JPS6136595B2

JPS6136595B2 -

Info

Publication number: JPS6136595B2
Application number: JP57208601A
Authority: JP
Inventors: Tomihiro Hara; Yoshinori Yomura
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1982-11-30
Filing date: 1982-11-30
Publication date: 1986-08-19
Also published as: JPS59100285A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は溶接缶用表面処理鋼板の創案に係り、
無研磨で溶接することができ、しかも塗装後の耐
食性はクロムタイプのテインフリースチール
（TFS）と同等以上であり、塗料密着性に優れた
鋼板を提供しようとするものである。内面塗装缶が普及するに伴い、これらの缶体を
得るための缶用鋼板としてのぶりきの錫量は低下
せしめられ、又ぶりきに代つて塗料密着性に優れ
たクロムタイプのTFSが普及されている。一方
製缶技術として新たに溶接法が開発され、この溶
接に適した缶素材が再検討されている。即ちこの
溶接缶素材として要求される特性の１つとして無
研磨で溶接可能なことが挙げられるが、現行の銅
ワイヤ電極を用いた溶接製缶法においては、クロ
ムタイプのTFSを無研磨で溶接することは非常
に困難である。そこでこの欠点を除く素材とし
て、ニツケルめつき鋼板、極薄錫めつき鋼板に金
属クロムを含むクロメート処理を施した素材など
が開発されているが、溶接性と塗装後耐食性の両
者を有効に兼備した＃25ぶりきに代る素材として
はその性能がなお不充分である。しかもこの＃25
ぶりきは塗料密着性において相当に劣つている。本発明は上記したような実情に鑑み検討を重ね
て創案されたものであつて、鋼板上にSn量とし
て片面当り0.15〜1.2ｇ/m²の鉄−錫合金層を有
し、しかも該合金層上に被覆率２〜90％の錫を非
連続的且つ粒子状に鍍金した溶接缶用処理鋼板を
提案するものである。即ちこのような本発明について更に説明する
と、本発明者等は先ず人体に対する安全性を考慮
し、めつきする金属を錫に限定して研究を行つた
が、めつきする錫量を少くした場合には次の
のような性質が生ずる。錫が優先溶解した場合、錫量が少いため下地
の鋼或いは合金層が露出し易く、長期間に亘る
錫の犠性溶解により鉄溶出を抑えることは構造
的に困難である。純錫量が0.1〜0.6ｇ/m²程度の少量残つてい
る材料は純錫の優先溶解により素材と塗膜との
接触が充分でなくなり、塗装後耐食性に悪影響
を及ぼす。従つてめつきする錫量が少い場合、純錫量の極
めて少いか、或いはない材料であることが必要で
あり、又鋼地に対する被覆状態が良好であること
が不可欠である。そこで本発明ではこれらの関係
を考慮してめつき後加熱により錫をすべて鉄−錫
合金化することを材料の基本とした。上記した鉄−錫合金層は合金化温度によりその
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組成が異る。即ち400℃以下の場合、Fen₂である
ことがＸ線回折法によつて確められるが500℃以
上ではFeSnとなる。然して400〜500℃では両者
が共に存在する場合が多く、これらの関係につい
て合金錫量が0.66ｇ/m²のときの各種合金化温度
と、その保持時間により形成される合金組成状態
は次の第１表に示す通りである。

【表】然して本発明者等は、錫を片面当り、0.15〜
1.2ｇ/m²、好ましくは0.2〜0.9ｇ/m²めつきし、こ
のめつきされた錫を加熱することによつて総べて
合金化させ、その上層を不連続に被覆するように
錫を電着させ、その後に従来から知られているよ
うな化成処理を行うことにより内面塗装を前提と
した溶接缶に要求される溶接性および塗装後耐食
性を満足し、しかも塗料密着性に優れた表面処理
鋼板を得たものであるが、前記合金化層における
錫量が0.15ｇ/m²未満では下地の鉄の露出が多く
なり、合金の被覆効果が得られないことから有効
なFe溶出抑制が得られない。又1.2ｇ/m²以上と
なると経済的でないと共に折曲げその他の加工に
当つて合金層にクラツクが発生し易いこととなつ
てやはり好ましい被覆効果が得られない。なお合
金組成については、FeSn₂でも充分な効果を有す
るが、FeSnとすることにより塗料密着性が向上
し、耐食性はより優れたものとなるものであつ
て、このとは後述する製造例についての試験結果
に示す通りである。又本発明では上記のような合金層上に錫を不連
続且つ粒子状として電着させるもので、それによ
つて塗膜下腐食を大幅に抑制し、しかも塗料密着
性を向上する。この合金層上の錫被覆率について
は２〜90％であつて、２％未満では塗膜下腐食性
能が不充分であり、一方90％を超えると塗料密着
性が劣化する。形成された少量の電着錫について
はその１例を添付図面に倍率20000倍の走査型電
子顕微鏡写真を以て示す通りであつて、この写真
で白い粒子状に点在しているものが錫粒子であ
り、何れにしても不連続的粒子状として形成され
る。上記のような錫被覆率で粒子状に形成された
ものはスードロニツク溶接機などを用いて溶接缶
を製造する場合に実操業上無研磨で好ましい溶接
が可能であることが確認されている。前記した錫
粒子の大きさについては夫々のめつき条件によつ
てそれなりに変動する。前記した合金層上の錫被覆率と塗膜下腐食およ
び塗料密着性（Ｔピール強度）の関係は第２図に
要約して示す通りであつて、被覆率が２〜90％と
することにより塗膜下腐食を良好に保持せしめ、
Ｔピール強度も1.0Kg／５mm以上を確保し得る。本発明のよるものの具体的な製造例について適
宜その比較例と共に説明すると以下の如くであ
る。製造例１常法によつて連続焼鈍し且つ調質圧延された板
厚0.21mmの焼鈍材を電解脱脂、電解酸洗したの
ち、錫を片面当り0.51〜0.55ｇ/m²の範囲内にお
いてめつきし、このものを最高温度350〜400℃の
還元雰囲気で加熱し、錫のすべてを鉄−錫合金化
した。又このものに対し錫を電流密度が１A/dm²
で、0.5秒間めつきし、次いで重クロム酸ナトリ
ウム20ｇ/の水溶液中で５A/dm²の電流密度に
よる１秒間の陰極処理をなし、クロム水和酸化物
を電析させた。なお比較例として上記同様に鉄−錫合金化をな
し、しかもその後の錫めつき工程を行わないもの
を準備した。即ちこのような製造例およびその比較例として
具体的に得られた表面処理板の錫めつき量および
合金化温度と錫めつきの如何を要約して示すと、
次の第２表の如くである。〓〓〓〓〓

【表】製造例２製造例１におけると同じ焼鈍材に電解脱脂、電
解酸洗してから錫を片面当り0.50〜0.57ｇ/m²め
つきし、次いで最高温度500〜600℃の還元雰囲気
で加熱し、錫の全量を鉄−錫合金化させた。この
ものはその後伸長2.0％で調質圧延をなしてから
錫を電流密度１A/dm²で0.5秒間めつきし、次に
クロム酸ナトリウム20ｇ/の水溶液中で５A/d
m²で１秒間の陰極処理をなし、クロム水和酸化物
を電析させた。一方比較例として、上記合金化さ
せた後の錫めつき工程を除いたものを準備した。具体的に得られた鋼板の若干例を製造例１の場
合と同じに示すと次の第３表の通りである。

【表】比較製造例１製造例１、２におけると同じに焼鈍材を電解脱
脂、電解酸洗したのち、錫を0.54ｇ/m²（片面当
り）めつきし、その後重クロム酸ナトリウム20
ｇ/水溶液中で５A/dm²、１秒間の陰極処理を
なし、クロム水和酸化物を電析させ、製造No.11
の鋼板を得た。比較製造例２製造例１、２におけると同じに焼鈍材を電解脱
脂、電解酸洗したのち、錫を片面当り0.30〜0.55
ｇ/m²めつきし（錫めつき）このものを最高温
度350〜600℃の還元雰囲気で加熱し、錫のすべて
を鉄−錫合金化した。又、このものに対し錫を
0.15〜0.40ｇ/m²再めつきし（錫めつき）次い
で重クロム酸ナトリウム20ｇ/の水溶液中で５
A/dm²の電流密度による１秒間の陰極処理をな
し、クロム水和酸化物を電析させて精造No.12〜
15を得た。錫めつき量と合金化温度は次の第４表の如くで
ある。

【表】製造例３板厚0.22mmの未焼鈍材を電解脱脂後、錫を片面
当り0.55ｇ/m²めつきし、このものを最高温度600
℃の還元雰囲気で加熱し、錫のすべてを鉄−錫合
金化した。（焼鈍を兼用）又、このものを調質圧
延し、電解脱脂、電解酸洗したのち、錫を電流密
度が0.5A/dm²で0.5秒間めつきし、次いで重クロ
ム酸ナトリウム20ｇ/の水溶液中で４A/dm²の
電流密度による１秒間の陰極処理をなし、クロム
水和酸化物を電析させて製造No.16を得た。なお、比較例として上記同様に鉄−錫合金化を
なし、しかもその後の錫めつき工程を行なわない
ものを製造No.17として準備した。これらのもの
を錫めつき量、合金化温度と共に示すと次の第５
表の通りである。〓〓〓〓〓

【表】比較製造例３製造例３におけると同じに調質圧延まで行なつ
たものに、電解脱脂、電解酸洗を行なつたのち、
錫を片面当り0.40ｇ/m²再めつきし、（錫めつき
）次いで重クロム酸ナトリウム20ｇ/の水溶
液中で４A/dm²の電流密度による１秒間の陰極処
理をなし、クロム水和酸化物を電析させて製造
No.18の鋼板を得た。（比較材）製造例４製造例３において重クロム酸ナトリウムの代わ
りに無水クロム酸30ｇ/とフツ化アンモニウム
２ｇ/の混合液を用い、15A/dm²の電流密度に
よる１秒間の陰極処理をなし、金属クロムとクロ
ム水和酸化物を電析させ、製造No.19の鋼板を得
た。（発明材）比較製造例４比較製造例３において重クロム酸ナトリウムの
代わりに無水クロム酸30ｇ/とフツ化アンモニ
ウム２ｇ/の混合液を用い、15A/dm²の電流密
度による１秒間の陰極処理をなし、金属クロムと
クロム水和酸化物を電析させ、製造No.20の鋼板
を比較材として得た。上記したような各製造例ないし比較製造例によ
つて得られた各鋼板および＃25ぶりきとTFS
（テインフリースチール）について、そのＴピー
ル強度（試験Ａ）および塗膜下腐食（クロスカツ
トをほどこしていない個所）、クロスカツト部腐
食幅と孔食（試験Ｂ）を試験し、更に無研磨溶接
性について検討した結果を要約して示すと次の第
６表の通りである。

【表】〓〓〓〓〓

【表】前記第６表における各試験の条件は以下の如く
である。試験Ａ：エポキシフエノール塗料を50mg/dm²塗布し、
205℃で10分間の焼付けをなし、５×100mmに切断
したサンプルを２枚１組として塗装面相互をナイ
ロンフイルムで熱圧着した後、20mm/minで引き
剥がす際の強度を測定した（単位はKg／５mm）。試験Ｂ：各素材にエポキシフエノール塗料を50mg/dm²
塗布し、205℃で10分間の焼付けをしてからクエ
ン酸0.55％と食塩1.5％で35℃の混合液に96時間
浸漬させた後に目視観察し、◎は良好、〇はやゝ
良好、△はやゝ難がある、×は難あり、によつて
判定し、又腐食幅は最大腐食幅を測定した。無研磨溶接性：目視観察によつて上記同様に、◎は良好、〇は
やゝ良好、△はやゝ難がある、×は難あり、によ
つて判定した。即ち本発明による製造No.1、２および５、
６、７と16、19のものは何れの試験結果において
も好ましい結果を示すものであつて、例えばクロ
スカツト部孔食と無研磨溶接性において＃25ぶり
きに若干劣るとしてもクロスカツト部腐食幅にお
いては遥かに優れており、塗料密着性に関するＴ
ピニール強度においても10倍〜20倍の高さを示
す。又TFSよりもクロスカツト部孔食および無
研磨溶接性において甚だしく優れ、その他の比較
材に対しては何れの面においても優れたものであ
ることが確認された。以上説明したような本発明によるときは溶接缶
用表面処理鋼板として必要な特性を共に満足させ
卓越した性能を有する製品を適切に提供し得るも
のであつて、工業的にその効果の大きい発明であ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施態様を示すものであつて、
第１図は本発明の実施例による錫めつき粒子の状
態を倍率20000倍の走査型電子顕微鏡写真、第２
図は不連続粒子状錫被覆率と塗料密着性および塗
膜下腐食性の関係を要約して示した図表である。〓〓〓〓〓

Claims

【特許請求の範囲】

１鋼板上にSn量として0.15〜1.2ｇ/m²（片面当
り）の鉄−錫合金層を有し、該合金層上に被覆率
２〜90％の不連続且つ粒子状の錫鍍金を形成した
溶接缶用表面処理鋼板。