JPH08209381A - 耐食性及び溶接性に優れた表面処理鋼板 - Google Patents
耐食性及び溶接性に優れた表面処理鋼板Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】溶接欠陥の発生が少なく、耐食性と塗膜密着性
に優れた表面処理鋼板の提供。 【構成】母材鋼板が下記の化学組成を持ち、その鋼板
表面に下記のめっき皮膜と、さらにその上に下記の
クロメート皮膜が形成された表面処理鋼板。 重量％で、Ｃ：0.020 ％以下、Si：1.5 ％以下、Mn：
0.05〜2.0 ％、Ｐ：0.020 〜0.12％、Ｓ：0.020 ％以
下、Cu：0.10〜0.80％、Ni：0.01〜0.50％、sol.Al：0.
10％以下、Ｎ：0.0080％以下、Ｂ：0 〜0.0050％で、残
部がFeおよび不可避的不純物。 亜鉛付着量が 0.1〜10g/m2の純亜鉛めっき皮膜または
亜鉛系合金めっき皮膜。 クロム量として５〜150mg/m2のクロメート皮膜。
に優れた表面処理鋼板の提供。 【構成】母材鋼板が下記の化学組成を持ち、その鋼板
表面に下記のめっき皮膜と、さらにその上に下記の
クロメート皮膜が形成された表面処理鋼板。 重量％で、Ｃ：0.020 ％以下、Si：1.5 ％以下、Mn：
0.05〜2.0 ％、Ｐ：0.020 〜0.12％、Ｓ：0.020 ％以
下、Cu：0.10〜0.80％、Ni：0.01〜0.50％、sol.Al：0.
10％以下、Ｎ：0.0080％以下、Ｂ：0 〜0.0050％で、残
部がFeおよび不可避的不純物。 亜鉛付着量が 0.1〜10g/m2の純亜鉛めっき皮膜または
亜鉛系合金めっき皮膜。 クロム量として５〜150mg/m2のクロメート皮膜。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は耐食性及びアーク溶接性
に優れ、自動車、家電製品、建材などの分野で使用する
のに好適な表面処理鋼板に関する。
に優れ、自動車、家電製品、建材などの分野で使用する
のに好適な表面処理鋼板に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記のような用途向けの鋼板には、一般
に優れた耐食性が必要とされている。
に優れた耐食性が必要とされている。
【０００３】なかでも、自動車用鋼板としては、近年の
道路凍結防止剤 (岩塩等) の使用増大に伴い、通常鋼板
よりも耐食性を強化した鋼板が多用されてきている。耐
食性を付与した鋼板としては、従来から鋼板表面に各種
のめっきを施した表処理鋼板や鋼材自体の耐食性を強化
した耐食性鋼板がある。
道路凍結防止剤 (岩塩等) の使用増大に伴い、通常鋼板
よりも耐食性を強化した鋼板が多用されてきている。耐
食性を付与した鋼板としては、従来から鋼板表面に各種
のめっきを施した表処理鋼板や鋼材自体の耐食性を強化
した耐食性鋼板がある。
【０００４】表面処理鋼板の代表的なものに亜鉛めっき
及び亜鉛系合金めっき（以下、これらを「亜鉛系めっ
き」と総称する）を施した鋼板がある。これらの亜鉛系
めっき皮膜は、腐食環境で亜鉛が優先的に溶解する犠牲
防食能により、端面や傷部等の皮膜欠陥部においても母
材鋼板を十分に保護する能力を持っている。一方、耐食
性鋼板は、鋼板自体に少量のCu、Ｐ、Niなどの元素を添
加して緻密な腐食皮膜を形成させ、この皮膜に腐食の進
行を防止させる機能を持たせたもので、例えば特開昭54
−9113号公報にその１例が開示されている。
及び亜鉛系合金めっき（以下、これらを「亜鉛系めっ
き」と総称する）を施した鋼板がある。これらの亜鉛系
めっき皮膜は、腐食環境で亜鉛が優先的に溶解する犠牲
防食能により、端面や傷部等の皮膜欠陥部においても母
材鋼板を十分に保護する能力を持っている。一方、耐食
性鋼板は、鋼板自体に少量のCu、Ｐ、Niなどの元素を添
加して緻密な腐食皮膜を形成させ、この皮膜に腐食の進
行を防止させる機能を持たせたもので、例えば特開昭54
−9113号公報にその１例が開示されている。
【０００５】自動車足廻り部材に使用される鋼板の場
合、プレス成形後にアーク溶接により組み立てられるこ
とが多い。めっきの施されていない一般の鋼板において
は溶接性は特に問題にならないが、亜鉛系めっき鋼板の
場合は、めっき金属（亜鉛）の蒸発に起因するブローホ
ール等の溶接欠陥が発生することがある。そのために部
品強度、特に疲労強度の低下が懸念され、継ぎ手の信頼
性が十分ではないという問題があった。
合、プレス成形後にアーク溶接により組み立てられるこ
とが多い。めっきの施されていない一般の鋼板において
は溶接性は特に問題にならないが、亜鉛系めっき鋼板の
場合は、めっき金属（亜鉛）の蒸発に起因するブローホ
ール等の溶接欠陥が発生することがある。そのために部
品強度、特に疲労強度の低下が懸念され、継ぎ手の信頼
性が十分ではないという問題があった。
【０００６】溶接技術上で上記の問題点を解決する方法
として、あらかじめ溶接部及びその近傍のめっき層を除
去してから溶接を行う方法がある。しかし、この方法
は、非常に手間がかかり経済性を損なうという問題があ
る。また、溶接用ワイヤの成分を調整して溶接欠陥を減
少させるという方法が、例えば、特開平１−143775号公
報等に開示されるように、多数提案されている。しか
し、これらの方法でも、ブローホールの発生を十分に抑
制することは未だ困難であり、根本的に問題が解決され
ているとは言い難い。
として、あらかじめ溶接部及びその近傍のめっき層を除
去してから溶接を行う方法がある。しかし、この方法
は、非常に手間がかかり経済性を損なうという問題があ
る。また、溶接用ワイヤの成分を調整して溶接欠陥を減
少させるという方法が、例えば、特開平１−143775号公
報等に開示されるように、多数提案されている。しか
し、これらの方法でも、ブローホールの発生を十分に抑
制することは未だ困難であり、根本的に問題が解決され
ているとは言い難い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、予め
めっき皮膜を除去するといった対策を採ることなく溶接
しても、ブローホールの発生を少なくして溶接できる優
れた溶接性を持ち、しかも、耐食性および塗膜密着性に
おいても優れた表面処理鋼板を提供することにある。
めっき皮膜を除去するといった対策を採ることなく溶接
しても、ブローホールの発生を少なくして溶接できる優
れた溶接性を持ち、しかも、耐食性および塗膜密着性に
おいても優れた表面処理鋼板を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、母材鋼板が下
記の化学組成を持つものであること、その鋼板表面に
下記のめっき皮膜が形成され、さらにその上に下記
のクロメート皮膜が形成されていること、を特徴とする
耐食性及び溶接性に優れた表面処理鋼板を要旨とする。
記の化学組成を持つものであること、その鋼板表面に
下記のめっき皮膜が形成され、さらにその上に下記
のクロメート皮膜が形成されていること、を特徴とする
耐食性及び溶接性に優れた表面処理鋼板を要旨とする。
【０００９】母材鋼板の化学組成 重量％で、Ｃ：0.020 ％以下、Si：1.5 ％以下、Mn：0.
05〜2.0 ％、Ｐ：0.020 〜0.12％、Ｓ：0.020 ％以下、
Cu：0.10〜0.80％、Ni：0.01〜0.50％、sol.Al：0.10％
以下、Ｎ：0.0080％以下、Ｂ：０〜0.0050％で、残部が
Feおよび不可避的不純物からなる。
05〜2.0 ％、Ｐ：0.020 〜0.12％、Ｓ：0.020 ％以下、
Cu：0.10〜0.80％、Ni：0.01〜0.50％、sol.Al：0.10％
以下、Ｎ：0.0080％以下、Ｂ：０〜0.0050％で、残部が
Feおよび不可避的不純物からなる。
【００１０】めっき皮膜 亜鉛付着量が 0.1〜10g/m2の純亜鉛めっき皮膜または亜
鉛系合金めっき皮膜。
鉛系合金めっき皮膜。
【００１１】クロメート皮膜 クロム含有量として５〜150mg/m2のクロメート皮膜。
【００１２】
【作用】本発明の表面処理鋼板は、母材鋼板の組成と表
面処理層の組成の適切な組み合わせの総合的な効果によ
って、従来のめっき鋼板と同等以上の耐食性を有しなが
ら、アーク溶接部の欠陥の発生が少ないという優れた特
性を持つものである。
面処理層の組成の適切な組み合わせの総合的な効果によ
って、従来のめっき鋼板と同等以上の耐食性を有しなが
ら、アーク溶接部の欠陥の発生が少ないという優れた特
性を持つものである。
【００１３】(1) 母材鋼板について まず、母材鋼板の化学組成を前記のように特定した理由
を説明する。
を説明する。
【００１４】Ｃ:Ｃは、一般に鋼板の強度を高めるため
に含有させる成分であるが、本発明においてはＰ、Cu及
びNiの添加による固溶強化が期待されるので、必ずしも
Ｃの添加を必要とするものではない。Ｃの含有量が 0.0
20重量％を超えると、パーライトあるいはセメンタイト
粒子が生成し軟鋼板としての延性が低下し、加工性の低
下を招く。また、パーライトやセメンタイト粒子は母材
の電気化学的不均一を増大させ、局部腐食反応を促進し
耐食性の低下を招く。従って、Ｃ含有量は0.020 重量％
以下で、できるだけ低い方がよい。なお、実生産上、Ｃ
含有量を0.0001重量％以下にすることは現在の製鋼技術
上困難であるが、可能ならばこれ以下にしてもよい。
に含有させる成分であるが、本発明においてはＰ、Cu及
びNiの添加による固溶強化が期待されるので、必ずしも
Ｃの添加を必要とするものではない。Ｃの含有量が 0.0
20重量％を超えると、パーライトあるいはセメンタイト
粒子が生成し軟鋼板としての延性が低下し、加工性の低
下を招く。また、パーライトやセメンタイト粒子は母材
の電気化学的不均一を増大させ、局部腐食反応を促進し
耐食性の低下を招く。従って、Ｃ含有量は0.020 重量％
以下で、できるだけ低い方がよい。なお、実生産上、Ｃ
含有量を0.0001重量％以下にすることは現在の製鋼技術
上困難であるが、可能ならばこれ以下にしてもよい。
【００１５】Si:Siは、固溶強化を通じて鋼板の強度を
向上させ、しかも、他の元素と比較して延性、穴拡げ性
を劣化させる程度が小さく、高強度を得るために多量に
使用したい元素である。しかし、Siが 1.5重量％を超え
ると溶接性の劣化を招き、加熱時にスケールの生成が増
大する。従って、Si含有量は、1.5 重量％以下とすべき
である。なお、Si含有量の下限は、実質的に０、または
鋼の溶製時の脱酸上不可避な程度の含有量でよいが、強
化成分として使用する場合は、0.1 ％以上含有させるの
が望ましい。
向上させ、しかも、他の元素と比較して延性、穴拡げ性
を劣化させる程度が小さく、高強度を得るために多量に
使用したい元素である。しかし、Siが 1.5重量％を超え
ると溶接性の劣化を招き、加熱時にスケールの生成が増
大する。従って、Si含有量は、1.5 重量％以下とすべき
である。なお、Si含有量の下限は、実質的に０、または
鋼の溶製時の脱酸上不可避な程度の含有量でよいが、強
化成分として使用する場合は、0.1 ％以上含有させるの
が望ましい。
【００１６】Mn:Mnは、固溶強化を通じて鋼板の強度を
向上させるとともに、 Ar3変態点を低下させ、変態を通
じて鋼板の強度を向上させる作用を持つ。しかし、その
含有量が0.05 重量％未満では上記の作用効果が得られ
ない。一方、 2.0重量％を超えて含有させると溶接性を
劣化させる。したがって、Mn含有量は0.05〜2.0 重量％
の範囲でなければならない。
向上させるとともに、 Ar3変態点を低下させ、変態を通
じて鋼板の強度を向上させる作用を持つ。しかし、その
含有量が0.05 重量％未満では上記の作用効果が得られ
ない。一方、 2.0重量％を超えて含有させると溶接性を
劣化させる。したがって、Mn含有量は0.05〜2.0 重量％
の範囲でなければならない。
【００１７】Ｐ:Ｐは、固溶強化を通じてフェライトの
強化に寄与する元素であり、また緻密な腐食生成物皮膜
の生成を通じて耐食性を高める作用も有している。その
含有量が0.020 重量％未満ではかかる作用による十分な
効果を得ることができず、一方、0.12重量％を超えて含
有させると母材の靱性・穴拡げ性を劣化させる。したが
って、Ｐ含有量は 0.020〜0.12重量％の範囲とする。
強化に寄与する元素であり、また緻密な腐食生成物皮膜
の生成を通じて耐食性を高める作用も有している。その
含有量が0.020 重量％未満ではかかる作用による十分な
効果を得ることができず、一方、0.12重量％を超えて含
有させると母材の靱性・穴拡げ性を劣化させる。したが
って、Ｐ含有量は 0.020〜0.12重量％の範囲とする。
【００１８】Ｓ:Ｓは、鋼板の加工性を低下させること
から、その含有量はできるだけ低い方がよい不純物であ
る。Ｓは、通常は鋼中でMnと化合してMnＳを生成し、そ
の悪影響が軽減されるので、その許容上限は 0.020重量
％でよい。ただし、Mn含有量が低い場合、例えば 0.2重
量％以下のような場合、Ｓ含有量を特に 0.003重量％以
下に低減することによって良好な加工性が確保できる。
すなわち、Mn含有量が低い場合には、Ｓ含有量を 0.003
重量％以下にすることが好ましい。
から、その含有量はできるだけ低い方がよい不純物であ
る。Ｓは、通常は鋼中でMnと化合してMnＳを生成し、そ
の悪影響が軽減されるので、その許容上限は 0.020重量
％でよい。ただし、Mn含有量が低い場合、例えば 0.2重
量％以下のような場合、Ｓ含有量を特に 0.003重量％以
下に低減することによって良好な加工性が確保できる。
すなわち、Mn含有量が低い場合には、Ｓ含有量を 0.003
重量％以下にすることが好ましい。
【００１９】Cu:Cuは、耐食性を向上させるための主要
な成分であり、緻密な腐食生成物皮膜の生成を通じて耐
食性を向上させる。また、固溶強化を通じて鋼板の強度
を増大させる効果も有しているが、その含有量が0.10重
量％未満では上記の諸効果が十分に得られない。一方、
0.80重量％を超えて含有させても上記作用が飽和して経
済性を損なうだけである。すなわち、Cu含有量は0.10〜
0.80重量％が適正である。
な成分であり、緻密な腐食生成物皮膜の生成を通じて耐
食性を向上させる。また、固溶強化を通じて鋼板の強度
を増大させる効果も有しているが、その含有量が0.10重
量％未満では上記の諸効果が十分に得られない。一方、
0.80重量％を超えて含有させても上記作用が飽和して経
済性を損なうだけである。すなわち、Cu含有量は0.10〜
0.80重量％が適正である。
【００２０】Ni:Niは、Cu添加に伴う熱間加工性の低下
を防止する作用のほか、耐食性を向上させる作用と鋼板
の強度を向上させる作用を有しているが、その含有量が
0.01重量％未満ではこれらの作用効果が十分でなく、一
方、 0.5重量％を超えて含有させても製品価格が上がる
割に効果の増大は少ない。したがって、Ni含有量は0.01
〜0.5 重量％と定めた。
を防止する作用のほか、耐食性を向上させる作用と鋼板
の強度を向上させる作用を有しているが、その含有量が
0.01重量％未満ではこれらの作用効果が十分でなく、一
方、 0.5重量％を超えて含有させても製品価格が上がる
割に効果の増大は少ない。したがって、Ni含有量は0.01
〜0.5 重量％と定めた。
【００２１】Al:Alは、鋼の脱酸剤として添加される
が、sol.Alとしてその含有量が0.10重量％を超えると介
在物量が増加し、加工性の劣化を招く。したがって、so
l.Al含有量の上限を0.10重量％と定めた。なお、sol.Al
含有量の下限は実質的に０でもよいが、実際には鋼の溶
製時の脱酸上不可避な程度、即ち、およそ0.005 重量％
が下限となろう。 Ｎ:Ｎは、鋼中のAlと反応してAlＮを形成し、金属組織
の微細化を通じて延性を向上させるが、多量に添加する
と粗大なAlＮの生成と固溶Ｎの増加によって鋼板の延性
を低下させる。したがって、Ｎ含有量の上限は0.0080重
量％以下とした。なお、Ｎは鋼の溶製上0.001 ％程度以
上は不可避に含有されるもので、その範囲の含有は許容
される。
が、sol.Alとしてその含有量が0.10重量％を超えると介
在物量が増加し、加工性の劣化を招く。したがって、so
l.Al含有量の上限を0.10重量％と定めた。なお、sol.Al
含有量の下限は実質的に０でもよいが、実際には鋼の溶
製時の脱酸上不可避な程度、即ち、およそ0.005 重量％
が下限となろう。 Ｎ:Ｎは、鋼中のAlと反応してAlＮを形成し、金属組織
の微細化を通じて延性を向上させるが、多量に添加する
と粗大なAlＮの生成と固溶Ｎの増加によって鋼板の延性
を低下させる。したがって、Ｎ含有量の上限は0.0080重
量％以下とした。なお、Ｎは鋼の溶製上0.001 ％程度以
上は不可避に含有されるもので、その範囲の含有は許容
される。
【００２２】Ｂ:Ｂは、粒界に偏析し粒界強度を増大さ
せる作用を有する。本発明の母材鋼板では、前記のよう
に耐食性向上のためにＰを積極的に利用する。このＰに
は粒界脆化を促進する作用があるため、特にＣ含有量の
低い鋼板においては、二次加工脆化性が現れることがあ
る。Ｂには上記の粒界強化によりこの二次加工脆性を防
止する作用があるので、必要に応じて添加する。ただ
し、Ｂ含有量が0.0003重量％未満では、上記の作用効果
が期待できず、一方、0.0050重量％を超えて含有させる
と、鋼板の延性・穴拡げ性を低下させる。従って、Ｂを
添加する場合には、その含有量は0.0003〜0.0050重量％
の範囲とするのが望ましい。
せる作用を有する。本発明の母材鋼板では、前記のよう
に耐食性向上のためにＰを積極的に利用する。このＰに
は粒界脆化を促進する作用があるため、特にＣ含有量の
低い鋼板においては、二次加工脆化性が現れることがあ
る。Ｂには上記の粒界強化によりこの二次加工脆性を防
止する作用があるので、必要に応じて添加する。ただ
し、Ｂ含有量が0.0003重量％未満では、上記の作用効果
が期待できず、一方、0.0050重量％を超えて含有させる
と、鋼板の延性・穴拡げ性を低下させる。従って、Ｂを
添加する場合には、その含有量は0.0003〜0.0050重量％
の範囲とするのが望ましい。
【００２３】本発明の表面処理鋼板の母材鋼板は、上記
成分のほか残部がFeと不可避不純物とかなる。この鋼板
としては、熱延鋼板、冷延鋼板のいずれでも差し支えな
く、それらの製造方法にも何ら制約はない。
成分のほか残部がFeと不可避不純物とかなる。この鋼板
としては、熱延鋼板、冷延鋼板のいずれでも差し支えな
く、それらの製造方法にも何ら制約はない。
【００２４】上記の化学成分の鋼板は、普通鋼よりも良
好な耐食性を持つものであるが、それでも裸 (表面処理
をしない状態) では従来用いられている亜鉛付着量45g/
m2以上の合金化溶融亜鉛めっき鋼板ほどの耐食性は得ら
れない。しかし、耐食性の高い上記鋼板を母材に用い
て、付着量が 0.1〜10g/m2の純亜鉛または亜鉛系合金め
っき皮膜を施し、さらにその上層にクロム付着量５〜15
0mg/m2のクロメート層を施すことにより、従来のめっき
鋼板を凌駕する優れた耐食性と溶接性を同時に満足させ
ることが可能となる。以下、これらの表面処理皮膜につ
いて説明する。
好な耐食性を持つものであるが、それでも裸 (表面処理
をしない状態) では従来用いられている亜鉛付着量45g/
m2以上の合金化溶融亜鉛めっき鋼板ほどの耐食性は得ら
れない。しかし、耐食性の高い上記鋼板を母材に用い
て、付着量が 0.1〜10g/m2の純亜鉛または亜鉛系合金め
っき皮膜を施し、さらにその上層にクロム付着量５〜15
0mg/m2のクロメート層を施すことにより、従来のめっき
鋼板を凌駕する優れた耐食性と溶接性を同時に満足させ
ることが可能となる。以下、これらの表面処理皮膜につ
いて説明する。
【００２５】(2) めっき皮膜について めっき皮膜は、純亜鉛めっきでも亜鉛合金めっき（Zn−
Ni系、Zn−Fe系、Zn−Co系、Zn−Cr系等）でもよい。こ
れらの複層めっきでもよい。めっき方法も電気めっき、
溶融浴浸漬めっき等、その方法に制約はない。
Ni系、Zn−Fe系、Zn−Co系、Zn−Cr系等）でもよい。こ
れらの複層めっきでもよい。めっき方法も電気めっき、
溶融浴浸漬めっき等、その方法に制約はない。
【００２６】めっきの種類およびめっき方法にかかわり
なく、めっき付着量は亜鉛付着量として 0.1〜10g/m2の
範囲でなければならない。その理由は下記のとおりであ
る。
なく、めっき付着量は亜鉛付着量として 0.1〜10g/m2の
範囲でなければならない。その理由は下記のとおりであ
る。
【００２７】亜鉛系めっき鋼板の重ねすみ肉溶接におい
ては、溶接の熱影響によって重ね部の亜鉛が蒸発し、そ
の蒸気が溶融池に侵入して凝固後もそのまま残留するこ
とによってブローホールやピットとなると考えられてい
る。ところが、亜鉛付着量10g/m2以下の純亜鉛または亜
鉛系合金めっき皮膜を有する本発明の鋼板の場合、溶接
時において、溶融池の前方でほぼ全量の亜鉛が蒸発し、
結果として、溶融池内に侵入する亜鉛蒸気が少なくなり
ブローホールが激減する。この点からは亜鉛付着量は少
ないほどよい。しかし、亜鉛付着量が0.1 g/m2を下まわ
ると犠牲防食効果が低下し、目的が達せられない。従っ
て、耐食性を維持しながら溶接性を確保するために適正
なめっき付着は、亜鉛付着量で 0.1〜10g/m2となる範囲
である。
ては、溶接の熱影響によって重ね部の亜鉛が蒸発し、そ
の蒸気が溶融池に侵入して凝固後もそのまま残留するこ
とによってブローホールやピットとなると考えられてい
る。ところが、亜鉛付着量10g/m2以下の純亜鉛または亜
鉛系合金めっき皮膜を有する本発明の鋼板の場合、溶接
時において、溶融池の前方でほぼ全量の亜鉛が蒸発し、
結果として、溶融池内に侵入する亜鉛蒸気が少なくなり
ブローホールが激減する。この点からは亜鉛付着量は少
ないほどよい。しかし、亜鉛付着量が0.1 g/m2を下まわ
ると犠牲防食効果が低下し、目的が達せられない。従っ
て、耐食性を維持しながら溶接性を確保するために適正
なめっき付着は、亜鉛付着量で 0.1〜10g/m2となる範囲
である。
【００２８】(3) クロメート皮膜について 一般に、亜鉛系めっき鋼板は皮膜の腐食電位が鋼板の腐
食電位よりも卑なため、犠牲防食能はよい反面、腐食電
流も高くなる。そこで、さらに上層にクロム含有量５〜
150mg/m2のクロメート皮膜を形成させれば、耐食性は一
段と向上する。
食電位よりも卑なため、犠牲防食能はよい反面、腐食電
流も高くなる。そこで、さらに上層にクロム含有量５〜
150mg/m2のクロメート皮膜を形成させれば、耐食性は一
段と向上する。
【００２９】これは酸化皮膜がバリアー層としてめっき
皮膜の表面を覆うため、腐食電流が流れ難くなること
と、およびCrの腐食生成物が耐食性に寄与すること、に
原因があると考えられる。クロム付着量が５mg/m2 未満
のクロメート皮膜の場合、十分なバリアー効果が得られ
ず、耐食性向上の効果が乏しい。
皮膜の表面を覆うため、腐食電流が流れ難くなること
と、およびCrの腐食生成物が耐食性に寄与すること、に
原因があると考えられる。クロム付着量が５mg/m2 未満
のクロメート皮膜の場合、十分なバリアー効果が得られ
ず、耐食性向上の効果が乏しい。
【００３０】クロメート皮膜は、元来、塗装密着性を向
上させるものである。しかし、クロム付着量が150mg/m2
を超えるクロメート皮膜の場合、皮膜の凝集強度が低下
して、皮膜が剥離しやすくなり、その結果塗装密着性が
劣化する。
上させるものである。しかし、クロム付着量が150mg/m2
を超えるクロメート皮膜の場合、皮膜の凝集強度が低下
して、皮膜が剥離しやすくなり、その結果塗装密着性が
劣化する。
【００３１】以上の理由から、クロメート皮膜はクロム
付着量で５〜150mg/m2の範囲のものでなければならな
い。より好ましいのはクロム付着量30〜120mg/m2のクロ
メート皮膜である。
付着量で５〜150mg/m2の範囲のものでなければならな
い。より好ましいのはクロム付着量30〜120mg/m2のクロ
メート皮膜である。
【００３２】クロメート皮膜を形成させる方法として
は、電解法及び塗布法などがあるが、本発明鋼板の製造
方法では、クロメート皮膜の形成方法に特別の制約はな
い。なお、さらなる性能向上を目的として、クロメート
皮膜中に、第３成分としてコロイド状物質、高分子化合
物、フッ素化合物、金属イオン、酸類等を含有させても
よい。コロイド状物質としては、水性のシリカゾル、気
相シリカ、アルミナゾル、ジルコニアゾル等があり、高
分子化合物としては、ポリアクリル酸系の水溶性高分子
や、ポリエチレン、アクリル系樹脂などのエマルジョン
樹脂等、フッ素化合物としては、ケイフッ化ナトリウム
等、金属イオンとしては、コバルトイオン、ニッケルイ
オン、亜鉛イオン、アルミニウムイオン等、酸類として
は、りん酸等が例示できる。
は、電解法及び塗布法などがあるが、本発明鋼板の製造
方法では、クロメート皮膜の形成方法に特別の制約はな
い。なお、さらなる性能向上を目的として、クロメート
皮膜中に、第３成分としてコロイド状物質、高分子化合
物、フッ素化合物、金属イオン、酸類等を含有させても
よい。コロイド状物質としては、水性のシリカゾル、気
相シリカ、アルミナゾル、ジルコニアゾル等があり、高
分子化合物としては、ポリアクリル酸系の水溶性高分子
や、ポリエチレン、アクリル系樹脂などのエマルジョン
樹脂等、フッ素化合物としては、ケイフッ化ナトリウム
等、金属イオンとしては、コバルトイオン、ニッケルイ
オン、亜鉛イオン、アルミニウムイオン等、酸類として
は、りん酸等が例示できる。
【００３３】
【実施例】以下、実施例によって本発明の効果をさらに
具体的に説明する。
具体的に説明する。
【００３４】表１に示す化学組成のＡ〜Ｑの鋼のスラブ
を1250℃で均熱した後熱間圧延し、仕上温度 900℃で仕
上げた後、加速冷却し、450 ℃で巻取って、板厚 2.8mm
の熱延鋼板を得た。
を1250℃で均熱した後熱間圧延し、仕上温度 900℃で仕
上げた後、加速冷却し、450 ℃で巻取って、板厚 2.8mm
の熱延鋼板を得た。
【００３５】上記の鋼板から 250mm幅×250mm 長さの試
験片を採取し、脱脂・酸洗した後、通常の電気めっき法
で表２および表３に示す種々の組成及び付着量の亜鉛系
めっきを施し、さらに種々のクロム付着量のクロメート
皮膜を塗布法により形成した。
験片を採取し、脱脂・酸洗した後、通常の電気めっき法
で表２および表３に示す種々の組成及び付着量の亜鉛系
めっきを施し、さらに種々のクロム付着量のクロメート
皮膜を塗布法により形成した。
【００３６】こうして得られた表面処理鋼板から耐蝕性
試験、塗膜密着性試験、加工性試験、穴拡げ性試験およ
び溶接試験を行った。
試験、塗膜密着性試験、加工性試験、穴拡げ性試験およ
び溶接試験を行った。
【００３７】耐蝕性試験 上記表面処理鋼板から30mm幅×70mm長さの試験片を切り
出し、「湿潤保持 (湿度：95％以上、温度：室温で、16
時間保持) →塩水噴霧 (５％食塩水、35℃×６時間保
持) →乾燥 (50℃×２時間保持）」を１サイクルとする
腐食試験を行い、120サイクル後の最大腐食深さを調べ
た。
出し、「湿潤保持 (湿度：95％以上、温度：室温で、16
時間保持) →塩水噴霧 (５％食塩水、35℃×６時間保
持) →乾燥 (50℃×２時間保持）」を１サイクルとする
腐食試験を行い、120サイクル後の最大腐食深さを調べ
た。
【００３８】塗膜密着性試験上記表面処理鋼板に膜厚20
μｍの電着塗装を施し、充分通気した50℃のイオン交換
水中に10日間浸漬した後、粘着テープによる碁盤目試験
（２mmメッシュ）を行った。テープ剥離後、塗膜が90/1
00以上鋼板に残存している場合は良好と判断し、符号○
を付与し、90/100に満たない場合は不良と判断し、符号
×を付与した。
μｍの電着塗装を施し、充分通気した50℃のイオン交換
水中に10日間浸漬した後、粘着テープによる碁盤目試験
（２mmメッシュ）を行った。テープ剥離後、塗膜が90/1
00以上鋼板に残存している場合は良好と判断し、符号○
を付与し、90/100に満たない場合は不良と判断し、符号
×を付与した。
【００３９】加工性試験 上記表面処理鋼板からＪＩＳ ５号引張試験片を採取
し、引張試験での引張強さ（Ｎ/mm2）と伸び（％）の積
が20000 を超えた場合、加工性良好とした。
し、引張試験での引張強さ（Ｎ/mm2）と伸び（％）の積
が20000 を超えた場合、加工性良好とした。
【００４０】穴拡げ性試験 上記の 250mm幅×250mm 長さの表面処理鋼板の中央に直
径30mmの穴を打ち抜いた後、頂角60°の円錐ポンチで穴
拡げ試験を行った。穴拡げ性の評価は、下記の穴拡げ率
が50％以上を良好とした。
径30mmの穴を打ち抜いた後、頂角60°の円錐ポンチで穴
拡げ試験を行った。穴拡げ性の評価は、下記の穴拡げ率
が50％以上を良好とした。
【００４１】穴拡げ率＝（割れ発生時の穴径−初期打ち
抜き穴径）／（初期打ち抜き穴径） 溶接試験 以下に示す溶接条件で重ねすみ肉溶接を行った後、Ｘ線
によってブローホールの発生率を調査した。ブローホー
ルの発生率は、単位長さに対するブローホールが横切る
長さの比（％）によって算出した。
抜き穴径）／（初期打ち抜き穴径） 溶接試験 以下に示す溶接条件で重ねすみ肉溶接を行った後、Ｘ線
によってブローホールの発生率を調査した。ブローホー
ルの発生率は、単位長さに対するブローホールが横切る
長さの比（％）によって算出した。
【００４２】〔溶接条件〕 電源 ・・・ インバータ制御パルス電源 電流 ・・・ 220 Ａ パルス電流 ・・・ 420 Ａ パルス幅 ・・・ 1.2 msec 溶接速度 ・・・ 100 cm/min アーク電圧 ・・・ 23 Ｖ 溶接ワイヤ ・・・ YGW16 （直径1.2 mm） シールドガス・・・ Ar−20％CO2 継手形状 ・・・ 重ねすみ肉溶接 重ね部のすきま・・ ０ mm これらの試験結果を表２（本発明例）および表３（比較
例）に示す。
例）に示す。
【００４３】
【表１】
【００４４】
【表２】
【００４５】
【表３】
【００４６】表２は本発明で定めた化学組成の母材鋼板
(便宜的に本発明鋼という) にめっきとしてZn、Zn-13%
Ni、Zn-11%Fe、Zn-1%Co 、Zn-10%Crのめっきを施し、さ
らにクロメ−ト処理を行ったものである。
(便宜的に本発明鋼という) にめっきとしてZn、Zn-13%
Ni、Zn-11%Fe、Zn-1%Co 、Zn-10%Crのめっきを施し、さ
らにクロメ−ト処理を行ったものである。
【００４７】本発明の表面処理鋼板の試験No.1〜28は、
腐食サイクル 120回 (実用10年以上に対応) で最大腐食
深さが0.98 mm 以下であり、溶接時のブローホール発生
率は３％以下に抑制されており、優れた耐食性と優れた
溶接性を兼備していることがわかる。
腐食サイクル 120回 (実用10年以上に対応) で最大腐食
深さが0.98 mm 以下であり、溶接時のブローホール発生
率は３％以下に抑制されており、優れた耐食性と優れた
溶接性を兼備していることがわかる。
【００４８】表３は比較例を示したもので、めっきのZn
付着量、クロメート皮膜のクロム付着量および母材の化
学成分が本発明で定めた範囲から外れるものである。
付着量、クロメート皮膜のクロム付着量および母材の化
学成分が本発明で定めた範囲から外れるものである。
【００４９】試験No.29 は本発明鋼であるが、クロメー
ト処理のみを行ったもので、耐食性に劣るものであっ
た。
ト処理のみを行ったもので、耐食性に劣るものであっ
た。
【００５０】No.30 は本発明鋼であるが、めっきのZn付
着量が20g/m2と多いため、溶接性に劣るものであった。
着量が20g/m2と多いため、溶接性に劣るものであった。
【００５１】No.31 はクロメート処理を行っていないた
め、耐食性および塗膜密着性に劣るものであった。
め、耐食性および塗膜密着性に劣るものであった。
【００５２】No.32 はクロメート皮膜のクロム付着量が
200mg/m2 と多いため、耐食性と溶接性は良好である
が、塗膜密着性に劣るものであった。
200mg/m2 と多いため、耐食性と溶接性は良好である
が、塗膜密着性に劣るものであった。
【００５３】No.33 からNo.37 までは本発明鋼である
が、いずれもめっきのZn付着量が20g/m2と多いため、溶
接性に劣るものであった。
が、いずれもめっきのZn付着量が20g/m2と多いため、溶
接性に劣るものであった。
【００５４】No.38 からNo.42 まではＰ含有量が0.008
％と低いため、耐食性に劣るものであった。
％と低いため、耐食性に劣るものであった。
【００５５】No.43 からNo.47 まではCu含有量が0.05％
と低いため、耐食性に劣るものであった。
と低いため、耐食性に劣るものであった。
【００５６】No.48 はＰ含有量が0.151 ％と高いため、
穴拡げ性に劣るものであった。
穴拡げ性に劣るものであった。
【００５７】No.49 および50はめっきのZn付着量が45お
よび60g/m2と多く、クロメート処理を行っていないた
め、溶接性と塗膜密着性に劣るものであった。
よび60g/m2と多く、クロメート処理を行っていないた
め、溶接性と塗膜密着性に劣るものであった。
【００５８】No.51 はＢ含有量が0.0058％と高いため、
穴拡げ性に劣るものであった。
穴拡げ性に劣るものであった。
【００５９】No.52 はＣ含有量が0.0290％およびSi含有
量が0.65％と高いため、加工性に劣るものであった。
量が0.65％と高いため、加工性に劣るものであった。
【００６０】
【発明の効果】実施例からも明らかなように、本発明の
表面処理鋼板は従来の厚目付けの合金化亜鉛めっき鋼板
と同等以上の耐食性をもち、なおかつ、アーク溶接を行
った場合でもブローホールの発生率が低く溶接継手の高
い信頼性を確保できるものである。
表面処理鋼板は従来の厚目付けの合金化亜鉛めっき鋼板
と同等以上の耐食性をもち、なおかつ、アーク溶接を行
った場合でもブローホールの発生率が低く溶接継手の高
い信頼性を確保できるものである。
Claims (1)
- 【請求項１】重量％で、Ｃ：0.020 ％以下、Si：1.5 ％
以下、Mn：0.05〜2.0 ％、Ｐ：0.020 〜0.12％、Ｓ：0.
020 ％以下、Cu：0.10〜0.80％、Ni：0.01〜0.50％、so
l.Al：0.10％以下、Ｎ：0.0080％以下、Ｂ：0 〜0.0050
％で、残部がFeおよび不可避的不純物からなる母材鋼板
に、亜鉛付着量として 0.1〜10g/m2の純亜鉛めっき皮膜
または亜鉛系合金めっき皮膜と、その上層にクロム含有
量として５〜150mg/m2のクロメート層とが形成されてい
ることを特徴とする耐食性及び溶接性に優れた表面処理
鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1659395A JPH08209381A (ja) | 1995-02-03 | 1995-02-03 | 耐食性及び溶接性に優れた表面処理鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1659395A JPH08209381A (ja) | 1995-02-03 | 1995-02-03 | 耐食性及び溶接性に優れた表面処理鋼板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08209381A true JPH08209381A (ja) | 1996-08-13 |
Family
ID=11920585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1659395A Pending JPH08209381A (ja) | 1995-02-03 | 1995-02-03 | 耐食性及び溶接性に優れた表面処理鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08209381A (ja) |
-
1995
- 1995-02-03 JP JP1659395A patent/JPH08209381A/ja active Pending
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