CN85109305A - 改进了可焊性的表面处理钢带及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种改进了焊接性能的表面处理钢带，其组成是：钢带，钢带表面的镀铬层，镀铬层上的镀锡层及镀锡层上主要由金属铬和水合氧化铬组成的铬酸盐覆盖层。上述表面处理钢带所经过的加工制造过程是：经清洗的钢带进行镀铬；水洗后，镀铬钢带在酸性镀液液内进行镀锡；水洗后，镀锡钢带在含有铬酸，硫酸，及硫酸盐或氟化物的电解液内，用不小于10安倍/分米2的电流密度进行铬酸盐表面处理。

Description

本发明涉及一种改进了焊接性能的表面处理钢带或钢板，特别是接缝焊接性能的改善和其良好的抗腐蚀性能，而使这种钢带可用做罐头包装材料。本发明也涉及生产这种表面处理钢带的加工制造方法。
最常用的食品罐装材料是镀锡钢带。过去常应用一般的焊接法来进行罐体接缝焊接，但由于常用的焊料中含有毒性的铅成分，因此现在普通改用纯锡焊接法。但纯锡焊接也有一定缺点，在技术上，因在锡焊时产生表面浸润现象而使焊接困难，此外由于锡比较昂贵，生产费会因此提高。
近年来，食品工业上发展了各种装罐材料，如：聚乙烯、铝、玻璃、经加工的纸质等。这些材料既价廉而有竞争力。此外尽管镀锡的钢带具良好的抗腐蚀性能，然而它需要电镀重达2.8-11.2克/米2的锡层，因此耗费大而使其难于与其他装罐材料竞争。
为克服镀锡钢带装罐材料的缺陷，近年来已广泛地应用了电阻焊接罐体的新技术来取代普通的焊接方法。目前对于能够应用电阻焊进行焊接的装罐钢材的需要仍很迫切。
除镀锡钢材之外，还有一类不含锡而经过铬酸盐表面处理的钢材装罐材料，这种无锡质钢材用电解法进行铬酸盐表面处理后，可在钢材表面形成金属铬和水合氧化铬覆盖层。但由于覆盖层有相当份量的氧化铬，而它的电阻相当高，因此经过铬酸盐表面处理后的钢材在焊接时难于生成足够稳固的焊接接缝，虽然生产这种钢材较经济，但也不适于用作装罐材料。
针对制罐钢材不能满足焊接要求的难题，曾提出过各种的解决方法例如镀镍钢材的应用，其中比较典型的是由美国钢铗公司（National Steel Corporation）所提出的“Nickel Lite”方法。它是将钢带镀上一层厚变为0.5克/米2的镍层，然后经过一般的铬酸盐表面处理过程。但是当这钢材用30米/分或更高的速度进行焊接时，由于这种镀镍钢材对防腐涂层的附着力和焊接性能都较差，因此这种钢材的应用受到限制。
另外一个例子是由美国琼斯及劳克林钢铁公司（Jones& Laughlin Stul Corporation）所提出的“锡合金”（Tin Alloy）钢材的应用。它是在钢带上电镀一层厚度为0.6克/米2的锡，经过熔锡后，进行一般的铬酸盐表面处理过程。但是这种钢带的防腐蚀性能，对防腐涂层的附着力和焊接性仍都比较差。
总的来说，可进行电阻焊接的制罐板材必须具备改良的焊接性能和防腐涂层后的抗腐蚀性能，对於这些性能要求，将予以详细说明。首先它必需有相当大的可应用焊接电流范围，而在此焊接电流范围之内进行焊接之后，焊接部位必须有足够的焊接强度，而且不致产生诸如“溅焊”（Splash）等焊接缺陷。此外，进行焊接的罐体经敷涂防腐涂层之后再装入不同的食品，而为了有效地发挥与食品接触的防腐涂层的防腐作用，涂层下的钢材镀层必须与防腐涂层有相当高的结合牢度。另外，防腐涂层难免会产生缺陷，因此，涂层底的钢材本身必须有足够的抗腐蚀性能。
本发明的一个目的是提供一种新型的、改进了各种性能的表面处理钢带。这种钢带可进行罐体的接焊，而且避免了以上所述的许多缺陷。它不但具有改进的焊接性，而且经防腐涂层后，具有良好的抗蚀性，及对防腐涂层的良好附着力。
本发明的另一目的是，提供一种对所述的装罐钢材进行表面处理的简便、经济的加工制造方法。
根据本发明的第一方面要求，所提出的改进了焊接性能的表面处理钢带具有以下组成：
钢带，
钢带表面的金属铬镀层，镀层重为50-150毫克/米2，
镀铬层上的镀锡层，镀层重为50-400毫克/米2。
镀锡层上的铬酸盐覆盖层，该覆盖层主要包含3-15毫克/米2的金属铬和3-15毫克/米2的水合氧化铬（以元素铬计）。
按本发明的第二方面的要求，提供一种能生产改进了焊接性能的表面处理钢带，尤其是适用于装罐材料的钢带，其加工过程包括：
清洗钢带，至少须清洗一个表面，
电镀一层重50-150毫克/米2的铬层于清净的钢带表面，
水洗镀铬钢带，
电镀一层重50-400毫克/米2的锡层，所采用的酸性镀锡液中含有1.5-10克/升锡离子，PH小于0.5，
水洗镀锡钢带，
进行铬酸盐表面处理加工，其电解液中含有高达50克/升的铬酸和至少含有一种以下组分：硫酸，硫酸盐或氟化物。所用的电流密度至少是10安培/分米2。所生成的铬酣盐覆盖层主要包括3-15毫克/米2的金属铬和3-15毫克/米2的水合氧化铬（以元素铬计）。
本发明中比较适宜采用的实施方法中，所应用的酸性镀锡液含有盐酸或硫酸（或其混合酸），而且应用了不溶性的阳极。
附图1表示：经焙烧（210℃，20分钟）后的合金中所含的锡量和其底层的镀铬量的对应关系。
附图2表示：经防腐涂层后，各种镀层的抗蚀性能。不同的抗腐蚀性能则通过镀锡层上的金属铬含量和水合氧化铬（以元素铬计）的含量之间的对应关系表示出来。
实验证明，金属锡的存在是使装罐钢材取得良好的接缝焊接性的保证。这点是通过对各种钢材经过电阻焊接，尤其是经过对现在在制罐工业上广泛采用的“苏托利焊接法”（“Soudronic    Welding”）为代表的电阻线接缝焊接法进行了广泛实验研究之后得出的结论。
具体来说，由于金属锡的熔点相当低，它在进行焊接时极易熔化，并且在焊接压力下易于扩散，因而能增大钢材焊接接缝的接触面积，从而有利于接触焊面的熔结。而目因局焊接电流过高而产生的“溅焊”（Splash）也可避免。此外，由于产生稳固的焊接接缝，可提供较大的适用焊接电流范围。常用的＃25号锡片，含有高达2.2克/米2的纯锡，因此具有较大的适用焊接电流范围。
经过对金属锡含量和焊接性能的相互关系进行深入研究，则可发现到，虽然采用高达40-60米/分的高速焊接，若含锡量大于50毫克/米2（最好大于100毫克/米2），则可使用大范围的适用焊接电流。
虽然已知在钢材表面镀上一层不少于50毫克/米2的镀锡层能获得令人满意的焊接性能，然而在实际上仍有一定问题。由于在进行焊接之前，镀锡钢带必需经过防腐涂层，而这种涂层需要经过焙烧和淬硬，因而可能便锡和底层钢质所含的铁生成合金。一般涂层的焙烧温度是170-220℃，在该温度下，具FeSn2组成的铁一锡合金就易于产生。而由于FeSn2合金的熔点相当高，因此降低了金属锡本身固有的有助于焊接的作用。为取得良好的焊接性能，以及抵销涂层焙烧所产生的合金化所带来的不利因素，镀锡层就必需额外地增加厚度，这样在经济上自然是不合算的。
为解决焙防腐涂层产生锡一铁合金的难题，对此进行了研究和实验通过一系列实验，可发现到，如在镀锡层和基体钢材之间加入金属铬层则可有效地防止铁一锡合金的产生。如附图1所示，将金属锡在210℃，20分钟焙烧条件下所生成的铁一锡合金中的锡含量和其底层的金属铬含量之间的对应关系描绘出来，则可看出，加入一定量的金属铬镀层可以有效地防止焙烧时产生铁一锡合金。另外，金属铬本身具有很高的抗腐蚀性能，因而它具有防止铁一锡形成合金和改善抗腐蚀性能的双重作用。
如果将钢带镀铬以后再锡锡，不但能使昂贵的锡得到有效应用之外镀层的抗蚀性能也可以提高。
虽然上层的镀锡层能提供良好的焊接性，但进行防腐涂层焙烧时，在表面能产生氧化锡，从而降低了防腐涂层的附着力，也使涂层后的抗蚀性能降低。尤其是当罐头内所盛装的食品中有含硫的氨基酸时，就能产生硫化物腐蚀。这是一种能在罐头内壁产生的含锡的硫化物黑斑。为防止硫化物腐蚀，以前采用的一种方法是将镀锡钢带在重铬酸钠电解液内进行阴极处理，经处理后生成的水合氧化铬虽然在一定程度上能防止硫化物腐蚀，但其效果仍不完全满意。
我们意外地发现到，金属铬和水合氧化铬复合镀层的生成，不仅能有效地增强防腐涂层的附着力，而且能大大地降低硫化物腐蚀的产生机会。尤其是金属铬，它对增强防腐涂层的附着力和抗硫化物蚀非常有效。而厚度为3毫克/米2的金属铬层已足以产生这种效应。此外这种覆镀层也可增强涂层之后的抗蚀性能。
因此，按本发明提出的经表面处理的钢带的最外层镀层是铬酸盐覆镀层，其中主要包括3-15毫克/米2的金属铬及3-15毫克/米2的水合氧化铬（以元素铬计）。
由于按本发明所提出的钢带主要用作食品罐头包装材料。而作为罐头内侧面的钢带表面必须进行防腐涂层处理，对此最重要的要求是，经防腐涂层后，必须保证良好的抗蚀性和抗硫化腐蚀性能，对此，镀锡层上的金属铬起了重要作用。此外金属铬层的含量至少是3毫克/米2，但是过量的金属铬在焊接时，可在高温下产生氧化铬，因而对焊接不利，因此重量铬的最高含量应是15毫克/米2。
另外，铬酸盐覆镀层中的水合氧化铬对于增强防腐涂层的附着力和抗蚀性也起有效的作用。但由于水合氧化铬本身具有高电阻，当它过量时则对焊接有害，因此水合氧化铬的含量需保持在3-15毫克/米2（以元素铬计）。
对本发明所提出的钢带所进行的表面处理加工过程将予以详细说明如下。
首先，将一般常用作镀锡的钢带或无锡质钢材（TFS）用普通的方法清洗，例如经过电解除油后，过酸浸洗。
将洗净的钢带镀铬，镀铬层重为50-150毫克/米2。所镀的镀铬底层的作用是，能防止防腐涂层焙烧时产生铁-锡合金，以及增强抗蚀性能。虽然薄层的镀铬层（5毫克/米2）已能够防止铁-锡合金的产生，但为了更有效地防止较贵重的金属锡产生合金化，镀铬层的厚度最少是50毫克/米2。在一定范围内，镀铬层越厚，则能更有效地防止铁-锡合金化，而且更有利于抗蚀性的增强。但过量的镀铬层不但浪费而且有害。当镀铬层厚度超过150毫克/米2时，其防止产生铁一锡合金的作用和增强抗蚀性能的则用则不再相应增大，因而造成浪费。此外，电镀过量的镀铬层时，因镀层过厚，镀层内应力相应增大而使镀层易于脆裂。
钢带的镀铬可采用一般已知的镀铬工艺，例如，常用的阴极电沉积方法。电镀液主要含有铬酐，及少量的附加剂如硫酸根，氟化物等。镀铬后，将钢带进行水洗。
接着，在镀铬钢带上进行镀锡。若采用普通的镀锡方法，则无法在镀铬层上镀得合宜的镀锡层，这是由于受到镀铬层上包含的水合氧化铬的干扰所致。对此可进行如下解释。在工业上一般进行的镀铬过程中，六价铬离子经电化学还原成金属铬，而如所周知，其还原过程中是经过产生三价铬的水合氧化物中间过程，因此，镀层表面总会包含水合氧化铬，因而对镀锡过程产生干扰。而且当镀铬层上含有水合氧化铬时进行镀锡，则所得镀锡层的结合力就极差。
为了有效地进行镀锡，镀铬层中存在的水合氧化铬必须予以清除。清除水合氧化铬可采用已知的各种方法，如在热的碱性水溶液内进行清除或在各种水溶内如：氧氧化钠溶液、磷酸盐缓冲溶液或硼酸盐缓冲溶液内通过阳极电解法进行清除。
当在热碱液中进行清除氧化铬时，不溶于碱液的残余氧化铬则会妨碍下一步的镀锡过程。另外，当进行阳极电解清除氧化铬时，由于金属铬比氧化铬更易于溶解，使氧化铬要在全部金属铬溶解之后才能溶解，因此，阳极电解处理不能应用于按本发明所要求的那样，在钢带上进行锡/铬双镀层的表面处理加工。
已知的一种特别镀前处理是在金属铬和铬合金表面镀上不同的金属。该方法发表于日本专利第33-1455号。然而利用这种利用碱液进行表面活化的方法，并不能得到实际可行的镀层结合力。
另外的一种处理方法是发表于日本专利第48-35136号的“铬一锡双电镀层工艺”。利用这种工艺所描述的在镀铬溶液中浸洗的方法并不能将镀铬层中的水合氧化铬全部清除，因而不能产生良好的镀层结合力或附着力。此外，利用这种工艺则需要经过激发处理且需要极高的电流密度，因此，在实际生产上会带来装置设备上的困难。
还有一种处理方法是发表于日本公开专利第60-190597号的“经表面处理应用于焊接装罐的钢带及其制造工艺”。在这种镀前处理工艺中，首先在pH为0.5-2的酸性溶液内进行阴极电解镀前处理，然后在含低锡离子浓度，而pH为0.5-3的镀锡液中进行镀锡。利用这种工艺仍不能有效地清除水氧化铬，因而不能保证获得良好的镀锡层。
为了探求有效的清除水合氧化铬的方法，经过一系列的实验，我们发现到，应用含1.5-10克/升的锡离子，而pH值小于0.5的一种强酸性镀锡液可以在镀锡的同时有效地清除水合氧化铬。
按本发明所述的在特定的镀液内进行的镀锡工艺过程中，可以在进行镀锡的同时，产生大量的活性氢气。在强酸性溶液中，通过阴极上镀铬层表面释效的大量活性氢气就能将水合氧化铬完全清除，在此同时进行镀锡。水合氧化铬的清除若用其他方法则难以完成。利用这种电镀处理方法，所得的镀锡层对底层镀铬层具良好的结合力。
镀锡时电镀溶液的温度是25-65℃，阴极电流密度是15-50安培/分米2。
所用的镀锡溶液中含1.5-10克/升的锡离子。若锡离子浓度小于1.5克/升，则不能于镀铬层上镀得锡层;而若锡离子浓度高过10克/升，则产生粉状或枝状的粗糙镀锡层，这种镀锡层因外观太差而不能满足实际应用的需要。
镀锡溶液中的氢离子浓度应大于0.32克分子/升，即pH值应小于0.5。如果镀液的氢离子浓度是0.32克分子/升或更低，即pH值大于0.5的话，则不能提供足够的酸度以清除水合氧化铬和足以产生足够的活性氢气，这样就不能除尽水合氧化铬和产生良好的镀锡层。调酸度时，最好用盐酸或硫酸（或两者混用）加入镀液使其pH调到0.5以下。
如果将溶性的锡阳极应用于本发明所述的镀锡液中，由于镀液酸度高，在阴极上钢带的金属锡电沉积效率则小于锡阳极的溶解效率，在这种情况下，电镀进行一段时间后，镀液中的锡离子浓度逐渐升高，并可能达到其浓度高限-10克/升，而产生粗糙的镀锡层。
根据本发明所述的镀锡液中的锡离子，可由各种含锡化合物供给，如可用：硫酸锡，氯化锡，氟硼酸锡，焦磷酸锡，氟化锡或其他类似的含锡化合物。而加入镀锡液的酸类，则可用下列各种无机酸的其中一种或其混合酸，这些无机酸有：硫酸、盐酸、氢氟酸，氟硼酸等。另外也可用各种有机酸，如：苯磺酸，甲酚磺酸等。
采用以下一种镀锡液可以避免前面所述可能产生过高离子浓度的问题，这是一种用硫酸酸化，以硫酸锡作锡离子来源;硫酸作配制酸的镀锡液。所用的阳极是不溶性的铅或铅合金材料。镀液中锡离子的配制也简单，将一种含锡化合物，如：硫酸锡，氧化锡或粉末金属锡溶于酸液中即可。
镀锡层的作用是获得良好的焊接性，而焊接性则与镀锡层及其底层的镀铬层的相应关系有关联，因此，所镀的镀锡层重量必需与镀铬层重量一并考虑。由此，如以防腐层之后的镀度重量计算，镀锡层至少重达50毫克/米2，而最好至少是100毫克/米2。虽然过量的镀锡层不致产生有害作用，但为了节省材料，镀锡量最高应不超过400毫克/米2。因此，适宜的镀锡量应为50-400毫克/米2。
在实际生产中，采用本发明所提出的镀锡液还可以加入含有氧化乙烯链（-〔CH2CH2O-〕n〕-）的各种表面活性剂，例如：乙二醇、聚乙二醇，聚乙二醇的烷基醚（如乙二醇单甲基醚等）;芳香族氧化乙烯基化合物（如乙氧基-α萘酚等）;或聚乙二醇的脂肪酸酯等。所用的份量是0.1-10克/升。镀液中所加入的这类表面活性剂可使镀铬层上所镀出的锡层具有极佳的外观和色彩。如果镀锡液中所加入的这类含氧化乙烯链的表面活性剂的份量小于0.1克/升，则不足以改善镀锡层的外观和色彩;但若其份量超过10克/升的话，则其改善镀层的性能达到饱和。因表面活性剂比较昂贵，因此采用过量的表面活性剂是不经济的。所以，只有当对镀锡层有特别的外观和色彩要求时，表面活性剂才需要加入到镀锡液中。镀锡后的钢带经过水洗之后可进行下一步处理。
按本发明要求，经镀锡后的钢带需进一步进行铬酸盐表面处理。铬酸盐覆盖层主要含有金属铬和水合氧化铬，其作用是改善防腐涂层的附着力，增强防腐涂层后的抗蚀性能和抗硫化物腐蚀的性能。为获得以上作用，覆盖层中的金属铬量至少是3毫克/米2。一般来说，附着力的改善，抗蚀性能的增强是随着金属铬量的加大而增强。但如过量的金属铬高过15毫克/米2的话，当钢带进行焊接时，在高温下则可能氧化成氧化铬，因而对焊接有害。因此过程中不希望产生过量的金属铬。
为取得良好的防腐涂层的附着力和涂层后的抗蚀性能，覆盖层中所含的水合氧化铬层份量应不少于3毫克/米2（按元素铬计）。然而因为水合氧化铬本身具有相当高的电阻，过量的水合氧化铬则会防碍焊接。因此水合氧化铬份量最好不超过15毫克/米2。
金属铬和水合氧化铬可经阴极电解过程产生。所用的电解液含有不少于50克/升的铬酸和一定浓度的下列其中一种化合物或其混合物，如：硫酸，硫酸盐，氟化物等。所用的电流密度不小于10安培/分米2
通过适当地调整各种阴极电解的反应条件，例如：电流密度、溶液温度、溶液浓度等，则可生成所需的不同组分的金属铬和水合氧化铬。
铬酸盐表面处理电解液中如采用过高的铬酸浓度是有害的，因为当铬酸浓度大于50克/升时，铬酸对锡镀层能产生浸蚀作用。此外，如所用的电流密度低于10安培/分米2，则难于成金属铬覆盖层成分。
生产实施例
实例1
将一般经常用于镀锡的带钢原料或无锡质钢材（TFS）经过电解除油，酸浸后进行镀铬，镀铬液中含200克/升的铬酸及2克/升硫酸，温度是50℃，电流密度是40安培/分米2。镀铬钢带经水洗后进行镀锡，所用的镀锡液含有4克/升的二水合氯化亚锡，镀液pH值需用盐酸调至0.3，温度是50℃，电流密度是20安培/分米2。镀锡后的钢带经过水洗后进行铬酸盐表面处理，所用的电解液含20克/升的铬酸及0.2克/升的硫酸，温度是50℃，电流密度是15安培/分米2。生成的最外层覆盖层中含金属铬和水合氧化铬。
实例2
将一般常用的镀锡带钢原料或无锡质钢材（TFS）经过电解除油，酸浸后进行镀铬，所用的电镀液中含有180克/升铬酸，6克/升氟硅酸钠及0.75克/升硫酸，温度是50℃，电流密度是50安培/分米2。镀铬钢带经水洗后进行镀锡，所用的镀锡液含有6克/升硫酸亚锡，而镀液pH值用硫酸调至0.48，温度是40℃，电流密度是30安培/分米2。镀锡后的钢带经过水洗，然后经过铬酸盐表面处理过程，所用的电解液含有15克/升铬酸及1.5克/升氟化铵，镀液温度是45℃，电流密度是15安培/分米2。生成的最外层覆盖层中包括金属铬及水合氧化铬成份。
实例3
将一般常用的镀锡带钢原料或无锡质钢材（TFS）经过电解除油，酸浸后进行镀铬，所用的电镀液中含有150克/升铬酸和7.5克/升氟化钠，温度是50℃，电流密是35安培/分米2。镀铬钢带水洗后进行镀锡，所用的镀锡液含有8克/升硫酸亚锡，而镀液pH值原用硫酸调至0.2，温度是45℃，电流密度是25安培/分米2。所用的阳极是不溶性的铅一锡合金阳极。镀锡后的钢带经水洗后进行铬酸盐表面处理过程，所用的电解液中含15克/升铬酸和0.12克/升硫酸，温度是50℃，电流密度是20安培/分米2。所生成的最外层覆盖层中包括金属铬和水合氧化铬。
实例4
将一般常用的镀锡带钢原料或无锡质钢材（TFS）钢材经过电解除油，酸浸后进行镀铬，所用的镀铬液中含有250克/升铬酸，5克/升氟硅酸钠及1.5克/升硫酸，温度是55℃，电流密度是50安培/分米2。经镀铬的带钢水洗后进行镀锡，所用的镀锡液含有4克/升硫酸亚锡，而镀液pH值需用硫酸调至0.40，温度是30℃，电流密度是20安培/分米2，阳极则采用不溶性的铂。镀锡后的钢带经水洗后进行铬酸盐表面处理，所用的电解液含30克/升铬酸及0.27克/升硫酸，温度是40℃，电流密度是25安培/分米2。所生成的最外层覆盖层中包括金属铬和水合氧化铬。
实例5
将一般常用的镀锡带钢原料或无锡质钢材（TFS）经过电解除油，酸浸后进行镀铬，所用的镀铬液中含有200克/升铬酸。5.5克/升氟硅酸钠及1.0克/升硫酸，温度是40℃，电流密度是55安培/分米2。镀铬钢带经水洗后进行镀锡，所用的镀锡液含5克/升硫酸亚锡，而镀液pH值需用硫酸调至0.45，温度是35℃，电流密度是40安培/分米2。镀锡后的钢带经水洗后进行铬酸盐表面处理，所用的电解液含20克/升铬酸及3克/升氟化铵，温度是45℃，电流密度是30安培/分米2。所生成的最外层覆盖层由金属铬和水合氧化铬组成。
实例6
将一般常用的镀锡带钢原料或无锡质钢材（TFS）经过电解除油酸浸后进行镀铬，所用的镀铬液中含180克/升铬酸，6克/升氟硅酸钠及0.75克/升硫酸，温度是55℃，电流密度是50安培/分米2。镀铬钢带经水洗后进行镀锡，所用的镀锡液含6克/升硫酸亚锡，而镀液pH值需用硫酸调至0.46，温度是35℃，电流密度是35安培/分米2。镀锡后的钢带经水洗后进行铬酸盐表面处理，所用的电解液含24克/升铬酸和2克/升氟化钠，温度是40℃，电流密度是35安培/分米2。所生成的最外层覆盖层由金属铬和水合氧化铬构成
类比实例1
钢带的镀铬和镀锡过程与上述实例1相同。镀锡后的钢带经水洗后进行铬酸盐表面处理，它是在含30克/升的二水合重铬酸钠电解液中进行，温度是40℃，电流密度是5安培/分米2，而所产生的覆盖层只包括水合的氧化铬。
类比实例2
钢带的镀铬和镀锡过程与上述实例2相同。镀锡后的钢带经水洗后进行铬酸盐表面处理，所用的电解液含40克/升铬酸和0.1克/升硫酸，温度是50℃，电流密度是3安培/分米2，所生成的覆盖层中主要包括水合氧化铬及微量的金属铬。
类比实例3
钢带的镀铬和镀锡过程与上述实例5相同。镀锡后的钢带经水洗后进行铬酸盐表面处理，所用的电解液含60克/升铬酸和3克/升氟化钠，温度是45℃，电流密度是40安培/分米2，所生成的覆盖层含金属铬及水合氧化铬。
经过以上所述的表面处理后的不同钢带，可对其进行以下各种性能的测定试验。
焊接性
将相互重叠成距离为0.4mm的试片用电阻焊缝机进行接缝焊接，所用的电极是铜线，焊接速度是40米/分。在一定的电极压力和40公斤.力的罐体联结压力下测定适用的焊接电流范围（ACR），在ACR范围内，试片应有足够的焊接强度而且无“溅射”焊接缺陷。
在进行焊接之前，试片需在与防腐涂层焙烧时相同的条件下（即经210℃温度下，20分钟）经过热处理过程。
防腐涂层的附着力
取尺寸为5mm×100mm两试片敷涂以环氧一酚类树脂涂料涂料重为50毫克/分米2。将两试片由边部起距90mm相互重叠，然后用尼龙粘结剂进行热粘合。将未粘结部份试片向外弯曲成90°角形成T字形。用200毫米/分的速度将试片以相反方向拉开，以此测定拉伸强度。当两试片被剥离时的拉伸强度视作涂层的附着力。将其称为T-拉伸强度，单位是公斤/5mm。
涂层后的抗蚀性
将大小为40mm×80mm的试片敷涂环氧一酚类树脂涂料，涂料重为50毫克/分米2。将试片下半部浸入盛于玻璃容器内的煮开的番茄汁，将其放置于密闭容器内，保持55℃，连续保存18日。然后将试片取出，观察试片上的各种起泡情形。各种不同的气泡情况的判定准则由下列符号表示。
○：表示没有气泡产生
△：表示仅有少量气泡产生
×：表示有大量的气泡产生
抗硫化物腐蚀性
取一试片，将其表面敷涂环氧一酚类树脂涂料，涂料重为50毫克/分米2。将试片用埃里森试验机（Erichsen Machine），拉起距5mm，将试片浸于试液内，试液含1%硫化钠，并用乳酸（pH为3.5）调整溶液pH至7。在110℃下，加热60分钟。将经过浸蚀处理的试片部分和未经浸蚀处理的试片平面部分进行比较观察其硫化物腐蚀情形。而所采用的判别由下列各号数表示：
0：表示设有硫化物腐蚀。
1：表示仅在处理过的试片部分有硫化物腐蚀。
2：表示经处理的试片部分和平面部分都有中等程度的硫化物腐蚀
3：表示经处理的试片部分和平面部分都有严重的硫化物腐蚀。
将各实例和类比实例所生产的试片进行各种性能的检测，测定结果如附表1所示。从附表1所列出的各测定数据可以看出，按本发明所提出的表面处理方法所生产的各种钢片，具有良好的焊接性，涂层附着力及涂层后的抗蚀性能和抗硫化物腐蚀性能。
附图1说明，经过焙烧处理（210℃，20分钟）的合金中的锡含量和其底层的金属铬含量之间的对应关系。附图2说明，经防腐涂层后，镀层的抗腐蚀性能。不同的抗腐蚀性能则通过镀锡层上的金属铬含量和水合氧化铬含量（以元素铬计）之间的对应关系表示出来。
Figure 85109305_IMG1
应用本发明的益处
本发明所提出的是经表面处理的钢带，钢带的覆镀层是由铬镀层，锡镀层，及金属铬/水合氧化铬覆盖层所组成，而各镀层和覆镀层具有一定的镀层重量组分。这种钢带具有良好的焊接性、涂层附着力，涂层后的抗蚀性能和抗硫化物腐蚀性能。
按本发明所提出的钢带表面处理加工方法，能生产出各具一定镀层重量组分的铬镀层，锡镀层和金属铬/水合氧化铬覆盖层，因而能够保证钢带经过所述的表面处理后，能满足将其作为制罐材料的各种性能要求。

Claims (3)

1、一种改进了焊接性能的表面处理钢带，其特征在于其组成是：钢带，
钢带表面重50-150毫克/米2的镀铬层，
镀铬层上重50-400毫克/米2的镀锡层，
镀锡层上的铬酸盐覆盖层，它主要是由3-15毫克/米2的金属铬及3-15毫克/米2的水合氧化铬(以元素铬计)所组成。
2、改进了焊接性能的表面处理钢带其特征是所经过的加工制造过程包括：
清洗钢带表面，
电镀重为50-150毫克/米2的铬层于清净的钢带表面，
水洗镀铬钢带，
电镀重为50-400毫克/米2的锡层于镀铬钢带。所用的是含5-10克/升锡离子的酸性镀液，其PH值小于0.5。
水洗镀锡钢带，
对镀锡钢带进行铬酸盐表面处理。所用的电解液含有50克/升的铬酸（CrO3）以及至少含有由下列各物中选出的一种组分：硫酸，硫酸盐和氟化物，所用的电流密度不小于10安培/分米2，铬酸盐覆盖层主要是由3-15毫克/米2的金属铬和3-15毫克/米2的水合氧化铬（以元素铬计）构成。
3、如权利要求2的加工制适方法，其特征是改进了焊接性能性能的表面处理钢带其所经的镀锡过程中，所用的酸性镀锡溶液含有锡离子及硫酸，而镀锡时采用了不溶性的阳极板。
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