[发明专利]钢板和铝板的接合结构体的制造方法和由该制造方法制造的钢板和铝板

说明书

技术领域

本发明涉及在以汽车为首的铁道车辆等的运输机领域、机械领域、土木建筑机械设备领域、电子设备领域等之中，钢板和铝板进行面接触而在具有电导通的状态下使用的钢板和铝板的接合结构体的制造方法，和由该制造方法制造的钢板和铝板的接合结构体。

背景技术

近年来，以汽车和铁道车辆等的运输机领域为中心，使钢材和铝(合金)材组合的轻量且高强度，而且还兼备对于碰撞的耐性的构件相应需求增加。

通常，在汽车等中使用钢材和铝材时，通过电阻焊、机械接合等接合钢板和铝板。对接状接合钢板和铝板时，因为接合部分密接，所以难以产生间隙。另一方面，以面接合钢板和铝板时，因为接合面无法完全地密接，所以因构件自身的应变和因点焊等而产生的应变，在钢板和铝板之间发生各种间隔的间隙。若所述间隙的大小(钢板和铝板的间隔)达到0.1mm左右，则在汽车制造时的底涂工序中通常所使用的电镀中，涂料无法进入到间隙内部，因此在间隙内部的钢材面和铝材面产生未涂装部。

在汽车等的使用中，若有水分侵入到所述间隙内，则在钢板未涂装部和铝板未涂装部之间发生异种金属接触腐蚀(电偶(galvanic)腐蚀)，比钢易腐蚀(Base)的铝的腐蚀被促进。所谓异种金属接触腐蚀，就是使钢和铝这样的异种金属接触时，经由侵入到接触面的间隙的水所形成的电解液，异种金属之中，易腐蚀的金属为阳极、不易腐蚀的(Noble)金属为阴极而形成电池，易腐蚀的金属一方的腐蚀被促进的现象。即，在钢板/铝板的异种金属接合结构体中，若所述间隙存在，则在使用中铝的腐蚀被促进，其腐蚀速度比铝单独要大得多，初期就会引起穿孔等的损伤。因此，将异种金属进行面接合而形成的构件·部件中，需要防止这样的异种金属接触腐蚀。

作为防止异种金属接触腐蚀的方法，有交往的是使绝缘物介于异种金属间而进行电绝缘。但是在该方法中存在的问题是，有结构上制造上的制约，不但困难的情况很多，而且在接合强度的方面也不能应用优势的焊接。例如在专利文献1中，记述有在异种金属的接触部预先涂布有机树脂粘接剂后进行点焊的方法。但是在该方法中，因为施工费事，而且涂布状态容易不均匀，所以有可能从涂布缺陷部发生腐蚀。

另外还提出，使用预先涂装了有机树脂的预涂钢板和预涂铝板，将其加工成构件后，以粘接剂接合并加以组装的方法(例如专利文献2)。在该方法中接触腐蚀确实不会发生，但因为在接合中使用粘接剂，所以施工上费事，而且接合强度缺乏可靠性，面向结构构件的应用存在问题

此外，还提出一种通过使Zn-Al-Mg合金介于铝基复合材料和铁钢材料之间，从而有效地防止两材料间的异种金属接触腐蚀的技术(例如专利文献3)。但是在该方法中，必须以镀敷等手段形成Zn-Al-Mg合金层，工序上繁杂。

另一方面，作为防止金属材料的腐蚀的技术，已知有在该金属曝露的腐蚀环境中添加少量/微量的腐蚀抑制剂(也称为抑制剂(inhibitor))。作为一般周知的抑制剂，已知例如有：除去腐蚀反应所需要的氧，作为使腐蚀性降低的脱氧剂发挥作用的亚硫酸盐和肼；在金属表面形成碳酸钙的沉淀被膜而提高保护的钙离子；使铁表面钝态化，使包含有助于腐蚀抑制的钼酸盐、N、O等的电负性大的元素的极性基向金属表面吸附，由此显现腐蚀抑制效果的吸附皮膜形成型抑制剂，即胺类和苯胺等；与金属的溶解所产生的金属离子反应，在表面形成稳定的整形化合物而显现腐蚀抑制效果的沉淀皮膜形成型抑制剂，即苯并三唑和硫代乙醇酸类等；和在金属表面形成氧化皮膜的羧酸类等(非专利文献1)。

以上述这些抑制剂的认知为基础，在专利文献4中记述了一种方法，其是通过使用含有亚硝酸系抑制剂和氧阴离子系抑制剂的组成物，防止异种金属接触腐蚀的方法。但是，这样的抑制剂，对于比钢材电位高的不锈钢或钛与一般钢材的接触腐蚀抑制有效，但不能适用于钢材与比其电位低的金属(例如铝等)的接触腐蚀抑制。

专利文献1：特开2008-80394号公报

专利文献2：特开平5-50173号公报

专利文献3：特开2001-11665号公报

专利文献4：特开平4-160169号公报

非专利文献1：腐蚀防腐协会编纂：防腐技术便览，1992年，第641～679页

发明内容

在本发明中揭示的课题是，考虑到上述现来技术，提供一种能够有效地抑制钢材和铝材的接触面的接触腐蚀的钢板和铝板的接合结构体的制造方法，和据此制造的耐接触腐蚀性优异的钢板和铝板的接合结构体。