JPH01299A - 抵抗溶接性のすぐれた２層めっき鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車車体用防錆鋼板、家電用防錆鋼板とし
て用いるに適した抵抗溶接性のすぐれた２層めっき鋼板
に関するものである。

（従来の技術） 自動車車体用又は家電用防錆鋼板は抵抗溶接、特にスポ
ット溶接を施して用いられることが多い。

防錆鋼板のスポット溶接性に関しては、冷延鋼板と同等
又はそれに近い溶接電流値と電極接触抵抗とを有するも
のが良好とされている。

従来より、例えば特開昭５７−１６４９９号公報、特開
昭５８−７７５９１号公報、特開昭５８−１５７９８９
号公報などに見られるように、各種Ｚｎ合金めっき鋼板
が自動車車体用、家電用に使用されて来た。これらは冷
延鋼板に比較して耐食性がすぐれているものの、融点の
低いＺｎ合金表面層がスポット溶接時の発熱によって容
易に溶融するため、電気伝導性が高くなり過ぎ、従って
溶接電流値が冷延鋼板に比較して大き過ぎるという欠点
を有している。

また特開昭６０−１４１８９８号公報、特開昭６１−０
６４８９９号公報、特開昭６１−１４３５９７号公報な
どに見られるように、酸化物などのセラミックを含有す
るＺｎ合金分散めっき鋼板も耐食性のすぐれた防錆鋼板
として知られている。これらは低融点Ｚｎ合金表面層の
中に融点の高い酸化物などのセラミックを分散させてい
るため、スポット溶接時に於ける電気伝導性の点では問
題はない。しかしながらセラミックは本来絶縁物である
から、その表面層内への分散により、スポット溶接開始
前の常温状態に於ける電極とめっき鋼板表面との接触抵
抗が冷延鋼板に比べて高すぎるという欠点がある。

（発明が解決しようとする課題） 従って本発明はかかる問題点を同時に解決した防錆鋼板
、即ち、溶接電流値と電極接触抵抗との両方の点で冷延
鋼板と同等またはそれに近いような抵抗溶接性のすぐれ
た防錆鋼板を提供するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは上記実情に鑑み種々検討した結果、セラミ
ックを含有するＺｎ又はＺｎ合金分散めっき層を下層と
し、Ｚｎ又はＺｎ合金めっき層を上層とする２層めつき
鋼板であって、下層目付量、下層中のセラミックの種類
、含有量の下限及び上層目付量、上層中のセラミック含
有量の上限を規定するならば、下層と上層との性能がう
まくバランスし、溶接電流値と電極接触抵抗との両方の
点に於いてすぐれた抵抗溶接性を有する防錆鋼板が得ら
れることを見い出して、本発明をなした。

本発明の要旨は、鋼板表面に下層としてＡ　Ｉ　＋　Ｓ
　ｓ　＋ＣｕＩ　Ｔｉ　＋　Ｃｒ、　Ｍｎ＋　Ｆｅ＋　
Ｃｏ、　ＮｉＨＺｒ、　Ｎｂ、　Ｐ　ｂ＋　Ｃａｒ　Ｍ
ｇの酸化物、窒化物、炭化物の１種又は２種以上を合計
でｇ　／　ｒｒｆで表わした下層めっき日付量を意味す
る）含有するＺｎ又はＺｎ合金分散めっき層を３〜２０
０ｇ／ボ有し、上層として酸化物、窒化物、炭化物の合
計濃度が０．０３重量％未満であるＺｎ又はＺｎ合金め
っき層を０．３〜８　ｇ／ｒｒｆ存することを特徴とす
る抵抗溶接性のすぐれた２層めっき鋼板である。

下層のＺｎ合金分散めっき層が１重量％以上のＣｒを含
有するＺｎ合金分散めっき層であると、更に加工部の塗
装耐食性にもすぐれる。

（作　用） 次に本発明の詳細な説明する。先ず下層中のＡＩ。

Ｓｉ＋Ｃｕ、Ｔｉ＋ＣｒＪｎ＋Ｆｅ、ＣｏＪｉ＋Ｚｒ＋
Ｎｂ、Ｐｂ＋ＣａＪｇの酸化物、窒化物、炭化物は融点
が高いため単独又は複合でめっき層中に分散させるなら
ば、溶接時に於けるＺｎ又はＺｎ合金の溶融による電気
伝導性の過度な高まりを抑制して、溶接電流値を適切な
値にする。その最小必要濃度はめっき目付量によって異
なり、下層日付量をｙ　（ｇ／ｒｒｆ）とした場合、で
あった、上限については特に定めないが、実用上はプレ
ス性によって決まり、望ましい範囲は５０重量パーセン
ト以下である。

分散材としては前記金属の酸化物、窒化物、炭化物であ
ればいずれでも良く、例えばＡ１□Ｏｓ　＋　Ｓ　ｉ　
Ｏｔ　＋Ｃｕｂ、　ＴｔＯｌ　ｌ　ＣｒｚＯｓｈ　Ｍｎ
Ｏ，Ｐｅｇ’ｓ　＋　ＦＥ１３０４　＋　Ｃｏｄ、　Ｎ
　ｒ　Ｏ＋　ＺｒＯ２＋ＮｂｔＯｓ　＊　Ｐ　ｂＯ＋　
Ｃａｂ、　Ｍｇｏ、　Ａ　ＩＮ、ＳｉＪｍ　＋　ＴＩ　
Ｎ　Ｉ　ＮｂＮ　、Ｓ　ｉＣ＋　Ｆｅ２Ｃ＋ＣａＣ，、
ＣｒｘＣｚやこれらの水和化合物が挙げられる。

分散材は粒径０．００１μ〜５μ程度の粒子状で分散し
ていても良く、膜状に存在していても良い。

また両者の中間状態や混合状態であっても良い。

製造法によっては粒子や膜の表面に水酸基やＮｉ。

Ｆｅ２Ｃ＋ＣａＣ症の金属が吸着又は結合していること
もあるが、問題はない。

下層を構成するＺｎ又はＺｎ合金めっきとしてはどのよ
うなものでも良いが、工業的にめっき不可能な合金もあ
るため例を示せば、Ｚｎ、　Ｚｎ−Ｆｅ＋　Ｚｎ−Ｃｒ
＋　Ｚｎ−Ｎｉ、　Ｚｎ　　（：ｏ、　Ｚｎ　　Ｍｎ＋
　Ｚｎ−Ｃｕ＋　Ｚｎ　　Ｓｎ。

Ｚｎ−Ｆｅ−Ｃｏ、　Ｚｎ−Ｎｉ　−Ｇｏｔ　Ｚｎ−Ｆ
ｅ−Ｎｉ、　Ｚｎ−Ｆｅ　−Ｃｒ＋　Ｚｎ−Ｃｒ　−Ｐ
ｂ＋　Ｚｎ−Ｃｒ−Ｃｏ、　Ｚｎ−Ｃｒ−Ｎｉ、　Ｚｎ
　−Ｃｒ−Ｍｎ、　Ｚｎ　−Ｃｒ−Ｃｕ、　Ｚｎ−Ｃｒ
−５ｎ、　Ｚｎ　−Ｃｒ−Ｐｅ　−Ｃｏ、　Ｚｎ−Ｃｒ
−Ｎｉ　−Ｃｏ、　Ｚｎ−Ｃｒ−Ｆｅ−Ｐｂ、　Ｚｎ−
Ｃｒ　−Ｆｅ−５ｎ、　Ｚｎ−Ｎｉ　−０ｒ−Ｐａ、　
Ｚｎ−Ｆｅ−１ｔｏなどが挙げられる。濃度は特に定め
ないが、Ｚｎの電気防食作用を期待する場合は１０％以
上のＺｎが必要である。

上層は良好な電極接触抵抗値をもたらすが、電気抵抗の
高い酸化物、窒化物、炭化物の含有量の合計が０．０３
重量パーセント以上になると電極接触抵抗値が高くなり
過ぎる。従ってこれらの化合物の合計濃度は０．０３％
未満に抑える必要がある。猶ここで言う酸化物、窒化物
、炭化物とは、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物な
どを指す。

上層を構成するＺｎ又はＺｎ合金めっきとしてはどのよ
うなものでも良いが、工業的にめっき不可能な合金もあ
るため例を挙げるならば、Ｚｎ、　Ｚｎ−Ｆｅ。

Ｚｎ−Ｎｉ、　Ｚｎ−Ｇｏ＋　Ｚｎ　−Ｍｎ＋　Ｚｎ−
Ｃｕ＋　Ｚｎ−５ｎ、　Ｚｎ−Ｃｒ＋　Ｚｎ−Ｃｒ−Ｎ
ｉ＋　Ｚｎ−Ｃｒ−Ｃｏ＋　Ｚｎ−Ｃｒ−５ｒ＋＋　Ｚ
ｎ　−Ｃｒ−Ｃｕ　、Ｚｎ−Ｆｅ−Ｃｏ、　Ｚｎ−Ｎｉ
　−Ｃｏ＋　Ｚｎ−Ｐｅ−Ｃｒ＋Ｚｎ−Ｎｉ　−Ｃｒ−
Ｆｅ、　Ｚｎ　　Ｆｅ　　Ｍｏなどがある。

濃度範囲は特に定めないが、Ｚｎ濃度は５％以上が望ま
しい。

２層めっきの場合、下層及び上層の目付量は抵抗溶接性
に対する影響が大きい、下層目付量が３ｇ／％未満の２
層めっきでは、セラミックを適当量分散させた場合にも
溶接時の電気伝導性が不適当であった。この原因は明ら
かでないが、上層の影響と考えられる。従って下層目付
量の下限を３ｇ／ｒｒｌと定めた。一方、上層目付量が
８ｇ／ｎｆを越えた２層めっきでは、下層が３　ｇ／ｒ
ｒｉ以上存在した場合に於いても同様の現象が認められ
た。そのため上層目付量の上限を８ｇ／ｒｒｆとした。

下層めっき目付量が２００ｇ／ｒｒｆを越えると、スポ
ット溶接時のナゲツト形成が不規則になり易いので上限
を２００ｇ／ｒｄと定めた。上層めっき目付量の下限に
ついては、０．３ｇ／ｒｒ１未満では、上層より下層の
カバーが不充分なため、電気接触抵抗が高くなり過ぎる
。従って下限値を０．３ｇ／ｒｒｒとした。

更に、自動車車体用防錆鋼板や家電用防錆鋼板ではプレ
スなどの加工を施した部分での塗装耐食性が要求される
場合が多い０種々検討した結果、下層のＺｎ合金分散め
っき層が１％以上のＣｒを含有するＺｎ合金分散めっき
層であるならば、加工部の塗装耐食性がすぐれているこ
とを見い出した。

また、下層の下地として０．１ｇ／ｎｆ以上のＺｎ。

Ｎｉ　＋　Ｃｏ、　Ｓｎ又はＣｕめっきを施せば、めっ
き密着性が向上する。

本発明の２１１めっき鋼板では鋼板表面の両面に２層め
っきが存在するのが普通であるが、用途によっては片面
にのみ存在する方が望ましい場合もある。片面の場合、
残り面は未処理、Ｚｎ又はＺｎ合金めっき層、Ｚｎ又は
Ｚｎ合金分散めっき層の３通りがあり、用途別に使い分
けられる。

本発明は各種蒸着法を組み合わせた方法によっても製造
可能であるが、通常は電解法で製造される。例えば硫酸
亜鉛及び共析させるべき金属の硫酸塩（硫酸鉄、硫酸ニ
ッケル、硫酸コバルト等）を含む水溶液中に、めっき層
中に分散させるべき酸化物、窒化物、炭化物の粒子を懸
濁又は分散させ、ｐｂをアノード、鋼板をカソードとし
て１０〜２００Ａ／ｄｍ！の電流密度で陰極電解するこ
とによって下層である分散めっき層が得られる０次いで
硫酸亜鉛および共析させるべき金属の硫酸塩を含む水溶
液中で同様崎陰極電解すれば上層が得られる。

硫酸塩の代りに塩化物を用いても良い。

以下実施例により本発明の効果を更に具体的に説明する
。

（実施例） 硫酸亜鉛や各種金属の硫酸塩を含む水溶液中に各種酸化
物、窒化物、酸化物粒子を分散又は懸濁させ、鋼板をカ
ソードとして各種条件下で陰極電解することにより、各
種のＺｎ又はＺｎ合金分散めっき層を作成した。その上
に更に硫酸亜鉛や各種金属の硫酸塩を含む水溶液中での
陰極電解を施して上層めっきを施した。

得られた２層めっき鋼板について各種比較材と共に抵抗
溶接性を調べた。抵抗溶接性はスポット溶接法で評価し
た。溶接電流値の測定条件は、板厚０．８Ｍ、電極チッ
プ４．５ｍφ、加圧力２００ｋｇ、溶接時間１０サイク
ル（５０Ｈｚ）とし、ナゲツト径と散り発生条件とから
適性溶接電流値を求め、その値が冷延鋼板に近いか否か
で良否を判定した。電極接触抵抗値は同一電極チップを
用い、同一加圧力下で測定した。この場合も冷延鋼板に
近い値を示すものを良好と判定した。

一部の材料については、円筒絞り加工後、自動車用リン
酸塩処理と２０μの電着塗装を施し、塩水噴霧と常温乾
燥とを組み合せた試験によって塗装耐食性を調べた。

結果を第１表、第２表に示す。表中Ｎｏ、１．３゜５、
　６．　８．　９．４１．４２．は比較材、他は本発明
鋼板である。。下層中の酸化物、窒化物、炭化物濃及び
５の鋼板、下層目付量が３ｇ／ｒｄより少ない励、３の
鋼板、上層目付量が８ｇ／ボより多い漱８の鋼板、下層
を有しないＮａ４２の鋼板はいずれもスポット溶接時に
おける適性溶接電流範囲の点で、抵抗溶接性が不充分で
ある。特にＮｔｌＬ５の鋼板は隘２の鋼板に比較して、
下層中のＳｉｎ、含有量が等しいにもかかわらず、下層
目付量が多いため、Ｓｉｎｇ抗溶接性が良好でない。

また、上層中の酸化物、窒化物、炭化物の合計濃度が０
．０３重量％以上であるＮ（１６の鋼板、上層目付量が
０．３ｇ／イより少ないＮα９の鋼板、上層を有しない
漱４１の鋼板は、いずれも電極接触抵抗値の点で抵抗溶
接性が良好でない。

これに対し本発明鋼板はいずれも抵抗溶接性が良好であ
る。

また下層中のＣｒ濃度が１％以上であるめっき鋼板の塗
装耐食性は良好である。

（発明の効果） 以上詳述したごとく、本発明は２層めっき鋼板であって
、下層の目付量、セラミックの種類、濃度及び上層中の
セラミック不純物組成を規定することにより、下層と上
層の性能をバランスさせて、溶接、電流値と電極接触抵
抗の両方の点に於いて、すぐれた抵抗溶接性を具現した
もの、及び更に下層中にＣｒを添加して加工部の塗装耐
食性をも良好にしたものであって、その工業的価値は誠
に大きい。

代理人　弁理士　秋　沢　政　光 他１名

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼板表面に下層としてＡｌ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｔｉ、
   Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｐｂ、Ｃ
   ａ、Ｍｇの酸化物、窒化物、炭化物の１種又は２種以上
   を合計で １．５ （０．０３＋１．５／１０００×ｙ）重量％以上（ここ
   にｙはｇ／ｍ＾２で表わした下層めっき目付量を意味す
   る）含有するＺｎ又はＺｎ合金分散めっき層を３〜２０
   ０ｇ／ｍ＾２有し、上層として酸化物、窒化物、炭化物
   の合計濃度が０．０３重量％未満であるＺｎ又はＺｎ合
   金めっき層を０．３〜８ｇ／ｍ＾２有することを特徴と
   する抵抗溶接性のすぐれた２層めっき鋼板。
2. （２）下層のＺｎ合金分散めっき層が１重量％以上のＣ
   ｒを含有するＺｎ合金分散めっき層であることを特徴と
   する請求項１記載の抵抗溶接性のすぐれた２層めっき鋼
   板。