JP3191688B2 - 亜鉛系メッキ鋼板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、プレス成形性、
スポット溶接性および接着性に優れた亜鉛系メッキ鋼板
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】亜鉛系メッキ鋼板は種々の優れた特徴を
有するために、各種の防錆鋼板として広く使用されてい
る。この亜鉛系メッキ鋼板を自動車用防錆鋼板として使
用するためには、耐食性、塗装適合性等のほかに、車体
製造工程において要求される性能として、プレス成形
性、スポット溶接性および接着性に優れていることが重
要である。

【０００３】しかし、亜鉛系メッキ鋼板は、一般に冷延
鋼板に比べてプレス成形性が劣るという欠点を有する。
これは亜鉛系メッキ鋼板とプレス金型との摺動抵抗が、
冷延鋼板の場合に比較して大きいことが原因である。即
ち、この摺動抵抗が大きいので、ビードと亜鉛系メッキ
鋼板との摺動抵抗が著しく大きい部分で、亜鉛系メッキ
鋼板がプレス金型に流入しにくくなり、鋼板の破断が起
こりやすくなる。

【０００４】亜鉛系メッキ鋼板のプレス成形性を向上さ
せる方法としては、一般に高粘度の潤滑油を塗布する方
法が広く用いられている。しかしこの方法では、潤滑油
の高粘性のために、塗装工程で脱脂不良による塗装欠陥
が発生したり、またプレス時の油切れにより、プレス性
能が不安定になる等の問題がある。従って、亜鉛系メッ
キ鋼板のプレス成形性が改善されることが強く要請され
ている。

【０００５】一方、亜鉛系メッキ鋼板は、スポット溶接
時に電極である銅が溶融した亜鉛と反応して脆い合金層
を形成しやすいために、銅電極の損耗が激しく、その寿
命が短く、冷延鋼板に比べて連続打点性が劣るという問
題がある。

【０００６】更に、自動車車体の製造工程においては、
車体の防錆、制振等の目的で各種の接着剤が使用される
が、近年になって亜鉛系メッキ鋼板の接着性は冷延鋼板
の接着性に比較して劣ることが明らかになってきた。

【０００７】上述した問題を解決する方法として、特開
昭53-60332号公報および特開平2-190483号公報は、亜鉛
系メッキ鋼板の表面に電解処理、浸漬処理、塗布酸化処
理、または加熱処理を施すことにより、ZnO を主体とす
る酸化膜を形成させて溶接性、または加工性を向上させ
る技術（以下、「先行技術１」という）を開示してい
る。

【０００８】特開平4-88196 号公報は、亜鉛系メッキ鋼
板の表面に、リン酸ナトリウム5 〜60g/l を含みｐＨ2
〜6 の水溶液中にメッキ鋼板を浸漬するか、電解処理、
また、上記水溶液を散布することによりＰ酸化物を主体
とした酸化膜を形成して、プレス成形性および化成処理
性を向上させる技術（以下、「先行技術２」という）を
開示している。

【０００９】特開平3-191093号公報は、亜鉛系メッキ鋼
板の表面に電解処理、浸漬処理、塗布処理、塗布酸化処
理または加熱処理により、Ｎｉ酸化物を生成させること
によりプレス成形性および化成処理性を向上させる技術
（以下、「先行技術３」という）を開示している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た先行技術には下記の問題がある。先行技術１は、上述
した各種処理により、メッキ層表面にZnO を主体とする
酸化物を生成させる方法であるため、プレス金型とメッ
キ鋼板との摺動抵抗の低減効果は少なく、プレス成形性
の改善効果は少く、また、ZnO 主体の酸化物がメッキ表
面に存在すると接着性が劣化するという問題を有する。

【００１１】先行技術２は、P 酸化物を主体とした酸化
膜を亜鉛系メッキ鋼板の表面に形成する方法であるた
め、プレス成形性および化成処理性の改善効果は大きい
が、スポット溶接性および接着性は劣化するという問題
を有する。

【００１２】先行技術３は、Ｎｉ酸化物単相の皮膜を生
成させる方法であるため、耐食性は向上するが、一方、
接着性が低下するという問題がある。従って、この発明
の目的は、上述した問題を解決して、プレス成形性、ス
ポット溶接性および接着性に優れた亜鉛系メッキ鋼板を
提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述した
問題を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、亜鉛系メッ
キ鋼板のメッキ層の表面に、適正なＦｅ−Ｎｉ−Ｚｎ系
金属皮膜を形成することにより、プレス成形性、スポッ
ト溶接性および接着性を大幅に改善することができるこ
とを見出した。

【００１４】ここで、適正なＦｅ−Ｎｉ−Ｚｎ系金属皮
膜とは、下記（１）〜（３）： （１）皮膜のＦｅ含有量とＮｉ含有量との合計が、10〜
1500mg/m² の範囲内にあり、（２）Ｆｅ含有量（mg/
m² ）とＮｉ含有量（mg/m² ）との和に対するＦｅ含有
量（mg/m² ）の比率Ｆｅ／（Ｆｅ＋Ｎｉ）が、0.05〜0.
9 、望ましくは0.1 〜0.5 の範囲内にあり、（３）Ｆｅ
含有量（mg/m² ）とＮｉ含有量（mg/m² ）との和に対す
るＺｎ含有量（mg/m² ）の比率Ｚｎ／（Ｆｅ＋Ｎｉ）
が、0.01〜1.6 、望ましくは0.01〜0.7 の範囲内にある
ことを満たすものであるとの知見を得た。

【００１５】亜鉛系メッキ鋼板のプレス成形性が冷延鋼
板に比較して劣るのは、高面圧下において融点の低い亜
鉛と金型が凝着現象を起こすために、摺動抵抗が増大す
るのが原因である。これを防ぐためには、亜鉛系メッキ
鋼板の表面のメッキ層の表面に、亜鉛または亜鉛合金メ
ッキ層より硬質で、また高融点の皮膜を形成することが
有効となる。本発明のＦｅ−Ｎｉ−Ｚｎ系金属皮膜は、
硬質且つ高融点であるから、亜鉛系メッキ鋼板の表面に
Ｆｅ−Ｎｉ−Ｚｎ系金属皮膜を形成させることにより、
プレス成形時におけるメッキ層表面とプレス金型との摺
動抵抗が低下し、亜鉛系メッキ鋼板がプレス金型へ滑り
込みやすくなり、プレス成形性が向上する。

【００１６】亜鉛系メッキ鋼板のスポット溶接における
連続打点性が冷延鋼板に比較して劣るのは、溶接時に溶
融した亜鉛と電極の銅とが接触し脆弱な合金層を生成す
るために、電極の劣化が激しくなるためである。従っ
て、亜鉛系メッキ鋼板の連続打点性を改善する方法とし
ては、メッキ表面に、高融点の皮膜を形成することが有
効であるとされている。本発明者らは亜鉛系メッキ鋼板
のスポット溶接性を改善するために、各種の皮膜につい
て検討した結果、Ｎｉ金属が特に有効であることを見出
した。この理由は明らかでないが、Ｎｉ金属が高融点で
あり、電気伝導度が高いことが理由として考えられる。

【００１７】亜鉛系メッキ鋼板の接着性が、冷延鋼板に
比較して劣ることは知られていたが、この原因は明らか
になっていない。そこで、本発明者らが、この原因につ
いて調査した結果、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｚｎ系金属皮膜中のＦ
ｅが、接着性の改善に有効であることが明らかになっ
た。但し、Ｆｅの存在により接着性が改善される機構は
明らかではない。

【００１８】本発明は、上述した知見に基づいてなされ
たものであって、亜鉛系メッキ鋼板のメッキ層の表面
に、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｚｎ系金属皮膜を形成することによ
り、プレス成形性、スポット溶接性および接着性に優れ
た亜鉛系メッキ鋼板を製造する方法であり、その要旨は
下記の通りである。

【００１９】

【００２０】 この発明は、Ｆｅ²⁺イオン、Ｎｉ²⁺イオ
ンおよびＺｎ²⁺イオンを含む酸性硫酸塩水溶液からなる
メッキ液中で、亜鉛系メッキ鋼板を陰極にして電解する
ことにより前記亜鉛系メッキ鋼板のメッキ層の表面にＦ
ｅ−Ｎｉ−Ｚｎ系金属皮膜を形成することからなる亜鉛
系メッキ鋼板の製造方法において、前記メッキ液中の前
記Ｆｅ²⁺イオン、前記Ｎｉ²⁺イオンおよび前記Ｚｎ²⁺イ
オンの合計濃度が０．３〜２．０ｍｏｌ／ｌの範囲内に
あり、前記メッキ液のｐＨが１〜３の範囲内にあり、前
記メッキ液の温度が３０〜７０℃の範囲内にあり、且
つ、電流密度が１〜１５０Ａ／ｄｍ²の範囲内にある条
件で前記電解を行ない、更に、前記メッキ液中のＦｅ ²⁺
イオン濃度（ｍｏｌ／ｌ）、とＮｉ ²⁺ イオン濃度（ｍｏ
ｌ／ｌ）との和に対するＺｎ ²⁺ イオン濃度（ｍｏｌ／
ｌ）の比率が、０超〜０．５の範囲内にあること、およ
び、前記メッキ液中のＺｎ ²⁺ イオン濃度Ｘ（ｍｏｌ／
ｌ）と、メッキ液平均流速Ｕ（ｍ／ｓ）と、前記電流密
度Ｉ _K （Ａ／ｄｍ ² ）との間の関係が下記（１）式 Ｉ _K ／（Ｕ ^1/2 Ｘ）≧１００ ---（１） を満たす条件で前記電解を行なう ことに特徴を有するも
のである。

【００２１】

【発明の実施の形態】次に、この発明の製造条件の限定
理由を述べる。電解液としてＦｅ²⁺、Ｎｉ²⁺およびＺｎ
²⁺を含有する酸性硫酸塩水溶液を用いるのは、効率よく
Ｆｅ、ＮｉおよびＺｎを含有させて皮膜を形成するのに
適しているからである。

【００２２】電解液中のＦｅ²⁺、Ｎｉ²⁺およびＺｎ²⁺の
合計濃度は０．３mol/l 未満では、浴の伝導度が低く電
解電圧が高くなり、電流密度が高い場合にはメッキ焼け
が起こってニッケルや鉄の水酸化物を巻き込み溶接性が
低下する。一方、上記合計濃度が２．０mol/l を超える
と溶解度の限界に達して温度が低い場合には硫酸ニッケ
ル、硫酸第一鉄および硫酸亜鉛の沈殿を生じる。従っ
て、電解液中のＦｅ²⁺、Ｎｉ²⁺およびＺｎ²⁺の合計濃度
は０．３〜２．０mol/l の範囲内に限定すべきである。

【００２３】また、メッキ液には、この発明において用
いられる亜鉛系メッキ鋼板のメッキ層等に含まれるＣ
ｏ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｗ、Ｓｉ、Ｐｂ、
ＮｂおよびＴａ等の陽イオンおよび水酸化物並びに酸化
物、更に、硫酸イオン以外の陰イオンを不可避的に含有
していてもよい。

【００２４】電解液のｐＨが１未満では水素発生が陰極
反応の主体となって電流効率が大きく低下し、一方、ｐ
Ｈが３を超えると第２Ｆｅの水酸化物が沈殿析出する。
従って、電解液のｐＨは１〜３の範囲内に限定すべきで
ある。

【００２５】電解液の温度が３０℃未満では浴の伝導度
が低く、電解電圧が高くなり、電流密度が高い場合には
メッキ焼けが起こってニッケルおよび鉄の水酸化物を巻
き込み溶接性が低下する。一方、７０℃を超えると電解
液の蒸発量が多くなってニッケルイオンおよび鉄イオン
濃度のコントロールが困難になる。従って、電解液の温
度は３０〜７０℃の範囲内に限定すべきである。

【００２６】電流密度が１A/dm² 未満では水素発生が陰
極反応の主体となって電流効率が大きく低下する。一
方、電流密度が１５０A/dm² を超えるとメッキ焼けが起
こってＦｅ、ＮｉおよびＺｎの水酸化物を巻き込み溶接
性が低下する。従って、電流密度は１〜１５０A/dm² の
範囲内に限定すべきである。

【００２７】Ｆｅ−Ｎｉ−Ｚｎ系金属皮膜中のＺｎは、
プレス成形性を向上させる効果をもち、この効果は皮膜
中のＦｅ含有量（mg/m² ）とＮｉ含有量（mg/m² ）との
和に対するＺｎ含有量（mg/m² ）の比率Ｚｎ／（Ｆｅ＋
Ｎｉ）を、０．０１〜１．６、より望ましくは０．０１
〜０．７の範囲内に限定することにより更に大きく発揮
される。

【００２８】本発明者は、皮膜中のＺｎ／（Ｆｅ＋Ｎ
ｉ）を０．７以下とするためには、メッキ液中のＦｅ²⁺
イオン濃度とＮｉ²⁺イオン濃度との和に対するＺｎ²⁺イ
オン濃度の比率を０．５以下とし、更にメッキ液中のＺ
ｎ²⁺イオン濃度Ｘ（mol/l ）と、メッキ液平均流速Ｕ(m
/s) と、電流密度Ｉ_K (A/dm²) との間には、下記（１）
式： Ｉ_K ／（Ｕ^1/2 Ｘ）≧１００ ----------------------------（１） の関係が満たされる条件で電解を行なうことが必要であ
ることを見い出した。従って、より望ましくは、メッキ
液中のＦｅ²⁺イオン濃度とＮｉ²⁺イオン濃度との和に対
するＺｎ²⁺イオン濃度の比率を０．５以下とし、更にメ
ッキ液中のＺｎ²⁺イオン濃度Ｘ（mol/l ）と、メッキ液
平均流速Ｕ(m/s) と、電流密度Ｉ_K (A/dm²) との間に
は、上記（１）式の関係が満たされる条件で電解を行な
うべきである。

【００２９】この発明において用いられるＦｅ−Ｎｉ−
Ｚｎ系金属皮膜を形成するための亜鉛系メッキ鋼板とし
ては、Ｆｅ含有率が７〜１５wt.%の合金化溶融亜鉛メッ
キ鋼板、並びに、電気亜鉛メッキ鋼板および溶融亜鉛メ
ッキ鋼板が最適である。これらの亜鉛系メッキ鋼板は冷
延鋼板や亜鉛−ニッケル合金メッキ鋼板に比較して加工
性および溶接性等に劣るため本発明を適用したときに得
られる効果が大きい。

【００３０】

【実施例】次に、本発明を実施例により更に詳細に説明
する。下記３種のメッキ種（符号ＧＡ、ＧＩおよびＥ
Ｇ）の亜鉛系メッキ鋼板に対して、硫酸ニッケル、硫酸
第一鉄および硫酸亜鉛の混合溶液中で陰極電解処理を施
すことによりその表面にＦｅ−Ｎｉ−Ｚｎ系金属皮膜を
形成させた。但し、硫酸亜鉛を含まない溶液中で処理を
施したものおよび処理を施さなかったものを一部含む。

【００３１】ＧＡ：合金化溶融亜鉛メッキ鋼板（10wt.%
Ｆｅ、残部Zn）であり付着量は両面共に60g/m²である。 ＧＩ：溶融亜鉛メッキ鋼板であり、付着量は両面共に90
g/m²である。

【００３２】ＥＧ：電気亜鉛メッキ鋼板であり付着量は
両面共に40g/m²である。 表１〜４に、本発明の範囲内の条件で電解処理をした実
施例１〜２４、並びに、電解処理条件の内少なくとも１
つが本発明の範囲外であったか、電解処理をしなかった
場合の比較例１〜１６につき、電解処理条件を示す。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【表２】

【００３５】

【表３】

【００３６】

【表４】

【００３７】実施例および比較例の各供試体のＦｅ−Ｎ
ｉ−Ｚｎ系金属皮膜について、下記からを次の方法
で測定した。 Ｆｅ含有量とＮｉ含有量との合計値：Ｆｅ＋Ｎｉ（mg
/m² ）、 Ｆｅ含有量（mg/m² ）とＮｉ含有量（mg/m² ）との和
に対するＦｅ含有量（mg/m² ）の比率：Ｆｅ／（Ｆｅ＋
Ｎｉ）、および、 Ｆｅ含有量（mg/m² ）とＮｉ含有量（mg/m² ）との和
に対するＺｎ含有量（mg/m² ）の比率：Ｚｎ／（Ｆｅ＋
Ｎｉ） 〔測定方法〕下層のメッキ層中にはＦｅ−Ｎｉ−Ｚｎ系
金属皮膜中の成分元素を含むので、ＩＣＰ法では、上層
のＦｅ−Ｎｉ−Ｚｎ系金属皮膜中の成分と下層のメッキ
層中の成分元素とを完全に分離することは困難である。
そこで、ＩＣＰ法により、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｚｎ系金属皮膜
中の元素の内、下層のメッキ層中に含まれていない元素
のみを定量分析した。更に、Ａｒイオンスパッタした
後、ＸＰＳ法によりＦｅ−Ｎｉ−Ｚｎ系金属皮膜中各成
分元素の測定を表面から繰り返すことによって、メッキ
層の深さ方向に対する各成分元素の組成分布を測定し
た。この測定方法においては、下層のメッキ層中に含ま
れていないＦｅ−Ｎｉ−Ｚｎ系金属皮膜の元素が最大濃
度を示す表面からの深さ（ｘとする）に、その元素が検
出されなくなる表面からの深さ（ｙとする）と上記最大
濃度を示す表面からの深さ（ｘ）との差（ｙ−ｘ）の１
／２を加えた表面からの深さ（ｘ＋（ｙ−ｘ）／２）、
即ち、最大濃度を示す表面からの深さ（ｘ）と、その元
素が検出されなくなる表面からの深さ（ｙ）との、表面
からの平均深さ（（ｘ＋ｙ）／２）をＦｅ−Ｎｉ−Ｚｎ
系金属皮膜の厚さと定義した。そして、ＩＣＰ法の結果
とＸＰＳ法の結果から、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｚｎ系金属皮膜の
付着量および組成を算定した。次いで、皮膜中のＦｅ含
有量とＮｉ含有量との合計値、皮膜中のＦｅ／（Ｆｅ＋
Ｎｉ）（含有量比率）、およびＺｎ／（Ｆｅ＋Ｎｉ）
（含有量比率）を算定した。

【００３８】表５および６に、実施例および比較例の亜
鉛系メッキ鋼板の表面に形成されたＦｅ−Ｎｉ−Ｚｎ系
金属皮膜についての〜の測定結果を示す。

【００３９】

【表５】

【００４０】

【表６】

【００４１】次に、実施例および比較例の供試体につい
て、プレス成形性、スポット溶接性および接着性を評価
するために、摩擦係数測定、スポット溶接における連続
打点性試験および接着性試験を行なった。各評価試験方
法は下記の通りである。

【００４２】〔摩擦係数測定試験〕プレス成形性を評価
するために、各供試体の摩擦係数を、下記装置により測
定した。

【００４３】図１は、摩擦係数測定装置を示す概略正面
図である。同図に示すように、供試体から採取した摩擦
係数測定用試料１が試料台２に固定され、試料台２は、
水平移動可能なスライドテーブル３の上面に固定されて
いる。スライドテーブル３の下面には、これに接したロ
ーラ４を有する上下動可能なスライドテーブル支持台５
が設けられ、これを押上げることにより、ビード６によ
る摩擦係数測定用試料１への押付荷重Ｎを測定するため
の第１ロードセル７が、スライドテーブル支持台５に取
付けられている。上記押付力を作用させた状態で、スラ
イドテーブル３の水平移動方向の一方の端部には、スラ
イドテーブル３を水平方向へ移動させるための摺動抵抗
力Ｆを測定するための第２ロードセル８が、スライドテ
ーブル３の一方の端部に取付けられている。なお、潤滑
油として、日本パーカライジング社製ノックスラスト５
５０ＨＮを試料１の表面に塗布して試験を行った。

【００４４】供試体とビードとの間の摩擦係数μは、
式：μ＝Ｆ／Ｎで算出した。但し、押付荷重Ｎ：４００
ｋｇｆ、試料の引き抜き速度（スライドテーブル３の水
平移動速度）：１００ｃｍ／ｍｉｎとした。

【００４５】図２は、使用したビードの形状・寸法を示
す概略斜視図である。ビード６の下面が試料１の表面に
押しつけられた状態で摺動する。その下面形状は、幅１
０ｍｍ、摺動方向長さ３ｍｍの平面を有し、その前後面
の幅１０ｍｍの各々の線には４．５ｍｍＲを持つ筒面の
１／４筒面が同図のように接している。

【００４６】〔連続打点性試験〕スポット溶接性を評価
するために、各供試体について連続打点性試験を行っ
た。

【００４７】同じ供試体を２枚重ね、それを両面から１
対の電極チップで挟み、加圧通電して電流を集中させた
抵抗溶接（スポット溶接）を、下記条件で連続的に実施
した。 ・電極チップ：先端径６ｍｍのドーム型 ・加圧力：２５０ｋｇｆ ・溶接時間：０．２秒 ・溶接電流：１１．０ｋＡ ・溶接速度：１点／ｓｅｃ． 連続打点性の評価としては、スポット溶接時に、２枚重
ねた溶接母材（供試体）の接合部に生じた溶融凝固した
金属部（ナゲット）の径が、４ｘｔ1/2 （ｔ：１枚の板
厚）未満になるまでに連続打点した打点数を用いた。な
お、上記打点数を以下、電極寿命という。

【００４８】〔接着性試験〕各供試体から次の接着性試
験用試験体を調製した。図３は、その組み立て過程を説
明する概略斜視図である。同図に示すように、幅２５ｍ
ｍ、長さ２００ｍｍの２枚の供試体１０を、その間に
０．１５ｍｍのスペーサー１１を介して、接着剤１２の
厚さが０．１５ｍｍとなるように重ね合わせて接着し、
接着性試験体１３を作製し、１５０℃ｘ１０ｍｉｎ．の
焼き付けを行う。このようにして調製された前記試験体
を図４に示すようにＴ型に折り曲げ、引張試験機を用い
て２００ｍｍ／ｍｉｎ．の速度で引張試験をし、試験体
が剥離したときの平均剥離強度（ｎ＝３回）を測定し
た。剥離強度は、剥離時の引張荷重曲線の荷重チャート
から、平均荷重を求め、単位：ｋｇｆ／２５ｍｍで表し
た。図４中、Ｐは引張荷重を示す。なお、接着剤は塩ビ
系のヘミング用アドヒシブを用いた。

【００４９】表５および６に、実施例および比較例の各
供試体についての上記評価試験結果を併記した。表１〜
４、並びに表５および６より、下記事項が明らかであ
る。 （１）Ｆｅ−Ｎｉ−Ｚｎ系金属皮膜を形成させなかった
場合（比較例１、１３および１５）は、亜鉛系メッキ鋼
板のメッキ種の如何を問わず、本発明の範囲内のＦｅ−
Ｎｉ−Ｚｎ系金属皮膜を形成させた場合と比較して、プ
レス成形性、スポット溶接性および接着性のいずれにお
いても劣っている。

【００５０】（２）Ｚｎ²⁺イオンを含まない電解浴中で
皮膜形成処理を施した場合（比較例２〜５、１４および
１６）には、皮膜中Ｚｎ／（Ｆｅ＋Ｎｉ）比率が０で皮
膜の成分はＦｅ−Ｎｉ系金属となり、亜鉛系メッキ鋼板
のメッキ種の如何を問わず、本発明の範囲内のＦｅ−Ｎ
ｉ−Ｚｎ系金属皮膜を形成させた場合と比較して、プレ
ス成形性において劣っている。

【００５１】（３）ｐＨが本発明の範囲外に小さい電解
浴で皮膜形成処理を施した場合（比較例８〜１０）に
は、電流効率が低下してＦｅ−Ｎｉ−Ｚｎ系金属皮膜の
付着量が少なくなったため、プレス成形性、スポット溶
接性および接着性のいずれにおいても劣っている。

【００５２】（４）Ｆｅ²⁺イオン、Ｎｉ²⁺イオンおよび
Ｚｎ²⁺イオンの合計濃度が本発明の範囲外に低い濃度の
電解浴で皮膜形成処理を施した場合（比較例１１および
１２）には、浴の伝導度が低く電解電圧が高くなりＮｉ
およびＦｅの水酸化物を巻き込んだため溶接性の改善効
果が小さい。

【００５３】（５）本発明の範囲外に小さい電流密度で
皮膜形成処理をした場合（比較例６）には、Ｆｅ−Ｎｉ
−Ｚｎ系金属皮膜の付着量が少ないため、プレス成形
性、スポット溶接性および接着性のすべてにおいて劣っ
ている。一方、本発明の範囲外に大きい電流密度で皮膜
形成処理をした場合（比較例７）には、メッキ焼けが起
こりＦｅ、ＮｉおよびＺｎの水酸化物を巻き込んだた
め、スポット溶接性の改善効果が小さい。

【００５４】（６）これに対して、本発明の範囲内であ
る実施例１〜２４はいずれもプレス成形性、スポット溶
接性および接着性のすべてについて優れている。そし
て、本発明の範囲内であってしかも請求項２記載の発明
に該当する場合（実施例２〜４、７〜１３、１５、１６
および１９〜２４）にはプレス成形性において一層優れ
ている。

【００５５】

【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、亜
鉛系メッキ鋼板のメッキ層の表面に形成されたＦｅ−Ｎ
ｉ−Ｚｎ系金属皮膜は、亜鉛または亜鉛合金メッキ層に
比べて硬質、且つ、高融点であるために、プレス成形時
におけるメッキ層表面とプレス金型との摺動抵抗が低下
させる。また、高融点のＦｅ−Ｎｉ−Ｚｎ系金属皮膜の
存在により、スポット溶接性における連続打点性を向上
させる効果をもつ。更に、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｚｎ系金属皮膜
中のＦｅの存在により、接着性を向上させる効果をも
つ。従って、本発明によればプレス成形性、スポット溶
接性および接着性に優れた亜鉛系メッキ鋼板の製造方法
を提供することができ、工業上極めて有用な効果がもた
らされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】摩擦係数測定装置を示す概略正面図である。

【図２】図１中のビードの形状・寸法を示す概略斜視図
である。

【図３】接着性試験体の組み立て過程を説明する概略斜
視図である。

【図４】接着性試験における剥離強度測定時の引張荷重
の負荷を説明する概略斜視図である。

【符号の説明】 １ 摩擦係数測定用試料 ２ 試料台 ３ スライドテーブル ４ ローラ ５ スライドテーブル支持台 ６ ビード ７ 第１ロードセル ８ 第２ロードセル ９ レール １０ 供試体 １１ スペーサー １２ 接着剤 １３ 接着性試験体 Ｎ 押付荷重 Ｆ 摺動抵抗力 Ｐ 引張荷重

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 櫻井 理孝 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 稲垣 淳一 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 山下 正明 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−3417（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−145469（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−47890（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−173289（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−30191（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−143788（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−5239（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平７−103474（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭63−20316（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平７−103475（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C25D 5/26 C25D 3/56

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｆｅ²⁺イオン、Ｎｉ²⁺イオンおよびＺｎ
   ²⁺イオンを含む酸性硫酸塩水溶液からなるメッキ液中
   で、亜鉛系メッキ鋼板を陰極にして電解することにより
   前記亜鉛系メッキ鋼板のメッキ層の表面にＦｅ−Ｎｉ−
   Ｚｎ系金属皮膜を形成することからなる亜鉛系メッキ鋼
   板の製造方法において、前記メッキ液中の前記Ｆｅ²⁺イ
   オン、前記Ｎｉ²⁺イオンおよび前記Ｚｎ²⁺イオンの合計
   濃度が０．３〜２．０ｍｏｌ／ｌの範囲内にあり、前記
   メッキ液のｐＨが１〜３の範囲内にあり、前記メッキ液
   の温度が３０〜７０℃の範囲内にあり、且つ、電流密度
   が１〜１５０Ａ／ｄｍ²の範囲内にある条件で前記電解
   を行ない、更に、前記メッキ液中のＦｅ ²⁺ イオン濃度
   （ｍｏｌ／ｌ）、とＮｉ ²⁺ イオン濃度（ｍｏｌ／ｌ）と
   の和に対するＺｎ ²⁺ イオン濃度（ｍｏｌ／ｌ）の比率
   が、０超〜０．５の範囲内にあること、および、前記メ
   ッキ液中のＺｎ ²⁺ イオン濃度Ｘ（ｍｏｌ／ｌ）と、メッ
   キ液平均流速Ｕ（ｍ／ｓ）と、前記電流密度Ｉ _K （Ａ／
   ｄｍ ² ）との間の関係が下記（１）式 Ｉ _K ／（Ｕ ^1/2 Ｘ）≧１００ ---（１） を満たす条件で前記電解を行なう ことを特徴とする亜鉛
   系メッキ鋼板の製造方法。