JPH11269664A - 抵抗溶接性に優れた表面処理鋼板 - Google Patents
抵抗溶接性に優れた表面処理鋼板Info
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- JPH11269664A JPH11269664A JP10077890A JP7789098A JPH11269664A JP H11269664 A JPH11269664 A JP H11269664A JP 10077890 A JP10077890 A JP 10077890A JP 7789098 A JP7789098 A JP 7789098A JP H11269664 A JPH11269664 A JP H11269664A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 抵抗溶接において、溶接電極の損耗を抑制す
ることが可能な表面処理鋼板を提供する。 【解決手段】 鋼板の表面に形成された５μｍ以上３０
μｍ以下のＡｌまたはＡｌを主成分とする合金のめっき
層の上に、Ｎｉ、Ｆｅまたはこれを主成分とする合金の
めっき層を０．３μｍ以上１．０μｍ未満コーティング
する。Ｎｉ、Ｆｅまたはこれを主成分とする合金のめっ
き層は、ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金のめっき層
と溶接電極との直接接触を防ぎ、脆弱なＣｕ−Ａｌ−Ｆ
ｅ金属間化合物の生成を抑制して、電極先端部の損耗を
抑えるため、溶接電極の寿命が向上し、ナゲットが安定
して生成され、接合強度のばらつきも少なくなるため、
信頼性の高い継手が得られる。
ることが可能な表面処理鋼板を提供する。 【解決手段】 鋼板の表面に形成された５μｍ以上３０
μｍ以下のＡｌまたはＡｌを主成分とする合金のめっき
層の上に、Ｎｉ、Ｆｅまたはこれを主成分とする合金の
めっき層を０．３μｍ以上１．０μｍ未満コーティング
する。Ｎｉ、Ｆｅまたはこれを主成分とする合金のめっ
き層は、ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金のめっき層
と溶接電極との直接接触を防ぎ、脆弱なＣｕ−Ａｌ−Ｆ
ｅ金属間化合物の生成を抑制して、電極先端部の損耗を
抑えるため、溶接電極の寿命が向上し、ナゲットが安定
して生成され、接合強度のばらつきも少なくなるため、
信頼性の高い継手が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用材料など
として用いる抵抗溶接性に優れた表面処理鋼板に関す
る。
として用いる抵抗溶接性に優れた表面処理鋼板に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】自動車の燃料タンク用材料としては、従
来まで、Ｐｂ−Ｓｎ系合金めっき鋼板が使用されてき
た。しかし、最近、環境保護の立場から、Ｐｂに対する
規制が一段と厳しくなってきており、これに対応して、
Ｐｂ−Ｓｎ系合金めっき鋼板の代わりにＡｌ−Ｓｉ系な
どのＡｌ系合金めっき鋼板が使われつつある。 一方、
自動車などの分野では、従来、表面処理鋼板（めっき鋼
板）を溶接する方法として、スポット溶接、シーム溶接
などの抵抗溶接が多用されており、燃料タンク用材料の
溶接でもこの方法が多く使われている。抵抗溶接は、例
えば、スポット溶接の場合を例にとると、図１で示した
ように、めっき２が施された鋼板１同士を重ね合わせ、
２枚のめっき鋼板を溶接電極３で挟んで加圧し、その後
通電することによってめっき鋼板間でジュール熱を発生
させ、重ね合わせた部分にナゲット（溶融部）４を形成
させて、めっき鋼板同士を溶接する方法である。
来まで、Ｐｂ−Ｓｎ系合金めっき鋼板が使用されてき
た。しかし、最近、環境保護の立場から、Ｐｂに対する
規制が一段と厳しくなってきており、これに対応して、
Ｐｂ−Ｓｎ系合金めっき鋼板の代わりにＡｌ−Ｓｉ系な
どのＡｌ系合金めっき鋼板が使われつつある。 一方、
自動車などの分野では、従来、表面処理鋼板（めっき鋼
板）を溶接する方法として、スポット溶接、シーム溶接
などの抵抗溶接が多用されており、燃料タンク用材料の
溶接でもこの方法が多く使われている。抵抗溶接は、例
えば、スポット溶接の場合を例にとると、図１で示した
ように、めっき２が施された鋼板１同士を重ね合わせ、
２枚のめっき鋼板を溶接電極３で挟んで加圧し、その後
通電することによってめっき鋼板間でジュール熱を発生
させ、重ね合わせた部分にナゲット（溶融部）４を形成
させて、めっき鋼板同士を溶接する方法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ＡｌまたはＡ
ｌを主成分とする合金のめっきが施された鋼板を抵抗溶
接すると、例えば、スポット溶接の場合には、溶接打点
数の増加に伴い、ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金の
めっき層から、溶接電極（通常はＣｕ−Ｃｒ合金製が多
い）側にＡｌが溶浸（拡散）し、溶接電極の先端部にＣ
ｕ−Ａｌ−Ｆｅ系の金属間化合物層が生成される。この
金属間化合物は、ビッカース硬さが７００以上と非常に
硬く脆弱な化合物である。そのため、スポット溶接時の
加圧によって溶接電極の先端から剥離して欠落し易い。
金属間化合物が欠落した後の溶接電極の先端では、同様
の金属間化合物の生成が繰り返されるため、溶接電極の
先端が消耗する。その結果、溶接電極の寿命は、通常の
冷延鋼板をスポット溶接した場合に比べて著しく低下す
る。また、溶接電極の消耗によって電極の先端径が増加
するため、スポット溶接時の電流密度が低下する。その
結果、溶接打点数の増加とともにナゲット径が小さくな
り、それに伴って接合強度も低下し、やがてある電流密
度以下になるとナゲットが形成されなくなる。
ｌを主成分とする合金のめっきが施された鋼板を抵抗溶
接すると、例えば、スポット溶接の場合には、溶接打点
数の増加に伴い、ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金の
めっき層から、溶接電極（通常はＣｕ−Ｃｒ合金製が多
い）側にＡｌが溶浸（拡散）し、溶接電極の先端部にＣ
ｕ−Ａｌ−Ｆｅ系の金属間化合物層が生成される。この
金属間化合物は、ビッカース硬さが７００以上と非常に
硬く脆弱な化合物である。そのため、スポット溶接時の
加圧によって溶接電極の先端から剥離して欠落し易い。
金属間化合物が欠落した後の溶接電極の先端では、同様
の金属間化合物の生成が繰り返されるため、溶接電極の
先端が消耗する。その結果、溶接電極の寿命は、通常の
冷延鋼板をスポット溶接した場合に比べて著しく低下す
る。また、溶接電極の消耗によって電極の先端径が増加
するため、スポット溶接時の電流密度が低下する。その
結果、溶接打点数の増加とともにナゲット径が小さくな
り、それに伴って接合強度も低下し、やがてある電流密
度以下になるとナゲットが形成されなくなる。
【０００４】溶接電極の消耗を防止するひとつの方法と
して、溶接電極に接する側のＡｌまたはＡｌを主成分と
する合金のめっき層を鋼板表面から除去する方法が考え
られる。しかし、鋼板表面に形成されたＡｌまたはＡｌ
を主成分とする合金のめっき層は鋼板の耐食性を向上さ
せる上で重要である。したがって、このようなめっき層
を安易に除去することは、耐食性を低下させる原因とな
る。また、一旦形成させたＡｌまたはＡｌを主成分とす
る合金のめっき層を除去することは、組立行程時の工数
増加と生産性の低下を招く。
して、溶接電極に接する側のＡｌまたはＡｌを主成分と
する合金のめっき層を鋼板表面から除去する方法が考え
られる。しかし、鋼板表面に形成されたＡｌまたはＡｌ
を主成分とする合金のめっき層は鋼板の耐食性を向上さ
せる上で重要である。したがって、このようなめっき層
を安易に除去することは、耐食性を低下させる原因とな
る。また、一旦形成させたＡｌまたはＡｌを主成分とす
る合金のめっき層を除去することは、組立行程時の工数
増加と生産性の低下を招く。
【０００５】溶接電極の消耗を防止するもうひとつの方
法として、抵抗溶接に用いる溶接電極（Ｃｕ−Ｃｒ合
金）と反応し難く、かつ溶接性を損なわない程度の十分
な電気伝導性を有する金属めっき層をＡｌまたはＡｌを
主成分とする合金のめっき層の上にコーティングする方
法が考えられる。この例としては、例えば、特開平４−
２４６１８２号公報に開示されているように、Ａｌまた
はＡｌを主成分とする合金のめっき層の上にＮｉ、Ｆｅ
あるいはこれらの元素を主成分とする合金のめっき層を
コーティングして、溶接電極の損耗を抑える方法が考え
られている。しかし、この方法では、ＡｌまたはＡｌを
主成分とする合金のめっき層の上にコーティングする金
属めっき層の厚さが１〜１０μｍと厚いため、コーティ
ングにかなりの時間を要して、生産性の低下やコストア
ップにつながるという問題がある。また、金属めっき層
の厚さが厚いため、溶接時に溶融しためっき層が電極に
付着し易くなり、その結果、電流密度が低下して、溶接
打点数の増加とともにナゲットが形成され難くなるとい
う問題もある。さらに、金属めっき層の厚さが厚いと、
この金属めっき層と下層のＡｌまたはＡｌを主成分とす
る合金のめっき層との間で合金化反応が起こり、脆い金
属間化合物が生成されて、めっき層が剥離し易くなると
いう問題も生じる。
法として、抵抗溶接に用いる溶接電極（Ｃｕ−Ｃｒ合
金）と反応し難く、かつ溶接性を損なわない程度の十分
な電気伝導性を有する金属めっき層をＡｌまたはＡｌを
主成分とする合金のめっき層の上にコーティングする方
法が考えられる。この例としては、例えば、特開平４−
２４６１８２号公報に開示されているように、Ａｌまた
はＡｌを主成分とする合金のめっき層の上にＮｉ、Ｆｅ
あるいはこれらの元素を主成分とする合金のめっき層を
コーティングして、溶接電極の損耗を抑える方法が考え
られている。しかし、この方法では、ＡｌまたはＡｌを
主成分とする合金のめっき層の上にコーティングする金
属めっき層の厚さが１〜１０μｍと厚いため、コーティ
ングにかなりの時間を要して、生産性の低下やコストア
ップにつながるという問題がある。また、金属めっき層
の厚さが厚いため、溶接時に溶融しためっき層が電極に
付着し易くなり、その結果、電流密度が低下して、溶接
打点数の増加とともにナゲットが形成され難くなるとい
う問題もある。さらに、金属めっき層の厚さが厚いと、
この金属めっき層と下層のＡｌまたはＡｌを主成分とす
る合金のめっき層との間で合金化反応が起こり、脆い金
属間化合物が生成されて、めっき層が剥離し易くなると
いう問題も生じる。
【０００６】そこで、本発明では、ＡｌまたはＡｌを主
成分とする合金のめっき層の上に、コーティングに時間
を要せず、コスト的にも有利であり、また、溶接時にお
ける電極へのめっきの付着量が少なく、かつ、溶接中に
下層のめっき層と反応し難いような最小限の厚さの金属
めっき層をコーティングし、この表面処理鋼板を用いる
ことによって、抵抗溶接性を改善することを目的として
いる。
成分とする合金のめっき層の上に、コーティングに時間
を要せず、コスト的にも有利であり、また、溶接時にお
ける電極へのめっきの付着量が少なく、かつ、溶接中に
下層のめっき層と反応し難いような最小限の厚さの金属
めっき層をコーティングし、この表面処理鋼板を用いる
ことによって、抵抗溶接性を改善することを目的として
いる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の表面処理鋼板で
は、その目的を達成するために、鋼板の両面に形成され
たＡｌまたはＡｌを主成分とする合金のめっき層の片面
または両面の上に、溶接電極と反応し難い最小限の厚さ
の金属めっき層をコーティングしたことを特徴とする。
は、その目的を達成するために、鋼板の両面に形成され
たＡｌまたはＡｌを主成分とする合金のめっき層の片面
または両面の上に、溶接電極と反応し難い最小限の厚さ
の金属めっき層をコーティングしたことを特徴とする。
【０００８】本発明者等は、鋼板表面に形成されたＡｌ
またはＡｌを主成分とする合金のめっき層の上に、溶接
電極の材料として通常使用されているＣｕ−Ｃｒ合金と
反応し難く、かつ電気伝導性に優れためっき層を適正な
厚さでコーティングすることを考案し、それに適した金
属について検討した。その結果、厚さが０．３μｍ以上
１．０μｍ未満のＮｉ、Ｆｅおよびこれらを主成分とす
る合金のめっき層をＡｌまたはＡｌを主成分とする合金
のめっき層の上に形成させると、溶接電極の消耗が抑え
られ、良好な抵抗溶接が可能となることを見い出した。
これは、Ｎｉ、Ｆｅあるいはこれらを主成分とする合金
は、溶接電極の材質であるＣｕ−Ｃｒ合金との間に脆弱
な金属間化合物を生成せず、かつ抵抗溶接性を損なわな
い程度の電気伝導度を有する金属だからである。また、
Ｎｉ、Ｆｅあるいはこれらを主成分とする合金のめっき
層の厚さがこの範囲内では、溶接時における電極へのめ
っきの付着量が少なく、かつ、溶接中に下層のめっき層
と反応し難いことを見い出し、本発明を完成するに至っ
た。
またはＡｌを主成分とする合金のめっき層の上に、溶接
電極の材料として通常使用されているＣｕ−Ｃｒ合金と
反応し難く、かつ電気伝導性に優れためっき層を適正な
厚さでコーティングすることを考案し、それに適した金
属について検討した。その結果、厚さが０．３μｍ以上
１．０μｍ未満のＮｉ、Ｆｅおよびこれらを主成分とす
る合金のめっき層をＡｌまたはＡｌを主成分とする合金
のめっき層の上に形成させると、溶接電極の消耗が抑え
られ、良好な抵抗溶接が可能となることを見い出した。
これは、Ｎｉ、Ｆｅあるいはこれらを主成分とする合金
は、溶接電極の材質であるＣｕ−Ｃｒ合金との間に脆弱
な金属間化合物を生成せず、かつ抵抗溶接性を損なわな
い程度の電気伝導度を有する金属だからである。また、
Ｎｉ、Ｆｅあるいはこれらを主成分とする合金のめっき
層の厚さがこの範囲内では、溶接時における電極へのめ
っきの付着量が少なく、かつ、溶接中に下層のめっき層
と反応し難いことを見い出し、本発明を完成するに至っ
た。
【０００９】ここに、本発明の要旨とするところは、
「（１） 鋼板の両面に形成されたＡｌまたはＡｌを主
成分とする合金の下層めっき層と、鋼板の片面または両
面において前記下層めっき層の上に形成されたＮｉまた
はＮｉを主成分とする合金の上層めっき層とを有する表
面処理鋼板において、前記下層めっき層の厚さが５μｍ
以上３０μｍ以下であり、かつ、前記上層めっき層の厚
さが０．３μｍ以上１．０μｍ未満であることを特徴と
する抵抗溶接性に優れた表面処理鋼板。
「（１） 鋼板の両面に形成されたＡｌまたはＡｌを主
成分とする合金の下層めっき層と、鋼板の片面または両
面において前記下層めっき層の上に形成されたＮｉまた
はＮｉを主成分とする合金の上層めっき層とを有する表
面処理鋼板において、前記下層めっき層の厚さが５μｍ
以上３０μｍ以下であり、かつ、前記上層めっき層の厚
さが０．３μｍ以上１．０μｍ未満であることを特徴と
する抵抗溶接性に優れた表面処理鋼板。
【００１０】（２） 鋼板の両面に形成されたＡｌまた
はＡｌを主成分とする合金の下層めっき層と、鋼板の片
面または両面において前記下層めっき層の上に形成され
たＦｅまたはＦｅを主成分とする合金の上層めっき層と
を有する表面処理鋼板において、前記下層めっき層の厚
さが５μｍ以上３０μｍ以下であり、かつ、前記上層め
っき層の厚さが０．３μｍ以上１．０μｍ未満であるこ
とを特徴とする抵抗溶接性に優れた表面処理鋼板。」で
ある。
はＡｌを主成分とする合金の下層めっき層と、鋼板の片
面または両面において前記下層めっき層の上に形成され
たＦｅまたはＦｅを主成分とする合金の上層めっき層と
を有する表面処理鋼板において、前記下層めっき層の厚
さが５μｍ以上３０μｍ以下であり、かつ、前記上層め
っき層の厚さが０．３μｍ以上１．０μｍ未満であるこ
とを特徴とする抵抗溶接性に優れた表面処理鋼板。」で
ある。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明にかかる表面処理鋼板について具体的に説明する。抵
抗溶接では、例えば、スポット溶接の場合を例にとる
と、図２に示したように、Ｎｉ、Ｆｅまたはこれらを主
成分とする合金のめっき層５を介して鋼材表面に溶接電
極３が押しつけられるため、ＡｌまたはＡｌを主成分と
する合金のめっき層２と溶接電極３との反応が抑えられ
る。すなわち、溶接電極中へのＡｌの溶浸（拡散）が抑
えられるため、溶接電極先端部で脆弱なＣｕ−Ａｌ−Ｆ
ｅ金属間化合物の生成が抑えられ、Ｎｉ、Ｆｅまたはこ
れらを主成分とする合金のめっき層５をコーティングし
ない場合に比べて電極先端部の損耗が極めて少なくな
る。その結果、スポット溶接で連続的に溶接（打点）し
た場合でも、電極先端径が増加しないため、電極先端部
とめっき鋼板との接触面積がほぼ一定に保たれ、ナゲッ
ト形成部における溶接電流密度もほぼ一定に保たれる。
したがって、ナゲット径が一定に保たれるため、スポッ
ト溶接部の強度もほぼ一定に保たれる。
明にかかる表面処理鋼板について具体的に説明する。抵
抗溶接では、例えば、スポット溶接の場合を例にとる
と、図２に示したように、Ｎｉ、Ｆｅまたはこれらを主
成分とする合金のめっき層５を介して鋼材表面に溶接電
極３が押しつけられるため、ＡｌまたはＡｌを主成分と
する合金のめっき層２と溶接電極３との反応が抑えられ
る。すなわち、溶接電極中へのＡｌの溶浸（拡散）が抑
えられるため、溶接電極先端部で脆弱なＣｕ−Ａｌ−Ｆ
ｅ金属間化合物の生成が抑えられ、Ｎｉ、Ｆｅまたはこ
れらを主成分とする合金のめっき層５をコーティングし
ない場合に比べて電極先端部の損耗が極めて少なくな
る。その結果、スポット溶接で連続的に溶接（打点）し
た場合でも、電極先端径が増加しないため、電極先端部
とめっき鋼板との接触面積がほぼ一定に保たれ、ナゲッ
ト形成部における溶接電流密度もほぼ一定に保たれる。
したがって、ナゲット径が一定に保たれるため、スポッ
ト溶接部の強度もほぼ一定に保たれる。
【００１２】これに対して、従来のＡｌまたはＡｌを主
成分とする合金のめっき鋼板をスポット溶接する場合に
は、電極先端部の損耗に伴って電極先端径が増加し、め
っき鋼板と接触する電極先端部の面積が増加するため、
ナゲット形成部の電流密度は溶接打点数の増加とともに
低下していく。その結果、打点数の増加に伴いナゲット
径が小さくなり、それとともに接合強度も低下し、やが
てある溶接電流密度以下でナゲットが形成されなくな
る。
成分とする合金のめっき鋼板をスポット溶接する場合に
は、電極先端部の損耗に伴って電極先端径が増加し、め
っき鋼板と接触する電極先端部の面積が増加するため、
ナゲット形成部の電流密度は溶接打点数の増加とともに
低下していく。その結果、打点数の増加に伴いナゲット
径が小さくなり、それとともに接合強度も低下し、やが
てある溶接電流密度以下でナゲットが形成されなくな
る。
【００１３】鋼板の表面に形成されるＡｌまたはＡｌを
主成分とする合金のめっき層としては、純Ａｌのほか、
Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｍｎ、Ａｌ−Ｚｎなどの合金が考え
られる。また、その厚さとしては、５μｍ以上３０μｍ
以下とすべきである。なぜならば、十分な耐食性を保持
するためには、５μｍ以上のめっき厚さが必要であり、
また、めっき厚さを３０μｍより厚くすると、コストの
上昇を引き起こす上にＮｉ、Ｆｅまたはこれらを主成分
とする合金のめっき層をコーティングしても、電極損耗
抑制効果が認められなくなるからである。めっき厚さが
３０μｍより厚くなると電極損耗抑制効果が認められな
くなるのは、スポット溶接時にＡｌまたはＡｌを主成分
とする合金のめっき層が上層のめっき層を破壊して溶接
電極先端部と直接接触するからであると考えられる。Ａ
ｌまたはＡｌを主成分とする合金のめっき層は、通常、
溶融めっき法で形成されるが、電気めっき法、蒸着法、
溶射、などの方法で形成しても良い。
主成分とする合金のめっき層としては、純Ａｌのほか、
Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｍｎ、Ａｌ−Ｚｎなどの合金が考え
られる。また、その厚さとしては、５μｍ以上３０μｍ
以下とすべきである。なぜならば、十分な耐食性を保持
するためには、５μｍ以上のめっき厚さが必要であり、
また、めっき厚さを３０μｍより厚くすると、コストの
上昇を引き起こす上にＮｉ、Ｆｅまたはこれらを主成分
とする合金のめっき層をコーティングしても、電極損耗
抑制効果が認められなくなるからである。めっき厚さが
３０μｍより厚くなると電極損耗抑制効果が認められな
くなるのは、スポット溶接時にＡｌまたはＡｌを主成分
とする合金のめっき層が上層のめっき層を破壊して溶接
電極先端部と直接接触するからであると考えられる。Ａ
ｌまたはＡｌを主成分とする合金のめっき層は、通常、
溶融めっき法で形成されるが、電気めっき法、蒸着法、
溶射、などの方法で形成しても良い。
【００１４】ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金のめっ
き層の上に形成させる金属めっき層としては、めっきの
し易さ、耐食性、コスト、などを総合的に評価して、Ｎ
ｉ、Ｆｅあるいはこれらの元素を主成分とする合金のめ
っき層、例えば、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｚｎ、Ｎｉ−Ｃ
ｒ、Ｆｅ−Ｂ、Ｆｅ−Ｚｎ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｍｏな
どが最適である。また、その厚さは、ＡｌまたはＡｌを
主成分とする合金のめっき層の厚さより薄いことが必要
である。具体的には、０．３μｍ以上１．０μｍ未満と
すべきである。なぜならば、０．３μｍ未満では電極損
耗抑制に対して効果が認められないからである。これ
は、めっき層の厚さが薄すぎると、スポット溶接時にめ
っき層が破れて溶接電極と下層のＡｌまたはＡｌを主成
分とする合金のめっき層が直接接触するからである。ま
た、１．０μｍ以上では、コーティングにかなりの時間
を要し、生産性の低下やコストアップにつながるからで
ある。加えて、溶接時に溶融しためっき層が電極に付着
し易くなって電流密度が低下し、ナゲットが形成され難
くなったり、下層のＡｌまたはＡｌを主成分とする合金
のめっき層との間で反応が起こり、金属間化合物の生成
によって、めっき層が脆化して剥離し易くなるという問
題が生じるからである。上層の金属めっき層は、Ａｌま
たはＡｌを主成分とする合金のめっき層の片側に設けら
れる場合には電気めっき法で形成されることが望まし
い。しかし、溶融めっき法、蒸着法、溶射などの方法を
採用してもよい。また、上層の金属めっき層は基本的に
は、溶接電極と接触する片面のみにコーティングすれば
良いが、必要ならば両面にコーティングしても良い。
き層の上に形成させる金属めっき層としては、めっきの
し易さ、耐食性、コスト、などを総合的に評価して、Ｎ
ｉ、Ｆｅあるいはこれらの元素を主成分とする合金のめ
っき層、例えば、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｚｎ、Ｎｉ−Ｃ
ｒ、Ｆｅ−Ｂ、Ｆｅ−Ｚｎ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｍｏな
どが最適である。また、その厚さは、ＡｌまたはＡｌを
主成分とする合金のめっき層の厚さより薄いことが必要
である。具体的には、０．３μｍ以上１．０μｍ未満と
すべきである。なぜならば、０．３μｍ未満では電極損
耗抑制に対して効果が認められないからである。これ
は、めっき層の厚さが薄すぎると、スポット溶接時にめ
っき層が破れて溶接電極と下層のＡｌまたはＡｌを主成
分とする合金のめっき層が直接接触するからである。ま
た、１．０μｍ以上では、コーティングにかなりの時間
を要し、生産性の低下やコストアップにつながるからで
ある。加えて、溶接時に溶融しためっき層が電極に付着
し易くなって電流密度が低下し、ナゲットが形成され難
くなったり、下層のＡｌまたはＡｌを主成分とする合金
のめっき層との間で反応が起こり、金属間化合物の生成
によって、めっき層が脆化して剥離し易くなるという問
題が生じるからである。上層の金属めっき層は、Ａｌま
たはＡｌを主成分とする合金のめっき層の片側に設けら
れる場合には電気めっき法で形成されることが望まし
い。しかし、溶融めっき法、蒸着法、溶射などの方法を
採用してもよい。また、上層の金属めっき層は基本的に
は、溶接電極と接触する片面のみにコーティングすれば
良いが、必要ならば両面にコーティングしても良い。
【００１５】本効果は、他の抵抗溶接、例えば、シーム
溶接などでも同様に認められ、電極の損耗抑制に対して
有効である。また、ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金
のめっき層の上にコーティングされた金属めっき層は、
抵抗溶接性の向上ばかりでなく、例えば、成形性などの
加工性を向上させることに対しても有効である。すなわ
ち、コーティング層を金型に接触させた状態で本発明の
表面処理鋼板を加工するとき、ＡｌまたはＡｌを主成分
とする合金のめっき層が金型に直接接触することが避け
られるため、ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金のめっ
き層が金型に付着することがなくなる。また、この薄い
金属めっき層はＡｌまたはＡｌを主成分とする合金のめ
っき層よりも摩擦係数が小さいため、プレス加工性も良
好となる。
溶接などでも同様に認められ、電極の損耗抑制に対して
有効である。また、ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金
のめっき層の上にコーティングされた金属めっき層は、
抵抗溶接性の向上ばかりでなく、例えば、成形性などの
加工性を向上させることに対しても有効である。すなわ
ち、コーティング層を金型に接触させた状態で本発明の
表面処理鋼板を加工するとき、ＡｌまたはＡｌを主成分
とする合金のめっき層が金型に直接接触することが避け
られるため、ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金のめっ
き層が金型に付着することがなくなる。また、この薄い
金属めっき層はＡｌまたはＡｌを主成分とする合金のめ
っき層よりも摩擦係数が小さいため、プレス加工性も良
好となる。
【００１６】
【実施例】以下、実施例によって、本発明を具体的に説
明する。 −実施例１− 板厚０．８ｍｍの冷延鋼板の両面に、厚さ１５μｍのＡ
ｌ−Ｓｉ合金めっき層を溶融めっき法でコーティングし
た。次に、その片面に、厚さが０．１〜０．９μｍの範
囲で０．１μｍずつ変化させた、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｓ
ｎめっき層をイオンプレーティング法でコーティングし
た。これらの表面処理鋼板を同種のめっき鋼板同士の組
み合わせで、溶接電極側が、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｓｎめ
っきがコーティングされた側になるように配置してスポ
ット溶接を行った。スポット溶接には直流型のスポット
溶接機（７０ｋＶＡ）を、また、溶接電極としてはＣｕ
−Ｃｒ合金製のドーム型電極（４０Ｒ−６φ）を用い、
加圧力；２１５６ｋＮ、溶接電流；９．５ｋＡ、通電時
間；０．２ｍｓ（１２サイクル）の条件で１５０点まで
の連続打点性評価を実施した。Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｓｎ
めっきの厚さが、０．１μｍ、０．５μｍの場合の溶接
打点数と電極先端径（溶接電極がめっき鋼板と接触する
部分の直径）との関係を、それぞれ、図３、図４に示
す。なお、電極先端径は電極の間に感圧紙を挟むことに
よって調査した。Ａｌ−Ｓｉ合金めっき層の上にコーテ
ィングした金属めっき層の厚さが０．１μｍの場合に
は、図３で示したように、電極先端径の増加は金属めっ
き層をコーティングした方が悪いくらいであり、電極損
耗抑制効果は認められなかった。一方、金属めっき層の
厚さが０．５μｍの場合には、図４で示したように、Ｎ
ｉ、Ｆｅめっきの場合に、電極先端径はほとんど増加せ
ず、電極損耗抑制効果が認められた。実験の結果、Ｎ
ｉ、Ｆｅめっきの場合には、めっき厚さが０．３μｍ以
上で、電極先端径は増加せず、電極損耗抑制効果が認め
られた。Ａｌ−Ｓｉめっきの代わりに、純Ａｌ、Ａｌ−
Ｍｎ、Ａｌ−Ｚｎめっきを用いても、上記と同様の結果
が得られた。また、Ｎｉ、Ｆｅめっきの代わりに、これ
らの合金、例えば、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｚｎ、Ｎｉ−Ｃ
ｒ、Ｆｅ−Ｂ、Ｆｅ−Ｚｎ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｍｏな
どのめっきを用いても同様の結果が得られた。さらに、
電気めっき法で、例えば、Ｎｉなどのめっきを形成さ
せ、同様の評価を実施したが、結果は上記と同様であっ
た。電気めっき法でＮｉめっきをコーティングした場合
の溶接打点数と電極先端径との関係を図５に示す。 −実施例２− 実施例１において、厚さが１５μｍのＡｌ−Ｓｉ合金め
っき層の上に、厚さが１．０、３．０、５．０μｍのＮ
ｉめっき層を電気めっき法でコーティングし、同様の連
続打点性評価を実施した。その結果、１．０μｍ以上の
Ｎｉめっき層がコーティングされた場合には、電極への
めっきの付着量が顕著になり、同じ打点数におけるナゲ
ット径が低下する（８０％〜６０％に低下）現象が認め
られた。これは、電極へのＮｉめっきの付着によって、
電流密度が低下したためと考えられる。また、１．０μ
ｍ以上のＮｉめっきがコーティングされた場合には、溶
接部付近でめっきが剥離する現象が認められた。以上の
結果は、Ｆｅめっきでも同様であった。Ａｌ−Ｓｉめっ
きの代わりに、純Ａｌ、Ａｌ−Ｍｎ、Ａｌ−Ｚｎめっき
を用いても、上記と同様の結果が得られた。また、Ｎ
ｉ、Ｆｅめっきの代わりに、これらの合金、例えば、Ｎ
ｉ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｚｎ、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｆｅ−Ｂ、Ｆｅ−
Ｚｎ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｍｏなどのめっきを用いても
同様の結果が得られた。 −実施例３− 実施例１において、Ａｌ−Ｓｉ合金めっき層の厚さを１
０〜５０μｍの範囲で１０μｍずつ変化させて同様の調
査を行った。その結果、Ａｌ−Ｓｉ合金めっき層の厚さ
が３０μｍより厚い場合には、ＮｉまたはＦｅのめっき
層を厚さ０．３〜０．９μｍの範囲でコーティングして
も、電極損耗抑制効果は認められなかった。
明する。 −実施例１− 板厚０．８ｍｍの冷延鋼板の両面に、厚さ１５μｍのＡ
ｌ−Ｓｉ合金めっき層を溶融めっき法でコーティングし
た。次に、その片面に、厚さが０．１〜０．９μｍの範
囲で０．１μｍずつ変化させた、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｓ
ｎめっき層をイオンプレーティング法でコーティングし
た。これらの表面処理鋼板を同種のめっき鋼板同士の組
み合わせで、溶接電極側が、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｓｎめ
っきがコーティングされた側になるように配置してスポ
ット溶接を行った。スポット溶接には直流型のスポット
溶接機（７０ｋＶＡ）を、また、溶接電極としてはＣｕ
−Ｃｒ合金製のドーム型電極（４０Ｒ−６φ）を用い、
加圧力；２１５６ｋＮ、溶接電流；９．５ｋＡ、通電時
間；０．２ｍｓ（１２サイクル）の条件で１５０点まで
の連続打点性評価を実施した。Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｓｎ
めっきの厚さが、０．１μｍ、０．５μｍの場合の溶接
打点数と電極先端径（溶接電極がめっき鋼板と接触する
部分の直径）との関係を、それぞれ、図３、図４に示
す。なお、電極先端径は電極の間に感圧紙を挟むことに
よって調査した。Ａｌ−Ｓｉ合金めっき層の上にコーテ
ィングした金属めっき層の厚さが０．１μｍの場合に
は、図３で示したように、電極先端径の増加は金属めっ
き層をコーティングした方が悪いくらいであり、電極損
耗抑制効果は認められなかった。一方、金属めっき層の
厚さが０．５μｍの場合には、図４で示したように、Ｎ
ｉ、Ｆｅめっきの場合に、電極先端径はほとんど増加せ
ず、電極損耗抑制効果が認められた。実験の結果、Ｎ
ｉ、Ｆｅめっきの場合には、めっき厚さが０．３μｍ以
上で、電極先端径は増加せず、電極損耗抑制効果が認め
られた。Ａｌ−Ｓｉめっきの代わりに、純Ａｌ、Ａｌ−
Ｍｎ、Ａｌ−Ｚｎめっきを用いても、上記と同様の結果
が得られた。また、Ｎｉ、Ｆｅめっきの代わりに、これ
らの合金、例えば、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｚｎ、Ｎｉ−Ｃ
ｒ、Ｆｅ−Ｂ、Ｆｅ−Ｚｎ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｍｏな
どのめっきを用いても同様の結果が得られた。さらに、
電気めっき法で、例えば、Ｎｉなどのめっきを形成さ
せ、同様の評価を実施したが、結果は上記と同様であっ
た。電気めっき法でＮｉめっきをコーティングした場合
の溶接打点数と電極先端径との関係を図５に示す。 −実施例２− 実施例１において、厚さが１５μｍのＡｌ−Ｓｉ合金め
っき層の上に、厚さが１．０、３．０、５．０μｍのＮ
ｉめっき層を電気めっき法でコーティングし、同様の連
続打点性評価を実施した。その結果、１．０μｍ以上の
Ｎｉめっき層がコーティングされた場合には、電極への
めっきの付着量が顕著になり、同じ打点数におけるナゲ
ット径が低下する（８０％〜６０％に低下）現象が認め
られた。これは、電極へのＮｉめっきの付着によって、
電流密度が低下したためと考えられる。また、１．０μ
ｍ以上のＮｉめっきがコーティングされた場合には、溶
接部付近でめっきが剥離する現象が認められた。以上の
結果は、Ｆｅめっきでも同様であった。Ａｌ−Ｓｉめっ
きの代わりに、純Ａｌ、Ａｌ−Ｍｎ、Ａｌ−Ｚｎめっき
を用いても、上記と同様の結果が得られた。また、Ｎ
ｉ、Ｆｅめっきの代わりに、これらの合金、例えば、Ｎ
ｉ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｚｎ、Ｎｉ−Ｃｒ、Ｆｅ−Ｂ、Ｆｅ−
Ｚｎ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｍｏなどのめっきを用いても
同様の結果が得られた。 −実施例３− 実施例１において、Ａｌ−Ｓｉ合金めっき層の厚さを１
０〜５０μｍの範囲で１０μｍずつ変化させて同様の調
査を行った。その結果、Ａｌ−Ｓｉ合金めっき層の厚さ
が３０μｍより厚い場合には、ＮｉまたはＦｅのめっき
層を厚さ０．３〜０．９μｍの範囲でコーティングして
も、電極損耗抑制効果は認められなかった。
【００１７】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明においては、
鋼板表面に形成されたＡｌまたはＡｌを主成分とする合
金のめっき層の上に、Ｎｉ、Ｆｅおよびこれらを主成分
とする合金のめっき層を形成させることによって、溶接
電極とＡｌまたはＡｌを主成分とする合金のめっき層と
が直接接触するのを防ぎ、脆弱な金属間化合物が生成さ
れるのを抑制して溶接電極の消耗を抑えている。これに
よって、溶接電極の寿命は、従来材に比べて著しく向上
する。また、ナゲットも安定して生成されるため、接合
強度のばらつきも少なくなり、信頼性の高い継手が得ら
れる。
鋼板表面に形成されたＡｌまたはＡｌを主成分とする合
金のめっき層の上に、Ｎｉ、Ｆｅおよびこれらを主成分
とする合金のめっき層を形成させることによって、溶接
電極とＡｌまたはＡｌを主成分とする合金のめっき層と
が直接接触するのを防ぎ、脆弱な金属間化合物が生成さ
れるのを抑制して溶接電極の消耗を抑えている。これに
よって、溶接電極の寿命は、従来材に比べて著しく向上
する。また、ナゲットも安定して生成されるため、接合
強度のばらつきも少なくなり、信頼性の高い継手が得ら
れる。
【図１】図１は、一般的なスポット溶接方法を示す断面
図である。
図である。
【図２】図２は、本発明のスポット溶接方法を示す断面
図である。
図である。
【図３】図３は、溶接打点数と電極先端径との関係を示
すグラフである。
すグラフである。
【図４】図４は、溶接打点数と電極先端径との関係を示
すグラフである。
すグラフである。
【図５】図５は、溶接打点数と電極先端径との関係を示
すグラフである。
すグラフである。
１…鋼板 ２…ＡｌまたはＡｌを主成分とする合金のめっき層 ３…溶接電極 ４…ナゲット（溶融部） ５…薄い金属めっき層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 一実 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内
Claims (2)
- 【請求項１】 鋼板の両面に形成されたＡｌまたはＡｌ
を主成分とする合金の下層めっき層と、鋼板の片面また
は両面において前記下層めっき層の上に形成されたＮｉ
またはＮｉを主成分とする合金の上層めっき層とを有す
る表面処理鋼板において、 前記下層めっき層の厚さが５μｍ以上３０μｍ以下であ
り、かつ、前記上層めっき層の厚さが０．３μｍ以上
１．０μｍ未満であることを特徴とする抵抗溶接性に優
れた表面処理鋼板。 - 【請求項２】 鋼板の両面に形成されたＡｌまたはＡｌ
を主成分とする合金の下層めっき層と、鋼板の片面また
は両面において前記下層めっき層の上に形成されたＦｅ
またはＦｅを主成分とする合金の上層めっき層とを有す
る表面処理鋼板において、 前記下層めっき層の厚さが５μｍ以上３０μｍ以下であ
り、かつ、前記上層めっき層の厚さが０．３μｍ以上
１．０μｍ未満であることを特徴とする抵抗溶接性に優
れた表面処理鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10077890A JPH11269664A (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | 抵抗溶接性に優れた表面処理鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10077890A JPH11269664A (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | 抵抗溶接性に優れた表面処理鋼板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11269664A true JPH11269664A (ja) | 1999-10-05 |
Family
ID=13646678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10077890A Withdrawn JPH11269664A (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | 抵抗溶接性に優れた表面処理鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11269664A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021230306A1 (ja) | 2020-05-13 | 2021-11-18 | 日本製鉄株式会社 | ホットスタンプ部材 |
| US11926120B2 (en) | 2020-05-13 | 2024-03-12 | Nippon Steel Corporation | Steel sheet for hot stamping |
-
1998
- 1998-03-25 JP JP10077890A patent/JPH11269664A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021230306A1 (ja) | 2020-05-13 | 2021-11-18 | 日本製鉄株式会社 | ホットスタンプ部材 |
| US11926120B2 (en) | 2020-05-13 | 2024-03-12 | Nippon Steel Corporation | Steel sheet for hot stamping |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050607 |