对不同种金属接触腐蚀的抗蚀性优异的表面处理金属材及不同种材料接合体的制作方法

专利名称：对不同种金属接触腐蚀的抗蚀性优异的表面处理金属材及不同种材料接合体的制作方法
技术领域：
本发明涉及在汽车、铁道车辆等运输机领域、机械领域、土木建筑成套设备领域、 电子学领域等中，以和不同种金属接触的状态被接合的钢材或铝合金材等的表面处理金属 材以及具备该表面处理金属材的不同种材料接合体。
背景技术：
近年来，以汽车及铁道车辆等运输领域为首，使用以将钢材和铝合金材组合等使 不同种金属接触的状态，通过焊接等部分地接合一体化而成的部件、零件的要求日益高涨。 但是，已知在使不同种金属材接合的情况下，发生不同种金属接触腐蚀(电蚀)的事例很 多。不同种金属接触腐蚀是腐蚀电位低的金属材为阳极、腐蚀电位高的金属材为阴极而构 成电池，促进腐蚀电位高的金属材一方的腐蚀的现象。例如，在使钢材和铝合金材接触的情 况下，铝合金材的腐蚀被促进。此时的腐蚀速度相比于单独使用铝合金材的情况变得非常 大，早期就会引起穿孔等损伤。因而，在使用使不同种金属接触的部件、零件的情况下，有必 要防止这种不同种金属接触腐蚀。作为防止不同种金属接触腐蚀的方法，不同种的金属材之间经由绝缘物进行电绝 缘的方法比较有效。但是，该方法因受结构上及制造上的制约大多较困难，存在对不同种金 属间的接合强度的面进行优势的焊接的接合中不能应用的问题。另一方面，将环境阻断以使腐蚀进行中必须的水分不能进入不同种金属的接触部 分，这种作为防止不同种金属接触腐蚀的方法也是有效的。例如，在日本特开昭60-58272 号公报(专利文献1)已提案重叠涂敷选择性阴离子透过膜和选择性阳离子透过膜的涂料 的方法等涂装方法。另外，还已知利用涂装实现的环境阻断和绝缘两者的方法。例如，在日 本特开平6-136295号公报(专利文献2)中已提案向涂料中添加二硫化钼的方法。但是， 虽然进行了涂膜，但一部分水分透过的情况、及在室外使用的情况下产生紫外线劣化及带 伤等造成的涂膜破坏等，现实中难以完全防止水分长期浸入不同种金属接触部分。另外，还提出由结构面防止不同种金属接触腐蚀的技术。例如在日本特开 2001-11665号公报(专利文献3)中，已提案通过在铝基复合材料和钢材之间设置 Zn-Al-Mg合金材料，有效防止两材料间的不同种金属接触腐蚀的方法。另一方面，作为防止金属材的腐蚀的技术，已知向该金属材所暴露的腐蚀环境中 少量或微量添加降低其腐蚀性的药剂(称为抗蚀剂、腐蚀抑制剂、抑制剂等。)。作为通常 熟知的抑制剂，如非专利文献1所记载，可举出作为脱氧剂发挥作用除去腐蚀反应需要的 氧而使腐蚀性降低的亚硫酸盐及联氨；将钢材的表面非动态化而提高抗蚀性的钼酸盐；通 过在金属材的表面吸附含有电气阴性度大的N、0等元素的极性基来表现防腐蚀效果的吸 附被膜形成型抑制剂(胺类、苯胺等)；与金属的溶解中生成的金属离子反应在金属材的表 面形成稳定的螯合物，从而表现防腐蚀效果的沉淀被膜形成型抑制剂(苯并三唑、硫代乙 醇酸类等)；在金属材的被膜形成氧化被膜的羧酸类等。
作为以如上所述的抑制剂的见解为基础，使用抑制剂防止不同种金属接触腐蚀的 方法，日本特开平4-160169号公报(专利文献4)中记载有亚硝酸系抑制剂及烃基阴离子 系抑制剂的使用。但是，这种抑制剂对腐蚀电位比碳素钢材高的不锈钢材料或钛材和碳素 系钢材的接触腐蚀抑制有效，但存在不能适用于腐蚀电位比钢材低的铝材和钢材的接触腐 蚀的抑制的问题。专利文献1 日本特开昭60-58272号公报专利文献2 日本特开平6-136295号公报专利文献3 日本特开2001-11665号公报专利文献4 日本特开平4-160169号公报非专利文献1 防腐蚀协会编辑防腐蚀技术便览，1986年

发明内容
本发明是鉴于瞻仰的问题而开发的，其目的在于提供一种表面处理金属材及具备 其表面处理金属材的异材接合体，其中，表面处理金属材是以即使不实施电绝缘及完全的 环境阻断就能够廉价且有效地抑制不同种金属接触腐蚀的钢材或铝合金材等作为金属母 材。如上所述，不同种金属接触腐蚀是腐蚀电位低的金属材成为阳极、腐蚀电位高的 金属材成为阴极而构成电池，促进腐蚀电位高的金属材一方的腐蚀的现象，腐蚀电位高的 金属材以在阳极侧被分极的状态进行腐蚀。本发明人对不同种金属接触腐蚀的抑制进行了 调查研究，结果是，不同种金属接触腐蚀以和单独使用时不同的电位状态进行腐蚀，所以， 用通常公知的对钢材或铝合金材等的防蚀剂得不到充分的防蚀效果。于是，锐意研究了对 不同种金属接触腐蚀有效的防蚀剂，结果发现，通过单独用安息香酸盐、谷氨酸盐、茴香胺、 甘氨酸、喹啉醇或将它们进行复合，使其附着在不同种的金属材的接触部表面，可得到显著 的防蚀效果，直至以该见解为基础完成本发明。即，本发明的表面处理金属材，具备用以钢材或者纯铝材或铝合金材(以下，将纯 铝材及铝合金材两者统称为“铝材”。)形成的金属母材和被覆在其表面的防蚀层，所述防 蚀层为含有0. 001 lg/m2选自安息香酸盐、谷氨酸盐、茴香胺、甘氨酸、喹啉醇构成的族中 的一种或两种以上的物质的材料。根据上述表面处理金属材，由于形成含有0. 001 lg/m2选自安息香酸盐、谷氨酸 盐、茴香胺、甘氨酸、喹啉醇构成的族中的一种或两种以上的物质的防蚀层，表面处理金属 材的金属母材和对方金属材内，腐蚀电位变低，所述物质作用在分极为阳极侧的金属材的 表面，形成氧化被膜或沉淀被膜的任一种或它们的混合膜，从而可以使电位低的金属材的 溶解速度减小。例如，表面处理金属材的金属母材为钢材时，在腐蚀电位比所述钢材低的对 方金属材的表面，形成氧化被膜等；另外在表面金属材的金属母材为铝材的情况下，对方金 属材为腐蚀电位比所述铝材高的材料时，则在铝材的表面形成氧化被膜，从而可抑制不同 种金属接触腐蚀。此外，所述物质含具有减小接触的金属材的电位差的作用。因此，利用 与形成氧化被膜的效果的共同作用，可以有效地抑制所接触的不同种的金属材间的腐蚀电 流，进而能够抑制不同种金属接触腐蚀。在上述表面处理金属材中，作为形成所述防蚀层的安息香酸盐或谷氨酸盐，优选钾盐、钠盐或铵盐的任一种。通过用这些盐的任一种形成防蚀层，可以更加增大腐蚀电位低 侧的金属材的溶解速度的减小效果。其理由是因为，钾盐、钠盐或铵盐与钙盐等其它盐相比 容易溶解于水，所以，能够形成更均质的氧化被膜或沉淀被膜。在所述表面处理金属材中，作为构成所述金属母材的钢材，可以使用至少在一表 面被覆有含锌镀层的含锌镀层钢材。这时，所述防蚀层在含锌镀层上形成。所述含锌镀层 优选含有40质量％以上的Zn，并且其附着量优选为1 150g/m2。通过以所述含锌镀层的 钢材作为金属母材，可进一步减小接触腐蚀电位比没有包覆含锌镀层的钢材低的对方金属 材时的电位差，利用含锌镀层和本发明的放射层的共同作用效果，能够使不同种金属接触 产生的腐蚀速度更加降低。另一方面，本发明的不同种材料接合体具备表面处理金属材和与所述表面处理金 属材部分地接合的对方金属材。所述表面处理金属材使用上述的本发明的表面处理金属 材。就所述对方金属材而言，当表面处理金属材的金属母材为钢材时，使用腐蚀电位比比其 钢材低的金属材。而当所述表面处理金属材的金属母材为铝材时，则使用腐蚀电位比其铝 材高的金属材。而且，所述对方金属材邻接配置在所述表面处理金属材的防蚀层一侧，且以 所述表面处理金属材的金属母材和所述对方金属材电导通的状态被接合。根据该不同种材料接合体，不同种材料接合体一方有本发明的表面处理金属材形 成，所以，表面处理金属材的金属母材和对方金属材内，相对另一方腐蚀电位低的金属材因 表面处理金属材的放射层而不易产生接触腐蚀，从而可以提供防蚀性、耐久性优异的结构 体。在上述不同种材料接合体中，用作所述腐蚀电位低的金属材没有特别限定，例如 可以使用铝材、镁合金材或锌合金材。另外，在上述不同种材料接合体中，用作所述腐蚀电 位高的金属材没有特别限定，例如可以使用铝材或钢材。另外，本发明的其它不同种材料接合体，具备第一表面处理金属材和与所述第一 表面处理金属材部分接合的第二表面处理金属材。所述第一表面处理金属材使用上述本发 明的金属母材为钢材的表面处理金属材，所述第二表面处理金属材使用上述本发明的金属 母材为铝材的表面处理金属材。而且，在所述第一表面处理金属材的防蚀层一侧，以接触或 对向的方式邻接配置有所述第二表面处理金属材的防蚀层，且以所述第一表面处理金属材 的第一金属母材和所述第二表面处理金属材的第二金属母材电导通的状态被接合。根据其它不同种材料接合体，相对于构成第一表面处理金属材的金属母材的钢 材，腐蚀电位低的构成第二表面处理金属材的金属母材的铝材，利用第二表面处理金属材 的两层防蚀层来防止接触腐蚀，所以，可得到优异的防蚀性、耐久性。本发明的上述表面处理金属材及不同种材料接合体，对接触腐蚀的防蚀性、耐久 性优异，所以，能够恰当地用作汽车部件用原材料。根据本发明的表面处理金属材，在用钢材或铝材形成的金属母材的表面，形成含 有选自由安息香酸盐、谷氨酸盐、茴香胺、甘氨酸、喹啉醇构成的族中的一种或两种以上的 物质0. 001 lg/m2的防蚀层。因此，形成所述防蚀层的物质在所述金属母材和与该表面 处理金属材接合的对方金属材内，与腐蚀电位低的一侧的金属材即分极为阳极侧的金属材 的表面发生作用，形成氧化被膜、沉淀被膜或它们的混合膜，从而能够使所述对方金属材或 金属母材的溶解速度减小。另外，本发明的不同种材料接合体因具备所述表面处理金属材，所以，利用所述表面处理金属材的防蚀层可以更恰当地防止表面处理金属材的金属母材和 对方金属材内、腐蚀电位低的一侧的金属材的接触腐蚀。因此，根据本发明，可以提供对不 同种材料接触腐蚀的防蚀性、耐久性优异的表面处理金属材、不同种材料接合体。


图1是实施方式的表面处理金属材的部分截面示意图；图2是第一实施方式的不同种材料接合体的部分截面示意图；图3是第二实施方式的不同种材料接合体的部分截面示意图；图4是第三实施方式的不同种材料接合体的部分截面示意图；图5是表示腐蚀试验用组装体的截面说明图；图6是图5中的C线截面向视图。符号说明1表面处理金属材、1A第一表面处理金属材、1B第二表面处理金属材、2，2k, 2B金 属母材、3，3A，3B防蚀层、4对方金属材、6，6A，6B不同种材料接合体
具体实施例方式下面，参照附图对本发明实施方式的表面处理金属材进行说明。实施方式的表面 处理金属材1如图1所示，在金属母材2的表面包覆有防蚀层3。在图例中，防蚀层3按照 仅包覆金属母材2的一面的方式形成，但也可以在两面形成。所述防蚀层3用选自由安息香酸盐、谷氨酸盐、茴香胺、甘氨酸、喹啉醇构成的族 中的一种或两种以上的物质形成。另外，形成所述防蚀层3的安息香酸盐、谷氨酸盐分别优 选为钾盐、钠盐或铵盐的任一种。这些盐与钙盐等其它盐相比容易溶解于水，所以能够形成 更均质的氧化被膜、沉淀被膜。因此，可以进一步增大表面处理金属材1的金属母材2和邻 接配置于表面处理金属材1的防蚀层3侧的对方金属材内，腐蚀电位低的一侧的金属材的 溶解速度的减小效果。在所述谷氨酸中存在两种光学异构体(L体、D体)。对任何不同种金属接触腐蚀具 有同等的防蚀效果，但推荐通常容易获得的L体的盐。另外，在茴香中存在邻(0-)、间(m-)、 对(P-)三种位置异构体。这些异构体都具有同等的方式效果。从成本方面考虑，推荐对茴 香胺。在甘氨酸中存在2-甘氨酸、6-甘氨酸、8-甘氨酸等，它们都具有同等的防蚀效果，从 安全性方面考虑，推荐有害性少的2-甘氨酸。在所述防蚀层3中，上述物质的附着量合计优选为0.001 lg/m2。在不足O.OOlg/ m2的情况下，在表面处理金属材和对方金属材的接触部，因水分的浸入等形成的溶液中的 物质浓度降低，所以，在根据表面处理金属材的金属母材和对方金属材的关系决定的腐蚀 电位低的一侧的金属材的表面所形成的氧化被膜、沉淀被膜或它们的混合膜的防蚀作用不 充分，得不到充分的防蚀特性。另外，附着量超过lg/m2时，防蚀特性饱和，有可能对以与 表面处理金属材接触的状态焊接对方金属材时的焊接性造成不利影响。因而，附着量优选 0. 001 lg/m2，更优选下限为0. 005g/m2，更优选上限为0. 9g/m2。所述防蚀层3可以通过使所述各种物质附着在金属母材上来形成。作为各种物质 的附着方法，没有特别限定，只要使用将各种物质和合适的溶媒混合而成的溶液通过适宜
7的涂布方法进行涂布即可。作为涂布方法，可以采用淋涂、辊涂、毛刷涂装。作为所述金属母材2，使用钢材或铝材。作为所述钢材，除钢板用钢材、机械结构用 钢材等通常的钢材以外，可以使用后述的含锌镀层钢材等各种钢材。另外，其形态也可以采 用冷轧钢板或热轧钢板等板状、C形、H形、I形等各种形态。另外作为所述铝材，可以使用 纯铝材、Al-Mn系合金材料、Al-Mg系合金材料、Al-Zn-Mg系合金材料、Al_Si系合金材料等 各种铝合金材。构成所述金属母材的钢材及铝材也可以是无垢的金属材，也可以是至少在 形成防蚀层的一侧实施了适宜的表面处理等的材料。作为所述金属母材2，可以使用至少在一表面(包覆防蚀层的一侧的表面)包覆有 含锌镀层的含锌镀层钢材。这种情况下，所述含锌镀层中的Zn是含量优选40质量％以上。 通过使用以所述含锌镀层钢材为金属母材的表面处理金属材，可以进一步缩小接触腐蚀电 位比钢材低的金属材时的电位差，利用含锌镀层和所述防蚀层的共同作用效果，可以使不 同种金属接触中的腐蚀速度进一步降低。在含锌镀层中的Zn不足40质量％的情况下，缩 小电位差的缩小效果变小，使得腐蚀速度的降低效果减小。所述含锌镀层除熔融镀锌、合金化熔融镀锌、电镀锌以外，可以使用镀Zn-Al、镀 Zn-Fe、镀Zn-Ni、镀Zn_Cr、镀Zn_Mg等含Zn 二元以上的合金电镀来形成。另外，使金属氧 化物或聚合物等分散在含锌镀层中的分散镀，例如可以使用使Si02分散的Zn镀等。另外， 也可以应用将两层以上不同种的含锌镀层层叠而成的多层镀。另外，含锌镀层的附着量优选设定为1 150g/m2。含锌镀层附着量在一面不足 lg/m2时，电位差的缩小效果变小，因此腐蚀速度降低不充分。另外，含锌镀层附着量在一面 超过150g/m2时，对不同种金属接触腐蚀的抗蚀性的提高效果饱和。根据这样的理由，含锌 镀层附着量优选在一面为1 150g/m2。更优选含锌镀层附着量的下限为3g/m2，更优选上 限为 70g/m2。接着，参照图2对本发明的不同种材料接合体的第一实施方式进行说明。在第一 实施方式的不同种材料接合体6中，和图1中所示的表面处理金属材1相同的部件附加相 同符号并简略或省略其说明。第一实施方式的不同种材料接合体6是表面处理金属材1和对方金属材4以对方 金属材4与所述表面处理金属材1的防蚀层3的表面接触的方式邻接配置。所述表面处理 金属材1的金属母材2和对方金属材3通过焊接部7部分地接合，经由该焊接部7两者成 为电导通的状态。图例中是通过焊接部分接合表面处理金属材1的金属母材2和对方金属 材4，但作为接合方法，除焊接之外也可以是钎焊或扩散结合，另外，如图中双点划线所示， 也可以使用铆钉8和螺栓等金属制的机械连接部件。另外，从确保接合强度和可靠性的观 点出发，推荐电弧焊和点焊等的焊接。作为所述表面处理金属材1的金属母材2使用钢材时，作为对方金属材4使用比 形成所述金属母材2的钢材腐蚀电位低的低腐蚀电位金属材。作为所述低腐蚀电位金属 材，例如可以使用铝材、镁合金材、锌合金材。另外，作为所述表面处理金属材1的金属母材2使用铝材时，作为对方金属材4使 用比形成所述金属母材2的铝材腐蚀电位高的高腐蚀电位金属材。作为所述高腐蚀电位金 属材可以使用例如比金属母材电位高的铝材、各种钢材。根据该不同种材料接合体6，一方的表面处理金属材1的金属母材2和对方金属材
84以电导通的状态接合，表面处理金属材1和对方金属材4之间即使侵入水分，所述金属母 材2和对方金属材4内，在腐蚀电位低的一侧的金属材即阳极一侧分极的金属材的表面形 成所述防蚀层3的物质发生作用，氧化皮膜或沉淀皮膜或他们的混合膜形成在低电位侧的 金属材的表面，因此，该金属材的溶解得到抑制，接触腐蚀难以发生，不同材料接合体6的 防蚀性、耐久性的代提高。接着，参照图3说明第二实施方式的不同种材料接合体6A。还有图2中所示的与 第一实施方式的不同种材料接合体6相同的部件赋予相同的符合省略说明，仅以不同点为 中心进行说明。第二实施方式的不同种材料接合体6A，对方金属材4邻接配置在表面处理金属材 1上，另外，在其上邻接配置有外侧金属材5，在图例中通过铆钉8相互连接。所述对方金属 材4也被称为设于表面处理金属材1和外侧金属材5之间的中间金属材，表面处理金属材1 的防蚀层3和外侧金属材5以接触状态配置。所述表面处理金属材1的金属母材2经所述 铆钉8形成与对方金属材4以及外侧金属材5电导通的状态。还有，在图例中作为接合方 法使用铆钉，也可以是螺栓等的连接部件，或者也可以使用焊接等部分接合各金属材彼此。该第二实施方式的情况，也可以有效地防止表面处理金属材1的金属母材2和对 方金属材4的接触腐蚀。可是，作为所述外侧金属材5，优选使用两者腐蚀电位相同或近似 的材质的材料，以使其与对方金属材4之间不会产生接触腐蚀。接着，参照图4说明第三实施方式的不同种材料接合体6B。该不同种材料接合体 6B，使用另一表面处理金属材(和图1的实施方式同样的金属材)作为第一实施方式的不 同种材料接合体6的对方金属材4，具备第一表面处理金属材1A和与之邻接配置的第二表 面处理金属材1B。第一表面处理金属材1A的防蚀层3A和第二表面处理金属材1B的防蚀 层3B以接触的方式临邻接配置，第一表面处理金属材1A的金属母材2A和第二表面处理金 属材1B的金属母材2B在图例中用铆钉8部分地接合，第一金属母材2A和第二金属母材2B 成为电导通的状态。图例中接合方法使用了铆钉，但也可以使用螺栓等连结部件，或也可以 采用焊接等部分地接合。在所述不同种材料接合体6B中，第一表面处理金属材1A的金属母材2A用钢材 (包括含锌镀层钢材)形成，另一第二表面处理金属材1B的金属母材2B用铝材形成。第三实施方式的不同种材料接合体6B，第一金属母材2A和第二金属母材2B内，腐 蚀电位低的一侧的第二金属材2B的铝材利用第一表面处理金属材1A的防蚀层3A和第二 表面处理金属材2B的防蚀层3B两层防蚀层来防止接触腐蚀，所以可得到优异的防蚀性、耐 久性。另外，在第三实施方式的不同种材料接合体6B中，可以在第一、第二表面处理金 属材1A、1B之间邻接配置中间金属材。中间金属材可以是相对于表面处理金属材1A、1B的 金属母材2A、2B，腐蚀电位高或低的任一材质。这种情况下，第一表面处理金属材1A和中间 金属材、中间金属材和第二表面处理金属材1B，可以分别看做第一实施方式的不同种材料 接合体6。接着，举出具体的实施例对本发明的表面处理金属材及不同种材料接合体进行说 明，但不受本发明的实施例限定性地解释。实施例
[供试材料的制作]如下述表1、表2所示，作为金属母材的原材料，准备冷轧钢板、各种电镀钢板、各 种铝材、镁合金材、锌合金材的板(厚度1. 2 3. 0mm)。从这些原材料上采取500X 500mm 的原板，将一部分除去，如后述通过浸渍法制造包覆形成有同表所示的各种物质构成的防 蚀层的表面处理金属材，将其作为供试材料。表2中，铝材、镁合金材及锌合金材的钢号分 别表示在JISH4000 1999年、JISH4201 2005年及JISH5301 1990年规定的合金钢号。将所述原板进行丙酮清洗后，在室温下浸渍于各种物质和离子交换水的混合液中 适当的时间，捞上来使其干燥，由此形成所述防蚀层。在向混合液中浸渍时，要用磁力搅拌 器进行搅拌，以使添加物质均勻地附着在所述原板上。从混合液中捞出原板并使其干燥后， 将浸渍前后的重量增加量作为添加物质的附着量。表1及表2中也一同表示有每单位面积 的附着量。这样操作从附着了规定的无知的原板上切下150X70mm的试验材，供下述的腐 蚀试验。同样地，关于没有形成防蚀层的金属母材，也制作同尺寸的试验材。[表 1]
对茴香胺、8-喹啉醇0.85
[表 2]
[腐蚀试验方法]从表1及表2所示的试验材中选择两种按照表3进行组合，如图5及图6所示，准 备腐蚀试验组装体试料，用该试料以JAS0M6091-91所规定的方法为标准，进行复合循环腐 蚀试验(CCT)。所述腐蚀试验用组装体按照如下的要领进行制作。首先，用一试验材A和另一试 验材B的两端部夹住宽30mm、长70mm厚0. 3mm的特富龙薄板(“特富龙”是注册商标)11， 以形成有防蚀层的面彼此相对的方式进行层叠，用导电性带12进行固定，确保两试验材的 导通进行组装。接着，对组装后的组装体消除试验材A、B的间隙13，将其他部分用特富龙 带及硅密封胶进行包覆。腐蚀试验按照以下的要领进行。对所述腐蚀试验用组装体，以2小时的盐水喷雾 过程，其后，4小时的干燥过程，其后，、2小时的润湿过程为一个循环(合计8小时)，进行 30个循环。在所述盐水喷雾过程中，在温度35°C对组装体喷雾5% NaCl水溶液，以使NaCl 水溶液浸入试验材A、B的间隙13。在所述干燥过程中，在温度60°C、相对湿度25% RH下 进行干燥。在所述润湿过程中，在温度50°C、相对湿度98%RH下进行保持。各过程之间的 移行时间设定为10分钟。试料的腐蚀试验用组装体对每一试验材的组合分别准备三组。对各试料的每一组 进行腐蚀试验。试验结束后，将腐蚀试验用组装体进行解体，测定因接触而促进了腐蚀的、 金属母材为腐蚀电位低的一侧的试验材(表3的试验材B)的一方的浸蚀深度。而且将三 组中最深的浸蚀深度作为“最大浸蚀深度”。在浸蚀深度测定前，用如下方法除去腐蚀生成 物。对于母材为钢材的试料，浸渍于加温到80°C的10%柠檬酸氢二铵水溶液中，除去腐蚀 生成物。对于母材为铝材的试料，是将其浸渍于室温的20%硝酸中除去腐蚀生成物。对于 母材为镁合金材及锌合金材的试料，是将其浸渍于室温的30%铬酸水溶液中除去腐蚀生成 物。[试验结果]将复合循环试验的结果、所得到的最大浸蚀深度一同示于表3。表3中还表示了防 蚀性的评价结果。防蚀性评价为关于母材是将钢材和铝材组合而成的试料(No. 1 33、 38 55、59 63)，以No. 1的最大浸蚀深度作为基准值；另外，关于将钢材和镁合金材组 合而成的试料(No. 34,35)或将钢材和锌合金材组合而成的试料((No. 36,37)，以No. 34、 No. 36的最大浸蚀深度为基准值；另外，关于将铝材和铝材组合而成的试料(No. 56 58)， 以No. 56的最大浸蚀深度为基准值，各个试料的最大浸蚀深度为基准值的4/5以上则评价 为不可(X) ；3/5以上且不足4/5，则评价为不充分(A) ；2/5以上且不足3/5，则评价为良 好(〇)；1/5以上且不足2/5，则评价为优异(◎)；不足1/5，则评价为非常优异(◎◎)。[表 3] 由表3可得到以下结果。比较例1的试料No. 1，既没有防蚀层又是冷轧钢板 的试验材(N1)和Al-Mg-Si合金板的试验材(L5)的组合，在L5侧看到超过最大浸蚀深度 40um的浸蚀。另外，比较例的试验材No. 2，既没有防蚀层又是合金化熔融镀锌钢板的试验 材(N5)和所述L5的组合，该组合中同样也是在L5侧看到超过深度40 ym的浸蚀。另外， 试料No. 3是涂布了通常公知的防蚀剂即苯并三唑的冷轧钢板的试验材(N7)和所述L5的 组合，另外，试料No. 4是本发明的物质附着量不足规定值的试验材和所述L5的组合，试料 No. 3及No. 4都是L5侧的最大浸蚀深度稍微变小，抗蚀性不充分。与此相对，发明例的试料(No. 5 No. 33)，作为试验材A都是在钢材上形成了防蚀 层的例，与试料No. 1及No. 2相比，最大浸蚀深度都降低到1/2以下，可看到有效的防蚀效^ o另外，试料No. 34及No. 36分别是将没有防蚀层的合金化熔融镀锌钢板和镁合金 板或锌合金板的试验材组合的情况，两者中都可看到超过100 ym的浸蚀。与此相对，使用 了在合金化熔融镀锌钢板上形成有防蚀层的试验材的试料No. 35及No. 37，镁合金板及锌 合金板的最大浸蚀深度分别降低到不足No. 34或No. 36的2/5，可看到优异的防蚀效果。此外，试料No. 39 No. 55是使形成有规定量的防蚀层的铝材的试验材和没有防 蚀层的钢材的试验材相接触的例子，铝材的最大浸蚀深度都被抑制在1/2以下。另外，试验 材A、B的母材全都是铝材的试料No. 56 No. 58的情况为，通过制作一方或双方形成有防 蚀层的试验材，可得到优异的防蚀效果。特别是使用全都具备防蚀层的试验材的No. 58，相 比于都没有防蚀层的No. 56，最大浸蚀深度降低到1/4程度。同样地，都形成有防蚀层的试 验材的试料No. 59 No. 63，最大浸蚀深度不足No. 1及No. 2的1/5，可看到显著的防蚀效^ o另外，作为试验材A，从冷轧钢板上附着有苯甲酸钙的试料No. 5和附着有苯甲酸 铵的试料No. 17的比较可知，相比于钙盐，铵盐一方最大浸蚀深度小，防蚀效果大。同样地， 作为试验材A，从冷轧钢板上附着有L-谷氨酸钙的试料No. 6和附着有L-谷氨酸钠的试料 No. 18的比较可知，相比于钙盐，钠盐一方最大浸蚀深度小，防蚀效果大。同样地，作为试验材A，相比于合金化熔融镀锌钢板上附着有苯甲酸钙或苯甲酸镁的试料No. 17或No. 18，合 金化熔融镀锌钢板上附着有钠盐或钾盐的试料No. 24及No. 31 一方最大浸蚀深度小，防蚀 效果大。从这些例表明，在将安息香酸盐及L-谷氨酸沿作为防蚀层而形成的情况下，优选 钾盐、钠盐、铵盐。另外表明，使用包覆有镀层的钢板作为金属母材时，即使在母材上附着相同的苯 甲酸钠的情况下，与试验材为熔融镀铝钢板的试料No. 12相比，作为试验材使用熔融镀 Zn-Al钢板(Zn 45% )的试料No. 30或使用合金化熔融镀锌钢板(Zn 90% )的试料No. 24 一方，有最大浸蚀深度被较大限度地抑制的倾向，所以，优选镀层中含有Zn 40 %以上。如上所述，本发明的表面处理金属材对接触腐蚀的防蚀性都很优异，作为以在和 不同种金属接触的状态下使用的钢材或铝材为母材的表面处理金属材很合适，使用它们的 不同种材料接合体对接触腐蚀的防蚀特性也很优异。
权利要求
一种对不同种金属接触腐蚀的抗蚀性优异的表面处理金属材，用于与腐蚀电位比钢材低的对方金属材进行接合，其特征在于，具备由所述钢材形成的金属母材和在所述金属母材的表面上形成的防蚀层，所述防蚀层含有0.001～1g/m2的选自安息香酸盐、谷氨酸盐、茴香胺、甘氨酸、喹啉醇中的一种或两种以上的物质。
2.如权利要求1所述的表面处理金属材，其特征在于，形成所述防蚀层的安息香酸盐 或谷氨酸盐是钾盐、钠盐或铵盐中的任一种。
3.如权利要求1所述的表面处理金属材，其特征在于，所述金属母材是至少在一个表 面上被覆有含有40质量％以上的Zn的含锌镀层的含锌镀层钢材，所述含锌镀层的附着量 为1 150g/m2，在所述含锌镀层上形成有所述防蚀层。
4.如权利要求1 3中任一项所述的表面处理金属材，其特征在于，用作汽车部件用的 原材料。
5.一种对不同种金属接触腐蚀的抗蚀性优异的表面处理金属材，用于与腐蚀电位比纯 铝材或铝合金材高的对方金属材进行接合，其特征在于，具备由所述纯铝材或铝合金材形成的金属母材和在所述金属母材的表面上形成的防 蚀层，所述防蚀层含有0. 001 lg/m2的选自安息香酸盐、谷氨酸盐、茴香胺、甘氨酸、喹啉醇 中的一种或两种以上的物质。
6.如权利要求5所述的表面处理金属材，其特征在于，形成所述防蚀层的安息香酸盐 或谷氨酸盐是钾盐、钠盐或铵盐中的任一种。
7.如权利要求5或6所述的表面处理金属材，其特征在于，用作汽车部件用的原材料。
8.—种不同种材料接合体，其具备表面处理金属材和与所述表面处理金属材部分接合 的对方金属材，其特征在于，所述表面处理金属材是权利要求1所述的表面处理金属材，所述对方金属材是腐蚀电 位比所述表面处理金属材的金属母材低的低腐蚀电位金属材，在所述表面处理金属材的防蚀层一侧邻接配置有所述对方金属材，且所述表面处理金 属材的金属母材和所述对方金属材以电导通的状态被接合。
9.如权利要求8所述的不同种材料接合体，其特征在于，所述低腐蚀电位金属材为纯 铝材、铝合金材、镁合金材或锌合金材中的任一种。
10.一种不同种材料接合体，具备表面处理金属材和与所述表面处理金属材部分接合 的对方金属材，其特征在于，所述表面处理金属材是权利要求5所述的表面处理金属材，所述对方金属材是腐蚀电 位比所述表面处理金属材的金属母材高的高腐蚀电位金属材，在所述表面处理金属材的防蚀层一侧邻接配置有所述对方金属材，所述表面处理金属 材的金属母材和所述对方金属材以电导通的状态被接合。
11.如权利要求10所述的不同种材料接合体，其特征在于，所述高腐蚀电位金属材为 铝合金材或钢材的任一种。
12.—种不同种材料接合体，其具备第一表面处理金属材和与所述第一表面处理金属 材部分接合的第二表面处理金属材，其特征在于，所述第一表面处理金属材是权利要求1所述的表面处理金属材，所述第二表面处理金 属材是权利要求5所述的表面处理金属材，在所述第一表面处理金属材的防蚀层一侧以接触或对向的方式邻接配置有所述第二 表面处理金属材的防蚀层，且所述第一表面处理金属材的金属母材和所述第二表面处理金 属材的金属母材以电导通的状态被接合。
13.如权利要求8 12中任一项所述的不同种材料接合体，其特征在于，用作汽车部件 用的原材料。
全文摘要
本发明提供表面处理金属材及具备该表面处理金属材的不同种材料接合体。其中，表面处理金属材是以即使不实施电绝缘及完全的环境阻断，也能够廉价且有效地抑制不同种金属接触腐蚀的钢材或铝材作为金属母材。本发明的表面处理金属材(1)，在由钢材或铝材形成的金属母材(2)的表面具备防蚀层(3)。所述防蚀层(3)含有0.001～1g/m2选自安息香酸盐、谷氨酸盐、茴香胺、甘氨酸、喹啉醇构成的族中的一种或两种以上的物质。作为所述安息香酸盐或谷氨酸盐，优选钾盐、钠盐或铵盐的任一种盐。另外，本发明的不同种材料接合体，作为至少一方的材料具备所述表面处理金属材(1)。
文档编号C23F13/00GK101857958SQ20101014480
公开日2010年10月13日 申请日期2010年3月24日 优先权日2009年4月9日
发明者久野彰士, 岩井正敏, 巽明彦, 阪下真司 申请人:株式会社神户制钢所