JP2001073185A - 表面処理鋼板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
錆性および耐酸化性が得られる化成処理を施した表面処
理鋼板、およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 Snめっきなどのめっき層を形成させた
めっき鋼板を、リン酸および/またはリン酸塩、さらに
Tiイオン、Moイオン、Vイオンのいずれかをもたら
す物質の少なくとも1種を含む水溶液中で電解処理し、
めっき層上にリン酸および/またはリン酸塩に由来する
物質を主体とする皮膜を形成させる。
Description
めっき層上にリン酸系の表面処理皮膜を形成させた表面
処理鋼板、およびその製造方法に関する。
た電気めっきぶりきにおいては、Snめっき後に重クロ
ム酸ナトリウムのようなクロム酸塩系の水溶液中で浸漬
処理、または電解処理を施して、耐食性、特に耐錆性お
よび耐酸化性を向上させる化成処理が行われている。こ
のクロム酸塩系の水溶液を用いる化成処理においては、
使用するクロム酸塩系の水溶液が環境に有害な6価クロ
ムを含んでいるため、その廃液の処理が極めて煩雑であ
った。そのため、クロム酸塩系の水溶液を用いない化成
処理が望まれ、さまざまな化成処理が提案されている。
特開昭57−70292号公報は、オルソリン酸やオル
ソリン酸塩を含む水溶液中で陽極電解することにより、
耐酸化黄変性、半田入り性、耐疵付き性、耐硫化黒変性
を改善することを開示している。しかし、特開昭57−
70292号公報の化成処理を施したSnめっき鋼板で
は、従来のクロム酸塩系の水溶液を用いた化成処理を施
したSnめっき鋼板と比較して耐錆性や耐酸化性が十分
ではなく、長期間高温多湿の雰囲気中に放置すると、表
面に錆が発生したり、Snの酸化皮膜が厚く成長して黄
色味を帯びる(黄変)ようになるため、その適用範囲が
非液体容器などの素材などに限られていた。
ロム酸塩系の化成処理に変わる、優れた耐錆性および耐
酸化性が得られる化成処理を施した表面処理鋼板、およ
びその製造方法を提供することを目的とする。
は、鋼板表面に、Sn層と、その上層にTi、Mo、V
のいずれかの少なくとも1種に由来する物質および、リ
ン酸および/またはリン酸塩に由来する物質を主体とす
る皮膜を形成させることを特徴とする。請求項2の表面
処理鋼板は、鋼板表面に、Fe−Sn合金層と、その上
層にSn層と、さらにその上層にTi、Mo、Vのいず
れかの少なくとも1種に由来する物質および、リン酸お
よび/またはリン酸塩に由来する物質を主体とする皮膜
を形成させることを特徴とする。請求項3の表面処理鋼
板は、鋼板表面に、Ni−Fe−Sn合金層と、その上
層に島状のSn層と、さらにその上層にTi、Mo、V
のいずれかの少なくとも1種に由来する物質および、リ
ン酸および/またはリン酸塩に由来する物質を主体とす
る皮膜を形成させることを特徴とする。請求項4の表面
処理鋼板は、リン酸塩に由来する物質を主体とする皮膜
がさらにCaに由来する物質を含むことを特徴とする。
請求項5の表面処理鋼板の製造方法は、鋼板表面にSn
めっき層を形成させた後、リン酸および/またはリン酸
塩、さらにTiイオン、Moイオン、Vイオンのいずれ
かをもたらす物質の少なくとも1種を含む水溶液中で電
解処理し、めっき層上にリン酸および/またはリン酸塩
に由来する物質を主体とする皮膜を形成させることを特
徴とする。請求項6の製造方法は、鋼板表面にSnめっ
き層を形成させた後、Snの融点以上の温度に加熱し、
次いで急冷した後、リン酸および/またはリン酸塩、さ
らに、Tiイオン、Moイオン、Vイオンのいずれかを
もたらす物質の少なくとも1種を含む水溶液中で電解処
理し、めっき層上にリン酸および/またはリン酸塩に由
来する物質を主体とする皮膜を形成させることを特徴と
する。請求項7の製造方法は、鋼板表面にNi−Fe合
金めっき層を形成させ、その上層にSnめっき層を形成
させた後、Snの融点以上の温度に加熱し、次いで急冷
して島状のSn層を形成させた後、リン酸および/また
はリン酸塩、さらにTiイオン、Moイオン、Vイオン
のいずれかをもたらす物質の少なくとも1種を含む水溶
液中で電解処理し、めっき層上にリン酸および/または
リン酸塩に由来する物質を主体とする皮膜を形成させる
ことを特徴とする。上記の製造方法においては、めっき
層上にリン酸および/またはリン酸塩に由来する物質を
主体とする皮膜を形成させた後、Caに由来する物質を
含有する60℃以上の温度の温水で浸漬処理またはリン
ス処理することが望ましい。上記の製造方法において
は、電解処理が陽極処理であることや電解処理が陰極処
理であることが望ましい。
どのめっき層を形成させためっき鋼板を、リン酸および
/またはリン酸塩、さらにTiイオン、Moイオン、V
イオンのいずれかをもたらす物質の少なくとも1種を含
む水溶液中で電解処理し、めっき層上にリン酸および/
またはリン酸塩に由来する物質を主体とする皮膜を形成
させることにより、優れた耐錆性および耐酸化性を有す
る表面処理鋼板が得られることが判明した。以下、本発
明について説明する。
る鋼板としては、通常のアルミキルド鋼の熱間圧延板を
冷間圧延し、焼鈍した後調質圧延した冷延鋼板、または
焼鈍後さらに冷間圧延を施して強度を増加させた冷延鋼
板が用いられる。これらの冷延鋼板を電解脱脂し酸洗し
た後、鋼板上にめっき層を形成させる。本発明の目的と
する表面処理鋼板のめっき鋼板としては、公知のフェロ
スタン浴やハロゲン浴を用いてSnを電解めっきしたま
まのSnめっき鋼板(ノーリフローぶりき)、Snを電
解めっきした後、Snの融点以上の温度に加熱し、Sn
を溶融させた後水中に急冷して得られる通常の光沢表面
を有するSnめっき鋼板(リフローぶりき)、または、
Ni−Fe合金を電解めっきし、その上層にSnを電解
めっきした後、Snの融点以上の温度に加熱し、次いで
急冷して島状のSn層を形成させた島状Snめっき鋼板
などを用いることができる。無光沢Snめっき鋼板にお
けるSnめっき量は耐食性及び経済性の観点から0.5
〜10g/m2の範囲にあることが好ましい。
と鋼板の間にSn−Fe合金層が形成されるので、めっ
き鋼板の表面に金属Sn層を残す場合は全Snめっき量
は1〜10g/m2の範囲にあることが必要である。め
っき鋼板の表面に金属Sn層を残さず、Sn−Fe合金
層のみからなる層とする場合は全Snめっき量は0.5
〜1g/m2の範囲にあることが好ましい。
表面上に形成させるNi−Fe合金めっき層は下記に示
す浴条件で、Ni−Fe合金めっき中のNi含有量が2
〜95%となるように、Ni付着量で0.005〜0.1
g/m2、 さらにその上層に形成させるSnめっき層
のめっき量は 0.5〜1.5g/m2とすることが好ま
しい。このようなめっき量で各めっき層を形成させた
後、Snの融点以上に加熱することにより、表面にSn
が島状に分散して存在する島状Snめっき鋼板が得られ
る。
面に、リン酸および/またはリン酸塩、さらにTiイオ
ン、Moイオン、Vイオンのいずれかをもたらす物質の
少なくとも1種を含む水溶液中で電解処理する。
メタリン酸、およびトリリン酸、テトラリン酸、トリメ
タリン酸、テトラメタリン酸などのポリリン酸などを用
いることができる。リン酸塩としては、リン酸アンモニ
ウム、リン酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸水素
亜鉛、リン酸2水素アルミニウム、リン酸水素2アルミ
ニウム、リン酸2水素アンモニウム、リン酸水素2アン
モニウム、リン酸水素アンモニウムナトリウム、リン酸
2水素カリウム、リン酸水素2カリウム、リン酸水素カ
ルシウム、リン酸2水素ナトリウム、リン酸水素2ナト
リウム、リン酸水素マグネシウム、リン酸2水素マンガ
ン、リン酸2水素リチウムなどの正リン酸塩、ピロリン
酸亜鉛、ピロリン酸カリウム、ピロリン酸カルシウム、
ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸2水素ナトリウムな
どのピロリン酸塩、メタリン酸カリウム、メタリン酸ナ
トリウムなどのメタリン酸塩、トリポリリン酸カリウム
やトリポリリン酸ナトリウムなどのポリリン酸塩を用い
ることができる。Tiイオン、Moイオン、Vイオンを
もたらす物質としては、それぞれ蓚酸チタン(Ti
2(C2O4)3)、フッ化チタン(TiF3またはT
iF4)、硫酸チタン(Ti(SO4)2)、ヘキサフ
ルオロチタン酸ナトリウム(Na2[TiF6])、モリ
ブデン酸ナトリウム(Na2MoO4)、臭化モリブデ
ン (MoBr4)、二モリブデン酸ナトリウム(Na
2Mo207)、モリブデン酸アンモニウム ((NH
4)2MoO4)、硫酸バナジル(VOSO4)、フッ
化バナジウム(VF4)、 硫酸バナジウム(V2(S
O4)3) などを用いることができる。
または上記に挙げたリン酸塩の1種以上と、上記に挙げ
たTiイオン、Moイオン、Vイオンをもたらす物質1
種以上を含む水溶液を作成して処理浴とし、処理浴中で
上記のめっき鋼板を電解処理する。電解処理としては陽
極処理および陰極処理のいずれも可能であり、目的とす
る皮膜特性によって適宜極性を選択する。場合によって
は陽極処理と陰極処理を交互に繰り返してもよいし、そ
の際に最初および最後の処理の極性を目的とする皮膜特
性によって適宜選択してもよい。
濃度としては、1〜100g/Lの範囲であることが好
ましい。1g/L未満の濃度ではめっき面上に処理皮膜
を均一に形成させることが困難であり、十分な耐錆性や
耐酸化性が得られない。一方、100g/Lを超えて
も、それ以上の効果の向上が認められず、経済的な面か
ら濃度の上限は100g/Lとする。また、Tiイオ
ン、Moイオン、Vイオンをもたらす物質の濃度として
は、0.1〜0.3mol/Lの範囲であることが好まし
い。0.1〜0.3mol/L未満では耐錆性や耐酸化性
の向上に効果が認められず、一方、0.3mol/L を
超えてもそれ以上の耐錆性や耐酸化性の向上に効果が認
められなくなり、経済的に有利ではない。処理浴の温度
は25〜70℃の範囲にあることが好ましい。浴温が2
5℃未満ではめっき面上に処理皮膜を均一に形成させる
ことが困難であり、十分な耐錆性や耐酸化性が得られな
い。一方、70℃を超えると緻密な皮膜が得られ難くな
り、やはり十分な耐錆性や耐酸化性が得られない。処理
浴のpHは1〜8の範囲にあることが好ましい。pHが
1未満の場合、および8を超える場合は、めっき層中の
Snが溶解し、皮膜の成長が妨げられるために耐酸化性
が低下するので好ましくない。pHは浴中に正リン酸ま
たは水酸化ナトリウムを添加して適宜調整することがで
きる。処理皮膜の厚さ(量)は通電量で0.2〜10C
/dm2であることが好ましい。通電量が0.2C/d
m2未満の場合は均一な処理皮膜が生成せず、十分な耐
錆性や耐酸化性が得られない。一方、10C/dm2
を超えると処理皮膜が厚くなりすぎて干渉色を呈するよ
うになり、外観が損なわれ、また経済的にも有利ではな
い。
表面処理皮膜を形成させることにより、耐錆性や耐酸化
性に優れた表面処理鋼板が得られるが、表面処理皮膜を
形成させた後、さらにCaに由来する物質を含有する6
0℃以上の温度の温水で浸漬処理またはリンス処理する
ことにより、耐錆性や耐酸化性はさらに向上する。Ca
に由来する物質としては水酸化カルシウム、炭酸カルシ
ウム、硫酸カルシウム、塩化カルシウム、リン酸カルシ
ウムなどを挙げることができる。温水の温度が60℃未
満では耐錆性や耐酸化性の向上効果は殆ど認められな
い。上記のようにして、本発明の目的とする耐錆性およ
び耐酸化性に優れた表面処理鋼板を得ることができる。
説明する。 (実施例)板厚:0.20mm、テンパー:2.5の冷延
鋼板をアルカリ水溶液中で電解脱脂し、水洗し、次いで
硫酸酸洗し水洗した後、公知のフェロスタン浴、および
前記したNi−Fe合金めっき浴およびめっき条件にて
表1に示すめっき層を有するめっき層を形成させた。次
いで表1に示す処理浴を用い、表1に示す処理条件にて
めっき面上に表面処理皮膜を形成させた。一部の試料は
表面処理皮膜を形成させた後、水酸化カルシウムを含む
70℃の温水によるリンス処理を実施した。
特性を、下記のように評価した。[耐錆性]表面処理鋼板
を5cm×10cmの大きさに裁断し裁断端部をシール
した試料に0.5% 塩化ナトリウム水溶液を4時間噴霧
した後、試料表面の赤錆の発生状況を肉眼観察し、下記
の5段階の基準で評価した。 5 : 赤錆の発生は認められない。 4 : 実用上問題ない程度の極くわずかな赤錆の発生
が認められる。 3 : 実用上問題となる程度の赤錆の発生が認められ
る。 2 : 試料面のかなりの部分に赤錆の発生が認められ
る。 1 : 試料面全体に赤錆の発生が認められる。
mの大きさに裁断した試料を20枚重ねて紙で包み、試
料面上に2kgの荷重を負荷した状態で温度:50℃、
湿度:95%の恒温恒湿槽中に20日間経時させた後の
試料表面の色調の変化を肉眼観察し、下記の5段階の基
準で評価した。 5 : 色調の変化は全く認められない。 4 : 実用上問題ない程度の極く淡い色調の黄変が認
められる。 3 : 実用上問題となる程度の淡い色調の黄変が認め
られる。 2 : かなり濃い色調の黄変が認められる。 1 : 非常に濃い色調の黄変が認められる。
長さ10cmの大きさに裁断して台上に固定し、サザー
ランドテスターを用いて濾紙の上から 400g/cm
2の荷重を負荷しながら10分間摺動させた後、濾紙上
に付着したSnの量を蛍光X線法を用いて定量した。付
着量が少ない方、すなわち摺動によるSnの脱落が少な
い方が良好であることを示す。
0cmの大きさに裁断し、片面にエポキシ・フェノール
系塗料を 60mg/dm2塗布し、210℃で10分
間焼き付けた。この塗装板から5mm×10cmの大き
さの試料を切り出した。この試料2個の塗装面を対向さ
せ、その間に厚さ100μmのナイロンフィルムを挟
み、ホットプレスを用いて200℃で120秒間予熱し
た後、3kg/cm2 の圧力を負荷しながら200℃
で30秒間加圧して圧着し、引張試験用試料とした。こ
の引張試験用試料の一端の接着した部分を強制的に剥離
し、剥離した部分をそれぞれ90゜の角度で曲げ、T字
状とし、それぞれ剥離した部分を引張試験機のチャック
でつかんで引っ張り、剥離強度を測定した。剥離強度の
数値はkg/5mmで示し、数値が大きいほど塗膜密着
性が良好であることを示す。これらの特性評価結果を表
2に示す。
は、耐錆性、耐酸化性、耐スマッジ性、塗膜密着性のい
ずれにおいても優れていることが分かる。
nめっきなどのめっき層を形成させためっき鋼板を、リ
ン酸および/またはリン酸塩、さらにTiイオン、Mo
イオン、Vイオンのいずれかをもたらす物質の少なくと
も1種を含む水溶液中で電解処理し、めっき層上にリン
酸および/またはリン酸塩に由来する物質を主体とする
皮膜を形成させるものである。この製造方法を用いて製
造された表面処理鋼板は、耐錆性および耐酸化性に優れ
ており、さらに耐スマッジ性、塗膜密着性のいずれにお
いても優れている。
Claims (10)
- 【請求項1】 鋼板表面に、Sn層と、その上層にT
i、Mo、Vのいずれかの少なくとも1種に由来する物
質および、リン酸および/またはリン酸塩に由来する物
質を主体とする皮膜を形成させてなる、表面処理鋼板。 - 【請求項2】 鋼板表面に、Fe−Sn合金層と、その
上層にSn層と、さらにその上層にTi、Mo、Vのい
ずれかの少なくとも1種に由来する物質および、リン酸
および/またはリン酸塩に由来する物質を主体とする皮
膜を形成させてなる、表面処理鋼板。 - 【請求項3】 鋼板表面に、Ni−Fe−Sn合金層
と、その上層に島状のSn層と、さらにその上層にT
i、Mo、Vのいずれかの少なくとも1種に由来する物
質および、リン酸および/またはリン酸塩に由来する物
質を主体とする皮膜を形成させてなる、表面処理鋼板。 - 【請求項4】 リン酸塩に由来する物質を主体とする皮
膜がさらにCaに由来する物質を含む、請求項1〜3の
いずれかに記載の表面処理鋼板。 - 【請求項5】 鋼板表面にSnめっき層を形成させた
後、リン酸および/またはリン酸塩、さらにTiイオ
ン、Moイオン、Vイオンのいずれかをもたらす物質の
少なくとも1種を含む水溶液中で電解処理し、めっき層
上にリン酸および/またはリン酸塩に由来する物質を主
体とする皮膜を形成させることを特徴とする、表面処理
鋼板の製造方法。 - 【請求項6】 鋼板表面にSnめっき層を形成させた
後、Snの融点以上の温度に加熱し、次いで急冷した
後、リン酸および/またはリン酸塩、さらに、Tiイオ
ン、Moイオン、Vイオンのいずれかをもたらす物質の
少なくとも1種を含む水溶液中で電解処理し、めっき層
上にリン酸および/またはリン酸塩に由来する物質を主
体とする皮膜を形成させることを特徴とする、表面処理
鋼板の製造方法。 - 【請求項7】 鋼板表面にNi−Fe合金めっき層を形
成させ、その上層にSnめっき層を形成させた後、Sn
の融点以上の温度に加熱し、次いで急冷して島状のSn
層を形成させた後、リン酸および/またはリン酸塩、さ
らにTiイオン、Moイオン、Vイオンのいずれかをも
たらす物質の少なくとも1種を含む水溶液中で電解処理
し、めっき層上にリン酸および/またはリン酸塩に由来
する物質を主体とする皮膜を形成させることを特徴とす
る、表面処理鋼板の製造方法。 - 【請求項8】 めっき層上にリン酸および/またはリン
酸塩に由来する物質を主体とする皮膜を形成させた後、
Caに由来する物質を含有する60℃以上の温度の温水
で浸漬処理またはリンス処理することを特徴とする、請
求項5〜7のいずれかに記載の表面処理鋼板の製造方
法。 - 【請求項9】 電解処理が陽極処理である請求項5〜7
のいずれかに記載の表面処理鋼板の製造方法。 - 【請求項10】 電解処理が陰極処理である請求項5〜
7のいずれかに記載の表面処理鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25353599A JP2001073185A (ja) | 1999-09-07 | 1999-09-07 | 表面処理鋼板およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001073185A true JP2001073185A (ja) | 2001-03-21 |
Family
ID=17252730
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP25353599A Pending JP2001073185A (ja) | 1999-09-07 | 1999-09-07 | 表面処理鋼板およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2001073185A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003082497A (ja) * | 2001-09-13 | 2003-03-19 | Nippon Steel Corp | 錫めっき鋼板およびその製造方法 |
JP2003105587A (ja) * | 2001-09-27 | 2003-04-09 | Toyo Kohan Co Ltd | 電子部品用表面処理鋼板及びその製造方法 |
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JP2015158005A (ja) * | 2014-01-24 | 2015-09-03 | Jfeスチール株式会社 | 容器用鋼板およびその製造方法 |
-
1999
- 1999-09-07 JP JP25353599A patent/JP2001073185A/ja active Pending
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