JPH0247048A - フランジ加工性と溶接性に優れた缶用Ｓｎめっき極薄鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は主としてシー１．溶接により接闘される食缶や
飲料缶用の厚み０．１２〜０．１８ｍｍのＳｎめっき極
薄鋼板に関しそのフランジ加工性と溶接性を改善したも
のである。

〈従来の技術〉 近年缶洞の接合方法０才従来の半田接合法からシーム溶
接法が広く使用されるようになった。シーム溶接法は、
従来の半田化、接着缶に比べてランプ部が薄いので５Ｉ
ｌｉ性が良く、サイドシーム部が強い等の利点がある。

このような溶接缶の素材としては、これまでＣ含有量が
０．０３〜０．０６％の低Ｃ材を連線焼鈍し、２％以下
の圧下率のスキンバス仕上をする、所謂Ｓｎ法で製造し
た板厚０．２０ｍｍ以上の鋼板が使用されている。

しかし、缶、特に飲料缶の分野ではアルミニウム、プラ
スチック、紙などの低価格競合材料が多く、溶接缶用Ｓ
ｎめっき鋼板はコスト的に苦しい立場にある。そのため
、最近、焼鈍後に５〜３０％の圧下率で二次圧延を施し
た（ＤＣＲ法）仮Ｐ１０．１２〜０．１８＋ｍの極薄鋼
板を用いた溶接缶が試みられている。

しかしながら、これらの極薄鋼板はサイドシーム後の缶
胴に天蓋、あるいは底蓋を取り付けるためのフランジ加
工をする際に、サイドシーム部の溶接時の熱影響部が割
れを起こしやすいという問題に併せて溶接適正電流範囲
（ＡＣＲ）がせまくなるという問題が生じた。

フランジ割れは二次冷延によって素材が硬質化すること
に加え、溶接時の熱影響で、サイドシーム部の硬度がさ
らに上昇するためにおこる。

そこで、これまでＤＣＲ材を用いた溶接缶は、連線焼鈍
材よりもフランジ割れ発生の少ない箱焼鈍材を用いてい
た０箱焼鈍材は鋼板の結晶粒が大きく、溶接時の熱影響
部での硬度上昇が少ないため、フランジ割れ発生が少な
いと考えられる。しかし、箱焼鈍は連続焼鈍に比べ、焼
鈍時間が非常に長く、生産性が悪いだけでなく、仮の材
質や平坦度の均一性も劣る。

また、シーム溶接法は、鋼板の電気抵抗による発熱を利
用し、鋼板を溶かして接合する方法なので、板厚が薄い
と、鋼板同志の接合が始まってから鋼板の内部までが溶
けてスプラッシェが発生するまでの電流範囲がせまくな
る。即ち喚言すれば溶接適正電流範囲がせまくなること
であり、溶接は困難となる。

一方これまで、極薄の缶用軟質鋼板として、Ｃを０．０
０４％以下に滅げＮｂを微量添加したアルミキルド鋼板
が特開昭５８−１９７２２４号公報で提案されているが
、溶接機が高速化、多様化されている現在、未だ、十分
なフランジ加工性と溶接性を有するＳｎめっき鋼板は得
られていなかった。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明は、アルミニウム等の他の缶材料にも対抗できる
低コストで、しかもフランジ加工性と溶接性に優れたＳ
ｎめっき極薄鋼板を提供するものである。

く課題を解決するための手段〉 本発明は、重量％でＣ：　　０．００４％以下、Ｓｉ：
０．０４％以下、　Ｍｎ　：　０．０５〜０．３％、Ｓ
：０．０２％以下。

Ｐ：０．０２％以下、　　ＡｌＯ，０２〜０．１５％、
Ｎ：０．００４％以下、　Ｎｂ　：　０．０１％以下を
含有し、残部は実質的にＦｅからなる板厚が０．１２〜
０．１ｈ＋＊の鋼板の両面に互いの目付量が異なるＳｎ
めっき層を有し、好ましくは一方の面のＳｎ目付量が１
．０〜５．５　ｇ　／ポ、他方の面のＳｎ目付量が０．
５〜２．８８／ｍ２である。フランジ加工性と溶接性に
優れたＳｎめっき極薄鋼板である。

〈作　用〉 まず本発明鋼板の成分の限定理由について延べる。

ＣＩを０．００４％以下としたのは、鋼板の伸びを良く
し、フランジ加工性を向上させるたである。

本発明者らは、これまでの缶用鋼板として用いられてい
るｃ：ｏ、ｏ３〜０．０６％に比べ、かなりｍｌの０．
００４％以下の範囲とすることにより極薄鋼板でもフラ
ンジ加工性が良好となることを見出した。

Ｓｉ、　Ｍｎ、　　Ｓ、　ＮおよびＰについては、これ
らの元素が多量に存在すると、連続焼なまし時の粒成長
が抑えられ、板が硬質化するばかりでなく、ぶりきの耐
食性をも阻害する。従って少ないほうがよ＜　、Ｓｉ　
：　０．０４％以下、　Ｍｎ：　０．３％以下、Ｓ：０
．０２％以下、　Ｎ　：　　０．００４％以下、ｐ：ｏ
、ｏｚ％以下に限定される。ただしＭｎは、熱間圧延時
の脆化の原因となるＳをＭｎＳとして固定するために０
．０５％以上含有することが必要である。

＾ｌは、Ｎを八ｌＮとして固定し、固溶Ｎを少なくする
ために適当な量が必要であるが、多量の添加はコストア
ンプになるのでＡ１．０２％以上０．１５％以下とする
。

さらに微量のＮｂの添加は、固溶Ｃ，Ｎを完全に固定し
、ｒ値の面内異方性を小さくし、加工性を改善する。し
かし多量の添加は製造コストを高くするので、０．０１
％以下に限定する。

さて本発明においては、鋼板の両面にＳｎめっきを施し
、一方の面のＳｎ目付量を他方の面より厚目付とする、
所謂差厚めつきとする。このようにする理由は、厚目付
とした側を缶内面として缶胴を構成する場合に、フラン
ジ加工性ならびに溶接性が非常によくなるからである。

シーム溶接時に溶接部をはさむ二本の電極のうち缶内面
側の電極は缶外面側に比べ、電極輪の径が小さく抵抗に
よる発熱の冷却能力が小さいので、ラップ部の内面側は
熱影響を大きく受ける０本発明者らは、この熱影響の差
によってラップ部の内面側と外面側で硬度差が生じるた
めに、フランジ加工時に歪みができ、これがフランジ割
れの要因になっていることを知見した。そこで径の小さ
い電極と接触する缶内面側のＳｎ目付匿を外面側より多
（し、電極と（反の間におこる抵抗発熱を小さくするこ
とによりラップ部内面側と外面側の夕、す影響差が小さ
くなるので、フランジ割れのない製缶作業が可能になっ
た。

また板厚が０．１２〜０．１８ｍｍ程度の極薄になると
前述の様にスプラッシュが発生しやす＜、溶接が困難だ
ったが、このスプラッシュは缶内面側に多く発生ずるの
で缶内面側のＳｎ目付量を多くすることにより、内面側
の仮と電極間の抵抗発熱を小さくでき、スプラッシュの
発生を抑え、溶接適正電流範囲を広くすることができ、
商業ベースの生産が可能となった。

またＳｎめっき量は、０．５〜５．５ｇ／％とするのが
好ましい。０．５ｇ１０ｒより少ないと、耐食性が劣る
だけでなく、塗装、＊付後に残る金属Ｓｎ喰が少なくな
り、溶接性も悪くなる。また５、５　Ｂ　／　ｎ？を越
えると、製造コストが高くなり、本発明のねらいとする
ところのコストの低減が川われるからである。

またさらに缶内面のＳｎ目付量を缶外面より２倍もしく
はそれ以上にすることはフランジ加工性と？８接性の点
からより好ましい。

好ましくは缶内面側Ｓｎ量は１．０〜５．５Ｈ／ｎｒ缶
外面側Ｓｎ潰は０．５〜２．８　ｇ　／　ｒ＋？である
。

このように本発明では製造コスト的に非常に有利に、耐
食性ならびに溶接性及びフランジ加工性の優れたＳｎめ
っき極薄鋼板をえることができる。

〈実施例〉 次に実施例および比較例に基づいて本発明を具体的に説
明する。

第１表に示したＣとＮｂ以外は、缶用鋼板とじて一船的
に用いられるアルミキルド鋼の成分、即ち、Ｓｉ　：　
０．０４％以下９Ｍｎ　：　０．０５〜０．３％、Ｓ：
０．０２％以下、ｐ：０．０２％以下、　八ｆ：ｏ、０
２〜０．１５％、Ｎ：　　０．００４％以下に調整した
板厚０．１２〜０．１ｈｍの連続焼鈍ＤＣＲ材を用い、
脱脂、酸洗した後、ハロゲン浴により、Ｓｎめっきし、
さらにリフロー処理、続いてクロメート処理を行った、
実施例１〜４゜比較例１〜５に該当するＳｎめっき極薄
鋼板と、さらに、現在薄目付ぶりきとして広く使われて
いる連続焼鈍前に０．０７　ｇ　／ボのＮ１めっきを施
し、それ以外は上記方法で製造した実施例５〜７．比較
例６〜７咳当のＳｎめっき１勇薄鋼板を得た。

このＳｎめっき極薄鋼板の、溶接性、フランジ加工性及
び耐食性をそれぞれ次の要領で試験した。

溶接性 溶接？Ｔ極として約１．５ｍ＋ａφの銅ワイヤーを使用
し、これを移動しながら供試材試材片を一定の加圧下で
重ね合わせ、溶接速度５５ｍ／ｍｉｎで電気抵抗溶接を
行い、溶接部が充分の強度を有し、かつスプラッシュの
発生がないという条件から溶接適正電流範囲を決めた。

フランジ加工性 上記溶接を行った缶胴のフランジ加工を行い、フランジ
割れの発生率により、次のようにフランジ加工性を評価
した。

フランジ割れの発生率（ｐｐｍ）評価 １〜１００　　　　　△ １００以上　　　　× 耐食性 （ＩＥＶ） 鉄露出程度を示すもので、缶内面となる面について炭酸
ナトリウムと、炭酸水素ナトリウムの混合溶液中で、定
電位電解を行い、その時のＴｔ流値を測定した６値が大
きい程、鉄露出量が大きい。

（ΔＴＣ） ２１０’ＣＸ２０分空焼き後のＡＴＣ値を、缶内面とな
る面について測定した。

（耐錆性テスト） 缶外面となる面について、乾湿サイクル試験機で１週間
後の請発生を観察し、次のように判定した。

請発生個数（１００ｃ−中） １〜１０ １１〜５０ ５１以上 比較例１は、内面側５ｎｉｌが少ないため、溶接適正電
流範囲がなく、フランジ加工性も良（ない。

比較例２は、鋼中Ｃが多く、Ｎｂも添加されていないた
め、フランジ加工性が悪い。

比較例３は、鋼中にＮｂが添加されていないのでフラン
ジ加工性が劣る。

比較例４は、鋼中Ｃが多いため、フランジ加工性が悪い
。

比較例５は、フランジ加工性は良いがＳｎめっき量が少
いため、溶接適正電流範囲がなく、耐食性も劣る。

比較例６は、鋼中Ｃｌが多く、缶内面Ｓｎｌが少ないた
め、溶接適正電流範囲がなく、フランジ加工性も劣る。

比較例７は、缶内面側のＳｎ付着量が少ないため、溶接
適正電流範囲がなく、フランジ加工性もやや劣る。

本発明の条件を満足する実施例１〜７は、充分な溶接適
正電流範囲が存在し、フランジ割れの発生がなかった。

特に缶内面のＳｎめっき量を缶外面のＳｎめっき量の２
倍以上とした実施例１〜３．５〜７は、表裏合計Ｓｎ量
が同じでも広い溶接適正電流範囲が得られた。特に実施
例５〜７は、Ｎｉ拡散めっき処理を施しているため、溶
接適正電流範囲がさらに広く、５ｎｉｌの一層の節約が
できる。これは、Ｎｉ拡散処理により、フリーの金属Ｓ
ｎｌが多くなることによると考えられる。

また、さらに実施例１〜７は、鋼中Ｃ■が少ないため、
めっきのピンホールが少なく、これまでの低Ｃ材のＳｎ
めっき鋼板に比べ、耐食性も優れている。

〈発明の効果〉 本発明によれば、板厚０．１２〜０．１８ｒｒｎの極薄
鋼板で、フランジ加工性と溶接性に優れた溶接缶用Ｓｎ
めっき極薄鋼板が低コストで得られ、また、省資源、省
エネルギーに寄与するところ大であり、経済的価値はき
わめて高い。

特許出願人　　　川崎製鉄株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％でＣ：０．００４％以下、Ｓｉ：０．０４
   ％以下、Ｍｎ：０．０５〜０．３％、Ｓ：０．０２％以
   下、Ｐ：０．０２％以下、Ａｌ：０．０２〜０．１５％
   、Ｎ：０．００４％以下、Ｎｂ：０．０１％以下を含有
   し、残部は実質的にＦｅからなる板厚が０．１２〜０．
   １８ｍｍの鋼板の両面に互いの目付量が異なるＳｎめっ
   き層を有することを特徴とするフランジ加工性と溶接性
   に優れたＳｎめっき極薄鋼板。
2. （２）一方の面のＳｎ目付量が１．０〜５．５ｇ／ｍ＾
   ２、他方の面のＳｎ目付量が０．５〜２．８ｇ／ｍ＾２
   であることを特徴とする請求項１記載のフランジ加工性
   と溶接性に優れたＳｎめっき極薄鋼板。