JPH03150340A - 加工性，溶接性に優れた表面処理鋼板 - 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》 この発明は、十分な耐食性や塗装性を有することは勿論
、優れた耐食性、塗装性、プレス加工性及びスポット溶
接性をも示すところの、自動車用防錆鋼板として好適な
表面処理鋼板に関するものである。

（従来技術とその課題》 近年、自動車車体の防錆性能に対する要求番よ一段と厳
しくなってきており、所謂ｌ　０−５−２”の防錆目標
（孔あき腐食ｌＯ年保証、外面１１ｆ５年保証、エンジ
ンルーム内の表面を１１２年保証）力１１デられるに至
って、自動車用防ｗｔｍ板の更なる防錆性能向上策は緊
急の課題となっている。

ところで、自動車用防錆鋼板としては、従来、ｒＺｎ−
Ｎｉ合金電気メッキ鋼板（メッキ付着量＝２０〜４０ｇ
／　ｎｆ）　Ｊ　、　　ｒＺｎ　　Ｆｅ合金電気メッキ
鋼１ｉｊ（メッキ付着量＝２０〜４０ｉ１０ｒ）Ｊ或い
は「電気亜鉛（Ｚｎ）メッキ鋼板（メッキ付着量＝２０
〜１００ｇ／　ｎｒ　）　Ｊが使用されていたが、上述
のような防錆要求の高度化に対応してメッキの厚目付化
が検討されるようになった。

そして、これら電気メッキ鋼板のうちの電気Ｚｎメッキ
鋼板”には、製造が比較的簡単であることの他、加工時
に発生しがちなパウダリングと称されるメッキ剥離現象
の厚目付化に伴う進行”が比較的少ない等の利点が確認
されている。その上、従来から電気Ｚｎメッキ鋼板はｒ
Ｚｎ系合金（Ｚｎ−Ｎｉ、　Ｚｎ−Ｆｅ）電気メッキ鋼
板に比べて塗装２次密着性や耐食性等が劣る」との認識
が持たれていたものであるが、最近における化成処理等
の著しい進歩は、電気Ｚｎメッキ鋼板をこれら特性の点
でもＺｎ系合金電気メッキ鋼板に見劣りがしない領域に
まで引き上げることを可能とするまでになっている。

しかしながら、それでもなお、電気Ｚｎメッキ鋼板には
次のような問題が指摘されており、これを自動車用防錆
鋼板に適用するにはその克服が不可欠であった。

即ち、電気Ｚｎメッキ鋼板では、プレス加工時にメッキ
皮膜が金型に焼付いて摺動抵抗が増大し部分的にメ′フ
キ皮膜がむしり取られる所謂フレーキングと称する現象
が発生し、脱落したメッキ層の破片がプレス金型に堆積
して成形品に押し込み疵を作る等のトラブルが生じるこ
とがあった。

また、スポット溶接における連続打点の際のチップ寿命
が３００〜３０００点と短いことも問題であった。特に
、電気Ｚｎメッキの目付量が増大するとそれにつれてス
ポット溶接機のチップの損傷が激しくなる傾向にあり、
そのためチップをドレッシングする頻度や交換する頻度
が高くなって作業性が低下するのを余儀無くされていた
。

このようなことから、本発明の目的は、従来の電気Ｚｎ
メッキ鋼板に指摘されていた前記問題点を解消し、十分
な耐食性並びに塗装性を有することは勿論、加工性やス
ポット溶接性にも優れた表面処理鋼板を提供することに
置かれた。

（課題を解決するための手段》 本発明は、上記目的を達成すべく様々な観点に立って重
ねられた本発明者等の研究結果等を基に案出されたもの
であり、 「第１図に示される如く、鋼板（１）の少なくとも片面
に、１相単相から成る電気Ｚｎメッキの下層（２）と、
片面当り０．５〜２０　ｇ／ｎｒの”ｒ相単相のＺｎ　
−Ｎｉ合金メッキ”又は＠Ｔ相とα相との混和のＺｎ　
−Ｎｉ合金メッキ”から成る上層（３）とで構成される
メッキ層を設けて表面処理鋼板を構成することにより、
優れた耐食性、塗装性、耐プレス摺動性並びにスポット
溶接性を兼備せしめた点」 に特徴を有している。

ここで、下層たる「電気Ｚｎメッキ」は鋼板に所望の防
錆性能を付与する上で欠かせないものであるが、この「
電気Ｚｎメッキ」は純Ｚｎ層或いはＺｎに固溶する範囲
でＺｎ以外の元素を含有したＺｎ層、即ちＶ相単相から
成るＺｎ層で構成されたものである。

このように、本発明は、少なくとも片面に電気Ｚｎメッ
キを施した鋼板において、プレス加工時におけるメッキ
の摺動特性が高いが故のメッキのフレーキング防止やス
ポット溶接性における連続打点時のチップ電極の寿命向
上を目的として、Ｔ相単相”又はＴ相＋α相の混和”の
Ｚｎ−Ｎｉ合金メッキを片面当り０．５〜２０ｇ／　ｎ
？施すことを特徴としているが、このＺｎ　−Ｎｉ合金
メッキは、Ｎｉ含有率が１０〜１６％でＴ単相（Ｎｉ５
Ｚｎｔｗ又はＮｉｓＺｎｇｘ）を、またＮｉ含有率が１
６〜８０％で〔Ｔ相＋Ｚｎを固溶したα相〕の２相を示
す。そして、Ｔ単相又は〔Ｔ＋α〕２相構造ではメッキ
皮膜の硬度の上昇に伴ってメッキの摺動特性が向上して
摩擦係数が低下し、プレス加工時にメッキ皮膜が金型工
具へ焼付くのを抑制する効果を発揮するのでフレーキン
グに対して非常に有利である。

これに対して、ｌ相を有する（ｖ＋ｙ）２相或いはマ相
単相のＺｎ−Ｎｉ合金メッキでは、マ相が柔らかいが故
にメッキの摺動特性として１１１擦係数が上昇するので
フレーキングには不利である（例えば「鉄と鋼」”８フ
ー５４１７頁を参照されたい）。

また、Ｔ単相又は（Ｔ＋α〕２相のＺｎ−Ｎｉ合金メッ
キは他のＺｎメッキやＺｎ　−Ｆｅ合金メッキと比較し
て連続スポット溶接に有利である。なぜなら、前述した
ように、一般に、連続スポット溶接の進行につれてメッ
キ中のＦｅやＺｎがスポット溶接チップ（Ｃｕ−数％Ｃ
ｒ合金、Ａｆｆｉ、０３分散Ｃｕ）を構成するＣｏ中に
拡散する傾向があり、跪いＣｕ　−Ｚｎ或いはＣｕ　−
Ｆｅ合金を形成してチップの形状崩れの原因を作って連
続打点性の寿命を低下させがちであるが、Ｚｎ　−Ｎｉ
合金メッキの場合には、ＮｉがＣｕ中に拡散することに
よってＦｅ、　Ｚｎの拡散を抑制し前記脆い合金の形成
を防ぐので、チップの損傷が少なくなり連続打点性の向
上をもたらすからである。

なお、Ｚｎ−Ｎｉ合金メッキたるメッキ上層の目付量を
０．５〜２０　ｇｉｒｄと限定したのは、該目付量が０
．５ｇ／ｒｄ未満では所望の耐プレス摺動性、スポット
溶接性及び塗装性改善効果を確保することができず、一
方、上記目付量が２０ｇ／ｍを超えてもより以上の改善
効果は得られずに経済的な不利を招くからである。

続いて、この発明を実施例によって更に具体的に説明す
る。

〈実施例〉 まず、板厚：０．８ｍの電気Ｚｎメッキ鋼板”と第１表
に示すようなＺｎ−Ｎｉ系合金電気メッキ液を準備した
。

次に、上記各電気Ｚｎメッキ日板に脱脂酸洗処理を施し
た後、第１表に示したメッキ液を用いると共に、そのＮ
　ｉ　”　”　濃度とＺｎ”濃度を変化させて電気メッ
キを行うことにより、電気Ｚｎメッキ層上に０〜２０ｇ
／ｍの目付量でη、η十γ、Ｔ、γ＋αの各相を有する
Ｚｎ−Ｎｉ合金メッキ層を施した。

　　　　　ｌＮａｚｓＯ４：　３０ｇ１１　　浴のＩ）
Ｈ１２，０ 浴温１５０℃　　　 次いで、このようにして作成された表面処理坦板につい
て、メッキのパウダリング性及びフレーキング性をチェ
ックするためのビード付ハツト成形試験、メブキ面と工
具面との摺動特性調査スポット溶接性調査、塗装後耐食
性調査及び塗膜密着性調査をそれぞれ実施した。

これらの結果を第２表に示す。

なお、前記各試験及び調査は次の要領で実施した。

ビード・ハツト成形試 第２図（ａｌに示すビード付のハツト成形によって得た
成形品について、第２図（ｂ）で示すようなピノド側壁
部におけるメッキのパウダリング及びフレーキングをセ
ロハン粘着テープでチェックすると共に、第２図（Ｃ）
で示す如く金型ビード部に堆積した金属粉を同様にテー
プチェックした。そして、その評価は、［金型と−ド部
へのメッキ剥離片の付着状況」については ◎・・・メッキ剥離片の付着なし。

０・・・メッキ剥離片の付着微小。

Δ・・・メッキ剥離片の付着小。

×・・・メッキ剥離片の付着多 で表示し、また「成形品の壁部のテープ剥離状況」につ
いても、同じく ■・・・メッキリｇ１片の付着なし。

Ｏ・・・メッキ剥離片の付着微小。

△・・・メッキ剥離片の付着小。

×・・・メッキ剥離片の付着多 で表示した。

摺動特性調査 メッキ面と工具面との摺動特性調査には、第３図に示す
ような、バウデン試験を改良した”改良バウデン試験法
”によりメッキ面の摩擦係数を求める方法を採用し、そ
れによって摺動特性を評価した。

スノｍ對引灯走 スポット溶接性の試験は、ＣＦ型電極（Ｃｕ−Ｃｒ合金
製）を用い、加圧カニ　２００　ｋｇ−ｆ、スクイズ時
間：２０〜．通電時間；１０へ−保持時間＝１５′及び
溶接電流：１１ｋＡで、１点ハ秒で１分間に２０打点の
ピッチなる条件で連続打点性のテストを行い、ナゲツト
径が４　ＥＴ（＝３．６＋ｕ＋、但しｔは板厚で０．８
ｍｓ＋）以下の時点をもって連続打点の寿命とした。

座！１８　　　　−１麦 塗装後耐食性については、リン酸亜鉛処理及び電着塗装
を施した後、更にメラミンアルキッド系の中塗り及び上
塗りを施した塗装板（７０ｍｓＸ１５０ｍｍ。

総合膜厚１００ＪＩＩＩ）にクロスカットを入れ、これ
を半年間屋外暴露テスト（この間、週２回の塩水散布を
実施）してクロスカット部からの赤錆発生具合”及びク
ロスカット部からの塗膜のクリープ幅”を求めて評価し
た。なお、塗装後耐食性は◎−・・赤錆なし。

Ｏ・・・赤錆僅かに発生。

Δ・・・赤錆発生少。

×・・・赤錆発生大 カチオン電着塗装、中塗り、上塗りの塗装を施した後、
５０℃の温水（イオン交換水）中に１０日間浸漬してか
ら１分間隔のゴバン目を入れたものについて、ｌＯＯマ
スのテープＩＩＩ＃テストを実施し、この時の塗膜の残
存率でもって塗膜密着性を評価した。

前記第２表に示される結果からも明らかなように、本発
明に係る表面処理鋼板は何れの特性調査においても優れ
た成績を示しており、最近の自動車用防Ｗ！鋼板に対す
る厳しい要求をも十分に満足するのに対して、本発明で
規定する条件を満たさない比較鋼板は十分な特性を有し
ないことが分かる。

（効果の総括） 以上に説明した如く、この発明によれば、耐食・防錆性
や塗装性は勿論、プレス加工性並びにスポット溶接性等
の諸特性が共に優れた表面処理鋼板を提供することがで
き、自動車用防錆鋼板等に適用してその性能を更に向上
させることが可能となるなど、産業上極めて有用な効果
がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る表面処理鋼板の構成概略図であ
る。 第２図は、ビード付ハツト成形試験の概要説明図であり
、第１図（ａ）は成形工程を、そして第２図（ｂ）及び
第２図（Ｃ）はそれぞれセロハンテープ評価部を示して
いる。 第３図は、改良型バウデン試験法の概要説明図である。 図面において、 １・・・鋼板。 ２・・・ダ相単相から成る電気Ｚｎメッキ層。 ３・・・Ｔ相”又はγ＋αの混和”から成るＺｎ−Ｎｉ
合金メッキ層。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼板の少なくとも片面に、η相単相から成る電気
   亜鉛メッキの下層と、片面当り０．５〜２０ｇｇ／ｍ＾
   ２の“Ｔ相単相のＺｎ−Ｎｉ合金メッキ”又は“γ相と
   α相との混相のＺｎ−Ｎｉ合金メッキ”から成る上層と
   で構成されるメッキ層を設けて成る、耐食性，塗装性，
   プレス加工性並びにスポット溶接性に優れた表面処理鋼
   板。
2. （２）Ｚｎ−Ｎｉ合金メッキ中のＮｉ含有量率が１０〜
   ８０重量％である、請求項１記載のプレス加工性並びに
   スポット溶接性に優れた表面処理綱板。