JPS60211099A - Tin-free steel for welded can and production thereof - Google Patents

Tin-free steel for welded can and production thereof

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JPS60211099A
JPS60211099A JP6523884A JP6523884A JPS60211099A JP S60211099 A JPS60211099 A JP S60211099A JP 6523884 A JP6523884 A JP 6523884A JP 6523884 A JP6523884 A JP 6523884A JP S60211099 A JPS60211099 A JP S60211099A
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JP
Japan
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chromium
nickel
zinc
layer
plating
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JP6523884A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuyoshi Shimizu
信義 清水
Terunori Fujimoto
輝則 藤本
Tsuneo Inui
乾 恒夫
Masatoki Ishida
正説 石田
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.)
Toyo Kohan Co Ltd
Original Assignee
Toyo Kohan Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a tin-free steel for a welded can having excellent weldability, sulfide resistance, etc. by forming successively metallic chromium, zinc-nickel alloy layer and chromium oxide hydrate layer on the surface of a steel sheet. CONSTITUTION:Chromium is plated at 30-300mg/m<2> per side on the surface of a degreased and pickled steel sheet and thereafter the steel sheet is treated for 0.5-5sec at 30-70 deg.C and 2-50A/dm<2> cathode current density in an aq. soln. of sulfuric acid or hydrochloric acid or sulfuric acid and hydrochloric acid adjusted to 0.5-2pH to remove the chromium oxide hydrate remaining on the plated surface. A nickel-zinc alloy plating layer contg. 10-80wt% zinc is then formed thereon at 5-300mg/m<2> per side. A chromium oxide hydrate layer is further formed at 2-18mg/m<2> in terms of chromium thereon by the conventional method. The tin-free steel having such three-layered structure has excellent corrosion resistance, painting performance and surface color tone in addition to excellent sulfide resistance and weldability.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、優れた溶接性、耐硫化性、塗装性能をもつ溶
接缶用ティンフリースチール及びその製造方法(:関す
る。より詳しくは鋼板表面上に第1層として金属クロム
、その上に第2層としてニッケル・亜鉛合金、更にその
上に第3層としてクロム水和酸化物(以下、その量を表
わす場合はクロム換算で示す)からなることを特徴とす
る特許抗による溶接缶用ティンフリースチール、及びそ
の製造方法である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a tin-free steel for welded cans having excellent weldability, sulfidation resistance, and coating performance, and a method for manufacturing the same. Chromium, a nickel-zinc alloy as a second layer thereon, and a chromium hydrated oxide (hereinafter, when expressing the amount in terms of chromium) as a third layer thereon. tin-free steel for welded cans and its manufacturing method.

従来、製缶用表面処理鋼板としては電気錫メッキ板(以
下、ブリキと呼ぶ)と金属クロム、クロム水和酸化物の
2層よりなる電解クロム酸処理鋼板(以下、TFS−C
Tと呼ぶ)が一般的6二多用されている。このうち、ブ
リキはその優れた耐食性1表面光沢、半田性9表面潤滑
性、及び接触電気抵抗が低いことなどの理由により、古
くから缶用材料の主流として半田缶、DI缶(絞り加工
としごき加工1二より成形される缶)、溶接缶用材料も
多く使われてきたが、メッキ6二使用される錫は年々高
騰し、缶用材料としては高価なものとなってきた。
Conventionally, as a surface-treated steel sheet for can manufacturing, electrolytic chromic acid treated steel sheet (hereinafter referred to as TFS-C) is made of two layers: an electrolytic tin-plated sheet (hereinafter referred to as tin plate), metallic chromium, and chromium hydrated oxide.
(referred to as T) is commonly used. Among these, tinplate has long been the mainstream material for cans due to its excellent corrosion resistance (1) surface gloss, solderability (9) surface lubricity, and low contact electrical resistance. Cans formed by processing 12) and materials for welded cans have also been widely used, but the price of tin used in plating 62 has risen year by year, making it an expensive material for cans.

一方、TFS−CTはブリキより安価な材料として約2
0年前に開発され、その後接着響二よる製缶法の開発1
二より、ブリキ代替の缶用材料として年々使用量が増大
してきている。ところが、優れた耐食性、塗料密着性を
もち接着缶用材料として実績のあるTFS−CTを溶接
缶用材料として使用しようとした場合、金属クロム、ク
ロム水和酸化物などの表面皮膜を溶接前6二機械的研削
などの手段で除去する必要があった。溶接前に成膜を除
去することは、製缶コスト上の不利ばかりでなく溶接部
の耐食性の低下、除去されたクロム粉の飛散6二よる衛
生上の問題があり、表面皮膜を除去することなく溶接で
きる溶接缶用材料が強く望まれていた。
On the other hand, TFS-CT is a cheaper material than tinplate.
Development of can manufacturing method developed 0 years ago and subsequently by Hibiki Hibiki 1
Second, its use as a material for cans instead of tinplate is increasing year by year. However, when trying to use TFS-CT, which has excellent corrosion resistance and paint adhesion and has a proven track record as a material for adhesive cans, as a material for welded cans, a surface film of metallic chromium, chromium hydrated oxide, etc. 2. It was necessary to remove it by means such as mechanical grinding. Removing the film before welding is not only disadvantageous in terms of can manufacturing cost, but also reduces the corrosion resistance of the welded area and causes hygienic problems due to scattering of the removed chromium powder. There was a strong desire for a material for welded cans that could be welded without any problems.

そこでTFS−CT系の溶接缶用材料として例えば(1
)鋼板表面−二3〜40mg〜の金属クロム層。
Therefore, as a material for TFS-CT welded cans, for example (1
) Metallic chromium layer of 3 to 40 mg on steel plate surface.

その上部(=金属クロム換算で2〜151Kg/Weの
クロム酸化物を主体とする非金属クロム層をポーラス状
C二したクロムメッキ鋼板、(特開昭55−31124
)、(2)硫酸根、硝酸根、塩素イオン等の陰イオンを
意図的(二は添加しないクロム酸2重クロム酸などを主
成分とする水溶液中で片面当り0.5〜301の金属ク
ロム、金属クロム換算で2〜50g/mのクロム水和酸
化物を主成分とするティンフリースチール(特開昭55
−18542 ) (3)クロムめっき鋼板鴫二209
6以下の調質圧延を行うことを特徴とするクロムメッキ
鋼板(特開昭55−48406)などが提案されている
The upper part (= chromium-plated steel sheet with a porous C2 non-metallic chromium layer mainly composed of chromium oxide of 2 to 151 kg/We in terms of metallic chromium, (JP-A-55-31124
), (2) Anions such as sulfate radicals, nitrate radicals, chloride ions, etc. are intentionally added (2 is not added) 0.5 to 301 metallic chromium per side in an aqueous solution whose main component is chromic acid, dichromic acid, etc. , tin-free steel whose main component is 2 to 50 g/m of chromium hydrated oxide in terms of metallic chromium (Japanese Patent Application Laid-Open No. 55
-18542) (3) Chrome-plated steel plate Shizuji 209
A chromium-plated steel sheet (Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-48406), which is characterized by being subjected to temper rolling of 6 or less, has been proposed.

これらのT l’ S −CTζ二おいて、溶接性向上
を達成するための技術思想は次のよう(=説明されてい
る。
In these T l' S -CTζ2, the technical idea for achieving improved weldability is as follows (=explained).

即ち、上記引例+1)、 (3)においては金属クロム
層自体が溶接開始直後の溶接電流通過を阻害しているの
で、鋼板表面上において素地鋼の露出面積を多くするた
め、金属クロム日付量を少くしたり、金属クロムの日付
量の多い場合でも調質圧延(二より鋼板に若干の伸び4
二よる亀裂を与えるというものである。しかしながら、
溶接性を向上させるため、単艦二金属クロム量を少くし
たり、鋼板(=伸びを与えて金属クロム層媚二亀裂を生
ぜしめたりすることは、それだけTFS−CTとしての
耐食性の低下がまぬがれ難いばかりでなく:、TPS−
CTを塗装して使う場合(=は焼付加熱時6二電気抵抗
の高い鉄酸化物が生成しやすくなり、溶接性は逆効果と
なるという問題点をかかえている。先述引例(2)にお
いてもクロム水和酸化物層の質的改善による金属クロム
目付量の減少が可能となり、溶接性の向上がもたらされ
たと述べられていることから技術思想は引例(1)、 
+31と同じである。
In other words, in the above references +1) and (3), the metallic chromium layer itself obstructs the passage of welding current immediately after welding starts, so in order to increase the exposed area of the base steel on the steel plate surface, the amount of metallic chromium is increased. Even if the amount of metal chromium is small or the amount of metal chromium is large, temper rolling (slight elongation 4
This is to create a two-way rift. however,
In order to improve weldability, reducing the amount of bimetallic chromium in a steel plate or elongating the steel plate to cause cracks in the metallic chromium layer will prevent the corrosion resistance of TFS-CT from decreasing. Not only difficult:, TPS-
When CT is painted and used (=), there is a problem that iron oxides with high electrical resistance are likely to be generated during baking and heating, which has the opposite effect on weldability. It is stated that the qualitative improvement of the chromium hydrated oxide layer made it possible to reduce the metallic chromium weight, resulting in improved weldability.
It is the same as +31.

本発明は、上述のような技術思想とは全く異なる角度か
ら検討した結果見い出したもので、塗装焼付シーよる加
熱処理を受けた後でも優れた溶接性を有し、且つ従来の
TF’5−CTと同じような耐硫化性、塗装性能を有す
る溶接缶用ティンフリースチール及びその製造方法を提
供するものである。
The present invention was discovered as a result of investigation from a completely different angle from the technical concept described above, and has excellent weldability even after being subjected to heat treatment by a paint baking sear, and is superior to the conventional TF'5- The present invention provides tin-free steel for welded cans that has sulfidation resistance and coating performance similar to CT, and a method for manufacturing the same.

従来のTFS−CT系溶接缶用材料を塗装加熱後に溶接
製缶しようとすれば、表面皮膜を研削除去しなければ商
用的シー満足な溶接はできないことは、既−二述べたが
、その原因として(1)金属クロム表面(二電気抵抗の
高いクロム酸化物が生じる。(2)クロム水和酸化物が
加熱(二より脱水されより電気抵抗の高いクロム酸化物
に変質する。(3)金属クロム層C二存在するメッキピ
ンホールを通じて露出している素地鋼表面に電気抵抗の
高い鉄酸化物が生じる。などが挙げられる。これら溶接
性を低下させる原因のうち(1)、 (3)は特に大き
いことが判った。
As mentioned above, if you try to make cans by welding the conventional TFS-CT welded can material after coating and heating, you will not be able to weld it to a commercial level unless the surface film is removed by polishing. (1) Metallic chromium surface (2 chromium oxide with high electrical resistance is generated. (2) Chromium hydrated oxide is heated (2) Dehydrated and transformed into chromium oxide with higher electrical resistance. (3) Metal Iron oxides with high electrical resistance are formed on the surface of the base steel exposed through the plating pinholes in the chromium layer C2. Among these causes for reducing weldability, (1) and (3) are It turned out to be particularly large.

しかしながら、原因(1)は金属クロムの加熱(二よる
電気抵抗の高いクロム酸化物の生成という金属クロムの
本質C二由来するものであり、その解決には多大な苦心
を要したが、結局、金属クロム表面(二価かなニッケル
を存在せしめることにより金属クロム表面の酸化を大巾
蚤;抑制できること、更(−1杆部合なことは金属クロ
ム上にニッケルを施そうとすれば必然的に金属クロム層
のピンホールを通じて露出している素地鋼表面上にもニ
ッケルが付着し原因(3)の解決シニも効果的となり、
溶接性が従来のTFS−CT(=比較して格段に向上す
ることを見い出し、特願昭59−15260号として鋼
板表面(=第1層として金属クロム、その上に第2層と
してニッケル、更−二その上に第3層としてクロム水和
酸化物よりなる溶接缶用ティンフリースチールを既(二
提案している。この3層構造をとる溶接缶用ティンフリ
ースチールは、溶接性、塗装後耐食性、塗料密着性C二
優れ、極めて実用性の高いものであるが、更に魚肉、肉
類など蛋白質を含む内容物(二対する耐硫化黒変性を向
上せしめるためには、第1層として30〜300講y/
lriの金属クロム、第2層として5〜300 H/r
dの亜鉛含有率10〜90重量%ニッケル・亜鉛合金、
第3層として2〜18mg/dのクロム水和酸化物の3
層構造とすること≦二より達成でき′ることが判明した
。本発明の第2層のニッケル・亜鉛合金は微量であり、
第1層としての金属クロムがない2Pii構造とさせた
場合は、このニッケル・亜鉛層は充分に素地鋼をおおう
ことができず溶接缶用材料としての実用性は不充分であ
る。即ち、ニッケル・亜鉛合金がこのよう(二微量とな
ると、下層の金属クロムなしでは缶内容物中の硫黄と素
地鋼の反応生成物である硫化鉄石=よる缶内面黒変を防
止できないばかりでなく、溶接性、塗装後耐食性(二お
いても実用性がない。従って、耐硫化性を始めとし、溶
接性。
However, cause (1) originates from the essence of metallic chromium (C2), which is the formation of chromium oxide with high electrical resistance due to heating of metallic chromium (2).It took a great deal of effort to solve this problem, but in the end, The presence of divalent nickel on the metal chromium surface can greatly suppress the oxidation of the metal chromium surface; Nickel also adheres to the surface of the base steel exposed through the pinholes in the metal chromium layer, effectively solving cause (3).
It was discovered that the weldability was significantly improved compared to conventional TFS-CT (=metallic chromium as the first layer, nickel as the second layer, and 2) We have already proposed a tin-free steel for welded cans made of chromium hydrated oxide as a third layer on top of the 3-layered tin-free steel for welded cans. It has excellent corrosion resistance and paint adhesion C2, and is extremely practical, but in order to improve the sulfurization resistance against protein-containing contents such as fish and meat (C2), the first layer must contain 30 to 300 Lecture/
lri metallic chromium, 5-300 H/r as second layer
d nickel-zinc alloy with a zinc content of 10 to 90% by weight,
2 to 18 mg/d of chromium hydrated oxide as the third layer.
It has been found that this can be achieved by forming a layered structure when ≦2. The nickel-zinc alloy in the second layer of the present invention is in a trace amount,
In the case of a 2Pii structure without metallic chromium as the first layer, this nickel-zinc layer cannot sufficiently cover the base steel, and its practicality as a material for welded cans is insufficient. In other words, if the nickel-zinc alloy reaches such a small amount, it is not only impossible to prevent the inner surface of the can from turning black due to iron sulfide, which is a reaction product between the sulfur in the can contents and the base steel, without the underlying metal chromium. , weldability, and corrosion resistance after painting (both are not practical. Therefore, weldability, including sulfidation resistance.

塗装後耐食性4二優れた溶接缶用材料である本発明は第
1層として金属クロム、第2層としてニッケル・亜鉛合
金、第3層としてクロム水和酸化物の3層構造をとるこ
とを大きな特徴としている。
The present invention, which is a material for welded cans with excellent corrosion resistance after painting, has a three-layer structure of metallic chromium as the first layer, nickel-zinc alloy as the second layer, and chromium hydrated oxide as the third layer. It is a feature.

尚、本発明でいう「ニッケル・亜鉛合金」とは、ニッケ
ルイオンと亜鉛イオンを含むメッキ浴から陰極電解4二
よって得られるニッケルと亜鉛の単なる共析物を含めた
ものも意味しており、必ずしも化学を論に基づいて特定
の組成比をもつニッケル・亜鉛合金だけを指しているも
のではない。通常、メッキによって得られる単なる共析
物を含めて「合金」と称すことも一般的に行われている
ので、ここでは合金という表現を用いた。
The term "nickel-zinc alloy" as used in the present invention also includes a simple eutectoid of nickel and zinc obtained by cathodic electrolysis from a plating bath containing nickel ions and zinc ions. It does not necessarily refer only to nickel-zinc alloys with specific composition ratios based on chemical theory. Since it is common practice to refer to a simple eutectoid obtained by plating as an "alloy," the term "alloy" is used here.

従来から、クロムメッキ上に各種金属をメッキすること
は非常に難しい技術とされ、特公昭33−1455号「
クロムおよびクロム合金表面上への各種金属の鍍金方法
」にその方法が提案されている。この方法は苛性アルカ
リ水溶液中で浸漬するかあるいは陽極処理するというも
のであるが、浸漬によってクロム水和酸化物を溶解除去
するには浸漬時間が長くかかり過ぎて実用的でないこと
、又陽極処理することは第1層のクロムメッキ自体が高
効率で溶解し【しまうため不都合である。本発明の溶接
缶用ティンフリースチールの実施において、クロムメッ
キ層上(ニニッケル・亜鉛合金層を均−一=被覆し、且
つクロム面へ良好4二密着させることは重要なことであ
るが、後述する方法によって始めて本発明の溶接缶用表
面処理鋼板が得られる。
Conventionally, plating various metals on chrome plating has been considered to be a very difficult technique, and was published in Japanese Patent Publication No. 33-1455 "
The method is proposed in ``Methods for plating various metals onto the surfaces of chromium and chromium alloys''. This method involves immersion in a caustic aqueous solution or anodization, but it takes too long to dissolve and remove the hydrated chromium oxide by immersion, making it impractical. This is disadvantageous because the first layer of chromium plating itself dissolves with high efficiency. In implementing the tin-free steel for welded cans of the present invention, it is important to uniformly coat the chromium plating layer (nickel/zinc alloy layer) and have good adhesion to the chrome surface, but this will be discussed later. The surface-treated steel sheet for welded cans of the present invention can be obtained for the first time by this method.

次に本発明6二ついて更に詳細に説明する。Next, the present invention will be explained in more detail.

第1層である金属クロム量は片面当り30〜30゜u/
ryeと規定される。この金属クロム層は缶用材料とし
ての耐硫化性、耐食性2表面色調、素地鋼の酸化抑制に
よる溶接性向上の役割をもっており、30w/Wi未満
ではこれらの特性の確保が難しくなる。金属クロム量は
多くなる程、上記特性及び素地鋼の酸化抑制効果は向上
する傾向をもっているが300Q/dをこえると、その
効果は飽和するとともに、製造コストも高くなり経済的
でないので上限は300号侃とされる。より好ましくは
70〜150my/rdである。
The amount of metallic chromium in the first layer is 30~30゜u/per side.
It is defined as rye. This metallic chromium layer has the role of improving sulfidation resistance as a material for cans, corrosion resistance, two-surface color tone, and weldability by suppressing oxidation of the base steel, and if it is less than 30 w/Wi, it becomes difficult to ensure these properties. As the amount of metallic chromium increases, the above characteristics and the oxidation suppressing effect of the base steel tend to improve, but when it exceeds 300Q/d, the effect becomes saturated and the manufacturing cost increases, making it uneconomical, so the upper limit is 300Q/d. It is said to be a name. More preferably it is 70 to 150 my/rd.

第2層としては、ニッケル・亜鉛合金が5〜300 号
侃施されるが、ここで亜鉛含有率は10〜90重量%と
される。亜鉛含有率が増すC二つれて耐硫化性、溶接性
は向上する。耐硫化性が向上するのはニッケル・亜鉛合
金中(=存在する亜鉛分が内容物中の硫化物分解成分と
優先的に反応し、この反応生成物が白色系であるため目
立たないためと考えられる。又溶接性が向上するのは、
亜鉛はニッケルC二比較して軟質であり、溶接性の良悪
を支配しているとされる接触電気抵抗を下げる作用をし
ていると推定される。亜鉛含有率が10重量%未満では
、亜鉛を全く含まないニッケル単体のものと耐硫化性に
ついて殆んど変わらず10重量%以上とする必要がある
。又、亜鉛含有率は多くなるほど、耐硫化性、溶接性は
向上するが亜鉛含有率が90重1%を超えてくると亜鉛
単体としての性質(二近くなり、塗装しない状態での長
期貯蔵中など(二おいて塗料密着性を低下させるいわゆ
る白錆が発生し易くなるので上限は90重量%とされ、
より好ましくは30〜70重量%とされる。
As the second layer, a nickel-zinc alloy No. 5-300 is applied, with a zinc content of 10-90% by weight. As the zinc content increases, sulfidation resistance and weldability improve. The improvement in sulfidation resistance is thought to be due to the fact that the zinc present in the nickel-zinc alloy reacts preferentially with the sulfide decomposition components in the content, and this reaction product is white and therefore less noticeable. In addition, weldability is improved by
Zinc is softer than nickel and C, and is presumed to have the effect of lowering the electrical contact resistance, which is said to govern the quality of weldability. When the zinc content is less than 10% by weight, there is almost no difference in sulfidation resistance from that of nickel alone, which does not contain any zinc, and the content must be 10% by weight or more. In addition, the higher the zinc content, the better the sulfidation resistance and weldability, but when the zinc content exceeds 90% by weight, the properties of zinc alone (nearly 2), and during long-term storage without painting. (2) The upper limit is set at 90% by weight because so-called white rust, which reduces paint adhesion, is likely to occur.
More preferably, it is 30 to 70% by weight.

この第2層はニッケル(二亜鉛を共析させているため、
ニッケル単体1:比較して軟質となり、溶接電流の通過
する銅電極/被溶接材の接触部、被溶接材/被溶接材の
接合部の接触電気抵抗が小さくなり、ニッケル・亜鉛合
金メッキ量は5〜300H/dとわずかでも充分に溶接
性の向上が達成される。ニッケル・亜鉛合金メッキ量が
増すに従い表面色調は金属光沢系のクロムメッキ色から
艶のない白色C二移るが溶接性は良好となる。溶接性向
上は300 yny/lriで飽和してしまい上限は3
00 my/nlとされるが、溶接性の確保2表面色調
を堪案して、より好ましくは30〜150u/dとされ
る。
This second layer has nickel (dizinc) eutectoid, so
Single nickel 1: Comparatively softer, the contact electrical resistance of the copper electrode/material to be welded contact area through which welding current passes, and the joint of the material to be welded/material to be welded is small, and the amount of nickel-zinc alloy plating is Even if it is as small as 5 to 300 H/d, a sufficient improvement in weldability can be achieved. As the amount of nickel-zinc alloy plating increases, the surface color shifts from the metallic luster chrome plating color to a dull white C2, but weldability improves. Weldability improvement is saturated at 300 yny/lri, and the upper limit is 3
00 my/nl, but more preferably 30 to 150 u/d in view of ensuring weldability and surface color tone.

第3層のクロム水和酸化物は2〜181(二規定される
。この第3層の目的は従来のTF8−CTC二おけるク
ロム水和酸化物の役割と同じであり、第1,2層によっ
ても完全1=達成し得ないメッキピンホールの封孔(二
よる耐硫化性、耐食性の確保、及び塗装性能の確保であ
る。2■A未満では溶接性は優れているが耐食性、塗装
性能が得られない。
The chromium hydrated oxide in the third layer is defined as 2 to 181 (2).The purpose of this third layer is the same as the role of the chromium hydrated oxide in the conventional TF8-CTC2. Perfect sealing of plating pinholes (Securing sulfidation resistance, corrosion resistance, and coating performance) cannot be achieved even if 1 is perfect. Below 2■A, weldability is excellent, but corrosion resistance and coating performance are is not obtained.

18+Hg/mをこえると耐食性、塗装性能は良好であ
るが溶接性が低下するので188/d以下とする。
If it exceeds 18+Hg/m, corrosion resistance and coating performance will be good, but weldability will deteriorate, so it should be 188/d or less.

より好ましくは4〜12my/ntである。More preferably, it is 4 to 12 my/nt.

本発明の実施にあたっては、まず鋼板表面を公知の方法
により脱脂、酸洗した後、無水クロム酸を主体としメッ
キ助剤として少量の硫酸、硫酸塩、弗酸、弗化物、珪弗
化物、硼弗化物のうちの1種又はそれ以上を含む公知の
クロムメッキ浴(又は電解クロム酸処理浴とも呼ばれる
)中で鋼板を陰極として第1層である30〜3001の
金属クロム層を得る。この第1層である金属クロム層上
にはクロム析出過程の中間還元生成物であるクロム水和
酸化物が必ず形成される。このクロム水和酸化物は、第
2層であるニッケル・亜鉛合金メッキの金属クロム面へ
の均一被覆性や密着性を阻害するので、極力少くなるよ
うクロムメッキ条件を選定しておく必要があるが、公知
のクロムメッキ技術(二おいてクロム水和酸化物の生成
を少くするメッキ条件は経験上次のことが良く知られて
おり実施も容易である。
In carrying out the present invention, the surface of the steel plate is first degreased and pickled by a known method, and then chromic anhydride is used as the main ingredient, with small amounts of sulfuric acid, sulfate, hydrofluoric acid, fluoride, silicofluoride, and borosilicate as plating aids. A metal chromium layer of 30 to 3001, which is the first layer, is obtained using a steel plate as a cathode in a known chromium plating bath (or also called an electrolytic chromic acid treatment bath) containing one or more fluorides. A hydrated chromium oxide, which is an intermediate reduction product of the chromium precipitation process, is necessarily formed on the first metal chromium layer. This chromium hydrated oxide inhibits the uniform coverage and adhesion of the second layer of nickel-zinc alloy plating to the metal chromium surface, so it is necessary to select chromium plating conditions to minimize the amount. However, the plating conditions for reducing the formation of hydrated chromium oxide using known chromium plating techniques (2) are well known from experience and are easy to implement.

(1)無水クロム酸濃度二通常のクロムメッキは50〜
300 y/lで行われているが、80〜300y/l
のよう(二濃度は高目の方がクロム水和酸化物の生成は
少い傾向にある。
(1) Chromic anhydride concentration 2 Normal chromium plating is 50~
It is carried out at 300 y/l, but 80 to 300 y/l
(The higher the concentration, the less chromium hydrated oxide is produced.

(2)助剤種類、濃度二代表的なものとして硫酸がある
。弗酸、珪弗酸、硼弗酸やそれらのアルカリ金属塩の単
独又は硫酸との併用添加も行われる。
(2) Type and concentration of auxiliary agent: Sulfuric acid is a typical example. Hydrofluoric acid, silicofluoric acid, borofluoric acid, and alkali metal salts thereof may be added alone or in combination with sulfuric acid.

一般(二弗素系の助剤の方が硫酸系の助剤よりもクロム
水和酸化物の生成を少くする傾向がある。助剤の量は、
その種類(二より若干異なってくるが、クロム酸濃度の
1〜5%程度である。
General (Difluorine-based auxiliary agents tend to reduce the formation of chromium hydrated oxides than sulfuric acid-based auxiliary agents.The amount of auxiliary agents is
The concentration of chromic acid is about 1 to 5% of the concentration of chromic acid, although it differs slightly from the two types.

(3)浴温度:通常30〜60℃で行われているが、5
0〜60℃と高目にした方がクロム水和酸化物の生成は
少い傾向にある。
(3) Bath temperature: Usually carried out at 30 to 60°C, but 5
The higher the temperature is from 0 to 60°C, the less chromium hydrated oxide tends to be produced.

(4)陰極電流密度二通常10〜100A/ddで行わ
れるが30〜100A/dllと高目の方がクロム水和
酸化物の生成は少い傾向(二ある。
(4) Cathode current density (2) Usually carried out at 10 to 100 A/dd, but higher 30 to 100 A/dll tends to produce less chromium hydrated oxide (there are two).

以上述べた公知のクロムメッキ技術C二おいてクロム水
和酸化物の生成が少くなる条件を選定することC二より
、更に必要(二応じてクロムメッキ通電終了後に同浴中
で数秒間浸漬保持することC二より、クロム水和酸化物
は直ち(ニ一部溶解するので、クロム水和酸化物量を3
〜10mg/d以下にすることは容易であり、このよう
にして本発明の第1層のクロムメッキが施される。
In the above-mentioned known chromium plating technology C2, it is necessary to select conditions that will reduce the generation of chromium hydrated oxide. From C2, chromium hydrated oxide will immediately dissolve (partially), so the amount of chromium hydrated oxide will be reduced by 3.
It is easy to reduce the amount to 10 mg/d or less, and in this way the first layer of chromium plating of the present invention is applied.

第1層のクロムメッキ(二引き続き、第2層である5〜
3001Rg/ryeのニッケル・亜鉛合金メッキが施
される。このニッケル・亜鉛合金メッキを施す(二あた
り、クロムメッキ後に表面に残留しているクロム水和酸
化物はニッケル・亜鉛合金メッキの均一被覆、クロム面
への密着性を阻害し少量のニッケル・亜鉛合金メッキ層
(二よる溶接性向上効果が達成できないので少くする必
要があることは既に述べたが、クロム水和酸化物量とし
て3〜10u/rye存在していても第2層のニッケル
・亜鉛合金メッキは以下に述べる方法(二より充分実施
できる。
1st layer chrome plating (2nd layer 5~
Nickel-zinc alloy plating of 3001Rg/rye is applied. Applying this nickel-zinc alloy plating (per second, the chromium hydrated oxide remaining on the surface after chromium plating inhibits the uniform coverage of the nickel-zinc alloy plating and the adhesion to the chrome surface, and a small amount of nickel and zinc Although it was already mentioned that the alloy plating layer (second layer) must be reduced because the effect of improving weldability cannot be achieved, even if the amount of chromium hydrated oxide is 3 to 10 u/rye, the nickel-zinc alloy of the second layer Gold plating can be carried out by the method described below (2).

この第2層のニッケル・亜鉛メッキを施すメッキ浴とし
ては後述のようC二公知のメッキ浴で充分実施できるが
、この場合クロムメッキ上C二不町避的に生成している
クロム水和酸化物を予め除去処理しておく必要があり、
温酸性溶液中で陰極電解することが最も効果的であるこ
とがわかった。
As a plating bath for applying this second layer of nickel/zinc plating, a known plating bath as described later can be used, but in this case, chromium hydrated oxidation, which is generated on the chromium plating, is sufficient. It is necessary to remove the object in advance,
It was found that cathodic electrolysis in a warm acidic solution is most effective.

クロム水和酸化物を除去する方法としては(1) pH
12〜14に調整されたNaOH、KOHなどの熱アル
カリ水溶液(温度50〜90℃)中で浸漬又は陰極電解
(電流密度2〜100A/41.時間0.5〜5秒)を
する。
Methods for removing chromium hydrate oxide include (1) pH
Immersion or cathode electrolysis (current density 2 to 100 A/41. time 0.5 to 5 seconds) in a hot alkaline aqueous solution (temperature 50 to 90°C) such as NaOH or KOH adjusted to 12 to 14%.

(21#pH0,5〜2に調整された硫酸、塩酸などの
温酸性水溶液(温度30〜70℃)中で浸漬又は陰極電
解(電流密度2〜50A/dd、時間0.5〜5秒)を
する。
(21# Immersion or cathode electrolysis in a warm acid aqueous solution (temperature 30 to 70°C) such as sulfuric acid or hydrochloric acid adjusted to pH 0.5 to 2 (current density 2 to 50 A/dd, time 0.5 to 5 seconds) do.

(3)上記(1)又は(2)の水溶液中でブラシロール
を使用しクロム水和酸化物を機械的に擦り取る。
(3) Mechanically scrape off the chromium hydrated oxide using a brush roll in the aqueous solution of (1) or (2) above.

などがあるが、これらのいずれの除去方法を使用しても
、第2層として施されるニッケル・亜鉛合金メッキを施
すことは可能であり、本発明の溶接缶用ティンフリース
チールを製造できる。ところが、これら3つの除去方法
の内(2)の温酸性溶液中において陰極電解する方法は
本発明の溶接缶用ティンフリースチールの製造口おける
クロム水和酸化物除去において、最も効果的であり、作
業性も良い。
However, using any of these removal methods, it is possible to apply the nickel-zinc alloy plating as the second layer, and the tin-free steel for welded cans of the present invention can be manufactured. However, among these three removal methods, method (2) of cathodic electrolysis in a warm acidic solution is the most effective in removing chromium hydrated oxides from the production outlet of the tin-free steel for welded cans of the present invention. Workability is also good.

そこでこの温酸性溶液中の陰極電解(二よるクロム水和
酸化物除去方法を説明する。水害”法C二おいては硫酸
、塩酸などの強酸が使用されpHは0.5〜2シニ調整
する必要がある。pHが0.5未満1=なっても、クロ
ム水和酸化物の除去とり)う観点力λら#よ効果的であ
るが、酸の作用(二より金属クロムの溶解が生じやすく
なるから不都合である。又、pH力t2をこえると除去
効果を得るのベニ時間を要するii力)りで得策でない
。温度が30℃未満でをま除去効果を得るのく二時間を
要し実用的でなり1゜又、温度力t70℃をこえると金
属クロムの溶解カー生じやすくなる。このような温酸性
溶液中で最も効果的な陰極電解条件は電流密度2〜50
A/d、時間0.5〜5秒と規定される。電流密度2時
間とも下限条件以下ではクロム水和酸化物の除去効果力
i不充分となる。電流密度は高くなるほど、効果は著し
くなるが飽和してしまい50A周以上は必要なし)。又
、時間も長くなるほど除去効果は大きくなるカ玉、5秒
以上では金属クロムの溶解が生じ易くな&〕実用的でな
い。
Therefore, we will explain the method for removing chromium hydrated oxide by cathodic electrolysis (2) in this warm acidic solution. In the water damage method C2, strong acids such as sulfuric acid and hydrochloric acid are used, and the pH is adjusted by 0.5 to 2. Even if the pH is less than 0.5, the removal of hydrated chromium oxides is more effective, but the action of acids (secondarily, dissolution of metallic chromium occurs). In addition, if the pH exceeds t2, it will take time to obtain the removal effect, which is not a good idea.If the temperature is below 30°C, it will take two hours to obtain the removal effect. However, if the temperature force exceeds 70°C, dissolution of metallic chromium tends to occur.The most effective cathodic electrolysis conditions in such a warm acidic solution are current densities of 2 to 50°C.
A/d, time is defined as 0.5 to 5 seconds. If the current density is below the lower limit condition for both hours, the removal effect of hydrated chromium oxide i will be insufficient. The higher the current density, the more significant the effect becomes, but it reaches saturation and there is no need for a circuit of 50A or more.) Furthermore, the longer the time, the greater the removal effect becomes, and if the time is longer than 5 seconds, the metal chromium tends to dissolve, which is not practical.

温酸性水溶液中における陰極電解法より以外の方法、即
ち温酸性水溶液中での浸漬、熱アルカリ水溶液中での浸
漬、陰極電解、ブラシロール法(二よってもクロム水和
酸化物は除去でき、本発明の溶接缶用ティンフリースチ
ールは得られる。しかし、熱アルカリ水溶液法は溶接性
向上効果の点で温酸性溶液中での陰極電解法より劣ると
とも(=、アルカリ性水溶液は酸性水溶液よりも水洗(
二より落ち難く、メ・ツキ工程間の水洗を強化する必要
があること、J!ニ水洗不充分となった場合に次の酸性
ニッケル・亜鉛合金メッキ液に持ち込まれ、ニッケル・
亜鉛合金メッキ条件を不安定にするなど作業管理上(二
おいて不利である。ブラシロール法はブラシロールの局
部的摩耗による作業性の低下などの点で不利である。
Methods other than cathodic electrolysis in a warm acidic aqueous solution, i.e. immersion in a warm acidic aqueous solution, immersion in a hot alkaline aqueous solution, cathodic electrolysis, brush roll method (these two methods can also remove chromium hydrated oxide; The tin-free steel for welded cans of the invention can be obtained.However, the hot alkaline aqueous solution method is inferior to the cathodic electrolysis method in a warm acidic solution in terms of the effect of improving weldability (=, an alkaline aqueous solution is easier to wash with water than an acidic aqueous solution). (
J! If rinsing is insufficient, the nickel/zinc alloy will be carried into the next acidic nickel/zinc alloy plating solution.
This method is disadvantageous in terms of work management, such as making the zinc alloy plating conditions unstable.The brush roll method is disadvantageous in that workability is reduced due to local wear of the brush roll.

クロム水和酸化物を除去処理した後では、公知のニッケ
ル・亜鉛合金メッキ浴が使用される。例えば、ニッケル
メッキ浴として最も一般的であるワット浴中(二少量の
亜鉛イオンを添加する方法である。ワット浴系としては 硫酸ニッケル・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・15〜80 Q/l←ツケ7Mty&しり硫酸亜鉛
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・0.5〜16 g/Ic亜鉛イオンとじ0亜
鉛/ニッケルイオン濃度比・・・0.03〜0.20硼
 酸 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・30〜40y/1浴温度・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・30〜70℃陰
極電流密度・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・2〜50 A/dその他、スルファミン酸ニッケル浴
、塩化ニッケル浴を基本浴とした場合も、上記の濃度、
電解条件を選択することにより、第2層のニッケル・亜
鉛合金メッキを施すことができる。いずれの系の浴にお
いても、pH緩衡剤として硼酸が添加されるが、メッキ
の均一性、密着性への効果は顕著ではなく必要(二応じ
て添加すれば良い。陽極は可溶性ニッケル板、又はニッ
ケルベレットなどが使用される。
After the chromium hydrate oxide removal treatment, a known nickel-zinc alloy plating bath is used. For example, in the Watt bath, which is the most common nickel plating bath (a method in which a small amount of zinc ions is added), in the Watt bath system, nickel sulfate... ...
・・15~80 Q/l←Tsuke 7Mty & Shiri Zinc Sulfate・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・0.5~16 g/Ic Zinc ion binding 0 Zinc/Nickel ion concentration ratio ・・・0.03~0.20 Boric acid ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・30~40y/1bath temperature・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・30~70℃Cathode current density・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・2 to 50 A/d In addition, when using a nickel sulfamate bath or a nickel chloride bath as the basic bath, the above concentration,
By selecting electrolytic conditions, the second layer of nickel-zinc alloy plating can be applied. In either type of bath, boric acid is added as a pH buffering agent, but its effect on plating uniformity and adhesion is not significant and is necessary (it can be added as needed.The anode is a soluble nickel plate, Or nickel beret etc. are used.

第3層のクロム水和酸化物は、通常のクロメート処理法
が使用される。例えば、クロム酸2重クロム酸塩(重ク
ロム酸ソーダ、重クロム酸カリ。
For the third layer of chromium hydrated oxide, a conventional chromate treatment method is used. For example, chromic acid dichromate (sodium dichromate, potassium dichromate.

重クロム酸アンモン)などの水溶液中で陰極電解するこ
とC二より形成される。なお、上記の浴においてクロム
水和酸化物の析出効率の向上のため、少址の硫酸、弗化
物など通常クロムメッキで使われている助剤を加えるこ
ともできるが、この場合同時C二金属クロムも析出しや
すくなり、溶接性向上には逆効果となるので添加量、電
流密度を丁げるなど条件を選定し、金属クロムの析出を
防ぐ必要がある。
It is formed from C2 by cathodic electrolysis in an aqueous solution such as ammonium dichromate. In addition, in order to improve the precipitation efficiency of chromium hydrated oxide in the above bath, it is possible to add a small amount of auxiliary agents such as sulfuric acid and fluoride, which are usually used in chromium plating. Chromium also tends to precipitate, which has the opposite effect on improving weldability, so it is necessary to select conditions such as reducing the amount added and current density to prevent the precipitation of metallic chromium.

クロム酸2重クロム酸塩を使用し、助剤を全く添加しな
い場合は Cr +6濃度5〜30 y/l 、温度3
0〜70℃、陰極電流密度1〜20A、4.電気[1〜
40ク一ロン層で処理される。クロム酸を使用し助剤を
添加する場合はCram濃度10〜50y/l e助剤
はクロム酸濃度−二対し0.2〜196.温度30〜6
0℃、陰極電流密度1〜i0A/d、電気量1〜20°
C/d11で処理される。
When chromic acid dichromate is used and no auxiliary agent is added, the Cr +6 concentration is 5 to 30 y/l and the temperature is 3.
0-70°C, cathode current density 1-20A, 4. Electricity [1~
Processed in a 40 chlorine layer. When using chromic acid and adding an auxiliary agent, the Cram concentration is 10 to 50 y/l.The auxiliary agent is 0.2 to 196. Temperature 30-6
0°C, cathode current density 1~i0A/d, quantity of electricity 1~20°
Processed by C/d11.

次(二、第1層のクロムメッキを実施した後、第2層の
ニッケル・亜鉛合金メッキを施すにあたり、クロム水和
酸化物の除去工程を全く必要としない製造方法を説明す
る。即ち、第1層のクロムメッキ→第2層のニッケル・
亜鉛合金メッキ→第3層のクロム水和酸化物形成の3工
程をとる製造方法である。
Next (2) We will explain a manufacturing method that does not require any chromium hydrated oxide removal process when applying the second layer of nickel-zinc alloy plating after the first layer of chromium plating. 1st layer chrome plating → 2nd layer nickel plating
This manufacturing method involves three steps: zinc alloy plating → formation of the third layer of chromium hydrated oxide.

第2層のニッケル・亜鉛合金メッキを下記の条件と規定
することにより、クロムメッキ後のクロム水和酸化物除
去は全く必要ないことを見い出した。
It has been found that by specifying the second layer of nickel-zinc alloy plating under the following conditions, it is not necessary to remove chromium hydrated oxide after chromium plating.

■ニッケルイオン濃度:15〜Boy/1■亜鉛イオン
濃度=0.5〜16 Q/1■亜鉛イ第2メニッケルイ
オン濃度比:0.03〜0.2■pH: 0.5〜2 ■浴 温 度:30〜70℃ ■陰極電流密度=2〜50 A/dd 周知のよう(二、ワット浴、スルフ1ミン酸ニツケル浴
をはじめとする通常の工業的浴(二おいては、pHが2
より低下すると水素放電による水素ガス発生が多くなり
、ニッケルの析出効率が低下すること、又pHが5.5
付近以上1:なるとN1(OH)、が生成し易くなり、
ニッケルの析出が困難となるためpHは′2〜5.5と
され、より好適pHとしては3〜5.5とされている。
■Nickel ion concentration: 15~Boy/1 ■Zinc ion concentration = 0.5~16 Q/1 ■Zinc-to-secondary nickel ion concentration ratio: 0.03~0.2 ■pH: 0.5~2 ■ Bath temperature: 30-70℃ ■Cathode current density = 2-50 A/dd As is well known (2. is 2
If the pH is lower than 5.5, hydrogen gas generation due to hydrogen discharge will increase, and the nickel deposition efficiency will decrease.
When the temperature is around 1 or more, N1(OH) becomes easier to generate.
Since precipitation of nickel becomes difficult, the pH is set at 2 to 5.5, and a more preferable pH range is 3 to 5.5.

ところが、pHを上記のとと<0.5〜2に限定するこ
とにより、クロムメッキ後に不可避的に形赦されている
クロム水和酸化物を予め除去しなくても、第1層の金属
クロム上にニッケル・亜鉛合金メッキを施し得る結果、
本発明の溶接缶用ティンフリースチールが製造できる。
However, by limiting the pH to <0.5 to 2 as described above, the first layer of metallic chromium can be removed without removing in advance the chromium hydrated oxide that is unavoidably released after chromium plating. As a result, nickel-zinc alloy plating can be applied on top.
The tin-free steel for welded cans of the present invention can be manufactured.

この理由として、pHを本発明のとと<0.5〜2に下
げると水素の発生は更−二激しくなり、クロム水和酸化
物は水素ガスによる激しい攪拌を受けクロム表面から剥
離するとともζ:、強い酸の作用C=よる溶解と相俟っ
て金属クロム表面は全面1二わたり極めて活性な状態に
なると同時にニッケル・亜鉛合金の析出がおこり、ニッ
ケル・亜鉛合金の均一被覆、良好な密着かり能となり溶
接性、耐硫化性の向上効果が得られたと推定される。
The reason for this is that when the pH is lowered to <0.5 to 2 compared to the present invention, hydrogen generation becomes even more intense, and chromium hydrated oxide is peeled off from the chromium surface due to intense agitation by hydrogen gas. : Combined with dissolution by the action of strong acid C, the metal chromium surface becomes extremely active over the entire surface, and at the same time nickel-zinc alloy precipitates, resulting in uniform coverage and good adhesion of the nickel-zinc alloy. It is presumed that the effect of improving weldability and sulfidation resistance was obtained.

尚、pHを0.5〜2のようC二低下させることC二よ
りニッケル・亜鉛合金の析出電流効率は低下するが、本
発明のニッケル・亜鉛合金メッキ量は5〜300、/d
とわずかであり製造コスト上の問題となるほどではない
。ニッケル・亜鉛合金メッキ条件4二おけるニッケルイ
オン濃度を15〜80 y/1と規定したのは、15 
g/を未満4二なると他の混入不純物(素地鋼板からの
鉄イオン、クロムメッキ工程からもちこまれるクロムイ
オン)の影響な受け易く、又、添加される亜鉛イオン濃
度が少くなり過ぎてニッケル中の亜鉛合金析出電流効率
が不安定となり実用的でない。又、ニッケルイオン濃度
が80 y/lをこえてもニッケル・亜鉛合金の析出電
流効率(二人した変化もなく、溶接性向上効果もあり、
特性の点で何ら不都合はないが、メッキ工程におけるす
くい出し液中に含まれるニッケル盪が増し、経済的)二
不利である。ニッケルイオンの補給は、硫酸ニッケル、
スルフ1ミン酸ニツケル、塩化ニッケルなどニッケル塩
の添加により行うか、または可溶性陽極の一部使用(二
より連続的(二行うことも可能である。亜鉛イオンの補
給は硫酸亜鉛、塩化亜鉛などで行う。ニッケルの可溶性
陽極を一部使用する場合、陽極溶解促進剤として塩化ニ
ッケル、塩化アンモンなどが5〜40 y/1添加され
る。
In addition, by lowering the pH to 0.5 to 2, the deposition current efficiency of the nickel-zinc alloy decreases, but the amount of nickel-zinc alloy plating in the present invention is 5 to 300,/d.
This is so small that it does not pose a problem in terms of manufacturing costs. The nickel ion concentration in nickel-zinc alloy plating condition 42 was specified as 15 to 80 y/1.
If g/ is less than 42, it will be susceptible to other mixed impurities (iron ions from the base steel sheet, chromium ions brought in from the chrome plating process), and the concentration of added zinc ions will be too low, causing The zinc alloy deposition current efficiency becomes unstable and is not practical. In addition, even if the nickel ion concentration exceeds 80 y/l, the deposition current efficiency of the nickel-zinc alloy (there is no significant change, and there is an effect of improving weldability,
Although there are no disadvantages in terms of properties, the amount of nickel contained in the scooping liquid during the plating process increases, which is economically disadvantageous. To replenish nickel ions, use nickel sulfate,
This can be done by adding nickel salts such as nickel sulfonate or nickel chloride, or by partially using a soluble anode (it is also possible to do it twice or more consecutively.) Replenishment of zinc ions can be done with zinc sulfate, zinc chloride, etc. When a nickel soluble anode is partially used, 5 to 40 y/1 of nickel chloride, ammonium chloride, etc. is added as an anode dissolution promoter.

ニッケル・亜鉛合金メッキ浴中における亜鉛イオン/ニ
ッケルイオン濃度比は0.03〜0.20 に制御する
こと(二より亜鉛含有率10〜90重量%のニッケル・
亜鉛合金メッキが得られる。
The zinc ion/nickel ion concentration ratio in the nickel/zinc alloy plating bath must be controlled to 0.03 to 0.20 (secondarily, nickel/nickel with a zinc content of 10 to 90% by weight).
Zinc alloy plating is obtained.

pHは0.5〜2と規定される。pHの調整は硫酸ニッ
ケル系浴、塩化ニッケル系浴、スルファミン酸ニッケル
系浴のいずれにおいても硫酸、塩酸、スルファミノ酸の
単独又は併用添加(二より容易に実施できる。硝酸、燐
酸などの酸を使用してもpHを規定の範囲C二調整する
ことは可能であるが、硝酸を直接添加することは、電解
槽への腐食性も大となり実用的でない。燐酸(二よりp
H調整した場合は、燐が微量ではあるがニッケル、・亜
鉛合金層内に共析する場合があり、この皮膜は電気抵抗
が高いため、溶接性向上効果上では不利である。浴のp
nは低下する程、溶接性は向上する傾向にあるがpH0
15以下では活性となった金属クロム表面は酸1よる溶
解も受け易くなりニッケル・亜鉛合金メッキ後(=おい
て第1層である金属クロム量の安定確保が困難となる。
pH is defined as 0.5-2. The pH can be adjusted by adding sulfuric acid, hydrochloric acid, or sulfamino acid alone or in combination (this can be done more easily by using acids such as nitric acid or phosphoric acid) in any of the nickel sulfate-based baths, nickel chloride-based baths, and nickel sulfamate-based baths. Although it is possible to adjust the pH within the specified range C2, it is not practical to add nitric acid directly because it is highly corrosive to the electrolytic cell.
When H is adjusted, phosphorus may eutectoid in the nickel/zinc alloy layer, albeit in a small amount, and this film has a high electrical resistance, which is disadvantageous in terms of improving weldability. bath p
Weldability tends to improve as n decreases, but at pH 0
If it is less than 15, the activated metallic chromium surface becomes susceptible to dissolution by acid 1, making it difficult to ensure a stable amount of metallic chromium in the first layer after nickel-zinc alloy plating (=).

又pHが2をこえると水素ガス発生も少く、活性な金属
クロム面が得られない故か溶接性向上効果は小さくなる
のでpHは2以下とされるが、pH1,5以下がより好
ましい。pH2以上では浴中のニッケルイオン又は亜鉛
イオン濃度、硫酸イオン濃度などの僅かな変化(二対し
てpHも変動し易いのに対し、pH2以下では変動はゆ
るやかであり浴pHの管理も大変有利である。
If the pH exceeds 2, less hydrogen gas will be generated and the effect of improving weldability will be reduced, perhaps because an active metal chromium surface cannot be obtained, so the pH is set at 2 or less, but a pH of 1.5 or less is more preferable. At pH 2 or higher, slight changes in the nickel ion or zinc ion concentration, sulfate ion concentration, etc. in the bath (on the other hand, the pH also tends to fluctuate), whereas at pH 2 or lower, the fluctuation is gradual, making it very advantageous to control the bath pH. be.

ニッケル・亜鉛合金メッキ浴温度は30〜70℃と規定
される。温度は高い程、金属クロム面の活性度を高める
ことが可能となり、本発明の目的達成(二効果的である
が、70℃をこえるとpHが下限を外れた場合と同じよ
うに金属クロム面が溶解し易くなり実用的でない。浴温
か30℃未満ではクロム面の活性度が低下するためか、
本発明の効果は充分得られなくなる。
The temperature of the nickel-zinc alloy plating bath is specified as 30 to 70°C. The higher the temperature, the higher the activity of the metal chromium surface, which is more effective in achieving the objective of the present invention. However, when the temperature exceeds 70°C, the metal chromium surface becomes It becomes easy to dissolve and is not practical.This may be because the activity of the chromium surface decreases when the bath temperature is less than 30℃.
In this case, the effects of the present invention cannot be obtained sufficiently.

陰極電流密度は2〜50A/dと規定される。2A/d
d未満になるとニッケル・亜鉛合金析出(二要する通電
時間が長くなり工業生産上不都合である。
The cathode current density is defined as 2 to 50 A/d. 2A/d
If it is less than d, nickel-zinc alloy precipitation (2) The required current application time becomes longer, which is inconvenient for industrial production.

逆(二、陰極電流密度が高くなるほどメッキ通電時間は
短くて済むが、50A、4をこえるとニッケル水酸化物
の生成過多となりニッケル・亜鉛合金の析出は生じ難く
なる。
Conversely (2) The higher the cathode current density, the shorter the plating current application time will be, but if it exceeds 50 A, nickel hydroxide will be excessively produced and precipitation of nickel-zinc alloy will be difficult to occur.

以上述べてきたニッケル・亜鉛合金メッキ条件を第1層
のクロムメッキ後にクロム水和酸化物を除去した後のニ
ッケル・亜鉛合金メッキとして適用しても良いことは勿
論である。
Of course, the nickel-zinc alloy plating conditions described above may be applied to the nickel-zinc alloy plating after removing the chromium hydrated oxide after plating the first layer of chromium.

以上説明したよう(二本発明の溶接缶用ティンフリース
チールは、従来のTF8−CTよりはるか5二優れた溶
接性及び特願昭59−15260号で提案した3層構造
のティンフリースチールよりも優れた耐硫化性をもつも
のであるが、溶接性、耐硫化性以外の特性、即ち耐食性
、塗装性能2表面色調もT F 8− C”I’とほと
んど同じょうG二優れており、溶接缶以外の用途である
缶蓋、DRIJ缶(二回絞り法(二よる成形缶)、セメ
ントサイドシーム缶などにも充分使用できる。
As explained above, the tin-free steel for welded cans of the present invention has much better weldability than the conventional TF8-CT, and has better weldability than the three-layer tin-free steel proposed in Japanese Patent Application No. 59-15260. Although it has excellent sulfidation resistance, it also has properties other than weldability and sulfidation resistance, namely corrosion resistance, coating performance, and surface color tone, which are almost the same as T F 8- C"I" and are superior in weldability. It can also be used for purposes other than cans, such as can lids, DRIJ cans (double drawing method (double-drawing cans), cement side seam cans, etc.).

以下、実施例により本発明の詳細な説明する。Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to Examples.

〔実施例〕〔Example〕

通常の方法で脱脂(NaOH70y/l 、温度80’
C。
Degrease in the usual way (NaOH 70y/l, temperature 80'
C.

電流密度5A/7.時間5秒)、酸洗(H−80470
y/l 、温度25℃、5秒間浸漬)された鋼板(厚さ
0.22m)を用いて行った。第1層(金属クロム)の
形成、クロム水和酸化物の除去、第2層にッケノν・亜
鉛合金)、第3層(クロム永和酸化物)の形成は第1表
に示す処理条件で実施し、第2表にそれらの特性評価結
果を示す。
Current density 5A/7. time 5 seconds), pickling (H-80470
The test was carried out using a steel plate (thickness: 0.22 m) which had been immersed for 5 seconds at a temperature of 25°C. Formation of the first layer (metallic chromium), removal of hydrated chromium oxide, formation of the second layer (nickel alloy), and third layer (chromium Eiwa oxide) were carried out under the treatment conditions shown in Table 1. Table 2 shows the results of those characteristic evaluations.

実施例1,2は第1層のクロムメッキを施した後、温酸
性水溶液中の陰極電解により、クロφ水和酸化物を除去
して公知浴を使用してニッケル・亜鉛合金メッキを施し
たものである。実施例3゜4は、第1層のクロムメッキ
を施し、そのまま低pHのニッケル・亜鉛合金メッキ浴
を使用してニッケル・亜鉛合金メッキを施したものであ
る。いずれの実施例も比較例1として示したTFS−C
Tよりもはるかに溶接性は向上している。
In Examples 1 and 2, after the first layer of chromium plating was applied, chromium φ hydrated oxide was removed by cathodic electrolysis in a warm acidic aqueous solution, and nickel-zinc alloy plating was applied using a known bath. It is something. In Example 3.4, the first layer was plated with chromium, and then nickel-zinc alloy plating was directly applied using a low-pH nickel-zinc alloy plating bath. Both examples were TFS-C shown as Comparative Example 1.
The weldability is much improved compared to T.

又、比較例2は第1層として金属クロムがない場合であ
るが、同量のニッケル・亜鉛合金メッキ層で下地に金属
クロム量をもっている実施例2.3よりもはるか(二溶
接性、耐硫化性が劣っており、第1層としての金属クロ
ムの重要性が良く理解される。亜鉛を共析させていない
比較例3よりも、亜鉛を共析させた実施例は、下地の金
属クロムの効果と相俟って耐硫化性が向上している。
Comparative Example 2 is a case in which there is no metallic chromium as the first layer, but it has much better weldability and durability than Example 2.3, which has the same amount of nickel-zinc alloy plating layer and has a metallic chromium amount in the base layer. The sulfidation property is poor, and the importance of metallic chromium as the first layer is well understood.Comparative Example 3 in which zinc was not eutectoid Combined with this effect, sulfidation resistance is improved.

第2表C二示した特性評価の試験方法を次に説明する(
1)溶接性試験 溶接性は、均一なナゲツト形成及び充分な溶接強度を得
るのに必要な電流下限と素地鋼板の一部が溶解飛散(ス
プラッシュ発生)してしまう電流上限の差よりめた適正
溶接電流範囲の大小によって表わされ、この範囲が大き
いほど溶接性が良好とされている。この適正溶接電流範
囲は溶接缶用材料鋼板を2枚重ねした時の接触電気抵抗
値と良い相関があり、(例えば、鉄鋼協会第106回講
演大会講演番号507.1983年、13号。
The test method for evaluating the characteristics shown in Table 2 C2 is explained below (
1) Weldability test Weldability is determined by the difference between the lower current limit required to form uniform nuggets and sufficient welding strength and the upper limit current that causes part of the base steel plate to melt and scatter (splash generation). It is expressed by the magnitude of the welding current range, and it is said that the larger the range, the better the weldability. This appropriate welding current range has a good correlation with the contact electrical resistance value when two sheets of steel sheet material for welding cans are stacked (for example, the Iron and Steel Institute of Japan's 106th Conference Lecture No. 507, 1983, No. 13).

69巻)接触電気抵抗が低いほど適正溶接電流範囲は大
きい。そこで、本発明の溶接缶用ティンフリースチール
の溶接性試験としてこの接触電気抵抗値測定を実施した
Volume 69) The lower the contact electrical resistance, the larger the appropriate welding current range. Therefore, as a weldability test of the tin-free steel for welded cans of the present invention, this contact electrical resistance value measurement was carried out.

この接触電気抵抗値は以下(二述べる方法により測定し
た。それぞれの円周が1点で接触するよう(二装置した
2つの銅製円盤電極(直径65m、厚さ2閣)の接触部
位(12枚重ねした試料板(20個X100mm)を挾
み電極間を50 kgの荷重で加圧する。2つの円盤電
極間に5Aの直流電流を流し周速5鶏/−で回転させて
試料板を移動させながら電極間の電圧を測定し、接触電
気抵抗値(単位:ミリオーム)をめた。尚、試料板はす
べて210℃で20分間の加熱処理を施してから測定に
供した。
This contact electrical resistance value was measured by the method described below (2).The contact area (12 plates) of two copper disc electrodes (diameter 65 m, thickness 2 cm) was set so that each circumference was in contact at one point. A stacked sample plate (20 pieces x 100 mm) is sandwiched between the electrodes and pressure is applied with a load of 50 kg.A direct current of 5A is applied between the two disc electrodes, and the sample plate is moved by rotating at a circumferential speed of 5/-. While doing so, the voltage between the electrodes was measured, and the contact electrical resistance value (unit: milliohms) was calculated.All sample plates were subjected to a heat treatment at 210° C. for 20 minutes before being subjected to measurement.

(2)耐硫化性試験 試料板にエポキシ・フェノール系内面塗料を60 mg
/drIt塗布し、210℃で12分間焼付けた後、缶
蓋シニ成形する。市販缶詰の「ツナ油漬」をミキサーに
て粉砕し、同容量の水と混合した後、煮沸脱気して耐硫
化試験液とする。この試験液の中(二倍蓋(二成形した
試料を入れ、130℃で3時間レトルト処理した後、缶
蓋表面の黒変程度を下記5段階で評価した。
(2) Apply 60 mg of epoxy/phenol-based internal paint to the sulfur resistance test sample plate.
/drIt was applied, baked at 210°C for 12 minutes, and then molded into a can lid. Commercially available canned tuna pickled in oil is ground in a mixer, mixed with the same volume of water, and then boiled to degas it to obtain a sulfur resistance test solution. A molded sample was placed in this test liquid (double lid), and after retort treatment at 130°C for 3 hours, the degree of blackening on the can lid surface was evaluated on the following five scales.

5:著しく良好 4:良好 3:やや劣る2:劣る l
:著しく劣る。
5: Extremely good 4: Good 3: Slightly poor 2: Poor l
: Significantly inferior.

(3)塗装後耐食性試験 試料(ニエボキシ・フェノール系内面塗料i60、/ 
dd塗布し、210℃で12分間焼付けた後、鋭利な刃
物で塗膜面から素地鋼板に達する疵な十文字に入れ、こ
れを1.59!りクエン酸−1,596食塩からなる腐
食液中シニ浸漬して50℃で7日間径時させた後(ニセ
ロファンテーブで底部付近の塗膜を剥離して、腐食中を
含む腐食状態を下記の三段階法(二より評価した。
(3) Corrosion resistance test sample after painting (Nieboxy phenolic internal paint i60, /
After applying the DD coating and baking at 210℃ for 12 minutes, use a sharp knife to make a cross-shaped flaw from the coating surface to the base steel plate, and make a 1.59! After dipping in a corrosive solution consisting of citric acid and 1,596 chloride salt and aging at 50°C for 7 days (the coating near the bottom was peeled off with a chlorine phantom table, the corrosion state including the corrosion condition was determined as shown below. Evaluation was made using the three-step method (2).

5二著しく良好、4:良好、 3:やや劣る2:劣る、
 1:著しく劣る (4)塗料密着性試験 塗装後耐食性試験と同じ方法で塗装焼付した試料を直径
801mの円板に打ち抜き、絞り比2でカップC二絞り
、カップの外面側壁部塗膜をセロファンテープ(二より
剥離して、下記三段階法により評価した 5:剥離なし、4:僅かC二剥離、3:少し剥離2:は
とんど剥離、l二全面剥離
52: Very good, 4: Good, 3: Slightly poor, 2: Poor.
1: Significantly inferior (4) Paint adhesion test A painted sample baked in the same manner as the post-painting corrosion resistance test was punched out into a disk with a diameter of 801 m, cup C was drawn twice at a drawing ratio of 2, and the coating film on the outer side wall of the cup was coated with cellophane. Tape (peeled from 2 and evaluated using the following three-step method: 5: no peeling, 4: slight peeling, 3: slight peeling, 2: mostly peeling, l2: entire peeling)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1) 銅板表面に片面当り30〜300 H/lri
のクロムメッキ層と、該クロムメッキ層上に片面当り5
〜3001#/niの亜鉛含有率10〜90重量%であ
るニッケル・亜鉛合金メッキ層と、更にその上にクロム
換算で片面当り2〜181dのクロム水和酸化物層が形
成されたことを特徴とする溶接缶用ティンフリースチー
ル。
(1) 30 to 300 H/lri per side on the copper plate surface
5 chrome plating layer per side on the chrome plating layer.
It is characterized by a nickel-zinc alloy plating layer with a zinc content of ~3001 #/ni and a zinc content of 10 to 90% by weight, and a chromium hydrated oxide layer of 2 to 181 d per side in terms of chromium formed thereon. Tin-free steel for welded cans.
(2)鋼板表面に片面当り30〜300 号侃のクロム
メッキを施した後、pH0,5〜2の硫酸、塩酸及び硫
酸と塩酸の水溶液中で温度30〜70℃、陰極電流密度
2〜50〜−で0.5〜5秒間処理してクロムメッキ表
面に残存しているクロム水和酸化物を除去し、次に片面
当り5〜3001dの亜鉛含有率10〜90重量%であ
るニッケル・亜鉛合金メッキ層を施し、−j!ζニクロ
ム換算で2〜18−のクロム水和酸化物を形成させるこ
とを特徴とする溶接缶用ティンフリースチールの製造方
法。
(2) After applying chromium plating of 30 to 300 mm per side on the steel sheet surface, in sulfuric acid, hydrochloric acid, or an aqueous solution of sulfuric acid and hydrochloric acid with a pH of 0.5 to 2, at a temperature of 30 to 70 °C and a cathode current density of 2 to 50 - for 0.5 to 5 seconds to remove the chromium hydrated oxide remaining on the chromium plated surface, and then nickel-zinc with a zinc content of 10 to 90% by weight with 5 to 3001 d per side. Alloy plating layer applied, -j! A method for producing tin-free steel for welded cans, which comprises forming a chromium hydrated oxide having a ratio of 2 to 18 in terms of ζ nichrome.
(3)鋼板表面(二片面当り30〜300%/ldのク
ロムメッキを施した後、ニッケルイオン濃度15〜80
 y/l 、亜鉛イオン濃度0.5〜16 y/lを含
み、亜鉛イオン/ニッケルイオン濃度化が0.03〜0
.2である1)Ho、5〜2の酸性ニッケル・亜鉛合金
メッキ浴を使って、5〜300暫侃の亜鉛含有率10〜
90重量%ニッケル・亜鉛合金メッキを施し、更にクロ
ム換算で2〜18を侃のクロム水和酸化物を形成させる
ことを特徴とする溶接缶用ティンフリースチールの製造
方法。
(3) Steel plate surface (after applying chromium plating of 30 to 300%/ld per two sides, nickel ion concentration of 15 to 80%)
y/l, zinc ion concentration 0.5-16 y/l, zinc ion/nickel ion concentration 0.03-0
.. 1) Ho, using an acidic nickel-zinc alloy plating bath of 5-2, with a zinc content of 10-300%
A method for producing tin-free steel for welded cans, which comprises plating with a 90% nickel-zinc alloy and further forming a chromium hydrated oxide having a concentration of 2 to 18 chromium in terms of chromium.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04116194A (en) * 1990-09-05 1992-04-16 Nkk Corp Surface-treated steel sheet for uncoated can having superior corrosion resistance and weldability and production thereof

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH04116194A (en) * 1990-09-05 1992-04-16 Nkk Corp Surface-treated steel sheet for uncoated can having superior corrosion resistance and weldability and production thereof

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