JPS6372854A - 自動車足回り部材用鋼板 - 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、耐食性に優れ、自動車足回り部材用として
好適な鋼板に関するものである。

く背景技術〉 近年、一段と強くなってきた自動車の防錆性能向上要求
に応えるべく、まず車体パネル材へのメッキ鋼板導入が
検討された結果、その耐久性は大幅に向上するに至った
。このため、次の課題として自動車のシャーシ及び車輪
回りのアーム類、即ち“足回り部材”の耐食性改善が大
きな注目を集めるようになってきた。

この自動車の足回り部分は車体の安全性に直接関係する
ことから、現在、腐食環境が激しい場合には足回り部材
の肉厚を厚くする対策がとられている。

ところが、一方で、燃費節減につながる軽量化指向から
、足回り部材の肉厚をもできるだけ薄くしたいとの要求
も根強い。

そこで、両者を共に満足させるべく、十分な塗装を施し
て耐食性を改善し、重量増加なく耐久性を高めようとの
対策も検討された。しかしながら、自動車足回り部材は
一般に鋼板を成形加工して製造された“閉じ構造”とな
っていて内面に十分な塗装を施すことは極めて困難であ
り、「塗装」と言う手段では満足し得る耐食性改善効果
を得られないことが明らかとなった。

このため、車体パネル材と同様、足回り部材にもメッキ
を施すことが考えられたが、通常、多くの足回り部材は
成形後にアーク溶接して組立てられるため、該溶接時に
メッキ層が無くなってしまったり、メッキ金属の蒸発に
より溶接欠陥が発生し易いとの不都合を避は得ないこと
が判明したのである。

く問題点を解決するための手段〉 本発明者等は、上述のような問題点を踏まえた上で、自
動車足回り部材の耐食性改善には成分組成的に素材鋼板
自体の耐食性を向上させることが欠かせないとの観点に
立ち、自動車足回りに使用される素材鋼板の有用特性や
、重要な要素であるコストのそれぞれに悪影響を及ぼす
ことのない耐食性改善対策を検討した結果、次の（ａ）
〜（Ｃ）に示される如き知見が得られたのである。即ち
、（ａ）　　自動車車体が受ける腐食環境に対する耐食
性改善には、素材鋼板に少量のＣｒを特定範囲で添加す
るのが効果的であり、しかもこれと共にｍｌのＣｕ−Ｎ
ｉを複合添加すると上記環境における耐食性は大幅に向
上する上、Ｃｒの有効範囲も拡大されること。

（ｂ）　　上記Ｃｒ、　Ｃｕ及びＮｉを複合添加した鋼
板に更に微量のＴｉを含有せしめると、鋼板の加工性が
改善されて自動車足回り部材用としての特性が一層向上
すること。

（Ｃ）　　これらの鋼板に亜鉛メッキ、亜鉛合金メッキ
（Ｚｎ−Ｎｉ合金メッキ、Ｚｎ　−Ｆｅ合金メッキ、Ｚ
ｎ　−Ａ！！合金メッキ等）或いはＦｅ−Ｐ合金メッキ
の塗装下地メッキを施すと、鋼板面のリン酸塩処理性が
改善されて塗装後の耐ブリスター性が増し、その耐食性
が一層向上する上、溶接に際してこれらメッキ金属の蒸
発による溶接欠陥を生じる恐れもないこと。

この発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、 自動車足回り部材用鋼板を Ｃ：　０．０３％以下（以降、成分割合を表わす％は重
量％とする）、 Ｃｒ：２〜７％、　　Ｎｉ　：　０．０５〜１％、Ｃｕ
　：　０．０５〜１％、 を含存するか、或いは更に Ｔｉ　：　０．０３〜０．５％ をも含み、残部がＦｅ及び不可避的不純物である成分組
成に構成するか、若しくは上記成分組成から成る母材鋼
板の少なくとも片面に塗装下地メッキ（亜鉛メッキ、亜
鉛合金メッキ（Ｚｎ−Ｎｉ合金メッキ、Ｚｎ　−Ｆｅ合
金メッキ、Ｚｎ−Ａ４７合金メツキ等）或いはＦｅ−Ｐ
合金メッキ）層を備えた構成とすることにより優れた耐
食性を有せしめ、重量増加を伴うことなく自動車足回り
部材の耐久性を十分に向上し得るようにした点、 を特徴とするものである。

なお、上記塗装下地メッキが施される片面とは、自動車
足回り部材に成形されたとき塗装が十分に施される外面
側となる面であることは言うまでもない。

次に、この発明の鋼板において、構成成分の含有割合を
前記の如くに数値限定した理由を説明する。

（Ａ）　　Ｃ 鋼板中のＣ含有量が多くなるとクロムカーバイトが形成
されて機械的性質と耐食性の劣化を招くばかりか、溶接
時にできる熱影響部の耐食性にも悪影響を及ぼすが、そ
の含有量を０．０３％以下に制限することによって前記
弊害は実際上容認できる程度に抑えられる。従って、Ｃ
含有量は０．０３％以下と定めたが、好ましくは０．０
１％以下に低減するのが良い。

（Ｂ）　Ｃｒ 第１図は、Ｆｅ−０，０１％ｃ−ｏ、ｏｓ％５ｌ−０．
１５％Ｍｎ−０，０１０％Ｐ−０，０１０％Ｓなる成分
組成の鋼板、及び更に０．５％のＣｕと０．３％のＮｉ
とを含有せしめた成分組成の鋼板を基本としこれに種々
の割合でＣｒを添加したものについて、Ｃｒ含有量と耐
食性（耐大あき性）との関係を示したグラフである。こ
こで、耐食性は“自動車車体が受ける腐食環境をシュミ
レートした複合腐食サイクルテスト１後の最大腐食深さ
で示したが、そのシュミレート条件は塩水噴霧（３５℃
の５χＮａＣｌ水溶液Ｘ４ｈｒ）→乾燥（５０℃Ｘ２ｈ
ｒ）−湿潤（５０℃Ｘ　１８ｈｒ）を繰り返すところの
、所謂ＯＣＴ試験を４０サイクル行うものであった。こ
の第１図からも、Ｃｒの添加によって腐食深さは減少し
添加量が増大するに従って耐食性の増すことや、更にＣ
ｕ　　Ｎｉを複合添加すると耐食性が一層大幅に向上し
、耐食性改善効果を示すＣｒ含有域も拡大されることが
分かる。

なお、２％未満のＣｒ含有量では耐食性向上効果が小さ
いことが明らかであり、９％を越えて含有量させると孔
食状の腐食を示して強度部材として好ましくないことも
確認された。

一方、第２図は、第１図の結果を得たのと同様材料にカ
チオン電着塗装を施したものについてＣｒ含有量と耐食
性（耐大あき性）との関係を示したグラフであり、耐食
性は塗膜にクロスカットを入れた後、第１図の場合と同
様のＯＣＴ試験を８０サイクル行って測定した。この第
２図からは、カチオン電着塗装を施したものではＣｒ含
有量が１％以上で耐食性向上効果が顕著になることが分
かる。

なお、この塗装鋼板についての試験では、Ｃｒ含有量が
７％を越えると腐食形態が孔食状となることも確認され
た。

このように、Ｃｒ含有量が２％未満では鋼板の裸耐食性
が十分ではなく、他方、７％を越えて含有させると塗装
置１仮における腐食形態が強度部材として好ましくない
孔食状となることから、Ｃｒ含有量は２〜７％と定めた
が、好ましくは３〜５％に調整するのが良い。

（Ｃ）　Ｃｕ、及びＮｉ これらの成分は、Ｃｒの存在下において複合添加するこ
とで鋼板の耐食性を掻めて顕著に改善する作用を有して
いるが、何れも０．０５％未満の含有量では前記作用に
十分な効果が得られず、一方、それぞれ１％を越えて含
有量させても耐食性改善効果が飽和する上、コストアン
プを招くことからＣｕ及びツｉの含有量はそれぞれ０．
０５〜１％と限定したが、好ましくは０．２〜０．７％
に調整するのが良い。

（Ｄ）　Ｔｉ Ｔｉには鋼板の加工性を改善する作用があるので、より
良好な加工性を享受したい場合に含有せしめられる成分
であるが、その含有量が０．０３未満では十分な加工性
改善効果が得られず、一方、０．５％を越えて含有させ
ると圧延時に鋼板表面に疵が発生し易くなることからＴ
ｉ含有量は０．０３〜０．５χと限定したが、好ましく
は０．０５〜０．３％に調整するのが良い。

これまで説明したように、自動車足回り部材用鋼板の成
分組成を前記の如くに調整するだけで使用環境中におい
て満足し得る耐食性を発揮するが、塗装が十分になされ
る足回り部材外面側の耐ブリスター性を向上させ、その
耐久性を一層改善するためには、少なくとも外側となる
ｗ４板面に亜鉛メッキ、亜鉛合金メッキ（Ｚｎ　−Ｎｉ
合金メッキ、Ｚｎ　−Ｆｅ合金メッキ、Ｚｎ−Ａｌ合金
メッキ等）或いはＦｅ　−２合金メツキの塗装下地メッ
キを施すことが有効である。これは、塗装前処理として
普通に行われるリン酸塩処理性を向上させ、鋼板表面に
均一なリン酸塩結晶被覆を形成させることでブリスター
の発生を抑えるからである。

この場合のメッキ目付量としては１〜２０ｇ／　ｔｒｉ
、好ましくは２〜１０ｇ／ｎｌが良い、なぜなら、メッ
キ目付量がＩｇ／ｎ（未満ではリン酸塩処理時に表面が
リン酸塩結晶により均一に被覆されない恐れがあり、一
方、２０ｇ／ｒｒｆを越えると溶接時にブローホール等
の欠陥を生じ易くなるからである。

なお、この際、塗装が不十分にしかなされない内面側に
一層の耐食性を付与するため、外面と同様のメッキを内
面に１０〜１５０ｇ１０ｆ、できれば２０〜６０ｇ／ｎ
？程度の量で形成する差厚メッキを施しても良い、この
ようにすれば、メッキ層により外面側には主として化成
処理性が、そして内面側にはより一層の防食性が付与さ
れる。

ところで、この発明に係る母材鋼板は２〜７％のＣｒを
含有すくものであるため、通常のゼンジマー法や無酸化
炉方式等の還元・焼鈍タイプのメッキ法では必ずしも満
足できるメッキがなされないことも懸念されるので、メ
ッキに際しては電気メツキ方式を採用するのが好ましい
、しかし、メッキ条件については特に規定されるもので
ないことは勿論であり、例えば ｉ）「硫酸亜鉛−硫酸ソーダ」系の浴、１ｉ）ｒ硫酸亜
鉛−硫酸ニッケルー硫酸ソーダ」系の浴、 １ｉｉ）ｒ硫酸亜鉛−硫酸鉄−硫酸ソーダ系」の浴、 １ｖ）ｒ硫酸鉄−次亜リン酸ソーダ」系の浴等を用いて
、電流密度：１０〜１００Ａ／ｄａ＋”　、浴温：５０
℃程度で所定のメッキ操作を行えば良い。

続いて、この発明を実施例により比較例と対比しながら
説明する。

〈実施例〉 実施例　１ まず、第１表に示される如き成分組成の鋼を溶製し、常
法通りに熱延綱板を製造した。

次いで、この熱延鋼板について“裸耐食性”並びに“カ
チオン電着塗装後の耐食性１を調査し、その結果を第１
表に併せて示した。

なお、カチオン電着塗装は、通常のリン酸亜鉛下地処理
の後にエポキシ系樹脂塗料を２０μｍの厚さで被覆して
実施し、耐食性試験は自動車車体が受ける腐食環境を想
定したところの 塩水噴霧（３５℃の５χＮａＣ１水溶液Ｘ４ｈｒ）→乾
燥（５０℃×２ｈｒ）→湿潤（５０℃ｘ　１８ｈｒ）な
る“ＣＣＴサイクル”を繰り返して、「裸耐食性」は４
０日後の、そして「塗装後耐食性」は８０日後の腐食深
さをもって表わした。

第１表に示される結果からも、本発明の鋼板は上記腐食
環境中での優れた耐食性を有していて、自動車用足回り
部材用として十分に満足し得る性能を発揮することが明
らかである。

実施例　２ 第２表に示される如き成分組成の鋼から常法通りに熱延
鋼板を製造した後、その表面に同じく第２表に示すよう
なメッキ層を通常の電気メツキ法にて形成した。

次いで、これらの鋼板について「溶接部のブローホール
性」を調査すると共に、通常のリン酸亜鉛下地処理を行
ってからエポキシ系樹脂塗料を使用したカチオン電着塗
装を施しく塗膜厚さ８２０８ｍ）、「塗装後耐食性」と
「耐ブリスター性」とを調べた。この結果を第２表に併
せて示す。

なお、「溶接部のブローホール性」はメッキした鋼板に
被覆アーク溶接棒を用いて隅肉溶接を行った後、溶接部
の断面ミクロ観察からブローホールの有無を調べて評価
し、ブローホールの無い場合は○印で、ブローホールが
確認された場合はＸ印でそれぞれ表示した。また、「塗
装後耐食性」及び「耐ブリスター性」は、カチオン電着
塗装鋼板に素地にまで達するカット傷を入れ、実施例１
における「塗装後耐食性」の調査条件と同じ８０日間の
ＣＣＴサイクル試験を行った後の腐食深さく塗装後耐食
性）と塗膜ふくれ幅（耐ブリスター性）とで評価したが
、耐ブリスター性については○：良好（塗膜ふくれ幅が
極めて小さい）、△：やや劣る、 ×：劣る（塗膜ふくれ幅が大きい） の３段階で表示した。

第２表に示される結果からも、本発明の鋼板は溶接欠陥
を発生する恐れが無いばかりか、十分に優れた耐ブリス
ター性を有していることが分かる。

以上に説明した如く、この発明によれば、自動車が使用
される環境において優れた耐食性を示す上、自動車足回
り部材に要求されるその他の特性をも十分に満足する鋼
板を比較的安価に提供することができ、大幅なコストア
ンプを伴うことなく自動車の更なる耐久性改善に寄与し
得るなど、産業上有用な効果がもたらされるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、自動車足回り用鋼板のＣｒ含有量と裸耐食性
（耐穴あき性）との関係を示したグラフ、第２図は、自
動車足回り用鋼板のＣｒ含有量と塗装後耐食性（耐穴あ
き性）との関係を示したグラフである。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量割合にて Ｃ：０．０３％以下、Ｃｒ：２〜７％、 Ｎｉ：０．０５〜１％、Ｃｕ：０．０５〜１％を含有し
   、残部がＦｅ及び不可避的不純物である成分組成に構成
   されたことを特徴とする自動車足回り部材用鋼板。
2. （２）重量割合にて Ｃ：０．０３％以下、Ｃｒ：２〜７％、 Ｎｉ：０．０５〜１％、Ｃｕ：０．０５〜１％、Ｔｉ：
   ０．０３〜０．５％ を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物である成分組
   成に構成されたことを特徴とする自動車足回り部材用鋼
   板。
3. （３）重量割合にて Ｃ：０．０３％以下、Ｃｒ：２〜７％、 Ｎｉ：０．０５〜１％、Ｃｕ：０．０５〜１％を含有し
   、残部がＦｅ及び不可避的不純物である成分組成に構成
   されると共に、少なくとも片面に塗装下地メッキ層を有
   して成ることを特徴とする自動車足回り部材用鋼板。
4. （４）重量割合にて Ｃ：０．０３％以下、Ｃｒ：２〜７％、 Ｎｉ：０．０５〜１％、Ｃｕ：０．０５〜１％、Ｔｉ：
   ０．０３〜０．５％ を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物である成分組
   成に構成されると共に、少なくとも片面に塗装下地メッ
   キ層を有してなることを特徴とする自動車足回り部材用
   鋼板。