JPS6240397A - 耐硫化黒変性、耐糸状錆性に優れた缶用表面処理鋼板 - Google Patents

耐硫化黒変性、耐糸状錆性に優れた缶用表面処理鋼板

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JPS6240397A
JPS6240397A JP17996185A JP17996185A JPS6240397A JP S6240397 A JPS6240397 A JP S6240397A JP 17996185 A JP17996185 A JP 17996185A JP 17996185 A JP17996185 A JP 17996185A JP S6240397 A JPS6240397 A JP S6240397A
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JP
Japan
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metal
alloy layer
steel sheet
chromium
resistance
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Application number
JP17996185A
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English (en)
Inventor
Naomasa Nakakouji
尚匡 中小路
Hajime Ogata
緒方 一
Yasuhiro Hida
緋田 泰宏
Sachiko Otsuka
大塚 幸子
Toshiro Ichida
市田 敏郎
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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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〉 本発明は缶用表面処理鋼板に関し、特に耐硫化黒変性、
耐糸状錆性に優れた缶用表面処理鋼板に関するものであ
る。
〈従来技術とその問題点〉 缶用表面処理鋼板としては、従来一般にブリキと称され
る錫めっき鋼板が広く用いられて来た。
ブリキは半田接合法、絞りしごき法、溶接接合法等さま
ざまな製缶法で製缶されるが、近年急速に普及して来た
溶接製缶法は半田製缶法や絞りしごき製缶法より少ない
錫めっき量で製缶できるので、めっき量の少ない薄目付
ブリキの使用が増加している。薄目付ブリキを使う場合
外面塗装はもちろん缶内面も必ず塗装して使用されるが
、この様な塗装缶では外面の糸状錆と魚肉や野菜を内容
物とした時の缶内面での硫化黒変が問題となる。
糸状錆は大気腐食の一種で、塗装のキズ等から錆が塗膜
下を糸状に這っていく特異な形態を示すもので、美観が
著しく阻害され、缶の商品価値が低下する。
硫化黒変とは、蛋白質食品中の硫黄と缶内面の錫、鉄が
反応して青紫色または黒色の硫化物を生じて食品を汚染
するものである。
ブリキ以外の缶用表面処理鋼板としてはクロムタイプの
ティンフリースチールがある。これは鋼板表面にl O
Omg/m2前後の金属クロム層と15〜20 B/a
2のクロム水和酸化物を有するもので、塗料の密着性が
良く、糸状錆ゆ硫化黒変もほとんど起こらない。ところ
がこのティンフリースチールは特殊な接着剤を用いる。
接着法でしか接合することができず使用が限定される欠
点がある。
また先行技術として特公昭56−47269「接着力良
好な錫メッキ鋼板」に開示されているものは、光沢を付
与された錫メッキ鋼板において該鋼板面上の錫の一部を
鉄錫合金として該鋼板面上に分散露出せしめかつ一部を
表面錫として残存せしめた表面構造を有するもので、該
表面における前記露出合金層の占める割合が全表面桔に
対し30%以上を占める塗料に対する付着力良好な錫メ
ッキ鋼板であって、接着接合法における接着力向上を目
的としたものであり、鉄錫合金を利用している点および
耐硫化性、耐糸状錆性について何ら考慮されていない点
において、本願発明とは目的、構成、効果が全く異なる
ものである。 缶用表面処理鋼板、特に近年急速に普及
して来た溶接接合法による製缶が可能な缶用表面処理鋼
板としては溶接性と塗装後の耐食性、特に耐糸状錆性と
耐硫化黒変性が要求される。
〈発明の目的〉 したがって、本発明の目的は、缶用表面処理鋼板の上記
従来の欠点を解消し、缶用表面処理鋼板、特に溶接接合
法による製缶が可能な缶用表面処理鋼板として具備すべ
き要件である溶接性、塗装後の耐食性、特に耐糸状錆性
、耐硫化黒変性を兼愉し、かつ安価な缶用表面処理鋼板
を提供することにある。
〈発明の構成〉 本発明の第1態様によれば、鋼板表面に厚さが0.01
〜0.15μでかつNi含有率が0.5〜10重量%で
あるFe−Ni−Sn合金層を有し、該合金層上に金属
Snが分散して存在し、金属Snの表面被覆面積率が2
0〜80%でかつ分散してなる個々の金属Snの面積が
1ルm2〜1010000ILでかつ全金属Sn量が0
.1〜1.0  gets2テあって、さらに表面全体
をクロム水和酸化物あるいは金属クロムとクロム水和酸
化物から構成されるクロメート被膜層で覆われているこ
とを特徴とする耐硫化黒変性、1lIIJ糸状錆性に優
れた缶用表面処理鋼板が提供される。
本発明の第2態様によれば、鋼板表面にFe−Ni合金
層を有し、この上に厚さが0.01〜0.15 gでか
つNi含有率が0.5〜lO重量%であるFe−N i
 −3n合金層を有し、該合金層上に金属Snが分散し
て存在し、金属Snの表面被覆面積率が20〜80%で
かつ分散してなる個々の金属Snの面積が1ル112〜
1010000ILでかつ全会r&S n fiが0.
1−1.0  g/m2テあッテ、さらに表面全体をク
ロム水和酸化物あるいは金属クロムとクロム水和酸化物
から構成されるクロメート被膜層で覆われていることを
特徴とする耐硫化黒変性、耐糸状錆性に優れた缶用表面
処理鋼板が提供される。
以下に本発明の詳細な説明する。
缶用表面処理鋼板の溶接性、特に最近製缶用溶接法とし
て急速に普及しているところのスードロニック溶接法に
代表されるワイヤーシーム溶接における溶接特性におい
て、金属Snが存在することにより良好なシーム溶接性
能が得られることば低に知られている。
すなわち、金属Snは融点が低いので溶接時に容易に溶
融し、溶接圧力によって広がり、鋼板どうしの接触面積
を広げるとともに、金属どうしの相互融合が容易となる
。従って、局所的な溶接電流集中による「散り」発生が
起こり難く、また強固な溶接接合が形成されるので広い
適正溶接電流範囲が得られるのである0通常の#25ブ
リキは広い適正溶接電流範囲を有しているが、これは約
2.2 mg/m2の金属Snを有しているからである
本発明者らは既に金属Sn層を多数の凸部を有するよう
に存在させることにより、溶接性を損なうことなく必要
金属Sn量を大幅に節約できることを見い出している(
特願昭59−63883号参照)。
また、F e−N i−3n合金層は緻密な合金層で塗
膜密着性に優れていることおよびFe−Ni−Sn合金
層上に被覆面積率20〜70%で金属Snが存在する溶
接缶用鋼板も知見している(特願昭59−39285号
参照)。
本発明者らは、缶用表面処理鋼板の塗装後耐食性、特に
#硫化黒変性、酎、糸状錆性についてさらに研究を重ね
た結果、特定の組成のFe−Ni−Sn合金層が表面に
存在し、かつ金属Snが分散して存在すれば良いことが
分った。すなわち鋼板表面に厚さが0.01〜O,L5
.でかつNi含有率が0.5〜10重量%であるFe−
Ni−Sn合金層を有し、該合金層上に金属Snが分散
して存在し、金属Snの表面被覆率が20〜80%で−
かつ分散してなる個々の金属Snの面積がl終l112
〜10000gm2でかつ全金属Sn量が0.1〜1.
0  g/m2であってさらに表面全体をクロメート被
膜層で覆うことによって優れた耐硫化性、耐糸状錆性が
得られることを新規に見い出し、本発明に至ったのであ
る。
本発明において、Fe−Ni−Sn合金層の効果は耐硫
化性、耐糸状錆性の向上にある。Fe−Ni−Sn合金
層は厚さが0.01〜0.15 h テかつNi含有率
が0.5〜lO重量%である。
Fe−Ni−Sn合金層の厚さを0.01〜0−15μ
に限定した理由はO,011411未満ではFe−Nt
−Sn合金層が十分に素地鋼を被覆することができず、
素地鋼が露出して耐硫化黒変性、耐糸状錆性が不十分と
なるからであり、0.15 uをこえると合金層が厚く
なりすぎて加工を受けた場合にクラックが入り易くなり
、クラックからの素地鋼の露出により耐硫化黒変性、耐
糸状錆性が劣化するからである。
Fe−Ni−Sn合金層のNi含有率を0.5〜10重
量%に限定する理由は、0.5重量%未満では合金層の
耐硫化黒変性、耐糸状錆性が不十分であり、10重量%
をこえると合金層が硬く脆くなりクラックが入り易くな
って#硫化黒変性、耐糸状錆性が劣化するからである。
F e−N i −S n合金層を形成させる方法とし
ては、次のようなものがある。
(L)tel板状にNt−Sn合金めっきを施した後、
素地鋼とNi−Sn合金めっき層が完全に合金化するま
で熱処理する方法。
(2)鋼板上にNiめつきを施し、さらにSnめっきを
積層させ、Snの融点以上で熱処理する方法。
(3)鋼板上にFe−Ni合金めっきを施し、さらにS
nめっきを積層させSnの融点以上で熱処理する方法。
(4)鋼板上にNiめっきを施し、非酸化性雰囲気中で
熱処理してNiを全て鋼中に拡散させた後、Snめっき
を施しSnの融点以上で熱処理する方法。
これらのうちいずれでも良いが、(2)、(3)、(4
)の方法ではSnめっき後の加熱処理においてフラック
スを適当に選ぶことによって合金化しない金属SnをF
e−Ni−Sn合金層上に分散させて残存させることが
できるので好都合である。特に(4)の方法ではFe−
Ni−Sn合金層の下にFeとNiからなる層(Ni拡
散層)が残り、耐食性がより向上する利点がある。
分散して存在する金属Snの効果は溶接性の向上と耐糸
状錆性の向上である6分散して存在する金属Sn量は0
.1−1.0  g/m2であり、金属Snの表面被覆
面積率20〜80%でかつ分散してなる個々の金isn
の面積がIJLII+2〜1O000牌m2である。
金属Sn量全m21〜1.0  g/m2に限定する理
由は、0.1  g/m2未満では十分な高速溶接性が
得られないからであり、1.0  gets2をこえる
と溶接性は十分であるが不必要にSnを使う事は不経済
であるばかりか、分散させて存在させる事が困難となる
からである。
金属Snの表面被覆率を20〜80%に限定する理由は
、20%未満では溶接性、1耐糸状錆性の向上効果が不
十分であり、80%をこえると#硫化黒変性が劣化する
からである。
分散してなる個々の金属Snの面積を1p−112〜1
0000 p−m 2に限定する理由は1ルl112未
満では溶接性、耐糸状錆性の向上効果が不十分であり、
1010000pをこえると耐硫化黒変性が劣化するか
らである。
金属SnをFe−Ni−Sn合金層上に分散して存在さ
せる方法としては、マスキングシートを用いて通常のS
nめっき浴から分散させてSnめっきを行えば良いが、
Fe−Ni−Sn合金層の形成法で述べた(2)、(3
)、(4)の方法を用いる方がより工業的に容易かつ効
率的である。
本発明ではさらに最表面にクロム水和酸化物あるいは金
属クロムとクロム水和酸化物からなるクロメート被膜を
施すが、クロメート被膜の効果は塗料密着性の向上であ
る。クロメート被膜層中のクロム量は30 mg/m2
以下で、かつクロム水和酸化物の量がクロム換算で3 
mg/m2以上25 mg/m2以下であることが望ま
しい。
クロメート被膜層中のクロム量が30 mg/m2超に
なると溶接性が著しく劣化して適正溶接電流範囲がなく
なるからである。また、クロメート被膜層中のクロム水
和酸化物の量がクロム換算で3 mg/m2未満では塗
料密着性を向上させる効果が不十分であり、塗装後耐食
性が著しく劣化するからであり、またクロム水和酸化物
が高電気抵抗物質であるため、金属クロム量によらず、
25 mg/m2超では著しく溶接性が劣化するからで
ある。
クロメート被膜は、クロム水和酸化物のみで構成する場
合、無水クロム酸、クロム酸塩、重クロム酸塩の水溶液
あるいはこれらの混合水溶液を用い、浸漬法、スプレー
法、陰極電解法のいずれかの方法で形成させれば良い。
また、金属クロムとクロム水和酸化物から構成されるク
ロメート被膜を形成させるには、上記の水溶液に陰イオ
ン(SO42−、F−等)を適量添加した浴を用い、陰
極電解処理を行えば良く、陰極電解条件(?1i流密度
、浴温度、液濃度等)を適切に選択することにより、金
属クロムを任意に付着させることができる。
〈実施例〉 次に本発明を実施例および比較例について具体的に説明
する。
(実施例1) 冷間圧延後の鋼板表面に通常の前処理を行った後、ニッ
ケルめっきを施し、非酸化性雰囲気中で680℃X 3
0 secの熱処理を行いニッケルを全て鋼中に拡散さ
せた。調質圧延あるいは冷間圧延を行った後、脱脂、酸
洗を行った後Snめっきを行い、Snの融点以上で熱処
理を行った。アルカリ溶液中で予備処理した後、無水ク
ロム酸と硫酸の浴中で電解クロメート処理を行った。
(実施例2) 通常のブリキ原板を脱脂、酸洗した後Fe−Ni合金め
っきを行い、引き続いてSnめっきを行い、Snの融点
以上で熱処理を行った。さらにアルカリ溶液中で予備処
理した後1重クロム酸塩浴中で電解クロメート処理を行
った。
上記方法で作製した各鋼板の性能を以下の方法で評価し
た。その結果を表1に示す。
(1)溶接性評価 溶接速度40m/分、接旧加圧力40Kgf、オーバー
ラツプ幅0.4mmでシーム溶接を行い、「散り」を発
生せずかつ十分な強度を有する接合が形成される溶接電
流範囲(適正溶接電流範囲)を求めた。尚、溶接前に塗
装焼付処理を想定して各鋼板を210℃×20分処理し
た。
(2)#硫化黒変性評価 エポキシフェノール系塗料を50 mg/da ”塗装
し、焼付けた後、エリクセン加工機で5mmのエリクセ
ン加工を行った。1%Na2S溶液(pH=7乳酸で調
整)中で130℃×60分処理を行い黒変状況を評価し
た。
(3)耐糸状錆性評価 エポキシエステル系塗料を75 +wg/da 2塗装
し、焼付けた後中央にクロスカットを入れる。このサン
プルを4時間塩水スプレーを行った後25°C1相対湿
度85%の恒温恒湿槽に入れ6週間放置糸状錆の発生程
度を評価した(AT S MD2803)。
各鋼板についての諸評価を示した表1から明らかなよう
に、本発明による鋼板は優れた耐硫化黒変性、耐糸状錆
性を示す。
〈発明の効果〉 本発明においては、分散した金属Sn層と鋼板との間に
F e−N i −5n合金層を形成したことにより、
fF+硫化黒変性、耐糸状錆性にすぐれた溶接缶用表面
処理鋼板が得られる。
さらに、Fe−Ni−5n合金層と鋼板との間にFe−
Ni合金層を設けておけば耐食性が一層良好となる。
:覗

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)鋼板表面に厚さが0.01〜0.15μでかつN
    i含有率が0.5〜10重量%であるFe−Ni−Sn
    合金層を有し、該合金層上に金属Snが分散して存在し
    、金属Snの表面被覆面積率が20〜80%でかつ分散
    してなる個々の金属Snの面積が1μm^2〜1000
    0μm^2でかつ全金属Sn量が0.1〜1.0g/m
    ^2であって、さらに表面全体をクロム水和酸化物ある
    いは金属クロムとクロム水和酸化物から構成されるクロ
    メート被膜層で覆われていることを特徴とする耐硫化黒
    変性、耐糸状錆性に優れた缶用表面処理鋼板。
  2. (2)鋼板表面にFe−Ni合金層を有し、この上に厚
    さが0.01〜0.15μでかつNi含有率が0.5〜
    10重量%であるFe−Ni−Sn合金層を有し、該合
    金層上に金属Snが分散して存在し、金属Snの表面被
    覆面積率が20〜80%でかつ分散してなる個々の金属
    Snの面積が1μm^2〜10000μm^2でかつ全
    金属Sn量が0.1〜1.0g/m^2であって、さら
    に表面全体をクロム水和酸化物あるいは金属クロムとク
    ロム水和酸化物から構成されるクロメート被膜層で覆わ
    れていることを特徴とする耐硫化黒変性、耐糸状錆性に
    優れた缶用表面処理鋼板。
JP17996185A 1985-08-15 1985-08-15 耐硫化黒変性、耐糸状錆性に優れた缶用表面処理鋼板 Pending JPS6240397A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03239538A (ja) * 1990-02-16 1991-10-25 Toyo Kohan Co Ltd 加工耐食性に優れたポリエステル樹脂フィルム積層表面処理鋼板およびその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03239538A (ja) * 1990-02-16 1991-10-25 Toyo Kohan Co Ltd 加工耐食性に優れたポリエステル樹脂フィルム積層表面処理鋼板およびその製造方法

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