JPH0637714B2 - 溶接缶用電解クロム酸処理鋼板 - Google Patents
溶接缶用電解クロム酸処理鋼板Info
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- JPH0637714B2 JPH0637714B2 JP1156876A JP15687689A JPH0637714B2 JP H0637714 B2 JPH0637714 B2 JP H0637714B2 JP 1156876 A JP1156876 A JP 1156876A JP 15687689 A JP15687689 A JP 15687689A JP H0637714 B2 JPH0637714 B2 JP H0637714B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、飲料缶、食料缶などの食缶関係、あるいは、
１８缶、美術缶などの雑缶関係の分野で使用される溶
接缶用電解クロム酸処理鋼板に関する。
１８缶、美術缶などの雑缶関係の分野で使用される溶
接缶用電解クロム酸処理鋼板に関する。
鋼板表面に金属クロム層およびクロム水和酸化物層の２
層皮膜を有する電解クロム酸処理鋼板（以下ＴＦＳ−Ｃ
Ｔという）は飲料缶、食缶、美術缶、１８缶などの分
野に、ブリキの代替品として、近年ますます重用されつ
つある。これは、ＴＦＳ−ＣＴがブリキに比べて安価で
あると共に、優れた塗装下地用鋼板としての機能を有し
ているためである。しかしながら、このＴＦＳ−ＣＴを
溶接缶用材料として使用する場合、金属クロム、クロム
水和酸化物からなる皮膜を溶接直前に機械的に研削など
の手段で除去することが必要である。溶接前に皮膜を除
去することは製缶コスト上、品質上、衛生上の問題があ
る。クロム水和酸化物皮膜を研削除去せずに、溶接可能
なＴＦＳ−ＣＴおよびその製造方法については種々の方
法が提案されている。例えば、特公昭５７−１９７５
２、特公昭５７−３６９８６、特開昭６１−２１３３９
８、特開昭６３−１８６８９４などがすでに公知であ
る。
層皮膜を有する電解クロム酸処理鋼板（以下ＴＦＳ−Ｃ
Ｔという）は飲料缶、食缶、美術缶、１８缶などの分
野に、ブリキの代替品として、近年ますます重用されつ
つある。これは、ＴＦＳ−ＣＴがブリキに比べて安価で
あると共に、優れた塗装下地用鋼板としての機能を有し
ているためである。しかしながら、このＴＦＳ−ＣＴを
溶接缶用材料として使用する場合、金属クロム、クロム
水和酸化物からなる皮膜を溶接直前に機械的に研削など
の手段で除去することが必要である。溶接前に皮膜を除
去することは製缶コスト上、品質上、衛生上の問題があ
る。クロム水和酸化物皮膜を研削除去せずに、溶接可能
なＴＦＳ−ＣＴおよびその製造方法については種々の方
法が提案されている。例えば、特公昭５７−１９７５
２、特公昭５７−３６９８６、特開昭６１−２１３３９
８、特開昭６３−１８６８９４などがすでに公知であ
る。
特公昭５７−１９７５２は、鋼板表面に３〜４０mg/m2
の金属クロム層とその上部にクロムとして２〜１５mg/m
2のクロム酸化物を主体とする非金属クロム層からな
り、金属クロム層をポーラスにすることを特徴とするも
のである。しかしながら、このように金属クロム量を単
純に少なくし、金属クロム層をポーラスにすると、耐食
性が低下する。また、表面に塗布した塗料のキュアーの
ため施される加熱により、金属クロム層のポアーから露
出した鋼板表面が酸化されるため、意図的に露出させた
鋼板表面が溶接性の改良に寄与しないという欠点があ
る。
の金属クロム層とその上部にクロムとして２〜１５mg/m
2のクロム酸化物を主体とする非金属クロム層からな
り、金属クロム層をポーラスにすることを特徴とするも
のである。しかしながら、このように金属クロム量を単
純に少なくし、金属クロム層をポーラスにすると、耐食
性が低下する。また、表面に塗布した塗料のキュアーの
ため施される加熱により、金属クロム層のポアーから露
出した鋼板表面が酸化されるため、意図的に露出させた
鋼板表面が溶接性の改良に寄与しないという欠点があ
る。
特公昭５７−３６９８６は、硫酸イオン、硝酸イオン、
塩素イオンなどの陰イオンを意図的には添加しないクロ
ム酸、重クロム酸などを主成分とする水溶液中で、鋼板
表面に０．５〜３０mg/m2の金属クロムと、クロムとし
て２〜５０mg/m2のクロム水和酸化物を生成することを
特徴とする塗装性、溶接性、加工性に優れたＴＦＳ−Ｃ
Ｔの製造方法に関するものである。これは、溶接性、加
工性の向上のために、金属クロム量を少なくし、それに
よる耐食性の低下をクロム水和酸化物を主体とする非金
属クロム層の改質によって補うものである。しかしなが
ら、溶接性の観点から見ると、前述の特公昭５７−１９
５７２と同様に、金属クロム層にポアーが多く、塗料の
キュアーのための加熱により露出した鋼板表面が酸化さ
れ、溶接性が低下するおそれがある。
塩素イオンなどの陰イオンを意図的には添加しないクロ
ム酸、重クロム酸などを主成分とする水溶液中で、鋼板
表面に０．５〜３０mg/m2の金属クロムと、クロムとし
て２〜５０mg/m2のクロム水和酸化物を生成することを
特徴とする塗装性、溶接性、加工性に優れたＴＦＳ−Ｃ
Ｔの製造方法に関するものである。これは、溶接性、加
工性の向上のために、金属クロム量を少なくし、それに
よる耐食性の低下をクロム水和酸化物を主体とする非金
属クロム層の改質によって補うものである。しかしなが
ら、溶接性の観点から見ると、前述の特公昭５７−１９
５７２と同様に、金属クロム層にポアーが多く、塗料の
キュアーのための加熱により露出した鋼板表面が酸化さ
れ、溶接性が低下するおそれがある。
特開昭６１−２１３３９８は、鋼板表面に１０〜４０mg
/m2の平滑な金属クロム層と３〜３０mg/m2の均一な厚み
のクロム水和酸化物層を形成させた塗装耐食性の優れた
溶接缶用ＴＦＳ−ＣＴに関するものである。その製造方
法は、析出した金属クロム層の一部を陽極処理によっ
て、溶解させることを特徴としている。しかしながら、
公知のクロム酸浴を用い、１０〜４０mg/m2の金属クロ
ムの析出でポーラス状でなく連続的に鋼板表面を被覆す
ることは非常に難しく、また、一度析出した金属クロム
を陽極処理によって溶解させる方法は、かえって金属ク
ロム層のポアーを増加させ、鋼板表面の露出率を増加さ
せる結果になる。
/m2の平滑な金属クロム層と３〜３０mg/m2の均一な厚み
のクロム水和酸化物層を形成させた塗装耐食性の優れた
溶接缶用ＴＦＳ−ＣＴに関するものである。その製造方
法は、析出した金属クロム層の一部を陽極処理によっ
て、溶解させることを特徴としている。しかしながら、
公知のクロム酸浴を用い、１０〜４０mg/m2の金属クロ
ムの析出でポーラス状でなく連続的に鋼板表面を被覆す
ることは非常に難しく、また、一度析出した金属クロム
を陽極処理によって溶解させる方法は、かえって金属ク
ロム層のポアーを増加させ、鋼板表面の露出率を増加さ
せる結果になる。
特開昭６３−１８６８９４は、鋼板表面に５０〜１５０
mg/m2の金属クロム層と、クロムとして５〜２０mg/m2の
クロム酸化皮膜を有し、かつ金属クロムの一部に突起部
を持つことを特徴とする溶接缶用ＴＦＳ−ＣＴに関する
ものである。金属クロム層に突起部を持たせると接触電
気抵抗値（以下、Rc値という）が小さくなり、その結
果、溶接性が良くなるという考えのもとに見出されたも
のであるが、金属クロムの平滑状のあるいは突起状など
の析出形態が異なる場合を含めると、Rc値と溶接性には
相関関係があるとは言えない。また、突起部分では金属
クロム層は極端に厚く、また突起のない部分は極端に薄
いため、金属クロムの薄い部分では、鉄露出率が高くな
る。
mg/m2の金属クロム層と、クロムとして５〜２０mg/m2の
クロム酸化皮膜を有し、かつ金属クロムの一部に突起部
を持つことを特徴とする溶接缶用ＴＦＳ−ＣＴに関する
ものである。金属クロム層に突起部を持たせると接触電
気抵抗値（以下、Rc値という）が小さくなり、その結
果、溶接性が良くなるという考えのもとに見出されたも
のであるが、金属クロムの平滑状のあるいは突起状など
の析出形態が異なる場合を含めると、Rc値と溶接性には
相関関係があるとは言えない。また、突起部分では金属
クロム層は極端に厚く、また突起のない部分は極端に薄
いため、金属クロムの薄い部分では、鉄露出率が高くな
る。
溶接缶用ＴＦＳ−ＣＴを製造する方法が開示されていな
がら、いまだに実用化されていないことは、溶接缶用材
料として種々の問題点があることを示唆している。
がら、いまだに実用化されていないことは、溶接缶用材
料として種々の問題点があることを示唆している。
従来の技術は、金属クロム量の減少または金属クロム層
の形態により、溶接性を改良し、同時にクロム水和酸化
物の改質により耐食性、塗装耐食性、塗料密着性を付与
する技術思想であったが、加熱時の鋼板表面の酸化の観
点から溶接性に影響する因子に対する詳細な検討は必ず
しも十分になされていなかったと考えられる。
の形態により、溶接性を改良し、同時にクロム水和酸化
物の改質により耐食性、塗装耐食性、塗料密着性を付与
する技術思想であったが、加熱時の鋼板表面の酸化の観
点から溶接性に影響する因子に対する詳細な検討は必ず
しも十分になされていなかったと考えられる。
また、従来の技術はいずれも上述のように、ＴＦＳ−Ｃ
Ｔの皮膜組成や皮膜形態の改善により溶接性を改良する
ものであり、溶接性に多きな影響を及ぼす鋼中の炭素量
に全く着目していなかった。ところが、鋼中の炭素量の
影響は、ぶりきなどの溶接性に優れた表面処理鋼板の場
合は、あまり顕著にあらわれなかったが、従来の技術に
開示されている溶接缶用ＴＦＳ−ＣＴのような難溶接性
の表面処理鋼板の場合は、非常に大きいことがわかっ
た。従来、缶用材料に使用されている通常の連続鋳造剤
の炭素量は０．０３〜０．１０％の範囲にあり、良好な
溶接性の得られる鋼中炭素量の範囲を越えたところにあ
った。
Ｔの皮膜組成や皮膜形態の改善により溶接性を改良する
ものであり、溶接性に多きな影響を及ぼす鋼中の炭素量
に全く着目していなかった。ところが、鋼中の炭素量の
影響は、ぶりきなどの溶接性に優れた表面処理鋼板の場
合は、あまり顕著にあらわれなかったが、従来の技術に
開示されている溶接缶用ＴＦＳ−ＣＴのような難溶接性
の表面処理鋼板の場合は、非常に大きいことがわかっ
た。従来、缶用材料に使用されている通常の連続鋳造剤
の炭素量は０．０３〜０．１０％の範囲にあり、良好な
溶接性の得られる鋼中炭素量の範囲を越えたところにあ
った。
溶接缶用ＴＦＳ−ＣＴの実用化のため、すでに記したよ
うに種々の努力がなされているが、溶接缶用材料として
実用に供せられる程に広い溶接可能電流範囲を有するも
のは得られていない。
うに種々の努力がなされているが、溶接缶用材料として
実用に供せられる程に広い溶接可能電流範囲を有するも
のは得られていない。
本発明は、十分に広い溶接可能電流範囲を得るための鋼
中の炭素含有量とＴＦＳ−ＣＴの最適な皮膜構成を決定
することにより、高速溶接性に優れた電解クロム酸化処
理鋼板を提供することを目的としている。
中の炭素含有量とＴＦＳ−ＣＴの最適な皮膜構成を決定
することにより、高速溶接性に優れた電解クロム酸化処
理鋼板を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、本発明は鋼中の炭素含有量
を０．００１〜０．０２％の範囲に規定した冷延鋼板を
使用し、鋼板上に平滑で、被覆率の高い４５〜９０mg/m
2の金属クロム層を形成し、引き続き、最表層の易溶性
クロム水和酸化物を溶解させることにより、クロムとし
て１〜１０mg/m2の均一な難溶性のクロム水和酸化物層
を形成するものである。
を０．００１〜０．０２％の範囲に規定した冷延鋼板を
使用し、鋼板上に平滑で、被覆率の高い４５〜９０mg/m
2の金属クロム層を形成し、引き続き、最表層の易溶性
クロム水和酸化物を溶解させることにより、クロムとし
て１〜１０mg/m2の均一な難溶性のクロム水和酸化物層
を形成するものである。
以下、本発明を詳細に説明する。
ＴＦＳ−ＣＴの製造方法は、フッ素化合物、硫酸などの
助剤を添加したクロム酸１００g/以上の高濃度クロム
酸浴を用い鋼板表面に金属クロムを析出後、同様の助剤
を含む低濃度クロム酸浴中で陰極電解し、主としてクロ
ム水和酸化物皮膜を形成させる２液法と、フッ素化合
物、硫酸などの助剤を添加したクロム酸１００g/以下
のクロム酸浴中で陰極電解し、同時に金層クロム属とク
ロム水和酸化物層を形成させる１液法の２つの方法が知
られている。熱アルカリ溶液でクロム水和酸化物を溶解
除去した金属クロム層について、金属クロム量と金属ク
ロム属のポアーからの鋼板表面の露出率との関係をみる
と、第１図に示したように、(A)CrO3−弗化物浴 (B)Cr
O3−弗化物−硫酸浴(C)CrO3−硫酸浴の順にポアーの少
ない金属クロム層が得られる。したがって、本発明にお
いて、鋼板上に被覆率の高い金属クロム層を析出させる
ためには、フッ素化合物と硫酸を添加したクロム酸浴、
より好ましくはフッ素化合物のみを添加したクロム酸浴
の使用が好ましい。フッ素化合物と硫酸を添加したクロ
ム酸浴は、被覆率はやや劣るが、浴中の不純物イオンの
影響を受け難いため、操業性には優れている。
助剤を添加したクロム酸１００g/以上の高濃度クロム
酸浴を用い鋼板表面に金属クロムを析出後、同様の助剤
を含む低濃度クロム酸浴中で陰極電解し、主としてクロ
ム水和酸化物皮膜を形成させる２液法と、フッ素化合
物、硫酸などの助剤を添加したクロム酸１００g/以下
のクロム酸浴中で陰極電解し、同時に金層クロム属とク
ロム水和酸化物層を形成させる１液法の２つの方法が知
られている。熱アルカリ溶液でクロム水和酸化物を溶解
除去した金属クロム層について、金属クロム量と金属ク
ロム属のポアーからの鋼板表面の露出率との関係をみる
と、第１図に示したように、(A)CrO3−弗化物浴 (B)Cr
O3−弗化物−硫酸浴(C)CrO3−硫酸浴の順にポアーの少
ない金属クロム層が得られる。したがって、本発明にお
いて、鋼板上に被覆率の高い金属クロム層を析出させる
ためには、フッ素化合物と硫酸を添加したクロム酸浴、
より好ましくはフッ素化合物のみを添加したクロム酸浴
の使用が好ましい。フッ素化合物と硫酸を添加したクロ
ム酸浴は、被覆率はやや劣るが、浴中の不純物イオンの
影響を受け難いため、操業性には優れている。
本発明のＴＦＳ−ＣＴは溶接缶用材料として提供される
ものであり、必ず塗装して使用される。塗装の焼付工程
の加熱を受けなければ、第２図に示すように、溶接性の
良否の一指標となるRc値は、金属クロム量の減少と共に
低くなる。しかしながら、塗装焼付を想定して２１０℃
で２０分の加熱を施すと、金属クロム量が４５〜９０mg
/m2の範囲において、Rc値が小さくなり、溶接性に最適
範囲が存在することが推定される。この理由は、金属ク
ロム量が４５mg/m2以下では、第１図に示したように、
鉄露出率が金属クロムの減少とともに著しく増加し、加
熱により鋼板表面に導電性の悪い酸化鉄が生成するため
と考えられる。また、金属クロム量が９０mg/m2以上で
は、鋼板の露出面積は減少するが、電極ロールによる加
圧で、厚い金属クロム層に微細な割れを生じにくいた
め、Rc値が大きくなるものと考えられる。
ものであり、必ず塗装して使用される。塗装の焼付工程
の加熱を受けなければ、第２図に示すように、溶接性の
良否の一指標となるRc値は、金属クロム量の減少と共に
低くなる。しかしながら、塗装焼付を想定して２１０℃
で２０分の加熱を施すと、金属クロム量が４５〜９０mg
/m2の範囲において、Rc値が小さくなり、溶接性に最適
範囲が存在することが推定される。この理由は、金属ク
ロム量が４５mg/m2以下では、第１図に示したように、
鉄露出率が金属クロムの減少とともに著しく増加し、加
熱により鋼板表面に導電性の悪い酸化鉄が生成するため
と考えられる。また、金属クロム量が９０mg/m2以上で
は、鋼板の露出面積は減少するが、電極ロールによる加
圧で、厚い金属クロム層に微細な割れを生じにくいた
め、Rc値が大きくなるものと考えられる。
第３図は、難溶性のクロム水和酸化物皮膜量が一定のも
とで、金属クロム量と２１０℃で２０分加熱した後のＴ
ＦＳ−ＣＴの溶接時の溶接可能電流範囲の関係を示すも
のであり、この範囲は溶接時にスプラッシュが発生しは
じめる電流を溶接上限とし、十分な接合強度が得られは
じめる電流を溶接下限として求めたものである。この溶
接範囲が広いほど溶接性が優れていることを示してい
る。溶接可能電流範囲の広さとRc値の関係は、第２図と
第３図からわかるように相関関係がある。
とで、金属クロム量と２１０℃で２０分加熱した後のＴ
ＦＳ−ＣＴの溶接時の溶接可能電流範囲の関係を示すも
のであり、この範囲は溶接時にスプラッシュが発生しは
じめる電流を溶接上限とし、十分な接合強度が得られは
じめる電流を溶接下限として求めたものである。この溶
接範囲が広いほど溶接性が優れていることを示してい
る。溶接可能電流範囲の広さとRc値の関係は、第２図と
第３図からわかるように相関関係がある。
したがって、一般に、Rc測定による簡便な方法により、
溶接可能電流範囲の評価がなされている。平滑な金属ク
ロム層を形成したＴＦＳ−ＣＴの場合は、Rc値と溶接可
能電流範囲とに、非常に良い相関関係が認められる。し
かしながら、金属クロム層の析出形態を変えた場合、例
えば、特開昭63−１８６８９４に開示されたような方法
で得られた金属クロム層の一部に突起部を持つTFS−CT
の場合にはこの関係は明瞭でない。金属クロム層の一部
に突起部を持つ金属クロム層の突起部の厚さは、平滑部
の厚さの３〜１０倍になっている。したがって、突起部
では鋼の鍛接性を妨げ、平滑部では、鉄露出率が高いた
めに加熱により鋼板表面に酸化鉄が生成しやすい。この
ような理由により、金属クロム層の一部に突起部を持つ
ＴＦＳ−ＣＴは、Rc値がかなり小さいにもかかわらず、
溶接可能電流範囲が狭いものと考えられる。
溶接可能電流範囲の評価がなされている。平滑な金属ク
ロム層を形成したＴＦＳ−ＣＴの場合は、Rc値と溶接可
能電流範囲とに、非常に良い相関関係が認められる。し
かしながら、金属クロム層の析出形態を変えた場合、例
えば、特開昭63−１８６８９４に開示されたような方法
で得られた金属クロム層の一部に突起部を持つTFS−CT
の場合にはこの関係は明瞭でない。金属クロム層の一部
に突起部を持つ金属クロム層の突起部の厚さは、平滑部
の厚さの３〜１０倍になっている。したがって、突起部
では鋼の鍛接性を妨げ、平滑部では、鉄露出率が高いた
めに加熱により鋼板表面に酸化鉄が生成しやすい。この
ような理由により、金属クロム層の一部に突起部を持つ
ＴＦＳ−ＣＴは、Rc値がかなり小さいにもかかわらず、
溶接可能電流範囲が狭いものと考えられる。
以上説明したように、本発明の溶接性に優れたＴＦＳ−
ＣＴの金属クロム層は加熱時に鋼板が直接空気にさらさ
れて酸化されるのを防ぐとともに、溶接時の電極ロール
の加圧で破壊され易いように、平滑で薄く、かつ被覆率
の高いことを必要とする。
ＣＴの金属クロム層は加熱時に鋼板が直接空気にさらさ
れて酸化されるのを防ぐとともに、溶接時の電極ロール
の加圧で破壊され易いように、平滑で薄く、かつ被覆率
の高いことを必要とする。
つぎに、本発明のＴＦＳ−ＣＴにおいて、平滑で被覆率
の高い４５〜９０mg/m2の金属クロム層の上に形成され
るクロム水和酸化物は、電解液に難溶性のものが均一性
に優れており、溶接性に優れているため、電解後の浸漬
を必要とする。電解直後のクロム水和酸化物層は、最表
面に助剤の含有量の多い電解液に易溶性のものと、その
下に助剤の含有量の少ない電解液に難溶性のものとから
構成されている。最表層の易溶性のクロム水和酸化物
は、浴組成、浴温、電流密度などの電解条件や、液の撹
拌状態によって生成量が変動し易いため、鋼板の幅方
向、長手方向で不均一析出を生じ易い。これに対して、
その下にある難溶性のクロム水和酸化物の生成量は、電
解条件や撹拌状態によらずほぼ一定であり、更に好都合
なことに、電気量を多くしてもある一定の厚み以上には
生成しないため、板幅方向、長手方向の均一性に優れて
いる。また、更に詳細に見方をすると、電子顕微鏡で観
察される鋼の結晶方位ごとの難溶性クロム水和酸化物の
厚みの差は、電解直後のクロム水和酸化物の結晶方位ご
との厚みの差に比べて均一性に優れている。このよう
に、電解直後のクロム水和酸化物層は、均一な厚みの難
溶性クロム水和酸化物層の上に、不均一な厚みの易溶性
クロム水和酸化物層を形成しているため、全体として不
均一な厚みとなり、溶接時の局部発熱の原因となるため
好ましくない。したがって、同一量のクロム水和酸化物
量であっても、電解直後のＴＦＳ−ＣＴよりも、電解
後、電解液に十分浸漬して易溶性のクロム水和酸化物を
溶解除去したＴＦＳ−ＣＴの方が著しく溶接性に優れて
おり、従来の技術に開示されているような単なるクロム
水和酸化物量の規定では、安定した溶接性は得られない
ことがわかった。難溶性のクロム水和酸化物を得るため
には、電解後、少なくとも２秒以上、電解液に浸漬する
必要がある。第４図に示したように、易溶性のクロム水
和酸化物は、電解終了後、２秒以内に大部分が溶解し、
難溶性のクロム水和酸化物のみとなる。易溶性のクロム
水和酸化物を溶解させる溶液は、電解液のほかに、２５
g/以上のクロム酸溶液を使用することができる。温度
は高い方が好ましいが、常温でも易溶性のクロム水和酸
化物を溶解できる。
の高い４５〜９０mg/m2の金属クロム層の上に形成され
るクロム水和酸化物は、電解液に難溶性のものが均一性
に優れており、溶接性に優れているため、電解後の浸漬
を必要とする。電解直後のクロム水和酸化物層は、最表
面に助剤の含有量の多い電解液に易溶性のものと、その
下に助剤の含有量の少ない電解液に難溶性のものとから
構成されている。最表層の易溶性のクロム水和酸化物
は、浴組成、浴温、電流密度などの電解条件や、液の撹
拌状態によって生成量が変動し易いため、鋼板の幅方
向、長手方向で不均一析出を生じ易い。これに対して、
その下にある難溶性のクロム水和酸化物の生成量は、電
解条件や撹拌状態によらずほぼ一定であり、更に好都合
なことに、電気量を多くしてもある一定の厚み以上には
生成しないため、板幅方向、長手方向の均一性に優れて
いる。また、更に詳細に見方をすると、電子顕微鏡で観
察される鋼の結晶方位ごとの難溶性クロム水和酸化物の
厚みの差は、電解直後のクロム水和酸化物の結晶方位ご
との厚みの差に比べて均一性に優れている。このよう
に、電解直後のクロム水和酸化物層は、均一な厚みの難
溶性クロム水和酸化物層の上に、不均一な厚みの易溶性
クロム水和酸化物層を形成しているため、全体として不
均一な厚みとなり、溶接時の局部発熱の原因となるため
好ましくない。したがって、同一量のクロム水和酸化物
量であっても、電解直後のＴＦＳ−ＣＴよりも、電解
後、電解液に十分浸漬して易溶性のクロム水和酸化物を
溶解除去したＴＦＳ−ＣＴの方が著しく溶接性に優れて
おり、従来の技術に開示されているような単なるクロム
水和酸化物量の規定では、安定した溶接性は得られない
ことがわかった。難溶性のクロム水和酸化物を得るため
には、電解後、少なくとも２秒以上、電解液に浸漬する
必要がある。第４図に示したように、易溶性のクロム水
和酸化物は、電解終了後、２秒以内に大部分が溶解し、
難溶性のクロム水和酸化物のみとなる。易溶性のクロム
水和酸化物を溶解させる溶液は、電解液のほかに、２５
g/以上のクロム酸溶液を使用することができる。温度
は高い方が好ましいが、常温でも易溶性のクロム水和酸
化物を溶解できる。
難溶性クロム水和酸化物量は、溶接性の観点からは少な
い方が良いが、長時間、高濃度のクロム酸浴中に浸漬し
てもクロムとして１mg/m2以下に下げることはできな
い。また、クロムとして１０mg/m2を超えると、均一性
が良くても難溶性クロム水和酸化物皮膜が厚くなりすぎ
て溶接性が低下する。したがって、難溶性のクロム水和
酸化物量は、１〜１０mg/m2と規定される。
い方が良いが、長時間、高濃度のクロム酸浴中に浸漬し
てもクロムとして１mg/m2以下に下げることはできな
い。また、クロムとして１０mg/m2を超えると、均一性
が良くても難溶性クロム水和酸化物皮膜が厚くなりすぎ
て溶接性が低下する。したがって、難溶性のクロム水和
酸化物量は、１〜１０mg/m2と規定される。
このようにして得られた難溶性のクロム水和酸化物皮膜
は、均一性に優れるため、溶接電流の分布が均一とな
り、溶接性が向上するものと考えられる。
は、均一性に優れるため、溶接電流の分布が均一とな
り、溶接性が向上するものと考えられる。
ＴＦＳ−ＣＴの最適な皮膜組成と、皮膜形態に関する上
述の知見にもとづき、先に「鋼板表面に４５〜９０mg/m
2の平滑に析出させた金属クロム層と、クロムとして１
〜１０mg/m2の難溶性のクロム水和酸化物層を形成させ
ることを特徴とする溶接性に優れた電解クロム酸処理鋼
板の製造方法について、特願昭６３−２６１４４０に出
願した。この出願に使用した冷延鋼板は、缶用材料に使
用される通常の化学組成の鋼板であり、鋼中の炭素量が
０．０５％のものであった。
述の知見にもとづき、先に「鋼板表面に４５〜９０mg/m
2の平滑に析出させた金属クロム層と、クロムとして１
〜１０mg/m2の難溶性のクロム水和酸化物層を形成させ
ることを特徴とする溶接性に優れた電解クロム酸処理鋼
板の製造方法について、特願昭６３−２６１４４０に出
願した。この出願に使用した冷延鋼板は、缶用材料に使
用される通常の化学組成の鋼板であり、鋼中の炭素量が
０．０５％のものであった。
ところが、溶接性に影響を与える材料側の因子につい
て、さらに詳細な検討を行ったところ、鋼中に含有され
るC,Si,Mn,P,S,Cu,Al,Nなどの微量成分の内、特に炭素
が溶接性に大きな影響を及ぼすことが明らかとなった。
て、さらに詳細な検討を行ったところ、鋼中に含有され
るC,Si,Mn,P,S,Cu,Al,Nなどの微量成分の内、特に炭素
が溶接性に大きな影響を及ぼすことが明らかとなった。
従来より、鋼中の炭素量が溶接熱影響部の機械的性質を
左右することや、鋼中の炭素量が０．１０％以上になる
と鍛接性の悪くなることは知られていたが、０．１０％
未満の範囲で、鋼中の炭素量と溶接性に関する詳細な検
討はなされていなかった。従来、溶接缶用材料にはぶり
きが使用されていたが、ぶりきのように塗装焼付の加熱
後も多量の金属錫が残存する材料は溶接性が良好であ
り、鋼中の炭素量と溶接性の関係は比較的相関があらわ
れにくい。また、通常のＴＦＳ−ＣＴの場合は、皮膜組
成が不適切なため、鋼中の炭素量を低減させても溶接は
できない。従来の技術に開示された溶接缶用ＴＦＳ−Ｃ
Ｔの場合は、炭素量を低減させると、溶接可能な電流範
囲は広くなる傾向にあるが、いまだ十分な溶接性を有し
ていない。一方、特願昭６３−２６１４４０に出願した
溶接性に優れたＴＦＳ−ＣＴの場合には、鎖中の炭素量
の影響が顕著にあらわれ、炭素量を従来の０．０３〜
０．１０％の範囲から、０．００１〜０．０２％の範囲
に低融させることにより、さらに溶接性が改良されるこ
とがわかった。
左右することや、鋼中の炭素量が０．１０％以上になる
と鍛接性の悪くなることは知られていたが、０．１０％
未満の範囲で、鋼中の炭素量と溶接性に関する詳細な検
討はなされていなかった。従来、溶接缶用材料にはぶり
きが使用されていたが、ぶりきのように塗装焼付の加熱
後も多量の金属錫が残存する材料は溶接性が良好であ
り、鋼中の炭素量と溶接性の関係は比較的相関があらわ
れにくい。また、通常のＴＦＳ−ＣＴの場合は、皮膜組
成が不適切なため、鋼中の炭素量を低減させても溶接は
できない。従来の技術に開示された溶接缶用ＴＦＳ−Ｃ
Ｔの場合は、炭素量を低減させると、溶接可能な電流範
囲は広くなる傾向にあるが、いまだ十分な溶接性を有し
ていない。一方、特願昭６３−２６１４４０に出願した
溶接性に優れたＴＦＳ−ＣＴの場合には、鎖中の炭素量
の影響が顕著にあらわれ、炭素量を従来の０．０３〜
０．１０％の範囲から、０．００１〜０．０２％の範囲
に低融させることにより、さらに溶接性が改良されるこ
とがわかった。
第５図は、鋼中の炭素量と溶接可能電流範囲の関係を示
したものであり、難溶性クロム水和酸化物量が一定の時
は炭素量の増加と共に溶接可能電流範囲が狭くなること
がわかる。
したものであり、難溶性クロム水和酸化物量が一定の時
は炭素量の増加と共に溶接可能電流範囲が狭くなること
がわかる。
また、図中に従来の技術により製造した溶接缶用ＴＦＳ
−ＣＴの溶接可能電流範囲を示したが、単に鋼中の炭素
量を減少させただけでは、本願発明のような良好な溶接
性が得られないことがわかる。
−ＣＴの溶接可能電流範囲を示したが、単に鋼中の炭素
量を減少させただけでは、本願発明のような良好な溶接
性が得られないことがわかる。
以上の結果より、鋼板表面に平滑で被覆性の良い４５〜
９０mg/m2の金属クロム層と、クロムとして１〜１０mg/
m2の難溶性のクロム水和酸化物層を形成させたＴＦＳ−
ＣＴにおいて、鋼中の炭素量を０．００１〜０．０２％
の範囲に規定したTFS−ＣＴは良好な溶接性を有するこ
とがわかる。このように、ＴＦＳ−ＣＴの最適な皮膜構
成と炭素量を限定した鋼とを組み合わせることにより、
高速溶接性に優れた電解クロム酸処理鋼板を提供するこ
とができる。
９０mg/m2の金属クロム層と、クロムとして１〜１０mg/
m2の難溶性のクロム水和酸化物層を形成させたＴＦＳ−
ＣＴにおいて、鋼中の炭素量を０．００１〜０．０２％
の範囲に規定したTFS−ＣＴは良好な溶接性を有するこ
とがわかる。このように、ＴＦＳ−ＣＴの最適な皮膜構
成と炭素量を限定した鋼とを組み合わせることにより、
高速溶接性に優れた電解クロム酸処理鋼板を提供するこ
とができる。
以下、本発明の内容を実施例および比較例で具体的に説
明する。
明する。
鋼中の炭素量の異なる熱延鋼板を使用して、板厚、０．
２２mm、テンパーＴ−４の冷延鋼板を第１表に示す条件
により作成した。この冷延鋼板に通常の脱脂、酸洗を施
した後、クロム酸浴中で陰極電解して、鋼板表面に４５
〜９０mg/m2の平滑な金属クロム層と、クロムとして１
〜１０mg/m2の難溶性クロム水和酸化物層を有するＴＦ
Ｓ−ＣＴを製造した。同時に、鋼中の炭素量の異なる冷
延鋼板を使用して、先行技術の代表的な実施例にしたが
って、比較例１〜３に示すＴＦＳ−ＣＴを製造した。
２２mm、テンパーＴ−４の冷延鋼板を第１表に示す条件
により作成した。この冷延鋼板に通常の脱脂、酸洗を施
した後、クロム酸浴中で陰極電解して、鋼板表面に４５
〜９０mg/m2の平滑な金属クロム層と、クロムとして１
〜１０mg/m2の難溶性クロム水和酸化物層を有するＴＦ
Ｓ−ＣＴを製造した。同時に、鋼中の炭素量の異なる冷
延鋼板を使用して、先行技術の代表的な実施例にしたが
って、比較例１〜３に示すＴＦＳ−ＣＴを製造した。
これらのＴＦＳ−ＣＴの皮膜量、溶接性、耐食性などを
第２表に示した。第２表から明らかなように、鋼中の炭
素量が０．００１〜０．０２％の鋼板を基板とし、４５
〜９０mg/m2の平滑な金属クロム層と、クロムとして１
〜１０mg/m2の難溶性クロム水和酸化物層を形成させた
本発明のＴＦＳ−ＣＴは、十分に広い溶接可能電流範囲
を有し、著しく溶接性に優れている。
第２表に示した。第２表から明らかなように、鋼中の炭
素量が０．００１〜０．０２％の鋼板を基板とし、４５
〜９０mg/m2の平滑な金属クロム層と、クロムとして１
〜１０mg/m2の難溶性クロム水和酸化物層を形成させた
本発明のＴＦＳ−ＣＴは、十分に広い溶接可能電流範囲
を有し、著しく溶接性に優れている。
比較例１は特開昭６１−２１３３９８の実施例で開示さ
れた製造方法にしたがって製造したものである。比較例
３は特願昭６３−２６１４４０の製造方法にしたがって
製造したものである。これらは、いずれも通常の例延鋼
板を使用し、鋼中の炭素量が０．０５％であった。比較
例２は特開昭61−２１３３９８の実施例にしたがって製
造したものであるが、鋼中の炭素量を０．０１％に低減
した例延鋼板を基板としている。比較例２からわかるよ
うに、単に、鋼中の炭素量を低減させただけでは良好な
溶接性を有するＴＦＳ−ＣＴは得られないことがわか
る。また、耐食性の点でも実施例１〜５に示したＴＦＳ
−ＣＴは比較例１〜２に示したＴＦＳ−ＣＴよりも優れ
ている。
れた製造方法にしたがって製造したものである。比較例
３は特願昭６３−２６１４４０の製造方法にしたがって
製造したものである。これらは、いずれも通常の例延鋼
板を使用し、鋼中の炭素量が０．０５％であった。比較
例２は特開昭61−２１３３９８の実施例にしたがって製
造したものであるが、鋼中の炭素量を０．０１％に低減
した例延鋼板を基板としている。比較例２からわかるよ
うに、単に、鋼中の炭素量を低減させただけでは良好な
溶接性を有するＴＦＳ−ＣＴは得られないことがわか
る。また、耐食性の点でも実施例１〜５に示したＴＦＳ
−ＣＴは比較例１〜２に示したＴＦＳ−ＣＴよりも優れ
ている。
次に、実施例、比較例を示した第２表の評価項目の評価
方法について述べる。
方法について述べる。
(1) 金属クロム層のポアーからの鉄露出率 ９５℃の７．５Ｎ−NaOH溶液中にＴＦＳ−ＣＴを５分間
浸漬し、最表層のクロム水和酸化物を完全に溶解除去す
る。続いて、試料の３０mmφを残してテープでシール
し、１Ｍ−NaH2PO4溶液中にて１２５mV/minの分極速度
で陽分極した時の不動態化する直前の電流を読み取る。
別に求めた鉄の露出率と不動態化電流の検量線から、鉄
の露出率を求めた。
浸漬し、最表層のクロム水和酸化物を完全に溶解除去す
る。続いて、試料の３０mmφを残してテープでシール
し、１Ｍ−NaH2PO4溶液中にて１２５mV/minの分極速度
で陽分極した時の不動態化する直前の電流を読み取る。
別に求めた鉄の露出率と不動態化電流の検量線から、鉄
の露出率を求めた。
(2) 溶接可能電流範囲 ＴＦＳ−ＣＴを２１０℃で２０分空焼後、実験用切板溶
接機で、周波数６０Hz、ラップ幅０．４mm、速度５ｍ／
分、加圧力５０Kg重の条件で溶接を行った後、溶接部の
接合状態を評価した。溶接電流を２５Ａきざみで上げて
いって、スプラッシュが発生し始める電流を溶接上限と
し、溶接電流を下げていって、溶接部の接合強度が母材
の破断強度より低くなる直前の電流を溶接下限として、
この電流の差を溶接可能電流範囲とした。
接機で、周波数６０Hz、ラップ幅０．４mm、速度５ｍ／
分、加圧力５０Kg重の条件で溶接を行った後、溶接部の
接合状態を評価した。溶接電流を２５Ａきざみで上げて
いって、スプラッシュが発生し始める電流を溶接上限と
し、溶接電流を下げていって、溶接部の接合強度が母材
の破断強度より低くなる直前の電流を溶接下限として、
この電流の差を溶接可能電流範囲とした。
(3) 接触電気抵抗（Rc） ＴＦＳ−ＣＴを２１０℃で２０分空焼後、手製の接触電
気抵抗測定機でRcを測定した。測定方法は、２つの銅製
円盤電極の接触部位に２枚重ねした試料板を挟み、電極
間を５０kg重で加圧したまま周速５m/分で回転させて、
試料板を移動させながら、電極間に５Ａの直流電流を流
して電極間の電圧を測定し、Rc値を求めた。
気抵抗測定機でRcを測定した。測定方法は、２つの銅製
円盤電極の接触部位に２枚重ねした試料板を挟み、電極
間を５０kg重で加圧したまま周速５m/分で回転させて、
試料板を移動させながら、電極間に５Ａの直流電流を流
して電極間の電圧を測定し、Rc値を求めた。
(4) 糸状腐食 ＴＦＳ−ＣＴにエポキシ・フェノール系塗料を約60mg/d
m2塗布し、２１０℃で１０分間焼付けた後、クロスカッ
トを入れ、エリキセン試験機で５mm張り出す。サンプル
を３％NaClに浸漬した後、サンプル台に立てて、温度４
５℃、湿度８５％の雰囲気中に１０日間放置して、錆の
発生状態を観察した。
m2塗布し、２１０℃で１０分間焼付けた後、クロスカッ
トを入れ、エリキセン試験機で５mm張り出す。サンプル
を３％NaClに浸漬した後、サンプル台に立てて、温度４
５℃、湿度８５％の雰囲気中に１０日間放置して、錆の
発生状態を観察した。
(5) 塩水噴霧試験 ＴＦＳ−ＣＴを２１０℃で１０分間加熱した後、塩水噴
霧試験器に入れる。３５℃の３％NaCl溶液を１時間噴霧
した時の錆の発生状態を評価した。
霧試験器に入れる。３５℃の３％NaCl溶液を１時間噴霧
した時の錆の発生状態を評価した。
(6) 塗膜下腐食 糸状腐食試験と同様の方法で得た塗装板に、幅１０μ
ｍ、深さ１５μｍのクロスカットを入れ、クエン酸１．
５％、食塩１．５％からなる腐食液に38℃で２週間浸漬
し、カット部の腐食状態を評価した。
ｍ、深さ１５μｍのクロスカットを入れ、クエン酸１．
５％、食塩１．５％からなる腐食液に38℃で２週間浸漬
し、カット部の腐食状態を評価した。
本発明のＴＦＳ−ＣＴは、金属クロム層の被覆性とクロ
ム水和酸化物皮膜の均一性に優れており、かつ、鋼中の
炭素量が少ないために低温での接合性に優れ、非常に優
れた溶接性の有するため、ぶりきより安価な溶接缶用材
料として広範囲の用途に適用することを可能にし、産業
上の効果は極めて大きい。
ム水和酸化物皮膜の均一性に優れており、かつ、鋼中の
炭素量が少ないために低温での接合性に優れ、非常に優
れた溶接性の有するため、ぶりきより安価な溶接缶用材
料として広範囲の用途に適用することを可能にし、産業
上の効果は極めて大きい。
第１図は、ＴＦＳ−ＣＴの表層のクロム水和酸化物皮膜
を加熱したアルカリ溶液で溶解除去後の金属クロム層の
ポアーからの鉄露出率と、金属クロム量の関係を示す
図、第２図は、２１０℃で20分加熱前後の接触電気抵抗
（Rc）値と金属クロム量の関係を示す図、第３図は難溶
性クロム水和酸化物量を一定にしたＴＦＳ−ＣＴについ
て、210℃で２０分加熱後の溶接可能電流範囲と金属ク
ロム量の関係を示す図、第４図は、電解後のクロム水和
酸化物皮膜の電解液中への溶解速度の例を示す図、第５
図は、難溶性クロム水和酸化物量を一定にしたＴＦＳ−
ＣＴについて、２１０℃で２０分加熱後の溶接可能電流
範囲と鋼中の炭素量の関係を示す図である。
を加熱したアルカリ溶液で溶解除去後の金属クロム層の
ポアーからの鉄露出率と、金属クロム量の関係を示す
図、第２図は、２１０℃で20分加熱前後の接触電気抵抗
（Rc）値と金属クロム量の関係を示す図、第３図は難溶
性クロム水和酸化物量を一定にしたＴＦＳ−ＣＴについ
て、210℃で２０分加熱後の溶接可能電流範囲と金属ク
ロム量の関係を示す図、第４図は、電解後のクロム水和
酸化物皮膜の電解液中への溶解速度の例を示す図、第５
図は、難溶性クロム水和酸化物量を一定にしたＴＦＳ−
ＣＴについて、２１０℃で２０分加熱後の溶接可能電流
範囲と鋼中の炭素量の関係を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】鋼板を脱脂、酸洗後、フッ素化合物または
フッ素化合物と少量の硫酸を添加したクロム酸浴中で陰
極電解した後、引き続き２秒以上、２５ｇ／以上のク
ロム酸を含有する溶液中に浸漬して、易溶性のクロム水
和酸化物を溶解させることにより、鋼板表面に４５〜９
０mg/m2の平滑に析出させた金属クロム層と、クロムと
して、１〜１０mg/m2の難溶性クロム水和酸化物層を形
成させた電解クロム酸処理鋼板において、鋼板中の炭素
量を0.001〜0.02％の範囲に低減したことを特徴とする
溶接缶用電解クロム酸処理鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1156876A JPH0637714B2 (ja) | 1989-06-21 | 1989-06-21 | 溶接缶用電解クロム酸処理鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1156876A JPH0637714B2 (ja) | 1989-06-21 | 1989-06-21 | 溶接缶用電解クロム酸処理鋼板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0324296A JPH0324296A (ja) | 1991-02-01 |
| JPH0637714B2 true JPH0637714B2 (ja) | 1994-05-18 |
Family
ID=15637322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1156876A Expired - Fee Related JPH0637714B2 (ja) | 1989-06-21 | 1989-06-21 | 溶接缶用電解クロム酸処理鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0637714B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58197224A (ja) * | 1982-05-10 | 1983-11-16 | Kawasaki Steel Corp | 連続焼鈍による調質度ｔ↓１〜ｔ↓３を有する錫めっきあるいはティンフリー鋼板の製造方法 |
| JPS61213398A (ja) * | 1985-03-15 | 1986-09-22 | Kawasaki Steel Corp | 溶接缶用テインフリ−鋼板およびその製造方法 |
| JPS6215610A (ja) * | 1985-07-15 | 1987-01-24 | Hitachi Ltd | 自律走行ロボツトの走行制御方法 |
-
1989
- 1989-06-21 JP JP1156876A patent/JPH0637714B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0324296A (ja) | 1991-02-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |