ES2635612T3

ES2635612T3 - Lámina de acero para recipiente, y método para su fabricación

Info

Publication number: ES2635612T3
Application number: ES13846467.2T
Authority: ES
Inventors: Shigeru Hirano; Yoshiaki Tani
Original assignee: Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2012-10-15
Filing date: 2013-10-15
Publication date: 2017-10-04
Anticipated expiration: 2033-10-15
Also published as: KR101929086B1; CN104254643A; JPWO2014061640A1; IN2014DN08245A; CN104254643B; TW201430146A; US9945037B2; EP2835447A4; EP2835447A1; KR20140139038A; US20150064495A1; KR20160113739A; EP2835447B1; TWI488980B; MY166901A; JP5594443B1; WO2014061640A1

Abstract

Una lámina de acero que es útil en la fabricación de un recipiente, comprendiendo la lámina de acero: una capa de chapado de Ni; y una capa de película de cromato o una capa de película que incluye Zr, sobre la capa de chapado de Ni, en donde la capa de chapado de Ni incluye uno o más de un hidroxilo-Ni y un óxido de Ni, la cantidad de adherencia de la capa de chapado de Ni, en términos de una cantidad de Ni es de 0,3 g/m2 o más, la concentración de átomos de oxígeno de la capa de chapado de Ni debido al hidroxilo-Ni y el óxido de Ni es de 1 a 10%, la cantidad de adherencia de la capa de película de cromato, en términos de una cantidad de Cr es de 1 a 40 mg/m2, y la cantidad de adherencia de la capa de película que incluye Zr, en términos de una cantidad de Zr, es de 1 a 40 mg/m2.

Description

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términos de la cantidad de metal Cr para mostrar una resistencia a la corrosión suficiente y una adherencia suficiente para un uso práctico. El porcentaje de contenido de la capa de película de cromato en términos de la cantidad de metal Cr se fija preferiblemente en 2,5 mg/m2 o más.

Entretanto, aunque el efecto que mejora la resistencia a la corrosión y la adherencia aumenta a medida que aumenta la cantidad de adherencia de la capa de película de cromato, puesto que el óxido de Cr hidratado en la capa de película de cromato es un cuerpo eléctricamente aislante, cuando la cantidad de adherencia de la capa de película de cromato aumenta, la resistencia eléctrica de la lámina de acero utilizada para fabricar un recipiente se hace extremadamente alta y la soldabilidad se deteriora. Específicamente, cuando la cantidad de adherencia de la capa de película de cromato, en términos de la cantidad de metal Cr, excede de 40 mg/m2, la soldabilidad se deteriora extremadamente. Por lo tanto, la cantidad de adherencia de la capa de película de cromato en términos de la cantidad de metal Cr necesita ajustarse a 40 mg/m2 o menos, y preferiblemente ajustarse a 30 mg/m2 o menos.

<Capa de película que incluye Zr> Además, la capa de película que incluye Zr puede formarse sobre la capa de chapado de Ni en lugar de la capa de película de cromato descrita anteriormente. La capa de película que incluye Zr es una película hecha de un compuesto de Zr, tal como un óxido de Zr, fosfato de Zr, hidroxilo-Zr o fluoruro de Zr, o una película compuesta de los mismos. Cuando la capa de película que incluye Zr se forma en una cantidad de adherencia en términos de la cantidad de un metal de Zr de 1 mg/m2 o más, de manera similar a la capa de película de cromato descrita anteriormente, se observa una mejora drástica de la adherencia o de la resistencia a la corrosión de la capa de película que incluye Zr con respecto a la película de resina. Por lo tanto, la cantidad de adherencia de la capa de película que incluye Zr, en términos de la cantidad de Zr, se ajusta a 1 mg/m 2 o más, y preferiblemente se ajusta a 2,5 mg/m2 o más.

Por otra parte, cuando la cantidad de adherencia de la capa de película que incluye Zr, en términos de la cantidad de metal Zr, es superior a 40 mg/m2, la soldabilidad y la apariencia se deterioran. Particularmente, dado que la capa de película que incluye Zr es un cuerpo eléctricamente aislante, cuando la cantidad de adherencia de la capa de película que incluye Zr aumenta, la resistencia eléctrica de la lámina de acero usada para fabricar un recipiente se hace extremadamente alta y la soldabilidad se deteriora. Específicamente, cuando la cantidad de adherencia de la capa de película que incluye Zr, en términos de la cantidad de metal Cr, excede de 40 mg/m2, la soldabilidad se deteriora extremadamente. Por lo tanto, la cantidad de adherencia de la capa de película de Zr en términos de la cantidad de metal Zr, necesita ajustarse a 40 mg/m2 o menos, y preferiblemente ajustarse a 30 mg/m2 o menos.

A continuación, se describirá un método para fabricar una lámina de acero usada para fabricar un recipiente, que es una realización de la invención.

El método de fabricación de una lámina de acero usada para fabricar un recipiente de acuerdo con la presente realización incluye, en primer lugar, una etapa de formación de la capa de chapado de Ni que incluye uno o más del hidroxilo-Ni y del óxido de Ni por inmersión de una lámina negra de la línea del estaño (lámina de acero de base) en un baño de chapado y luego realizar una electrólisis catódica bajo una densidad de corriente superior a una densidad de corriente crítica de precipitación de Ni, donde la cantidad de adherencia de la capa de chapado de Ni, en términos de una cantidad de Ni es de 0,3 g/m2 o más y la concentración de átomos de oxígeno de la capa de chapado de Ni debido al hidroxilo-Ni y al óxido de Ni es de 1 a 10% átomos, en el que el baño de revestimiento consiste en una solución acuosa en la que se disuelve uno o más de un sulfato de Ni y un cloruro de Ni, y una etapa de formación de la capa de película de cromato de la cual la cantidad de adherencia, en términos de la cantidad de Cr, es de 1 a 40 mg/m2 sobre la capa de chapado de Ni obtenida, o una etapa de formación de la capa de película incluyendo Zr de la cual la cantidad de adherencia, en términos de la cantidad de Zr, es de 1 a 40 mg/m2, sobre la capa de chapado de Ni obtenida.

Se describirá un método para formar la capa de chapado de Ni que incluye uno o más del hidroxilo-Ni y del óxido de Ni sobre una lámina de acero.

En primer lugar, se sumerge una placa negra de la línea del estaño en un baño de chapado que consiste en una solución acuosa en la que se disuelve uno o más de un bien conocido sulfato de Ni y un bien conocido cloruro de Ni y después se lleva a cabo una electrólisis catódica bajo una densidad de corriente que es mayor que la densidad de corriente crítica de la precipitación de Ni. Cuando la electrólisis catódica se realiza bajo una densidad de corriente establecida para ser mayor que la densidad de corriente crítica de la precipitación de Ni como se ha descrito anteriormente, es posible promover la generación de un hidroxilo-níquel o un óxido de níquel mediante un aumento del pH a la interfaz de la capa de chapado, y es posible obtener la capa de chapado de Ni que incluye uno o más del hidroxilo-Ni y del óxido de Ni.

Mientras tanto, las concentraciones del sulfato de Ni y del cloruro de Ni no están particularmente limitadas, pero es posible ajustar la concentración del sulfato de Ni de 5 a 30% y el cloruro de Ni de 5 a 30%.

Además, el pH del baño de chapado no está particularmente limitado, pero es posible ajustar el pH de 2 a 4 desde el punto de vista de la estabilidad del líquido.

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La densidad de corriente crítica en la invención se refiere a una densidad de corriente en la cual la eficacia de la adherencia de Ni comienza a disminuir cuando aumenta gradualmente la densidad de corriente y se sabe que depende de la concentración de un ion Ni, del pH, del caudal de un líquido y la temperatura del baño de chapado. Es decir, existe una tendencia por la que la densidad de corriente crítica aumenta a medida que la concentración de un ion de Ni, el pH, el caudal de un líquido y la temperatura del baño llegan a ser altos. Mientras tanto, el rendimiento de adherencia de Ni se puede calcular a partir de la cantidad de adherencia de Ni y la cantidad de conducción eléctrica.

Por ejemplo, los Documentos de Patente 8 y 9 describen una amplia gama de densidad de corriente de 3 a 300 A/dm2. En un caso en el que la capa de chapado de Ni que incluye el hidroxilo-Ni o el óxido de Ni está formada por la electrólisis catódica bajo una alta densidad de corriente, es posible obtener una densidad de corriente superior a 300 A/dm2, dependiendo de las condiciones del baño de chapado.

Por otra parte, existe una tendencia a que la densidad de corriente crítica disminuya al disminuir la concentración de un ion Ni o el ph. Es decir, dependiendo de las condiciones del baño de chapado, se supera la densidad de corriente crítica a una densidad de corriente menor de 10 A/dm2, y es posible obtener la capa de chapado de Ni que incluye el hidroxilo-Ni o el óxido de Ni.

Es decir, para formar la capa de chapado de Ni que incluye uno o más del hidroxilo-Ni o del óxido de Ni, es sumamente importante establecer que la densidad de corriente durante la electrólisis catódica sea mayor que la densidad de corriente crítica. En el caso de que el chapado de Ni se realice en condiciones en las que la densidad de corriente es inferior a la densidad de corriente crítica, el pH en la interfaz de la capa de chapado no aumenta suficientemente, y llega a ser difícil favorecer la generación del hidroxilo-Ni o del óxido de Ni. Como resultado, no es posible asegurar suficientemente el hidroxilo-Ni ni el óxido de Ni incluido en la capa de chapado de Ni.

Además, para formar más fácilmente y más establemente la capa de chapado de Ni, incluyendo el hidroxilo-Ni o el óxido de Ni, es posible usar un baño en el que no se usa ácido bórico o cloruro de Ni que impide el aumento del pH en la interfaz. En un baño en el que no se usa ácido bórico o cloruro de Ni, ya que la densidad de corriente crítica disminuye, es posible obtener la capa de chapado de Ni, que incluye el hidroxilo-Ni o el óxido de Ni a una densidad de corriente relativamente baja. Mientras tanto, en el caso en el que el chapado se realiza usando un baño de chapado que incluye ácido bórico, puesto que existe una tendencia del pH a aumentar en la interfaz, comparado con el caso en el que se usa un baño de chapado que no incluye un ácido bórico, es necesario establecer una mayor densidad de corriente.

Mientras tanto, es posible seleccionar apropiadamente un método de chapado de Ni en el que el baño de chapado incluya un ácido bórico y un método de chapado de Ni en el que el baño de chapado no incluya un ácido bórico, dependiendo del tiempo de tratamiento en una instalación de tratamiento de chapado en la que se aplique el método. Además, dado que la densidad de corriente a usar se ajusta a un valor mayor que la densidad de corriente crítica en 10% o más y preferiblemente más de 20%, es posible fabricar la capa de chapado de Ni descrita anteriormente que incluya uno o más del hidroxilo-Ni y del óxido de Ni de una manera industrialmente estable mediante la realización de la electrólisis catódica.

Mientras tanto, la cantidad de adherencia de Ni, la cantidad de adherencia de la capa de película de cromato descrita a continuación, y la cantidad de adherencia de la capa de película que incluye Zr se pueden medir fácilmente usando un analizador bien conocido, tal como un aparato de rayos X fluorescente o un espectroscopio foto-electrónico de rayos X.

A continuación, se forma la capa de película de cromato cuya cantidad de adherencia en términos de la cantidad de Cr es de 1 a 40 mg/m2, o la capa de película que incluye Zr, cuya cantidad de adherencia, en términos de la cantidad de Zr, es de 1 a 40 mg/m2, sobre la capa de chapado de Ni obtenida de la manera anteriormente descrita.

Es posible mejorar la resistencia a la corrosión, la adherencia con la película de resina y, en particular, la adherencia secundaria después de los procesos, mediante la formación de la capa de película de cromato sobre la capa de chapado de Ni. La capa de película de cromato consiste en un óxido de Cr hidratado o un óxido de Cr hidratado y un metal Cr, y se forma usando un tratamiento de cromato.

Como un método del tratamiento con cromato, cualquier método de un tratamiento por inmersión en el que se use una solución acuosa de una variedad de sales de sodio, sales de potasio, sales de amonio y similares, de un ácido de Cr, puede realizarse un tratamiento por pulverización catódica, un tratamiento por electrólisis y similares. Entre los procedimientos anteriormente descritos, en particular, un método en el que se realiza un tratamiento de electrólisis catódica en una solución acuosa en la que un ión de ácido sulfúrico, un ion de fluoruro (que incluye un ion complejo) o una mezcla de los mismos se añade a un ácido de Cr como una ayuda para el chapado es industrialmente excelente.

Se puede emplear como método para formar la capa de película que incluye Zr, por ejemplo, un método bien conocido, tal como un método de tratamiento por inmersión o un método de tratamiento de electrólisis catódica de

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una lámina de acero después de la formación de la capa de chapado de Ni, anteriormente descrita, en una solución ácida que incluye un fluoruro de Zr, un fosfato de Zr y un ácido fluórico como componente principal.

De acuerdo con el método de fabricación descrito anteriormente, es posible fabricar la lámina de acero usada para fabricar un recipiente de acuerdo con la realización. Entretanto, pueden determinarse apropiadamente condiciones distintas de las condiciones del método de fabricación descrito anteriormente según la instalación de chapado a emplear y similares, siempre que los efectos de la invención no se vean afectados.

De acuerdo con la realización, es posible mejorar la resistencia a la corrosión por perforación de la lámina de acero usada para fabricar un recipiente, y mejorar la soldabilidad, la adherencia con respecto a la película de resina y la adherencia con respecto a la película de resina después de los procesos.

[Ejemplos] A continuación, la invención se describirá con más detalle usando ejemplos, pero las condiciones de los presentes ejemplos se emplean para confirmar la viabilidad y el efecto de la invención, y la invención no se limita a las condiciones descritas en la presente memoria.

La invención puede emplear una diversidad de condiciones o combinaciones de condiciones dentro del alcance del propósito de la invención mientras se consiga el objeto de la invención.

[Ejemplo 1] En primer lugar, se describirán los ejemplos y ejemplos comparativos de la invención, y los resultados se describen en la Tabla 1.

En los ejemplos, las muestras se produjeron utilizando un método descrito en el siguiente punto (1), y se realizó una evaluación del rendimiento de los respectivos apartados (A) a (D) en el punto (2).

(1) Método de producción de muestras

[Lámina de acero (placa negra de la línea del estaño)] Se usó una lámina de acero laminado en frío de 0,2 mm de grosor para una placa de estaño con un grado de temple de 3 (T-3) como placa negra de la línea del estaño.

[Condición 1 de chapado de Ni] Se usó un sulfato de níquel que tenía una concentración de 20%, un cloruro de níquel que tenía una concentración de 10% y una solución acuosa que tenía un pH ajustado de 2 y una temperatura de 35ºC, y se realizó una electrólisis catódica bajo una densidad de corriente de 25 A/dm2 que superó la densidad de corriente crítica, formando así una capa de chapado de Ni sobre la lámina de acero. La cantidad de adherencia de Ni se controló usando el tiempo de electrólisis.

[Condición 2 de chapado de Ni] Se usó un ácido bórico que tenía una concentración de 3%, un sulfato de níquel que tenía una concentración de 10%, un cloruro de níquel que tenía una concentración de 10%, y una solución acuosa que tenía un pH ajustado de 4 y una temperatura de 45ºC, y se realizó una electrólisis catódica bajo una densidad de corriente de 55 A/dm2 que superaba la densidad de corriente crítica, formando así una capa de chapado de Ni sobre la lámina de acero. La cantidad de adherencia de Ni se controló usando el tiempo de electrólisis.

[Condición 3 de chapado de Ni] Se usó un sulfato de níquel que tenía una concentración del 20%, un cloruro de níquel que tenía una concentración del 10% y una solución acuosa que tenía un pH ajustado de 2 y una temperatura de 35ºC, y se realizó una electrólisis catódica bajo una densidad de corriente de 10 A/dm2 que era inferior a la densidad de corriente crítica, formando así una capa de chapado de Ni sobre la lámina de acero. La cantidad de adherencia de Ni se controló usando el tiempo de electrólisis.

[Condición 4 de chapado de Ni] Se usó un ácido bórico que tenía una concentración de 3%, un sulfato de níquel que tenía una concentración de 10%, un cloruro de níquel que tenía una concentración de 10% y una solución acuosa que tenía un pH ajustado de 4 y una temperatura de 45ºC, y se realizó una electrólisis catódica bajo una densidad de corriente de 20 A/dm2 que estaba por debajo de la densidad de corriente crítica, formando así una capa de chapado de Ni sobre la lámina de acero. La cantidad de adherencia de Ni se controló usando el tiempo de electrólisis.

[Condiciones de tratamiento de la capa de película de cromato] Se realizó una electrólisis catódica a 10 A/dm2 en una solución acuosa que incluía un óxido de cromo (VI) que tenía una concentración de 10%, un ácido sulfúrico que tenía una concentración de 0,2% y un fluoruro de amonio que tenía una concentración de 0,1%, y se realizó el lavado con agua durante 10 segundos, formando de este modo una

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