JPH02159394A - 塩害環境下で高耐食性を有しかつスポット溶接性に優れたマンガン−鉄合金電気めっき鋼板 - 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〉 本発明は、ｍＦｉ表面に電気めっきによってマンガン−
鉄合金めっきを施すことにより、塩害環境下で優れた耐
食性を有しかつスポット溶接性に優れた自動車用の表面
処理鋼板に関するものである。

〈従来の技術〉 一般に、自動車用鋼板は成形加工後、スポット溶接によ
り接合され、ホワイトボディと称される状態でリン酸塩
化成処理、電着塗装される０次いで外板には中塗、上塗
が施される。したがって鋼板に要求される特性としては
、加工性、溶接性。

化成処理性、塗装性および耐食性があるが、めっきが原
因して解決が困難なこととして溶接性と耐食性がある。

特に冬期に道路の凍結防止用に多量の岩塩を散布する寒
冷融雪塩散布地域は、大量の自動車使用社会であり、そ
のため自動車車体の腐食は大きな社会問題となっている
。　１９８１年には、カナダ政府は自動車メーカーに対
して車体防錆義務を課し、穴あき腐食ｌＯ年、外面ｔ４
＃５年の保証を目標としている。また、アメリカでも同
様の規制を始めている。

このため高耐食性を有する亜鉛系の合金めっき鋼板や複
合めっき！ｉｌ板が種々開発され、多くの特許も公開さ
れているが、現在実用化されつつあるのは、亜鉛−鉄合
金および亜鉛−ニッケル合金めっき鋼板である。

他方、マンガンを基本成分とした合金および多層めっき
が報告されており、優れた耐食性を示すと言われている
０例えば、特公昭６０−２６８３５号公報には亜鉛−マ
ンガン合金電気めっき鋼板が、また特公昭５７−５８７
９号公報には亜鉛めっき上にマンガンめっきをした二層
めっき鋼板が開示されている。

〈発明が解決しようとするｔ！１Ｍ＞ しかし、前記亜鉛−鉄合金めっき鋼板は塗装後耐食性は
良いものの、裸耐食性は良くない、また亜鉛−ニッケル
合金めっきは裸耐食性には優れているものの、塗装後耐
食性に問題がある。

また、特に上記の両合金めっき鋼板に共通する欠点は、
スポット溶接性が従来の冷延鋼板よりかなり劣ることで
ある。このことは高度に自動化された自動車生産工程に
おいては極めて大きな問題である。

また、前記の特公昭６０−２６８３５号公報５特公昭５
７５８７９号公報のめっき鋼板は、いずれも合金元素と
して亜鉛を含むものであり、耐食性が優れていても溶接
性を冷延鋼板並に高めることはできない。

溶接性については、亜鉛系合金では、亜鉛が低融点であ
ることに起因しているため本質的に解決は難しいからで
ある。

本発明は、これらの問題を解決して、自動車用めっき鋼
板で、特に要求されている優れた耐食性と冷延ｗ４ｖｉ
、並のスポット溶接性を兼備した鋼板を提供することを
目的とする。

く課題を解決するための手段〉 本発明は、鉄を５〜３０重量％含み、残部がマンガンか
らなるマンガン−鉄合金めっきを、鋼板表面に５〜５０
ｇ／ｍ”　！したことを特徴とする塩害環境下で高耐食
性を存しかつスポット溶接性に優れたマンガン−鉄合金
電気めっき鋼板である。

く作　用〉 自動車用めっき鋼板におけるスポット溶接性とは、連続
打点性を意味し、その低下現象には、打点に伴って電極
先端部のめっき金属との合金化に始まり、合金層の成長
２合金層の剥Ｍ（ＩＲ耗）。

電極先端径（ナゲツト径）の拡大、電流密度低下。

ナゲツト形成不良の一連の過程からなり、したがって連
続打点性の低下は合金層の形成が重要部分を支配してい
る。

亜鉛系めっき鋼板は、亜鉛の融点が４１９℃と低いため
、従来のニッケル含有率が１０〜１５％の亜鉛ニッケル
合金めっきや亜鉛−鉄合金めっきは、上記の連続打点性
の低下をもたらす合金層の形成を抑制することは困難で
ある。

これに対して、マンガン−鉄合金めっきは、マンガンの
融点が１２４４℃と高く、かつ鉄の融点は１５３４°Ｃ
なので、合金層が形成されても連続打点性は低下しなく
、冷延鋼板並の連続打点性を得ることが可能である。

更に、マンガンは亜鉛よりも電気化学的に卑な金属であ
り、鉄に対する犠牲防食性は亜鉛よりも優れている。

ここで、マンガン単体めっきは過度に活性であり、鉄と
カップルした場合には、容易に溶出してしまい、防食持
続性が劣るため、マンガンに鉄を合金化することによっ
てマンガンの活量を小さくし、アノード溶解に対する熱
力学的駆動力を減少させることが必要である。

次に、本発明のマンガン−鉄合金めっきのマンガン及び
鉄の含有率は、次の理由から定められた。

すなわち、マンガン−鉄合金めっき皮膜中の鉄含有率が
０〜１００重量％の範囲において冷延鋼板と同等の連続
打点性を示すが、鉄含有率が５重量％未満および３０重
量％をこえる含有率では、良好な裸耐食性及び塗装後耐
食性が得られず、５〜３０重量％の範囲内において、現
在報告されている亜鉛系合金めっきより優れた耐食性を
示すため、本発明のマンガン−鉄合金めっきの含有率は
、鉄が５〜３０重量％、残部がマンガンと限定される。

また、本発明におけるめっき目付！５〜５０ｇ／ｍ１は
、次の理由から定められた。すなわち、５ｇ／ｍ”未満
では、十分な耐食性が得られず、他方５０ｇ／ｍ”を越
えても、−段と優れた耐食性向上は得られず、また現在
の電気めっき技術では極めて生産性が悪（なるからであ
る。

本発明のマンガン−鉄合金めっき鋼板は、塩害環境下で
の耐食性および溶接性が他のめっき鋼板に比べて極めて
優れている他、自動車用鋼板として必要な加工性、化成
処理性および電着塗装性も冷延鋼板並の特性も備えてい
る。

〈実施例〉 次に、本発明を実施例によって更に詳述する。

実施例１ ０．８−板厚の自動車用冷延鋼板（Ｊ　１５−５ＰＣＣ
’）に塩化マンガン、塩化第１鉄を基本成分とする浴中
で、鉄含有率が２〜１００重量％９日付量が２０ｇ／ｍ
”のマンガン−鉄合金電気めっきを鋼板に施し、定置式
スポット溶接Ｉ！　（３５ＫＶ＾）にて連続打点数を測
定した。また比較のために３０ｇ／ｍ”目付けの電気亜
鉛めっき鋼板、　Ｚｎ−Ｎｉめっき鋼板、Ｚｎ−Ｆｅめ
っき鋼板および冷延鋼板を調べた。得られた結果を第１
表に示す。

本発明鋼板は、いずれの鉄含有率でも、冷延鋼板と同等
の連続打点性を示し、また連続打点時の溶着、チリ発生
はほとんど認められず非常に優れたスポット溶接性を有
していた。

実施例２ 実施例１と同様に、鉄含有率が２〜５０重量％。

目付量が２０ｇ／ｍ’のマンガン−鉄合金めっきを鋼板
に施し、塩水噴霧試験（ＪＩＳ−Ｚ２３７１）を行った
。

得られた結果を第２表に示す。

耐食性に及ぼす鉄含有率の影響は、鉄含有率が５重量％
未満および３０重量％を越えると耐食性は悪くなるが、
５〜３０重量％の範囲では良好な耐食性を示した。

実施例３ 実施例１と同様に、鉄含有率が１５重量％で、目付量が
２〜５０ｇ／ｍ”のマンガン−鉄合金めっきを綱板に施
し、塩水噴霧試験（ＪＩＳ−Ｚ２３７１）を行った。得
られた結果を第３表に示す。

目付量が５　ｇ／ｍ”未満では効果が少ないが、それ以
上であれば目付量が多いほど赤錆発生は少な（なった。

実施例４ 実施例１と同様に、鉄含有率が２〜５０重量％。

目付量が２０ｇ／ｍ”のマンガン−鉄合金めっきを鋼板
に施し、次いで、化成処理（日本バー力ライジング社製
）、カチオン電着塗装（日本ペイント製、２０μｍ）中
塗り、上塗り塗装（関西ペイント製各３５μ端）を行い
、ナイフにて塗装に地鉄に達する傷を付けて、塗装後耐
食性を調べた。腐食試験は塩水噴霧試験（ＪＩＳ−Ｚ２
３７１）　３５℃、３０分−乾燥６０’Ｃ１２，５時間
→湿潤４０℃、９５％Ｒ１１，２，５時間−乾燥６０°
Ｃ１２，５時間の複合サイクル試験を１５０日間行った
。得られた結果を第４表に示す。

鉄含有率が５重量％未満および３０重量％を越えると耐
食性は悪くなるが、５〜３０重量％の範囲では優れた耐
食性を示した。

実施例５ 実施例４と同様に、鉄含有率が１５重量％、目付量が２
〜５０ｇ／ｍ！で複合サイクル試験を行った。

得られた結果を第５表に示す。

５ｇ／ｍ”以上の目付量で優れた耐食性を示した。

第１表 第 表 第 表 評価基準 第２表と同じ 〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明は、高度に自動化された自
動車メーカにおけるスポット溶接において冷延鋼板並の
連続打点性を有し、かつ塩害環境下での耐食性が従来の
めっき綱板より優れためっき鋼板であって、現在社会的
に強く要求されている高耐食性のめっき鋼板を使用した
自動車を生産性を低下させることなく製造でき、撓めて
優れた効果を奏する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鉄を５〜３０重量％含み、残部がマンガンからなるマン
   ガン−鉄合金めっきを、鋼板表面に５〜５０ｇ／ｍ＾２
   施したことを特徴とする塩害環境下で高耐食性を有しか
   つスポット溶接性に優れたマンガン−鉄合金電気めっき
   鋼板。