表面处理钢板及其制造方法与流程

本发明涉及一种表面处理钢板，特别涉及一种膜耐腐蚀性、涂装耐腐蚀性、膜湿润密合性、涂料二次密合性和焊接性优异的表面处理钢板。本发明的表面处理钢板可以适用于罐等容器。另外，本发明还涉及上述表面处理钢板的制造方法。

背景技术：

1、由于镀sn钢板(马口铁)的耐腐蚀性、焊接性、加工性优异，也容易制造，因此作为饮料罐、食品罐、桶罐、18升罐等各种金属罐的原材料已经使用了200年以上。

2、然而，由于sn是昂贵的材料，所以开发了不使用sn的表面处理钢板即无锡钢板(tfs)。无锡钢板是在钢板的表面形成有金属cr层和氧化cr层的表面处理钢板，通常，通过在含有6价cr的电解液中对钢板进行电解处理来制造(专利文献1～3)。无锡钢板由于耐腐蚀性、涂料密合性优异，因此现在极其普遍地用作代替马口铁的容器用钢板。然而，该无锡钢板由于表层具备绝缘被膜即氧化铬层，焊接性不足。

3、另一方面，作为焊接性优异且不使用sn的表面处理钢板，已知有使用ni代替sn的镀ni钢板(专利文献4、5)。然而，当使用镀ni钢板作为焊接罐的原材料时，为了确保耐腐蚀性、涂料密合性，需要在镀ni钢板上使用含有6价cr的水溶液来赋予铬酸盐处理被膜。

4、近年来，由于对环境的意识提高，所以全世界范围内正在向限制6价cr的使用的方向发展。因此，即使在用于各种容器等的表面处理钢板的领域中，也要求确立不使用6价铬的制造方法。

5、作为不使用6价铬而形成表面处理钢板的方法，已知有例如专利文献6、7中提出的方法。在该方法中，通过在含有碱式硫酸铬等3价铬化合物的电解液中进行电解处理而形成表面处理层。

6、现有技术文献

7、专利文献

8、专利文献1：日本特开昭58－110695号公报

9、专利文献2：日本特开昭55－134197号公报

10、专利文献3：日本特开昭57－035699号公报

11、专利文献4：日本特开平11－117085号公报

12、专利文献5：日本特开2007－231394号公报

13、专利文献6：日本特表2016－505708号公报

14、专利文献7：日本特表2015－520794号公报

技术实现思路

1、根据专利文献6、7中提出的方法，不使用6价铬就能形成表面处理层。并且，根据专利文献6、7，通过上述方法可以得到湿润环境下的与树脂膜的密合性(以下，称为“膜湿润密合性”)和湿润环境下的与涂料的密合性(以下，称为“涂料二次密合性”)优异的表面处理钢板。

2、然而，使用专利文献6、7中提出的那种以往的方法得到的表面处理钢板，虽然膜湿润密合性和涂料二次密合性优异，但焊接性差，作为通过使用6价铬的方法制造的表面处理钢板的代替品使用时，性能不足。

3、因此，需要一种可以在不使用6价铬的情况下制造且兼具优异的膜耐腐蚀性、涂装耐腐蚀性、膜湿润密合性、涂料二次密合性和焊接性的表面处理钢板。

4、本发明是鉴于上述实际情况而进行的，其目的在于提供一种可以在不使用6价铬的情况下制造且膜耐腐蚀性、涂装耐腐蚀性、膜湿润密合性、涂料二次密合性和焊接性优异的表面处理钢板。

5、本发明的发明人等为了实现上述目的进行了深入研究，结果得到以下(1)和(2)的见解。

6、(1)在含ni层上具有金属cr层和氧化cr层的表面处理钢板中，通过将水接触角、吸附于表面的k、na、mg和ca相对于cr的原子比率的合计分别控制在特定的范围，能够得到膜耐腐蚀性、涂装耐腐蚀性、膜湿润密合性、涂料二次密合性和焊接性优异的表面处理钢板。

7、(2)上述表面处理钢板可以通过使用由特定的方法制备出的含有3价铬离子的电解液进行阴极电解处理，然后，使用电导率为规定的值以下的水进行最终水洗来制造。

8、本发明是根据以上见解而完成的。本发明的要旨如下。

9、1.一种表面处理钢板，具有钢板、配置于上述钢板的至少一个表面上的含ni层，配置于上述含ni层上的金属cr层以及配置于上述金属cr层上的氧化cr层，

10、水接触角为50°以下，

11、吸附于表面的k、na、mg和ca相对于cr的原子比率的合计为5.0％以下。

12、2.根据上述1所述的表面处理钢板，其中，上述含ni层中ni附着量在上述钢板的每单面为200mg/m2～2000mg/m2。

13、3.根据上述1或2所述的表面处理钢板，其中，上述金属cr层中cr附着量在上述钢板的每单面为2mg/m2以上且小于40mg/m2。

14、4.根据上述1～3中任一项所述的表面处理钢板，其中，上述氧化cr层中cr附着量在上述钢板的每单面为0.1mg/m2～15.0mg/m2。

15、5.根据上述1～4中任一项所述的表面处理钢板，其中，上述表面处理钢板的表面上的ni相对于cr的原子比率为100％以下。

16、6.一种表面处理钢板的制造方法，是具有钢板、配置于上述钢板的至少一个表面上的含ni层、配置于上述含ni层上的配置的金属cr层、以及配置于上述金属cr层上的氧化cr层的表面处理钢板的制造方法，包括如下工序：

17、电解液制备工序，制备含有3价铬离子的电解液，

18、阴极电解处理工序，在所述电解液中对至少在一个面上具有含ni层的钢板进行阴极电解处理，

19、水洗工序，将上述阴极电解处理后的钢板至少水洗1次；

20、在所述电解液制备工序中，通过混合3价铬离子源、羧酸化合物和水，将ph调节为4.0～7.0且将温度调节为40～70℃来制备所述电解液，

21、在所述水洗工序中，至少在最后的水洗中使用电导率100μs/m以下的水。

22、根据本发明，能够提供一种不使用6价铬而膜耐腐蚀性、涂装耐腐蚀性、膜湿润密合性、涂料二次密合性和焊接性优异的表面处理钢板。本发明的表面处理钢板可以适合用作容器等的材料。

技术特征：

1.一种表面处理钢板，具有钢板、配置于所述钢板的至少一个表面上的含ni层、配置于所述含ni层上的金属cr层以及配置于所述金属cr层上的氧化cr层，

2.根据权利要求1所述的表面处理钢板，其中，所述含ni层中ni附着量在所述钢板的每单面为200mg/m2～2000mg/m2。

3.根据权利要求1或2所述的表面处理钢板，其中，所述金属cr层中cr附着量在所述钢板的每单面为2mg/m2以上且小于40mg/m2。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的表面处理钢板，其中，所述氧化cr层中cr附着量在所述钢板的每单面为0.1mg/m2～15.0mg/m2。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的表面处理钢板，其中，所述表面处理钢板的表面上的ni相对于cr的原子比率为100％以下。

6.一种表面处理钢板的制造方法，是具有钢板、配置于所述钢板的至少一个表面上的含ni层、配置于所述含ni层上的金属cr层以及配置于所述金属cr层上的氧化cr层的表面处理钢板的制造方法，包括如下工序：

技术总结
本发明提供一种可以在不使用6价铬的情况下制造且兼具优异的膜耐腐蚀性、涂装耐腐蚀性、膜湿润密合性、涂料二次密合性和焊接性的表面处理钢板。该表面处理钢板在钢板的至少一个面具有含Ni层、配置于上述含Ni层上的金属Cr层以及配置于上述金属Cr层上的氧化Cr层，水接触角为50°以下，吸附于表面的K、Na、Mg和Ca相对于Cr的原子比率的合计为5.0％以下。

技术研发人员：植野卓嗣,中川祐介
受保护的技术使用者：杰富意钢铁株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/11/18