JP6787500B2 - 缶用鋼板およびその製造方法 - Google Patents
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Description
[1]鋼板の少なくとも一方の表面に、鋼板側から順に、鉄−ニッケル拡散層、金属クロム層および酸化クロム層を備え、
前記鉄−ニッケル拡散層は、鋼板片面あたりのニッケル付着量が50mg/m2以上500mg/m2以下、かつ、鋼板片面あたりの厚さが、0.060μm以上0.500μm以下であり、
前記金属クロム層は、平板状金属クロム層と、前記平板状金属クロム層の表面に形成された粒状金属クロム層とを有し、両者を合計した鋼板片面あたりのクロム付着量が60mg/m2以上200mg/m2以下であり、さらに、前記粒状金属クロム層は、単位面積あたりの個数密度が5個/μm2以上、かつ、最大粒径が150nm以下の粒状突起を有し、
前記酸化クロム層は、鋼板片面あたりのクロム付着量が金属クロム換算で3mg/m2以上10mg/m2以下である缶用鋼板。
[2]冷延鋼板にニッケルめっきを施し、次いで焼鈍処理を行った後、
六価クロム化合物、フッ素含有化合物、および、硫酸または硫酸塩を含有する水溶液を用いて、鋼板に対して、前段陰極電解処理を行い、続けて、陽極電解処理を行い、さらに続けて、後段陰極電解処理を行う缶用鋼板の製造方法。
[3]冷延鋼板にニッケルめっきを施し、次いで焼鈍処理を行った後、
六価クロム化合物、フッ素含有化合物を含有し、不可避的に混入する硫酸または硫酸塩を除いて硫酸または硫酸塩を含有しない水溶液を用いて、鋼板に対して、前段陰極電解処理を行い、続けて、陽極電解処理を行い、さらに続けて、後段陰極電解処理を行う缶用鋼板の製造方法。
本発明の缶用鋼板の素材となる鋼板の種類については、特に限定されない。通常、容器材料として使用される鋼板(例えば、低炭素鋼板、極低炭素鋼板)を用いることができる。この鋼板の製造方法、材質なども特に限定されない。通常の鋼片製造工程から熱間圧延、酸洗、冷間圧延、焼鈍、調質圧延等の工程を経て製造される。
本発明の缶用鋼板は、鋼板の少なくとも一方の表面に鉄−ニッケル拡散層を有する。
本発明の缶用鋼板は、上述した鉄−ニッケル拡散層の表面に、金属クロム層を有する。本発明の金属クロム層は、平板状金属クロム層と、平板状金属クロム層の表面に形成された粒状金属クロム層とを有する。
平板状金属クロム層は、主に、鋼板表面を被覆し、耐食性を向上させる役割を担う。
粒状金属クロム層は、上述した平板状金属クロム層の表面に形成された粒状突起を有する金属クロム層であり、主として、缶用鋼板どうしの接触抵抗を低下させて溶接性を向上させる役割を担う。接触抵抗が低下する推定のメカニズムは以下のとおりである。
本発明の缶用鋼板は、金属クロム層の表面に、さらに酸化クロム層を備える。
本発明の製造方法に用いる水溶液は、六価クロム化合物、フッ素含有化合物、および、硫酸または硫酸塩を含有する。もしくは、六価クロム化合物、フッ素含有化合物を含有していれば、不可避的に混入する硫酸または硫酸塩を除いて、硫酸または硫酸を含有しない水溶液でもよい。
前段陰極電解処理では、金属クロム層(平板状金属クロム層と粒状金属クロム層)および酸化クロム層を析出させる。このとき、適切な析出量とする観点、および、平板状金属クロム層の適切な厚さを確保する観点から、前段陰極電解処理の電気量密度(電流密度と通電時間との積)は、20〜50C/dm2が好ましく、25〜45C/dm2がより好ましい。
陽極電解処理は、前段陰極電解処理で析出した金属クロム層を溶解させて、粒状金属クロム層の粒状突起の発生サイトを形成する役割を担う。このとき、陽極電解処理での溶解が強すぎると、発生サイトが減少して粒状突起の単位面積あたりの個数密度が減少したり、不均一に溶解が進行して粒状突起の分布にばらつきが生じたりする場合がある。
上述したように、陰極電解処理では、金属クロム層および酸化クロム層を析出させる。とりわけ、後段陰極電解処理では、上述した粒状金属クロム層の粒状突起の発生サイトを起点として、粒状金属クロム層の粒状突起を生成させる。このとき、電流密度および電気量密度が大きすぎると、粒状金属クロム層の粒状突起が急激に成長し、粒径が粗大となる場合がある。
装置:リガク社製GDA750
陽極内径:4mm
分析モード:高周波低電圧モード
放電電力:40W
制御圧力:2.9hPa
検出器:フォトマル
検出波長:Ni=341.4nm
また、作製した缶用鋼板における、金属クロム層の付着量、および、酸化クロム層の金属クロム換算の付着量を測定した。測定方法は、上述したとおりである。さらに、金属クロム層の粒状金属クロム層について、粒状突起の単位面積あたりの個数密度および最大粒径を測定した。なお、測定方法は、上述したとおりである。
(1)めっき被覆性
作製した缶用鋼板からサンプルを切り出し、5%硫酸銅溶液を30℃として1分間浸漬させた。その後、水洗し、乾燥させ、銅の析出量を蛍光X線装置にて分析した。銅の析出量に応じて、めっきの被覆性を下記基準で評価した。実用上、「◎◎」、「◎」または「○」であれば、平板状態でのめっき被覆性に優れるものとして評価できる。なお、めっき被覆性が不良である場合、製造後の缶用鋼板を保管する際の一次防錆性に劣るため、缶用鋼板として実用上問題となる。
◎:20mg/m2以上30mg/m2未満
○:30mg/m2以上40mg/m2未満
△:40mg/m2以上60mg/m2未満
×:60mg/m2以上
(2)加工後耐食性
作製した缶用鋼板からサンプルを押し込み深さ4mmでエリクセン加工し、その後、評価用サンプルを、気温40℃、相対湿度80%の恒温恒湿庫内で7日間経時させた。その後、エリクセン加工部を光学顕微鏡で低倍観察した写真から画像解析により、発錆面積率を確認し、下記基準で評価した。実用上、「◎◎」、「◎」または「○」であれば、耐錆性に優れるものとして評価できる。
◎◎:発錆1%未満
◎:発錆1%以上2%未満
○:発錆2%以上5%未満
△:発錆5%以上10%未満
×:発錆10%以上
(3)溶接性
作製した缶用鋼板について、塗装焼付工程を想定して210℃×10分の熱処理を施し、接触抵抗を測定した。まず、缶用鋼板のサンプルを、フィルムラミネート装置に、ロール加圧4kg/cm2、板送り速度40mpm、ロール通過後の板の表面温度が160℃となるような条件で通板させ、次いで、バッチ炉中で後加熱(到達板温210℃で120秒保持)を行なった。その後、熱処理後のサンプルを重ね合わせて、DR型1質量%Cr−Cu電極を先端径が6mm、曲率R40mmとして加工した電極で挟み込んで、加圧力1kgf/cm2として15秒保持した後、10Aの通電を行い、板−板間および板−電極間の接触抵抗を測定した。10点測定し、平均値を接触抵抗値とし、下記基準で評価した。実用上、「◎◎」、「◎」または「○」であれば、溶接性に優れるものとして評価できる。
◎◎:接触抵抗100μΩ以下
◎:接触抵抗100μΩ超、500μΩ以下
○:接触抵抗500μΩ超、1000μΩ以下
△:接触抵抗1000μΩ超、3000μΩ以下
×:接触抵抗1000μΩ超
各製造条件および評価結果を表1−1および表1−2に、電解処理に用いた水溶液を表2にそれぞれ示す。
Claims (3)
- 鋼板の少なくとも一方の表面に、鋼板側から順に、鉄−ニッケル拡散層、金属クロム層および酸化クロム層を備え、
前記鉄−ニッケル拡散層は、鋼板片面あたりのニッケル付着量が50mg/m2以上500mg/m2以下、かつ、鋼板片面あたりの厚さが、0.060μm以上0.500μm以下であり、
前記金属クロム層は、平板状金属クロム層と、前記平板状金属クロム層の表面に形成された粒状金属クロム層とを有し、両者を合計した鋼板片面あたりのクロム付着量が60mg/m2以上200mg/m2以下であり、さらに、前記粒状金属クロム層は、単位面積あたりの個数密度が5個/μm2以上、かつ、最大粒径が150nm以下の粒状突起を有し、
前記酸化クロム層は、鋼板片面あたりのクロム付着量が金属クロム換算で3mg/m2以上10mg/m2以下であり、発錆面積率が5%未満である缶用鋼板。なお、発錆面積率は、作製した缶用鋼板からサンプルを押し込み深さ4mmでエリクセン加工し、その後、評価用サンプルを、気温40℃、相対湿度80%の恒温恒湿庫内で7日間経時させた後、エリクセン加工部を光学顕微鏡で観察した写真から画像解析により確認した値である。 - 冷延鋼板にニッケルめっきを施し、次いで焼鈍処理を行った後、
六価クロム化合物、フッ素含有化合物、および、硫酸または硫酸塩を含有する水溶液を用いて、鋼板に対して、前段陰極電解処理を行い、続けて、陽極電解処理を行い、さらに続けて、後段陰極電解処理を行う、発錆面積率が5%未満である缶用鋼板の製造方法。なお、発錆面積率は、作製した缶用鋼板からサンプルを押し込み深さ4mmでエリクセン加工し、その後、評価用サンプルを、気温40℃、相対湿度80%の恒温恒湿庫内で7日間経時させた後、エリクセン加工部を光学顕微鏡で観察した写真から画像解析により確認した値である。 - 冷延鋼板にニッケルめっきを施し、次いで焼鈍処理を行った後、
六価クロム化合物、フッ素含有化合物を含有し、不可避的に混入する硫酸または硫酸塩を除いて硫酸または硫酸塩を含有しない水溶液を用いて、鋼板に対して、前段陰極電解処理を行い、続けて、陽極電解処理を行い、さらに続けて、後段陰極電解処理を行う、発錆面積率が5%未満である缶用鋼板の製造方法。なお、発錆面積率は、作製した缶用鋼板からサンプルを押し込み深さ4mmでエリクセン加工し、その後、評価用サンプルを、気温40℃、相対湿度80%の恒温恒湿庫内で7日間経時させた後、エリクセン加工部を光学顕微鏡で観察した写真から画像解析により確認した値である。
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