NL8403562A - Werkwijze voor het vervaardigen van bandstaal met een voorbehandeld oppervlak dat geschikt is voor elektrisch weerstandslassen. - Google Patents

Description

•c *·ν . -ί 5 l- 9

Werkwijze voor het vervaardigen van bandstaal met een voorbehandeld oppervlak dat geschikt is voor elektrisch weerstandslassen.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor de vervaardiging van bandstaal met een voorbehandeld oppervlak dat geschikt is voor elektrisch weerstandslassen en in het bijzoncfer op eéa werkwijze voor het vervaardigen van bandstaal met ^ een voorbehandeld oppervlak dat zodanig verbeterde laseigenschap-pen heeft dat lichamen voor blikjes door middel van elektrisch weerstandslassen kunnen worden gelast tot blikken voor de verpakking van voedingsmiddelen en heeft ook betrekking op een verbeterde corrosiebestendige nabehandelingslaklaag.

10 Voor de vervaardiging van blikjes is als uitgangs- - materiaal het meest toegepast bandstaal dat is bekleed met een tinlaagje, dat algemeen wordt aangeduid als "blik".

Om de bij elkaar komende randen van het lichaam van een blikje te verbindén werden voorheen gebruikelijke sol-deertechnieken toegepast. Vanwege de giftigheid van het lood dat in conventionele soldeer aanwezig is wordt de laatste tijd een zuivere tinsoldeer gebruikt. Zuivere tinsoldeer heeft echter technische bezwaren bij het maken van verbindingen , vanwege de slechte bevochtigbaarheid tijdens het soldeerprocede en is 20 bovendien duur zodat het economische probleem van verhoogde vervaardigingskosten ontstaat.

Anderzijds zijn in de laatste jaren , in de industrie van de houders van voedingsmiddelen goedkope/ concurrerende materialen ontwikkeld/ zoals polyethyleen, aluminium, 25 glas, bewerkt papier en dergelijke. Hoewel (vertind)blik een 8403562 < ' - 2 - 9 significant betere bestandheid tegen corrosie heeft , ondervinden blikjes uit vertind blik waarvan de vervaardigingskosten betrekkelijk hoog zijn vanwege een dure dikke bekledingslaag 2 van tin ineemlaaggewicht van wel 2,8 tot 11,2 g/m , ernstige 5 concurrentie .

Om de bovengenoemde bezwaren van blikjes uit ver-tiiid blik te ondervangen heeft de laatste tijd elektrisch weerstandslassen van de lichamen van blikjes de gebruikelijke soldeertechniek vervangen en wordt dit weerstandslassen op grote 10 schaal toegepast. Er bestaat nu behoefte aan staalplaat dat geschikt is voor de vervaardiging van blikjes en verenigbaar is met elektrisch weerstandslassen.

Naast het bovengenoemde (vertinde ) blik is tin-vrije staalplaat (blik) van het chróomtype een ander typisch 15 voorbeeld van conventionele staalplaat bij het vormen van blikjes. De tinvrije staalplaat wordt vervaardigd door een elektrolytische behandeling van staalplaat met . ..chromaat toe te passen voor het vormen van een laag van metallisch chroom en van gehydrateer-·’ de chroomoxyden aan het oppervlak. Daar de betrekkelijk dikke 20 gehydrateerde chroomoxydelaag op het oppervlak een betrekkelijk hoge elektrische weerstand heeft , kan het gechromateerde staal slechts ondoeltreffend worden gelast onder vorming van een las met een onvoldoende sterkte waardoor deze staalplaat ongeschikt is als staalplaat voor: het vormen van blikjes die 25 moeten worden gelast,ondanks de economische voordelen ervan.

Daar andere materialen voor het vormen van blikjes ook in onvoldoende mate geschikt zijn voor het vormen van blikjes die moeten worden gelast , zijn er allerlei voorstellen gedaan tot verbetering. Een voorbeeld is een met een 20 nikkellaagje beklede staalplaat , aangekondigd door

National SteeL Corporation uit de U.S; onder de naam "Nickel-

Lite" , welke staalplaat wordt vervaardigd door bandstaal tot , 2 een laagdikte van circa 0,5 g/m te bekleden met nikkel gevolgd door een conventionele behandeling met chromaat. Een slechte 8403562 - 3 - hechting van laklégen heeft de algemene toepassing van deze met nikkel beklede staalplaat beperkt.

Een ander voorbeeld is de door Jones en Laughlin Steel Corporation uit de U.S. aangekondigde "Tin Alloy".

5 Deze wordt vervaardigd door bandstaal te bekleden met een dun 2 laagje tin tot-een dikte van circa 0,6 g/m en smelten van het tin of opnieuw uitvloeien teweeg te brengen gevolgd door een conventionele chromaatbehandeling. Ongelukkigerwijze is de be-standheid tegen roesten en de hechting van lak onvoldoende.

In het algemeen moeten staalplaten voor het vervaardigen van blikjes die bestemd zijn voor elektrisch weerstands-lassen een verbeterde ',-lashaarheid en bestandheid tegen corrosie na lakken bezitten. Deze vereisten zullen in detail worden besproken. Er moet een geschikt trajekt van lasstroomsterkten ^ zijn waarbij een laszone met een voldoende sterkte van de las wordt verkregen aan het einde van de lashewerking zonder las-fouten zoals zogenaamde "spetters". Aangezien gelastte blikjes • met voedingsmiddelen worden gevuld na het bekleden met een lak-laag , moet het onder de laklaag aanwezige staaLeei voldoende ^ hechting geven aan de lak om de volledige voordelen te hebben van de corrosievoorkomende werking van de laklaag. Voorts moet , ter plaatse van fouten die onvermijdelijk optreden in een laklaag, de verbeterde corrosiebestandheid van de eronder aanwezige staalplaat zelf verhinderen dat corrosie optreedt.

25

De uitvinding heeft derhalve ten doel te voorzien in een werkwijze voor de vervaardiging van bandstaal met een voorbehandeld oppervlak dat geschikt is voor elektrieh weerstands-lassen en dat vrij is van de bovengenoemde nadelen en de eisen vervuld die gelden voor gelaste blikjes voor voedingsmiddelen.

Volgens een eerste aspekt van de uitvinding wordt voorzien in een werkwijze voor de vervaardiging van bandstaal met een voorbehandeld oppervlak dat geschikt is voor elektrisch weerstandslassen , omvattende de volgende trappeni 8403562 - 4 - * f 4 * vormen van een eerste laag van een rper-nikM-legering op barid-staal, welke eerste laag een gewichtsverhouding van Ni/(Fe+Ni) heeft in het gebied tussen 0,02 en 0,50 en een dikte heeft

. I

van 10 tot 5000 angstrom (1-500 nm), 5 vormen van een tweede laag van tin of ijzer-tin- nikkellegering op de eerste laag door bekleden met tin tot een laaggewicht van 0,1 tot 1 g/m tin en desgewenst teweegbrengen van opnieuw uitvloeien van het tin en i

vormen van een derde laag over de tweede laag IQ

heen door middel van elektrolytische chromateerbehandeling, welke derde laag in hoofdzaak bestaat uit metallisch chroom en gehydrateerd chroomoxyde in een totale hoeveelheid van 5 tot 20 2 mg/m , berekend als elementair chroom.

Vorlgens een tweede aspekt van de uitvinding wordt 15 de elektrolytische chromateerbehandeling zodanig beheerst dat aan de volgende voorwaarden wordt voldaan: 2 < X en 5 £ X + Y ζ 20 , 20 waarbij X de hoeveelheid metallisch chroom in de derde laag voorstelt en Y de hoeveelheid gehydrateerd chroomoxyde in de derde laag voorstelfc berekend als elementair chroom en bei- 2 de uitgedrukt in mg per m .

Figuur 1 geeft een elektronen-microfote weer die 25 de structuur laat zien van een laag ijzer-tin-legering op conventioneel blik;

Figuur 2 geeft een elektronen-microfoto weer die de structuur laat zien van een ijzer-tin-nikkel-legering op een met een dim laagje bekleed blik volgend de uitvinding en 30

Figuur 3 toont een grafiek die laat zien hoe de hoeveelheden metallische chroom en gehydrateerd chroomoxyde (berekend als chroom ) in chromaatlagen de lasbaarheid en de bestandheid tegen corrosie na lakken , beïnvloeden.

8403562

Ij - 5 -

Door uitvoerige onderzoeken naar de lasbaarheid en de bestandheid tegen corrosie na lakken van gelaste staalplaat: voor het vervaardigen van blikjes, in het bijzonder van blik dat met een dun laagje was bekleed , werd gevonden dat 5 de lasbaarheid bevredigend blijft, zolang de hoeveeheid van een gehydrateerd chroomoxydelaagj e niet een bepaalde grens overchrijdt, maar dat binnen deze grens de bestandheid tegen corrosie onbevredigend is. Anderzijds wordt als de hoeveeheid gehydrateerd chroomoxydelaagj e stijgt de bestandheid tegen corrosie verbeterd, 10 ten koste van de lasbaarheid waardoor het optimale lasgebied verloren gaat. Als de hoeveeheid waarmee de staalplaat wordt bekleed beperkt wordt tot slechts 1 g/m of minder om economische redenen , kunnen geen staalplaten worden vervaardigd die aan de eisen voor de lasbaarheid en aan de eisen voor de bestandheid 15 tegen corrosie na lakken voldoen, alleen door een conventionele wijze van bekleden met tin te modificeren zodat de hoeveeheid gehydrateerd chroomoxyde wordt beheerst.

Verder onderzoek naar andere technieken dan chromateren waarmee een verbeterde bestandheid tegen corrosie 20 van (vertind) blik kan worden bereikt hebben geleerd dat een laag van. een ijzer-tin-legering, gevormd door een tinsmelt-of hersmelt-behandeling , op zichzelf een betere bestandheid tegen corrosie heeft en dat deze weinig of niet oplosbaar is ; in voedingsmiddelen waarmee blikjes worden gevuld bijvoorbeeld 25 in vruchtensappen, (vertind) blik , vervaardigd met conventio nele techhieken heeft echter legeringslagen die vele gaatjes of spleten te zien geven zoals blijkt uit de elektronenmicrofoto van figutrl ei een dergelijke legeringslaag is bijgevolg minder effectief voor het beschermen van het eronder aanwezige q staal.

Om een dergelijke legeringslaag te modificeren ten einde de bestandheid tegen corrosie te verbeteren wordt in de Japanse octrooiaanvrage Kokai no. 57-200592 een werkwijze * 8403582 - 6 -

* # V

s/ beschreven voor de vervaardiging van staalplaat voor het vervaardigen van gelaste blikjes met een voorbehandeld oppervlak, bij'welke werkwijze de staalplaat wordt bekleed met nikkel gevolgd door laten om het nikkel ten dele of geheel (in de 5 staalplaat ) te doen diffunderen . Deze werkwijze is echter stijdig met het bereiken van bestandheid tegen corrosie. Sommige produkten zijn bevredigend, maar van andere is de bestand- heid tegen corrosie.nogal nadelig beïnvloed. Deze werkwijze geeft (derhalve ) niet altijd een voldoende bestandheid tegen 10 corrosie.

Er werd onderzocht waarom de eerder voorgestelde werkwijze onbevredigend was. Met behulp van een ionen-massa- mïcro-analyseinrichting (IMMA) werd een nauwkeurige analyse gemaakt van de chemische samenstelling van een oppervlakte- 15 laag met ingediffundeerd nikkel op staal. Gevonden werd dat een volledige vorming van een legering tussen ijzer en nikkel essentieel is voor het verbeteren van de bestandheid tegen corrosie. De bestandheid tegen corrosie wordt nadelig beïnvloed als een deel van het nikkel ongelegeerd blijft. Zelfs als 20 een volledige legedngsvorming is bereikt, moet de verhouding van ijzer en nikkel binnen het optimale trajekt vallen om een voldoende bestandheid tegen corrosie te verkrijgen. Op basis van deze nieuwe vonsten werden vele proeven uïtgevoerd die tot de onderhavige uitvinding leidden. Volgens de werkwijze 25 van de uitvinding wordt bandstaal dat geschikt is voor elektrisch weerstandslassen met een voorbehandeld oppervlak vervaardigd, door toepassing van de volgende trappen: vormen van een eerste laag van een ijzer-nikkel-legering op staalplaat, vormen van een tweede laag van ijzer-tin-nikkel-legering door afzetten van 30 tin over de eerste laag heen in een hoeveelheid avn 0,1 tot 2 1 g/m en teweegbrengen van opnieuw uitvloeien van het tin, en vormen van een derde laag van metallisch chroom en gehydrateerd chroomoxyde over de tweede laag heen door middel ♦ 8403562 * t * % - 7 - van een elektrolytische chromateerbéhandeling.

Om te beginnen kan de eerste laag van ijzer-nikkel-legering worden gevormd met één van de volgende werkwijzen, op een gangbare voor industriële toepassing aanvaardbare wijze.

5 a) staalplaat wordt bekleed met nikkel, gevolgd door ontlaten.

b) staalplaat wordt bekleed met een ijzer-nikkel-legering, gevolgd door ontlaten .

el staalplaat wordt bekleed met een ijzer-nikkel-10 legering. Deze werkwijzen kunnen alleen worden toegepast of er kan een combinatie van twee of meer van deze werkwijzen worden gebruikt. Deze werkwijzen maken het mogelijk een ijzer-nikkel-legeringslaag te vormen waarvan de samenstelling varieert in de diepetriching.

Ί5 . De laag van ij zer-nikcëL-legering zelf heeft een ver beterde bestandheid tegen corrosie en draagt derhalve dm aanzienlijke mate bij tot een verbeterde corrosiebestandheid van de staalplaat met een voorbehandeld oppervlak volgens de uitvinding. Volgens één aspekt van de onderhavige uitvinding wordt over 20 de eerste laag een laagje tin afgezet , gevolgd door een "her" vloeibehandeling van het tin zodat op deze wijze een tweede laagje van een ijzer-tin-nikkel-legering wordt gevormd. De verkregen dichte ijzer-tin-nikkel-legeringslaag bedekt de eerste laag en het eronder aanwezige staal volledig waardoor de 25 corrosiebestandheid verder wordt verbeterd. De elektronen microfoto van figuur 2 laat de structuur zien van een ijzer-tin-nikkel-legeringslaag van een dunne plaat blik die verbeterde corrosiebestandheid te zien geeft. Gevonden werd dat de corrosiebestandheid maximaal wordt verbeterd als de Samenstelling 20 van de eerste laag een gewichtsverhouding van Ni/(Fe+ Ni) heeft in het trajekt tussen 0,02 en 0,50. De benedengrens van 0,02 voor de gewichtsverhouding van Ni/(Fe + Ni) geldt omdat beneden deze benedengrens geen wezenlijke verbetering van de bestandheid 8403562 -8-.

M 't * Η tegen corrosie wordt bereikt. De bovengrens van 0,50 wordt gesteld , omdat de ijzer-tin-nikkel-legering die ontstaat door smelten -®n tin of hervloeien van tin een ruwe kristallijne structuur verkrijgt en een verminderd percentage bedekking 5 van het eronder aanwezige staal geeft,wat leidt tot een onvoldoende bestandheid tegen corrosie. Om deze reden wordt de samenstelling van de eerste laag van ijzer-nikkel-legering 1 die op de staalplaat wordt gevormd beperkt tot een gewichtsver houding van Ni/(Fe+Nil in het trajekt tussen 0,02 en 0,50 en 10 bij voorkeur tussen 0,05 en 0,20.

De dikte van de eerste laag wordt beperkt tot 10-5000 angstrom (£) (1-500 nm) . Dikten van minder dan 10 £ (1 nm) zijn duidelijk te gering om een verbetering in corrosie- bestandheid te verkrijgen. Ijzer-nikkel-legeringslagen met een 15 dikte Tan meer dan 5000 £ (500 nm ) zijn zo hard en bros dat de laag van ijzer-nikkel-legering bij mechanisch bewerken van de flens en kraal van een bliklichaam scheurtjes zal geven waardoor het eronder aanwezige staal blootkomt en afbreuk wordt gedaan aan de bestandheid tegen corrosie. Om deze redenen 20 wordt de dikte van de eerste laag ijzer-nikkel-legering beperkt tot 10-5000 £ (1-500 nm ) en bij voorkeur tot 100-1500 £ (10-150 nm ).

Op de eerste laag van ijzer-nikkel-legering kan volgens elke gewenste conventionele techniek een tinlaagje 25 worden aangebracht . Technieken voor het bekleden met tinlaagjes maken in het algemeen gebruik van halogenide>ferrostan-en alkalische baden. Elk van deze i$per baden kan worden gekozen voor het bereiden van de eerste laag volgens de uitvinding met een tinlaagje terwijl voor de bekledingsomstandigheden geen 30 speciale grenzen gelden, De hoeveelheid tin die wordt afgezet 2 moet worden beperkt tot het gebied van 0,1 tot 1 g/m . Een tin- 2 laagje van minder dan 0,1 g/m kan de eerste laag niet volledig bedekken en kan vervolgens moeilijk een tweede dichte laag van ijzer-tin-nikkel vormen door een hervloeibehandeling van 8403562 * tt f

X

- 9 - het tin met: de daarbij behorende bestandheid tegen corrosie en leidt tot een onvoldoende lasbaarheid en onvoldoende corro-siebestandheid. Bij. verhogen van de hoeveelheid af gezét tin worden de lasbaarheid en de bestandheid tegen de corrosie verhoogd.

2

Als de hoeveeheid tin die wordt afgezet groter is dan 1 g/m worden , ongeacht verbeteringen in de lasbaarheid en de corrosie-bestandheid, de vervaardigingskosten te hoog om te kunnen voldoen aan de economische vereisten voor lasbare staalplaat voor het vervaardigen van blikjes. Om deze redenen wordt de vorming van de tinlaag over het eerste laag heen beperkt tot •LU 2 de vorming van een tinlaag van 0,1 tot 1 g/in en bij voorkeur 2 0,3 tot 0,6 g/m .

Volgens een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt een tinsmelt-of hervloeibehandeling uitgevoerd aan het ^ einde van het bekleden met tin, om een tweede laag van ijzer-tin-nikkel-legering te vormen. Het hervloeien van iet tin kan worden teweeg gebracht door te verhitten tot boven het smeltpunt van tin, bijvoorbeeld door middel van een elektrische weerstands-verwarming , door inductieverwarming, door uitwendige verwarming 2Q of andere conventionele technieken. De gewenste kwaliteit kan met elk van deze technieken worden bereikt . Deze tweede laag is een gelijkmatige beklediigslaag die vrij is van speldepunt-gaatjes en die het onderliggende staal volledig beschermt en in aanzienlijke mate bijdraagt tot de verbetering van de 25 bestandheid tegen corrosie. In tegenstelling met ijzer-tin-lege-ringslagen, gevormd door hervloeien van tin bij de conventionele vervaardiging van vertind blik , is de tweede laag van ijzer-tin-nikkel-legering volgens de uitvinding in hoge mate bestand tegen corrosieve aantasting door de inhoud (voedingsmiddel 2q of dergelijke } van blikjes , dankzij het opnemen van nikkel. De laag van ijzer-tin-nikkel-legering ontstaat als de hervloeibehandeling van het tin in een noodzakéEjkè· en voldoende mate plaats vindt (indringdiepte) en zolang de hoeveelheid tin die vooraf werd aarigebracht binnen het bovengenoemd trajekt van 0,1 tot 8403562 o / 2 * - 10 - 1 g/m ligt. Binnen dit trajekt voor het afgezette tinlaagje geeft het inlegeren van een deel of al het afgezette tin geen nadelige invloed op de lasbaarheid en corrosiebestandheid.

Op de tweede laag van ijzer-tin-nikkel-legering ^ die zo wordt gevormd door bekleden, met tin, gevolgd door een hervloeibehandeling , wordt een derde laagje gevormd, bestaande in hoofdzaak uit metallisch chroom en gehydrateerd chroomoxyde, door middel van een elektrolytische chromateerbehandeling. De derde laag is de toplaag die nodig is om een goede hechting *0 van de laklaag teweeg te brengen , maar deze laag kan de las- baarheid nadelig beinvloeden als hij te dik is.

De chromateerbehandeling kan worden uitgevoerd door kathodische elektrolyse in een oplossing die één of meer van de componenten chroomzuur, chromaten en dichromaten bevat.

15

Volgens de uitvinding wordt de totale hoeveelheid metallisch = chroom en gehydrateerd chroomoxyde beperkt tot het gebied van 2 5 tot 20 mg/m , berekend als elementair chroom. Bij totale hoe- 2 veelheden van minder dan 5 mg/m is de hechting van lak aan de gechromateerde laag slecht , zodat de laklaag gemakkelijk 20 loslaat ter plaatse van foutjes in de laklaag en geen voordeel kan worden getrokken van de corrosievoorkomende werking van 2 de laklaag. Als de gechromateerde laag meer dan 20 mg/m dik is (berekend als. elementair chroom) vormt de verhoogde elektrische weerstand van de gechromateerde laag (chromaatlaag) een barrière 25

Voor het lassen. Om deze redenen moet de derde chromaatlaag volgens de uitvinding een totaal chroomgehalte hebben vein 5 tot 2 2 20 mg/m en bij voorkeur van 7 tot 15 mg/m .

Dankzij de drie lagen structuur , omvattende de eerste laag van ijzer-nikkel-legering , de tweede laag van ijzer-30 tin-nikkêl-legering gevormd door aanbrengen van een tinlaagje over de eerste laag gevolgd door hervloeien van het tin, en bestaande uit de derde chromaatlaag gevormd over de tweede laag , geven de staalplaten met een voorbehandeld oppervlak 8403562 - 11 - volgens de eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding èen verbeterde lasbaarheid en bestandheid tegen corrosie na lakken te zien en zijn ze daardoor zeer geschikt voor het vervaardi -gen van blikjes die bestemd zijn voor het verpakken van voedings-5 middelen , door elektrisch weerstandslassen.

De werkwijze volgens de eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding geeft met succes een zeer dun beklede plaat-blik met verbeterde lasbaarheid en bestandheid tegen corrosie.

In een reeks van proeven werd gevonden dat van de staalplaten 10 waarvan het oppervlak was voorbehandeld met de werkwijze volgens de eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding er enkele geen bevredigende bestandheid tegen corrosie hadden in combinatie met bepaalde te verpakken produkten (voedingsmiddelen).

Verder onderzoek leerde dat de bestandheid tegen ·. corrosie 15 varieert afhankelijk van de samenstelling van de derde laag, dat wil zeggen van de chromaatlaag en dat de hervloeibehandeling van het tin niet noodzakelijk is vccorhet vormen van de tweede laag. Deze vonst zal meer in detail worden beschreven. Hoewel het totale chroomgehalte van de derde laag , in hoofdzaak bestaan-20 de uit metallisch chroom en gehydrateerd chroomoxyde, volgens de eerste uitvoeringsvorm wordt beperkt, werd· gevonden dat de staalplaat met een voorbehandeld oppervlak die een slechte bestandheid tegen corrosie te zien gaf een chromaatlaag had die een kleinere hoeveelheid metallisch chroom bevatte.

25 De bestandheid tegen corrosie na lakken en de las baarheid van bandstaal dat een oppervlaktebehandeling had ondergaan , werden onderzocht door de laatste elektrolytische chromaatbehandeling zo te regelen dat de respectievelijke hoeveelheden metallisch chroom en gehydrateerd chroomoxyde in de 30 chromaatlaag werden gevarieerd. De resultaten zijn uitgezet in de grafiek van figuur 3, waarin X de hoeveeheid metallische chroom aangeeft in de derde chromaatlaag en Y de hoeveelheid gehydrateerd chroomoxyde aangeeft in de derde chromaatlaag , 2 berekend als elementair chroom en beide uitgedrukt in mg/m .

84 0 3 5 6 2:

* V A

- 12 -

In figuur 3 is het optimale gebied een gebied waarin zowel de bestandheid tegen corrosie na lakken en de lasbaarheid uitstekend zijn. Als de hoeveeheid metallisch chroom (X) groter is dan 2 2 mg/m , was de bestandheid tegen corrosie uitstekend. Als 2 5 de hoeveelheid metallisch chroom (X) kleiner was dan 2 mg/m gaven enkele monsters een slechte bestandheid tegen corrosie te zien. Gemeend wordt , dat de hechting van een chromaatlaag aan lak toeneemt met stijgende hoeveelheid metallisch chroom in de chromaatlaag, in het bijzonder bij een hoeveelheid metal- 2 10 lisch chroom van 2 mg/m of meer.

Zoals blijkt uit figuur 3 is de bestandheid tegen corrosie laag als de totale hoeveelheid chroom in de chromaatlaag, in hoofdzaak bestaande uit metallisch chroom en uit gehydra- 2 teerd chroomoxyde, dat wil zeggen X + Y, leiner is dan 5 mg/m , 2 15 terwijl de lasbaarheid onbevredigend wordt boven 20 mg/m .

• Het trajekt dat wordt begrensd door 5 ^ X + Y ^ 20 is een optimaal gebied waarin zowel de bestandheid tegen corrosie als de lasbaarheid uitstekend zijn.

Volgens de tweede uitvoeringsvorm van de onderhavige 20 uitvinding moet aan de volgende voorwaarden worden voldaan: 2 «ς X en 5 ^ X + Y < 20 waarbij X en Y de hiervoor genoemde betekenissen hebben.

25 Vervolgens zal de hervloeibehandeling van het tin worden besproken. In de eerste uitvoeringsvorm hangt de vorming van de tweede laag van Fe-Sn-Ni legering af van de hervloei-behandeling van het tin. Als de bestandheid tegai corrosie na lakken echter wordt beschouwd, wordt een tinlaag omgezet 3Q in een ijzer-nikkel-tin-legering tijdens het bakken van de lak en deze later gevormde legeringslaag is even effektief als de eerder gevormde legeringslaag gevormd door een hervloeibehan-deling. De hervloeibehandeling van het tin is derhalve een 8403562 * l· * - 13 - desgewenste toegepaste bewerking bij het vormen van de tweede laag.

Vanwege de drie laagsstructuur, omvatttende de eerste laag wan ijzer-nikkel-legering, de tweede laag van tin of 5 van ijzer-tin-nikkel-legering over de eerste laag heen en de derde laag bestaande uit een chromaatlaag van in hoofdzaak beheerste hoeveelheden metallisch chroom en gehydrateerd chroom-oxyde over de tweede laag heen , geeft het bandstaal of geven de staalplaten die de oppervlaktebehandeling hebben ondergaan ^ volgens de tweede uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding consistent een verbeterde lasbaarheid en bestandheid tegen corrosie na lakken te zien en dit bandstaal of deze staalplaat is bijgevolg zeer geschikt voor het vervaardigen van blikjes voor het verpakken van voedingsmiddelen/ door toepassing van 15 elektrisch weerstandslassen.

Er volgen nu ter illustratie voorbeelden van de onderhavige uitvinding welke voorbeelden geen enkele beperking inhouden.

Voorbeeld X

ΟΛ

Een conventioneel bandstaal bestemd voor elektroly- tische bekledingsbewerkingen werd koudgewalst tot een dikte van 0/2 mm en op een gebruikelijke wijze elektrolytisch gereinigd, voordat dit bandstaal tot monsters aangeduid met nr. 1 tot en met 14 werd gesneden. Uit deze staalmens ter s werden aan 25 een oppervlaktebehandeling onderworpen staalmonsters vervaardigd door toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding en door toepassing van soortgelijke werkwijzen waarbij tenminste één parameter niet aan de voorwaarde van de onderhavige uitvinding voldeed. De monsters werden daarna getest op hun 30 lasbaarheid en op de bestandheid tegen corrosie na lakken .

A. Vorming van de eerste laag van ijzer-nikkel-legering

De eerste laag van ijzer-nikkel-legering werd op 8403 ?e<! ·* * ► - 14 - de staalmonsters gevormd door één van de volgende bewer- kingsmethoden of door een combinatie van twee of meer van de volgende bewerkingsmethoden : (a) bekleden met nikkel gevolgd door ontlaten , 5 (b) bekleden met een ij zer-nikkel-legering , gevolgd door ontlaten en (c) bekleden met een ijzer-nikkel-legering.

Bijvoorbeeld werd bandstaal koudgewalst tot een dikte van 0,2 mm en elektrolytisch gereinigd in een natriumhydroxyde-10 oplossing. Daarna werd het bandstaal bekleed met nikkel of met een ijzer-nikkel-legering en ontlaten in een atmosfeer van 10% H2 + 90% ^ , dat wil zeggen de zogenaamde HNX-gasatmosfeer.

Het zo ontlaten bandstaal werd vervolgens weer elektrolytisch gereinigd in een natriumhydroxydeoplossing , gebeitst in een 1 ζ zwavelzuuroplossing en daarna bekleed met een ijzer-nikkel-legering . Typische voorbeelden van de bekledingsbaden die werden toegepast hadden de volgende samenstellingen: (a) Bekledingsbad voor het bekleden met nikkel nikkelsulfaat * 250 g/1 nikkelchloride 45 g/1 boorzuur 30 g/1 (b) Bekledingsbad voor het bekleden met ijzer-nikkel-legering ijzerchloride 20 -230 g/1 nikkelchloride 30 -300 g/1 boorzuur 25 g/1

Op deze wijze werd op het oppervlak van bandstaal een eerste laag van ij zer-nikkel-legering gevormd. Van de ^ monsters no. 1 tot en met 7 volgens & uitvinding hadden de eerste lagen die werden gevormd eei gewichtsverhouding van Ni/(Fe+Ni) in het trajekt van 0,02 en 0,50 en een dikte van 10 tot 5000 £ (1-500 nm) zoals is weergegeven in tabel A waarmee aan de voorwaarde van de uitvinding woidt voldaaan. Van de voor 84 0 3 B R 9 • i i - 15 - vergelijkingsdoeleinden dienende monsters hadden de monsters no. 9 en 11 een gewichtsverhouding van Ni/(Fe+Ni) van 0,01 respectievelijk 0,85 waarmee' niet aan de voorwaarde van de uitvinding werd voldaan. Monster no. 10 had een eerste laag 5 waarvan de dikte 6000 £ (600 nm) bedroeg wat groter was dan volgens de uitvinding wordt vereist.

Opgemerkt wordt dat de samenstelling en.dikte van de eerste laag van ij zer-nikkel-legering zoals vermeld in tabel A werd gemeten met IMMA.

10 B. Vorming van de tweede laag van ijzer-tin-nikkel- legering

Over de eerste laag heen werd tin afgezet en werd een tinsmelt of hervloeibehandeling uitgevoerd om een tweede laag van ij zer-tin-nikkel-legering te vormen. Een typisch voorbeeld 15 van het tin-bekledingsbad dat werd gebruikt was een halogenide-bad met de volgende samenstelling!

Halogenidebad voor het bekleden met tin tin(XI) chloride 60 g/1 zuumatriumfluoride 20 g/1 20 natriumfluoride 50 g/1 natriumchloride 60 g/1

In deze trap werden de monsters no. 1 tot en met 10 volgens de uitvinding bekleed met tin een een laaggewicht in het 2 2 trajekt van 0,1 tot 1 g/m , dat wil zeggen 100 - 1000 mg/m 25 waarmee werd voldaan aan de voorwaarde vaji de uitvinding. Van de monsters die dienen voor vergelijkingsdoeleinden was monster 2 no. 13 met tin bekleed in een laaggewicht van slechts 80 mg/m en was monster no. 14 met tin bekleed in een laaggewicht van 2 2800 mg/m , waarmee niet aan de voorwaarde van de uitvinding 30 werd voldaan. OPgemerkt wordt dat monster no. 14 dat was bekleed met een dikke tinlaag , overeenkomt met blik no. 25 dat wil zeggen blik met de dunste tinlaag dat tegenwoordig in de handel verkrijgbaar is.

8403562 - 16 - C. Vorming van de derde laag van metallisch, chroom en gehydrateerd chroomoxyde door een elektrolytische chromateer-behandellng

De met een laagje tin beklede staalmonsters werden on-^ derworpen aan een kathodische elektrolyse in een chromaat-behandelingsbad dat de volgende typische samenstelling had:

Chromaat-behandelingsbad chroomzuuranhydride 5 g/1 natriumdichromaat 20 g/1 ^ zwavelzuur 0,lg/l

Wat de totale hoeveelheid metallisch chroom en gehydrateerd chroomoxyde in de derde laag die met deze elektrolytische chromateerbèhandeling werd gevormd betreft, voldeden de monsters no. 1 tot en met 7 volgens de uitvinding alle aan de voorwaarde van de uitvinding dat die hoeveelheid lag in het 2 trajekt van 5 tot 20 mg/m berekend als metallisch chroom zoals wordt weergegeven in tabel A. Van de vergelijkingsmonsters had 2 monster no.8 een totaal chroomgehalte van slechts 4 mg/m en 2 • had monster no . 12 een totaal chroomgehalte van 22 mg/m waar- 20 mee niet wordt voldaan aan de voorwaarde van de uitvinding.

Uit de zo vervaardigde monsters werden proefmonsters gesneden om de eigenschappen, te onderzoeken.

De lasbaarheid en de bestandheid tegen corrosie na lakken werden als volgt bepaald.

^ Lasbaarheid een koperdraad met een diameter van circa 1,5 mm werd als laselektrode gebruikt . Een monster werd rond gebogen zodat de ene o rand onder druk tegen de aan de andere zijde gelegen rand kwam te liggen. Terwijl de koperdraad over de overlappende ^ rand werd bewogen vond elektrisch weerstandslassen plaats met een lassnelheid van 40 m/min. Er werd gestreefd naar optimale waarde voor de elektrische stroom en de druk die tijdens het lassen werden toegepast waarbij een laszone met eaa voldoende 8403562 - 17 - sterkte kon worden verkregen zonder zogenaamde "spetters”.

De aanwezigheid van een dergelijk gebied garandeert de lasbaar-heid van de monsters.

De sterkte van een laszone werd bepaald door de zoge-5 naamde lostrekproef , waarbij een V-vormige kerf in één einde van bet rondgebogen monster werd aangebracht over de lasnaad.

Het afgeschuinde gedeelte van de overlappende rand werd met behulp van een tang weggetrokken tot aan het einde . De vereiste sterkte is zodanig dat het monster niet scheurt op de las bij 10 deze bewerking.

Bestandheid tegen corrosie na lakken

Een monster werd bekleed met een epoxy-fenollak in een laagdikte van 4,5 yum en er werden door de laklaag heen kerven aangebracht tot op het onderliggende staalsubstraat met behulp 15 van een scherp mes . Het monster werd aan dïeptrekproef met een vervorming van 5 mm onderworpen met behulp van een Erichsen apparaat.

Het zo behandelde monster werd beoordeeld op bestandheid tegen corrosie door het 96 uur lang te dompelen in een ontluchte 20 oplossing van 1,5 % citroenzuur en 1,5 % zout water in een 1:1 mengsel. Het onder de laklaag aanwezige staal werd beoordeeld op corrosieverschij nselen door de afstand te bepalen en waarover de laklaag losliet vanaf de kruislings aangebrachte sneden en de hoeveelheid ijzer vast te stellen die op was gelost 25 uit die kruislings aangebracht snede.

De resultaten van de beoordeling van gelaste monsters en van gelakte monsters afkomstig van de plaatmonsters no.

1 tot en 14 zijn vermeld in tabel A. de symbolen die werden gebruikt voor het vastleggen van de lasbaarheid en van de bestand-^ heid tegen corrosie na lakken welke symbolen werden gebruikt in tabel A, hebben de volgende betekenissen:

Lasbaarheid Optimaal lastrajekt O · aanwezig X afwezig 8403562 - * - 18 -

Bestandheid tegen corrosie na lakken

Maximum afstand waarvan g , , laklaaq heeft losgelaten -:- vanaf kruislings aangebrachte snede 0 0 ZL 0 - 0,5 mm X > 0,5 mm 8403562 - 19 -

H I

o a-o 0 o| 1 S n cm ** m m cm inoo o cooo

<U . to ^ °J y* ^ CM

P P > O M (11 rl *0 id O <D •H rH A U>) ® A id c G § Dl P -H Id Id O 0-0 0 0 0 0 X < < X 0<< 01 01 rl rl ID O D d Λ U Ο Id Η ft Ό -rf φ rl >—

A id -P

p I o

id® 2iO oooooo-oxo O XOO

43 P oi id m a id w id Ο Η P H

p o ® η p Γο ω co cm o in co «*1 ω cm in w|cm co id 0 S -1 *-· *-· ** ^ tN| id Φ Οπ\ P id g> p e id s E-t -H <H ^

< I

S' +1 —- O OOOOOO O OO O g gig l3 <ri _cj μ o o m m m cn lo o m co ^ 2 ®*2 ” H u s s S O m 5JI in oi cm cn m co g H -rl ^ Sïgi·

CQ -HUS

Eh 0» — <{

Eh S ^.o cm oooo o o in o o g 2 , y gS o r- o in *i co*-< o g ocni 3 g -r* *3> CM o -H *1 <o - in in « m

Ci — mncM^m cm *·* _J ^ fc. k »i * W'—» 2?§300000 cm 3 ° S ill

»® ‘ > 1 1 1 1 o o 1 O CM CM

jjw CM CM CM CM CM CM OO

L· °- °- ° °- °- ' 9 oe* I

US ooooo ° 5 ,- 2 * S’ I p id c e c>

0) <U 0) r-H CD CU CU

*""* _j^j -h -H <P

,-) z z SCSCCGlSisaiaifi?®^ n

m I I I Q) I a) d) -Η I I Η Η O I Η Η O

j2 u Φ -H fi ® p ID P -Η Ό P O m 'ïï ® -¾¾ 8 § fa fa 3 3 fa 5 fa 5 3 h §» fa fe £>‘3 0 00 *

CN P P -p -p p p P P P 44 ® P P IQJI-HG O

l-ri ® ® <U ® fflfifflÖUUH® 0 r® ίί r® & 2 d d 2 m S I I s sososfl^s s , § S 5 r*Hi (-ihiüeJeCüeidO»CG3GO,GO>GPG®HOiGG 44 -¾¾ me §c§§§®Sö®ö®®'l3ii3®iS^H,S;222 I?

Pd) irt Ή 'β-Η'ΟΡΦΡ'ΟΡΌ-ΗΌΡΟΐΌ'ΉΌ-ΗΌΟΌ Ο *5» 2 ^ a mp mp®idm«®p<uP®idfa<BPepg^iu-H.!QPo<u h r—t <3 r^mHHHHHmHmHH p oh oh O H 3 \ <U Η H ® y )5i *dtriiiPüpJ4D'4i0'44PP440,440i44C44 I C O' 44 44 O' mm mmmcmGmmmmmGmmmmmm-Hmmoojmm p 43.,-i 43ΗΛ0Λ0ΛΗΡι-ΐΡ0δΛ·ΗΡι-ΐΛΜΛΐ5·Ρ,_ΙΛ·0 Sj 1¾ *****·· g® * * ο -I cMm«3> gm *-i cMm'd'inior^ ωσίτΐ ^ ^ ^ * 8403562 ' * - 20 -

In tabe A zijn bij de vergelijkende voorbeelden no. 8-14 de nummerieke waarden die niet aan de eisen van de uitvinding voldeden, onderstreept. Zoals blijkt uit de in tabel A weergegeven resultaten voor de lasbaarheid en de bestandbaarheid 5 tegen corrosie na lakken van de aan een oppervlaktebehandeling onderworpen staalmonsters , gaven de monsters no. 1 tot 7 die voldeden aan alle voorwaarden van de uitvinding, een superieure lasbaarheid en bestandheid tegen corrosie na lakken te zien in vergelijking met bijvoorbeeld monster no. 14 dat overeenkomt 10 met blik no. 25, hoewel . de hoeveelheid tin die op die monsters werd aangebracht minder dan één derde bedroeg van de hoeveelheid tin op monster no.- 14 . Deze verbeteringen zijn het gevolg van de oppervlaktestructuur van de meerlaagse opbouw, omvattende een eerste laag van ijzer-nikkel-legering, een tweede 15 laag van ijzer-tin-nikkel-legering die gelijkmatig is en vrij van speldepuntgaatjes en een derde laag gevormd door een beheerste chromateerbehandeling.

De hoeveelheid ijzer die oplost uit kruislings aangebrachte sneden ligt in het bijzonder in het trajekt van 2 en 4 mg 20 wat een duidelijk contrast betekent met de vergelijkende monsters waaruit de verbeterde hechting van een laklaag op oppervlaktebehandeling werd onderworpen blijkt en daaruit de verbeterde bestandheid tegen corrosie blijkt waaraan de tweéde laag in het bijzonder bijdraagt. Omgekeerd zijn de vergelijkende 25 monsters die niet voldoen aan tenminste één van de voorwaarden van de uitvinding slechter dan de monsters volgens de uitvinding wat betreft de lasbaarheid en/of bestandheid tegen corrosie en deze monsters zijn in het bijzonder gevoelig voor corrosie of kruislings aangebrachte sneden in de laklaag.

30 Zoals uit het voorgaande voorbeeld blijkt , zijn voor bandstaal of staalplaat die geschikt is voor elektrisch weerstands-lassen en die aan een oppervlaktebehandeling volgens de eerste uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding werd onderworpen 84 0 3 5 6 2 - 21 - waarbij een eerste laag van ijzer-nikkel-legering wordt aange-bracht op het bandstaal , over de eerste laag heen tin wordt afgezet het tin aan een hervloeibehandeling wordt onderworpen om een tweede laag van ijzer-tin-nikkel-legering te vormen en 5 een elektrolytische chromateerbehandeling wordt uitgevoerd om een derde chromaatlaag over de tweede laag heen te vormen en zo een meer laags oppervlaktestructuur te vormen waarbij in het bijzonder de samenstelling en dikte van de eerste laag en de opbouw van de tweede en derde laag worden geregeld en beheersd, IQ een aanzienlijk verbeterde lasbaarheid en bestandbaarheid tegen corrosie na lakken en ook een verbeterde hechting van de laklaag op het staal. Het bandstaal of de staalplaat die aan een oppervlaktebehandeling volgens de uitvinding werd onderworpen voldoet aan alle bovengenoemde eisen die worden gesteld aan staal-15 plaat waaruit gelaste blikjes voor het verpakken van voedingsmiddelen worden gevormd.

Voorbeeld II

Conventioneel bandstaal bestemd voor elektrolytisch bekleden werd koudgewalst tot een dikte van 0,2 mm en op een gebrui-20 kelijke wijze elektrolytisch gereinigd voordat er monsters no. 31 tot en met 34 uit werden gesneden. Uit deze staalmonsters werden staalmonsters vervaardigd die een oppervlaktebehandeling hadden ondergaan volgens de werkwijze van de uitvinding ( monsters no. 21-25 en werden met een soortgelijke werkwijze waarbij 25 tenminste één parameter niet voldeed aan de voorwaarde van de onderhavige uitvinding ( vergelijkingsmaiSers no. 26-34} . De monsters werden vervolgens getest op lasbaarheid en op bestand-heid tegen corrosie na het lakken.

A. Vorming van de eerste laag van ijzer-nikkel-legering 20 De eerste laag van ijzer-nikkel-legering werd op de staalmonsters gevormd door toepassing van één van de volgende bewerkingen of door een combinatie van twee of meer van de volgende bewerkingen: 8403562 *· V i * - 22 - (a·). bekleden met nikkel gevolgd door ontlaten, (b) bekleden met een Lj zer-nikkel-legering gevolg door ontlaten en (c) bekleden met een ij zer-nikkel-legering.

5

Het bandstaal werd bijvoorbeeld koudgewalst tot een dikte van 0,2 mm en elektrolytisch. gereinigd in een natrium-hydroxydeoplossing waarna het bandstaal werd bekleed met nikkel of met een ij zer-nikkel-legering en werd ontlaten in een atmosfeer van 10% H_+90% N„, dat wil zeggen de zogenaamde HNX-gas 10 1 * atmosfeer. Het zo ontlaten bandstaal werd vervolgens elektrolytisch gereinigd in een natriumhydroxydeoplossing , gebeitst in een zwavelzuuroplossing en daarna bekleed met een ij zer-nikkel-legering. .

De gebruikte bekledingslagen hadden de volgende ty-15 pische samenstellingen : (a) Bekledingsbad voor het bekleden met nikkel nikkelsulfaat 250 g/1 nikkelchloride 45 g/1 boorzuur 30 g/1 20 (b) Bekledingsbad voor het bekleden met ijzer-nikkel-legering ijzerchloride 20 - 230 g/1 nikkelchloride 30 - 300 g/1 boorzuur 25 g/1 25

Op het oppervlak van bandstaal werd op deze wijze een eerste laag van ijzer-nikkel-legering gevormd. Wat de monsters no. 21 tot en met 25 volgens de uitvinding betreft hadden de eerste lagen die werden gevormd een gewichtsverhouding van

Ni/(Fe+ Ni) in het trajekt tussen 0,02 en 0,50 en een dikte 30 o van 10-5000 A (1-500 nm) zoals wordt weergegeven in tabel B waarmee wordt voldaan aan de voorwaarde van de uitvinding.

Van de vergelijkingsmonsters hadden de monsters no. 30,31 en 32 een gewichtsverhouding van Ni/(Fe+Ni) van 0,01 , Q respectie- 8403562 Λ % - 23 - velijk. 0,85 waarmee niet voldaan werd aan de voorwaarde volgens de uitvinding. Monster no. 33 bezat een eerste laag waarvan de dikte 6000 % (600 nm) bedroeg wat groter is dan volgens de uitvinding wordt vereist.

5 Opgemerkt wordt dat de samenstelling en dikte van de eerste laag van ijzer-nikkel-legering die wordt vermeld in tabel B werd gemeten met IMMA.

B. Vorming van de tweede laag

Over de eerste laag heen werd een tweede laag van *0 tin afgezet. Het bekleden met tin werd desgewenst gevolgd door een tinsmelt of hervloeibehandeling om een tweede laag van ijzer-tin-nikkel-legering te vormen over de eerste laag. Het toepassen van een hervloeibehandeling van het tin is niet noodzakelijk, omdat omzetting in een dergelijke legeringslaag ook 15 . plaats zal vinden tijdens het latere bakken van de laklaag.

De bestandheid tegen corrosie na lakken is de bestandheid tegen corrosie van staal aan het einde van de lak-behandeling, dat wil zeggen aan het einde van hst pakken van de laklaag . Om deze reden is voorafgaand onderwerpen aan een her-20- vloeibehandeling van het tin niet noodzakelijk. Een wezenlijke verbetering in de bestandheid tegen corrosie kan worden bereikt aid de tweede laag eenvoudig wordt gevormd door bekleden met tin zonder hervloeibehandeling en een corresponderende legeringslaag later wordt gevormd tijdens het bakken van de lak.

25 Het gebruikte tinbekledingsbad was een halogenidebad met de volgende typische samenstelling:

Halogenidebad voor het bekleden met tin tin(II) chloride 60 g/1 zuurnatriumfluoride 20 g/1 natriumfluoride 50 g/1 natriumchloride 60 g/1

In deze trap werden de monsters no. 21 tot en met 25 volgens de uitvinding bekleed met tin in een laaggewicht in *e _ ___ 8403562 * *· - 24 - 2 2 het trajekt van 0,1 tot 1 g/m dat wil zeggen 100-1000 mg/m waarmee wordt voldaan aan de voorwaarde volgens de uitvinding.

Van de vergelijkingsmonsters werd monster no. 34 bekleed met 2 tin in een laaggewicht van slechts 50 mg/m werd monster no. 31 5 bekleed met tin in een hoeveelheid van 2800 mg/m2 , waarmee niet wordt voldaan aan de voorwaarde volgens de uitvinding. Opgemerkt wordt dat monster no. 31 dat was bekleed met een dikke tinlaag correspondeert met blik no. 25 dat is het vertinde blik met de dunst mogelijke tinlaag.die in de handel gangbaar 10 verkrijgbaar is.

C. Vorming van de derde laag van metallisch chroom en gehydrateerd chroomoxyde door een elektrolytische chromateer-behandeling

De met tin beklede staalmonsters werden onder-15 worpen aan kathodische elektrolyse in chromaatbehandelingsbaden die de volgende typische samenstellingen hadden:

Bad I

Cr03 20 g/1 5 g/1 20 H2S04 0,2 g/1

Bad II

Cr03 15 g/1

NaF 1,5 g/1 25

Bad III

Cr03 60 g/1

Bad IV

30 Na2Cr20? 55 g/1

Cr203 5 g/1

Wat de totale hoeveelheid (X+Y) metallisch chroom en gehydrateerd chroomoxyde in de derde laag betreft die bij deze 8403562 - 25 - elektrolytische chromateerbehandeling werd gevormd is het zo dat de monsters no. 21 tot 25 volgens de uitvinding alle voldeden aan de voorwaarde volgens de uitvinding dat de hoeveelheid 2 metallisch chroom X gelijk is aan of groter is dan 2 mg/m en 5 dat de totale hoeveelheid chroom (X+Y 1 ligt in het trajekt 2 tussen 5 en 20 mg/m (waarbij ook. de grenswaarden zijn inbegrepen) zoals wordt weergegeven in tabel B. Van de vergelijkings- monsters hadden de monsters no. 26,27 en 31 een hoeveelheid 2 metallisch chroom van slechts 0,1 en 0 mg/m en hadden de 10 monsters no. 28 en 29 een totaal chroomgehalte van 25 en 30 mg/m^ waamee niet wordt voldaan aan de voorwaarde volgens de uitvinding. Uit de zo verkregen monsters werden testmonsters gesneden om de eigenschappen te bepalen.

De lasbaarheid en de bestandheid tegen corrosie 15 na lakken werden op de volgende wijze bepaald.

Lasbaarheid

Een koperdraad met een diameter van circa 1,5 mm werd gebruikt als laselektrode. Een monster werd rondgebogen zodat de ene rand onder druk tegen de rand aan de andere zijde 20 aan kwam te liggen. Terwijl de koperdraad over de overlappende rand werd bewogen vond elektrisch weerstandslassen plaats met een lassnelheid van 40 m/min. Er werd gestreefd naar optimale gebieden voor de elektrische stroomsterkte en de tijdens het lassen toegepaste druk waarbij een las kon worden verkregen

OK

met een voldoende sterkte zonder zogenaamde "spetters".

De aanwezigheid van dergelijke trajekten garandeert de lasbaarheid van de monsters.

De sterkte van een laszone werd bepaald door de zogenaamde lostrekproef waarbij een V-vormige kerf in één einde van het rondgebogen monster werd aangebracht over de lasnaad heeen. Het afgeschuinde gedeelte van de overlappende rand werd weggetrokken met behulp van een tang naar het andere einde toe.

De sterkte die nodig is is zodanig dat het monster niet scheurt ter plaatse van de las bij deze bewerking.

8403562 * ; v - 26 -

Bestandheid tegen corrosie na lakken

Een monster werd op één oppervlak bekleed met een 2 epoxy-fenollak tot een laaggewieht van 50 mg/dra en de randen en het oppervlak aan de andere zijde werden afgesloten. Het 5 zo behandelde monster werd beoordeeld op bestandheid tegen cor rosie door het eenmaal volledig te dompelen in een proefoplos-sing en daarna half onder gedompeld te houden in de oplossing gedurende 18 dagen bij 55°C. Na 18 dagen dompelen werd het monster uit de oplossing verwijderd en werd de bovenste helft van ig hèt monster dat boven het niveau van de oplossing uitstak beoordeeld op corrosie onder de laklaag. De proefoplossingen die werden gebruikt waren in de handel verkrijgbaar grapefruitsap, tomatensap en melk.

De resultaten van de beoordeling aan de gelaste 15 monsters en aan gelakte monsters vervaardigd uit de monsters no. 21 tot 34 zijn weergegeven in tabel B. De symbolen die werden gebruikt voor het vastleggen van de lasbaarheid en de bestandbaarheid tegen corrosie na lakken in tabel B hadden de volgende betekenis.

20 lasbaarheid optimaal lastrajekt 0 aanwezig X 'afwezig

Bestandheid tegen corrosie na lakken 25 blaasvorming van laklaag op bo venste helft monster dat uitstak symbool boven de oplossing_ O geen blazen Δ enkele blazen 30 X veel blazen 8403562 -27- tH ω ο ιό τ ο ο μ ml ο! μ ο ^ m ^ Q1 τ-4 «Ί «-< «Ί Ή Η Ν| Π| —1 *-* *"* ^ fi Ή r—i © Ό a <β Λ © δ X Ν «Λ ω ο «η ο] η[ ο ο[ <ό o|m ^ *« © ^ © +) Λ

S

Ο ^ W Η lR<rjl Η ΗΗ Η H Η Η Η ί» Η U©|hhhh h Η η Η Η Η Η Η Η

Α I

Ο» a ι Ή

Ή I-J

© © ° Ö « « Ζ (S Ζ pSPiSPiPiOitó (¾ « > © Η A © ©

Λ A

Μ 14 Ι^Γο S S ο ο 3 m ο ο ο οο ο ml ca Η ο gS mmmm ^mr-romoom -a* ca fi S 5> -η © S < B O' — &» ί> Λ o o ©· o m o o o o m o o ^ S S CO CD O co CO 00 CO —I I o o •H c m ^ <0 —

©Λ MM CO «3* Μ Μ Μ Μ M

Λ 5 o . o g o ° oooogl g o g δί I 1 I I I 1 1 ' o' 1 o ' o

fj$ g g g S S § 8 g O

d) «ij ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ¢2 O O O O O O O O o © asc©ö a a g ia z c z z i ^ ^ i ©£·η©Ι!^ 5 J 5 g S g S Ü4 fci©SH©Z Z Z Z &!©fe fejöfe »

"e 4J Jj 4J +J !p 4J lu ©* -P +1 -P -P +> -P -P -P +J -p +J +J

L 1 1 1 $!s*riS 1 i 8 i Ï|!=g|§ S

15 ggsisgsls'l^sssssissii.iiiiiiiiil -ι! gsggiTji.jsijfi'gij'giiïi'Ssi» SilaasSsSI I Sdaoass&aa^aöösasana& s&s s.a &*&a &

S ©G©G©®iu©©G©©S©Ö0ö©G©© SjninüoHOH

ΑΟΑΟΑΗΛ^ΛΟΗΛΟΛΟΛΟΛΟΰΗ Λγ-ΙΛΗΛΗΛι-ΙΛΗ 1¾ s s 3 s s n s s s ss s - 8403562 * * κ - 28 -

C

•Η * g jë 3 ο ο ο ο ο XOOX'<<<<*! G Φ

id S

γΗ (Ö Ö & α> id η w (0 Ö ο ®οοοοο<οοχ <<οο χ n -μ 8 § Ο £

G

φ & φ ft +> id ui Ό I Η -Μ (J) 1-1 jg dooooooooooooo G c <w Φ id Φ ft-P ft ft U3 Id id φ w

Si0 a I a·

0) Ό G

¢1 Η Ή

•Η Φ H

Φ t) Φ ® •H -P 2

Φ M G

—. ί! O id

S' Η O G

H (dOOOOOOOXixJOOXOX! > Φ 0 Id Λ

> Λ <U

M ra 'O Φ

Φ O G _ O

> Η Φ G H

W ,Μ Φ >

•η i4 P

-Η φ Φ

H 0 G

po φ H

W O' > G

iG M P P Φ m φ gj φ ω ® +j > G o» " δ! ui

Ö c * * * * * * * * # ·· I! II

S NNNNWMNNNcicinnn * Ka 8403562 * * -% - 29 -

In tabel B zijn voor de vergelijkende monsters no.

26-34 de nummerieke waarden die niet voldoen aan de voorwaarden volgens de uitvinding onderstreept. Zoals blijkt uit de resultaten voor de lasbaarheid en de bestandheid tegen corrosie na • 5 lakken van de aan een oppervlaktebehandeling onderworpen staal-monsters vermeld in tabel B hadden de monsters no. 21 tot 25 die voldoen aan alle voorwaarden volgens de uitvinding een superieure lasbaarheid en bestandheid tegen corrosie na lakken in vergelijking met bijvoorbeeld monster no. 31 dat correspondeert met blik no. 25 hoewel de hoeveelheid tin die is opgebracht kleiner is dan één derde van de hoeveelheid tin bij monster no. 31.

Deze verbeteringen zijn het gevolg van de oppervlaktestructuur van de meerlaagsé opbouw omvattende de eerste laag van ijzer-nikkel-legering, een tweede laag van ijzer-tin-nikkel-legering die gelijkmatig is en vrij is van speldepuntgaatjes en een derde laag gevormd door een beheerste chromateerbehandeling. Omgekeerd hebben de vergelijkende monsters die niet voldoen aan tenminste één van de voorwaarden van de uitvinding een inferieure lasbaarheid en/of bestandheid tegen corrosie in vergelij-20 king met de monsters volgens de uitvinding.

Zoals blijkt uit het boven gegeven voorbeeld zijn bij bandstaal of staalplaat die geschikt is voor elektrisch weer-standslassen en die oppervlaktebehandeling volgens de uitvinding heeft ondergaan door vormen van een eerste laag van ijzer-25 nikkel-legering op de staalplaat op het bandstaal, afzetten van tin over de eerste laag heen onder vorming van een tweede laag van tin , desgewenst onderwerpen van het tin aan een hervloei= behandeling zodat door conversie een tweede laag van ijzer-tin-nikkel-legering ontstaat en .teweegbrengen van een elektroly-tische chromateerbehandeling onder vorming van een derde chro-maatlaag over de tweede laag heen en zo vormen van een oppervlaktestructuur van meerdere lagen waarbij de samenstelling--·--en dikte van de eerste laag en de opbouw van de tweede en derde 8403562 - 30 - laag speciaal worden geregeld , de lasbaarheid en bestand-heid tegen corrosie na lakken wezenlijk verbeterd en is ook de hechting van een laklaag aan het staal verbeterd. Het bandstaal op de staalplaat die een oppervlaktebehandeling vol-5 gens de uitvinding heeft ondergaan voldoet aan alle bovengenoemde vereisten voor staalmateriaal waaruit door lassen blikjes voor het verpakken van voedingsmiddelen worden gevormd.

8403562

Claims (20)

1. Werkwijze voor de vervaardiging van bandstaal met een voorbehandeld oppervlak dat geschikt is voor elektrisch weerstandslassen , met het kenmerk, een eerste laag wordt gevormd van ijzer-nikkel-lege-5 ring op het bandstaal welke eerste laag een gewichtsverhouding heeft van Ni/(Fe+Ni) in het trajekt tussen 0,02 en 0,50 en een dikte heeft van 10 tot 5000 £ (1-500 nm) , een tweede laag wordt gevormd van tin cf vsl ijzer-tin-nikkel-legering over deze eerste laag heen door een bekledings- 2 10 laag van tin aan te brengen met een laaggewicht van 0,1 tot 1 g/m tin en desgewenst het tin aan een hervloeibehandeling te onderwerpen en een derde laag over deze tweede laag heen wordt gevormd door een elektrolytische chromateerbehandeling toe te passen 15 welke derde laag in hoofdzaak bestaat uit metallisch chroom en gehydrateerd chroomokyde in een totale hoeveelheid van 5 tot 2 20 mg/m berekend als elementair chroom.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met hét kenmerk, dat de eerête laag van ijzer-nikkel-legering wordt gevormd door 20 (IJ. het bandstaal te bekleden met nikkel gevolgd door ontlaten, (2) het bandstaal te bekleden met een ij zer-nikkel-legering gevolgd door ontlaten , (3} het bandstaal te bekleden met een ij zer-nikkel-legering of (4) esi combinatie van de hiervoor genoemde bewerkingen.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het ken merk, dat de eerste laag van ijzer-nikkel-legering een gewichts-~ verhouding heeft van Ni/(Fe+Nil in het trajekt tussen 0,05 en 0,20.

4. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, 30 met het kenmerk, dat de eerste laag van ijzer-nikkel-legering een dikte heeft van 100-1500 £ (10-150 nm). 8403562 - 32 - * * 1 X T»

4 -> ' ' - 31 -

5. X + Y £ 20 waarin X voorstelt de hoeveelheid metallisch chroom in de derde laag en Y voorstelt de hoeveelheid gehydrateerd chroomoxyde ig in de derde laag , berekend als elementair chroom en beide / 2 uitgedrukt xn mg/m .

5. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het bekleden met tin- plaats vindt in een halogenidebad, ferrostanbad, een alkalisch bad dat een effektieve concentratie tin bevat. 5

6. Werkwijze volgens éénxder voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het bekleden met tin plaats vindt tot een 2 laaggewicht van 0,3 tot 0,6 g/m

7. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het tin aan een hervloeibehandeling wordt 10-- onderworpen door verhitten.

8. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, methet kenmerk, dat de elektrolytische chromateerbehandeling bestaat uit een kathodische elektrolyse in een bad dat tenminste één van de componenten chroomzuur, chromaten en/of dichromaten 15 bevat.

9. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de derde laag in hoofdzaak bestaat uit metallisch chroom en gehydrateerd chroomoxyde in een totale 2 hoeveelheid van 7 tot 15 mg/m , berekend als elementair chroom. 20

10. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de elektrolytische chromateerbehandeling 2 zodanig wordt geregeld dat in de derde laag tenminste 2 mg/m metallisch chroom aanwezig is.

11. Werkwjjze voor de vervaardiging van bands taal 25 met een voorbehandeld oppervlak dat geschikt is voor elektrisch weerstandslassen, met het kenmerk, dat men een eerste laag vormt van ijzer-nikkel-legering op bandstaal welke eerste laag een gewichtsverhouding van Ni/(Fe+Ni) heeft in het trajekt tussen 0,02 en 0,50 en een dikte heeft van 10 tot 5000 £ (1-500 nm), een tweede laag van tin of van ijzer-tin-nikkel-le-gering vormt over de eerste laag heen door bekleden met tin tot een laaggewicht van 0,1 tot 1 g/m^ tin en desgewenst onderwerpen van tin aan een hervloeibehandeling en 8403562 J Γ • **» - 33 - een derde laag vormt over de tweede laag heen door een elektrolytische chromateerhehandeling, welke derde laag in hoofdzaak bestaat uit metallisch chroom en gehydrateerd chroomoxyde waarbij aan de volgende voorwaarden wordt voldaan 5 2 < X en

12. Werkwijze volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de eerste laag van ijzer-nikkel-legering wordt gevormd door (1) het bandstaal te bekleden met nikkel gevolgd door ontlaten, 15 (2) het bandstaal te bekleden met een ijzer-nikkel-legering gevolgd door ontlaten , (3) het bandstaal te bekleden met een ijzer-nikkel-legering of (4) een combinatie van de voorgenoemde bewerkingen..

13. Werkwijze volgens conclusie 11 of 12 , met het kenmerk, dat de eerste laag van ijzer-nikkel-legering een 2o gewichtsverhouding van Ni/(Fe+Ni) heeft in een trajekt tussen 0,05 en 0,20.

14. Werkwijze volgens conclusie 11-13 , met het kenmerk, dat de eerste laag van ijzer-nikkel-legering een dikte heeft van 100-1500 £ (10-150 nm) .

15. Werkwijze volgens één der conclusies 11-14, met het kenmerk, dat het bekleden met tin plaats vindt in een halogenidebad, ferrostanbad of een alkalisch bad welke baden een effektieve concentratie aan tin bevatten,

16. Werkwijze volgens één der conclusies 11-15, 30 met het kenmerk, dat het bekleden met tin plaats vindt tot 2 een laaggewicht van 0,3 tot 0,6 g/m tin. 8403562 i * U a s •J - 33 -

17. Werkwijze volgens conclusie 11-16, met het kenmerk, dat het tin wordt onderworpen aan een hervloeibehandeling door verhitten.

18. Werkwijze Volgens conclusie 11-17 , met het ken- _ merk, dat de elektrolvtische chramateerbehandeling bestaat uit een kathodische elektrolyse in een bad dat tenminste één van de bestanddelen chroomzuur, chromaten en/of dichromaten bevat.

19. Werkwjjze volgens één der conclusies 11-18, met kenmerk, dat de derde laag in hoofdzaak bestaat, uit metallisch 1n chroom en uit gehydrateerd ehroomoxyde in een totale hoeveelheid 1U 2 van 7 tot 15 mg/m , berekend als elementair chroom.

20. Werkwijze ,in hoofdzaak als beschreven in de beschrijving en/of de voorbeelden. 8403562