JPH0156158B2 - - Google Patents

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JPH0156158B2
JPH0156158B2 JP59138670A JP13867084A JPH0156158B2 JP H0156158 B2 JPH0156158 B2 JP H0156158B2 JP 59138670 A JP59138670 A JP 59138670A JP 13867084 A JP13867084 A JP 13867084A JP H0156158 B2 JPH0156158 B2 JP H0156158B2
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JP
Japan
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plating
alloy plating
alloy
solder
plating layer
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JP59138670A
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JPS6119793A (ja
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Tetsuaki Tsuda
Atsuyoshi Shibuya
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 この発明はハンダ付け性の向上を図つたZn系
合金メツキ鋼板に関する。 〔従来技術〕 Zn系合金メツキ鋼板は耐食性にすぐれている
ため家電製品のシヤーシ、石油ストーブタンク
材、自動車ガソリンタンク材等に広く利用されて
いるが、その成形方法にハンダ付け工程を含む場
合が多い。このZn系合金メツキ鋼板は一般に、
ハンダ濡れ性が通常の令延鋼板に比べて悪く、ハ
ンダ付け性に劣り、このためハンダの接合不良が
需要先で起こることがあつて問題となつている。 そもそもハンダ濡れ性は、溶融ハンダと被接合
金属の接合面との間の表面張力に支持される。そ
して金属表面は大気下では通常極めて薄い酸化物
被膜(以下酸化皮膜という)で被覆されており、
ハンダと接する被接合金属の表面にこのような酸
化皮膜が存在すると上記表面張力が低下し、ハン
ダと被接合金属との粘着力が阻害されてハンダ濡
れ性は低下する。しかもこの酸化皮膜はハンダ付
けの際の高温処理により高温に曝されると、酸化
が一段と進んでさらに強固な酸化皮膜を形成して
くるので、ハンダ付けの際のハンダ濡れ性はより
一層低下することになる。 上記酸化皮膜形成によるハンダ濡れ性低下の対
策としては一般に、ハンダ付けの際に適当なフラ
ツクスを接合面に塗布する等して、そのフラツク
スに酸化皮膜の生成、増大の抑制またはその分離
除去等を行わせ、被接合金属の接合面のハンダ濡
れ性の向上を図るという処理がとられている。 しかし上記Zn系合金メツキ鋼板の場合には、
通常の冷延鋼板に較べて大気下での酸化皮膜が発
生し易い許りでなく、ハンダ付けの際高温に曝さ
れると表面酸化がなお一層進み易いという性質か
ら一段と強固な酸化皮膜が形成されてきて、通常
のフラツクス処理では酸化皮膜の生成抑制または
分離除去等のハンダ濡れ性向上の効果が十分に現
われず、上記の如くハンダの接合不良という事態
にまで発展する事例が発生し、問題となつている
のである。 〔発明の目的〕 本発明は、Zn系合金メツキ鋼板本来の耐食性
を有し、しかも経済的にも有利なハンダ付け性に
すぐれた表面処理鋼板を提供しようとするもので
ある。 〔発明の構成〕 本発明者らは、Zn系合金メツキ鋼板の大気中
での酸化皮膜の生成ならびにハンダ付けに当つて
の高温暴露による酸化皮膜の成長を抑制する安価
で効果的な手段について、鋭意実験研究を重ねた
結果、Zn系合金メツキ鋼板の表面にPb−Sn合金
メツキ層を設けることによつて上記の目的を達成
し得てハンダ付け性にすぐれた表面処理鋼板を安
価にえることができるという知見を得た。 すなわち本発明は、Zn−Ni系、Zn−Fe系及び
Zn−Al系合金メツキ鋼板において、その少なく
とも片面に付着量0.1〜100g/m2のSnを3〜20重
量%含有するPb−Sn合金メツキ層を設けたこと
を特徴とするハンダ付け性にすぐれた表面処理鋼
板を要旨とする。Zn−Ni、Zn−Fe及びZn−Al
系合金メツキ鋼板の表面にPb−Sn合金メツキ層
を設けることによりハンダ付け性が向上するのは
次の理由による。 すなわち、Pb−Snメツキは、融点が低く、
成分組成がハンダに近くて濡れ性が良好で表面
に厚い酸化皮膜ができにくい等の性質を有してい
るところから、特に高温に曝された場合の酸化皮
膜の増大がPb−Sn合金メツキ層により完全に抑
制されて、フラツクスによるハンダ濡れ性向上効
果が冷延鋼板なみに享受し得るものと考察され
る。 また、このPb−SnメツキはNi−B系のメツキ
等と比較して使用薬剤が安い上、メツキ速度が早
く生産性が高いため、経済的にも有利なわけであ
る。 Zn−Ni合金系メツキとはZn−Ni(Ni5〜20wt
%)系合金メツキ、Zn−Fe合金メツキとはZn−
Fe(Fe5〜35wt%)系合金メツキ、Zn−Al合金メ
ツキとはZn−Al(Al3〜7wt%にミツシユメタル
(La、Ce等)0.01〜0.03%もしくはMg0.1〜0.5%
添加)系合金メツキをいう。 また、本発明においてZn系合金メツキ中から
Zn−Ni系、Zn−Fe系及びZn−Al系を選択した
理由は次の通りである。 すなわち、 Pb−Sn合金上層メツキ結晶と、下層である合
金メツキ結晶との密着性が強固であるためであ
る。Zn−Sn系、Zn−Cr系、Zn−Ma系等の他の
Zn系合金メツキ皮膜とのメツキ密着力は劣つて
いる。また、上層Pb−Snメツキ皮膜を完全な連
続皮膜とすることは難しく、メツキした時点でミ
クロ・ポアやミクロ・クラツクが多数存在してい
ることが多い。需要家での成形加工によつてもメ
ツキ皮膜に微細なクラツクが導入される。このよ
うなミクロ的な上層メツキ皮膜欠陥存在下では、
欠陥部を通しての下層メツキ皮膜の大気酸化性が
問題となる。Zn−Ni、Zn−Fe、Zn−Al系合金
メツキ皮膜は、Znメツキや他のZn−Sn、Zn−
Mn、Zn−Cr系等のZn系合金メツキに比較して、
相対的に大気酸化性が弱く、Pb−Sn薄膜形成に
よりハンダ性の改善効果が著しい。 すなわち、大気酸化能の弱いZn−Ni、Zn−
Fe、Zn−Al系メツキの場合には、特公昭56−
79743に示されているような処理や、特開昭57−
101694に示されているような加熱リフロー処理に
よる上層皮膜欠陥封孔対策等を施さなくても、上
層メツキのままで良好なハンダ性を有している。 また、Pb−Sn合金メツキとはSn3〜20wt%を
含有したSn−Pb合金のメツキをいう。 Snを3〜20wt%に限定したのは、3%未満で
は、ハンダ濡れ性が劣つており、一方20wt%を
超えると、口金、配管、取手等を本発明の鋼板に
ロウ付けする際に、鋼板の粒界浸食割れをひき起
こすので問題である。 Zn系合金メツキ層のメツキ付着量は用途に応
じて種々異なつてくるが、5〜100g/m2の範囲
が好ましい。 Pb−Sn合金メツキ層のメツキ付着量は0.1〜
100g/m2の範囲とするが、これは0.1g/m2未満
ではメツキ量が少な過ぎてハンダ濡れ性の向上効
果が不十分であり、また100g/m2を超えて厚く
してもハンダ濡れ性の向上効果が飽和していたず
らに経済的にコスト高となるだけであるからであ
る。 また、本発明の表面処理鋼板のZn系合金メツ
キ層もしくはPb−Sn合金メツキ層に、少量の
Co、Cr、Mn、Mo、Ni、Fe、Sn、Cd、Pb、
Cu、Ti、In、Tl、Hg、Bi、P、S、B、Si等の
一種または二種以上か含有されている場合も、本
発明の効果が低下するものではないので本発明の
範囲に含まれるものとする。 また、本発明によりPb−Sn合金メツキ層を設
けた面の反対側の片面は、前記と同様のメツキ面
でもよいし、また鋼板裸面でも、異なる種類の別
の構成のメツキ面でもよく、さらにはジンクリツ
チプライマー等の有機被覆を施した形態のもので
もよく、特に限定するものではない。 これらの各メツキ層は、公知の電気メツキ法、
溶融メツキ法、蒸着法、溶射法、イオンクラスタ
ービーム法等のうちから適宜選択された最適な方
法にて得ることができる。 〔発明の効果〕 次に本発明の実施効果について説明する。 鋼板表面に下記の条件による電気メツキもしく
は溶融メツキにて付着量を種々に変えて、Zn−
Ni合金、Zn−Fe合金またはZn−Al合金メツキを
施したメツキ鋼板に下記の条件による電気メツキ
にて付着量を種々に変えてPb−Sn合金メツキを
施し、本発明例と比較例の各種の表面処理鋼板を
得た。 Zn−Ni合金メツキ条件 硫酸塩と塩化物の混合浴:Ni2+90g/、
Zn2+30〜360g/ 電解条件:80A/dm2 浴温:70℃ PH:1.0 Zn−Fe合金メツキ条件 硫酸塩浴:Fe2+60g/、Zn2+40〜80g/ 電解条件:120A/dm2 浴温:70℃ PH:1.5 Zn−Al合金メツキ条件 鋼板試片を電解脱脂後、H2雰囲気ガス中で720
℃×30秒の還元処理を行いそのまま直ちに溶融
Zn−Al金属浴中に浸漬 Pb−Snメツキ条件 電解液成分:Pb(BF42+Sn(BF42250g/
HBF440g/、HBO325g/ 電解条件:50A/dm2 浴温:40℃ PH:<1.0 得られた表面処理鋼板について下記の試験によ
りハンダ濡れ性の調査を行つた。 ハンダ濡れ性実験 ハンダの種類:H63A(日本工業規格) フラツクスの種類:ロジン・アルコール系 ハンダ漏れ性評価:ハンダを230℃に30秒保持
後、該ハンダ300mgを試験片表面にハンダ付けし
てその広がり面積を求め、次の評点で評価を行つ
た。
【表】 上記結果をまとめて第1表に示した。
【表】
【表】 第1表に見る通り、評価の基準としたPb−Sn
合金メツキ層なしの比較例(1)〜(9)がハンダ濡れ性
評点が1で劣悪であるのに対し、本発明(10)〜
(17)はハンダ濡れ性評点がいずれも3を示し、
極めて良好なハンダ濡れ性を有するものと判定さ
れた。 また、Zn−Ni、Zn−Fe、Zn−Al系合金メツ
キ以外の比較例(4)〜(6)は、大気酸化性がより強い
ため、Pb−Sn上層被覆しても、ハンダ濡れ性の
点で劣るものであることがわかる。比較例(7)〜(9)
も、Zn−Ni、Zn−Fe、Zn−Al系合金メツキで
あつてもSnの量が3%未満であるPb−Sn合金メ
ツキであるため、やはり濡れ性に劣つている。 以上の説明から明らかな如く、本発明は、高温
に曝されると表面酸化を起こし易く接合不良を起
こすというZn系合金メツキ鋼板のハンダ付けに
おける弱点を有効かつ安価に解消するものであ
り、従つてZn系合金メツキ鋼板のハンダ付け作
業の能率向上ならびにコストの低減に大きく寄与
するものと言うことができる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 鋼板の表面に下層として、Zn−Ni系合金メ
    ツキ層を有し、その上に付着量0.1〜100g/m2
    Snを3〜20重量%含有するPb−Sn合金メツキ層
    を有することを特徴とするハンダ付性にすぐれた
    表面処理鋼板。 2 鋼板の表面に下層として、Zn−Fe系合金メ
    ツキ層を有し、その上に付着量0.1〜100g/m2
    Snを3〜20重量%含有するPb−Sn合金メツキ層
    を有することを特徴とするハンダ付性にすぐれた
    表面処理鋼板。 3 鋼板の表面に下層として、Zn−Al系合金メ
    ツキ層を有し、その上に付着量0.1〜100g/m2
    Snを3〜20重量%含有するPb−Sn合金メツキ層
    を有することを特徴とするハンダ付性にすぐれた
    表面処理鋼板。
JP13867084A 1984-07-03 1984-07-03 ハンダ付け性にすぐれた表面処理鋼板 Granted JPS6119793A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH078793Y2 (ja) * 1986-12-12 1995-03-06 三和シヤツタ−工業株式会社 防煙シヤツタ−の自動閉鎖装置
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JPS6028917B2 (ja) * 1980-12-18 1985-07-08 東洋鋼鈑株式会社 極薄錫めつき鋼板の製造法

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