JPH02266928A - スポット溶接性に優れた亜鉛系めっき鋼板 - 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］ 本発明はスポット溶接性に優れた亜鉛系めっき調板に関
し、さらに詳しくは、耐蝕性、プレス成形性および表面
処理性が良好で、かつ、スポット溶接性に優れた亜鉛系
めっき調板に関するものである。

［従来技術］ 一般に、優れた耐蝕性を有する各種の亜鉛系めっき鋼板
は、自動車用外板および内板また家庭電気製品さらに建
築材料等を主流として、多方面に使用されてきており、
特に、最近になってその需要が増大している。

また、同時に上記各種亜鉛系めっき鋼板には、耐蝕性以
外に加工性、塗装性および溶接性等の性能についても、
益々多様化してきており、それぞれその用途に応じてよ
り高い性能の亜鉛系めっき調板が要求されるようになっ
てきた。

そして、上記したような種々の性能のうちでも、特に溶
接性、即ち、スポット溶接性に対する性能の改善が強く
要求されている。

しかして、亜鉛系めっき鋼板をスポット溶接する場合に
、チップの寿命が冷間圧延鋼板に比較して短いことは、
良く知られているように溶接の途中においてチップの材
質である銅とめっき層中の亜鉛が反応することにより、
チップの先端表面に低融点のＺｎ−Ｃｕ合金層が形成さ
れ、この合金層が連続的に溶接を行うことで、合金層の
形成、剥離が繰り返されるからである。

また、溶接されるめっき鋼板間にめっき層が存在する場
合には、低融点のめっき層が通電初期に溶融することに
より、電流密度が低下して発熱効率か低下する結果とし
てチップ寿命がさらに短（なるのである。

上記に説明したように、亜鉛系めっき鋼板のスポット溶
接性を改善するために、いままでにも研究が行なわれ、
その改善策が種々提案されている。

例えば、亜鉛系めっき鋼板を改善する対策としては、 ■各種亜鉛系めっき鋼板上に上層めっきを設けること。

上層めっきとしては、Ｆｅ、　Ｚｎ−Ｆｅ５ＴＩＯ！、
Ａｌｔｏｓ、ＳｉＯ２等の酸化物（セラミックス）等が
挙げられている（特開昭６３−１８６８８２号公報）。

■めっき調板表面に加熱処理等により酸化皮膜を形成す
ること（特開昭６３−１８６８８３号公報）。

■母材およびめっき層の電気抵抗を高くすること。

例えば、母材のＳｉ含有による電気抵抗値の増加等（特
開昭６３−１１９９８８号公報）。

等があり、また、チップを改善する対策として、チップ
表面にＦｅ、Ｎｉ５Ｔｉ、Ｚｒ０重、ＴｉＢ曹等を被覆
する方法があって、それぞれにある程度の効果をあげお
り、一部において実際に使用されている。

しかし、亜鉛系めっき調板に要求される溶接性以外の性
能、例えば、耐蝕性、加工性、燐酸塩処理性等に悪影響
を与える場合があり、また、製造時に大規模な設備投資
を必要とし、コストアップにつながり、実用上工業的規
模においてこれを適用することは極めて困難であり、さ
らに実用的なスポット溶接性の改善に対する対策が要望
されている。

［発明が解決しようとする課Ｉｔ］ 本発明は上記に説明したような従来における亜鉛系めっ
き調板のスポット溶接性に対する種々の対策における問
題点に鑑み、本発明者が鋭意研究を行い、検討を重ねた
結果、亜鉛系めっき鋼板の耐蝕性は勿論のこと、加工性
、燐酸塩処理性等のもともと亜鉛系めつき鯛仮に要求さ
れている特性には悪影響をおよぼすことなく、優れたス
ポット溶接性を有する亜鉛系めっき鋼板を開発したので
ある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明に係るスポット溶接性に優れた亜鉛系めっき鋼板
の特徴とするところは、 鋼板上に粒径が５〜１０００ｎｓ＋のセラミックス粉末
を０，０５〜３０ｗｔ％含有する防錆油層が設けられて
いることにある。

本発明に係るスポット溶接性に優れた亜鉛系めっき鋼板
について、以下詳細に説明する。

本発明に係るスポット溶接性に優れた亜鉛系めっき調板
を開発する途上において、亜鉛系めっき鋼板上に防錆油
を塗布した場合には、亜鉛系めつき鋼板上に防錆油を塗
布しない場合よりも、スポット溶接時のチップ寿命が改
善されることに看目し、さらに、防錆油中に添加物を少
量含有させることよって、チップ寿命がさらに改善され
るのでないかとの研究を行ない、各種の添加物について
検討を行なった結果、セラミックス粉末を添加した場合
に著しいチップ寿命の改善効果があることを知見したの
である。

この防錆油にセラミックス粉末を含有させることによる
、スポット溶接時におけるセラミックス粉末の作用およ
び／または＊＊について説明すると、チップにより加圧
された時にチップ表面の凹凸に沿って防錆油とともにま
わりこみ、その後の通電により発熱で防錆油が蒸発した
後、めっき層およびチップ表面に付着してチップとめっ
き層の反応を抑制するとともに、チップ表面に形成され
た合金層の剥離を抑制する働きを行なうものと考えられ
る。

さらに、溶接される亜鉛系めっき鋼板間において、通電
によって防錆油が蒸発した後においても、セラミックス
粉末が残留し、その金属に比較して高い電気抵抗値によ
って通電経路を制限し、めっき鋼板間の発熱効率を高く
することにより、ナゲツト形成へ速やかに移行させる働
きを行なうので、チップの寿命をさらに延長させること
ができるものと考えられる。

本発明に係るスポット溶接性に優れた亜鉛系めっき鋼板
は、セラミックス粉末と防錆油との間には特別な化学反
応を必要としないので、特に、限定的ではなく、亜鉛系
めっき鋼板としては、電気亜鉛めっき鋼板、溶融亜鉛め
っき鋼板、Ｆｅ−Ｚｎ系合金化溶融亜鉛めっき鋼板、電
気Ｚｎ−Ｆｅ系合金めっき鋼板、電気Ｚｎ−Ｎｉ系合金
めっき調板、蒸着亜鉛めっき鋼板等が挙げられるが、さ
らに、これらを組合せた複層亜鉛めっき鋼板またはＦｅ
。

Ｎｉ以外の金属との亜鉛合金めっき調板を使用すること
も可能である。なお、鋼板の片面、両面の何れのめっき
寸も良い。

さらに、防錆油も通常使用されているＮ順のものでよく
、特に限定はされないが、例えば、ノックラスト５３０
ＰＣ日本バーカライジング社製）、ダイヤモンドＰＡ９
２０（三菱石油製）、メタルガード１８１４（モーピル
石油製）等のものが挙げられる。

また、セラミックス粉末は熱的にも安定であり、さらに
、容易に分解するものでなければ、特に、使用する種間
には限定はされることはなく、例えば、５１０１、Ａ１
＊Ｏｓ、Ｔｉ１ｔ、Ｃｒｔｏｎ、Ｚｒ０ｔ、Ｍａｒｓ、
Ｆ　ｅ＊　Ｏｓｓ　Ｎ　ｉ　Ｏ等の酸化物および窒化物
、炭化物等およびこれらの混合物が挙げられる。

このセラミックス粉末の粒径は５ｔｍ以上１０００ｎａ
以下であり、粒径が５０−未満では上記に説明したよう
な溶接時における作用または／効果は少なく、かつ、製
造時にコストが高くなり、また、１ｏｏｏｎ−を越える
と防錆油中に均一に分散させることが困難となり、さら
に、溶接前のプレス成形時において亜鉛めっき調板表面
を傷つける可能性がある。

よって、セラミックス粉末の粒径は５〜１０００μｍと
する。

さらに、セラミックス粉末の含有量は、０．０５〜３０
豐【％とするのがよく、含有量が０．０５ｗｔ％未満で
は含有させることによる効果は少なく、防錆油だけの場
合と比較してもチップ寿命の改善効果は少なく、また、
３０ｗ１％を越えると防錆油中に均一に分散させること
が困難となることが多く、さらに、亜鉛めっき調板のチ
ップ間における発熱量が過大となって、チップの損耗が
促進されることになり、溶接される亜鉛系めっき鋼板間
において発熱効率が高くなるので効果は相殺される。よ
りて、セラミックス粉末の含有量はＯ，ＯＳ〜３０ｗｔ
％とする。

上記に説明したような、セラミックス粉末を含有する防
錆油を亜鉛系めっき鋼板上に形成する方法は、防錆油中
に含有されるセラミックス粉末が選択的に排除されるも
のでなければ、特に限定する必要はないが、例えば、ロ
ール・コーター法、浸漬法、スプレー法等が挙げられる
。この場合の防錆油層の量はスポット溶接される時のチ
ップの加圧力によって、実際に効果を上げる量が略決ま
るため、過大な塗布量はある水準において効果は飽和し
てしまい、それ以上の塗布は無駄でコストアップとなり
、含有されているセラミックス粉末の効果を充分に発揮
させるためには１００Ｄ／１″以上とするのがよい。

［実　施　例］ 本発明に係るスポット溶接性に優れた亜鉛系めっき調板
の実施例を比較例とともに説明する。

実施例 第１表に示す種々の亜鉛系めっき鋼板上に種々の防錆油
を塗布して、次に示す溶接性試験方法を行なった。

溶接性試験方法 溶接電流　：　　ｌ０ＫＡ 加圧力　　８　２５０ｋｇＦ 通電時間　二　１２サイクル 電極　　　：　　ＣＬＩ−ｔｗｔ％Ｃｒ防鯖油　　防錆
ノックスラスト５３０Ｆ（日本バーカライジングシ社製
） この試験方法により連続溶接を行ない、２００点毎に電
流８．５ＫＡで溶接した後、ナゲツト径ｈ’４　ｔ　（
ｔ　Ｈ板厚）以上を満たす最大打点数をチップ寿命とし
て評価した結果を第監表に示す。

第１表から明らかなように、本発明に係るスポット溶接
性に優れた亜鉛系めっき調板は、比較的に比して、チッ
プ寿命が２〜４倍にも改善されており、また、ヤラミッ
ク粉末が本発明に係るスポット溶接性に優れた亜鉛系め
っき調板の範囲外の含有量の比較例Ｎｏ、９、Ｎｏ、　
ｌ　Ｇは、チップ寿命の改善効果は不充分であることが
わかる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係るスポット溶接性に優
れた亜鉛系めっき鋼板は上記の構成であるから、拉系の
小さなセラミック粉末を使用しているので、プレス成形
性等の加工性には悪影響を及ぼすことがなく、また、ス
ポット溶接後の脱脂工程でセラミック粉末が取除かれる
ため、燐酸塩処理性にも悪影響を及ぼすことがなく、さ
らに、セラミック粉末はめっき層と特別な化学反応を起
こさないため、最も重要な耐蝕性を劣化させることがな
く、スポット溶接性にも優れた効果を有するものである
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鋼板上に粒径が５〜１０００ｎｍのセラミックス粉末を
   ０．０５〜３０ｗｔ％含有する防錆油層が設けられてい
   ることを特徴とするスポット溶接性に優れた亜鉛系めっ
   き鋼板。