(57)【要約】【課題】優れた耐接触腐食性を有し、かつ、この持続性にも優れる表面処理金属材及び接合構造体、並びにこのような表面処理金属材の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミニウム母材、及びこのアルミニウム母材の表面に形成される酸化被膜を備え、上記アルミニウム母材よりも腐食電位が貴である金属母材を備える相手金属材と接合されて用いられる表面処理金属材であって、上記酸化被膜が第４族元素を含有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミニウム母材、及び
このアルミニウム母材の表面に形成される酸化被膜
を備え、上記アルミニウム母材よりも腐食電位が貴である金属母材を備える相手金属材と接合されて用いられる表面処理金属材であって、
上記酸化被膜が第４族元素を含有することを特徴とする表面処理金属材。
【請求項２】
上記酸化被膜が、上記第４族元素を含有する酸性溶液の上記アルミニウム母材表面への接触により形成されている請求項１に記載の表面処理金属材。
【請求項３】
上記酸化被膜の表面に形成される樹脂被膜をさらに備える請求項１又は請求項２に記載の表面処理金属材。
【請求項４】
アルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミニウム母材を備え、上記アルミニウム母材よりも腐食電位が貴である金属母材を備える相手金属材と接合されて用いられる表面処理金属材の製造方法であって、
上記アルミニウム母材の表面に第４族元素を含有する酸性溶液を接触させる工程
を有することを特徴とする表面処理金属材の製造方法。
【請求項５】
上記酸性溶液のｐＨが１以上５以下である請求項４に記載の表面処理金属材の製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の表面処理金属材、及び
この表面処理金属材の表面側に隣接して対向配置され、上記アルミニウム母材よりも腐食電位が貴である金属母材を備える相手金属材
を備え、
上記アルミニウム母材と上記金属母材とが電気的に導通した状態で接合されている接合構造体。
【請求項７】
上記金属母材が鉄鋼材である請求項６に記載の接合構造体。
【請求項８】
上記鉄鋼材が溶融亜鉛めっき鋼材である請求項７に記載の接合構造体。
【請求項９】
上記相手金属材が、上記表面処理金属材と対向する側の上記金属母材表面に形成される樹脂被膜をさらに備える請求項６、請求項７又は請求項８に記載の接合構造体。
【請求項１０】
上記相手金属材が備える樹脂被膜が、安息香酸、グルタミン酸塩、アニシジン、グリシン、グリシン塩、キノリノール、フタル酸塩、アジピン酸塩及び酢酸塩からなる群より選択される少なくとも１種を含有する請求項９に記載の接合構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面処理金属材、表面処理金属材の製造方法及び接合構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車や鉄道車両等の輸送機械分野を始めとして、異種の金属材を接触させた状態で溶接等により部分的に接合させた部材や部品が広く用いられている。しかし、異種の金属材を接触させた部材等には、異種金属接触腐食（ガルバニック腐食）が発生するケースが多い。この異種金属接触腐食とは、腐食電位が卑な金属材がアノード、貴な金属材がカソードとなって電池を構成し、卑な金属材の方の腐食が促進される現象である。例えば、異種の金属材として鉄鋼材とアルミニウム合金材とを接触させた場合には、アルミニウム合金材の腐食が促進される。この場合の腐食速度は、アルミニウム合金材を単独で使用する場合よりも極めて大きくなり、早期に穴あき等の損傷を引き起こす。従って、異種の金属材を接触させた部材等を用いる場合には、このような異種金属接触腐食の発生を低減させることが重要である。
【０００３】
この異種金属接触腐食の発生を低減させる手段としては、アルミニウム合金材の表面に特定の有機酸塩等を含有する防食層を形成する方法や（特開２０１０−１４４２２３号公報及び特開２０１０−２４２１９５号公報参照）、特定の樹脂を含有する樹脂被膜を形成する方法（特開２０１１−１４００６７号公報参照）が開発されている。しかし、上記各方法においても、例えば被覆欠陥からの腐食集中により孔食進展が生じうるなど、防食機能の持続性が十分であるとは言い難い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１４４２２３号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４２１９５号公報
【特許文献３】特開２０１１−１４００６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、優れた耐接触腐食性を有し、かつ、この持続性にも優れる表面処理金属材及び接合構造体、並びにこのような表面処理金属材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明者は、チタン等の第４族元素を含有する酸化被膜が、持続性に優れる高い耐接触腐食性を有することを見出し本発明の完成に至った。
【０００７】
すなわち、上記課題を解決するためになされた発明は、
アルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミニウム母材、及び
このアルミニウム母材の表面に形成される酸化被膜
を備え、上記アルミニウム母材よりも腐食電位が貴である金属母材を備える相手金属材と接合されて用いられる表面処理金属材であって、
上記酸化被膜が第４族元素を含有することを特徴とする。
【０００８】
当該表面処理金属材は、第４族元素を含有する酸化被膜を備えることで、優れた耐接触腐食性を有し、かつ、この持続性にも優れる。当該表面処理金属材がこのような性質を有する理由は定かではないが、例えば、第４族元素がアルミニウムと他方の母材金属との間の電位差を減少させることや、第４族元素の酸化物がアルミニウムとの高い結合性を有し強固な酸化被膜が形成さることなどが推測される。
【０００９】
上記酸化被膜が、上記第４族元素を含有する酸性溶液の上記アルミニウム母材表面への接触により形成されていることが好ましい。このようにすることで、第４族元素を含有し、機能の持続性に優れる酸化被膜を比較的容易に形成することができる。
【００１０】
上記酸化被膜の表面に形成される樹脂被膜をさらに備えることが好ましい。このようにすることで、上記樹脂被膜が酸化被膜を保護し、かつ、腐食電流の量を減らすこと等により、防食機能及びその持続性をより高めることができる。
【００１１】
本発明の表面処理金属材の製造方法は、
アルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミニウム母材を備え、上記アルミニウム母材よりも腐食電位が貴である金属母材を備える相手金属材と接合されて用いられる表面処理金属材の製造方法であって、
上記アルミニウム母材の表面に第４族元素を含有する酸性溶液を接触させる工程
を有することを特徴とする。
【００１２】
当該製造方法によれば、耐接触防食性及びその持続性に優れた表面処理金属材料を、比較的容易に製造することができる。
【００１３】
上記酸性溶液のｐＨは１以上５以下が好ましい。このようなｐＨの酸性溶液を用いることで、この酸性溶液が適度にアルミニウム母材の表面部分等と反応し、効果的に上記酸化被膜を形成することができる。
【００１４】
本発明の接合構造体は、
当該表面処理金属材、及び
この表面処理金属材の表面側に隣接して対向配置され、上記アルミニウム母材よりも腐食電位が貴である金属母材を備える相手金属材
を備え、
上記アルミニウム母材と上記金属母材とが電気的に導通した状態で接合されている接合構造体である。
【００１５】
当該接合構造体は、当該表面処理金属材を備えるため、異種金属接触によるアルミニウム母材の腐食発生を長期間抑制することができる。
【００１６】
上記金属母材が鉄鋼材であるとよい。このように相手金属材の金属母材として、従来より多用されている鉄鋼材を用いることで、当該接合構造体は、輸送機械等の部材や部品として広く用いることができる。
【００１７】
上記鉄鋼材が溶融亜鉛めっき鋼材であることがさらに好ましい。溶融亜鉛めっき鋼材を用いることで、耐接触腐食性をより高めることができる。
【００１８】
上記相手金属材が、上記表面処理金属材と対向する側の上記金属母材表面に形成される樹脂被膜をさらに備えることが好ましい。このように金属母材表面に樹脂被膜を形成することで、腐食電流の量を減少させ、アルミニウム母材の腐食発生をより低減させることができる。
【００１９】
上記相手金属材が備える樹脂被膜が、安息香酸、グルタミン酸塩、アニシジン、グリシン、グリシン塩、キノリノール、フタル酸塩、アジピン酸塩及び酢酸塩からなる群より選択される少なくとも１種を含有するとよい。上記樹脂被膜にこれらの化合物を含有させることで、上記化合物がインヒビターとして機能し、アルミニウム母材の腐食発生をさらに低減させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明の表面処理金属材は、優れた耐接触腐食性を有し、かつ、この持続性にも優れる。また、本発明の表面処理金属材の製造方法は、このような表面処理金属材を比較的容易に製造することができる。従って、本発明の表面処理金属材及びこれを備える接合構造体は、自動車や鉄道車両等の輸送機械などの部材や部品等に広く用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の表面処理金属材の第一実施形態を示す模式的断面図。
【図２】本発明の表面処理金属材の第二実施形態を示す模式的断面図。
【図３】本発明の接合構造体の一の実施形態を示す模式的断面図。
【図４】実施例で用いた接触腐食模擬試験体を示す模式的平面図
【図５】図４の接触腐食模擬試験体を示すＡ−Ａ線矢視模式的断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、適宜図面を参照にしつつ、本発明の表面処理金属材、表面処理金属材の製造方法及び接合構造体の実施の形態を詳説する。
【００２３】
＜表面処理金属材＞
（第一実施形態）
図１の表面処理金属材１は、アルミニウム母材２及びこのアルミニウム母材２の表面に形成される酸化被膜３を備える。
【００２４】
上記アルミニウム母材２は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる。上記アルミニウムからなるアルミニウム母材は、純アルミニウム材である。上記アルミニウム合金としては、ＪＩＳ５０００系のＡｌ−Ｍｇ系合金、ＪＩＳ６０００系のＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｓｉ系合金、Ａｌ−Ｃｕ系合金等を挙げることができる。これらの中でも、マグネシウム含有アルミニウム合金が好ましい。アルミニウム母材２としてマグネシウム含有アルミニウム合金を用いることで、当該表面処理材料１の軽量化を図ること等ができる。
【００２５】
上記アルミニウム母材２の形状としては、特に限定されず、板状、棒状、その他任意の形状とすることができる。
【００２６】
上記酸化被膜３は第４族元素を含有する。当該表面処理金属材１は、第４族元素を含有する表面処理層３を備えることで、優れた耐接触腐食性を有し、かつ、この持続性にも優れる。
【００２７】
上記第４族元素とは、Ｔｉ（チタン）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｈｆ（ハフニウム）及びＲｆ（ラザホージウム）である。これらの中でも、生産性等の点から、Ｔｉ、Ｚｒ及びＨｆが好ましく、Ｔｉ及びＺｒがさらに好ましい。なお、上記酸化被膜３には、１種又は２種以上の第４族元素が混合して含有されていてもよい。
【００２８】
上記第４族元素の酸化被膜３中の含有形態としては特に限定されず、単体金属の粒子として含有されている形態、金属酸化物（例えば、ＴｉＯ２等）として存在する形態、その他の化合物の粒子として含有されている形態等を挙げることができる。これらの中でも、金属酸化物として存在することが好ましい。さらには、この酸化被膜３が実質的に第４族元素の酸化物から形成されていることが好ましい。この場合、酸化被膜３及びこれに含有される第４族元素がアルミニウム母材２の表面に強く固着でき、耐接触腐食性の持続性を高めることができる。
【００２９】
第４族元素の付着量は酸化被膜における金属元素の原子数比として、第４族元素の合計が３原子％以上あればよい。付着量としては第４族元素の合計で２ｍｇ／ｍ２以上あればよい。付着量の上限は特に限定されないが、コスト、製造性の観点で、１００ｍｇ／ｍ２以下であればよい。
【００３０】
上記酸化被膜３における第４族元素以外の成分としては、アルミニウム及び酸素が挙げられる。上記酸化被膜３中には、これら以外の成分が含有されていてもよい。
【００３１】
上記酸化被膜３の膜厚（平均膜厚）の下限としては、特に限定されないが、５ｎｍが好ましく、１０ｎｍがより好ましく、２０ｎｍがさらに好ましく、４０ｎｍが特に好ましい。一方、この膜厚の上限としても、特に限定されないが、２００ｎｍが好ましく、１５０ｎｍがより好ましい。この膜厚が上記下限未満の場合は、耐接触腐食性の持続性が十分に高まらない場合がある。逆に、この膜厚が上記上限を超える場合は、持続性の向上効果が頭打ちとなり、製造コスト等の上昇等も生じる。
【００３２】
上記酸化被膜３の膜厚は、任意の５点において深さ方向に沿って元素分析を行い、表面から酸素の含有量が１５原子％を下回るまでの深さの平均値とする。上記元素分析は、グロー放電発光分光分析により行うことができる。なお、上記酸化被膜の表面にさらに他の膜が存在する場合も、上記方法に準じて測定した値とする。
【００３３】
上記酸化被膜３の形成方法としては特に制限されず、例えば、（１）上記第４族元素を含有する酸性溶液の上記アルミニウム母材２表面へ接触させる方法、（２）第４族元素を含むアルミニウム母材２を用い、この母材２表面を酸化させる方法、（３）気相成膜法等を用いて、アルミニウム母材２表面へ酸化被膜３を積層させる方法等を挙げることができる。これらの中でも、上記（１）の方法が好ましい。上記（１）の方法を用いることで、比較的容易に長期の安定性に優れる酸化被膜３を形成することができる。また、接触時間や溶液のｐＨを調整することなどにより、容易に酸化被膜３の膜厚の調整することができる。
【００３４】
上記（１）の方法における接触の方法としては、例えば、上記アルミニウム母材２を上記酸性溶液中に浸漬する方法や、上記アルミニウム母材２の表面に上記酸性溶液を塗布する方法等が挙げられる。なお、上記アルミニウム母材２の表面に上記酸性溶液を接触させる前に、例えばこの母材２をフッ酸及び硝酸からなる混酸水溶液に浸漬した後、イオン交換水で洗浄するなどの前処理を施してもよい。
【００３５】
上記酸性溶液中において、第４族元素は通常イオンとして存在する。上記イオンは、単独の金属イオンであってもよいし、フッ素などが配位した錯イオンであってもよい。
【００３６】
上記酸性溶液における第４族元素の濃度としては、特に限定されないが、０．００５％以上５％以下が好ましい。濃度を上記範囲とすることで、十分な耐久性を有し、耐接触腐食性に優れる酸化被膜３を効果的に形成することができる。
【００３７】
上記酸性溶液は、例えば、可溶性の第４族元素塩：硝酸塩、硫酸塩、ハロゲン化物錯体塩（ヘキサフルオロ錯体塩、ヘキサクロロ錯体塩等）などを含み、ｐＨ調整のための酸（硝酸、硫酸、フッ酸、塩酸など）、アルカリ（水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニアなど）等により調製することができる。
【００３８】
上記酸性溶液のｐＨとしては、１以上５以下が好ましく、２以上４以下がさらに好ましい。このようなｐＨの酸性溶液を用いることで、この酸性溶液が適度にアルミニウム母材２の表面部分等と反応し、効果的に酸化被膜３を形成することができる。この酸性溶液のｐＨが１未満の場合は、形成させる酸化被膜３がこの酸性溶液により溶けやすくなり、膜形成が不十分となることがある。逆に、この酸性溶液のｐＨが５を超える場合は、アルミニウム母材２又はアルミニウム母材２の表面領域に元々形成されている酸化被膜が溶けにくく、第４族元素を含有する酸化被膜３の形成に時間がかかることとなる。なお、このｐＨの調整は、水酸化ナトリウムやアンモニア水などのアルカリや、硝酸やフッ酸などの酸を用いることにより行うことができる。
【００３９】
当該表面処理金属材１は、上記アルミニウム母材２よりも腐食電位が貴である金属母材を備える相手金属材と接合されて用いられる。当該表面処理金属材１は、上述したように第４族元素を含有する表面処理層３を備えることで、優れた耐接触腐食性を有し、かつ、この持続性にも優れる。従って、当該表面処理金属材１は、自動車や鉄道車両等の輸送機械や、構造物等の部材や部品として好適に用いることができる。
【００４０】
（第二実施形態）
図２の表面処理金属材４は、アルミニウム母材２、このアルミニウム母材２の表面に形成される酸化被膜３、及びこの酸化被膜３の表面に形成される樹脂被膜５を備える。この表面処理金属材４が備えるアルミニウム母材２及び酸化被膜３は、図１の表面処理金属材１が備えるものと同じなので、同一番号を付して説明を省略する。
【００４１】
上記樹脂被膜５は、酸化被膜３の表面に積層されている。このようにすることで、上記樹脂被膜５が酸化被膜３を保護し、かつ、腐食電流の量を減らすこと等により、当該表面処理金属材４の防食機能及びその持続性等をより高めることができる。
【００４２】
上記樹脂被膜５の膜厚（平均膜厚）としては、特に制限されないが、０．１μｍ以上５μｍ以下が好ましい。この膜厚が０．１μｍ未満の場合は、被覆が不十分でピンホールが生じやすくなるなど、樹脂被膜５の被覆による効果が十分に奏されないおそれがある。逆に、この膜厚が５μｍを超えると、抵抗スポット溶接等が困難となりうる。
【００４３】
上記樹脂被膜５を形成する樹脂としては、特に限定されないが、ポリオレフィン系、ポリウレタン系及びエポキシ系の樹脂が好ましい。これらの樹脂を用いることで、耐接触腐食性等をより効果的に発揮させることができる。樹脂は、１種又は２種以上を混合して用いることができる。上記樹脂被膜５における樹脂の含有率としては、特に限定されないが、２０質量％以上１００質量％以下が好ましい。樹脂含有率が２０質量％未満の場合は、十分な被膜が形成されず、ピンホール等が生じる場合がある。
【００４４】
上記樹脂被膜５は、シリカを含有することが好ましい。上記樹脂被膜がシリカを含有することで、耐接触防食性等をさらに向上させることができる。上記樹脂被膜５におけるシリカの含有率としては、特に制限されないが、例えば５質量％以上８０質量％以下が好ましい。上記シリカの種類としては、特に制限されず、公知の乾式シリカ、コロイダルシリカ等を用いることができる。
【００４５】
上記樹脂被膜５には、金属材料の腐食を抑制するインヒビターが含有されていることも好ましい。上記インヒビターとしては、特に限定されないが、例えば安息香酸、グルタミン酸塩、アニシジン、グリシン、グリシン塩、キノリノール、フタル酸塩、アジピン酸塩及び酢酸塩等を挙げることができる。これらの化合物は、樹脂被膜中から腐食環境に溶解して、表面処理金属材４又は相手金属材の表面に付着し腐食速度を減少させたり、アルミニウム母材２と相手金属材の金属母材との電位差を減少させるといった機能を有する。上記インヒビターの樹脂被膜５における含有率としては、例えば０．１質量％以上２０質量％以下とすることができる。
【００４６】
上記樹脂被膜５の形成方法としては、特に制限されない。例えば、樹脂等の成分を含む塗工液を、酸化被膜３の表面に塗布し、乾燥させることで樹脂被膜５を形成することができる。
【００４７】
＜表面処理金属材の製造方法＞
本発明の表面処理金属材の製造方法は、
アルミニウム又はアルミニウム合金からなるアルミニウム母材を備え、上記アルミニウム母材よりも腐食電位が貴である金属母材を備える相手金属材と接合されて用いられる表面処理金属材の製造方法であって、
上記アルミニウム母材の表面に第４族元素を含有する酸性溶液を接触させる工程
を有することを特徴とする。
【００４８】
当該製造方法によれば、耐接触防食性及びその持続性に優れた表面処理金属材料を、比較的容易に製造することができる。当該製造方法の詳細は、表面処理金属材１における酸化被膜３の形成方法として上述したとおりである。
【００４９】
＜接合構造体＞
図３の接合構造体１１は、表面処理金属材１及びこの表面処理金属材１の表面側に隣接して対向配置される相手金属材６を備える。上記表面処理金属材１は、図１の表面処理金属材１と同様であるので、同一番号を付して説明を省略する。
【００５０】
上記相手金属材６は、金属母材７及び樹脂被膜８を備える。
【００５１】
上記金属母材７は、アルミニウム母材２よりも腐食電位が貴である。上記金属母材７は、このようにアルミニウム母材２よりも腐食電位が貴である金属材であれば特に制限されず、鉄鋼材、チタン材、上記アルミニウム母材２よりも腐食電位が貴であるアルミニウム材等を用いることができる。これらの中でも、上記金属母材７が鉄鋼材であるとよい。このように相手金属材６の金属母材７として、従来より多用されている鉄鋼材を用いることで、当該接合構造体１１は、輸送機械等の部材や部品として広く用いることができる。
【００５２】
上記鉄鋼材としては、特に限定されず、鋼板用鋼材、機械構造用鋼材等を用いることができる。上記鉄鋼材としては、少なくとも一方の表面（表面処理金属材１と対向する側の面）に形成された亜鉛含有めっき層を有するものが好ましい。このように亜鉛含有めっき層を備えることで、耐接触腐食性が向上する。上記亜鉛含有めっき層は、溶融亜鉛めっき、合金化溶融亜鉛めっき、電気亜鉛めっき、Ｚｎ−Ａｌめっき、Ｚｎ−Ｆｅめっき、Ｚｎ−Ｎｉめっき、Ｚｎ−Ｃｒめっき、Ｚｎ−ＭｇめっきなどのＺｎを含む２元系以上の合金めっきを用いて形成することができる。また、亜鉛含有めっき層中に金属酸化物やポリマーなどを分散させた分散めっき、例えば、シリカを分散させたＺｎめっきなどを用いることができる。また、異種の亜鉛含有めっき層を２層以上積層させた複層めっきを適用してもよい。
【００５３】
これらの中でも、上記亜鉛含有めっき層が溶融亜鉛めっきにより形成された、いわゆる溶融亜鉛めっき鋼材が好ましい。溶融亜鉛めっき鋼材を用いることで、耐接触腐食性をより高めることができる。
【００５４】
上記金属母材７の形状としては、特に限定されず、板状、棒状、その他任意の形状とすることができる。
【００５５】
上記樹脂被膜８は、上記表面処理金属材１と対向する側の上記金属母材７表面に形成されている。このように金属母材７表面に樹脂被膜８を形成することで、腐食電流の量を減少させ、アルミニウム母材２の腐食発生をより低減させることができる。
【００５６】
上記樹脂被膜８の膜厚（平均膜厚）としては、特に制限されないが、０．１μｍ以上５μｍ以下が好ましい。この膜厚が０．１μｍ未満の場合は、被覆が不十分でピンホールが生じやすくなるなど、樹脂被膜８の被覆による効果が十分に奏されないおそれがある。逆に、この膜厚が５μｍを超えると、抵抗スポット溶接等が困難となる。
【００５７】
上記樹脂被膜８を形成する樹脂としては、特に限定されないが、ポリオレフィン系、ポリウレタン系及びエポキシ系の樹脂が好ましい。これらの樹脂を用いることで、耐接触腐食性等をより効果的に発揮させることができる。樹脂は、１種又は２種以上を混合して用いることができる。上記樹脂被膜８における樹脂の含有率としては、特に限定されないが、２０質量％以上１００質量％以下が好ましい。樹脂含有率が２０質量％未満の場合は、十分な被膜が形成されず、ピンホール等が生じる場合がある。
【００５８】
上記樹脂被膜８は、シリカを含有することが好ましい。上記樹脂被膜がシリカを含有することで、耐接触防食性等をさらに向上させることができる。上記樹脂被膜８におけるシリカの含有率としては、特に制限されないが、例えば５質量％以上８０質量％以下が好ましい。上記シリカの種類としては、特に制限されず、公知の乾式シリカ、コロイダルシリカ等を用いることができる。
【００５９】
上記樹脂被膜８には、金属材料の腐食を抑制するインヒビターが含有されていることも好ましい。上記インヒビターとしては、特に限定されないが、例えば安息香酸、グルタミン酸塩、アニシジン、グリシン、グリシン塩、キノリノール、フタル酸塩、アジピン酸塩及び酢酸塩が好ましい。これらの化合物は、樹脂被膜中から腐食環境に溶解して、表面処理材１又は相手金属材６の表面に付着し腐食速度を減少させたり、アルミニウム母材２と金属母材７との電位差を減少させるといった機能を有する。
【００６０】
上記インヒビターの中でも、塩としての化合物（グルタミン酸塩、グリシン塩、フタル酸塩、アジピン酸塩及び酢酸塩）が好ましく、グリシン塩及びフタル酸塩がさらに好ましい。これらの塩は水溶性に優れ、樹脂被膜の形成を水性の塗工液で行った際の均一分散性が高い。従って、これらの塩を用いることで、樹脂被膜８全体において均一に耐接触腐食防止能を発揮させることができる。
【００６１】
上記塩としては、例えば、カリウム塩、ナトリウム塩、アンモニウム塩等を挙げることができる。これらのインヒビター（化合物）は、１種又は２種以上を混合して用いることができる。
【００６２】
上記インヒビターの樹脂被膜８における含有率としては、例えば０．１質量％以上２０質量％以下とすることができる。
【００６３】
上記樹脂被膜８の形成方法としては、特に制限されない。例えば、樹脂等の成分を含む塗工液を、金属母材７の表面に塗布し、乾燥させることで樹脂被膜８を形成することができる。
【００６４】
当該接合構造体１１において、上記表面処理金属材１と相手金属材６とは、それぞれに形成された孔に貫通するリベット９によって接合されている。上記リベット９は金属製であり、このリベット９により上記アルミニウム母材２と金属母材７とが電気的に導通している。
【００６５】
当該接合構造体１１は、当該表面処理金属材１を備えるため、異種金属接触によるアルミニウム母材２の腐食発生を長期間抑制することができる。従って、当該接合構造体１１は、自動車や鉄道車両等の輸送機械や、構造物等の部材や部品として好適に用いることができる。
【００６６】
（その他の実施形態）
なお、本発明の表面処理金属材、表面処理金属材の製造方法及び接合構造体は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明の表面処理金属材において、アルミニウム母材の全面に酸化被膜が形成されていてもよい。また、本発明の表面処理金属材及び接合構造体における相手金属材において、さらに別の層を有していてもよい。さらには、本発明の接合構造体において、表面処理金属材と相手金属材とは、リベット以外に、ボルトや溶接などによって接合されていてもよい。いずれの場合においても、耐接触腐食を長期間発揮することができるという本発明の効果を発揮させることができる。
【実施例】
【００６７】
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００６８】
＜実施例１：接触腐食模擬試験体（接合構造体）の作製＞
（酸性溶液の調製）
ヘキサフルオロジルコニウムを含む水溶液に水酸化ナトリウムを添加することで、ｐＨ２〜４、濃度０．０１〜０．０５％の範囲内の酸性溶液を得た。
（表面処理金属材の作製）
アルミニウム母材としてのアルミニウム板（ＪＩＳ６０００系マグネシウム含有アルミニウム合金、幅７０ｍｍ×長さ１５０ｍｍ×厚み１．２ｍｍ）の表面に上記酸性溶液を塗布し、乾燥させることで、酸化被膜を形成した。さらに、この酸化被膜の表面に、ポリウレタン系樹脂溶液を塗布し、乾燥させることで、上記酸化被膜表面に樹脂被膜を形成し、表面処理金属材を得た。
（相手金属材の作製）
金属母材としての亜鉛含有めっき鉄鋼板（幅７０ｍｍ×長さ８０ｍｍ×厚み１．０ｍｍ）の表面にポリウレタン系樹脂溶液を塗布し、乾燥させることで樹脂被膜を形成し、相手金属材を得た。
【００６９】
上記表面処理金属材と相手金属材とを用いて図４及び図５に示す接触腐食模擬試験体２０（接合構造体）を作製した。接触腐食模擬試験体２０は、接触腐食を精度良く評価するため、得られた表面処理金属材２１（アルミニウム板）のほぼ中央部表面（図４に示す位置）に、スペーサー２２を介して、相手金属材２３（鋼板）を積層させた。なお、表面処理金属材２１と相手金属材２３とは、それぞれ上述の処理が施された面同士が対面するように積層させた。上記スペーサー２２は、厚さ０．１ｍｍのポリテトラフルオロエチレン板を用いた。表面処理金属材２１と相手金属材２３との外側面同士を電気的に導通するよう、導電テープ２４（型番１１７０、幅１０ｍｍ×長さ８０ｍｍ×厚み０．１ｍｍ、住友スリーエム社製）を貼着させた。なお、抵抗スポット溶接やセルフピアスリベット等により接合した接合構造体では、鋼板及びアルミニウム板に歪みが生じ、鋼板とアルミニウム板との間隔が不均一となる。そこで、接触腐食模擬試験体２０では、このような間隔不均一を防ぐため、上述のように導電テープ２４を用いた接合により間隔の一定性を確保した。さらに、相手金属材２３の外面側にシール２５（図５にのみ示す）を施した。表面処理金属材２１（アルミニウム板）と相手金属材２３（鋼板）とを、４つのクリップ２６で固定し、接触腐食模擬試験体２０を完成させた。
【００７０】
＜実施例２〜７及び比較例１〜３＞
アルミニウム母材（アルミニウム板）における酸性溶液の塗布（塗工処理）の有無、酸化被膜の膜厚及び樹脂被膜の有無、並びに金属母材（鋼板）における樹脂被膜の有無、及びこの樹脂被膜への添加剤の有無及び種類を表１のとおりに変えたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２〜７及び比較例１〜３の各接触腐食模擬試験体（接合構造体）を得た。なお、酸化被膜の膜厚は、酸性溶液の濃度、ｐＨ、温度、処理時間を変化させることで調整した。上記酸性溶液としては、ヘキサフルオロジルコニウム及び／又はヘキサフルオロチタニウムを含む水溶液に、水酸化ナトリウムを添加することで、ｐＨ２〜４、濃度０．０１〜０．０５％の範囲に調整したものを適宜用いた。また、実施例６及び７においては、ポリウレタン系樹脂溶液中に、フタル酸アンモニウム又はグリシンナトリウムを固形分換算で１質量％含有させた。
【００７１】
＜評価：腐食試験＞
得られた上記接触腐食模擬試験体に、腐食試験として、複合サイクル試験（ＪＩＳ−Ｈ８５０２の中性塩水噴霧サイクル試験）を３０サイクル（１０日間）（８ｈｒ／サイクル）と、塩水噴霧試験を３０００時間（１２５日間）を実施した。腐食試験後の試験体に対して、解体及び腐食生成物の除去を行った後、アルミニウム板（表面処理金属材）の腐食による侵食深さを測定した。
なお、腐食生成物の除去は下記の条件で実施した。
・アルミニウム板側の腐食生成物の除去
６０℃の３０％硝酸水溶液に１０分浸漬
侵食深さの測定は、鋭利な先端を有するダイヤルゲージを使用して行った。鋼板とアルミニウム板とが重ね合わさった部分の侵食深さの最大値を測定した。腐食試験はｎ＝３で実施し、それぞれの最大値の平均値を侵食深さとした。比較例１の侵食深さを１としたときの０．６以上を××、０．６以上０．４未満を×、０．２以上０．４未満を△、０．１以上０．２未満を○、０．１未満を◎として評価した。結果を表１に示す。
【００７２】
【表１】
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【００７３】
表１に示されるように、実施例１〜７の接合構造体は、長期間持続可能な高い耐接触腐食性を有することが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
以上説明したように、本発明の本発明の表面処理金属材は、優れた耐接触腐食性を有し、かつ、この持続性にも優れる。従って、本発明の表面処理金属材及びこれを備える接合構造体は、自動車や鉄道車両等の輸送機械や構造物などの部材や部品等に広く用いることができる。
【符号の説明】
【００７５】
１、４  表面処理金属材
２  アルミニウム母材
３  酸化被膜
５  樹脂被膜
６  相手金属材
７  金属母材
８  樹脂被膜
９  リベット
１１  接合構造体
２０  接触腐食模擬試験体
２１  表面処理金属材（アルミニウム板）
２２  スペーサー
２３  相手金属材（鋼板）
２４  導電テープ
２５  シール
２６  クリップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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