JPS62274091A - 溶接缶用薄錫鍍金鋼板 - 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】 ３、発明の詳細な説明 「発明の目的」 本発明は溶接缶用薄錫鍍金鋼板に係り、スードロニック
溶接方式により缶胴を溶接する缶用素材において１錫目
付量であっても容易且つ的確な溶接をなすことのできる
鋼板を提供しようとするものである。

産業上の利用分野 スードロニツタ溶接機で缶胴を溶接する錫鍍金鋼板。

従来の技術 缶用素材としては公知のようにぶりきとティンフリース
チールがあり、また缶胴の接合方法として近年スードロ
ニック方式と称される銅ワイヤを用いた溶接方法が開発
され、広く実用化されている。

即ちこのスードロニック溶接法においてはぶりきが使用
されており、ふりきは溶接が容易であって、あまり多く
の錫メツキ量を必要としないことから溶接缶用素材とし
てのぶりきのメッキ量は低下傾向にある。然して電気メ
ッキぶりきでは錫メツキ量のコントロールが容易であっ
て、メッキ量の低下を容易に達成でき、今日における溶
接缶用ぶりきとしては錫メツキ量が約２．８　ｇ／ｍ”
のものが使用されている。

しかし缶コストを低下する点からは更にメッキ量が少な
くて従来ぶりきと同等の耐食性を有するぶりきが求めら
れており、このような要求に対し錫メツキ量は１．０ｇ
７ｍ”以下であって耐食性を高めるために皮膜中に金属
クロムを含む化成処理（以下ヘビークロメート処理とい
う）を施したぶりきが提案されている。

発明が解決しようとする問題点 ところが上記のように錫メツキ量が１．０　ｇ／ｍ”以
下の１錫メッキぶりきは、塗装焼付は作業を行なうと、
メンキされた錫と地鉄の合金化が促進され、溶接性を維
持するための純錫量が確保されないこととなって溶接不
良を招く傾向がある。即ちこの溶接性に必要な純錫量は
約０．１　ｇ／ｌａ”以上であることは知られていると
ころであって、従って塗装焼付は後、つまり溶接直前に
おいては純錫量が少なくとも０．１ｇ／ｍ”以上残存し
ていることが必要であるが、前述のように１．０　ｇ／
ｌａ”以下の１錫メッキにおいては上記合金化によって
、このような残存純ｉｔを確保し難いこととなる。

「発明の構成」 問題点を解決するための手段 原板上にＣｒ換算で、片面当りｌＯ〜１００＊／１１２
のＣｒまたはＣｒ合金鍍金による熱拡散処理層を形成し
、該熱拡散処理層上に０．１５〜１．Ｏｗ／ｍ”のＳｎ
鍍金層を形成したことを特徴とする溶接缶用薄錫鍍金鋼
板。

作用 Ｃｒ換算で片面当り１０■／ＩＩ＋２以上のＣｒまたは
Ｃｒ合金鍍金が形成されることにより塗装焼付は時にお
ける鉄錫合金化を抑止し、前記塗装焼付は後に０．１５
ａｖ／ｍ”以上の５ｎｌｉ金層において純錫を０．１　
ｇ／１１！以上適切に残すことができる。このＣ「また
はＣｒ合金鑞金量が１００■／Ｉｌｔ以下とすることに
よりクロムの無為な消費を避けしめる。

前記したクロムまたはクロム合金鍍金の熱拡散処理層上
の５ｎｌｉ金層が１．０　ｇ／ｌａ”以下とされること
により好ましい経済性を得しめる。

実施例 上記した本発明について更に説明すると、前述したよう
に塗装焼付けによってメッキされた錫と地鉄との合金化
反応が生じ純錫量が減少する。従って１絹メッキ量で、
しかも溶接性を良好に維持するためにはこの合金化反応
を抑制する必要がある。然して鉄と錫との反応は鉄が錫
層へ拡散することにより％　Ｆｅ＋２Ｓｎ　＝ＦｅＳｎ
、の合金化が生ずることによるものであって、本発明者
等は鋭意検討を重ねた結果、上記のような合金化反応を
抑止する方法を見出した。即ち、鉄−錫界面に鉄が錫層
へ拡散してゆくのを防止するようなバリヤー皮膜を形成
させることによって上記目的を達成できることが確認さ
れた。

前記したバリヤー皮膜は塗装焼付けによって錫と反応す
る物質であってはならない。なぜならば、バリヤー皮膜
が錫と反応することによって純錫が消費されるからであ
る。然して本発明者等は、鉄が拡散しにくく、かつ錫と
も反応しにくい物質について検討したところ、クロムや
クロムを含む合金が良い性能を示すことが判った。更に
上記バリヤー皮膜はバッチ焼鈍あるいは連続焼鈍に先立
って形成させ、焼鈍工程によって鋼板表層に熱拡散させ
た方が良い。

即ち、焼鈍工程によって熱拡散させる必要があるのは次
の理由による。クロムと錫は固相において全く混じり合
わない元素どうしであるからクロムの上層に錫をメッキ
するとクロムと錫の密着力は充分でないことになり、そ
のためクロム上層の錫が簡単に剥がれてしまう。ところ
が、鋼板にクロムメッキ後、焼鈍工程においてクロムを
鋼板表層に熱拡散させた場合には、鋼板表層はクロムと
鉄の合金になっているので、錫の密着力に充分な強度が
得られるようになる。これは錫が鉄−クロム合金中の鉄
と結合するので密着力が向上するものと考えられる。

クロムを熱拡散させるための温度条件は、最低６００℃
以上が望ましい０例えば連続焼鈍ラインの場合、均熱時
間は３０秒〜６０秒と短いので、できるだけ高温で焼鈍
しないとクロムの拡散が不充分となり、満足な結果が得
られなくなる。又このような連続焼鈍の場合、あまり高
温で焼鈍すると、ストリップが破断したり、形状が悪く
なったり、あるいは必要な材質が得られなくなる。従っ
て、最畜温度としては約７５０℃が限度である。

好ましくは７００℃以上で均熱時間３０秒以上が望まし
い。これに対し、バッチ焼鈍の場合は加熱時間が１日〜
２日と長いので、比較的低温でも充分な拡散が行なえる
。従って、バッチ焼鈍の場合、６００℃以上７５０℃以
下であれば良い。

クロムを含む合金としては、ニッケルークロム、鉄−ク
ロム、コバルト−クロム等の合金が考えられる。これら
の合金においても、鉄路合金化抑止効果はクロムが担っ
ている。何故ならば、上記したニッケル、鉄、コバルト
自体は何れもが塗装焼付は時に錫と容易に反応してしま
う。即ち、通常塗装焼付けで生成する鉄−錫合金以外に
、ニッケルー錫、コバルト−錫、鉄（鉄−クロム合金皮
膜中の鉄）−錫合金が生成する。しかしながら、クロム
を含む合金の場合、鋼板の鉄が錫層へ拡散して鉄鍋合金
を生成する反応を抑止するだけでなく、錫層の錫がニッ
ケル、コバルト等と合金化する反応も抑えることができ
る。

このようにして鋼板表層にクロムまたはクロムを含む合
金を熱拡散させた場合、塗装焼付は時の鉄と錫の合金化
反応が抑制される。また、錫を再溶融させるリフローは
、施しても施さなくてもどちらでもよい。即ち、本発明
ではどちらであっても塗装焼付は後に０．１１７ｍ”以
上の純錫を残すことができるからである。

塗料密着性を向上させるため、あるいは高耐食性を付与
するため無水クロム酸を主体とする浴で前記ヘビークロ
メート処理を施すが、このヘビークロメート処理では金
属クロムとクロムオキサイドが付与される。

以上のようにして得られる本発明の１錫鍍金鋼板の構造
は第１図に示す如くであり、地鉄（１１上に熱拡散した
クロムまたはクロム合金層（５）が形成され、該層（５
）上に若干の合金１％　（４）を介して純錫層（３）が
形成されている。又この純錫層（３）上に化成処理皮膜
（２）、塗油膜（１）が形成されたものであり、なおリ
フローを施さない場合には上記錫−鉄合金層は初めから
は存在せず、塗装焼付は時に生成する。

第２図には焼鈍前のクロム量と塗装焼付は後の残存純錫
量の関係が示されている。即ちこの第２図の場合、その
全錫量は０．５０　ｇ／ｌａ”であって、リフロー材（
Ｏ印）とノーリフロー材（・印）の方が多くの純錫を残
せることが理解され、また塗装焼付は後に純錫を略０．
１１７ｍ”以上残すにはりフロー材（○印）の場合はク
ロム１１５■／１ＩＩｔ以上にする必要があり、又ノー
リフロー材の場合は１０ｏｗ／ｍ２以上にする必要があ
る。しかし何れの場合においてもクロム量が１００■／
Ｉ１１！以上ではクロムの合金化抑止効果が飽和状態に
なる。従って焼鈍前のクロム量は１０■／ＩＩＩｚ以上
が必要であり、好ましくは２０■／、３以上が望まれる
。しかし１００■／、３以上となってもそれ以上の効果
は期待できず、無駄であるからクロム量の上限は１００
■／ｍ”である。

又錫メツキ付着量の範囲について説明すると、前記した
第２図に併せてΔ、ムの測定点を以て示す如くであって
、ムで示すノーリフロー材の場合は熱拡散させたクロム
量が１００■／ｌｓ”ならば塗装焼付は後に合金層は約
０．０５１７ｍ”生成するので純錫量を０．１１７ｍ”
以上残すにはメッキする錫量を０．１５１７ｍ”以上に
すればよい。同じくリフロー材Δ印の場合は、クロム量
が１００■／Ｉ！ならば塗装焼付は後に約０．２ｇ／ｍ
”の合金層が生成するので純錫量を０．１１７ｍ”以上
残すには錫メツキ量を０．３　　ｇ／ｌａ”以上にすれ
ばよい。即ち錫メツキ付着量の下限はノーリフロー材の
場合が０．１５１７ｍ”で、リフロー材の場合は０．３
０１７ｍ”である。

なお錫メツキ付着量の上限は特にないが、コスト低減の
ためにはなるべ、く少ない方がよく、従って１．０ｇ／
ｍ”を上限とする。即ちこれらの結果として、ノーリフ
ロー材の錫メツキ付着量範囲は、０．１５〜１．９　　
ｇ／ｌａ”であり、リフロー材は０．３０〜１．０　　
ｇ／ｌａ”である。

本発明によるものの製造工程を説明するならば、クロム
メッキまたはクロム合金メッキしたものを焼鈍して熱拡
散し、次いで調質圧延、前処理してから錫メッキをなし
、ノーリフロー材ではその後直ちに化成処理、塗油工程
に入るが、リフロー材においては前記錫メツキ後にリフ
ロー処理して化成処理、塗油行程に入るものである。な
お従来の製造工程では上記工程においてクロムメッキ、
クロム合金メッキを欠くものであり、従って上述したよ
うな熱拡散したクロムまたはクロム合金層（５）が形成
されない。

本発明によるものの具体的な製造例および比較例につい
て説明すると以下の如くである。

製造例１ 幅８００龍の鋼ストリップを苛性ソーダ系アルカリ液で
脱脂後、硫酸で酸洗し、直ちに無水クロム酸を含むクロ
ムメッキ浴で５０■／、ｇのクロムメッキをなした。こ
のコイルはバッチ焼鈍炉で６５０℃×３０時間のバッチ
焼鈍を行ない、メッキされたクロムを鋼表層に熱拡散さ
せた。その後調質圧延を行なって表面粗さを整え、電気
錫メツキラインに装入した。部ちこの電気錫メツキライ
ンではアルカリ脱脂および硫酸酸洗を行なった後、０．
５０　ｇ／ｍ”の錫メッキを行ない、該錫メッキ後リフ
ローを施し、引続き低濃度のクロム酸を含有した化成処
理浴中で電解化成処理を施した。処理電気量は２０　Ａ
／ｄ＋＊”　ｘ　１秒であり、その後静電塗油を施した
。

このようにして製造された１錫メッキぶりきに塗装焼付
けを想定した２１（１℃×１３分、２回の空焼きを施し
た。

製造例２ 前記した製造例１におけるバッチ焼鈍を連続焼鈍に代え
、その焼鈍条件を７２０℃Ｘ３０秒にした以外は製造例
１におけると同じに実施した。

製造例３ 製造例１におけるクロムメッキを、ニッケルークロム合
金メッキに代えて実施した以外は製造例１におけると同
じに実施した。

但し合金皮膜中のクロム量は４０■／１１１２、ニッケ
ルは５５■／ｍ２であった。

製造例４ 製造例１におけるクロムメッキを、クロム−鉄合金メッ
キにした以外は製造例１におけると同じに実施した。な
お合金皮膜中のクロム量は３０■／１１！であり、鉄は
６０Ｉ１１ｒ／ｎ＋”であった。

製造例５ 製造例１におけるクロムメッキを、コバルト−クロム合
金メッキにした以外は製造例１におけると同じであり、
合金皮膜中のクロム量は３５■／ｍ２で、コバルトは５
０■／、ｇであった。

比較例１ 製造例１において焼鈍前にクロムメッキを施さずに焼鈍
した以外は製造例１におけると全く同じに実施した。

製造例６ 製造例１においてリフローを施さなかった以外は製造例
１におけると同じに実施した。

比較例２ 製造例１において焼鈍前にクロムメッキを施すことなく
焼鈍し、且つリフローを施さなかった以外は製造例１に
おけると同じに実施した。

比較例３ 製造例１で焼鈍前のクロムメッキ量を５ａｔｒ／ｍ”と
した以外は製造例１と同じである。

比較例４ 製造例３で二・ノケルメフキ量を２０■／糟２、クロム
メッキ量を７ｍｇ／ｍ”とした以外は製造例３と同じに
実施した。

比較例５ 製造例４で、鉄メツキ量を２０■／　、ｇ、クロムメッ
キ量を６■／、ｇとした以外は製造例４と同じである。

比較例６ 製造例５でコバルトメッキ量を２０■／１１１２、クロ
ムメッキ量を７■／ｌｌ１２とした以外は製造例５と同
じである。　゛ 然して上記したような各製造例および比較例で用いたク
ロムメッキ条件およびクロム含有合金メッキ浴条件を要
約して示すと次の第１表の如くである。

又これらのものに塗装焼付けし、溶接性を評価したが、
その塗装焼付は条件と溶接性評価方法を示すと以下の如
くである。

塗装焼付は条件： 塗料はエポキシフェノール系、膜厚は５０ｍｇ／ｄＩＩ
Ｉｆｆｉ、焼付けは２１０℃×１３分×２回。

溶接性評価方法： 溶接部の品質は、気密性と接合強度ならびに外観性状に
よって決定され、−１に溶接電流を増加させるに伴い、
気密性、接合強度が増加するようになり、更に増加させ
ると「チリ」が発生し、外観性状が不良となる。

従って、気密性と接合強度が充分で、「チリ」の発生し
ない範囲が溶接適正電流範囲ということになり、この範
囲が広い程安定した製缶作業を行なうことができ、溶接
性がよいことになる。

溶接条件： 缶サイズ（缶径）は６５龍φＸ１４０［、オーバーラツ
プは０，４龍、溶接速度は６ｍｍ／ｍｉｎ’？あり、加
圧力は３７ｋｇｆである。

又塗装焼付は後に残存する純錫量および合金層量は螢光
Ｘ線の錫強度より求めた。

然してこのような評価結果を示すと第２表の如くである
。

即ち第２表の結果からも理解されるように、１０■／ｍ
２以上のクロムまたはクロム含有合金を熱拡散させた１
錫メッキぶりきは、全錫量が０．５０ｇ／ｌｓ”であっ
ても塗装焼付は後において、０．１　　ｇ／ｍ”以上の
純錫が残存し、このため強度が充分でチリも発生しない
溶接が可能となった。

それに引きかえ、クロムを熱拡散しないか、熱拡散して
もその量が１０ｑｒ／ｓ”以下では塗装焼付は後に０．
１ｇ／ｎ＋”以上の純錫を残すことができなかった。そ
のため強度は充分であるが、チリが発生してしまい、適
正な溶接可能範囲が存在しない。

「発明の効果」 以上説明したような本発明によるときは３９８目付量で
あっても塗装焼付は後において溶接性に必要な純錫量を
的確に残存せしめ、耐食性の高い溶接缶用１錫メッキぶ
りきを提供し得るものであって、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】

図面は本発明の技術的内容を示すものであって、第１図
は本発明によるｙｔ錫メッキぶりきの構成関係を断面的
に示した説明図、第２図は焼鈍前クロム付着量と塗装焼
付は後の残存純錫量および生成合金層量を要約して示し
た図表である。 然してこれらの図面において、（１）は塗油膜、（２）
は化成処理皮膜、（３）は純錫層、（４）は合金絽、（
５）は熱拡散したクロムまたはクロム合金、（６）は鉄
地を示すものである。 特　許　出　願　人　　　日本綱管株式会社発　　　　
明　　　　者　　　　下　　村　　隆　　良問　　　　
　　　　　　　　　　余　　材　　吉　　則同　　　　
　　　　　　　　　　　大　　　庭　　　直　　　室間
　　　　　　　　　　　　　　　蛇　　　目　　　達　
　　志第　／ｉｌｌ 第　２　　■ ｉｋ＆ＩＩｐａ　ムａｒ＊４−（ｑ／Ｊ）手続補正書（
自登り 昭和　　昧１．７．１４１３　　日 特許庁長官　甲７日θｎ羞ｔ　殿 １、事件の表示 昭和ｌ／　年特　　　許Ｈ第　／／Δ１ｏ６　　号２、
冗明の名　称 事件との関係特　　　　　許出願人 名称（氏名）ａ本鋼管株式会ｄ ４、代理人 昭和　　　年　　　月　　　日　イご送６、補正の対象 補正の内容 １、本願明細書中第１頁「特許請求の範囲」の項の記載
を以下の如く訂正する。 「原板上にＣｒ換算で、片面当り１０〜１００■／、２
のＣｒまたはＣｒ合金鍍金による熱拡散処理層を形成し
、該熱拡散処理層上に０．１５〜１．０ｇ／ｍ２の５ｎ
ｌｉ金層を形成したことを特徴とする溶接缶用薄錫鍍金
鋼板。」 ２、同３頁１９行目中にｒｏ、１５〜１．０曙／ｍ”Ｊ
とあるのを’０．１５〜１．Ｏｇ　／１ＩｌｚＪと訂正
する。 ３、同４頁６行目中にｒｏ、１５ｒＮ／＋ｍＪとあるの
を’０．１５ｇ／ｓ＋”」と訂正する。 ４、同１６頁１９行目中にｒ　６　ａｍ／１Ｉｌｉｎ　
Ｊとあるのを’　６　ｍ／ｓｉｎ　Ｊと訂正する。 ５、同１８頁「第２表」を次頁の如く訂正する。 図面中訂正書 １６本願出願頭初図面中「第２図」を別紙の如く訂正す
る。 第　　２　　目

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原板上にＣｒ換算で、片面当り１０〜１００ｍｇ／ｍ＾
   ２のＣｒまたはＣｒ合金鍍金による熱拡散処理層を形成
   し、該熱拡散処理層上に０．１５〜１．０ｍｇ／ｍ＾２
   のＳｎ鍍金層を形成したことを特徴とする溶接缶用薄錫
   鍍金鋼板。