JPH09277436A - 耐食性、プレス成形性、および、抵抗溶接性に優れる有機複合めっき鋼板 - Google Patents

耐食性、プレス成形性、および、抵抗溶接性に優れる有機複合めっき鋼板

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JPH09277436A
JPH09277436A JP9577696A JP9577696A JPH09277436A JP H09277436 A JPH09277436 A JP H09277436A JP 9577696 A JP9577696 A JP 9577696A JP 9577696 A JP9577696 A JP 9577696A JP H09277436 A JPH09277436 A JP H09277436A
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JP
Japan
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coating film
steel sheet
organic
plated steel
weldability
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Pending
Application number
JP9577696A
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Inventor
Kensho Yuasa
健正 湯浅
Ikuya Inoue
郁也 井上
Hiroshi Kanai
洋 金井
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、良好な端面耐食性とプレス時の成
形性を兼ね備え、特に抵抗溶接性に優れる有機複合めっ
き鋼板を提供する。 【解決手段】 合金化溶融亜鉛めっき鋼板の少なくとも
片面に、クロム化合物を主体とする化学処理を施し、そ
の上に、(1)乾燥塗膜中40〜96容量%の有機樹
脂、および、(2)乾燥塗膜中1〜57容量%の導電性
成分、および、(3)乾燥塗膜中3〜59容量%の防錆
顔料を必須とする厚み0.5〜20μmの有機塗膜を形
成することを特徴とする有機複合めっき鋼板。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気抵抗溶接によ
り接合され、腐食環境にて使用される鋼板で、特に溶接
性に優れるものに関するものである。
【0002】
【従来の技術】元来絶縁体である有機皮膜を有する有機
複合被覆鋼板を、抵抗溶接可能とするため、従来は、金
属粒子をはじめとする導電性物質を塗膜に添加する手法
がとられてきた。例えば、特開昭55−17508号公
報では、鋼板表面にZn含有塗膜を形成している。ま
た、耐食性を向上させるために塗膜に防錆顔料を添加し
たり、塗膜表面の摺動抵抗を低下させるために塗膜中に
ワックス添加した塗膜(特開昭62−73938号公
報)なども提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の有機複合めっき鋼板は、多量の添加成分を塗膜中に含
有するがために、塗膜の凝集力が低下している。そのた
め、鋼板の切断端面の耐食性が不十分となる。すなわ
ち、鋼板をシャー切断した際、切断面の耐食性は近傍の
塗膜がその切断面を覆うように伸びることで確保されて
いる。ところが、塗膜の凝集力が低下すると、塗膜が充
分に伸びず、切断面をカバーできなくなり、その結果と
して端面の防食性が低下する。また、添加成分の量が過
剰だと、塗膜と鋼板の密着性が低下し、プレス加工など
に伴う強いしごきにより塗膜が剥離しやすく、結果的に
塗膜の防食性能が著しく失われる。また、塗膜と上塗り
塗装との密着性も低下する。また、切断部端面の耐食性
を確保するために十分な厚みの塗膜を形成すると、塗膜
が無い場合に比較し、抵抗溶接における連続溶接性が大
幅に減少するという問題もある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、塗膜中成分の
含有量を規定することで塗膜の凝集力および、鋼板との
密着力を向上させ、めっき鋼板の種類の選定により、連
続溶接性を向上させるものである。その発明の要旨とす
るところは、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の少なくとも片
面に、クロム化合物を主体とする化学処理を施し、その
上に、(1)乾燥塗膜中40〜96容量%の有機樹脂、
および、(2)乾燥塗膜中3〜59容量%の導電性成
分、および、(3)乾燥塗膜中1〜57容量%の防錆顔
料を必須とする厚み0.5〜20μmの有機塗膜を形成
することを特徴とする有機複合めっき鋼板。および、前
記記載の必須成分(1)と必須成分(2)と必須成分
(3)の合計量が、乾燥塗膜全体に対して80容量%以
上、100容量%以下であることを特徴とする有機被覆
鋼板にある。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明では、鋼板上のめっきとし
て、合金化溶融亜鉛めっきを採用している。これは、め
っき金属が亜鉛−鉄合金であり、純亜鉛めっきと比較し
て、めっき金属の融点が高いので、電気抵抗溶接におい
て、溶接チップとの間で合金化を起こしにくく、チップ
の損耗を抑制して連続溶接性を向上させる。また、該め
っき鋼板の表面は電気めっき鋼板および、溶融亜鉛めっ
き鋼板に比べて表面粗度が大きい。これにより、抵抗溶
接時の電極による圧迫で、塗膜の一部が貫通し、通電経
路を確保しやすい。その結果抵抗溶接による溶接性が向
上する。
【0006】クロム化合物含有防錆処理層は、クロム含
有成分が金属の表面を不衝態化することで、鋼板の耐食
性を向上させる。この層は、電解クロメート処理、ロー
ルコート、スプレー塗布など公知の方法のうち任意の手
段で形成して良い。有機塗膜は、鋼板の耐食性向上のた
めの防錆顔料、および、抵抗溶接性向上のための導電性
材料を含有する。塗膜の膜厚は、片面あたり0.5μm
〜20μmが望ましい。膜厚0.5μm未満では耐食性
に劣り、膜厚20μmを超えると溶接性が低下する。鋼
板の溶接性を重視する場合は、塗膜の膜厚は0.5〜5
μm、耐食性を重視する場合は、塗膜の膜厚は5〜20
μmが望ましい。
【0007】塗膜中の有機樹脂成分として、アクリル樹
脂、アクリルエチレン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹
脂、オイルフリーポリエステル樹脂、フェノール樹脂、
ポリカーボネート樹脂、および、メラミン樹脂、のう
ち、1種類または2種類以上の混合物を用いることがで
きる。エポキシ樹脂には、各種アミン、ポリアミド、酸
及び酸無水物などの硬化剤を添加しても良い。また、こ
れらの樹脂に対して、架橋剤として、フェノール樹脂、
メラミン樹脂や、イソシアネート化合物などを用いても
良い。塗膜形成方法は、ロールコート、スプレーコー
ト、カーテンフローコートなどの公知のいずれの方法で
あっても良い。
【0008】塗膜中の防錆顔料である、クロム酸ストロ
ンチウム、クロム酸カルシウム、クロム酸亜鉛、クロム
酸バリウム、クロム酸アンモニウム、および、重クロム
酸アンモニウムは、いずれもクロム酸塩なので、前述の
クロム化合物含有防錆処理層と同様に、クロム含有成分
が金属の表面を不衝態化することで、特に鋼板の切断端
面の耐食性を向上させる。塗膜中の含有量が1容量%未
満では防錆効果が薄く、57容量%を超えると、塗膜凝
集力が低下し鋼板表面との密着性が悪化する。また、塗
膜中の通電を阻害し、溶接性を低下させる。溶接性を重
視する場合は、防錆顔料の含有量が5〜20容量%、耐
食性を重視する場合は10〜57容量%が望ましい。
【0009】塗膜中の導電性粉末は、スポット溶接の際
に塗膜中で相互に接触することで、溶接電流の経路とな
る。詳しくは、スポット溶接の際に鋼板が溶接電極によ
り加圧される時、導電性粉末が塗膜を一部破壊して相互
に接触することで、溶接電極からめっき面に至る通電経
路が確保されることになる。導電性粉末の平均粒子径
は、0.1μm以下だと、塗膜を貫通する能力に欠け、
溶接性が低く、50μmを越えると、塗膜の厚みに対し
て過大であり、プレス加工などの際に塗膜から失われ、
その効果を発揮しない。
【0010】また、導電性粉末の塗膜中の含有量は、3
容量%未満では溶接性向上効果が薄く、59容量%を超
えると、塗膜凝集力が低下し、鋼板表面との密着性が低
下する。さらに、上記の成分に加え、着色顔料、体質顔
料、潤滑剤などを塗膜中に添加しても良い。これら添加
物が塗膜中に占める割合を20容量%未満とすること
で、塗膜の凝集力、および、鋼材との密着性が確保さ
れ、プレス成形加工における塗膜の剥離やかじりを抑制
できる。
【0011】
【実施例】次に、本発明の実施例を示す。塗料の構成は
表1の通りである。表1における塗料バインダーとして
の有機樹脂は、架橋剤としてブロックポリイソシアネー
トを添加したエポキシ樹脂を用いた。鋼板に施すめっき
は、合金化溶融亜鉛めっき、および、比較例として、溶
融亜鉛めっきとZn−Fe合金電気めっきを用いた。ク
ロム化合物含有防錆処理層、および、塗膜層は、バーコ
ートにより形成した。また、下記試験のうち、耐食性試
験および上塗り塗装密着性試験は、シャー切断した有機
複合鋼板に、自動車補修用ウレタン塗料をスプレー塗装
し、乾燥膜厚50μmとしたものを用いた。その他の試
験は、表2に示す構成の有機複合鋼板をそのまま用い
た。
【0012】
【表1】
【0013】(1)耐食性試験 次のようなサイクル腐食試験を100サイクル実施し、
板厚0.7mmの試験片切断端面における白錆および赤
錆の発生面積率を調査した。 塩水噴霧:1時間、乾燥:60℃、3.5時間、
湿潤:50℃、湿度90%、3.5時間 試験サンプルの構成と試験結果は表2の通りであった。
表2より、本発明の実施例が高い端面耐食性を有するこ
とがわかる。塗膜中の防錆顔料含有量の少ない例2は、
端面錆面積率が50%以上となり、耐食性が低かった。
例14は、過剰の導電顔料を添加したため、樹脂のバイ
ンダー力不足のために耐食性低い。例24は、塗膜の厚
みが薄すぎて端面耐食性が低い。
【0014】
【表2】
【0015】(2)溶接性試験 スポット溶接による、試験板の連続溶接性を調査した。
試験方法として、まず、適正溶接電流範囲を求め、しか
る後に、限界連続溶接打点数を求めた。適正溶接範囲
は、以下の手順で求めた。 原板:板厚0.7mmの普通鋼に所定の表面処理を施
し、2枚一組で使用 電極:オバラ株式会社T−16D(材質記号DHO
M)を使用 電極間加圧力:200kgf 溶接パターン:下記の{ }内の加圧・通電パターン
をスポット溶接の1サイクルに設定 {加圧開始→(0.5秒間)→所定電流値の電流値を印
加(0.2秒間)→加圧力解放} 適正溶接電流範囲:の溶接パターンに従い、溶接電
流値を0.5KAずつ変化させ、ナゲット径4mm以上
を確保できる最低電流値を下限電流値、試験板と電極と
の間に強い溶着を生じる最低電流値を上限電流値と定
義。適正溶接電流範囲は下限電流値と上限電流値の間。
【0016】限界連続溶接打点数とは、必要なナゲット
径を確保できる連続溶接打点数の上限のことであり、以
下の手順で求めた。 原板:板厚0.7mmの普通鋼に所定の表面処理を施
し、2枚1組で使用 電極:オバラ株式会社T−16D(材質記号DHO
M)を使用 電極間加圧力:200kgf 溶接パターン:次の{ }内の加圧・通電パターンを
スポット溶接の1サイクルとする。{加圧開始→(0.
5秒間)→所定電流値の電流値を印加(0.2秒間)→
加圧力解放} 溶接電流値:先に求めた適正溶接電流範囲の中間値=
(下限電流値+上限電流値)/2 限界連続溶接打点:〜の条件で2枚組の試験片を
連続溶接。打点速度は1点/3秒。試験片間に形成され
るナゲットの直径4mm未満とならない最大連続打点数
が限界連続打点数。
【0017】試験サンプルの構成と試験結果は表2の通
りであった。溶接性に関して、本発明の実施例はいずれ
も、連続溶接打点数1000点以上という優れた溶接性
を示した。例9は塗膜中の導電成分の量が不足するため
に連続溶接打点が1000点に達しなかった。例6は塗
膜中の過剰な防錆顔料が塗膜中の通電を阻害した。例2
1は、めっき層のZnが溶接電極と合金化しやすかった
ために電極損耗が激しく、溶接性が低い。例21は、め
っき層が電気めっきにより形成されており、表面の粗度
が不足するために連続溶接性が低い。例28は塗膜厚み
が過剰である。
【0018】(3)成形性試験 プレス加工における塗膜のかじり、剥離を調べるため、
次の試験を実施した。プレス成形のビードを模した金型
で鋼板を挟み、荷重を掛けつつ一定速度で引き抜き、塗
膜の損傷を調べるものである。 ・サンプル引き抜き巾:30mm ・金型:片側がφ4mm円筒、反対側が平板 ・押しつけ荷重:1000kg ・引き抜き速度:200mm/min ・塗油:あり ・塗膜損傷評価:かじり、剥離の有無
【0019】試験サンプルの構成と試験結果は表2の通
りであった。成形性に関して、本発明の実施例はいずれ
も、塗膜剥離や金型とのかじりなしという優れた成形性
を示した。例6、14、18、19は、樹脂量が少なく
密着性に劣るために塗膜の剥離を生じた。例30は、塗
膜中に含有される潤滑ワックス量が過剰だったために塗
膜の凝集力、鋼板との密着力に劣り、成形性試験におい
て塗膜剥離を生じた。
【0020】(4)上塗り塗装密着性試験 塗膜と上塗り塗装との密着性を調べるため、以下の手順
で試験を実施した。 上塗り塗装した試料を温度60℃、湿度95RH%以
上の環境で240時間試験後、取出し。 取出して24時間経過後、鋼板に達するカッター疵
を、2mm間隔でつけ、10×10マスのメッシュとす
る。 疵付け部にセロファンテープを密着させ、一気に引き
剥がす。 セロファンテープとともに剥離した塗膜のマス目数を
カウント。 試験サンプルの構成と試験結果は表2の通りであった。
塗装密着性に関して、本発明の実施例はいずれも、2m
mメッシュのマス目が、セロファンテープ剥離後も10
0個全て残存するという優れた密着性を示した。例6,
14は、バインダー樹脂量が少ないために密着性に劣
り、マス目の一部が剥離した。
【0021】
【発明の効果】以上の結果より、本発明による有機複合
めっき鋼板は、原板として合金化溶融亜鉛めっき鋼板を
用い、有機塗膜中の導電性材料と防錆顔料の量を特定す
ることにより、良好な端面耐食性とプレス時の成形性を
兼ね備え、特に溶接性が良好であることがわかる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 合金化溶融亜鉛めっき鋼板の少なくとも
    片面に、クロム化合物を主体とする化学処理を施し、そ
    の上に、(1)乾燥塗膜中40〜96容量%の有機樹
    脂、および、(2)乾燥塗膜中3〜59容量%の導電性
    成分、および、(3)乾燥塗膜中1〜57容量%の防錆
    顔料を必須とする厚み0.5〜20μmの有機塗膜を形
    成することを特徴とする有機複合めっき鋼板。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の必須成分(1)と必須
    成分(2)と必須成分(3)の合計量が、乾燥塗膜全体
    に対して80容量%以上、100容量%以下であること
    を特徴とする有機被覆鋼板。
JP9577696A 1996-04-18 1996-04-18 耐食性、プレス成形性、および、抵抗溶接性に優れる有機複合めっき鋼板 Pending JPH09277436A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011140229A (ja) * 2003-01-23 2011-07-21 Sumitomo Metal Ind Ltd 放熱性表面処理金属板および電子機器用筐体
CN103014691A (zh) * 2012-12-10 2013-04-03 中国科学院金属研究所 用于钢铁材质紧固件钛锆转化膜/有机涂层双层防护方法

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JP2011140229A (ja) * 2003-01-23 2011-07-21 Sumitomo Metal Ind Ltd 放熱性表面処理金属板および電子機器用筐体
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