JPS6231078B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

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。

【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。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims (1)

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。