JPH03166386A - 表面処理鋼板の表面改質方法 - Google Patents
表面処理鋼板の表面改質方法Info
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- JPH03166386A JPH03166386A JP6511889A JP6511889A JPH03166386A JP H03166386 A JPH03166386 A JP H03166386A JP 6511889 A JP6511889 A JP 6511889A JP 6511889 A JP6511889 A JP 6511889A JP H03166386 A JPH03166386 A JP H03166386A
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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。
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）
本発明は表面処理鋼板の表面改質方法に閏する。
（従来技術）
近年、自動車の車体等には耐錆性の向上を図るべく、種
々の表面処理鋼板が使用ざれつつある．ところで、自動
車車体は、ブレスー溶接一塗装一組立ての各工程を踏ん
で製造ざれるため、プレス工程又は溶接工程でデフォー
ムが発生すると、デフォーム部分を整形するためにバフ
掛けを行って平滑になるように研摩する必要がある。
々の表面処理鋼板が使用ざれつつある．ところで、自動
車車体は、ブレスー溶接一塗装一組立ての各工程を踏ん
で製造ざれるため、プレス工程又は溶接工程でデフォー
ムが発生すると、デフォーム部分を整形するためにバフ
掛けを行って平滑になるように研摩する必要がある。
通常、表面処理鋼板、例えば合金化溶融亜鉛メッキ鋼板
は、表面近傍が第２図に示したような性状を示し、Ｚｎ
リッチのＦｅＺｎ７の、いわゆる６，相を形戊しでいる
．この厚みは４ｕｍ程度であって、このことは、電着塗
装前の化或処理工程でリン酸塩浴に車体を浸漬すること
により、車体鋼板表面を電着塗料との密着性に優れた性
状に改質する上で必要な厚み４ｕｍ程度とほぼ一敗し、
リン酸塩浴により車体表面が均−な組成、即ち改質ホー
プアイト（ ＨＯｐｅｉｔｅ：２ｎ２Ｎｉ（ＰＯ４）２
）に改貢ざれることを示している． しかしながら、バフ掛け後の研摩面は第３図に示すよう
に、バフ掛け時の表面温度の上昇により亜鉛が内部に拡
散するため、どれだけ研摩しても表面から２ｕｍ程度ま
では巨大化してＺｎ結晶粒が残る。一方、表面２〜４ｕ
ｍの間はＦｅ相が増加し、この表面状態で化成処理を行
うと、表面近傍には巨゛大粒子化した改質ホーブアイト
Ｚｎ２Ｎｉ（ＰＯａ）ｚ）が形成ざれ、その下層にボス
ホフィライト（Ｐｈｏｓｐｈｏｐｈｙ１１ｉｔｅ：２ｎ
２Ｆｅ（ＰＯ４）２）と粒径が小さい改質ホーブアイト
の混在層が形或される．そして、表面近傍とその下層に
は境界が層状に形或ざれてこの間の密着が低下するため
、このような状態で電若塗装を施すと、走行時の石跳ね
により上記した境界部分で剥離が発生し防錆上の問題が
生じる． （発明か解決しようとする課題） 本発明は、この種従来の技術における不具合に鑑みでな
されたもので、その目的とするところは、バフ掛けした
表面処理鋼板、特に合金化溶融亜鉛メッキ鋼板のバフ研
摩面を改質して、耐錆性に優れた塗装面を得ることので
きる新たな表面処理鋼板の表面改質方法を提供すること
にある．（課題を解決するための手段） 本発明の表面処理鋼板の表面改質方法は、塗装工程にお
ける化戊処理鋪において、表面処理鋼板のバフ研摩した
修正面に、０．６ Ｊ／パルス以上、１．Ｏ Ｊ／パル
ス未溝のエネルギーでＹＡＧレーザーをパルス照射する
ことを特徴とするものである．（実施例） そこで以下に実施例及び比較例によって本発明を説明す
る． 以下の実施例においては、溶接後、塗装工程の脱脂直前
に車体局所にＹＡＧレーザ光を照射させるようにし、ま
た、比較例においては、Ｃ○２レーザ光を同様に照射さ
せるようにした．照射部位としでは、５台の車体のボン
ネットに各７箇所バフ掛けを行い、ＹＡＧレーザ（パル
ス照射、ビーム径６ｍｍ各、パルス巾１５Ｍｓｅｃ、５
ｍｍ間隔、パルスエネルギー０．４ Ｊ／パルス、０．
６Ｊ／パルス、０．８ Ｊ／パルス、１０ Ｊ／パルス
）及びＣ○２レーザ（連続照射、移動速度０．２ｍｍ／
ｍｉｎ、ビーム巾約１ ｃｍ、レーザエネルギー１ Ｋ
Ｗ、２ＫＷ、３ ＫＷ）で７箇所の照Ｎを行い、１箇所
はそのままとした．また、車体のボンネットは、合金化
溶融亜鉛メッキ鋼板とし、バフ掛けは、バフ目８０番、
回転数１０００ｒｐｍ、バフ掛け時間５秒の条件下で行
った． 第１図は、上記５台の車体のうちの、後述する第１表の
車体番号Ｎｏ． Ｉのボンネットについて、ＹＡＧレー
ザを各条件で照射した場合のバフ研摩面の表面近傍をグ
ロー放電分析によって調査した結果を示し、（ａ）はパ
ルスエネルギーが０．４一／パルスの場合、（ｂ）は０
．６ Ｊ／パルスの場合、（ｃ）は０．８ Ｊ／パルス
の場合、（ｄ）は１．Ｏ Ｊ／パルスの場合をそれぞれ
示している． また、Ｃ ０ ２レーザを照射した場合については、同
様に第４図に示し、（ａ）はレーザエネルギーＩＫＷの
場合、（ｂ）は２ＫＷの場合、（Ｃ）は３ＫＷの場合を
示しでいる。
は、表面近傍が第２図に示したような性状を示し、Ｚｎ
リッチのＦｅＺｎ７の、いわゆる６，相を形戊しでいる
．この厚みは４ｕｍ程度であって、このことは、電着塗
装前の化或処理工程でリン酸塩浴に車体を浸漬すること
により、車体鋼板表面を電着塗料との密着性に優れた性
状に改質する上で必要な厚み４ｕｍ程度とほぼ一敗し、
リン酸塩浴により車体表面が均−な組成、即ち改質ホー
プアイト（ ＨＯｐｅｉｔｅ：２ｎ２Ｎｉ（ＰＯ４）２
）に改貢ざれることを示している． しかしながら、バフ掛け後の研摩面は第３図に示すよう
に、バフ掛け時の表面温度の上昇により亜鉛が内部に拡
散するため、どれだけ研摩しても表面から２ｕｍ程度ま
では巨大化してＺｎ結晶粒が残る。一方、表面２〜４ｕ
ｍの間はＦｅ相が増加し、この表面状態で化成処理を行
うと、表面近傍には巨゛大粒子化した改質ホーブアイト
Ｚｎ２Ｎｉ（ＰＯａ）ｚ）が形成ざれ、その下層にボス
ホフィライト（Ｐｈｏｓｐｈｏｐｈｙ１１ｉｔｅ：２ｎ
２Ｆｅ（ＰＯ４）２）と粒径が小さい改質ホーブアイト
の混在層が形或される．そして、表面近傍とその下層に
は境界が層状に形或ざれてこの間の密着が低下するため
、このような状態で電若塗装を施すと、走行時の石跳ね
により上記した境界部分で剥離が発生し防錆上の問題が
生じる． （発明か解決しようとする課題） 本発明は、この種従来の技術における不具合に鑑みでな
されたもので、その目的とするところは、バフ掛けした
表面処理鋼板、特に合金化溶融亜鉛メッキ鋼板のバフ研
摩面を改質して、耐錆性に優れた塗装面を得ることので
きる新たな表面処理鋼板の表面改質方法を提供すること
にある．（課題を解決するための手段） 本発明の表面処理鋼板の表面改質方法は、塗装工程にお
ける化戊処理鋪において、表面処理鋼板のバフ研摩した
修正面に、０．６ Ｊ／パルス以上、１．Ｏ Ｊ／パル
ス未溝のエネルギーでＹＡＧレーザーをパルス照射する
ことを特徴とするものである．（実施例） そこで以下に実施例及び比較例によって本発明を説明す
る． 以下の実施例においては、溶接後、塗装工程の脱脂直前
に車体局所にＹＡＧレーザ光を照射させるようにし、ま
た、比較例においては、Ｃ○２レーザ光を同様に照射さ
せるようにした．照射部位としでは、５台の車体のボン
ネットに各７箇所バフ掛けを行い、ＹＡＧレーザ（パル
ス照射、ビーム径６ｍｍ各、パルス巾１５Ｍｓｅｃ、５
ｍｍ間隔、パルスエネルギー０．４ Ｊ／パルス、０．
６Ｊ／パルス、０．８ Ｊ／パルス、１０ Ｊ／パルス
）及びＣ○２レーザ（連続照射、移動速度０．２ｍｍ／
ｍｉｎ、ビーム巾約１ ｃｍ、レーザエネルギー１ Ｋ
Ｗ、２ＫＷ、３ ＫＷ）で７箇所の照Ｎを行い、１箇所
はそのままとした．また、車体のボンネットは、合金化
溶融亜鉛メッキ鋼板とし、バフ掛けは、バフ目８０番、
回転数１０００ｒｐｍ、バフ掛け時間５秒の条件下で行
った． 第１図は、上記５台の車体のうちの、後述する第１表の
車体番号Ｎｏ． Ｉのボンネットについて、ＹＡＧレー
ザを各条件で照射した場合のバフ研摩面の表面近傍をグ
ロー放電分析によって調査した結果を示し、（ａ）はパ
ルスエネルギーが０．４一／パルスの場合、（ｂ）は０
．６ Ｊ／パルスの場合、（ｃ）は０．８ Ｊ／パルス
の場合、（ｄ）は１．Ｏ Ｊ／パルスの場合をそれぞれ
示している． また、Ｃ ０ ２レーザを照射した場合については、同
様に第４図に示し、（ａ）はレーザエネルギーＩＫＷの
場合、（ｂ）は２ＫＷの場合、（Ｃ）は３ＫＷの場合を
示しでいる。
なお、これ等図面において、縦軸は構成或分比（％）を
表わし、横軸は、表面からの厚みを表わしている。
表わし、横軸は、表面からの厚みを表わしている。
また、Ｍ５図乃至第７図は、レーザ照射前後のバフ研摩
面の顕微鏡写真であって、第５図はレーザ照射前の状態
を、第６図はＣ○２レーザを３ＫＷ、０．２ｍｍ／ｍｉ
ｎの条件で照射した場合を、第７図はＹＡＧレーザをパ
ルスエネルギー０．８ Ｊ／パルスの条件で照射した場
合を示している。
面の顕微鏡写真であって、第５図はレーザ照射前の状態
を、第６図はＣ○２レーザを３ＫＷ、０．２ｍｍ／ｍｉ
ｎの条件で照射した場合を、第７図はＹＡＧレーザをパ
ルスエネルギー０．８ Ｊ／パルスの条件で照射した場
合を示している。
これらの結果から、Ｃ０２レーザを用いた場合１こは、
そのエネルギーがＩ ＫＷ、２ＫＷ、３ＫＷのいずれの
場合でも、レーザ未照射のバフ面との間に大きな差異が
ないことが分かる．このことは、Ｃ○２レーザは、単位
時間当りのエネルギーが小さいため、ボンネットの内部
に熱が拡散し、亜鉛が内層に拡散して大きな変化が現わ
れなかったことを示しでいる． これに対しＹＡＧレーザの場合には、パルスエネルギー
が０．４ Ｊ／パルス、０．６ Ｊ／パルス、０．８Ｊ
／パルス、１．Ｏ Ｊ／パルスへと上昇する毎に、確実
に亜鉛リッチ層、つまり、巨大化したＺｎ結晶粒が減少
していることが分かる．これは、エネルギーが大きいた
め、照射による熱がボンネットの内部に拡散する前に、
表面温度が高くなって亜鉛の蒸発が起こるためである．
また、１．Ｏ Ｊ／パルスについては、表面にパルス痕
が残る不具合が発生した。
そのエネルギーがＩ ＫＷ、２ＫＷ、３ＫＷのいずれの
場合でも、レーザ未照射のバフ面との間に大きな差異が
ないことが分かる．このことは、Ｃ○２レーザは、単位
時間当りのエネルギーが小さいため、ボンネットの内部
に熱が拡散し、亜鉛が内層に拡散して大きな変化が現わ
れなかったことを示しでいる． これに対しＹＡＧレーザの場合には、パルスエネルギー
が０．４ Ｊ／パルス、０．６ Ｊ／パルス、０．８Ｊ
／パルス、１．Ｏ Ｊ／パルスへと上昇する毎に、確実
に亜鉛リッチ層、つまり、巨大化したＺｎ結晶粒が減少
していることが分かる．これは、エネルギーが大きいた
め、照射による熱がボンネットの内部に拡散する前に、
表面温度が高くなって亜鉛の蒸発が起こるためである．
また、１．Ｏ Ｊ／パルスについては、表面にパルス痕
が残る不具合が発生した。
上記のレーザ照射を行った後、各ボンネットに対して、
下記の条件で処理行った。
下記の条件で処理行った。
処理条件
脱脂・・・アルカリ性脱脂剤（日本ペイント（株）製、
リンドンＳＤ２５０）２重量％、 温度４０〜４３℃で１分間スプレー後、２分浸漬浴中に
浸潰処理 水洗・・・水道水で水洗 表面調整・・・表面調整剤（日本ペイント（株）製、フ
ィキンヂン５Ｎ−４一Ｎ） ０．１重量％、室温で１５秒浸潰 化或”（Ｚｎ” Ｎｉ” ＰＯ４−３ Ｆ−０１０
３）よりなるリン酸塩浴、４３〜４５℃で１２０秒浸漬
処理 水洗・・・水道水で水洗 純水洗・・・イオン交換水で水洗 乾燥・・・室温、５〜１０分乾燥 電着・・・カチオン電着塗料（日本ペイント（株）製、
パワートップＵ−３０），温度２８±１℃電圧２５０ｖ
、昇圧時間３０秒、電圧 キープ時間１５０秒の条件で浸漬 水洗・・・水道水で水洗（浸漬） 乾燥・・・乾燥炉で２０５〜２２０℃、２４分処理後、
各車体のボンネットの各バフ掛け部位についで下記のＣ
．Ｃテスト（ ＣｙｃｌｉｃＣｏｒｒｏｓｉｏｎ Ｔｅ
ｓｔ）を実施した。
リンドンＳＤ２５０）２重量％、 温度４０〜４３℃で１分間スプレー後、２分浸漬浴中に
浸潰処理 水洗・・・水道水で水洗 表面調整・・・表面調整剤（日本ペイント（株）製、フ
ィキンヂン５Ｎ−４一Ｎ） ０．１重量％、室温で１５秒浸潰 化或”（Ｚｎ” Ｎｉ” ＰＯ４−３ Ｆ−０１０
３）よりなるリン酸塩浴、４３〜４５℃で１２０秒浸漬
処理 水洗・・・水道水で水洗 純水洗・・・イオン交換水で水洗 乾燥・・・室温、５〜１０分乾燥 電着・・・カチオン電着塗料（日本ペイント（株）製、
パワートップＵ−３０），温度２８±１℃電圧２５０ｖ
、昇圧時間３０秒、電圧 キープ時間１５０秒の条件で浸漬 水洗・・・水道水で水洗（浸漬） 乾燥・・・乾燥炉で２０５〜２２０℃、２４分処理後、
各車体のボンネットの各バフ掛け部位についで下記のＣ
．Ｃテスト（ ＣｙｃｌｉｃＣｏｒｒｏｓｉｏｎ Ｔｅ
ｓｔ）を実施した。
Ｃ．Ｃテスト
電着塗装を施し、各バフ掛け部位に鋼板に達するクロス
カットを入れ、塩水噴霧試験（ ＪＩＳ−Ｚ−２８７１
、２４時間）→湿潤試験（温度４０’Ｃ、相対湿度８５
％、１２０時間）→室内放Ｍ（２４時Ｆｆｆｉ）ＩＦ！
．１サーでクルとして１０サイクル行い、試験後のバフ
掛け部位の糸錆及びブリスターの最大巾を調べた。第１
表にその結果を示す。なお、比較のためにレーザを照射
しなかった場合の結果も同時に示す．第１表中、○は最
大巾５ｍｍ以下、△は最大巾５ｍｍ〜１０ｍｍ、×は最
大巾１０ｍｍ以上であることを示す。
カットを入れ、塩水噴霧試験（ ＪＩＳ−Ｚ−２８７１
、２４時間）→湿潤試験（温度４０’Ｃ、相対湿度８５
％、１２０時間）→室内放Ｍ（２４時Ｆｆｆｉ）ＩＦ！
．１サーでクルとして１０サイクル行い、試験後のバフ
掛け部位の糸錆及びブリスターの最大巾を調べた。第１
表にその結果を示す。なお、比較のためにレーザを照射
しなかった場合の結果も同時に示す．第１表中、○は最
大巾５ｍｍ以下、△は最大巾５ｍｍ〜１０ｍｍ、×は最
大巾１０ｍｍ以上であることを示す。
第１表の結果から、ＹＡＧレーザの場合、０．４ｊ／バ
ルスでは、充分な結果が得られないが、０．６Ｊ／バル
ス以上では、非常｛こ良好な結果が得られ、耐錆牲の向
上が図られたことが分かる。また、上記した如く、１．
Ｏ Ｊ／パルスでは、表面にパルス痕が発生し、外観、
品質上問題が発生した．一方Ｃ Ｏ ２レーザの場合は
、Ｉ ＫＷ〜３ＫＷのいずれの場合も充分な結果が得ら
れなく、また３ＫＷでは、表面状態に明らかに変化がみ
られ、外観、品質上問題があった． ×・・・ ／／ １ ０ｓ／ｌ以
上（効果） 以上述べたよう｛こ本発明によれば、化成処理前のバフ
研摩面に０．６ Ｊ／パルス以上、１．０ Ｊ／パルス
未満のＹＡＧレーザをパルス照射することにより、表面
処理鋼板のバフ研摩面の耐錆性が著しく向上し、化戒処
理後、電着塗装を行うことによって、耐錆性に優れた塗
装面を形戊することができる。
ルスでは、充分な結果が得られないが、０．６Ｊ／バル
ス以上では、非常｛こ良好な結果が得られ、耐錆牲の向
上が図られたことが分かる。また、上記した如く、１．
Ｏ Ｊ／パルスでは、表面にパルス痕が発生し、外観、
品質上問題が発生した．一方Ｃ Ｏ ２レーザの場合は
、Ｉ ＫＷ〜３ＫＷのいずれの場合も充分な結果が得ら
れなく、また３ＫＷでは、表面状態に明らかに変化がみ
られ、外観、品質上問題があった． ×・・・ ／／ １ ０ｓ／ｌ以
上（効果） 以上述べたよう｛こ本発明によれば、化成処理前のバフ
研摩面に０．６ Ｊ／パルス以上、１．０ Ｊ／パルス
未満のＹＡＧレーザをパルス照射することにより、表面
処理鋼板のバフ研摩面の耐錆性が著しく向上し、化戒処
理後、電着塗装を行うことによって、耐錆性に優れた塗
装面を形戊することができる。
第１図（ａ）乃至（ｄ）はそれぞれＹＡＧレーザを照射
した場合の表面近傍の性状を示すグラフ、第２図は未処
理の合金化溶融亜鉛メッキ鋼板の表面近傍の性状を示す
グラフ、第３図はバフ研摩した後の表面近傍の性状を示
すグラフ、第４図（ａ）乃至（Ｃ）はＣ○２レーザを照
射した場合の表面近傍の性状を示すグラフ、第５図乃至
第７図は、レーザ照射前、Ｃ○２レーザ照射後及び本発
明に係るＹＡＧレーザ照射後の金属表面組織を示した顕
微鏡写真である．
した場合の表面近傍の性状を示すグラフ、第２図は未処
理の合金化溶融亜鉛メッキ鋼板の表面近傍の性状を示す
グラフ、第３図はバフ研摩した後の表面近傍の性状を示
すグラフ、第４図（ａ）乃至（Ｃ）はＣ○２レーザを照
射した場合の表面近傍の性状を示すグラフ、第５図乃至
第７図は、レーザ照射前、Ｃ○２レーザ照射後及び本発
明に係るＹＡＧレーザ照射後の金属表面組織を示した顕
微鏡写真である．
Claims (1)
- 塗装工程における化成処理前において、表面処理鋼板の
バフ研摩した修正面に、０．６Ｊ／パルス以上、１．０
Ｊ／パルス未満のエネルギーでＹＡＧレーザをパルス照
射することを特徴とする表面処理鋼板の表面改質方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6511889A JPH03166386A (ja) | 1989-03-16 | 1989-03-16 | 表面処理鋼板の表面改質方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6511889A JPH03166386A (ja) | 1989-03-16 | 1989-03-16 | 表面処理鋼板の表面改質方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03166386A true JPH03166386A (ja) | 1991-07-18 |
Family
ID=13277651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6511889A Pending JPH03166386A (ja) | 1989-03-16 | 1989-03-16 | 表面処理鋼板の表面改質方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03166386A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015082993A1 (en) * | 2013-12-02 | 2015-06-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of producing hot-stamped article |
-
1989
- 1989-03-16 JP JP6511889A patent/JPH03166386A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015082993A1 (en) * | 2013-12-02 | 2015-06-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of producing hot-stamped article |
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