JP3144343B2 - Alloyed hot-dip galvanized steel sheet and method for producing the same - Google Patents
Alloyed hot-dip galvanized steel sheet and method for producing the sameInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、スポット溶接の際
の電極チップの損耗を抑制して耐久性を向上させること
により、連続打点性を向上させることができ、さらに
は、連続打点時において、溶接時に溶融金属が飛散する
現象 (散り) の発生を抑制することができるスポット溶
接性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造
方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention can improve continuous hitting by suppressing wear of an electrode tip during spot welding and improving durability, and furthermore, at the time of continuous hitting, The present invention relates to an alloyed hot-dip galvanized steel sheet excellent in spot weldability and capable of suppressing occurrence of a phenomenon (spattering) of molten metal during welding, and a method for producing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】周知のように、自動車車体は、各種形状
にプレス成形されたパネル同士に抵抗溶接(特にスポッ
ト溶接)を行って接合することにより、組立てられる。
このスポット溶接では連続的に多数の点溶接を行うた
め、その生産性を向上するためには、できるだけ連続打
点数を上げることが要求される。2. Description of the Related Art As is well known, a vehicle body is assembled by performing resistance welding (particularly spot welding) to panels formed into various shapes by press forming.
In this spot welding, since a large number of spot weldings are continuously performed, it is required to increase the number of continuous spots as much as possible in order to improve the productivity.
【0003】スポット溶接の連続打点性を向上させるた
めには、電極チップの損耗や散り発生による溶融金属の
付着による表面外観の劣化をいかに抑制・防止するか
が、非常に重要である。[0003] In order to improve the continuous hitting property of spot welding, it is very important how to suppress or prevent the deterioration of the surface appearance due to the adhesion of the molten metal due to the wear and scattering of the electrode tip.
【0004】近年、防錆性向上の観点から、表面処理鋼
板、特に、溶融亜鉛めっき後に熱拡散処理を行うことに
より亜鉛めっき層と素地鋼とを合金化させた合金化溶融
亜鉛めっき鋼板が、自動車車体用パネルに積極的に適用
されている。しかし、この合金化溶融亜鉛めっき鋼板
は、めっき層の主成分である亜鉛が母材鋼板である鉄よ
りも融点が低く、銅を主成分とする電極チップへ亜鉛が
拡散することによる電極チップ損耗が激しいため、スポ
ット溶接時の連続打点性を低下させることが従来より問
題視されてきた。[0004] In recent years, from the viewpoint of improving rust prevention, surface-treated steel sheets, particularly alloyed hot-dip galvanized steel sheets obtained by alloying a galvanized layer and a base steel by performing a heat diffusion treatment after hot-dip galvanizing, It is actively applied to automotive body panels. However, this alloyed hot-dip galvanized steel sheet has a lower melting point than that of the base steel sheet, zinc, which is the main component of the galvanized layer, and wear of the electrode tip due to diffusion of zinc into the electrode tip, which is mainly copper. Therefore, it has been regarded as a problem that the continuous hitting property at the time of spot welding is reduced.
【0005】合金化溶融亜鉛めっき鋼板の連続打点性を
向上するため、例えば、特開昭59−104463号公報には、
合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき層表層に、半導体で
ある酸化Zn皮膜を形成させる発明が提案されている。[0005] In order to improve the continuous hitting property of an alloyed hot-dip galvanized steel sheet, for example, JP-A-59-104463 discloses that
There has been proposed an invention in which a Zn oxide film, which is a semiconductor, is formed on a surface layer of a galvannealed steel sheet.
【0006】一方、合金化溶融亜鉛めっき鋼板では、め
っき層と母材鋼板との密着力を向上させるために溶融Zn
浴中に、0.08〜0.17重量%(以下、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。)程度のAlを含有させるため、形成された
合金化溶融亜鉛めっき層表層には、一般的に、Al2O
3(アルミナ)が残存する。しかしながら、Al2O3 は絶
縁体であるために、スポット溶接時に電極チップ表面の
発熱が過大となる。そのため、電極チップ表面に脆い合
金層が厚く形成されてチップ損耗が著しくなり、連続打
点性を低下させるという問題もある。On the other hand, in an alloyed hot-dip galvanized steel sheet, in order to improve the adhesion between the coating layer and the base steel sheet, hot-dip galvanized steel sheet is used.
In order to contain about 0.08 to 0.17% by weight of Al in the bath (hereinafter, "%" means "% by weight" unless otherwise specified in this specification), the formed alloy Generally, Al 2 O
3 (Alumina) remains. However, since Al 2 O 3 is an insulator, heat generation on the electrode tip surface during spot welding becomes excessive. Therefore, there is also a problem that a brittle alloy layer is formed thick on the electrode chip surface, chip wear becomes remarkable, and continuous hitting property is reduced.
【0007】このような溶接性の観点から、特開平4−
21750 号公報には合金化溶融亜鉛めっき層のAl量を制限
することによりAl2O3 量を低減して連続打点性の改善を
図った発明が、特開平6−73521 号公報にはAl量の制限
と前述した酸化Zn皮膜の形成とを組み合わせることによ
り、連続打点性の改善を図った発明が、それぞれ提案さ
れている。From the viewpoint of such weldability, Japanese Patent Laid-Open No.
Japanese Patent No. 21750 discloses an invention in which the amount of Al 2 O 3 is reduced by limiting the amount of Al in the alloyed hot-dip galvanized layer to improve the continuous hitting property. Inventions have been proposed in which the combination of the above-mentioned restriction and the formation of the above-mentioned Zn oxide film improves the continuous hitting property.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の提案にかかる発明によっても、合金化溶融亜鉛めっき
鋼板のスポット溶接時の連続打点性を改善することはで
きない。However, even with the inventions according to these proposals, it is not possible to improve the continuous hitting property during spot welding of the galvannealed steel sheet.
【0009】すなわち、特開昭59−104463号公報により
提案された発明は、合金化溶融亜鉛めっき層表層に半導
体である酸化Zn皮膜を形成し、この酸化Zn皮膜のバリア
ー効果により、合金化溶融亜鉛めっき層表層に存在する
金属ZnとCu製の電極チップとの間におけるCu−Zn反応を
抑制しようとするものである。しかし、この酸化Zn皮膜
は、存在状態によって大きく導電性が異なるため、スポ
ット溶接時における電極チップ表面の発熱量が大きく変
動する。そのため、スポット溶接性がばらつくという問
題がある。また、スポット溶接の際の加圧および通電に
より、酸化Zn皮膜が簡単に破壊されてしまい、前述した
Cu−Zn反応を確実に抑制できないことも、スポット溶接
性がばらつく一因であると考えられる。すなわち、酸化
Zn皮膜はその存在状態によって導電性が大きく異なるた
め、合金化溶融亜鉛めっき層表層に酸化亜鉛皮膜を形成
しても連続打点性は著しく変化し、連続打点性を確実に
向上することは難しい。In other words, the invention proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-104463 discloses a method of forming a Zn oxide film, which is a semiconductor, on the surface of an alloyed hot-dip galvanized layer. An object of the present invention is to suppress the Cu-Zn reaction between the metal Zn existing on the surface of the zinc plating layer and the electrode tip made of Cu. However, since the conductivity of the Zn oxide film varies greatly depending on the state of existence, the heat value generated on the electrode tip surface during spot welding greatly varies. Therefore, there is a problem that spot weldability varies. In addition, due to the pressurization and energization during spot welding, the Zn oxide film was easily broken,
The inability to reliably suppress the Cu-Zn reaction is also considered to be one factor that causes the spot weldability to vary. That is, oxidation
Since the conductivity of the Zn film varies greatly depending on the state of its existence, even if a zinc oxide film is formed on the surface layer of the galvannealed layer, the continuous hitting property changes significantly, and it is difficult to reliably improve the continuous hitting property.
【0010】また、特開平4−21750 号公報や同6−73
521 号公報により提案された発明は、合金化溶融亜鉛め
っき層のAl量を制限するものであり、合金化溶融亜鉛め
っき層表層から絶縁体であるAl2O3 を完全に排除するも
のではない。そのため、合金化溶融亜鉛めっき層表層に
残存するAl2O3 によって電極チップ表層の発熱が過大と
なり、酸化Zn層の破壊や金属Znの電極チップへの拡散を
促進させてしまう。そのため、これらの提案にかかる発
明でも連続打点性の改善効果は小さく、不十分である。[0010] Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Hei 4-21750 and Hei 6-73
The invention proposed by Japanese Patent No. 521 limits the amount of Al in the galvannealed layer, and does not completely eliminate Al 2 O 3 as an insulator from the surface layer of the galvannealed layer. . Therefore, the heat generated in the surface layer of the electrode chip becomes excessive due to Al 2 O 3 remaining on the surface layer of the alloyed hot-dip galvanized layer, thereby promoting the destruction of the Zn oxide layer and the diffusion of metal Zn into the electrode chip. Therefore, even the inventions according to these proposals have a small and insufficient effect of improving the continuous hitting property.
【0011】ここに、本発明の目的は、スポット溶接の
際の電極チップの損耗を抑制して耐久性を向上させるこ
とにより、連続打点性を向上させることができ、さらに
は散り発生を防止することができるスポット溶接性に優
れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造方法を提
供することである。[0011] It is an object of the present invention to improve the durability by suppressing the wear of the electrode tip during spot welding, thereby improving the continuous hitting point and preventing the occurrence of scattering. An object of the present invention is to provide a galvannealed steel sheet having excellent spot weldability and a method for producing the same.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、連続打点
性に大きな影響を及ぼす因子として、酸化ZnおよびAl2O
3 以外の別の因子が存在するのではないかと考え、鋭意
検討した。その結果、本発明者らは、合金化溶融亜鉛め
っき層最表層に残存する金属Zn量が連続打点性に大きな
影響を及ぼしていることを知見した。The present inventors Means for Solving the Problems] is a major factor affecting the continuous dotting property, Zn oxide and Al 2 O
We thought that there might be other factors other than 3 , and we studied diligently. As a result, the present inventors have found that the amount of metal Zn remaining in the outermost layer of the galvannealed layer has a great effect on the continuous hitting property.
【0013】一般的に、合金化溶融亜鉛めっきでは、め
っき浴のAl含有量は上限値付近に高めに管理されてお
り、初めに母材鋼板と浴中Alとが優先的に反応して母材
鋼板の表面にFe−Al合金層が形成され、鋼板と溶融亜鉛
との過剰な反応が防止される。形成されたFe−Al合金層
が、その後の加熱による合金化処理によっても残存する
ため、良好なめっき密着性を確保できると考えられてい
る。In general, in alloyed hot-dip galvanizing, the Al content in the plating bath is controlled to be relatively high near the upper limit, and first, the base steel sheet reacts preferentially with the Al in the bath, so that the base metal reacts preferentially. An Fe-Al alloy layer is formed on the surface of the material steel sheet, and an excessive reaction between the steel sheet and the molten zinc is prevented. It is considered that since the formed Fe-Al alloy layer remains even after the alloying treatment by heating, good plating adhesion can be ensured.
【0014】また、このFe−Al合金層は、合金化過程に
おいては、鋼板から熱拡散する鉄のバリアー皮膜として
作用し、鋼板からの鉄拡散の起点が均一ではなく分散さ
れると考えられる。そのため、見掛け上は合金化処理が
完了して未反応の金属Znは存在しないように見えるが、
めっき層最表層のうちで鉄拡散が遅れた部分では、一般
的に、金属Zn (η相) が残存する。[0014] In the alloying process, the Fe-Al alloy layer acts as a barrier film of iron thermally diffusing from the steel sheet, and the starting point of iron diffusion from the steel sheet is considered to be not uniform but dispersed. Therefore, it seems that the alloying process is completed and there is no unreacted metal Zn,
In a portion of the outermost layer of the plating layer where the diffusion of iron is delayed, generally, metal Zn (η phase) remains.
【0015】また、合金化溶融亜鉛めっきでは、Alを含
んだめっき浴を用いるため、めっき層表層に存在するAl
は、その後の合金化処理によってAl2O3 へ変化する。ま
た、合金化処理により、めっき層内部のAlが表面に濃化
してくるため、めっき層最表層には、一般的に、Al2O3
もかなり存在する。[0015] In the galvannealing, a plating bath containing Al is used.
Changes to Al 2 O 3 by a subsequent alloying treatment. Also, since Al inside the plating layer is concentrated on the surface by the alloying treatment, the outermost layer of the plating layer generally contains Al 2 O 3
There are also quite a few.
【0016】したがって、電極チップ表面の発熱と、電
極チップへの金属Znの拡散とをともに抑制して連続打点
性を改善するためには、めっき層最表層に存在する金属
Zn (η相) およびAl2O3 を低減・除去することが、有効
である。Therefore, in order to suppress both the heat generation on the electrode chip surface and the diffusion of the metal Zn to the electrode chip to improve the continuous hitting property, the metal existing on the outermost layer of the plating layer is required.
It is effective to reduce and remove Zn (η phase) and Al 2 O 3 .
【0017】ここで、めっき層最表層に存在する金属Z
n,Al2O3 をともに低減・除去するには、Zn,Alともに
両性金属でありアルカリ溶液,酸溶液により容易に溶解
することができる。したがって、めっき層最表層に存在
する金属ZnおよびAl2O3 を低減するには、通常の合金化
処理を完了した後で、アルカリ処理,酸処理またはこれ
らの組み合わせ処理を行えばよい。Here, the metal Z existing in the outermost layer of the plating layer
In order to reduce and remove both n and Al 2 O 3 , both Zn and Al are amphoteric metals and can be easily dissolved by an alkali solution or an acid solution. Therefore, in order to reduce the metal Zn and Al 2 O 3 present in the outermost layer of the plating layer, an alkali treatment, an acid treatment, or a combination thereof may be performed after the normal alloying treatment is completed.
【0018】なお、アルカリ処理および酸処理の組み合
わせ処理として、アルカリ処理後に酸処理を行えば、ア
ルカリ処理によりAl2O3 および酸化Znを溶解し、酸処理
により金属Znを溶解して適度に酸化Znを形成させること
が可能となり、電極チップにおける発熱をさらに抑制す
ることができるため、より一層効果的である。本発明者
らは、これらの知見に基づき、さらに検討を重ねて、本
発明を完成した。If an acid treatment is performed after the alkali treatment as a combined treatment of the alkali treatment and the acid treatment, Al 2 O 3 and Zn oxide are dissolved by the alkali treatment, and the metal Zn is dissolved by the acid treatment to appropriately oxidize. Zn can be formed, and heat generation in the electrode chip can be further suppressed, which is more effective. The present inventors have further studied based on these findings and completed the present invention.
【0019】ここに、本発明の要旨とするところは、Fe
含有量:8〜16%であるとともに最表層における金属Zn
量:50%以下,Al2O3 量:15%以下であるめっき層を有
することを特徴とするスポット溶接性に優れた合金化溶
融亜鉛めっき鋼板である。Here, the gist of the present invention is that Fe
Content: 8-16% and metal Zn in the outermost layer
This is an alloyed hot-dip galvanized steel sheet having excellent spot weldability, characterized by having a plating layer having an amount of 50% or less and an Al 2 O 3 amount of 15% or less.
【0020】本発明は、別の観点からは、母材鋼板を溶
融亜鉛めっき浴に浸漬した後、加熱して合金化処理を行
って、Fe含有量:8〜16%の合金化溶融亜鉛めっき層を
形成した後、合金化溶融亜鉛めっき層の最表層における
金属Znを50%以下に、Al2O3を15%以下に、それぞれ低
減することを特徴とする、スポット溶接性に優れた合金
化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法である。Another aspect of the present invention is to provide an alloyed hot-dip galvanized steel sheet having a Fe content of 8 to 16% by immersing a base steel sheet in a hot-dip galvanizing bath and then performing an alloying treatment by heating. An alloy with excellent spot weldability, characterized in that after forming the layer, the metal Zn in the outermost layer of the galvannealed layer is reduced to 50% or less and Al 2 O 3 to 15% or less, respectively. This is a method for producing a galvannealed steel sheet.
【0021】上記の本発明にかかるスポット溶接性に優
れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法では、金属Zn
およびAl2O3 の低減が、最表層を、pHが9.0 以上のアル
カリ溶液に接触させること、およびpHが3.0 以下の酸溶
液に接触させることの一方または双方により、行われる
ことが、簡単かつ効果的であって、望ましい。In the method for producing an alloyed hot-dip galvanized steel sheet having excellent spot weldability according to the present invention, the metal Zn
And reducing the Al 2 O 3 by simply contacting the outermost layer with an alkaline solution having a pH of 9.0 or more and / or by contacting an acid solution having a pH of 3.0 or less with a simple and easy method. Effective and desirable.
【0022】上記の本発明にかかるスポット溶接性に優
れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法では、アルカ
リ溶液に接触させた後に酸溶液に接触させることが、電
極チップ表面の発熱をさらに抑制して散り発生を防止す
るためには、望ましい。In the method for producing an alloyed hot-dip galvanized steel sheet having excellent spot weldability according to the present invention, contacting with an alkali solution and then with an acid solution further suppresses heat generation on the surface of the electrode tip. It is desirable to prevent the occurrence of scattering.
【0023】これらの本発明における「最表層」とは、
合金化溶融亜鉛めっき層のうちで、金属ZnまたはAl2O3
が存在することでスポット溶接時の連続打点性を低下さ
せる範囲を意味しており、例えば、めっき層表面から深
さ方向へ500 Åの範囲である。The “outermost layer” in the present invention is:
Among the alloyed hot-dip galvanized layers, metal Zn or Al 2 O 3
Means a range in which the continuous hitting property during spot welding is reduced by the presence of, for example, a range of 500 mm from the surface of the plating layer in the depth direction.
【0024】[0024]
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるスポット溶
接性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板およびその製造
方法の実施形態について、詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of an alloyed hot-dip galvanized steel sheet having excellent spot weldability and a method for producing the same according to the present invention will be described in detail.
【0025】本実施形態のスポット溶接性に優れた合金
化溶融亜鉛めっき鋼板は、(I) めっき層最表層における
金属Zn量:50%以下,(II)めっき層のFe含有量:8〜16
%,(III) めっき層最表層におけるAl2O3 量:15%以下
の3点に特徴を有する。以下、これらの特徴について分
説する。The alloyed hot-dip galvanized steel sheet having excellent spot weldability according to the present embodiment comprises (I) an amount of metal Zn in the outermost layer of the plating layer: 50% or less, and (II) an Fe content of the plating layer: 8 to 16%.
%, (III) Al 2 O 3 content in the outermost surface of the plating layer: 15% or less. Hereinafter, these characteristics will be described separately.
【0026】I.めっき層最表層における金属Zn量:50%
以下 まず、合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき層最表層に存
在する金属Znが連続打点性を低下させる機構を説明す
る。I. Metal Zn content in outermost layer of plating layer: 50%
First, the mechanism by which the metal Zn present in the outermost layer of the galvannealed steel sheet reduces the continuous hitting property will be described.
【0027】図1(a) および図1(b) は、合金化溶融亜
鉛めっき鋼板に、連続的な点溶接を行う連続打点試験を
行った場合において、連続打点後のCu合金製の電極チッ
プ1の表面における合金層の形成状態を模式的に示す説
明図である。FIGS. 1 (a) and 1 (b) show an electrode tip made of a Cu alloy after continuous spotting in a case where a continuous spot test for performing continuous spot welding was performed on a galvannealed steel sheet. FIG. 3 is an explanatory view schematically showing a state of formation of an alloy layer on the surface of No. 1.
【0028】図1(a) に示すように、銅製の電極チップ
1の表面には、電極チップ1中へZnが拡散して形成され
たβ−真鍮層2a, γ−真鍮層2bおよび合金化溶融亜鉛め
っき層から持ち込まれたZn−Fe合金層3の3層構造とな
る。As shown in FIG. 1A, a β-brass layer 2a, a γ-brass layer 2b formed by diffusion of Zn into the electrode chip 1 and an alloy It has a three-layer structure of the Zn—Fe alloy layer 3 brought in from the hot-dip galvanized layer.
【0029】連続打点試験においては、このZn−Fe合金
層3は、真鍮層2に比較して、導電率が非常に高いため
に、スポット溶接時の通電パスになり難くなる。したが
って、真鍮層2を経由して電気が流れてしまうため、Zn
−Fe合金層3をできるだけ形成させないことが、連続打
点性を向上させるためには効果的である。In the continuous spot test, the Zn—Fe alloy layer 3 has an extremely high conductivity as compared with the brass layer 2, so that it is difficult for the Zn—Fe alloy layer 3 to become an energizing path during spot welding. Therefore, electricity flows through the brass layer 2, so that Zn
It is effective not to form the Fe alloy layer 3 as much as possible in order to improve the continuous hitting property.
【0030】一方、Zn−Fe合金層3は、一般的に非常に
硬く脆いために連続的にスポット溶接を行うと、図1
(b) に示すように、加圧により機械的に欠落していき、
γ−真鍮層2bが電極チップ1の表面に露出してくる傾向
がある。したがって、Zn−Fe合金層3の成長を抑制し、
かつ、機械的に損耗して欠落し易くすることが、連続打
点性の向上に効果的である。On the other hand, the Zn—Fe alloy layer 3 is generally very hard and brittle.
As shown in (b), it is mechanically dropped by pressurization,
The γ-brass layer 2b tends to be exposed on the surface of the electrode tip 1. Therefore, the growth of the Zn—Fe alloy layer 3 is suppressed,
In addition, it is effective to improve the continuous hitting point by making it mechanically worn and easily dropped.
【0031】この時、合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっ
き層最表層に金属Znが存在すると、図1(a) に示すよう
に、Zn−Fe合金層3が形成される連続打点初期に、γ−
真鍮層2bの表面に、Fe含有量が低いZn−Fe合金層3a (Fe
含有量:約10%, 硬度:約150Hv 5g) が形成される。こ
のように、金属Znがめっき層最表層に存在する合金化溶
融亜鉛めっき鋼板では、低Fe含有量のZn−Fe合金層3aが
γ−真鍮層2bの上に形成され、Zn−Fe合金層3aの上に、
通常の高Fe含有量のZn−Fe合金層3b (Fe含有量:約25
%, 硬度:約300Hv 5g) が形成される。At this time, if metal Zn is present in the outermost layer of the galvannealed steel sheet, as shown in FIG. 1 (a), γ is generated at the beginning of the continuous striking point where the Zn—Fe alloy layer 3 is formed. −
On the surface of the brass layer 2b, a Zn-Fe alloy layer 3a having a low Fe content (Fe
Content: about 10%, Hardness: about 150Hv 5g) is formed. Thus, in the alloyed hot-dip galvanized steel sheet in which metal Zn is present on the outermost layer of the plating layer, the Zn-Fe alloy layer 3a having a low Fe content is formed on the γ-brass layer 2b, and the Zn-Fe alloy layer On 3a,
Normal high Fe content Zn-Fe alloy layer 3b (Fe content: about 25
%, Hardness: about 300Hv 5g) is formed.
【0032】Fe含有量の低いZn−Fe合金層3aは柔軟であ
るため、その後の連続打点時に形成されるFe含有量の高
いZn−Fe合金層3bは、機械的に欠落し難くなる。そのた
め、溶接時の通電パスになり難いZn−Fe合金層3が電極
チップ1の表面を被って均一に存在し、連続打点試験に
おける通電パスの確保が難しくなって、連続打点性が著
しく低下する。したがって、合金化溶融亜鉛めっき鋼板
のめっき層最表層に存在する金属Zn (η相) を低減し
て、低Fe含有量のZn−Fe合金層3aを形成しないことが連
続打点性の向上には有効である。Since the Zn-Fe alloy layer 3a having a low Fe content is flexible, the Zn-Fe alloy layer 3b having a high Fe content formed at the subsequent continuous striking becomes difficult to be mechanically dropped. For this reason, the Zn—Fe alloy layer 3 that hardly becomes an energizing path during welding is uniformly present over the surface of the electrode tip 1, and it is difficult to secure an energizing path in a continuous spot test, and the continuous spot property is significantly reduced. . Therefore, it is necessary to reduce the metal Zn (η phase) present in the outermost layer of the galvannealed steel sheet and not to form the Zn-Fe alloy layer 3a having a low Fe content in order to improve the continuous hitting property. It is valid.
【0033】次に、めっき層最表層における金属Zn量
が、スポット溶接時の連続打点性に及ぼす影響を、下記
の方法で調べた。一般的に、η相を測定するにはX線回
折法等が有効である。しかし、X線回折法では、めっき
層最表層の金属Zn量を測定することは困難であるため、
めっき層最表層の分析が可能なXPS法を用いた。Next, the effect of the amount of metal Zn in the outermost layer of the plating layer on continuous spotting during spot welding was examined by the following method. Generally, an X-ray diffraction method or the like is effective for measuring the η phase. However, it is difficult to measure the amount of metal Zn in the outermost layer of the plating layer by the X-ray diffraction method.
An XPS method capable of analyzing the outermost layer of the plating layer was used.
【0034】すなわち、めっき層表面から深さ方向へ50
0 Åの範囲における金属Zn量を変化させた各試料につい
て、連続打点性を評価した。ここで、XPS法の測定条
件を表1にまとめて示す。また、金属Znの定量法は、金
属Znのピーク面積から、その存在量を重量%として計算
した。また、金属Znの厚みを測定するために、Arイオン
スパッタを行い、0〜40秒まで (深さ方向で 500Åま
で) 、5秒ピッチで測定した際の各スパッタ時の金属Zn
存在量を積算し、その存在量の平均値 (平均金属Zn存在
量) を用いた。That is, 50 mm from the plating layer surface in the depth direction.
For each sample in which the amount of metal Zn was changed in the range of 0 °, the continuous hitting property was evaluated. Here, the measurement conditions of the XPS method are summarized in Table 1. In addition, in the method of quantifying metal Zn, the amount of metal Zn was calculated from the peak area of the metal Zn, with the abundance being weight%. In addition, in order to measure the thickness of the metal Zn, Ar ion sputtering was performed, from 0 to 40 seconds (up to 500 ° in the depth direction), and metal Zn at the time of each sputtering when measuring at a pitch of 5 seconds.
The abundance was integrated and the average value of the abundance (average metal Zn abundance) was used.
【0035】[0035]
【表1】 [Table 1]
【0036】この確認実験の結果、良好な連続打点性を
得るためには、めっき層表面から深さ方向で500 Åの範
囲における金属Zn量は、できるだけ少ないことが好まし
いが、平均金属Zn量として50%以下、好ましくは30%以
下である。めっき層最表層における金属Zn量が50%を超
えると、電極チップ1の表面にZn−Fe合金層3aが形成さ
れてしまい、充分な連続打点性を確保することができな
くなる。As a result of this confirmation experiment, it is preferable that the amount of metal Zn in the range of 500 ° in the depth direction from the surface of the plating layer be as small as possible in order to obtain good continuous spotting property. It is 50% or less, preferably 30% or less. If the amount of metal Zn in the outermost layer of the plating layer exceeds 50%, the Zn-Fe alloy layer 3a is formed on the surface of the electrode chip 1, and it is not possible to secure sufficient continuous spotting properties.
【0037】めっき層最表層における金属Zn量が50%以
下であると、図1(b) に示すように、γ−真鍮層2bの表
面に、Zn−Fe合金層3aは形成されず、Zn−Fe合金層3bが
直接形成される。Zn−Fe合金層3bは、スポット溶接時の
電極チップ1の加圧により、容易に損耗して剥離するた
め、γ−真鍮層2bが電極チップ1の表面に露出する。し
たがって、連続打点性が確保される。If the amount of metallic Zn in the outermost layer of the plating layer is 50% or less, the Zn—Fe alloy layer 3a is not formed on the surface of the γ-brass layer 2b as shown in FIG. -The Fe alloy layer 3b is directly formed. The Zn-Fe alloy layer 3b is easily worn and peeled off by the pressure of the electrode tip 1 during spot welding, so that the γ-brass layer 2b is exposed on the surface of the electrode tip 1. Therefore, continuous hitting property is ensured.
【0038】II. めっき層のFe含有量 (合金化度) :8
〜16% また、金属Zn量は、合金化処理しためっき層のFe含有量
にも大きく影響される。めっき層のFe含有量が8%未満
であると、合金化処理がめっき層表層まで完了せず、表
層に金属Zn (η相) が厚く残存し、後述する金属Zn除去
処理を行っても充分に金属Znを除去することができな
い。一方、めっき層のFe含有量が16%超であると、めっ
き層表層に残存する金属Zn量はある程度低減されるもの
の、プレス加工時にめっき層が剥離するパウダリング現
象を生じてしまう。そこで、本発明では、合金化溶融亜
鉛めっき鋼板のめっき層のFe含有量は、8%以上16%以
下に限定する。同様の観点からより好ましくは、9%以
上13%以下である。II. Fe content (degree of alloying) of the plating layer: 8
1616% The amount of metal Zn is also greatly affected by the Fe content of the alloyed plating layer. If the Fe content of the plating layer is less than 8%, the alloying treatment is not completed up to the surface layer of the plating layer, metal Zn (η phase) remains thick on the surface layer, and it is sufficient even if metal Zn removal treatment described later is performed. Metal Zn cannot be removed. On the other hand, when the Fe content of the plating layer is more than 16%, the amount of metal Zn remaining on the surface of the plating layer is reduced to some extent, but a powdering phenomenon in which the plating layer peels off during press working occurs. Therefore, in the present invention, the Fe content of the plating layer of the galvannealed steel sheet is limited to 8% or more and 16% or less. From the same viewpoint, it is more preferably 9% or more and 13% or less.
【0039】III.めっき層最表層におけるAl2O3 含有
量:15%以下 めっき層最表層に存在するAl2O3 は絶縁体であるため、
Al2O3 が存在する部分では、溶接時の通電パスになり得
ない。そのため、抵抗が高いために電極チップの表面に
おける発熱量が過剰になって、Zn−Fe合金層3aの成長を
促進させるために好ましくない。また、めっき層最表層
におけるAl2O3 の存在部分では、発熱量が過大となるた
めに、鋼板と電極チップと間でスパッタを生じて散りが
発生する。この散りが生じると、溶融金属が鋼板表面に
付着し、表面外観を損なうこともあり、表面手入れ作業
が必要となり、生産性の低下をきたす。したがって、連
続打点数を確保するためには、めっき層最表層に存在す
るAl2O3 (酸化Al) を除去することも有効である。III. Al 2 O 3 content in the outermost layer of the plating layer: 15% or less Since Al 2 O 3 present in the outermost layer of the plating layer is an insulator,
In the portion where Al 2 O 3 is present, it cannot be a current-carrying path during welding. For this reason, the heat generation on the surface of the electrode chip becomes excessive due to high resistance, which is not preferable because the growth of the Zn—Fe alloy layer 3a is promoted. In addition, in the portion where Al 2 O 3 is present in the outermost layer of the plating layer, the calorific value is excessive, so that spatter occurs between the steel plate and the electrode tip, causing scattering. When this scattering occurs, the molten metal adheres to the surface of the steel sheet, which may impair the surface appearance, necessitating a surface care operation, and lowering productivity. Therefore, it is also effective to remove Al 2 O 3 (Al oxide) existing in the outermost layer of the plating layer in order to secure the number of continuous dots.
【0040】めっき層最表層のAl2O3 量は、前述のXP
S法により、めっき層表面から深さ方向で500 Åまでの
平均Al2O3 存在量により評価した。その結果、深さ500
Åまでのめっき層最表層におけるAl2O3 量が15%よりも
多いと、電極チップの表面における発熱量が大きく、連
続打点性が低下するとともに、スパッタが多発して、散
りが生じ易い。そこで、本発明では、めっき層最表層に
おけるAl2O3 含有量を15%以下に限定する。同様の観点
から好ましくは、10%以下である。The amount of Al 2 O 3 in the outermost layer of the plating layer was determined by the XP
It was evaluated by the S method based on the average amount of Al 2 O 3 present up to 500 mm in the depth direction from the plating layer surface. As a result, depth 500
If the amount of Al 2 O 3 in the outermost layer of the plating layer up to Å is more than 15%, the amount of heat generated on the surface of the electrode chip is large, the continuous hitting property is reduced, and spatter is frequently generated and scattering is likely to occur. Therefore, in the present invention, the Al 2 O 3 content in the outermost layer of the plating layer is limited to 15% or less. From the same viewpoint, the content is preferably 10% or less.
【0041】本実施形態のスポット溶接性に優れた合金
化溶融亜鉛めっき鋼板の上記以外の構成は、通常の合金
化溶融亜鉛めっき鋼板と同一であるため、これ以上の説
明は省略する。次に、めっき層最表層における金属Zn
量,Al2O3量を、それぞれ上記の範囲に低減して、合金化
溶融亜鉛めっき鋼板を製造する方法を説明する。The other components of the galvannealed steel sheet having excellent spot weldability according to the present embodiment are the same as those of a normal galvannealed steel sheet, so that further description is omitted. Next, metal Zn in the outermost layer of the plating layer
A method for producing an alloyed hot-dip galvanized steel sheet by reducing the amount and Al 2 O 3 amount to the above ranges will be described.
【0042】Zn,Al は、いずれも両性金属であるため、
酸溶液, アルカリ溶液のいずれにも溶解する。酸化Zn、
Al2O3 等の酸化皮膜の溶解にはアルカリ溶液が、酸化皮
膜を残して金属Zn, 金属Alの溶解には酸溶液が、それぞ
れ効果的であるが、本発明では、特に限定を要するもの
ではなく、いずれの方法であってもよい。めっき層最表
層における金属Zn量を50%以下に、Al2O3 量を15%以下
にそれぞれ低減すればよい。Since Zn and Al are both amphoteric metals,
Dissolves in both acid and alkaline solutions. Zn oxide,
An alkali solution is effective for dissolving an oxide film such as Al 2 O 3, and an acid solution is effective for dissolving metal Zn and metal Al while leaving the oxide film. Instead, any method may be used. The amount of metal Zn in the outermost layer of the plating layer may be reduced to 50% or less, and the amount of Al 2 O 3 may be reduced to 15% or less.
【0043】アルカリ溶液を用いる場合、そのpHは9.0
以上である。pHが9.0 よりも低いと、効果的に金属Zn,
Al2O3 を除去することができないからである。同様の観
点から、好ましくはpHは11.0以上である。When an alkaline solution is used, its pH is 9.0
That is all. When the pH is lower than 9.0, metal Zn,
This is because Al 2 O 3 cannot be removed. From the same viewpoint, the pH is preferably 11.0 or more.
【0044】このようなアルカリ溶液は、特定種に限定
する必要はないが、アルカリ処理後に直ちに行われる水
洗・乾燥工程を経て、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面
に残留しないアルカリ溶液であることが好ましい。この
ようなアルカリ溶液としては、水酸化ナトリウム, 水酸
化カリウム等のアルカリ金属水酸化溶液であることが好
ましい。It is not necessary to limit the type of such an alkaline solution to a specific type, but it may be an alkaline solution that does not remain on the surface of the galvannealed steel sheet through a washing and drying process immediately after the alkali treatment. preferable. Such an alkali solution is preferably an alkali metal hydroxide solution such as sodium hydroxide and potassium hydroxide.
【0045】一方、酸溶液を用いる場合、そのpHは3.0
以下である。pHが3.0 よりも高いと、効果的に金属Zn,
Al2O3 を除去することができないからである。同様の観
点から、好ましくはpHは2.0 以下である。On the other hand, when an acid solution is used, its pH is 3.0
It is as follows. When the pH is higher than 3.0, metal Zn,
This is because Al 2 O 3 cannot be removed. From the same viewpoint, the pH is preferably 2.0 or less.
【0046】このような酸溶液は、特定種に限定する必
要はないが、硝酸溶液等の酸化性を有する酸溶液は、合
金化溶融亜鉛めっき鋼板の表面を酸化させ、過剰の酸化
Zn層が形成され易いため、好ましくない。また、pHは3.
0 以下では、塩酸溶液や硫酸溶液がベースで金属イオン
を含んだ電気めっき液を使用することも可能である。Such an acid solution need not be limited to a specific type, but an oxidizing acid solution such as a nitric acid solution oxidizes the surface of the galvannealed steel sheet and causes excessive oxidation.
It is not preferable because a Zn layer is easily formed. The pH is 3.
Below 0, it is also possible to use an electroplating solution containing a metal ion based on a hydrochloric acid solution or a sulfuric acid solution.
【0047】アルカリ処理法, 酸処理法としては、浸漬
法やスプレー法等があるが、前述した範囲に金属ZnやAl
2O3 を低減することができる方法であればよく、特定の
方法に限定する必要はない。ただし、生産性の観点から
効果的に金属Zn,Al2O3を除去するためには、溶液温度を
上昇させることの効果や応力を作用させて機械的に除去
することの効果も勘案して、スプレー処理をすることが
好ましい。As the alkali treatment method and the acid treatment method, there are an immersion method, a spray method, and the like.
Any method can be used as long as it can reduce 2 O 3, and there is no need to limit to a specific method. However, in order to effectively remove metal Zn and Al 2 O 3 from the viewpoint of productivity, it is necessary to consider the effect of increasing the solution temperature and the effect of mechanical removal by applying stress. It is preferable to perform a spray treatment.
【0048】さらに、アルカリ処理,酸処理のいずれに
おいても、処理液の残存による表面汚れを防ぐために、
処理後に直ちに水洗・乾燥を行うことが、表面状態の安
定性を確保するためには好ましい。Further, in any of the alkali treatment and the acid treatment, in order to prevent surface contamination due to the remaining treatment liquid,
It is preferable to perform washing and drying immediately after the treatment in order to secure the stability of the surface state.
【0049】さらに、アルカリ処理,酸処理を組み合わ
せることにより、スポット溶接性のさらなる改善を図る
ことができ、望ましい。すなわち、アルカリ処理を行っ
た後に酸処理を行うことにより、アルカリ処理によって
酸化Zn,Al2O3を一旦除去した後に金属Znを除去すること
ができ、金属Zn除去効率が飛躍的に向上し、処理時間を
短縮できる。また、最後に酸処理を行うため、めっき層
表層に酸化Zn層を、溶接性に効果がある程度に形成する
ことができ、望ましい。Further, by combining the alkali treatment and the acid treatment, the spot weldability can be further improved, which is desirable. That is, by performing the acid treatment after performing the alkali treatment, it is possible to remove the metal Zn after once removing Zn oxide and Al 2 O 3 by the alkali treatment, the metal Zn removal efficiency is dramatically improved, Processing time can be reduced. In addition, since acid treatment is performed lastly, a Zn oxide layer can be formed on the surface of the plating layer to a certain degree in terms of the effect on weldability, which is desirable.
【0050】このように、本実施形態のスポット溶接性
に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板によれば、スポット
溶接の際の電極チップの損耗を抑制して耐久性を向上さ
せることにより、連続打点性を向上させることができ、
さらには散り発生を防止することもできる。As described above, according to the alloyed hot-dip galvanized steel sheet of the present embodiment having excellent spot weldability, the durability of the electrode tip during spot welding is suppressed and the durability is improved. Performance can be improved,
Further, the occurrence of scattering can be prevented.
【0051】[0051]
【実施例】次に、本発明にかかるスポット溶接性に優れ
た合金化溶融亜鉛めっき鋼板の効果を、実験データを参
照しながら説明する。Next, the effect of the galvannealed steel sheet having excellent spot weldability according to the present invention will be described with reference to experimental data.
【0052】(第1実施例)表2に示す化学成分値の冷延
鋼板 (板厚:0.8mm)を試験に供した。(First Example) Cold rolled steel sheets (sheet thickness: 0.8 mm) having the chemical component values shown in Table 2 were subjected to the test.
【0053】[0053]
【表2】 [Table 2]
【0054】この冷延鋼板をベースとし、めっき層のFe
含有量 (合金化度) を、7%, 8%, 11%, 13%, 14
%, 16%および17%の7水準で変化させた合金化溶融亜
鉛めっき鋼板を19枚製造した。Based on the cold-rolled steel sheet, the plating layer Fe
The content (degree of alloying) should be 7%, 8%, 11%, 13%, 14%.
19 alloyed hot-dip galvanized steel sheets were manufactured at seven levels of 17%, 16% and 17%.
【0055】これらの試料について、表3に示す処理
条件でアルカリ処理を行った後に水洗を行うか、表4
に示す処理条件で酸処理を行った後に水洗を行うか、ま
たは表3に示す処理条件でアルカリ処理を行って水洗
した後、直ちに表4に示す処理条件で酸処理を行って水
洗した。なお、めっき層最表層における金属Zn量, Al2O
3 量の影響を明確にするため、アルカリ処理, 酸処理の
各処理時間を変更した。These samples were subjected to alkali treatment under the treatment conditions shown in Table 3 and then to water washing, or
After performing the acid treatment under the treatment conditions shown in Table 3, the substrate was washed with water, or after performing the alkali treatment under the treatment conditions shown in Table 3 and then washed with water, immediately subjected to the acid treatment under the treatment conditions shown in Table 4 and washed with water. The amount of metal Zn in the outermost layer of the plating layer, Al 2 O
In order to clarify the effect of the three quantities, the treatment time of each of the alkali treatment and the acid treatment was changed.
【0056】[0056]
【表3】 [Table 3]
【0057】[0057]
【表4】 [Table 4]
【0058】なお、めっき層表層における金属Zn量,Al2
O3量は、前述した表1により測定条件を示すXPS法に
より測定した。これらの試料を2枚重ね合わせた状態
で、表5に示す条件で5000点まで点溶接を連続的に行
い、100 打点ごとにナゲット径を測定することによりス
ポット溶接における連続打点性を評価した。The amount of metal Zn in the surface layer of the plating layer, Al 2
The O 3 amount was measured by the XPS method showing measurement conditions according to Table 1 described above. In a state where two of these samples were superimposed, spot welding was continuously performed up to 5000 points under the conditions shown in Table 5, and the nugget diameter was measured at every 100 points to evaluate the continuous spotting property in spot welding.
【0059】評価基準は、ナゲット形成ができなくなる
までの連続打点数を測定し、連続打点数が3000打点以上
確保できることを目標値として○印で示し、5000打点以
上確保できることを優秀値として◎印で示した。また、
3000打点未満は×印で示した。The evaluation criteria were as follows: the number of continuous hits until the nugget formation could not be measured was indicated by a circle as a target value indicating that the number of continuous hits could be secured to 3,000 or more, and the excellent value was evaluated to be able to secure 5,000 hits or more. Indicated by Also,
Less than 3000 RBIs are indicated by crosses.
【0060】また、これらの試料について、同時に散り
発生現象を評価した。評価基準は、スパッタ (散り) が
発生した比率をカウントして散り発生率を測定し、3%
未満であることを目標値として○印で示し、1%未満で
あることを優秀値として◎で示した。また、3%以上は
×印で示した。Further, with respect to these samples, the phenomenon of occurrence of scattering was simultaneously evaluated. The evaluation criterion was to measure the rate of occurrence of spatter by counting the ratio of spatter (spatter), and
Is less than the target value, indicated by ○, and less than 1% is indicated by ◎, which is an excellent value. Further, 3% or more is indicated by a mark x.
【0061】さらに、自動車車体パネル用として要求さ
れる加工性評価のために、円筒絞り処理によるパウダリ
ング性を評価した。加工条件を表6にまとめて示す。パ
ウダリング性の評価基準は、円筒絞り加工を行って形成
した張り出し部の側壁にテープを貼付してから剥離し、
剥離量を重量法により測定した。その際の評価基準とし
ては、剥離量が1サンプル当たり20mg/個以下を目標値
として○印で示し、10mg/個以下を優秀値として◎印で
示した。また、20mg/個超は×印で示した。Further, in order to evaluate the workability required for an automobile body panel, the powdering property by a cylindrical drawing process was evaluated. The processing conditions are summarized in Table 6. The evaluation criteria for powdering properties are as follows: tape is applied to the side wall of the overhang formed by performing cylindrical drawing, and then peeled off.
The peeling amount was measured by a gravimetric method. As the evaluation criteria at that time, a mark of 20 mg / piece or less per sample as a target value was indicated by a circle, and a value of 10 mg / piece or less per sample was indicated by a circle as an excellent value. In addition, more than 20 mg / unit was indicated by a mark x.
【0062】[0062]
【表5】 [Table 5]
【0063】連続打点数, 散り発生率およびパウダリン
グに関する試験結果を、表7にまとめて示す。表7にお
いて、試料No.1〜試料No.11 は本発明例の試料であり、
試料No.12 〜試料No.19 は比較例の試料である。Table 7 summarizes the test results on the number of continuous hits, the rate of scattering, and the powdering. In Table 7, Sample Nos. 1 to 11 are samples of the present invention,
Sample Nos. 12 to 19 are comparative samples.
【0064】[0064]
【表7】 [Table 7]
【0065】試料No.1〜試料No.11 は、いずれも、連続
打点数, スパッタ率およびパウダリングが目標値を超え
ており、めっき層のFe含有量が8〜16%であれば、連続
打点性が向上するとともに散り発生が防止された、自動
車車体パネル用として好適なスポット溶接性に優れた合
金化溶融亜鉛めっき鋼板が得られたことがわかる。ま
た、表7から、めっき層表層の金属Zn量、Al2O3 量が本
発明の範囲内であれば、スポット溶接性 (連続打点性)
を改善することができることがわかる。In each of Sample Nos. 1 to 11, if the number of continuous hits, the sputtering rate and the powdering exceeded the target values, and the Fe content of the plating layer was 8 to 16%, the continuous It can be seen that an alloyed hot-dip galvanized steel sheet excellent in spot weldability, suitable for use in automobile body panels, with improved hitting properties and prevention of scattering was obtained. Also, from Table 7, if the amount of metal Zn and the amount of Al 2 O 3 in the surface layer of the plating layer are within the range of the present invention, spot weldability (continuous spotting property)
It can be seen that can be improved.
【0066】さらに、試料No.2,3,4,5と試料No.6,7とを
比較することにより、アルカリ処理のみ、酸処理のみを
行って金属Zn, Al2O3 の低減を行う場合に比較すると、
アルカリ処理後に酸処理を行って金属Zn, Al2O3 の低減
を行うことにより、処理時間に比して効率的にめっき層
最表層における金属Zn、Al2O3 を低減することができる
ことがわかる。Further, by comparing sample Nos. 2, 3, 4, and 5 with sample Nos. 6 and 7, only the alkali treatment and only the acid treatment are performed to reduce the metal Zn and Al 2 O 3. When compared to the case,
Zn metal by performing an acid treatment after the alkali treatment, by performing the reduction of the Al 2 O 3, metallic Zn in efficiently plated layer outermost layer as compared with the processing time, it can reduce the Al 2 O 3 Understand.
【0067】これに対し、試料No.12 では、めっき層の
Fe含有量が本発明の範囲の下限を下回っているため、金
属Zn量, Al2O3 量をいずれも本発明の範囲内とすること
ができず、連続打点性が低下した。On the other hand, in sample No. 12, the plating layer
Since the Fe content was lower than the lower limit of the range of the present invention, both the amount of metal Zn and the amount of Al 2 O 3 could not be within the range of the present invention, and the continuous hitting property was reduced.
【0068】試料No.13,試料No.14,試料No.17,試料No.1
8 では、合金化溶融亜鉛めっき後にアルカリ処理または
酸処理を行っていないために金属Zn量, Al2O3 量をいず
れも本発明の範囲内とすることができず、連続打点性が
低下した。Sample No. 13, Sample No. 14, Sample No. 17, Sample No. 1
In No. 8, since the alkali treatment or the acid treatment was not performed after the galvannealing, neither the metal Zn amount nor the Al 2 O 3 amount could be within the range of the present invention, and the continuous hitting property was reduced. .
【0069】試料No.15 では合金化溶融亜鉛めっき後に
アルカリ処理を行っているものの処理時間が短いために
金属Zn量を本発明の範囲内とすることができず、一方、
試料No.16 では合金化溶融亜鉛めっき後に酸処理を行っ
ているものの処理時間が短いためにAl2O3 量を本発明の
範囲内とすることができず、ともに、連続打点性が低下
した。In sample No. 15, although the alkali treatment was performed after the galvannealing, the amount of metallic Zn could not be within the range of the present invention because the treatment time was short.
In sample No. 16, although the acid treatment was performed after the galvannealing, the treatment time was short, so that the amount of Al 2 O 3 could not be within the range of the present invention, and the continuous hitting property was reduced. .
【0070】試料No.19 では、めっき層のFe含有量が本
発明の範囲の上限を上回っているため、パウダリングが
発生し、自動車車体パネル用として適当でないことがわ
かる。In Sample No. 19, since the Fe content of the plating layer exceeded the upper limit of the range of the present invention, powdering occurred, and it was found that the powder was not suitable for use in automobile body panels.
【0071】(第2実施例)アルカリ処理,酸処理それぞ
れの処理条件を明確にするため、各処理液のpHの影響に
ついて、検討を行った。本実施例における母材には、表
2に示した化学成分値を有する板厚が0.8 mmの冷延鋼板
を用い、目付量が43g/m2であってめっき層表層における
Fe含有量が10%のめっき層を形成した。(Second Embodiment) In order to clarify the treatment conditions of the alkali treatment and the acid treatment, the effect of the pH of each treatment solution was examined. As the base material in this example, a cold-rolled steel sheet having a chemical component value shown in Table 2 and a thickness of 0.8 mm was used, and the basis weight was 43 g / m 2 ,
A plating layer having a Fe content of 10% was formed.
【0072】アルカリ処理は表8に示す処理条件で水酸
化カリウムを用い、酸処理は表9に示す処理条件で塩酸
を用い、各種pHに調整した処理液を用いた。処理時間
は、各々5sec 浸漬および乾燥とした。アルカリ処理液
の影響をみる際には、アルカリ処理後の酸処理pH=1.5,
浸漬時間=5sec を行い、酸処理液の影響をみる際に
は、酸処理前のアルカリ処理pH=12.5, 浸漬時間=5se
c を行い、その後に第1実施例と同様の条件で連続打点
試験を行った。For alkali treatment, potassium hydroxide was used under the treatment conditions shown in Table 8, and for acid treatment, hydrochloric acid was used under the treatment conditions shown in Table 9, and treatment solutions adjusted to various pHs were used. The treatment time was 5 seconds each for immersion and drying. When examining the effect of the alkali treatment solution, the acid treatment pH after alkali treatment was 1.5,
The immersion time was 5 seconds, and the effect of the acid treatment solution was examined to determine the alkali treatment pH before acid treatment = 12.5 and the immersion time = 5se.
c), and thereafter, a continuous spot test was performed under the same conditions as in the first example.
【0073】[0073]
【表8】 [Table 8]
【0074】[0074]
【表9】 [Table 9]
【0075】連続打点試験の結果を、図2,図3にグラ
フで示す。図2には、連続打点数に及ぼすアルカリ処理
液のpHの影響を示し、図3には、連続打点数に及ぼす酸
処理液のpHの影響を示す。FIG. 2 and FIG. 3 are graphs showing the results of the continuous hitting test. FIG. 2 shows the effect of the pH of the alkaline treatment liquid on the number of continuous dots, and FIG. 3 shows the effect of the pH of the acid treatment liquid on the number of continuous dots.
【0076】図2に示すグラフから、アルカリ処理時の
pHは9以上であり、好ましくは11以上であることがわか
り、一方、図3に示すグラフから、酸処理時のpHは3以
下であり、好ましくは2以下であることがわかる。From the graph shown in FIG.
It can be seen that the pH is 9 or higher, preferably 11 or higher, while the graph shown in FIG. 3 indicates that the pH during acid treatment is 3 or lower, preferably 2 or lower.
【0077】(第3実施例)さらに、アルカリ処理と酸処
理とを組み合わせた処理の優位性について、検討を行っ
た。母材は、表2に示す化学成分値を有する板厚0.8 mm
の冷延鋼板をベースとして、目付量が43g/m2であってめ
っき層最表層におけるFe含有量が10%のめっき層を形成
した。(Third Embodiment) Further, the superiority of the treatment combining the alkali treatment and the acid treatment was examined. The base material has a thickness of 0.8 mm with the chemical composition values shown in Table 2.
The plated layer having a basis weight of 43 g / m 2 and an Fe content in the outermost layer of the plated layer of 10% was formed on the basis of the cold-rolled steel sheet.
【0078】このような合金化溶融亜鉛めっき鋼板につ
いて、表10に処理条件を示すアルカリ処理および、表11
に処理条件を示す酸処理 (硫酸系電気めっき液) の一方
または双方を行った。これらの処理の際に、浸漬時間を
変化させることにより、めっき層表層における金属Zn
量,Al2O3量を変化させた。このように、アルカリ処理お
よび酸処理の一方または双方を行われた試料について、
第1実施例と同様に、連続打点性および散り発生率につ
いて調査した。For such an alloyed hot-dip galvanized steel sheet, the alkali treatment shown in Table 10 and the treatment conditions are shown in Table 10.
One or both of the acid treatments (sulfuric acid-based electroplating solution) indicating the treatment conditions were performed. By changing the immersion time during these treatments, the metal Zn on the plating layer surface layer is changed.
And the amount of Al 2 O 3 were varied. As described above, for a sample that has been subjected to one or both of the alkali treatment and the acid treatment,
In the same manner as in the first example, continuous hitting property and scattering rate were investigated.
【0079】[0079]
【表10】 [Table 10]
【0080】連続打点数およびスパッタ率に関する試験
結果を、表12にまとめて示す。表12において、試料No.1
〜試料No.9は本発明例の試料であり、試料No.10 〜試料
No.12 は比較例の試料である。なお、評価基準は第1実
施例と同様である。Table 12 summarizes the test results on the number of continuous hits and the sputtering rate. In Table 12, sample No. 1
-Sample No. 9 is a sample of the present invention, and Sample No. 10-Sample No.
No. 12 is a sample of a comparative example. The evaluation criteria are the same as in the first embodiment.
【0081】[0081]
【表12】 [Table 12]
【0082】試料No.1〜試料No.9は、いずれも、連続打
点数および散り発生率が目標値を超えており、連続打点
性が向上した、自動車車体パネル用として好適なスポッ
ト溶接性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板が得られた
ことがわかる。Samples No. 1 to No. 9 all had the number of continuous spots and the rate of occurrence of scattering exceeding the target values, and had improved continuous spottability. It can be seen that an excellent galvannealed steel sheet was obtained.
【0083】さらに、安定して金属Zn量,Al2O3量を低減
するには、アルカリ処理のみを行う場合 (試料No.6, 試
料No.7) 、酸処理のみを行う場合 (試料No.8, 試料No.
9) 、酸処理後にアルカリ処理を行う場合 (試料No.4,
試料No.5) には、不十分なことがわかる。これに対し、
アルカリ処理後に酸処理を行う場合 (試料No.1〜試料N
o.3) は非常に効果的であることがわかる。Further, in order to stably reduce the amount of metal Zn and the amount of Al 2 O 3 , when only alkali treatment is performed (sample No. 6, sample No. 7), when only acid treatment is performed (sample no. .8, Sample No.
9) When alkali treatment is performed after acid treatment (Sample No. 4,
Sample No. 5) is insufficient. In contrast,
When acid treatment is performed after alkali treatment (Sample No. 1 to Sample N
o.3) proves to be very effective.
【0084】[0084]
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
り、例えば自動車車体パネル用として実用上の加工性が
問題とならない範囲で、良好なスポット溶接性を有する
合金化溶融亜鉛めっき鋼板を提供することが可能となっ
た。本発明にかかる合金化溶融亜鉛めっき鋼板によれ
ば、スポット溶接時の連続打点性を飛躍的に改善し、散
り発生現象も改善できる。As described above in detail, according to the present invention, there is provided an alloyed hot-dip galvanized steel sheet having good spot weldability within a range in which practical workability does not pose a problem, for example, for an automobile body panel. It became possible to do. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the alloyed hot-dip galvanized steel sheet which concerns on this invention, the continuous spotting property at the time of spot welding can be improved remarkably, and the phenomena which generate | occur | produce can also be improved.
【0085】また、本発明にかかる合金化溶融亜鉛めっ
き鋼板は、合金化溶融亜鉛めっき後にアルカリ処理およ
び酸処理の一方または双方を行うという極めて簡単な工
程で行うことができ、特に、アルカリ処理後に酸処理を
行うことにより、その処理時間を短縮し、極めて効率的
に製造することが可能である。The galvannealed steel sheet according to the present invention can be performed in a very simple step of performing one or both of an alkali treatment and an acid treatment after the galvannealed steel sheet. By performing the acid treatment, the treatment time can be shortened and the production can be performed extremely efficiently.
【0086】したがって、本発明によれば、自動車車体
組立工程において、溶接時の連続打点数を向上させるこ
とにより、電極チップの手入れ頻度が低減できるととも
に散り発生現象の発生頻度を低減して、溶接トラブルを
回避でき、生産性を飛躍的に向上することができる。か
かる効果を有する本発明の意義は、極めて著しい。Therefore, according to the present invention, in the automobile body assembling process, by increasing the number of continuous spots at the time of welding, the frequency of maintenance of the electrode tips can be reduced, and the frequency of occurrence of the scatter phenomenon can be reduced. Troubles can be avoided and productivity can be dramatically improved. The significance of the present invention having such an effect is extremely remarkable.
【図1】図1(a) および図1(b) は、合金化溶融亜鉛め
っき鋼板に、連続的な点溶接を行う連続打点試験を行っ
た場合において、連続打点後のCu合金製の電極チップの
表面における合金層の形成状態を模式的に示す説明図で
ある。FIG. 1 (a) and FIG. 1 (b) show a Cu alloy electrode after continuous spotting in a case where a continuous spot test for performing continuous spot welding was performed on an alloyed hot-dip galvanized steel sheet. It is explanatory drawing which shows typically the formation state of the alloy layer on the surface of a chip | tip.
【図2】第2実施例における、連続打点数に及ぼすアル
カリ処理液のpHの影響を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the effect of the pH of an alkaline treatment liquid on the number of continuous shots in a second example.
【図3】第2実施例における、連続打点数に及ぼす酸処
理液のpHの影響を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the effect of the pH of an acid treatment liquid on the number of continuous shots in a second example.
1 電極チップ 2a β−真鍮層 2b γ−真鍮層 3a Zn−Fe合金層 (低Fe量) 3b Zn−Fe合金層 (高Fe量) 1 electrode tip 2a β-brass layer 2b γ-brass layer 3a Zn-Fe alloy layer (low Fe content) 3b Zn-Fe alloy layer (high Fe content)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 2/00 - 2/40 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C23C 2/00-2/40
Claims (4)
最表層における金属Zn量:50重量%以下,Al2O3 量:15
重量%以下であるめっき層を有することを特徴とするス
ポット溶接性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板。1. A Fe content: Metal Zn amount in the outermost layer with 8 to 16 wt%: 50 wt% or less, Al 2 O 3 amount: 15
An alloyed hot-dip galvanized steel sheet having excellent spot weldability, characterized by having a coating layer of not more than% by weight.
後、加熱して合金化処理を行って、Fe含有量:8〜16重
量%の合金化溶融亜鉛めっき層を形成した後、当該合金
化溶融亜鉛めっき層の最表層における金属Znを50重量%
以下に、Al2O3 を15重量%以下に、それぞれ低減するこ
とを特徴とするスポット溶接性に優れた合金化溶融亜鉛
めっき鋼板の製造方法。2. After immersing the base material steel sheet in a hot-dip galvanizing bath, it is heated and alloyed to form an alloyed hot-dip galvanized layer having an Fe content of 8 to 16% by weight. 50% by weight of metal Zn in the outermost layer of the galvannealed layer
A method for producing an alloyed hot-dip galvanized steel sheet having excellent spot weldability, characterized in that Al 2 O 3 is reduced to 15% by weight or less, respectively.
前記最表層を、pHが9.0 以上のアルカリ溶液に接触させ
ること、および/またはpHが3.0 以下の酸溶液に接触さ
せることにより、行うことを特徴とする請求項2記載の
スポット溶接性に優れた合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製
造方法。 3. The reduction of the metal Zn and the Al 2 O 3 is as follows:
3. The spot weldability according to claim 2, wherein the outermost layer is formed by contacting the outermost layer with an alkaline solution having a pH of 9.0 or more and / or by contacting the outermost layer with an acid solution having a pH of 3.0 or less. Manufacturing method of galvannealed steel sheet.
させた後に前記酸溶液に接触させることを特徴とする請
求項3記載のスポット溶接性に優れた合金化溶融亜鉛め
っき鋼板の製造方法。4. The method for producing a galvannealed steel sheet having excellent spot weldability according to claim 3, wherein the outermost layer is brought into contact with the acid solution after being brought into contact with the alkaline solution.
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