RU2201479C1 - Способ производства белой жести с повышенной коррозионной стойкостью - Google Patents
Способ производства белой жести с повышенной коррозионной стойкостью Download PDFInfo
- Publication number
- RU2201479C1 RU2201479C1 RU2002109771A RU2002109771A RU2201479C1 RU 2201479 C1 RU2201479 C1 RU 2201479C1 RU 2002109771 A RU2002109771 A RU 2002109771A RU 2002109771 A RU2002109771 A RU 2002109771A RU 2201479 C1 RU2201479 C1 RU 2201479C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tin
- coating
- corrosion resistance
- passive film
- production
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к производству холоднокатаной жести с нанесением электрохимическими методами коррозионно-стойкого покрытия и может быть использовано при получении тароупаковочного материала в консервной, пищевой и химической промышленности. Способ производства белой жести с повышенной коррозионной стойкостью включает обезжиривание и травление основы, электролитическое нанесение оловянного покрытия массой не более 2 г/м2, оплавление и последующее нанесение на оловянное покрытие пассивной пленки в виде хромоникелевого покрытия из электролитического раствора с рН 2,3-2,9, содержащего, г/л: бихромат натрия 20-40, никель сернокислый 20-30, борную кислоту 20-30 при температуре 30-45oС и плотности тока 10-20 А/дм2. Достигаемый технический результат - повышение штампуемости, износостойкости и коррозионной стойкости покрытия за счет оптимального соотношения толщины промежуточного диффузионного слоя к минимальной толщине оловянного покрытия с пассивной пленкой высокой прочности и пластичности.
Description
Изобретение относится к производству холоднокатаного проката с нанесением электрохимическими методами коррозионно-стойкого покрытия и может быть использовано при получении тароупаковочного материала в консервной, пищевой и химической промышленности.
Известен способ производства белой жести, включающий электролитическое нанесение пассивной пленки на оловянное покрытие путем катодной обработки в растворе, содержащем 20-30 г/л бихромата натрия (Na2Cr2C7) при плотности тока 3-5 А/дм2, температуре 46-52oС и рН 4-6 (Виткин В.И., Галкин Д.П., Берлин Б. И. "Основы теории и технологии производства белой жести", М., "Металлургия", 1995, с.231).
Белая жесть, полученная известным способом, характеризуется значительной массой покрытия: слоя олова массой 10,72-21,112 г/м2 и хроматной пленки 0,016-0,043 г/м2. Значительная масса оловянного слоя и его низкая твердость приводят к преждевременному выходу из строя технологической оснастки, нарушению сплошности слоя в процессе изготовления тароупаковочного материала и его транспортировки. Покрытие, полученное известным способом, обладает низкой коррозионной стойкостью и штампуемостью, а также низкой адгезией лакового покрытия.
Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является способ получения белой жести, включающий обезжиривание и травление основы, электролитическое нанесение оловянного покрытия, оплавление и последующее нанесение пассивной пленки путем хроматирования в электролитическом растворе, содержащем 20-30 г/л бихромата натрия при плотности тока 5 А/дм2, температуре электролитического раствора 50oС и рН 4-6 (Итоги науки и техники. Электрохимия. Т. 16, ВИНИТИ, М., 1980, с.128). В результате получают материал, представляющий собой жесть с многослойным покрытием, состоящим из слоя олова массой 2,8-8,4 г/м2 и пассивной пленки в виде хроматного слоя массой 0,01-0,02 г/м2, характеризующегося наличием труднорастворимых хроматов, являющихся эффективными пассиваторами оловянных покрытий в растворах хромовой кислоты или ее соли. У потребителя такой материал в большинстве случаев лакируют пищевым эпоксидно-фенольным лаком.
Признаки наиболее близкого аналога, совпадающие с существенными признаками предлагаемого изобретения: обезжиривание и травление основы, электролитическое нанесение оловянного покрытия, оплавление и последующее нанесение пассивной пленки в электролитическом растворе, содержащем бихромат натрия.
Известный способ не обеспечивает получения требуемого технического результата по следующим причинам.
Между основой и оловянным покрытием образуется промежуточный диффузионный слой FeSn2, который предопределяет пористость оловянного покрытия и имеет только то число пор, которое выявилось в промежуточном слое. Пористость промежуточного слоя растет ближе к поверхности раздела промежуточный слой - оловянное покрытие и зависит от соотношения толщины промежуточного слоя и толщины оловянного покрытия. При деформации жести в процессе изготовления тароупаковочного материала хрупкий промежуточный слой дает трещины, вскрываются его потенциальные поры, усиливается коррозия основы, что требует увеличения толщины пищевого эпоксидно-фенольного лакового покрытия.
При оплавлении оловянного покрытия массой 2,8-8,4 г/м2 происходит каплеобразование по всей оплавленной поверхности, а при высокой пористости промежуточного слоя при последующем нанесении пассивной пленки не устраняются участки покрытия без перекрытия пор диффузионного слоя, что приводит к получению покрытия с низкой коррозионной стойкостью и низкой износостойкостью.
В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа производства белой жести с повышенной коррозионной стойкостью, в котором за счет оптимального соотношения толщины промежуточного диффузионного слоя к минимальной толщине оловянного покрытия с пассивной пленкой высокой прочности и пластичности обеспечивается повышение штампуемости, износостойкости и коррозионной стойкости покрытия.
Поставленная задача решается тем, что в способе производства белой жести с повышенной коррозионной стойкостью, включающем обезжиривание и травление основы, электролитическое нанесение оловянного покрытия, оплавление и последующее нанесение пассивной пленки в электролитическом растворе, содержащем бихромат натрия, по изобретению пассивную пленку в виде хромоникелевого покрытия наносят на оловянное покрытие массой не более 2 г/м2 при температуре 30-45oС, плотности тока 10-20 А/дм2 из электролитического раствора с рН 2,3-2,9, содержащего, г/л:
бихромат натрия - 20 - 40
никель сернокислый - 20 - 30
борная кислота - 20 - 30
Получение сплошного диффузионного промежуточного слоя низкой пористости обеспечивается соотношением его толщины к толщине оловянного покрытия, нанесенного массой не более 2 г/м2. С другой стороны, тонкое оловянное покрытие с низкой твердостью сильно подвержено механическим повреждениям и нуждается в надежной защите. Снижение диффузионной пористости при оплавлении и последующей деформации жести без вскрытия внутренних пор обеспечивается при толщине оловянного покрытия массой не более 2 г/м2 и получении комбинированной хромоникелевой пассивной пленки. Получаемое покрытие после нанесения на него пищевого эпоксидно-фенольного лака обладает высокой пластичностью и коррозионной стойкостью в пищевых средах.
бихромат натрия - 20 - 40
никель сернокислый - 20 - 30
борная кислота - 20 - 30
Получение сплошного диффузионного промежуточного слоя низкой пористости обеспечивается соотношением его толщины к толщине оловянного покрытия, нанесенного массой не более 2 г/м2. С другой стороны, тонкое оловянное покрытие с низкой твердостью сильно подвержено механическим повреждениям и нуждается в надежной защите. Снижение диффузионной пористости при оплавлении и последующей деформации жести без вскрытия внутренних пор обеспечивается при толщине оловянного покрытия массой не более 2 г/м2 и получении комбинированной хромоникелевой пассивной пленки. Получаемое покрытие после нанесения на него пищевого эпоксидно-фенольного лака обладает высокой пластичностью и коррозионной стойкостью в пищевых средах.
Способ осуществляют следующим образом.
Холоднокатаную рулонную жесть подвергают электролитическому обезжириванию и последующему травлению в 10% растворе серной кислоты при температуре 20oС. Подготовленную таким образом полосу задают в ванну электролитического оловянирования, где наносят оловянное покрытие массой, не превышающей 2 г/м2. Затем производят контактное оплавление оловянного покрытия за счет выделения тепла при пропускании через полосу переменного тока.
Для защиты покрытия от коррозии, придания ему необходимой твердости, износостойкости и необходимого товарного вида его подвергают электролитической пассивации при температуре 30-45oС, плотности тока 10-20 А/дм2 в электролитическом растворе, содержащем бихромат натрия, никель сернокислый и борную кислоту, рН электролита поддерживают в пределах 2,3-2,9. При этом увеличивается коррозионная стойкость покрытия за счет получения комбинированной хромоникелевой пассивной пленки, в состав которой входят соединения оксидов хрома, хром-никелевые соединения и металлический никель, массой 1-5 мг/м2 (толщиной 0,56•10-3 мкм).
Заявляемый интервал плотности тока объясняется тем, что при плотности тока менее 10 А/дм2 наблюдается значительное снижение выхода по току реакции электроосаждения оксидов хрома и никеля, получения рыхлых хром-никелевых и никелевых осадков, что приводит к снижению коррозионной стойкости получаемого покрытия. При плотности тока более 20 А/дм2 ухудшается "товарный вид" покрытия - оно становится неравномерным и изменяет свой цвет от темно-серого до желтого с последующим появлением цветов побежалости.
Температурный интервал влияет на реакционную способность электролитического раствора и обеспечивает заданную плотность и твердость электроосажденной хромоникелевой пассивной пленки. При температурах ниже 30oС происходит осаждение метастабильной структуры β-Cr, характерной для матовых осадков, полученных при низкой температуре, а повышение температуры выше 45oС способствует осаждению пассивной пленки в виде гексаганального хрома, представляющего собой фазу внедрения водорода или гидрида водорода, самопроизвольно переходящую в стабильную кубическую структуру α-Сr, что вызывает сокращение объема пассивной пленки на 15-16%, возникновению внутренних напряжений, ее растяжению и растрескиванию, ухудшению коррозионной стойкости получаемого покрытия.
Выбранный интервал по рН электролитического раствора объясняется тем, что использование электролитического раствора, содержащего бихромат натрия, никель сернокислый и борную кислоту, требует постоянного поддержания их концентрации на заданном уровне с обеспечением постоянного перемешивания раствора. При этом рН электролитического раствора поддерживают в узком интервале на уровне 2,3-2,9 для предотвращения выпадения гидроокисей хрома. При рН электролитического раствора менее 2,3 полученная пассивная пленка неравномерна, что приводит к низкой коррозионной стойкости. При рН электролитического раствора более 2,9 появляется опасность выпадения гидроокисей хрома, которые снижают коррозионную стойкость покрытия и адгезию к нему лака. В кислой среде получение хромоникелевой пассивной пленки вообще невозможно - на катоде выделяется почти один водород.
Пример
Жесть из стали марки 08пс толщиной 0,22-0,25 мм подвергали электролитическому обезжириванию в растворе, содержащем, г/л: Nа3РO4 - 15, NaOH - 15 при температуре 90oС и плотности тока 5 А/дм2 в течение 2 секунд. После промывки в горячей воде при температуре 90oС проводили травление в 10% растворе серной кислоты при температуре 20oС с последующей промывкой в холодной воде при температуре 20oС.
Жесть из стали марки 08пс толщиной 0,22-0,25 мм подвергали электролитическому обезжириванию в растворе, содержащем, г/л: Nа3РO4 - 15, NaOH - 15 при температуре 90oС и плотности тока 5 А/дм2 в течение 2 секунд. После промывки в горячей воде при температуре 90oС проводили травление в 10% растворе серной кислоты при температуре 20oС с последующей промывкой в холодной воде при температуре 20oС.
Нанесение гальванического оловянного покрытия массой 1,4 г/м2 (толщиной 0,19 мкм) проводили из сульфаминового электролита (олово в виде Sn2+ - 20-35 г/л, сульфаминовая кислота - 50-70 г/л) при плотности тока 15 А/дм2 и температуре 40oС.
Последующее контактное оплавление оловянного покрытия проводили за счет выделения тепла при пропускании через полосу переменного тока промышленной частоты. Сила тока, подаваемая на полосу, - 2,0-9,0 кА.
Нанесение пассивной пленки на оплавленное оловянное покрытие осуществляли в электролитическом растворе, содержащем, г/л: бихромат натрия 20-40, никель сернокислый 20-30, борную кислоту 20-30 при температуре 30-45oС, плотности тока 10-20 А/дм2 и рН 2,3-2,9 в течение 2-5 секунд. Содержание металлического никеля в пассивной пленке определяли микрорентгеноспектральным анализом, масса которого составила 1-5 мг/м2 (толщина 0,56•10-3 мкм).
После нанесения пассивной пленки полученную жесть промывали в холодной воде при температуре 20oС, высушивали и наносили слой пищевого эпоксидно-фенольного лака толщиной 6-7 мкм. Толщину лакового покрытия контролировали гравиметрически. Лакированную жесть подвергали испытаниям на адгезионые свойства и пластичность методом удара при нагрузке 50 кг/см и на приборе Эриксена (ГОСТ 10510-80). Адгезионные свойства лака к покрытию определяли визуально (по наличию отслоения).
Коррозионные испытания проводили в специальных ячейках прижимного типа, имитирующих пищевую тару, путем длительной выдержки испытуемых образцов в модельных средах: 3% растворе NaCl, растворе 2% NaCl+0,5% СН3СООН и в 2% растворе лимонной кислоты (эти среды утверждены Минздравом в качестве модельных сред, имитирующих пищевые продукты). Скорость коррозии определяли по переходу в раствор ионов Fe+.
Предлагаемый способ позволяет повысить коррозионную стойкость получаемой жести в пищевых средах при снижении толщины оловянного покрытия. Способ обеспечивает высокую штампуемость, износостойкость и коррозионностойкость покрытия, снижение веса и расширение ассортимента тароупаковочного материала. Использование предлагаемого способа производства белой жести с повышенной коррозионной стойкостью позволяет снизить массу олова на 8,4 г/м2.
Claims (1)
- Способ производства белой жести с повышенной коррозионной стойкостью, включающий обезжиривание и травление основы, электролитическое нанесение оловянного покрытия, оплавление и последующее нанесение пассивной пленки в электролитическом растворе, содержащем бихромат натрия, отличающийся тем, что пассивную пленку в виде хромоникелевого покрытия наносят на оловянное покрытие массой не более 2 г/м2 при температуре 30-45oС, плотности тока 10-20 А/дм2 из электролитического раствора с рН 2,3-2,9, содержащего, г/л:
Бихромат натрия - 20-40
Никель сернокислый - 20-30
Борная кислота - 20-30
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002109771A RU2201479C1 (ru) | 2002-04-16 | 2002-04-16 | Способ производства белой жести с повышенной коррозионной стойкостью |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002109771A RU2201479C1 (ru) | 2002-04-16 | 2002-04-16 | Способ производства белой жести с повышенной коррозионной стойкостью |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2201479C1 true RU2201479C1 (ru) | 2003-03-27 |
Family
ID=20255579
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002109771A RU2201479C1 (ru) | 2002-04-16 | 2002-04-16 | Способ производства белой жести с повышенной коррозионной стойкостью |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2201479C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112538591A (zh) * | 2019-09-23 | 2021-03-23 | 上海梅山钢铁股份有限公司 | 一种涂装性能优良的冷轧电镀锡钢板及其制造方法 |
-
2002
- 2002-04-16 RU RU2002109771A patent/RU2201479C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ИТОГИ НАУКИ И ТЕХНИКИ. ЭЛЕКТРОХИМИЯ. Т.16 ВНИИТИ. - М., 1980, с.128. ВИТКИН В.И. и др. ОСНОВЫ ТЕОРИИ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА БЕЛОЙ ЖЕСТИ. - М.: Металлургия, 1995, с.231. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112538591A (zh) * | 2019-09-23 | 2021-03-23 | 上海梅山钢铁股份有限公司 | 一种涂装性能优良的冷轧电镀锡钢板及其制造方法 |
CN112538591B (zh) * | 2019-09-23 | 2022-04-15 | 上海梅山钢铁股份有限公司 | 一种涂装性能优良的冷轧电镀锡钢板及其制造方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
PL129065B1 (en) | Method of manufacturing sheet metal for packaging containers,in particular canned food cans | |
US3816082A (en) | Method of improving the corrosion resistance of zinc coated ferrous metal substrates and the corrosion resistant substrates thus produced | |
EP0307929B1 (en) | Plated steel sheet for a can | |
US4713301A (en) | Sn-based multilayer coated steel strip having improved corrosion resistance, weldability and lacquerability | |
JPS6046199B2 (ja) | 耐錆性の高い溶接缶用表面処理鋼板の製造方法 | |
US5275703A (en) | Method of adhering a colored electroplating layer on a zinc-electroplated steel article | |
RU2201479C1 (ru) | Способ производства белой жести с повышенной коррозионной стойкостью | |
JPS61227181A (ja) | 高耐食性表面処理鋼材 | |
US3838024A (en) | Method of improving the corrosion resistance of substrates | |
JP6098763B2 (ja) | Snめっき鋼板及び化成処理鋼板並びにこれらの製造方法 | |
JPH0140118B2 (ru) | ||
EP0260230B1 (en) | Improved metalcan for food packaging and process for production thereof | |
JPS5947040B2 (ja) | 溶接性と塗装後の耐食性が優れた容器用鋼板とその製造法 | |
JP2600218B2 (ja) | 缶用多層めっき鋼板 | |
JPS61177378A (ja) | 塗装性能にすぐれたクロメ−ト系処理被覆Cr含有系鋼板 | |
JPH0533188A (ja) | 耐錆性と外観性の優れた容器用表面処理鋼板 | |
JP2726008B2 (ja) | 耐食性、溶接性と塗装密着性にすぐれた高性能Sn系多層メッキ鋼板 | |
JPS5842788A (ja) | 燃料容器用表面処理鋼板 | |
RU2212476C2 (ru) | Способ обработки хромированной жести | |
JPS6123786A (ja) | 耐食性に優れた容器用鋼板の製造法 | |
JPS5946320B2 (ja) | 溶接性と塗装後の耐食性が優れた容器用クロメ−ト被膜鋼板とその製造法 | |
JP2600217B2 (ja) | 缶用多層めっき鋼板 | |
JPH041074B2 (ru) | ||
SU1816808A1 (ru) | Способ обработки жести | |
Paramonov et al. | Passivation of electrolytical tin-plate in trivalent chromium solutions |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130417 |