[发明专利]带有铋被膜的金属材料及其制造方法、在其中所使用的表面处理液以及阳离子电沉积涂覆金属材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及带有铋被膜的金属材料及其制造方法、在其中所使用的表面处理液以及阳离子电沉积涂覆金属材料及其制造方法。

背景技术

为了使金属材料具有耐腐蚀性或创意性，大多实施涂覆。通常，在通过涂覆形成的涂膜与金属材料之间存在化学转化膜，由于该化学转化膜，耐腐蚀性、涂膜粘附性显著提高。化学转化膜是通过与被称作化学转化处理液的化学试剂接触的化学转化处理这样的方法，在金属材料表面形成并被覆。作为对金属材料提供耐腐蚀性和涂膜粘附性的化学转化处理已知例如铬酸盐处理、磷酸锌处理、锆系处理等。

其中，铬酸盐处理由于在处理液中或将形成的化学转化膜中含有6价铬，因此一直以来由于环境污染的原因使用受到限制。另外，对锌系镀覆材料或铝合金材料虽然有效，但是对于铁系材料无法获得足够的被膜量，因此难以对局部具有钢铁材料的构成体等应用。

另外，磷酸锌处理不仅对锌系镀覆材料或铝合金材料有效、对于钢铁材料也有效，适合作为各种涂覆、特别是实施阳离子电沉积涂覆时的基底处理。但是，含有作为富营养化元素的磷或可能具有致癌性的镍，而且在处理时会以副产物的形式产生被称为污泥的工业废弃物，因此仍然由于环境污染的原因而令人敬而远之。

与此相对，锆系化学转化处理可以在各种材料上形成所需量的被膜，可以使耐腐蚀性、涂膜粘附性等提高，而且对环境的负担也可以降低。

作为这样的锆系化学转化处理，例如在专利文献1中记载了一种化学转化处理剂，该化学转化处理剂含有选自锆、钛和铪中的至少一种、氟、以及粘附性和耐腐蚀赋予剂，化学转化处理剂的特征在于：上述粘附性赋予剂和耐腐蚀性赋予剂是选自锌等金属离子、碱土类金属离子、元素周期表第三族金属离子、铜离子和含硅化合物中的至少一种。

另外，专利文献2中记载了一种化学转化处理，化学转化处理剂含有选自锆、钛和铪中的至少一种、氟、粘附性赋予剂以及化学转化反应促进剂，化学转化处理的特征在于：上述粘附性赋予剂为选自锌等金属离子、碱土类金属离子、元素周期表第三族金属离子、铜离子、含硅化合物、水溶性树脂、水溶性环氧化合物、以及硅烷偶联剂和/或其水解产物中的至少一种，上述化学转化反应促进剂具有特征。

并且，专利文献1、2分别进一步记载了以表面具有由上述这样的化学转化处理剂形成的化学转化膜为特征的表面处理金属。并记载，作为该表面处理金属的金属基材是铁系基材、铝系基材、锌系基材，只记载作为这些金属基材的具体形状是平面板状。进一步记载，可对具有由化学转化处理剂形成的化学转化膜的金属基材进行的涂覆没有特别限定，可举出阳离子电沉积涂覆、粉体涂覆等。

根据这样的锆系化学转化处理，可以在低环境负担下在各种金属材料上形成所需量的化学转化膜，可以使金属材料具有耐腐蚀性。进一步可提高实施阳离子电沉积涂覆时的涂膜粘附性。

专利文献1：日本特开2004-218073号公报

专利文献2：日本特开2004-218075号公报。

发明内容

但是，金属材料为汽车车身这样的具有袋结构部的金属材料时，即使采用锆系化学转化处理，在之后进行的阳离子电沉积涂覆中也难以获得高的涂覆追随性。例如如果将专利文献1-2所述的化学转化处理剂单是用于具有袋结构部的金属材料时，则无法获得高的涂覆追随性。

其中，“涂覆追随性”如之后的详细说明，是指即使对于电流难以流动、电流密度低，因此难以形成电沉积涂膜的袋结构部内也可以形成所需量的涂膜，且可在金属材料的表面整体上形成比较均匀的涂膜的性质。

与此相对，对具有袋结构部的金属材料应用磷酸锌处理时，比应用锆系化学转化处理的情况更容易获得较高的涂覆追随性。但是，有上述环境方面等的问题。

因此，本发明的目的在于提供涂覆追随性、耐腐蚀性和涂膜粘附性优异、可在低环境负担下制造的带有铋被膜的金属材料及其制造方法。

另外，本发明的目的还在于提供一种表面处理液，该表面处理液可在低环境负担下为金属材料提供涂覆追随性、耐腐蚀性和涂膜粘附性。

另外，本发明的目的还在于提供在表面均匀形成涂膜、耐腐蚀性和涂膜粘附性优异、可以在低环境负担下制造的阳离子电沉积涂覆金属材料及其制造方法。

为实现上述目的，本发明提供

(1) 带有铋被膜的金属材料，该带有铋被膜的金属材料具有金属材料和上述金属材料表面的至少一部分含有铋的层，上述带有铋被膜的金属材料的表层中，铋原子的原子数比率为10%以上。

(2) 其中，优选上述金属材料具有袋结构部。