JP2006057145A - 半田付け性、耐食性および耐ホイスカー性に優れるSn系めっき鋼板およびその製造方法 - Google Patents
半田付け性、耐食性および耐ホイスカー性に優れるSn系めっき鋼板およびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006057145A JP2006057145A JP2004240514A JP2004240514A JP2006057145A JP 2006057145 A JP2006057145 A JP 2006057145A JP 2004240514 A JP2004240514 A JP 2004240514A JP 2004240514 A JP2004240514 A JP 2004240514A JP 2006057145 A JP2006057145 A JP 2006057145A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chemical conversion
- steel sheet
- plating layer
- layer
- whisker
- 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.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
【解決手段】 鋼板表面上に、溶錫処理によって形成されたFe−Sn合金層を介して被覆率が99.0%超えとなるCuを含有するSn系めっき層と、該Sn系めっき層の上層にPとSiを含有する化成皮膜を有し、前記Sn系めっき層中のSnの付着量を5.0〜20.0g/m2、Cuの付着量を0.05〜0.30g/m2の範囲とし、前記化成皮膜中のPの付着量を0.5〜10mg/m2、Siの付着量を3〜60mg/m2の範囲とすることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
Pb−Sn合金半田は、37%Pbを含有するもので融点が184℃と低いが、Pbフリー半田は、主流となりつつあるSn−3.5%Ag−0.75%Cu合金半田は、融点が219℃と高いため、Pb−Sn合金半田に比べて半田付け作業性が悪くなっている。このため、半田付け用の鋼板には、従来以上の半田付け性が要求されている。
(1)鋼板表面上に、溶錫処理によって形成されたFe−Sn合金層を介して被覆率が99.0%超えとなるCuを含有するSn系めっき層と、該Sn系めっき層の上層にPとSiを含有する化成皮膜を有し、前記Sn系めっき層中のSnの付着量を5.0〜20.0g/m2、Cuの付着量を0.05〜0.30g/m2の範囲とし、前記化成皮膜中のPの付着量を0.5〜10mg/m2、Siの付着量を3〜60mg/m2の範囲とすることを特徴とする半田付け性、耐食性および耐ホイスカー性に優れるSn系めっき鋼板。
この発明のSn系めっき鋼板は、鋼板表面上に、溶錫処理によって形成されたFe−Sn合金層を介してCuを含有するSn系めっき層を形成したものであり、この銅を含有するSnめっき層は、下地表面のほぼ全面を覆うように、具体的には被覆率が99.0%超えとなるように形成されたものである。Cuを含有するSnめっき層が、Fe−Sn合金層を被覆する割合、すなわち表面積での被覆率が99.0%以下であると、十分な半田付け性が得られないばかりでなく、耐食性も不十分となるからである。
ここで被覆率(面積率)は、走査型電子顕微鏡(SEM)を用い、倍率5000倍に拡大した表面を観察(10視野)し、各視野にてSn系めっき層が被覆している面積率を求め、これら測定した面積率の平均をSn系めっき層の被覆率としている。
ここで銅イオンを含有させたフラックスとしては、銅イオンを含有する塩化アンモニウム溶液(塩化アンモニウム水溶液と塩酸の混合液(pH2〜2.5)に塩化銅を添加)などが使用できる。また、上記フラックスの使用方法としては、フラックスに浸漬後に溶錫処理を行ってもよいし、フラックスを塗布した後に溶錫処理を行ってもよい。
なお、Sn系めっき層中のCuの付着量は、蛍光X線による表面分析により測定できる。
化成皮膜中のPは、りん酸塩としてSn表面を覆い、SnとSi化合物間のバインダーとして働き、化成皮膜を形成する。化成皮膜中のP付着量は、0.5〜10mg/m2の範囲とすることが必要である。0.5mg/m2未満では、化成皮膜の被覆が不十分であり、時間の経過とともにSn表面で酸化Snが成長して、半田濡れ性が劣るようになるからである。また、化成皮膜の被覆が不十分であるため、良好な耐ホイスカー性を得ることができない。一方、10mg/m2を超えると、半田とSn系めっき層の接触が阻害されて半田濡れ性が劣るからである。なお、P付着量の測定は、蛍光X線による表面分析により行った。
化成皮膜中に含有するSiの付着量は、3mg/m2未満ではめっき母板である化成皮膜の被覆が不十分で、時間の経過とともにSn表面で酸化Snが成長して半田濡れ性が劣るようになり、また、耐食性も劣化し、良好な耐ホイスカー性を得ることができないため、3mg/m2以上とする必要がある。また、化成皮膜中に含有するSiの付着量が60mg/m2超えであっても、十分な半田濡れ性と耐食性は得られるが、経済性を鑑み、化成皮膜中に含有するSiの付着量は60mg/m2以下とし、より好ましくは30mg/m2以下とする。
なお、Si付着量の測定は、蛍光X線による表面分析により行った。
冷延鋼板に電気Snめっきを施した後、Cuイオンを含有する塩化アンモニウム溶液のフラックスに浸漬した後、錫の融点(231.9℃)以上の温度で加熱溶融(リフロー)処理を行い、Fe−Sn合金からなる中間層と、上層のCuを含有するSn系めっき層を形成させ、引き続き、浸漬処理によって化成処理を行う。尚、リフロー処理後に表面に生成したSn酸化物を除去するため、15g/lの炭酸ナトリウム水溶液中で1C/dm2の陰極処理を行ってもよい。
例えば上記では、Snめっき層を、Cuイオンを含有するフラックスを用いて溶錫処理することにより形成したが、公知の方法にてSn−Cu合金めっきを施し、その後溶錫処理を施しても良い。
実施例1〜7
板厚0.4〜1.8mmの低炭素鋼または極低炭素鋼からなる冷延鋼板の両面に、電気めっき法によりSnめっきあるいはSn−Cu合金めっきを施した後、溶錫処理を施し、Fe−Sn合金層を形成させて、表1に示す片面当たりのCuを含有したSn付着量およびSn被覆率の錫系めっき層を形成した後、表2に示す3種類の化成処理液A〜Cから選んだ表1に示す化成処理液を用いて種々のPおよびSi付着量の化成皮膜を形成した。なお、表1の示したFe−Sn合金層、Snめっき層、化成皮膜の付着量、含有量は片面あたりの値である。ここで、Snめっき、Sn−Cu合金めっき、溶錫処理の条件を以下に示す。
塩化第一錫:75g/L
フッ化ナトリウム:25g/L
フッ化水素カリウム:50g/L
塩化ナトリウム:45g/L
pH:2.7
温度:65℃
電流密度:48A/dm2
めっき液:石原薬品製HTC−601
温度:45℃
電流密度:20A/dm2
温度:Snの融点(231.9℃)〜270℃
時間:0.05〜5sec
尚、比較のため、この発明の適正範囲外であるSn系めっき鋼板についても製造した。
Snの付着量は、Sn系めっき鋼板について蛍光X線分析によりSn系めっき層中およびFe−Sn合金層中のSn付着量の合計となるSn付着量を測定した後、Sn系めっき層を5%NaOH(1%KIO3含有)溶液により溶解し、鋼板上にFe−Sn合金層のみが残った状態としてから蛍光X線分析によりFe−Sn合金層中のSn付着量を測定し、先に求めた合計のSn付着量からFe−Sn合金層中のSn付着量を差し引くことにより求めた。
実施例および比較例の各Sn系めっき鋼板について、Pbフリー半田濡れ性、耐食性および耐ホイスカー性の性能評価を行った。
Pbフリー半田として、千住金属製のSn−3.5%Ag−0.75%Cu半田を用いた。半田温度を245℃とし、レスカ製「SAT−5100」装置を用いて平衡法にて、半田が濡れるまでのゼロクロスタイムを測定し、半田濡れ性の評価とした。なお、サンプルは板厚0.6mmのものを用い、温度105℃、湿度100%RHで圧力1.22×105Paの試験槽に8時間曝して加速劣化させた後評価した。サンプルの半田槽への浸漬は、浸漬速度3mm/sec、浸漬深さ3mmとした。ゼロクロスタイムは3秒以下を合格レベルとした。表1にその評価結果を示す。
塩水噴霧(JIS Z 2371準拠)8時間と噴霧休止16時間とを1サイクルとするサイクル腐食試験を3サイクル行い、赤錆びの発生面積率(%)で耐食性を評価した。なお、赤錆び面積率は3%以下を合格レベルとした。表1にその評価結果を示す。
サンプルを曲げ半径5mmで曲げ、−25℃と120℃の繰返し熱サイクルを500回行ったのち、曲げ部表面を走査型電子顕微鏡で観察し、ホイスカーの発生状況を観察した。ホイスカーの発生および長さで耐ホイスカー性を評価した。表1にその評価結果を示す。なお、ホイスカーの発生がない場合を、耐ホイスカー性に優れるものとして評価した。
図1に模式的に示すように、供試材1を、ポンチ径:50mmφ、クリアランス:板厚+0.4mm、ポンチ肩曲率:3mmR、ダイス肩曲率:3mmRのポンチ2とダイス3でプレス速度(絞り速度):50mm/minで深さ15mmのプレス絞り加工を行い、−25℃と120℃の繰返し熱サイクルを500回行ったのち、図1に示した供試材1の加工部4の化成皮膜が損傷を受けた表面を走査型電子顕微鏡で観察し、ホイスカーの発生状況を観察した。ホイスカーの発生および長さで耐ホイスカー性を評価した。表1にその評価結果を示す。なお、ホイスカーの発生がない場合を、耐ホイスカー性に優れるものとして評価した。
2 ポンチ
3 ダイス
4 供試材の加工部
Claims (4)
- 鋼板表面上に、溶錫処理によって形成されたFe−Sn合金層を介して被覆率が99.0%超えとなるCuを含有するSn系めっき層と、該Sn系めっき層の上層にPとSiを含有する化成皮膜を有し、前記Sn系めっき層中のSnの付着量を5.0〜20.0g/m2、Cuの付着量を0.05〜0.30g/m2の範囲とし、前記化成皮膜中のPの付着量を0.5〜10mg/m2、Siの付着量を3〜60mg/m2の範囲とすることを特徴とする半田付け性、耐食性および耐ホイスカー性に優れるSn系めっき鋼板。
- 前記化成皮膜は、Pと、シランカップリング剤およびアルコキシシランの1種または2種以上とを含有する化成処理液を用いて形成することを特徴とする請求項1に記載の半田付け性、耐食性および耐ホイスカー性に優れるSn系めっき鋼板。
- 鋼板表面上にSnめっきを施した後、Cuイオンを含有するフラックスを用いた溶錫処理を施して、鋼板表面上にFe−Sn合金層を介して被覆率が99.0%超えとなるCuを含有するSn系めっき層を形成し、その後、Pと、シランカップリング剤およびアルコキシシランの1種または2種以上とを含有する化成処理液を用いた化成処理を施して、PとSiを含有する化成皮膜を形成することを特徴とする請求項1または2に記載の半田付け性、耐食性および耐ホイスカー性に優れるSn系めっき鋼板の製造方法。
- 鋼板表面上にSn−Cu合金めっきを施した後、溶錫処理を施して、鋼板表面上にFe−Sn合金層を介して被覆率が99.0%超えとなるSn−Cu合金めっき層を形成し、その後、Pと、シランカップリング剤およびアルコキシシランの1種または2種以上とを含有する化成処理液を用いた化成処理を施して、PとSiを含有する化成皮膜を形成することを特徴とする請求項1または2に記載の半田付け性、耐食性および耐ホイスカー性に優れるSn系めっき鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004240514A JP4400372B2 (ja) | 2004-08-20 | 2004-08-20 | 半田付け性、耐食性および耐ホイスカー性に優れるSn系めっき鋼板およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004240514A JP4400372B2 (ja) | 2004-08-20 | 2004-08-20 | 半田付け性、耐食性および耐ホイスカー性に優れるSn系めっき鋼板およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006057145A true JP2006057145A (ja) | 2006-03-02 |
JP4400372B2 JP4400372B2 (ja) | 2010-01-20 |
Family
ID=36104869
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004240514A Expired - Fee Related JP4400372B2 (ja) | 2004-08-20 | 2004-08-20 | 半田付け性、耐食性および耐ホイスカー性に優れるSn系めっき鋼板およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4400372B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007262497A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Fujitsu Ltd | ウィスカ評価方法及びウィスカ評価装置 |
JP2009079272A (ja) * | 2007-09-27 | 2009-04-16 | Fujitsu Ltd | ウイスカおよびノジュールの観察方法 |
CN115302129A (zh) * | 2022-08-01 | 2022-11-08 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 一种不锈钢钎焊用锡焊膏及该锡焊膏的制备方法 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5261859B2 (ja) * | 2005-03-24 | 2013-08-14 | Jfeスチール株式会社 | 半田付け性、耐食性および耐ホイスカー性に優れるSn系めっき鋼板並びにその製造方法 |
JP6699633B2 (ja) * | 2017-07-25 | 2020-05-27 | Jfeスチール株式会社 | 塗装後耐食性と耐遅れ破壊特性に優れた高強度冷延鋼板及びその製造方法 |
-
2004
- 2004-08-20 JP JP2004240514A patent/JP4400372B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007262497A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Fujitsu Ltd | ウィスカ評価方法及びウィスカ評価装置 |
JP2009079272A (ja) * | 2007-09-27 | 2009-04-16 | Fujitsu Ltd | ウイスカおよびノジュールの観察方法 |
CN115302129A (zh) * | 2022-08-01 | 2022-11-08 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 一种不锈钢钎焊用锡焊膏及该锡焊膏的制备方法 |
CN115302129B (zh) * | 2022-08-01 | 2023-09-15 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 一种不锈钢钎焊用锡焊膏及该锡焊膏的制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4400372B2 (ja) | 2010-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100779334B1 (ko) | 표면 처리 주석 도금 강판 및 화성 처리액 | |
JP5754099B2 (ja) | 容器用鋼板の製造方法 | |
JP5845563B2 (ja) | 容器用鋼板の製造方法 | |
JP4626390B2 (ja) | 環境保護を配慮したプリント配線板用銅箔 | |
JP3873642B2 (ja) | 錫めっき鋼板 | |
JP5157487B2 (ja) | 容器用鋼板とその製造方法 | |
WO2012036204A1 (ja) | 容器用鋼板 | |
JP2009120919A (ja) | 容器用鋼板とその製造方法 | |
JP5186817B2 (ja) | 容器用鋼板 | |
CN108018513A (zh) | 一种热浸镀锌铝镁镀层钢板及其制造方法 | |
JP5186816B2 (ja) | 容器用鋼板とその製造方法 | |
KR102258538B1 (ko) | 금속판의 저장 동안에 금속판의 흑화 또는 변색을 감소시키기 위한 황산 이온을 함유하는 용액의 용도 및 그러한 용액으로 처리된 금속판 | |
JP5365335B2 (ja) | 錫めっき鋼板およびその製造方法 | |
JP5261859B2 (ja) | 半田付け性、耐食性および耐ホイスカー性に優れるSn系めっき鋼板並びにその製造方法 | |
JP4379005B2 (ja) | Si含有化成皮膜を有する錫系めっき鋼板の製造方法 | |
JP4400372B2 (ja) | 半田付け性、耐食性および耐ホイスカー性に優れるSn系めっき鋼板およびその製造方法 | |
EP1518944B1 (en) | Tin-plated steel plate and method for production thereof | |
JPH03138389A (ja) | めっき密着性および耐食性に優れたZn―Mg合金めっき鋼板およびその製造方法 | |
JP4321123B2 (ja) | 半田付け性に優れる錫めっき鋼板 | |
JP2004360004A (ja) | 半田付け性に優れる錫めっき鋼板 | |
JP3846210B2 (ja) | 表面処理鋼板 | |
JP2018135570A (ja) | Sn系合金めっき鋼板及びSn系合金めっき鋼板の製造方法 | |
JP3810743B2 (ja) | 後処理めっき鋼板 | |
JP2010255080A (ja) | 錫めっき鋼板およびその製造方法 | |
JP2004002982A (ja) | 表面処理鋼板 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060602 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070528 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090917 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Effective date: 20091006 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Effective date: 20091019 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121106 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |