JPH0228464B2

JPH0228464B2 - Kotaishokuseiyosetsukanotosokohan

Info

Publication number: JPH0228464B2
Application number: JP18734485A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Shindo; Katsushi Saito; Fumio Yamazaki
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1985-08-28
Filing date: 1985-08-28
Publication date: 1990-06-25
Anticipated expiration: 2005-08-28
Also published as: JPS6248539A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は、電気抵抗溶接ができる耐食性の優れ
た溶接可能塗装鋼板に関するもので、溶接性と耐
食性が要求される分野、例えば自動車用鋼板とし
て適用できるものである。〔従来の技術〕近年融雪塩による自動車の腐食が問題化したの
に対応して、自動車メーカーでは化成処理や塗装
面での改善、構造面での改善と併行して、表面処
理鋼板の使用による耐食性の向上対策を行つてい
る。自動車防錆用の表面処理鋼板としては、亜鉛
めつき鋼板あるいは亜鉛合金めつき鋼板等の金属
めつき鋼板の他、ジンクリツチ塗料を塗布した溶
接可能塗装鋼板が使われている。ジンクリツチ塗料を塗布した塗装鋼板の場合、
塗料中の亜鉛末の含有量は塗膜の加工密着性、溶
接性、耐食性を左右する。すなわち溶接性の点か
らは亜鉛末含有量が多い方が好ましいが、加工密
着性は低下し、亜鉛末含有量が約80重量％を超え
ると、ドアーやフエンダーなどにプレス成形する
際、塗膜が剥がれたり、バウダリングと呼ばれる
塗膜が粉状に脱落する現象があらわれ、プレス作
業性に支障が生じる。一方耐食性については、亜
鉛末含有量が90重量％を超えないと犠牲防食効果
を示されないことはよく知られているが、90重量
％以上亜鉛末を含有させると、プレス成形性の点
で全く実用性が損われる。このように亜鉛末塗料で塗布した溶接可能塗装
鋼板では加工密着性、溶接性、耐食性のすべてを
満足したものを得ることは難かしく、現状では加
工密着性にやや重点を置いた製品が実用化されて
いる。従つて、犠牲防食効果が乏しく、塗膜に傷
がついた場合や、切断面など鉄素地が露出した箇
所では、短期間に赤錆が発生するという欠点をも
つていた。この欠点を解消する方法として、特公昭54−
11331号として低含有量の亜鉛末を含有する塗料
を塗布した鋼板が提案された。また、亜鉛めつき
鋼板に代つて、腐食速度の小さな亜鉛−ニツケル
−コバルト合金めつき鋼板を原板とし、これに亜
鉛末あるいは亜鉛末と硬質導電性粉末を含んだ溶
接可能塗料を塗布した耐食性の優れた溶接可能塗
装鋼板が特開昭57−18984号に開示されている。
さらに、特開昭57−189844号では、原板を亜鉛−
ニツケル−鉄−クロム合金めつき鋼板とした溶接
可能塗装鋼板が、特開昭58−157995号では原板を
亜鉛−アルミニウム系複合電気めつき鋼板とした
溶接可能塗装鋼板が、それぞれ開示されている。〔発明の解決しようとする問題点〕これらは、何れも原板に耐食性の優れた亜鉛系
合金めつき鋼板を用い、この上に溶接可能塗膜を
有する高耐食性の溶接可能塗装鋼板である。しか
し、ユーザー側からの要求性能がより高度化する
に従つて、自動車車体の下廻り部の構造的に化成
処理や電着塗装が施され難い部位での耐穴あき性
や、傷付部の耐食性の点で尚、改良の必要があ
り、本発明はかかる高耐食性溶接可能塗装鋼板を
目的とするものである。〔問題点を解決するための手段〕本発明者らは、上記実情に鑑み、種々の実験を
重ねた結果、特定寸法の非金属微粒子を単独ある
いは複合で所定量範囲含有する亜鉛もしくは亜鉛
合金めつき層を有する亜鉛系複合めつき鋼板を原
板とした溶接可能塗装鋼板は、従来の溶接可能塗
装鋼板に比べ、特に耐穴あき性と傷付部の耐食性
において、良好であることを見出した。これは、
めつき層中に含有された非金属微粒子が、腐食の
進行に対して１種のバリヤー効果を発揮し、耐食
性が向上したものと考えられる。また、非金属微粒子の寸法及び含有量が、ある
上限を超えなければ、溶接性や加工密着性も、従
来材に対して遜色のないものであることがわかつ
た。本発明は、以上の如き知見に基づいてなされた
もので、その要旨とするところは、平均粒径2μ
ｍ以下の非金属微粒子を0.1〜10重量％含有する
亜鉛もしくは亜鉛合金をめつきした鋼板上に、亜
鉛末あるいは亜鉛末と硬質導電性粉末を含んだ溶
接可能塗料を塗布したことを特徴とする高耐食性
の溶接可能塗装鋼板にある。〔作用〕以下、本発明について詳細に説明する。亜鉛合金めつき鋼板に塗布すべき溶接可能塗料
は、公知のジンクリツチ塗料、すなわち80重量％
以上の亜鉛末と、必要により少量のアルミニウ
ム、マグネシウムなどの金属粉末やカーボン粉を
含有した塗料が使用しうる。しかし、ジンクリツ
チ塗料では前にも述べたように、亜鉛末等の含有
量に対し、加工密着性と溶接性に背反現象が見ら
れるので、より好ましい塗料としては、本発明者
らの発明による亜鉛末と硬質導電性粉末を併用含
有し、必要により更に少量のアルミニウム、グラ
フアイト、スズ、マグネシウム、カーボンなどの
粉末を含有させた溶接可能塗料が使用できる。ここで言う硬質の導電性粉末とは鉄、ニツケ
ル、コバルト、マンガン、クロム、鉛、銅の粉末
およびこれらを基金属とする合金の粉末、および
チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウ
ム、ニオブ、タンタル、クロム、タングステン、
モリブデンおよびこれらの混合物の炭化物粉末か
ら選ばれた１種または２種以上の粉末のことで、
これを亜鉛末に併用することによつて、亜鉛末単
独系に比べ、少ない全金属含有量で同等の溶接性
がえられ、したがつて加工密着性がすぐれるとい
う特徴がえられる。硬質導電性粉末を併用した溶接可能塗料におけ
る亜鉛粉末の含有量は、塗料全不揮発分に対し
て、耐食性の点から５重量％以上、好ましくは30
重量％以上必要である。また硬質導電性粉末の含
有量は、主として溶接性の観点から決められるべ
きもので、全導電性粉末の含有量、硬質導電性の
粉末の種類によつて左右されるもので一概に言え
ないが、炭化物系統の粉末の場合５重量％以上、
金属粉末の場合20重量％以上で効果が顕著にな
る。もちろん第三成分としてアルミニウム、ス
ズ、グラフアイト、カーボン、マグネシウムなど
の粉末を添加することも導電性、耐食性の点で効
果がある。硬質導電性粉末の粒径については、溶接性、加
工性の点から平均粒径１〜30μｍが適当である。
さらに、塗膜の導電性の上では、ｄ−１＜Ｄ＜ｄ＋１（ｄは塗膜厚、Ｄは硬質導電性粉末の粒径、単位
μｍ）なる粒径の粉末を塗膜中の全硬質導電性粉末の
内、20重量％以上含有することが好ましい。本発明で用いられる亜鉛系複合めつき鋼板は、
マトリツクスとなるめつきとして、亜鉛単独、あ
るいは亜鉛−鉄、亜鉛−ニツケル、亜鉛−コバル
ト、亜鉛−クロム、亜鉛−スズ、亜鉛−カドミウ
ム、亜鉛−チタン、亜鉛−ニツケル−コバルト、
亜鉛−ニツケル−チタン、亜鉛−ニツケル−鉄−
クロム等の亜鉛合金めつきを用いることができ
る。より高い耐食性を狙う意味では、腐食速度の
小さい合金めつき系が有効であるが、めつき層の
犠牲防食効果を維持する点で合金成分の総量は20
％以下が望ましい。本発明においては、かかる亜鉛あるいは亜鉛合
金をマトリツクスとして、非金属微粒子を単独あ
るいは複合で含有せしめた亜鉛系複合めつき層を
塗装下地とする点に最大の特徴がある。ここで、非金属微粒子とは、金属単体あるいは
金属合金の微粒子以外の微粒子であり、具体的に
は、金属、非金属、あるいは半金属の酸化物、炭
化物、窒化物、及び黒鉛、有機物などである。こ
の内、特に耐食性上有効な非金属微粒子は、酸化
物では、SiO₂、TiO₂、Al₂O₃、ZrO₂、炭化物で
はSiC、TiC、窒化物ではSiN、TiN、AlN、及
び黒鉛である。これらは、単独あるいは複合で用
いても効果がある。また、非金属微粒子の性状は、粉末状、あるい
はコロイダルシリカのようなコロイド状、何れで
もよく、特に限定するものではない。微粒子の大
きさとしては、平均粒径が2μｍ以下であること
が必要であり、特に0.1μｍ以下の超微粒子が耐食
性、加工性共に最も効果がある。2μｍ超では、
加工性、溶接性が劣化する。なお、平均粒径と
は、全粒子の内最も分布量の大である粒径を意味
する。非金属微粒子のめつき層中の含有量は、
0.1〜10重量％である。0.1％未満では、耐食性向
上の効果が無く、10％を超えると加工性や溶接性
が劣化する。本発明に用いられる亜鉛系複合めつき鋼板は、
例えば公知の硫酸塩系、塩化物系の亜鉛あるいは
亜鉛合金めつき液中に非金属微粒子の粉末、ある
いはコロイド溶接を非金属粒子として10〜150
ｇ／分散させた液から得られる。この際、非金
属微粒子に特異吸着して電荷を付与させる性質の
ある、ニツケル、鉄、コバルトといつた鉄族イオ
ンを含む合金めつき浴を使用すると、めつき層中
への非金属微粒子の共析が効率よく行なわれ、こ
れらを含まないめつき浴に比べ、非金属微粒子を
より多く含む複合めつき層が得られる。本発明において、めつき量は特に制約が無く、
めつき量に応じてそれ相応の耐食性を持つた鋼板
が得られるが、めつきの効果が発揮されるために
は、最低１ｇ／cm²以上、好ましくは３ｇ／m²、コ
ストをも考慮に入れると、より好ましくは５〜20
ｇ／m²が適当である。また、塗膜厚についても同
様で、特に制約する理由はないが、塗膜の効果を
発揮できることと、コストを考えれば３〜20μｍ
が適当であり、より適切な範囲としては５〜15μ
ｍがあげられる。塗装前処理は、通常使われるり
ん酸塩処理、クロメート処理、酸化皮膜処理、そ
の他の処理すべてが適用できる。以下、本発明の効果を更に明らかにするため、
実施例をもつて具体的に説明する。〔実施例〕本発明鋼板の内代表的な鋼板のめつき層組成、
塗装前処理、塗膜組成及び加工性、耐食性、溶接
性試験結果について、第１表にまとめて示す。実
施例１〜60が本発明例であり、比較例１〜14は、
本発明の特許請求の範囲を逸脱する例、又、比較
例15〜20は従来例である。塗料用樹脂は、日本油
脂(株)製プレカラー用エポキシワニスを用い、焼付
は250℃×50℃で行なつた。塗料中の硬質導電性
粉末としては、平均粒径10μｍのものを用いた。一方、性能試験の方法と評価基準は以下の通り
である。（加工性） 2T〜4T折曲後テープテスト黒化度〇 10％未満 △ 10％以上、25％未満 × 25％以上（耐蝕性）耐穴あき性…サイクル腐食試験200サイクル
後、最大穴あき深さ ◎…0.1mm未満〇…0.1mm以上0.2mm未満 △…0.2mm以上0.3mm未満 ×…0.3mm以上傷付部耐食性…サイクル腐食試験200サイク
ル後、最大ふくれ巾 ◎…１mm未満〇…１mm以上２mm未満 △…３mm以上５mm未満 ×…５mm以上サイクル腐食試験は、塩水噴霧試験（JIS.
Z2371）と40℃、５％食塩水浸漬と60℃乾燥を１
サイクルとし、１サイクルの時間は８時間とし
た。（溶接性）スポツト溶接時の連続打点数第１表に示すように、本発明は、比較例15〜20
の従来例に比較して、耐穴あき性、傷付部の耐食
性の向上効果が大であり、溶接性、加工性も同等
レベルで良好である。比較例１〜13は、微粒子の
含有率やサイズが本発明の範囲を逸脱しているた
め、加工性、耐食性、溶接性の内、１つ以上が不
良である。比較例14は塗膜中の亜鉛含有率が、本
発明の範囲より低いため性能不良である。また、
めつき層中の微粒子は単独で含有するのみでな
く、本発明例47〜60に示す通り、複合で含有して
もその効果は大である。

【表】

〔発明の効果〕

以上述べた如く、本発明の溶接可能塗装鋼板
は、下地めつきとして非金属微粒子を含有する亜
鉛系複合めつき層を有するため、従来の溶接可能
塗装鋼板に比べ、耐穴あき性、傷付部の耐食性に
優れ、かつ加工性、溶接性も従来と同等であり、
その実用的価値は、誠に大きいものである。

Claims

【特許請求の範囲】１平均粒径2μｍ以下の非金属微粒子を単独あ
るいは複合で0.1〜10重量％含有する亜鉛もしく
は亜鉛合金をめつきした鋼板上に、塗料不揮発分
に対し、80重量％以上の亜鉛粉末を含有した塗料
を塗布したことを特徴とする高耐食性溶接可能塗
装鋼板。２平均粒径2μｍ以下の非金属微粒子を単独あ
るいは複合で0.1〜10重量％含有する亜鉛もしく
は亜鉛合金をめつきした鋼板上に、鉄、ニツケ
ル、コバルト、マンガン、クロム鉛、銅およびこ
れらの合金、チタン、ジルコニウム、ハフニウ
ム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、タ
ングステン、モリブデンおよびこれらの混合物の
炭化物のうち少なくとも１種以上の粉末と、全塗
料不揮発分に対して、５重量％以上の亜鉛粉末を
含んだ塗料を塗布したことを特徴とする高耐食性
溶接可能塗装鋼板。３非金属微粒子としては、SiO₂、TiO₂、
Al₂O₃、ZrO₂、SiC、TiC、SiN、TiN、AlN、
黒鉛の内１種以上を含むことを特徴とする特許請
求の範囲第１項及び第２項記載の溶接可能塗装鋼
板。