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JP2001099113A - Mechanical joining method and material for plated steel sheet and painted steel sheet - Google Patents

Mechanical joining method and material for plated steel sheet and painted steel sheet

Info

Publication number
JP2001099113A
JP2001099113A JP27200299A JP27200299A JP2001099113A JP 2001099113 A JP2001099113 A JP 2001099113A JP 27200299 A JP27200299 A JP 27200299A JP 27200299 A JP27200299 A JP 27200299A JP 2001099113 A JP2001099113 A JP 2001099113A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steel sheet
coated
plated steel
mechanical
joint
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP27200299A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hatsuhiko Oikawa
初彦 及川
Kazuhiko Honda
和彦 本田
Hiroshi Kanai
洋 金井
Masahiro Obara
昌弘 小原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP27200299A priority Critical patent/JP2001099113A/en
Publication of JP2001099113A publication Critical patent/JP2001099113A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 接合部で良好な外観品質と高い強度および耐
久性が得られる機械的接合方法、およびそれに用いる機
械的接合性に優れためっき鋼板および塗装鋼板を提供す
る。 【解決手段】 かしめまたはリベット打ち込みによる機
械的接合方法において、機械的特性値とめっきおよび塗
膜厚さが規定されためっき鋼板および塗装鋼板を被接合
材として用い、機械的接合を行う。 【効果】 本発明のめっき鋼板および塗装鋼板を用い、
機械的接合を行えば、接合部で良好な外観品質と高い強
度および優れた耐久性が得られる。
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mechanical joining method in which good appearance quality and high strength and durability are obtained at a joining portion, and a plated steel sheet and a coated steel sheet excellent in mechanical joining property used therefor. SOLUTION: In a mechanical joining method by caulking or rivet driving, mechanical joining is performed using a plated steel sheet and a coated steel sheet in which mechanical property values, plating and coating film thickness are specified as a material to be joined. [Effect] Using the plated steel sheet and the coated steel sheet of the present invention,
By performing mechanical joining, good appearance quality, high strength, and excellent durability can be obtained at the joint.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車、家電製
品、建材など幅広い分野で使用されている、めっき鋼
板、塗装鋼板の機械的接合方法と、それに用いる機械的
接合性に優れためっき鋼板および塗装鋼板に関するもの
である。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for mechanically joining coated steel sheets and painted steel sheets, which is used in a wide range of fields such as automobiles, home electric appliances, and building materials, and a coated steel sheet having excellent mechanical bonding properties. It relates to a painted steel plate.

【0002】[0002]

【従来の技術】めっき鋼板は、現在、自動車、家電製
品、建材など幅広い分野で使われている。自動車や家電
製品などの分野では、めっき鋼板を成形し、これらを接
合して構造体や部品を製造しているが、これらの接合に
は、主にスポット溶接が使われている。これは、溶接部
で高い強度が得られ、溶接部の品質が安定しており、か
つ、生産コストが安いためである。スポット溶接は非常
に優れた方法ではあるが、その一方で、散り(溶融金属
が周辺に飛散する現象)やヒュームが発生したり、溶接
時に油などが燃えて臭いが出るなどの問題を抱えてい
る。特に、最近、いわゆる3K職場が敬遠されるように
なり、この意味から、製造ラインでの環境問題が大きく
取り上げられ、クリーンな環境でめっき鋼板を接合する
ことが可能な新たな接合法が望まれている。
2. Description of the Related Art Plated steel sheets are currently used in a wide range of fields such as automobiles, home appliances, and building materials. In the fields of automobiles and home electric appliances, plated steel sheets are formed and joined to produce structures and parts. Spot welding is mainly used for joining these structures. This is because a high strength is obtained in the welded portion, the quality of the welded portion is stable, and the production cost is low. Spot welding is a very good method, but on the other hand, it has problems such as scattering (a phenomenon in which molten metal scatters around), fumes, and burning of oil during welding and odor. I have. In particular, recently, the so-called 3K workplace has been shunned, and in this sense, environmental issues in the production line have been taken up greatly, and a new joining method capable of joining plated steel sheets in a clean environment is desired. ing.

【0003】一方、これとは別に、家電製品の分野では
環境問題の観点から塗装工程を省略したいという要望が
出され、事前に鋼板の表面に塗膜が被覆された塗装鋼板
を使おうという動きが出てきている。しかし、塗装鋼板
では、多くの場合、塗膜が導電性を持たないために、通
電を必要とするスポット溶接で接合することは困難であ
る。また、仮に塗膜が導電性を持っていたとしても、ス
ポット溶接を行うと塗膜が熱によって破壊され、接合部
の美観を損ねたり、耐食性が低下するという問題もあ
る。
On the other hand, in the field of home electric appliances, there has been a demand to omit a coating process from the viewpoint of environmental problems, and there has been a movement to use a coated steel plate in which a coating is previously coated on the surface of the steel plate. Is coming out. However, in the case of painted steel plates, in many cases, the coating film has no conductivity, and thus it is difficult to join by spot welding that requires electricity. Further, even if the coating film has conductivity, there is also a problem that when the spot welding is performed, the coating film is destroyed by heat, thereby deteriorating the aesthetic appearance of the joined portion and deteriorating the corrosion resistance.

【0004】これに対して、最近、めっき鋼板や塗装鋼
板の接合に、かしめや打ち込みリベットを用いた機械的
接合方法を用いることが検討されている。図1と図2
は、代表的な機械的接合方法とその接合プロセスを表し
た図である。図1(a)〜(d)は、かしめによって被
接合材であるめっき鋼板同士を接合する順序を示してい
る。図1に示した方法では、被接合材である2枚のめっ
き鋼板1同士を重ね合わせ、ポンチ2を上方から押し込
んでダイス3との間でめっき鋼板を変形させ、2枚のめ
っき鋼板同士をかしめて機械的に接合する。具体的な方
法としては、TOX法が知られている。
[0004] On the other hand, recently, it has been studied to use a mechanical joining method using caulking or driving rivets for joining a plated steel sheet or a painted steel sheet. 1 and 2
FIG. 2 is a view showing a typical mechanical joining method and the joining process. FIGS. 1A to 1D show the order in which plated steel sheets, which are materials to be joined, are joined by caulking. In the method shown in FIG. 1, two plated steel sheets 1 to be joined are overlapped with each other, a punch 2 is pushed in from above to deform the plated steel sheet with a die 3, and the two plated steel sheets are joined together. It is caulked and mechanically joined. As a specific method, the TOX method is known.

【0005】図1では、一定形状のダイスを用いている
が、この他にも、ダイスが2分割になっており、このダ
イスがポンチで加圧した際に左右に広がり、めっき鋼板
や塗装鋼板同士が接合されるタイプのものもある。この
具体的な方法としては、Toglock法が知られている。接
合部の最高強度は、かしめ厚さ4を最適な値に設定する
ことによって得られる。
[0005] In Fig. 1, a die having a fixed shape is used. In addition to this, the die is divided into two parts. Some types are joined together. As a specific method, the Toglock method is known. The maximum strength of the joint is obtained by setting the swaged thickness 4 to an optimum value.

【0006】一方、図2は、リベット打ち込みによって
被接合材であるめっき鋼板同士を接合する場合を示して
いる。図2に示した方法では、被接合材である2枚のめ
っき鋼板1同士を重ね合わせ、ポンチ6でリベット5を
上方から打ち込み、リベット5の打ち込み時にダイス7
でリベット5の先端を図に示したように変形させ、2枚
の鋼板同士をリベットで機械的に接合する。なお図中8
は板のはね上がりを防止する板押さえである。この具体
的な方法としては、Henrob(Self piercing &rivetin
g)法が知られている。
On the other hand, FIG. 2 shows a case in which plated steel sheets, which are materials to be joined, are joined together by rivet driving. In the method shown in FIG. 2, two plated steel sheets 1 to be joined are overlapped with each other, and a rivet 5 is driven from above with a punch 6.
Then, the tip of the rivet 5 is deformed as shown in the figure, and the two steel plates are mechanically joined to each other with rivets. 8 in the figure
Is a plate holder that prevents the plate from rising. Specific examples of this method include Henrob (Self piercing & rivetin
g) The method is known.

【0007】上記で述べた機械的接合方法は、スポット
溶接のような散りやヒュームが発生せず、かつ、臭いが
出るなどの問題も無いため、今後、製造ラインでの環境
問題を解決するクリーンな接合方法として、多くの期待
が寄せられている。また、めっき鋼板のスポット溶接で
は、溶接時にめっきと銅電極が合金化反応を起こし、打
点数の増加とともに電極の先端が損耗して先端径が増大
し、電流密度の低下によってナゲット(溶融部)径が徐
々に低下し、接合部の強度が低下するという問題が発生
する。しかし、機械的接合方法ではこのような問題は起
こらないので、5万回程度の打点数においても、安定し
た接合強度が得られるのである。
[0007] The mechanical joining method described above does not cause scattering or fume as in spot welding, and has no problems such as generation of odor. There are many expectations for a simple joining method. Also, in spot welding of plated steel sheets, the plating and the copper electrode undergo an alloying reaction during welding, the tip of the electrode wears out with an increase in the number of spots, the tip diameter increases, and the nugget (melted portion) due to a decrease in current density There is a problem that the diameter gradually decreases and the strength of the joint decreases. However, since such a problem does not occur in the mechanical joining method, a stable joining strength can be obtained even with about 50,000 hit points.

【0008】しかし、上記のようなかしめや打ち込みリ
ベットを用いた機械的接合方法では、母材であるめっき
鋼板や塗装鋼板の機械的特性値が、接合部の外観品質や
強度、耐久性に大きな影響を及ぼす。すなわち、成形性
(変形能力)が低いめっき鋼板や塗装鋼板を用いると、
かしめた部分やリベットを打ち込んだ部分でめっき鋼板
等の板厚が薄くなったり、極端な場合には割れが発生し
たりして、接合部の外観品質が損なわれたり、十分な強
度が得られないという問題が生じる。また、板厚が薄く
なったり、割れが発生した部分では、選択的に腐食が起
こり、その結果、外観品質が損なわれたり、短時間で強
度が低下するという問題も生じる。
However, in the mechanical joining method using caulking or driving rivets as described above, the mechanical properties of the plated steel sheet or the coated steel sheet as the base material are large in the appearance quality, strength, and durability of the joint. affect. In other words, if a plated steel sheet or painted steel sheet with low formability (deformation ability) is used,
The thickness of the plated steel sheet or the like at the swaged or riveted part is reduced, or in extreme cases, cracks occur, resulting in impaired appearance quality of the joint or sufficient strength. There is a problem that there is no. In addition, corrosion occurs selectively in portions where the plate thickness is reduced or cracks occur, and as a result, the appearance quality is impaired or the strength is reduced in a short time.

【0009】一方、かしめやリベット打ち込みによる接
合方法では、めっき鋼板や塗装鋼板の表面状態、すなわ
ち、めっきや樹脂膜、塗膜の厚さが、接合強度や耐食性
に大きな影響を及ぼす。すなわち、適正な厚さのめっき
や樹脂膜、塗膜が被覆されていれば、機械的に接合した
後にも接合部でめっきや樹脂膜、塗膜が残留するため、
接合部の耐食性が保たれ、長時間腐食環境に置かれて
も、外観品質が損なわれたり、接合強度が低下すること
はないのである。また、適正な厚さのめっきや樹脂膜、
塗膜が被覆されていれば、後で述べるように、これらが
被覆されていない裸鋼板の場合に比べて、接合部の強度
が向上するという利点もある。
On the other hand, in the joining method by caulking or riveting, the surface condition of the plated steel sheet or the coated steel sheet, that is, the thickness of the plating, the resin film, and the coating film has a great influence on the joining strength and corrosion resistance. In other words, if the plating and resin film of the appropriate thickness, the coating film is covered, plating and resin film, coating film remains at the joint even after mechanically joined,
The corrosion resistance of the joint is maintained, and the appearance quality is not impaired and the joint strength is not deteriorated even in a corrosive environment for a long time. In addition, plating or resin film of appropriate thickness,
If the coating film is coated, as described later, there is an advantage that the strength of the joint is improved as compared with the case of a bare steel plate which is not coated with the coating film.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、めっき
鋼板や塗装鋼板の機械的接合方法では、最適な機械的特
性値を有するめっき鋼板や塗装鋼板を使用しないと、接
合部の板厚が薄くなり、また、極端な場合には割れが発
生して、外観品質が損なわれたり、十分な継手強度が得
られなかったり、接合部の耐久性が低下するという問題
が生じる。さらに、めっき鋼板や塗装鋼板の機械的接合
では、最適な厚さのめっきや樹脂膜、塗膜が被覆されて
いないと、腐食によって外観品質が損なわれたり、接合
部で十分な耐久性が得られないという問題が生じる。
As described above, in the method of mechanically joining a plated steel sheet or a coated steel sheet, the thickness of the joint portion is reduced unless a coated steel sheet or a coated steel sheet having optimal mechanical characteristic values is used. It becomes thin and, in extreme cases, cracks occur, resulting in a problem that the appearance quality is impaired, a sufficient joint strength cannot be obtained, and the durability of the joint decreases. Furthermore, in the mechanical joining of plated steel sheets and painted steel sheets, if the plating, resin film, and coating film of the optimal thickness are not covered, the appearance quality is impaired due to corrosion, and sufficient durability is obtained at the joint. The problem that it cannot be performed arises.

【0011】本発明は、このような問題を解決しようと
したものであり、外観品質、強度、耐久性が優れた継手
を作製することが可能な機械的接合方法を提案するとと
もに、それに用いる機械的接合性に優れためっき鋼板お
よび塗装鋼板を提供するものである。
The present invention is intended to solve such a problem, and proposes a mechanical joining method capable of producing a joint having excellent appearance quality, strength, and durability, and a machine used for the method. It is intended to provide a plated steel sheet and a coated steel sheet having excellent mechanical bondability.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】めっき鋼板、塗装鋼板の
成形性を示す指標としては、全伸び、加工硬化係数(n
値)、ランクフォード値(r値)がある。また、一般的
に、全伸び、加工硬化係数、ランクフォード値は、引張
強さの増加とともに低下するため、引張強さも間接的に
は成形性を表す指標になるものと考えられる。そこで、
めっき鋼板や塗装鋼板の機械的接合部で板厚が薄くなっ
たり、割れが発生したりすることを防止するためには、
これらの値が規定されためっき鋼板や塗装鋼板を用いる
ことが望ましい。また、めっき鋼板や塗装鋼板の機械的
接合では、接合部の外観品質や耐久性が十分に保たれる
ように、接合時にめっきや樹脂膜、塗膜が剥離しないよ
うにすることが必要である。このためには、めっきや樹
脂膜、塗膜の厚さを規定しておくことが必要である。
As an index indicating the formability of a plated steel plate and a coated steel plate, total elongation, work hardening coefficient (n
Value) and Rankford value (r value). Further, in general, the total elongation, the work hardening coefficient, and the Rankford value decrease as the tensile strength increases. Therefore, it is considered that the tensile strength also indirectly serves as an index indicating the formability. Therefore,
In order to prevent thinning or cracking at the mechanical joint of plated steel and painted steel,
It is desirable to use a plated steel sheet or a coated steel sheet in which these values are specified. In addition, in the mechanical joining of plated steel sheets and painted steel sheets, it is necessary to prevent plating, resin films, and coating films from peeling off during joining so that the appearance quality and durability of the joints are sufficiently maintained. . For this purpose, it is necessary to regulate the thickness of the plating, the resin film, and the coating film.

【0013】このような観点から、めっき鋼板や塗装鋼
板の機械的接合部で、良好な外観品質と十分な接合強度
および耐久性を得るために、本発明者らは鋭意研究を重
ねた結果、機械的特性値とめっき、樹脂膜、および塗膜
の厚さが規定されためっき鋼板、塗装鋼板を用い、これ
をかしめやリベット打ち込みによって機械的に接合する
ことにより、接合部で良好な外観品質と十分な強度およ
び耐久性を得ることが可能であることを見い出した。
From such a viewpoint, the inventors of the present invention have conducted intensive studies in order to obtain good appearance quality and sufficient joining strength and durability at the mechanical joint of a plated steel sheet and a painted steel sheet. Good appearance quality at joints by mechanically joining by plating and riveting using plated steel sheet and painted steel sheet with defined mechanical property values, plating, resin film, and coating film thickness And sufficient strength and durability can be obtained.

【0014】すなわち、本発明の要旨とするところは、
かしめまたはリベット打ち込みによって鋼板同士を機械
的接合する方法において、母材の機械的特性値が下記の
範囲にあり、かつ、その表面に片面の目付量が3g/m
2 以上150g/m2 以下のめっきが両面に被覆された
めっき鋼板、または、さらに該めっきの上に片面の厚さ
が5μm以上100μm以下の塗膜が両面に被覆された
塗装鋼板を用いて機械的接合を行うことを特徴とするめ
っき鋼板または塗装鋼板の機械的接合方法にある。 270≦TS≦480 30≦El≦45 0.18≦n≦0.27 (El:5−15%) 0.70≦r≦2.2 (El=15%) ただし、 TS:引張強さ(MPa)、El:全伸び(%)、n:
加工硬化係数、 r:ランクフォード値
That is, the gist of the present invention is as follows.
In the method of mechanically joining steel sheets by caulking or rivet driving, the mechanical properties of the base material are in the following range, and the basis weight of one side on the surface is 3 g / m.
A machine using a coated steel sheet coated on both sides with a plating of 2 or more and 150 g / m 2 or less, or a coated steel sheet coated on both sides with a coating having a thickness of 5 μm or more and 100 μm or less on the plating. Mechanical joining of plated steel sheets or painted steel sheets, characterized by performing mechanical joining. 270 ≦ TS ≦ 480 30 ≦ El ≦ 45 0.18 ≦ n ≦ 0.27 (El: 5-15%) 0.70 ≦ r ≦ 2.2 (El = 15%) where TS: tensile strength ( MPa), El: total elongation (%), n:
Work hardening coefficient, r: Rankford value

【0015】またさらに、かしめまたはリベット打ち込
みによって鋼板同士を機械的接合する方法で用いるめっ
き鋼板または塗装鋼板であって、母材の機械的特性値が
上記の範囲にあり、かつ、その表面に上記の目付量のめ
っきが両面に被覆されたことを特徴とする機械的接合性
に優れためっき鋼板、または、さらに該めっきの上に上
記の厚さの塗膜が両面に被覆されたことを特徴とする機
械的接合性に優れた塗装鋼板にある。
Still further, the present invention is a plated steel sheet or a coated steel sheet used in a method of mechanically joining steel sheets by caulking or riveting, wherein the base metal has a mechanical characteristic value in the above-mentioned range and the surface thereof has A plated steel sheet excellent in mechanical bondability, characterized in that the plating of the basis weight is coated on both sides, or further characterized in that a coating film of the above thickness is coated on both sides of the plating. Painted steel sheet with excellent mechanical bondability.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】次に、図面を用いて、本発明に係
るめっき鋼板、塗装鋼板の機械的接合方法と、それに用
いる機械的接合性に優れためっき鋼板および塗装鋼板
を、作用とともに具体的に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, referring to the drawings, a method for mechanically joining a coated steel sheet and a coated steel sheet according to the present invention, and a plated steel sheet and a coated steel sheet having excellent mechanical bondability used in the method will be described in detail. Will be explained.

【0017】図1と図2は、本発明に係る機械的接合方
法を説明するための図である。図1(a)ないし(d)
は、かしめによって被接合材であるめっき鋼板同士を接
合する順序を示している。図1に示した方法では、被接
合材である2枚のめっき鋼板1同士を重ね合わせ、ポン
チ2を上方から押し込んでダイス3との間でめっき鋼板
を変形させ、2枚のめっき鋼板同士をかしめて機械的に
接合する。図1では、一定形状のダイスを用いている
が、この他にも、ダイスが2分割になっており、このダ
イスがポンチで加圧した際に左右に広がり、めっき鋼板
同士が接合されるタイプのものもある。接合部の最高強
度は、かしめ厚さ4を最適な値に設定することによって
得られる。
FIG. 1 and FIG. 2 are views for explaining a mechanical joining method according to the present invention. FIG. 1 (a) to (d)
Indicates the order in which the plated steel sheets as the materials to be joined are joined by caulking. In the method shown in FIG. 1, two plated steel sheets 1 to be joined are overlapped with each other, a punch 2 is pushed in from above to deform the plated steel sheet with a die 3, and the two plated steel sheets are joined together. It is caulked and mechanically joined. In FIG. 1, a fixed-shaped die is used. In addition, the die is divided into two parts, and when the die is pressed with a punch, it spreads right and left, and the plated steel sheets are joined together. Some are. The maximum strength of the joint is obtained by setting the swaged thickness 4 to an optimum value.

【0018】一方、図2(a)および(b)は、リベッ
ト打ち込みによって被接合材であるめっき鋼板同士を接
合する順序を示している。図2に示した方法では、被接
合材である2枚のめっき鋼板1同士を重ね合わせて板押
さえ8で押さえつつ、ポンチ6でリベット5を上方から
打ち込み、リベット5の打ち込み時にダイス7でリベッ
ト5の先端を図2(b)に示したように変形させ、2枚
のめっき鋼板同士をリベットで機械的に接合する。
On the other hand, FIGS. 2 (a) and 2 (b) show the order in which plated steel sheets, which are materials to be joined, are joined by rivet driving. In the method shown in FIG. 2, the rivet 5 is driven from above by the punch 6 while the two plated steel sheets 1 as the materials to be joined are overlapped and pressed by the plate holder 8, and the rivet 5 is riveted by the die 7 when the rivet 5 is driven. 5 is deformed as shown in FIG. 2B, and the two plated steel sheets are mechanically joined to each other with rivets.

【0019】上記、機械的接合方法に用いるめっき鋼板
および塗装鋼板としては、下記に示す機械的特性値を有
するものであれば良い。 270≦TS≦480 30≦El≦45 0.18≦n≦0.27 (El:5−15%) 0.70≦r≦2.2 (El=15%) ただし、 TS:引張強さ(MPa)、El:全伸び(%)、n:
加工硬化係数、 r:ランクフォード値
The plated steel sheet and the coated steel sheet used in the above-mentioned mechanical joining method may be those having the following mechanical characteristic values. 270 ≦ TS ≦ 480 30 ≦ El ≦ 45 0.18 ≦ n ≦ 0.27 (El: 5-15%) 0.70 ≦ r ≦ 2.2 (El = 15%) where TS: tensile strength ( MPa), El: total elongation (%), n:
Work hardening coefficient, r: Rankford value

【0020】上記機械的特性値を有するめっき鋼板およ
び塗装鋼板を用いることにより、接合部の板厚減少や割
れの発生を防止することが可能になり、その結果、接合
部で良好な外観品質と十分な強度を得ることが可能にな
る。めっき鋼板および塗装鋼板の成形性を示す指標とし
ては、全伸び(El)、加工硬化係数(n)、ランクフ
ォード値(r)がある。したがって、めっき鋼板および
塗装鋼板の接合部で板厚が薄くなったり、割れが発生し
ないようにするためには、全伸び(El)、加工硬化係
数(n)、ランクフォード値(r)が上記で規定された
値以上であることが必要である。なおこれら機械的特性
値はr値以外は鋼板の圧延方向に平行な方向(L方向)
および直角な方向(C方向)の測定の平均値とする。r
値は一般にrバーと称しているものであって、圧延方
向、これと直角方向、これと45度方向のr値をそれぞ
れrL 、rC 、rD としたとき、(rL +rC +2
D )/4で求めた各方向の平均値である。
By using a plated steel sheet and a coated steel sheet having the above-mentioned mechanical characteristic values, it is possible to prevent a reduction in the thickness of the joint portion and the occurrence of cracks. It is possible to obtain sufficient strength. Indices indicating the formability of the plated steel sheet and the coated steel sheet include the total elongation (El), the work hardening coefficient (n), and the Rankford value (r). Therefore, in order to prevent the plate thickness from becoming thin or cracking at the joint between the plated steel sheet and the coated steel sheet, the total elongation (El), the work hardening coefficient (n), and the Rankford value (r) are as described above. Must be greater than or equal to the value specified in. These mechanical property values are in the direction parallel to the rolling direction of the steel sheet (L direction) except for the r value.
And the average value of the measurements in the direction perpendicular to the direction (C direction). r
The value is generally called r bar, and when r values in a rolling direction, a direction perpendicular to the rolling direction, and a 45-degree direction are r L , r C , and r D , respectively, (r L + r C +2
r D ) / 4 in each direction.

【0021】一方、全伸び(El)、加工硬化係数
(n)、ランクフォード値(r)は、引張強さ(TS)
の増加とともに低下するため、引張強さ(TS)も、間
接的には成形性を表す指標になるものと考えられる。そ
こで、鋼板の接合部で板厚が薄くなったり、割れが発生
しないようにするためには、引張強さ(TS)が上記で
規定された値以下であることが必要となる。一方、成形
性を上げるためには、全伸び(El)、加工硬化係数
(n)、ランクフォード値(r)を大きくすれば良い
が、これらの値が大きくなり過ぎると、引張強さ(T
S)の値が低下するため、接合部の強度が低下する。こ
れは、機械的接合方法における接合部の強度が、引張強
さ(TS)によって支配されるからである。そこで、全
伸び(El)、加工硬化係数(n)、ランクフォード値
(r)は上記で規定された値以下であることが必要であ
り、また、引張強さ(TS)は、上記で規定された値以
上であることが必要となる。なお、めっき鋼板および塗
装鋼板の強度を示す値としては、引張強さ(TS)の他
にも、0.2%耐力があるが、本発明で用いるめっき鋼
板および塗装鋼板の0.2%耐力の値は、上記の引張強
さ、全伸び、加工硬化係数、ランクフォード値に対応し
た値であれば良い。
On the other hand, the total elongation (El), the work hardening coefficient (n) and the Rankford value (r) are defined as the tensile strength (TS)
Therefore, it is considered that the tensile strength (TS) also indirectly serves as an index indicating the formability. Therefore, in order to prevent the sheet thickness from becoming thin or cracking at the joint portion of the steel sheet, the tensile strength (TS) needs to be equal to or less than the value specified above. On the other hand, in order to improve the formability, the total elongation (El), the work hardening coefficient (n) and the Rankford value (r) may be increased, but if these values become too large, the tensile strength (T
Since the value of S) decreases, the strength of the joint decreases. This is because the strength of the joint in the mechanical joining method is governed by the tensile strength (TS). Therefore, the total elongation (El), the work hardening coefficient (n), and the Rankford value (r) need to be equal to or less than the values specified above, and the tensile strength (TS) is specified above. It is necessary that the value be equal to or greater than the set value. The value indicating the strength of the plated steel sheet and the coated steel sheet has a 0.2% proof stress in addition to the tensile strength (TS), but the 0.2% proof stress of the plated steel sheet and the coated steel sheet used in the present invention. May be a value corresponding to the above-described tensile strength, total elongation, work hardening coefficient, and Rankford value.

【0022】本発明で用いるめっき鋼板および塗装鋼板
の母材の材質は、低炭素鋼板、固溶強化型鋼板、析出強
化型鋼板など、いずれの種類の鋼板であっても良い。製
造法は、熱間圧延法でも冷間圧延法でも良い。前記の機
械的特性値を実現するための手段としては、成分、圧延
圧下率、焼鈍温度などの組合せを適当にするなどの方法
が採用できる。特にr値は結晶方位の集合組織に依存す
るが、AlNなどの析出分散相を制御することにより高
い値が実現できる。板厚としては、一般的に自動車、家
電製品、建材、家具などで用いるめっき鋼板および塗装
鋼板の板厚、具体的には、0.4mm〜3.0mm程度
の板厚で良い。
The base material of the plated steel sheet and the coated steel sheet used in the present invention may be any type of steel sheet, such as a low carbon steel sheet, a solid solution strengthened steel sheet, and a precipitation strengthened steel sheet. The manufacturing method may be a hot rolling method or a cold rolling method. As a means for realizing the above-mentioned mechanical characteristic values, a method of appropriately combining the components, rolling reduction, annealing temperature, and the like can be adopted. In particular, the r value depends on the texture of the crystal orientation, but a high value can be realized by controlling the precipitated dispersed phase such as AlN. The plate thickness may be generally the thickness of a plated steel plate or a coated steel plate used in automobiles, home appliances, building materials, furniture, etc., specifically, a plate thickness of about 0.4 mm to 3.0 mm.

【0023】一方、上記の機械的接合方法に用いるめっ
き鋼板としては、表面に片面の目付量が3g/m2 以上
150g/m2 以下のめっきが被覆されためっき鋼板で
あれば良い。また、該めっきの上に、さらに、厚さが
0.1μm以上5μm以下の樹脂膜が被覆されていても
良い。塗装鋼板としては、表面に片面の目付量が3g/
2 以上150g/m2 以下のめっきが被覆され、さら
に、該めっきの上に厚さが5μm以上100μm以下の
塗膜が被覆された塗装鋼板を用いれば良い。さらに、前
記塗装鋼板で、下層のプライマー層の厚さが2μm以
上、上層のトップ層の厚さが5μm以上で、かつ、プラ
イマー層とトップ層の膜厚合計が5μm以上100μm
以下の塗膜が被覆された塗装鋼板を用いても良い。
On the other hand, as the plated steel sheet used in the above-mentioned mechanical joining method, basis weight of the one side it is 3 g / m 2 or more 150 g / m 2 or less of plating may be a coated steel sheet coated on the surface. Further, a resin film having a thickness of 0.1 μm or more and 5 μm or less may be further coated on the plating. As a coated steel sheet, the surface area per side is 3g /
m 2 or more 150 g / m 2 or less of the plating is coated, further, the thickness on the said plating is 100μm or less of the coating film above 5μm may be used coated steel plate coated. Further, in the coated steel sheet, the thickness of the lower primer layer is 2 μm or more, the thickness of the upper top layer is 5 μm or more, and the total thickness of the primer layer and the top layer is 5 μm or more and 100 μm or more.
A coated steel sheet coated with the following coating film may be used.

【0024】めっきの目付量や塗膜の厚さに上記の下限
を設定したのは、目付量や塗膜の厚さが上記の下限未満
のめっき鋼板や塗装鋼板を用いると、機械的に接合する
際、接合部のめっきや塗膜の一部が剥離するため、母材
である鋼板が露出され、外観品質が損なわれたり、耐久
性が低下したり、接合部の強度が低下する恐れがあるか
らである。また、めっきの目付量や塗膜の厚さが上記の
上限を超えるめっき鋼板や塗装鋼板を用いると、接合部
のめっきや塗膜が剥離しやすくなるため、外観品質が損
なわれたり、耐久性が低下したり、接合部の強度が低下
する恐れがある。したがって、めっき、樹脂膜、および
塗膜の厚さが規定されためっき鋼板や塗装鋼板を用いる
ことにより、接合部の外観品質や耐久性が良好に保た
れ、かつ、接合部の強度も低下しないのである。コスト
の点においても、必要以上のめっき目付量や塗膜の厚さ
は不要である。また、上記範囲のめっきが被覆されため
っき鋼板を用いると、めっきが被覆されていない裸鋼板
を用いた場合に比べて、接合部の強度や耐久性が向上
し、また該めっきの上に樹脂膜や塗膜を被覆することに
よって、接合強度と耐久性はさらに向上する。
The reason why the above-mentioned lower limits are set for the basis weight of the plating and the thickness of the coating film is that if a plated steel sheet or a coated steel sheet having a basis weight or a thickness of the coating film less than the above-mentioned lower limits is used, mechanical bonding is performed. In this case, the plating and the coating film at the joints are partially peeled off, exposing the steel sheet as the base material, and the appearance quality may be impaired, the durability may be reduced, and the strength of the joint may be reduced. Because there is. In addition, when a plated steel sheet or a coated steel sheet having a basis weight of plating or a coating film thickness exceeding the upper limit described above is used, plating or a coating film at a joint portion is easily peeled, so that appearance quality is impaired or durability is deteriorated. And the strength of the joint may be reduced. Therefore, by using a plated steel sheet or a coated steel sheet in which the thickness of the plating, the resin film, and the coating film is specified, the appearance quality and durability of the joint are kept good, and the strength of the joint does not decrease. It is. In terms of cost, unnecessary plating weight and coating film thickness are unnecessary. Further, when a plated steel sheet coated with plating in the above range is used, the strength and durability of the joint are improved as compared with the case where a bare steel sheet not coated with plating is used, and a resin is applied on the plated steel sheet. By coating the film or coating, the bonding strength and durability are further improved.

【0025】本発明で用いるめっき鋼板のめっき種とし
ては、Zn系(Zn、Zn−Fe、Zn−Al、Zn−
Ni、Zn−Mgなど)、Al系(Al、Al−Si、
Al−Mn、Al−Mg、など)、Pb系(Pb−S
n、など)、などが良い。めっき法は、溶融めっき法、
電気めっき法、溶射法、蒸着法など、特にこだわるもの
ではない。
The plating type of the plated steel sheet used in the present invention includes Zn-based (Zn, Zn-Fe, Zn-Al, Zn-
Ni, Zn-Mg, etc.), Al-based (Al, Al-Si,
Al-Mn, Al-Mg, etc.), Pb-based (Pb-S
n, etc.). The plating method is hot-dip plating,
There are no particular restrictions on electroplating, thermal spraying, vapor deposition, and the like.

【0026】本発明で用いる樹脂膜が被覆されためっき
鋼板において、めっき層の上に被覆する樹脂膜の種類と
しては、ポリエステル系、エポキシ系、アクリル系、ウ
レタン系など、いずれの樹脂であっても良い。一般的に
は、化成処理が施された後、樹脂膜が被覆される。樹脂
膜の被覆法は、特にこだわるものではない。
In the plated steel sheet coated with the resin film used in the present invention, the type of the resin film coated on the plating layer may be any resin such as polyester, epoxy, acrylic and urethane. Is also good. Generally, the resin film is coated after the chemical conversion treatment. The method of coating the resin film is not particularly limited.

【0027】本発明で用いる塗装鋼板の塗膜は、一般的
に公表されている塗装鋼板で用いられている塗膜であれ
ば良い。塗膜は、上層であるトップ層と下層であるプラ
イマー層から構成されるが、トップ層は、ポリエステル
系、エポキシ系、アクリル系、ウレタン系など、いずれ
の樹脂であっても良く、また、プライマー層も、ポリエ
ステル系、エポキシ系、アクリル系、ウレタン系など、
いずれの樹脂であっても良い。塗膜の厚さは、5μm以
上100μm以下であるが、下層のプライマー層の厚さ
が2μm以上、上層のトップ層の厚さが5μm以上で、
かつ、プライマー層とトップ層の膜厚合計が5μm以上
100μm以下である塗膜が被覆された塗装鋼板を用い
ても良い。塗膜の被覆法としては、刷毛塗り、スプレー
塗装、バーコーター塗装、ローラーカーテンコーター、
カーテンフローコーター、ロールコーターなどでの塗装
など、いずれの方法を用いても良い。一般的には、化成
処理が施された後、塗膜が被覆される。
The coating film of the coated steel plate used in the present invention may be any coating film used for a generally published coated steel plate. The coating film is composed of a top layer that is an upper layer and a primer layer that is a lower layer.The top layer may be any resin such as a polyester-based, epoxy-based, acrylic-based, or urethane-based resin, and a primer. Layers are polyester, epoxy, acrylic, urethane, etc.
Any resin may be used. The thickness of the coating film is 5 μm or more and 100 μm or less, but the thickness of the lower primer layer is 2 μm or more, and the thickness of the upper top layer is 5 μm or more,
Further, a coated steel sheet coated with a coating film having a total thickness of the primer layer and the top layer of 5 μm or more and 100 μm or less may be used. As the coating method of the coating film, brush coating, spray coating, bar coater coating, roller curtain coater,
Any method such as coating with a curtain flow coater or a roll coater may be used. Generally, the coating film is coated after the chemical conversion treatment.

【0028】図1で示したかしめ接合に用いるダイスの
直径と深さは、上記板厚のめっき鋼板や塗装鋼板を接合
する場合に用いる標準の値、具体的には、直径が3.0
mm〜10.0mm程度のもの、深さが0.5mm〜
2.0mm程度のものを用いれば良い。ポンチの直径
は、被接合材の板厚に合わせて、適宜選択すれれば良
い。
The diameter and depth of the dies used for caulking shown in FIG. 1 are standard values used when joining a plated steel sheet or a painted steel sheet having the above thickness, specifically, the diameter is 3.0.
mm ~ 10.0mm, depth 0.5mm ~
What is about 2.0 mm may be used. The diameter of the punch may be appropriately selected according to the thickness of the material to be joined.

【0029】図2で示したリベット接合に用いるリベッ
トの直径(鋼板に打ち込まれる部分の直径)と長さは、
被接合材の板厚によって適宜選択すれば良い。具体的に
は、直径が3.0mm〜7.0mm程度、長さが4.0
mm〜14.0mm程度のものを用いれば良い。ダイス
の形状としては、リベットの先端で割れが生じない形状
のものであれば良い。リベットの材質としては、被接合
材より、0.2%耐力、引張強さが高いものであれば良
い。なぜなら、リベットによって被接合材を確実に打ち
抜くことが必要であり、また、引張試験時や疲労試験時
にリベットで破壊が起こらないようにするためである。
具体的には、機械構造用炭素鋼(S38C、S45C、
SK4など)やステンレス鋼(SUS304、SUS4
30など)などを用いれば良い。しかし、0.2%耐力
や引張強さがあまり高いものを用いると、ダイス側でリ
ベットを変形させて接合する時に、リベットで割れが発
生するため、割れが発生しない程度の0.2%耐力と引
張強さを有するリベットを用いるのが良い。
The rivet diameter (the diameter of a part to be driven into a steel plate) and length used for rivet joining shown in FIG.
What is necessary is just to select suitably according to the board thickness of a material to be joined. Specifically, the diameter is about 3.0 mm to 7.0 mm, and the length is 4.0 mm.
mm to about 14.0 mm may be used. The shape of the die may be any shape that does not cause cracking at the tip of the rivet. The material of the rivet may be any material having a 0.2% proof stress and a higher tensile strength than the material to be joined. This is because it is necessary to reliably punch the material to be joined with the rivet, and to prevent the rivet from breaking during a tensile test or a fatigue test.
Specifically, carbon steel for machine structures (S38C, S45C,
SK4, etc.) and stainless steel (SUS304, SUS4
30). However, when the rivet is deformed on the die side and joined by using a material having an excessively high 0.2% proof stress or tensile strength, a crack is generated in the rivet. It is preferable to use a rivet having a tensile strength.

【0030】[0030]

【実施例】(第1の実施例)被接合材として、表1及び
表2に示した、母材の機械的特性値(r値は各方向の平
均(rバー)、その他はL方向とC方向の平均)とめっ
き種および目付量が異なる16種類のめっき鋼板(サン
プル:No.1〜No.9、No.11〜No.12、
No.14〜No.15、No.17〜No.19)と
3種類の裸鋼板(No.10、No.13、No.1
6)を用いた。
EXAMPLES (First Example) As the materials to be joined, the mechanical property values of the base material shown in Tables 1 and 2 (r value is the average (r bar) in each direction; 16 types of plated steel sheets (samples: No. 1 to No. 9, No. 11 to No. 12, sample types No. 1 to No. 9,
No. 14-No. 15, No. 17-No. 19) and three types of bare steel plates (No. 10, No. 13, No. 1)
6) was used.

【0031】[0031]

【表1】 [Table 1]

【0032】[0032]

【表2】 [Table 2]

【0033】図3に示したように、形状が30×100
×0.8mmの試験片9(めっき鋼板または裸鋼板)を
同種材同士の組み合わせで30mmラップさせて重ね合
わせ、図1に示したように、重ね合わせた部分を、直径
3.4mmのポンチと直径5.0mm、深さ1.0mm
のダイスでかしめて機械的に接合した。なお、かしめ厚
さは、接合部10の強度が最大になるように0.4〜
0.6mmの間で設定した。これらの継手について、接
合部の外観観察、JIS引張せん断試験法に基づいた引
張せん断試験を実施した。また、JIS腐食試験法に基
づいた継手のCCT試験を行い、4週間後、8週間後に
外観観察、引張せん断試験を実施した。なお、CCT試
験は、図4のフロー図の条件で実施した。
As shown in FIG. 3, the shape is 30 × 100
A 0.8 mm test piece 9 (plated steel plate or bare steel plate) was wrapped by 30 mm wrap with a combination of similar materials, and as shown in FIG. 1, the overlapped portion was replaced with a punch having a diameter of 3.4 mm. 5.0mm in diameter, 1.0mm in depth
And mechanically joined. Note that the caulking thickness is set to 0.4 to 4 so that the strength of the joint 10 is maximized.
It was set between 0.6 mm. About these joints, the appearance of the joint was observed, and a tensile shear test based on the JIS tensile shear test method was performed. Further, a CCT test was performed on the joint based on the JIS corrosion test method, and after 4 weeks and 8 weeks, the appearance was observed and a tensile shear test was performed. The CCT test was performed under the conditions shown in the flowchart of FIG.

【0034】最初に、合金化溶融亜鉛めっき(Zn−F
e系)鋼板の結果について見ると、耐久試験前の試験片
についてダイス側での割れの発生状況を観察した結果、
本発明の機械的特性値を有するめっき鋼板を用いた場合
(No.1〜No.6)には、割れが発生していなかっ
たが、そうでない場合(No.16〜No.19)には
割れが発生していた。
First, galvannealing (Zn-F
e) Regarding the results of the steel sheet, as a result of observing the occurrence of cracks on the die side of the test piece before the durability test,
In the case where the plated steel sheet having the mechanical property values of the present invention was used (No. 1 to No. 6), no crack occurred, but in the case where it was not (No. 16 to No. 19), Cracks had occurred.

【0035】また、本発明の範囲にある目付量のめっき
鋼板を用いた場合(No.1〜No.6)には、接合部
でめっきの剥離が起こっていなかったが、これより目付
量が低いめっき鋼板を用いた場合やこれより目付量が高
いめっき鋼板を用いた場合(No.11〜No.12、
No.14〜No.15)には、接合時の摩擦によって
接合部のめっきが除去されたり、接合部のめっきが剥離
して母材が露出していた。
In the case where plated steel sheets having a basis weight within the range of the present invention were used (No. 1 to No. 6), no peeling of the plating occurred at the joint portion. When a low plated steel sheet is used or when a plated steel sheet with a higher basis weight is used (Nos. 11 to 12,
No. 14-No. In 15), the plating at the joint was removed by friction at the time of joining, or the plating at the joint was peeled off, exposing the base material.

【0036】耐久試験前の継手について、引張せん断強
さ(TSS)を測定した結果、めっきを被覆することに
よって、継手の強度が向上することがわかった(No.
1〜No.6とNo.10,No.13との比較)。一
方、耐久試験後の継手の外観観察と引張せん断試験を行
うと、本発明のめっき鋼板を用いた継手(No.1〜N
o.6)では、接合部の腐食はわずかであり、8週間後
においても、引張せん断強さがわずかに低下する程度で
あったが、そうでない場合(No.10〜No.19)
には、接合部の腐食が顕著であり、時間の経過とともに
引張せん断強さは顕著に低下した。
The tensile shear strength (TSS) of the joint before the durability test was measured. As a result, it was found that the joint was improved by coating with plating (No.
1 to No. 6 and no. 10, No. 13). On the other hand, when the appearance of the joint after the durability test and the tensile shear test were performed, joints using the plated steel sheet of the present invention (Nos.
o. In the case of 6), the corrosion of the joint was slight, and the tensile shear strength was slightly reduced even after 8 weeks, but otherwise (No. 10 to No. 19).
In Example 1, the corrosion of the joint was remarkable, and the tensile shear strength was remarkably reduced with time.

【0037】めっき鋼板の種類を、溶融亜鉛めっき(Z
n)鋼板や電気Zn−Niめっき鋼板、溶融Zn−Al
めっき鋼板に変えて同様の実験を行った(No.7〜N
o.9)が、結果は上記と同様であった。また、めっき
の表面に厚さ1.0μmのポリエステル樹脂が被覆され
ためっき鋼板を用いても同様の結果が得られた。さら
に、めっき鋼板の板厚を変化させて実験を行ったが、結
果は同じであった。表1および表2に示した各種試験片
を、直径4.57mmのポンチと直径5.33mm、深
さ0.8mmの2分割型ダイスで機械的接合して同様の
実験を行ったが、この場合も結果は同じであった。
The type of galvanized steel sheet was changed to hot-dip galvanized (Z
n) Steel plate, electric Zn-Ni plated steel plate, hot-dip Zn-Al
The same experiment was performed instead of the plated steel sheet (No. 7 to N).
o. 9), but the result was the same as above. Similar results were obtained by using a plated steel sheet in which a 1.0 μm-thick polyester resin was coated on the surface of the plating. Further, an experiment was conducted by changing the thickness of the plated steel sheet, and the result was the same. A similar experiment was performed by mechanically joining the various test pieces shown in Tables 1 and 2 with a punch having a diameter of 4.57 mm and a two-part die having a diameter of 5.33 mm and a depth of 0.8 mm. In each case the results were the same.

【0038】(第2の実施例)被接合材として、表3お
よび表4に示した第1の実施例と同じ試験片を用いた。
図3に示したように、これらの試験片9(めっき鋼板ま
たは裸鋼板)を同種材同士の組み合わせで30mmラッ
プさせて重ね合わせ、図2に示したように、重ね合わせ
た部分に、直径5.0mm、長さ6.0mmのリベット
5(材質;S38C焼入れ材)を片面から打ち込み、逆
側のダイス7でリベットを変形させて機械的に接合し
た。これらの継手について、第1の実施例と同様に継手
の評価を実施した。
(Second embodiment) The same test pieces as those of the first embodiment shown in Tables 3 and 4 were used as materials to be joined.
As shown in FIG. 3, these test pieces 9 (plated steel plate or bare steel plate) were overlapped by lapping them by 30 mm with a combination of similar materials, and as shown in FIG. A rivet 5 (material: S38C quenched material) having a length of 6.0 mm and a length of 6.0 mm was driven in from one side, and the rivet was deformed by a die 7 on the opposite side to be mechanically joined. The joints were evaluated for these joints in the same manner as in the first embodiment.

【0039】[0039]

【表3】 [Table 3]

【0040】[0040]

【表4】 [Table 4]

【0041】最初に、合金化溶融亜鉛めっき(Zn−F
e系)鋼板の結果について見ると、耐久試験前の試験片
についてダイス側での割れの発生状況を観察した結果、
本発明の機械的特性値を有するめっき鋼板を用いた場合
(No.20〜No.25)には、割れが発生していな
かったが、そうでない場合(No.35〜No.38)
には割れが発生していた。
First, galvannealing (Zn-F
e) Regarding the results of the steel sheet, as a result of observing the occurrence of cracks on the die side of the test piece before the durability test,
When the plated steel sheet having the mechanical property values of the present invention was used (No. 20 to No. 25), no crack was generated, but when not (No. 35 to No. 38).
Had cracks.

【0042】また、本発明の範囲にある目付量のめっき
鋼板を用いた場合(No.20〜No.25)には、接
合部でめっきの剥離が起こっていなかったが、これより
目付量が低いめっき鋼板を用いた場合やこれより目付量
が高いめっき鋼板を用いた場合(No.30〜No.3
1、No.33〜No.34)には、接合時の摩擦によ
って接合部のめっきが除去されたり、接合部のめっきが
剥離して母材が露出していた。
When a plated steel sheet having a basis weight within the range of the present invention was used (No. 20 to No. 25), no peeling of the plating occurred at the joint portion. When a low plated steel sheet is used or when a plated steel sheet with a higher basis weight is used (No. 30 to No. 3)
1, No. 33-No. In 34), the plating at the joint was removed by the friction at the time of joining, or the plating at the joint was peeled off, exposing the base material.

【0043】耐久試験前の継手について、引張せん断強
さ(TSS)を測定した結果、めっきを被覆することに
よって、継手の強度が向上することがわかった(No.
20〜No.25とNo.29、No.32との比
較)。一方、耐久試験後の継手の外観観察と引張せん断
試験を行うと、本発明のめっき鋼板を用いた継手(N
o.20〜No.25)では、接合部の腐食はわずかで
あり、8週間後においても、引張せん断強さがわずかに
低下する程度であったが、そうでない場合(No.29
〜No.38)には、接合部の腐食が顕著であり、時間
の経過とともに引張せん断強さは顕著に低下した。
The tensile shear strength (TSS) of the joint before the durability test was measured. As a result, it was found that the strength of the joint was improved by coating with plating (No.
20-No. 25 and no. 29, no. 32). On the other hand, when the appearance of the joint after the durability test and the tensile shear test were performed, the joint using the plated steel sheet of the present invention (N
o. 20-No. In the case of No. 25), the corrosion of the joint was slight, and even after 8 weeks, the tensile shear strength was slightly reduced.
-No. In No. 38), the joint was significantly corroded, and the tensile shear strength was remarkably reduced with the passage of time.

【0044】めっき鋼板の種類を、溶融亜鉛めっき(Z
n)鋼板や電気Zn−Niめっき鋼板、溶融Zn−Al
めっき鋼板に変えて同様の実験を行った(No.26〜
No.28)が、結果は上記と同様であった。また、め
っきの表面に厚さ1.0μmのポリエステル樹脂が被覆
されためっき鋼板を用いても同様の結果が得られた。さ
らに、めっき鋼板の板厚を変化させて実験を行ったが、
結果は同じであった。
The type of galvanized steel sheet was changed to hot-dip galvanized (Z
n) Steel plate, electric Zn-Ni plated steel plate, hot-dip Zn-Al
The same experiment was performed instead of using a plated steel sheet (No. 26 to No. 26).
No. 28), but the results were the same as above. Similar results were obtained by using a plated steel sheet in which a 1.0 μm-thick polyester resin was coated on the surface of the plating. Furthermore, the experiment was conducted by changing the thickness of the plated steel sheet.
The results were the same.

【0045】(第3の実施例)被接合材として、表5に
示した母材の機械的特性値と塗膜の厚さが異なる13種
類の塗装鋼板(No.39〜No.44、No.46〜
No.47、No.49〜No.50、No.52〜N
o.54)と塗膜が被覆されていない3種類のめっき鋼
板(No.45、No.48、No.51)を用いた。
なお、塗装鋼板は、3種類のめっき鋼板(No.45、
No.48、No.51)の上に、膜厚が異なる塗膜を
被覆したものであり、めっき種は合金化溶融亜鉛(Zn
−Fe)であり、片面当たり目付量は、40g/m2
ある。
(Third Embodiment) As materials to be joined, 13 types of coated steel plates (No. 39 to No. 44, No. .46-
No. 47, no. 49-No. 50, no. 52-N
o. 54) and three types of plated steel sheets (No. 45, No. 48, No. 51) not coated with a coating film.
In addition, the coating steel plate is made of three types of plated steel plates (No. 45,
No. 48, no. 51) was coated with a coating film having a different film thickness on top of the alloying molten zinc (Zn).
-Fe), and the basis weight per side is 40 g / m 2 .

【0046】[0046]

【表5】 [Table 5]

【0047】図3に示したように、形状が30×100
×0.8mmの試験片9(塗装鋼板またはめっき鋼板)
を同種材同士の組み合わせで30mmラップさせて重ね
合わせ、図1に示したように、重ね合わせた部分を、直
径3.4mmのポンチと直径5.0mm、深さ1.0m
mのダイスでかしめて機械的に接合した。なお、かしめ
厚さは、接合部10の強度が最大になるように0.4〜
0.6mmの間で設定した。これらの継手について、第
1の実施例と同様に継手の評価を実施した。
As shown in FIG. 3, the shape is 30 × 100
× 0.8mm test piece 9 (painted steel sheet or plated steel sheet)
Was wrapped by 30 mm in a combination of the same materials, and overlapped. As shown in FIG. 1, the overlapped portion was formed with a punch having a diameter of 3.4 mm, a diameter of 5.0 mm, and a depth of 1.0 m.
It was mechanically joined by caulking with a m die. Note that the caulking thickness is set to 0.4 to 4 so that the strength of the joint 10 is maximized.
It was set between 0.6 mm. The joints were evaluated for these joints in the same manner as in the first embodiment.

【0048】耐久試験前の試験片についてダイス側での
割れの発生状況を観察した結果、本発明の機械的特性値
を有する塗装鋼板を用いた場合(No.39〜No.4
4)には、割れが発生していなかったが、そうでない場
合(No.51〜No.54)には割れが発生してい
た。
As a result of observing the state of occurrence of cracks on the die side of the test piece before the durability test, it was found that the coated steel sheet having the mechanical characteristic values of the present invention was used (No. 39 to No. 4).
In No. 4), no cracks occurred, but otherwise (Nos. 51 to 54), cracks occurred.

【0049】また、本発明の範囲にある厚さの塗装鋼板
を用いた場合(No.39〜No.44)には、接合部
で塗膜の剥離が起こっていなかったが、これより塗膜厚
さが薄い塗装鋼板を用いた場合やこれより塗膜厚さが厚
い塗装鋼板を用いた場合(No.46〜No.47、N
o.49〜No.50)には、接合時の摩擦によって接
合部の塗膜が除去されたり、接合部の塗膜が剥離して母
材が露出していた。
When a coated steel sheet having a thickness within the range of the present invention was used (No. 39 to No. 44), no peeling of the coating film occurred at the joined portion. When a thin coated steel plate is used or when a thick coated steel plate is used (Nos. 46 to 47, N
o. 49-No. In No. 50), the coating film at the joint was removed by friction at the time of joining, or the coating film at the joint was peeled off, exposing the base material.

【0050】耐久試験前の継手について、引張せん断強
さ(TSS)を測定した結果、塗膜を被覆することによ
って、めっき鋼板よりも継手の強度が向上することがわ
かった(No.39〜No.44とNo.45、No.
48との比較)。一方、耐久試験後の継手の外観観察と
引張せん断試験を行うと、本発明の塗装鋼板を用いた継
手(No.39〜No.44)では、接合部の腐食はほ
とんどなく、8週間後においても、引張せん断強さは低
下しなかったが、そうでない場合(No.45〜No.
54)には、接合部の腐食が認められ、時間の経過とと
もに引張せん断強さは低下した。
The tensile shear strength (TSS) of the joint before the durability test was measured. As a result, it was found that the strength of the joint was improved by coating with a coating film over that of a plated steel sheet (Nos. 39 to 39). No. 44 and No. 45, No.
48 and comparison). On the other hand, when the appearance of the joint after the durability test and the tensile shear test were performed, the joint using the coated steel sheet of the present invention (No. 39 to No. 44) showed almost no corrosion at the joint, and after 8 weeks Also, the tensile shear strength did not decrease, but otherwise (Nos.
In No. 54), the joint was corroded, and the tensile shear strength decreased over time.

【0051】塗装鋼板において、下地のめっき鋼板の種
類を、溶融亜鉛めっき(Zn)鋼板や電気Zn−Niめ
っき鋼板、溶融Zn−Alめっき鋼板に変化させても、
下地のめっきの目付量を本発明の範囲内で変化させて、
同様の結果が得られた。さらに、塗装鋼板の板厚を変化
させて実験を行ったが、結果は同じであった。表5に示
した各種試験片を、直径4.57mmのポンチと直径
5.33mm、深さ0.8mmの2分割型ダイスで機械
的接合して同様の実験を行ったが、この場合も結果は同
じであった。
In the coated steel sheet, even if the type of the base coated steel sheet is changed to a hot-dip galvanized (Zn) steel sheet, an electric Zn-Ni plated steel sheet, or a hot-dip Zn-Al coated steel sheet,
By changing the basis weight of the base plating within the scope of the present invention,
Similar results were obtained. Further, an experiment was conducted by changing the thickness of the coated steel sheet, but the results were the same. A similar experiment was performed by mechanically joining the various test pieces shown in Table 5 with a punch having a diameter of 4.57 mm and a two-piece die having a diameter of 5.33 mm and a depth of 0.8 mm. Was the same.

【0052】(第4の実施例)被接合材として、表6に
示した第3の実施例と同じ試験片を用いた。図3に示し
たように、これらの試験片9(塗装鋼板またはめっき鋼
板)を同種材同士の組み合わせで30mmラップさせて
重ね合わせ、図2に示したように、重ね合わせた部分
に、直径5.0mm、長さ6.0mmのリベット5(材
質;S38C焼入れ材)を片面から打ち込み、逆側のダ
イス7でリベットを変形させて機械的に接合した。これ
らの継手について、第1の実施例と同様に継手の評価を
実施した。
(Fourth Embodiment) The same test piece as the third embodiment shown in Table 6 was used as a material to be joined. As shown in FIG. 3, these test pieces 9 (painted steel sheet or plated steel sheet) were wrapped with each other by 30 mm in a combination of the same kind of materials and overlapped, and as shown in FIG. A rivet 5 (material: S38C quenched material) having a length of 6.0 mm and a length of 6.0 mm was driven in from one side, and the rivet was deformed by a die 7 on the opposite side to be mechanically joined. The joints were evaluated for these joints in the same manner as in the first embodiment.

【0053】[0053]

【表6】 [Table 6]

【0054】耐久試験前の試験片についてダイス側での
割れの発生状況を観察した結果、本発明の機械的特性値
を有する塗装鋼板を用いた場合(No.55〜No.6
0)には、割れが発生していなかったが、そうでない場
合(No.67〜No.70)には割れが発生してい
た。
As a result of observing the state of occurrence of cracks on the die side of the test piece before the durability test, it was found that the coated steel sheet having the mechanical characteristics of the present invention was used (No. 55 to No. 6).
In No. 0), no cracks occurred, but otherwise (Nos. 67 to 70), cracks occurred.

【0055】また、本接合法では、いずれの場合も、接
合部で塗膜の剥離が認められたが、本発明の範囲にある
厚さの塗装鋼板を用いた場合(No.55〜No.6
0)には、塗膜の剥離が比較的少なかったが、これより
塗膜厚さが薄い塗装鋼板を用いた場合やこれより塗膜厚
さが厚い塗装鋼板を用いた場合(No.62〜No.6
3、No.65〜No.66)には、接合時の摩擦によ
って接合部の塗膜が除去されたり、接合部の塗膜が剥離
して母材が露出していた。
Further, in this joining method, peeling of the coating film was observed at the joining portion in each case. However, when a coated steel sheet having a thickness within the range of the present invention was used (No. 55 to No. 5). 6
In the case of No. 0), the peeling of the coating film was relatively small, but when a coated steel plate having a thinner coating thickness was used or when a coated steel plate having a thicker coating film was used (No. 62 to No. 62). No. 6
3, No. 65-No. In No. 66), the coating at the joint was removed by friction at the time of joining, or the coating at the joint was peeled off, exposing the base material.

【0056】耐久試験前の継手について、引張せん断強
さ(TSS)を測定した結果、塗膜を被覆することによ
って、めっき鋼板よりも継手の強度が向上することがわ
かった(No.55〜No.60とNo.61、No.
64との比較)。一方、耐久試験後の継手の外観観察と
引張せん断試験を行うと、本発明の塗装鋼板を用いた継
手(No.55〜No.60)では、接合部の腐食は少
なく、8週間後においても、引張せん断強さは低下しな
かったが、そうでない場合(No.61〜No.70)
には、接合部の腐食が認められ、時間の経過とともに引
張せん断強さは低下した。
As a result of measuring the tensile shear strength (TSS) of the joint before the durability test, it was found that the strength of the joint was improved by coating with a coating film over that of a plated steel sheet (No. 55 to No. No. 60 and No. 61, No.
64). On the other hand, when the appearance of the joint after the durability test and the tensile shear test were performed, in the joint using the coated steel sheet of the present invention (No. 55 to No. 60), the corrosion of the joint was small and even after 8 weeks. , The tensile shear strength did not decrease, but otherwise (No. 61 to No. 70)
In, corrosion of the joint was observed, and the tensile shear strength decreased over time.

【0057】塗装鋼板において下地のめっき鋼板の種類
を、溶融亜鉛めっき(Zn)鋼板や電気Zn−Niめっ
き鋼板、溶融Zn−Alめっき鋼板に変化させても、下
地のめっきの目付量を本発明の範囲内で変化させて、同
様の結果が得られた。さらに、塗装鋼板の板厚を変化さ
せて実験を行ったが、結果は同じであった。
Even if the type of the coated steel sheet is changed to a hot-dip galvanized (Zn) steel sheet, an electric Zn—Ni-coated steel sheet, or a hot-dip Zn—Al coated steel sheet, the basis weight of the base steel sheet is not changed by the present invention. The same result was obtained by changing the value within the range. Further, an experiment was conducted by changing the thickness of the coated steel sheet, but the results were the same.

【0058】[0058]

【発明の効果】本発明のめっき鋼板および塗装鋼板を用
いて機械的接合を行えば、機械的接合部で高い継手強度
と優れた耐久性が得られる。
According to the present invention, when the plated steel sheet and the coated steel sheet of the present invention are used for mechanical joining, high joint strength and excellent durability can be obtained at the mechanical joint.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a)〜(d)は本発明におけるかしめによる
接合方法の順序を説明する図
FIGS. 1A to 1D are diagrams for explaining the order of a joining method by caulking in the present invention.

【図2】(a)、(b)は本発明におけるリベット打ち
込みによる接合方法の順序を説明する図
FIGS. 2A and 2B are diagrams for explaining the order of the joining method by rivet driving in the present invention.

【図3】引張せん断試験片を示す図FIG. 3 shows a tensile shear test piece.

【図4】CCT試験の条件を示すフロー図FIG. 4 is a flowchart showing conditions of a CCT test.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 被接合材 2 ポンチ 3 ダイス 4 かしめ厚さ 5 リベット 6 ポンチ 7 ダイス 8 板押さえ 9 試験片 10 接合部 REFERENCE SIGNS LIST 1 material to be joined 2 punch 3 die 4 swaged thickness 5 rivet 6 punch 7 die 8 plate holder 9 test piece 10 joint

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金井 洋 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 小原 昌弘 千葉県富津市新富20−1 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Hiroshi Kanai 20-1 Shintomi, Futtsu-shi, Chiba Nippon Steel Corporation Technology Development Division (72) Inventor Masahiro Ohara 20-1 Shintomi, Futtsu-shi, Chiba Made in New Japan Inside the Technology Development Division, Steel Corporation

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 かしめまたはリベット打ち込みによって
鋼板同士を機械的接合する方法において、母材の機械的
特性値が下記の範囲にあり、かつ、その表面に片面の目
付量が3g/m2 以上150g/m2 以下のめっきが両
面に被覆されためっき鋼板を用いて機械的接合を行うこ
とを特徴とするめっき鋼板の機械的接合方法。 270≦TS≦480 30≦El≦45 0.18≦n≦0.27 (El:5−15%) 0.70≦r≦2.2 (El=15%) ただし、 TS:引張強さ(MPa)、El:全伸び(%)、n:
加工硬化係数、 r:ランクフォード値
1. A method for mechanically joining steel sheets by caulking or riveting, wherein the base metal has a mechanical characteristic value in the following range, and the basis weight of one side of the base material is 3 g / m 2 or more and 150 g or more. A mechanical bonding method for a plated steel sheet, wherein a mechanical bonding is performed using a plated steel sheet coated on both sides with a plating of not more than / m 2 . 270 ≦ TS ≦ 480 30 ≦ El ≦ 45 0.18 ≦ n ≦ 0.27 (El: 5-15%) 0.70 ≦ r ≦ 2.2 (El = 15%) where TS: tensile strength ( MPa), El: total elongation (%), n:
Work hardening coefficient, r: Rankford value
【請求項2】 かしめまたはリベット打ち込みによって
鋼板同士を機械的接合する方法で用いるめっき鋼板であ
って、母材の機械的特性値が請求項1に記載された範囲
にあり、かつ、その表面に請求項1に記載された目付量
のめっきが両面に被覆されたことを特徴とする機械的接
合性に優れためっき鋼板。
2. A plated steel sheet used in a method of mechanically joining steel sheets by caulking or riveting, wherein the mechanical properties of the base material are in the range described in claim 1, and A plated steel sheet having excellent mechanical bondability, wherein both sides are coated with the plating having the basis weight according to claim 1.
【請求項3】 かしめまたはリベット打ち込みによって
鋼板同士を機械的接合する方法において、母材の機械的
特性値が下記の範囲にあり、かつ、その表面に片面の目
付量が3g/m2 以上150g/m2 以下のめっきが両
面に被覆され、さらに、該めっきの上に片面の厚さが5
μm以上100μm以下の塗膜が両面に被覆された塗装
鋼板を用いて機械的接合を行うことを特徴とする塗装鋼
板の機械的接合方法。 270≦TS≦480 30≦El≦45 0.18≦n≦0.27 (El:5−15%) 0.70≦r≦2.2 (El=15%) ただし、 TS:引張強さ(MPa)、El:全伸び(%)、n:
加工硬化係数、 r:ランクフォード値
3. A method for mechanically joining steel sheets by caulking or riveting, wherein the base metal has a mechanical characteristic value in the following range, and the basis weight of one surface of the base material is 3 g / m 2 or more and 150 g or more. / M 2 or less is coated on both sides, and the thickness of one side is 5
A mechanical bonding method for a coated steel sheet, wherein a mechanical bonding is performed using a coated steel sheet coated on both sides with a coating film having a thickness of at least 100 μm. 270 ≦ TS ≦ 480 30 ≦ El ≦ 45 0.18 ≦ n ≦ 0.27 (El: 5-15%) 0.70 ≦ r ≦ 2.2 (El = 15%) where TS: tensile strength ( MPa), El: total elongation (%), n:
Work hardening coefficient, r: Rankford value
【請求項4】 かしめまたはリベット打ち込みによって
鋼板同士を機械的接合する方法で用いる塗装鋼板であっ
て、母材の機械的特性値が請求項3に記載された範囲に
あり、かつ、その表面に請求項3に記載された目付量の
めっきが両面に被覆され、さらに、該めっきの上に請求
項3に記載された厚さの塗膜が両面に被覆されたことを
特徴とする機械的接合性に優れた塗装鋼板。
4. A coated steel sheet used in a method of mechanically joining steel sheets by caulking or riveting, wherein the mechanical property value of the base material is in the range described in claim 3, and A mechanical joint comprising: a coating having a basis weight according to claim 3 coated on both sides; and a coating having a thickness according to claim 3 coated on the plating on both sides. Painted steel sheet with excellent properties.
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