JPH05148606A - プレス成形性およびスポツト溶接性に優れた合金化溶融亜鉛メツキ鋼板の製造方法 - Google Patents
プレス成形性およびスポツト溶接性に優れた合金化溶融亜鉛メツキ鋼板の製造方法Info
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- JPH05148606A JPH05148606A JP33961691A JP33961691A JPH05148606A JP H05148606 A JPH05148606 A JP H05148606A JP 33961691 A JP33961691 A JP 33961691A JP 33961691 A JP33961691 A JP 33961691A JP H05148606 A JPH05148606 A JP H05148606A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 プレス成形性およびスポット溶接性に優れた
合金化溶融亜鉛メッキ鋼板の製造方法を提供する。 【構成】 鋼板を溶融亜鉛メッキ浴に通し、鋼板の少な
くとも１つの表面上に亜鉛メッキ層を形成し、次いで、
前記亜鉛メッキ層が形成された前記鋼板の表面上に、シ
リコン(Si)およびアルミニウム(Al)のうちの少なくとも
１つのイオンを含有する水溶液を噴霧し、次いで、前記
鋼板を加熱して前記亜鉛メッキ層と前記鋼板とを合金化
させて亜鉛−鉄合金メッキ層を形成するとともに、前記
亜鉛−鉄合金メッキ層の表面上に、前記鋼板の片面当た
り、10から2000mg/m2 の範囲内の量の、二酸化ケイ素(S
iO2)または酸化アルミニウム(Al2O3) のうちの少なくと
も１つの酸化物からなる被膜を形成する。
合金化溶融亜鉛メッキ鋼板の製造方法を提供する。 【構成】 鋼板を溶融亜鉛メッキ浴に通し、鋼板の少な
くとも１つの表面上に亜鉛メッキ層を形成し、次いで、
前記亜鉛メッキ層が形成された前記鋼板の表面上に、シ
リコン(Si)およびアルミニウム(Al)のうちの少なくとも
１つのイオンを含有する水溶液を噴霧し、次いで、前記
鋼板を加熱して前記亜鉛メッキ層と前記鋼板とを合金化
させて亜鉛−鉄合金メッキ層を形成するとともに、前記
亜鉛−鉄合金メッキ層の表面上に、前記鋼板の片面当た
り、10から2000mg/m2 の範囲内の量の、二酸化ケイ素(S
iO2)または酸化アルミニウム(Al2O3) のうちの少なくと
も１つの酸化物からなる被膜を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、プレス成形性および
スポット溶接性に優れた合金化溶融亜鉛メッキ鋼板を製
造するための方法に関するものである。
スポット溶接性に優れた合金化溶融亜鉛メッキ鋼板を製
造するための方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】合金化溶融亜鉛メッキ鋼板は、多くの優
れた特性を有しているため、各種の防錆鋼板として広く
使用されている。この合金化溶融亜鉛メッキ鋼板を、自
動車用の防錆鋼板として使用する場合には、耐食性およ
び塗装適合性に優れるとともに、自動車の車体製造工程
において要求される、プレス成形性およびスポット溶接
性に優れることが必要である。
れた特性を有しているため、各種の防錆鋼板として広く
使用されている。この合金化溶融亜鉛メッキ鋼板を、自
動車用の防錆鋼板として使用する場合には、耐食性およ
び塗装適合性に優れるとともに、自動車の車体製造工程
において要求される、プレス成形性およびスポット溶接
性に優れることが必要である。
【０００３】しかしながら、従来の合金化溶融亜鉛メッ
キ鋼板は、母材の鋼板（例えば、冷延鋼板）と比較し
て、プレス成形性およびスポット溶接性に関して、以下
の問題を有している。
キ鋼板は、母材の鋼板（例えば、冷延鋼板）と比較し
て、プレス成形性およびスポット溶接性に関して、以下
の問題を有している。
【０００４】冷延鋼板を母材とした、合金化溶融亜鉛メ
ッキ鋼板をプレス成形するに当たり、鋼板の表面上に形
成された亜鉛−鉄合金メッキ層とプレス金型との間に形
成される摺動面に加わる摺動抵抗力は、母材の鋼板とプ
レス金型との間のそれよりも高い。従って、合金化溶融
亜鉛メッキ鋼板においては、ビードとの摺動面のように
摺動の激しい部分において、鋼板が流入しにくくなり、
鋼板の破断が起こり易くなる。このように、合金化溶融
亜鉛メッキ鋼板は、母材の冷延鋼板のみよりも破断が起
こり易い。合金化溶融亜鉛メッキ鋼板がプレス成形性に
劣るのは、以上のことが原因となっている。
ッキ鋼板をプレス成形するに当たり、鋼板の表面上に形
成された亜鉛−鉄合金メッキ層とプレス金型との間に形
成される摺動面に加わる摺動抵抗力は、母材の鋼板とプ
レス金型との間のそれよりも高い。従って、合金化溶融
亜鉛メッキ鋼板においては、ビードとの摺動面のように
摺動の激しい部分において、鋼板が流入しにくくなり、
鋼板の破断が起こり易くなる。このように、合金化溶融
亜鉛メッキ鋼板は、母材の冷延鋼板のみよりも破断が起
こり易い。合金化溶融亜鉛メッキ鋼板がプレス成形性に
劣るのは、以上のことが原因となっている。
【０００５】合金化溶融亜鉛メッキ鋼板のプレス成形性
を向上させる方法として、従来から、合金化溶融亜鉛メ
ッキ鋼板の表面上に高粘度の潤滑油を塗布し、プレス金
型との間の摺動面に加わる摺動抵抗力を低下する方法
が、広く一般的に用いられている。しかしながら、この
方法は、プレス成形前に潤滑油を塗布する作業、およ
び、プレス成形後に潤滑油を脱脂する作業が必要であ
る。そのため、コスト高であり、および、プレス作業場
の環境を悪くする問題がある。
を向上させる方法として、従来から、合金化溶融亜鉛メ
ッキ鋼板の表面上に高粘度の潤滑油を塗布し、プレス金
型との間の摺動面に加わる摺動抵抗力を低下する方法
が、広く一般的に用いられている。しかしながら、この
方法は、プレス成形前に潤滑油を塗布する作業、およ
び、プレス成形後に潤滑油を脱脂する作業が必要であ
る。そのため、コスト高であり、および、プレス作業場
の環境を悪くする問題がある。
【０００６】一方、合金化溶融亜鉛メッキ鋼板のスポッ
ト溶接は、互いに重ね合わされた２枚の合金化溶融亜鉛
メッキ鋼板を、銅製の１対の電極チップで挟み、そし
て、１対の電極チップで合金化溶融亜鉛メッキ鋼板を相
互に押圧しながら、電極チップに通電して、上記２枚の
合金化溶融メッキ鋼板を、相互に電気抵抗溶接すること
からなっている。
ト溶接は、互いに重ね合わされた２枚の合金化溶融亜鉛
メッキ鋼板を、銅製の１対の電極チップで挟み、そし
て、１対の電極チップで合金化溶融亜鉛メッキ鋼板を相
互に押圧しながら、電極チップに通電して、上記２枚の
合金化溶融メッキ鋼板を、相互に電気抵抗溶接すること
からなっている。
【０００７】２枚の合金化溶融亜鉛メッキ鋼板をスポッ
ト溶接するに当たり、次に述べる問題が生じる。即ち、
スポット溶接時に生ずる溶接熱によって、２枚の合金化
溶融亜鉛メッキ鋼板の、溶接部の亜鉛−鉄合金メッキ層
が溶融する。亜鉛−鉄合金メッキ層のこのように溶融し
た合金化溶融亜鉛めっき鋼板が、１対の電極チップに含
有されている銅と反応して、１対の電極チップの各々の
上に、硬くそして脆い亜鉛−銅合金層が生成する。その
結果、電極チップの損耗が激しい。従って、母材の冷延
鋼板のみをスポット溶接する場合と比較して、電極チッ
プの寿命が短くなり、連続打点数が減少し、スポット溶
接性が低下する。
ト溶接するに当たり、次に述べる問題が生じる。即ち、
スポット溶接時に生ずる溶接熱によって、２枚の合金化
溶融亜鉛メッキ鋼板の、溶接部の亜鉛−鉄合金メッキ層
が溶融する。亜鉛−鉄合金メッキ層のこのように溶融し
た合金化溶融亜鉛めっき鋼板が、１対の電極チップに含
有されている銅と反応して、１対の電極チップの各々の
上に、硬くそして脆い亜鉛−銅合金層が生成する。その
結果、電極チップの損耗が激しい。従って、母材の冷延
鋼板のみをスポット溶接する場合と比較して、電極チッ
プの寿命が短くなり、連続打点数が減少し、スポット溶
接性が低下する。
【０００８】スポット溶接性に優れたメッキ鋼板とし
て、特開昭55−110,783 号公報には、下記からなる、ス
ポット溶接性の優れた表面処理鋼板が開示されている。
亜鉛メッキ層または亜鉛合金メッキ層の上に、酸化アル
ミニウム( Al2 O 3 )、二酸化ケイ素(SiO2 ) および二
酸化チタン（TiO 2 ) のうちの少なくとも１つからなる
酸化物被膜を有する表面処理鋼板（以下、「先行技術
１」という）。
て、特開昭55−110,783 号公報には、下記からなる、ス
ポット溶接性の優れた表面処理鋼板が開示されている。
亜鉛メッキ層または亜鉛合金メッキ層の上に、酸化アル
ミニウム( Al2 O 3 )、二酸化ケイ素(SiO2 ) および二
酸化チタン（TiO 2 ) のうちの少なくとも１つからなる
酸化物被膜を有する表面処理鋼板（以下、「先行技術
１」という）。
【０００９】上述した先行技術１によれば、スポット溶
接性に優れたメッキ鋼板を得ることができる。酸化アル
ミニウム( Al2 O 3 ) 、二酸化ケイ素(SiO2 ) および二
酸化チタン（TiO 2) のうちの少なくとも１つからなる
酸化物被膜は、電気抵抗が大きく、且つ、高い融点を有
しており、亜鉛系メッキ鋼板のスポット溶接性を非処理
鋼板と同等の程度まで向上させることができる。
接性に優れたメッキ鋼板を得ることができる。酸化アル
ミニウム( Al2 O 3 ) 、二酸化ケイ素(SiO2 ) および二
酸化チタン（TiO 2) のうちの少なくとも１つからなる
酸化物被膜は、電気抵抗が大きく、且つ、高い融点を有
しており、亜鉛系メッキ鋼板のスポット溶接性を非処理
鋼板と同等の程度まで向上させることができる。
【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１は、次のような問題を有している。即ち、
上述したように、酸化アルミニウム( Al2 O 3 ) 、二酸
化ケイ素(SiO2 ) および二酸化チタン（TiO 2 ) 等から
なる酸化物被膜は、亜鉛メッキ鋼板の表面上に、酸化ア
ルミニウム( Al2 O 3 ) 、二酸化ケイ素(SiO2 ) および
二酸化チタン（TiO 2 ) 等の酸化物を含む溶液を塗布
し、次いで、鋼板を乾燥することにより形成される。し
かしながら、このような方法で形成された酸化物被膜
は、亜鉛メッキ層または亜鉛合金メッキ層の表面との密
着力が弱いために、塗装後の塗料密着性に劣っている。
た先行技術１は、次のような問題を有している。即ち、
上述したように、酸化アルミニウム( Al2 O 3 ) 、二酸
化ケイ素(SiO2 ) および二酸化チタン（TiO 2 ) 等から
なる酸化物被膜は、亜鉛メッキ鋼板の表面上に、酸化ア
ルミニウム( Al2 O 3 ) 、二酸化ケイ素(SiO2 ) および
二酸化チタン（TiO 2 ) 等の酸化物を含む溶液を塗布
し、次いで、鋼板を乾燥することにより形成される。し
かしながら、このような方法で形成された酸化物被膜
は、亜鉛メッキ層または亜鉛合金メッキ層の表面との密
着力が弱いために、塗装後の塗料密着性に劣っている。
【００１１】従って、この発明の目的は、プレス成形性
およびスポット溶接性に優れた合金化溶融亜鉛メッキ鋼
板の製造方法を提供することにある。
およびスポット溶接性に優れた合金化溶融亜鉛メッキ鋼
板の製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】我々は、上述した観点か
ら、良好な塗料密着性を有し、プレス成形時の、鋼板の
表面とプレス金型との間の摺動面、即ち、鋼板の表面上
に形成された亜鉛−鉄合金メッキ層とプレス金型との間
の摺動面に加わる摺動抵抗力が小さく、更に、スポット
溶接時に、電極チップの上に、亜鉛−銅合金層が生成す
ることのない、プレス成形性およびスポット溶接性に優
れた合金化溶融亜鉛メッキ鋼板を製造するための方法を
開発すべく、鋭意、研究を重ねた。その結果、我々は、
次の知見を得た。
ら、良好な塗料密着性を有し、プレス成形時の、鋼板の
表面とプレス金型との間の摺動面、即ち、鋼板の表面上
に形成された亜鉛−鉄合金メッキ層とプレス金型との間
の摺動面に加わる摺動抵抗力が小さく、更に、スポット
溶接時に、電極チップの上に、亜鉛−銅合金層が生成す
ることのない、プレス成形性およびスポット溶接性に優
れた合金化溶融亜鉛メッキ鋼板を製造するための方法を
開発すべく、鋭意、研究を重ねた。その結果、我々は、
次の知見を得た。
【００１３】(1) 合金化溶融亜鉛メッキ鋼板の亜鉛−鉄
合金メッキ層の表面上に、前記亜鉛−鉄合金メッキ層よ
りも硬く、且つ、融点が高い、二酸化ケイ素(SiO2)また
は酸化アルミニウム(Al2O3) のうちの少なくとも１つの
酸化物からなる被膜を形成することにより、鋼板の表面
とプレス金型との間の摺動面に加わる摺動抵抗力を低減
してプレス成形性を改善することができ、および、銅製
の電極チップと亜鉛−鉄合金メッキ層とが直接接触する
ことを防ぐことにより、１対の電極チップの各々の上
に、亜鉛−銅合金層が生成するのを防ぎ、スポット溶接
性を改善することができる。 (2) 上記酸化物被膜を、合金化溶融亜鉛メッキ鋼板の加
熱処理工程において形成することにより、亜鉛−鉄合金
メッキ層と上記酸化物被膜との密着性が改善され、良好
な塗料密着性が得られる。
合金メッキ層の表面上に、前記亜鉛−鉄合金メッキ層よ
りも硬く、且つ、融点が高い、二酸化ケイ素(SiO2)また
は酸化アルミニウム(Al2O3) のうちの少なくとも１つの
酸化物からなる被膜を形成することにより、鋼板の表面
とプレス金型との間の摺動面に加わる摺動抵抗力を低減
してプレス成形性を改善することができ、および、銅製
の電極チップと亜鉛−鉄合金メッキ層とが直接接触する
ことを防ぐことにより、１対の電極チップの各々の上
に、亜鉛−銅合金層が生成するのを防ぎ、スポット溶接
性を改善することができる。 (2) 上記酸化物被膜を、合金化溶融亜鉛メッキ鋼板の加
熱処理工程において形成することにより、亜鉛−鉄合金
メッキ層と上記酸化物被膜との密着性が改善され、良好
な塗料密着性が得られる。
【００１４】この発明は、上述の知見に基づいてなされ
たものである。この発明の方法は、鋼板を溶融亜鉛メッ
キ浴に通し、鋼板の少なくとも１つの表面上に亜鉛メッ
キ層を形成し、次いで、前記亜鉛メッキ層が形成された
前記鋼板の表面上に、シリコン(Si)およびアルミニウム
(Al)のうちの少なくとも１つのイオンを含有する水溶液
を噴霧し、次いで、前記鋼板を加熱して前記亜鉛メッキ
層と前記鋼板とを合金化させて亜鉛−鉄合金メッキ層を
形成するとともに、前記亜鉛−鉄合金メッキ層の表面上
に、前記鋼板の片面当たり、10から2000mg/m2 の範囲内
の量の、二酸化ケイ素(SiO2)または酸化アルミニウム(A
l2O3) のうちの少なくとも１つの酸化物からなる被膜を
形成することに特徴を有するものである。前記水溶液
が、アルミニウム(Al)の、硝酸塩溶液、塩化物塩溶液ま
たは水酸化物溶液であることに特徴を有するものであ
る。前記水溶液が、ケイ酸塩イオンを含む溶液、また
は、アルミン酸イオンを含む溶液であることに特徴を有
するものである。前記亜鉛−鉄合金メッキ層中の鉄の含
有量は、７から15wt％の範囲内であることに特徴を有す
るものである。前記亜鉛−鉄合金メッキ層の量は、前記
鋼板の片面当たり、20から150 g/m2の範囲内であること
に特徴を有するものである。
たものである。この発明の方法は、鋼板を溶融亜鉛メッ
キ浴に通し、鋼板の少なくとも１つの表面上に亜鉛メッ
キ層を形成し、次いで、前記亜鉛メッキ層が形成された
前記鋼板の表面上に、シリコン(Si)およびアルミニウム
(Al)のうちの少なくとも１つのイオンを含有する水溶液
を噴霧し、次いで、前記鋼板を加熱して前記亜鉛メッキ
層と前記鋼板とを合金化させて亜鉛−鉄合金メッキ層を
形成するとともに、前記亜鉛−鉄合金メッキ層の表面上
に、前記鋼板の片面当たり、10から2000mg/m2 の範囲内
の量の、二酸化ケイ素(SiO2)または酸化アルミニウム(A
l2O3) のうちの少なくとも１つの酸化物からなる被膜を
形成することに特徴を有するものである。前記水溶液
が、アルミニウム(Al)の、硝酸塩溶液、塩化物塩溶液ま
たは水酸化物溶液であることに特徴を有するものであ
る。前記水溶液が、ケイ酸塩イオンを含む溶液、また
は、アルミン酸イオンを含む溶液であることに特徴を有
するものである。前記亜鉛−鉄合金メッキ層中の鉄の含
有量は、７から15wt％の範囲内であることに特徴を有す
るものである。前記亜鉛−鉄合金メッキ層の量は、前記
鋼板の片面当たり、20から150 g/m2の範囲内であること
に特徴を有するものである。
【００１５】以下に、この発明の方法を説明する。鋼板
を溶融亜鉛メッキ浴に通し、鋼板の少なくとも１つの表
面上に、亜鉛メッキ層を形成し、次いで、亜鉛メッキ層
が形成された鋼板の表面上に、シリコン(Si)およびアル
ミニウム(Al)のうちの少なくとも１つのイオンを含有す
る水溶液を噴霧し、次いで、鋼板を加熱して亜鉛メッキ
層と鋼板とを合金化させて亜鉛−鉄合金メッキ層を形成
するとともに、前記亜鉛−鉄合金メッキ層の表面上に、
鋼板の片面当たり、10から2000mg/m2 の範囲内の量の、
シリコン(Si)およびアルミニウム(Al)のうちの少なくと
も１つの酸化物被膜を形成する。
を溶融亜鉛メッキ浴に通し、鋼板の少なくとも１つの表
面上に、亜鉛メッキ層を形成し、次いで、亜鉛メッキ層
が形成された鋼板の表面上に、シリコン(Si)およびアル
ミニウム(Al)のうちの少なくとも１つのイオンを含有す
る水溶液を噴霧し、次いで、鋼板を加熱して亜鉛メッキ
層と鋼板とを合金化させて亜鉛−鉄合金メッキ層を形成
するとともに、前記亜鉛−鉄合金メッキ層の表面上に、
鋼板の片面当たり、10から2000mg/m2 の範囲内の量の、
シリコン(Si)およびアルミニウム(Al)のうちの少なくと
も１つの酸化物被膜を形成する。
【００１６】合金化溶融亜鉛メッキ鋼板の表面上に形成
された、二酸化ケイ素(SiO2)および酸化アルミニウム(A
l2O3) の酸化物被膜は、前記亜鉛−鉄合金メッキ層の表
面との密着性に優れている。そして、この、酸化物被膜
は、亜鉛−鉄合金メッキ層と比較して硬いため、プレス
成形時における鋼板の表面とプレス金型との間に加わる
摺動抵抗力が低減して、鋼板がプレス金型へ流入し易く
なり、プレス成形性が向上する。
された、二酸化ケイ素(SiO2)および酸化アルミニウム(A
l2O3) の酸化物被膜は、前記亜鉛−鉄合金メッキ層の表
面との密着性に優れている。そして、この、酸化物被膜
は、亜鉛−鉄合金メッキ層と比較して硬いため、プレス
成形時における鋼板の表面とプレス金型との間に加わる
摺動抵抗力が低減して、鋼板がプレス金型へ流入し易く
なり、プレス成形性が向上する。
【００１７】更に、この酸化物被膜は、亜鉛−鉄合金メ
ッキ層と比較して融点が高いため、スポット溶接時に、
銅製の電極チップと亜鉛−鉄合金メッキ層とが直接接触
するのを防ぎ、これにより銅と亜鉛との合金化が抑制さ
れる。このため、１対の電極チップの各々の上に、亜鉛
−銅合金層が生成せず、電極の損耗が少なく、スポット
溶接性（連続打点性）が向上する。
ッキ層と比較して融点が高いため、スポット溶接時に、
銅製の電極チップと亜鉛−鉄合金メッキ層とが直接接触
するのを防ぎ、これにより銅と亜鉛との合金化が抑制さ
れる。このため、１対の電極チップの各々の上に、亜鉛
−銅合金層が生成せず、電極の損耗が少なく、スポット
溶接性（連続打点性）が向上する。
【００１８】シリコン(Si)およびアルミニウム(Al)のう
ちの少なくとも１つの金属イオンを含有する水溶液は、
鋼板を加熱炉に導入する前に、鋼板の表面上へ噴霧す
る。酸化物被膜の付着量は、噴霧する水溶液（以下、
「噴霧溶液」という）の濃度および噴霧量によって調整
することができる。酸化物被膜の付着量は、シリコン(S
i)およびアルミニウム(Al)のイオン量に換算して、鋼板
の片面当たり、10から2000mg/m2 の範囲内とすべきであ
る。酸化物被膜の付着量が、鋼板の片面当たり、10mg/m
2 未満では、上述したプレス成形性およびスポット溶接
性の向上作用に、所望の効果が得られない。一方、酸化
物被膜の付着量が、鋼板の片面当たり、2000mg/m2 を超
えると、スポット溶接時の電気抵抗が大きくなり過ぎ
て、電極自体が発熱し、損耗し易くなる。
ちの少なくとも１つの金属イオンを含有する水溶液は、
鋼板を加熱炉に導入する前に、鋼板の表面上へ噴霧す
る。酸化物被膜の付着量は、噴霧する水溶液（以下、
「噴霧溶液」という）の濃度および噴霧量によって調整
することができる。酸化物被膜の付着量は、シリコン(S
i)およびアルミニウム(Al)のイオン量に換算して、鋼板
の片面当たり、10から2000mg/m2 の範囲内とすべきであ
る。酸化物被膜の付着量が、鋼板の片面当たり、10mg/m
2 未満では、上述したプレス成形性およびスポット溶接
性の向上作用に、所望の効果が得られない。一方、酸化
物被膜の付着量が、鋼板の片面当たり、2000mg/m2 を超
えると、スポット溶接時の電気抵抗が大きくなり過ぎ
て、電極自体が発熱し、損耗し易くなる。
【００１９】本発明の合金化溶融亜鉛メッキ鋼板の、亜
鉛−鉄合金メッキ層の付着量は、耐食性を満足させるた
めに、鋼板の片面当たり、20g/m 2 以上が好ましい。ま
た、150 g/m 2 を超えると、スポット溶接性が悪くな
る。
鉛−鉄合金メッキ層の付着量は、耐食性を満足させるた
めに、鋼板の片面当たり、20g/m 2 以上が好ましい。ま
た、150 g/m 2 を超えると、スポット溶接性が悪くな
る。
【００２０】本発明の合金化溶融亜鉛メッキ鋼板の、亜
鉛−鉄合金メッキ層中の鉄の含有量は、７から15wt％の
範囲内であることが好ましい。鉄の含有量が７wt％未満
では、塗装後耐食性が劣化する。一方、鉄の含有量が15
wt％を超えると、プレス成形加工時にメッキ層の粉状の
剥離、即ち、パウダリングが発生する。
鉛−鉄合金メッキ層中の鉄の含有量は、７から15wt％の
範囲内であることが好ましい。鉄の含有量が７wt％未満
では、塗装後耐食性が劣化する。一方、鉄の含有量が15
wt％を超えると、プレス成形加工時にメッキ層の粉状の
剥離、即ち、パウダリングが発生する。
【００２１】本発明の合金化溶融亜鉛メッキ鋼板の、亜
鉛−鉄合金メッキ層の表面上への、酸化物被膜の被覆状
態は、必ずしも均一である必要はなく、島状に分布して
いても、上記作用に影響はない。亜鉛−鉄合金メッキ層
の表面は平滑でなく、従って、凸になった部分に酸化物
被膜があれば、亜鉛−鉄合金メッキ層と金型との直接的
な接触、および、電極と亜鉛との直接的な接触を防ぐこ
とができるためである。
鉛−鉄合金メッキ層の表面上への、酸化物被膜の被覆状
態は、必ずしも均一である必要はなく、島状に分布して
いても、上記作用に影響はない。亜鉛−鉄合金メッキ層
の表面は平滑でなく、従って、凸になった部分に酸化物
被膜があれば、亜鉛−鉄合金メッキ層と金型との直接的
な接触、および、電極と亜鉛との直接的な接触を防ぐこ
とができるためである。
【００２２】この発明の合金化溶融亜鉛メッキ鋼板に
は、片面合金化溶融亜鉛メッキ鋼板および両面合金化溶
融亜鉛メッキ鋼板の、何れも含まれる。
は、片面合金化溶融亜鉛メッキ鋼板および両面合金化溶
融亜鉛メッキ鋼板の、何れも含まれる。
【００２３】噴霧溶液として、アルミニウム(Al)の硝酸
塩溶液、塩化物塩溶液または水酸化物溶液、あるいは、
ケイ酸塩イオンを含む水溶液またはアルミン酸イオンを
含む水溶液を使用するべきである。その理由は、合金化
処理時の熱により、水分が蒸発すると同時に、塩である
陰イオンを分解する必要があるからである。上記以外の
化合物の水溶液を噴霧溶液として使用しても、これに含
まれるイオンが、合金化処理の加熱によって分解または
昇華せずに、亜鉛−鉄合金メッキ層の表面上に残存し、
耐食性、化成処理性等の諸特性が劣化する。
塩溶液、塩化物塩溶液または水酸化物溶液、あるいは、
ケイ酸塩イオンを含む水溶液またはアルミン酸イオンを
含む水溶液を使用するべきである。その理由は、合金化
処理時の熱により、水分が蒸発すると同時に、塩である
陰イオンを分解する必要があるからである。上記以外の
化合物の水溶液を噴霧溶液として使用しても、これに含
まれるイオンが、合金化処理の加熱によって分解または
昇華せずに、亜鉛−鉄合金メッキ層の表面上に残存し、
耐食性、化成処理性等の諸特性が劣化する。
【００２４】
【実施例】次に、この発明を、実施例により、比較例と
対比しながら、更に詳細に説明する。合金化溶融亜鉛メ
ッキ鋼板の、連続溶融メッキラインにおいて、メッキ浴
出側に設けられた加熱炉の直前に、簡易型のスプレー設
備を設けた。そして、下記に示す条件により、合金化溶
融亜鉛メッキ鋼板を調製した。即ち、板厚0.8 mmの冷延
鋼板を溶融亜鉛メッキ浴に通し、鋼板の両面上に、亜鉛
メッキ層を形成した。次いで、上記スプレー設備によっ
て、鋼板の両面上に、表１に示す、シリコン(Si)または
アルミニウム(Al)のイオンを含有する、60℃の温度の水
溶液を噴霧した。次いで、加熱炉において鋼板を加熱し
て、亜鉛メッキ層と鋼板とを合金化させて、亜鉛−鉄合
金メッキ層を形成するとともに、前記亜鉛−鉄合金メッ
キ層の表面上に二酸化ケイ素(SiO2)または酸化アルミニ
ウム(Al2O3) の酸化物被膜を形成し、この発明の範囲内
の合金化溶融亜鉛メッキ鋼板の供試体（以下、「本発明
供試体」という）Nos.１から５を調製した。 メッキ浴化学成分組成：Al;0.12 wt％、Zn; 残り メッキ浴温度 ：460 ℃ メッキ浴浸入鋼板温度：470 ℃ 合金化温度 ：510 ℃ 合金化時間 ：所定の鉄含有量（７から15wt％
の範囲内）が得られるように調整。
対比しながら、更に詳細に説明する。合金化溶融亜鉛メ
ッキ鋼板の、連続溶融メッキラインにおいて、メッキ浴
出側に設けられた加熱炉の直前に、簡易型のスプレー設
備を設けた。そして、下記に示す条件により、合金化溶
融亜鉛メッキ鋼板を調製した。即ち、板厚0.8 mmの冷延
鋼板を溶融亜鉛メッキ浴に通し、鋼板の両面上に、亜鉛
メッキ層を形成した。次いで、上記スプレー設備によっ
て、鋼板の両面上に、表１に示す、シリコン(Si)または
アルミニウム(Al)のイオンを含有する、60℃の温度の水
溶液を噴霧した。次いで、加熱炉において鋼板を加熱し
て、亜鉛メッキ層と鋼板とを合金化させて、亜鉛−鉄合
金メッキ層を形成するとともに、前記亜鉛−鉄合金メッ
キ層の表面上に二酸化ケイ素(SiO2)または酸化アルミニ
ウム(Al2O3) の酸化物被膜を形成し、この発明の範囲内
の合金化溶融亜鉛メッキ鋼板の供試体（以下、「本発明
供試体」という）Nos.１から５を調製した。 メッキ浴化学成分組成：Al;0.12 wt％、Zn; 残り メッキ浴温度 ：460 ℃ メッキ浴浸入鋼板温度：470 ℃ 合金化温度 ：510 ℃ 合金化時間 ：所定の鉄含有量（７から15wt％
の範囲内）が得られるように調整。
【００２５】比較のために、溶融亜鉛メッキ層が形成さ
れた鋼板の表面上に、なにも噴霧しない以外は、本発明
供試体と同一の条件により、この発明の範囲外の合金化
溶融亜鉛メッキ鋼板の供試体（以下、「比較用供試体」
という）Nos.１および２を調製した。
れた鋼板の表面上に、なにも噴霧しない以外は、本発明
供試体と同一の条件により、この発明の範囲外の合金化
溶融亜鉛メッキ鋼板の供試体（以下、「比較用供試体」
という）Nos.１および２を調製した。
【００２６】比較のために、溶融亜鉛メッキ層が形成さ
れた鋼板の表面上に、本発明水溶液の代わりに水を噴霧
した以外は、本発明供試体と同一の条件により、この発
明の範囲外の合金化溶融亜鉛メッキ鋼板の供試体（以
下、「比較用供試体」という）No. ３を調製した。
れた鋼板の表面上に、本発明水溶液の代わりに水を噴霧
した以外は、本発明供試体と同一の条件により、この発
明の範囲外の合金化溶融亜鉛メッキ鋼板の供試体（以
下、「比較用供試体」という）No. ３を調製した。
【００２７】調製された本発明供試体Nos.１から５、お
よび、比較用供試体Nos.１から３の、亜鉛−鉄合金メッ
キ層および酸化物被膜の付着量を、表１に示す。
よび、比較用供試体Nos.１から３の、亜鉛−鉄合金メッ
キ層および酸化物被膜の付着量を、表１に示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】酸化物被膜の付着量の測定は、下記の方法
によって行った。即ち、供試体を、試薬特級濃塩酸（12
モル／リットル）を５倍の量の蒸留水で薄めた塩酸（以
下、「塩酸（１＋５）」という）に浸漬して、酸化物被
膜を亜鉛−鉄合金メッキ層とともに溶解し、次いで、溶
解した溶液中の残渣を濾過し、次いで、濾過した残渣
を、硼砂（Na2 B 4 O 7 ）、炭酸ナトリウム（ Na 2 CO
3 ）および炭酸カリウム（ K2 CO 3）からなる混合融剤
（硼砂：炭酸ナトリウム：炭酸カリウム＝４：３：３）
によって溶融し、次いで、塩酸（１＋５）によって溶解
し、そして、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma・高
周波誘導結合プラズマ）発光分光分析法によって定量分
析してシリコン(Si)はSiO2として、また、アルミニウム
(Al)はAl2O3 として、酸化物被膜の付着量に換算した。
によって行った。即ち、供試体を、試薬特級濃塩酸（12
モル／リットル）を５倍の量の蒸留水で薄めた塩酸（以
下、「塩酸（１＋５）」という）に浸漬して、酸化物被
膜を亜鉛−鉄合金メッキ層とともに溶解し、次いで、溶
解した溶液中の残渣を濾過し、次いで、濾過した残渣
を、硼砂（Na2 B 4 O 7 ）、炭酸ナトリウム（ Na 2 CO
3 ）および炭酸カリウム（ K2 CO 3）からなる混合融剤
（硼砂：炭酸ナトリウム：炭酸カリウム＝４：３：３）
によって溶融し、次いで、塩酸（１＋５）によって溶解
し、そして、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma・高
周波誘導結合プラズマ）発光分光分析法によって定量分
析してシリコン(Si)はSiO2として、また、アルミニウム
(Al)はAl2O3 として、酸化物被膜の付着量に換算した。
【００３０】次いで、このようにして調製された、本発
明供試体Nos.１から５、および、比較用供試体Nos.１か
ら３について、下記に示す方法によって、スポット溶接
性およびプレス成形性を調べた。その結果を表１に示
す。
明供試体Nos.１から５、および、比較用供試体Nos.１か
ら３について、下記に示す方法によって、スポット溶接
性およびプレス成形性を調べた。その結果を表１に示
す。
【００３１】(1) スポット溶接性：本発明供試体Nos.１
から５、および、比較用供試体Nos.１から３の各２枚に
対し、１対の電極チップによって、スポット溶接を連続
的に行った。スポット溶接性の評価は、各２枚の合金化
溶融亜鉛メッキ鋼板の供試体の継手部に、下記に示す試
験条件により、所定の直径以上の適切なナゲットを形成
し得る、前記１対の電極チップの溶接回数（連続打点
数）を調べ、その結果によって行った。試験条件は、以
下の通りであった。 電極 ：先端径６mm、ドーム形 加圧力 ：250 Kg 溶接時間：12サイクル 溶接電流：11.0 kA 溶接速度：１点／sec 電極寿命：ナゲット径が、数１を下回った溶接回数（連
続打点数）を電極の寿命とした。但し、ｔ：板厚。
から５、および、比較用供試体Nos.１から３の各２枚に
対し、１対の電極チップによって、スポット溶接を連続
的に行った。スポット溶接性の評価は、各２枚の合金化
溶融亜鉛メッキ鋼板の供試体の継手部に、下記に示す試
験条件により、所定の直径以上の適切なナゲットを形成
し得る、前記１対の電極チップの溶接回数（連続打点
数）を調べ、その結果によって行った。試験条件は、以
下の通りであった。 電極 ：先端径６mm、ドーム形 加圧力 ：250 Kg 溶接時間：12サイクル 溶接電流：11.0 kA 溶接速度：１点／sec 電極寿命：ナゲット径が、数１を下回った溶接回数（連
続打点数）を電極の寿命とした。但し、ｔ：板厚。
【００３２】
【数１】
【００３３】(2) プレス成形性：本発明供試体Nos.１か
ら５、および、比較用供試体Nos.１から３の摩擦係数
を、下記に示す測定方法により測定し、その値によって
各供試体のプレス成形性を評価した。図１は、摩擦係数
測定装置を示す正面図である。摩擦係数測定装置は、そ
の上面に供試体１が載置される水平移動可能なスライド
テーブル２と、スライドテーブル２上の供試体１をその
上方から押さえる接触子３と、スライドテーブル２の下
方における、接触子３と対称位置に設けられた、スライ
ドテーブル２の下面に接触するローラー４を有する上下
動可能なスライドテーブル支持台５と、スライドテーブ
ル支持台５に取り付けられた、スライドテーブル支持台
５による押し付け荷重Ｎを測定するための第１ロードセ
ル６と、スライドテーブル２の水平移動方向の端部に取
り付けられたスライドテーブル２による摺動抵抗力Ｆを
測定するための第２ロードセル７とからなっている。８
はレールである。図示しない駆動機構により、スライド
テーブル支持台５を上方に押し上げて、スライドテーブ
ル２上に載置された供試体１を、接触子３に矢印で示す
ように押し付け荷重Ｎで接触させるとともに、図示しな
い別の駆動機構により、スライドテーブル２を、供試体
１とともに、矢印で示すように摺動抵抗力Ｆで、下記に
示す引き抜き速度によって水平移動させる。この水平移
動時における押し付け荷重Ｎと摺動抵抗力Ｆとの比か
ら、下記式によって、摩擦係数μを算出した。 μ＝Ｆ／Ｎ 測定条件は、以下の通りであった。 接触子 ：直径10mmφ 押し付け荷重：400 Kgf 引き抜き速度：100 cm／min 。
ら５、および、比較用供試体Nos.１から３の摩擦係数
を、下記に示す測定方法により測定し、その値によって
各供試体のプレス成形性を評価した。図１は、摩擦係数
測定装置を示す正面図である。摩擦係数測定装置は、そ
の上面に供試体１が載置される水平移動可能なスライド
テーブル２と、スライドテーブル２上の供試体１をその
上方から押さえる接触子３と、スライドテーブル２の下
方における、接触子３と対称位置に設けられた、スライ
ドテーブル２の下面に接触するローラー４を有する上下
動可能なスライドテーブル支持台５と、スライドテーブ
ル支持台５に取り付けられた、スライドテーブル支持台
５による押し付け荷重Ｎを測定するための第１ロードセ
ル６と、スライドテーブル２の水平移動方向の端部に取
り付けられたスライドテーブル２による摺動抵抗力Ｆを
測定するための第２ロードセル７とからなっている。８
はレールである。図示しない駆動機構により、スライド
テーブル支持台５を上方に押し上げて、スライドテーブ
ル２上に載置された供試体１を、接触子３に矢印で示す
ように押し付け荷重Ｎで接触させるとともに、図示しな
い別の駆動機構により、スライドテーブル２を、供試体
１とともに、矢印で示すように摺動抵抗力Ｆで、下記に
示す引き抜き速度によって水平移動させる。この水平移
動時における押し付け荷重Ｎと摺動抵抗力Ｆとの比か
ら、下記式によって、摩擦係数μを算出した。 μ＝Ｆ／Ｎ 測定条件は、以下の通りであった。 接触子 ：直径10mmφ 押し付け荷重：400 Kgf 引き抜き速度：100 cm／min 。
【００３４】表１から明らかなように、比較用供試体No
s.１および２は、水溶液の噴霧を行わなかったため、ス
ポット溶接性およびプレス成形性が劣っていた。
s.１および２は、水溶液の噴霧を行わなかったため、ス
ポット溶接性およびプレス成形性が劣っていた。
【００３５】比較用供試体No. ３は、水溶液の噴霧を行
わず、水の噴霧を行ったため、スポット溶接性およびプ
レス成形性が劣っていた。
わず、水の噴霧を行ったため、スポット溶接性およびプ
レス成形性が劣っていた。
【００３６】これに対して、本発明供試体Nos.１から５
は、スポット溶接性およびプレス成形性のいずれも良好
であった。
は、スポット溶接性およびプレス成形性のいずれも良好
であった。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の方法に
よれば、プレス成形性およびスポット溶接性に優れた合
金化溶融亜鉛メッキ鋼板が得られ、かくして、工業上有
用な効果がもたらされる。
よれば、プレス成形性およびスポット溶接性に優れた合
金化溶融亜鉛メッキ鋼板が得られ、かくして、工業上有
用な効果がもたらされる。
【図１】摩擦係数測定装置を示す正面図
１ 供試体 ２ スライドテーブル ３ 接触子 ４ ローラ− ５ スライドテーブル支持台 ６ 第１ロードセル ７ 第２ロードセル ８ レール。
Claims (5)
- 【請求項１】 鋼板を溶融亜鉛メッキ浴に通し、鋼板の
少なくとも１つの表面上に亜鉛メッキ層を形成し、次い
で、前記亜鉛メッキ層が形成された前記鋼板の表面上
に、シリコン(Si)およびアルミニウム(Al)のうちの少な
くとも１つのイオンを含有する水溶液を噴霧し、次い
で、前記鋼板を加熱して前記亜鉛メッキ層と前記鋼板と
を合金化させて亜鉛−鉄合金メッキ層を形成するととも
に、前記亜鉛−鉄合金メッキ層の表面上に、前記鋼板の
片面当たり、10から2000mg/m2 の範囲内の量の、二酸化
ケイ素(SiO2)または酸化アルミニウム(Al2O3) のうちの
少なくとも１つの酸化物からなる被膜を形成することを
特徴とする、プレス成形性およびスポット溶接性に優れ
た合金化溶融亜鉛メッキ鋼板の製造方法。 - 【請求項２】 前記水溶液が、アルミニウム(Al)の硝酸
塩溶液、塩化物塩溶液または水酸化物溶液である、請求
項１記載の方法。 - 【請求項３】 前記水溶液が、ケイ酸塩イオンを含む溶
液、または、アルミン酸イオンを含む溶液である、請求
項１記載の方法。 - 【請求項４】 前記亜鉛−鉄合金メッキ層中の鉄の含有
量は、７から15wt％の範囲内である、請求項１記載の方
法。 - 【請求項５】 前記亜鉛−鉄合金メッキ層の量は、前記
鋼板の片面当たり、20から150 g/m2の範囲内である、請
求項１記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03339616A JP3106635B2 (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | プレス成形性およびスポット溶接性に優れた合金化溶融亜鉛メッキ鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03339616A JP3106635B2 (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | プレス成形性およびスポット溶接性に優れた合金化溶融亜鉛メッキ鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05148606A true JPH05148606A (ja) | 1993-06-15 |
| JP3106635B2 JP3106635B2 (ja) | 2000-11-06 |
Family
ID=18329182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03339616A Expired - Fee Related JP3106635B2 (ja) | 1991-11-28 | 1991-11-28 | プレス成形性およびスポット溶接性に優れた合金化溶融亜鉛メッキ鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3106635B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101143037B1 (ko) * | 2010-12-28 | 2012-05-08 | 주식회사 포스코 | 열간 프레스용 아연도금강판 및 그 제조방법 |
| EP1658390B1 (de) * | 2003-07-29 | 2014-09-17 | Voestalpine Stahl GmbH | Verfahren zum herstellen eines gehärteten stahlbauteils |
| JP2019116654A (ja) * | 2017-12-27 | 2019-07-18 | 日本製鉄株式会社 | ホットスタンプ用溶融亜鉛めっき鋼板及びホットスタンプ用溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
-
1991
- 1991-11-28 JP JP03339616A patent/JP3106635B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1658390B1 (de) * | 2003-07-29 | 2014-09-17 | Voestalpine Stahl GmbH | Verfahren zum herstellen eines gehärteten stahlbauteils |
| EP1660693B1 (de) * | 2003-07-29 | 2014-09-17 | voestalpine Krems GmbH | Verfahren zum herstellen eines gehärteten profilbauteils |
| KR101143037B1 (ko) * | 2010-12-28 | 2012-05-08 | 주식회사 포스코 | 열간 프레스용 아연도금강판 및 그 제조방법 |
| JP2019116654A (ja) * | 2017-12-27 | 2019-07-18 | 日本製鉄株式会社 | ホットスタンプ用溶融亜鉛めっき鋼板及びホットスタンプ用溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3106635B2 (ja) | 2000-11-06 |
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