[发明专利]阳离子电沉积涂覆用金属表面处理液

说明书

技术领域

本发明涉及金属表面处理液，尤其涉及适用于阳离子电沉积涂覆的金属表 面处理液和金属表面处理方法。

背景技术

以往为了对各种金属基材赋予防腐蚀性而进行表面处理。特别是对于构成 汽车的金属基材，通常使用磷酸锌处理。但这种磷酸锌处理具有产生副产物淤 渣的问题。因此需要不使用磷酸锌的下一代表面处理，利用锆离子的表面处理 就是其中之一(例如，参照专利文献1)。

另一方面，对于需要高防腐蚀性、构成汽车的金属基材，在表面处理后进 行阳离子电沉积涂覆。作为进行阳离子电沉积涂覆的理由，很大程度是因为由 阳离子电沉积涂覆所得的涂膜除具有优异的防腐蚀性之外，还具有可以涂覆到 有复杂形状的汽车体的各个角落的性质，即所谓的“覆盖性”。

但是，最近明确了在对利用上述锆离子进行表面处理的金属基材进行阳离 子电沉积涂覆时，根据其种类有时难以得到上述覆盖性，特别是在冷轧钢板上 这种倾向显著。因此，进行阳离子电沉积涂覆时，如果没有表现出覆盖性，则 无法得到充分的防腐蚀性。

专利文献1：日本特开2004-218070号公报

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用锆离子的表面处理，这种表面处理在对表 面处理后的金属基材进行阳离子电沉积涂覆时，可表现出充分的覆盖性，并且 防腐蚀性优异。

本发明的阳离子电沉积涂覆用金属表面处理液是含有锆离子、铜离子、以 及其它金属离子，且pH为1.5～6.5的化学转化处理液，上述其它金属离子为选 自锡离子、铟离子、铝离子、铌离子、钽离子、钇离子、铈离子中的至少一种 离子；上述锆离子的浓度为10～10000ppm；铜离子相对于上述锆离子的浓度比 以质量换算为0.005～1；上述其它金属离子相对于铜离子的浓度比以质量换算为 0.1～1000。另外，可以含有多胺化合物、氟离子、螯合物。在含有氟离子的情况 下，pH为3.0时的游离氟离子量可以为0.1～50ppm。

本发明的金属表面处理方法包括使用上述金属表面处理液，对金属基材进 行表面处理的工序。

在本发明的表面处理后的金属基材上形成有通过上述表面处理所得的被 膜。

本发明的阳离子电沉积涂覆方法包括：使用上述金属表面处理液对金属基 材进行表面处理的工序、对进行了上述表面处理的金属基材进行阳离子电沉积 涂覆的工序。

本发明的金属基材是用上述涂覆方法所得的、阳离子电沉积涂覆的金属基 材。

本发明的阳离子电沉积涂覆用金属表面处理液除锆离子之外还含有铜离子 和其它金属离子，因此认为在进行阳离子电沉积涂覆时表现出覆盖性。其理由 虽未明确，但认为原因如下。

即，认为单独使用锆离子时，其氧化物被膜的形成与在酸性环境下金属基 材的蚀刻同时进行。但是在冷轧钢板上存在着二氧化硅的偏析物等，在这样的 部分上难以进行蚀刻。因此，不能均匀地形成使用锆氧化物的被膜，并存在未 形成被膜的部分。研究认为在形成被膜的部分和未形成被膜的部分，电流的流 向不同，因此不能均匀地进行电沉积，其结果导致无法得到覆盖性。

另一方面，如果观察通过本发明的阳离子电沉积涂覆用金属表面处理液所 得的被膜的电子显微镜照片，则可确认铜点状析出。铜离子与锆离子相比，容 易在基材上显著析出。首先，认为对这种点状析出的铜部分形成锆氧化物被膜。 虽然只是推测，但认为并非仅形成被膜，而是产生锆和铜的某种相互作用，例 如，推测在进行磷酸锌之类的电沉积时形成具有可产生焦耳热的电阻的被膜， 通过焦耳热使电沉积被膜流动，从而使覆盖性提高。

另外，由于铜和锆之间具有析出性，因此认为其它金属离子具有防止铜相 对于锆过量析出的效果。

本发明的阳离子电沉积涂覆用金属表面处理液通过含有多胺化合物，可提 高对阳离子电沉积涂膜的附着性，因此也可以通过条件更严格的二次附着试验 (SDT试验)。另外，本发明的阳离子电沉积涂覆用金属表面处理液通过含有铜离 子，可使防腐蚀性提高。其理由虽未明确，但推测是因为被膜形成时铜与锆之 间起到某种相互作用。并且，当本发明的阳离子电沉积涂覆用金属表面处理液 含有大量锆以外的金属时，通过含有螯合物，可稳定并形成锆氧化物被膜。研 究认为这是由于螯合物捕捉了比锆更容易析出的铜、其它金属离子。

附图说明

图1是表示评价覆盖性时使用的盒子(box)的一个例子的立体图。