JPS6013098A - シ−ム溶接缶用表面処理鋼板の製造方法 - Google Patents

シ−ム溶接缶用表面処理鋼板の製造方法

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JPS6013098A
JPS6013098A JP12093583A JP12093583A JPS6013098A JP S6013098 A JPS6013098 A JP S6013098A JP 12093583 A JP12093583 A JP 12093583A JP 12093583 A JP12093583 A JP 12093583A JP S6013098 A JPS6013098 A JP S6013098A
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JP
Japan
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plating
alloy
steel sheet
chromate
weldability
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JP12093583A
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English (en)
Inventor
Yasuhei Sakamoto
坂本 安平
Toshiro Ichida
市田 敏郎
Mitsuo Yano
矢野 三男
Junko Kokubu
国分 淳子
Toshio Irie
敏夫 入江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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  • Electrochemical Coating By Surface Reaction (AREA)

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】 (技術分野) シーム溶接により接胴される食缶を土たる使途とする表
面処理鋼板の製造方法に関してこの明細会で以下に開示
する技術内容は、冷延鋼板に1Ji−1i’6合金めつ
き後、Tずめつきを施し、グ1き続きクロメート処理T
る方法、および、Snめつきを行なった後に溶錫処理ご
行ない引き続きクロメート皮膜を形成させる方法により
、シーム溶接による接胴の施工を容易ならしめることの
開発成果であり、いわゆる表面処理鋼板の製造に関連T
る技術の分野に位置づけられる。
(問題点) 従来、食缶(飲料缶を含む以下同じ)を製造丁る際にお
けるぶりきの終局は、半田によって行われてきた。しか
しながら半田に含まれている有害な鉛が缶内容物中に溶
出Tることかあり、食品衛生上問題となる。
このため近年半田による終局にかわって、シーム浴接な
かでも、スードロニツク溶接法による終局法が普及しつ
つある。
スードロニツク溶接法では缶胴接合部の重i2合せ部分
が0.8〜0.5間程度の著しく狭い喝であるために鋼
板の表面処理法の如何によって接合の良否が大き−く左
右される。
ここに溶接缶は全て内面塗装を施して使用されることか
ら、耐食性の面からはずT付NfJiを少なくしても良
いと考えられるところ、丁ずの高価格面より缶用材料の
需要家からは薄目付ぶりきないしは、これに代りうる低
価格の新材料の要求が強い。
このようなすう勢によってNiめっき鋼板や薄いsnめ
つきの上にクロムめっき、または厚いクロメート皮膜を
形成させた表面処理鋼板の試作ちるいは、実用化が進め
られている。
これら新材料は耐錆性、塗装性には優れているが、以下
のような欠点が看過され得ない。
まずHiめつき鋼板は、NiとB’eの電位差が大きい
ために、取扱い中にめっき層に微細なきすがついた場合
にはきすの部分で鉄が急激に腐食、酸化され、その部に
穴があくことがあり、このために塗装、製缶、缶詰工程
では取扱いに細心の注意を要する。もちろん溶接缶は普
通内外面ともに塗装して使用されるが、塗膜にW、細な
きずがついたU=めっき缶に内容物を充填した場合には
、短期nlTで水素ガスが発生して膨張缶となる。
−万博目付けのsnめつき上にクロムあるいは、厚いク
ロメート皮膜を施した鋼板は、溶接性が悪くて、ちり(
スパッター)を起し、また非溶接部分が発生することも
あり、最適溶接1荘流のコントロールが雌かしい欠点が
ある。加えこの鋼板は溶接性を向上させようとしてクロ
ムめっき、あるいはクロメート皮膜量を下けると、耐錆
性が悪くなt)%製缶メーカーで塗装を経て製缶が行な
われるまでに錆が発生するうれいがある。
(発明の目的) 発明者らは、上記問題の打開を目指して、めっき面さら
には、塗装面に微細な欠陥を生゛じた場合にも耐錆性、
耐食性が実質的に損われることなくして、塗料密着性と
溶接性に優れた溶接缶用葉材たるべき表面処理鋼板を手
中にするため鋭意研究を重ねた結果、清浄な冷延鋼板表
面にまずmi−Fe合金めつきを施し、これに重ねて極
く薄いsnめつきを行ない、さらにクロメート皮膜を形
成させる方法、および、snめっきを行なった後に溶鍋
処理を行ない、す[き続きクロメート皮膜を形成させる
方法によって上記の諸要請が有利に満足され得ることを
見出した。
この知見に基いて、シーム溶接缶の使途でとくに有用な
、表面処理鋼板を安価に提供することを可能にすること
がこの発明の目的である。
(発明の構成) この発明の上記目的は、次の事項からなる処理過程を経
ることによって適切に成就されるO脱脂、酸洗した冷延
鋼板に、重量比でNi / Nl+F eO060〜0
.95の範囲となる合金組成のNi−Fe合金めつきを
0.01〜0.20μmの厚さに施した後、0.05〜
1.09/iのsnめつきを施し、さらにクロメート処
理によりクロム換算量が8〜80■/ばの範囲にて水和
酸化クロム上体のクロメート皮膜を重ねて形成させる方
法、および、3nめっき後溶錫処理を行ない、引続きク
ロメート皮膜を形成させる方法からなり、耐錆性、耐食
性および塗料密着性ならびに溶接性に優れるシーム溶接
缶用表面処理鋼板の製造方法0 ここに第1層のmi−Fe合金めつき層は、母材のli
’6との電位差をN1とBreの電位差よりも極端に小
さくすることができ、めっき欠陥部での局部電池に基〈
腐食を有効に抑制Tるのに役立つ0第2層の3nめっき
は、下層の1re 、 lJi −pe合金層に対し、
犠牲防食作用を呈して耐食性を着しく向上するとともに
、とくに、Snめっき層を有することにより、スードロ
ニツク溶接法による溶接性が格段に改善される0 第8層のクロメート皮膜は、めっき皮膜の封孔処理とし
てめっき欠陥部の補修に役立って耐錆性を向上させ、同
時に塗膜密着性の向上にも着しい寄与を呈する。
以上の成案は、冷延鋼板の耐錆性がN= −Fe合金め
っき法により改善できることに加えて、耐食性、塗膜密
着性ならびに溶接性の一層の向上が、さらにBnめっき
、クロメート皮膜からなる多層めっきの方法によって実
現できることの究明に由来している。
この発明に従ってシーム浴接缶用表面処理鋼板の製造に
供するめつき原板、Tなわち素材に用いる鋼板は、造塊
材、連続鋳造材のいずれでもよいが、これらを通常の方
法で0.15〜0.a5I+1111ノ冷延板とし、焼
なまし後調質圧延を行うことがまず必要である。
次ニこの原板は、めっきをするために通常の脱る合金組
成のHl−He合金めつきご行なう。
酸塩浴、塩化物浴、スルファミン酸塩浴、ビロリン酸塩
浴などご適宜に使用Tることができるが。
そのめっき厚さは0.01〜0.20μmとすることが
必要である。
由来している。
(1) Fe含有量を異にTるNi−Fe合金鋼薄板お
よび純Ni薄板をそれぞれ8%食塩水中で純鉄板とカッ
プルさせ、4時間JJi装置した後に、一定面積から溶
出したFeイオンを測定した実験結果を第1図に示TO ルではFeイオンの溶出が極端に少なくなった。
(2ン 冷延鋼板を通常の脱脂、酸洗に供した後、スル
ファミツm塩系Ni−he金合金っき浴のFelイオン
割合、電流密度を変化させて、合金組成が種々に異るH
i−Fe合金めっきを施し、めっき厚さは全て0.2μ
mとした。
これら合金組成の異るH= −BreFe合金き鋼板耐
錆性が良くなった。
なお同図のたて軸にとった5段階耐錆評価試験は、乾湿
繰り返しく条件は後述)を行って一日経過後の発錆状況
の目視観察で判定した。
前記(1) 、 (2)の結果が下地めっき合金組成を
”(Ni+Fe) −o、e〜0.95とした理由であ
る。
Tなわち0.6未満ではめつき欠陥部での電気化学的な
腐食に対しては有効であっても、耐錆性が充分でなく、
”/ −0,95−より多くTると(Hi+Fe) 耐錆性に対しては有利である反面、地鉄とのm位差が大
きくなり、電解液中に浸漬したときに、めっき欠陥部で
の腐食が促進されて、Feイオンの溶出が急激に多くな
ることから、 Fe溶出と耐錆性の両立する0、6〜0
.95の範囲が必要である。
次に下地めっき厚さを0.01〜0.2μmに規定した
理由は、次のとおりである。
0.01μm未満では鋼板表面の被覆が不完全になるお
それがあって耐錆性、また塗装後の耐食性が悪くなり、
下地めっきなしない原板の″耐錆性、塗装後の耐食性に
対する目立った区別がなくなる。
しかし0.2μmJ:り厚くすると耐錆性は向上するが
加土性が悪くなり、実際使用に不適となる。
従ってNi −Fe合金めつきJ¥ f: 0,01〜
0.2 pmの範囲とした。
上記H1−Fe合金めつきを、上記厚さに施したのみで
も、同一のめつき厚さのsnめっきに比し、鋼板の耐錆
性能は数倍も改善されるが、溶接性についてはsnめつ
き鋼板にはるかに及ばない。
そこで溶接性の向上−を図るように、N1−F9合金め
つきに重ねて0.05〜1,0り/げのSnめつきを施
し、必要により溶鍋処理を施こすこととした0H1−1
re合金めつき上のsnめつき量を0.05〜1.0 
g/I11”と規定した理由は、次のことからである。
Bnめっき量を0.05g/−より少なくTると。
溶接性の向上およびsnのF13 、 N= −re合
金暦に対Tる犠牲防食作用に基〈耐食性の向上効果がほ
とんどみられなくなり、また1、0り/ピより多くして
も、その効果が飽和して経済的にも損失となるからであ
る。
Ni −Fe合金めつき上のSnめっきを溶錫処理する
理由は次のことからである。snめつき層を溶錫処理す
ることにより平滑な錫層となると同時に、下地のHl−
Fe合金と一部が緻密な合金層を形成するために、耐食
性がより一層向上する。特に、塗装後の耐食性の向上が
顕著である。
次に水利酸化クロムを生体とするクロメート皮膜は、溶
接性、塗膜密着性の点でとくに重要である。クロメート
皮膜量はQr換算量にて8〜80my/♂の範囲が最も
優れた効果を呈Tる0すなわち8■/♂未満では耐錆性
が不十分であり、塗膜缶着性能の向上効果も得られない
。80mg/lr?をこえると前記効果は良好であるが
、溶接時にちりを生じ、溶接部の補修塗装を困難にTる
ばかりでなく、溶接強度が低下し、溶接不良を起こしや
Tくなるからである。
以下この発明の実施例を比較例および参考例と対比し具
体的に説明する。
めっき原板は、厚さ0.22m’ll+で同一ロットの
調質圧延した冷延鋼板を用い5通常の脱脂、0先処理を
施した後、下記の条件の範囲で合金組成を変化させてめ
っきを行なったO Ni −Fe合金めつき組成は、重量比にて、Nj−7
・ −0,5〜0.95でそのめっき厚さは、(Nl+
Fe) 0.01〜0.2μmの範囲になるようにめっき液組成
電気量ご変化させてスルファミン酸塩浴法により下地め
っきを行った。
Ni−Fe合金めつき後のSnめっきは、/)ロゲン浴
で0.05〜1.0り7m1の範囲にめっきを行った。
3nめっき後の溶錫処理は通電加熱で行なった0クロメ
ート処理は重クロム酸ナトリウム溶液中で陰極処理を行
なった。なおりロメート皮膜を20■/ハ(クロム換に
量)以上にクロメート処理な施す時には無水クロム酸溶
液で陰極処理を行なった0 各処理条件は実施例、比較例とも次のとおりで・ある0 (1) Ni −Fe合金めつき条件 スルファミン酸ニッケル: (Ni”)50〜150り
/を硫酸第1鉄(FeSO,−7H,0) :l O〜
100 g/lはう酸二 δ09/1 サッカリンナトリウム: 0.6g/lラウリル硫酸ナ
トリウム: 75tn9/、7jスルファミンe/:5
〜809/I P、H,1,0〜4.0 温度 25〜60℃ 電流密度 0,5〜aoA/d♂ めつき厚 0.01〜0,2 ttm (g) Snめっき条件(ハロゲン/浴)塩化第1錫:
 60g/l 酸性ふつ化ナトリウム: zog/l ぶつ化ナトリウム: 50’;l/1 塩化ナトリウム: 609/ 1 添加剤 少々 温度 60℃ 電流密度 5ム/d♂ めつ八属 0.05〜x、o9/げ (8)クロメート処理 A:重クロム醗ナトリウム: δ0り/l温度 45℃ 電流密度 5A/drf B:無水クロム酸: 60 g/I HB80. : 0.129/を 温度 45℃ 電流密度 5A/dげ 参考例についても同様の前処理を行い、次の表面処理を
行った。
04例−l ワット浴中で0.2μmのHlめつきご施した後前記ク
ロメート処理条件Aでクロメ−ト皮膜な、10■/W?
(クロム換算量)付着させた。
参考例−2 ハロゲン浴中で1.19/♂のsnめつきを施し、す7
0−処理後、前記クロメ7ト浴Aでクロメート皮膜を8
W9/I11″(クロム換算量)付着させた0参考例−
8 参考例−2と同様の処理でSnめっきを、とくに2.8
97−にかえた。
前記条件で得られた各表面処理鋼板製品から・試験片を
切り出して特性調査を行なった。
特性調査項目および試験法の詳細は以下のとおりである
(IJ耐錆性の評価方法 乾湿繰り返し装置の試験槽内に試片を入れ、5゜”C,
98%(相対湿度)、80分、25°C,60%(相対
湿度)、80分の乾湿状態を繰り返して一定期間試験を
行い、錆の発生程度で評価した。
評価は、JIS −Z−2912「錆発生度測定法」ニ
準拠し、◎(錆なし)、O1△、 x 、 xx (全
面錆)の5段階で行った。
(2]溶接性の評価方法 溶接性試験は1B4.7X110wのに駒片を用いて次
の条件で行なった。
溶接機 : スードロニツク社製全自動溶接機202径
用 オーバラック 0.4〜0.5朋 溶接電流 1000〜5000A 溶接性の評価は、ちりの出ない均一なナゲツト形成およ
び十分な溶接強度が得られる適正電流範囲の広さで行っ
た。
Q: 150A以上、Δ:100〜150AX:IQO
A助下 最小溶接可能電流値は溶接部の強度、ちりの発生がなく
、良好な溶接が可能な電流値である。溶接可能電流値が
小さいほど、経済性に優れる。
適正電流範囲とは最小溶接可能電流値からの溶接可能電
流範囲を示した。
なお、溶接部の強度は、試験円筒の一端にて溶接部をは
さんでV字型の切り込みを入れ、隅角部をプライヤーで
掴んで他端に向って引っ張るへインテストを行ない、途
中で溶1部が切断しないことを必要強度とした。
(8)塗装後の性能評価 エポキシフェノール系塗料量が45±5 my/ dゼ
となるように塗装し、210°C×10分間の焼付乾燥
を行ったものにつき次のような試験を行った。
(8−1)塗膜の二次密着性試験 1.5%Na04.1.5 %クエン酸ご含有Tる水溶
液中に96時間浸漬後、100個の基盤目をけがき、テ
ープによるはく喘個数で以下のとおり評価した〇◎:は
く離なし、021〜8個、△:4〜10個X:11〜8
0個、××:80個以上 (8−2)耐食性試験 塗装面にスクラッチを入れて上記溶液に96時B浸漬後
、スクラッチの腐食状態で評価した。
◎:非常に良好、O:良好、Δ:やや劣るX:者しく劣
る 以上の諸試験結果を次表に描けた。
(発明の効果) この発明の方法で得られた鋼板は、比較例および参考例
のものに比して耐錆性、耐食性および塗装密着性ならび
に溶接性が優れていることがわかる0
【図面の簡単な説明】
第1図は、N1/ ・ 重量比とye溶出量との(Nl
+F6) 関係を示すグラフであり、 Ni。 第2図は /(N工+F6)重量比と耐錆性との関床を
示すグラフである。 特許出願人 川崎製鉄株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 L 脱脂、酸洗した冷延鋼板に、重量比でNi/ (N
    i +Fe) −0,60〜0.95 +7)範囲とな
    る合金組成(7) Ni −Fe合金めっきを0.01
    〜0.20μmの厚さに施した後、0.05〜1.0g
    /m’のsnめつきを施し、さらにクロメート処理によ
    りクロム換算ff18〜80mg/げの範囲にて水和酸
    化クロム正体のクロメート皮膜を重ねて形成させること
    から成り、耐錆性、耐食性°および塗料密着性ならびに
    溶接性に優れることを特徴とTるシーム溶接缶用表面処
    理鋼板の製造方法。 λ 脱脂、酸洗した冷延鋼板に、重量比でNi/(Ni
    +Fe)−0,6o N009 sの範囲となる合金組
    成のHl−Fe合金めっきを0.01〜0.20nm 
    (D厚すニ施Lf後、0.05〜1.0g/I11′の
    43nめっきを行なった後溶錫処理し、さらにクロメー
    ト処理によりクロム換Xflt8〜80 mgldの範
    囲にて水和酸化クロム主体のクロメート皮膜を重ねて形
    成させることから成り、耐錆性、耐食性および塗料密着
    性ならびに溶接性に優れることを特徴とするシーム溶接
    缶用表面処理鋼板の製造方法。
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Cited By (4)

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