JPS61264196A - 溶接缶用表面処理鋼板の製造方法 - Google Patents

溶接缶用表面処理鋼板の製造方法

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JPS61264196A
JPS61264196A JP10604885A JP10604885A JPS61264196A JP S61264196 A JPS61264196 A JP S61264196A JP 10604885 A JP10604885 A JP 10604885A JP 10604885 A JP10604885 A JP 10604885A JP S61264196 A JPS61264196 A JP S61264196A
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輝則 藤本
Hatahiko Nakagawa
中川 秦彦
Toshio Baba
馬場 敏夫
Hiroichi Moriyama
盛山 博一
Akio Miyaji
宮地 昭夫
Tsuneo Inui
乾 恒夫
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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、各種の食品および飲料などを充填保存するす
ぐれた溶接缶用表面処理鋼板およびその、製造法に関す
るものである。
(従来技術) 食品、飲料を充填保存する容器である缶体な得るための
製缶方法は半田法、接着法が主体であった。しかしなが
ら、近年電気抵抗溶接による製缶方法が著しく発展普及
し、安価で溶接性、耐食性。
塗装性の優れた缶用材料が強く望まれるようになった〇 ぶりきの溶接性は非常(=良好であるが、めっきされて
いるSnは高価であり、溶接性、耐食性、塗装性の許す
かぎり、そのSnめっき量を低減させる試みがなされて
きた。しかしながら、単にSnめっき量を低減させただ
けでは、それに伴ってこれらの緒特性は次第に劣り、S
nめっき量として約19/m2以下となると緒特性の劣
化を補う目的で何らかの改良技術が提起されてきたのが
実情である。
例えば、低Snめっき量での耐食性を改良する目的で、
鋼板表面に30〜1000■/m2のNiめっき層を設
け、その上に50〜2000 mg/m2Snめつきを
行い加熱溶融処理を施す方法(特開昭57−23091
号)が提起されている。この方法は。
Ni下地処理を施すことにより、 F3nめつき量を減
少させても重ねめっきによる相乗効果でピンホール生成
量が少くなり耐食性が向上することを期待したものであ
り、相乗効果C=よりNiとanめっき量を合わせた総
めっき量を少なからず減少できたとしても必要Ni量範
囲が30〜1000 mg/m2と広いことから推定し
て、高価なめりきSnの一部を。
金属価格としては決して安いとは言えないNiに置換し
た構造となっている。その他、焼鈍前に30〜300 
mg/m2のNiめりきを施し、焼鈍時の熱により鋼板
表面へNiの一部又は全部を拡散浸透させてFe−Ni
合金層を形成させ、さらに調質圧延により圧下率0.5
〜1596の歪を与えた後、電気めっきSnを100〜
1500mg/m2施す方法(特開昭60−33362
号)が提起されている。いずれも、Ni層又はFe−N
i合金層による耐食性向上を主目的としたものである。
(発明が解決しようとする問題点) 以上説明した従来技術においては、高価なSnを薄めつ
き化した場合における緒特性の劣化をNiと組み合わす
ことによりできるだけ軽減させるという目的は果してい
るものの単に溶接性の向上、あるいは塗装後耐食性の向
上効果のみに偏ったきらいがあり2両特性を同時に満足
させるような溶接缶用材料の開発が望まれていた。
(問題点を解決するための手段) 鋼板表面を通常の方法で脱脂し、それに引き続き酸洗を
行った後、 pH10以上の水溶液中で、鋼板表面に電
気量3〜30クーロン/dm2の陽極処理を施し、その
後5〜20■/m2′のNi電気めっきを行った後に4
00〜900 mg/m2の電気めっきSn層をもうけ
、引き続き加熱溶融処理をすれば。
金属Snが不連続な島状となった表面が得られ、この島
状金属Sn以外の部分はFe −Sn合金層およびNi
 −Sn合金層に富む表面となり、溶接缶用表面処理鋼
板として優れた溶接性、塗装後耐食性な兼ねそなえてい
ることが判明した。
anめっき前に2〜30■/m2のNiめっきを施すこ
とにより、塗装焼付加熱後においても、良好な電気抵抗
溶接性に必要な金属82確保するという方法は特開昭6
0−56074号において、既C開示されている。
ところが、この公報においては、Niめっき量とSnめ
っき量を限定するのみで2本発明の最も特徴とするSn
めっき前にpH10以上の水溶液中で電気量3〜30ク
ーロン/dm2の陽極処理を施した後にNiめっきを行
い、さらに錫めっき後(二加熱溶融処理を施すことによ
り2表面から観察するとFe−8i合金層およびNi−
8i合金層に富む表面と不連続に分布した島状に金属S
nを同時に存在させるという本発明の特徴とは異なって
いる。
Snめっき前に、 pH10以上の水溶液中で陽極処理
した後のNiめっき量とSnめっき(=引き続き加熱溶
融処理した後の金属Snの分布の関係を調査した結果、
第1図に示すように、Ni1i:が5〜2o@/m2の
範囲において2表面の金属Snは不連続島状(第2図参
照)に分布しているの(二対し、20mg/m2を超え
ると表面のSoは均一(二分布しており。
本発明の特徴とする表面は得られない。
本発明において5〜20■/m2のNiめっき前に施さ
れる陽極処理はpH10以上のアルカリ溶液中で行われ
るが、このアルカリ溶液としては、アルカリ金属あるい
はアンモニウムの水酸化物、炭酸塩2重炭酸塩、ホク酸
塩から選ばれた1種又は2種以上を含む処理液であって
、いずれもpH10以上のアルカリ性水溶液で電気量3
〜30クーロン/ dm2の陽極処理を施すことを特徴
としている。
溶液はpH10以上のアルカリ性に維持する必要がある
が、前述のアルカリ金属あるいはアンモニウムの水酸化
物などの濃度は特に限定されるものではない。あえて限
定すれば10〜100 g/lが好ましい。10 g/
l以下では浴電圧が高くなり、電力の浪費となる。また
1 00 g/1以上でも特に本発明の目的とする効果
に悪影響を与えないが、省資源の面より限定される。陽
極処理!:おCする電気量は3クーロン/dm2以上よ
り効果が現われ、30クーロフッ6m2以上C二しても
特C二特性の確保(;オいて支障はないが工業的に容易
に実施できるという制約から30クーロン/ 4m2と
限定される。このアルカリ溶液中での陽極処理前に同浴
中で陰極処理をかけても効果は変らす同浴中における最
終極性を陽極としさえすれば良い。温度は常温でよく、
特に加熱の必要はない。
アルカリ水溶液中の陽極処理に引き続き行われるNiめ
っきは通常のNiめっき法で行われる。例えば、ワット
浴ではNiSO4・6H20200〜300v’l 、
 N1CJ2・6H2020〜50 v’l 、 Ha
BOa 20〜40 g/l!、スルファミン酸浴では
スルファミン酸Ni300〜500 Jl 、 HaB
Oa 20〜4og/lの浴組成で電流密度2〜30A
/dm2.浴温30〜70℃の条件で行われる。本発明
に必要なNi量を得る(二は、おおむね電気量として1
〜3クーロン/dm2程度の陰極電解で可能である。
Sn量を片面当り400■/m2以上としたのは。
400■/m2未満では本発明の最も特徴とする金属S
nの島状分布が得られないからであり、上限のSn量を
900 mg/m2以下としたのは、900@/m2を
越えると溶融されたSnが多くなり全面に均一に濡れ2
本発明の特徴とする表面は得られなくなる。
Snめっきは2通常ぶりきにおいて使われているSnめ
っき法が使われ、特にその方式は限定されない。例えば
フェノールスルフォン酸浴としてフェノールスルフォン
酸10〜30 v’l (硫酸に換算して) +  S
n804 40〜80 ZZ + −11−トキシ化α
ナフトールスルフォン酸0.5〜10 n/lの浴組成
において、温度30〜506C1電流密度5〜50A/
 4m2のめっき条件で行われる。
Snめっきに引き続き1〜3秒で鋼板の温度を240〜
350℃迄加熱した後に急冷する加熱溶融処理が施され
る。この加熱溶融処理により、Sn融点以上に加熱され
たSnめっき層は溶融するとともC二その表面張力によ
り不連続な島状に分布する。
このような金属Snの不連続な島状の分布は、Snめっ
き前の下地がアルカリ溶液中での陽極処理、引き続き行
われる5〜20@/m2のNiめつきによりはじめて効
果的に達成される。
本発明において、最上層に塗料密着性、塗装後耐食性、
未塗装耐食性の向上を目的として、従来から良く知られ
ているクロメート系後処理が施される。このクロメート
系後処理層の全クロム量として片面当り3〜20■/m
2.好ましくは5〜15IIIg/m2とする必要があ
る。全クロム量が3m/m2未満では、溶接性には何ら
支障はないが、塗装後耐食性、未塗装耐食性が劣り実用
的でない。一方。
20 mg/m2を越えると、溶接による製缶方式の場
合、電気抵抗が高くなり溶接時に局部過熱が生じ易く、
溶融鉄の針状「散り」が生じ易(なり、著しく溶接部の
外観が悪くなる。全クロム中に金属クロムが含まれる場
合は、この金属クロム量は17I!Ig/m2以下とす
ることが溶接性の観点から望ましい。全クロム量から金
属クロム量を引いた残りの水和酸化物クロム量は、塗装
後耐食性の確保の観点から3■/m2以上とするべきで
ある。
本発明におけるクロメート系後処理は、従来から良く知
られているぶりきの重クロム酸電解後処理または、30
〜100V/I!のクロム酸2重クロム酸、クロム酸塩
を主体とした溶液C,助剤として0.01〜596程度
の硫酸、硫酸塩、弗酸、弗化物をIM又は2種添加した
浴中で温度30〜60℃、電流密度5〜20 A/dm
2で陰極電解することにより実施される。
(発明の作用) 本発明のように金属Snを島状に分布させることC:よ
り、同じ金属Sn量をもち金1j!ISnが均一分布し
たものに比較して、第3図に示すように接触電気抵抗°
は低く、溶接性が著しく向上する。又第4図に示すよう
CNi量5〜20 mg/m2の範囲において2本発明
のアルカリ前処理を施さないものに比較して耐糸錆性が
格段に向上している。
アルカリ水溶液中での陽極処理及びNiめつき層が加熱
溶融処理後の金属Snを島状に分布させる理由について
は明確ではないが、陽極処理により生成する薄い陽極酸
化皮膜がその上層の微量Niめっき層と相俟って、Sn
めっき後の加熱溶融処理時に溶融したSnが部分的に「
はじき」現象を起こし。
金属Snが島状分布ζ二なるものと推定される。このよ
うに金ff1snが島状となり局部的(二金1iXSn
fflが多い部分が存在することにより、この金1tA
sniの流動効果I:より溶接時の接触電気抵抗が低く
なり。
溶接性が向上するものと思われる。又、島状の金属Sn
以外の部分は、金属Snが「はじき」により薄くなった
部分であるが、緻密なFe −Sn合金層およびNi−
Sn合金層に富む表面となり、塗装後耐食性の向上C二
寄与する結果、溶接性、塗装耐食性の両特性が同時に得
られたと推定される。
(実施例) 次に本発明の実施の方法につき説明する。
ぶりき製造において行われている通常の方法によって冷
間圧延され、連続焼鈍および調質圧延された0、20=
厚の軟鋼板を使用した。
実施例、比較例に使われたNiめつき浴はワット浴(N
iSO4・6H202’ 50 g/l 、 N*C1
z・6H2030e/l 、 HaBO340g/l 
)およびスルフ1ミン酸浴(スルファミン酸Ni  3
50 g/l 、 H3BO340fV/lりを使用し
た。Snめっき浴はフェノールスルフォン酸浴(硫酸a
n 609/’!! l フェノールスルフォン酸30
 g/l 、エトキン化αナフトールスルフォン酸5 
g/l ) 、およびアルカリ浴(錫酸ソーダ80 g
/l 、苛性ソーダ15 Q/l )を使用した。加熱
溶融処理は1.6秒間で板温な280℃まで昇温後、直
ちに水冷を施すことにより実施した。第1表C実施例、
比較例の処理工程および特性評価結果を示す。
比較例1は、アルカリ溶液中での陽極処理を行わない場
合であるが、金属Snは均一分布となり。
溶接性、耐糸錆性ともに劣っている。比較例2は金属S
nを島状ζ;分布させるに必要な加熱溶融処理を施さな
い例であるが特に耐糸錆性が不充分である。
Ni量が本発明の範囲を外れている比較例3は塗装後耐
食性は優れているものの溶接性は劣っている。又比較例
4はSn量が本発明の範囲を外れている例であるが1表
面金属Snは島状分布とならず。
溶接性、塗装後耐食性ともに劣っている。
実施例および比較例における特性評価方法を以下説明す
る。
(1)ワイヤーシーム溶接性試験 ワイヤーシーム溶接性は溶接部の機械的強度が母材強度
を越えるに必要な電流下限と溶接部からちりを発生させ
る上限電流との差により表わされ。
差が大きいほどワイヤーシーム溶接性に優れる。
この差分と溶接缶用表面処理鋼板を二枚重ねして。
二つの円盤電極間に挿入し1周速5 m/ minで回
転させ、5Aの直流電流を流して電極間の電圧を測定し
、求めた接触電気抵抗値とは良好な逆相関がある。この
ため溶接性の指標として、210で2・0分加熱後の接
触抵抗で表わした。
(2)塗装後耐食性試験 (耐糸錆性試験) ビニールオルガノゾルを75mg/dm2塗装し。
2006C10分焼付を行い、地鉄に達するスクラッチ
を入れた後、エリクセン加工を5=行い、3%食塩水に
1時間浸漬後、塩水をふきとり、45℃で相対湿度85
e46の恒温槽に10日間放置し。
スクラッチから発生した糸錆な4段階法で評価した。
(アンダーカッティング・コロ−ジョン試験:UCC) フェノールエポキシ塗料を65 mg、/dm2塗装し
210℃10分焼付を行い、荷重200grで十字のス
クラッチを入れた。1.596ク工ン酸+165%食塩
水溶液に浸漬して、窒素ガスを用いて脱気した後、37
℃で15日間保存をした。試験後、試料のスクラッチか
らの腐食「11及び腐食程度を4段階法で評価した。
(発明の効果) 以上詳しく説明したように、 3nを薄めつきした場合
において2本発明のごとく表面の金属Snを島状に分布
させることにより良好な溶接性と塗装後耐食性を兼ね備
えた溶接缶用材料が得られた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のアルカリ溶液中での陽極処理を施した
ものと、施さないものの、金属Snの島状分布発生程度
を比較したものである。第2図は。 本発明の特徴である金属Snが島状に分布した形態を示
した拡大写真である。第3図及び第4図はそれぞれ本発
明のアルカリ溶液中での陽極処理が溶接性及び耐糸錆性
に及ぼす効果を示している。 第12 寮2図 第3図 m−Niは序) 第4図 −n;にg/慝2)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)鋼板表面に片面当り5〜20mg/m^2のNi
    めっき層、その上に400〜900mg/m^2のSn
    めっき層、その上にクロメート系後処理層を有するめっ
    き鋼板において、Snめっき層は加熱溶融処理を施され
    ることによって、不連続な島状分布形態となっているこ
    とを特徴とする溶接缶用表面処理鋼板。
  2. (2)鋼板表面に、先ずpH10以上のアルカリ水溶液
    中で3〜30クーロン/dm^2の陽極処理した後、さ
    らに5〜20mg/m^2のNiめっきを施し、次に4
    00〜900mg/m^2のSnめっきを施し引き続き
    温度240〜350℃で加熱溶融処理を施して、該めっ
    きSnを不連続な島状分布形態とさせた後、クロメート
    系後処理を施すことを特徴とする溶接缶用表面処理鋼板
    の製造方法。
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