JP3191646B2 - Manufacturing method of galvanized steel sheet - Google Patents

Manufacturing method of galvanized steel sheet

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JP3191646B2 JP30313195A JP30313195A JP3191646B2 JP 3191646 B2 JP3191646 B2 JP 3191646B2 JP 30313195 A JP30313195 A JP 30313195A JP 30313195 A JP30313195 A JP 30313195A JP 3191646 B2 JP3191646 B2 JP 3191646B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、亜鉛系メッキ鋼
板の製造方法、特に、プレス成形性、スポット溶接性お
よび接着性に優れた亜鉛系メッキ鋼板の製造方法に関す
るものである。
The present invention relates to a method for producing a galvanized steel sheet, and more particularly to a method for producing a galvanized steel sheet having excellent press formability, spot weldability and adhesiveness.

【0002】[0002]

【従来の技術】亜鉛系メッキ鋼板は種々の優れた特徴を
有するために、各種の防錆鋼板として広く使用されてい
る。この亜鉛系メッキ鋼板を自動車用防錆鋼板として使
用するためには、耐食性、塗装適合性等のほかに、車体
製造工程において要求される性能として、プレス成形
性、スポット溶接性および接着性に優れていることが重
要である。
2. Description of the Related Art Galvanized steel sheets are widely used as various kinds of rust-proof steel sheets because they have various excellent characteristics. In order to use this galvanized steel sheet as an anti-corrosion steel sheet for automobiles, in addition to corrosion resistance, paint compatibility, etc., it is required to have excellent press formability, spot weldability and adhesion as the performance required in the body manufacturing process. It is important that

【0003】しかしながら、亜鉛系メッキ鋼板は、一般
に、冷延鋼板に比べてプレス成形性が劣るという欠点が
ある。これは亜鉛系メッキ鋼板とプレス金型との摺動抵
抗が、冷延鋼板の場合に比較して大きいことが原因であ
り、この摺動抵抗が大きいと、プレス時に、金型のビー
ド部近傍の亜鉛メッキ鋼板がプレス金型に流入しにくく
なり、鋼板の破断が起こりやすくなる。
[0003] However, galvanized steel sheets generally have a drawback that press formability is inferior to cold-rolled steel sheets. This is because the sliding resistance between the galvanized steel sheet and the press die is greater than that of the cold-rolled steel sheet. The galvanized steel sheet hardly flows into the press die, and the steel sheet is easily broken.

【0004】亜鉛系メッキ鋼板のプレス成形性を向上さ
せる方法としては、一般に、高粘度の潤滑油を塗布する
方法が広く用いられている。しかしこの方法では、潤滑
油が高粘度であるために、次の塗装工程で脱脂不良によ
る塗装欠陥が発生したり、また油切れにより、プレス性
能が不安定になる等の問題があるために、亜鉛系メッキ
鋼板のプレス成形性の改善要求度は高い。
[0004] As a method for improving the press formability of a zinc-based plated steel sheet, a method of applying a high-viscosity lubricating oil is generally widely used. However, in this method, since the lubricating oil has a high viscosity, there is a problem that a coating defect occurs due to poor degreasing in the next coating process, and there is a problem that press performance becomes unstable due to lack of oil, etc. There is a high demand for improved press formability of galvanized steel sheets.

【0005】一方、亜鉛系メッキ鋼板は、スポット溶接
時に電極である銅と溶融した亜鉛とが反応して脆い合金
層を形成しやすいために、銅電極の損耗が激しく、その
寿命が短いので、冷延鋼板に比べて連続打点性に劣ると
いう問題を有する。
On the other hand, in a zinc-based plated steel sheet, copper, which is an electrode, and molten zinc easily react during spot welding to form a brittle alloy layer. Therefore, the copper electrode is severely worn and its life is short. There is a problem that continuous hitting properties are inferior to cold-rolled steel sheets.

【0006】更に、自動車車体の製造工程においては、
防錆および制振等の目的で各種の接着剤が使用される
が、近年になって亜鉛系メッキ鋼板は冷延鋼板に比較し
て接着性が劣ることが明らかになってきた。
Further, in the manufacturing process of an automobile body,
Various adhesives are used for the purpose of rust prevention and vibration damping, etc., but it has recently become clear that galvanized steel sheets are inferior in adhesiveness to cold rolled steel sheets.

【0007】上記問題を解決する方法として、特開昭5
3−60332号公報および特開平2−190483号
公報は、亜鉛系メッキ鋼板の表面に電解処理、浸漬処
理、塗布酸化処理、または加熱処理を施すことにより、
ZnOを主体とする酸化膜を生成させて溶接性、または
加工性を向上させる技術(以下、「先行技術1」とい
う)を開示している。
As a method for solving the above problem, Japanese Patent Laid-Open No.
JP-A-3-60332 and JP-A-2-190483 disclose electrolytic treatment, immersion treatment, coating oxidation treatment, or heat treatment on the surface of a galvanized steel sheet.
A technique for generating an oxide film mainly composed of ZnO to improve weldability or workability (hereinafter, referred to as “prior art 1”) is disclosed.

【0008】特開平4−88196号公報は、亜鉛系メ
ッキ鋼板の表面に、リン酸ナトリウム5〜60g/lを
含みpH2〜6の水溶液中にメッキ鋼板を浸漬するか、
電解処理、また、上記水溶液を散布することにより、P
酸化物を主体とした酸化膜を形成して、プレス成形性お
よび化成処理性を向上させる技術(以下、「先行技術
2」という)を開示している。
JP-A-4-88196 discloses that a galvanized steel sheet is immersed in an aqueous solution containing 5 to 60 g / l of sodium phosphate and having a pH of 2 to 6 on the surface of the galvanized steel sheet.
Electrolytic treatment and spraying of the above aqueous solution provide P
A technique for forming an oxide film mainly composed of an oxide to improve press formability and chemical conversion treatment (hereinafter referred to as “prior art 2”) is disclosed.

【0009】特開平3−191093号公報は、Ni酸
化物を生成させてプレス成形性および化成処理性を向上
させる技術(以下、「先行技術3」という)を開示して
おり、特開昭58−67885号公報は、亜鉛系メッキ
鋼板の表面に、限定しないが例えば、電気メッキまたは
化学メッキにより、NiおよびFe等の金属を生成させ
て耐食性を向上させる技術(以下、「先行技術4」とい
う)を開示している。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 3-190933 discloses a technique (hereinafter referred to as "prior art 3") for producing a Ni oxide to improve press formability and chemical conversion treatment (hereinafter referred to as "prior art 3"). Japanese Patent No. 67885 discloses a technique of improving the corrosion resistance by generating metals such as Ni and Fe by, for example, but not limited to, electroplating or chemical plating on the surface of a zinc-based plated steel sheet (hereinafter referred to as “prior art 4”). ).

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上述した先行技術1に
おいては、以下のような問題がある。即ち、先行技術1
では、各種の処理によりメッキ層表面にZnOを主体と
する酸化物を生成させる方法であるため、プレス金型と
メッキ鋼板との間の摺動抵抗の低減効果は小さく、プレ
ス成形性の改善効果が小さい。また、ZnO主体の酸化
物では、接着性を劣化させる。
The prior art 1 described above has the following problems. That is, prior art 1
In this method, an oxide mainly composed of ZnO is generated on the surface of the plating layer by various treatments. Therefore, the effect of reducing the sliding resistance between the press die and the plated steel sheet is small, and the effect of improving the press formability is reduced. Is small. Further, an oxide mainly composed of ZnO deteriorates adhesiveness.

【0011】先行技術2は、P酸化物を主体とした酸化
膜を亜鉛系メッキ鋼板の表面に形成する方法であるた
め、プレス成形性および化成処理性の改善効果が大きい
が、スポット溶接性および接着性は劣化するという問題
を有する。ここで、スポット溶接性とは、薄鋼板のスポ
ット溶接における連続打点性を指し、一般に、連続打点
性は溶接の電極チップを手入れしたり、取り替えたりす
ることなく連続してスポット溶接が行える回数で示さ
れ、連続使用可能な電極寿命に一致するものである(こ
の出願において同じ)。
Prior Art 2 is a method of forming an oxide film mainly composed of P oxide on the surface of a zinc-based plated steel sheet, and therefore has a large effect of improving press formability and chemical conversion treatment. There is a problem that the adhesiveness is deteriorated. Here, the spot weldability refers to the continuous spotting property in spot welding of a thin steel sheet, and generally, the continuous spotting property is the number of times that spot welding can be performed continuously without care or replacement of the electrode tip for welding. And consistent with the electrode life that can be used continuously (the same in this application).

【0012】先行技術3は、Ni酸化物単相の皮膜であ
るため、プレス成形性は向上するが、接着性が劣化する
という問題を有する。
Prior Art 3 is a single-phase Ni oxide film, so that press formability is improved, but there is a problem that adhesiveness is deteriorated.

【0013】先行技術4は、Ni等の金属だけを生成さ
せる方法であるため、耐食性は向上するが、皮膜の金属
的性質が強いためプレス成形性およびスポット溶接性の
改善効果が十分でなく、更に、金属の接着剤に対する濡
れ性が小さいために十分な接着性がえられないという問
題を有する。
Prior Art 4 is a method of producing only a metal such as Ni, so that the corrosion resistance is improved. However, since the metallic properties of the film are strong, the effects of improving press formability and spot weldability are not sufficient. Furthermore, there is a problem that sufficient adhesion cannot be obtained because the wettability of the metal to the adhesive is small.

【0014】従って、この発明の目的は、上述した問題
を解決して、プレス成形性、スポット溶接性および接着
性に優れた亜鉛系メッキ鋼板の製造方法を提供すること
にある。
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a method for producing a zinc-based plated steel sheet having excellent press formability, spot weldability and adhesiveness.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述した
問題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、亜鉛系メッキ
鋼板のメッキ層の表面に、適正なFe−Ni−O系皮膜
を形成することにより、プレス成形性、スポット溶接性
および接着性を大幅に改善することができることを見出
した。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, have found that an appropriate Fe-Ni-O-based film is formed on the surface of the plating layer of a zinc-based plated steel sheet. It has been found that press forming, spot weldability, and adhesion can be significantly improved by forming.

【0016】ここで、適正なFe−Ni−O系皮膜と
は、下記〜: この皮膜の付着量が、皮膜中金属の合計量換算で10
〜1500mg/m2の範囲内にあり、 この皮膜中のFe含有量とNi含有量との和(wt.
%)に対するFe含有量(wt.%)の比率(以下、
「皮膜中のFe比率」ともいい、「Fe/(Fe+N
i)」で表わす)が、0.05〜0.9の範囲内、望ま
しくは、0.1〜0.5の範囲内にあり、 この皮膜の酸素含有量が、0.5〜10wt.%の範
囲内にあること、 を満たすものであることを知見した。
Here, an appropriate Fe—Ni—O-based coating is as follows: The amount of the coating is 10% in terms of the total amount of metal in the coating.
11500 mg / m 2 , and the sum of the Fe content and the Ni content (wt.
%) To the ratio of the Fe content (wt.%)
Also called "Fe ratio in film", "Fe / (Fe + N
i) ") is in the range of 0.05 to 0.9, preferably in the range of 0.1 to 0.5, and the oxygen content of this coating is 0.5 to 10 wt. % Was found to be satisfied.

【0017】亜鉛系メッキ鋼板のプレス成形性が冷延鋼
板のそれに比較して劣るのは、高面圧下において、低融
点の亜鉛と金型とが凝着現象を起こすために、摺動抵抗
が増大するのが原因である。これを防ぐためには、亜鉛
系メッキ鋼板のメッキ層の表面に、亜鉛または亜鉛合金
メッキ層より硬質で、且つ高融点の皮膜を形成すること
が有効であり、プレス成型時におけるメッキ層表面とプ
レス金型との間の摺動抵抗が低下し、亜鉛系メッキ鋼板
がプレス金型へ滑り込み易くなり、プレス成形性が向上
する。
The reason why the press formability of a zinc-based plated steel sheet is inferior to that of a cold-rolled steel sheet is that, under high surface pressure, the low melting point zinc and the mold cause an adhesion phenomenon, so that the sliding resistance is low. It is because it increases. In order to prevent this, it is effective to form a harder and higher melting point coating than the zinc or zinc alloy plating layer on the surface of the plating layer of the zinc-based plated steel sheet. The sliding resistance between the mold and the mold is reduced, and the zinc-plated steel sheet easily slides into the press mold, and the press formability is improved.

【0018】亜鉛系メッキ鋼板のスポット溶接における
連続打点性が、冷延鋼板のそれに比較して劣るのは、溶
接時に溶融した亜鉛と電極の銅とが接触して、脆い合金
層を生成するために、電極の劣化が激しくなるためであ
る。そこで、亜鉛系メッキ鋼板の連続打点性を改善する
方法としては、メッキ表面に、高融点の皮膜を形成する
ことが有効とされている。本発明者らは、亜鉛系メッキ
鋼板のスポット溶接性を改善するために、各種の皮膜に
ついて検討した結果、Ni金属が特に有効であることを
見出した。この理由の詳細は明らかではないが、Ni金
属が高融点であり、電気伝導度が高いことが理由として
考えられる。
The reason why the continuous spotting property in spot welding of a zinc-based plated steel sheet is inferior to that of a cold-rolled steel sheet is that the molten zinc at the time of welding comes into contact with the copper of the electrode to form a brittle alloy layer. In addition, the deterioration of the electrodes becomes severe. Therefore, as a method of improving the continuous hitting property of a zinc-based plated steel sheet, it is effective to form a high-melting film on the plating surface. The present inventors have studied various coatings in order to improve the spot weldability of galvanized steel sheets, and have found that Ni metal is particularly effective. Although the details of this reason are not clear, it is considered that the reason is that Ni metal has a high melting point and high electric conductivity.

【0019】亜鉛系メッキ鋼板の接着性が、冷延鋼板の
それに比較して劣ることは知られていたが、この原因は
明らかになっていなかった。そこで、本発明者らは、そ
の原因について調査した結果、鋼板表面の酸化皮膜の組
成により接着性が支配されていることが明らかになっ
た。すなわち、冷延鋼板の場合には、鋼板表面の酸化皮
膜はFe酸化物が主体であるのに対し、亜鉛系メッキ鋼
板の場合には、Zn酸化物が主体となる。この酸化皮膜
の組成により接着性が異なっており、Zn酸化物はFe
酸化物に比べて接着性が劣っていた。従って、本発明の
ように亜鉛系メッキ鋼板の表面にFe酸化物を含有する
皮膜を形成することによって、接着性を改善することが
可能となった。
It has been known that the adhesion of a galvanized steel sheet is inferior to that of a cold-rolled steel sheet, but the cause has not been clarified. The present inventors have investigated the cause and found that the adhesiveness is controlled by the composition of the oxide film on the surface of the steel sheet. That is, in the case of a cold-rolled steel sheet, the oxide film on the surface of the steel sheet is mainly composed of Fe oxide, whereas in the case of a zinc-based plated steel sheet, the oxide film is mainly composed of Zn oxide. The adhesiveness differs depending on the composition of the oxide film.
Adhesion was inferior to oxide. Therefore, by forming a film containing Fe oxide on the surface of a galvanized steel sheet as in the present invention, it has become possible to improve the adhesiveness.

【0020】上述したように、Fe−Ni−O系皮膜の
酸素含有量は、0.5〜10wt.%の範囲内にあるこ
とが必須である。この条件を実現するための下記知見を
も得た。Fe−Ni−O系皮膜中の酸素の主体は、共析
した鉄の酸化物の酸素であると考えられ、陰極電解で鉄
の酸化物を共析させるためには、Fe−Ni−O系皮膜
の析出速度を速くすることによって、金属イオンの拡散
が間に合わない状態を作りだし、所謂メッキ焼け状態に
することが必要である。即ち、電解メッキ浴組成および
電解条件から決まる限界電流を超える電流密度で電解す
ることが必須である。
As described above, the oxygen content of the Fe—Ni—O-based coating is 0.5 to 10 wt. % Is essential. The following knowledge for realizing this condition was also obtained. It is considered that the main component of oxygen in the Fe—Ni—O-based coating is oxygen of the eutectoid iron oxide. By increasing the deposition rate of the film, it is necessary to create a state in which diffusion of metal ions cannot be made in time, that is, a so-called plating burn state. That is, it is essential to perform electrolysis at a current density exceeding a limit current determined by the composition of the electrolytic plating bath and the electrolysis conditions.

【0021】この発明は、以上の知見に基づいてなされ
たものであって、亜鉛系メッキ鋼板のメッキ層の表面
に、Fe−Ni−O系皮膜を適正に形成することによ
り、プレス成形性、スポット溶接性および接着性に優れ
た亜鉛系メッキ鋼板を製造する方法であり、下記のとお
りである。ここで、Fe−Ni−O系皮膜のミクロ的構
造および形態は、少なくとも、NiおよびFeの金属、
および、NiおよびFeの酸化物を含む混合物からなる
皮膜であればよく、皮膜を構成する元素の結合状態を問
わない。
The present invention has been made on the basis of the above-described findings, and by appropriately forming an Fe—Ni—O-based coating on the surface of a plating layer of a zinc-based plated steel sheet, the press formability, This is a method for producing a galvanized steel sheet having excellent spot weldability and adhesiveness, as described below. Here, the microstructure and morphology of the Fe—Ni—O-based coating are at least metals of Ni and Fe,
Also, any film may be used as long as it is a film made of a mixture containing oxides of Ni and Fe, and the bonding state of the elements constituting the film is not limited.

【0022】請求項1記載の発明の亜鉛系メッキ鋼板の
製造方法は、硫酸ニッケルおよび硫酸第一鉄を含む水溶
液からなるメッキ液中で、亜鉛系メッキ鋼板を陰極にし
て電解することにより亜鉛系メッキ鋼板のメッキ層の表
面に皮膜を形成するに際し、メッキ液中の硫酸ニッケル
および硫酸第一鉄の合計濃度が0.1〜2.0mol/
lの範囲内、望ましくは、0.1〜0.5mol/lの
範囲内にあり、pHが1.0〜3.0の範囲内にあり、
しかも、メッキ液中のニッケルイオン濃度と第一鉄イオ
ン濃度との和:M(mol/l)と、メッキ液の平均メ
ッキ液流速:U(m/s)と、電解における電流密度:
K (A/dm2 )との間には、下記(1)式: IK /(U1/2 M)=50〜150 ---------------------(1) の関係が満たされる条件で電解を行なうことにより、F
e−Ni−O系皮膜を形成させることに特徴を有するも
のである。
The method for producing a zinc-based plated steel sheet according to the first aspect of the present invention is characterized in that a zinc-based plated steel sheet is used as a cathode in a plating solution composed of an aqueous solution containing nickel sulfate and ferrous sulfate to perform electrolysis. When forming a film on the surface of the plating layer of the plated steel sheet, the total concentration of nickel sulfate and ferrous sulfate in the plating solution is 0.1 to 2.0 mol / mol.
l, desirably in the range of 0.1-0.5 mol / l, pH in the range of 1.0-3.0,
Moreover, the sum of the nickel ion concentration and the ferrous ion concentration in the plating solution: M (mol / l), the average plating solution flow rate of the plating solution: U (m / s), and the current density in electrolysis:
Between I K (A / dm 2 ) and the following equation (1): I K / (U 1/2 M) = 50-150 ----- By performing electrolysis under the conditions that satisfy the relationship (1), F
It is characterized by forming an e-Ni-O-based film.

【0023】請求項2記載の発明の亜鉛系メッキ鋼板の
製造方法は、請求項1記載の発明の製造方法において、
亜鉛系メッキ鋼板の表面のメッキ層が、7〜15 wt.%
の範囲内の鉄を含有する合金化溶融亜鉛メッキ層である
ことに特徴を有するものである。
The method for producing a galvanized steel sheet according to the second aspect of the present invention is the method for producing a galvanized steel sheet according to the first aspect,
The plating layer on the surface of galvanized steel sheet is 7-15 wt.%
Characterized in that it is an alloyed hot-dip galvanized layer containing iron in the range of

【0024】請求項3記載の発明の亜鉛系メッキ鋼板の
製造方法は、請求項1記載の発明の製造方法において、
亜鉛系メッキ鋼板の表面のメッキ層が、電気亜鉛メッキ
層または溶融亜鉛メッキ層であることに特徴を有するも
のである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a galvanized steel sheet, comprising the steps of:
It is characterized in that the plating layer on the surface of the galvanized steel sheet is an electrogalvanized layer or a hot-dip galvanized layer.

【0025】なお、この出願においては、この発明およ
びその関連で、亜鉛系メッキ鋼板のメッキ層の表面に形
成された、上層としてのFe−Ni−O系皮膜を指す場
合は「皮膜」といい、一方、下層としての亜鉛または亜
鉛系メッキ層を指す場合は、「メッキ層」といい、両者
を区別する。
In this application, in the present invention and in connection therewith, the term “coating” is used to refer to an Fe—Ni—O-based coating as an upper layer formed on the surface of a plating layer of a zinc-based plated steel sheet. On the other hand, when referring to zinc or a zinc-based plating layer as a lower layer, it is referred to as “plating layer”, and the two are distinguished.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】次に、この発明の製造条件を上述
したように限定した理由を説明する。この発明におい
て、亜鉛系メッキ鋼板のメッキ層の表面にFe−Ni−
O系皮膜を形成させるために用いるメッキ液の成分とし
て、硫酸ニッケルおよび硫酸第一鉄を用いるのは、Fe
−Ni−O系皮膜を形成すべき亜鉛系メッキ鋼板を陰極
として電解することにより、皮膜中に効率よくFe、N
iおよびOを含有させて皮膜を形成させるのに適してい
るからである。
Next, the reason for limiting the manufacturing conditions of the present invention as described above will be described. In the present invention, Fe-Ni-
Nickel sulfate and ferrous sulfate are used as components of a plating solution used to form an O-based film because of the use of Fe
-By electrolyzing a zinc-based plated steel sheet on which a Ni-O-based film is to be formed as a cathode, Fe, N
This is because it is suitable for containing i and O to form a film.

【0027】硫酸ニッケルおよび硫酸第一鉄の合計濃度
を、0.1〜2.0mol/lとし、望ましくは、0.
1〜0.5mol/lとすべき理由は、下記理由の通り
である。上記合計濃度が0.1mol/l未満では、メ
ッキ浴の伝導度が低いために電解電圧が高くなり、より
高電圧の整流器が必要となり不適である。一方、上記合
計濃度が、2.0mol/lを超えると、温度が低い場
合には、硫酸ニッケルおよび/または硫酸第一鉄の溶解
度の限界に達して、硫酸ニッケルおよび/または硫酸第
一鉄の沈殿を生じる。また、限界電流密度が大きくなる
ために、極めて高い電流密度で電解しないとメッキ焼け
を起こすことができなくなる。また、その場合には、最
適なFe−Ni−O系皮膜の付着量を得るための電解時
間が1秒未満と極めて短くなり、これを制御することが
困難となる。この観点から、上記合計濃度を2.0mo
l/l以下にすべきであり、望ましくは、0.5mol
/l以下にするのがよい。
The total concentration of nickel sulfate and ferrous sulfate is set to 0.1 to 2.0 mol / l, preferably 0.1 to 2.0 mol / l.
The reason for setting the concentration to 1 to 0.5 mol / l is as follows. If the total concentration is less than 0.1 mol / l, the conductivity of the plating bath is low, so that the electrolysis voltage becomes high, and a rectifier of higher voltage is required, which is not suitable. On the other hand, when the total concentration exceeds 2.0 mol / l, when the temperature is low, the solubility limit of nickel sulfate and / or ferrous sulfate is reached, and the concentration of nickel sulfate and / or ferrous sulfate is reduced. This produces a precipitate. Further, since the limit current density becomes large, plating burning cannot occur unless electrolysis is performed at an extremely high current density. In such a case, the electrolysis time for obtaining the optimal amount of the Fe—Ni—O-based film deposited is extremely short, less than 1 second, and it is difficult to control this. From this viewpoint, the total concentration is set to 2.0 mo
1 / l or less, preferably 0.5 mol
/ L or less.

【0028】また、電解液には、この発明において用い
られる亜鉛系メッキ鋼板のメッキ層中等に含まれるZ
n、Co、Mn、Mo、Al、Ti、Sn、W、Si、
Pb、Nb、Taなど陽イオンや水酸化物および酸化
物、更に、塩素、フッ素、臭素およびヨウ素イオン以外
で電解反応に影響を及ぼさない陰イオンを含有していて
もよい。
The electrolytic solution contains Z contained in the plating layer of the zinc-based plated steel sheet used in the present invention.
n, Co, Mn, Mo, Al, Ti, Sn, W, Si,
It may contain cations such as Pb, Nb and Ta, hydroxides and oxides, and anions other than chlorine, fluorine, bromine and iodine ions which do not affect the electrolytic reaction.

【0029】次に、メッキ液のpHが1.0〜3.0の
範囲内にある電解液を使用するのは、下記理由による。
電解液のpHが1.0未満では、電気分解時に水素発生
が陰極反応の主体となって電流効率が大きく低下する。
一方、電解液のpHが3を超えると、第2鉄の水酸化物
が沈殿析出する。
Next, the reason why the electrolytic solution having a pH of the plating solution in the range of 1.0 to 3.0 is used is as follows.
If the pH of the electrolytic solution is less than 1.0, the generation of hydrogen during electrolysis is the main component of the cathode reaction, and the current efficiency is greatly reduced.
On the other hand, when the pH of the electrolytic solution exceeds 3, a hydroxide of ferric iron precipitates.

【0030】メッキ浴の温度は、特に限定することを要
しないが、この温度が30℃未満では、メッキ浴の伝導
度が低くなるため電解電圧が高くなってFe−Ni−O
系皮膜の酸素含有量が高くなる傾向がある。一方、この
温度が70℃を超えると、電解液の蒸発量が多くなっ
て、ニッケルおよび鉄イオン濃度のコントロールが困難
になる。従って、メッキ浴の温度は、30〜70℃の範
囲内にあることが望ましい。
Although the temperature of the plating bath is not particularly limited, if the temperature is less than 30 ° C., the conductivity of the plating bath becomes low, so that the electrolysis voltage becomes high and the Fe—Ni—O—
The oxygen content of the system coating tends to increase. On the other hand, if this temperature exceeds 70 ° C., the amount of evaporation of the electrolytic solution increases, making it difficult to control the nickel and iron ion concentrations. Therefore, the temperature of the plating bath is desirably in the range of 30 to 70 ° C.

【0031】次に、一般に、メッキ焼けが発生しない限
界である、成分金属に関する限界電流密度IKdは、下記
(2)式で表わされ、浴中の析出金属イオンの拡散係数
D、および、析出金属イオン濃度Mに比例し、鋼板表面
に形成される拡散層の厚さδに反比例する。 IKd=nFD(M/δ) -------------------------(2) 但し、n:金属イオンの荷電数、F:ファラデー定数、
D:金属イオンの拡散係数、M:浴の析出金属イオン濃
度。 これに対して、本願発明者は、限界電流密度IKdと、析
出金属イオン濃度M、平均メッキ液流速Uおよび浴温度
との関係について検討を重ねた結果、限界電流密度IKd
は、析出金属イオン濃度Mおよび平均メッキ液流速Uの
平方根に比例することを見出した。即ち、下記(3)
式: IKd=k(U1/2 M) ------------------------(3) IKd:限界電流密度(A/dm2 ) U :平均メッキ液流速(m/s) M :メッキ液中の全金属イオンの濃度和(mol/
l) k :定数 の関係があることを見出した。(3)式を変形して、下
記(4)式: IKd/(U1/2 M)=k ----------------------(4) が得られる。
Next, in general, the limit current density I Kd for the component metal, which is the limit at which plating burn does not occur, is expressed by the following equation (2), and the diffusion coefficient D of the deposited metal ion in the bath, and It is proportional to the precipitated metal ion concentration M and inversely proportional to the thickness δ of the diffusion layer formed on the steel sheet surface. I Kd = nFD (M / δ) ------------------------- (2) where n is the charge number of the metal ion and F is Faraday constant,
D: diffusion coefficient of metal ions, M: concentration of precipitated metal ions in the bath. In contrast, the present inventor has critical current and density I Kd, deposited metal ion concentration M, the relationship between the average plating solution flow velocity U and the bath temperature result of extensive investigations, the limiting current density I Kd
Has been found to be proportional to the square root of the deposited metal ion concentration M and the average plating solution flow rate U. That is, the following (3)
Formula: I Kd = k (U 1/2 M) --------------------------------- (3) I Kd : Limit current density (A / dm 2 ) U: average plating solution flow rate (m / s) M: total concentration of all metal ions in the plating solution (mol /
l) k: It was found that there was a relationship of: By transforming the equation (3), the following equation (4) is obtained: I Kd / (U 1/2 M) = k ---------------------- ( 4) is obtained.

【0032】本願発明者は更に研究を重ねた結果、Fe
−Ni−O系皮膜の酸素含有量を、0.5wt.%以上
にするためには、定数kの値を50以上にすることが必
要であり、そして、上記酸素含有量を10wt.%以下
にするためには、定数kの値を150以下にすることが
必要であることを見出した。従って、Fe−Ni−O系
皮膜の酸素含有量を、0.5〜10wt.%の範囲内に
するためには、メッキ液中の全金属イオンの濃度和:M
(mol/l)、平均メッキ液流速:U(m/s)、お
よび、電解メッキ時の電流密度:IK (A/dm2
が、下記(1)式: IK /(U1/2 M)=50〜150 ------------(1) の関係を満たすべきである。但し、ここで、平均メッキ
液流速とは、陽極と陰極との中間点でのメッキ液流速の
平均値を指す。なお、この発明においては、メッキ浴中
の析出金属イオンとしては、大部分がニッケルイオンお
よび第一鉄イオンであり、その他の金属イオンは第2鉄
イオンを除いてFe−Ni−O系皮膜の析出には殆ど影
響を及ぼさない。第2鉄イオンはFe−Ni−O系皮膜
の析出効率を低下させ、亜鉛系メッキ鋼板の劣化させる
ので、0.09mol/l以下にすることが望ましい。
The inventor of the present application has further studied and found that Fe
-The oxygen content of the Ni-O-based film is 0.5 wt. %, The value of the constant k needs to be 50 or more, and the oxygen content is 10 wt. It has been found that it is necessary to make the value of the constant k 150 or less in order to make it equal to or less than%. Therefore, the oxygen content of the Fe—Ni—O-based coating is set to 0.5 to 10 wt. %, The total concentration of all metal ions in the plating solution: M
(Mol / l), average plating solution flow rate: U (m / s), and current density during electrolytic plating: I K (A / dm 2 )
However, the following equation (1) should be satisfied: I K / (U 1/2 M) = 50 to 150 (1) Here, the average plating solution flow rate refers to an average value of the plating solution flow rate at an intermediate point between the anode and the cathode. In the present invention, most of the deposited metal ions in the plating bath are nickel ions and ferrous ions, and other metal ions except for the ferric ions are Fe-Ni-O-based coatings. Has little effect on precipitation. Since the ferric ion lowers the deposition efficiency of the Fe—Ni—O-based coating and deteriorates the galvanized steel sheet, it is preferable that the ferric ion be 0.09 mol / l or less.

【0033】この発明において、表面にFe−Ni−O
系皮膜を形成させるのに使用する亜鉛系メッキ鋼板とし
ては、表面のメッキ層が鉄含有量7〜15 wt.%の合金
化溶融亜鉛メッキ層からなるもの、電気亜鉛メッキ層か
らなるもの、または、溶融亜鉛メッキ層からなるものが
望ましい。その理由は、これらのメッキ層を有する亜鉛
系メッキ鋼板は、冷延鋼板および亜鉛−ニッケル合金メ
ッキ鋼板に比較して加工性特にプレス成形性、および、
溶接性等に劣るので、この発明によるFe−Ni−O系
皮膜を上記メッキ層表面に形成することにより、プレス
成形性およびスポット溶接性の改善効果が大きいからで
ある。
In the present invention, the surface is made of Fe--Ni--O
The galvanized steel sheet used for forming the system coating includes a galvanized layer having an iron content of 7 to 15 wt.%, An electrogalvanized layer, And a hot-dip galvanized layer. The reason is that galvanized steel sheets having these plating layers are more workable than press-rolled steel sheets and zinc-nickel alloy-plated steel sheets, in particular press formability, and
This is because forming the Fe—Ni—O-based coating according to the present invention on the surface of the plating layer greatly improves the press formability and spot weldability, since the weldability is poor.

【0034】なお、この発明において用いられるFe−
Ni−O系皮膜を形成する前の亜鉛系メッキ鋼板は、鋼
板の表面に、溶融メッキ法、電気メッキ法および気相メ
ッキ法等により亜鉛系メッキ層を形成させた鋼板であ
る。亜鉛系メッキ層の組成は、純亜鉛の他、Fe、N
i、Co、Mn、Cr、Al、Mo、Ti、Si、W、
Sn、Pb、NbおよびTa等の金属(但し、Siも金
属として扱う)もしくは酸化物、または、有機物の1種
または2種以上を含有する単層または複層のメッキ層か
らなる。また、上記メッキ層にSiO2 およびAl2
3 等の微粒子を含有していてもよい。また、亜鉛系メッ
キ鋼板として、メッキ層の組成を変化させた複層メッキ
鋼板および機能傾斜メッキ鋼板を使用することもでき
る。
It should be noted that the Fe-
The zinc-plated steel sheet before the Ni—O-based film is formed is a steel sheet having a zinc-based plating layer formed on the surface of the steel sheet by a hot-dip plating method, an electroplating method, a vapor phase plating method, or the like. The composition of the zinc-based plating layer is pure zinc, Fe, N
i, Co, Mn, Cr, Al, Mo, Ti, Si, W,
It is made of a metal (such as Sn, Pb, Nb and Ta) (however, Si is also treated as a metal) or an oxide, or a single or multiple plating layer containing one or more organic substances. Further, SiO 2 and Al 2 O are formed on the plating layer.
Fine particles such as 3 may be contained. Further, as the zinc-based plated steel sheet, a multi-layer plated steel sheet having a different composition of a plating layer and a functionally graded plated steel sheet can be used.

【0035】上述した限定条件により亜鉛系メッキ鋼板
のメッキ層の表面に形成されるFe−Ni−O系皮膜に
より、プレス成形時の鋼板と金型との凝着現象がなくな
って摺動抵抗が小さくなり、金型への滑り込みが良くな
り、スポット溶接時に電極銅との間に脆い合金層が形成
されるのが抑制されて連続打点性が向上し、そして、F
e酸化物を含有する皮膜の作用により接着性が改善され
るという作用効果が奏される。
The Fe—Ni—O coating formed on the surface of the plating layer of the zinc-coated steel sheet under the above-described conditions eliminates the adhesion phenomenon between the steel sheet and the mold during press forming, and reduces the sliding resistance. It becomes smaller, the sliding into the mold becomes better, the formation of a brittle alloy layer between the electrode copper and the electrode during spot welding is suppressed, and the continuous hitting property is improved.
The effect of improving the adhesiveness by the action of the film containing e-oxide is exhibited.

【0036】上述した限定条件により亜鉛系メッキ鋼板
のメッキ層の表面に形成されるFe−Ni−O系皮膜に
より、プレス成形時の鋼板と金型との凝着現象がなくな
って摺動抵抗が小さくなり、金型への滑り込みが良くな
り、スポット溶接時に電極銅との間に脆い合金層が形成
されるのが抑制されて連続打点性が向上し、そして、F
e酸化物を含有する皮膜の作用により接着性が改善され
るという作用効果が奏される。しかしながら、Fe−N
i−O系皮膜の付着量が10mg/m2 未満では、プレ
ス成形性の向上効果が得られず、一方、1500mg/
2 を超えると、プレス成形性の向上効果が飽和する。
従って、Fe−Ni−O系皮膜の付着量は、10〜15
00mg/m2 の範囲内であることが望ましい。
The Fe—Ni—O-based film formed on the surface of the plating layer of the zinc-based plated steel sheet under the above-described limited conditions eliminates the adhesion phenomenon between the steel sheet and the mold during press forming, and reduces the sliding resistance. It becomes smaller, the sliding into the mold becomes better, the formation of a brittle alloy layer between the electrode copper and the electrode during spot welding is suppressed, and the continuous hitting property is improved.
The effect of improving the adhesiveness by the action of the film containing e-oxide is exhibited. However, Fe-N
If the attached amount of the i-O-based film is less than 10 mg / m 2 , the effect of improving press formability cannot be obtained, while 1500 mg / m 2.
If it exceeds m 2 , the effect of improving press formability is saturated.
Therefore, the adhesion amount of the Fe—Ni—O-based coating is 10 to 15
It is desirable to be within the range of 00 mg / m 2 .

【0037】Fe−Ni−O系皮膜中のFe含有量とN
i含有量との和(wt.%)に対するFe含有量(w
t.%)の比率(皮膜中のFe/(Fe+Ni))が、
0.05未満では、接着性の改善効果が発揮されない。
一方、皮膜中のFe/(Fe+Ni)が、0.9を超
えると、皮膜中に存在するNi含有量が減少するため、
溶接時に形成される高融点のZn−Ni合金の比率が少
なくなり、その結果、電極の劣化が激しくなり、スポッ
ト溶接性の改善効果が発揮されない。従って、皮膜中の
Fe/(Fe+Ni)が、0.05〜0.9の範囲内
に、特に、0.1〜0.5の範囲内にあることが望まし
い。
Fe content in Fe—Ni—O-based coating and N
i content (w.%) and the Fe content (w
t. %) (Fe / (Fe + Ni) in the film)
If it is less than 0.05, the effect of improving the adhesiveness is not exhibited.
On the other hand, if Fe / (Fe + Ni) in the coating exceeds 0.9, the Ni content in the coating decreases, so that
The ratio of the high melting point Zn—Ni alloy formed during welding is reduced, and as a result, the electrode is greatly deteriorated, and the effect of improving spot weldability is not exhibited. Therefore, it is desirable that Fe / (Fe + Ni) in the coating be in the range of 0.05 to 0.9, particularly in the range of 0.1 to 0.5.

【0038】Fe−Ni−O系皮膜中の酸素含有量は、
0.5〜10 wt.%の範囲内にあることが望ましい。上
記酸素含有量が0.5 wt.%未満では、皮膜の金属的性
質が強くなるため、プレス成形性の改善効果が小さくな
り、一方、10 wt.%を超えると、酸化物の量が多くな
り過ぎる結果、表面の電気抵抗が増加し、溶接性が低下
し、また、リン酸塩結晶の生成が抑制されて、化成処理
性が劣化する。
The oxygen content in the Fe—Ni—O-based coating is
It is desirable to be within the range of 0.5 to 10 wt.%. When the oxygen content is less than 0.5 wt.%, The metallic properties of the film become strong, and the effect of improving press formability is reduced. On the other hand, when the oxygen content exceeds 10 wt.%, The amount of oxide is large. As a result, the electrical resistance of the surface is increased, the weldability is reduced, and the generation of phosphate crystals is suppressed, so that the chemical conversion property is deteriorated.

【0039】[0039]

【実施例】次に、この発明を実施例により更に説明す
る。本発明法および比較法により電解処理をする前の亜
鉛系メッキ鋼板としては、下記GA、GIおよびEGの
内いずれかのメッキ種が形成されたものを使用した。 GA:10wt.%Fe、残部Znの合金化溶融亜鉛メ
ッキ層が形成され、その付着量は両面共に60g/m2
ある。 GI:溶融亜鉛メッキ層が形成され、その付着量は両面
共に90g/m2 である。 EG:電気亜鉛メッキ層が形成され、その付着量は両面
共に40g/m2 である。
Next, the present invention will be further described with reference to examples. As the galvanized steel sheet before the electrolytic treatment according to the method of the present invention and the comparative method, a galvanized steel sheet formed with any one of the following GA, GI and EG was used. GA: 10 wt. %, And the balance was Zn alloyed hot-dip galvanized layer, and the adhesion amount was 60 g / m 2 on both sides. GI: A hot-dip galvanized layer was formed, and the adhesion amount was 90 g / m 2 on both sides. EG: An electrogalvanized layer was formed, and the adhesion amount was 40 g / m 2 on both sides.

【0040】上記亜鉛系メッキ鋼板を陰極とし、所定濃
度の硫酸ニッケルおよび硫酸第一鉄の混合溶液中で電解
処理を行なって、亜鉛系メッキ鋼板の表面にFe−Ni
−O系皮膜を形成させた。但し、一部のものは電解液に
浸漬したのみで電解処理は施さなかった。表1および2
に、本発明の範囲内の条件で電解処理をした実施例1〜
30、および、少なくとも一つの条件が本発明の範囲外
で電解処理をした比較例2〜12、14、15、17お
よび18の電解処理条件を示し、電解処理をしなかった
比較例1、13および16の浸漬条件も併記した。同表
には、電解処理前の鋼板のメッキ種、電解液の成分組
成、pH、温度、および、メッキ条件を示した。表1お
よび2からわかるように、実施例および比較例ともに、
電解液の成分組成およびpH値は本発明の範囲内である
が、比較例ではいずれも、本発明の条件である(1)
式:IK /(U1/2 M)=50〜150を満たしていな
い。
Using the above-mentioned galvanized steel sheet as a cathode, an electrolytic treatment is carried out in a mixed solution of nickel sulfate and ferrous sulfate at a predetermined concentration, and the surface of the galvanized steel sheet is Fe-Ni
An -O-based film was formed. However, some were only immersed in the electrolytic solution and were not subjected to electrolytic treatment. Tables 1 and 2
In Examples 1 to 1 subjected to electrolytic treatment under the conditions within the scope of the present invention
30 and the electrolysis conditions of Comparative Examples 2 to 12, 14, 15, 17 and 18 in which at least one condition was out of the scope of the present invention, and Comparative Examples 1 and 13 in which electrolysis was not performed And 16 immersion conditions are also shown. The table shows the plating type of the steel sheet before electrolytic treatment, the component composition of the electrolytic solution, pH, temperature, and plating conditions. As can be seen from Tables 1 and 2, both Examples and Comparative Examples
The component composition and the pH value of the electrolytic solution are within the range of the present invention, but all of the comparative examples are conditions of the present invention (1).
Formula: I K / (U 1/2 M) = 50-150 is not satisfied.

【0041】[0041]

【表1】 [Table 1]

【0042】[0042]

【表2】 [Table 2]

【0043】上述した実施例および比較例により得られ
た各供試体について、Fe−Ni−O系皮膜の、付着量
(皮膜中金属の合計量換算)、Fe含有量( wt.%)と
Ni含有量( wt.%)との和に対するFe含有量( wt.
%)の比率、および、酸素含有量(wt.%)を下記のよう
にして測定した。
With respect to each specimen obtained in the above Examples and Comparative Examples, the amount of Fe—Ni—O based coating (in terms of the total amount of metal in the coating), the Fe content (wt. Fe content (wt.%) With respect to the sum of the content (wt.%)
%) And the oxygen content (wt.%) Were measured as follows.

【0044】〔皮膜の付着量、および、皮膜中Fe/F
e+Niの測定〕メッキ種が、GIおよびEGの供試体
については、Fe−Ni−O系皮膜を、下層のメッキ層
(Zn系メッキ層、以下同じ)の表層部と共に希塩酸に
より溶解剥離させ、ICP法によりFeおよびNiの定
量分析を行なうことによって、Fe−Ni−O系皮膜の
付着量および組成を測定した。次いで、皮膜中Fe/F
e+Niを算定した。メッキ種が、GAの供試体につい
ては、下層のメッキ層中にFe−Ni−O系皮膜中の成
分元素を含むので、ICP法では上層のFe−Ni−O
系皮膜中成分元素と下層のメッキ層中成分元素とを完全
に分離することは困難である。そこで、ICP法により
下層のメッキ層中に含まれていないFe−Ni−O系皮
膜の成分元素のみを定量分析した。更に、Arイオンス
パッタした後、XPS法によりFe−Ni−O系皮膜中
各成分元素の測定を皮膜表面から繰り返すことによっ
て、メッキ層の深さに対する各成分元素の組成分布を測
定した。この測定方法においては、下層のメッキ層中に
含まれていないFe−Ni−O系皮膜の成分元素が最大
濃度である深さと、その元素が検出されなくなった深さ
の半分の位置との間隔を、Fe−Ni−O系皮膜の厚さ
とした。そして、ICP法の結果とXPS法の結果とか
ら、Fe−Ni−O系皮膜の付着量および組成を算定し
た。次いで、皮膜中Fe/Fe+Niを算定した。
[Adhesion amount of film and Fe / F in film
Measurement of e + Ni] For the specimens of GI and EG plating types, the Fe—Ni—O-based film was dissolved and peeled with dilute hydrochloric acid together with the surface layer of the underlying plating layer (Zn-based plating layer, the same applies hereinafter), and the ICP The amount and composition of the Fe—Ni—O-based coating were measured by quantitative analysis of Fe and Ni according to the method. Then, Fe / F in the film
e + Ni was calculated. In the case of the GA specimen, since the lower plating layer contains the component element in the Fe—Ni—O-based film in the specimen of GA, the upper Fe—Ni—O—
It is difficult to completely separate the component elements in the system coating and the component elements in the lower plating layer. Therefore, only the component elements of the Fe—Ni—O-based film not contained in the lower plating layer were quantitatively analyzed by the ICP method. Further, after Ar ion sputtering, the composition distribution of each component element with respect to the depth of the plating layer was measured by repeating the measurement of each component element in the Fe-Ni-O-based coating from the coating surface by the XPS method. In this measurement method, the distance between the depth at which the component element of the Fe—Ni—O-based film not contained in the lower plating layer is the maximum concentration and the position at half the depth at which the element is no longer detected. Was the thickness of the Fe—Ni—O-based coating. Then, based on the results of the ICP method and the XPS method, the amount and composition of the Fe—Ni—O-based coating were calculated. Next, Fe / Fe + Ni in the film was calculated.

【0045】〔皮膜の酸素含有量の測定〕皮膜の酸素含
有量は、オージェ電子分光法(AES)の深さ方向分析
結果から求めた。
[Measurement of the Oxygen Content of the Film] The oxygen content of the film was determined from the results of the Auger electron spectroscopy (AES) analysis in the depth direction.

【0046】表3および4に、実施例1〜30および比
較例1〜18の各供試体についての上記測定結果を示
す。
Tables 3 and 4 show the results of the above measurements for the test specimens of Examples 1 to 30 and Comparative Examples 1 to 18.

【0047】[0047]

【表3】 [Table 3]

【0048】[0048]

【表4】 [Table 4]

【0049】次に、上記各供試体について、プレス成形
性、スポット溶接性および接着性を評価するために、摩
擦係数測定、スポット溶接における連続打点性試験およ
び接着性試験を、下記に示す方法で行ない、その結果を
表3および4に併記した。
Next, in order to evaluate the press formability, spot weldability and adhesiveness of each of the above specimens, a friction coefficient measurement, a continuous spotting test in spot welding and an adhesiveness test were carried out by the following methods. The results are shown in Tables 3 and 4.

【0050】〔摩擦係数の測定〕図1は、摩擦係数測定
装置を示す概略正面図である。同図に示すように、供試
体から採取した摩擦係数測定用試料1が試料台2に固定
され、試料台2は、水平移動可能なスライドテ−ブル3
の上面に固定されている。スライドテ−ブル3の下面に
は、これに接したロ−ラ4を有する上下動可能なスライ
ドテ−ブル支持台5が設けられ、これを押上げることに
より、ビ−ド6による摩擦係数測定用試料1への押付荷
重Nを測定するための第1ロ−ドセル7が,スライドテ
−ブル支持台5に取付けられている。上記押付力を作用
させた状態で、スライドテ−ブル3の水平移動方向の一
方の端部には、スライドテ−ブル3を水平方向へ移動さ
せるための摺動抵抗力Fを測定するための第2ロ−ドセ
ル8が、スライドテ−ブル3の一方の端部に取付けられ
ている。
[Measurement of Coefficient of Friction] FIG. 1 is a schematic front view showing a friction coefficient measuring device. As shown in FIG. 1, a sample 1 for measuring a coefficient of friction collected from a specimen is fixed to a sample table 2, and the sample table 2 has a horizontally movable slide table 3.
It is fixed to the upper surface of. On the lower surface of the slide table 3, there is provided a vertically movable slide table support 5 having a roller 4 in contact with the slide table 3. By pushing up this, a sample for measuring a friction coefficient by a bead 6 is provided. A first load cell 7 for measuring a pressing load N on the first table 1 is mounted on the slide table support 5. With the pressing force applied, a second end for measuring the sliding resistance F for moving the slide table 3 in the horizontal direction is provided at one end of the slide table 3 in the horizontal movement direction. A load cell 8 is attached to one end of the slide table 3.

【0051】供試体とビ−ドとの間の摩擦係数μは、
式:μ=F/Nで算出した。但し、押付荷重N:400
kgf、試料の引き抜き速度(スライドテ−ブル3の水
平移動速度):100cm/minとした。なお、ビー
ドは、下記2種類の寸法・形状のものを使用し、2つの
条件でプレス成形性を評価した。
The coefficient of friction μ between the specimen and the bead is
Formula: Calculated by μ = F / N. However, pressing load N: 400
kgf, sample withdrawal speed (horizontal movement speed of slide table 3): 100 cm / min. In addition, the following two types of beads were used for the size and shape, and press formability was evaluated under two conditions.

【0052】図2は、使用した第一の型のビ−ド(以
下、「ビードタイプA」という)の形状・寸法を示す概
略斜視図である。ビ−ド6の下面が試料1の表面に押し
つけられた状態で摺動する。その下面形状は、幅10m
m、摺動方向長さ3mmの平面を有し、その前後面の幅
10mmの各々の線に4.5mmRをもつ筒面の1/4
筒面が同図のように接している。
FIG. 2 is a schematic perspective view showing the shape and dimensions of a first type bead (hereinafter referred to as "bead type A") used. The lower surface of the bead 6 slides while being pressed against the surface of the sample 1. The underside shape is 10m wide
m, a flat surface having a length of 3 mm in the sliding direction, and each line having a width of 10 mm on the front and rear surfaces thereof has a length of 4.5 mmR and is 1/4 of a cylindrical surface.
The cylindrical surfaces are in contact as shown in FIG.

【0053】図3は、使用した第二の型のビ−ド(以
下、「ビードタイプB」という)の形状・寸法を示す概
略斜視図である。ビードタイプBは、ビードタイプAの
摺動面の摺動方向の長さを、3mmから60mmに長く
し、その他の部分はビードタイプAと同じものである。
なお、ビードタイプAおよびビードタイプBのいずれの
場合共、摩擦係数測定用試料1の上面には、潤滑油とし
て、日本パーカリジング社製ノックスラスト550HN
を塗布して試験を行った。
FIG. 3 is a schematic perspective view showing the shape and dimensions of a second type bead (hereinafter referred to as "bead type B") used. In the bead type B, the length of the sliding surface of the bead type A in the sliding direction is increased from 3 mm to 60 mm, and the other parts are the same as the bead type A.
In both cases of the bead type A and the bead type B, Knoxlast 550HN manufactured by Nippon Parkalidging Co., Ltd. was provided on the upper surface of the friction coefficient measurement sample 1 as a lubricating oil.
Was tested.

【0054】〔連続打点性試験〕同じNO.の供試体を2
枚重ね、それを両面からスポット溶接機の1対の電極チ
ップで挟み、加圧通電して電流を集中させた抵抗溶接
(スポット溶接)を、下記溶接条件で連続的に実施し
た。 ・電極チップ:先端径6mmのド−ム型、 ・加圧力:250kgf、 ・溶接時間:12サイクル(60Hz)、 ・溶接電流:11.0KA、 ・溶接速度:1点/sec。 連続打点性の評価としては、スポット溶接時に、2枚重
ねた溶接母材(供試体)の接合部に生じた溶融凝固した
金属部(形状:碁石状、以下、ナゲットという)の径
が、4×t1/2 (t:1枚の板厚)未満になるまでに連
続打点溶接した打点数を用いた。なお、上記打点数を以
下、電極寿命という。
[Continuous Dotting Test] Two specimens having the same NO.
Resistance welding (spot welding) in which the sheets were stacked, sandwiched between a pair of electrode tips of a spot welding machine from both sides, and energized under pressure to concentrate the current was continuously performed under the following welding conditions. -Electrode tip: dome type with a tip diameter of 6 mm-Pressure: 250 kgf-Welding time: 12 cycles (60 Hz)-Welding current: 11.0 KA-Welding speed: 1 point / sec. As the evaluation of the continuous hitting property, the diameter of the molten and solidified metal part (shape: goishi, hereinafter referred to as a nugget) generated at the joint of two superposed welding base materials (specimens) during spot welding was 4 points. The number of continuous dots welded until the thickness became less than × t 1/2 (t: sheet thickness of one sheet) was used. The number of hit points is hereinafter referred to as electrode life.

【0055】〔接着性試験〕各供試体から次の接着性試
験用試験体を調製した。図4は、その組み立て過程を説
明する概略斜視図である。同図に示すように、幅25m
m、長さ200mmの2枚の供試体10を、その間に直
径0.15mmのスペーサー11を介して、接着剤12の厚さ
が0.15mmとなるように重ね合わせて接着した試験体13
を作成し、150°C×10minの焼き付けを行な
う。このようにして調製された前記試験体を、図5に示
すようにT型に折り曲げ、引張試験機を用いて200m
m/minの速度で引張試験をし、試験体が剥離した時
の平均剥離強度(n=3回)を測定した。剥離強度は、
剥離時の引張荷重曲線の荷重チャ−トから、平均荷重を
求め、単位:kgf/25mmで表わした。図5中、P
は引張荷重を示す。なお接着剤は塩ビ系のヘミング用ア
ドヒシブを用いた。
[Adhesion test] The following test specimens for adhesion test were prepared from the respective test specimens. FIG. 4 is a schematic perspective view illustrating the assembling process. As shown in FIG.
A test specimen 13 in which two test specimens 10 having a length of 200 mm and a length of 200 mm were overlapped and bonded via a spacer 11 having a diameter of 0.15 mm so that the thickness of the adhesive 12 became 0.15 mm.
And baking at 150 ° C. × 10 min. The test specimen thus prepared was bent into a T-shape as shown in FIG.
A tensile test was performed at a speed of m / min, and an average peel strength (n = 3 times) when the test piece was peeled was measured. The peel strength is
The average load was determined from the load chart of the tensile load curve at the time of peeling, and was expressed in the unit: kgf / 25 mm. In FIG.
Indicates a tensile load. The adhesive used was a PVC-based hemming adhesive.

【0056】表3および4に示した試験結果から下記事
項が明らかである。今、(1)式:IK /(U1/2 M)
=50〜150の左辺をXとおく。 X=IK /(U1/2 M) --------------------------------(5) 前述したように、比較例では、Xの値のみが本発明の範
囲外であり、 Xの値が50未満の比較例2、4、6、8、10〜1
2、14および17ではいずれも、Fe−Ni−O系皮
膜中の酸素含有量が0.5wt.%未満であるが、実施例で
はいずれも上記酸素含有量が0.5〜10wt.%の範囲内
にある。そして、これらの比較例は、接着性について実
施例と比較してメッキ種の如何によらず劣っており、ま
た、プレス成形性については同一メッキ種の実施例と比
較して劣っている。 Xの値が150超えの比較例3、5、7、9、15お
よび18ではいずれも、Fe−Ni−O系皮膜中の酸素
含有量が10wt.%を超えている。そして、これらの比較
例は、スポット溶接性について同一メッキ種の実施例と
比較して劣っている。 なお、電解液に浸漬しただけでFe−Ni−O系皮膜
が形成されていない比較例1、13および16では、プ
レス成形性、スポット溶接性および接着性のいずれにつ
いても実施例と比較してメッキ種の如何によらず劣って
いる。
The following items are clear from the test results shown in Tables 3 and 4. Now, equation (1): I K / (U 1/2 M)
Let X be the left side of = 50-150. X = I K / (U 1/2 M) -------------------------------- (5) As described above In Comparative Examples, only the value of X is out of the range of the present invention, and Comparative Examples 2, 4, 6, 8, 10 to 1 in which the value of X is less than 50
In Examples 2, 14, and 17, the oxygen content in the Fe-Ni-O-based coating was less than 0.5 wt.%, But in Examples, the oxygen content was 0.5 to 10 wt.%. In range. These comparative examples are inferior in adhesiveness irrespective of the type of plating as compared to the examples, and inferior in press formability as compared with examples of the same plating type. In Comparative Examples 3, 5, 7, 9, 15, and 18 in which the value of X exceeded 150, the oxygen content in the Fe—Ni—O-based coating exceeded 10 wt.%. And these comparative examples are inferior to Examples of the same plating type in spot weldability. In Comparative Examples 1, 13 and 16 in which the Fe—Ni—O-based film was not formed only by immersion in the electrolytic solution, all of the press formability, spot weldability and adhesiveness were compared with those of the examples. Inferior regardless of plating type.

【0057】表3および4からわかるように、亜鉛系メ
ッキ鋼板のプレス成形性、スポット溶接性および接着性
は、この発明の方法による電解処理が施されていない場
合にその特性値の水準に差がある。そこで、この発明の
方法による電解処理が施されていない比較例1、13お
よび16におけるの特性値を、それぞれメッキ種GA、
EGおよびGIの場合の特性値の基準値とし、これに対
する実施例および他の比較例における特性値の比率を算
出し、各特性値の改善指数と定義した。表5および6
に、各実施例および比較例におけるプレス成形性、スポ
ット溶接性および接着性の改善指数を、メッキ種別に示
す。
As can be seen from Tables 3 and 4, the press formability, spot weldability and adhesiveness of the galvanized steel sheet differed in the level of their characteristic values when the electrolytic treatment was not performed by the method of the present invention. There is. Therefore, the characteristic values of Comparative Examples 1, 13 and 16 not subjected to the electrolytic treatment according to the method of the present invention were changed to the plating types GA and
The reference values of the characteristic values in the case of EG and GI were used, and the ratios of the characteristic values in Examples and other comparative examples to the reference values were calculated and defined as improvement indexes of the respective characteristic values. Tables 5 and 6
Next, the index of improvement in press formability, spot weldability and adhesiveness in each of Examples and Comparative Examples is shown by plating type.

【0058】[0058]

【表5】 [Table 5]

【0059】[0059]

【表6】 [Table 6]

【0060】表5および6の結果からわかるように、メ
ッキ種別にプレス成形性、スポット溶接性および接着性
を評価すると、実施例においてはいずれも比較例におけ
るよりも各特性値が向上している。
As can be seen from the results of Tables 5 and 6, when the press formability, spot weldability and adhesiveness were evaluated for each plating type, each characteristic value was improved in the examples as compared with the comparative example. .

【0061】[0061]

【発明の効果】本発明は、以上のように構成したので、
亜鉛系メッキ鋼板のメッキ層の表面に形成されたFe−
Ni−O系皮膜が、亜鉛または合金化亜鉛メッキ層に比
べて硬質、且つ、高融点であるために、その適正量の存
在によりプレス成形時におけるメッキ層表面とプレス金
型との間の摺動抵抗が低下し、亜鉛系メッキ鋼板がプレ
ス金型へ滑り込み易くなる。また、Fe−Ni−O系の
高融点皮膜の存在により、スポット溶接における連続打
点性が向上する。更に、Fe−Ni−O系皮膜中のFe
酸化物の存在により、接着板の剥離強度が向上する。従
って、本発明によれば、プレス成形性、スポット溶接性
および接着性に優れた亜鉛系メッキ鋼板を提供すること
ができる、工業上極めて有用な効果がもたらされる。
The present invention has been configured as described above.
Fe- formed on the surface of the plating layer of zinc-based plated steel sheet
Since the Ni—O-based film is harder and has a higher melting point than the zinc or alloyed galvanized layer, the proper amount of the Ni—O-based film slides between the plated layer surface and the press die during press molding. The dynamic resistance decreases, and the zinc-based plated steel sheet easily slides into the press die. In addition, the presence of the Fe—Ni—O-based high-melting film improves continuous spotting properties in spot welding. Further, Fe in the Fe—Ni—O-based coating
The presence of the oxide improves the peel strength of the adhesive plate. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a galvanized steel sheet having excellent press formability, spot weldability, and adhesiveness, which brings about an industrially useful effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】摩擦係数測定装置を示す概略正面図である。FIG. 1 is a schematic front view showing a friction coefficient measuring device.

【図2】図1中の第一の型のビ−ド(ビ−ドタイプA)
の形状・寸法を示す概略斜視図である。
FIG. 2 shows a first type of bead in FIG. 1 (bead type A).
It is a schematic perspective view which shows the shape and dimension of.

【図3】図1中の第二の型のビ−ド(ビ−ドタイプB)
の形状・寸法を示す概略斜視図である。
FIG. 3 shows a bead of the second type in FIG. 1 (bead type B).
It is a schematic perspective view which shows the shape and dimension of.

【図4】接着性試験用試験体の組み立て過程を説明する
概略斜視図である。
FIG. 4 is a schematic perspective view illustrating a process of assembling a test piece for an adhesion test.

【図5】接着性試験における剥離強度測定時の引張荷重
の負荷を説明する概略斜視図である。
FIG. 5 is a schematic perspective view illustrating a load of a tensile load at the time of measuring a peel strength in an adhesion test.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 摩擦係数測定用試料、 2 試料台、 3 スライドテ−ブル、 4 ロ−ラ、 5 スライドテ−ブル支持台、 6 ビ−ド、 7 第1ロ−ドセル、 8 第2ロ−ドセル、 9 レ−ル、 10 供試体、 11 スペ−サ−、 12 接着剤、 13 接着試験用試験体、 P 引張荷重、 F 摺動抵抗力、 N 押付加重。 1 Sample for friction coefficient measurement, 2 Sample table, 3 Slide table, 4 Roller, 5 Slide table support, 6 Bead, 7 First load cell, 8 Second load cell, 9 Ray 10 specimens, 11 spacers, 12 adhesives, 13 specimens for adhesion test, P tensile load, F sliding resistance, N pressing load.

フロントページの続き (72)発明者 稲垣 淳一 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 山下 正明 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 平8−189577(JP,A) 特開 昭62−33795(JP,A) 特開 昭60−169587(JP,A) 特開 平5−39588(JP,A) 特開 平1−149990(JP,A) 特開 平7−258886(JP,A) 特開 平4−176878(JP,A) 特開 平3−191093(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C25D 3/56 C25D 5/26 Continued on the front page (72) Inventor Junichi Inagaki 1-1-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Kokan Co., Ltd. (72) Inventor Masaaki Yamashita 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Kokan Co., Ltd. (56) References JP-A-8-189577 (JP, A) JP-A-62-33795 (JP, A) JP-A-60-169587 (JP, A) JP-A-5-39588 (JP, A) JP-A-1-149990 (JP, A) JP-A-7-258886 (JP, A) JP-A-4-176878 (JP, A) JP-A-3-191093 (JP, A) (58) Int.Cl. 7 , DB name) C25D 3/56 C25D 5/26

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 硫酸ニッケルおよび硫酸第一鉄を含む水
溶液からなるメッキ液中で、亜鉛系メッキ鋼板を陰極に
して電解することにより前記亜鉛系メッキ鋼板のメッキ
層の表面に皮膜を形成することからなる亜鉛系メッキ鋼
板の製造方法において、前記メッキ液中の前記硫酸ニッ
ケルおよび前記硫酸第一鉄の合計濃度が0.1〜2.0
mol/lの範囲内にあり、pHが1.0〜3.0の範
囲内にあり、しかも、前記メッキ液中のニッケルイオン
濃度と第一鉄イオン濃度との和:M(mol/l)と、
前記メッキ液の平均メッキ液流速:U(m/s)と、前
記電解における電流密度:IK (A/dm2 )との間に
は、下記(1)式: IK /(U1/2 M)=50〜150 ---------------------(1) の関係が満たされる条件で前記電解を行なうことによ
り、Fe−Ni−O系皮膜を形成させることを特徴とす
る亜鉛系メッキ鋼板の製造方法。
1. A film is formed on a surface of a plating layer of a zinc-based plated steel sheet by performing electrolysis using a zinc-based plated steel sheet as a cathode in a plating solution comprising an aqueous solution containing nickel sulfate and ferrous sulfate. Wherein the total concentration of the nickel sulfate and the ferrous sulfate in the plating solution is 0.1 to 2.0.
mol / l, the pH is in the range of 1.0 to 3.0, and the sum of the nickel ion concentration and the ferrous ion concentration in the plating solution: M (mol / l) When,
Between the average plating solution flow rate of the plating solution: U (m / s) and the current density in the electrolysis: I K (A / dm 2 ), the following equation (1): I K / (U 1 / by performing the electrolysis in 2 M) = 50~150 --------------------- conditions relationship is satisfied in (1), Fe-Ni- O A method for producing a zinc-based plated steel sheet, comprising forming a zinc-based coating.
【請求項2】 前記亜鉛系メッキ鋼板の前記メッキ層
は、鉄含有量が7〜15 wt.%の合金化溶融亜鉛メッキ
層である、請求項1記載の亜鉛系メッキ鋼板の製造方
法。
2. The method for producing a galvanized steel sheet according to claim 1, wherein the plating layer of the galvanized steel sheet is an alloyed hot-dip galvanized layer having an iron content of 7 to 15 wt.%.
【請求項3】 前記亜鉛系メッキ鋼板の前記メッキ層
は、電気亜鉛メッキ層、または、溶融亜鉛メッキ層であ
る、請求項1記載の亜鉛系メッキ鋼板の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the plating layer of the galvanized steel sheet is an electrogalvanized layer or a hot-dip galvanized layer.
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