JP2003277981A - 電池缶用Niメッキ鋼板 - Google Patents
電池缶用Niメッキ鋼板Info
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Abstract
た電池缶用のNiメッキ鋼板の提供を目的とする。 【解決手段】 本発明の要旨とするところは、電池缶用
のメッキ鋼板であって、缶外面になる面に、再結晶軟質
化されたNiメッキ層と更にその上層に未再結晶の軟質
Niメッキ層を有することを特徴とし、再結晶軟質化さ
れたNiメッキ層が、地鉄とFe−Ni拡散層を介して
形成され、また未再結晶のNiメッキ層が、無光沢メッ
キによって形成されたものであることが望ましい。望ま
しいNiメッキ量は、未再結晶のNiメッキ層が、Ni
として0.1g/m2以上、再結晶軟質化されたNiメ
ッキ層は、Fe−Ni拡散層のNiと合計して9g/m
2以上である。
Description
るメッキ鋼板素材に関し、更に詳しくは、電池缶の耐食
性、電池特性、表面摺動性を改善しうる、メッキ鋼板素
材に関するものである。
キされた鋼板が使用される。従来Niメッキは、缶に加
工した後のいわゆるバレルメッキによって行われてきた
が、缶内面へのNiメッキの付着が十分ではなく品質上
の不安定性の問題があることから、先メッキ鋼板を缶に
加工する方法に置き換わりつつある。先メッキ鋼板の場
合、Niメッキ層が硬く延展性に乏しいことから、プレ
ス加工性に劣り、また加工時にメッキが剥離して耐食性
が劣化しやすい等の問題があった。
ことでメッキと地鉄の界面にFe−Ni拡散層を形成し
て密着性を向上させると同時に、Niを再結晶、軟質化
してメッキ層の延展性を向上させる方法が知られてお
り、プレス加工性や耐食性は大幅に改善される(例えば
特開昭61−235594号公報)。
メッキ層が再結晶、軟質化している結果として、電池製
造過程において電池缶を高速搬送する際、電池缶外面ど
おしの接触における摺動性が必ずしも十分でなく、缶の
流れ性が劣り生産性を悪化させる場合がある。
ッキ後、更にNi−P合金メッキを施して熱処理するこ
とにより、Fe−Ni拡散層と再結晶、軟質化したNi
メッキ層の上層に更に硬質なNi−P合金メッキ層を有
する耐食性と耐疵つき性に優れたNiメッキ鋼板が示さ
れている。この鋼板は、前述の電池缶外面の摺動性も十
分である。
958号公報の技術は、張り出し等の単純な成形におい
て良好な耐食性を保持しているが、実際の電池缶に加工
した場合の耐食性は必ずしも十分でない。これは、上層
の硬質なメッキ層のクラックが下層まで波及すること
や、剥離した硬質なメッキ層が金型に付着して電池缶表
層を疵付けること等によると考えられる。また更に、類
似の原因と推定されるが、前記の鋼板を使用して成形し
た電池缶は、貯蔵後の接触抵抗値が高く、電池特性を悪
化させやすいといった問題もあることが判明した。
性に優れた電池缶用のNiメッキ鋼板の提供を目的とす
る。
性、電池特性、摺動性の改善のためには、特定のメッキ
層構成を採用し、特に缶外面になる面の表層の摩擦係数
を低くすることが重要であることを見出し本発明に至っ
た。
池缶用のメッキ鋼板であって、缶外面になる面に、再結
晶軟質化されたNiメッキ層と更にその上層に未再結晶
の軟質Niメッキ層を有することを特徴とし、再結晶軟
質化されたNiメッキ層が、地鉄とFe−Ni拡散層を
介して形成され、また未再結晶のNiメッキ層が、無光
沢メッキによって形成されたものであることが望まし
い。望ましいNiメッキ量は、未再結晶のNiメッキ層
が、Niとして0.1g/m2以上、再結晶軟質化され
たNiメッキ層は、Fe−Ni拡散層のNiと合計して
9g/m2以上としたことである。
缶外面になる面に、地鉄とFe−Ni拡散層を介して形
成されている再結晶軟質化されたNiメッキ層と、更に
その上層に未再結晶の軟質Niメッキ層を有することを
特徴とする電池缶用Niメッキ鋼板。
沢メッキによって形成されたものであることを特徴とす
る前記(1)に記載の電池缶用Niメッキ鋼板。
が、Niとして0.1g/m2以上であることを特徴と
する前記(1)または(2)に記載の電池缶用Niメッ
キ鋼板。
の付着量が、Fe−Ni拡散層のNiと合計して9g/
m2以上であることを特徴とする前記(1)から(3)
のいずれかに記載の電池缶用Niメッキ鋼板。
またはFe−Ni拡散層を有し、その付着量がNi量と
して1g/m2以上であることを特徴とする前記(1)
から(4)のいずれかに記載の電池缶用Niメッキ鋼
板。
及びFe−Ni拡散層を有し、その付着量がNi量とし
て両層の合計で1g/m2以上であることを特徴とする
前記(1)から(4)のいずれかに記載の電池缶用Ni
メッキ鋼板。
散層とその上層に未再結晶の軟質Niメッキ層を有する
ことを特徴とする前記(6)記載の電池缶用Niメッキ
鋼板。
する面の構成要件について説明する。
メッキ層と更にその上層に未再結晶の軟質Niメッキ層
を有することが必要であり、再結晶軟質化されたNiメ
ッキ層が、地鉄とFe−Ni拡散層を介して形成され、
また未再結晶のNiメッキ層が、無光沢メッキによって
形成されたものであることが望ましい。
iメッキ後に熱処理を行って形成したもので、熱処理の
過程で地鉄との界面に一部Fe−Ni拡散合金層を形成
することがより好ましい。この様な構成によって耐食性
は良好となるが、電池缶とした際の表面の摺動性が十分
でない。
軟質化されたNiメッキ層の上層に未再結晶の軟質Ni
メッキ層を形成することが必要である。未再結晶とは、
メッキ後に熱処理による再結晶処理を行っていない、メ
ッキままであることを意味する。軟質Niメッキとは、
P、C、S等との微量合金メッキであるところの通常の
硬質メッキではないことを意味し、光沢添加剤、レベリ
ング剤、ピンホール抑制剤等の有機系添加物を含まない
無光沢Niメッキがその代表例である。光沢メッキ、半
光沢メッキは添加剤中のC、S等起因で硬質化するた
め、本発明では用いることはできない。
みの硬度(ビッカース5g)を測定すると、230〜3
00程度の値が得られる。一方、再結晶軟質化されたN
iメッキ層単みの硬度(ビッカース5g)を測定すると
100〜200程度となり、以上のような微妙に異なる
硬度のメッキ層が積層されることによって極めて良好な
耐食性と表面摺動性が得られる。
上層に、Ni−P合金メッキ、光沢Niメッキ等の硬質
メッキ層を設けると、単純な表面の摺動性は良好になる
も、実際の電池缶プレスのような条件ではメッキ層に多
数の割れが発生し、耐食性が低下する。また同様の理由
と推定されるが、電池缶の接触抵抗も増加して電池特性
が悪化する。
い皮膜量としては、Fe−Ni拡散層がある場合は拡散
層のNiと合計して、9g/m2以上である。これ未満
では耐食性が悪化する。なお、ここでのNi量が少ない
と熱処理の条件によっては、再結晶軟質化されたNiメ
ッキ層が形成されず、NiのすべてがFe−Ni拡散層
となりやすく、この場合耐食性が悪化するため、好まし
くは、12g/m2以上のNi付着量が望ましい。な
お、Niの上限はコストの観点から規制され、通常は4
0g/m2程度である。
膜量としては、0.1g/m2以上であり、これ未満で
は摺動性が悪化する。Niの上限はコストの観点から規
制され、通常は18g/m2程度である。
る。缶内面になる面には、外面になる面ほど高度な耐食
性は要求されず、Niとして1g/m2程度以上のメッ
キ層を有していれば十分である。ここでのNiメッキ層
については、何ら限定はなく、光沢メッキ、無光沢メッ
キ、いずれでも可能である。またNiメッキ層であって
も、Fe−Ni拡散層であっても、前者の複合であって
も構わない。複合の場合には、両層の合計のNi量が1
g/m2以上であればよい。なお、Ni量の上限はコス
トの観点から決定すればよく、通常は18g/m2程度
である。。なお電池特性の観点から、最も好ましい形態
として、Fe−Ni拡散層の上層に、更に未再結晶の軟
質Niメッキ層が形成されている構成を例示できる。
る。
〜4の例では、いずれも、板厚0.3mmのNb−Ti
−Sulc鋼(未再結晶鋼板)を原板とし、Niメッキ
(1回目)→熱処理→Niメッキ(2回目)→調質圧
延、の順でサンプルを製造した。
キ(2回目)のそれぞれの条件を表1に示す。Niメッ
キの付着量については、電池缶の「外面になる面」/
「内面になる面」、それぞれについて表示している。
面のメッキ層の状態を、断面SEM観察、及び、GDS
分析により観察した。この結果は表2に示す。 (性能評価方法)前記鋼板サンプルをプレス加工し、通
常のLR06型アルカリマンガン電池用の缶を製造し、
この缶で評価を行った。 耐食性:正極端子部を上に向けて、塩水噴霧試験
(JIS−Z−2371)を3時間行い、赤錆発生状況
を目視観察した。錆なしを「○」、極軽微な錆(点状錆
が10個まで)ありを「△」、錆ありを「×」と評価し
た。 摺動性:heidon14型試験装置を用い、缶胴
側面を10mmφステンレス球で20gの荷重で摺動
し、動摩擦係数を求めた。0.15未満を「○」、0.
15超0.2未満を「△」、0.2以上を「×」と評価
した。 電池特性(接触抵抗):電池缶を60℃90%RH
に20日間放置した後、山崎精機研究所製電気接点シュ
ミレータCRS−1を用い、荷重100gにて接触抵抗
を測定した。10mΩ未満を「○」、10mΩ以上20
mΩ未満を「△」、20mΩ以上を「×」と評価した。 電池特性(放電時間):LR06型アルカリマンガ
ン電池を作製し、初期及び60℃×40日経時後で、
1.5A一定放電により0.9V到達時間を求め、初期
値を100として、経時後で80以上を「○」、90以
上を「◎」とした。
ように、本発明の実施例では良好な耐食性、摺動性、電
池特性が得られた。これに対して、比較例では、耐食
性、摺動性、電池特性のいずれかで良好な性質が得られ
なかった。
て、缶外面になる面に、地鉄とFe−Ni拡散層を介し
て形成されている再結晶軟質化されたNiメッキ層と更
にその上層に未再結晶の軟質Niメッキ層を有すること
により、耐食性、電池特性、摺動性に優れたメッキ鋼板
素材が得られた。
Claims (7)
- 【請求項1】 電池缶用のメッキ鋼板であって、缶外面
になる面に、地鉄とFe−Ni拡散層を介して形成され
ている再結晶軟質化されたNiメッキ層と、更にその上
層に未再結晶の軟質Niメッキ層を有することを特徴と
する電池缶用Niメッキ鋼板。 - 【請求項2】 未再結晶のNiメッキ層が、無光沢メッ
キによって形成されたものであることを特徴とする前記
請求項1に記載の電池缶用Niメッキ鋼板。 - 【請求項3】 未再結晶のNiメッキ層の付着量が、N
iとして0.1g/m2以上であることを特徴とする前
記請求項1または2に記載の電池缶用Niメッキ鋼板。 - 【請求項4】 再結晶軟質化されたNiメッキ層の付着
量が、Fe−Ni拡散層のNiと合計して9g/m2以
上であることを特徴とする前記請求項1から3のいずれ
かに記載の電池缶用Niメッキ鋼板。 - 【請求項5】 缶内面になる面に、Niメッキ層または
Fe−Ni拡散層を有し、その付着量がNi量として1
g/m2以上であることを特徴とする前記請求項1から
4のいずれかに記載の電池缶用Niメッキ鋼板。 - 【請求項6】 缶内面になる面に、Niメッキ層及びF
e−Ni拡散層を有し、その付着量がNi量として両層
の合計で1g/m2以上であることを特徴とする前記請
求項1から4のいずれかに記載の電池缶用Niメッキ鋼
板。 - 【請求項7】 缶内面になる面に、Fe−Ni拡散層と
その上層に未再結晶の軟質Niメッキ層を有することを
特徴とする請求項6に記載の電池缶用Niメッキ鋼板。
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