JP3279198B2 - プレス成形性および接着性に優れた亜鉛系メッキ鋼板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、亜鉛系メッキ鋼
板の改良に関し、特にプレス成形性および接着性に優れ
た亜鉛系メッキ鋼板に関するものである。

【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、耐食性などの性能が要求されるだけで
なく、車体製造工程において、プレス成形性および接着
性にも優れていることが要求される。

【０００３】しかし、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に劣るという欠点を有す
る。これは亜鉛系メッキ鋼板が、冷延鋼板に比較してプ
レス金型との間の摺動抵抗が大きいことが原因である。
即ち、この摺動抵抗が大きいと、ビードと亜鉛系メッキ
鋼板との間で激しく摺動する部分で亜鉛系メッキ鋼板が
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。

【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、高粘度の潤滑油を鋼板に塗
布する方法が広く行われている。しかしこの方法では、
潤滑油の高粘性のために、脱脂不良による塗装欠陥が塗
装工程で発生したり、また、プレス時の油切れにより、
プレス性能が不安定になる等の問題がある。従って、亜
鉛系メッキ鋼板のプレス成形性が改善されることが強く
要請されている。

【０００５】また、自動車車体の製造工程においては、
車体の防錆、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の接着性は、冷延鋼
板の接着性に比較して劣ることが明らかになってきた。

【０００６】上述した問題を解決する方法として、特開
昭５３−６０３３２号公報および特開平２−１９０４８
３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。

【０００７】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
含むｐＨ２〜６の水溶液中にメッキ鋼板を浸漬するか、
電解処理、または、上記水溶液を散布して、Ｐ酸化物を
主体とした酸化膜を形成することにより、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。

【０００８】特開平３−１９１０９３号公報は、亜鉛系
メッキ鋼板の表面に電解処理、浸漬処理、塗布処理、塗
布酸化処理または加熱処理により、Ｎｉ酸化物を生成さ
せることにより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）を開示してい
る。

【０００９】特開昭５８−６７８８５号公報は、亜鉛系
メッキ鋼板の表面に、その方法を限定するものではない
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ることにより耐食性を向
上させる技術（以下、先行技術４という）を開示してい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た先行技術には、下記問題がある。先行技術１は、上述
した各種処理により、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、通常の溶接性お
よび加工性は向上するが、プレス金型とメッキ鋼板との
摺動抵抗が十分小さくならないため、プレス成形性の改
善効果は小さい。更に、ＺｎＯ主体の酸化物が鋼板表面
に存在すると、接着性を更に劣化させることが明らかと
なってきた。

【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は大きい
が、接着性は劣化するという問題を有する。

【００１２】接着性に注目して、接着性に優れた皮膜
を、メッキ皮膜の表面に形成させることが考えられる
が、先行技術３は、Ｎｉ酸化物単相の皮膜を形成する方
法であるため、プレス成形性の向上があるものの、接着
性が未だ十分でないという問題を有する。

【００１３】先行技術４は、Ｎｉ等の金属のみを生成さ
せる方法であるため、耐食性は向上するが、皮膜の金属
的性質が強いため接着剤に対する濡れ性が低く、十分な
接着性を得ることができないという問題を有する。

【００１４】従って、この発明の目的は、上述した問題
を解決して、プレス金型との摺動抵抗を小さくし、しか
も、各種の接着剤使用による剥離強度を大きくすること
により、プレス成形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にある。

【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、Ｎｉ水酸化
物、Ｎｉ酸化物および金属Ｎｉを含有してなる混合皮膜
（以下、「Ｎｉ−Ｏ系皮膜」という）が表面に形成され
ており、且つ、Ｎｉ−Ｏ系皮膜の内の表層部はＮｉ酸化
物およびＮｉ水酸化物からなる層（この明細書で「酸化
物系層」という）で構成され、この酸化物系層の厚さが
適正な厚さに制御された亜鉛系メッキ鋼板は、優れたプ
レス成形性および接着性を示すことを知見した。

【００１６】即ち、従来の亜鉛系メッキ鋼板は、プレス
成形性において、冷延鋼板に比較して劣っている。即
ち、亜鉛系メッキ鋼板は、冷延鋼板よりも、プレス金型
との摺動抵抗が大きい。その理由は、亜鉛系メッキ鋼板
は高面圧下において、低融点の亜鉛が金型と凝着現象を
起こすためである。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
より硬質且つ高融点の皮膜を形成することが有効である
と考察した。本発明者等は、上述した考察に基づき、更
に研究を進めた結果、適正なＮｉ−Ｏ系皮膜を亜鉛系メ
ッキ鋼板のメッキ層の表面に形成させることにより、プ
レス成形時におけるメッキ層表面とプレス金型との摺動
抵抗を低下させることができ、従って、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
上することを見出した。

【００１７】また、従来の亜鉛系メッキ鋼板の接着性
は、冷延鋼板に比較して劣っていることは知られていた
が、そ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、その理由解明の研究を進めた結果、鋼板表
面の酸化皮膜の組成によって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酸化物が主体で
ある。一方、Ｚｎ酸化物はＦｅ酸化物に比べて接着性に
劣ることが明らかとなった。また、亜鉛系メッキ鋼板で
は、表面の酸化皮膜の組成により接着性が異なり、酸化
皮膜中にＺｎ酸化物が多いほど接着性に劣ることが明ら
かとなった。更に、亜鉛系メッキ鋼板の表面にＮｉ−Ｏ
系皮膜を形成し、しかも、その皮膜の表面に金属Ｎｉが
露出していない場合に接着性が一層向上することが明ら
かとなった。

【００１８】この発明は、上述した知見に基づいてなさ
れたものであって、この発明の亜鉛系メッキ鋼板は、少
なくとも１方の面のメッキ層表面に、Ｎｉ酸化物、Ｎｉ
水酸化物および金属Ｎｉを含有してなるＮｉ−Ｏ系皮膜
が形成された亜鉛系メッキ鋼板であって、上記Ｎｉ−Ｏ
系皮膜の内の表層部はＮｉ酸化物およびＮｉ水酸化物か
らなる酸化物系層で構成され、上記酸化物系層の厚さ
が、０．５〜５ｎｍの範囲内にあることに特徴を有する
ものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に、この発明の亜鉛系メッキ鋼
板のメッキ層の表面に形成されがＮｉ−Ｏ系皮膜の組
成、並びに、Ｎｉ−Ｏ系皮膜の内の表層部に形成された
Ｎｉ酸化物およびＮｉ水酸化物からなる酸化物系層の厚
さを上述したように限定した理由を述べる。図１に、こ
の発明の亜鉛系メッキ鋼板の、表面に直角方向断面の構
造を示す。２１は鋼板、２２は亜鉛系メッキ層、２３は
Ｎｉ−Ｏ系皮膜、そして２４はＮｉ酸化物およびＮｉ水
酸化物からなる酸化物系層である。

【００２０】前述したように、亜鉛系メッキ鋼板のメッ
キ層２２の表面に、Ｎｉ酸化物、Ｎｉ水酸化物および金
属ＮｉからなるＮｉ−Ｏ系皮膜２３が形成され、このＮ
ｉ−Ｏ系皮膜２３の内の表層部に適正な厚さのＮｉ酸化
物およびＮｉ水酸化物からなる酸化物系層２４が存在す
ると、プレス成形性および接着性が向上する。ここで、
Ｎｉ−Ｏ系皮膜２３とは、前述したように、Ｎｉ酸化物
および金属Ｎｉのみならず、Ｎｉ水酸化物をも含むべき
であるとした理由は、亜鉛系メッキ鋼板等の表面に、Ｎ
ｉ酸化物および金属Ｎｉからなる皮膜を形成させる場合
には、その形成方法の如何を問わず、不可避的にＮｉ水
酸化物が上記皮膜に随伴して形成されることにある。な
お、図１は、Ｎｉ−Ｏ系皮膜２３が両表面に形成された
亜鉛系メッキ鋼板を示したが、その用途によっては片表
面だけにその皮膜が形成されたものでもよい。

【００２１】この発明におけるＮｉ−Ｏ系皮膜は、Ｎｉ
−Ｏ系皮膜下の亜鉛系メッキ皮膜内に、下層の亜鉛系メ
ッキ層に不可避的に含有される成分元素、即ち、Ｚｎ、
Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｗ、Ｓ
ｎ、Ｐｂ、ＮｂおよびＴａ等の成分元素が、酸化物、水
酸化物および／または金属単体の形態で不可避的に取り
込まれていてもよい。このような場合でも、上述したＮ
ｉ−Ｏ系皮膜の効果は奏されるからである。

【００２２】しかしながら、Ｎｉ−Ｏ系皮膜の内の表層
部の酸化物系層の厚さが、０．５ｎｍ未満では、上記皮
膜の表面に部分的に金属Ｎｉが存在するようになり、接
着性向上の効果が認められない。一方、上記酸化物系層
の厚さが、５ｎｍを超えて厚くなると、その酸化物系層
の凝集破壊が生じるため、プレス成形性の向上効果が得
られず、更に、リン酸塩結晶の生成が抑制されて、化成
処理性も劣化する。従って、亜鉛系メッキ鋼板のメッキ
層の表面に形成させるＮｉ−Ｏ系皮膜の内の表層部の酸
化物系層の厚さを、０．５〜５ｎｍの範囲内に限定すべ
きである。

【００２３】上述したように、表面に、Ｎｉ−Ｏ系皮膜
が形成され、この皮膜の内の表層部に厚さ０．５〜５ｎ
ｍの範囲内の酸化物系層が形成されることにより、亜鉛
系メッキ鋼板のプレス成形性および接着性が向上する
が、更に望ましくは、Ｎｉ−Ｏ系皮膜の付着量を、皮膜
中金属の合計量換算で１０ｍｇ／ｍ² 以上にすることに
より、プレス成形性および接着性が一層向上し、且つ、
スポット溶接性が確保される。一方、その付着量が、前
記合計量換算で１５００ｍｇ／ｍ² 超では、亜鉛系メッ
キ鋼板のプレス成形性および接着性が飽和し、且つ、化
成処理時にリン酸塩結晶の生成が抑制されて化成処理性
が劣るため、Ｎｉ−Ｏ系皮膜の付着量の、皮膜中金属の
合計量換算で１５００ｍｇ／ｍ² 以下にすることが望ま
しい。

【００２４】この発明のＮｉ−Ｏ系皮膜の形成方法は、
特に限定されるものではなく、所定の化学成分組成を有
する水溶液を用いる置換メッキ、酸化剤含有の水溶液へ
の浸漬による方法、酸化剤含有の水溶液中での陰極電解
処理および陽極電解処理、所定の水溶液の吹付け、ロー
ル塗布等、並びに、レーザーＣＶＤ、光ＣＶＤ、真空蒸
着およびスパッタ蒸着法等の気相メッキ法を採用するこ
とができる。

【００２５】本発明者らは、この発明のＮｉ−Ｏ系皮膜
を形成させるための置換メッキによる下記方法を完成さ
せた。即ち、Ｎｉイオンのイオン濃度が０．１ｍｏｌ／
ｌ以上、温度が４０〜７０℃、ｐＨ２．０〜４．０の塩
酸性水溶液に、５〜５０秒浸漬後、空気とオゾンとの混
合雰囲気中で酸化し、Ｎｉ−Ｏ系皮膜の厚さを調整する
という方法である。

【００２６】なお、上述した各種方法により形成させた
Ｎｉ−Ｏ系皮膜の内の表層部の酸化物系層の厚さ、Ｎｉ
−Ｏ系皮膜の化学成分組成および電子状態を測定するた
めの方法は特に限定されず、例えば、下記方法が挙げら
れる。即ち、Ａｒイオンスパッタリングと組み合わせた
Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）により、被検体の表面から
深さ方向分析を行なう方法、角度分解ＸＰＳにより被検
体の表面から深さ方向分析を行なう方法、シンクロトロ
ン放射光（ＳＯＲ）により入射Ｘ線のエネルギーを変え
ＸＰＳを用いて被検体の表面から深さ方向分析を行なう
方法、オージェ電子分光法（ＡＥＳ）または２次イオン
質量分析法（ＳＩＭＳ）などで、被検体の表面から深さ
方向分析を行なう方法などが挙げられる。

【００２７】例えば、Ａｒイオンスパッタリングと組み
合わせたＸＰＳで測定する場合、所定の深さまでスパッ
タした後、被測定各元素のスペクトル強度から相対感度
因子補正により、その深さでの組成を求めることができ
る。この分析を表面から繰り返すことによりメッキ皮膜
中の深さ方向に対する組成分布を測定することができ
る。この測定法において、水酸化物あるいは酸化物とし
てのＮｉは、ある深さで最大濃度となった後、減少し一
定になる。水酸化物あるいは酸化物としてのＮｉが、最
大濃度より深い位置で、最大濃度と一定濃度との和の１
／２となる深さをＮｉ−Ｏ系皮膜の内の表層部の酸化物
系層の厚さとする。

【００２８】本発明において用いられる亜鉛系メッキ鋼
板とは、母材である鋼板上に溶融メッキ法、電気メッキ
法、または気相メッキ法等の方法でメッキ層を形成させ
た鋼板であり、また、亜鉛系メッキ層の化学成分組成
は、純亜鉛のほか、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ａ
ｌ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｗ、Ｓｎ、Ｐｂ、ＮｂおよびＴａ等の
金属もしくは酸化物、または、有機物等の内、一種また
は二種以上を所定量含有する単層または複層のメッキ層
からなるものであればよい。また、前記メッキ層にＳｉ
Ｏ₂ 、Ａｌ₂ Ｏ₃ 等の微粒子を含有してもよい。その
他、亜鉛系メッキ鋼板として、メッキ層の成分元素は同
じであって組成の異なる複数の層からなる複層メッキ鋼
板や、メッキ層の構成元素は同じであってメッキ層の厚
さ方向に組成を変化させた機能傾斜メッキ鋼板を使用す
ることも可能である。

【００２９】上述したＮｉ−Ｏ系皮膜は、亜鉛系メッキ
鋼板の少なくとも１方の面のメッキ層表面に形成されて
いるので、車体製造工程のどのような工程において、ど
のような車体部分に使用される鋼板であるかに応じて、
その皮膜を１方の面あるいは両面に形成されたものを適
宜選択することができる。

【００３０】

【実施例】次に、本発明を実施例により更に詳細に説明
する。先ず、Ｎｉ−Ｏ系皮膜を形成処理する前の亜鉛系
メッキ鋼板（以下、原板という）を調製した。調製され
た原板は、下記７つのメッキ種を施されたものからな
り、メッキの方法、メッキ組成およびメッキ付着量に応
じて下記の記号を付した。

【００３１】ＧＡ：合金化溶融亜鉛メッキ鋼板（１０ｗ
ｔ．％Ｆｅ、残部Ｚｎ）であり、付着量は両面共に６０
ｇ/m² である。 ＧＩ：溶融亜鉛メッキ鋼板であり、付着量は両面共に９
０ｇ／ｍ² である。 ＥＧ：電気亜鉛メッキ鋼板であり付着量は両面共に４０
ｇ／ｍ² である。 Ｚｎ−Ｆｅ：電気Ｚｎ−Ｆｅ合金メッキ鋼板（１５ｗ
ｔ．％Ｆｅ）であり、付着量は両面共に４０ｇ／ｍ² で
ある。 Ｚｎ−Ｎｉ：電気Ｚｎ−Ｎｉ合金メッキ鋼板（１２ｗ
ｔ．％Ｎｉ）であり、付着量は両面共に３０ｇ／ｍ² で
ある。 Ｚｎ−Ｃｒ：電気Ｚｎ−Ｃｒ合金メッキ鋼板（４ｗｔ．
％Ｃｒ）であり、付着量は両面共に２０ｇ／ｍ² であ
る。 Ｚｎ−Ａｌ：溶融Ｚｎ−Ａｌ合金メッキ鋼板（５ｗｔ．
％Ａｌ）であり、付着量は両面共に６０ｇ／ｍ² であ
る。

【００３２】このように調製された亜鉛系メッキ鋼板の
メッキ表面に、Ｎｉ−Ｏ系皮膜を次の方法で形成させ
た。即ち、Ｎｉイオンのイオン濃度が０．１ｍｏｌ／ｌ
以上、温度が４０〜７０℃、ｐＨ２．０〜４．０の塩酸
性水溶液中に、５〜５０秒浸漬する。浸漬時間の調整に
より、Ｎｉ−Ｏ系皮膜の付着量を所定値に変化させた。
また、空気とオゾンとの混合雰囲気中で酸化し、Ｎｉ−
Ｏ系皮膜の内の表層部の酸化物系層の厚さを調整した。

【００３３】このようにして得られた各亜鉛系メッキ鋼
板について、Ｎｉ−Ｏ系皮膜の内の表層部の酸化物系層
の厚さおよびその付着量を測定した。表１および表２
に、本発明の範囲内の亜鉛系メッキ鋼板（以下、「本発
明供試体」という）Ｎo.１〜４６についての、また、表
３に、本発明の範囲外の亜鉛系メッキ鋼板（以下「比較
用供試体」という）Ｎo.１〜１４についての、測定結果
を示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【表２】

【００３６】

【表３】

【００３７】なお、Ｎｉ−Ｏ系皮膜の内の表層部の酸化
物系層の厚さおよびその付着量は下記の方法で測定し
た。 〔Ｎｉ−Ｏ系皮膜の内の表層部の酸化物系層の厚さの測
定方法〕ＡｒイオンスパッタリングとＸＰＳとの組み合
わせにより測定した。供試体表面所定の深さまでＡｒイ
オンスパッタした後、ＸＰＳによるＮｉ−Ｏ系皮膜中各
元素の測定を表面から繰り返すことによって、Ｎｉ−Ｏ
系皮膜中の深さ方向に対する各元素の組成分布を測定し
た。特に、Ｎｉについては、Ｎｉ２ｐ電子のＸＰＳスペ
クトルの結合エネルギ−の違いから、Ｎｉ水酸化物を含
んだＮｉ酸化物と、金属Ｎｉとの状態を区別し、深さ方
向に対するＮｉの組成分布を測定した。ここで、相対感
度因子補正によってＮｉ酸化物の組成を求めた。但し、
Ｎｉ水酸化物を含んだＮｉ酸化物と、金属Ｎｉとの相対
感度因子は同じであるとした。

【００３８】この測定方法において、水酸化物または酸
化物としてのＮｉは、ある深さで最大濃度となった後、
減少し一定になる。水酸化物または酸化物としてのＮｉ
が、最大濃度より深い位置で、最大濃度と一定濃度との
和の１／２となる深さをＮｉ−Ｏ系皮膜の内の表層部の
酸化物系層の厚さとする。なお、スパッタ速度の標準試
料には、Ｔａ₂ Ｏ₅ を用いた。そのスパッタ速度は６ｎ
ｍ／ｍｉｎであった。

【００３９】更に、最表層に存在する上記酸化物系層に
よる、当該酸化物系層よりも下層部分に存在する金属Ｎ
ｉから発生した光電子の吸収量の、入射Ｘ線のエネルギ
−に対する依存性から、上記酸化物系層の厚さの確認も
行なった。

【００４０】上述した各供試体について、プレス成形性
および接着性、並びに、スポット溶接性および化成処理
性の評価試験を行ない、その試験結果を表１〜３に併記
した。

【００４１】プレス成形性は、供試体とプレス機のビー
ドとの摩擦係数で、接着性は、剥離強度で評価した。な
お、スポット溶接性および化成処理性の評価も、それぞ
れ、連続打点数およびリン酸亜鉛皮膜結晶の形成状態で
評価した。各評価試験方法は下記の通りである。

【００４２】〔摩擦係数測定試験〕プレス成形性を評価
するために、各供試体の摩擦係数を、下記装置により測
定した。図２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
測定用の試料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
摩擦係数測定用の試料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。なお、潤滑
油として、日本パーカライジング社製ノックスラスト５
５０ＨＮを、試料１の表面に塗布して試験を行なった。

【００４３】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。

【００４４】図３は、使用したビ−ドの形状・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１
０ｍｍ、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。

【００４５】〔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に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
２００ｍｍ／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。剥離強度が１２ｋｇｆ／２
５ｍｍ以上のものが接着性が良好である。

【００４６】〔連続打点性試験〕スポット溶接性を評価
するために、各供試体について連続打点性試験を行なっ
た。同じＮO.の供試体を２枚重ね、それを両面から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 ・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×ｔ^1/2 （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、上記打点数を電
極寿命とし、電極寿命が５０００点以上の場合は◎、５
０００未満３０００点以上の場合は○、３０００未満１
５００点以上の場合は△、１５００点未満の場合は×で
示した。

【００４７】〔化成処理性〕化成処理性を評価するため
に、次の試験を行なった。各供試体を、自動車塗装下地
用の浸漬型リン酸亜鉛処理液（日本パ−カライジング社
製ＰＢＬ３０８０）で通常の条件で処理し、その表面に
ンリン酸亜鉛皮膜を形成させた。このようにして形成さ
れたリン燐酸亜鉛皮膜の結晶状態を走査型電子顕微鏡
（ＳＥＭ）により観察した。その結果、リン酸亜鉛皮膜
が正常に形成されているものを○、リン酸亜鉛皮膜が形
成されていないか、あるいは結晶にスケが発生している
ものを×で表わした。

【００４８】表１〜３の試験結果から下記事項がわか
る。本発明の範囲外にある比較用供試体については、下
記の通りである。 Ｎｉ−Ｏ系皮膜が形成されていないものは、そのメ
ッキ種が、記号：ＧＡ、ＧＩ、ＥＧ、Ｚｎ−Ｆｅ、Ｚｎ
−Ｎｉ、Ｚｎ−ＣｒおよびＺｎ−Ａｌのいずれの場合で
あっても、プレス成形性および接着性において劣る（比
較用供試体Ｎo.１〜７参照）。 Ｎｉ−Ｏ系皮膜の内の表層部の酸化物系層が形成さ
れていても、その厚さが本発明の範囲よりも薄い場合
は、やはりプレス成形性および接着性に劣る（比較用供
試体Ｎo.９および１２参照）。 Ｎｉ−Ｏ系皮膜の内の表層部の酸化物系層の厚さが
本発明の範囲を超えて厚い場合は、プレス成形性の向上
効果が得られない（比較用供試体Ｎo.８、１０、１１、
１３および１４）。但し、接着性の向上は認められる
が、これは酸化物系層が厚いために亜鉛系メッキ層のＺ
ｎ酸化物の影響がマスキングされるためと思われる。

【００４９】これに対して、本発明の範囲内にある本発
明供試体については、亜鉛系メッキ種が、記号：ＧＡ、
ＧＩ、ＥＧ、ＺｎＦｅ、ＺｎＮｉ、ＺｎＣｒまたはＺｎ
Ａｌのいずれであっても、プレス成形性および接着性化
おいて優れている（本発明供試体Ｎo.１〜４６参照）。
この内、Ｎｉ−Ｏ系皮膜の付着量が金属の合計換算量で
１０〜１５００ｍｇ／ｍ² の範囲内のものは、スポット
溶接性および化成処理性についても優れている。なお、
Ｎｉ−Ｏ系皮膜の内の表層部の酸化物系層の厚さが本発
明の範囲の下限値の場合、皮膜の付着量が金属の合計量
換算で１０ｍｇ／ｍ² 未満のものは、スポット溶接性は
確保されないが、プレス成形性、接着性とともに化成処
理性も優れている（本発明供試体Ｎo.２１参照）。ま
た、Ｎｉ−Ｏ系皮膜の内の表層部の酸化物系層の厚さが
本発明の範囲内であっても、皮膜の付着量が金属の合計
換算量で１５００ｍｇ／ｍ² を超えるものは、化成処理
性においては劣るが、プレス成形性、接着性とともにス
ポット溶接性も優れている（本発明供試体Ｎo.２２、４
１および４４参照）。

【００５０】

【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Ｎｉ−
Ｏ系皮膜が、亜鉛または亜鉛合金メッキ層より硬質で、
且つ、高融点であるために、亜鉛系メッキ鋼板のプレス
成形時におけるメッキ層表面とプレス金型との摺動抵抗
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。更に、上記Ｎｉ−Ｏ系皮膜により、接着板の剥
離強度が向上する。かくして、プレス成形性および接着
性に優れた亜鉛系メッキ鋼板を提供することができる、
工業上有用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の亜鉛系メッキ鋼板の、表面に直角方
向断面の構造を示す図である。

【図２】摩擦係数測定装置を示す概略正面図である。

【図３】図１中のビ−ドの形状・寸法を示す概略斜視図
である。

【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。

【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。

【符号の説明】

１ 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 ２１ 鋼板 ２２ 亜鉛系メッキ層 ２３ Ｎｉ−Ｏ系皮膜 ２４ 酸化物系層 Ｐ 引張荷重 Ｆ 摺動抵抗力

───────────────────────────────────────────────────── 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８−296058（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C23C 28/00 C23C 30/00 C25D 5/26 C23C 18/50

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１方の面のメッキ層表面に、
   Ｎｉ酸化物、Ｎｉ水酸化物および金属Ｎｉを含有してな
   るＮｉ−Ｏ系皮膜が形成された亜鉛系メッキ鋼板であっ
   て、前記Ｎｉ−Ｏ系皮膜の内の表層部はＮｉ酸化物およ
   びＮｉ水酸化物からなる酸化物系層で構成され、前記酸
   化物系層の厚さが、０．５〜５ｎｍの範囲内にあること
   を特徴とするプレス成形性および接着性に優れた亜鉛系
   メッキ鋼板。