JPS6089595A - 塗装後の耐食性に優れた溶接缶用錫めつき鋼板 - Google Patents

塗装後の耐食性に優れた溶接缶用錫めつき鋼板

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JPS6089595A
JPS6089595A JP19423983A JP19423983A JPS6089595A JP S6089595 A JPS6089595 A JP S6089595A JP 19423983 A JP19423983 A JP 19423983A JP 19423983 A JP19423983 A JP 19423983A JP S6089595 A JPS6089595 A JP S6089595A
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plating
steel plate
corrosion resistance
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JP19423983A
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Toyofumi Watanabe
豊文 渡辺
Hiroki Iwasa
浩樹 岩佐
Shigeo Kanbara
神原 繁雄
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JFE Engineering Corp
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NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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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】 本発明は塗装後の耐食性に優れた溶接缶用鍋めっき鋼板
に係シ、電気抵抗溶接によシ製缶されて各種食品や飲料
を収容する缶として使用される錫めっき鋼板として、特
に極薄めつき量の場合においてその溶接性および塗装後
の耐食性を適切に向上しようとするものである。
鋼板により缶体を製造するための製缶方法は近年多様化
しつつあるが、電気抵抗溶接による、例えばスードロニ
ツク溶接法による製缶方法が近時において著しく発展普
及している。然してこのような製缶方法に供される缶用
素材としては溶接性に優れていることは勿論であるが、
耐食性、特に塗装後の耐食性において優れていることが
重要である。又この溶接缶用素材としては従来から錫め
っき鋼板(ぶり縫)が使用されているが、このぶシきは
近年における錫価格の高騰によシ缶用素材として相当に
高価なものとなっており、従ってその錫付着量を減少さ
せた薄めっき化技術が開拓されているが、単に錫付着量
を減少させただけでは種々の問題を生ずる。例えば極薄
めつきぶりきは内面塗装して使用することとなるがその
塗装焼付時の加熱によって錫は地鉄と合金化し溶接性に
有効な錫が消失する。
従って溶接電流の小さいときは溶接部の強度不良を生じ
、一方溶接電流の大きいときけ溶接部にチリが発生し、
最適の溶接電流が得られなかったり、仮シに得られても
非常に狭い最遣溶接電流籟囲であるため安定した操業力
1得られないこととなる。しかも鉄−錫合金層が形成さ
れた部位は塗膜を通して侵入して来る腐食水溶液によっ
てブリスターが発生し、塗膜を通して飲方KM’ttB
することとなシ、更にmWの欠陥部においては鋼に孔が
あく現象が認められる等の不利があり、塗装後の耐食性
に著しく劣ったものとならざるを得ない。
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
れたものであって、鋼板にNト5n−Feの拡散層を含
む35〜85wt%Sn含有のNi換算で15〜17 
sm9/+&のNi−8n合金めっきを施し、焼鈍、調
質圧延後に330〜1200キ/−の錫めっきを形成す
ることを提案するものであって、更にその上に電解クロ
メート処理を行うものである。
即ち仁のような本発明について更に説明すると、一般に
ぶシきを溶接缶用素材として使用する場合においては塗
装することが多いと七は前述の通りで、この塗装時の焼
付条件は通常190〜210℃で10〜30分間処理さ
れる。然してこの塗装焼は時に錫は素地鉄と合金化し、
FeSn2となシ、この合金化に供される錫は焼付条件
にも依存するが400〜800■/ n?程度である。
又ぶりきの溶接性について本発明者等の研究した結果に
よれば溶接時に純錫が50mf/ぜ以上、好ましくは1
00〜/ r1以上存在することが必要であり、従って
ぶシきの製造方法において単に錫付着量を減じただけで
はこのような東着が満足され彦いこととなり、上記要件
を満たすためには約450雫/i以上のめっき量がり要
と々る。一方耐食性の面からもヰに錫付着量を減じただ
けでは李地鉄の露出を増大させることとなり、このよう
な紐出をなからしめて耐食性を適切に得るための錫付着
量の下限はす1゜ぶシき(3120mf// n? )
とされている。そこで本発明者等は低価格で、しかも溶
接性および耐食性に優れた表面処理鋼板を得ることにつ
いて種々の検討を重ねた結果、錫めっきの下地に中間層
を形成させることによって錫と素地鉄との間の塗装焼付
時における合金化を抑制し、それによって純錫量を確保
して溶接性を保持せしめ、しかも前記中間層を介在□さ
せることによってその素地鉄、錫および中間層の間で僅
かに形成される合金が極めて緻密な合金層を形成して耐
食性を充分に良好化することを確認した。
よシ具体的に説明すると上記のような効果を有する中間
層としてはN i −S n −F eの拡散層が適し
ており、このNl −’Sn −Feの拡散層は鋼板に
N i −S n合金めっきを施し加熱処理を行うこと
によって合金めっき層の一部あるいは全部を素地鋼板中
へ拡散させることKよって形成し得る。然して該拡散層
上に通常の錫めっき浴で錫めっきを施すもので、通常錫
めっき層は塗装時の加熱で5下地鋼と金が、上記のよう
な本発明の場合にはその合金化が抑制され、合金化で費
される錫は少い。
即ち第1図にはNl 換算の合金めっ粁量と、205℃
、20分間の加熱をなした吉きの合金化に消費される錫
量との関係を示すものであるが、Ni−3n 合金めっ
きを施し加熱処理を行ってN15n−Fe拡散層を形成
させた後に再び錫めっきを施した鋼板は鋼の上に直接錫
めっきを施した鋼板(N1換算量がこの第1図で0■/
1イの場合)に比較し合金化する錫量が約100+v/
靜減少している。又N i −S n −F e拡散層
を形成させるための加熱温度を高くすると、合金化の抑
制されるNl換算での合金めっき量最適範囲は広く々る
本発明によるものの製造工程の仔細について説明すると
、先ず鋼板にNi換′算で15〜工フ5my/n?のN
 i 3 n 合金めっき(35〜85 wt % S
n ) を施ず。このNi−8n合金めっき方法は酸性
浴又はピロりん酸浴のが、浴中の合金層イオンに対し錫
−(n−ン75;1.0〜4.Owt%の割合となるよ
うに硫酸第一錫、塩化会IL−多l)、ピロりん酸第−
錫を添力日し、1)を流密#0.5〜20 A / d
J、温度30〜80℃で電気めっきする。助剤としてク
エン酸、酒石酸、NH2F、グリシンの革独又は混合物
を5〜50 f / を吃加すると浴の安定化に有効で
ある。このようなN i −S n 合金めつき浴の代
表的な組成例は次の如くである。
NiSO4・6H2024oy/1 NiC1,・6HtO45r/j 酒石酸 3ay/l NH,F 15 t/1 SnSO45f/l (全金属イオンに対するSnイオンの 重量割合4.1%) 又そのめっき条件についての代表例は以下の如くである
浴温 50℃ 電流密度 4A/ゐ2 処理時間 0.9秒 めっき−11i Nl換算60mf/w?Sn換算50
 mf/n? 然してN I −S n 合金めつき皮膜中のNi と
Snの割合は、めっき浴中のNi とSnの組成比、電
流密度、めっき液の流速(攪拌状態)によって異る。l
特にめっき液中の錫イオンが全金属イオンに対して1.
0wt%未満になると合金皮膜中におけるSnの割合は
その他の条件を最適条件に整えても35wtチ以下と々
υ、目的を達成できない。一方めっき液中の錫イオンが
全金属イオンに対して40wt%を超えるとめつき液中
に完全に溶解し得ない場合があるばかシか高速ラインで
めっきを行う場合はSnの割合が85wj%を超える。
N1−8n合金皮膜中のSnの割合が35wtチ以下に
なると熱拡散後にめっきされるSn層が塗装焼付時に合
金化14本発明の目的は達成できないことになシ、又8
5wt%を超えると合金化を抑制する効果が飽和状態と
なシ経済的でない。
合金めっき量を上記のようにNi換算で15〜175■
/9r?に限定した理由について説明すると、N1換算
で175η≠ めっきを施すと拡散層を形成させる加熱処理温度及びそ
の時間の何れか一方又は双方が多大に消費されて経済的
に劣るばかシでなく、加熱処理温度が低い場合には後工
程でめっきする錫と合金し易くなり、溶接性を保持する
純錫を消失し易くなる。一方N1換算で15■/ n?
以下では均一なN15n−Feの拡散層を形成せず、後
工程でめっきする錫が鋼中の鉄と、ルーズな合金を形成
することとなって耐食性が劣ったものとなる。
上記のようにN i −S n 合金めっきされたもの
は次いで還元性雰囲気中で550〜700℃に20秒以
上加熱する。このような加熱処理は鋼板の製造工程にお
いて、調質圧延後N i −S n 合金めつきを施し
、その後に行うこともできるが、工業的には鋼板を焼鈍
するときの加熱処理で兼ねることができる。缶用素材と
しては低価格であることが要求されていることから従来
のぶシき製造工程と同じ工程であることが好ましい。加
熱温度と時間についてはN i −S n 合金めつき
量の最適量によるもので、550℃以下では錫の合金化
抑制に対して最適なN i −S n 合金量15■/
d(Nl換算)以下でアシ、この15η/ tr?以下
では上述したように均一なN i −S n −F e
の拡散層が形成されず耐食性が劣る。これに対し加熱温
度を700℃以上にすると錫の合金化抑制に対して最適
なN l −S n 合金量は広い範囲となるが、低価
格が望まれていることよ、9Ni−8n 合金めつき量
を多くすることは好ましいことでなく、又加熱温度が高
すぎると鋼の機械的性質にも影響を及ぼすので700℃
を上限とする。
上記の方法で形成されたNl5n−Fe拡散層をもった
鋼板上には330〜1200■/−の錫めっきを行う。
この錫めっき方法は通常実施されている電気めっき法で
あシ、特に限定するものでない。この錫めっき量の下限
を330■/lr?としたのは塗装焼付時の加熱によっ
て本発明によるものがリフロー処理を施さない場合約2
sorq/−の錫が合金化するため純錫量を50■/−
以上残して溶接性などを確保するには330■/−が最
低限必要であることによる。一方この錫めっき量が12
00 my / n?を越えるとN1−8n−Fe拡散
層の合金化抑制作用がなくても純錫は100■/扉以上
残シ経済的でなく、更に塗装後の耐食性も良好となるた
め本発明によるN l −S n −F e拡散層を形
成させる効果も少くなるためである。
通常の錫めっき鋼板はその錫めっき後リフロー処理、即
ちめっき錫層の加熱溶融処理が施される。本発明の場合
はこのりフロー処理を施しても、又施さなくてもその目
的を達成することができる。つまシ第1図はりフロー処
理を施さない場合のSnの合金化傾向を示し、又第2図
はりフロー処理を施した場合のそれを示すがその様相は
近似している。リフロー処理は通常の条件でよいが、リ
フローによって錫が拡散層と合金化するためリフロー処
理によって生成する合金錫量を少くするようにコントロ
ールすべきであり、本発明によるものにおいてリフロー
処理を施した場合に205℃×20分の加熱で100〜
200■/R程度の錫が更に合金化するから塗装焼付後
50■/rr?以上の純錫を残すためには錫めっき量に
応じたりフロー処理条件を選ぶ必要がある。本発明の場
合、リフロー処理によって生成する合金錫量は400 
W / n?以下、好ましくは300■/ffI′以下
とすることが適切である。
なお上記したようなめつき後において、塗装後の耐食性
を向上するためにクロメート処理を行うことが望ましい
。このクロメート処理浴としてはクロム酸又はクロム酸
塩(クロム酸ソーダ、重クロム酸ソーダ、クロム酸アン
モニウム、重クロム酸アンモニウムナト)の10〜5o
t/を水溶液中で30〜50℃、電流密度2〜IQA/
dtR’の陰極電解を行う方法又はF−がCr”のI 
AOO〜1 /10の割合で含有された10〜Boy/
を程度の無水クロム酸水溶液中で30〜50℃、電流密
度5〜30A/djn2の陰極電解を行うことが望まし
い。これらの処理浴から生成されるクロメート皮膜は耐
食性に有利であるが、量が多すぎると溶接性が劣化する
。このためクロメート皮膜中の水利酸化クロム層はCr
換算で3〜]’8Tn?/i、好ましくは5〜15++
y/m’が適当であり、金属クロムは30■/−以下、
好ましくは15キ/靜以下がよい。
本発明によるものの具体的な実施例について説明すると
以下の如くである。
実施例1゜ 板厚が0.203mmの冷延鋼板を電解クリーニングし
、電気めっき法でN i −S n 合金めツキをNi
換算で36即/−施し、このものを7チH,+93チN
、のHNX ガス雰囲気中で620℃゛による23秒間
の焼鈍を行い、N I −S n −F eの拡散層を
形成させた後、1.5チの調質圧延を行った。このもの
は次いで脱脂、酸洗して表面を電気めっきに適した状態
に清浄化した後、500■/lr?の錫めっきを行い、
2oy/lの重クロム酸ソーダ水溶液中で陰極電解処理
をなし、水和酸化クロム層をCr換算5〜/−の化成処
理を行った試料Aを得た。又これとは別に前記錫めっき
後リフロー処理してから上記同様のクロメート処理を行
った試料Bを得た。然してこれらの試料鋼板A、Bとす
25ぶりき、ナ5ぶシきおよびTFSについて耐食性、
塗料密着性および溶接性を、なおこの実施例によって得
られた試料Aについてオージェ電子分光により深さ方向
の元素を分析測定した結果は第4図の如くでちゃ、エツ
チング時間(深さ)との関係においてSn、Feおよび
N1が、この図表に示すように変化しており、N I 
−S n −F e拡散層の存在が明確に確認された。
試験した結果を要約して示すと次の第1表の通りである
第 1 表 ◎:良好 ○:比較的良好 △:やや劣る ×:著しく劣る 即ち本発明によるものは耐食性および溶接性の何れにお
いても優れたものであることが確認され、同じめっき量
である+5ぶりきに比較すると各耐食性試験結果および
溶接性試験結果の何れにおいても卓越し、それらけす2
5ぶシきと同等ないし以上と言える。
TFSに対してもそれらの試験結果は全般的に優れてい
る。
実施例2゜ 実施例1におけると同じ冷延鋼板を電解クリーニングし
、N1−an 合金めつきの量を変え電気めっきした。
7%H,,+93%N。
のHNXガス雰囲気中で550℃0.620℃および7
00℃で23秒間の焼鈍を行いNi−8n−Feの拡散
層を形成させてから15%の調質圧延を行った。次いで
脱脂酸洗を行って電気めっきに適した表面状態に清浄化
した後590キ/rr?の錫めっきを行い、20f/l
の重クロJ・酸ソーダ水溶液中で陰極電解処理をなし、
水和酸化クロム層をCr換算で5〜6my / n?の
クロメート処理を行った。
これらの試料鋤板について、205℃で20分間の加熱
処理した後の純錫量および溶接性、更に塗装後の耐食性
についての試験測定結果を、Ni−8n 合金めつき量
の加熱処理後純錫量との関係で要約して示すと第3図に
示す通りであって、溶接性は純錫量を50■/フ♂以上
、好ましくは100■/?♂以上にすることによって良
好となる。又塗装後の耐食性、即ち耐ブリスター性及び
塗装後鉄溶出はhN−8n 合金めつきのめっき量、を
Nt換算で15■/ぜ以上にすることによって良好とな
ることが確認された。
実施例3 板、厚を0.21mmとされた冷延鋼板を用い、脱脂、
酸洗後に次試験&1〜3に示すNi −8n合金めっき
浴によるめっきをなしだ。
試験AI めっき浴: 240f/lNt、SO4・6H20+451/1Ni
CZ、、6H,O+6F//−8nSO4−)3Of/
A酒石酸+15 f/1NH4F めっき条件: 浴温150℃、電流密度8A/6”で0.3秒間の電解
処理 めっき紺: N i :4 Q mf / −1S n : 40 
Q’/ n?試験A2 めつき渭: 501/1NIs04.6H20+10r/7SnSO
+100 f/lピロりん酸カリ+4+J9/Lグリシ
ンめっき条件: 浴温35℃、NH密度3 A / dm 2で10秒間
tlr、解処理 めっき量: 1141 : 35 mg/n?、Sn:65 ryy
/ m’試験扉3 めっき浴、めっき条件、めっき帆1d、何れも試艷黒J
に同じ。
上記のようにしC得られ7ヒ各鋼板を工5ヴH2+ 8
5 % N 2 (7) if ス雰lll1気中T6
50’C123秒j…の加熱を行いNl 8n F’e
拡散層を形成させた後、更に酸洗し、その表面がtl気
めっきに適する表面性状に清浄イヒしたフエロスクン浴
で各試験点のものに下言己する錫めっき量のめっきをな
すと共にそれぞれに示すようなりロメート処理条件と付
着量のクロメート処理を行った。
試験A1のもの Snめつき量: 560 W / n?ジクロート処理
条件: 15 f / tcres + 1.Of / tNH
4Fの組成で45℃の処理浴中において電流密度20A
/血2で0.5秒間の陰極電解処理。
クロム付着量: 15■/イ(うち金属クロム3キ/、、’)試験A2の
もの Snめっき量:500++y/m’ クロメート処理条件: 25f/lのNa2Crl Oy m 2820の組成
で45℃の処理浴中において!i流密度6A/lh”に
より05秒間陰極電解処理。
クロム付着量: 試験厘3のもの Snめっき量は試験A1と同じで、そのSnめつき後リ
フロー処理した。
クロメート処理条件およびクロム付着量も試験A1のも
のと同じ。
又これら試験A1〜3のものに対し、比較材として、N
i−8n 合金めつきを行わずに、Snめっきのみをな
し、即ちSnめつき量を560叩/rr?(試験A1に
同じ)とすると共に試験A2のものと同じクロメート処
理条件およびクロム付着量(6q/++r>のクロメー
ト処理を行った。
然してこれらの各試験A1〜3のもの及び比較材につい
て、その耐食性、塗料密着性および溶接性を試験測定し
た結果を要約して示すと次の第2表の通りである。
第 2 表 註:評価については第1表に付記したところと同じであ
る。
上表における各試験条件は以下の通りである。
■、耐食性試験 ■耐ブリスター性試験 試料表面にエポキシフェノール系の塗 料を50叩/ da ”塗装し、210℃で13分間焼
き付けした後、60mmX90+++mに切断し、切断
面及び裏面をシールした後1、5 % NaCA水溶液
中で130℃30分のレトルト処理を行ない、引き続い
て同1−+L/励&rh−noOY’ oc賎1t、’
Ijl11.た後、表面外観の変化を観察した。
■耐孔食性試験 試料表面にエポキシフェノール系の塗 料を5omf/dm”塗装し、210℃で13分間焼き
付けした後、60覇X90朔に切断し、ダイヤモンドカ
ッターで塗膜に切り目を施し、切断面及び裏面をシール
した後、1.5%クエン酸と1.5%NaCL水溶液中
に一部を残して38℃、10日間浸漬した後、表面外観
の変化を観察した。
■塗装後の鉄溶出試験 X料表面にエポキシフェノール系の塗 料を50■/血2塗装し、210℃で 13分間焼き付けした後、55咽×55網に切断し、2
5crIの試料面を残し残部をシールしてから、1,5
%クエン酸と1、54 NaCL水溶液中(joOm/
)に38℃、20日間浸漬した後の鉄の溶出量を測定し
た。
■、塗料密着性試験 試料表面にエポキシフェノール系の塗料を50mW/血
2塗装し、210℃で13分間焼き付けした後、60+
mnX90wnに切断し、との試片にスクラッチを入れ
て34NaCt水溶液中で120℃90分レトルト処理
し、テープ剥離を行なって剥離程度から塗料密着性を評
価した。
IIl、溶接性試験 試料を205℃23分空気中で熱処理を行ない、スート
ロニツク溶接機を使用し、溶接電流を変更して溶接を行
い、チリの発生しない最大電流と一定の溶接強度が得ら
れ不最小電流の範囲によって溶接性の評価を行った。
以上説明したような本発明によるときは電気抵抗溶接に
よる製缶方法によって缶体を形成し各種食品や飲料の如
きを収容する容器を得るための錫めっき鋼板において特
定のN1−8n合金層を形成することにょシ極簿めっき
量のものにあっても有効な溶接性および塗装後の耐食性
を適切に確保し得るもので、結局において低コストに優
質の缶体を提供し得るものであるから工業的にその効果
の大きい発明である。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の技術的内容を示すものであって、第1図
はN1−8n めつきおよびNjめっきを施し550℃
、620℃および700℃に加熱したもののりフロー処
理なしての205℃×20分加熱によるNi換算量と合
金化する錫量の関係を示した図表、第2図はそのリフロ
ー処理したものについて第1図と同様な関係を示した図
表、第3図は205℃×20分加熱後の純錫量、溶接性
、塗装後の耐食性に及ばすN i −S n 合金めつ
き藁の影響を示した図表、第4図は本発明の製造例につ
いての深さ方向の元素分析をオージェ電子分光により測
定した結果の図表である。 第 / 閃 第 2 岡 M’−J身?鯖ト1叶ど1q/%うう >j 、5TFI 騎 b Aイ・ψ的 硯゛(tnl、4i′)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 鋼板にN15n−Feの拡散層をもった35〜85wt
    %Snを含有したNi−8n合金めつき層をN1換算で
    15〜175■/Rの範囲で有し、しかも該N i −
    S n合金めつき層上にSnめっき層を330〜120
    0m9/lr?の範囲内において形成したことを特徴と
    する塗装後の耐食性に優れた溶接缶用鍋めっき鋼板。
JP19423983A 1983-10-19 1983-10-19 塗装後の耐食性に優れた溶接缶用錫めつき鋼板 Pending JPS6089595A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015520794A (ja) * 2012-03-30 2015-07-23 タタ、スティール、アイモイデン、ベスローテン、フェンノートシャップTata Steel Ijmuiden Bv 包装用途向け被覆基材および被覆基材の製造方法

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JP2015520794A (ja) * 2012-03-30 2015-07-23 タタ、スティール、アイモイデン、ベスローテン、フェンノートシャップTata Steel Ijmuiden Bv 包装用途向け被覆基材および被覆基材の製造方法

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