JP2713058B2 - 溶接性に優れた自動車用表面処理鋼板 - Google Patents
溶接性に優れた自動車用表面処理鋼板Info
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- JP2713058B2 JP2713058B2 JP4264833A JP26483392A JP2713058B2 JP 2713058 B2 JP2713058 B2 JP 2713058B2 JP 4264833 A JP4264833 A JP 4264833A JP 26483392 A JP26483392 A JP 26483392A JP 2713058 B2 JP2713058 B2 JP 2713058B2
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/48—After-treatment of electroplated surfaces
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はスポット溶接性に優れ、
自動車用鋼板などに適用した場合に優れた性能を発揮す
る表面処理鋼板に関する。
自動車用鋼板などに適用した場合に優れた性能を発揮す
る表面処理鋼板に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車用鋼板の耐食性に対する要
求は年を追って厳しくなっており、従来から用いられて
きた冷延鋼板に代わって、亜鉛めっき鋼板、亜鉛系合金
めっき鋼板等が使用される傾向が一般化しつつある。
求は年を追って厳しくなっており、従来から用いられて
きた冷延鋼板に代わって、亜鉛めっき鋼板、亜鉛系合金
めっき鋼板等が使用される傾向が一般化しつつある。
【０００３】また最近では、鋼板表面の亜鉛めっき、亜
鉛系合金めっきなどのめっき層の上にクロメート皮膜を
形成させ、その上にさらにエポキシ樹脂、アクリル樹脂
などの有機皮膜を付着させた有機複合めっき鋼板が提案
されている（特開昭60−174879号等参照）。本出願人
は、亜鉛もしくは亜鉛系合金めっき鋼板上にクロメート
処理液を塗布し、焼付けした下層皮膜と、エポキシ樹脂
からなる上層皮膜を有する有機複合被覆鋼板（特開平２
−145774号公報）や、同じく亜鉛もしくは亜鉛系合金め
っき鋼板上に、クロメート皮膜とコロイダルシリカを添
加したエポキシ樹脂の皮膜を有する防錆塗装性鋼板（特
開平３−26539 号公報）を提案した。
鉛系合金めっきなどのめっき層の上にクロメート皮膜を
形成させ、その上にさらにエポキシ樹脂、アクリル樹脂
などの有機皮膜を付着させた有機複合めっき鋼板が提案
されている（特開昭60−174879号等参照）。本出願人
は、亜鉛もしくは亜鉛系合金めっき鋼板上にクロメート
処理液を塗布し、焼付けした下層皮膜と、エポキシ樹脂
からなる上層皮膜を有する有機複合被覆鋼板（特開平２
−145774号公報）や、同じく亜鉛もしくは亜鉛系合金め
っき鋼板上に、クロメート皮膜とコロイダルシリカを添
加したエポキシ樹脂の皮膜を有する防錆塗装性鋼板（特
開平３−26539 号公報）を提案した。
【０００４】このような有機複合めっき鋼板は、通常の
めっき鋼板に比べて塗装していない状態での耐食性（裸
耐食性）に優れている。ところが、めっき層の上にクロ
メート皮膜や有機皮膜が存在すると、スポット溶接時に
電極チップが損傷し易く、連続打点性が必ずしも十分と
は言えない。
めっき鋼板に比べて塗装していない状態での耐食性（裸
耐食性）に優れている。ところが、めっき層の上にクロ
メート皮膜や有機皮膜が存在すると、スポット溶接時に
電極チップが損傷し易く、連続打点性が必ずしも十分と
は言えない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
を解決し、スポット溶接性に優れ、しかも高耐食性を有
する自動車用表面処理鋼板を提供することを目的とす
る。
を解決し、スポット溶接性に優れ、しかも高耐食性を有
する自動車用表面処理鋼板を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するために検討を重ねた結果、鋼板の表面に形
成させたクロメート皮膜中のCrの分布を均一化し、さら
に、クロメート皮膜中に二酸化珪素（SiO2）を所定量含
有させることにより、スポット溶接性が大幅に改善され
ることを見出した。
的を達成するために検討を重ねた結果、鋼板の表面に形
成させたクロメート皮膜中のCrの分布を均一化し、さら
に、クロメート皮膜中に二酸化珪素（SiO2）を所定量含
有させることにより、スポット溶接性が大幅に改善され
ることを見出した。
【０００７】本発明はこのような知見に基づいてなされ
たもので、その要旨は、『鋼板の少なくとも片面に、下
層から順に、Zn−Ni合金めっき層、クロメート皮膜およ
び有機皮膜を有し、Zn−Ni合金めっき層はめっき付着量
が10〜60g/m2であり、クロメート皮膜は付着量が金属Cr
に換算して20〜200mg/m2で、かつ、測定面積：１mm2以
上、測定点：１mm2 当たり10点以上、ビーム径：10〜50
μｍの条件下でのＥＰＭＡによる点分析において、Crの
特性Ｘ線強度の平均値をXm、標準偏差をσとすると、σ
／Xmが 0.3以下であり、さらに、皮膜中に重量比でSi／
Crが 0.1〜２のSiO2が含有されており、有機皮膜は厚さ
0.2〜2.0 μm であることを特徴とする溶接性に優れた
自動車用表面処理鋼板』にある。
たもので、その要旨は、『鋼板の少なくとも片面に、下
層から順に、Zn−Ni合金めっき層、クロメート皮膜およ
び有機皮膜を有し、Zn−Ni合金めっき層はめっき付着量
が10〜60g/m2であり、クロメート皮膜は付着量が金属Cr
に換算して20〜200mg/m2で、かつ、測定面積：１mm2以
上、測定点：１mm2 当たり10点以上、ビーム径：10〜50
μｍの条件下でのＥＰＭＡによる点分析において、Crの
特性Ｘ線強度の平均値をXm、標準偏差をσとすると、σ
／Xmが 0.3以下であり、さらに、皮膜中に重量比でSi／
Crが 0.1〜２のSiO2が含有されており、有機皮膜は厚さ
0.2〜2.0 μm であることを特徴とする溶接性に優れた
自動車用表面処理鋼板』にある。
【０００８】前記のZn−Ni合金めっき層は、Niを８〜20
重量％含有し、残部がZnからなる電気めっきにより得ら
れるめっき層である。
重量％含有し、残部がZnからなる電気めっきにより得ら
れるめっき層である。
【０００９】クロメート皮膜は、前記の条件を満たす皮
膜であれば、電解クロメート、塗布型クロメートあるい
は反応型クロメートのいずれの処理方法で形成されたも
のでもよい。
膜であれば、電解クロメート、塗布型クロメートあるい
は反応型クロメートのいずれの処理方法で形成されたも
のでもよい。
【００１０】有機皮膜は、エポキシ樹脂、ポリエステル
樹脂、メラミン樹脂、ビニル樹脂、スチレン樹脂、アク
リル樹脂、ポリウレタン樹脂、フタル樹脂などの樹脂、
またはそれらを変成した樹脂に、公知の方法でBaCrO4等
の防錆顔料、 Fe2O3等の着色顔料、あるいはSiO2等の顔
料を含ませた樹脂である。
樹脂、メラミン樹脂、ビニル樹脂、スチレン樹脂、アク
リル樹脂、ポリウレタン樹脂、フタル樹脂などの樹脂、
またはそれらを変成した樹脂に、公知の方法でBaCrO4等
の防錆顔料、 Fe2O3等の着色顔料、あるいはSiO2等の顔
料を含ませた樹脂である。
【００１１】
【作用】本発明の表面処理鋼板は、めっき層の表面にCr
が均一に分布し、かつ、SiO2を所定量含有したクロメー
ト皮膜を有し、さらに、その上に有機皮膜を有する点に
特徴がある。
が均一に分布し、かつ、SiO2を所定量含有したクロメー
ト皮膜を有し、さらに、その上に有機皮膜を有する点に
特徴がある。
【００１２】最下層のZn−Ni合金めっき層のめっき付着
量を10〜60g/m2とするのは、10g/m2未満では耐食性が不
十分であり、60g/m2を超えると溶接性が悪化する上に、
経済的にも不利となるからである。
量を10〜60g/m2とするのは、10g/m2未満では耐食性が不
十分であり、60g/m2を超えると溶接性が悪化する上に、
経済的にも不利となるからである。
【００１３】クロメート皮膜の付着量は、金属Crに換算
して20mg/m2 より少ないと耐食性が十分とは言えず、一
方、200mg/m2を超えると溶接性に悪影響を及ぼす。
して20mg/m2 より少ないと耐食性が十分とは言えず、一
方、200mg/m2を超えると溶接性に悪影響を及ぼす。
【００１４】クロメート皮膜中のσ／Xm、すなわち前記
の測定面積：１mm2 以上、測定点：１mm2 当たり10点以
上、ビーム径：10〜50μｍの条件下でＥＰＭＡにより点
分析を行ったときのCrの特性Ｘ線強度の平均値に対する
その標準偏差の比（これは、クロメート皮膜中における
Crの分布のばらつきの程度を表す）を 0.3以下としたの
は、スポット溶接の際の連続打点性の低下を防ぐためで
ある。σ／ｘが 0.3より大きくなると連続打点性が低下
するのは、鋼板表面（前記のZn−Ni合金めっき層の表
面）のCrの分布が不均一になると、スポット溶接の際、
電極チップの表面の各部位における通電量が不均一にな
って、電極チップの局部的な損傷が大きくなるためと考
えられる。
の測定面積：１mm2 以上、測定点：１mm2 当たり10点以
上、ビーム径：10〜50μｍの条件下でＥＰＭＡにより点
分析を行ったときのCrの特性Ｘ線強度の平均値に対する
その標準偏差の比（これは、クロメート皮膜中における
Crの分布のばらつきの程度を表す）を 0.3以下としたの
は、スポット溶接の際の連続打点性の低下を防ぐためで
ある。σ／ｘが 0.3より大きくなると連続打点性が低下
するのは、鋼板表面（前記のZn−Ni合金めっき層の表
面）のCrの分布が不均一になると、スポット溶接の際、
電極チップの表面の各部位における通電量が不均一にな
って、電極チップの局部的な損傷が大きくなるためと考
えられる。
【００１５】クロメート皮膜中にSiO2が含有されている
と皮膜の耐食性が向上する。しかし、Si／Cr（重量比）
が 0.1未満では耐食性の向上効果が顕著ではなく、一
方、この比が２を超えると溶接性が悪化する。
と皮膜の耐食性が向上する。しかし、Si／Cr（重量比）
が 0.1未満では耐食性の向上効果が顕著ではなく、一
方、この比が２を超えると溶接性が悪化する。
【００１６】有機皮膜の厚さは、 0.2μm 未満では耐食
性が不十分であり、一方、 2.0μmを超えると溶接性が
悪化するので、 0.2〜2.0 μm とする。
性が不十分であり、一方、 2.0μmを超えると溶接性が
悪化するので、 0.2〜2.0 μm とする。
【００１７】本発明の表面処理鋼板は、以下の工程によ
り製造することができる。すなわち、冷延鋼板に対し
て、通常の方法でアルカリ脱脂および酸洗処理を行い、
前記のめっき付着量になるようにZn−Ni合金めっき処理
を行い、水洗ならびに乾燥した後、クロメート処理を行
う。クロメート処理は、例えば、前記所定量のSiO2がク
ロメート皮膜中に含まれるようにSiO2を含有するクロメ
ート処理液をめっき後の鋼板表面に塗布すればよい。母
材（ここではZn−Ni合金めっき層）の表面粗さをRaで
1.0μm 以下、P.P.I(１インチ当たりのピークの数）を
100以上にすることによりσ／Xmが 0.3以下のクロメー
ト皮膜が得られる。次いで、ロールコータを使用する方
法など、従来用いられている方法により有機皮膜を形成
させる。なお、上記の処理は冷延鋼板の少なくとも片面
に対して行う。
り製造することができる。すなわち、冷延鋼板に対し
て、通常の方法でアルカリ脱脂および酸洗処理を行い、
前記のめっき付着量になるようにZn−Ni合金めっき処理
を行い、水洗ならびに乾燥した後、クロメート処理を行
う。クロメート処理は、例えば、前記所定量のSiO2がク
ロメート皮膜中に含まれるようにSiO2を含有するクロメ
ート処理液をめっき後の鋼板表面に塗布すればよい。母
材（ここではZn−Ni合金めっき層）の表面粗さをRaで
1.0μm 以下、P.P.I(１インチ当たりのピークの数）を
100以上にすることによりσ／Xmが 0.3以下のクロメー
ト皮膜が得られる。次いで、ロールコータを使用する方
法など、従来用いられている方法により有機皮膜を形成
させる。なお、上記の処理は冷延鋼板の少なくとも片面
に対して行う。
【００１８】このようにして製造される本発明の表面処
理鋼板はスポット溶接性、特に連続打点性に優れ、しか
も高耐食性を有し、自動車用鋼板として好適である。
理鋼板はスポット溶接性、特に連続打点性に優れ、しか
も高耐食性を有し、自動車用鋼板として好適である。
【００１９】
【実施例】板厚 0.7mmの冷延鋼板に対して、アルカリ脱
脂および酸洗を行った後、表１に示すめっき液を用いて
Zn−13％Ni合金電気めっきを施した。めっき付着量は、
被めっき材（鋼板）に流す電気量を変えてコントロール
した。
脂および酸洗を行った後、表１に示すめっき液を用いて
Zn−13％Ni合金電気めっきを施した。めっき付着量は、
被めっき材（鋼板）に流す電気量を変えてコントロール
した。
【００２０】
【表１】
【００２１】次いで、得られためっき鋼板を水洗および
乾燥した後、塗布型クロメート処理液を塗布し、焼付、
乾燥した。なお、クロメート皮膜の付着量は、クロメー
ト処理液を塗布する際にロールコーターのピックアップ
ロールおよびアプリケータロールの周速比とタッチ圧力
を変化させ、さらにクロメート処理液濃度も変化させて
調整した。また、σ／Xmの調整は、母材の表面粗さをコ
ントロールすることにより行い、クロメート皮膜のSi／
Cr（重量比）は、クロメート処理液中のSi／Cr（重量
比）を変化させることにより調整した。
乾燥した後、塗布型クロメート処理液を塗布し、焼付、
乾燥した。なお、クロメート皮膜の付着量は、クロメー
ト処理液を塗布する際にロールコーターのピックアップ
ロールおよびアプリケータロールの周速比とタッチ圧力
を変化させ、さらにクロメート処理液濃度も変化させて
調整した。また、σ／Xmの調整は、母材の表面粗さをコ
ントロールすることにより行い、クロメート皮膜のSi／
Cr（重量比）は、クロメート処理液中のSi／Cr（重量
比）を変化させることにより調整した。
【００２２】次に、クロメート処理後の鋼板表面にロー
ルコーターで有機皮膜を塗布した。
ルコーターで有機皮膜を塗布した。
【００２３】有機皮膜としては、SiO2を含有するアクリ
ル樹脂を用いた。この樹脂皮膜の膜厚の調整は、塗料中
の溶剤量や、ピックアップロールとアプリケータロール
の周速比等を変えることによって行った。
ル樹脂を用いた。この樹脂皮膜の膜厚の調整は、塗料中
の溶剤量や、ピックアップロールとアプリケータロール
の周速比等を変えることによって行った。
【００２４】上記のようにして作製した表面処理鋼板に
ついて、Crの分布状態（σ／Xm）、スポット溶接性（連
続打点性）および耐食性を調査した。これら各性能の評
価方法は以下のとおりである。
ついて、Crの分布状態（σ／Xm）、スポット溶接性（連
続打点性）および耐食性を調査した。これら各性能の評
価方法は以下のとおりである。
【００２５】〔クロメート皮膜中のCrの分布〕ＥＰＭＡ
分析装置により表２に示す条件で点分析を行い、σ／Xm
を求めた。
分析装置により表２に示す条件で点分析を行い、σ／Xm
を求めた。
【００２６】
【表２】
【００２７】〔スポット溶接性〕ＣＦ型電極 (Cu−Cr合
金、先端径：4.5mm)を用い、加圧力：200kgf、スクイズ
時間：20サイクル、通電時間：10サイクル、保持時間：
15サイクル、溶接電流：８ kＡとし、１点１秒で１分間
に20打点のピッチでスポット溶接を行って連続打点性を
調べ、ナゲット径が４ｔ1/2(ｔは板厚）を下回った時の
回数をもってその寿命（連続打点数）とした。連続打点
数が1000回以上であれば良好とした。
金、先端径：4.5mm)を用い、加圧力：200kgf、スクイズ
時間：20サイクル、通電時間：10サイクル、保持時間：
15サイクル、溶接電流：８ kＡとし、１点１秒で１分間
に20打点のピッチでスポット溶接を行って連続打点性を
調べ、ナゲット径が４ｔ1/2(ｔは板厚）を下回った時の
回数をもってその寿命（連続打点数）とした。連続打点
数が1000回以上であれば良好とした。
【００２８】〔耐食性〕前記の表面処理鋼板をアルカリ
脱脂した後、無塗装のままで裏面とエッジ部をポリエス
テルテープでシールして板状の試験片とし、図１に示す
サイクルの孔あき腐食促進試験を行った。耐食性の評価
は、 200サイクル経過後における腐食部の最大浸食深さ
をポイントマイクロメーターで測定することによって行
い、 0.2mm以下であれば良好とした。
脱脂した後、無塗装のままで裏面とエッジ部をポリエス
テルテープでシールして板状の試験片とし、図１に示す
サイクルの孔あき腐食促進試験を行った。耐食性の評価
は、 200サイクル経過後における腐食部の最大浸食深さ
をポイントマイクロメーターで測定することによって行
い、 0.2mm以下であれば良好とした。
【００２９】調査結果を表３および表４に示す。これら
の結果から、本発明で規定する条件を満たす場合は連続
打点性、耐食性のいずれについても優れていることがわ
かる。
の結果から、本発明で規定する条件を満たす場合は連続
打点性、耐食性のいずれについても優れていることがわ
かる。
【００３０】
【表３】
【００３１】
【表４】
【００３２】
【発明の効果】本発明の表面処理鋼板は、スポット溶接
性、特に連続打点性に優れ、かつ、良好な耐食性を備え
ており、自動車用鋼板として好適である。
性、特に連続打点性に優れ、かつ、良好な耐食性を備え
ており、自動車用鋼板として好適である。
【図１】実施例で行った孔あき腐食促進試験条件を示す
図である。
図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−24294（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−246190（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−289191（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−337099（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−147155（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】鋼板の少なくとも片面に、下層から順に、
Zn−Ni合金めっき層、クロメート皮膜および有機皮膜を
有し、Zn−Ni合金めっき層はめっき付着量が10〜60g/m2
であり、クロメート皮膜は付着量が金属Crに換算して20
〜200mg/m2で、かつ、測定面積：１mm2 以上、測定点：
１mm2 当たり10点以上、ビーム径：10〜50μｍの条件下
でのＥＰＭＡによる点分析において、Crの特性Ｘ線強度
の平均値をXm、標準偏差をσとすると、σ／Xmが 0.3以
下であり、さらに、皮膜中に重量比でSi／Crが0.1〜２
のSiO2が含有されており、有機皮膜は厚さ 0.2〜2.0 μ
m であることを特徴とする溶接性に優れた自動車用表面
処理鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4264833A JP2713058B2 (ja) | 1992-10-02 | 1992-10-02 | 溶接性に優れた自動車用表面処理鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4264833A JP2713058B2 (ja) | 1992-10-02 | 1992-10-02 | 溶接性に優れた自動車用表面処理鋼板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06116778A JPH06116778A (ja) | 1994-04-26 |
| JP2713058B2 true JP2713058B2 (ja) | 1998-02-16 |
Family
ID=17408844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4264833A Expired - Lifetime JP2713058B2 (ja) | 1992-10-02 | 1992-10-02 | 溶接性に優れた自動車用表面処理鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2713058B2 (ja) |
-
1992
- 1992-10-02 JP JP4264833A patent/JP2713058B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06116778A (ja) | 1994-04-26 |
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