JPH0196397A

JPH0196397A - 耐食性に優れた溶接缶用クロムめっき鋼板の製造方法

Info

Publication number: JPH0196397A
Application number: JP25256887A
Authority: JP
Inventors: Kyoko Hamahara; 京子浜原; Yasuhiro Hida; 緋田　泰宏; Naomasa Nakakouji; 尚匡中小路; Koji Yamato; 康二大和
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1987-10-08
Filing date: 1987-10-08
Publication date: 1989-04-14
Also published as: JPH0431037B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、飲料缶、食料缶などの食缶関係、あるいは１
８２缶、ベール缶などの雑缶関係などの分野で使われる
溶接缶用クロムめっき鋼板の製造方法に関するものであ
る。

〈従来の技術〉一般に缶用材料はブリキとティンフリースチールと称す
るクロムめっき鋼板が主に使用されているが、省資源、
コスト削減、外観等のためにブリキに関しては半田缶か
ら溶接缶へ急速に移行しつつあり、また錫目付量も２．
８ｇ／ｎ’ｒ以上の厚目付に代わり、１．０　ｇ　／　
ｒｒｆ以下の薄目付のものが開発されている。しかし、
コスト的にみるならば薄目付ブリキといえどもティンフ
リー鋼板に優るとはいえない。

一方、ティンフリースチールの缶胴接合は、従来主に接
着法を用いて行われているが１．これは、半田付ができ
ないこと、および表面被膜が高抵抗、高融点のために溶
接できないためである。

しかし、この接着部は缶内容物を高温殺菌処理するとき
に接着部が破れて缶が破胴するトラブルを起こす危険性
があることから、接合強度の高い溶接法で接合できるテ
ィンフリースチールが強（期待されている。

溶接できるティンフリースチールあるいはその製造方法
を提供するものとして、例えば特公昭５７−１９７５２
号や特公昭５７−３６９８６号がすでに公知である。

しかしこれらは金属クロムあるいは非金属クロムの量を
少なくすることにより溶接性を向上させようとするもの
であり、缶用材料として必要な耐食性能の点から見ると
未だ不充分なものであった。

本発明者らは先に溶接性および塗装後の耐食性のすぐれ
たティンフリースチールの製造方法として、特開昭６１
−２１３３９９号、特開昭６１〜２８１８９９号を提案
した。しかし、クロムめっき工程の間に陽極処理をはさ
むこの方法では、多数の突起状金属クロムを均一かつ安
定に析出させ、溶接性を大幅に向上させることはできる
が、同じ金属クロム量、クロム酸化物量でも溶接性や耐
食性の違うものが得られ、いつも良いものが安定して得
られるとは限らなかった。

〈発明が解決しようとする問題点〉本発明は、溶接性と耐食性に優れたクロムめっき鋼板が
安定して得られる方法を提供するものである。

く問題解決のための手段〉本発明は、鋼板に電気クロムめっきを行った後、該めっ
き鋼板を陽極とした電解処理を施し、次いで再び電気ク
ロムめっき処理を行った後、再度鋼板を陽極とした電解
処理を施し、次いで電解クロム酸処理を施すことにより
、鋼板表面にその金属クロムの一部が突起している目付
量４０〜１５０ｍｇ／イの金属クロム層と目付量５〜２
５■／ボの均一な厚みのクロム酸化物層とを形成するこ
とを特徴とする耐食性に優れた溶接缶用クロムめっき鋼
板の製造方法である。

〈作　　用〉本発明者らは、溶接性や耐食性の違う、多数の突起状金
属クロムを析出させた種々のティンフリースチールを用
いて表面クロムの解析、調査を行った。その結果、溶接
性や耐食性のばらつきに及ぼす大きな要因はクロム酸化
物層の均一性であることがわかった。

第２図に溶接性、耐食性の違う２サンプルのクロム酸化
物層の均一性を調べた一例を示す。

溶接性は接触抵抗を測って調べた。

抵抗溶接はＣｕワイヤー！極を介して１！１流を流した
ときの抵抗加熱で溶接されるが、接触抵抗が大きいと表
面に熱が集中し、スプラッシュの原因になる。従って溶
接性を良くするには接触抵抗を小さくする必要がある。

またクロム酸化物層の均一性は先頭による鋼板の表面組
織写真に基づく厚みムラの観察とＥＰＭＡを用いたライ
ン分析で調べた。この結果から、溶接性と耐食性を良く
するにはクロム酸化物層を均一にすることが重要である
ことがわかった。

クロム酸化物層が不均一であるということは、クロム酸
化物層の厚い部分と薄い部分が混在することを意味し、
クロム酸化物層の薄い部分では耐食性、塗料密着性が悪
くなるだけでなく、クロム酸化物層の厚い部分でも、そ
の導電性の悪さのため、スプラッシュを生じやすい。従
ってクロム酸化物層が不均一であれば、耐食性にも溶接
性にも不利で、また外観汚れも生じやすい、クロム酸化
物層が均一であれば、耐食性溶接性共に満足するものを
安定して得られるだけでなく、クロム酸化物層の被覆性
が良くなるので、クロム酸化物量を均一に少くすること
ができ、溶接性を更に向上できる。

そこで、均一なりロム酸化物層を安定して付着させる方
法を検討した結果、多数の突起状金属クムを析出させる
めっきをした後、ひき続き、鋼板を陽極として０．１〜
１５Ｃ／’ｄｍ”の電気量で電解処理し、その後電解ク
ロム酸処理する方法が非常に有効であるということを見
出し本発明に至った。

次に本発明の目付量の限定理由を説明する。

金属クロム量を４０〜１５０＋ｎｇ／ｍとしたのは、金
属クロム量が４０１１１ｇ／ｒｒｆより少ないと、金属
クロム層はポーラスな構造となって鋼板表面を十分に被
覆できないため塗装後の耐食性が劣る。また、金属クロ
ム量が１５０　ｍｇ　／　ｒｒｆを越えても塗装後の耐
食性の更なる向上は望めなく、経済的でもないので４０
〜１５０■／がとするのがよい。

またクロム酸化物量は５■／Ｍより少いと表面を十分に
被覆することができないため、塗装後の耐食性が悪（な
り、またクロム酸化物量が２５１１１ｇ／ｒｒｒを越え
ると溶接性が急激に低下するので好ましくない。

次に本発明の製造方法について詳しく説明する。

本発明における溶接缶用クロムめっき鋼板の主要な製造
工程は〔クロムめっき（１）→陽極処理（１）→クロム
めっき（２）→陽極処理（２）→電解クロム酸処理〕の
順に行われる。

クロムめっき（１）とクロムめっき（２）は、通常の電
気クロムめっき方法であればよく、クロムめっき（１）
とクロムめっき（２）は、同じ溶液を用いてめっきして
も、また別々の溶液を用いてめっきしてもよい。間には
さんだ陽極処理（１）は、クロムめっき（１）の溶液中
またはクロムめっき（２）の溶液中で行ってもよいし、
別の溶液を用いて行ってもよい、また、陽極処理（１）
の電気量は０．１〜ＩＯＣ／ｄｍ”の範囲が望ましい。

本発明における金属クロムとクロム酸化物の生成機構を
製造工程に従って模式的に表したのが第１図である。

クロムめっきは金属クロム層を生成するために行うが、
同時に金属クロム層上にクロム酸化物層が形成される。

クロムめっきを行う場合、金属クロムの析出効率を高く
するため助剤を多く添加しているので、めっき時に同時
に形成されるクロム酸化物層は不均一になる（第１図■
）、陽極処理は、クロム酸化物層を溶解し、均一に薄く
する効果があり、陽極処理（１）をするとクロムめっき
（１）で生成した不均一なりロム酸化物層が均一に薄く
なる（第１図■）、クロム酸化物層が薄くなると、クロ
ム酸化物層のピンホールが多くなるので次のクロムめっ
き（２）で、そのクロム酸化物層のピンホール部に金属
クロムが析出して突起状になり、突起状の金属クロムが
多数析出する（第１図■）。

クロムめっき（２）までの工程で、多数の突起部を有す
る金属クロム層を得た後、さらに陽極処理（２）と電解
クロム酸処理を行う、陽極処理（２）はクロムめっき（
２）の溶液中で行ってもよいし、電解クロム酸処理液中
で行ってもよい、また別の溶液、例えばＮａｚＣＯ＊溶
液のような電解液のタンクをつくってその中で行っても
よい、しかし、設備的なコストの点から、また陽極処理
（２）でクロム酸化物と同時に溶解するアニオンがクロ
ムめっき（２）の助剤であることを考えると、クロムめ
っき（２）の溶液中で行うのが望ましい。

陽極処理（２）の後行う電解クロム酸処理は、クロム酸
換算で１０〜１００ｇ／　ｌのクロム酸、クロム酸塩ま
たは重クロム酸塩の一種以上を含む溶液や、これにさら
にふっ素やふっ素化合物、硫酸、硫酸塩などを助剤とし
て添加した溶液を用いて、主にクロム酸化物を析出させ
るような電解条件で行えばよい。

本発明における陽極処理（２）の作用は次の通りである
。クロムめっき（２）は、金属クロムの析出効率を高く
するために助剤を多く添加しているので突起状金属クロ
ムが形成されると同時に不均一なりロム酸化物が形成さ
れる。（第１図■）、この後電解クロム酸処理をすると
クロムめっき（２）時に生成したクロム酸化物層がその
まま成長し不均一なりロム酸化物層になるが、陽極処理
（２）を行うと、第１図■の如（クロム酸化物層が溶解
して、薄い均一なりロム酸化物層になり、この後電解ク
ロム酸処理をすると、均一なりロム酸化物層がそのまま
成長して、適量のクロム酸化物層が均一に形成されると
考えられる。（第１図■）。

陽極処理（２）の電気量は０．１〜１５Ｃ／ｄａ！で行
うのが望ましい、陽極処理（２）の電気量が０．１Ｃ／
ｄｍ”より小さいと陽極処理によるクロム酸化物層の平
滑効果が充分でないため、クロム酸化物層が均一になら
ない、また１５Ｃ／ｄａ”を超えても、クロム酸化物層
の更なる平滑効果が望めないだけでなく、金属クロムの
溶出量が多くなり、経済的に不利である。

また陽極処理用対極としては、通常クロムめっき用不溶
性アノードとして使用している鉛系電極の使用が可能で
あるが、長期間使っていると鉛系合金電極の表面にクロ
ムが析出して陽極処理が不安定となるため、金属クロム
の析出の起こりにくい白金・金で表面を被覆した電極を
用いた方が、陽極処理を安定して行うことができる。

〈実施例〉次に本発明を実施例および比較例をあげて説明する。

板厚０．２２ｍｍの冷延鋼板を脱脂、酸洗後、表１に示
す溶液を用いてクロムめっきし、得られた供試材のクロ
ム酸化膜の均一性をＥＰＭＡ、硫酸銅テストによって調
べ、溶接性を接触抵抗、耐食性を乾湿くり返し試験で調
べた。その結果を表２に示す。

本発明を満足する実施例１〜３は、比較例１〜２に比べ
、突起部を多数有する金属クロム層の上に均一なりロム
酸化物層を有し、溶接性、耐食性ともに優れたティンフ
リースチールであることがわかる。

なお、各試験方法については以下に示す。

（硫酸銅テスト）試料を脱脂後、５０ｇ／ｌ硫酸銅溶液に１分間浸漬後、
析出した銅をケイ光Ｘ線で定量した。

（接触抵抗）２１０℃Ｘ２Ｑｍｉｎの熱処理を施した後、試料を２枚
重ね合わせ、これを銅ワイヤーを介したコーラ電極で上
下から４０ｋｇｆで加圧して接触抵抗を測定した。

（乾湿くり返し試験）高温状態と乾燥状態を交互に繰り返す試験器を用いて、
１，２，３．４．７日後の錆発生を観察し、総合判定を
行った。

〔判　　定〕

表　　　　１〈発明の効果〉このように本発明はティンフリースチール即ちクロムめ
っき鋼板において溶接性、耐食性ともに優れたものを安
定して生産できるようにしたので、産業上益するところ
大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造工程順に金属クロムとクロム酸化
物の生成機構を模式的に示した図であり、第２図はクロ
ム酸化物層の均一性と溶接性、耐食性の関係を示す図で
ある。なお、第２図中の光学顕微鏡写真は、クロムめっ
き鋼板表面の金属組織図である。　　　　〜特許出願人　　　　川惰製鉄株式会社昭和６３年１月１３日需庁長官　小川　邦夫　殿１、事件の表示昭和６２刷翁犠蕗２５２５６８号３、補正をする者１呵牛との関係　　特許出願人

Claims

【特許請求の範囲】

鋼板に電気クロムめっきを行った後、該めっき鋼板を陽
極とした電解処理を施し、次いで再び電気クロムめっき
処理を行った後、再度鋼板を陽極とした電解処理を施し
、次いで電解クロム酸処理を施すことにより、鋼板表面
にその金属クロムの一部が突起している目付量４０〜１
５０ｍｇ／ｍ＾２の金属クロム層と目付量５〜２５ｍｇ
／ｍ＾２の均一な厚みのクロム酸化物層とを形成するこ
とを特徴とする耐食性に優れた溶接缶用クロムめっき鋼
板の製造方法。