JPH1192989A - シーム溶接性に優れた表面処理鋼板 - Google Patents

シーム溶接性に優れた表面処理鋼板

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JPH1192989A
JPH1192989A JP27340197A JP27340197A JPH1192989A JP H1192989 A JPH1192989 A JP H1192989A JP 27340197 A JP27340197 A JP 27340197A JP 27340197 A JP27340197 A JP 27340197A JP H1192989 A JPH1192989 A JP H1192989A
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JP
Japan
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steel sheet
chromium
tin
less
layer
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JP27340197A
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English (en)
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Naomasa Nakakouji
尚匡 中小路
Akiko Inanaga
章子 稲永
Hiroki Nakamaru
裕樹 中丸
Hisao Yasunaga
久雄 安永
Katsuto Kawamura
勝人 河村
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • C23C28/32Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer
    • C23C28/322Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer only coatings of metal elements only
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    • C23C28/345Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates with at least one oxide layer
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 無研削の状態で安定して溶接缶を製造するこ
とができ、かつ鋼板の色調がよく、耐食性も兼ね備えた
シーム溶接性に優れた表面処理鋼板を提供する。 【解決手段】 鋼板素地の両面にすずめっき層と金属ク
ロム層とクロムの水和酸化物層を順次有する表面処理鋼
板において、すずめっき層の目付量を鋼板片面当り0.
3g/m2以上、3.0g/m2以下とするとともに、す
ずの存在形態を鋼板表面上に粒子上に散在せしめたもの
とし、かつ、前記すず粒子の平均粒径を0.1μm以
上、5μm以下、その鋼板表面に占める面積比率を10
%以上、70%以下とし、金属クロムの目付量を鋼板片
面当り110mg/m2以上、300mg/m2以下と
し、かつ、クロムの水和酸化物層を鋼板片面当り3mg
/m2以上、30mg/m2以下の範囲とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は18リットル缶、ペ
ール缶等容器用に用いられる鋼板、特に電気抵抗シーム
溶接によって缶胴を接合する溶接缶に用いられる鋼板に
係り、特に溶接部を研削することなく高い生産性を維持
しながら缶を製造することができるシーム溶接性に優れ
た表面処理鋼板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】薄クロムめっき鋼板(いわゆるティンフ
リースチール)は18リットル缶やペール缶の製造のた
めに広く用いられ、一般に電気抵抗シーム溶接によって
缶胴に成形される。しかしこの薄クロムめっき鋼板は表
面に高電気抵抗物質であるクロムの水和酸化物層が存在
するため、そのままの状態では電気抵抗シーム溶接によ
って缶胴の接合部分を溶接することが困難であり、溶接
部分をあらかじめ研削してクロムめっき層の大部分を除
去することが一般に行われている。しかしながら、研削
の際、金属クロムを含む研削粉が周囲に飛散するため環
境上好ましくなく、また研削粉の完全な吸引除去は困難
であるため、製造した缶内に上記クロムを含む研削粉が
残存してしまうという問題もある。さらに研削にあたっ
ては、溶接を安定して行うために、必要以上に溶接部を
研削することも多く、そのため溶接部周辺にクロムめっ
きが削り取られて地鉄がむき出しになった部分が生じ、
その部分が腐食したり、錆が発生するという問題もあ
り、これらの問題を解決するために、研削を行わないで
薄クロムめっき鋼板を直接溶接することが試みられるに
至っている。
【0003】かかる薄クロムめっき鋼板の溶接性を改善
して無研削のままで溶接を可能にする手段として、特開
昭61−213398号公報には薄クロムめっき鋼板の
めっき量、特にクロム水和物量を減らした鋼板が開示さ
れているが、かかる手段では安定して溶接を行うことが
できず、また溶接機の機種によっては溶接性が不十分と
なることもあり、実用上、十分満足できるものではな
い。また、特公昭63−26200号公報には、薄クロ
ムめっき鋼板の表面の金属クロムの形態を微細な突起状
や粒状として、溶接部の接触抵抗を減らし、溶接性を改
善する鋼板が開示されており、金属クロムの形態によっ
てはかなり溶接性が改善されるものの、突起や粒の存在
のため、鋼板の色調が暗くなり、また指紋もつきやすい
ため、缶使用者には受け入れられ難い。さらに薄クロム
めっき鋼板の溶接性を改善する方法として、特公昭63
−35718号公報には金属クロムと酸化クロムの間に
金属すずを介在せしめた鋼板が開示されている。この鋼
板は、金属すずが溶接時に速やかに溶融し接合面を濡ら
し、接触抵抗を低値に安定させることができるので、良
い溶接性が得られる利点があるが、鋼板全面にすずめっ
きがなされるためコスト高となり、またすずにより鋼板
の色調が白くなるので缶使用者に好まれない。
【0004】上記問題の解決手段として、特公平6−9
6790号公報には、あらかじめ金属すずを粒状に散在
させてめっきし、その上に薄クロムめっきした鋼板が開
示されているが、この鋼板では色調はやや白っぽくなる
程度に改善されるものの、金属すず量が20mg/m2
以上、200mg/m2以下と少ないため溶接性が十分
でない。同様に、特公平2−16397号公報にも金属
すずを分散させ、その上に薄クロムめっきした鋼板が開
示されているが、この鋼板も色調はやや白っぽくなる程
度に改善されているが、金属クロム量が7mg/m2
上、100mg/m2以下と少ないため耐食性が十分で
ない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した従来
の表面処理鋼板に関する種々の問題を解決することを目
的とし、無研削の状態で安定して溶接缶を製造すること
ができ、かつ鋼板の色調がよく、さらに耐食性も兼ね備
えたシーム溶接性に優れた表面処理鋼板を提供すること
を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者等は上記課題の
解決のためには鋼板上に存在するすず目付量、その形態
(形状および大きさ)、鋼板に対する被覆面積率、クロ
ムめっき量、水和酸化物の存在量などが複合的に影響を
及ぼしていることを知り、体系的に解明した結果、本発
明を完成するに至った。本発明は、したがって、鋼板素
地の両面にすずめっき層と金属クロム層とクロムの水和
酸化物層を順次有する表面処理鋼板において、前記すず
めっき層の目付量を鋼板片面当たり0.3g/m2
上、3.0g/m2以下とするとともに、すずの存在形
態を鋼板素地表面上に粒子状に散在せしめたものとし、
かつ、前記すず粒子の平均粒径を0.1μm以上、5μ
m以下、その鋼板表面に占める面積比率を10%以上、
70%以下とし、前記金属クロム層の目付量を鋼板片面
当たり110mg/m2以上、300mg/m2以下と
し、かつ、前記クロムの水和酸化物層を鋼板片面当たり
3mg/m2以上、30mg/m2以下の範囲にするもの
である。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明においては鋼板素地と金属
クロム層の間にすずめっき層を介在させ、すずめっき層
を溶接時に溶融せしめ、溶接性を改善する。その際のす
ずめっきの目付量は、鋼板片面当たり0.3g/m2
上、3.0g/m2以下とする。目付量が0.3g/m2
未満であると溶接時の溶融による溶け広がりが十分でな
く溶接性が不十分であり、一方、目付量が3.0g/m
2を超えると溶接性は十分であるがすずめっきのための
コストが高騰し不経済であるばかりでなく、製品の色調
が白っぽくなり、缶使用者に受け入れられなくなるので
上記範囲とする。なお、より好ましい範囲は0.35g
/m2以上、1.5g/m2以下である。
【0008】本発明においてはすずめっき層は鋼板素地
上に粒子状に散在したものとする。これにより、鋼板表
面に対して垂直方向に金属すずを存在させ接触抵抗を低
減させるためのすずを減少させることができる。その
際、すず粒子の径は、その平均粒径が0.1μm以上、
5μm以下となるようにする。金属すずめっき粒子の平
均粒径が0.1μm未満であると溶接時の溶融による溶
け広がりが十分でなく溶接性が不十分であり、平均粒径
が5μmを超えると溶接性は十分であるがめっき量が多
くなりすぎコストがかかり不経済であるばかりでなく、
色調が白っぽくなって缶使用者に受け入れられなくなる
ので好ましくない。より好ましい平均粒径は0.5μm
以上、3μm以下である。
【0009】また、上記すず粒子の鋼板素地表面に占め
る面積比率は10%以上、70%以下とする。面積比率
が10%未満であると溶接時のすずの溶融による溶け広
がりが十分でなく溶接性が不十分であり、面積比率が7
0%を超えると溶接性が十分であるが、色調が白っぽく
なって缶使用者に受け入れられなくなるので好ましくな
い。なお、面積比率が25%以上では溶け広がりが十分
広くなるのでより好ましく、色調の点からは面積比率を
50%以下にすることがより好ましい。
【0010】上記条件を満たした金属すず粒状めっき層
および金属すずの析出していない鋼素地の上には鋼板に
耐食性を付与するため金属クロムめっきが施される。金
属クロムの目付量は鋼板片面当たり110mg/m2
上、300mg/m2以下とする。金属クロムのめっき
量が110mg/m2未満であると耐食性が不十分であ
り、300mg/m2を超えると、耐食性が飽和し不経
済となるばかりでなく、めっきに長時間を要するので生
産性が阻害されるので好ましくない。
【0011】金属クロム層の上にはクロムの水和酸化物
を鋼板片面当たり3mg/m2以上、30mg/m2以下
の範囲で施す。クロムの水和酸化物は鋼板を被覆して耐
食性を向上させるだけでなく塗装性を向上させる機能を
有するが、その量が3mg/m2未満では耐食性が不十
分であるばかりでなく塗装性が低下するので好ましくな
い。一方、クロムの水和酸化物量が30mg/m2を超
えると耐食性、溶接性は十分であるが、クロムの水和酸
化物量が高電気抵抗物質であるため溶接性を劣化させる
ので好ましくない。好ましいクロムの水和酸化物量の範
囲は5mg/m2以上、25mg/m2以下である。
【0012】上記本発明にかかる表面処理鋼板は以下の
方法により製造することができる。まず、鋼板素地上に
所定の金属すずめっきを施すが、公知の硫酸すずと硫酸
からなる硫酸浴を用いて電気めっきする際、酸濃度やす
ずイオン濃度、電流密度、めっき時間、温度、流速を適
宜制御することによって鋼板表面にすず粒子を所定の粒
径、面積率で散在させることができる。この際、適宜す
ずイオンの酸化防止添加剤であるヒドロキノンやフェノ
ールスルフォン酸等を加えても差し支えない。また、塩
化すずを主体とする塩化物浴を用い、めっき条件を適宜
調整しても同様のめっきを得ることができる。
【0013】上記により粒状のすずめっきの行われた鋼
板に対して金属クロムならびにクロム水和酸化物層を形
成させる。その手段は従来の薄クロムめっき鋼板を製造
する方法で良く、特に制限されない。例えば金属クロム
とクロムの水和酸化物を同一のめっき浴中で生成させて
も良く、あるいはこれらを異なった浴中で生成させても
良い。通常は無水クロム酸と硫酸及び/あるいはふっ化
物を含有するめっき液を用いて電気めっきすることによ
り金属クロムとクロムの水和酸化物を金属すず上に生成
析出させることができる。その際金属クロムおよびクロ
ム水和酸化物の析出量は投入電気量を調整することによ
り上記所定範囲に収めることが可能である。
【0014】
【実施例】以下本発明を実施例により具体的に説明す
る。表1に示す範囲でめっき液およびめっき条件を変化
させて缶用鋼板にすずめっきを施し、ついで表2に示す
範囲で条件を変化させて金属クロムをめっきしさらにそ
の上に水和酸化物を生成析出させ製品とした。得られた
表面処理鋼板の各めっき層の特性値は上記処理条件の変
化に応じ、表5に示すとおりとなった。
【0015】
【表1】
【0016】
【表2】
【0017】これらの鋼板は缶用鋼板としての溶接試験
および耐食性試験に供された。試験条件は表3および表
4に示すとおりであり、試験結果は表5に示すとおりで
ある。なお、溶接性の評価基準となる適正溶接電流範囲
とは、上記表3に示す溶接条件で溶接した場合、溶接部
の機械的強度が母材強度を超えるに必要な下限電流値と
溶接部からちりを発生させる上限電流値との差であり、
差が大きいほど溶接性がよいと評価される。表5に示す
とおり、本発明に係る金属すずめっき条件、クロムめっ
き、クロム水和酸化物条件を満たす鋼板は溶接性がよく
また耐食性も優れていた。さらに別途目視により色調を
調査したが、缶として十分満足な色調を示した。
【0018】
【表3】
【0019】
【表4】
【0020】
【表5】
【0021】
【発明の効果】本発明に係る表面処理鋼板は、鋼板素地
上に存在するすずめっき層の性状、クロムめっき層およ
びクロム水和酸化物層の量が好適に定められているの
で、従来に比し耐食性のよい表面鋼板でありながら溶接
性がよく、缶の成形加工を安定して行うことができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中丸 裕樹 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 (72)発明者 安永 久雄 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 河村 勝人 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼板素地の両面にすずめっき層と金属ク
    ロム層とクロムの水和酸化物層を順次有する表面処理鋼
    板において、 前記すずめっき層は、目付量が鋼板片面当たり0.3g
    /m2以上、3.0g/m2以下であり、すずが鋼板素地
    表面上に粒子状に散在し、かつ、前記すず粒子の平均粒
    径が0.1μm以上、5μm以下、その鋼板表面に占め
    る面積比率が10%以上、70%以下となっているもの
    であり、 前記金属クロム層は、目付量が鋼板片面当たり110m
    g/m2以上、300mg/m2以下であり、 かつ、前記クロムの水和酸化物層は、鋼板片面当たり3
    mg/m2以上、30mg/m2以下の範囲にあることを
    特徴とするシーム溶接性に優れた表面処理鋼板。
JP27340197A 1997-09-19 1997-09-19 シーム溶接性に優れた表面処理鋼板 Pending JPH1192989A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020050383A (ko) * 2000-12-21 2002-06-27 이구택 용접성이 우수한 용기용 표면처리강판의 제조방법
WO2011055481A1 (ja) * 2009-11-04 2011-05-12 東洋鋼鈑株式会社 表面処理鋼板の製造方法
EP2381016A4 (en) * 2008-12-19 2014-09-24 Toyo Kohan Co Ltd SURFACE TREATED STEEL SHEET ON WHICH TIN PARTICLES ARE DEPOSITED AND RESIN COATED STEEL SHEET

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