鋁鑄件可以作為製造非鉻酸鹽化成處理過的鋁鑄 件和塗裝過的鋁鑄件的原料之一使用。具體而言，通過在以下工序中使用，可以製造非鉻酸 鹽化成處理過的鋁鑄件和塗裝過的鋁鑄件為了除去鑄造時使用的脫模劑和鑄造時產生的 毛刺等的噴丸處理、滾筒研磨、毛刷研磨工序；為了得到必要的尺寸精度和平滑性而切割鑄 件表面的一部分的切割加工工序；進行非鉻酸鹽化成處理的預處理工序(由此製造非鉻酸 鹽化成處理過的鋁鑄件)；塗裝工序(由此製造塗裝過的鋁鑄件)。另外，還存在對該鑄件進行熱處理的情況和不進行熱處理的情況，另外，各工序之間有時也存在水洗、酸洗、脫脂 處理之類的通用工序。以下，對各工序進行說明。首先，噴丸處理工序如上所述可以在表面調整工序前後任一階段實施。另外，也可 以不實施該工序。在此，作為噴丸處理使用的噴丸材料的材質，沒有特別限制，從成本和易 於使用等方面考慮，通常可以使用不鏽鋼、鐵、鋼等含有鐵成分的粒子，此外，可以使用例如 鋅、鋅合金、鋁、鋁合金等金屬制粒子；二氧化矽、氧化鋁、氧化鋯、碳化矽、氮化矽等陶瓷製 粒子；或者各種塑料等有機樹脂制粒子等。接著，切割加工工序是以尺寸精度、表面平滑性、設計性等為目的的鋁鑄件的一部 分的加工。在此，如上所述，切割加工也可以在表面調整處理前後任一階段實施，但在切割 加工後進行表面處理時更受限制。這是因為，在進行該切割加工後進行表面調整工序時， 為了不損害尺寸精度、表面平滑性、設計性等，表面調整處理的使用條件自然而然地受到限 制。然後，非鉻酸鹽化成工序進行不含有6價鉻離子的化成處理。在此，該化成處理只 要是不含有6價鉻離子的化成處理就沒有特別限制，例如可以舉出以由含有選自釩化合 物和鈦鹽、鋯鹽及鋅鹽中的至少一種化合物的水溶液來構成作為特徵的化成處理液(日本 特開昭56-136978號公報)、將pH調節為1. 5 4. 0的含有V離子、&離子、PO4離子和有 效F離子的化成處理劑(日本特開平1-246370號公報、日本特開平7-310189號公報、日本 特開平11-131254號公報)。實施例以下同時列舉實施例和比較例，具體說明本發明的效果，但本發明不限定於該實 施例。基本處理工序為噴丸處理一切割一表面調整一塗裝預處理一塗裝。其中，實施例 與比較例的表面調整條件不同，這將在後面敘述。首先，對實施例和比較例共有的條件進行 說明。(1)供試品AC4C 系鋁鑄件7(kimX I5Ckim(2)噴丸處理使用鐵噴丸，將表面粗糙度調整為5 10 μ m。(3)切割將表面粗糙度調整為1 5 μ m。
(4)塗裝預處理按照脫脂、水洗、酸洗、水洗、化成處理、水洗、純水洗、乾燥 (120°C、20分鐘)的順序進行處理。(4-1)脫脂應用市售的鹼系脫脂劑FC-359(日本PARKERIZING (株)制)，在50°C 進行2分鐘噴淋處理。(4-2)酸洗應用市售的酸性劑PL-5522(日本PARKERIZING(株)制)在50°C下 進行1分鐘噴淋處理。(4-3)化成處理應用市售的鋯系無6價鉻化成處理劑(日本PARKERIZING (株) 制)，在45°C下進行1分鐘噴淋處理。(5)塗裝應用市售的粉末塗料工〃 」 7 」 F 5600(關西塗料(株)制)進行膜厚 100 μ m、160°C 20分鐘烘烤後，應用市售的溶劑塗料7…口 > ALC base clear (關西塗料 (株)制)以膜厚30μπι進行塗裝，然後，應用市售的溶劑塗料7…α >ALC clear(關西塗料(株)制)以膜厚30μπι進行塗裝，然後進行140°C、20分鐘烘烤。 實施例1 14及比較例1 4中使用的表面調整液的組成及物性(參數值)如 表1所示。該表面調整液的製造通過在水中添加規定量的成分A、規定量的成分B及規定量 的成分C而實施。另外，處理液的CD及CE的測定分別按照第一方法及第二方法實施。而 且，將供試品浸漬在加溫至70°C後的各表面調整液中進行1分鐘表面調整處理。然後，實施 上述化成處理和塗裝處理等，對各塗膜形成供試品實施表面調整後的外觀評價試驗及塗裝 性能試驗。其結果如表1所示。另外，各試驗方法如下所述。◎表面為均一的光澤。〇表面為均一的光澤(表面為均一的光澤，但與◎相比稍差)。Δ 稍有不均。X 非常明顯的不均。進行表2的試驗時，變更規定的處理液的CD及CE的控制狀態，繼續處理，研究第 10個、第100 110個、第200 210個鋁鑄件的表面處理外觀。· IstADH 1次密合性試驗使用銳利的切割機切割100個2mm間隔的棋盤格，將棋盤格部用具有粘著性的賽 璐玢帶(cellophane tape)進行剝離，確認棋盤格的狀態。· 2ndADH 耐水2次密合性試驗將塗裝板在40°C的去離子水中浸漬240小時之後，使用銳利的切割機切割100個 2mm間隔的棋盤格，將棋盤格部用具有粘著性的賽璐玢帶進行剝離，確認棋盤格的狀態。· SST 鹽水噴淋試驗用5% -NaCl水溶液，對用銳利的切割機交叉切的塗裝板噴淋840小時(以 JIS-Z-2371為準)，噴淋結束後測定起源於交叉切部的兩側最大膨脹幅度。· CASS 試驗用5% -NaCl-氯化銅-乙酸水溶液，對用銳利的切割機交叉切的塗裝板噴淋240 小時(以JIS-Z-2371為準)，噴淋結束後測定起源於交叉切部的兩側最大膨脹幅度。· IstADH 1次密合性試驗膠帶剝離後的剝離個數· 2ndADH 耐水2次密合性試驗膠帶剝離後的剝離個數· SST 鹽水噴淋試驗兩側最大膨脹幅度0.0 0.5mm: 0. 5 1.0mm:〇1.0 2.0mm :Δ2. Omm ^ X· CASS 試驗兩側最大膨脹幅度0. 0 1.5mm:
1.5 3.0mm:〇3.0 5.0mm :Δ 5. Omm ^ X 表2 由以上結果可知，通過將應用了本發明的表面調整液的表面調整鋁鑄件用於其後 的非鉻酸鹽化成處理及塗裝處理，可以實現外觀保持性(製品中的處理外觀不良或者塗裝 後的被膜性能不良、製品間的外觀的差異)，同時，即使不使用6價鉻離子系化成處理劑，也 可以保持優良的塗裝後的塗裝密合性及塗裝後的耐腐蝕性。產業上的可利用性由本發明的表面調整鋁鑄件得到的表面調整鋁鑄件即使實施非鉻酸鹽化成處理， 產品中也幾乎沒有處理外觀不良或者塗裝後的被膜性能不良，而且顯示出優良的塗裝密合 性和塗裝後的耐腐蝕性，因此，在考慮環境的同時可以應用於所有用途。
權利要求
一種表面調整鋁鑄件的製造方法，其特徵在於，包括將含有至少一種有機助洗劑和/或螯合劑的鹼性表面調整液應用於鋁鑄件的工序，對於該工序使用的所述鹼性表面調整液，將由用下述第一方法測定時的氫氧化鈉換算含量CA減去用下述第二方法測定時的氫氧化鈉換算含量CB而得的值作為表調活性度CD，將由所述至少一種有機助洗劑和/或螯合劑的濃度CC除以所述表調活性度CD而得的值作為光澤係數CE，所述表調活性度CD和光澤係數CE設定為滿足下述條件，0.05≤CD≤2.32.8≤CE≤90第一方法基於JIS K 0102.15.2的酸耗費量的測定值；第二方法以下數值的合計值通過基於JIS K 0102.22的TOC測定的無機碳量測定求出無機碳量後，換算為Na2CO3的形式，再折算成氫氧化鈉而得的數值；和通過基於JIS K 0102.58的鋁測定求出鋁濃度後，換算成NaAl(OH)4的形式，再折算成氫氧化鈉而得的數值，所述CA、CB、CD的單位為mol/l，所述CC的單位為g/l，所述CE的單位為g/mol。
2.根據權利要求1所述的製造方法，其中，連續製造所述表面調整鋁鑄件時，分別將所 述表調活性度CD及所述光澤係數CE控制在一定範圍內。
3.根據權利要求2所述的製造方法，其中，進一步包括為了將所述表調活性度CD控 制在一定範圍內而將鹼金屬成分補充到所述鹼性表面調整液中的工序；以及，為了將所述 光澤係數CE控制在一定範圍內而將所述至少一種有機助洗劑和/或螯合劑補充到所述鹼 性表面調整液中的工序。
4.根據權利要求1 3中任一項所述的製造方法，其中，所述有機助洗劑為選自Cl和 /或C2中的一種以上的物質，所述Cl為含有至少選自丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、乙烯基 磺酸、苯乙烯磺酸及它們的鹼金屬鹽所組成的群中的一種以上物質作為水溶性乙烯基單體 的乙烯基聚合物和/或乙烯基共聚物，所述C2為含有非水溶性乙烯基單體以及至少選自丙 烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、乙烯基磺酸、苯乙烯磺酸及它們的鹼金屬鹽所組成的群中的一 種以上的物質作為水溶性乙烯基單體的乙烯基共聚物，並且，所述C2中水溶性乙烯基單體 和非水溶性乙烯基單體的摩爾比為水溶性乙烯基單體/(水溶性乙烯基單體+非水溶性乙 烯基單體)=0. 2 1. 0 ；所述螯合劑為選自酒石酸、檸檬酸、蘋果酸、乙醇酸、葡萄糖酸、葡 庚糖酸、乙二胺四乙酸、二亞乙基三胺五乙酸、L-穀氨酸二乙酸、及它們的鹼金屬鹽所組成 的群中的一種以上的物質。
5.一種形成有非鉻酸鹽被膜的鋁鑄件的製造方法，其特徵在於，包括對由權利要求 1 4中任一項所述的製造方法得到的表面調整鋁鑄件實施非鉻酸鹽化成處理的工序。
6.根據權利要求5所述的製造方法，其中，進一步包括在將所述鹼性表面調整液應用 於所述鋁鑄件之前對該鋁鑄件實施噴丸處理的工序、或進一步包括在將所述鹼性表面調整 液應用於所述鋁鑄件後對所述表面調整鋁鑄件實施噴丸處理的工序。
全文摘要
本發明提供一種在鋁鑄件的非鉻酸鹽化成處理技術中，即使在該化成處理之前用強鹼實施表面調整工序也不會產生處理外觀不良或者塗裝後的被膜性能不良的方法。所述製造方法為表面調整鋁鑄件的製造方法，其特徵在於，包含將含有至少一種有機助洗劑和/或螯合劑的鹼性表面調整液應用於鋁鑄件的工序，對於該工序使用的所述鹼性表面調整液，將表調活性度(CD；mol/l)設定在0.05≤CD≤2.3的範圍內，將光澤係數(CE；g/mol)設定在2.8≤CE≤90的範圍內。
文檔編號C23C22/78GK101842516SQ200880113510
公開日2010年9月22日 申請日期2008年10月10日 優先權日2007年11月1日
發明者佐藤裕之, 渡邊真樹, 荻野陸雄 申請人:日本帕卡瀨精股份有限公司