防锈钢板及其制造方法.pdf

一种防锈钢板及其制造方法，所述防锈钢板的至少一个表面具有有机系和/或无机系的被覆层，且实施点焊的部分的被覆层厚度比未实施点焊的部分的被覆层厚度薄。所述防锈钢板，焊接部的电阻足够低，能形成稳固的焊接部，且兼具点焊性和耐腐蚀性。

1.  一种防锈钢板，是实施至少使一个表面具有有机系和/或无机系的被覆层的防锈处理的钢板，其特征在于，所述钢板的实施点焊的部分的所述被覆层的厚度比未实施点焊的部分的厚度薄，实施点焊的部分的面积为点焊中的电极表面积的25％以上且400％以下。

2.  如权利要求1所述的防锈钢板，其特征在于，实施点焊的部分的所述被覆层的厚度在2.5μm以下。

3.  如权利要求1或2所述的防锈钢板，其特征在于，实施点焊的部分不具有所述被覆层。

4.  一种防锈钢板的制造方法，其特征在于，由钢板的用户获得点焊位置的信息，然后基于所述信息控制实施点焊的部分的有机系和/或无机系的被覆层的厚度，使实施点焊的部分的被覆层的厚度比未实施点焊的部分的厚度薄，实施点焊的部分的面积为点焊中的电极表面积的25％以上且400％以下。

防锈钢板及其制造方法
本申请是申请号为200980137463.X(国际申请号为PCT/JP2009/066834)、中国国家阶段进入日为2011年3月23日(国际申请日为2009年9月17日)、发明名称为“防锈钢板及其制造方法”的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及点焊性优良的具有有机系和/或无机系的被覆层的防锈钢板。
背景技术
汽车的防锈能力正逐渐成为非常重要的要求特性。远在1970年代，以防止路面结冻为目的而开始使用融雪剂(盐类)，汽车的腐蚀问题大大加剧。而且，近年来汽车的寿命变长，必须抑制生锈的时间也延长。
由于上述情况，正在开发各种各样的防锈钢板。现在，提高耐腐蚀性的方法，大致分为对钢板实施锌系镀敷的方法和用有机系覆膜覆盖钢板表面的方法。
在汽车制造工序中，由于在将钢板形成复杂形状并组装后转移至涂装工序，因此存在复杂形状部的内侧难以旋转深入地涂装的问题。在实施上述锌系镀敷的方法中，存在不能充分确保难以旋转深入地涂装的内侧部分的耐腐蚀性的问题。
作为在钢板表面实施有机系被覆的方法，可以列举例如专利文献1。在专利文献1中，公开了使含有锌粉末的涂料在钢板表面形成了厚度为10～20μm的膜的防锈钢板。
此外，可以列举：Zn-Ni合金镀层钢板上具有铬酸盐被覆层且其上具有约1μm的有机系被覆层的钢板；Zn镀层上具有铬酸盐被覆层且其上具有含有锌粉末等导电性金属粉的、约4μm～约7μm的有机被覆层的钢板等。
但是，专利文献1等的防锈钢板中，由于以赋予点焊性为目的而使有机被覆层中含有锌粉末，因此虽然点焊成为可能，但是锌粉末在有机被覆层中分散而有机被覆层的强度降低，在压制形成时产生剧烈的覆膜剥离，或者其在压制模具中蓄积而成为压制缺陷。该剥离部分的耐腐蚀性降低。此外，点焊性即使可能也达不到十分良好的水平，如果为了提高焊接性而进一步增加金属粉末的含有率，则覆膜剥离会更加剧烈。
另一方面，由于降低汽车制造成本的需要，化学转化处理、电镀等涂装基体处理的成本的降低成为重要的研究项目。
汽车的制造工艺，概括地说包括：将钢板切割成必要的尺寸后，冲裁、压制、组装(焊接)、化学转化处理(涂装基体处理)、电镀、中间涂装以及表面涂装。其中，在考虑降低汽车制造成本的情况下，可以列举减小涂膜厚度、省略制造工序。此外，作为一个解决方法，使用在加工成部件等之前的板的状态下进行了涂装的防锈钢板(使用实施中途的涂装工序，例如对涂装钢板实施中间涂装、表面涂装的材料，而不是实施到最终的表面涂装的材料)是有用的。
如上所述，在希望对进行了有机系的涂装的钢板实施点焊时，若有机涂膜厚则存在不能焊接的问题，若涂膜薄则存在不能得到充分的耐腐蚀性的问题。如果为了实现即使涂膜厚也能够焊接而向有机涂膜中添加金属等导电物质，则涂膜本身因加工而脱离，引起压制缺陷、耐腐蚀性降低。
专利文献1：日本特公昭47-6882号公报
发明内容
如上所述，若为使耐腐蚀性提高而在钢板上覆盖有机系覆膜，则点焊性大大降低。此外，若要确保点焊性而向有机系覆膜中添加导电性微粒，则覆膜会由于加工而脱离。而且，由于压制缺陷或覆膜脱离，耐腐蚀性会降低。
鉴于上述情况，本发明的目的在于，提供点焊性和耐腐蚀性优良的防锈钢板及其制造方法。
本发明如下所述。
[1]一种防锈钢板，是实施至少使一个表面具有有机系和/或无机系的被覆层的防锈处理的钢板，其特征在于，所述钢板的实施点焊的部分的所述被覆层的厚度比未实施点焊的部分的厚度薄。
[2]如上述[1]所述的防锈钢板，其特征在于，实施点焊的部分的所述被覆层的厚度在2.5μm以下。
[3]如上述[1]或[2]所述的防锈钢板，其特征在于，实施点焊的部分不具有所述被覆层。
[4]如上述[1]～[3]中任一项所述的防锈钢板，其中，实施点焊的部分的面积为点焊中的电极表面积的25％以上。
[5]一种防锈钢板的制造方法，其特征在于，由钢板的用户获得点焊位置的信息，然后基于所述信息控制实施点焊的部分的有机系和/或无机系的被覆层的厚度。
发明效果
根据本发明，可以得到点焊性和耐腐蚀性优良的防锈钢板。其结果是，实现了化学转化处理以及电镀工序的省略、和电镀涂装的膜厚的减薄。
具体实施方式
本发明人为了解决上述问题而进行了重复深入的研究，结果得到以下见解。
本发明人对兼具点焊性和耐腐蚀性、并且满足实用性的防锈钢板进行了研究。结果发现，通过控制实施点焊的部分的有机系被覆层的厚度，能够赋予防锈钢板所期望的特性。
以下对本发明的防锈钢板进行详细说明。
作为本发明的防锈钢板的母板，可以使用例如冷轧钢板、或者在冷轧钢板上实施锌系镀敷后的镀层钢板等。
在本发明中，上述母板的至少一个表面具有有机系和/或无机系的被覆层。
例如，有机系被覆层可以通过在钢板表面涂布有机系树脂而得到。作为在防锈钢板的至少一个表面涂布的有机系树脂，优选选自环氧树脂、改性环氧树脂、多羟基聚醚树脂、聚亚烷基二醇改性环氧树脂、氨基甲酸酯改性环氧树脂、以及这些树脂进一步改性后的树脂、聚酯树脂、氨基甲酸酯树脂、有机硅树脂、丙烯酸酯树脂中的一种或两种以上。特别是，从耐腐蚀性的观点出发，优选以环氧类树脂作为基础，以提高其加工性为目的而适当地使分子量最佳化的树脂，或者对树脂的一部分进行氨基甲酸酯、聚酯、胺等的改性的树脂，但并不限定于 这些。此外，这样的有机系树脂，通常添加使防锈性能提高的防锈添加剂等各种添加成分(润滑剂、导电性赋予物)而作为涂料使用，但对于这些添加剂的成分而言也没有特别的限制。
此外，可以在母板上实施金属镀敷，来作为有机系和/或无机系的被覆层的下层。作为这样的金属镀敷，可以列举镀锌、锌系合金镀敷(镀Zn-Ni合金、镀Zn-Fe合金、镀Zn-Mn合金、镀Zn-Mg合金、镀Zn-Al-Mg系合金、镀Zn-Al合金等)、镀Al、Al系合金镀敷等，但并不限定于这些。而且，本发明的防锈钢板可以实施铬酸盐处理、不含铬酸盐的处理(クロメートフリー処理)和/或磷酸盐处理。
此外，防锈钢板的至少一个表面所具有的被覆层，可以是有机系，也可以是无机系，以下以有机系的树脂为例进行说明。
在使上述有机系的树脂覆盖钢板表面时，其厚度在整个表面不是均匀的，使实施点焊的部分的厚度比未实施点焊的部分的厚度薄。这是本发明中最重要的特征，由于下述理由，通过使实施点焊的部分的有机系树脂层的厚度变薄，点焊性提高。
此外，实施点焊的部分，是指本发明的防锈钢板在被钢板用户以得到汽车车体等部材为目的而接受切割、成型或组装等加工的工序中进行焊接的部分。为了能够事先由最终成型品的焊接位置预测切割时的钢板实施焊接的位置，预先从钢板用户处取得卷材状态下的切割位置信息，能够在对钢板实施有机树脂被覆时使被覆厚度变薄。用于点焊的电极通常是顶端截面为圆形的棒状，其顶端直径代表性地为6mm左右。
点焊是利用电流流过电极时产生的热使钢板熔融而进行焊接的技术。在此，若有机系被覆层的厚度(有机树脂的涂膜厚度)超过一定厚度，则依赖覆膜的电阻变得过大，无法通电。为了通电，必须逐渐增大点 焊时的焊接电流，但由于发热量变大，因此电极的消耗加剧，结果导致电极寿命大大降低。此外，焊接时被称为焊屑(チリ)的熔融金属向四周飞溅，出现再附着于钢板的现象，在用作外板面板时有损外观。因此，仅从通电的观点出发，最优选实施点焊的部分不设置有机系被覆，或者以不增大焊接电流而在适当的电流下可实施焊接的方式控制膜厚。因此，点焊部的有机系被覆层尽可能薄，优选在临界点以下。该临界点依赖于焊接条件而变化，但在通常进行的范围内进行焊接时，若超过2.5μm则焊接性大大降低，因此优选2.5μm以下，更优选1.5μm以下。
而且，如上所述，使实施点焊的部分的有机系被覆层的厚度比未实施点焊的部分的有机系被覆层的厚度薄的目的在于，确保充分的通电性以利用点焊时产生的热焊接钢板。从这个观点出发对控制有机系被覆层的厚度的部分的面积进行了研究，结果发现，该面积在点焊中的电极与钢板接触部分的接触面积(称作电极表面积)的25％以上时，焊接时的通电充分，并且焊接性得到改善。该面积不足点焊的电极表面积的25％时，依赖于涂膜的电阻不能充分降低，存在不能形成稳固的焊接部的情况。由以上可知，减薄有机系被覆层的厚度的实施点焊部分、或者不具有有机系被覆层的实施点焊部分的面积，优选为点焊的电极表面积的25％以上。此外，从耐腐蚀性的观点出发，这样的减薄有机系被覆层的厚度的实施点焊部分、或者不具有有机系被覆层的实施点焊部分的面积越窄越好，电极表面积优选为400％以下。
防锈钢板上实施点焊的位置根据用途而适当决定。因此，在控制点焊部分的涂膜厚度时，有必要事先由钢板的用户得到关于点焊的信息，再基于该信息控制实施点焊的部分的有机系被覆层的厚度。
实施例1
以下对本发明的实施例进行说明。
作为防锈钢板的母板，使用镀层钢板。作为镀层钢板，使用单个表面的附着量为40～45g/m²的合金化热镀锌钢板、热镀锌钢板、电镀锌钢板三种。对这三种镀层钢板，使用环氧类涂料作为有机系涂料，并使用三台辊涂机进行涂装。首先，将由拾取辊拾取的涂料用计量辊调整至所需量(依赖于希望涂装的厚度)，用涂施辊按照涂装方法，对钢板实施各种涂膜厚度的涂装。另外，位于点焊部的有机系被覆层的厚度的控制，在涂施辊上实施使涂装部对应的部位为凹部、使减薄涂装的部分对应的部位为凸部的表面加工，利用凹凸部的深度进行膜厚差的调整。将假定实施点焊的部分的涂装减薄的部分，在涂施辊上形成直径6mm、高0.2～1mm的凸部，从而覆盖树脂。另外，点焊部未实施涂装时，在涂施辊上形成直径6mm、深5mm的凹部，从而进行被覆。
接着，重叠两块相同种类的镀层钢板，实施点焊，制作试样。点焊利用圆顶型电极(顶端直径6Φ-40R)、在加压力200kg、通电时间12个循环/60Hz下进行。
对于所得到的试样，测定点焊部以及点焊部以外的部分(普通部)的涂膜厚度、面积率，同时按以下的方法调查耐腐蚀性、焊接性。而且，涂膜厚度采用电磁式膜厚计以及涂膜截面的SEM观察进行测定。另外，面积率根据涂膜截面的SEM观察、通过测定低膜厚部的长度而求得。
耐腐蚀性
利用在盐水喷雾试验中720小时后红锈的产生面积率进行评价。
○：红锈产生面积率为5％以下
○-：红锈产生面积率超过5％且在25％以下
△：红锈产生面积率超过25％且在75％以下
×：红锈产生面积率超过75％至达到整个表面
点焊性
利用点焊熔核直径进行评价。
○：形成直径在4√t以上的点焊熔核
△：形成直径不足4√t的点焊熔核
×：不能形成点焊熔核
其中，t为板厚(mm)。
将所得到的结果与条件一起示于表1。

由上表可知，本发明例中，焊接性和耐腐蚀性均优良。另一方面，比较例中，焊接性或耐腐蚀性中的任意一个以上较差。
产业上的利用可能性
本发明的防锈钢板，由于耐腐蚀性以及焊接性优良，因此是汽车部件和汽车车体(也包括替换用修复部件)等优选的原材料。