JPS6231078B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6231078B2 JPS6231078B2 JP16927084A JP16927084A JPS6231078B2 JP S6231078 B2 JPS6231078 B2 JP S6231078B2 JP 16927084 A JP16927084 A JP 16927084A JP 16927084 A JP16927084 A JP 16927084A JP S6231078 B2 JPS6231078 B2 JP S6231078B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tin
- amount
- phosphorus
- plating
- chromium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は溶接性能にすぐれ、且つ耐食性能にす
ぐれた低コスト錫鍍金鋼板に関するもので、さら
に詳しくは食缶、雑缶等の容器胴部を溶接で接合
する溶接缶用を主用途とするメツキ鋼板に関する
ものである。 従来の技術 従来から、容器の低コスト化のために種々の技
術開発が進められているが（例えば、特開昭57−
169098、57−200592等）、低コスト化の主な方向
は製缶技術と素材技術の開発、改良に大別され
る。 発明が解決すべき問題点 溶接接合は主に多量の錫を使用するハンダ接合
にかわるものとして開発されたもので、ハンダ接
合に必要とされる約25番メツキ材（錫付着量2.8
ｇ／m2−片面）より少ない錫付着量で良好な接合
部を得る事ができる。錫はスードロニツク溶接
（商品名）によつて代表されるワイヤーシーム溶
接に極めて有効であり、溶接時にβ−Sn（フリ
ーSnと通称されている）がメツキ鋼板表面に0.1
〜0.3ｇ／m2以上存在すれば、良好な高速ワイヤ
ーシーム溶接性の得られる事が一般に知られてい
る。３ピース容器用材料は製缶前に塗装され、そ
の後缶胴部を接合する場合が多い。この塗装焼付
過程で下地の鋼板と錫メツキ層の錫が合金化反応
を生じ、FeSn2を主体とする合金層が生成する。
この合金層はβ−Snに比して溶接性能に劣るの
で、塗装焼付時に生成するFe−Sn合金の生成量
を可及的に抑制する事が溶接性能の向上に有効な
β−Sn量を多く保持する事につながるのであ
る。この事は特に缶材の低コスト化をめざした低
目付錫メツキ鋼板（以下LTSと略称する）にお
いて特に重要である。 本発明は、このようなLTSにおいて優れた溶
接性をもたらすメツキ鋼板を提供するものであ
る。 問題点を解決すべき手段・作用 本発明はこの鉄〜錫合金層の生成を有効に抑制
する技術を提供するもので、その特徴は、錫メツ
キに先立ち鋼板表面にリン又はリン〜鉄合金を析
出せしめ、その後に錫メツキ、更にクロメート皮
膜又は金属クロムの上にクロメート皮膜を施すも
のである。 尚、本発明ではこのりんめつき下地鋼板につい
て詳細に述べるが、鉄〜リンめつき鋼板を下地に
しても、またリンをめつき後加熱拡散によりFe
−Ｐ合金化を行なつても、同じく目的を達成する
事ができる。 塗装焼付過程で生成する鉄〜錫合金層の生成を
抑制するメカニズムについては不明な点が多い
が、メツキした段階でのβ−Sn結晶の配向性に
ついて、Ｐプレメツキでは（101）面、Fe−Ｐプ
レメツキでは（200）面が優先方位になりやすい
が、加熱による鉄〜錫合金化抑制効果程度は、原
板鋼板表面に存在しているリン付着量によつてほ
ぼ定まり、前述のメツキ方法の相異により抑制効
果の差は認められない、従つて、この場合β−
Sn結晶の配向性は直接の関係はないと思われ
る。一方、鋼板表面上に析出したリンは、塗装焼
付後においても、ほぼ焼付前の位置に存在し、錫
層側への拡散は少ない。このことから、Ｐは鉄〜
錫の間に存在して、鉄の熱拡散反応の何等かの障
壁になるものと認められる。 更に本発明について詳述する。まず常法に従が
い、電解脱脂後、硫酸溶液中で電解、あるいは浸
漬にて酸洗した板厚0.21mmのローモ板（連鋳アル
ミキルド鋼）を用いて以下の処理を行なつた。リ
ンめつきはリン酸20ｇ／、次亜リン酸ソーゾ20
ｇ／の水溶液、浴温80℃にて、被処理板を陰極
にし、炭素電極を陽極として、電流密度30A／ｄ
m2、通電時間１秒にて５〜６mg／m2のリンを析出
せしめる。又鉄〜リンめつきは、硫酸第一鉄150
ｇ／、塩化第一鉄45ｇ／、リン酸50ｇ／、
亜リン酸40ｇ／の水溶液を用い、浴温60℃、被
処理板を陰極とし、陽極には板を用い、電流密度
30A／ｄm2、通電時間1.5〜３秒にてリン量とし
て2.7〜6.0mg／m2になるFe−Ｐ合金メツキを得ら
れる。 以上の方法でリン系の下地処理を行なつた鋼板
に、公知のフエロスタン浴で錫メツキを行なつ
た。メツキ浴の温度は45℃、鋼板を陰極とし、陽
極に錫板を用い、電流密度5A／ｄm2で３秒間電
解して、約1.0ｇ／m2の錫メツキ板を得た。 更にその上にクロム系の処理を行なうが、例え
ば無水クロム酸100ｇ／、硫酸0.6ｇ／の水溶
液を用い、浴温43℃、板を陰極とし、陽極に鉛〜
錫合金板を用いて、電流密度30A／ｄm2、通電時
間0.1秒にて、金属クロム0.5〜2.5mg／m2、クロム
水和酸化物7.7〜10.8mg／m2（クロムとして）の
クロム系皮膜を得ることができる。 この様な手順で得られた本発明による極薄錫メ
ツキ鋼板を電気オーブン中で205℃×10分の熱処
理を３回行ない、熱処理による合金化錫量を電解
剥離法にて測定した。図にその結果を示す。合金
錫はFeSn2を主体とするもので、図より明らかな
様に、リンのプレメツキ量がふえるに従つて合金
錫の生成量が減少し、本発明の効果が認められ
る。 リン付着量は、合金化抑制作用の期待代によつ
て、個々に最適範囲を設定すれば良いが、通常、
最適範囲は３〜６mg／m2である。0.5mg／m2未満
では発明の効果が殆んど期待できない。一方リン
の付着量をふやしていけば、合金化抑制効果は明
確に認められるが、錫メツキ層と鋼板との密着性
が劣化する。このことはリン付着量が30mg／m2を
超えると特に著しくなる。 錫メツキ量の下限は、空焼後のフリー錫量を最
低限0.1ｇ／m2を安定して確保するためには0.3
ｇ／m2以上を必要とする。この上限値は技術的に
は特に限定されるものではないが、本発明の主な
目的がコストダウンの見地から、低メツキ量の錫
を用いて塗装時の空焼における錫の合金化量を少
なくする事により溶接性に有利に作用するフリー
錫を少なくとも0.1ｇ／m2以上確保する事にある
ので、錫付着量の上限を1.5ｇ／m2とする。1.5
ｇ／m2超では、特に本発明の処理を行なわなくて
も、空焼後のフリー錫量を0.3ｇ／m2以上にする
事は容易である。 本発明における錫メツキは、基本的にはメツキ
後の溶融化処理（通常、リフロー処理と称す
る。）を行なわないが、錫量が約1.0ｇ／m2〜1.5
ｇ／m2の範囲では、リフロー処理によりメツキ表
面が鏡面状の光沢を呈し、塗装焼付を想定した空
焼後のフリー錫量を0.1ｇ／m2以上にする事も容
易に可能であり、本発明の応用として充分実用可
能である。 最上層のクロム層は（金属クロム＋クロム水和
酸化物）またはクロム水和酸化物皮膜から構成さ
れるもので、その付着量はクロム量として１〜30
mg／m2、更にこのましくは５〜15mg／m2が適当で
ある。１mg／m2未満では、クロム層の被覆性に乏
しく、クロム層に期待する耐食性能、塗料密着性
能が不良である。30mg／m2超ではフリー錫量が
0.3ｇ／m2以上存在しても高速シーム溶接時に溶
接チリが発生するので好ましくない。クロム系皮
膜を得るには無水クロム酸、無水クロム酸〜硫
酸、硫酸塩、スルフオン酸類、弗化物、塩化物等
からなる電解クロム酸浴、あるいは通常のブリキ
のケミカル工程で広く利用されている重クロム酸
塩系の浴が好適である。 次に本発明の実施例と比較例とともに示す。 溶接に先立ち、サンプルは全て205℃×10分の
空焼きを３回行なつたものを使用した。シーム溶
接性はスードロニツク溶接機（商品名）を用い、
溶接速度50ｍ／分、溶接電流の周波数400Hz、加
圧力45Kg、ラツプ巾0.5mmで行なつた。散りの発
生がなく、接合部強度がデユポン衝撃に耐えうる
溶接条件範囲の十分広いものを〇、非常に狭い溶
接条件範囲で可能なものを△、適正溶接条件範囲
の見出せないものを×と表示した（注：デユポン
衝撃条件500ｇ、φ6.3mm×50cm）。 UCC性（アンダーカツトフイルム腐食性）
は、めつき板にエポキシフエノール系塗料を55
mg／ｄm2塗布し、210℃で10分間焼付けた後に、
サンプル板表面にクロス状に巾10μ、深さ15μの
ナイフカツトを入れ、クエン酸1.5％、食塩1.5％
から成る腐食液中に50℃で３日間浸漬し、カツト
部からの錆の拡がり程度をみたが、錆の全く認め
られないものを〇、錆の拡がりが全面に広く生じ
ているものを×、その中間を△とした。 結果を第１表に示した。
ぐれた低コスト錫鍍金鋼板に関するもので、さら
に詳しくは食缶、雑缶等の容器胴部を溶接で接合
する溶接缶用を主用途とするメツキ鋼板に関する
ものである。 従来の技術 従来から、容器の低コスト化のために種々の技
術開発が進められているが（例えば、特開昭57−
169098、57−200592等）、低コスト化の主な方向
は製缶技術と素材技術の開発、改良に大別され
る。 発明が解決すべき問題点 溶接接合は主に多量の錫を使用するハンダ接合
にかわるものとして開発されたもので、ハンダ接
合に必要とされる約25番メツキ材（錫付着量2.8
ｇ／m2−片面）より少ない錫付着量で良好な接合
部を得る事ができる。錫はスードロニツク溶接
（商品名）によつて代表されるワイヤーシーム溶
接に極めて有効であり、溶接時にβ−Sn（フリ
ーSnと通称されている）がメツキ鋼板表面に0.1
〜0.3ｇ／m2以上存在すれば、良好な高速ワイヤ
ーシーム溶接性の得られる事が一般に知られてい
る。３ピース容器用材料は製缶前に塗装され、そ
の後缶胴部を接合する場合が多い。この塗装焼付
過程で下地の鋼板と錫メツキ層の錫が合金化反応
を生じ、FeSn2を主体とする合金層が生成する。
この合金層はβ−Snに比して溶接性能に劣るの
で、塗装焼付時に生成するFe−Sn合金の生成量
を可及的に抑制する事が溶接性能の向上に有効な
β−Sn量を多く保持する事につながるのであ
る。この事は特に缶材の低コスト化をめざした低
目付錫メツキ鋼板（以下LTSと略称する）にお
いて特に重要である。 本発明は、このようなLTSにおいて優れた溶
接性をもたらすメツキ鋼板を提供するものであ
る。 問題点を解決すべき手段・作用 本発明はこの鉄〜錫合金層の生成を有効に抑制
する技術を提供するもので、その特徴は、錫メツ
キに先立ち鋼板表面にリン又はリン〜鉄合金を析
出せしめ、その後に錫メツキ、更にクロメート皮
膜又は金属クロムの上にクロメート皮膜を施すも
のである。 尚、本発明ではこのりんめつき下地鋼板につい
て詳細に述べるが、鉄〜リンめつき鋼板を下地に
しても、またリンをめつき後加熱拡散によりFe
−Ｐ合金化を行なつても、同じく目的を達成する
事ができる。 塗装焼付過程で生成する鉄〜錫合金層の生成を
抑制するメカニズムについては不明な点が多い
が、メツキした段階でのβ−Sn結晶の配向性に
ついて、Ｐプレメツキでは（101）面、Fe−Ｐプ
レメツキでは（200）面が優先方位になりやすい
が、加熱による鉄〜錫合金化抑制効果程度は、原
板鋼板表面に存在しているリン付着量によつてほ
ぼ定まり、前述のメツキ方法の相異により抑制効
果の差は認められない、従つて、この場合β−
Sn結晶の配向性は直接の関係はないと思われ
る。一方、鋼板表面上に析出したリンは、塗装焼
付後においても、ほぼ焼付前の位置に存在し、錫
層側への拡散は少ない。このことから、Ｐは鉄〜
錫の間に存在して、鉄の熱拡散反応の何等かの障
壁になるものと認められる。 更に本発明について詳述する。まず常法に従が
い、電解脱脂後、硫酸溶液中で電解、あるいは浸
漬にて酸洗した板厚0.21mmのローモ板（連鋳アル
ミキルド鋼）を用いて以下の処理を行なつた。リ
ンめつきはリン酸20ｇ／、次亜リン酸ソーゾ20
ｇ／の水溶液、浴温80℃にて、被処理板を陰極
にし、炭素電極を陽極として、電流密度30A／ｄ
m2、通電時間１秒にて５〜６mg／m2のリンを析出
せしめる。又鉄〜リンめつきは、硫酸第一鉄150
ｇ／、塩化第一鉄45ｇ／、リン酸50ｇ／、
亜リン酸40ｇ／の水溶液を用い、浴温60℃、被
処理板を陰極とし、陽極には板を用い、電流密度
30A／ｄm2、通電時間1.5〜３秒にてリン量とし
て2.7〜6.0mg／m2になるFe−Ｐ合金メツキを得ら
れる。 以上の方法でリン系の下地処理を行なつた鋼板
に、公知のフエロスタン浴で錫メツキを行なつ
た。メツキ浴の温度は45℃、鋼板を陰極とし、陽
極に錫板を用い、電流密度5A／ｄm2で３秒間電
解して、約1.0ｇ／m2の錫メツキ板を得た。 更にその上にクロム系の処理を行なうが、例え
ば無水クロム酸100ｇ／、硫酸0.6ｇ／の水溶
液を用い、浴温43℃、板を陰極とし、陽極に鉛〜
錫合金板を用いて、電流密度30A／ｄm2、通電時
間0.1秒にて、金属クロム0.5〜2.5mg／m2、クロム
水和酸化物7.7〜10.8mg／m2（クロムとして）の
クロム系皮膜を得ることができる。 この様な手順で得られた本発明による極薄錫メ
ツキ鋼板を電気オーブン中で205℃×10分の熱処
理を３回行ない、熱処理による合金化錫量を電解
剥離法にて測定した。図にその結果を示す。合金
錫はFeSn2を主体とするもので、図より明らかな
様に、リンのプレメツキ量がふえるに従つて合金
錫の生成量が減少し、本発明の効果が認められ
る。 リン付着量は、合金化抑制作用の期待代によつ
て、個々に最適範囲を設定すれば良いが、通常、
最適範囲は３〜６mg／m2である。0.5mg／m2未満
では発明の効果が殆んど期待できない。一方リン
の付着量をふやしていけば、合金化抑制効果は明
確に認められるが、錫メツキ層と鋼板との密着性
が劣化する。このことはリン付着量が30mg／m2を
超えると特に著しくなる。 錫メツキ量の下限は、空焼後のフリー錫量を最
低限0.1ｇ／m2を安定して確保するためには0.3
ｇ／m2以上を必要とする。この上限値は技術的に
は特に限定されるものではないが、本発明の主な
目的がコストダウンの見地から、低メツキ量の錫
を用いて塗装時の空焼における錫の合金化量を少
なくする事により溶接性に有利に作用するフリー
錫を少なくとも0.1ｇ／m2以上確保する事にある
ので、錫付着量の上限を1.5ｇ／m2とする。1.5
ｇ／m2超では、特に本発明の処理を行なわなくて
も、空焼後のフリー錫量を0.3ｇ／m2以上にする
事は容易である。 本発明における錫メツキは、基本的にはメツキ
後の溶融化処理（通常、リフロー処理と称す
る。）を行なわないが、錫量が約1.0ｇ／m2〜1.5
ｇ／m2の範囲では、リフロー処理によりメツキ表
面が鏡面状の光沢を呈し、塗装焼付を想定した空
焼後のフリー錫量を0.1ｇ／m2以上にする事も容
易に可能であり、本発明の応用として充分実用可
能である。 最上層のクロム層は（金属クロム＋クロム水和
酸化物）またはクロム水和酸化物皮膜から構成さ
れるもので、その付着量はクロム量として１〜30
mg／m2、更にこのましくは５〜15mg／m2が適当で
ある。１mg／m2未満では、クロム層の被覆性に乏
しく、クロム層に期待する耐食性能、塗料密着性
能が不良である。30mg／m2超ではフリー錫量が
0.3ｇ／m2以上存在しても高速シーム溶接時に溶
接チリが発生するので好ましくない。クロム系皮
膜を得るには無水クロム酸、無水クロム酸〜硫
酸、硫酸塩、スルフオン酸類、弗化物、塩化物等
からなる電解クロム酸浴、あるいは通常のブリキ
のケミカル工程で広く利用されている重クロム酸
塩系の浴が好適である。 次に本発明の実施例と比較例とともに示す。 溶接に先立ち、サンプルは全て205℃×10分の
空焼きを３回行なつたものを使用した。シーム溶
接性はスードロニツク溶接機（商品名）を用い、
溶接速度50ｍ／分、溶接電流の周波数400Hz、加
圧力45Kg、ラツプ巾0.5mmで行なつた。散りの発
生がなく、接合部強度がデユポン衝撃に耐えうる
溶接条件範囲の十分広いものを〇、非常に狭い溶
接条件範囲で可能なものを△、適正溶接条件範囲
の見出せないものを×と表示した（注：デユポン
衝撃条件500ｇ、φ6.3mm×50cm）。 UCC性（アンダーカツトフイルム腐食性）
は、めつき板にエポキシフエノール系塗料を55
mg／ｄm2塗布し、210℃で10分間焼付けた後に、
サンプル板表面にクロス状に巾10μ、深さ15μの
ナイフカツトを入れ、クエン酸1.5％、食塩1.5％
から成る腐食液中に50℃で３日間浸漬し、カツト
部からの錆の拡がり程度をみたが、錆の全く認め
られないものを〇、錆の拡がりが全面に広く生じ
ているものを×、その中間を△とした。 結果を第１表に示した。
【表】
【表】
発明の効果
本発明によれば、溶接性を向上し、かつ耐腐食
性にも優れた缶材料となる等の効果が得られる。
性にも優れた缶材料となる等の効果が得られる。
図面は、リン含有量と合金錫生成量の関係を示
す説明図表である。
す説明図表である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 鋼帯表面に、リンまたはリン〜鉄合金メツキ
を行ない、次いで極薄錫メツキ層を形成せしめ、
更にその上にクロメート皮膜又は金属クロムの上
にクロメート皮膜を形成せしめる事を特徴とする
溶接性にすぐれた錫メツキ鋼板。 ２ リンまたはリン〜鉄合金メツキ皮膜の量がリ
ン付着量として0.5〜30mg／m2、錫メツキ皮膜の
量が錫付着量として300mg／m2〜1500mg／m2、ク
ロムおよびまたはクロメート皮膜の厚みがクロム
量として１〜30mg／m2である特許請求の範囲第１
項記載の溶接性にすぐれた錫メツキ鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16927084A JPS6148591A (ja) | 1984-08-15 | 1984-08-15 | 溶接性にすぐれた極薄錫メツキ鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16927084A JPS6148591A (ja) | 1984-08-15 | 1984-08-15 | 溶接性にすぐれた極薄錫メツキ鋼板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6148591A JPS6148591A (ja) | 1986-03-10 |
| JPS6231078B2 true JPS6231078B2 (ja) | 1987-07-06 |
Family
ID=15883390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16927084A Granted JPS6148591A (ja) | 1984-08-15 | 1984-08-15 | 溶接性にすぐれた極薄錫メツキ鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6148591A (ja) |
-
1984
- 1984-08-15 JP JP16927084A patent/JPS6148591A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6148591A (ja) | 1986-03-10 |
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