JPS60114596A - 電気抵抗溶接用表面処理鋼板の製造方法 - 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】 木−Ｉｉ’；明＆Ｊ屯シ（抵抗７８接用表面処理鋼版の
製造方法に係り、特に電気抵抗溶接により良缶の缶胴全
接合する方式に適した溶接性と塗装後の耐食性にすぐれ
た表面処理鋼板の製造方法に関する。

食缶用の素材としては従来一般にぶりさと称芒れる錫め
っき鋼板が広く用いら１、て来た。この缶胴の接合方式
としては、以前は半田による接合方式が採用芒ｊ、てい
たが、半田に含寸れる鉛の１ｕ性の問題から近年純錫半
田が使用毛れるようになった。〔７かし、純錫半田は接
合時の詔ｊ、性が劣ることから半田接合の技術上の問題
があり、虹に高価な純錫半田全使用することによる製造
コストの上昇の問題があった。

一万、近年食品容器は例えばポリエチレン、アルミニウ
ム、ガラス、紙などの低価格競合月料の進出に直面して
おり、上記の如き冒価な錫を付着量２．８〜１１．２ｆ
／ｉの如く厚くめつき（７たぶりき缶は製造コストが高
いので、面１食性には格段すぐｊｆｃ特性全有ｌ−てい
るとはいえ、苦しい競合的＼γ場を強いらｎて来た。

ぶりき缶の上記欠点を解消する［４的で、ｉ＋Ｑ　近’
ｌｔＩＥＩ接合接合代って缶胴を電気抵抗溶接尤よって
接合する方式が発展し、普及するようになって来た。

そのために＆ま電気抵抗溶接に適（また缶用素材が必要
である。

従来から用いられている缶用材料と（７ては、上記〕り
きのをヨかにクロムタイプのテインフリースデイールが
ある。こｔｌ、は電解クロメート処理を施（２、表面に
金１９６クロムとクロム水利酸化物層を形成【またもの
であるが、表面に存在する厚いクロム水第１ｊ酸化物皮
膜が高抵抗であるために、溶接性が悪く溶接部の強度不
足金：生じ、経済性にはすぐれ−Ｃいるが、溶接缶用素
材としては適当でない。

−Ｕの他従来の缶用材料がいずれも溶接缶用素材として
不適切であることから種々の試みが提案ケノ１ている３
１例えば゛アメリカのナショナルヌテイール？１によっ
て発表−ｇ　ｔｌ、た「ニッケルライト」に代表さ才１
．るニッケルめっき鋼板があるが、これは鋼板」二に約
（１，５ｒ／ｎｌ’の目付量のニッケルめっきを施１、
た上表面に在来のクロメート処理を施したもので、塗料
の密着性が劣るために広く用いらｊ、るには至っていな
い。

更に他の一つは、アメリカ、ジョーンズ、ローリン、ヌ
テイール社によって発表嘔れた「ティンアロイ」に代表
嘔れるものである。これは約（）、６？／ｄの薄目付の
錫めつ＠を溶鍋処理した後、在来のクロメート処理【７
たものであるが、耐錆性、塗料の密着性ともに不十分で
ある。

電気抵抗溶接に適する缶用素材の具備すべＡ　ｕ）件と
」、では溶接性と塗装後の耐食性がすぐｔまたものであ
ることが喪求嘔れる。この要件を具体的に説明すると、
溶接の際に十分の俗接強瓜があり、しかも浴接部にいわ
ゆる「散り」などの溶接欠陥を生じない適正溶接電流範
囲を有【２、缶内容物に対して塗装して用いた場合、塗
膜の有する耐食性を十分活かすことができる塗膜の辻）
着性を有【−１史に不可避的に生ずる塗膜欠陥部におい
ては、素材自体のすぐれた耐食性によって腐食を防止で
きるものでなければならない。

本発明の目的は、溶接缶用素材の上記従来の欠点を解消
し、上記溶接缶用素材として具備すべき“λ５”件を」
（「備する食缶用素材を提供するにある。

本発明の９２旨どするところは次のとおりである。

すなわち、鋼板十に重陥・比にてＮｉ／　（Ｆｅ＋Ｎｉ
　）　＝（＋、　＋１２〜０５０の範囲の組成を有する
原毛１０〜５　（＋　（＋　（ｌ　Ａの鉄−ニッケル合
金から成る第１層を形成する段階と、前記第１層上Ｋ　
Ｏ，１〜１ｆ／ｄの範囲の錫めっきケ施１．た後必要に
より溶鍋処理を・１．て第２層を形成する段階と、前記
第２Ｒ４上に゛市Ｉ′ｉ了りロメート処、ＩＩＩＩＫよ
り金属クロムとクロム水ｉｌｌ酸化物かＣ）成る第３層
を形成する段階とを有して成る電気抵抗Ｉｌｆす抜用表
面処理鋼板の製造方法において、０１１記第３層中の金
属クロムｔＸ（■／ｄ）とクロノ・水、ｔｌ＋酸化物の
クロム換糎都゛ｙ（”Ｐ／ｎ？）を上記の範囲妬限定す
ること′ｆ：特徴とする電気抵抗浴接用表面処理６Ｖ４
　＆の製造方法。

２二≦；ｘ５ご；Ｘ−＋−Ｙ≦２０ である。

本発明者らｔま上記溶接缶用素材、特に薄目付ぶりきの
溶接性と塗装耐食性について種々検討した結果、クロム
水利酸化物皮膜量がある値を越えなければ溶接性は良好
であるが、その領域では耐食性が劣り、−万、クロム水
利酸化物成膜量全増加すると耐食性は向上するが、溶接
性が劣り、適正溶接範囲を得られなくなることが判明し
た。すなわち、経済性の点から１２／ｄ以下等の制限さ
１．た錫付着量の範囲におい−（は、溶接性と塗装向１
食性を満足する素材は通常のぶりき製造方法におい−Ｃ
クロム水利酸化物皮膜量を制限するような方法では達成
できないことが判明した。

このような溶接性と塗装耐食性を同時に満足する薄目付
ぶりきの製造方法として本発明者らは先に特願昭５８−
１２４２３５１以下先願技術と称する）を開示した。そ
の要旨は次のりＣ１＜である。

１−ナワち、鋼板上に重量比にてｊ’Ｊｉ　／　（Ｆ”
ｅ＋Ｎｉ　）　−〇〇２〜０５０の範囲の組成を有する
厚を１０〜５０　（ｌ　Ｏ＾の鉄−ニッケル合金から成
る第１層ケ形成する段階と、前記第１層上に０１〜１ｆ
／ｍ’の範囲の錫めっき全施した後溶錫処理により鉄−
錫一ニッケル合金から成る第２層會形成する段階と、前
記第２層上に電解クロメート処理によりりロム換算に−
（５〜２０叩／ｄの範囲の金属クロムとクロム水利酸化
物から成る第３層を形成する段階と、を有Ｉ−て成るこ
とに特徴とする電気抵抗溶接用表面処理αθ板の製造方
法、である。確かにこの方法でイ；）ら才１．た薄目伺
ぶりきは溶接性、耐食性ともに−ｒぐ１＋、たものであ
り、一応の成功を収めるＣとができｆｃが、その後の調
査結果、缶内容物によつＣは耐食性のなお十分でないも
のがあることが判明した。そこで本発明者らは詳細な調
査と再検Δ・Ｊを行った結果、先願技術における第２層
の形成にふ・いて溶鍋処理は必ずしも必要でないこと、
および第ｒｕｍ−１−なわちクロメート皮膜の構成によ
ってその耐食性に舟異を生じることを見い出し、先願技
術を改良１７本発明を完成するに至った。すなわち、先
願技術は金属クロムとクロム水利酸化物の合に１猜を親
５制御、友ものであるが、耐食性の不十分のものｔま、
クロメート皮膜中の金属クロム量が少なｌ／＋ことが判
明ｔ７た。す人わち、クロメート皮膜中の金居りＤ　Ａ
とクロム水オロ酸化物の散を棟々しく変化公ｔ！：？’
）；裂開食性と溶接性との関係を調査し、＠１図におい
て適正範囲と１４塗装耐食性と浴接性がともにすぐすま
た範囲であり、金属クロム［１１ｘが２〜／♂堤上の場
合には耐食性は非常＋ｃ−４−ぐオフているが、２　Ｗ
／ｒｒ１未満では耐食性の劣るものがあった。この原因
としては金属クロムの増加と共ＶＣ塗料との密着性が増
加【７、特に２ｍｆ／ｍ“以上でそのλ）１果が著しい
ためと考えられる。ｉ　ｆｔ第１図から金属クロムとク
ロム水和酸化物の合計量ｆｘ＋ｙ）は５り／ｄ未満では
耐食性が劣り、また２（１”η／冨１１′を越すと溶接
性が劣り、５≦ｘ　＋　ｙ≦２０の範囲が耐食性、溶接
性が共にすぐｔｌ、た適正範囲であることがわかる。こ
れらの結果から本発明においては第３層のクロメート皮
膜中の金属クロムＸ　（ｒｒｑ／ヒ）とクロム水和酸化
物のクロム換算１＾ｙ（η／ｒｒ？）の範囲を２≦ｘ、
５≦ｘ　−ｔ−ｙ≦２（）に限定した。

寸た、先願技術でに第２層のＦｃ−Ｎｉ−８ｎ合金層の
形成を溶鍋処理に依存（、たが、塗装後の１１１１食性
を問題にする場合、塗装焼付峙に形成いｆＬる合金層た
けで十分効果が認められることがその後の訓育で判明し
た。従って本願では第２層の形成段階では溶鍋処理の有
無はいず創でもよく必要によりＭ＋Ｈ−に−げよい。

本発明は上ｔ１：の如く鉄−ニッケル合金から成る第１
屑、第１層」−への錫めっき合金から成る第２層才、・
まひ第２層に形成する金属クロム驕およびりｏ　ｌ、水
和酸化物Ｎ１を限定（またクロメート皮膜によｈ　ｐＰ
、３層νｒＥつ゛Ｃ５本発明の表面処理６ｔ４板は溶接
４’ｌ　、１’、−、ｉひ附＋’Ｅ性１ｃｍ４−ぐ〕１
．た淫量接注缶素材を提供することか−τ′きｔｌ、ｎ ′Ｑ　／、り１１例 通常のめつさ用銅１也？ｒ　ｔｌ、　２　ｗｍ謄５捷で
冷間圧延（７屯１’１’／クリーニングを施（７た後、
扁１〜５供試材は木ｒ；、ｒ、明心（よるポ°（、盾ブ
ｉ法、屋６〜１４供試材は少なくとも−１３１’ｒが本
発明の安住を満足１７ない製造方θ【によって溶接用に
′（面処１４（１曽根を製造［２、各供試（）故二つい
−（１′ｌ−口ン（′ｌ　ｚ、・よひ塗装後の朗食性を
比較す２目−１・（験牙ｊ１つた。製］宜条件は次のと
おりである。

（Ａｌ　詐、−ニッケル合金から成る第１層形成工程。

次の各方法のいずれか単独もしくは２　ｆｊ＜以上の組
合わせによった。す々ワチ、 （イ）ニッケルめっき後、焼鈍する方法。

１口）鉄−ニッケル合金めっき後焼鈍する方法。

（ハ）鉄−ニッケル合金めっきをする方法。

例えば、０．２　ｍ原寸で冷間圧延（７た鋼板ｋ　Ｒｒ
性ソーダ溶液中で電解クリーニング１７だ後、ニッケル
めっき、も【７〈は鉄−ニッケル合金めっきケ行い、１
０チＩ−１，＋９０チＮ、のいわゆるＩＩＮＸガス雰囲
気中で焼鈍した鋼板を、史に苛性ソーダ浴液中で電解ク
リーニング、硫酸溶液中で酸洗した後、鉄−ニッケル合
金めっきを施す等の処理をした。めっき浴の組成の一例
は次の如くである。

何）　ニッケルめっき浴 硫酸ニッケル　２５０　ｆ／を 塩化ニッケル　４５９／ｌ はうｒＩＲ３０ｆ／ｌ １口）　鉄−ニッケル合金めっき浴 塩化鉄　２０〜２３０　ｆ／を 塩化ニッケル　３０〜３（１０９／ｌ ほう酸　２５　Ｉｌｌ かくの如く（７てｓｔｈ　＆表面に鉄−ニッケル合金か
ら成る第１層ケ形成したが、供試材Ａ１〜５の本発明例
においてはいずれもｖｆ、１表に示す如＜Ｎｉ／（Ｉ・
”ｅ　ｌ　Ｎｉ　）　＝０．ｆｌ　２〜０５（］の範囲
の組成にて、層のｊＩＩさも＋　＋１〜５　（ｌ　ｏ　
ＯＡの本発明の限定要件ン：　＋ｉ：’ｊ足−ｆるもの
であるが、比較例については供試（゛イｙ％　Ｉ　Ｏｔ
Ｊ：Ｎｉ／（Ｆｅ−１−Ｎｊ）　−（１０１、Ａｌ　ｌ
　は　０゜屋１２は（１，８５であつＣ共に限定要件を
満足せず、かつ（’Ｉ”ｎ　’）ｉの厚囁も供試材Ａ　
１３は６ｏｏｏｉと、１１．”、１友であって本究明の
帰件を満足しないものであった。

（Ｉｌｌ　２Ａ　２層形成上程。

上記第１層上に錫めっきを施［７た後、必要によす酊錫
処理ｋｌｉて２ｅ、２層を形成した。溶鍋処理は必ずし
も心安でない理由は、塗料焼付時に合金層の形成が・１
友行′４るためである６塗装後の耐食性を考える」んへ
合には塗１ｑ終了後、すなわち、焼付終了後の向４食性
ケ考え才１−ばよいのであり、そのためあらかじめ溶鍋
処理をする必要は必ずしもなく、溶錫処理な（７で製造
（２て塗装時に合金層を形成するたけでも合金層の耐食
性向−ト効果は十分に認めら７Ｌる。この用合の賜めつ
き浴は次の組成のハロゲン浴を使用（７た。

塩化第１錫　６０　？／を へｙ性引■ヒ→　ト　’Ｉ　＋’ｙ　］、　２　０　ｆ
／を弗化すｌ・リウｌ、　５０り／を 塩化ナトリウム　６　（ｌ　ｋ’／ｌ このｌし”１゛にふ・いて、本発明による供試材扁１〜
５シ１い−Ｊ′、＋＋も錫めつ１１ま０１〜１　ｙ７Ｍ
、すなわち１（）０〜Ｉ　Ｏ＋１　＋１　”？／　ｎ？
の本発明の限定要件全満足１、ているが、比較例の供試
ｊ３’　Ａ　］　４は５０ｍ？／ｒｒ？と４′ｉ：馴ｈ
［１１−が過少であり、襄１１は２８００ｍ？／ｄど過
大で矛・つて共に本発明の要件を（１１１足１２なりも
のであ−）た。な陸、供試材Ａ　］　１は現在一般に使
用２＼誹１ている最も薄い目伺耽の＃２５のふりきであ
ｚ）０ （（’、１　’ｉｊｉ、　ｌ’ｐＣクロメート処理によ
る金属クロムとクロｊ・水和ｔ’＋ｙｉ化物から成る＠
３層の形成工程。

１！、’、　Ｊ＋９’、　’ｉｉｊ　′Ｉｌ’ｌ’に使
用し−だクロメート処理浴は次の４（１）　Ｃｒｏｓ　
２０　？／ｌ　＋Ｎａ　２　Ｃｒ　２０７５　’／ｌ−
十Ｅ−Ｌ　Ｓ　０４０．２　’／ｌ（■１Ｃｒｙ、１５
ｆ／／＝＋ＮａＦ　１．５９／１（ＩＩＩ）　Ｃｒ　Ｏ
ｓ　６０　ｔ　／ｌｆｆ％Ｑ　Ｎａ２Ｃｒ２０□５５　
ｒ／ｌ　＋Ｃｒ２Ｏ３５？／ｌこれらの電解クロメート
処理により形成さノまた第３層の金属クロム量Ｘおよび
金属クロムとクロム水利酸化物の合計クロム量ｘ　＋ｙ
は、第１表に示す如く本発明の供試材はいず７１．も金
属クロムＭＸ≧２（Ｔｎｇ／ｒｌ）、合唱クロムｔ、　
ｘ　十ｙ　＝　５〜２０（”ｌｆ／ｎ？）の本発明の限
定要件を満足しているが、比較材のうち、供試材篇６，
７．１１は金属クロム量が０．１．Ｏη／ｒｒｌと過少
であり、−１た供試材Ａ８．９は合計クロム量が２５．
３０η／ｍ２と過大であり、いずれも本発明の要件を満
足しないものであった。

かくして得らｔ′Ｌだすべての供試材から試験片全切り
出して次の如き特性調査を行った。なお、第１表の鉄−
ニッケル合金の第１層の組成と原石はＩＭＭＡにより測
定したものであり、溶接性お上Ｏ塗べξ後の耐食性の評
価はそ几ぞれ次の蟻準によって評ｆ＋ｌＩｉ　した。

（イ）溶接性のＭｆ価 溶接７；」、極として約１５關φの銅ワイヤーを使用【
〜、こｎ、を移動しながら供拭月試片を一定の加圧「で
重ね合わせ、溶接速度４０ｍ／分で電気抵抗溶接をねい
、溶接部が十分の強度を有【７、かつ、いわゆるｌ’　
ｊｉ！／す」の発生がないという条件から決めら創るｍ
接’＋’ｊ４．流と加圧力の適ＩＦな範囲の太き芒によ
り水利のｆｒｊ仄性を評価１２之。

なお、ｍ接部の強す！は浴接部を挾んだ円筒端部からＶ
字型の切込みを入ｎ２．３角部をプライヤーで握つ゛（
（ＩＩＪ端に向・つて引張るいわゆるビールテスト全（
ｊない、途中で浴接部分が切断しないことを必要強１現
と（７た。

（［１）　塗装後の面１食性のｉｌｌ’価供ル（利拭ハ
にゴーボヤンフェノール系塗料ヲ５０”ｊ／ｄｎ？の厚
芒に塗装後、端部および裏面をシールし１（。

か＜Ｉ、てイ（Ｉら７’ｌた耐食性試験片全各種試験液
に下半分を浸漬し、上半分は同試験液でぬらした後液面
上に出した状態で５５℃におりて１８日間保持した。１
８日間経過後、試験片を取り出１〜で液面より上の部分
の塗膜下腐食の状況圧より塗装後の耐食性評価を行った
。

々お、試験液としては、市販品のグレープフル７　、）
　ｘ　−ス、トマトジューヌおよびミルク全使用した。

上記供試材Ａ１〜１４から切出し７た溶接性試片および
耐食性試片の評価結果は第１表に示すとおりである。第
１表における浴接性および塗装後の耐食性を評価する記
号はそれぞれ第２表、第３表に示すとおりである。

第１表で示した比較材＆６〜１４については、本発明に
よる限定要件を満足しない数値にいずれもｆンダーライ
ンを付【７たが、第１表にて示される／？′Ｔ供試拐供
試終処理鋼板試片の溶接性および塗装後の耐食性ケ見る
に、本発明のすべての限定要件を満足する本発明例の＆
１〜５は、例えば供試料＆１１の＃２５ぶりきの比較例
に比し、錫目付量が１７３以下であるにも拘らず、鉄−
ニッケル合金から成る第１層、鉄−錫−ニッケル合金よ
り成る均一でビンポールのない第２層および適量に制御
さｉｌ、たクロメート処理による第３層の多層構成を有
する表面構造によって溶接性、塗装後の耐食性ともにす
ぐｉｔていることを示している。

こｔｌ、に対し１本発明の限定要件を少くとも一つでも
満足（、ない比較例は溶接性、１食性のいずれか＆Ｃお
いて本発明例より劣ることを示１−ている。

ｊ”、　’ｊ４１：ソ、（施例より明らかなとおり、本
発明による電気］１（抗浴拌用表面処ｉ！１！鋼板は、
鋼板上に鉄−二ンケ月０金から成る第１層ケ形成し、そ
の上に錫めっきを・族１．必沙により溶錫処理すること
により第２層を形成し、更に該第２層上に電解クロメー
ト処理によるクロメート皮膜の第３層を形成（７で多層
構成の表面構造を形成【７、しかも第１層の成分組成な
らびに原爆、第２、第３層の付着稍°奮厳密に限定制御
したので、その溶接性および塗装後の耐食性はきわめて
すぐれており、塗膜の密着性にもすぐれ、本発明者らが
、先に挙げた溶接缶用素材の具備すべき要件をすべて兼
ね備えた浴接食缶用表向処理鋼板を提供することができ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図はクロメート皮膜中の金部クロム量とクロム水利
酸化物のクロム換算量が溶接性および塗装耐食性におよ
ぼす影響を示した領域図である。 代理人　弁理士　中　路　武　雄

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ｉ）ｗ４板上に重限比にてＮｉ　／　（Ｆｅ＋Ｎｉ　
   ）＝　０．０２〜０．５０の範囲の組成を有する厚１１
   ０〜５０００久の鉄−ニッケル合金から成る第１層を形
   成する段階と、前記第１層上に０１〜１２／ｒ１１′の
   範囲の錫めっきを施１７た後必安により溶錫処理をして
   第２層を形成する段階と、前記第２層上に電解クロメー
   ト処理により金属クロｌ、とクロム水利酸化物から成る
   第３層を形成する段階と？有Ｉ２て成る電気１１（抗溶
   接用表面処理鋼板の製造方法において、６ｉｌ記第３層
   中の金属クロム計ｘ（ｑ／ｍ’）とクロム水利酸化物の
   クロノ・換ｔ１１量Ｙ　＜”ｆ／ｒｒ？）′ｌｆ：下記
   の範囲に限定することケｌｒケ徴とする電気抵抗浴接用
   表面処理６ｉ１１１叛の製造方法。 ２ご一−ｘ５；≦；ｘ＋ｙ≦２（）