JP7078185B2 - Ｎｉめっき鋼板、及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、Ｎｉめっき鋼板、及びその製造方法に関する。
本願は、２０２０年３月３日に、日本に出願された特願２０２０－０３５８３０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
携帯用電子機器、及びｘＥＶ（ＥＶ、ハイブリッド車、及びプラグイン・ハイブリッド車の総称）の普及に伴い、これらの電源となる電池の小型化及び大容量化が求められている。電池の小型化のためには、電池容器を構成する表面処理鋼板を複雑に加工する必要がある。即ち、電池容器を構成する表面処理鋼板には高い加工性が求められる。
さらに近年では、電池組み立て後、電池を初回充電するまでの時間が長期化する傾向にある。これにより、容器材料からの金属溶出のリスクが高まっている。何故なら、電池組み立てから初回充電までの期間は、容器材料が中立電位でＬＩＢ電解液に接しており、容器材料から金属が溶出しやすい状態となっているからである。ＬＩＢ電解液へ金属が溶出した場合、充放電サイクルの過程で溶出金属がデンドライト状に再析出し、短絡に至るおそれがある。従って、容器材料からの金属溶出を可能な限り抑制することにより、電池性能を安定化させ、電池を長寿命化することが望まれている。
しかしながら、従来技術によれば、加工性と耐金属溶出性とを兼備した鋼材の提供は困難である。例えば、特許文献１には、少なくとも片面の最表層にビスマス層、又はニッケル－ビスマス合金層が形成されている電池ケース用表面処理鋼板が開示されている。この技術によれば、ビスマス金属が耐アルカリ性に優れているために、長時間にわたってアルカリ溶液と接触してもめっき層成分がアルカリ溶液中に溶出することがないとされている。しかしながら、特許文献１においては表面処理鋼板の加工性についてなんら検討されていない。
国際公開第０１／４２５３７号
本発明は、腐食環境における金属溶出を抑制可能であり、且つ良好な加工性が確保されたＮｉめっき鋼板、及びその製造方法を提供することを課題とする。
本発明の要旨は以下の通りである。
（１）本発明の一態様に係るＮｉめっき鋼板は、母材鋼板と、前記母材鋼板の表面に設けられたＮｉめっき層とを備え、前記Ｎｉめっき層は、前記母材鋼板の表面に形成されているＮｉ－Ｆｅ合金層を含み、前記Ｎｉめっき層における、Ｎｉ含有量に対するＳｎ含有量の比が０．０００５～０．１０％である。
（２）上記（１）に記載のＮｉめっき鋼板では、前記Ｎｉ－Ｆｅ合金層は、前記Ｎｉめっき層の一部に形成されていてもよい。
（３）上記（１）に記載のＮｉめっき鋼板では、前記Ｎｉ－Ｆｅ合金層は、前記Ｎｉめっき層の最表面まで形成されていてもよい。
（４）上記（１）～（３）のいずれか一項に記載のＮｉめっき鋼板では、前記Ｎｉめっき層における、Ｎｉ含有量に対するＳｎ含有量の比が０．００１０～０．０２０％であってもよい。
（５）上記（１）～（４）のいずれか一項に記載のＮｉめっき鋼板では、片面あたりのＮｉ付着量が１．３４～３５．６０ｇ／ｍ２であってもよい。
（６）上記（１）～（５）のいずれか一項に記載のＮｉめっき鋼板では、前記Ｎｉめっき層のＸＲＤ測定によって得られるＸＲＤプロファイルにおいて、Ｎｉ－Ｓｎ金属間化合物に帰属するピーク、Ｆｅ－Ｓｎ金属間化合物に帰属するピーク、及びＮｉ－Ｆｅ－Ｓｎ金属間化合物に帰属するピークが存在しなくてもよい。
（７）本発明の別の態様に係るＮｉめっき鋼板の製造方法は、上記（１）～（６）のいずれか一項に記載のＮｉめっき鋼板の製造方法であって、［Ｓｎ２＋］／［Ｎｉ２＋］を０．０００５～０．１０％としたＮｉめっき浴を用いて母材鋼板に電気めっきをして、素材Ｎｉめっき鋼板を得る工程と、前記素材Ｎｉめっき鋼板を焼鈍する工程とを備える。
（８）上記（７）に記載のＮｉめっき鋼板の製造方法では、前記電気めっきにおける電流密度を１００～５０００Ａ／ｍ２としてもよい。
（９）上記（７）又は（８）に記載のＮｉめっき鋼板の製造方法では、前記素材Ｎｉめっき鋼板のＮｉ付着量を片面あたり１．３４～３５．６０ｇ／ｍ２としてもよい。
本発明によれば、例えば一次電池又は二次電池の内面環境、若しくは燃料噴射管のような、厳しい腐食環境における金属溶出を抑制可能であり、且つ良好な加工性が確保されたＮｉめっき鋼板、及びその製造方法を提供することができる。
部分拡散層を有する、本実施形態に係るＮｉめっき鋼板の概念図である。 全拡散層を有する、本実施形態に係るＮｉめっき鋼板の概念図である。 耐金属溶出性の評価用の３極ラミネートセルの模式図である。
Ｎｉめっき鋼板の加工性を従来品と同等水準に保ちながら、その耐金属溶出性を向上させるための手段について本発明者らは鋭意検討した。その結果、Ｎｉめっき鋼板のＮｉめっき層にきわめて微量のＳｎを添加することが有効であることを本発明者らは見出した。
電池缶用Ｎｉめっき鋼板のめっき層としてＮｉ－Ｓｎ合金を用いることは従来から知られている。しかしながら、めっき層にＳｎが多量に含まれる場合、脆いＮｉ－Ｓｎ金属間化合物によってＮｉめっき鋼板の加工性が損なわれる。
一方、本発明者らは、Ｎｉめっき層に含まれるＳｎが、Ｎｉめっき層の耐金属溶出性を向上させるという全く新たな作用効果を奏することを見出した。さらに、Ｓｎによる耐金属溶出性向上効果は、ＳｎをＮｉめっき層にきわめて微量に添加することで飛躍的に発現されることが判明した。
以上の知見によって得られた本実施形態に係るＮｉめっき鋼板１は、図１－１及び図１－２に示されるように、母材鋼板１１と、前記母材鋼板の表面に設けられたＮｉめっき層１２とを備え、Ｎｉめっき層１２における、Ｎｉ含有量に対するＳｎ含有量の比が０．０００５～０．１０％である。以下に、本実施形態に係るＮｉめっき鋼板１について詳述する。
（母材鋼板１１）
母材鋼板１１は、Ｎｉめっき鋼板１の基材となる鋼板である。母材鋼板１１の成分、板厚、及び金属組織などは特に限定されない。母材鋼板１１を電池容器の素材として用いる場合、例えば母材鋼板１１を低炭アルミキルド鋼、及びＩＦ鋼（Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ Ｆｒｅｅ Ｓｔｅｅｌ／極低炭素鋼）等とすることがよい。母材鋼板１１の化学組成（質量％）の具体的な例を挙げると以下の通りである。
（例１）低炭アルミキルド鋼
Ｃ：０．０５７％、Ｓｉ：０．００４％、Ｍｎ：０．２９％、Ｐ：０．０１４％、Ｓ：０．００７％、Ａｌ：０．０５０％、Ｃｕ：０．０３４％、Ｎｉ：０．０２１％、残部：鉄及び不純物を含む
（例２）ＩＦ鋼
Ｃ：０．００４％、Ｓｉ：０．０１％、Ｍｎ：０．１６％、Ｐ：０．０１３％、Ｓ：０．００６％、Ａｌ：０．０２９％、Ｃｕ：０．０２７％、Ｎｉ：０．０２２％、Ｔｉ：０．０１３％、残部：鉄及び不純物を含む
（例３）ＩＦ鋼
Ｃ：０．００１２％、Ｓｉ：０．０１％未満、Ｍｎ：０．１６％、Ｐ：０．０１３％、Ｓ：０．００６％、Ａｌ：０．０２９％、Ｃｕ：０．０２７％、Ｎｉ：０．０２２％、Ｔｉ：０．０２０％、残部：鉄及び不純物を含む
母材鋼板１１の厚さも特に限定されない。Ｎｉめっき鋼板１を例えば電池容器の素材として用いる場合、母材鋼板１１の厚さを例えば０．１５～０．８ｍｍとすることがよい。
（Ｎｉめっき層１２）
Ｎｉめっき層１２は、母材鋼板１１の表面に形成されている。Ｎｉめっき層１２は、母材鋼板１１の一方の表面にのみ配されていても、両方の表面に配されていてもよい。
Ｎｉめっき層１２は、Ｎｉ－Ｆｉ合金層１２２を含む。Ｎｉ－Ｆｅ合金層１２２は、Ｎｉめっき層１２の一部に形成されていてもよく、Ｎｉめっき層１２の最表面まで形成されていてもよい。Ｎｉ－Ｆｅ合金層１２２が、Ｎｉめっき層１２の一部に形成されていることを部分拡散、Ｎｉ－Ｆｅ合金層１２２が、Ｎｉめっき層１２の最表面まで形成されていることを全拡散ともいう。
図１－１及び図１－２の下部は、Ｎｉめっき鋼板１の表面から内部に向けてグロー放電分光分析（ＧＤＳ）をした場合の、Ｓｎ強度、Ｎｉ強度、及びＦｅ強度と、最表面からの深さ方向の距離との関係を示すグラフである。本実施形態では、Ｎｉめっき層１２の最表面から、Ｆｅ強度が母材のＦｅ強度（最大Ｆｅ強度）の１／１０になる位置までの領域を、Ｎｉ層１２１と定義する。また、最大Ｆｅ強度の１／１０になる位置から、Ｎｉ強度がＮｉめっき層１２におけるＮｉ強度の最大値（最大Ｎｉ強度）の１／１０になる位置までの領域を、Ｎｉ－Ｆｅ合金層１２２と定義する。
Ｆｅの拡散がＮｉめっき層１２の最表面まで及ばない場合、ＧＤＳ分析結果は図１－１のようになり、Ｎｉめっき層１２はＮｉ層１２１及びＮｉ－Ｆｅ合金層１２２を含む部分拡散層となる。ＦｅがＮｉめっき層１２の最表面まで十分に拡散している場合、ＧＤＳ分析結果は図１－２のようになり、Ｎｉめっき層１２はＮｉ層１２１を含まない全拡散層となる。本実施形態に係るＮｉめっき鋼板１のＮｉめっき層１２は、いずれの形態をも具備することができる。Ｎｉめっき鋼板１は、部分拡散層及び全拡散層を兼備していてもよい。
Ｎｉめっき層１２が全拡散及び部分拡散のいずれであるかの判断は、ＧＤＳによる深さ方向元素分布により判定する。ＧＤＳ測定条件は次のとおりとする。
アノード径：φ４ｍｍ
ガス：Ａｒ
ガス圧力：６００Ｐａ
出力：３５Ｗ
最表面のＦｅの強度が最大Ｆｅ強度の１／１０超となるものを全拡散、１／１０以下となるものを部分拡散とする。（図１－１及び図１－２参照）
Ｎｉめっき層１２は、微量のＳｎを含む。Ｎｉめっき層１２における、Ｎｉ含有量に対するＳｎ含有量の比（即ち、Ｓｎ含有量をＮｉ含有量で除した値）は、０．０００５～０．１０％の範囲内である。ここで、「Ｎｉ含有量」及び「Ｓｎ含有量」とは、それぞれＮｉ付着量及びＳｎ付着量を意味する。従って、Ｎｉ含有量に対するＳｎ含有量の比は、Ｎｉめっき層１２全体にわたっての平均値である。
Ｎｉ含有量に対するＳｎ含有量の比を０．０００５％以上とすることにより、Ｎｉめっき鋼板１の耐金属溶出性が飛躍的に改善される。一方、Ｎｉ含有量に対するＳｎ含有量の比を０．１０％以下とすることにより、脆いＮｉ－Ｓｎ金属間化合物の生成を抑制し、Ｎｉめっき鋼板１の加工性を通常のＮｉめっき鋼板と同等の水準に保つことができる。加工性を確保することで、めっき欠陥の発生を抑制し、ひいては耐金属溶出性を確保することもできる。Ｎｉ含有量に対するＳｎ含有量の比を０．０００７％以上、０．００１０％以上、０．００１２％以上、０．００１５％以上、０．００２０％以上、０．００３０％以上、０．００４０％以上、又は０．００５０％以上としてもよい。Ｎｉ含有量に対するＳｎ含有量の比を０．０９０％以下、０．０４０％以下、０．０２０％以下、０．０２０％未満、０．０１９％以下、又は０．０１８％以下としてもよい。
Ｎｉめっき層１２における、Ｎｉ含有量に対するＳｎ含有量の比は、Ｓｎ付着量をＮｉ付着量で除することによって測定する。Ｎｉめっき層１２におけるＮｉの付着量は、ＩＣＰ発光分光分析法（ＩＣＰ－ＯＥＳ）によって測定する。まず、所定面積のＮｉめっき層１２を酸で溶解する。次に、溶解液に含まれるＮｉ量をＩＣＰ－ＯＥＳで定量分析する。ＩＣＰ－ＯＥＳで定量したＮｉ量を上述の所定面積で除することにより、単位面積当たりのＮｉ付着量を求めることができる。また、Ｎｉめっき層１２におけるＳｎの付着量は、ＩＣＰ質量分析法（ＩＣＰ－ＭＳ）によって測定する。所定面積のＮｉめっき層１２を酸で溶解する。溶解液に含まれるＳｎ量をＩＣＰ－ＭＳで定量分析する。ＩＣＰ－ＭＳで定量したＳｎ量を上述の所定面積で除することにより、単位面積当たりのＳｎ付着量を求めることができる。
Ｎｉ含有量に対するＳｎ含有量の比が上述の範囲内である限り、Ｎｉめっき層１２の平均組成、及び厚さ等は特に限定されず、Ｎｉめっき鋼板１の用途に応じて適宜設定することが出来る。Ｎｉめっき層１２が、その特性を損なわない範囲内で不純物を含んでいてもよい。
例えば、Ｎｉめっき層１２の片面当たりＮｉ付着量を１．３４～３５．６０ｇ／ｍ２としてもよい。Ｎｉめっき層１２におけるＮｉ付着量を１．３４ｇ／ｍ２以上とすることで、Ｎｉめっき鋼板１の耐食性等を確実に確保することが出来る。Ｎｉめっき層１２におけるＮｉ付着量を３５．６０ｇ／ｍ２以下とすることで、Ｎｉめっき鋼板１の製造コストを低減することが出来る。また、片面当たりＮｉ付着量が３５．６０ｇ／ｍ２超では、Ｎｉめっき層１２の硬度が過剰となり加工性が損なわれる。さらにこの場合、内部応力により、Ｎｉめっき層１２にクラックが誘起されることもある。Ｎｉめっき層１２の片面当たりＮｉ付着量を１．７８ｇ／ｍ２以上、又は２．６７ｇ／ｍ２以上としてもよい。Ｎｉめっき鋼板１の片面当たりＮｉ付着量を１３．３５ｇ／ｍ２以下、又は８．９ｇ／ｍ２以下としてもよい。また、Ｎｉめっき層１２を部分拡散層とする場合、Ｎｉめっき鋼板１の片面あたりのＮｉ付着量を５．４～３５．６ｇ／ｍ２とすることが好ましい。Ｎｉめっき層１２を全拡散層とする場合、Ｎｉめっき鋼板１の片面あたりのＮｉ付着量を１．３４～５．４ｇ／ｍ２とすることが好ましい。また、Ｎｉめっき層１２の厚さは、例えば、０．１～１０．０μｍである。
Ｎｉめっき層１２は、Ｎｉ－Ｓｎ金属間化合物、Ｆｅ－Ｓｎ金属間化合物、及びＮｉ－Ｆｅ－Ｓｎ金属間化合物（以下、これらを「金属間化合物」と称する）が存在しないことが望ましい。具体的には、Ｎｉめっき層１２のＸ線回折（ＸＲＤ）測定によって得られるＸＲＤプロファイルにおいて、Ｎｉ－Ｓｎ金属間化合物に帰属するピーク、Ｆｅ－Ｓｎ金属間化合物に帰属するピーク、及びＮｉ－Ｆｅ－Ｓｎ金属間化合物に帰属するピークが存在しないことが好ましい。これらの金属間化合物は、Ｎｉめっき層１２を硬化させて、加工性を損なう恐れがあるためである。
ＸＲＤ測定は、以下の条件で行う。
測定機器：ＲＩＧＡＫＵ製ＳｍａｒｔＬａｂ
励起Ｘ線：Ｃｕ Ｋα
電圧：４０ｋＶ
測定角度（２θ）：３５～１０５°
次に、本実施形態に係るＮｉめっき鋼板１の好ましい製造方法について説明する。ただし、上述の要件を備えるＮｉめっき鋼板は、その製造方法とは関係なく本実施形態に係るＮｉめっき鋼板１であるとみなされる。
本実施形態に係るＮｉめっき鋼板１の製造方法は、［Ｓｎ２＋］／［Ｎｉ２＋］を０．０００５～０．１０％としたＮｉめっき浴を用いて、電流密度を１００～５０００Ａ／ｍ２として、母材鋼板に電気めっきをして素材Ｎｉめっき鋼板を得る工程Ｓ１と、素材Ｎｉめっき鋼板を焼鈍する工程Ｓ２とを備える。
電気めっき工程Ｓ１では、母材鋼板１１にＮｉめっきを施して、素材Ｎｉめっき鋼板を得る。なお、本実施形態では、Ｎｉめっき後に得られる合金化されていないＮｉめっき鋼板を、素材Ｎｉめっき鋼板と称する。電気めっきに用いるＮｉめっき浴は、［Ｓｎ２＋］／［Ｎｉ２＋］を０．０００５～０．１０％としたものとされる。［Ｓｎ２＋］とは、Ｎｉめっき浴にＳｎ２＋の形態で含まれるＳｎの濃度（ｇ／Ｌ）であり、［Ｎｉ２＋］とは、Ｎｉめっき浴にＮｉ２＋の形態で含まれるＮｉの濃度（ｇ／Ｌ）である。［Ｓｎ２＋］／［Ｎｉ２＋］を０．０００５～０．１０％の範囲内とすることにより、ＮｉめっきにおけるＮｉ含有量に対するＳｎ含有量の比を０．０００５～０．１０％の範囲内とすることができる。そして、この比率は、続く焼鈍工程Ｓ２を経ても維持される。
［Ｓｎ２＋］／［Ｎｉ２＋］を上述の範囲内とする限り、Ｎｉめっき浴の組成は特に限定されない。また、電気めっき条件も特に限定されず、必要とされるＮｉ付着量に応じて適宜選択することができる。素材Ｎｉめっき鋼板のＮｉ付着量は、片面あたり１．３４～３５．６０ｇ／ｍ２とすることが好ましい。これにより、焼鈍工程Ｓ２の後に得られるＮｉめっき鋼板１の片面あたりのＮｉ付着量を１．３４～３５．６０ｇ／ｍ２とすることができる。素材Ｎｉめっき鋼板の片面あたりの好ましいＮｉ付着量は、上述されたＮｉめっき鋼板１の片面あたりの好ましいＮｉ付着量に準ずる。電流密度は１００～５０００Ａ／ｍ２の範囲内とすることが好ましい。電流密度を１００Ａ／ｍ２以上とすることにより、好ましいＮｉ付着量とすることができる。電流密度を５０００Ａ／ｍ２以下とすることにより、めっき表面焼け等を防止することができる。
続く焼鈍工程Ｓ２では、素材Ｎｉめっき鋼板を焼鈍し、Ｎｉめっきを合金化する。これにより、Ｎｉめっきと母材鋼板１１との間で、ＮｉとＦｅの相互拡散が生じ、Ｎｉめっき層１２が形成される。焼鈍条件は特に限定されず、Ｎｉめっきの膜厚に応じて適宜選択することができる。例えば、Ｎ２－４％Ｈ２中で２５℃から７２０℃まで平均昇温速度２０℃／ｓｅｃで加熱し、７２０℃で２０秒保持後、３００℃まで平均冷却速度３０℃／ｓｅｃで冷却するヒートパターンや、より拡散を促進するためにはＮ２－４％Ｈ２中で２５℃から８３０℃まで平均昇温速度１５℃／ｓｅｃで加熱し、８３０℃で６０秒保持後、３００℃まで平均冷却速度２０℃／ｓｅｃで冷却するヒートパターンなどがある。
以上のように、本実施形態におけるＮｉめっき鋼板は、Ｎｉめっき層に微量のＳｎを添加することで、耐金属溶出性と加工性を両立するものである。本実施形態におけるＮｉめっき鋼板は、耐金属溶出性に加えて加工性が求められる素材に適している。本実施形態におけるＮｉめっき鋼板の用途は特に限定されないが、例えば一次電池又は二次電池の内面環境のような厳しい腐食環境に曝される電池缶として、若しくは内部を燃料が通過する燃料管として、好適に用いることができる。
（Ｎｉめっき層中のＳｎ濃度と、Ｎｉめっき鋼板の耐金属溶出性、加工性との関係）
種々のＮｉめっき浴組成（表１）、Ｎｉ電解条件（表２）、焼鈍条件（表３）にて、母材鋼板（表４）を用いて複数のＮｉめっき鋼板を製造し、これらの耐金属溶出性、加工性を評価した。Ｎｉめっき浴の作製には、含量９６％以上のＨ２ＳＯ４、含量９９．５％以上のほう酸、含量９３質量％以上のＳｎＳＯ４を使用した。
Figure 0007078185000001
Figure 0007078185000002
Figure 0007078185000003
Figure 0007078185000004
各試料のＮｉめっき層における、Ｎｉ含有量に対するＳｎ含有量の比（Ｎｉめっき量中Ｓｎ含有率）は、Ｓｎ付着量をＮｉ付着量で除することによって求めた。各試料の所定面積のＮｉめっき層を酸で溶解し、溶解液のＮｉ量はＩＣＰ－ＯＥＳによって、Ｓｎ量はＩＣＰ－ＭＳによって測定した。
各試料のＮｉめっき層が全拡散及び部分拡散のいずれであるかの判断は、グロー放電分光分析法（ＧＤＳ）による深さ方向元素分布により判定した。測定には、高周波グロー放電発光表面分析装置（堀場製作所製、型番：ＧＤ－Ｐｒｏｆｉｌｅｒ２）を用いた。ＧＤＳ測定条件は次のとおりとした。
アノード径：φ４ｍｍ
ガス：Ａｒ
ガス圧力：６００Ｐａ
出力：３５Ｗ
最表面のＦｅの強度が最大Ｆｅ強度の１／１０超となるものを全拡散、１／１０以下となるものを部分拡散とした。（図１－１及び図１－２参照）
各試料の耐金属溶出性の評価は、図２に示す３電極ラミネートセルを用いた溶出試験によって実施した。この３電極ラミネートセルは、作用極ＷＥと、対極ＣＥと、これらの間に配された電位基準極ＲＥとを備えた。これら電極の間には、セパレーターが挿入された。これら電極及びセパレーターは、電解液が充填されたラミネートセル内に配置された。３電極ラミネートセルを用いた溶出試験の詳細は表５の通りである。アノード電流値によって、Ｎｉめっき鋼板の耐金属溶出性を評価した。具体的には、アノード電流３×１０－６Ａ／ｃｍ２未満をＡ、３～１０×１０－６Ａ／ｃｍ２をＢ、１０×１０－６Ａ／ｃｍ２超をＣと評価した。
Figure 0007078185000005
Ｎｉめっき鋼板が金属間化合物を有するか否かについては、Ｘ線回折（ＸＲＤ）測定によって得られるＸＲＤプロファイルにおいて、Ｎｉ－Ｓｎ金属間化合物に帰属するピーク、Ｆｅ－Ｓｎ金属間化合物に帰属するピーク、及びＮｉ－Ｆｅ－Ｓｎ金属間化合物に帰属するピークが存在しないかどうかによって判断した。
ＸＲＤ測定は、以下の条件で行った。
測定機器：ＲＩＧＡＫＵ製ＳｍａｒｔＬａｂ
励起Ｘ線：Ｃｕ Ｋα
電圧：４０ｋＶ
測定角度（２θ）：３５～１０５°
各試料の加工性は、めっき表面硬度によって評価した。めっき表面硬度は、微小硬度計（ミツトヨ製、型番：ＨＭ－２００）により、ダイアモンド圧子を用いて、荷重５ｇ、保持時間１０秒のビッカース硬度測定によって求めた。同一試料に関して４回の測定を行いその平均値を採用した。めっき表面硬度が低いほど、加工性が高いと判断した。Ｈｖ５ｇが１９０未満をＡ、１９０～２２０をＢ、２２０超をＣと評価した。
表６にＬＩＢ電解液中分極測定、加工性の結果を示す。水準１、２はＮｉめっき中Ｓｎ含有率が低く、耐金属溶出性が劣位であった。水準１０はＮｉめっき中Ｓｎ含有率が高く、耐金属溶出性及び加工性が劣位であった。一方、本発明例では耐金属溶出性、加工性が高度にバランスしていた。また、水準３～５についてＸＲＤ測定を行ったところ、Ｎｉ－Ｓｎ金属間化合物に帰属するピーク、Ｆｅ－Ｓｎ金属間化合物に帰属するピーク、及びＮｉ－Ｆｅ－Ｓｎ金属間化合物に帰属するピークが存在しなかった。
Figure 0007078185000006
本発明は、耐金属溶出性に加えて加工性が求められる電池缶や燃料管に利用可能である。本発明は、例えば一次電池又は二次電池の内面環境のような厳しい腐食環境における金属溶出を抑制可能であり、且つ良好な加工性が確保されたＮｉめっき鋼板、及びその製造方法を提供することができるので、きわめて大きな産業上の利用可能性を有する。
１ Ｎｉめっき鋼板
１１ 母材鋼板
１２ Ｎｉめっき層
１２１ Ｎｉ層
１２２ Ｎｉ－Ｆｅ合金層
ＷＥ 作用極
ＣＥ 対極
Ｌｉ 電気基準箔
Ｓ セパレーター

Claims (9)

  1. 母材鋼板と、前記母材鋼板の表面に設けられたＮｉめっき層とを備え、
    前記Ｎｉめっき層は、前記母材鋼板の表面に形成されているＮｉ－Ｆｅ合金層を含み、
    前記Ｎｉめっき層における、Ｎｉ含有量に対するＳｎ含有量の比が０．０００５～０．１０％であることを特徴とするＮｉめっき鋼板。
  2. 前記Ｎｉ－Ｆｅ合金層は、前記Ｎｉめっき層の一部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＮｉめっき鋼板。
  3. 前記Ｎｉ－Ｆｅ合金層は、前記Ｎｉめっき層の最表面まで形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＮｉめっき鋼板。
  4. 前記Ｎｉめっき層における、Ｎｉ含有量に対するＳｎ含有量の比が０．００１０～０．０２０％であることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のＮｉめっき鋼板。
  5. 片面あたりのＮｉ付着量が１．３４～３５．６０ｇ／ｍ２であることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載のＮｉめっき鋼板。
  6. 前記Ｎｉめっき層のＸＲＤ測定によって得られるＸＲＤプロファイルにおいて、Ｎｉ－Ｓｎ金属間化合物に帰属するピーク、Ｆｅ－Ｓｎ金属間化合物に帰属するピーク、及びＮｉ－Ｆｅ－Ｓｎ金属間化合物に帰属するピークが存在しないことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載のＮｉめっき鋼板。
  7. ［Ｓｎ２＋］／［Ｎｉ２＋］を０．０００５～０．１０％としたＮｉめっき浴を用いて母材鋼板に電気めっきをして、素材Ｎｉめっき鋼板を得る工程と、
    前記素材Ｎｉめっき鋼板を焼鈍する工程と
    を備える請求項１～６のいずれか一項に記載のＮｉめっき鋼板の製造方法。
  8. 前記電気めっきにおける電流密度を１００～５０００Ａ／ｍ２とすることを特徴とする請求項７に記載のＮｉめっき鋼板の製造方法。
  9. 前記素材Ｎｉめっき鋼板のＮｉ付着量を片面あたり１．３４～３５．６０ｇ／ｍ２とすることを特徴とする請求項７又は８に記載のＮｉめっき鋼板の製造方法。
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