KR20180112029A - Method for manufacturing chemical conversion treated steel sheet - Google Patents
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Abstract
이 화성 처리 강판은, 강판과, 상기 강판의 적어도 한쪽의 표면에 형성되어 Ni를 함유하는 도금층과, 상기 도금층 위에 형성되고, 금속 Zr양으로 1.0 내지 150㎎/㎡의 Zr 화합물과, P양으로 1.0 내지 100㎎/㎡의 인산 화합물과, 금속 Al양으로 0.10 내지 30.0㎎/㎡의 Al 화합물을 함유하는 화성 처리 피막층을 구비한다. 상기 도금층은 금속 Ni양으로 5.0 내지 3000㎎/㎡의 Ni를 포함하는 Ni 도금층, 또는 금속 Ni양으로 2.0 내지 200㎎/㎡의 Ni와, 금속 Sn양으로 0.10 내지 10.0g/㎡의 Sn을 포함하고, Fe-Ni-Sn 합금층 위에 섬형 Sn 도금층이 형성된 복합 도금층이다.The chemical conversion treated steel sheet comprises a steel sheet, a plating layer formed on at least one surface of the steel sheet and containing Ni, a Zr compound formed on the plating layer in an amount of 1.0 to 150 mg / m < 2 & A chemical conversion coating layer containing 1.0 to 100 mg / m 2 of a phosphate compound and 0.10 to 30.0 mg / m 2 of an Al compound in terms of metal Al. The plating layer contains Ni in an amount of Ni of 5.0 to 3000 mg / m < 2 > in an amount of Ni, 2.0 to 200 mg / m < 2 > in terms of metal Ni and 0.10 to 10.0 g / And an island-shaped Sn plating layer is formed on the Fe-Ni-Sn alloy layer.
Description
본 발명은 화성 처리 강판 및 화성 처리 강판의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a chemical-treated steel sheet and a method for producing a chemical-treated steel sheet.
금속을 계속적으로 사용함으로써, 부식이 발생하는 경우가 있다. 금속에 발생하는 부식을 방지하기 위해, 종래부터 다양한 기술이 제안되어 있다. 제안되어 있는 기술로서는, 금속판에 대하여 도금을 실시하는 기술이나, 금속판 또는 도금의 표면에 대하여 각종 표면 처리를 행하는 기술을 들 수 있다.By using the metal continuously, corrosion may occur. Various techniques have conventionally been proposed in order to prevent corrosion occurring in the metal. Examples of the proposed technique include a technique of plating the metal plate and a technique of performing various surface treatments on the surface of the metal plate or the plating.
예를 들어, 하기 특허문헌 1에서는, 건축재나 가전 제품에 사용되는 Al-Zn계 합금 도금 강판의 표면에, 바나듐 화합물, 인산과 인산계 화합물의 적어도 한쪽, 에폭시기와 아미노기의 적어도 한쪽을 갖는 실란 화합물 및 수용성 유기 수지와 수분산성 유기 수지의 적어도 한쪽을 포함하는 유기 수지를 주성분으로 하는 유기 수지 피막을 형성하는 기술이 개시되어 있다.For example, the following Patent Document 1 discloses a method for producing a laminated body, which comprises applying a vanadium compound, at least one of a phosphoric acid and a phosphoric acid compound, and a silane compound having at least one of an epoxy group and an amino group, on a surface of an Al- And a method of forming an organic resin film containing as a main component an organic resin containing at least one of a water-soluble organic resin and a water-dispersible organic resin.
한편, 음료나 식품의 보존을 목적으로 한 금속 용기의 제조에는 Ni 도금 강판, Sn 도금 강판 또는 Sn계 합금 도금 강판 등이 사용되어 있다. 하기 특허문헌 1에 개시되어 있는 Al-Zn계 합금 도금 강판은, 소위 희생 방식형의 도금 강판인 것에 비해, Ni 도금 강판, Sn 도금 강판 또는 Sn계 합금 도금 강판은, 소위 배리어형의 도금 강판이다.On the other hand, Ni-coated steel sheets, Sn-coated steel sheets, Sn-based alloy coated steel sheets, and the like are used for the production of metal containers for the purpose of preserving drinks and foods. The Al-Zn based alloy coated steel sheet disclosed in Patent Document 1 is a so-called sacrificial type coated steel sheet, whereas the Ni coated steel sheet, Sn coated steel sheet or Sn based alloy coated steel sheet is a so-called barrier type coated steel sheet .
Ni 도금 강판, Sn 도금 강판 또는 Sn계 합금 도금 강판을, 음료나 식품의 보존을 목적으로 한 금속 용기용의 강판(이하, 용기용 강판이라고 함)으로서 사용하는 경우, 강판과 도장 또는 필름의 밀착성 및 내식성을 확보하기 위해, 도금 강판의 표면에 6가 크롬에 의한 화성 처리가 실시되는 경우가 많다. 6가 크롬을 포함하는 용액을 사용한 화성 처리를, 크로메이트 처리라고 한다.When a Ni-coated steel sheet, a Sn-coated steel sheet or a Sn-based alloy coated steel sheet is used as a steel sheet for metal containers (hereinafter referred to as a steel sheet for containers) for the purpose of preserving beverages or foodstuffs, And the surface of the plated steel sheet is often subjected to a chemical conversion treatment with hexavalent chromium in order to ensure corrosion resistance and corrosion resistance. The conversion treatment using a solution containing hexavalent chromium is referred to as a chromate treatment.
그러나, 크로메이트 처리에 사용되는 6가 크롬은 환경상 유해한 점에서, 종래 용기용 강판에 실시되고 있던 크로메이트 처리의 대체로서, Zr-인 피막 등의 화성 처리 피막이 개발되어 있다. 예를 들어, 하기 특허문헌 2에는 Zr, 인산 및 페놀 수지 등을 포함하는 화성 처리 피막을 갖는 용기용 강판이 개시되어 있다.However, since hexavalent chromium used in the chromate treatment is harmful to the environment, a chemically treated coating film such as a Zr-phosphorous film has been developed as an alternative to the chromate treatment performed on the conventional steel sheet for containers. For example, the following
여기서, 용기용 강판을 사용한 금속 용기 중에 보존되는 식품으로서는, 육류나 야채 등이 포함된다. 고기나 야채는 다양한 단백질을 함유하지만, 이들 단백질이 S을 포함하는 아미노산(L-시스테인, L-메티오닌, L-(-)-시스틴으로 대표되는 함황 아미노산)을 함유하는 경우가 있다.Here, foods stored in the metal container using the steel sheet for containers include meat, vegetables, and the like. Meat or vegetables contain various proteins, but these proteins sometimes contain amino acids (S-containing cysteine, L-methionine, and L - (-) - cystine).
함황 아미노산을 함유하는 식품에 대하여 살균 처리 시에 열을 가하면, 함황 아미노산 중의 S가 용기용 강판에 포함되는 Sn이나 Fe 등과 결합하여 검게 변색되는 현상이 발생한다. 이 현상을 황화 흑변이라고 한다. 황화 흑변이 발생하면 금속 용기 내면의 의장성이 저하되기 때문에, 황화 흑변이 발생하지 않도록 대책이 요구되고 있다.When heat is applied to a food containing a sulfurous amino acid during sterilization treatment, S in the sulfurous amino acid may combine with Sn or Fe contained in the steel sheet for the container to cause discoloration to black. This phenomenon is referred to as a sulphide blacking. If blackening of the sulphurization occurs, the design of the inner surface of the metal container is deteriorated, and measures are required to prevent occurrence of sulphurization.
또한, 특허문헌 3에서는, Al 이온, 붕산 이온, Cu 이온, Ca 이온, 금속 Al 및 금속 Cu를 포함하는 군에서 선택되는 적어도 하나의 반응 촉진 성분과, Zr 이온과, F 이온을 포함하는 용액 중에서, 강판의 침지 또는 전해 처리를 행하여, 강판 표면에 Zr 함유 피막을 형성하는 용기용 강판의 제조 방법이 개시되어 있다.Further, in Patent Document 3, in a solution containing at least one reaction promoting component selected from the group including Al ions, boric acid ions, Cu ions, Ca ions, metal Al and metal Cu, Zr ions and F ions , A method of producing a steel sheet for a container in which a steel sheet is immersed or electrolytic treated to form a Zr-containing coating on the surface of the steel sheet.
크로메이트 처리에 의해 형성되는 피막(이하, 크로메이트 피막이라고 함)은 피막의 부착량이 적어도 치밀하기 때문에, 표면에 크로메이트 피막이 형성된 용기용 강판은 우수한 내식성 및 내황화 흑변성을 갖는다. 그러나, 상술한 바와 같이, 6가 크롬은 환경상 유해하기 때문에, 용기용 강판은 가능한 한 6가 크롬을 함유하지 않는 것이 바람직하다.Since the coat formed by the chromate treatment (hereinafter referred to as the chromate coat) is at least dense, the steel sheet for a vessel having a chromate film on the surface thereof has excellent corrosion resistance and blacking resistance to blackening. However, as described above, since hexavalent chromium is harmful to the environment, it is preferable that the steel sheet for the container does not contain hexavalent chromium as much as possible.
한편, 특허문헌 1에 기재되어 있는 유기 수지 피막이나 특허문헌 2에 기재되어 있는 화성 처리 피막은 6가 크롬을 함유하지 않기 때문에, 환경상 적합하다. 그러나, 특허문헌 1에 기재되어 있는 유기 수지 피막이나 특허문헌 2에 기재되어 있는 화성 처리 피막에서는, 적합한 내황화 흑변성을 얻기 위해서는, 즉 치밀한 피막을 형성하기 위해서는, 피막의 부착량을 많게 할 필요가 있다. 피막의 부착량을 많게 한 경우에는, 피막과 피막의 하층 도금층의 밀착성이 저하됨과 함께, 용접성이 저하되기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 피막의 부착량을 많게 하는 것은 경제적으로도 바람직하지 않다.On the other hand, the organic resin coating film described in Patent Document 1 and the chemical conversion coating film described in
특허문헌 3에 기재된 용기용 강판의 제조 방법에서는, 화성 처리 피막 중의 Al 함유량이 적기 때문에, 적합한 내황화 흑변성을 얻는 것이 어려운 경우가 있다.In the method for producing a steel sheet for a container described in Patent Document 3, since the Al content in the chemical conversion coating film is small, it is sometimes difficult to obtain a suitable resistance to sulfur black and black.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것이고, 화성 처리 피막층의 부착량이 적은 경우라도, 우수한 내식성 및 내황화 흑변성을 갖는 화성 처리 강판 및 화성 처리 강판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a chemical conversion treated steel sheet and a chemical conversion treated steel sheet having excellent corrosion resistance and sulfur black and black degeneration even when the amount of chemical conversion coating layer adhered is small.
본 발명은 상기 과제를 해결하여, 관계되는 목적을 달성하기 위해 이하의 수단을 채용한다.The present invention solves the above problems and adopts the following means to achieve the related object.
(1) 본 발명의 일 형태에 관한 화성 처리 강판은, 강판과, 상기 강판의 적어도 한쪽의 표면에 형성되어 Ni를 함유하는 도금층과, 상기 도금층 위에 형성되고, 금속 Zr양으로 1.0 내지 150㎎/㎡의 Zr 화합물과, P양으로 1.0 내지 100㎎/㎡의 인산 화합물과, 금속 Al양으로 0.10 내지 30.0㎎/㎡의 Al 화합물을 함유하는 화성 처리 피막층을 구비한다. 상기 도금층은, 금속 Ni양으로 5.0 내지 3000㎎/㎡의 Ni를 포함하는 Ni 도금층, 또는 금속 Ni양으로 2.0 내지 200㎎/㎡의 Ni와, 금속 Sn양으로 0.10 내지 10.0g/㎡의 Sn을 포함하고, Fe-Ni-Sn 합금층 위에 섬형 Sn 도금층이 형성된 복합 도금층이다.(1) A chemically treated steel sheet according to one aspect of the present invention comprises a steel sheet, a plating layer formed on at least one surface of the steel sheet and containing Ni, and a metal Zr amount of 1.0 to 150 mg / M2, a phosphoric acid compound having a P amount of 1.0 to 100 mg / m < 2 > and an Al compound having an Al amount of 0.10 to 30.0 mg / m < 2 >. The plating layer is formed of a Ni plating layer containing Ni in an amount of 5.0 to 3000 mg / m < 2 > in an amount of metal Ni, Ni of 2.0 to 200 mg / m < 2 > in terms of metal Ni and 0.10 to 10.0 g / And a island-like Sn plating layer is formed on the Fe-Ni-Sn alloy layer.
(2) 상기 (1)에 기재된 화성 처리 강판에 있어서, 상기 화성 처리 피막층이, 금속 Al양으로 0.10 내지 30.0㎎/㎡의 Al2O3을 함유해도 된다.(2) In the chemically treated steel sheet described in (1) above, the chemical conversion coating layer may contain Al 2 O 3 in an amount of 0.10 to 30.0 mg /
(3) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 화성 처리 강판에 있어서, 상기 화성 처리 피막층이, 금속 Zr양으로 1.0 내지 120㎎/㎡의 Zr 화합물과, P양으로 2.0 내지 70.0㎎/㎡의 인산 화합물과, 금속 Al양으로 0.20 내지 20.0㎎/㎡의 Al 화합물을 함유해도 된다.(3) The chemical conversion treated steel sheet according to (1) or (2), wherein the chemical conversion coating layer contains a Zr compound having a metal Zr content of 1.0 to 120 mg /
(4) 상기 (1) 내지 (3)의 어느 일 형태에 기재된 화성 처리 강판에 있어서, 상기 Ni 도금층이, 금속 Ni양으로 10.0 내지 2000㎎/㎡의 Ni를 함유해도 된다.(4) The chemically treated steel sheet according to any one of the above-mentioned (1) to (3), the Ni plating layer may contain Ni of 10.0 to 2000 mg /
(5) 상기 (1) 내지 (3)의 어느 일 형태에 기재된 화성 처리 강판에 있어서, 상기 복합 도금층이, 금속 Ni양으로 5.0 내지 100㎎/㎡의 Ni와, 금속 Sn양으로 0.30 내지 7.0g/㎡의 Sn을 함유해도 된다.(5) The chemically treated steel sheet according to any one of the above-mentioned (1) to (3), wherein the composite plating layer contains Ni in an amount of Ni of 5.0 to 100 mg /
(6) 상기 (1) 내지 (5)의 어느 일 형태에 기재된 화성 처리 강판에 있어서, 상기 화성 처리 피막층의 표면이, 필름 또는 도료로 피복되어 있지 않아도 된다.(6) In the chemically treated steel sheet according to any one of the above-mentioned forms (1) to (5), the surface of the chemical conversion coating layer may not be coated with a film or a paint.
(7) 본 발명의 일 형태에 관한 화성 처리 강판의 제조 방법은, 강판의 표면에, 금속 Ni양으로 5.0 내지 3000㎎/㎡의 Ni를 포함하는 Ni 도금층, 또는 금속 Ni양으로 2.0 내지 200㎎/㎡의 Ni와 금속 Sn양으로 0.10 내지 10.0g/㎡의 Sn을 포함하고, Fe-Ni-Sn 합금층 위에 섬형 Sn 도금층이 형성된 복합 도금층을 형성하는 도금 공정과, 10 내지 20000ppm의 Zr 이온과, 10 내지 20000ppm의 F 이온과, 10 내지 3000ppm의 인산 이온과, 합계로 100 내지 30000ppm의 질산 이온 및 황산 이온과, 500 내지 5000ppm의 Al 이온을 포함하고, 상기 Al 이온의 공급원이 (NH4)3AlF6이고, 온도가 5℃ 이상 90℃ 미만인 화성 처리액을 사용하여, 1.0 내지 100A/dm2의 전류 밀도 및 0.20 내지 150초간의 전해 처리 시간의 조건 하에서 전해 처리를 행함으로써, 상기 Ni 도금층 또는 상기 복합 도금층 위에 화성 처리 피막층을 형성하는 전해 처리 공정을 갖는다.(7) A method for producing a chemically treated steel sheet according to one aspect of the present invention is a method for producing a chemically treated steel sheet, comprising the steps of: applying a Ni plating layer containing Ni in an amount of 5.0 to 3000 mg / A plating step of forming a composite plating layer containing 0.10 to 10.0 g / m < 2 > of Sn and an amount of Sn of metal in an Fe-Ni-Sn alloy layer and an island-shaped Sn plating layer on the Fe- , 10 to 20,000 ppm of F ions, 10 to 3000 ppm of phosphoric acid ions, a total of 100 to 30000 ppm of nitrate ions and sulfate ions, and 500 to 5000 ppm of Al ions, wherein the source of Al ions is (NH 4 ) 3 AlF 6 and a temperature of 5 ° C or higher and lower than 90 ° C under the conditions of a current density of 1.0 to 100 A / dm 2 and an electrolytic treatment time of 0.20 to 150 seconds, Alternatively, a chemical conversion coating layer may be formed on the composite plating layer Electrolytic process has the step of.
(8) 상기 (7)에 기재된 화성 처리 강판의 제조 방법에 있어서, 상기 화성 처리액이, 200 내지 17000ppm의 Zr 이온과, 200 내지 17000ppm의 F 이온과, 100 내지 2000ppm의 인산 이온과, 합계로 1000 내지 23000ppm의 질산 이온 및 황산 이온과, 500 내지 3000ppm의 Al 이온을 함유해도 된다.(8) The method for producing a chemically treated steel sheet according to (7), wherein the chemical conversion treatment liquid contains Zr ions of 200 to 17000 ppm, F ions of 200 to 17000 ppm, phosphate ions of 100 to 2000 ppm, Nitrate ions and sulfate ions of 1000 to 23000 ppm, and Al ions of 500 to 3000 ppm.
상기 각 양태에 의하면, 화성 처리 피막층의 부착량이 적은 경우라도, 우수한 내식성 및 내황화 흑변성을 갖는 화성 처리 강판 및 화성 처리 강판의 제조 방법을 제공할 수 있다.According to each of the above-mentioned aspects, it is possible to provide a chemical conversion treated steel sheet and a chemical conversion treated steel sheet production method which have excellent corrosion resistance and blackening resistance to blackening, even when the amount of chemical conversion coating layer adhered is small.
도 1a는 강판의 편면에 Ni 도금층이 형성된 화성 처리 강판의 층 구조를 모식적으로 도시한 설명도이다.
도 1b는 강판의 양면에 Ni 도금층이 형성된 화성 처리 강판의 층 구조를 모식적으로 도시한 설명도이다.
도 2a는 강판의 편면에 복합 도금층이 형성된 화성 처리 강판의 일례를 모식적으로 도시한 설명도이다.
도 2b는 강판의 양면에 복합 도금층이 형성된 화성 처리 강판의 일례를 모식적으로 도시한 설명도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 관한 화성 처리 강판의 제조 방법의 흐름의 일례를 도시한 흐름도이다.
도 4는 실시예 1의 결과를 나타내는 그래프이다.1A is an explanatory view schematically showing a layer structure of a chemically treated steel sheet on which a Ni plating layer is formed on one side of a steel sheet.
Fig. 1B is an explanatory view schematically showing a layer structure of a chemically treated steel sheet on which Ni plating layers are formed on both surfaces of a steel sheet.
2A is an explanatory view schematically showing an example of a chemical conversion treated steel sheet on which a composite plating layer is formed on one side of a steel sheet.
FIG. 2B is an explanatory view schematically showing an example of a chemically treated steel sheet on which a composite plating layer is formed on both surfaces of a steel sheet.
3 is a flowchart showing an example of a flow of a method of manufacturing a chemical conversion steel sheet according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the results of Example 1. Fig.
이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 동일한 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 번호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, elements having the same configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
<화성 처리 강판의 구성에 대하여>≪ Constitution of chemical conversion treated steel sheet >
먼저, 도 1a 내지 도 2b를 참조하면서, 본 실시 형태에 관한 화성 처리 강판의 구성에 대하여 상세하게 설명한다. 도 1a 및 도 1b는 본 실시 형태에 관한 화성 처리 강판의 층 구조를 모식적으로 도시한 설명도이다.First, the structure of the chemically treated steel sheet according to the present embodiment will be described in detail with reference to Figs. 1A and 2B. Figs. 1A and 1B are explanatory diagrams schematically showing the layer structure of the chemically treated steel sheet according to the present embodiment. Fig.
본 실시 형태에 관한 화성 처리 강판(10)은, 도 1a 내지 도 2b에 도시한 바와 같이 강판(103)과, Ni 도금층(105) 및 복합 도금층(106)의 어느 한쪽과, 화성 처리 피막층(107)을 구비한다. 또한, Ni 도금층(105) 및 복합 도금층(106)의 어느 한쪽과 화성 처리 피막층(107)은, 도 1a 및 도 2a에 도시한 바와 같이 강판(103)의 한쪽의 표면에만 형성되어 있어도 되고, 도 1b 및 도 2b에 도시한 바와 같이 강판(103)의 서로 대향하는 2개의 표면에 형성되어 있어도 된다.1A through 2B, the chemically treated
[강판(103)에 대하여][About Steel Plate 103]
강판(103)은 본 실시 형태에 관한 화성 처리 강판(10)의 모재로서 사용된다. 본 실시 형태에서 사용되는 강판(103)에 대해서는 특별히 한정되지 않고, 용기용 강판으로서 사용되는 공지의 강판을 사용하는 것이 가능하다. 강판(103)의 제조 방법이나 재질에 대해서도 특별히 한정되지 않고, 통상의 강편 제조 공정으로부터, 열간 압연, 산세, 냉간 압연, 어닐링, 조질 압연 등의 공지의 공정을 거쳐서 제조된 강판(103)을 사용하는 것이 가능하다.The
강판(103)의 판 두께는, 용기용 강판으로서 사용하는 경우의 실용성 및 경제성을 감안하여, 0.05 내지 1㎜가 바람직하다.The plate thickness of the
[도금층에 대하여][About the plating layer]
강판(103)의 표면에는 Ni 도금층(105)과 복합 도금층(106)의 어느 한쪽이 형성된다. Ni 도금층(105) 및 복합 도금층(106)은 모두 Ni를 함유하는 배리어형의 도금층이다. 여기서, 배리어형의 도금층이란, 모재인 강판(103)을 구성하는 Fe보다도 전기 화학적으로 귀한 금속인 Ni나 Sn을 사용하여, 강판(103)의 표면에 Ni나 Sn의 금속막을 형성함으로써 부식 인자를 모재에 작용시키지 않도록 하여, 강판(103)의 부식을 억제하는 도금층이다.Either one of the
한편, 희생 방식형의 도금층은 배리어형의 도금층과는 반대의 기능을 갖는다. 희생 방식형의 도금층에서는, 모재인 강판(103)을 구성하는 Fe보다도 전기 화학적으로 천한 금속(예를 들어, 상기 특허문헌 1과 같이 Zn)을 사용하여 강판(103)의 표면에 금속막을 형성하여, 강판(103)을 구성하는 Fe보다도 도금층을 구성하는 Zn 등의 금속이 먼저 부식됨으로써, 강판(103)의 부식을 억제한다.On the other hand, the sacrificial type plating layer has a function opposite to that of the barrier type plating layer. A metal film is formed on the surface of the
또한, 배리어형의 도금층과 희생 방식형의 도금층은, 화성 처리 피막층(107)과의 상호 작용이 상이하다.In addition, the barrier type plating layer and the sacrificial type plating layer have different interaction with the chemical
이하에는, 도 1a 내지 도 2b를 참조하면서, 본 실시 형태에 관한 Ni 도금층(105) 및 복합 도금층(106)의 예에 대하여, 구체적으로 설명한다.Hereinafter, examples of the
[강판(103)의 표면에 Ni 도금층(105)이 형성되어 있는 경우][When the
도 1a를 참조하면서, 강판(103)의 표면에 Ni 도금층(105)이 형성되어 있는 경우에 대하여, 상세하게 설명한다.1A, the case where the
Ni 도금층(105)은 Ni를 포함하고, 도 1a에 도시한 바와 같이, 강판(103)의 편면에 형성되어도 되고, 도 1b에 도시한 바와 같이, 강판(103)의 양면에 형성되어도 된다. Ni 도금층(105)에 있어서, Ni은 금속 Ni양으로 편면당 5.0 내지 3000㎎/㎡의 범위에서 함유되는 것이 바람직하다.The
Ni은 우수한 도료 밀착성, 필름 밀착성, 내식성 및 용접성을 갖는다. 상술한 우수한 효과를 발휘시키기 위해서는, 금속 Ni로서 편면당 5.0㎎/㎡ 이상의 Ni를 함유하는 것이 필요하다.Ni has excellent paint adhesion, film adhesion, corrosion resistance and weldability. In order to exhibit the above-mentioned excellent effect, it is necessary to contain Ni of not less than 5.0 mg / m < 2 >
Ni의 함유량의 증가에 수반하여, Ni가 갖는 우수한 효과는 향상되지만, 금속 Ni양으로 편면당 3000㎎/㎡ 초과이면 그 효과가 포화되기 때문에 경제적으로 바람직하지 않다. 따라서, Ni의 함유량은 금속 Ni양으로 편면당 3000㎎/㎡ 이하로 한다.As the content of Ni increases, the excellent effect of Ni is improved. However, if the amount of Ni is more than 3000 mg / m < 2 > per one surface, the effect is saturated, which is economically undesirable. Therefore, the content of Ni is set to 3000 mg /
Ni 도금층에 있어서의 Ni의 함유량은, 보다 바람직하게는 금속 Ni양으로 편면당 10.0㎎/㎡ 이상 2000㎎/㎡ 이하이다. 금속 Ni양으로 편면당 10.0㎎/㎡ 이상의 Ni를 함유함으로써, 상술한 효과가 더 현저해진다. 또한, Ni의 함유량을, 금속 Ni양으로 편면당 2000㎎/㎡ 이하로 함으로써, Ni 도금층(105)의 제조 비용을 더 삭감하는 것이 가능해진다.The content of Ni in the Ni plating layer is more preferably not less than 10.0 mg /
Ni 도금층(105)에서 Ni가 차지하는 비율은 Ni 도금층(105)의 층 중심 부분에 있어서 금속 Ni양으로 50질량% 이상이다. 바람직하게는, Ni 도금층(105)에서 Ni가 차지하는 비율은 Ni 도금층(105)의 층 중심 부분에 있어서 금속 Ni양으로 70질량% 이상이다.The proportion of Ni in the
Ni 도금층(105)은 상술한 Ni 외에, 금속 Fe양으로 편면당 1.0 내지 2000㎎/㎡의 Fe을 함유해도 된다. 또한, Ni 도금층(105)은 제조 공정 등에서 혼입되어 버리는 불가피적 불순물을 포함해도 된다.The
[강판(103)의 표면에 복합 도금층(106)이 형성되는 경우][When the
도 2a 및 도 2b를 참조하면서, 강판(103)의 표면에 Ni 및 Sn을 함유하는 복합 도금층(106)이 형성되는 경우에 대하여, 상세하게 설명한다.A case where a
본 실시 형태에 관한 복합 도금층(106)은, 도 2a에 도시한 바와 같이 강판(103)의 편면에 형성되어도 되고, 도 2b에 도시한 바와 같이, 강판(103)의 양면에 형성되어도 된다. 복합 도금층(106)은 Fe-Ni-Sn 합금층(105d)과, Fe-Ni-Sn 합금층(105d) 위에 형성된 섬형 Sn 도금층(105e)을 갖는다.The
복합 도금층(106)을 형성하기 위해, 강판(103) 위에 먼저 Ni 도금층(도시하지 않음)이 형성된다. Ni 도금층(도시하지 않음)은 Ni 또는 Fe-Ni 합금을 포함하고, 화성 처리 강판(10)의 내식성을 확보하기 위해 형성된다.In order to form the
Ni에 의한 화성 처리 강판(10)의 내식성 향상의 효과는 복합 도금층(106)에 포함되는 Ni양에 의해 정해진다. 복합 도금층(106) 중의 Ni양이, 금속 Ni양으로 편면당 2㎎/㎡ 이상이면, Ni에 의한 내식성 향상의 효과가 발현된다.The effect of improving the corrosion resistance of the converted
한편, 복합 도금층(106) 중의 Ni양이 많을수록 내식성 향상의 효과는 증가하지만, 복합 도금층(106) 중의 Ni양이, 금속 Ni양으로 편면당 200㎎/㎡를 초과하면, Ni에 의한 내식성 향상의 효과가 포화된다. 또한, Ni은 고가의 금속이기 때문에, 복합 도금층(106) 중의 Ni양이, 금속 Ni양으로 편면당 200㎎/㎡를 초과하면, 경제적으로 바람직하지 않다.On the other hand, as the amount of Ni in the
따라서, 복합 도금층(106) 중의 Ni양은 금속 Ni양으로 편면당 2.0㎎/㎡ 내지 200㎎/㎡로 한다. 복합 도금층(106)에 있어서의 Ni양은, 보다 바람직하게는 금속 Ni양으로 편면당 5.0㎎/㎡ 내지 100㎎/㎡이다. 복합 도금층(106)이, 금속 Ni양으로 편면당 5.0㎎/㎡ 이상의 Ni를 함유함으로써, Ni에 의한 내식성 향상의 효과가 더 효과적으로 발휘된다. 또한, 복합 도금층(106) 중의 Ni양을, 금속 Ni양으로 편면당 100㎎/㎡ 이하로 함으로써, 제조 비용을 더 삭감하는 것이 가능해진다.Therefore, the amount of Ni in the
상술한 Ni 도금층(도시하지 않음)이 형성된 후에, Sn 도금층(도시하지 않음)이 형성된다. 또한, 본 실시 형태에 있어서의 Sn 도금층(도시하지 않음)은 Sn만으로 구성되어 있어도 되고, Sn에 더하여, 불순물이나 미량 원소를 함유해도 된다.After the above-described Ni plating layer (not shown) is formed, a Sn plating layer (not shown) is formed. In addition, the Sn plating layer (not shown) in this embodiment may be composed only of Sn, and may contain impurities and trace elements in addition to Sn.
Sn 도금층(도시하지 않음)은 화성 처리 강판(10)의 내식성과 용접성을 확보하기 위해 형성된다. Sn은 Sn 자체가 높은 내식성을 갖고 있을 뿐만 아니라, 용융 용석 처리에 의해 형성되는 Sn 합금도, 우수한 내식성 및 용접성을 갖는다.A Sn plating layer (not shown) is formed to secure the corrosion resistance and weldability of the converted
Sn 도금층(도시하지 않음)을 형성한 후에 용융 용석 처리를 행함으로써, 강판(103) 위에 Fe-Ni-Sn 합금층(105d)이 형성되고, Fe-Ni-Sn 합금층(105d) 위에 섬형 Sn 도금층(105e)이 형성된다.Ni-
섬형 Sn 도금층(105e)에서는, Sn이 섬형으로 존재하고, 바다부에 하층의 Fe-Ni-Sn 합금층(105d)이 노출되어 있다. 섬형 Sn 도금층(105e)에 의해, 화성 처리 강판(10)의 필름 밀착성 및 도료 밀착성이 확보되어 있다.In the island-shaped Sn-plated
필름 라미네이트 또는 도료 도포 후의 열처리에서는 화성 처리 강판(10)이 Sn의 융점(232℃) 이상으로 가열되는 경우가 있다. 본 실시 형태와는 달리, Fe-Ni-Sn 합금층(105d)의 표면 전체를 Sn이 피복하는 경우에는, 상술한 열처리에 의해 Sn이 용융 또는 산화되고, 화성 처리 강판(10)의 필름 밀착성 및 도료 밀착성을 확보할 수 없을 가능성이 있으므로 바람직하지 않다.In the heat treatment after the film laminate or the coating of the coating material, the chemical-treated
본 실시 형태에 관한 복합 도금층(106)은 금속 Sn양으로 편면당 0.10 내지 10.0g/㎡의 Sn을 함유한다.The
Sn은 우수한 가공성, 용접성 및 내식성을 갖고, Sn 도금후에 용융 용석 처리를 행함으로써, 화성 처리 강판(10)의 내식성을 더욱 향상시킴과 함께, 화성 처리 강판(10)의 표면 외관(경면 외관)을 보다 바람직하게 하는 것이 가능하다. 상술한 효과를 발휘하기 위해서는, 복합 도금층(106)에 있어서, 금속 Sn양으로 편면당 0.10g/㎡의 Sn을 함유하는 것이 필요하다.Sn has excellent processability, weldability and corrosion resistance, and is subjected to melt-melting treatment after Sn plating to further improve the corrosion resistance of the converted
또한, 복합 도금층(106) 중의 Sn의 함유량이 증가할수록 화성 처리 강판(10)의 가공성, 용접성 및 내식성은 향상되지만, Sn의 함유량이, 금속 Sn양으로 편면당 10.0g/㎡를 초과하면, Sn에 의한 상술한 효과는 포화된다. 또한, Sn의 함유량이, 금속 Sn양으로 편면당 10.0g/㎡를 초과하면, 경제적으로 바람직하지 않다. 상술한 이유로, 복합 도금층(106) 중의 Sn의 함유량은 금속 Sn양으로 편면당 10.0g/㎡ 이하로 한다.As the content of Sn in the
복합 도금층(106)에 있어서의 Sn의 함유량은, 보다 바람직하게는, 금속 Sn양으로 편면당 0.30g/㎡ 내지 7.0g/㎡이다. 복합 도금층(106)이, 금속 Sn양으로 편면당 0.30g/㎡ 이상의 Sn을 함유함으로써, Sn에 의한 상술한 효과를 더 확실하게 발휘하는 것이 가능하다. 또한, 복합 도금층(106)이, 금속 Sn양으로 편면당 7.0g/㎡ 이하의 Sn을 함유함으로써, 제조 비용을 더 삭감하는 것이 가능해진다.The content of Sn in the
복합 도금층(106)에 포함되는 Ni의 금속 Ni양과 Sn의 금속 Sn양의 합계는, 복합 도금층(106)의 50질량% 이상이다. 바람직하게는, 복합 도금층(106)에 포함되는 Ni의 금속 Ni양과 Sn의 금속 Sn양의 합계는, 복합 도금층(106)의 70질량% 이상이다.The total amount of Ni metal Ni and Sn metal Sn contained in
복합 도금층(106)은 상술한 Ni 및 Sn 외에, 금속 Fe양으로 편면당 1.0 내지 3500㎎/㎡의 Fe을 함유해도 된다. 또한, 복합 도금층(106)은 제조 공정 등에서 혼입되어 버리는 불가피적 불순물을 함유해도 된다.The
표면에 Ni 도금층(105) 또는 복합 도금층(106)이 형성된 강판(103)을 용기용 강판으로서 사용하는 경우, Ni 도금층(105) 또는 복합 도금층(106)의 표면에 필름을 라미네이트하거나, 또는 도료를 도포해도, 황화 흑변을 방지하는 것은 어렵다. 그 원인으로서는, 내용물인 음료나 식품 등에 포함되는 S가, 도금층(105) 중의 Ni 또는 Sn과 결합하여, 흑색의 NiS, SnS, SnS2 등이 형성되어 있는 것이 생각된다.When the
또한, S는 L-시스테인, L-(-)-시스틴, L-메티오닌 등의 함황 아미노산의 구성 성분으로서 음료나 식품에 포함되어 있다.In addition, S is contained in beverages and foods as components of sulfuric amino acids such as L-cysteine, L - (-) - cystine and L-methionine.
또한, Ni 도금층(105) 또는 복합 도금층(106)이 치밀하게 형성되어 있지 않은 경우에는, 모재인 강판(103)의 일부가 노출되어 있다. 이와 같은 경우에는, 강판(103) 중의 Fe와 음료나 식품 등에 포함되는 S가 결합하여, 흑색의 FeS, Fe2S3, Fe2S가 형성되는 경우가 있다.When the
상술한 NiS, SnS, SnS2, FeS, Fe2S3, Fe2S 등에 기인하는 흑변을 저감시키기 위해, 지금까지는 주로 Ni 도금층(105) 또는 복합 도금층(106)의 표면에 크로메이트 피막이 형성되어 있었다.A chromate film has been formed mainly on the surface of the
본 실시 형태에 관한 화성 처리 강판(10)은 내황화 흑변성을 향상시키기 위해, Ni 도금층(105) 또는 복합 도금층(106)의 상층에, 종래의 크로메이트 피막의 대체로서, Zr 화합물, 인산 화합물 및 Al 화합물을 함유하는 화성 처리 피막층(107)이 형성된다.
[화성 처리 피막층(107)에 대하여][Regarding the chemical conversion coating layer 107]
도 1a 내지 도 2b에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 화성 처리 강판(10)에서는, Ni 도금층(105) 또는 복합 도금층(106) 위에 화성 처리 피막층(107)이 형성된다. 화성 처리 피막층(107)은 Zr 화합물을 주체로 하는 복합 피막층이고, 금속 Zr양으로 편면당 1.0 내지 150㎎/㎡의 Zr 화합물과, P양으로 편면당 1.0 내지 100㎎/㎡의 인산 화합물과, 금속 Al양으로 편면당 0.10 내지 30.0㎎/㎡의 Al 화합물을 함유한다.1A and 2B, a chemical
또한, 본 실시 형태에 있어서, 복합 피막층이란, Zr 화합물, 인산 화합물 및 Al 화합물이 완전히 혼합되지는 않고, 부분적으로 혼합된 상태로 존재하고 있는 피막층을 나타낸다.Further, in the present embodiment, the composite coating layer refers to a coating layer in which the Zr compound, the phosphoric acid compound, and the Al compound are not mixed completely but exist in a partially mixed state.
Zr 화합물을 함유하는 Zr 피막, 인산 화합물을 함유하는 인산 피막 및 Al 화합물을 함유하는 Al 피막의 3개의 피막을 겹쳐서 Ni 도금층(105) 또는 복합 도금층(106) 위에 형성한 경우, 내식성이나 밀착성에 관하여 어느 정도의 효과는 얻어지지만, 실용적으로는 충분하지 않다. 그러나, 본 실시 형태와 같이, 화성 처리 피막층(107) 중에서 Zr 화합물과 인산 화합물과 Al 화합물이 부분적으로 혼합된 상태로 존재하고 있는 것에 의해, 상술한 바와 같이 3개의 피막이 겹쳐서 형성되어 있는 경우보다도, 우수한 내식성과 밀착성을 얻을 수 있다.In the case where three coating films of a Zr coating containing a Zr compound, a phosphoric acid coating containing a phosphoric acid compound and an Al coating containing an Al compound are overlaid on the
본 실시 형태에 관한 화성 처리 피막층(107)에 포함되는 Zr 화합물은 내식성, 밀착성 및 가공 밀착성을 향상시키는 기능을 갖는다. 본 실시 형태에 관한 Zr 화합물로서는, 예를 들어 산화Zr, 인산Zr, 수산화Zr 및 불화Zr 등을 들 수 있고, 화성 처리 피막층(107)은 상술한 Zr 화합물을 복수 함유한다. 바람직한 Zr 화합물의 조합은 산화Zr, 인산Zr 및 불화Zr이다.The Zr compound contained in the chemical
화성 처리 피막층(107)에 포함되는 Zr 화합물의 함유량이, 금속 Zr양으로 편면당 1.0㎎/㎡ 이상인 경우에는, 실용상 적합한 내식성, 밀착성 및 가공 밀착성이 확보된다.When the content of the Zr compound contained in the chemical
한편, Zr 화합물의 함유량의 증가에 수반하여, 내식성, 밀착성 및 가공 밀착성이 향상된다. 그러나, Zr 화합물의 함유량이, 금속 Zr양으로 편면당 150㎎/㎡를 초과하면, 화성 처리 피막층(107)이 지나치게 두꺼워지고, 주로 응집 파괴가 원인이 되어, 화성 처리 피막층(107)의 Ni 도금층(105) 또는 복합 도금층(106)에 대한 밀착성이 저하됨과 함께, 전기 저항이 상승하여 용접성이 저하된다. 또한, Zr 화합물의 함유량이 금속 Zr양으로 150㎎/㎡를 초과하면, 화성 처리 피막층(107)의 부착이 불균일한 것에 기인하여, 외관이 불균일해지는 경우가 있다.On the other hand, with an increase in the content of the Zr compound, the corrosion resistance, the adhesion and the processing adhesion are improved. However, if the content of the Zr compound exceeds 150 mg / m < 2 > per one side in terms of the amount of metal Zr, the chemical
따라서, 본 실시 형태에 관한 화성 처리 피막층(107)의 Zr 화합물의 함유량(즉, Zr의 함유량)은 금속 Zr양으로 편면당 1.0㎎/㎡ 내지 150㎎/㎡로 한다. Zr 화합물의 함유량은, 보다 바람직하게는 금속 Zr양으로 편면당 1.0 내지 120㎎/㎡이다. 금속 Zr양을 120g/㎡ 이하로 함으로써, 화성 처리 피막층(107)의 제조 비용을 더 삭감시키는 것이 가능해진다.Therefore, the content of the Zr compound (that is, the content of Zr) in the chemical
화성 처리 피막층(107)은 상술한 Zr 화합물에 더하여, 1종 또는 2종 이상의 인산 화합물을 더 포함한다.The chemical
본 실시 형태에 관한 인산 화합물은 내식성, 밀착성 및 가공 밀착성을 향상시키는 기능을 갖는다. 본 실시 형태에 관한 인산 화합물의 예로서는, 인산 이온과 강판(103), Ni 도금층(105) 또는 복합 도금층(106) 및 화성 처리 피막층(107)에 포함되는 화합물이 반응하여 형성되는 인산Fe, 인산Ni, 인산Sn, 인산Zr, 인산Al 등을 들 수 있다. 화성 처리 피막층(107)은 상술한 인산 화합물을 1종 포함해도 되고, 2종 이상 포함해도 된다.The phosphate compound according to the present embodiment has a function of improving corrosion resistance, adhesion, and processing adhesion. Examples of the phosphate compound according to the present embodiment include phosphoric acid Fe, phosphoric acid Ni (phosphoric acid), and phosphoric acid, which are formed by reacting phosphoric acid ions with a compound contained in the
화성 처리 피막층(107)에 포함되는 인산 화합물의 함유량이 많을수록, 화성 처리 강판(10)의 내식성, 밀착성 및 가공 밀착성이 향상된다. 구체적으로는, 화성 처리 피막층(107)에 있어서의 인산 화합물의 함유량이 P양으로 환산하여 1.0㎎/㎡ 이상인 경우에는, 실용상 적합한 내식성, 밀착성 및 가공 밀착성이 확보된다.The higher the content of the phosphoric acid compound contained in the chemical
한편, 인산 화합물의 함유량이 증가하는 데 수반하여, 내식성, 밀착성 및 가공 밀착성도 향상되지만, 인산 화합물의 함유량이, P양으로 편면당 100㎎/㎡를 초과하면, 화성 처리 피막층(107)이 지나치게 두꺼워지고, 주로 응집 파괴가 원인이 되어, 화성 처리 피막층(107)의 Ni 도금층(105) 또는 복합 도금층(106)에 대한 밀착성이 저하됨과 함께, 전기 저항이 상승하여 용접성이 저하된다. 또한, 인산 화합물의 함유량이, P양으로 편면당 100㎎/㎡를 초과하면, 화성 처리 피막층(107)의 부착이 불균일한 것에 기인하여 외관이 불균일해지는 경우가 있다.On the other hand, as the content of the phosphoric acid compound increases, the corrosion resistance, the adhesion and the processing adhesion are also improved. However, if the content of the phosphoric acid compound exceeds 100 mg /
따라서, 본 실시 형태에 관한 화성 처리 피막층(107)의 인산 화합물의 함유량은, P양으로 편면당 1.0㎎/㎡ 내지 100㎎/㎡로 한다.Therefore, the content of the phosphate compound in the chemical
화성 처리 피막층(107)의 인산 화합물의 함유량은, 보다 바람직하게는 P양으로 편면당 2.0 내지 70.0㎎/㎡이다. 화성 처리 피막층(107)의 인산 화합물의 함유량을, P양으로 편면당 2.0㎎/㎡ 이상으로 함으로써, 보다 바람직한 내황화 흑변성을 얻는 것이 가능해진다. 또한, 화성 처리 피막층(107)의 인산 화합물의 함유량을, P양으로 편면당 70.0㎎/㎡ 이하로 함으로써, 화성 처리 피막층(107)의 제조 비용을 더 삭감하는 것이 가능해진다.The content of the phosphate compound in the chemical
화성 처리 피막층(107)은 상술한 Zr 화합물 및 인산 화합물에 더하여, Al 화합물을 더 포함한다. 화성 처리 피막층(107)의 Al 화합물은 화성 처리 피막층(107) 중에서 주로 Al 산화물로서 존재한다. Zr을 주성분으로 하는 화성 처리 피막층(107)의 피막 결함을 Al 산화물이 보강함으로써, 화성 처리 강판(10)은 우수한 내황화 흑변성을 얻을 수 있다.The chemical
Zr을 주성분으로 하는 화성 처리 피막층(107)은 원래 극히 균일한 피막이기 때문에, 피막 결함을 보강하기 위해 화성 처리 피막층(107) 중에 첨가하는 Al 화합물의 양은 금속 Al양으로 편면당 0.10㎎/㎡ 이상이면 된다. Al 화합물의 함유량이, 금속 Al양으로 편면당 0.10㎎/㎡ 이상인 것에 의해, 화성 처리 강판(10)의 내황화 흑변성을 적합하게 향상시키는 것이 가능해진다.Since the chemical
한편, 화성 처리 피막층(107)의 Al 화합물의 함유량이 증가하는 데 수반하여, 내황화 흑변성도 향상되지만, Al 화합물의 함유량이, 금속 Al양으로 편면당 30.0㎎/㎡를 초과하면, 내황화 흑변성이 포화됨과 함께 경제적으로 바람직하지 않다. 그 때문에, 화성 처리 피막층(107)에 포함되는 Al 화합물의 함유량을, 금속 Al양으로 편면당 30.0㎎/㎡ 이하로 한다.On the other hand, as the content of the Al compound in the chemical
화성 처리 피막층(107)의 Al 화합물의 함유량은, 보다 바람직하게는 금속 Al양으로 편면당 0.20 내지 20.0㎎/㎡이다. Al 화합물의 함유량을 금속 Al양으로 편면당 0.20㎎/㎡ 이상으로 함으로써, 내황화 흑변성을 적합하게 향상시키는 것이 가능해진다. 또한, Al 화합물의 함유량을, 금속 Al양으로 편면당 20.0㎎/㎡ 이하로 함으로써, 화성 처리 피막층(107)의 제조 비용을 더 삭감하는 것이 가능해진다.The content of the Al compound in the chemical
화성 처리 피막층(107) 중의 Al 산화물(Al2O3)의 함유량은 금속 Al양으로 0.10 내지 30.0㎎/㎡인 것이 바람직하다. 화성 처리 피막층(107) 중의 Al 산화물의 함유량이 상술한 범위인 것에 의해, 화성 처리 피막층(107)의 피막 결함을 적합하게 보강하여, 우수한 내황화 흑변성을 얻을 수 있다.The content of Al oxide (Al 2 O 3 ) in the chemical
또한, Al 화합물을 화성 처리 피막층(107) 중에 함유시킴으로써, Al과 마찬가지로 내황화 흑변성을 향상시키는 인산 화합물의 함유량을 저감시킬 수 있다.Also, by containing the Al compound in the chemical
화성 처리 피막층(107) 중에 함유되는 인산 화합물 중, 인산 이온이 Zr 이온과 반응하여 생성되는 인산Zr은 화성 처리 피막층(107)을 형성할 때에 사용되는 화성 처리액 중에 다량으로 존재하는 경우에는 침전하여, 화성 처리액이 백탁된다.Among the phosphoric acid compounds contained in the chemical
여기서, Al 화합물은 인산 화합물보다도 내황화 흑변성의 향상에 기여한다. 그 때문에, 화성 처리 피막층(107)이 Al 화합물을 함유함으로써, 내황화 흑변성을 적합하게 향상시키면서, 화성 처리액의 백탁의 원인이 되는 인산 화합물의 함유량을 저감시킬 수 있다.Here, the Al compound contributes to the improvement of the resistance to sulphurisation of the black color rather than the phosphoric acid compound. Therefore, by containing the Al compound in the chemical
또한, 인산 화합물의 함유량을 저감시킴으로써, Zr과 인산의 결합 및 Al과 인산의 결합을 저해하는 F 이온의 양을 삭감할 수 있다. 그 결과, 보다 용이하게 Zr을 석출시킬 수 있기 때문에, 화성 처리 피막층(107)을 형성하기 위한 전해 효율을 향상시킬 수 있다.Further, by reducing the content of the phosphoric acid compound, it is possible to reduce the amount of F ions that interfere with the binding of Zr to phosphoric acid and the binding of Al to phosphoric acid. As a result, since Zr can be deposited more easily, the electrolysis efficiency for forming the chemical
또한, 화성 처리 피막층(107)은 상술한 Zr 화합물, 인산 화합물 및 Al 화합물 외에, 제조 공정 등에서 혼입되어 버리는 불가피적 불순물을 포함해도 된다. 또한, 화성 처리 피막층(107)이 Cr을 함유하는 경우에는, Cr의 함유량의 상한은 2.0㎎/㎡이다.The chemical
본 실시 형태에 관한 화성 처리 강판(10)은 화성 처리 피막층(107)의 부착량을 저감시킨 경우라도, 우수한 내황화 흑변성을 나타낸다.The chemical conversion treated
예를 들어, 화성 처리 강판(10)의 표면에 도료를 부착시키고, 베이킹하여 도막을 형성한다. 1시간 비등시킨 0.6질량% L-시스테인액을 유지하는 내열병의 입구에, 표면에 도막을 형성한 화성 처리 강판(10)을 덮개로서 적재하여 고정하고, 균열로 등을 사용하여 110℃에서 30분간의 열처리를 실시한다. 상술한 열처리 후의 화성 처리 강판(10)에 있어서, 내열병과의 접촉 부분의 외관을 관찰하면, 본 실시 형태에 관한 화성 처리 강판(10)을 사용한 경우에는, 접촉 부분의 면적의 50% 이상에서 흑변이 발생하지 않는다.For example, a paint is attached to the surface of the chemical conversion treated
상술한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 화성 처리 강판(10)은, 우수한 내식성 및 내황화 흑변성을 갖는다. 그 때문에, 화성 처리 피막층(107)의 표면을 필름 또는 도료로 피복하지 않는 경우에도, 화성 처리 강판(10)을 용기용 강판으로서 사용하는 것이 가능하다.As described above, the chemical conversion treated
<화성 처리 강판(10)의 층 구조에 대하여>≪ About the layer structure of chemical conversion treated
화성 처리 강판(10)은, 상술한 바와 같이 강판(103) 위에 Ni 도금층(105) 또는 복합 도금층(106)을 갖고, Ni 도금층(105) 또는 복합 도금층(106) 위에 화성 처리 피막층(107)을 갖는다. 즉, 화성 처리 강판(10)에 있어서, 강판(103)과 Ni 도금층(105) 또는 복합 도금층(106)과는 접하고 있고, 강판(103)과 Ni 도금층(105) 또는 복합 도금층(106) 사이에 다른 층을 갖지 않는다. 마찬가지로, 화성 처리 강판(10)에 있어서, Ni 도금층(105) 또는 복합 도금층(106)과 화성 처리 피막층(107)은 접하고 있고, Ni 도금층(105) 또는 복합 도금층(106)과 화성 처리 피막층(107) 사이에 다른 층을 갖지 않다.The chemical conversion treated
<성분 함유량의 측정 방법에 대하여>≪ Method of measuring content of ingredients >
Ni 도금층(105) 및 복합 도금층(106) 중의 금속 Ni양이나 금속 Sn양은, 예를 들어 형광 X선법에 의해 측정할 수 있다. 이 경우, 금속 Ni양의 기지의 시료를 사용하여, 금속 Ni양에 관한 검량선을 미리 작성하고, 작성한 검량선을 사용하여 상대적으로 금속 Ni양을 특정한다. 금속 Sn양에 대해서도 마찬가지로, 금속 Sn양의 기지의 시료를 사용하여, 금속 Sn양에 관한 검량선을 미리 작성하고, 작성한 검량선을 사용하여 상대적으로 금속 Sn양을 특정한다.The amount of metal Ni and the amount of metal Sn in the
화성 처리 피막층(107) 중의 금속 Zr양, P양 및 금속 Al양은, 예를 들어 형광 X선 분석 등의 정량 분석법에 의해 측정하는 것이 가능하다. 또한, 화성 처리 피막층(107) 중에 어떤 화합물이 존재하고 있는지에 대해서는, X선 광전자 분광 측정법(X-ray Photoelectron Spectroscopy: XPS)에 의한 분석을 행함으로써, 특정하는 것이 가능하다.The amount of metal Zr, P amount and metal Al in the chemical
또한, 화성 처리 피막층(107) 중의 Al2O3의 함유량은, 먼저 X선 광전 분광법(X-ray Photoelectron Spectroscopy, XPS)에 의해 Al2O3, 금속 Al 및 그 밖의 Al 화합물의 피크 강도비를 구한다. 그리고 나서, 상술한 바와 같이 형광 X선 분석 등의 정량 분석법에 의해 구한 전체 금속 Al양과 XPS에 의해 구한 피크 강도비로부터, 화성 처리 피막층(107) 중의 Al2O3의 함유량을 산출한다.The content of Al 2 O 3 in the chemical
또한, 각 성분의 측정 방법은 상기한 방법에 한정되지 않고, 공지의 측정 방법을 적용하는 것이 가능하다.In addition, the measurement method of each component is not limited to the above-described method, and a known measurement method can be applied.
<화성 처리 강판(10)의 제조 방법에 대하여>≪ Manufacturing method of chemical conversion treated
이어서, 도 3을 참조하면서, 본 실시 형태에 관한 화성 처리 강판(10)의 제조 방법에 대하여, 상세하게 설명한다. 도 3은 본 실시 형태에 관한 화성 처리 강판(10)의 제조 방법의 흐름의 일례에 대하여 설명하기 위한 흐름도이다.Next, a manufacturing method of the chemically processed
[전처리 공정][Pretreatment process]
본 실시 형태에 관한 화성 처리 강판(10)의 제조 방법에서는, 먼저, 필요에 따라, 강판(103)에 대하여 공지의 전처리가 실시된다(스텝 S101).In the method of manufacturing the chemical conversion treated
[도금 공정][Plating process]
그 후, 강판(103)의 표면에 대하여, Ni 도금층(105)과 복합 도금층(106)의 어느 한쪽을 형성한다(스텝 S103).Thereafter, either the
강판(103)의 표면에 Ni 도금층(105)을 형성하는 경우에는, 전기 도금법이나 진공 증착법 등의 공지된 기술을 사용할 수 있다. 또한, 강판(103)과 Ni 도금층(105)의 계면에 Fe-Ni 확산층(도시하지 않음)을 형성하기 위해, Ni 도금층(105) 형성 후에 가열 처리를 행해도 된다.When the
강판(103)의 표면에 Fe-Ni-Sn 합금층(105d) 및 섬형 Sn 도금층(105e)을 갖는 복합 도금층(106)을 형성하는 경우에는, 강판(103)의 표면 위에 Ni 또는 Fe-Ni 합금을 포함하는 Ni 도금층(도시하지 않음)을 형성하고, Ni 도금층(도시하지 않음) 위에 Sn 도금층(도시하지 않음)을 더 형성한 후, 용융 용석 처리(리플로우 처리)를 행함으로써 형성된다.When the
즉, 용융 용석 처리에 의해, 강판(103)의 Fe와, Ni 도금층(도시하지 않음)의 Ni와, Sn 도금층(도시하지 않음)의 일부의 Sn이 합금화하여 Fe-Ni-Sn 합금층(105d)이 형성됨과 함께, 잔부의 Sn 도금층이 섬형으로 되어, 섬형 Sn 도금층(105e)이 형성된다.That is, the Fe of the
Ni 또는 Fe-Ni 합금을 포함하는 Ni 도금층(도시하지 않음)의 형성 방법으로서는, 일반적인 전기 도금법(예를 들어, 캐소드 전해법)을 이용할 수 있다.As a method of forming a Ni plating layer (not shown) containing Ni or an Fe-Ni alloy, a general electroplating method (for example, a cathode electrolysis method) can be used.
Sn 도금층(도시하지 않음)을 형성하는 방법도 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 공지의 전기 도금법이나 용융된 Sn에 강판(103)을 침지하여 도금하는 방법 등을 사용할 수 있다.The method of forming the Sn plating layer (not shown) is also not particularly limited, and for example, a well-known electroplating method, a method of immersing the molten Sn in the
확산 도금법에 의해 Ni 도금층(도시하지 않음)을 형성하는 경우에는, 강판(103)의 표면에 Ni 도금을 실시한 후에, 어닐링로에 있어서 확산층을 형성하기 위한 확산 처리가 행해진다. 확산 처리 전후 또는 확산 처리와 동시에, 질화 처리를 행해도 된다. 질화 처리를 행한 경우라도, 본 실시 형태에 있어서의 Ni 도금층(도시하지 않음) 중의 Ni가 갖는 효과 및 질화 처리에 의한 효과는 간섭하지 않고, 이들 효과를 모두 발휘할 수 있다.When a Ni plating layer (not shown) is formed by the diffusion plating method, the surface of the
Sn 도금층(도시하지 않음)을 형성한 후에, 용융 용석 처리(리플로우 처리)가 행해진다. 용융 용석 처리를 행함으로써, 용융된 Sn과 강판(103) 중의 Fe 및 Ni 도금층(도시하지 않음) 중의 Ni를 합금화시켜, Fe-Ni-Sn 합금층(105d) 및 섬형으로 형성된 Sn을 포함하는 섬형 Sn 도금층(105e)을 형성한다. 이 섬형 Sn 도금층(105e)은 용융 용석 처리를 적절하게 제어함으로써 형성하는 것이 가능하다.After the formation of a Sn plating layer (not shown), molten lime treatment (reflow treatment) is performed. The melted Sn is alloyed with Fe in the
[전해 처리 공정][Electrolytic Treatment Process]
Ni 도금층(105)과 복합 도금층(106)의 어느 한쪽의 형성 후, 전해 처리에 의해, 화성 처리 피막층(107)을 형성한다(스텝 S105).After forming either the
화성 처리 피막층(107)은 전해 처리(예를 들어, 음극 전해 처리)에 의해 형성된다. 전해 처리에 의해 화성 처리 피막층(107)을 형성하기 위해 사용하는 화성 처리액은 10ppm 이상 20000ppm 이하의 Zr 이온과, 10ppm 이상 20000ppm 이하의 F 이온과, 10ppm 이상 3000ppm 이하의 인산 이온과, 합계로 100ppm 이상 30000ppm 이하의 질산 이온 및 황산 이온과, 500ppm 이상 5000ppm 이하의 Al 이온을 포함한다. 또한, 화성 처리액에서는 Al 이온의 공급원으로서 (NH4)3AlF6을 사용한다.The chemical
또한, 질산 이온 및 황산 이온은 화성 처리액에 양 이온의 합계로 10ppm 이상 3000ppm 이하 포함되어 있으면 되고, 질산 이온과 황산 이온의 양 이온이 화성 처리액에 포함되어 있어도 되고, 질산 이온과 황산 이온의 어느 한쪽만이 화성 처리액에 포함되어 있어도 된다.The nitrate ion and the sulfate ion may be contained in the chemical liquor in a total amount of 10 ppm or more and 3,000 ppm or less in total of the positive ion. The nitrate ion and the sulfate ion may be included in the chemical liquor, Only one of them may be included in the chemical conversion solution.
화성 처리액은, 바람직하게는 200ppm 이상 17000ppm 이하의 Zr 이온과, 200ppm 이상 17000ppm 이하의 F 이온과, 100ppm 이상 2000ppm 이하의 인산 이온과, 합계로 1000ppm 이상 23000ppm 이하의 질산 이온 및 황산 이온과, 500ppm 이상 3000 이하의 Al 이온을 포함하는 것이 바람직하다.The chemical treatment liquid preferably contains 200 ppm or more and 17000 ppm or less of Zr ions, 200 ppm or more and 17000 ppm or less of F ions, 100 ppm or more and 2,000 ppm or less of phosphate ions, nitrate ions and sulfate ions in total of 1000 ppm or more and 23000 ppm or less, And more preferably not more than 3,000 Al ions.
Zr 이온의 농도를 200ppm 이상으로 함으로써, Zr의 부착량 저하를 더 확실하게 방지하는 것이 가능해진다. 또한, F 이온의 농도를 200ppm 이상으로 함으로써, 인산염의 침전에 수반하는 화성 처리 피막층(107)의 백탁을 더 확실하게 방지할 수 있다.When the concentration of the Zr ions is 200 ppm or more, it is possible to more reliably prevent a decrease in the amount of Zr adhered. In addition, by setting the concentration of the F ion to 200 ppm or more, clouding of the chemical
마찬가지로, 인산 이온의 농도를 100ppm 이상으로 함으로써, 인산염의 침전에 수반하는 화성 처리 피막층(107)의 백탁을 더 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 질산 이온과 황산 이온의 적어도 한쪽의 농도를 1000ppm 이상으로 함으로써, 화성 처리 피막층(107)의 부착 효율의 저하를 더 확실하게 방지할 수 있다. 또한, Al 이온의 농도를 500ppm 이상으로 함으로써, 더 확실하게 내황화 흑변성의 향상 효과를 실현할 수 있다.Similarly, when the concentration of the phosphate ions is 100 ppm or more, clouding of the chemical
또한, 화성 처리액의 각 성분의 상한값을 상기와 같은 값으로 함으로써, 화성 처리 피막층(107)의 제조 비용을 더 확실하게 삭감할 수 있다.Further, by setting the upper limit value of each component of the chemical liquor to the same value as above, the manufacturing cost of the chemical
화성 처리액의 온도는 5℃ 이상 90℃ 미만인 것이 바람직하다. 화성 처리액의 온도가 5℃ 미만인 경우에는, 화성 처리 피막층(107)의 형성 효율이 나빠, 경제적이지 않기 때문에, 바람직하지 않다. 또한, 화성 처리액의 온도가 90℃ 이상인 경우에는, 형성되는 화성 처리 피막층(107)의 조직이 불균일하여, 균열, 마이크로 크랙 등의 결함이 발생하여 이들의 결함이 부식 등의 기점이 되기 때문에, 바람직하지 않다.It is preferable that the temperature of the chemical treatment liquid is 5 占 폚 or more and less than 90 占 폚. When the temperature of the chemical conversion solution is less than 5 占 폚, formation efficiency of the chemical
또한, 화성 처리액의 온도는 계면에 있어서의 화성 처리액의 반응성을 높임과 함께, 화성 처리 피막층(107)의 부착 효율을 향상시키기 위해, Ni 도금층(105)과 복합 도금층(106)의 어느 한쪽이 형성된 강판(103)의 표면 온도보다도 높은 것이 바람직하다.In addition, the temperature of the chemical conversion solution must be set so that the reactivity of the chemical conversion solution at the interface is enhanced and the adhesion between the
전해 처리를 행할 때의 전류 밀도는 1.0A/dm2 이상 100A/dm2 이하인 것이 바람직하다. 전류 밀도가 1.0A/dm2 미만인 경우에는, 화성 처리 피막층(107)의 부착량이 저하됨과 함께, 전해 처리 시간이 길어지는 경우가 있기 때문에, 바람직하지 않다. 또한, 전류 밀도가 100A/dm2 초과인 경우에는, 화성 처리 피막층(107)의 부착량이 과잉이 되고, 형성된 화성 처리 피막층(107) 중, 부착이 불충분한 화성 처리 피막층(107)이, 전해 처리 후의 수세 등에 의한 세정 공정에서 씻겨 내릴(박리될) 가능성이 있기 때문에, 바람직하지 않다.The current density at the time of electrolytic treatment is preferably 1.0 A / dm 2 or more and 100 A / dm 2 or less. When the current density is less than 1.0 A / dm 2 , the deposition amount of the chemical
전해 처리를 행하는 시간(전해 처리 시간)은 0.20초 이상 150초 이하인 것이 바람직하다. 전해 처리 시간이 0.20초 미만인 경우에는, 화성 처리 피막층(107)의 부착량이 저하되어, 원하는 성능이 얻어지지 않기 때문에 바람직하지 않다. 한편, 전해 처리 시간이 150초 초과인 경우에는, 화성 처리 피막층(107)의 부착량이 과잉이 되고, 형성된 화성 처리 피막층(107) 중, 부착이 불충분한 화성 처리 피막층(107)이, 전해 처리 후의 수세 등에 의한 세정 공정에서 씻겨 내릴(박리될) 가능성이 있기 때문에, 바람직하지 않다.The electrolysis treatment time (electrolysis treatment time) is preferably 0.20 second or more and 150 seconds or less. When the electrolytic treatment time is less than 0.20 sec, the amount of the chemical
화성 처리액의 pH는 3.1 내지 3.7의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 3.5 전후이다. 화성 처리액의 pH의 조정에는 필요에 따라, 질산 혹은 암모니아 등을 더해도 된다.The pH of the chemical treatment liquid is preferably in the range of 3.1 to 3.7, more preferably about 3.5. If necessary, nitric acid, ammonia, or the like may be added to adjust the pH of the chemical conversion solution.
상기한 조건에서 전해 처리를 행함으로써, Ni 도금층(105)과 복합 도금층(106)의 어느 한쪽의 표면에, 본 실시 형태에 관한 화성 처리 피막층(107)을 형성할 수 있다.The chemical
또한, 본 실시 형태에 관한 화성 처리 피막층의 형성에 있어서는, 전해 처리에 사용하는 화성 처리액 중에, 탄닌산을 더 첨가해도 된다. 화성 처리액에 탄닌산을 첨가함으로써, 탄닌산이 강판(103) 중의 Fe와 반응하여, 강판(103)의 표면에 탄닌산Fe의 피막을 형성한다. 탄닌산Fe의 피막은 내청성 및 밀착성을 향상시키기 때문에, 바람직하다.Further, in forming the chemical conversion coating layer according to the present embodiment, tannic acid may be further added to the chemical liquor used in the electrolytic treatment. By adding tannic acid to the chemical liquor, tannic acid reacts with Fe in the
화성 처리액의 용매로서는, 예를 들어 탈이온수, 증류수 등을 사용할 수 있다. 화성 처리액의 용매의 바람직한 전기 전도도는 10μS/㎝ 이하이고, 더욱 바람직하게는 5μS/㎝ 이하, 더욱 바람직하게는 3μS/㎝ 이하이다. 단, 상기 화성 처리액의 용매는 이것에 한정되지 않고, 용해되는 재료나 형성 방법 및 화성 처리 피막층(107)의 형성 조건 등에 따라, 적절히 선택하는 것이 가능하다. 단, 안정적인 각 성분의 부착량 안정성에 기초하는 공업 생산성, 비용, 환경면에서, 탈이온수 또는 증류수를 사용하는 것이 바람직하다.As the solvent of the chemical treatment liquid, for example, deionized water, distilled water and the like can be used. The preferable electrical conductivity of the solvent of the chemical conversion solution is 10 μS / cm or less, more preferably 5 μS / cm or less, and further preferably 3 μS / cm or less. However, the solvent of the chemical conversion treatment liquid is not limited to this, and it can be appropriately selected depending on the material to be dissolved, the formation method, the formation condition of the chemical
Zr의 공급원으로서는, 예를 들어 H2ZrF6과 같은 Zr 착체를 사용하는 것이 가능하다. 상기와 같은 Zr 착체 중의 Zr은 캐소드 전극 계면에 있어서의 pH의 상승에 수반하는 가수분해 반응에 의해, Zr4 +로서 화성 처리액 중에 존재한다. 이와 같은 Zr 이온은 화성 처리액 중에서 금속 표면에 존재하는 수산기(-OH)와 탈수 축합 반응을 함으로써 ZrO2나 Zr3(PO4)4 등의 화합물을 형성한다.As the supply source of Zr, for example, a Zr complex such as H 2 ZrF 6 can be used. Zr in the Zr complex is present in the chemical liquor as Zr 4 + by a hydrolysis reaction accompanied by an increase in pH at the cathode electrode interface. Such Zr ions form a compound such as ZrO 2 or Zr 3 (PO 4 ) 4 by performing a dehydration condensation reaction with a hydroxyl group (-OH) present on the metal surface in the chemical liquor.
또한, 화성 처리액에 있어서는, (NH4)3AlF6을 Al의 공급원으로서 사용한다. (NH4)3AlF6을 Al의 공급원으로서 사용함으로써, Al은 F와 착체를 형성한 상태(이하, AlF 착체라고 호칭함)로 화성 처리액 중에 존재한다. AlF 착체 중의 Al은 전해 처리 공정에 있어서 Zr과 함께 석출되어 화성 처리 피막층(107)을 구성함으로써, 상술한 바와 같이 내황화 흑변성에 기여한다.Further, (NH 4 ) 3 AlF 6 is used as a source of Al in the chemical treatment liquid. (NH 4 ) 3 AlF 6 is used as a source of Al, Al is present in the chemical conversion solution in a state of forming a complex with F (hereinafter referred to as AlF complex). Al in the AlF complex is precipitated together with Zr in the electrolytic treatment step to form the converted
또한, Al은 Zr과 마찬가지로, 화성 처리액 중에서 양이온으로서 존재한다. 그 때문에, Al의 공급원으로서 (NH4)3AlF6을 사용함으로써, 화성 처리액 중의 인산 이온의 농도를 증가시키지 않고, Al을 화성 처리액 중에 공급하는 것이 가능해진다.Al, like Zr, is present as a cation in the chemical liquor. Therefore, by using (NH 4 ) 3 AlF 6 as a supply source of Al, it becomes possible to supply Al to the chemical conversion solution without increasing the concentration of phosphate ions in the chemical conversion solution.
한편, 특허문헌 3과 같이, Al의 공급원으로서 Al2(SO4)3 등을 사용한 경우에는, AlF 착체가 형성되지 않기 때문에, 전해 처리 공정 시에 Al이 적합하게 석출되지 않아, 화성 처리 피막층(107) 중의 Al의 함유량이 매우 적어진다. 이 경우에는, 화성 처리 피막층(107)이 적합한 내황화 흑변성을 갖지 않기 때문에, 바람직하지 않다.On the other hand, when Al 2 (SO 4 ) 3 or the like is used as a source of Al as in Patent Document 3, since AlF complex is not formed, Al is not appropriately precipitated during the electrolytic treatment step, 107) is very small. In this case, the chemical
[후처리 공정][Post-treatment process]
그 후, 필요에 따라, Ni 도금층(105)과 복합 도금층(106)의 어느 한쪽 및 화성 처리 피막층(107)이 형성된 강판(103)에 대하여, 공지의 후처리가 실시된다(스텝 S107).Then, if necessary, known post-processing is performed on the
상술한 흐름으로 처리가 행해짐으로써, 본 실시 형태에 관한 화성 처리 강판(10)이 제조된다.The treated
또한, 상기 설명에서는 전해 처리에 의해 Ni 도금층(105) 또는 복합 도금층(106) 위에 화성 처리 피막층(107)을 형성하는 경우에 대하여 설명을 행하였지만, 화성 처리 피막의 형성에 충분한 시간을 들이는 것이 허용되는 경우에는, 전해 처리가 아니라 침지 처리에 의해, 화성 처리 피막층(107)을 형성해도 된다.In the above description, the case where the chemical
실시예Example
이하에, 실시예를 나타내면서, 본 발명의 실시 형태에 관한 화성 처리 강판 및 화성 처리 강판의 제조 방법에 대하여, 구체적으로 설명한다. 또한, 이하에 나타내는 실시예는 본 발명의 실시 형태에 관한 화성 처리 강판 및 화성 처리 강판의 제조 방법의 일례이며, 본 발명의 실시 형태에 관한 화성 처리 강판 및 화성 처리 강판의 제조 방법이 하기의 예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, a method of producing a chemically treated steel sheet and a chemically treated steel sheet according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to examples. It should be noted that the following embodiments are only examples of the method for producing a chemically treated steel sheet and a chemically treated steel sheet according to the embodiments of the present invention and the method for producing a chemically treated steel sheet and a chemically- .
(실시예 1)(Example 1)
실시예 1에서는, 화성 처리 피막층에 있어서의 Zr 화합물 및 인산 화합물의 함유량을 바꾸지 않고, Al 화합물의 함유량을 바꾸고, 내황화 흑변성이 어떻게 변화되는지에 대하여, 검증을 행하였다.In Example 1, the content of the Al compound was changed without changing the content of the Zr compound and the phosphoric acid compound in the chemical conversion coating layer, and verification was made as to how the yellowing black discoloration changed.
실시예 1에서는, 용기용 강판으로서 일반적으로 사용되는 강판을 모재로서 이용하고, 도금층으로서 Ni 도금층을 형성했다. Ni 도금층에 있어서의 Ni의 함유량은 모든 시료에 있어서, 금속 Ni양으로 편면당 1000㎎/㎡로 했다. 그리고 나서, 화성 처리 피막층 중의 Al 화합물의 농도를 시료별로 바꾸어 화성 처리 피막층을 형성하고, 복수의 시료를 제조했다. 여기서, 각 시료에 있어서, Zr 화합물의 함유량은 금속 Zr양으로 편면당 8㎎/㎡이고, 인산 화합물의 함유량은 P양으로 편면당 3㎎/㎡였다.In Example 1, a steel sheet generally used as a steel sheet for a container was used as a base material, and a Ni plating layer was formed as a plating layer. The content of Ni in the Ni plating layer was set to 1000 mg / m < 2 > Then, the concentration of the Al compound in the chemical conversion coating layer was changed for each sample to form a chemical conversion coating layer, and a plurality of samples were produced. Here, in each sample, the content of the Zr compound was 8 mg /
내황화 흑변성의 평가는 다음과 같이 행하였다. 먼저, 1시간 비등시킨 0.6질량% L-시스테인액을 내열병 내에 넣고, 이 내열병의 입구에 덮개로서 상기한 시료(φ40㎜)를 적재 및 고정했다. 이어서, 상술한 바와 같이 덮개를 한 내열병에 대하여, 110℃에서 15분간의 열처리(레토르트 처리)를 균열로에서 행하였다. 그 후, 각 시료에 있어서, 내열병과의 접촉 부분의 외관 관찰을 행하고, 이하의 기준에 기초하여, 10단계의 평가를 행하였다. 또한, 하기의 평가 기준에 있어서, 평점 5점 이상이면, 실제의 사용에 견딜 수 있다.The evaluation of the sulphide coloration was carried out as follows. First, a 0.6 mass% L-cysteine solution boiled for one hour was placed in a heat-resistant bottle, and the above sample (? 40 mm) was placed and fixed as a cover at the entrance of the heat-resistant bottle. Subsequently, heat treatment (retort treatment) at 110 캜 for 15 minutes was carried out in the crack furnace for a heat-resistant bottle which was covered as described above. Thereafter, in each sample, the appearance of the contact portion with the heat-resistant bottle was observed, and evaluation was made in ten steps based on the following criteria. In addition, in the following evaluation criteria, if the score is 5 or more, it can withstand actual use.
<내황화 흑변성 평가 기준>≪ Evaluation Criteria of Sulfur Black Degeneration >
시료와 0.6질량% L-시스테인액의 접촉 면적 중, 흑색으로 변화되지 않은 면적의 비율로, 1 내지 10점의 평점을 매겼다.The ratio of the area not changed to black among the contact area of the sample and 0.6 mass% L-cysteine liquid was rated 1 to 10.
10점: 100% 내지 90% 이상10 points: 100% to 90% or more
9점: 90% 미만 80% 이상9 points: Less than 90% Less than 80%
8점: 80% 미만 70% 이상 8 points: Less than 80% Less than 70%
7점: 70% 미만 60% 이상7 points: Less than 70% Less than 60%
6점: 60% 미만 50% 이상6 points: Less than 60% Less than 50%
5점: 50% 미만 40% 이상5 points: Less than 50% Less than 40%
4점: 40% 미만 30% 이상 4 points: Less than 40% Less than 30%
3점: 30% 미만 20% 이상 3 points: Less than 30% Less than 20%
2점: 20% 미만 10% 이상 2 points: Less than 20% Less than 10%
1점: 10% 미만 0% 이상1 point: less than 10% less than 0%
얻어진 평가 결과를 도 4에 도시했다. 도 4에 있어서, 횡축은 각 시료 중의 화성 처리 피막층에 있어서의 Al 화합물의 함유량(금속 Al양)을 나타내고, 종축은 내황화 흑변성의 평가 결과를 나타내고 있다.The obtained evaluation results are shown in Fig. In Fig. 4, the abscissa indicates the content of the Al compound (the amount of the metal Al) in the chemical conversion coating layer in each sample, and the ordinate indicates the evaluation result of the resistance to sulphate yellowing.
도 4에 도시한 바와 같이, Al 화합물의 함유량이, 금속 Al양으로 편면당 0.1㎎/㎡ 미만이면, 내황화 흑변성의 평가 결과는 평점 1이었다. 한편, Al 화합물의 함유량이, 금속 Al양으로 편면당 0.1㎎/㎡ 이상이면, 내황화 흑변성의 평가 결과는 평점 7 이상으로, 매우 우수한 내황화 흑변성을 갖는 것이 명확해졌다.As shown in Fig. 4, when the content of the Al compound was less than 0.1 mg / m < 2 > per one side in terms of the amount of metal Al, On the other hand, when the content of the Al compound is 0.1 mg / m < 2 > or more per one surface in terms of the amount of the metal Al, it is clear that the evaluation result of the resistance to sulphurisation is at least 7,
이 결과로부터, 화성 처리 피막층 중에 소정량의 Al 화합물을 함유시킴으로써, 화성 처리 피막을 갖는 화성 처리 강판의 내황화 흑변성이 비약적으로 향상되는 것을 알 수 있다.From this result, it can be seen that the sulfided black degeneration of the chemically treated steel sheet having the chemical conversion coating is dramatically improved by containing a predetermined amount of the Al compound in the chemical conversion coating layer.
(실시예 2)(Example 2)
이어서, 도금층의 종류나, 화성 처리 피막층이 포함하는 각 성분의 함유량에 의해, 내황화 흑변성이 어떻게 변화되는지에 대하여 검증했다. 또한, 비교예 a5를 제외한 실시예 및 비교예에서는, 도금층은 Ni 도금층과 복합 도금층의 어느 한쪽이다. 한편, 비교예 a5에서는 Ni 도금층 위에 복합 도금층이 형성되어 있다(도금층이 2층 형성되어 있음).Subsequently, it was verified how the resistance to blackening of the sulfide was changed by the kind of the plating layer and the content of each component contained in the chemical conversion coating layer. In Examples and Comparative Examples except for Comparative Example a5, the plating layer is either a Ni plating layer or a composite plating layer. On the other hand, in Comparative Example a5, a composite plating layer was formed on the Ni plating layer (two plating layers were formed).
또한, 발명예 A1 내지 A31 및 비교예 a1 내지 a6에서는, Al 이온의 공급원으로서 (NH4)3AlF6을 사용한 것에 비해, 비교예 a7 및 a8에서는, Al 이온의 공급원으로서 Al2(SO4)3을 사용하여 화성 처리 피막층을 형성했다.(NH 4 ) 3 AlF 6 was used as a source of Al ions in the inventive examples A1 to A31 and comparative examples a1 to a6. In Comparative examples a7 and a8, Al 2 (SO 4 ) 3 was used to form a chemical conversion coating layer.
도금층에 포함되는 금속 Ni양 및 금속 Sn양, 그리고 화성 처리 피막층 중에 포함되는 금속 Zr양, P양 및 금속 Al양은 형광 X선 분석에 의해 측정했다.The amount of metal Ni and the amount of metal Sn contained in the plating layer and the amount of metal Zr, P amount and metal Al contained in the chemical conversion coating layer were measured by fluorescent X-ray analysis.
화성 처리 피막층 중의 Al2O3의 함유량은, 먼저 X선 광전 분광법(X-ray Photoelectron Spectroscopy, XPS)에 의해 Al2O3, 금속 Al 및 그 밖의 Al 화합물의 피크 강도비를 구했다. 그리고 나서, 상술한 바와 같이 형광 X선 분석 등의 정량 분석법에 의해 구한 전체 금속 Al양과 XPS에 의해 구한 피크 강도비로부터, 화성 처리 피막층 중의 Al2O3의 함유량을 산출했다.The content of Al 2 O 3 in the chemical conversion film layer was first determined by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) to determine the peak intensity ratio of Al 2 O 3 , metal Al and other Al compounds. Then, the content of Al 2 O 3 in the chemical conversion coating layer was calculated from the peak intensity ratio determined by XPS and the total amount of metal Al determined by quantitative analysis such as fluorescent X-ray analysis as described above.
측정 결과를 이하의 표 1에 나타냈다.The measurement results are shown in Table 1 below.
<내식성의 평가>≪ Evaluation of corrosion resistance &
내식성 시험액은 3% 아세트산을 사용했다. 당해 강판을 φ35㎜로 잘라내고, 내식성 시험액을 넣은 내열병의 입구에 적재하여 고정했다. 121℃에서 60분의 열처리를 행한 후, 내식성 시험액이 Ni 도금 강판에 접촉하는 면적(내열병의 입구의 면적)에 대하여, 부식된 면적의 비율로 내식성을 평가했다.The corrosion resistance test liquid was 3% acetic acid. The steel sheet was cut to a diameter of 35 mm and fixed on the entrance of the heat-resistant bottle into which the corrosion resistance test liquid was placed. After the heat treatment at 121 占 폚 for 60 minutes, the corrosion resistance was evaluated by the ratio of the area where the corrosion resistance test liquid contacted with the Ni-plated steel sheet (the area of the entrance of the heat resistance).
더 상세하게는, 시험편이 시험액과 접촉하는 면적에 대한 부식 면적의 비율로, 1 내지 10점의 평점을 매겼다. 또한, 하기의 평가 기준에 있어서, 평점이 5점 이상이면, 실제의 사용에 견딜 수 있다.More specifically, the test piece was rated from 1 to 10 in terms of the ratio of the corrosion area to the area in contact with the test solution. Further, in the following evaluation criteria, if the score is 5 or more, it can withstand actual use.
10점: 100% 내지 90% 이상10 points: 100% to 90% or more
9점: 90% 미만 80% 이상 9 points: Less than 90% Less than 80%
8점: 80% 미만 70% 이상 8 points: Less than 80% Less than 70%
7점: 70% 미만 60% 이상 7 points: Less than 70% Less than 60%
6점: 60% 미만 50% 이상 6 points: Less than 60% Less than 50%
5점: 50% 미만 40% 이상 5 points: Less than 50% Less than 40%
4점: 40% 미만 30% 이상 4 points: Less than 40% Less than 30%
3점: 30% 미만 20% 이상 3 points: Less than 30% Less than 20%
2점: 20% 미만 10% 이상 2 points: Less than 20% Less than 10%
1점: 10% 미만 0% 이상 1 point: less than 10% less than 0%
내식성 평가의 항목에는, 10점 내지 9점을 「Very Good」, 8점 내지 5점을 「Good」, 4점 이하는 「Not Good」이라고 표기했다.In the items of the corrosion resistance evaluation, 10 points to 9 points were indicated as "Very Good", 8 points to 5 points as "Good", and 4 points or less as "Not Good".
<내황화 흑변성의 평가>≪ Evaluation of Sulfur Black Deformation &
내황화 흑변성의 평가는 다음과 같이 행하였다. 1시간 비등시킨 0.6질량% L-시스테인액을 내열병 내에 넣고, 이 내열병의 입구에 덮개로서 상기한 시료(φ40㎜)를 적재 및 고정했다. 시료로 덮개를 한 내열병에 대하여, 균열로에서, 110℃에서 15분간의 열처리(레토르트 처리)를 행하였다. 그 후, 각 시료에 있어서, 내열병과의 접촉 부분의 외관을 관찰하고, 상기와 동일한 기준에 기초하여, 10단계의 평가를 행하였다. 이하에 나타내는 표 2에서는, 10점 내지 8점을 「Very Good」, 7점 내지 5점은 「Good」, 4점 이하는 「Not Good」이라고 표기했다.The evaluation of the sulphide coloration was carried out as follows. The 0.6 mass% L-cysteine solution boiled for one hour was placed in a heat-resistant bottle, and the sample (? 40 mm) as a cover was placed and fixed at the entrance of the heat-resistant bottle. Heat treatment (retort treatment) was performed in a crack furnace at 110 DEG C for 15 minutes against a heat-resistant bottle covered with a sample. Thereafter, in each of the samples, the appearance of the contact portion with the heat-resistant bottle was observed, and 10-step evaluation was carried out based on the same criteria as above. In Table 2 shown below, 10 points to 8 points are indicated as " Very Good ", 7 points to 5 points are indicated as " Good "
얻어진 결과를, 이하의 표 2에 나타냈다.The obtained results are shown in Table 2 below.
표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명예 A1 내지 A31은 모두 우수한 내식성 및 내황화 흑변성을 갖고 있었다. 한편, 비교예 a1 내지 a8은 내식성과 내황화 흑변성의 어느 한쪽이 떨어져 있었다. 또한, Al 이온의 공급원으로서 Al2(SO4)3을 사용한 비교예 a7 및 a8에서는, Al양 및 Al2O3양이 현저하게 적고, 내황화 흑변성도 「Not Good」이었다.As shown in Table 2, all of Inventive Examples A1 to A31 had excellent corrosion resistance and sulfur black coloration. On the other hand, in Comparative Examples a1 to a8, either the corrosion resistance or the blacking resistance was deteriorated. In Comparative Examples a7 and a8 in which Al 2 (SO 4 ) 3 was used as a source of Al ions, the amount of Al and Al 2 O 3 was remarkably small, and the resistance to yellowing was also "Not Good".
(실시예 3)(Example 3)
이어서, 도금층의 종류나, 화성 처리 피막층이 포함하는 각 성분의 함유량에 따라, 내황화 흑변성이 어떻게 변화되는지에 대하여 검증했다.Subsequently, it was verified how the resistance to light yellowing was changed according to the kind of the plating layer and the content of each component contained in the chemical conversion coating layer.
표 3에 나타내는 Ni 도금층 또는 복합 도금층을 갖는 각 시료에 대하여, 표 4에 나타내는 조건(화성 처리액의 조건 및 전해 처리의 조건)에서 화성 처리를 행하였다. 각 시료의 도금층 위에 형성된 화성 처리 피막층이 갖는 금속 Zr양, P양, 금속 Al양 및 Al2O3양을 표 5에 나타냈다.Each sample having the Ni plating layer or the composite plating layer shown in Table 3 was subjected to a chemical treatment under the conditions shown in Table 4 (conditions of the chemical treatment solution and electrolytic treatment conditions). Table 5 shows the amount of metal Zr, the amount of P, the amount of metal Al and the amount of Al 2 O 3 in the chemical conversion coating layer formed on the plating layer of each sample.
또한, 도금층 및 화성 처리 피막층을 갖는 각 시료에 대하여, 실시예 2와 마찬가지로 내식성 및 내황화 흑변성을 평가했다. 결과를 표 5에 나타냈다.The samples having the plated layer and the chemically treated coat layer were evaluated for corrosion resistance and blackening resistance to sulfur black as in Example 2. The results are shown in Table 5.
또한, 발명예 B1 내지 B31 및 비교예 b1 내지 b8에서는, Al 이온의 공급원으로서 (NH4)3AlF6을 사용한 것에 비해, 비교예 b9 및 b10에서는, Al 이온의 공급원으로서 Al2(SO4)3을 사용하여 화성 처리 피막층을 형성했다.(NH 4 ) 3 AlF 6 was used as the source of Al ions, while in Comparative Examples b 9 and b 10 , Al 2 (SO 4 ) 2 was used as the source of Al ions, while the inventive examples B 1 to B 31 and Comparative Examples b 1 to b 8 used 3 was used to form a chemical conversion coating layer.
표 5에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 화성 처리 강판의 제조 방법으로 제조된 본 발명예 B1 내지 B31은 모두 우수한 내식성 및 내황화 흑변성을 갖고 있었다. 한편, 비교예 b1 내지 b10은 모두 우수한 내식성을 갖고 있었지만, 내황화 흑변성이 떨어져 있었다. 또한, Al 이온의 공급원으로서 Al2(SO4)3을 사용한 비교예 b9 및 b10에서는, Al양 및 Al2O3양이 현저하게 적고, 내황화 흑변성도 「Not Good」이었다.As shown in Table 5, all of the present invention examples B1 to B31 produced by the method for producing a chemical conversion treated steel sheet according to the present embodiment all had excellent corrosion resistance and sulfur black coloration. On the other hand, all of the comparative examples b1 to b10 had excellent corrosion resistance, but the yellowing and blackening were separated. In addition, Al 2 (SO 4) as the source of Al ions b9 and b10 in the comparative example with 3, Al quantity and Al 2 O 3 amount is less remarkable, it was my sulfide blackening Chengdu "Not Good".
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술의 분야에 있어서의 통상의 지식을 갖는 자라면, 청구범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에 있어서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명확하고, 이것들에 대해서도, 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 이해된다.While the preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to these examples. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It is to be understood that they fall within the technical scope of the invention.
상기 일 실시 형태에 의하면, 화성 처리 피막층의 부착량이 적은 경우라도, 우수한 내식성 및 내황화 흑변성을 갖는 화성 처리 강판 및 화성 처리 강판의 제조 방법을 제공할 수 있다.According to the embodiment described above, it is possible to provide a chemically treated steel sheet and a method for producing a chemically treated steel sheet having excellent corrosion resistance and blackening resistance to blackening, even when the amount of chemically treated coat layer is small.
10 : 화성 처리 강판
103 : 강판
105 : Ni 도금층
105d : Fe-Ni-Sn 합금층
105e : 섬형 Sn 도금층
106 : 복합 도금층
107 : 화성 처리 피막층10: Chemical treated steel sheet
103: steel plate
105: Ni plating layer
105d: Fe-Ni-Sn alloy layer
105e: island-shaped Sn plating layer
106: Composite plating layer
107: Chemical conversion coating layer
Claims (8)
상기 강판의 적어도 한쪽의 표면에 형성되어 Ni를 함유하는 도금층과;
상기 도금층 위에 형성되고, 금속 Zr양으로 1.0 내지 150㎎/㎡의 Zr 화합물과, P양으로 1.0 내지 100㎎/㎡의 인산 화합물과, 금속 Al양으로 0.10 내지 30.0㎎/㎡의 Al 화합물을 함유하는 화성 처리 피막층
을 구비하고,
상기 도금층은,
금속 Ni양으로 5.0 내지 3000㎎/㎡의 Ni를 포함하는 Ni 도금층, 또는
금속 Ni양으로 2.0 내지 200㎎/㎡의 Ni와, 금속 Sn양으로 0.10 내지 10.0g/㎡의 Sn을 포함하고, Fe-Ni-Sn 합금층 위에 섬형 Sn 도금층이 형성된 복합 도금층인,
것을 특징으로 하는 화성 처리 강판.A steel plate;
A plating layer formed on at least one surface of the steel sheet and containing Ni;
A Zr compound of 1.0 to 150 mg / m 2 in terms of a metal Zr amount, a phosphoric acid compound in a P amount of 1.0 to 100 mg / m 2, and an Al compound in an amount of 0.10 to 30.0 mg / The chemical conversion coating layer
And,
Wherein the plating layer comprises:
A Ni plating layer containing Ni in an amount of 5.0 to 3000 mg / m < 2 >
Which is a composite plating layer containing Ni of 2.0 to 200 mg / m < 2 > in terms of metal Ni and Sn in an amount of 0.10 to 10.0 g / m < 2 >
Wherein the chemical conversion treatment is carried out at a temperature of 100 ° C.
것을 특징으로 하는 화성 처리 강판.The method according to claim 1, wherein the chemical conversion coating layer contains Al 2 O 3 in an amount of 0.10 to 30.0 mg /
Wherein the chemical conversion treatment is carried out at a temperature of 100 ° C.
금속 Zr양으로 1.0 내지 120㎎/㎡의 Zr 화합물과;
P양으로 2.0 내지 70.0㎎/㎡의 인산 화합물과;
금속 Al양으로 0.20 내지 20.0㎎/㎡의 Al 화합물
을 함유하는
것을 특징으로 하는 화성 처리 강판.The method according to claim 1 or 2, wherein the chemical conversion coating layer
A Zr compound in an amount of 1.0 to 120 mg / m < 2 >
A phosphoric acid compound in an amount of 2.0 to 70.0 mg / m < 2 >
An Al compound in an amount of 0.20 to 20.0 mg / m < 2 >
Containing
Wherein the chemical conversion treatment is carried out at a temperature of 100 ° C.
것을 특징으로 하는 화성 처리 강판.The nickel plating method according to any one of claims 1 to 3, wherein the Ni plating layer contains Ni of 10.0 to 2000 mg / m < 2 >
Wherein the chemical conversion treatment is carried out at a temperature of 100 ° C.
금속 Ni양으로 5.0 내지 100㎎/㎡의 Ni와;
금속 Sn양으로 0.30 내지 7.0g/㎡의 Sn
을 함유하는
것을 특징으로 하는 화성 처리 강판.The method according to any one of claims 1 to 3,
Ni in an amount of 5.0 to 100 mg / m < 2 >
A Sn of 0.30 to 7.0 g / m < 2 >
Containing
Wherein the chemical conversion treatment is carried out at a temperature of 100 ° C.
것을 특징으로 하는 화성 처리 강판.The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the surface of the chemical conversion coating layer is not coated with a film or a paint
Wherein the chemical conversion treatment is carried out at a temperature of 100 ° C.
10 내지 20000ppm의 Zr 이온과, 10 내지 20000ppm의 F 이온과, 10 내지 3000ppm의 인산 이온과, 합계로 100 내지 30000ppm의 질산 이온 및 황산 이온과, 500 내지 5000ppm의 Al 이온을 포함하고, 상기 Al 이온의 공급원이 (NH4)3AlF6이고, 온도가 5℃ 이상 90℃ 미만인 화성 처리액을 사용하여, 1.0 내지 100A/dm2의 전류 밀도 및 0.20 내지 150초간의 전해 처리 시간의 조건 하에서 전해 처리를 행함으로써, 상기 Ni 도금층 또는 상기 복합 도금층 위에 화성 처리 피막층을 형성하는 전해 처리 공정;
을 갖는
것을 특징으로 하는 화성 처리 강판의 제조 방법.An Ni plating layer containing Ni in an amount of 5.0 to 3000 mg / m < 2 > in an amount of metal Ni, or Sn of 0.10 to 10.0 g / m < 2 & A plating step of forming a composite plating layer including an island-shaped Sn plating layer on the Fe-Ni-Sn alloy layer;
10 to 20,000 ppm of Zr ions, 10 to 20,000 ppm of F ions, 10 to 3000 ppm of phosphoric acid ions, a total of 100 to 30000 ppm of nitric acid ions and sulfate ions, and 500 to 5000 ppm of Al ions, (NH 4 ) 3 AlF 6 at a current density of 1.0 to 100 A / dm 2 and an electrolytic treatment time of 0.20 to 150 seconds by using a chemical treating solution whose temperature is 5 ° C or more and less than 90 ° C, , Thereby forming a chemical conversion coating layer on the Ni plating layer or the composite plating layer;
Having
Wherein said method comprises the steps of:
200 내지 17000ppm의 Zr 이온과;
200 내지 17000ppm의 F 이온과;
100 내지 2000ppm의 인산 이온과;
합계로 1000 내지 23000ppm의 질산 이온 및 황산 이온과;
500 내지 3000ppm의 Al 이온;
을 함유하는
것을 특징으로 하는 화성 처리 강판의 제조 방법.The method according to claim 7,
200 to 17000 ppm Zr ions;
200 to 17000 ppm of F ions;
100 to 2000 ppm of phosphate ions;
A total of 1000 to 23000 ppm of nitrate ions and sulfate ions;
500 to 3000 ppm of Al ions;
Containing
Wherein said method comprises the steps of:
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