JP2000248350A

JP2000248350A - プレス成形体の製造方法

Info

Publication number: JP2000248350A
Application number: JP11054120A
Authority: JP
Inventors: Hidefumi Aiko; 英史愛甲; Shuntaro Sudo; 俊太郎須藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-03-02
Filing date: 1999-03-02
Publication date: 2000-09-12

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、プレス成形体の製造方法に関し、
特に合金化亜鉛めっき鋼板の加工性を高めてプレス成形
し、その後合金化を進行させ、Ｆｅ濃度を高めることに
よって耐チッピング性と接着性を向上させる方法を提供
する。【解決手段】合金化亜鉛めっき鋼板のプレス成形体の
製造方法であって、合金亜鉛めっき層のＦｅ含有量が１
５重量％未満の合金化亜鉛めっき鋼板を用いてプレス成
形体を形成し、その後前記プレス成形体を加熱して合金
化を進行させ、前記合金亜鉛めっき層のＦｅ濃度を１５
〜２０重量％とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プレス成形体の製
造方法に関し、特に合金化亜鉛めっき鋼板の加工性を高
めてプレス成形し、その後合金化を進行させ、Ｆｅ濃度
を高めることによって耐チッピング性と接着性を向上さ
せる方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用鋼板として多用されている合金
化亜鉛めっき鋼板は、車体下部における融雪塩、細石等
の衝突による塗装剥離とこれにともなうめっき層剥離に
対する性能（耐チッピング性）が必要である。また、合
金化溶融亜鉛めっき鋼板の接着性については、特開平１
０−２０４６００号公報に合金化溶融亜鉛めっき層表面
のＡｌ₂Ｏ₃／ＺｎＯの濃度を規制することによってス
ポット溶接時の接着性が向上することが開示されてい
る。また、特開平３−７２０３４号公報では、鋼板表面
を還元して、その後溶融亜鉛めっきを施こすことによっ
てプレス成形性と硬化性ならびに耐食性が向上する鋼板
の製造方法が開示されている。

【０００３】これらにおいて、プレス成形前は固溶状態
で加工性を高めプレス後に硬化させるように、時効硬化
性に優れた鋼板成分を規定し、溶融亜鉛めっき、プレス
成形、時効硬化のための加熱を施すことが記載されてい
る。また、接着性については特開平１０−２０４６００
号のように、鋼板製造時にめっき表面組成をコントロー
ルしている。

【０００４】しかし、これらでは、パウダリングを防ぐ
ためにはどのようなめっき層成分が必要であり、また、
熱処理後にはどのような組成になればよいのかというこ
とが具体的にされていない。一方、めっき剥離とめっき
層中のＦｅ含有量との関係では、Ｆｅ濃度１５％以上で
はパウダリングによって極端に剥離性が劣化する。この
ようなパウダリングを防止しプレス成形時のめっき剥離
性を改善し、さらに、塗装後の接着性を改善できるよう
にめっき層中のＦｅ濃度の調整を可能とする技術開発が
望まれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、合金
化亜鉛めっき鋼板のプレス成形性とＦｅ濃度の関係を検
討し、プレス前にはＦｅ濃度を低くして、プレス後にＦ
ｅ濃度を高めることを可能とするプレス成形体の製造方
法を提供することにある。また、本発明の他の目的は前
記Ｆｅ濃度の調整をプレス成形後の加熱によって可能と
する処理条件を検討し、比較的簡便にかつ、コスト的に
も有利なプレス成形体の製造方法を提供することにあ
る。

【０００６】さらに、本発明の別の目的は、前記プレス
成形および加熱処理条件を合金化溶融亜鉛めっき鋼板以
外の一般的軟鋼板ならびに高強度鋼板にも適用を検討
し、めっき鋼板組成のばらつきの影響を極力抑制するこ
とを可能とするプレス成形体の製造方法を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、合金化亜
鉛めっき鋼板のプレス成形体の製造方法であって、合金
亜鉛めっき層のＦｅ含有量が１５重量％未満の合金化亜
鉛めっき鋼板を用いてプレス成形体を形成し、その後前
記プレス成形体を加熱して合金化を進行させ、前記合金
亜鉛めっき層のＦｅ濃度を１５〜２０重量％とすること
を特徴とするプレス成形体の製造方法によって達成され
る。

【０００８】また、上記の目的は前記において、合金化
を進行させる加熱における加熱温度Ｔ℃、加熱時間ｔ秒
が下記（１）式を満足することを特徴とするプレス成形
体の製造方法によっても達成される。 −１１８ logｔ＋７１０≦Ｔ≦−１１８ logｔ＋８２０…（１）

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明によれば、溶融亜鉛めっき
鋼板の合金化を進めることによって、Ｆｅ濃度を高める
ほど、耐チッピング性が向上する。一方、パウダリング
性は逆に低下する。従って、プレス前にはＦｅ濃度が低
い方がよく、パウダリング性から１５％未満である必要
がある。本発明ではプレス成形後加熱して合金化を進行
させ、Ｆｅ濃度を高めるほど耐チッピング性が向上す
る。また、接着性も向上する。この時、Ｆｅ濃度が高す
ぎると耐食性に悪影響があり、２０％以下に抑える必要
がある。

【００１０】なお、「チッピング性」は、粒径数mmの石
を単位量所定圧力にて投射して、めっき剥離径を測定し
て評価される。「パウダリング」は、めっき鋼板を冷間
加工した時に、めっき層が粉状に剥離することをいう。
また、その他の評価としての「めっき破壊率」は接着性
の評価で、接着剤を介して、２枚のめっき鋼板を接着し
て引張りを負荷した時の界面破壊した面積で評価され
る。

【００１１】前記のように本発明では、合金化溶融亜鉛
めっき鋼板（めっき中Ｆｅ濃度＜１５％）製のプレス成
形体を熱処理し、めっき中Ｆｅ濃度を１５〜２０％とす
る。このことは、プレス前の加熱によりめっき中Ｆｅ濃
度を１５％以上とした場合、プレス時にパウダリング
（めっき剥離）が発生し、実用的でないためによる。ま
た、熱処理によりめっき中Ｆｅ濃度が２０％を越える
と、Ｚｎの犠牲防食効果が低下し、望ましくない。

【００１２】すなわち、図３のＦｅ−Ｚｎ二元系状態図
からも明らかなごとく、Ｆｅの含有量２０％超では、Γ
相の成長が著るしく、かつこの相は硬度が高いために、
従来の合金層としての厚１〜３μｍを維持できなくな
り、このためにδ，ζ相をΓ相上に生成されることが難
しくなり、本来の耐食性が得られず耐食性の劣化を来た
す。このため、プレス後の加熱による合金化でのＦｅ濃
度の上限は２０％に規制される。また、後述の実施例デ
ータにおいて、図１に示すように、２本の直線に囲まれ
た範囲では、耐チッピング性および接着性の良好であ
り、この時の熱処理温度と時間の関係が求められた。こ
の良好な範囲が、請求項２の条件を満足することにな
る。すなわち、熱処理温度Ｔ℃と時間ｔ秒との関係が下
記（１）式を満足すればよいことになる。

【００１３】 −１１８ logｔ＋７１０≦Ｔ≦−１１８ logｔ＋８２０…（１）以下に、本発明について、実施例の図面を参照してさら
に説明する。

【００１４】

【実施例】〔実施例１〕本実施例は、合金化溶融亜鉛め
っき軟鋼板を供試材として、熱処理時間は１０分と一定
として、熱処理温度を２００，３００，３５０，４０
０，４５０と５００℃に変化させたものである。ここ
で、Ｆｅ濃度は、湿式分析により、Ｚｎ中のＦｅ分濃度
を求めたものである。また、めっき剥離径とは、使用石
の大きさ：４〜８mm、投射量：５００ｇ、投射圧力：
０．２〜０．５MPa 、投射角度：９０°で温度を室温と
したチッピングによるめっき剥離径で評価した。さら
に、接着剤破壊形態としてめっき破壊率は、図２のよう
な、試験片を作製した。この図で、符号１はめっき鋼板
で、２枚が、接着剤２（代表例エポキシ樹脂系）で接着
され、引張により破壊した場合の破壊面積に占めるめっ
き層と接着剤の界面で破壊した面積の割合で評価する。
この時、この接着剤内で破壊すること、すなわちめっき
破壊率が低い方が優っている。以上の試験結果を表１に
まとめて示す。

【００１５】

【表１】

【００１６】この表で、No. １は従来の未熱処理でＦｅ
濃度１１％でプレス後の素材レベルに相当する。本実施
例の１０分の熱処理では、４５０℃で本発明範囲のＦｅ
濃度１９％となり、めっき剥離率およびめっき破壊率と
もに良好なレベルである。〔実施例２〕本実施例は、実施例１とほゞ同様で、供試
材のみ合金化溶融亜鉛めっき高強度鋼板である点が異な
る。評価特性は実施例１と同様として、表２にそれらの
結果をまとめて示す。

【００１７】

【表２】

【００１８】この表で、No. ８は処理前のレベルを示
し、Ｆｅ濃度は１２％であった。本実施例においても４
５０℃のみが本発明範囲のＦｅ濃度を示し、その結果、
めっき剥離径およびめっき破壊率では良好なレベルを示
している。〔実施例３〕本実施例は、材料は実施例２と同一のもの
を使用した。そして、熱処理時間を３０秒一定として、
温度を５００〜７００℃の５０℃間隔で処理したもので
ある。評価特性は実施例１と同様として、表３にそれら
の結果をまとめて示す。

【００１９】

【表３】

【００２０】この表から、本実施例の熱処理条件では、
No. １７と１８で、Ｆｅ濃度が本発明範囲となり、その
結果、めっき剥離径およびめっき破壊率において良好な
結果を示している。〔実施例４〕本実施例においても、材料は実施例２と同
様であり、熱処理条件として６００℃の温度を固定し
て、熱処理時間を１０，３０，６０秒に変化させたもの
である。めっきの特性は同一特性について評価した結果
を、表４にまとめて示す。

【００２１】

【表４】

【００２２】この表では、１０秒、３０秒、６０秒のい
ずれにおいても、本発明範囲のＦｅ濃度を示し、その結
果、めっき剥離径およびめっき破壊率において、良好な
レベルにあることがわかる。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、プレス前にはＦｅ濃度
が低くするので、パウダリング性を向上させることがで
き、プレス成形後は、合金化を進行させるので、Ｆｅ濃
度が高く耐チッピング性が良好で、さらに接着性も向上
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る熱処理温度と熱処理時間の関係を
示し、本発明範囲を示す図である。

【図２】本発明の実施例に係るめっき破壊率を評価する
ための試験方法の概要を示す図である。

【図３】公知であるＦｅ−Ｚｎ二元系の相変態を主体と
する状態図である。

【符号の説明】

１…めっき鋼板２…接着剤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4K027 AA02 AA05 AA12 AA22 AB02 AB07 AB28 AB37 AB38 AB42 AC73 AC86 AE12 AE18 AE22 AE27

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】合金化亜鉛めっき鋼板のプレス成形体の
製造方法であって、合金亜鉛めっき層のＦｅ含有量が１
５重量％未満の合金化亜鉛めっき鋼板を用いてプレス成
形体を形成し、その後該プレス成形体を加熱して合金化
を進行させ、該合金亜鉛めっき層のＦｅ濃度を１５〜２
０重量％とすることを特徴とするプレス成形体の製造方
法。
【請求項２】請求項１において、合金化を進行させる
加熱における加熱温度Ｔ℃、加熱時間ｔ秒が下記（１）
式を満足することを特徴とするプレス成形体の製造方
法。 −１１８ logｔ＋７１０≦Ｔ≦−１１８ logｔ＋８２０…（１）