JP7124990B1 - 溶接継手及び自動車部品 - Google Patents
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Abstract
Description
溶接継手であって、第1鋼板と、第2鋼板と、前記第1鋼板及び前記第2鋼板を接合するスポット溶接部と、を備え、
前記第1鋼板の前記第2鋼板に向かい合う面の上に、第1めっき層が備えられ、
前記第2鋼板の前記第1鋼板に向かい合う面の上に、めっき層が存在しないか、又は、第2めっき層が備えられ、
前記スポット溶接部が、ナゲットとコロナボンドとを備え、
前記第1鋼板と前記第2鋼板との間、且つ、前記コロナボンドの端部から前記スポット溶接部の外側に向かって0.5mmの範囲に、境界めっき層が備えられ、
前記第1鋼板の引張強さと前記第2鋼板の引張強さとのうちの高い方の引張強さが、780MPa以上であり、
前記境界めっき層の断面におけるη―Zn相の面積率が5%以上であり、
前記第1めっき層及び前記第2めっき層が、以下の関係I及びIIを満たす、
溶接継手
を開示する。
関係II:0.001≧[(前記第1めっき層のMg組成(質量%))×(前記第1めっき層の付着量(g/m2))+(前記第2めっき層のMg組成(質量%))×(前記第2めっき層の付着量(g/m2))]/[(前記第1めっき層のZn組成(質量%))×(前記第1めっき層の付着量(g/m2))+(前記第2めっき層のZn組成(質量%))×(前記第2めっき層の付着量(g/m2))]
ここで、前記第2めっき層が存在しない場合、第2めっき層のAl組成、Zn組成、Mg組成及び付着量は0である。
図1に示されるように、溶接継手100は、第1鋼板10と、第2鋼板20と、第1鋼板10及び第2鋼板20を接合するスポット溶接部30と、を備える。ここで、前記第1鋼板10の前記第2鋼板20に向かい合う面の上に、第1めっき層11が備えられる。前記第2鋼板20の前記第1鋼板10に向かい合う面の上に、めっき層が存在しないか、又は、第2めっき層21が備えられる。前記スポット溶接部30は、ナゲット31とコロナボンド32とを備える。前記第1鋼板10と前記第2鋼板20との間、且つ、前記コロナボンド32の端部から前記スポット溶接部30の外側に向かって0.5mmの範囲に、境界めっき層50が備えられる。溶接継手100においては、前記第1鋼板10の引張強さと前記第2鋼板20の引張強さとのうちの高い方の引張強さが、780MPa以上であり、前記境界めっき層50の断面におけるη-Zn相の面積率が5%以上であり、前記第1めっき層10及び前記第2めっき層20が、以下の関係I及びIIを満たすことに特徴がある。
溶接継手100においては、第1鋼板10及び第2鋼板20のうちの少なくとも一つが、780MPa以上の引張強さを有する。言い換えれば、第1鋼板10の引張強さと第2鋼板20の引張強さとのうちの高い方の引張強さが、780MPa以上である。すなわち、溶接継手100においては、第1鋼板10の引張強さが780MPa以上、且つ、第2鋼板20の引張強さが780MPa未満であってもよく、第1鋼板10の引張強さが780MPa未満、且つ、第2鋼板20の引張強さが780MPa以上であってもよく、第1鋼板10及び第2鋼板20の双方の引張強さが780MPa以上であってもよい。このように、溶接継手100が引張強さ780MPa以上の高強度鋼板を含む場合に、LME割れの問題が顕著となり易い。第1鋼板10と第2鋼板20とは、互いに同程度の引張強さを有してもよいし、互いに異なる引張強さを有してもよい。また、溶接継手100においては、第1鋼板10の引張強さと第2鋼板20の引張強さとのうちの高い方の引張強さが、980MPa以上、1180MPa以上又は1470MPa以上であってもよい。引張強さの上限は特に限定されるものではないが、例えば、2500MPa以下、2200MPa以下又は2000MPa以下であってもよい。尚、本願にいう鋼板の「引張強さ」とは、ISO 6892-1:2009にしたがうものである。
溶接継手100においては、第1鋼板10の第2鋼板20に向かい合う面の上に、第1めっき層11が備えられる。また、第2鋼板20の第1鋼板10に向かい合う面の上に、めっき層が存在しないか、又は、第2めっき層21が備えられる。図1には、第1めっき層11と第2めっき層21との両方を備える形態が示されているが、溶接継手100におけるめっき層の形態はこれに限定されない。溶接継手100においては、第1鋼板10及び第2鋼板20が、めっき層を挟んで溶接されればよい。尚、第1鋼板10の第2鋼板20に向かい合わない面の上には、めっき層があってもなくてもよい。また、第2鋼板20の第1鋼板10に向かい合わない面の上には、めっき層があってもなくてもよい。第1めっき層11と、第2めっき層21とは、互いに同じ種類であっても異なる種類であってもよい。第1めっき層11及び第2めっき層21の化学組成は、後述する関係I及びIIが満たされ、境界めっき層50においてη-Zn相についての所定の面積率が満たされる限り、特に限定されるものではない。第1めっき層11及び第2めっき層21は、Zn系めっきであってよく、例えば、以下の化学組成を有していてもよい。
めっき層にAlを含ませることで、LME割れが抑制され易くなる。また、めっき層の耐食性が向上する場合がある。第1めっき層11及び第2めっき層21の各々におけるAlの含有量は、質量%で、0%であってもよく、0.010%以上、0.100%以上、0.500%以上、1.0%以上、又は3.0%以上であってもよい。また、第1めっき層11及び第2めっき層21の各々におけるAlの含有量は、質量%で、90.0%以下、80.0%以下、70.0%以下、60.0%以下、50.0%以下、40.0%以下、30.0%以下、20.0%以下、10.0%以下、又は5.0%以下であってもよい。ただし、上記関係Iから自明なように、第1めっき層11と第2めっき層21とのうちの少なくとも一方が、Alを含む。言い換えれば、溶接継手100においては、第1めっき層11及び第2めっき層21のうちのいずれか一方が、Alを含まないものであってもよいし、第1めっき層11及び第2めっき層21のうちのいずれか一方又は両方がAlを含むものであってもよい。
めっき層にMgを含ませることで、めっき層の耐食性が向上する場合がある。一方で、LME割れをより効果的に抑制するためには、めっき層中のMgの含有量を少なくするとよい。第1めっき層11及び第2めっき層21の各々におけるMgの含有量は、質量%で、0%であってもよく、0.001%以上、0.005%以上又は0.010%以上であってもよい。また、第1めっき層11及び第2めっき層21の各々におけるMgの含有量は、質量%で、60.0%以下、40.0%以下、20.0%以下、10.0%以下、5.0%以下、1.0%以下、0.100%以下、0.080%以下又は0.050%以下であってもよい。溶接継手100においては、第1めっき層11及び第2めっき層21のうちののいずれか一方又は両方がMgを含まないものであってもよいし、第1めっき層11及び第2めっき層21のうちのいずれか一方又は両方がMgを含むものであってもよい。
鋼板の表面にめっき層を形成した後に熱処理した場合、鋼板からめっき層へとFeが拡散する場合がある。第1めっき層11及び第2めっき層21の各々におけるFeの含有量は、質量%で、0%であってもよく、1.0%以上、2.0%以上、3.0%以上、4.0%以上又は5.0%以上であってもよい。また、第1めっき層及び第2めっき層21の各々におけるFeの含有量は、質量%で、65.0%以下、55.0%以下、45.0%以下、35.0%以下、25.0%以下、15.0%以下、12.0%以下、10.0%以下、8.0%以下又は6.0%以下であってもよい。
めっき層にSiを含ませることで、めっき層の耐食性が向上する場合がある。第1めっき層11及び第2めっき層21の各々におけるSiの含有量は、質量%で、0%であってもよく、0.005%以上又は0.010%以上であってもよい。また、第1めっき層11及び第2めっき層21の各々におけるSiの含有量は、質量%で、10.0%以下、5.0%以下、3.0%以下、2.5%以下、2.0%以下、1.5%以下又は1.0%以下であってもよい。
第1めっき層11及び第2めっき層21は、各々、任意に、質量%で、Sb:0~0.50%、Pb:0~0.50%、Cu:0~1.0%、Sn:0~1.0%、Ti:0~1.0%、Sr:0~0.50%、Cr:0~1.0%、Ni:0~1.0%、及びMn:0~1.0%のうち1種又は2種以上を含有してもよい。これらの任意添加元素の合計含有量は、例えば、5.0%以下又は2.0%以下であってもよい。
溶接継手100においては、第1めっき層11及び第2めっき層21が以下の関係Iを満たす。言い換えれば、第1めっき層11及び第2めっき層21に含まれる成分をめっき層の付着量を考慮して加重平均した平均Al/Znが以下の関係Iを満たす。尚、本開示において、化学組成に関して「平均」という場合は、この加重平均を意味する。
溶接継手100においては、第1めっき層11及び第2めっき層21が以下の関係IIを満たす。言い換えれば、第1めっき層11及び第2めっき層21に含まれる成分をめっき層の付着量を考慮して加重平均した平均Mg/Znが以下の関係IIを満たす。
溶接継手100においては、第1鋼板10と第2鋼板20とがスポット溶接部30によって接合される。図1に示されるように、第1鋼板10及び第2鋼板20に対してスポット溶接がなされると、電極により加圧された部分にナゲット31と呼ばれる鋼成分及び/又はめっき層成分が溶融凝固した部分が形成され、そしてそのナゲット31の周囲に前記成分が溶融せずに接合したコロナボンド32が形成される。尚、「コロナボンド」とは、ナゲットの周囲に形成された第1鋼板と第2鋼板とが圧接された箇所である。通常はコロナボンドの箇所にあっためっき層は、コロナボンド形成時にコロナボンドの周囲に押し出される。コロナボンドにはZnが残留することがある。この場合、Znは第1鋼板と第2鋼板に固溶した状態で残留する。Znが固溶していてもコロナボンドにおいて第1鋼板と第2鋼板とは隙間なく接しているのでコロナボンドの端部は判別可能である。また、コロナボンドにおいて固溶したZnから、後述するZn侵入部が形成されることは無い。固溶したZnは高温でもα-(Fe,Zn)相として存在し、Znが析出するようなことは無いからである。ナゲット31及びコロナボンド32は、化学組成が異なるため、例えば走査型電子顕微鏡(SEM)の反射電子像(BSE像)により容易に判別可能である。溶接継手100におけるナゲット31の形状や組成については特に限定されない。
溶接継手100においては、スポット溶接部30の周囲(コロナボンド32の周囲)にセパレーション部40が存在する。セパレーション部40は、スポット溶接による溶接や圧接が生じていない部分をいう。すなわち、「セパレーション部」とは、コロナボンドの周囲の第1鋼板と第2鋼板とが直接接していない箇所をいう。例えば図1に示されるように、スポット溶接部30の周囲のセパレーション部40においては、第1鋼板10と第2鋼板20との溶接や圧接がなされず、第1鋼板10と第2鋼板20との間に隙間が存在し得る。セパレーション部40における隙間の大きさは、特に限定されるものではない。
「境界めっき層」とは、コロナボンドの周囲にある溶接入熱により融けて固まっためっき層である。境界めっき層は、境界部ともいう。溶接継手100において、境界めっき層50は、コロナボンド32の端部からスポット溶接部30の外側に向かって0.5mmの範囲に含まれる。すなわち、第1鋼板10と第2鋼板20との互いに向き合う面に存在するめっき層11、21のうち、コロナボンド32の端部からスポット溶接部30の外側に向かって0.5mmの区間にあるめっき層が、スポット溶接により、境界めっき層50になる。また、コロナボンド32になった箇所にあっためっき層がスポット溶接時にコロナボンドの外側に押し出されて境界めっき層50の一部を形成する。スポット溶接の溶接入熱が高ければ、境界めっき層50になる区間はスポット溶接の外側に向かってさらに拡大する。また、第2鋼板20の第1鋼板10に向き合う面にめっき層が無い場合、コロナボンド32に隣接するセパレーション部40の第2鋼板20側に第1鋼板のめっき層が融けて回り込んで境界めっき層50を形成することがある。境界めっき層50は、図1に示されるように、扇形状(半円状)の断面形状を有していてもよいし、これ以外の形状を有していてもよい。境界めっき層50の形状は、スポット溶接条件等によって変化し得る。
境界めっき層50は、その少なくとも一部において、或いは、その平均化学組成において、AlとZnとの質量比Al/Znが、0.003以上、0.030以下であってもよい。本発明者の新たな知見によると、境界めっき層50においてこのような所定範囲の量にてAlが含まれることで、鋼板の粒界に対するZnの侵入速度が遅くなり、LME割れが生じ難くなる。AlによってLME割れが抑制される推定メカニズムについては上述の通りである。境界めっき層50は、その少なくとも一部において、或いは、その平均化学組成において、AlとZnとの質量比Al/Znが、0.003以上、0.005以上又は0.007以上であってもよく、0.025以下、0.020以下、0.015以下又は0.010以下であってもよい。
境界めっき層50は、その少なくとも一部において、或いは、その平均化学組成において、MgとZnとの質量比Mg/Znが、0.001以下であってもよい。本発明者の新たな知見によると、境界めっき層50におけるMg/Znが所定以下であることで、LME割れが生じ難くなる。すなわち、境界めっき層50においては、上記AlによるLME抑制効果を効果的に発現するため、Mg量を少なくするとよい。境界めっき層50は、その少なくとも一部において、或いは、その平均化学組成において、MgとZnとの質量比Mg/Znが、0.0005以下であってもよく、実質的に0であってもよい。
境界めっき層50は、その少なくとも一部において、或いは、その平均化学組成において、Feの濃度が65.0質量%以下、55.0質量%以下、45.0質量%以下、35.0%質量以下、25.0質量%以下、15.0質量%以下、12.0質量%以下、10.0質量%以下、8.0質量%以下又は6.0質量%以下であってもよい。上述したように、境界めっき層50は、スポット溶接の際、めっき層11、21由来の金属成分や鋼板10、20由来の金属成分が溶融等して混ざり合うことにより形成される。すなわち、スポット溶接時、鋼板10、20から境界めっき層50へとFeが拡散し得る。本発明者の新たな知見によると、スポット溶接時に液相のZnと共存するFeの濃度が低い場合(すなわち、鋼板10、20から境界めっき層50へのFeの拡散が小さい場合)、鋼板10、20に対するZnの侵入が抑制される傾向にある。鋼板10、20から境界めっき層50へのFeの拡散を抑制するためには、例えば、鋼板10、20のうちの少なくとも一方に対して、後述する内部酸化処理を施すことが有効である。尚、ホットスタンプ等によって溶接前のめっき層11、21にFeが多量に含まれていたとしても、溶接時に液相のZnと共存するFeの濃度は必ずしも高くはならない。これは、ホットスタンプ等によってめっき層11、21中に拡散したFeが、その他の金属とともに高融点金属間化合物を形成し得ることから、溶接時には溶融し難いためである。
境界めっき層50において、上記した成分以外の成分の含有量については特に限定されるものではない。例えば、境界めっき層50は、その少なくとも一部において、或いは、その平均化学組成において、Siを0.001質量%以上、10.0質量%以下含んでいてもよい。また、上述したように、境界めっき層50は、めっき層11、21や鋼板10、20に由来するその他の元素や不純物を含んでいてもよい。
上述したように、境界めっき層50におけるFeの濃度が低い場合、鋼板10、20に対するZnの侵入が抑制される傾向にある。すなわち、境界めっき層50には、Fe濃度の低い相が一定以上含まれるとよい。本発明者の知見によると、境界めっき層50の断面において、η―Zn相の面積率が5%以上である場合に、LME割れが一層抑制され易い。「η-Zn相」とは、Fe濃度が5質量%以下のZn相である。境界めっき層50の断面におけるη-Zn相の面積率は、10%以上、15%以上又は20%以上であってもよく、90%以下、80%以下又は70%以下であってもよい。境界めっき層50の断面におけるη-Zn相の面積率は、境界めっき層50の断面における金属組成を測定すること等によって特定可能である。η-Zn相の面積率の測定方法については、実施例にて詳述する。
境界めっき層50は、長径が0.5μm以上である酸化物を1個以上有していてもよい。すなわち、境界めっき層50の切断面を観察した場合に、長径0.5μm以上の酸化物があってもよい。また、境界めっき層50は、長径が0.5μm以上である酸化物を2個以上、3個以上、5個以上、10個以上又は20個以上有していてもよい。さらには、境界めっき層50は、長径が1.5μm以上である酸化物を2個以上、3個以上、5個以上、10個以上又は20個以上有していてもよい。後述するように、鋼板10、20のうちの少なくとも一つに内部酸化処理が施されている場合、スポット溶接時、鋼板10、20から境界めっき層50へと内部酸化物が拡散し得る。当該内部酸化物は、鋼材に所定の焼鈍処理(焼鈍の前処理を含む)を行うことで得ることができる。酸化物は、酸素に加え、鋼板10、20中に含まれる元素のうち1種又は2種以上を含むものであって、典型的に、Si、O及びFeを含み、場合によりさらにMnを含み得る。より具体的には、酸化物は、典型的にSi:5~25%、Mn:0~10%、O:40~65%、及びFe:10~30%を含んでいてよい。当該酸化物は、これらの元素以外にも上述した元素を含んでもよい。酸化物は、Si及び/又はMnを含有する酸化物であってもよい。Si及び/又はMnを含有する酸化物は、腐食環境において、腐食生成物の絶縁皮膜化を促進し得る。これにより、溶接継手100の耐食性が向上する場合がある。尚、酸化物についての「長径」とは、当該酸化物を横切る最大の線分の長さをいう。酸化物の形状は、特に限定されず、円状、略円状、楕円状、多角形状などであってもよい。酸化物の長径は、0.7μm以上、1.0μm以上又は1.5μm以上であってもよい。酸化物の長径の上限は特に限定されないが、例えば、10.0μm以下であってもよい。
図2及び3に示されるように、溶接継手100においては、境界めっき層50に隣接する第1鋼板10及び第2鋼板20のうちの少なくとも一方に、Zn侵入部60が存在していてもよい。Zn侵入部60は、境界めっき層50から鋼粒界に沿って進展し得る。Zn侵入部60は、スポット溶接時に、めっき層に含まれるZnが鋼板の鋼粒界に侵入することによって形成され得る。尚、溶接継手100においてZn侵入部60が存在するからといって、これがLME割れに繋がるわけではない。
上述したように、溶接継手100においては、第1鋼板10と第2鋼板20とのうちの少なくとも一つが、内部酸化処理されたものであってもよい。例えば、溶接継手100においては、第1鋼板10と第2鋼板20とのうちの少なくとも一つが、深さ1.5μm以上、20.0μm以下の内部酸化層を有してもよい。より具体的には、例えば、溶接継手100は、第1鋼板10の第2鋼板20に向かい合う面側に、深さ1.5μm以上、20.0μm以下の内部酸化層を有するものであってもよい。尚、内部酸化層の「深さ」とは、鋼板(地鉄)表面からの深さをいう。第1鋼板10と第2鋼板20とのうちの少なくとも一つが所定の内部酸化層を有する場合、上述したように、LME割れが抑制され易い。特に、内部酸化層を有する鋼板におけるLME割れが抑制され易い。
溶接継手100の製造方法は、(1)第1鋼板10及び第2鋼板20を製造すること、ここで前記第1鋼板10の前記第2鋼板20と向かい合う面の上に第1めっき層11が備えられ、前記第2鋼板20の前記第1鋼板10と向かい合う面の上にめっき層が存在しないか、又は、第2めっき層21が備えられ、第1めっき層11及び第2めっき層21のうちの少なくとも一方が、Zn及びAlを含み、第1鋼板10の引張強さと第2鋼板20の引張強さとのうちの高い方の引張強さが、780MPa以上である、及び、(2)めっき層を挟むようにして前記第1鋼板10及び前記第2鋼板20を重ね合わせたうえでスポット溶接すること、を含み得る。以下、溶接継手100の製造方法の一例について説明するが、溶接継手100は、これ以外の方法によって製造されてもよい。
鋼板は、例えば、成分組成を調整した溶鋼を鋳造して鋼片を形成する鋳造工程、鋼片を熱間圧延して熱延鋼板を得る熱延工程、熱延鋼板を巻取る巻取工程、巻取った熱延鋼板を冷間圧延して冷延鋼板を得る冷延工程、冷延鋼板に対して通電処理する前処理工程、及び前処理した冷延鋼板を焼鈍する焼鈍工程を行うことで得ることができる。代替的に、熱延工程後に巻き取らず、酸洗してそのまま冷延工程を行ってもよい。その後、鋼板の表面にめっきを施すことで、めっき層を有する鋼板が製造される。
鋳造工程の条件は特に限定されない。例えば、高炉や電炉等による溶製に引き続き、各種の二次製錬を行い、次いで、通常の連続鋳造、インゴット法による鋳造などの方法で鋳造すればよい。
上記のように鋳造した鋼片を熱間圧延して熱延鋼板を得ることができる。熱延工程は、鋳造した鋼片を直接又は一旦冷却した後に再加熱して熱間圧延することにより行われる。再加熱を行う場合には、鋼片の加熱温度は、例えば1100℃~1250℃であってよい。熱延工程においては、通常、粗圧延と仕上圧延とが行われる。各圧延の温度や圧下率は、所望の金属組織や板厚に応じて適宜変更すればよい。例えば仕上げ圧延の終了温度を900~1050℃、仕上圧延の圧下率を10~50%としてもよい。
熱延鋼板は所定の温度で巻取ることができる。巻取温度は、所望の金属組織等に応じて適宜変更すればよく、例えば500~800℃であってよい。巻取る前又は巻取った後に巻き戻して、熱延鋼板に所定の熱処理を与えてもよい。代替的に、巻取工程は行わずに熱延工程後に酸洗して後述する冷延工程を行うこともできる。
熱延鋼板に酸洗等を行った後、熱延鋼板を冷間圧延して冷延鋼板を得ることができる。冷間圧延の圧下率は、所望の金属組織や板厚に応じて適宜変更すればよく、例えば20~80%であってよい。冷延工程後は、例えば空冷して室温まで冷却すればよい。
冷延鋼板を焼鈍する前に所定の前処理工程を行った場合、上記圧延工程で鋼板表面に形成される外部酸化膜などが適切に除去され、焼鈍時に酸素が鋼の内部に侵入し易くなり、鋼板の内部における酸化物の形成が促進され易い。また、鋼板表層に歪を導入すること等によって鋼板の内部における酸化物の形成を促進することもあり得る。すなわち、このような前処理工程を行った場合は、後述する焼鈍工程において所望の内部酸化物を生成し易い。当該前処理工程は、ブラシ等を用いた研削処理や電解処理を含んでいてよい。例えば、研削処理は、NaOHを0.5~4.0質量%含む水溶液を冷延鋼板に塗布し、ブラシ圧下量0.5~4.0mm、回転量200~1200rpmでブラシ研削を施すことを含んでいてよい。電解処理は、例えば、pH8.0以上の溶液中で冷延鋼板を通電することを含んでいてよい。通電の際の電流密度は1.0~8.0A/dm2であるとよい。通電時間は5~10秒間であるとよい。このようなpH、電流密度及び通電時間に制御して通電処理を行うことで、後述する焼鈍工程において、内部酸化物を効率的に形成することができる。
焼鈍は、例えば0.1~20MPaの張力をかけた状態で行うのが好ましい。焼鈍時に張力をかけると鋼板に歪みをより効果的に導入することが可能となり、鋼板の内部に酸化物が生成されやすくなる。
めっき工程により、鋼板の表面に対してめっき層が形成される。めっき工程は、当業者に公知の方法に従って行えばよい。めっき工程は、例えば、溶融めっきにより行ってもよく、電気めっきにより行ってもよい。好ましくは、めっき工程は溶融めっきにより行われる。めっき工程の条件は、所望のめっき層の成分組成、厚さ及び付着量等を考慮して適宜設定すればよい。めっき処理の後、合金化処理を行ってもよい。典型的には、めっき工程の条件は、Al:0~90.0%、Mg:0~60.0%、Fe:0~15.0%、及びSi:0~10.0%を含み、残部がZn及び不純物からなるめっき層を形成するように設定するとよい。
以上のようにして鋼板10、20を製造した後は、鋼板10、20を重ね合わせて、少なくとも1箇所にスポット溶接を行う。スポット溶接の条件は、当業者に公知の条件で行えばよい。例えば、ドームラジアス型の先端直径6~8mmの溶接電極を用い、加圧力1.5~6.0kN、通電時間0.1~1.0s(5~50サイクル、電源周波数50Hz)、通電電流4~15kAにてスポット溶接を行うことができる。
溶接継手100は、上述のようにLME割れが抑制され易いものであり、様々な用途に適用され得る。例えば、自動車部品に適用されることが好ましい。好ましい形態において、自動車部品は、上記の溶接継手100を備え、第1鋼板10が車両外側に配置され、第2鋼板20が車両内側に配置され、第1めっき層11のAl組成よりも第2めっき層21のAl組成が低い。第1めっき層11のAl組成よりも第2めっき層21のAl組成が低い自動車部品において、[前記第1めっき層のAl組成(質量%)]/[第1めっき層のZn組成(質量%)]が0.030よりも大きくてもよい。或いは、好ましい形態において、自動車部品は、上記の溶接継手100を備え、第1鋼板10が車両外側に配置され、第2鋼板20が車両内側に配置され、第1めっき層11のMg組成よりも第2めっき層21のMg組成が低い。第1めっき層11のMg組成よりも第2めっき層21のMg組成が低い自動車部品において、[前記第1めっき層のMg組成(質量%)]/[第1めっき層のZn組成(質量%)]が0.001よりも大きくてもよい。
成分組成を調整した溶鋼を鋳造して鋼片を形成し、鋼片を熱間圧延し、酸洗した後に冷間圧延して冷延鋼板を得た。次いで、室温まで空冷し、冷延鋼板に酸洗処理を施して圧延により形成された内部酸化層を除去した。次いで、一部の冷延鋼板について、ブラシによる研削処理と電解処理とを行った。ブラシ研削処理は、冷延鋼板にNaOHを2.0%含む水溶液を塗布した状態で、鋼板に対するブラシ圧下量を2.0mm、回転量を600rpmとして2回実施した。電解処理は、冷延鋼板を、pH9.8の溶液中で6.1A/dm2の電流密度で7.2秒間通電するものとした。その後、所定の露点、保持温度及び保持時間により焼鈍処理を行い、各鋼板を作製した。全ての鋼板において、焼鈍時の昇温速度は、500℃までは6.0℃/秒とし、500℃から保持温度までは2.0℃/秒とした。保持温度は780℃で保持時間は100秒とし、保持中の雰囲気はN2-4%H2で露点は0℃とした。上記焼鈍処理において、一部の冷延鋼板については0.5MPaの張力をかけた状態で焼鈍処理を行い、その他の冷延鋼板については張力をかけずに焼鈍処理を行った。なお、各鋼板について、圧延方向に直角な方向を長手方向とするJIS5号引張試験片を採取し、JIS Z 2241(2011)に準拠して引張試験を行った。使用した鋼板の板厚は全て1.6mmであった。
各鋼板を100mm×200mmのサイズに切断した後、各鋼板に対して溶融亜鉛めっきを施し、次いで合金化処理を行った。溶融亜鉛めっき工程では、切断した試料を440℃の溶融亜鉛めっき浴に3秒間浸漬した。浸漬後、100mm/秒で引き抜き、N2ワイピングガスによりめっき付着量を制御した。めっき後の冷却速度は10℃/秒としてめっき浴温から150℃以下まで冷却しサンプルを得た。その後、一部のサンプルには500℃で合金化処理を行い、合金化溶融Zn系めっき鋼板を得た。
各Zn系めっき鋼板を50mm×100mmのサイズに切断したものを2枚準備し、その2枚のZn系めっき鋼板試料に対して、ドームラジアス型の先端直径8mmの溶接電極を用いて、打角3°、加圧力4.0kN、通電時間0.5秒(20サイクル、電源周波数50Hz)、通電電流7kA、板隙なし(0mm)にてスポット溶接を行うことで、溶接継手を得た。なお、「打角」とは、電極と鋼板のなす角度が90°からどれだけ傾いているかを意味する。例えば打角3°は、電極と鋼板が87°の角度で接したまま溶接することを意味する。
得られた各溶接継手に対して、第1鋼板の第2鋼板と向かい合う面の上に形成された第1めっき層の化学組成と、第2鋼板の第1鋼板と向かい合う面の上に形成された第2めっき層の化学組成とを分析し、以下の式で表される平均Al/Zn及び平均Mg/Znを算出した。第1めっき層と第2めっき層の組成分析は、境界めっき層から10mm以上離れた部分もしくは溶接を施していない部分を対象とした。めっき層の組成は、30mm×30mmに切断したサンプルをインヒビター入りの10%塩酸に浸漬してめっき層を溶解させた後、溶液中に溶解しためっき成分をICP分析することで測定した。
境界めっき層のη-Zn相の面積率の測定は、断面SEM観察により行う。ここで、Zn:95質量%以上、Fe:5質量%以下、その他の合計:2質量%以下の相をη-Zn相とみなす。観察する断面は、溶接継手のナゲットの中心を通り、第1鋼板の板厚方向に沿った溶接継手の断面である。η-Zn相の面積率測定は次の手順で行う。まず、境界めっき層をSEM観察してSEM画像を得る。次にSEM画像のうち、コロナボンドの端部から溶接部の外側に向かって0.5mmの区間にあるめっき層を境界めっき層として区画する。区画した境界めっき層の元素マップをSEM-EDSを用いて取得する。取得した元素マップにおいて、η-Zn相に該当する相と該当しない相とを画像解析ソフトで二値化して面積率を導出する。
得られた各溶接継手のスポット溶接部を観察し、LME割れの有無を評価した。評価基準は以下の通りである。
評価AA:LME割れなし
評価A:LME亀裂長さ0μm超~100μm
評価B:LME亀裂長さ100μm超~300μm
評価C:LME亀裂長さ300μm超
下記表に、各溶接継手に採用した第1鋼板及び第2鋼板の強度、めっき組成及びその他の性状、溶接継手における境界めっき層のη-Zn相の面積率、並びに、溶接継手に対するLME割れの評価結果を示す。
(1)第1鋼板の第2鋼板に向かい合う面の上に、第1めっき層が備えられ、第2鋼板の第1鋼板に向かい合う面の上に、めっき層が存在しないか、又は、第2めっき層が備えられること。
(2)第1めっき層及び第2めっき層が、以下の関係I及びIIを満たすこと。
(3)境界めっき層の断面においてη―Zn相の占める面積が5%以上であること。
11 第1めっき層
20 第2鋼板
21 第2めっき層
30 スポット溶接部
31 ナゲット
32 コロナボンド
40 セパレーション部
50 境界めっき層
60 Zn侵入部
100 溶接継手
200 ハット型部材
300 補強部材
400 クロージングプレート
Claims (3)
- 溶接継手を備える自動車部品であって、
前記溶接継手が、 第1鋼板と、第2鋼板と、前記第1鋼板及び前記第2鋼板を接合するスポット溶接部と、を備え、
前記第1鋼板の前記第2鋼板に向かい合う面の上に、第1めっき層が備えられ、
前記第2鋼板の前記第1鋼板に向かい合う面の上に、第2めっき層が備えられ、
前記スポット溶接部が、ナゲットとコロナボンドとを備え、
前記第1鋼板と前記第2鋼板との間、且つ、前記コロナボンドの端部から前記スポット溶接部の外側に向かって0.5mmの範囲に、境界めっき層が備えられ、
前記第1鋼板の引張強さと前記第2鋼板の引張強さとのうちの高い方の引張強さが、780MPa以上であり、
前記境界めっき層の断面におけるη―Zn相の面積率が5%以上であり、
前記第1めっき層及び前記第2めっき層が、以下の関係I及びIIを満た し、
前記第1鋼板が、車両外側に配置され、
前記第2鋼板が、車両内側に配置され、
前記第1めっき層のAl組成よりも前記第2めっき層のAl組成が低く、
[前記第1めっき層のAl組成(質量%)]/[前記第1めっき層のZn組成(質量%)]が、0.030よりも大きい、
自動車部品 。
関係I:0.030≧[(前記第1めっき層のAl組成(質量%))×(前記第1めっき層の付着量(g/m2))+(前記第2めっき層のAl組成(質量%))×(前記第2めっき層の付着量(g/m2))]/[(前記第1めっき層のZn組成(質量%))×(前記第1めっき層の付着量(g/m2))+(前記第2めっき層のZn組成(質量%))×(前記第2めっき層の付着量(g/m2))]≧0.003
関係II:0.001≧[(前記第1めっき層のMg組成(質量%))×(前記第1めっき層の付着量(g/m2))+(前記第2めっき層のMg組成(質量%))×(前記第2めっき層の付着量(g/m2))]/[(前記第1めっき層のZn組成(質量%))×(前記第1めっき層の付着量(g/m2))+(前記第2めっき層のZn組成(質量%))×(前記第2めっき層の付着量(g/m2))] - 溶接継手を備える自動車部品であって、
前記溶接継手が、第1鋼板と、第2鋼板と、前記第1鋼板及び前記第2鋼板を接合するスポット溶接部と、を備え、
前記第1鋼板の前記第2鋼板に向かい合う面の上に、第1めっき層が備えられ、
前記第2鋼板の前記第1鋼板に向かい合う面の上に、第2めっき層が備えられ、
前記スポット溶接部が、ナゲットとコロナボンドとを備え、
前記第1鋼板と前記第2鋼板との間、且つ、前記コロナボンドの端部から前記スポット溶接部の外側に向かって0.5mmの範囲に、境界めっき層が備えられ、
前記第1鋼板の引張強さと前記第2鋼板の引張強さとのうちの高い方の引張強さが、780MPa以上であり、
前記境界めっき層の断面におけるη―Zn相の面積率が5%以上であり、
前記第1めっき層及び前記第2めっき層が、以下の関係I及びIIを満たし、
前記第1鋼板が、車両外側に配置され、
前記第2鋼板が、車両内側に配置され、
前記第1めっき層のMg組成よりも前記第2めっき層のMg組成が低く、
[前記第1めっき層のMg組成(質量%)]/[前記第1めっき層のZn組成(質量%)]が、0.001よりも大きい、
自動車部品。
関係I:0.030≧[(前記第1めっき層のAl組成(質量%))×(前記第1めっき層の付着量(g/m2))+(前記第2めっき層のAl組成(質量%))×(前記第2めっき層の付着量(g/m2))]/[(前記第1めっき層のZn組成(質量%))×(前記第1めっき層の付着量(g/m2))+(前記第2めっき層のZn組成(質量%))×(前記第2めっき層の付着量(g/m2))]≧0.003
関係II:0.001≧[(前記第1めっき層のMg組成(質量%))×(前記第1めっき層の付着量(g/m2))+(前記第2めっき層のMg組成(質量%))×(前記第2めっき層の付着量(g/m2))]/[(前記第1めっき層のZn組成(質量%))×(前記第1めっき層の付着量(g/m2))+(前記第2めっき層のZn組成(質量%))×(前記第2めっき層の付着量(g/m2))] - 前記第1めっき層及び前記第2めっき層が、以下の関係I-1を満たす、
請求項1又は2に記載の自動車部品。
関係I-1:0.010≧[(前記第1めっき層のAl組成(質量%))×(前記第1めっき層の付着量(g/m2))+(前記第2めっき層のAl組成(質量%))×(前記第2めっき層の付着量(g/m2))]/[(前記第1めっき層のZn組成(質量%))×(前記第1めっき層の付着量(g/m2))+(前記第2めっき層のZn組成(質量%))×(前記第2めっき層の付着量(g/m2))]≧0.003
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004018971A (ja) * | 2002-06-18 | 2004-01-22 | Nippon Steel Corp | バーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板とその製造方法 |
JP2011117041A (ja) * | 2009-12-03 | 2011-06-16 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 溶接性に優れた高Si含有合金化溶融めっき鋼板およびその製造方法 |
JP2019504196A (ja) * | 2015-12-15 | 2019-02-14 | ポスコPosco | 表面品質及びスポット溶接性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板及びその製造方法 |
WO2019116531A1 (ja) * | 2017-12-15 | 2019-06-20 | 日本製鉄株式会社 | 鋼板、溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板 |
JP2020179413A (ja) * | 2019-04-25 | 2020-11-05 | Jfeスチール株式会社 | スポット溶接部材 |
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WO2018234839A1 (en) * | 2017-06-20 | 2018-12-27 | Arcelormittal | ZINC COATED STEEL SHEET HAVING HIGH STRENGTH POINTS WELDABILITY |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004018971A (ja) * | 2002-06-18 | 2004-01-22 | Nippon Steel Corp | バーリング加工性に優れた高強度高延性溶融亜鉛めっき鋼板とその製造方法 |
JP2011117041A (ja) * | 2009-12-03 | 2011-06-16 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 溶接性に優れた高Si含有合金化溶融めっき鋼板およびその製造方法 |
JP2019504196A (ja) * | 2015-12-15 | 2019-02-14 | ポスコPosco | 表面品質及びスポット溶接性に優れた高強度溶融亜鉛めっき鋼板及びその製造方法 |
WO2019116531A1 (ja) * | 2017-12-15 | 2019-06-20 | 日本製鉄株式会社 | 鋼板、溶融亜鉛めっき鋼板および合金化溶融亜鉛めっき鋼板 |
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