[发明专利]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

说明书

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、O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。