JP2847846B2 - Multi-layer plated steel - Google Patents
Multi-layer plated steelInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、例えば自動車、家電製品、建材用途等への
使用に適する、接着耐久性、化成処理性、塗膜密着性、
塗装後耐食性、さらにはスポット溶接性に優れた多層め
っき鋼材に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application Field) The present invention relates to, for example, adhesion durability, chemical conversion treatment, coating film adhesion, and
The present invention relates to a multilayer plated steel material excellent in corrosion resistance after painting and spot weldability.
(従来の技術) 表面処理材に対する要求は従来より多岐にわたってお
り、例えば自動車用表面処理鋼板としては、化成処理
性、塗膜密着性、塗装後耐食性、スポット溶接性等の改
善・向上が特に求められている。(Prior art) The requirements for surface-treated materials are more diverse than before. For example, as surface-treated steel sheets for automobiles, improvements and improvements in chemical conversion properties, coating film adhesion, post-paint corrosion resistance, spot weldability, etc. are particularly required. Have been.
ところで、特に過酷な腐食環境下で使用される自動車
車体に対して、各種防食めっき鋼板の適用が積極的に推
進されている。現在、最も一般的な防食めっき鋼板とし
ては、Zn系またはZn−Ni系、Zn−Fe系、Zn−Al系等のZn
合金系めっき被膜を有する鋼板が一般的に知られてい
る。By the way, the application of various anticorrosion plated steel sheets has been actively promoted particularly for automobile bodies used under severe corrosive environments. At present, the most common anti-corrosion plated steel sheets include Zn-based or Zn-Ni-based, Zn-Fe-based, Zn-Al-based Zn
A steel sheet having an alloy plating film is generally known.
しかし、このような防食めっき鋼板は、塗装の下地処
理である化成処理性能が不十分であり、したがって、塗
膜密着性も不十分である。そこで、このような問題を解
決するため、めっき層を多層化することが提案されてい
る。例えば、特開昭56−142885号公報では、下層として
犠牲防食被膜を、上層としてFe系連続被膜を有する2層
めっき材を、また特開昭59−129797号公報や特開昭59−
182988号公報では、下層として犠牲防食被膜を、中間層
としてNiあるいはNi系合金の被膜を、さらに上層として
FeまたはFe系合金の被膜を有する3層めっき材をそれぞ
れ提案しており、これらの多層めっき材により上記問題
を解決することができるとしている。However, such a corrosion-resistant plated steel sheet has insufficient chemical conversion treatment performance, which is a base treatment for coating, and therefore has insufficient coating film adhesion. In order to solve such a problem, it has been proposed to increase the number of plating layers. For example, JP-A-56-142885 discloses a two-layer plated material having a sacrificial anti-corrosion coating as a lower layer, a Fe-based continuous coating as an upper layer, and JP-A-59-129797 and JP-A-59-129797.
In Japanese Patent No. 182988, a sacrificial anti-corrosion coating is used as a lower layer, a Ni or Ni-based alloy coating is used as an intermediate layer, and
Three-layer plated materials having a coating of Fe or an Fe-based alloy have been proposed, and these multilayer plated materials can solve the above problem.
(発明が解決しようとする課題) これらの多層めっき材は、例えば自動車用鋼板に要求
される、前述の性能、すなわち化成処理性、塗膜密着性
および塗装後耐食性を満足することができるものである
が、これらの性能以外の性能、例えばスポット溶接性お
よび後述する接着耐久性をも充分に満足することができ
るものではなかった。(Problems to be Solved by the Invention) These multi-layer plated materials can satisfy the above-mentioned performances required for, for example, a steel sheet for automobiles, namely, chemical conversion treatment, coating film adhesion, and post-coating corrosion resistance. However, performances other than these performances, such as spot weldability and adhesion durability described later, could not be sufficiently satisfied.
すなわち、より一層の高耐食性能に対するユーザーの
要求に対応するため、この多層めっき材において下層の
犠牲防食被膜層を厚くすることが考えられるが、この場
合にはスポット溶接性の劣化が問題となる。In other words, in order to meet the demands of users for even higher corrosion resistance, it is conceivable to increase the thickness of the lower sacrificial anticorrosion coating layer in this multilayer plated material, but in this case, deterioration of spot weldability becomes a problem. .
また、下層の犠牲防食被膜層の溶出速度が増大するこ
とに起因して鋼材の面方向への腐食の進行が増加するた
めとも考えられるが、多層めっき化により鋼材の接着耐
久性についても問題を生じる。It is also thought that the increase in the rate of dissolution of the lower sacrificial anticorrosive coating layer increases the progress of corrosion in the surface direction of the steel material. Occurs.
この接着耐久性は、例えば自動車、家電製品、建材等
に使用される鋼材等の表面処理材同士を、または前記表
面処理材と他の金属材料等とを接着した際の、接着初期
における接着部界面の密着強度(すなわち、初期接着
性)および腐食環境下における接着部界面の密着強度
(すなわち、接着耐久性)をいい、接着技術の向上に伴
い、接着手法を溶接代替手法として、あるいは、溶接不
可、困難な材料種、部材への適用、さらには外観良好化
の観点(溶接では溶接痕が発生する)等の理由から近年
に至り注目されている性能である。The adhesion durability is, for example, a bonding portion in the initial stage of bonding when surface-treated materials such as steel used for automobiles, home appliances, building materials, and the like, or when the surface-treated material is bonded to another metal material or the like. The term "adhesion strength at the interface (ie, initial adhesion)" and "adhesion strength at the bonding interface in a corrosive environment (i.e., adhesion durability)." This is a performance that has attracted attention in recent years because it is impossible, difficult to apply to material types and members, and further, from the viewpoint of improving the appearance (welding marks are generated by welding).
特に、表面処理鋼板の接着耐久性に関しては、近年に
至り様々な試験・研究が行われている。In particular, various tests and studies have been performed on the adhesion durability of the surface-treated steel sheet in recent years.
例えば、表面処理鋼板として、電気亜鉛めっき鋼板、
溶融亜鉛めっき鋼板、さらには合金化溶融亜鉛めっき鋼
板等の表面処理鋼板を用い、接着剤を介して接合し、複
合腐食試験を平行して行いながら接着部の剪断応力を随
時測定することにより、前記表面処理鋼板の初期接着性
および接着耐久性の調査を行った試験が行われており、
その結果では、 溶融亜鉛めっき鋼板は他のめっき鋼板に比べ腐食試験
開始時より一貫して強い初期接着性を示すこと、および 他の亜鉛めっき材については、腐食初期には、冷延鋼
板と同等あるいはやや劣った接着強度(初期接着性)を
示すが、腐食が進行すると冷延鋼板より優れた接着強度
を示し、接着耐久性に優れること が明らかになっている。For example, as a surface-treated steel sheet, electro-galvanized steel sheet,
By using a hot-dip galvanized steel sheet and further a surface-treated steel sheet such as an alloyed hot-dip galvanized steel sheet and joining them with an adhesive, by performing a composite corrosion test in parallel and measuring the shear stress of the bonded part as needed, Tests were conducted to investigate the initial adhesion and adhesion durability of the surface-treated steel sheet,
The results show that the hot-dip galvanized steel sheet shows consistently stronger initial adhesion than the other galvanized steel sheets at the start of the corrosion test, and that other galvanized materials are equivalent to cold-rolled steel sheets in the early stages of corrosion. Alternatively, it has been shown that the adhesive strength is slightly inferior (initial adhesiveness), but as corrosion progresses, the adhesive strength is superior to that of cold-rolled steel sheets, and the adhesive durability is excellent.
しかしながら、この試験結果は、あくまでも腐食条件
の過酷な複合腐食試験下における試験結果であって、実
際の使用条件のような腐食サイクル・環境が緩やかな条
件下では腐食の進行が遅くなるため、溶融亜鉛めっき材
以外の他の亜鉛めっき材では、接着強度に関しては、冷
延鋼板が亜鉛めっき材よりも優位性を示す期間が長く続
き、現実の使用状況下では前記亜鉛めっき材使用のメリ
ットは少なくなっている。However, this test result is a test result under a severe corrosion test under severe corrosion conditions.Corrosion progresses slowly under a mild corrosion cycle and environment such as actual use conditions. In other galvanized materials other than galvanized materials, regarding the adhesive strength, the period during which the cold-rolled steel sheet shows superiority over the galvanized material continues for a long time, and the merits of using the galvanized material under actual use conditions are small. Has become.
また、亜鉛めっき材使用により腐食環境下で初期接着
性および接着耐久性に関して優位性を示すとはいって
も、これはあくまでも冷延鋼板に対して相対的に優れて
いるとの意味であり、亜鉛めっき材においても腐食の進
行に伴って、その接着強度の絶対値は低下するため、実
際の使用に際しての接着耐久性は充分であるとは言い難
かった。In addition, even though the use of galvanized material shows superiority in initial adhesion and adhesion durability in a corrosive environment, this means that it is relatively superior to cold-rolled steel sheets. Since the absolute value of the adhesive strength of a plated material also decreases with the progress of corrosion, it has been difficult to say that the adhesive durability in actual use is sufficient.
ところで、前述のように、めっき材の初期接着性が冷
延鋼板よりも劣る原因は、次のように考えることができ
る。すなわち、めっき被膜中に脆性体、例えば合金化溶
融亜鉛めっき被膜中のΓ相、合金電気Zn−Niめっき被膜
中のΓ相、さらには合金電気Zn−Feめっき被膜中のδ1
相、Γ相等が存在すると、剪断引張り時にその部位で剥
離が起こるために、見かけ上接着強度の低い結果となる
と考えられる。By the way, as described above, the reason why the initial adhesion of the plated material is inferior to that of the cold-rolled steel sheet can be considered as follows. That is, a brittle substance in the plating film, for example, a Γ phase in the alloyed hot-dip galvanized coating film, a 電 気 phase in the alloyed Zn—Ni plating film, and δ 1 in the alloyed Zn—Fe plating film
It is considered that the presence of a phase, a Γ phase, or the like, results in peeling at the site during shearing and pulling, resulting in apparently low adhesive strength.
したがって、このような材料については、溶融めっき
等では極力前記脆性体の生成を少なくすること、例えば
熱処理条件を制御することにより引張り強度を増加する
ことができ、初期接着性を改善することができる。Therefore, with respect to such a material, in the hot-dip plating or the like, it is possible to increase the tensile strength by reducing the generation of the brittle body as much as possible, for example, by controlling the heat treatment conditions, and to improve the initial adhesiveness. .
しかし、このような手段では、腐食の進行に伴って、
発生する接着強度の劣化の問題を解消すること、すなわ
ち接着耐久性を向上させることはできない。However, with such means, as the corrosion progresses,
It is not possible to solve the problem of the deterioration of the bonding strength, that is, to improve the bonding durability.
この接着耐久性の劣化の問題を解消することができる
手段として、近年、材料としてめっき材を使用する手段
が幾つか提案されているが、このような手段により向上
する接着強度のレベルは未だ十分なものとはいえなかっ
た。In recent years, some means for using a plating material as a material have been proposed as a means for solving the problem of the deterioration of the adhesive durability. However, the level of the adhesive strength improved by such means is still insufficient. I could not say that.
以上説明したように、高耐食性の付与を目的として前
記多層めっき材の下層の犠牲防食被膜層の厚さを厚くし
た場合のスポット溶接性の劣化の問題と、接着耐久性の
より一層の向上という課題とをともに実現することがで
きる手段は、これまで存在しなかったのである。As described above, the problem of deterioration in spot weldability when the thickness of the sacrificial anti-corrosion coating layer below the multilayer plated material is increased for the purpose of imparting high corrosion resistance, and further improvement in adhesion durability. Until now, there has been no means that can achieve both the tasks.
ここに、本発明の目的は、上記の問題および課題を解
決し、例えば自動車、家電製品、建材用途等への使用に
適する、化成処理性、塗膜密着性、塗装後耐食性等に優
れるとともに、スポット溶接性および接着耐久性にも優
れた多層めっき鋼材を提供することにある。Here, the object of the present invention is to solve the above problems and problems, for example, suitable for use in automobiles, home appliances, building materials, etc., while being excellent in chemical conversion treatment, coating film adhesion, corrosion resistance after painting, An object of the present invention is to provide a multilayer plated steel material having excellent spot weldability and adhesive durability.
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明者らは前記した諸問
題を解消するためには、初期接着性はもちろん、腐食環
境下においても強度の経時変化が少なく接着耐久性に優
れためっき鋼材を開発することが最も重要であるとの認
識にまず立って、鋭意研究を重ねた。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above-mentioned object, in order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that not only the initial adhesiveness but also the strength with the passage of time in a corrosive environment is small with little change with time. We first conducted a thorough study, recognizing that the most important thing was to develop a plated steel material with excellent durability.
そして、鋼材の初期接着性に影響を与える因子のう
ち、鋼材に起因するものとしては、鋼材の被膜表面の形
状(被膜の表面粗度等)や接着剤との相性等があると、
本発明者らは考えた。また、特に鋼材の接着耐久性に影
響を与える因子としては、腐食の進行によるものが考え
られ、特に面方向への腐食の進行が悪影響を及ぼすもの
と、本発明者らは考えた。Among the factors affecting the initial adhesiveness of the steel material, the factors resulting from the steel material include the shape of the coating surface of the steel material (surface roughness of the coating, etc.), compatibility with the adhesive, and the like.
The present inventors have thought. In addition, the present inventors considered that factors that particularly affect the adhesion durability of the steel material may be due to the progress of corrosion, and in particular, the progress of corrosion in the surface direction may have an adverse effect.
このような知見に基づいて、本発明者らはさらに検討
を重ねた結果、被処理材である鋼材の表面に、下層とし
て犠牲防食作用を有するZnまたはZn系合金の合金化溶融
めっきを施し、その上に中間相としてCr、Cr系合金、A
l、Al系合金、Co系合金およびNi系合金からなる群から
選ばれた1種の金属または合金の被覆を施し、さらに上
層としてFe系合金の被覆を施すことにより得られる、3
層のめっき被膜構造のめっき鋼材を用いることにより、
化成処理性、塗膜密着性および塗装後耐食性はもちろん
のこと、スポット溶接性および接着耐久性にも優れた多
層めっき鋼材を提供することができることを知見して、
本発明を完成した。Based on such knowledge, the present inventors have further studied, as a result, the surface of the steel material to be treated, as a lower layer is subjected to alloying hot-dip plating of Zn or a Zn-based alloy having a sacrificial anti-corrosion effect, Cr, Cr-based alloy, A
l, obtained by applying a coating of one metal or alloy selected from the group consisting of Al-based alloys, Co-based alloys and Ni-based alloys, and further applying an Fe-based alloy as an upper layer.
By using the plated steel material of the plating film structure of the layer,
With the knowledge that it is possible to provide a multi-layer plated steel material that is excellent not only in chemical conversion treatment, coating film adhesion and corrosion resistance after painting, but also in spot weldability and adhesion durability,
The present invention has been completed.
ここに、本発明の要旨とするとこは、少なくとも、そ
の表面に 下層:平均Fe含有量が5〜20重量%であって、表面粗
さRaが0.3μm以上である合金化溶融亜鉛めっき層、 中間層:付着量が0.01〜10g/m2である下記金属または合
金の被覆層、 金属:Cr、Al 合金:Cr、Al、CoおよびNiからなる群から選
ばれた1種と、Zn、MnおよびFeからなる群から選ばれた
1種以上とを有する合金 上層:付着量が0.01〜10g/m2であって、Fe組成が90〜
99.9999重量%であり、Ni、Co、Mn、B、SおよびPか
らなる群から選ばれた1種以上の元素を有するFe系合金
の被覆層 を有することを特徴とする多層めっき鋼材である。Here, the gist of the present invention is that at least a lower layer on the surface: an alloyed hot-dip galvanized layer having an average Fe content of 5 to 20% by weight and a surface roughness Ra of 0.3 μm or more; Intermediate layer: a coating layer of the following metal or alloy having an adhesion amount of 0.01 to 10 g / m 2 , metal: Cr, Al alloy: one selected from the group consisting of Cr, Al, Co and Ni, and Zn, Mn And an alloy having at least one selected from the group consisting of Fe and an upper layer: the coating amount is 0.01 to 10 g / m 2 , and the Fe composition is 90 to
A multi-layer plated steel material comprising 99.9999% by weight and having a coating layer of an Fe-based alloy having at least one element selected from the group consisting of Ni, Co, Mn, B, S and P.
本発明において、「鋼材」とは、例えば自動車、家電
製品、建材等に使用する部材をいい、具体的には、例え
ば自動車車体、建材内外板、家電製品本体等を包含す
る。In the present invention, "steel material" refers to a member used for, for example, an automobile, a home appliance, a building material, and the like, and specifically includes, for example, an automobile body, a building material inner / outer plate, a home appliance main body, and the like.
また、本発明において、中間層または上層の被覆法
は、特に限定を要するものではなく、中間層は例えば電
気めっき法または乾式めっき法等を、上層は例えば電気
めっき法、無電解めっき法または乾式めっき法等を用い
て被覆を行えばよい。In the present invention, the method of coating the intermediate layer or the upper layer is not particularly limited, and the intermediate layer is, for example, an electroplating method or a dry plating method, and the upper layer is, for example, an electroplating method, an electroless plating method, or a dry method. The coating may be performed using a plating method or the like.
また、本発明において、「接着耐久性に優れた」と
は、複合腐食試験を組み合わせて、JIS K 6854により規
定された剥離引張り強さをT型剥離試験を基準とし、接
着剤部の凝集破壊が剥離面中のほぼ全面で起こること、
すなわち母材−めっき層、めっき層−めっき層、めっき
層−接着剤の界面密着力が、接着剤の凝集破壊より強い
性能を有することをいう。Further, in the present invention, "excellent in adhesive durability" means that the combined tensile strength of the adhesive portion is determined based on the T-peel test based on the peel tensile strength specified by JIS K 6854 in combination with the composite corrosion test. Occurs almost all over the peeled surface,
That is, it means that the interfacial adhesion between the base material-plating layer, the plating layer-plating layer, and the plating layer-adhesive has a performance stronger than the cohesive failure of the adhesive.
さらに、本発明は、下層、中間層および上層の3層の
みを有する態様に限定されるものではなく、例えば下層
と中間層との間および/または中間層と上層との間等
に、接着耐久性を劣化させない被覆層を有して、合計で
4層または5層以上の多層構造の被膜を有するめっき鋼
材としてもよい。本発明において、「少なくとも」とあ
るのは、このような態様を含むことを明確にするためで
ある。Further, the present invention is not limited to an embodiment having only three layers of the lower layer, the intermediate layer, and the upper layer. For example, the adhesive durability between the lower layer and the intermediate layer and / or the intermediate layer and the upper layer may be improved. It is good also as a plating steel material which has a coating layer which does not deteriorate property, and has a coating of a multilayer structure of four or five or more layers in total. In the present invention, “at least” is used to clarify that such an embodiment is included.
また、本発明において、前記3層は、鋼材の全面また
は一部(特に鋼材が鋼板である場合には、両面または片
面)に形成されていればよい。Further, in the present invention, the three layers may be formed on the entire surface or a part of the steel material (especially when the steel material is a steel plate, on both surfaces or one surface).
(作用) 以下、本発明の構成および作用効果について説明す
る。なお、本明細書においては、特にことわりがない限
り、「%」は「重量%」を意味するものとする。(Operation) Hereinafter, the configuration and operation and effect of the present invention will be described. In this specification, “%” means “% by weight” unless otherwise specified.
本発明の構成は、略述すれば、下層として犠牲防食作
用を有する合金化溶融亜鉛めっき層を有し、中間層とし
てCr、Cr系合金、Al、Al系合金、Co系合金、またはNi系
合金の被覆層を有し、さらに上層としてFe系合金の被覆
層とを有する、少なくとも3層構造の被覆層を有するめ
っき鋼材である。The configuration of the present invention has, as a brief description, an alloyed hot-dip galvanized layer having a sacrificial anticorrosive action as a lower layer, and a Cr, Cr-based alloy, Al, Al-based alloy, Co-based alloy, or Ni-based as an intermediate layer. A plated steel material having a coating layer of at least a three-layer structure, having a coating layer of an alloy, and further having a coating layer of an Fe-based alloy as an upper layer.
まず、本発明にかかる多層めっき鋼材の下層について
説明する。First, the lower layer of the multilayer plated steel material according to the present invention will be described.
下層として合金化溶融亜鉛めっき層を付与するのは、
合金化溶融亜鉛めっき層は犠牲防食作用を有するからで
あり、犠牲防食作用を有さない被膜では母材側の腐食の
進行が著しく、接着耐久性の著しい劣化を防ぐことがで
きないためである。さらに、犠牲防食作用を有する被膜
の中でも合金化溶融亜鉛めっき層にのみ限定したのは、
その理由は不明であるが、多の犠牲防食作用を有する被
膜では接着耐久性の著しい低下を防止することがやはり
できないからである。The addition of the galvannealed layer as the lower layer
This is because the alloyed hot-dip galvanized layer has a sacrificial anticorrosion effect. This is because a coating having no sacrificial anticorrosion effect causes significant progress of corrosion on the base material side and cannot prevent significant deterioration in adhesion durability. Furthermore, among the coatings having a sacrificial anti-corrosion effect, only the alloyed hot-dip galvanized layer was limited.
The reason is unclear, but it is still not possible to prevent a remarkable decrease in adhesion durability with a coating having many sacrificial anticorrosive actions.
また、この合金化溶融亜鉛めっき層の合金化度を平均
Fe含有量で、5%以上20%以下と限定した理由を説明す
る。すなわち、下層である合金化溶融亜鉛めっき鋼板の
被膜組成および表面形態について、本発明者らは被膜組
成および表面形態を種々変更した試料を用いて検討を行
った結果、平均Fe含有量が5%以上20%以下であって、
表面粗さが0.3μm以上の範囲である場合に、接着耐久
性の向上に最も効果があることが判明したのである。な
お、製造条件の誤差等を勘案して、さらに望ましい平均
Fe含有量は7%以上14%以下である。The alloying degree of this galvannealed layer is averaged.
The reason why the Fe content is limited to 5% or more and 20% or less will be described. That is, as a result of studying the coating composition and surface morphology of the alloyed hot-dip galvanized steel sheet, which is the lower layer, using samples in which the coating composition and surface morphology were variously changed, the average Fe content was 5%. Not less than 20%
It has been found that when the surface roughness is in the range of 0.3 μm or more, it is most effective in improving the adhesion durability. In addition, taking into account errors in manufacturing conditions, etc., a more desirable average
The Fe content is 7% or more and 14% or less.
この作用機構についての詳細は不明であるが、このよ
うな理由の一つとして鋼材の表面形態によるアンカー効
果、すなわち、めっき被膜層間およびめっき被膜−接着
剤界面の密着力の違いを挙げることができる。また、被
膜組成により前記脆性体の存在量が影響を受けること等
も考えられる。なお、表面粗さの上限としては、本発明
の作用効果に関しては特に限定するものではないが、電
着塗装、中塗りおよび上塗りを行った際の上塗り塗膜面
の鮮映性を考慮すると、1.8μm以下とすることが望ま
しく、より望ましくは、1.5μm以下である。Although the details of this action mechanism are unknown, one of the reasons is the anchor effect due to the surface morphology of the steel material, that is, the difference in adhesion between the plating film layers and the plating film-adhesive interface. . It is also conceivable that the abundance of the brittle body is affected by the coating composition. The upper limit of the surface roughness is not particularly limited with respect to the operation and effect of the present invention, but in consideration of the sharpness of the surface of the overcoated film when performing electrodeposition coating, intermediate coating, and overcoating, The thickness is desirably 1.8 μm or less, and more desirably 1.5 μm or less.
さらに、下層である合金化溶融亜鉛めっき層の合金元
素としては、Zn、Feおよびめっき浴中に添加されるAl以
外に、例えばSi、Nb、Mn、Mg、Mo、Ta、Cu、Ni、Co、S
n、Sb、Ti、Cr、Cd、Pb、Tl、In、V、W、La、P、
S、B等からなる群から選ばれた1種または2種以上の
元素を微量に含んでいてもよく、本発明の効果には、何
らの影響をも与えるものではない。Further, as alloying elements of the lower alloyed hot-dip galvanized layer, other than Zn, Fe and Al added in the plating bath, for example, Si, Nb, Mn, Mg, Mo, Ta, Cu, Ni, Co , S
n, Sb, Ti, Cr, Cd, Pb, Tl, In, V, W, La, P,
It may contain a trace amount of one or more elements selected from the group consisting of S, B, etc., and has no effect on the effects of the present invention.
なお、鋼材の下層として合金化溶融亜鉛めっき層を付
与するには、現在用いられている周知の手段を用いれば
よく、例えば鋼材に加工する前段階であるストリップの
段階で、連続式溶融亜鉛めっきラインのめっき溶出側で
亜鉛付着量を調節し、直ちに500〜650℃に保持した加熱
炉により導けばよく、何ら制限を要するものではない。
また、平均Fe含有量(合金化度)の調整も従来から行わ
れている手段により管理すればよく、何ら制限を要する
ものではない。In order to apply the alloyed hot-dip galvanized layer as a lower layer of the steel material, a well-known means currently used may be used. For example, in a strip stage which is a stage before processing into a steel material, continuous hot-dip galvanizing is performed. It is sufficient that the amount of zinc deposited is adjusted on the plating elution side of the line, and the zinc is immediately introduced into a heating furnace maintained at 500 to 650 ° C., and no limitation is required.
Adjustment of the average Fe content (degree of alloying) may be managed by means conventionally used, and no limitation is required.
次に、本発明にかかる接着耐久性に優れためっき鋼材
の中間層および上層について説明する。Next, the intermediate layer and the upper layer of the plated steel material having excellent adhesion durability according to the present invention will be described.
前記下層を有するめっき鋼材の表面に、中間層および
上層を被覆して、少なくとも3層構造とする理由は、中
間層であるCr、Cr系合金、Al、Al系合金、Co系合金、お
よびNi系合金からなる群から選ばれた1種の金属または
合金の被覆層のみ、あるいは上層であるFe系合金の被覆
層のみでは、腐食の著しい進行を阻止する効果が十分で
なく、これら二層の被覆層を有することによる相互作用
的に働き(相乗効果)により満足するような接着耐久性
が得られると考えられるためである。このように考えら
れた理由は、各被覆層間の付着量の差、特に上層と中間
層との付着量の差により、前述の腐食の進行を阻止する
効果が大きく変わるためである。The reason why the intermediate layer and the upper layer are coated on the surface of the plated steel material having the lower layer to form at least a three-layer structure is that the intermediate layers are Cr, Cr-based alloy, Al, Al-based alloy, Co-based alloy, and Ni-based alloy. Only the coating layer of one kind of metal or alloy selected from the group consisting of the base alloys, or the coating layer of the upper Fe-based alloy alone is not enough to prevent the significant progress of corrosion. This is because it is considered that a satisfactory adhesion durability can be obtained by the interaction (synergistic effect) of having the coating layer. The reason considered in this way is that the effect of inhibiting the progress of the corrosion described above greatly changes due to the difference in the amount of adhesion between the coating layers, particularly the difference in the amount of adhesion between the upper layer and the intermediate layer.
中間層の被膜の成分としては、Cr、Cr系合金、Al、Al
系合金、Co系合金、およびNi系合金からなる群から選ば
れた1種の金属または合金であればよい。すなわち、本
発明は、略述すれば、前述のように鋼材のスポット溶接
性を充分に確保したまま鋼材の接着耐久性を向上させる
ことを目的とするものである。鋼材のスポット溶接性を
充分に確保するためには、例えば溶接器の電極チップの
損傷(焼付、摩耗等)を極力抑制すればよいが、このた
めに、電極チップ表面へのZn系合金の拡散の抑制を目的
として、中間層として、CrあるいはCr系合金、Alあるい
はAl系合金、Co系合金、Ni系合金のうちの1種を施すの
である。The components of the coating of the intermediate layer include Cr, Cr-based alloy, Al, Al
Any metal or alloy selected from the group consisting of a base alloy, a Co base alloy, and a Ni base alloy may be used. That is, an object of the present invention is to improve the adhesion durability of a steel material while sufficiently ensuring the spot weldability of the steel material as described above. In order to ensure sufficient spot weldability of the steel material, for example, damage (seizure, wear, etc.) on the electrode tip of the welder may be suppressed as much as possible. For the purpose of suppressing the occurrence of chromium, one of Cr or a Cr-based alloy, Al or an Al-based alloy, a Co-based alloy, or a Ni-based alloy is applied as an intermediate layer.
合金元素としては、Zn、MnおよびFeからなる群から選
ばれた1種以上の元素を用いることが必要である。詳細
な検討には至っていないが、母材冷延鋼板に対し、過剰
なまでの貴な金属層の付与は、母材の腐食進行を速める
ため接着耐久性が劣化するためであると考えられる。上
記以外の合金元素としては、被めっき材よりも卑な電位
を示す元素、例えばMg、Pb、Cd、Ta、Ti、Nd、V、W、
Sb、P、B、S等からなる群から選ばれた1種または2
種以上の元素を含んでもよい。As the alloy element, it is necessary to use one or more elements selected from the group consisting of Zn, Mn and Fe. Although a detailed study has not been conducted, it is considered that the addition of an excessive amount of a noble metal layer to the base material cold-rolled steel sheet is because the progress of corrosion of the base material is accelerated and thus the bonding durability is deteriorated. As alloying elements other than the above, elements exhibiting a lower potential than the material to be plated, for example, Mg, Pb, Cd, Ta, Ti, Nd, V, W,
One or two selected from the group consisting of Sb, P, B, S, etc.
It may contain more than one element.
また、中間層の被膜の付着量は、その性能を発揮する
ためには0.01g/m2以上であることが必要であり、逆に10
g/m2超では被膜全体の接着耐久性が劣化する。したがっ
て、付着量は、0.01〜10g/m2と限定した。なお、製造条
件によらず安定した性能を発揮し、一方で厚めっきによ
るコスト高と性能の飽和とを勘案すると、さらに望まし
くは0.05〜6g/m2となる。Further, the adhesion amount of the intermediate layer film is required to be 0.01 g / m 2 or more in order to exhibit its performance,
If it exceeds g / m 2 , the adhesion durability of the entire coating film is deteriorated. Accordingly, the adhesion amount was limited and 0.01 to 10 g / m 2. In addition, stable performance is exhibited irrespective of the manufacturing conditions, while considering the high cost due to the thick plating and the saturation of the performance, more preferably 0.05 to 6 g / m 2 .
また、中間層の被覆方法も特に制限を要するものはな
い。例えば、 (i)いわゆる電気めっき法、または (ii)前記下層を有するめっき鋼材の表面に、原料とな
るガスを供給し、そこで化学反応を起こさせることによ
り付着させるCVD法、または 前記Cr、Cr系合金、Al、Al系合金、Co系合金、および
Ni系合金からなる群から選ばれた1種の金属または合金
を適当な方法で真空中で加熱・蒸発させ、この蒸気を前
記下層を有するめっき鋼材の表面に析出させる真空蒸発
法、グロー放電でプラズマにしたArイオンを前記Cr、Cr
系合金、Al、Al系合金、Co系合金、およびNi系合金から
なる群から選ばれた1種の金属または合金のターゲット
板に高速で衝突させターゲット板の原子、イオンを撥ね
飛ばし(スパッタ)、これを前記下層を有するめっき鋼
材の表面に堆積させるスパッタ法、さらには低圧のArを
イオン化し、Ar+を前記Cr、Cr系合金、Al、Al系合金、C
o系合金、およびNi系合金からなる群から選ばれた1種
の金属または合金の板に衝突させて表面を浄化してか
ら、蒸発源を加熱すると、蒸発金属がAr+と衝突して金
属イオンとなり、前記下層を有するめっき鋼材の表面に
静電的に引き寄せられて堆積させるイオンプレーティン
グ法等のPVD法、 等のいわゆる乾式めっき法 等によって行えばよい。There is no particular limitation on the method of coating the intermediate layer. For example, (i) a so-called electroplating method, or (ii) a CVD method in which a gas serving as a raw material is supplied to the surface of a plated steel material having the lower layer, and a chemical reaction is caused to cause the gas to adhere thereto, or the Cr, Cr Alloy, Al, Al alloy, Co alloy, and
One type of metal or alloy selected from the group consisting of Ni-based alloys is heated and evaporated in a vacuum by an appropriate method, and this vapor is deposited on the surface of the plated steel material having the lower layer by a vacuum evaporation method, glow discharge. Ar ions made into plasma are converted to Cr, Cr
Alloys, Al, Al-based alloys, Co-based alloys, and Ni-based alloys, which collide with a target plate of one metal or alloy at high speed to repel atoms and ions of the target plate (sputter) , Which is deposited on the surface of the plated steel material having the lower layer by sputtering, and further, ionizes low-pressure Ar and converts Ar + into the Cr, Cr-based alloy, Al, Al-based alloy, C
When the evaporation source is heated after the surface is purified by colliding with a plate of one metal or alloy selected from the group consisting of o-based alloys and Ni-based alloys, the evaporated metal collides with Ar + It may be performed by a so-called dry plating method such as a PVD method such as an ion plating method or the like, which becomes ions and is electrostatically attracted to and deposited on the surface of the plated steel material having the lower layer.
次に、上層の被膜の成分は、合金元素としては、Ni、
Co、Mn、P、S、B等の1種または2種以上を含むFe系
合金であり、組成的にはFe含有量が90%以上99.9999%
以下であればよい。前述の諸性能のうち、塗膜密着性お
よびこの性能に大きく寄与する化成処理性を改善するた
めである。上層としてFe系合金の被覆層を形成したこと
により、塗装前の化成処理時に鋼材表面に形成されるリ
ン酸塩化成結晶が緻密となり、良好な性能が得られるの
である。また、原因については不明であるが、化成処理
性および接着耐久性を向上させるためには、合金成分と
して、Ni、Co、Mn、P、S、Bの1種または2種以上を
含む必要があることが判明した。Next, the components of the upper layer coating are Ni,
Fe-based alloy containing one or more of Co, Mn, P, S, B, etc. Fe composition 90% or more and 99.9999%
The following may be sufficient. It is for improving the coating film adhesion and the chemical conversion treatment which greatly contributes to this performance among the above various performances. By forming the coating layer of the Fe-based alloy as the upper layer, the phosphate phosphatized crystal formed on the surface of the steel material during the chemical conversion treatment before painting becomes dense, and good performance can be obtained. Although the cause is unknown, it is necessary to include one or more of Ni, Co, Mn, P, S, and B as an alloy component in order to improve the chemical conversion treatment property and the adhesion durability. It turned out to be.
また、前記合金元素以外に不純物として、Zn、Al、T
a、Cu、Sn、Sb、Cr、Cd、Pb、Tl、1n、V、W、N等を
含んでも含んでもよく、本発明の効果には何ら問題を生
じない。In addition, Zn, Al, T
a, Cu, Sn, Sb, Cr, Cd, Pb, Tl, 1n, V, W, N, and the like may be included, and the effect of the present invention does not cause any problem.
次に、上層であるFe合金の被覆層の被膜の付着量を0.
01g/m2以上10g/m2以下と限定した理由について説明す
る。0.01g/m2未満では前記耐食性の劣化に起因する接着
耐久性の劣化を阻止する効果が認められないからであ
り、0.01g/m2以上でこの効果が現れるからである。一
方、10g/m2超の場合は前記効果はあるものの性能は飽和
あるいは逆に低下傾向であり、被膜の増加に伴うコスト
増の問題を生じ、さらに中間層のない上層のみのめっき
を施した場合とほぼ同程度にまで性能が劣化してしま
う。したがって、本発明においては、上層の被膜の付着
量を0.01g/m2以上10g/m2以下と限定する。なお、製造条
件のばらつきによらずに、安定した性能を発揮させると
ともに、厚めっき化によるコスト高と性能面での飽和と
を勘案すると、上層の付着量は0.05g/m2以上6g/m2以下
がさらに望ましい。Next, the coating amount of the coating layer of the upper layer of the Fe alloy was determined to be 0.
01G / m 2 or more 10 g / m 2 or less reason for limiting the described. If the content is less than 0.01 g / m 2 , the effect of preventing the deterioration of the adhesion durability due to the deterioration of the corrosion resistance is not recognized, and if the content is 0.01 g / m 2 or more, this effect appears. On the other hand, in the case of 10 g / m 2 greater than the performance of the effect is what is on the decline in saturated or conversely, results in cost increase problem with increasing the film was further subjected to a plating of only the upper layer without an intermediate The performance is degraded to almost the same level as in the case. Therefore, in the present invention, the adhesion amount of the upper layer coating is limited to 0.01 g / m 2 or more and 10 g / m 2 or less. In addition, regardless of the variation in the manufacturing conditions, while exhibiting stable performance, considering the high cost and saturation in terms of performance due to thick plating, the adhesion amount of the upper layer is 0.05 g / m 2 or more 6 g / m 2 or less is more desirable.
なお、被覆の方法には特に制限を要するものではな
く、前述した (i)電気めっき法 (ii)乾式めっき法 の他に、さらに (iii)金属の塩の溶液から前記金属を前記中間層を施
しためっき鋼材の表面に析出させる無電解めっき法 等を例示することができる。The method of coating is not particularly limited. In addition to the above-mentioned (i) electroplating method and (ii) dry plating method, (iii) the intermediate layer is formed from a metal salt solution. An example is an electroless plating method that precipitates on the surface of the plated steel material that has been applied.
また、本発明にかかる多層めっき鋼材における前記3
層は、必ずしも鋼材の両面に形成する必要はない。例え
ば、 I.鋼材のある面にのみこの3層を被覆し、もう一方の面
は裸面のままとする、あるいは II.鋼材のある面にのみこの3層を被覆し、もう一方の
面は前記3層とは異なる構成の被覆層、例えばめっき層
のみとする といった構成を適宜用いて、鋼材に求められている所望
の性能を得るようにすればよい。Further, in the multi-layer plated steel material according to the present invention,
The layers need not necessarily be formed on both sides of the steel. For example, I. Cover only one side of the steel with these three layers and leave the other side bare, or II. Cover only one side of the steel with these three layers and the other side The desired performance required for the steel material may be obtained by appropriately using a coating layer having a configuration different from the three layers, for example, a configuration including only the plating layer.
このように、前記の3層を有する本発明にかかる多数
めっき鋼材は、接着耐久性、化成処理性、塗膜密着性、
塗装後耐食性、スポット溶接性に優れており、例えば自
動車、家電製品、建材用途等への使用に好適である。As described above, the multi-plated steel material according to the present invention having the three layers described above has adhesive durability, chemical conversion treatment, coating film adhesion,
It has excellent corrosion resistance and spot weldability after painting, and is suitable for use in, for example, automobiles, home appliances, building materials, and the like.
すなわち、本発明にかかる多層めっき鋼材は、特に接
着耐久性に優れている。めっき鋼材の初期接着性および
接着耐久性に影響を与える母材の因子としては、前述の
ように、初期接着性については、被膜表面の形状や接着
剤との相性等が、また、腐食環境下における接着耐久性
の劣化は、腐食の進行、特に鋼材の面方向への腐食の進
行が、それぞれ悪影響を及ぼすものと考えられる。That is, the multilayer plated steel material according to the present invention is particularly excellent in adhesion durability. As mentioned above, the factors of the base material that affect the initial adhesion and the adhesion durability of the plated steel material include, as described above, the initial adhesion, the shape of the coating surface, compatibility with the adhesive, and the like. It is considered that the deterioration of the adhesion durability in the above has adverse effects on the progress of corrosion, particularly the progress of corrosion in the surface direction of the steel material.
本発明にかかる多層めっき鋼材は、これら性能を満足
するものであるが、本発明によりこれらの性能が満足さ
れる理由は正確には不明である。しかし、本発明者ら
は、本発明によりこれらの因子が解決されていることを
確認しており、特に腐食の進行に伴って生じる接着耐久
性の劣化については、前記のように、本発明により、合
金化溶融亜鉛めっき層を下層として有することにより鋼
材に犠牲防食効果を付与し、中間層としてCr、Cr系合
金、Al、Al系合金、Co系合金、およびNi系合金からなる
群から選ばれた1種の金属または合金の被覆層を付与
し、さらに上層として合金成分Ni、Co、Mn、B、Sおよ
びPの1種または2種以上を含むFe系合金の被覆層を付
与することにより、 (a)化成処理性が良好となり、これに伴い塗膜密着性
が良好となる。The multilayer plated steel material according to the present invention satisfies these performances, but the reason why these performances are satisfied by the present invention is not exactly known. However, the present inventors have confirmed that these factors have been solved by the present invention, and in particular, regarding the deterioration of adhesion durability caused by the progress of corrosion, as described above, the present invention has Having a galvannealed layer as the lower layer, imparts a sacrificial anticorrosion effect to the steel material, and is selected from the group consisting of Cr, Cr-based alloy, Al, Al-based alloy, Co-based alloy, and Ni-based alloy as the intermediate layer A single metal or alloy coating layer, and a coating layer of an Fe-based alloy containing one or more of the alloy components Ni, Co, Mn, B, S and P as an upper layer. Thereby, (a) chemical conversion treatment property becomes good, and accordingly, coating film adhesion becomes good.
(b)スポット溶接性が向上する。(B) Spot weldability is improved.
(c)腐食速度を遅くし、面方向への腐食部の広がりを
抑制することにより、接着耐久性の向上が可能となる。(C) The adhesion durability can be improved by slowing down the corrosion rate and suppressing the spread of the corroded portion in the surface direction.
ものと考えられる。It is considered something.
さらに、本発明を実施例を用いて詳述するが、これは
あくまでも本発明の例示であり、これにより本発明が限
定されるのではない。Further, the present invention will be described in detail with reference to examples, but this is merely an example of the present invention, and the present invention is not limited thereto.
実施例 厚さ0.8mmの冷延鋼板に、 常法により前処理、溶融亜鉛めっきおよび合金化熱処
理を施し、下層である合金化溶融亜鉛めっき層とした。Example A cold-rolled steel sheet having a thickness of 0.8 mm was subjected to pretreatment, hot-dip galvanizing, and alloying heat treatment by a conventional method to obtain a lower alloyed hot-dip galvanized layer.
常法により前処理および溶融亜鉛めっきを施し、下層
である溶融亜鉛めっき層とした。Pretreatment and hot-dip galvanizing were performed by a conventional method to obtain a hot-dip galvanized layer as a lower layer.
常法により電気亜鉛めっきを行った。Electrogalvanizing was performed by a conventional method.
なお、この下層の組成、表面粗度およびめっき付着量
を測定し、この結果を第1表に示す。なお、組成は、各
元素前の数字(重量%)により示す。In addition, the composition, surface roughness and plating adhesion amount of this lower layer were measured, and the results are shown in Table 1. The composition is indicated by the numeral (% by weight) before each element.
中間層および上層のめっき手法としては、第1表に示
すように、電気めっき法(EL)、無電解めっき法(N
E)、および乾式めっき法(DP)を適宜用いて、第1表
に示す組成および被覆量の中間層および上層を形成し
て、試料No.1ないし試料No.44(本発明例)と試料No.45
ないし試料No.64(比較例、ただし試料No.63および試料
No.64は下層無し)とを得た。なお、第1表において、G
Aは合金化溶融亜鉛めっき法を、またGIは溶融亜鉛めっ
き法をそれぞれ示している。As shown in Table 1, electroplating (EL), electroless plating (N
E) and the dry plating method (DP) as appropriate to form an intermediate layer and an upper layer having the composition and the coating amount shown in Table 1, and to prepare Sample No. 1 to Sample No. 44 (Example of the present invention) and Sample No. No.45
Or sample No. 64 (Comparative example, sample No. 63 and sample
No. 64 has no lower layer). In Table 1, G
A indicates the galvannealing method, and GI indicates the galvanizing method.
なお、本実施例においてより用いた、中間層および下
層のめっき条件を以下に示す。The plating conditions of the intermediate layer and the lower layer, which are more used in this example, are shown below.
I.〔電気めっき条件〕 (i)中間層めっき条件 ピロリン酸浴、硫酸浴、ワット浴、あるいはサージェ
ント浴を基本としてめっきを行い、Fe系合金は、合金元
素を前記めっき浴に塩化物、硝酸塩、硫酸塩、酢酸塩、
炭酸塩、モリブデン酸塩、ピロリン酸塩、次亜リン酸
塩、有機金属塩あるいは予め酸で溶解した金属等を、目
標の組成となるように前記めっき浴中に添加することに
より行った。析出させた金属の浴中イオン濃度は、1〜
2M/とした。I. [Electroplating conditions] (i) Intermediate layer plating conditions Plating is performed based on a pyrophosphoric acid bath, a sulfuric acid bath, a Watts bath, or a sargent bath. , Sulfate, acetate,
The plating was performed by adding carbonate, molybdate, pyrophosphate, hypophosphite, an organic metal salt, a metal previously dissolved in an acid, or the like to the plating bath so as to obtain a target composition. The ion concentration in the bath of the deposited metal is 1 to
2M /.
(ii)上層めっき条件 FeSO4・7H2O :250g/ Na2SO4 or (NH4)2SO4:100g/ で一定としためっき浴を基準にし、合金めっきとするた
めの合金元素の添加は、硫酸塩、酢酸塩、炭酸塩、モリ
ブデン酸塩、次亜リン酸塩、有機金属塩あるいは予め酸
で溶解された状態の金属等を目標の組成となるように前
記めっき浴中に添加することにより行った。なお、電気
めっき時の条件は、下記の如くであった。(Ii) an upper layer plating conditions FeSO 4 · 7H 2 O: 250g / Na 2 SO 4 or (NH 4) 2 SO 4: based on the constant and the plating bath at 100 g /, the addition of alloying elements to the alloy plating Is added to the plating bath such that a sulfate, an acetate, a carbonate, a molybdate, a hypophosphite, an organic metal salt, a metal previously dissolved in an acid or the like has a target composition. It was done by doing. The conditions at the time of electroplating were as follows.
電流密度:40〜150A/dm2 pH :1〜2 浴温 :50〜60℃ 液流速 :1〜3m/s なお、溶融塩浴からの電気めっきについては、塩化物
溶融塩を用いており、温度200±10℃で行った。また、
その他の条件については、上記の中間層のめっき条件と
同様であった。Current density: 40 to 150 A / dm 2 pH: 1 to 2 Bath temperature: 50 to 60 ° C. Liquid flow rate: 1 to 3 m / s For electroplating from a molten salt bath, chloride molten salt is used. The test was performed at a temperature of 200 ± 10 ° C. Also,
Other conditions were the same as the above-mentioned plating conditions for the intermediate layer.
II.〔無電解めっき条件〕 一般に市販されている還元剤を含んだ浴や化学的に置
換析出する浴を用い、浴温30〜80℃の範囲で浸漬処理を
行い、付着量は浸漬時間を変化させることにより調整し
た。II. [Electroless plating conditions] Using a commercially available bath containing a reducing agent or a bath that chemically substitutes and precipitates, immersion treatment is performed at a bath temperature of 30 to 80 ° C. Adjusted by changing.
III.〔乾式めっき条件〕 Zn、AlあるいはTi、さらにはそれらを主成分とする合
金の被覆をPVD法、またはCVD法により行った。なお、処
理条件は公知の条件により行った。III. [Dry plating conditions] Zn, Al or Ti, and an alloy containing these as a main component were coated by a PVD method or a CVD method. The processing was performed under known conditions.
このようにして得た、幅が25mmであって、長さが120m
mである試料No.1ないし試料No.64について、被覆層の接
着耐久性、化成処理性、塗膜2次密着性、塗装後耐食性
およびスポット溶接性を以下に示すような手段により評
価した。Obtained in this way, the width is 25 mm and the length is 120 m
With respect to Sample No. 1 to Sample No. m, the adhesive durability of the coating layer, the chemical conversion property, the secondary adhesion of the coating film, the corrosion resistance after coating, and the spot weldability were evaluated by the following means.
得られた試料の接着性の評価を行うため、前記試料を
接着剤を介して2枚重ねにし、175℃×30minの条件で加
熱・乾燥させた後、第1図(a)および第1図(b)に
示すように、T形剥離試験を行った。また、同様の試料
を下記の複合腐食試験にかけ、10サイクル毎にサンプル
を取り出し、T形剥離試験を行い、接着耐久性を調査し
た。なお、引張り速度は50mm/minで行った。In order to evaluate the adhesiveness of the obtained sample, the two samples were laminated with an adhesive, heated and dried at 175 ° C. × 30 min, and then dried as shown in FIG. 1 (a) and FIG. As shown in (b), a T-shaped peel test was performed. Further, the same sample was subjected to the following composite corrosion test, and a sample was taken out every 10 cycles and subjected to a T-peel test to examine the adhesion durability. The pulling speed was 50 mm / min.
なお、前記接着剤には、1液型エポキシ系アラルダイ
トXB3062(日本チバガイキー製)を用い、厚みが100μ
mとなるように接着した。接着面積は、幅×100mmとし
た。The adhesive used was a one-pack type epoxy araldite XB3062 (manufactured by Nippon Ciba-Gaikey) and had a thickness of 100 μm.
m. The bonding area was set to width × 100 mm.
また、接着性の評価は、剥離面中の接着剤が凝集破壊
した部分の面積率により行っており、この値が大きいほ
ど良好な接着性を示す。The evaluation of the adhesiveness is performed based on the area ratio of a portion of the peeled surface where the adhesive is cohesively broken, and the larger the value, the better the adhesiveness.
結果を第1表に示す。なお、第1表における評価基準
を以下にまとめて示す。The results are shown in Table 1. The evaluation criteria in Table 1 are summarized below.
また、前記の接着耐久性の評価においては、以下に示
す腐食サイクルを1サイクルとして複合腐食試験を組み
合わせて行った。(1サイクル) 接着耐久性の結果を0サイクル、10サイクルおよび20
サイクルについて、第1表にまとめて示す。 In the evaluation of the adhesion durability, the corrosion cycle shown below was defined as one cycle, and the composite corrosion test was performed in combination. (1 cycle) Adhesion durability results for 0 cycle, 10 cycle and 20 cycle
The cycles are summarized in Table 1.
なお、折曲げ疲労試験は、第2図にその概略を示すよ
うに試料を保持して、矢印方向に交互に折曲げることを
繰り返して行った。The bending fatigue test was carried out by repeatedly holding the sample as shown in FIG. 2 and bending it alternately in the direction of the arrow.
脱脂剤FC4326−TA(日本パーカライジング社製)で脱
脂し、PZT(日本パーカライジング社製)により表面調
整を行った後、PB−L3080(日本パーカライジング社
製)用い、所定の条件により化成処理を行った。After degreased with a degreasing agent FC4326-TA (manufactured by Nippon Parkerizing Co., Ltd.) and surface-adjusted with PZT (manufactured by Nippon Parkerizing Co., Ltd.), a chemical conversion treatment was performed under predetermined conditions using PB-L3080 (manufactured by Nippon Parkerizing Co., Ltd.). .
このようにして得られた化成処理被膜中の化成結晶に
ついて、X線解析によりphosphophylliteの(100)面強
度(P)とHopeiteの(020)面強度(H)とを検出し、
P/(P+H)比率(P値)を算出することにより結晶構
造を調査した。With respect to the conversion crystals in the chemical conversion coating film thus obtained, the (100) plane strength (P) of phosphophyllite and the (020) plane strength (H) of Hopeite were detected by X-ray analysis.
The crystal structure was investigated by calculating the P / (P + H) ratio (P value).
結果を第1表に示す。 The results are shown in Table 1.
なお、この評価方法によれば、P値が大きいほど化成
処理製が良好であることを意味する。According to this evaluation method, the larger the P value, the better the chemical conversion treatment.
〔塗膜2次密着製〕 上記化成処理を行った鋼板に、カチオン電着塗装(膜
厚20μm)を実施後、さらにメラミンアルキド樹脂系の
中塗および上塗を行って、自動車外板と同様の、総合乾
燥膜厚が80μmの塗装を行った。[Coating film secondary adhesion production] After carrying out cationic electrodeposition coating (film thickness 20 µm) on the steel sheet subjected to the chemical conversion treatment, a melamine alkyd resin-based intermediate coating and a top coating are further performed, and the same as an automobile outer panel. Coating was performed with a total dry film thickness of 80 μm.
このようにして得た試料を50℃のイオン交換水に10日
間浸漬し、その後試料の表面に2mm四方のゴバン目が100
個できるようにゴバン目を入れた。そして、このゴバン
目上に粘着テープを貼付してからこれを剥がした後の塗
膜残存率を調べた。評価としては、上記ゴバン目の塗膜
が50%以上剥離した部分が5個以上のものを×、同じく
4〜1個のものを○、同じく全くなしを◎で示した。The sample thus obtained was immersed in ion-exchanged water at 50 ° C. for 10 days.
Gobang eyes were put so that I could do it. Then, an adhesive tape was stuck on the stitches, and the coating film remaining rate after peeling off the tape was examined. As the evaluation, x was obtained when 5 or more portions of the above-mentioned rust-coated film were peeled by 50% or more, を was obtained for 4 to 1 of the same, and 同 じ く was obtained for none at all.
前記化成処理、カオチン電着塗装後、素地に達するク
ロスカットを入れ、30日間の塩水噴霧試験を行い、試験
後クロスカット部の赤錆発生状況を調べた。After the chemical conversion treatment and the electrodeposition coating with kaotin, a crosscut reaching the substrate was inserted, and a salt water spray test was performed for 30 days. After the test, the occurrence of red rust in the crosscut portion was examined.
結果を第1表に示す。なお、第1表において、赤錆無
し:○、赤錆有り:×とした。The results are shown in Table 1. In Table 1, there was no red rust: O, and there was red rust: X.
前記試料の2枚重ねにし、連続してスポット溶接を行
い溶接部の断面観察によりナゲット径が 以上(t:板厚)を維持する打点数を調査した。The two samples were overlapped, and spot welding was continuously performed. The number of hit points maintaining the above (t: plate thickness) was investigated.
結果を第1表に示す。なお、第1表においては、打点
数が5000打点以上を○、5000打点未満を×として評価し
た。また、溶接条件を下記に示す。The results are shown in Table 1. In Table 1, the number of hit points was evaluated as 5000 when the number of hit points was 5000 or more, and evaluated as x when the number of hit points was less than 5000. The welding conditions are shown below.
加圧力 :200kgf 電 流 :10KA スクイズ時間:28サイクル 通電時間 :12サイクル 電極材質 :Cu−Cr(一般に用いられている
もの) 電極形状 :円錐台頭型、直径6.0mm 試験結果を、第1表にまとめて示す。Pressing force: 200kgf Current: 10KA Squeeze time: 28 cycles Energizing time: 12 cycles Electrode material: Cu-Cr (commonly used) Electrode shape: truncated cone, diameter 6.0mm Test results are shown in Table 1. Shown together.
第1表から明らかなように、本発明例(試料No.1ない
し試料No.44)は、同様の下層めっき材を使用した比較
例(試料No.45ないし試料No.64)と比較した場合に、 初期接着性について、同様あるいは良好であること、
および 腐食サイクルの進行に伴い、比較例では接着性の低下
が著しいのに対し、本発明例ではあまり低下しておら
ず、接着耐久性の面ではるかに良好であること、 化成処理性、塗膜密着性、塗装後耐食性も良好である
こと、および 下層の犠牲防食層が薄いもののみならず、厚いもので
あってもスポット溶接性が良好であることがわかる。 As is clear from Table 1, the present invention example (Sample No. 1 to Sample No. 44) is compared with Comparative Example (Sample No. 45 to Sample No. 64) using the same lower plating material. The same or better initial adhesion,
And with the progress of the corrosion cycle, the adhesiveness of the comparative example was remarkably reduced, while that of the present invention was not so reduced, and the adhesive durability was much better. It can be seen that the film adhesion and the corrosion resistance after painting are good, and that the spot sacrificial anticorrosion layer as well as the lower one has good spot weldability even if it is thick.
一方、試料No.45ないし試料No.46のように、下層めっ
き層のみを施した場合、全ての性能が劣化してしまうこ
とがわかる。On the other hand, as shown in Sample Nos. 45 to 46, when only the lower plating layer is applied, all the performances are deteriorated.
また、試料No.47あるいは試料No.49のように、中間層
の付着量が本発明の範囲より小さい試料では、化成処理
性および塗膜2次密着性の向上が認められるが、充分で
なく、またその他の性能も不十分なものであった。Further, in a sample such as Sample No. 47 or Sample No. 49 in which the adhesion amount of the intermediate layer is smaller than the range of the present invention, the chemical conversion treatment property and the coating film secondary adhesion are improved, but not sufficient. And other performances were also inadequate.
また、試料No.48あるいは試料No.50のように、上層の
付着量が本発明の範囲より小さい試料では、スポット溶
接性および初期接着性の向上が認められるが、特に接着
耐久性については充分ではなく、またその他の性能につ
いても不十分であった。Further, in samples such as Sample No. 48 or Sample No. 50 in which the amount of adhesion of the upper layer is smaller than the range of the present invention, the spot weldability and the initial adhesion are improved, but the adhesion durability is particularly insufficient. But also the other performances were inadequate.
また、上層の付着層が過剰である試料No.51では、接
着耐久性が劣化してしまい厚膜化によるメリットが消失
してしまっている。Further, in Sample No. 51, in which the upper adhesion layer is excessive, the adhesive durability was deteriorated, and the advantage of thickening was lost.
このように、中間層と上層とのバランスが崩れると、
鋼材の性能が低下し、特に接着耐久性については中間層
と上層との間に何らかの相乗効果を生じることにより鋼
材の諸性能が向上するものと考えられる。Thus, when the balance between the middle layer and the upper layer is lost,
It is considered that the performance of the steel material is reduced, and particularly regarding the adhesive durability, various synergistic effects are produced between the intermediate layer and the upper layer, so that various performances of the steel material are improved.
また、試料No.52ないし試料No.54のように、本発明の
範囲外の上層めっき材を使用した場合、本発明の範囲内
の付着量であっても化成処理性が低下するとともに、接
着耐久性が劣化してしまうことがわかる。Further, when an upper plating material outside the scope of the present invention is used, as in Sample Nos. 52 to 54, even if the amount of adhesion falls within the scope of the present invention, the chemical conversion property is reduced and the adhesion is also reduced. It can be seen that the durability is deteriorated.
また、試料No.55および試料No.56のように、被めっき
母材よりも貴な電位を示す中間層を用いた場合、面方向
への腐食の進行が速いためと考えられるが、接着耐久性
が劣化する。また、めっき母材によってはスポット溶接
性も劣化する。In addition, when an intermediate layer that shows a higher potential than that of the base material to be plated is used, as in Sample No. 55 and Sample No. 56, it is considered that corrosion progresses in the surface direction faster, The property is deteriorated. In addition, spot weldability also deteriorates depending on the plating base material.
また、試料No.57ないし試料No.62のように、本発明の
範囲外の下層を用いた場合、接着耐久性および塗装後耐
食性が劣化する。Further, when a lower layer outside the scope of the present invention is used as in Sample Nos. 57 to 62, the adhesion durability and the corrosion resistance after painting are deteriorated.
さらに、下層を有さない試料No.63および試料No.64に
ついても、全ての性能が劣化する。Further, all the performances of Sample No. 63 and Sample No. 64 having no lower layer are deteriorated.
以上のように、本発明において、3層の多層被覆層を
有することの効果は明らかである。As described above, in the present invention, the effect of having three multilayer coating layers is clear.
(発明の効果) 本発明は、以上説明したように構成されているから、
本発明にかかる、多層めっき鋼材を使用することによ
り、初期接着性を向上することができるとともに、腐食
環境下での接着耐久性の劣化を最小限に抑制することが
可能となる。(Effects of the Invention) Since the present invention is configured as described above,
By using the multilayer plated steel material according to the present invention, it is possible to improve the initial adhesiveness and to minimize the deterioration of the adhesive durability under a corrosive environment.
さらに、本発明にかかる多層めっき鋼材は、化成処理
性、塗膜密着性、塗装後耐食性、さらにはスポット溶接
性にも優れており、例えば自動車、家電製品、建材用途
等へ使用するのに極めて好適なめっき鋼材である。Furthermore, the multi-layer plated steel material according to the present invention is excellent in chemical conversion treatment, coating film adhesion, corrosion resistance after painting, and spot weldability, and is extremely suitable for use in, for example, automobiles, home appliances, building materials, and the like. It is a suitable plated steel material.
このように、産業上の利用価値が高い本発明の意義
は、極めて著しいものである。Thus, the significance of the present invention, which has high industrial utility value, is extremely remarkable.
第1図(a)および第1図(b)は、それぞれ本発明に
かかる多層めっき鋼材について、本発明の実施例におい
て行った接着耐久性の評価試験で用いた試料の外観を示
す略式説明図;および 第2図は、本発明の実施例において行った複合腐食試験
における、折曲げ疲労試験状況を示す略式説明図であ
る。FIGS. 1 (a) and 1 (b) are schematic explanatory views each showing the appearance of a sample used in an adhesion durability evaluation test performed in an example of the present invention for a multilayer plated steel material according to the present invention. And FIG. 2 is a schematic explanatory view showing a bending fatigue test state in a composite corrosion test performed in an example of the present invention.
Claims (1)
Raが0.3μm以上である合金化溶融亜鉛めっき層、 中間層:付着量が0.01〜10g/m2である下記金属または合
金の被覆層、 金属:Cr、Al 合金:Cr、Al、CoおよびNiからなる群から選ばれた1種
と、Zn、MnおよびFeからなる群から選ばれた1種以上と
を有する合金 上層:付着量が0.01〜10g/m2であって、Fe含有量が90〜
99.9999重量%であり、Ni、Co、Mn、B、SおよびPか
らなる群から選ばれた1種以上を含有するFe系合金の被
覆層 を有することを特徴とする多層めっき鋼材。1. An underlayer having an average Fe content of 5 to 20% by weight and a surface roughness of at least
Alloyed hot-dip galvanized layer with Ra of 0.3 μm or more, Intermediate layer: Coating layer of the following metal or alloy with an adhesion amount of 0.01 to 10 g / m 2 , Metal: Cr, Al Alloy: Cr, Al, Co and Ni An alloy having one selected from the group consisting of Zn and Mn and one or more selected from the group consisting of Fe Upper layer: an adhesion amount of 0.01 to 10 g / m 2 and an Fe content of 90 ~
A multi-layer plated steel material comprising 99.9999% by weight of a Fe-based alloy containing at least one selected from the group consisting of Ni, Co, Mn, B, S and P.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1219490A JP2847846B2 (en) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | Multi-layer plated steel |
Applications Claiming Priority (1)
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JP1219490A JP2847846B2 (en) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | Multi-layer plated steel |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03215686A JPH03215686A (en) | 1991-09-20 |
JP2847846B2 true JP2847846B2 (en) | 1999-01-20 |
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Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2847846B2 (en) |
-
1990
- 1990-01-22 JP JP1219490A patent/JP2847846B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH03215686A (en) | 1991-09-20 |
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