JP2726008B2 - High performance Sn-based multi-layer plated steel sheet with excellent corrosion resistance, weldability and paint adhesion - Google Patents

High performance Sn-based multi-layer plated steel sheet with excellent corrosion resistance, weldability and paint adhesion

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JP2726008B2
JP2726008B2 JP23895794A JP23895794A JP2726008B2 JP 2726008 B2 JP2726008 B2 JP 2726008B2 JP 23895794 A JP23895794 A JP 23895794A JP 23895794 A JP23895794 A JP 23895794A JP 2726008 B2 JP2726008 B2 JP 2726008B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は例えば製缶(容器)用と
して好適な表面処理鋼板に関するものである。 【0002】 【従来の技術】近年、食品缶における製缶方式、缶デザ
インは著しく進歩かつ多様化し、これ等に適応する低価
格の缶用表面処理鋼板を求める声が高まっている。この
要求は、溶接缶、(特開昭55−41905・特開昭5
6−55590)イージーオープン缶蓋において顕著で
ある。 【0003】溶接缶は、接合部の強度が高く、接合不良
に基づく漏洩缶発生率が非常に低く、また接合部のラッ
プ代が小さく外観が美麗である事、及び製缶設備投資額
が少なくてすむ等の利点から、急速に発展している。 【0004】一方、イージーオープン缶蓋は、缶切りを
必要とせず、何時、何処でも容易に開缶可能である所か
ら、飲料缶ではほぼ100%使用されており、今後は全
ての食缶に採用されると考えられる。 【0005】現在、Al板は開缶性に優れている所から
イージーオープン缶蓋用素材に多く用いられ、また表面
処理鋼板(ブリキ)は、耐食性の問題からAlが使用出
来ない食品(例えばトマトジュース等、食塩を含む食
品)に使われている。しかし、最近鋼板材質及び缶蓋デ
ザインの面から検討された結果、Al板に劣らない開缶
性を持つブリキ板のイージーオープン缶蓋が製造可能と
なり、更に缶価格を低減する新素材が要求される様にな
った。 【0006】溶接缶用素材は、溶接性に優れている事は
勿論であるが、塗装性及び塗装後の耐食性に優れている
事も要求される。イージーオープン缶蓋では開缶を容易
にし、中味を取り出すのに充分な大きさの口を開けるた
め、表面にV型ノッチを入れる即ちスコア加工し、その
開口部を引きちぎる起点となるタブの張り出しや、絞り
加工、その部分にタブを固定するカシメ、いわゆるリベ
ット加工等、厳しい加工が施される。従って、イージー
オープン缶蓋材には、鋼板そのものの加工性は勿論、そ
の表面被覆層にも、次の様な性能も要求されている。 【0007】(a)リベット加工及びスコア加工によっ
て、被覆層にクラックが生じない事、生じたとしても地
鉄に達しない事。 【0008】(b)加工部の塗装性能を劣化させない
事。 【0009】この他、全体として、塗装性及び塗装後耐
食性に優れている事も要求されている。又、イージーオ
ープン缶蓋以外の缶蓋、缶胴に対しても、まきしめ等の
苛酷な加工が行なわれるので、折り曲げ加工部等に対し
ても上記と同様な特性が要求されている。 【0010】上記の様な要求に応えるものとして、溶接
缶用には#25あるいは#50ブリキ(Snメッキ量2
800mg/m2 、5600mg/m2 )、イージーオ
ープン缶用には#25〜#75ブリキ(Snメッキ量2
800〜8400mg/m2)等が用いられて来たが、
錫価格の高騰で高価となり、より安価な低Sn付着量で
各性能に優れた素材が強く要求されるようになった。 【0011】 【発明が解決しようとする課題】かかる状況から、本発
明者等は、溶接缶用素材のより一層の性能向上、及びイ
ージーオープン缶蓋或いは通常の缶蓋としても使用可能
なSn付着量が多いブリキに代る安価で各性能に優れた
素材の開発を目的に、種々検討した結果、高性能Sn系
多層メッキ鋼板を開発したものである。 【0012】 【課題を解決するための手段】本発明は、鋼板表面に、
反該鋼板側にNi濃度10%以下のNi−Fe系合金被
覆層を有し該鋼板側に前記反該鋼板側Ni−Fe系合金
被覆層のNi濃度を超えたNi濃度のNi−Fe系合金
被覆層を有しかつ前記反該鋼板側と該鋼板側Ni−Fe
系合金被覆層の平均Ni濃度が20%未満の二層構造N
i−Fe系合金被覆層、該二層構造Ni−Fe系合金被
覆層の上層にSn被覆層、さらに最上層にクロメート系
処理層を形成させた事を特徴とする耐食性、溶接性と塗
装密着性にすぐれた高性能Sn系多層メッキ鋼板であ
る。 【0013】特に、上記の被覆層の形成は通常のブリキ
鋼板製造工程における加熱溶融処理(所謂、メルト処
理)を二層型Ni−Fe系合金下地被覆処理、Snメッ
キ処理に続いて行なう事によって、Ni−Fe系合金と
Snとの拡散反応による均一緻密な合金層の形成を行な
わしめる事によって、より性能が向上する。 【0014】而して、本発明の被覆処理層を設けた鋼板
は、塗装されてから使用される電気抵抗溶接法による溶
接缶、或いは厳しい加工を受けるイージーオープン缶蓋
等に使用されるが、本発明は次のような特徴がある。 【0015】(A)平均Ni含有量が20%未満のNi
−Fe系合金被覆層にSnメッキ層を被覆すると図1で
示すようにSnの均一被覆性を著しく増加する。(図1
はNi−Fe系合金メッキ層の平均Ni濃度とIEV
(Iron ExposureValue=鉄露出量)
の関係を示す図)この結果、Snのピンホールが少なく
なるので、耐食性向上効果が著しく、低付着量のSnメ
ッキ層を被覆する場合特にその効果が著しい。 【0016】(B)塗装焼付け処理(160〜220℃
で、10〜60分程度)或いはSnメッキ後のメルト処
理によって、生成されるSnとNiの合金層が、鋼板素
地に直接Snメッキを施された場合のFe−Sn系合金
層に比し、図2で示すように極めて均一緻密に生成され
る。その結果、合金層のピンホールが少なくなり、Sn
の溶出速度が減少し、低Sn付着量でも耐食寿命の延長
が期待できる(図2(a)はNi−Fe合金メッキ層中
の平均Ni濃度とATC(Alloy−TinCoup
letest=合金層−錫連結電流測定試験)及びSn
溶出量との関係を示す図、同図(b)はNi−Fe合金
メッキ層中の平均Ni濃度とSn溶出量との関係を示
図)。 【0017】(C)上記Ni−Fe合金被覆層とSnと
の間に生成される合金層が均一微細なため塗装焼付け等
の加熱処理を受けた場合のSn拡散合金層の生成を抑制
する効果が大きく、合金化されないSn被覆層(フリ−
Sn層)が図3に示すように残存し易い(図3はNi−
Fe合金メッキ層中の平均Ni濃度とベーキング後のフ
リーSnの残存量との関係を示す図)。 【0018】その結果、フリーSnの残存効果により、
溶接性を向上する。 【0019】リベット加工、スコア加工等の苛酷な加工
に対しても、クラックの発生を防止する効果が大きい。 【0020】例え、クラックが発生しても、各被覆層は
結晶形態及び硬度の異なる構成であるため、クラックの
伝播は各層の境界部で停止し(鋼表面)、耐食性は維持
される。 【0021】同一Sn付着量のメッキ鋼板で比較した場
合、製缶工程における被覆層の疵付き或いは欠陥部等に
対する防食効果は本発明のようにフリーSn残存の多い
程有利であり、しかも腐食環境におけるSn金属自体が
なくなるまでの期間が長くなるので耐食寿命延長の効果
が得られる、等の利点を有する。 【0022】さらに本発明について詳細に説明する。 【0023】本発明において薄鋼板には現在鉄鋼業界で
広く一般に行なわれているブリキ、ティンフリースチー
ル(T.F.S.)等の表面処理鋼板用として製造され
ている例えば冷間圧延、焼鈍調質圧延又は2回目冷間圧
延等を施され、表面処理鋼板用原板として調整された各
種の冷延鋼板を用いる。 【0024】鋼板は、現在表面処理鋼板製造の前処理即
ちアルカリ洗滌、酸洗を施して表面活性化した後、Ni
−Fe合金メッキが施される。Ni−Fe系合金メッキ
浴は硫酸塩浴、塩化物浴、硫酸塩−塩化物浴、シアン
浴、クエン酸浴、ピロリン酸浴等多くあるが、硫酸塩
浴、硫酸塩−塩化物浴、もしくは塩化物系浴がメッキ作
業性、コスト面から適している。 【0025】例えば硫酸鉄−硫酸ニッケル−酢酸ソーダ
ー−硫酸ソーター系浴、或いは硫酸鉄−硫酸ニッケル−
塩化ニッケル−ホウ酸系浴等が用いられる。 【0026】而して、Ni−Fe系合金メッキ下地被覆
層の被膜構成は、平均Ni含有量20%未満、好ましく
はNi含有量15%未満のNi−Fe系合金被膜組成の
ものを用いる必要がある。平均Ni含有量が20%以上
では、塗装焼付け等の加熱処理を行なった場合にSnの
拡散反応によりNiを含有する合金化反応が著しくなり
生成される合金層の均一緻密性が増加し合金層のピンホ
ールは減少する(所謂ATC値の減少)が、フリーで残
存するSn被覆層が減少するので溶接性、耐食寿命に好
ましくない。 【0027】以上の点から、平均Ni含有量は20%未
満、好ましくは10%以下のNi−Fe系合金被覆層が
選定される。 【0028】また、平均Ni含有量の下限は0.5%以
上、好ましくは2%以上の範囲で使用されるが、これは
平均Ni含有量が0.5%未満ではSnとの反応により
生成される合金層の均一緻密性を劣化する傾向にある。 【0029】本発明において重要なのは、Ni−Fe系
合金下地被覆層の構成を、Snメッキ層と接触するNi
−Fe系合金層の表面側(反鋼板側)のNi含有量を1
0%以下で構成し、その下層鋼(鋼板側)の鋼板表面と
接触する被覆層のNi含有量を高くして、二層型Ni−
Fe系下地合金層の平均濃度を20%未満に維持するこ
とである。 【0030】この場合Snとの塗装焼付け時の加熱処理
によって生成される合金層の成長が、Snと接触する面
でNi濃度が少ないために抑制されフリーなSnの残存
量が多くなる。 【0031】一方下面側に生成されるNi含有量の多
い、Sn、Fe、Niからなる合金層は均一緻密性にす
ぐれ、ATC値の低い、ピンホールの少ない合金層に生
成される。 【0032】このようなNi含有量の二層型Ni−Fe
系合金下地被覆層は、同一メッキ浴組成を用いて鋼板に
最初電流密度を高くしてNi−Fe系合金メッキを行な
い、続いて電流密度を低くしてNi−Fe系合金メッキ
を行なう事によって容易に形成される。 【0033】或いは電気メッキ浴のNiイオン濃度の調
整によって、最初はNi濃度の高いメッキ浴で電解処理
を行ない、次いでNiイオン濃度を低下せしめたメッキ
浴を用いて、電解処理を施す事によって容易に形成でき
る。 【0034】又、下地被覆層としての二層型Ni−Fe
系合金層の被膜量は、10〜500mg/m2 、好まし
くは50〜200mg/m2 の付着量のものがよい。 【0035】これは、該被膜量が10mg/m2 未満で
は、鋼板表面を均一に安定して被覆するのが困難になる
場合があり、本発明の目的とするフリーSnの残存効果
及びNiを含有する、緻密な合金層の均一生成を劣化す
る傾向にある。 【0036】一方、500mg/m2 をこえると、二層
型Ni−Fe系合金被覆層は鋼板、Fe−Sn系の合金
層に比較して、幾分硬質なため、曲げ加工、リベット加
工等においてクラックの発生を生じるので好ましくない
場合がある。 【0037】而して、この二層型Ni−Fe系合金被覆
層を設ける方法は、上記範囲の付着量で鋼板表面を均一
に安定して被覆するためと、また電気メッキ後の活性面
に直ちにSn被覆層を電気メッキする事によって、均一
な電着Sn被覆層を得るために二層型Ni−Fe系合金
被覆層は電気メッキ法で施す事がよい。これは、図4に
示すように、Niメッキ後加熱拡散処理、或いはNi塩
を鋼板表面に塗布後加熱拡散処理を施して設けたNi−
Fe系合金被覆層の表面に、電気Snメッキ層を設けた
場合のすなわち電気Snメッキ層の均一被覆性を測定し
た結果である(図4は各種Ni−Fe下地処理とIEV
の関係を示す図)。電気メッキ法によるNi−Fe系合
金下地被覆層上に設けたSn被覆層の均一被覆性がすぐ
れている事が明らかである。 【0038】尚、Ni−Fe系合金下地被覆層中に不可
避的不純物として含有されるCo、Sn等が含有されて
も何ら本発明の効果を妨げるものではない。 【0039】次いで、これらの二層型Ni−Fe系合金
下地被覆層を施してから、水洗後にSnメッキの上層メ
ッキを行なう。このSnメッキ法はその方法、電解処理
条件等何ら規定するものではなく、現在ブリキの製造で
広く用いられているフェロスタン浴、ハロゲン浴、ある
いはその他のSn電気メッキ浴の何れを使用してもよ
い。 【0040】又、Snメッキ量は特に規定するものでは
ないが、低Sn付着量の場合に、下層の二層型Ni−F
e系合金下地被覆層の効果によって、均一緻密な合金層
の安定生成、フリーなSn被覆層より多くの確保、Sn
被覆層の均一電着性の著しい向上により、すぐれた耐食
性、溶接性、耐食寿命の延長を計るものであるから、S
n付着量2500mg/m2 以下、好ましくは1500
mg/m2 以下のSn付着量を適用するのが、特に前記
の効果が大きく、経済的に望ましい。 【0041】又、Sn付着量の下限量は、下地層が二層
型Ni−Fe系合金被覆層とはいえ、あまり少ないと製
缶工程における加熱処理を受けた場合に、フリーなSn
被膜量の残存が少なく、メッキ欠陥部の防食機能が劣る
事、又被覆層が殆んどNi、Fe、Snを含有する合金
層で形成されるためフリーなSn被覆量が多い場合に比
して接触抵抗が高くなり、溶接性が劣る事などによる問
題から、500mg/m2 以上、好ましくは600mg
/m2 以上がよい。 【0042】Snメッキ、水洗後に、本発明においては
クロメート系処理を行なってもよく、またクロメート系
処理の前に通常のブリキ製造工程において行なわれる加
熱溶融処理(メルト処理)を行なってもよい。特に、本
発明においてこのメルト処理を実施する事によって、メ
ルト処理を行なわずに塗装焼付け処理等の加熱処理によ
って生成される合金層に比して、Snが溶融した状態で
Ni−Fe系合金被覆層と短時間で反応するためか、極
めて均一微細な合金層が生成されるためか、ATC値が
極めて低くなるとともに、製缶工程において受ける加熱
処理に対してこの合金層が鋼板表面とメッキ層Snの拡
散阻害層となって、フリーSnの減少を防止する効果が
大きくなり、溶接性、耐食性の点で極めて有利である。
さらに、メルト処理による均一緻密な合金層の生成によ
るATC値の向上により、Snの腐食環境での溶出速度
が小さくなるので、塗装された場合の塗膜下腐食の点で
も有利である。 【0043】このメルト処理において、Snメッキ後通
常はメッキ浴の濃度を低くした溶液中に浸漬して、該溶
液をフラックスとしてSnメッキ面に塗布されて加熱溶
融される。本発明においては下地Ni−Fe合金被覆層
の影響により、この方法では外観が黒っぽい光沢状にな
るので、前記溶液の代りに水道水又はメッキ浴の1/1
0以下の希薄溶液中に浸漬して、メルト処理を行なうの
が外観が白色光沢状になるので特に好ましい。 【0044】次いで、該Snメッキ層表面にクロメート
系処理が施される。 【0045】Snの上層メッキを施した後、更に塗装性
及び塗膜性能を向上せしめる目的でクロメート処理を施
す。クロメート被膜は、缶用塗料の密着性向上及び缶内
面において、水溶液状の内容物が塗膜を透過し、鋼板と
塗膜界面で腐食が進行するいわゆるアンダーカッティン
グコロージョンを防止するのに大きな効果がある。而し
て、長期にわたり、塗膜の密着性が劣化せず、良好な耐
食性が保持される。クロメート被膜は又、S化合物を含
む食品、例えば魚肉、畜産物等の場合にみられる鋼板表
面の黒変、即ち硫化黒変を防止する効果が大きい。かく
の如く、クロメート被膜は、特に塗装して用いられる場
合には性能向上に有効であるが、溶接にとっては有害で
ある。ここでいうクロメート被膜は、水和酸化クロム単
一の被膜即ち本来のクロメート被膜と、今一つは下層に
金属Cr、その上に水和酸化クロムの2層より成る被膜
の2つの場合を指している。水和酸化クロム被膜は電気
的には絶縁体であり電気抵抗も高く、金属クロムは電気
抵抗及び融点が高いので、いづれも溶接性を劣化せしめ
る傾向にある。 【0046】而して、本発明においては溶接缶用用途を
対象とした場合には、金属クロム換算でCr付着量が片
面当り5〜20mg/m2 、好ましくは7.5〜15m
g/m2 、が選定される。また、缶蓋等のシビアーな加
工を施し、溶接或いは半田による接合方式を採用しない
用途には、5〜50mg/m2 、好ましくは7.5〜3
5mg/m2 のCr付着量が選定される。 【0047】即ち、Cr付着量が5mg/m未満で
は、塗料密着性の向上、アンダーカッティングコロージ
ョン等の塗膜下腐食の防止等に効果が得られないので5
mg/m以上のCr付着量が、好ましくは7.5mg
/m以上の付着量がよい。 【0048】又、溶接缶を対象とした場合には、Cr付
着量が20mg/m2 をこえると接触抵抗の増加が著し
くなるので、溶接電流を増加する必要があり、散りの発
生が生じ易くなるなど溶接範囲がせまくなるので溶接性
が劣化する。そのために、Cr付着量は20mg/m2
以下、好ましくは15mg/m2 以下がよい。溶接缶以
外のその他用途に供する場合には、塗装性能の面からC
r付着量が多い方が好ましいが、Cr付着量が50mg
/m2 をこえると外観が劣化する(黄着色又は黒っぽい
外観になる)ので好ましくなく、40mg/m2 以下の
Cr付着量が好ましい。 【0049】クロメート処理は、クロム酸、各種のクロ
ム酸のNa、K、あるいはアンモニア塩の水溶液による
浸漬、スプレイ処理、陰極電解処理等、何れの方法で行
なっても良いが、陰極電解処理が優れている。就中、C
rO3 にSO4 イオン、Fイオン(錯イオンを含む)あ
るいはそれ等の混合物を添加した水溶液中で陰極電解処
理する方法が最も優れている。CrO3 の濃度は20〜
100g/lの範囲で充分であるが特に規制する必要は
ない。添加する陰イオンの量は、6価のクロムイオン濃
度の1/300〜1/25好ましくは1/200〜1/
50の濃度の時、最良のクロメート被膜が得られる。陰
イオン濃度がCrの1/300以下では、均質かつ均一
で、塗装性能に大きく影響する所の良質のクロメート被
膜が得難くなる。1/25以上では、生成するクロメー
ト被膜中に取り込まれる陰イオンの量が多くなり被膜の
性能が劣化する。浴温は特に規制する必要がないが、3
0〜70℃の範囲が作業性の面から適当である。陰極電
解電流密度は5〜100A/dm2 の範囲で充分であ
る。処理時間は、前記処理条件の任意の組合せにおい
て、クロメート付着量が前記に示した様に、その用途に
対応して5〜20mg/m2 の範囲になる様に設定す
る。 【0050】特に、本発明においては、CrO3 溶液に
SO4 -2 又はF- イオンを上記範囲で添加し、電流密度
50A/dm2 〜100A/dm2 で0.2秒以下の短
時間処理を行なうのが好ましい。 【0051】この処理により、図5に示す様に、金属C
r層がSnメッキ層上に5〜15mg/m2 析出し、そ
の上層に水和酸化クロムからなる二層クロムが生成され
る。この水和酸化クロム層は、電解処理後の溶液中での
浸漬時間の調整或いは別に設けられた処理タンクでの濃
度の異なるCrO3 −陰イオン系浴での溶解処理等によ
ってその被膜量が調整される(図5はクロメート電解処
理条件とクロム付着量の関係を示す図である)。 【0052】この金属Cr層の析出がSn表面上に均一
に行なわれる事によって、塗装性能の向上が著しく、特
にSnメッキ後にメルト処理を施してこれらのクロメー
ト系処理を施したものが更に一段と塗装性能の向上が著
しい。 【0053】これは、容器用素材として使用される場合
に、クエン酸等の有機酸の水溶液が含有される腐食環境
では、塗膜を通して侵入してくる腐食水溶液に対してS
n金属の塗膜下での腐食の進行が比較的著しいために、
析出金属Cr層を設けて腐食水溶液がSn金属表面に到
達するのを抑制できるので好ましい。而して、上記付着
量の範囲において、この二層型クロメート被膜における
金属Cr層とオキサイドクロム層の比が0.6≦オキサ
イドクロム/金属クロム≦3の範囲が好ましい。 【0054】即ち、金属Cr量に比して、Cr+3クロム
を主成分とする水和酸化クロムを主体とするオキサイド
クロムの量が少ない場合、オキサイドクロムの金属クロ
ムに対する均一被覆性が劣るため、塗料の密着性が劣る
傾向にある。また金属Cr層に比して、オキサイドクロ
ム層の量が多い場合、オキサイドクロム層中に含有され
る陰イオン、Cr+6イオンが多くなり、塗装後高温の腐
食環境に曝された場合等にこれら陰イオンの溶出によ
り、塗膜下で微小フクレ(所謂、ブリスター)が発生し
易くなるので好ましくない。 【0055】従って、オキサイドクロムと金属クロムの
構成比率を上記の如く0.6〜3倍、好ましくは1.0
〜2.5倍の範囲に設定するのが好ましい。 【0056】また、メルト処理を行なった場合に、極く
微量のNi金属がSnメッキ層表面に拡散して析出する
ため、上記被膜構成のクロメート系処理において塗膜の
密着性向上が著しく、塗膜下腐食の進行が抑制されるの
で特に好ましい。処理浴に添加される陰イオンとしては
硫酸、硫酸クロム、弗化アンモン、弗化ソーダーの化合
物などの形態でクロム酸浴中に添加される。 【0057】上述の如き、本発明の表面処理鋼板は現在
ブリキの製造に用いられている各種の連続メッキ装置
に、Ni−Feメッキ装置、あるいは更にNiメッキ装
置を付加した装置によって、効率よく製造する事が出来
る。 【0058】鋼板表面にNi−Fe合金層を形成せし
め、更にその上にSnメッキを施す方法については、既
に知られている。これ等の方法は、何れも冷延鋼板にN
iメッキを施すか又はNi塩の水溶液を塗布し、しかる
後加熱して鋼板表面上のNiメッキ層を鋼中へ拡散せし
めるか又はNi塩を分解還元し、鋼板中へ還元したNi
を拡散せしめ、Ni−Fe合金層を形成せしめるという
ものである。従ってNiを短時間で鋼中へ拡散せしめる
には、鋼の再結晶温度以上に加熱する必要がある所か
ら、加熱は、焼鈍を兼ねて行なわれその後に調質圧延が
必要である。調質圧延によって形成された拡散層即ちN
i−Fe合金層はかなりの損傷を受け、耐食性の劣化を
生じる。又、加熱による拡散は、加熱条件(温度、時
間、雰囲気等)影響を受け、安定した合金組成、被膜厚
さのものが得難い。更に拡散は、鋼表面の結晶粒界で選
択的に進行する傾向が強く、合金層被膜の均一性が悪く
なる。 【0059】上述の如き、従来の方法に対し、本発明の
方法は、焼鈍、調質圧延後の鋼板表面へ、電気メッキに
よって二層型Ni−Fe合金層を施すものであるため、
任意の合金組成の被膜を、任意の厚さに均一かつ安定し
て付与せしめる事が出来るため、より優れた性能が得ら
れる。 【0060】以下に本発明の実施例について述べる。 【0061】表面清浄化した冷延鋼板表面に(A)に示
す条件で二層型Ni−Fe二元合金下地被覆を電気メッ
キ法で所定量形成させた。 【0062】続いて(B)に示す条件で該被覆層表面に
所定量のSn被覆層を設けた。その後、260℃で
間のメルト処理を行ない、或いはそのまま(C)に示す
条件で電解クロメート処理を行ない、さらに塗油を行な
い、各種の評価テストに供した。 【0063】 (A)Ni−Fe系合金下地被覆処理 メッキ浴組成 NiSO4 ・6H2 O 75g/l NiCl2 140g/l FeSO4 ・7H2 O 70〜170g/l (鉄濃度に対応して変更) H3 BO3 45g/l メッキ浴温 50℃ 電流密度 15A/dm2 〜3A/dm2 二層型Ni−Fe系合金メッキを行なうため、電解初期
は高電流密度メッキを行ない、電解終期は低電流密度メ
ッキを行ない、表面側(反鋼板側)のNi含有量を下層
側(鋼板側)より低くなる様に調整した。 【0064】 (B)Snメッキ被覆処理 メッキ浴組成 硫酸錫 20〜30g/l フェノールスルフォン酸 25〜35g/l (65%溶液) メッキ浴温 50℃ 電流密度 15A/dm2 (C)電解クロメート系処理 処理法(a):浴組成 Na2 Cr27 25g/l 浴 温 60℃ で5A/dm2 〜8A/dm2 で2秒間処理 処理法(b):浴組成 60g/l CrO3 −0.4g/l SO4 -2 浴 温 50℃ で10A/dm2 、1秒間処理 処理法(c):浴組成 100g/l CrO3 −0.6g/l SO4 -2 浴 温 45℃ で60〜80A/dm2 、0.1秒間処理 上記各処理材について以下に示す[A]〜[F]の項目
について実施し、その性能を評価した。 【0065】[A] Snメッキ層の均一被覆性 0.2mol炭酸ナトリウムと0.005mol食塩水
溶液に炭酸水素ナトリウムを添加しpH10に調整した
試験液中にメッキサンプル(10×10mm)を浸漬
し、ポテンショスタットを使用し標準甘コウ電極に対
し、アノード側1.2Vの定電位電解を行ない、3分後
の電流を測定しSnメッキ層の均一被覆性(IEV)
評価した。 【0066】[B] シーム溶接性 ラップ代0.5mm、溶接圧力45ng、溶接スピード
420缶/minの条件で、溶接電流を変化させて、充
分な溶接強度が得られる最小溶接電流とスプラッシュ等
の溶接欠陥の発生が目立ち始める溶接電流の範囲の広
さ、及び溶接欠陥の発生状況を総合的に判断して評価し
た。 【0067】[C] U.C.C.(Under Cu
tting Corrosion=アンダーカッティン
グコロージョン=塗膜下腐食)評価テスト 製缶用エポキシフェノール(フェノールリッチ)塗料を
片面当りの乾燥重量として50mg/dmとなるよう
サンプルの試験面に塗布し、205℃×10分焼付を行
ないさらに180℃×20分の空焼を行なった。そして
塗装面にナイフでスクラッチを入れ、腐食液(1.5%
クエン酸−1.5%食塩)中に浸漬し、大気開放下で5
5℃で4日間保定した後、スクラッチ部及び平面部をテ
ープ剥離してスクラッチ部の塗膜剥離状態、スクラッチ
部穿孔腐食状態(ピッティング)、及び平面部の塗膜剥
離状態を判定した。 【0068】[D] 耐硫化黒変テスト [C]と同様な塗装を施した試片に1t曲げ加工を施し
市販のサバ水煮をミキサーにて均一化したものの中に浸
漬し、115℃×90mmのレトルト処理を行なった。
レトルト処理後、曲げ加工部及び平板部の硫化黒変性を
評価した。 【0069】[E] 耐糸錆テスト [C]と同様な塗装を施した試片にナイフでスクラッチ
を入れ、試片中央部にエリクセン試験器で4mmの張り
出し加工を行なった後、塩水噴霧試験機で5%NaCl
を3時間噴霧した。 【0070】そして試片を水洗乾燥後乾球38℃、湿球
35.5℃、相対湿度85%の恒温恒湿試験機中に試片
を入れ、60日間放置した。そして試片塗膜スクラッチ
部の糸錆発生状況を目視判定することによって耐糸錆性
を評価した。 【0071】[F] EOE加工材の性能評価 イージーオープンエンド(EOE)加工後の内面耐食性
の評価を目的として、0.22mm厚の試料に、EOE
用エポキシ・フェノール系塗料を45mg/dmにな
る様に塗装後、EOE加工を行ないリベット加工、スコ
ア加工(スコア残厚75μ)、カウターシンク部につい
て、各々の加工部のクラック発生状況、[C]のU.
C.Cテストと同一条件でのテスト後に上記加工部の塗
膜下腐食状況の観察評価、[D]の硫化黒変テストと同
一条件での評価テスト後の硫化黒変状況の評価、及びE
OE加工後の試験片を125℃の5%NaCl溶液中に
1時間浸漬する処理(レトルト処理)を行い、その後前
記試験片の各加工部にセロハン粘着テープであるセロテ
ープ(登録商標)を貼付し剥離した後の塗膜の剥離状況
を評価し、各々の評価結果を総合的に判断して、EOE
加工後の性能評価を行なった。 【0072】 【表1】
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to, for example, cans (containers).
The present invention relates to a surface-treated steel sheet that is suitable for use as a steel sheet. [0002] 2. Description of the Related Art In recent years, a can-making system for food cans,
Inns have significantly advanced and diversified,
There has been a growing demand for surface treated steel sheets for cans. this
The requirements are welding cans, (Japanese Unexamined Patent Publication No. 55-41905
6-55590) Notable in easy-open can lids
is there. [0003] Welded cans have high joint strength and poor joints.
Is very low, and the joint
The cost is small and the appearance is beautiful, and the amount of can-making equipment investment
It is rapidly evolving from the advantages such as the need for less. [0004] On the other hand, the easy open can lid has a can opener.
A place that can be easily opened anytime and anywhere without need
Almost 100% are used in beverage cans.
It is considered to be used for all food cans. [0005] At present, Al plates have excellent openability.
Often used for easy open can lid materials
Al is used for treated steel sheet (tin) due to corrosion resistance.
Food that does not come (for example, food containing salt, such as tomato juice)
Product). However, recently, steel plate materials and can lid
As a result of consideration from the aspect of Zine, the can open is not inferior to Al plate
Easy-open tin lid of tin plate can be manufactured
New materials that can further reduce the price of cans
Was. [0006] The material for welding cans has excellent weldability.
Of course, it has excellent paintability and corrosion resistance after painting
Things are also required. Easy open can lid makes opening cans easy
And open the mouth large enough to remove the contents
In order to put a V-shaped notch on the surface,
The overhang of the tab, which serves as the starting point for tearing the opening, and the aperture
Processing, caulking to fix the tab to that part, so-called Ribe
Severe processing such as cut processing is performed. Therefore, easy
The open can lid material has not only the workability of the steel plate itself, but also
The following performance is also required of the surface coating layer. (A) Riveting and scoring
The coating layer does not crack, and if
Do not reach iron. (B) Does not degrade the coating performance of the processed part
Thing. In addition, as a whole, paintability and post-paint resistance
It is also required to be excellent in food quality. Also, Easy
For can lids and can bodies other than open can lids,
Since severe processing is performed, bending parts etc.
However, the same characteristics as above are required. [0010] In order to meet the above demands, welding
For cans # 25 or # 50 tin (Sn plating 2
800mg / mTwo , 5600mg / mTwo ), Easyo
# 25- # 75 tin for open cans (Sn plating amount 2
800-8400mg / mTwo) Etc. have been used,
Higher tin price makes it more expensive and less expensive
Materials with superior performance have been strongly demanded. [0011] SUMMARY OF THE INVENTION Under such circumstances, the present invention
It is clear that the performance of the material for welding cans has been further improved and
Can be used as a can open lid or a regular can lid
Inexpensive alternative to tin with high Sn adhesion
As a result of various studies for the purpose of material development, high-performance Sn-based
This is a multi-layer plated steel plate developed. [0012] SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a steel plate having
On the opposite side of the steel sheet, a Ni--Fe alloy having a Ni concentration of 10% or less is coated.
A Ni-Fe-based alloy having a cover layer on the steel sheet side;
Ni-Fe based alloy with Ni concentration exceeding the Ni concentration of the coating layer
Ni-Fe having a coating layer and being opposite to the steel sheet side and the steel sheet side
Structure N in which the average Ni concentration of the base alloy coating layer is less than 20%
i-Fe-based alloy coating layer, the two-layer Ni-Fe-based alloy coating
Sn coating layer on top of covering layer, chromate based on top layer
Corrosion resistance, weldability and coating characteristics characterized by forming a treatment layer
High performance Sn-based multi-layer plated steel sheet with excellent mounting adhesion
You. In particular, the formation of the above-mentioned coating layer is carried out by a usual tinplate.
Heat melting process (so-called melt process) in the steel sheet manufacturing process
Treatment), a two-layer Ni-Fe alloy base coat treatment, Sn plating
By following the gating treatment, Ni-Fe alloy
A uniform and dense alloy layer is formed by a diffusion reaction with Sn.
By improving, the performance is further improved. Thus, the steel sheet provided with the coating treatment layer of the present invention
Is melted by the electric resistance welding method used after painting.
Easy open can lid which receives contacting or severe processing
The present invention has the following features. (A) Ni having an average Ni content of less than 20%
When the Sn plating layer is coated on the Fe-based alloy coating layer, as shown in FIG.
As shown, the uniform coverage of Sn is significantly increased. (Figure 1
Is the average Ni concentration of the Ni-Fe alloy plating layer and the IEV
(Iron ExposureValue = iron exposure)
As a result, the number of Sn pinholes is small.
Therefore, the effect of improving the corrosion resistance is remarkable, and
The effect is particularly remarkable when the cover layer is coated. (B) Paint baking treatment (160 to 220 ° C.)
Or about 10 to 60 minutes) or melt treatment after Sn plating
The resulting Sn-Ni alloy layer is
Fe-Sn alloy when Sn plating is applied directly to the ground
Compared to the layer, it is very uniform and dense as shown in FIG.
You. As a result, the number of pinholes in the alloy layer decreases, and Sn
Dissolution rate is reduced, and corrosion resistance life is extended even with low Sn deposition
(Fig. 2 (a) shows the Ni-Fe alloy plating layer
Average Ni concentration and ATC(Aloy-TinCoup
letest = alloy layer-tin connection current measurement test)And Sn
FIG. 3B shows the relationship with the amount of elution, and FIG.
The relationship between the average Ni concentration in the plating layer and the amount of Sn eluted is shown.
Figure). (C) The Ni—Fe alloy coating layer and Sn
Since the alloy layer generated during the process is uniform and fine, baking paint etc.
Suppresses the formation of Sn diffusion alloy layer when subjected to heat treatment
Effect is large, and the uncoated Sn coating layer (free)
Sn layer) tends to remain as shown in FIG. 3 (FIG. 3 shows Ni-
Average Ni concentration in Fe alloy plating layer and flow after baking
FIG. 4 is a diagram showing the relationship with the remaining amount of Lee Sn). As a result, due to the residual effect of free Sn,
Improves weldability. Severe processing such as rivet processing and score processing
Again, the effect of preventing the occurrence of cracks is great. Even if cracks occur, each coating layer
Since the crystal structure and hardness are different,
Propagation stops at the boundary of each layer (steel surface), maintaining corrosion resistance
Is done. In the case of comparison between plated steel sheets having the same Sn adhesion amount,
In the case of scratches or defects in the coating layer in the can manufacturing process,
The anticorrosion effect is as much as free Sn remains as in the present invention.
And the Sn metal itself in a corrosive environment
The effect of extending the corrosion life is extended because the time until the battery disappears
Is obtained. Further, the present invention will be described in detail. In the present invention, thin steel sheets are currently used in the steel industry.
Tinplate and tin-free stee widely used
(TFS) manufactured for surface-treated steel sheets
Eg cold rolling, annealing temper rolling or second cold pressing
Each rolled and adjusted as an original sheet for surface treated steel sheet
A kind of cold rolled steel sheet is used. [0024] The steel sheet is currently in the pretreatment immediately before the production of the surface-treated steel sheet.
After alkali washing and pickling to activate the surface, Ni
-Fe alloy plating is applied. Ni-Fe alloy plating
The baths are sulfate bath, chloride bath, sulfate-chloride bath, cyanide
Bath, citric acid bath, pyrophosphate bath, etc.
Bath, sulfate-chloride bath, or chloride-based bath
Suitable for workability and cost. For example, iron sulfate-nickel sulfate-sodium acetate
ー -Sulfuric acid sorter bath or iron sulfate-nickel sulfate-
A nickel chloride-boric acid bath or the like is used. Thus, Ni-Fe alloy plating undercoating
The coating composition of the layer has an average Ni content of less than 20%, preferably
Is the composition of a Ni—Fe-based alloy film having a Ni content of less than 15%.
You need to use something. Average Ni content is 20% or more
Then, when heat treatment such as paint baking is performed, Sn
The alloying reaction containing Ni becomes remarkable due to the diffusion reaction.
The uniform denseness of the resulting alloy layer increases,
(The so-called ATC value decreases), but remains free.
Since the existing Sn coating layer is reduced, it has good weldability and corrosion resistance life.
Not good. From the above points, the average Ni content is less than 20%.
Full, preferably 10% or less, of the Ni-Fe alloy coating layer
Selected. The lower limit of the average Ni content is 0.5% or less.
Above, preferably used in the range of 2% or more,
If the average Ni content is less than 0.5%, it may react with Sn.
There is a tendency for the uniform denseness of the resulting alloy layer to deteriorate. What is important in the present invention is the Ni--Fe system.
The structure of the alloy undercoat layer is changed to Ni in contact with the Sn plating layer.
The Ni content on the surface side (anti-steel side) of the Fe-based alloy layer is 1
0% or less, and the steel surface of the lower steel (steel side)
By increasing the Ni content of the contacting coating layer, a two-layer Ni-
Maintain the average concentration of the Fe-based base alloy layer at less than 20%.
And In this case, heat treatment at the time of baking paint with Sn
The growth of the alloy layer produced by the surface contacting Sn
And free Sn remains suppressed due to low Ni concentration
The amount increases. On the other hand, a large amount of Ni content generated on the lower surface side
The alloy layer composed of Sn, Fe, and Ni should be uniform and dense.
Produced in alloy layer with low runout, low ATC value and few pinholes
Is done. The Ni-Fe two-layer type Ni-Fe
Base alloy coating layer on steel sheet using the same plating bath composition
First, the current density was increased and Ni-Fe alloy plating was performed.
Next, lower the current density to Ni-Fe alloy plating
And is easily formed. Alternatively, control of the Ni ion concentration of the electroplating bath.
First, electrolytic treatment in a plating bath with high Ni concentration
And then plating with reduced Ni ion concentration
It can be easily formed by electrolytic treatment using a bath.
You. Further, a two-layer Ni--Fe as an undercoat layer
The coating amount of the base alloy layer is 10 to 500 mg / mTwo , Preferred
50 to 200 mg / mTwo It is preferable to use the one with an adhesion amount of This is because the coating amount is 10 mg / mTwo Less than
Makes it difficult to coat the surface of the steel sheet uniformly and stably
In some cases, the residual effect of free Sn which is the object of the present invention
Deteriorates uniform formation of dense alloy layer containing Ni and Ni
Tend to be. On the other hand, 500 mg / mTwo Beyond, two layers
Type Ni-Fe alloy coating layer is steel plate, Fe-Sn alloy
Since it is somewhat harder than the layer, bending, riveting
It is not preferable because cracks occur during construction
There are cases. Thus, this two-layer Ni—Fe alloy coating
The method of providing the layer is to make the steel sheet surface uniform with the amount of
Active surface after electroplating
Immediately by electroplating the Sn coating layer
-Layer Ni-Fe alloy to obtain a highly electrodeposited Sn coating layer
The coating layer is preferably applied by an electroplating method. This is shown in FIG.
As shown, heat diffusion treatment after Ni plating or Ni salt
Coated on the surface of a steel sheet and then subjected to a heat diffusion treatment to provide Ni-
An electric Sn plating layer was provided on the surface of the Fe-based alloy coating layer.
In the case, that is, the uniform covering property of the electric Sn plating layer is measured.
(FIG. 4 shows various types of Ni—Fe undercoating and IEV
FIG. Ni-Fe alloy by electroplating
Immediate uniform coverage of the Sn coating layer provided on the gold base coating layer
It is clear that it is. In addition, it cannot be included in the Ni—Fe alloy base coat layer.
Co, Sn, etc. contained as evasive impurities
Neither does it hinder the effects of the present invention. Next, these two-layer type Ni—Fe alloys
After the undercoat layer is applied, after washing with water, the Sn plating upper layer
Do the lock. This Sn plating method is the method, electrolytic treatment
It does not prescribe any conditions, etc.
There are ferrostan bath, halogen bath, widely used
Or any of the other Sn electroplating baths.
No. The amount of Sn plating is not particularly specified.
However, in the case of a low Sn deposition amount, the lower two-layer type Ni-F
Uniform and dense alloy layer by the effect of e-base alloy undercoat layer
Generation, more than free Sn coating layer, Sn
Excellent corrosion resistance due to the remarkable improvement of the throwing power of the coating layer
, Weldability, and corrosion resistance life extension.
n attached amount 2500mg / mTwo Or less, preferably 1500
mg / mTwo The following Sn adhesion amount is applied,
The effect is great and economically desirable. The lower limit of the amount of Sn adhesion is that the underlayer has two layers.
Type Ni-Fe alloy coating layer
When subjected to heat treatment in the can process, free Sn
Low residual coating amount, poor corrosion protection of plating defects
That the coating layer contains almost Ni, Fe, Sn
Since the free Sn coating amount is large,
Contact resistance is high and weldability is poor.
From the title, 500mg / mTwo Above, preferably 600mg
/ MTwo The above is good. In the present invention, after Sn plating and washing with water,
Chromate treatment may be performed.
Before the treatment, the processing performed in the normal tin manufacturing process
A heat melting treatment (melt treatment) may be performed. In particular, the book
By carrying out this melt treatment in the invention,
Heat treatment such as paint baking without using
In a state where Sn is molten,
To react with the Ni-Fe alloy coating layer in a short time,
ATC value is probably because a uniform fine alloy layer is generated
Extremely low and heating in the can making process
This alloy layer expands the surface of the steel sheet and the plating layer Sn for the treatment.
The effect of preventing the decrease of free Sn by forming a scattering inhibition layer
This is extremely advantageous in terms of weldability and corrosion resistance.
In addition, the uniform and dense alloy layer
The elution rate of Sn in a corrosive environment by improving the ATC value
Becomes smaller, so that the
Is also advantageous. In this melt treatment, after passing through the Sn plating,
Usually, it is immersed in a solution with a reduced plating bath concentration to
The solution is applied to the Sn plating surface as flux and melted by heating.
Is melted. In the present invention, a base Ni-Fe alloy coating layer
Due to the effect of this method, the appearance becomes dark glossy with this method.
Therefore, instead of the solution, 1/1 of tap water or plating bath
Immersion in a dilute solution of 0 or less
Is particularly preferred since the appearance becomes white glossy. Next, chromate is applied to the surface of the Sn plating layer.
System processing is performed. After applying the upper plating of Sn, the coating property is further improved.
And chromate treatment to improve coating film performance.
You. The chromate coating improves the adhesion of paint for cans and
On the surface, the contents of the aqueous solution penetrate the coating film and
So-called corrosion progresses at the coating film interfaceUndercuttin
GukorosionIt has a great effect on preventing. Like this
For a long period of time, the adhesion of
Food habit is maintained. Chromate coatings also contain S compounds.
Of steel plates in the case of foodstuffs such as fish meat and livestock products
The effect of preventing blackening of the surface, that is, blackening of sulfurized black, is great. Scratch
Chromate coatings are particularly suitable for painting.
Is effective for improving the performance, but harmful to welding.
is there. The chromate film referred to here is hydrated chromium oxide
One film, the original chromate film, and another, the lower layer
Two-layer coating of metallic Cr and hydrated chromium oxide on it
In two cases. Hydrated chromium oxide coating is electrical
Is an insulator and has a high electrical resistance.
High resistance and melting point, all degrade weldability
Tend to be. Thus, in the present invention, the use for welding cans is
In the case of the target, the amount of Cr attached was
5 to 20 mg / m per surfaceTwo , Preferably 7.5 to 15 m
g / mTwo Is selected. In addition, severe additions such as can lids
It does not use welding or soldering.
For use, 5 to 50 mg / mTwo , Preferably 7.5-3
5mg / mTwo Is selected. That is, the amount of Cr attached was 5 mg / m2Less than
Is to improve paint adhesion,Undercutting Collage
® downNo effect is obtained in preventing corrosion under the coating film, etc.
mg / m2The above Cr adhesion amount is preferably 7.5 mg.
/ M2The above amount of adhesion is good. In the case of welding cans, Cr
20mg / mTwo Beyond this point, the contact resistance increases significantly.
Therefore, it is necessary to increase the welding current,
Weldability is reduced because the welding range becomes narrower, such as in the
Deteriorates. Therefore, the amount of Cr attached is 20 mg / mTwo
Or less, preferably 15 mg / mTwo The following is good. Less than welding can
When used for other applications outside, C
It is preferable that the r adhesion amount is large, but the Cr adhesion amount is 50 mg.
/ MTwo If it exceeds, the appearance deteriorates (yellow coloring or blackish
40mg / mTwo below
The amount of Cr attached is preferred. In the chromate treatment, chromic acid, various chromate
With aqueous solution of Na, K or ammonia salt of humic acid
Any method such as immersion, spray treatment, cathodic electrolytic treatment, etc.
However, the cathodic electrolytic treatment is excellent. Above all, C
rOThree To SOFour Ion, F ion (including complex ion)
Or cathodic electrolysis in an aqueous solution to which these mixtures have been added.
Is the best way. CrOThree The concentration of
A range of 100 g / l is sufficient, but there is no
Absent. The amount of anions to be added depends on the hexavalent chromium ion concentration.
1/300 to 1/25 of degree, preferably 1/200 to 1 /
At a concentration of 50, the best chromate coating is obtained. shadow
Uniform and uniform when the ion concentration is 1/300 or less of Cr
Quality chromate coating, which greatly affects coating performance.
It becomes difficult to obtain a film. At 1/25 or more, the chroma
The amount of anions incorporated in the coating increases,
Performance deteriorates. There is no need to regulate the bath temperature.
The range of 0 to 70 ° C. is appropriate from the viewpoint of workability. Cathodic electricity
Dissolution current density is 5 to 100 A / dmTwo Is sufficient
You. The processing time depends on any combination of the above processing conditions.
Therefore, as shown above, the amount of chromate
Corresponding 5-20mg / mTwo Set to be within the range
You. In particular, in the present invention, CrOThree In solution
SOFour -2 Or F- Add ions in the above range and set the current density
50A / dmTwo ~ 100A / dmTwo Less than 0.2 seconds
It is preferable to perform time processing. By this processing, as shown in FIG.
r layer is 5 to 15 mg / m on the Sn plating layerTwo Precipitates out
Chromium oxide hydrate is formed on the upper layer of chromium oxide.
You. This hydrated chromium oxide layer is used in the solution after electrolytic treatment.
Adjust the immersion time or concentrate in a separate treatment tank.
CrO of different degreesThree -By dissolution treatment in an anionic bath, etc.
(FIG. 5 shows a chromate electrolytic treatment).
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the processing conditions and the amount of chromium deposition). The deposition of the metal Cr layer is uniform on the Sn surface.
The painting performance has been significantly improved by
After the Sn plating, melt treatment
Those that have been subjected to a grease treatment further improve the coating performance
New This is when used as a container material.
Environment containing an aqueous solution of an organic acid such as citric acid
Then, for the corrosive aqueous solution entering through the coating film, S
Since the progress of corrosion under the coating of n metal is relatively remarkable,
Corrosion aqueous solution reaches the Sn metal surface by providing a deposited metal Cr layer.
It is preferable because it can be suppressed. Thus, the above adhesion
In the range of the amount, in this two-layer type chromate coating,
The ratio of the metal Cr layer to the oxide chromium layer is 0.6 ≦ oxa
The range of id chromium / chromium metal ≦ 3 is preferred. That is, compared to the amount of metallic Cr,+3chromium
Oxides mainly composed of hydrated chromium oxide and
If the amount of chromium is small,
Poor adhesion of paint due to poor uniform coverage
There is a tendency. In addition, compared to the metal Cr layer,
When the amount of the oxide layer is large, it is contained in the oxide chromium layer.
Anion, Cr+6Increased ions, hot rot after painting
Due to elution of these anions when exposed to the food environment, etc.
Small blisters (so-called blisters) occur under the coating film
It is not preferable because it becomes easy. Therefore, the oxide chromium and the metal chromium
The composition ratio is 0.6 to 3 times as described above, preferably 1.0
It is preferable to set the range to 2.5 times. Further, when a melt treatment is performed,
A trace amount of Ni metal diffuses and precipitates on the Sn plating layer surface
Therefore, in the chromate treatment of the above film configuration,
Adhesive improvement is remarkable and progress of under-film corrosion is suppressed.
Is particularly preferred. Anions added to the treatment bath
Compound of sulfuric acid, chromium sulfate, ammonium fluoride, sodium fluoride
It is added to the chromic acid bath in the form of a substance. As described above, the surface-treated steel sheet of the present invention is currently
Various continuous plating equipment used in tinplate manufacturing
Ni-Fe plating equipment or Ni plating equipment
Can be manufactured efficiently with the equipment
You. A Ni—Fe alloy layer was formed on the surface of the steel sheet.
In addition, regarding the method of further applying Sn plating thereon,
Is known to. All of these methods use N
Apply i-plating or apply an aqueous solution of Ni salt
After heating, the Ni plating layer on the steel sheet surface is diffused into the steel.
Or Ni reduced by decomposition and reduction of Ni salt into steel sheet
To form a Ni-Fe alloy layer.
Things. Therefore, Ni can be diffused into steel in a short time.
May need to be heated above the recrystallization temperature of the steel
Heating is also used for annealing, followed by temper rolling.
is necessary. Diffusion layer or N formed by temper rolling
The i-Fe alloy layer is considerably damaged, and the corrosion resistance is deteriorated.
Occurs. Diffusion by heating depends on the heating conditions (temperature, time
Affected, atmosphere, etc.) and stable alloy composition and coating thickness
It is hard to get things. Further, diffusion is selected at grain boundaries on the steel surface.
Strong tendency to proceed selectively, poor uniformity of alloy layer coating
Become. As described above, the present invention is compared with the conventional method.
The method is electroplating on the steel sheet surface after annealing and temper rolling.
Therefore, since the two-layer type Ni-Fe alloy layer is applied,
Uniform and stable coating of any alloy composition to any thickness
Better performance.
It is. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. (A) is shown on the surface of the cold-rolled steel sheet whose surface has been cleaned.
Under the conditions, the two-layer Ni-Fe binary alloy
A predetermined amount was formed by the g method. Subsequently, under the condition shown in FIG.
A predetermined amount of the Sn coating layer was provided. Then at 260 ° CnumberSecond
Melt treatment is performed during or between (C)
Perform the electrolytic chromate treatment under the conditions, and further apply the oil.
And subjected to various evaluation tests. [0063]   (A) Ni-Fe alloy base coat treatment     Plating bath composition NiSOFour ・ 6HTwo O 75g / l                   NiClTwo                     140g / l                   FeSOFour ・ 7HTwo O 70-170 g / l                   (Change according to iron concentration)                   HThree BOThree                       45g / l     Plating bath temperature 50 ℃     Current density 15A / dmTwo ~ 3A / dmTwo In order to perform two-layer Ni-Fe alloy plating,
Performs high current density plating, and at the end of electrolysis,
The Ni content on the surface side (anti-steel side) is lowered
Side (steel plate side). [0064] (B) Sn plating coating treatment     Plating bath composition Tin sulfate 20-30g / l                   Phenolsulfonic acid 25-35 g / l                   (65% solution)     Plating bath temperature 50 ℃     Current density 15A / dmTwo  (C) Electrolytic chromate treatment   Treatment method (a): bath composition NaTwo CrTwo O7         25g / l                 Bath temperature 60 ℃ 5A / dmTwo ~ 8A / dmTwo For 2 seconds   Treatment method (b): bath composition 60 g / l CrOThree -0.4 g / l SOFour -2                  Bath temperature 50 ℃ At 10A / dmTwo Processing for 1 second   Treatment method (c): bath composition 100 g / l CrOThree -0.6 g / l SOFour -2                  Bath temperature 45 ° C 60 to 80 A / dmTwo , Process for 0.1 seconds Items [A] to [F] shown below for each of the treatment materials
And the performance was evaluated. [A] Uniform coverage of Sn plating layer 0.2mol sodium carbonate and 0.005mol saline
The solution was adjusted to pH 10 by adding sodium bicarbonate
Immerse plating sample (10 × 10mm) in test solution
And use a potentiostat to
Then, the anode side is subjected to 1.2 V constant potential electrolysis, and after 3 minutes
Current is measured and the uniform coverage of the Sn plating layer(IEV)To
evaluated. [B] Seam weldability Lapping 0.5mm, welding pressure 45ng, welding speed
Under the condition of 420 cans / min, changing the welding current
Minimum welding current and splash, etc., to obtain sufficient welding strength
The range of welding currents where the occurrence of welding defects begins to be noticeable
And comprehensively assess the occurrence of welding defects.
Was. [C] U.S. C. C.(Under Cu
tting Corrosion = undercutting
Gukorosion = corrosion under coating)Evaluation test Epoxy phenol (phenol-rich) paint for cans
50 mg / dm2 as dry weight per side2So that
Apply to the test surface of the sample and bake at 205 ° C for 10 minutes.
No further baking was performed at 180 ° C. for 20 minutes. And
Put a scratch on the painted surface with a knife and use a corrosion liquid (1.5%
(Citric acid-1.5% salt) and exposed to the atmosphere for 5 minutes.
After holding at 5 ° C for 4 days, scratch and flat the surface
Peeled off and the paint film on the scratch part was peeled off, scratch
Corrosion state (pitting) in part, and peeling of coating film on flat part
The detached state was determined. [D] Black sulfide resistance test Specimen coated in the same manner as in [C] is bent by 1t.
Immerse commercially available mackerel boiled in a homogenized mixer
It was immersed and subjected to a retort treatment at 115 ° C. × 90 mm.
After retort treatment, sulfide blackening of the bent part and flat part
evaluated. [E] Yarn rust resistance test Scratches with a knife on a specimen coated in the same manner as in [C].
Into the center of the test piece and stretch it 4 mm with an Erichsen tester.
After processing, 5% NaCl with a salt spray tester
Was sprayed for 3 hours. Then, the specimen was washed with water and dried, and then a dry bulb at 38 ° C. and a wet bulb.
Specimens in a thermo-hygrostat at 35.5 ° C and 85% relative humidity
And left for 60 days. And specimen coating scratch
Rust resistance by visually determining the occurrence of rust in the part
Was evaluated. [F] Performance evaluation of EOE processed material Inner surface corrosion resistance after easy open end (EOE) processing
For the purpose of evaluation of
45mg / dm2 epoxy / phenol paint2Nana
After painting, rivet processing and scoring
A processing (score thickness 75μ), about the counter sinker
And the crack occurrence status of each processed part,
C. After the test under the same conditions as the C test,
Observation and evaluation of the state of sub-film corrosion, same as [D] sulfide blackening test
Evaluation of blackening state of sulfide after evaluation test under one condition, and E
The test piece after OE processingIn a 5% NaCl solution at 125 ° C
1 hour immersion treatment (retort treatment)
Of the test specimenEach processing sectionCellophane adhesive tapeCelote
Soup(Registered trademark)PeelingdidPeeling status of paint film after
Is evaluated, and each evaluation result is comprehensively determined, and the EOE is evaluated.
Performance evaluation after processing was performed. [0072] [Table 1]

【図面の簡単な説明】 【図1】Ni−Fe合金メッキ層の平均Ni濃度とIE
Vの関係を示す図、 【図2】(a)は、Ni−Fe合金メッキ層中の平均N
i濃度とATC及びSn溶出量との関係を示す図、
(b)は、Ni−Fe合金メッキ層中の平均Ni濃度と
Sn溶出量との関係を示す図、 【図3】Ni−Fe合金メッキ層中の平均Ni濃度とベ
ーキング後のフリーSn残存量との関係を示す図、 【図4】各種Ni−Fe下地処理とIEVの関係を示す
図、 【図5】クロメート電解処理条件とクロム付着量の関係
を示す図である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows average Ni concentration and IE of a Ni—Fe alloy plating layer.
FIG. 2A is a graph showing the relationship between the average N in the Ni—Fe alloy plating layer.
The figure which shows the relationship between i concentration and ATC and Sn elution amount,
FIG. 3B is a diagram showing the relationship between the average Ni concentration in the Ni—Fe alloy plating layer and the amount of Sn eluted. FIG. 3 is the average Ni concentration in the Ni—Fe alloy plating layer and the amount of free Sn remaining after baking. FIG. 4 is a diagram showing a relationship between various types of Ni—Fe base treatments and IEV, and FIG. 5 is a diagram showing a relationship between chromate electrolysis treatment conditions and chromium adhesion amount.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C25D 3/56 C25D 3/56 B (72)発明者 中野寛文 北九州市八幡東区枝光1−1−1 新日 本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 大八木 八七 北九州市八幡東区枝光1−1−1 新日 本製鐵株式会社八幡製鐵所内 (56)参考文献 特開 昭60−17099(JP,A) 特開 昭57−200592(JP,A) 特開 昭55−69297(JP,A) 特開 昭52−95544(JP,A)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Agency reference number FI Technical display location C25D 3/56 C25D 3/56 B (72) Inventor Hirofumi Nakano 1-1 Edamitsu, Yawata-Higashi-ku, Kitakyushu-shi -1 Inside Nippon Steel Corporation Yawata Works (72) Inventor Yachi Oyagi 1-1-1 Edamitsu, Yawata Higashi-ku, Kitakyushu City Inside Nippon Steel Corporation Yawata Works (56) References JP JP-A-60-17099 (JP, A) JP-A-57-200592 (JP, A) JP-A-55-69297 (JP, A) JP-A-52-95544 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【1】 鋼板表面に、反該鋼板側にNi濃度10%以下
のNi−Fe系合金被覆層を有し該鋼板側に前記反該鋼
板側Ni−Fe系合金被覆層のNi濃度を超えたNi濃
度のNi−Fe系合金被覆層を有しかつ前記反該鋼板側
と該鋼板側Ni−Fe系合金被覆層の平均Ni濃度が2
0%未満の二層構造Ni−Fe系合金被覆層、該二層構
造Ni−Fe系合金被覆層の上層にSn被覆層、さらに
最上層にクロメート系処理層を形成させた事を特徴とす
る耐食性、溶接性と塗装密着性にすぐれた高性能Sn系
多層メッキ鋼板。
(57) [Claims] [1] A Ni-Fe-based alloy coating layer having a Ni concentration of 10% or less is provided on the steel sheet surface on the steel sheet side and on the steel sheet side, the Ni-Fe-based alloy coating layer is provided on the steel sheet side. An Ni-Fe alloy coating layer having a Ni concentration exceeding the Ni concentration of the alloy coating layer, and the average Ni concentration of the Ni-Fe alloy coating layer on the opposite side of the steel sheet and the steel sheet is 2
Less than 0% of a two-layer Ni-Fe-based alloy coating layer, an Sn coating layer on the upper layer of the two-layer Ni-Fe alloy coating layer, and a chromate-based processing layer on the uppermost layer. High performance Sn-based multi-layer plated steel sheet with excellent corrosion resistance, weldability and paint adhesion.
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