KR890002987B1 - Surface treated steel plates with a weldability and method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 우수한 용접성, 도장 성능 및 내식성을 가지는 용접제관용 표면처리강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a surface-treated steel sheet for weld steel pipe having excellent weldability, coating performance and corrosion resistance, and a method of manufacturing the same.
특히, 강판 표면사아에 제1층으로 금속 크롬, 그 위에 제2층으로써 주석 또는 주석·니켈 합금, 또한 그위에 제3층으로써 크롬수와 산화물(이하 그량을 표시하는 경우에는 크롬환산량으로 나타냄)로써 이루는 것을 특징으로 하는 전기 저항에 의한 용접제관용 표면처리 간판 및 그 제조방법에 관한 것이다.In particular, metal chromium as the first layer on the surface of the steel sheet, tin or tin-nickel alloy as the second layer thereon, and chromium water and oxide as the third layer thereon (hereafter referred to as chromium conversion amount). It relates to a surface treatment signage for welding canal production by electrical resistance, and a method of manufacturing the same.
종래의 제관용 표면처리 강판으로서는, 전기주석 도금강판과 금속크롬, 크롬수산화물의 2층으로 되는 전해 크롬산 처리강판이 일반적으로 많이 사용되고 있다.BACKGROUND ART Conventionally, as a surface-treated steel sheet for steel cans, electrolytic chromic acid treated steel sheets having two layers of an electro-tin plated steel sheet and metal chromium and chromium hydroxide are generally used.
이 중에서 전기주석 도금강판은 그의 우수한 내식성, 표면광택, 납땜성, 표면 윤활성 및 접촉전기 저항이 낮아서, 전기저항에 의한 용접성이 양호한 점등의 이유에 의하여 오래전부터 제관용 재료의 주류로서 납땜관DI관(드로우잉 가공과 인발 가공에 의하여 형성된 관), 용접제관에 가장 널리 사용되어 왔으나, 도금에 사용되는 주석이 매년 비싸져서 제관용 재료로서는 값비싼 것으로 되어 왔다.Among these, the tin-plated steel sheet has excellent corrosion resistance, surface gloss, solderability, surface lubricity, and low contact electrical resistance, and therefore, a solder tube DI tube has been used as a mainstream of materials for steel production for a long time because of its good welding resistance due to electrical resistance. (Tubes formed by drawing and drawing processing) and tin have been most widely used, but tin used for plating has become expensive every year, making it an expensive material for canning.
한편, 전패크롬산 처리강판은 전기주석 도금강판보다 값싼 재료로서, 약 20년전에 개발되어, 그후 접착에 의한 제관법의 개발에 의하여, 전기주석 도금강판을 대체의 제관용재료로서 매년 사용량이 증대되어 왔다.On the other hand, all-chromic acid-treated steel sheet is a cheaper material than electro-tin plated steel sheet, which was developed about 20 years ago, and after that, the use of electro-tin plated steel sheet as an alternative material for manufacturing canisters has been increased every year. come.
그러나, 우수한 내식성, 도료 밀착성이 가지는 접착제 관용재료로서의 실적이 있는 전해 크롬산처리 강판을 용접제관용 재료로 사용하는 경우에, 도장시(용접부에는 도포막을 입히지 않음)의 가열에 의하여 금속크롬 표면 및 크롬 수화산화물이, 전기저항이 높은 크롬산화물로 변질하기 때문에, 표면피막을 용접전에 기계적 연삭등의 수단으로 제거할 필요가 있었다.However, when using an electrolytic chromic acid treated steel sheet having an excellent corrosion resistance and paint adhesion property as an adhesive forging material as a welding canning material, the metal chromium surface and chromium are heated by heating at the time of coating (no coating film is applied to the welding portion). Since the hydrated oxide deteriorates to chromium oxide having high electrical resistance, it was necessary to remove the surface coating by means such as mechanical grinding before welding.
용접전에 피막을 제거하는 것은, 제관 제작비용의 단가각 높아질 뿐만 아니라, 용접부의 내식성의 저하, 제거된 크롬 분말의 비산에 의한 위생상의 문제점이 있어, 표면피막을 제거하지 않고 용접할 수 있는 용접제관용 재료가 강하게 요망되어 왔다.The removal of the coating before welding not only increases the unit cost of manufacturing the tube, but also has a hygienic problem due to deterioration of corrosion resistance of the welded portion and scattering of the removed chromium powder, and can be welded without removing the surface coating. Tolerable materials have been strongly desired.
여기에서, 전해 크롬산 처리강판계 재료의 용접성을 향상시키기 위한 시도로서 예를 들면, (1)강판 표면에 3∼40mg/m2의 금속 크롬층, 그 상부에 금속 크롬 환산으로 2∼15mg/m2의 크롬 산화물을 주체로 하는 비금속 크롬층을 다공질형상으로 한 전해크롬산 처리강판(일본국 특개소 55-31124), (2)황산기(酸基), 초산기(硝酸基), 염소 이온등의 음이온을 의도적으로 첨가하지 않은 크롬산, 중크롬산 등을 주성분으로 하는 수용액중에서 편면(片面)당 0.5∼30mg/m2의 금속크롬, 금속크롬 환산으로 2∼50mg/m2의 크롬수산화산물을 주성분으로 하는 전해크롬산 처리강판(일본국 특개소 55-18542) (3)크롬도금 강판에 20%이하의 조질(調質)압연을 행하는 것을 특징으로 하는 전해크롬산 처리강판(일본국 특개소 55-48406)등이 제안되고 있다.Here, as an attempt to improve the weldability of the electrolytic chromic acid treated steel sheet-based material, for example, (1) a metal chromium layer of 3 to 40 mg / m 2 on the surface of the steel sheet, 2 to 15 mg / m in terms of metal chromium on the upper portion thereof Electrolytic chromic acid treated steel sheet having a porous shape of a non-metallic chromium layer mainly composed of chromium oxide of 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-31124), (2) Sulfuric Acid Group ( 酸基), acetate group (硝酸基), chlorine ions and the like in terms of metal chromium, chromium metal in 0.5~30mg / m 2 per in an aqueous solution mainly composed of chromic acid, dichromate and so on which are not intentionally added to an anionic one surface (片面) Electrolytic chromic acid treated steel sheet mainly containing 2 to 50 mg / m 2 chromium hydroxide product (Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-18542) (3) Crude-plated steel sheet is characterized in that temper rolling of less than 20% is carried out. Electrolytic chromic acid treated steel sheets (Japanese Patent Laid-Open No. 55-48406) and the like have been proposed.
이들 전해크롬산 처리강판에 있어서, 용접성의 향상을 달성하기 위한 기술사상은 다음과 같이 설명되고 있다.In these electrolytic chromic acid treated steel sheets, the technical concept for achieving the improvement of weldability is demonstrated as follows.
즉, 상기 인용예 (1), (3)에 있어서는, 금속 크롬층 자체가 용접개시 직후의 용접전류 통과를 저해하기 때문에, 강판 표면상에 있어서 소지강(素地綱)의 노출면적을 많게 하기 위하여, 금속크롬 도금량을 적게하기도하고, 금속크롬의 도금량이 많은 경우라도 조질 압연에 의하여 강판에 약간의 연신에 의한 균열을 부여한다는 것이다.That is, in the citation examples (1) and (3), since the metal chromium layer itself inhibits passage of the welding current immediately after the start of welding, in order to increase the exposed area of the base steel on the surface of the steel sheet. In addition, even if the plating amount of the metal chromium is reduced, even when the plating amount of the metal chromium is large, the steel sheet is cracked by slight stretching by temper rolling.
그러나, 용접성을 향상시키기 위하여, 단순히 금속 크롬량을 하게한다거나, 강판에 연신을 부여하여 금속 크롬층에 균열이 생기게 한다거나 하는 것은, 그만큼 전해크롬산 처리강판으로써의 내식성의 저하를 피할수 없을 뿐만 아니라, 전해크롬산 처리강판을 도장하여 사용하는 경우에는, 가열시에 전기저항이 높은 철 산화물이 생성되기 쉽게 되어, 용접성은 역효과로 되는 문제점을 가지고 있다.However, in order to improve the weldability, simply making the amount of metal chromium or giving extension to the steel sheet to cause cracks in the metal chromium layer not only inevitably lowers the corrosion resistance of the electrochromic acid treated steel sheet, In the case of coating and using an electrolytic chromic acid treated steel sheet, iron oxide with high electrical resistance is easily generated during heating, and thus weldability has a problem of adverse effect.
또한, 상기 인용예(2)에 있어서도, 크롬수화산화물의 질적 개선에 의한 금속크롬 도금량의 감소가 가능하게 되고, 용접성의 향상을 가져오게 되었다고 기술되어 있는 것에 있어서, 그의 기술사상은 인용예(1)(3)과 동일한 것이나, 어느것도 도장 가열시에 생성하는 전기저항이 높은 크롬산화물 자체를 억제할 필요가 있다는 관점에 착안하여 용접성 향상을 시도하려고 한 것은 아니다.In addition, in the above-mentioned citation example (2), the metal chromium plating amount can be reduced by the qualitative improvement of the chromium hydroxide, and it is described that the weldability was improved. Neither (3) nor (3) was attempted to improve weldability, focusing on the need to suppress chromium oxide itself having high electrical resistance generated during coating heating.
한편, 주석도금계의 용접제관용 재료로서는, 강판 표면에 종래의 전기주석 도금강판의 주석도금량에 비교하여 주석 도금량을 적게한 주석도금계 강판이 알려져 있다.On the other hand, as a material for welding canning of a tin plating system, a tin plating steel sheet having a reduced tin plating amount is known on the surface of a steel sheet as compared with the tin plating amount of a conventional electroplated steel sheet.
그러나, 용접제관용 재료로서 사용되는 경우에, 도장시에 가열되기 때문에 저융점 금속인 주석은 소지강과 철·주석 합금화를 일으키기 쉽고, 용접성 향상에 기여하는 주석을 감소시킬수 없는 문제를 포함하고 있다.However, when used as a material for welding canning, since it is heated at the time of coating, tin, which is a low melting point metal, is likely to cause alloying of base steel and iron and tin, and includes a problem in that tin cannot be reduced, which contributes to improvement of weldability.
본 발명은, 이러한 종래의 전해크롬산 처리강판계 재료가 가지는 도장 가열시에서의 전기저항이 높은 크롬산화물의 생성문제, 또한, 주석도금량을 적게한 주석도금계 재료가 가지는 주석과 소지강이 철·주석 합금화 하기 쉽다고 하는 문제를 동시에 해소한 용접제관용 표면처리 강판을 제공하는 것이다.The present invention relates to the problem of the generation of chromium oxide with high electrical resistance during coating heating of such a conventional electrolytic chromic acid treated steel sheet material, and the tin and base steels of the tin plating material having a small tin plating amount. It is to provide a surface-treated steel sheet for welding canning that simultaneously solves the problem of tin alloying.
종래의 전해크롬산 처리강판계 용접제관용 재료를 도장 가열후에 용접제관 하려고 하면, 표면 피막을 연삭 제거하지 않으면 상용적으로 만족스런 용접이 불가능하다는 점은, 이미 설명하였으나, 그 원인으로서는, (1)금속 크롬표면에 전기저항이 높은 크롬산화물이 생긴다. (2)크롬수화 산화물이 가열에 의하여 탈수되어, 보다 전기저항이 높은 크롬산화물이 생긴다. (3)금속 크롬층에 존재하는 도금기공(Pin Hole)을 통하여 노출되어 있는 소지강 표면에 전기저항이 높은 철 산화물이 생긴다등을 들 수 있다.If the conventional electrolytic chromic acid-treated steel sheet can be welded after coating heating, it has already been explained that commercially satisfactory welding is not possible unless the surface coating is ground and grounded. Chromium oxide with high electrical resistance is formed on the surface of metal chromium. (2) Chromium hydride oxides are dehydrated by heating to form chromium oxides having higher electrical resistance. (3) Iron oxide with high electrical resistance is generated on the surface of the base steel exposed through the pin holes present in the metal chromium layer.
이들 용접성을 저하시키는 원인중(1), (3)은 특히 큰것으로 알게되었다.Among the causes of lowering these weldability, (1) and (3) were found to be particularly large.
그러나, 원인(1)은 금속크롬의 가열에 의하여 전기저항이 높은 크롬산화물이 생성된다고 하는 금속 크롬의 본질에서 유래하는 것으로 그 해결에는 매우 큰 어려움이 있었으나, 결국, 금속크롬 표면에 미소한 주석 또는 주석·니켈 합금충을 존재시키는 것에 의하여 금속 크롬 표면의 산화를 대폭 억제할 수 있는 것을 발견하였다.However, the cause (1) originates from the essence of metal chromium, which is that chromium oxide having high electrical resistance is generated by heating the metal chromium, and there is a great difficulty in solving the problem. It was found that oxidation of the surface of metal chromium can be greatly suppressed by the presence of a tin-nickel alloy insect.
동시에, 더욱 좋은 것은 금속 크롬위에 주석 또는 주석·니켈 합금층을 형성하면 필연적으로 금속 크롬층의 기공을 통하여 노출되고 있는 소지강 표면위에도 주석 또는 주석·니켈 합금이 부착됨으로 상기 원인(3)의 해결에도 효과적으로 된다.At the same time, even better, the formation of tin or tin-nickel alloy layer on the metal chromium causes the tin or tin-nickel alloy to adhere on the surface of the base steel exposed through the pores of the metal chromium layer. Even effectively.
또한, 주석도금층 또는 주석·니켈 합금층은 아래층에 금속크롬이 개재하는 것에 의하여, 소지강과의 합금화가 현저하게 억제되어 도장 가열을 받은 후에도, 주석 또는 주석·니켈 합금도금층 자체가 가지는 양호한 용접성을 유지하는 이점을 가지고 있는 것이며, 강판상에 주석 또는 주석·니켈 합금 도금층이 직접 형성되어 있는 경우보다도, 실제로 도장 가열된 후의 용접성에 있어서 훨씬 우수해지는 것이다.In addition, since the tin plating layer or the tin-nickel alloy layer is intercalated with metal chromium in the lower layer, alloying with the base steel is remarkably suppressed, and even after the coating is heated, the good weldability of the tin or tin-nickel alloy plating layer itself is maintained. This is advantageous in that the weldability after actual heating of the coating is much higher than that in the case where the tin or tin-nickel alloy plating layer is directly formed on the steel sheet.
즉, 본 발명은, 강판 표면에 30∼300mg/m2의 크롬도금층과, 이 크롬도금층 위에 편면당 10∼500mg/m2의 주석도금층이나 또는 주석·니켈합금 도금층과, 동시에 그위에 크롬환산으로 편면당 2∼18mg/m2의 크롬 수화산화물층이 형성된 것을 특징으로 하는 용접 제관용 표면처리강판을 제공하고자 한다.That is, the present invention is 30 to 300 mg / m 2 chromium plating layer on the surface of the steel sheet, 10 to 500 mg / m 2 tin plating layer or tin-nickel alloy plating layer per side on the chromium plating layer, and at the same time in chromium conversion thereon The present invention provides a surface-treated steel sheet for welding canning, wherein a chromium hydroxide oxide layer of 2 to 18 mg / m 2 is formed per side.
상기한 10∼500mg/m2의 주석·니켈합금 도금층이란 니켈을 20∼60중량% 함유하는 것이다.The tin-nickel alloy plating layer of 10 to 500 mg / m 2 described above contains 20 to 60% by weight of nickel.
또한, 본 발명에서 말하는 "주석·니켈합금"이란, 주석이온과 니켈이온을 함유하는 도금 욕(浴)으로부터 음극 전해에 의하여 얻어지는 주석과 니켈의 공석물을 함유한 것을 의미하고 있고, 반드시 화학량론(주로 어떤 물질의 분자구조와 그의 물리적성질과의 사이의 수량적관계를 연구하는 물리화학의 한 부문)에 따르는 특징의 조성비를 가지는 주석·니켈합금(예를 들면, NiSn, Ni3Sn, Ni3Sn2, Ni3Sn4등) 만을 지칭하고 있는 것은 이니다.In addition, the "tin-nickel alloy" used in this invention means containing the vacancy of tin and nickel obtained by the cathode electrolysis from the plating bath containing tin ion and nickel ion, and necessarily stoichiometry Tin-nickel alloys (e.g., NiSn, Ni 3 Sn, Ni) having a compositional ratio of characteristics according to (mainly a division of physical chemistry that studies the quantitative relationship between the molecular structure of a substance and its physical properties) 3 Sn 2 , Ni 3 Sn 4, etc.).
통상, 도금에 의하여 얻어지는 공석물을 포한하여 "합금"이라고 칭하는 것도 일반적으로 행하여지고 있기 때문에, 여깅서는 합금이라고 하는 표현을 사용하였다.Usually, since the thing called "alloy" including the vacancy obtained by plating is generally performed, the expression used as an alloy was used.
본 발명의, 용접제관용 표면처리 강판의 실시에 있어서, 크롬도금층위에 주석 또는 주석·니켈합금층을 균일하게 피복하여, 또한 크롬면으로 양호하게 밀착시키는 것이 중요한 것으로서, 후술에는 방법에 의하여 본 발명의 용접제관용 표면처리 강판이 얻어진다.In the implementation of the surface-treated steel sheet for weld canning according to the present invention, it is important to uniformly coat a tin or tin-nickel alloy layer on the chromium plating layer and to bring the chromium surface into good contact with each other. The surface-treated steel sheet for welding production can be obtained.
종래로부터 크롬 도금위에 주석도금을 하는 것은 매우 곤란하게 되어서, 예를 들면, 일본국 특공소 48-35136호 "크롬-주석2층 도금방법", 또는 일본국 특공소 33-1455호 "크롬 및 크롬합금 표면위에의 각종금속의 도금법"등에 그 방법에 여러가지 제안되고 있다.Conventionally, tin plating on chromium plating becomes very difficult, for example, JP 48-35136 "Chrome-Tin Two-Layer Plating Method" or JP 33-1455 "Chrome and Chromium". Various methods have been proposed for the method such as "plating various metals on an alloy surface".
그러나, 상기의 방법은 어느것도 본 발명에 있어서의 주석도금의 실시방법으로서는 부적당하다.However, none of the above methods is suitable as a method of carrying out tin plating in the present invention.
즉, 일본국 특공소 48-35136호에 있어서는, 주석도금 통전 초기에 고전류 밀도로서 스트라이크 도금(striking)을 한후에, 통상의 광택전류밀도로서 주석도금을 실시한다고 하는 것이지만, 스트라이킹 전류밀도로서 석출하는 주석은 암회색으로 나무가지 형상, 털형상이라고 기재되어 있는 바와같이, 본 발명에서와 같이, 주석량이 극히 적은 경우에는, 계속하여 광택전류밀도에 의한 층을 형성하여 스트라이크 도금층을 은폐할 수가 없는 불합리한 점이 있다.That is, in Japanese Unexamined Patent Application No. 48-35136, tin plating is performed with a normal gloss current density after strike plating at a high current density at the initial stage of tin plating energization, but the tin deposited as a strike current density is As described in the form of dark gray and tree branches and hairs, as in the present invention, when the amount of tin is extremely small, there is an unreasonable point that it is not possible to continuously form the layer by the gloss current density and conceal the strike plating layer.
또한, 일본국 특공소 33-1455호에 있어서는, 가성알칼리 수용액중에서 양극 처리한다고 하는 것이지만, 양극 처리에 의하여 제1층의 크롬 도금이 용해되는 것 및, 가성 알칼리에서는 크롬도금 표면이 충분히 활성화 될 수 없으며, 통상의 주석도금욕을 사용한 경우에는 주석의 균일 또는 밀착성있는 석출이 달성될수 없어서, 도금후에 도금층이 용이하게 흠집이 생기는 불합리한 결점이 있었다.In Japanese Unexamined Patent Publication No. 33-1455, anodizing is performed in an aqueous solution of caustic alkali. However, chromium plating of the first layer is dissolved by anodizing and chromium plating surface can be sufficiently activated in caustic alkali. In the case of using a conventional tin plating bath, no uniform or coherent precipitation of tin can be achieved, and there is an unreasonable defect that the plating layer is easily scratched after plating.
본 발명의 용접제관용 표면처리 강판은, 이러한 종래의 크롬-주석 2층 도금기술에서의 문제점을 해소하기위한 것으로, 상기와 같은 본 발명을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.The surface-treated steel sheet for weld canning of the present invention is to solve the problems in the conventional chromium-tin two-layer plating technology, and the present invention as described above will be described in more detail as follows.
제1층인 금속 크롬량은 편면당 30∼300mg/m2으로 규정된다.The amount of metal chromium which is a 1st layer is prescribed | regulated to 30-300 mg / m <2> per side.
이 금속 크롬층은 제관용 재료로서의 내식성, 소지강의 산화억제와 용접성 향상의 역할을 하며, 30mg/m2미만에서는 이들 특성의 확보가 어렵게 된다.This metal chromium layer plays a role of corrosion resistance as the material for steel making, suppression of oxidation of the base steel and improvement of weldability, and it is difficult to secure these characteristics at less than 30 mg / m 2 .
금속크롬량이 많아질수록, 상기 특성 및 소지강의 산화억제 효과는 향상되는 경향이 있으나, 300mg/m2을 넘으면 그 효과는 더 이상 향상되지 않는 포화상태로 됨과 동시에, 제조원가 또한 높게되어 비경제적이기 때문에, 상한치는 300mg/m2으로하며, 보다 더 좋기로는 70∼150mg/m2이다.As the amount of metal chromium increases, the properties and the oxidation inhibitory effect of the base steel tend to be improved. However, when the amount of the metal chromium exceeds 300 mg / m 2 , the effect becomes saturated, and the manufacturing cost is also high, which is uneconomical. The upper limit is 300 mg / m 2 , more preferably 70 to 150 mg / m 2 .
제2층인 주석 또는 주석·니켈 합금 도금층은, 편면당 10∼500mg/m2으로 규정되며, 주석 또는 주석·니켈합금 도금량이 10mg/m2미만으로 되면, 본 발명의 주목적인 용접성의 향상이 달성되지 않는다.The tin or tin-nickel alloy plated layer, which is the second layer, is defined to be 10 to 500 mg / m 2 per single side, and when the tin or tin-nickel alloy plating amount is less than 10 mg / m 2 , the main improvement in weldability of the present invention is achieved. It doesn't work.
이것은, 주석 또는 주석·니켈 합금도금이 제1층인 금속크롬을 충분하게 피복할 수 없기 때문이다.This is because tin or tin-nickel alloy plating cannot sufficiently cover the metal chromium which is the first layer.
또한, 주석 또는 주석·니켈합금 도금량이 500mg/m2을 넘으면 용접성의 향상효과는 더 이상 향상되지 않는 포화상태로 되며, 그 이상 많게되면 제조원가상 불리하게 된다.In addition, when the tin or tin / nickel alloy plating amount exceeds 500 mg / m 2 , the effect of improving weldability is not saturated anymore, and when it is more than that, it becomes disadvantageous in manufacturing cost.
여기에서, 10∼500mg/m2의 주석·니켈합금 도금층이란, 니켈을 20∼60중량%함유하는 것이다.Here, the tin-nickel alloy plating layer of 10 to 500 mg / m 2 contains 20 to 60% by weight of nickel.
주석·니켈합금 도금으로써 안정되게 얻어지는 니켈함유율은 20∼60중량%이며, 주석가운데 니켈을 공석시킴에 따라서 용접성은 미소하게 저하하지만, 이러한 주석·니켈 합금도금의 것도 아래층에 금속크롬을 존재시킨다고 하는 본 발명 특유의 피막형성에 의하여 종래의 전해크롬산 처리강판과 비교하여 훨씬 우수한 용접성을 가지고 있다.The nickel content stably obtained by tin / nickel alloy plating is 20 to 60% by weight, and the weldability decreases slightly as nickel is vacated in tin, but such tin-nickel alloy plating also has a metal chromium present in the lower layer. Due to the film formation peculiar to the present invention, it has much better weldability as compared with the conventional electrolytic chromic acid treated steel sheet.
또한, 어육, 육류와 같은 단백질이 많은 식품에 대하여, 주석·니켈합금은 매우 안정되어, 종래의 전기주석도금 강판에 있어서 자주 보아온 제관내면의 소위 황화흑변(黑變)이 발생되기 어렵다고 하는 이점을 가지고 있다.In addition, for foods rich in protein such as fish meat and meat, the tin and nickel alloys are very stable, so that the so-called sulfided black stools in the inner surface of steel tubes seen in conventional tin-coated steel sheets are less likely to occur. Have.
니켈함유율 20∼60%를 벗어난 범위의 주석·니켈 합금도금으로도 본 발명의 목적으로 하는 제특성은 얻어지지만, 도금조건과 도금합금 조성비의 관계가 불안정하고, 도금욕의 관리 및 계속하여 실시되는 크롬수화 산화물 생성량이 불안정하게 되는 등 공업적 제품으로서는 부적당하다.Even if the tin-nickel alloy plating in the range of 20 to 60% of nickel content is obtained, the characteristics of the object of the present invention can be obtained, but the relationship between the plating conditions and the plating alloy composition ratio is unstable, It is unsuitable for industrial products, such as unstable chromium oxide production.
또한, 아연을 주석에 공석시킨 주석, 아연 합금을 상기한 주석·니켈합금 대신으로 형성하여도 용접성을 시작으로 하는 제 특성은 얻어지지만, 주석가운데 아연을 공석시키는 방법은 시안화 아연욕등 특수한 욕에 한정되어, 제조상 불리하다.In addition, even if tin and zinc alloys vaccinated in tin are formed in place of the tin and nickel alloys described above, the characteristics of weldability can be obtained.However, vacancy in tin can be applied to a special bath such as zinc cyanide bath. It is limited in manufacturing.
주석도금에 계속 니켈도금을 중복 형성하거나, 또는 그 역으로 행하여도 주석과 니켈은 확산하기 쉬워서, 주석·니켈 합금을 형성하지만, 제조공정이 복잡하게 된다.Even if nickel plating is repeatedly formed on the tin plating or vice versa, tin and nickel tend to diffuse and form a tin-nickel alloy, but the manufacturing process is complicated.
다음, 제3층인 크롬수화산화물은 2∼18mg/m2으로 규정되고, 이 제3층의 목적은 종래의 전해크롬산 처리강판에 있어서의 크롬수화산화물의 역할과 동일하나, 제1, 2층에 의하여도 완전하게 달성할 수 없는 도금기공의 구멍막음에 의한 내식성의 확보 및 도장성능의 확보에 있다.Next, the third layer of chromium hydroxide is defined as 2 to 18 mg / m 2 , and the purpose of the third layer is the same as the role of chromium hydroxide in the conventional electrolytic chromic acid treated steel sheet, It is to secure corrosion resistance and coating performance by hole blocking of plated pores which cannot be achieved even by the above method.
2mg/m2미만에서는 용접성은 우수하나, 내식성, 도장성능이 얻어지지 않는다.At less than 2 mg / m 2 , weldability is excellent, but corrosion resistance and coating performance are not obtained.
18mg/m2을 넘으면 내식성, 동장성능은 양호하나 용접성이 저하하기 때문에 18mg/m2이하로 하고, 보다 더좋기로는 4∼12mg/m2이다.If it exceeds 18 mg / m 2 , the corrosion resistance and the copper performance are good, but the weldability is lowered to 18 mg / m 2 or less, and more preferably 4 to 12 mg / m 2 .
본 발명을, 실시함에 있어서는, 먼저 강판 표면을 공지의 방법에 의하여 탈지하고 산으로 세척한후, 무수크롬산을 주체로하고 도금 보조제로서 소량의 황산, 환산염, 불산, 불화물, 규불화물(硅佛畵物), 붕 불화물(硼佛畵物)중의 1종 또는 그 이상을 포함하는 공지의 크롬 도금욕(또는 전해 크롬산 처리욕이라고도 불린다)가운데서 강판을 음극으로 강판을 음극으로 하여 제1층인 30∼300mg/m2의 금속 크롬층을 얻는다.In carrying out the present invention, first, the surface of the steel sheet is degreased by a known method and washed with an acid, followed by chromic anhydride as a main agent, and a small amount of sulfuric acid, phosphate, hydrofluoric acid, fluoride, silicide (硅 佛) In a known chromium plating bath (also referred to as an electrolytic chromic acid treatment bath) containing one or more of a fluoride and a boron fluoride. A 300 mg / m 2 metal chromium layer is obtained.
이 제1층인 금속 크롬층위에는 크롬 석출과정의 중간 환원생성물인 크롬 수화산화물이 필연적으로 형성된다.On this first layer of metal chromium, chromium hydride oxide, which is an intermediate reduction product of chromium precipitation, is inevitably formed.
이 크롬수화사화물은, 제2층인 주석 도는 주석·니켈합금 도금의 금속 크롬면으로의 균일 피복성이나 밀착성을 저해하기 때문에, 최선을 다해 적게 되도록 크롬 도금조건을 선정해 놓을 필요가 있으나, 공지의 크롬 도금기술에 있어서, 크롬수화산화물의 생성을 적게하는 도금 조건은 경험상 다음의 것이 잘 알려져 있고 실시도 용이하다. (1)무수 크롬산 농도 : 통상의 크롬도금은 50∼300g/l으로 행하여지고 있으나, 80∼300g/l과 같이 농도는 높은 쪽이 크롬 수화산화물의 생성이 적어지는 경향이 있다. (2)보조제의 종류 및 농도 : 대표적인 것으로서는 황산이 있고, 불산 규불산, 봉불산이나 그들의 알칼리금속의 단독 또는 황산과의 병용 첨가도 행하여진다.This chromium hydrated sulfide inhibits the uniform coating property and adhesion of the second layer of tin or tin / nickel alloy plating to the metal chromium surface. Therefore, the chromium plating conditions should be selected so as to be the best. In the chromium plating technique, the following plating conditions for reducing the generation of chromium hydroxide are well known and are easy to implement. (1) Chromic anhydride concentration: Normal chromium plating is performed at 50 to 300 g / l, but higher concentrations such as 80 to 300 g / l tend to produce less chromium hydroxide. (2) Types and concentrations of auxiliaries: Typical examples are sulfuric acid, and silicic acid hydrofluoric acid, butyric acid and their alkali metals alone or in combination with sulfuric acid are also added.
일반적으로 불소계의 보조제의 쪽이 황산제의 보조제보다도 크롬수화산화물의 생상을 적게하는 경향이 있다.In general, the fluorine-based adjuvant tends to produce less chromium hydroxide than the sulfuric acid adjuvant.
보조제의 량은, 그 종류에 따라 약간씩 달라지게 되나, 크롬산 농도의 1∼5중량% 정도이다. (3)욕 온도 : 통상 30∼60℃로 행하여지고 있으나, 50∼60℃로 높게하는 쪽이 크롬수화 산화물의 생성이 적은 경향이 있다. (4)음극전류밀도 : 통상 10∼100A/dm2으로 행하여지나, 30∼100A/dm2로 높은 쪽이 크롬수화산화물의 생성이 적은 경향이 있다.The amount of the adjuvant varies slightly depending on the kind thereof, but is about 1 to 5% by weight of the chromic acid concentration. (3) Bath temperature: Although generally performed at 30-60 degreeC, making it higher at 50-60 degreeC tends to produce less chromium hydride oxide. (4) Cathode Current Density: Although usually performed at 10 to 100 A / dm 2 , the higher at 30 to 100 A / dm 2 tends to produce less chromium hydroxide.
이상에서 설명한 공지의 크롬 도금기술에 있어서, 크롬 수화산화물의 생성이 적게되는 조건을 선정하는 것에 의하여, 또한 필요에 따라서 크롬 도금통전후에 동일욕중에서 수초간 침지상태로 유지함으로써, 크롬 수화산화물은 바로 일부 용해하기 때문에, 크롬수화 산화물량을 3∼10mg/m2정도로 하는 것은 용이한 것이며, 이렇게하며 본 발명의 제1층의 크롬도금이 실시된다.In the known chromium plating technique described above, the chromium hydride is immediately immersed in the same bath for several seconds by selecting conditions under which the production of chromium hydride is reduced and, if necessary, after energizing the chromium. It is easy to make the amount of chromium hydride oxide into about 3-10 mg / m < 2 > because it melt | dissolves in part, and chromium plating of the 1st layer of this invention is performed in this way.
제1층인 크롬도금에 이어 계속하여, 제2층인 10∼500mg/m2의 주석 또는 주석·니켈 합금도금이 실시된다.Following the chromium plating which is a 1st layer, the tin or tin-nickel alloy plating of 10-500 mg / m <2> which is a 2nd layer is performed.
이 주석 또는 주석·니켈 합금도금을 실시함에 있어서, 크롬도금후에 표면에 잔류하고 있는 크롬수화산화물이 많으면, 주석 또는 주석·니켈합금 도금의 균일피복, 크롬면으로의 밀착성을 저해하여, 소량의 주석 또는 주석·니켈합금 도금층에 의한 용접성 향상효과가 달성될 수 없기 때문에, 적게할 필요가 있다는 것은 이미 설명하였으나. 크롬수화 산화물량으로서 3∼10mg/m2존재하고 있어도 제2층의 주석 또는 주석·니켈합금 도금은 이하에서 설명하는 방법에 의하여 충분히 실시 가능하다.In the tin or tin-nickel alloy plating, if there is much chromium hydroxide remaining on the surface after chromium plating, the uniform coating of tin or tin-nickel alloy plating and the adhesion to the chromium surface are inhibited, and a small amount of tin Or since the weldability improvement effect by a tin-nickel alloy plating layer cannot be achieved, it has already demonstrated that it needs to be made small. Even if 3-10 mg / m <2> exists as chromium hydration oxide amount, the tin or tin-nickel alloy plating of a 2nd layer can be fully performed by the method demonstrated below.
우선, 제2층의 주석 도금층을 형성하는 방법으로서는, 전기주석 도금강판 제조에 사용되고 있는 공지의 주석도금욕에 있어서, 주석이온 농도를 통상 사용되고 있는 농도의 약1/3이하로 선정하는 것을 특징으로 하고 있다.First, as a method of forming the tin plating layer of the second layer, in the known tin plating bath used for the production of the electroplated steel sheet, the tin ion concentration is selected to be about 1/3 or less of the concentration normally used. Doing.
즉, 주석 도금욕으로서의 산의 농도, 첨가제의 종류 및 역할등 기본적으로는 공지의 주석 도금욕인 황산 제1주석욕, 염화 제1주석욕등과 동일한 것이지만, 주석 이온농도를 낮춤으로써 주석석출 효율을 약60%이하로 하는 방법이다.That is, the acid concentration, the type and role of the additive as the tin plating bath are basically the same as the known tin plating baths, such as the first tin sulfate bath and the first tin chloride bath, but the tin ion concentration is lowered by lowering the tin ion concentration. Is about 60% or less.
이와같이, 전류효율을 낮춤으로써 크롬 도금 표면에서의 수소발생이 활발하게 되어, 크롬수화산화물이 박리되어 크롬도금 표면은 현저하게 활성화됨에 따라서, 주석은 양호한 표면외관으로 균일하게 피복된다.Thus, by lowering the current efficiency, hydrogen generation on the chromium plating surface becomes active, and the chromium hydroxide surface is peeled off and the chromium plating surface is remarkably activated, so that tin is uniformly coated with a good surface appearance.
예를 들면, 황산 제1주석욕의 경우는, 통상 주석 이온농도로서 20∼30g/l이상으로 사용되고 있으나, 크롬도금위에 이욕을 적용함에 있어서는 주석농도를 10g/l이하로 함으로써 실시 가능하며, 도금 조건으로서는 예를 들면 아래와 같다.For example, in the case of stannous sulphate bath, the tin ion concentration is usually used in a concentration of 20 to 30 g / l or more. However, when applying a bath on chromium plating, the tin concentration can be carried out by setting the tin concentration to 10 g / l or less. As conditions, it is as follows, for example.
황산 제1주석 : 2∼10g/l(주석이온 농도로서)1 st tin sulfate: 2 to 10 g / l (as tin ion concentration)
페놀 설폰산(Phenol Sulfonate)(60%용액으로서)10∼30g/lPhenolic Sulfonate (as 60% solution) 10-30 g / l
에톡시화-나프톨 설폰산 또는 에톡시화-나프톨 : 2∼8g/lEthoxylation Naphthol sulfonic acid or ethoxylation Naphthol: 2 to 8 g / l
pH : 0.5∼1.5pH: 0.5 ~ 1.5
욕온도 : 30∼60℃Bath temperature: 30 ~ 60 ℃
음극 전류 밀도 : 3∼20A/dm2 Cathode Current Density: 3 ~ 20A / dm 2
또는 염화 제1주석용의 예로서,Or as an example for stannous chloride,
염화 제1주석 : 2∼10g/l(주석이온 농도로서)Stannous chloride: 2 to 10 g / l (as the tin ion concentration)
불화나트륨 : 20∼30g/lSodium fluoride: 20-30 g / l
염화나트륨 : 40∼50g/lSodium Chloride: 40-50g / l
젤라틴 : 0.5∼3g/lGelatin: 0.5-3 g / l
pH : 2∼3pH: 2-3
욕온도 : 50∼60℃Bath temperature: 50 ~ 60 ℃
전류밀도 : 3∼50A/dm2 Current density: 3 ~ 50A / dm 2
제1층의 크롬 도금위에 특히 크롬수화 산화물을 제거하지 아니하고, 주석도금을 형성하는 방법으로서 특히 중요한 것은, pH 0.5∼3의 산성주걱 도금욕중에 있어서, 주석이온 농도를 2∼10G/l로하는 것이다.Particularly important as a method for forming tin plating on the chromium plating of the first layer without removing chromium hydride oxides is that the tin ion concentration is 2 to 10 G / l in an acid spatula plating bath having a pH of 0.5 to 3. will be.
그외의 욕 조건인 황산, 페놀설폰산 등의 산도조정, 에톡시화,-나프톨 설폰산,-나프톨등의 첨가제 종류는, 공지의 산성 주석도금욕과 동일하며 특별히 규정하지는 않는다.Acidity adjustment, ethoxylation of sulfuric acid, phenolsulfonic acid, etc. Naphthol sulfonic acid, The kind of additives, such as naphthol, is the same as a well-known acidic tin plating bath, and is not specifically prescribed.
주석 이온농도는, 앞에서 설명한 바와같이 통상의 주석도금욕의 약1/3이하로 되며, 10g/l이하에서 균일하고 또한 밀착성있는 주석도금층이 얻어진다.As described above, the tin ion concentration is about 1/3 or less of the ordinary tin plating bath, and a uniform and adhesive tin plated layer is obtained at 10 g / l or less.
2g/l미만에서는 석출전류 효율이 극단적으로 나쁘게 되어 실용적이 아니다.Below 2 g / l, the precipitation current efficiency becomes extremely bad and is not practical.
pH는 3이하이면, 산에 의한 크롬 표면의 활성화가 달성되어 양호한 주석도금이 얻어지지만, 보다 더 좋은것은 pH 2 이하로 된다.If the pH is 3 or less, activation of the chromium surface by the acid is achieved to obtain good tin plating, but even better is pH 2 or less.
pH 0.5미만에서는 크롬 표면이 과다하게 활성화되거나 약간의 크롬용해를 일으키기 때문에 불합리하다.Below pH 0.5 it is unreasonable because the surface of chromium is excessively activated or causes some chromium dissolution.
상기와 같은 주석도금욕 조성, 조건에 의하여 크롬 도금위에서도 용이하게 주석층을 균일하게 피복시킬 수 있지만, 이 주석도금을 시공하기 전에 크롬 도금 직후의 크롬면위에 생성되어 있는 크롬수화산화물을 제거하여 놓으면, 주석 도금층율 그 위에 균일하게 피복시킬 수 있는 것은 물론이다.According to the tin plating bath composition and conditions as described above, the tin layer can be easily uniformly coated on the chromium plating, but before the tin plating is applied, the chromium hydroxide formed on the chromium surface immediately after the chromium plating is removed. It goes without saying that the tin plating layer rate can be uniformly coated thereon.
크롬 도금위의 크롬수화 산화물을 제거하는 조건으로서는 온(溫) 산성용액중에서의 음극 전해가 가장 효과적이다.Cathodic electrolysis in an acidic solution is most effective as a condition for removing the chromium hydride oxide on the chromium plating.
즉, pH 0.5∼2의 황산, 염산 및 황산과 염산의 수용액중에 있어서, 온도 30∼70℃, 음극 전류밀도 2∼50A/dm2, 처리시간 05.∼5초로서 실시된다.That is, in a sulfuric acid, hydrochloric acid, and an aqueous solution of sulfuric acid and hydrochloric acid of pH 0.5-2, it is performed as temperature 30-70 degreeC, cathode current density 2-50 A / dm <2> , processing time 05.-5 second.
제1층인 크롬도금을 형성한후에, 크롬도금 표면에 불가피하게 생성되어 있는 크롬수화 산화물을 제거하고, 이어 계속하여 행하여지는 도금을 양호하게 하는 방법으로서는, 상기한 일본국 특공소 33-1455호에 제안되어 있는 바와같이 열(熱) 알칼리 수용액 중에서 침지 또는 양극 전해하는 방법등이 있으나, 본 발명의 용접제관용 표면처리 강판의 제조에 있어서는 상기한 온 산성 수용액중에서의 음극 전해법이 가장 효과적이며 작업성도 양호한 것을 발견하였다.After forming chromium plating as the first layer, a method of removing chromium hydride oxide inevitably formed on the surface of chromium plating and subsequently performing plating to be performed is proposed in Japanese Patent Application No. 33-1455. As described above, there is a method of dipping or anodizing in a hot alkali aqueous solution, but in the production of the surface-treated steel sheet for welding canalization of the present invention, the above-mentioned cathodic electrolysis in the warm acidic aqueous solution is most effective and workability Found good.
본 방법에 있어서는, 황산, 염산등의 강산이 사용되며, pH는 0.5∼2로 조정할 필요가 있다.In this method, strong acids, such as sulfuric acid and hydrochloric acid, are used, and pH needs to be adjusted to 0.5-2.
pH가 0.5미만으로 되도라도, 크롬수화 산화물의 제거라고 하는 점에서는 효과적이지만, 산의 작용에 의하여 금속크롬의 용해가 발생하기 쉽게 되므로 불합리하다.Although the pH is less than 0.5, it is effective in terms of removal of chromium hydride oxide, but it is unreasonable because dissolution of metal chromium is likely to occur due to the action of acid.
또한, pH가 2를 넘으면, 제거하는데 시간이 필요로 할 뿐이다.In addition, when the pH exceeds 2, only time is required for removal.
상기와 온도가 30℃미만에서는, 제거효과를 얻으려면 시간을 필요로하여 실용적이 아니다.If the above temperature is less than 30 ° C, it takes time to obtain the removal effect and is not practical.
또한, 온도가 70℃를 넘으면, 금속크롬의 용해가 발생하기 쉽게 된다.In addition, when the temperature exceeds 70 ° C, dissolution of metal chromium is likely to occur.
이러한, 온 산성 용액중에서 가장 효과적인 음극 전해조건은 전류밀도 2∼50A/dm2, 시간 0.5∼5초로 규정된다.The most effective cathodic electrolytic condition in such a warm acid solution is defined as a current density of 2 to 50 A / dm 2 and a time of 0.5 to 5 seconds.
전류밀도 및 시간 모두 하한치조건 이하에서는 크롬 수화산화물의 제거효과가 불충분하게 된다.Under both the current density and the time, the removal effect of chromium hydride becomes insufficient under the lower limit condition.
전류밀도는 높을수록 효과는 현저하게 되나, 포화되어 버려서 50A/dm2이상은 필요없다.The higher the current density, the more remarkable the effect is, but it is saturated and no more than 50 A / dm 2 is required.
또한, 시간도 길게할수록 크롬수화 산화물의 제거효과는 크지만 5초 이상에서는 금소크롬의 용해가 발생하기 쉽게되어 실용적이 아니다.In addition, the longer the time is, the greater the effect of removing the chromium hydride oxide, but more than 5 seconds, dissolution of chromium chromium is likely to occur, which is not practical.
상기와 같은 조건으로 크롬 도금위의 크롬수화 산화물을 제거한 경우는, 이어 계속 행하여지는 주석도금 조건은 주석이온 농도를 낮추는 등 조건을 특별히 선정할 필요는 없고, 공지의 황산 제1주석욕, 염화 제1주석욕등이 그대로 사용된다.In the case where the chromium hydride oxide on the chromium plating is removed under the above conditions, the subsequent tin plating conditions do not need to be specifically selected such as lowering the tin ion concentration. One main bath is used as it is.
예를 들면, 황산 제1주석욕으로서는,For example, as the first tin bath,
황산 제1주석 : 30g/l(주석이온 농도로서)Stannous sulfate: 30 g / l (as tin ion concentration)
페놀설폰산(60%용액으로서) : 30g/lPhenolic sulfonic acid (as a 60% solution): 30 g / l
에톡시화나프롤 설폰산 또는 에톡시화나프톨 : 6g/lEthoxylation Naprol sulfonic acid or ethoxylation Naphthol: 6 g / l
욕 온도 : 30∼60℃Bath temperature: 30 ~ 60 ℃
음극 전류 밀도 : 2∼30A/dm2 Cathode Current Density: 2 ~ 30A / dm 2
염화 제1주석욕으로서는,As the first tin chloride bath,
염화 제1주석 : 30g/lTin Tin Chloride: 30g / l
불화나트륨 : 30g/lSodium fluoride: 30 g / l
염화나트륨 : 50g/lSodium Chloride: 50g / l
젤라틴 : 3g/lGelatin: 3 g / l
욕온도 : 50∼60℃Bath temperature: 50 ~ 60 ℃
전류밀도 : 2∼50A/dm2등이 사용된다.Current density: 2 to 50 A / dm 2, etc. are used.
다음에, 제2층으로서, 주석·니켈합금을 형성하는 경우는 공지의 피롤린산(Pyrroline酸)염계, 염화물계, 불화물계, 주석·니켈합금 도금욕이 사용되나, 이 경우에 도금에 앞서 크롬수화산화물을 반드시 제거해 놓을 필요는 없다.Next, when forming a nickel nickel alloy as a 2nd layer, a well-known pyrroline acid salt system, a chloride system, a fluoride system, a tin nickel alloy plating bath is used, In this case, chromium is used before plating. It is not necessary to remove the hydroxide oxide.
필로린산 염계 도금욕으로서 예를 들면,For example, as a phylloline salt plating bath,
염화 제1주석 : 2∼40g/l(주석이온 농도로서)Stannous chloride: 2 to 40 g / l (as the tin ion concentration)
염화니켈 : 4∼20g/l(니켈이온 농도로서)Nickel chloride: 4 to 20 g / l (as nickel ion concentration)
글리산 : 10∼30g/lGlysan: 10-30 g / l
피롤린산 칼륨 : 80∼200g/lPotassium Pyrrolate: 80 ~ 200g / l
pH : 8∼10pH: 8-10
욕온도 : 40∼60℃Bath temperature: 40 ~ 60 ℃
전류밀도 : 1∼30A/dm2 Current density: 1 ~ 30A / dm 2
상기와 같은 pH 8∼10의 알칼리성 주석·니켈합금 도금욕에 있어서, 주석이온/니켈이온 농도비를 0.1∼3으로 함으로써 니켈함유율 20∼60중량%의 주석·니켈합금 도금이 얻어진다.In the alkaline tin / nickel alloy plating bath having a pH of 8 to 10 as described above, tin / nickel alloy plating having a nickel content of 20 to 60 wt% is obtained by setting the tin ion / nickel ion concentration ratio to 0.1 to 3.
주석이온, 니켈이온 농도의 하한치 미만에서는 석출전류 효율이 극단적으로 저하하는것, 또한 상한치 농도를 넘으면 도금액을 떠내는 중에 함유되는 주석, 니켈의 손실이 크게되어 실용적이 아니다.If the concentration of tin ions and nickel ions is lower than the lower limit, the precipitation current efficiency is extremely lowered. If the concentration is higher than the upper limit, the loss of tin and nickel contained in the plating liquid is large, which is not practical.
염화물계 도금욕으로서는,As the chloride plating bath,
염화 제1주석 : 2∼70g/l(주석이온 농도로서)Stannous chloride: 2 to 70 g / l (as the tin ion concentration)
염화니켈 : 4∼80g/l(니켈이온 농도로서)Nickel chloride: 4 to 80 g / l (as nickel ion concentration)
에틸렌글리콜 : 30∼100g/lEthylene Glycol: 30-100g / l
염산(37%) : 20∼60g/lHydrochloric acid (37%): 20 to 60 g / l
pH :0.5∼3pH: 0.5 ~ 3
욕온도 : 30∼60℃Bath temperature: 30 ~ 60 ℃
전류밀도 : 1∼30A/dm2 Current density: 1 ~ 30A / dm 2
상기와 같은 pH 0.5∼3의 산성 주석·니켈합금 도금욕에 있어서는, 주석이온/니켈이온 농도비를 0.1∼0.8로 함으로써 니켈함유율 20∼60중량%의 주석·니켈합금 도금이 얻어진다.In the acidic tin / nickel alloy plating bath having a pH of 0.5 to 3 as described above, tin / nickel alloy plating having a nickel content of 20 to 60 wt% is obtained by setting the tin ion / nickel ion concentration ratio to 0.1 to 0.8.
알칼리욕의 경우와 같이, 주석이온, 니켈이온 농도의 하한치 미만에서는, 석출 전류효율이 극단적으로 저하하는것, 또한, 상한치 농도를 넘으면 도금액을 떠내는 중에 함유되는 주석, 니켈의 손실이 크게되어 실용적이 아니다.As in the case of the alkali bath, below the lower limit of the tin ion and nickel ion concentrations, the precipitation current efficiency is extremely lowered. If the concentration exceeds the upper limit concentration, the loss of tin and nickel contained in the plating liquid becomes large and practical. no.
알칼리욕, 산성욕 모두 pH조정제, 첨가제는 공지의 욕과 같으며, 특별히 규정하지 않는다.In the alkali bath and the acid bath, the pH adjuster and the additive are the same as the known baths, and are not particularly specified.
이상에서 설명한 욕의 조성, 조건에 의하여 니켈함유율 20∼60중량%의 주석·니켈 합금도금을 얻을 수 있다.According to the composition and the conditions of the bath described above, tin-nickel alloy plating having a nickel content of 20 to 60% by weight can be obtained.
니켈함유율로서 20∼60중량%를 벗어난 주석·니켈 합금도금조성의 것도, 욕의 조성 전해조건으 선정하는 것에 의하여 얻어지지만, 먼저 예로서 열거한 공지의 피롤린산염욕, 염화물욕의 주석이온/니켈이온 농도비를 변화시킴으로써 안정되게 얻어지는 니켈함유율은 일반적으로 20∼60중량%이며, 본 발명의 제2층인 주석·니켈합금 도금층도 용이하게 실시할 수 있는 것이다.The tin-nickel alloy plating composition deviating from 20 to 60% by weight as a nickel content can also be obtained by selecting the composition electrolytic conditions of the bath, but the tin ions of the known pyrroline salt baths and chloride baths listed first as examples. The nickel content which is stably obtained by changing the nickel ion concentration ratio is generally 20 to 60% by weight, and the tin-nickel alloy plating layer which is the second layer of the present invention can be easily carried out.
제3층인 크롬수화 산화물은, 통상의 크로메이트 처리법(Chromate Treatment)이 사용된다.As the chromium hydroxide oxide that is the third layer, a conventional chromate treatment is used.
예를 들면, 크롬산, 중크롬산염(중크롬산 소오다, 중크롬산 칼리, 중크롬산 암모늄)등의 수용액중에서 음극전해 하는 것에 의하여 형성된다.For example, it is formed by cathodic electrolysis in aqueous solution, such as chromic acid and dichromate (sodium dichromate, kali dichromate, ammonium dichromate).
또한, 상기의 욕에 있어서, 크롬수화 산화물의 석출효율의 향상을 위하여 소량의 황산, 불화물등 통상 크롬도금에서 사용되고 있는 보조제를 첨가하는 것도 가능하나, 이 경우 동시에 금속 크롬도 석출하기 쉽게되고, 용접성 향상에는 역효과로 되기 때문에 첨가량, 전류밀도를 낮추는 등의 조건을 선정하여 금속크롬의 석출을 방지할 필요가 있다.In addition, in the above bath, in order to improve the precipitation efficiency of chromium hydride oxide, it is also possible to add a small amount of auxiliary agent commonly used in chromium plating such as sulfuric acid and fluoride, but in this case, metal chromium is also easily precipitated and weldability It is necessary to prevent the precipitation of the metal chromium by selecting conditions such as the addition amount and the current density to be lowered because of the adverse effect.
크롬산, 중크롬산염을 사용하고 보조제를 전혀 첨가하지 아니하는 경우에는농도 5∼30g/l, 온도 30∼70℃, 음극 전류밀도 1∼20A/dm2, 전기량 1∼40클롱/dm2으로 처리된다.If chromic acid or dichromate is used and no supplements are added Concentration is processed in 5~30g / l, temperature 30~70 ℃, cathode current density 1~20A / dm 2, the stored electricity quantity from 1 to 40 Klong / dm 2.
크롬산을 사용하고 보조제를 첨가하는 경우에는 CrO3농도 10∼50g/l, 보조제는 크롬산 농도에 대하여 0.2∼1중량%, 온도 30∼60℃, 음극 전류밀도1∼10A/dm2, 전기량 1∼20c/dm2으로 처리된다.When chromic acid is used and an auxiliary agent is added, the CrO 3 concentration is 10 to 50 g / l, the auxiliary agent is 0.2 to 1% by weight with respect to the chromic acid concentration, the temperature is 30 to 60 ° C, the cathode current density is 1 to 10 A / dm 2 , and the amount of electricity is 1 to Treated as 20c / dm 2 .
이상 설명한 바와같이 본 발명의 용접제관용 표면처리 강판은, 종래의 전해크롬산 처리강판보다 훨씬 우수한 용접성을 가지는 것이지만 용접성 이와의 특성, 즉 내식성, 도장성능, 표면 색조도전해 크롬산 처리강판과 같은 정도로 우수하고, 용접제관 이외의 용도인 제관뚜껑, DRD제관(2회 드로우잉법에 의한 성형제관), 시멘트 사이드 시임제관(Cement Side Seam)등에도 충분히 사용 가능하다.As described above, the surface-treated steel sheet for welding canalization of the present invention has much better weldability than the conventional electrolytic chromic acid treated steel sheet, but is superior to weldability and characteristics thereof, that is, corrosion resistance, coating performance, and surface tint. In addition, it can be sufficiently used for steel caps, DRD pipes (molded pipes by the two-draw method), cement side seam, etc., which are applications other than welded pipes.
이하 실시예에 의하여 본 발명을 상세하기 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the following Examples.
[실시예]EXAMPLE
통상의 방법으로 탈지(NaOH : 70g/l, 온도 80℃, 전류밀도 :5A/dm2, 시간 :5초), 산세척(H2SO4: 70g/l, 온도 : 25℃, 5초간 침지)된 강판(두께 : 0.22mm)을 사용하여 행하였다.Degreasing (NaOH: 70g / l, temperature 80 ℃, current density: 5A / dm 2 , time: 5 seconds) by conventional method, pickling (H 2 SO 4 : 70g / l, temperature: 25 ℃, soaking for 5 seconds) ) Using a steel sheet (thickness: 0.22 mm).
제1층(금속 크롬)의 형성, 크롬수화 산화물의 제거, 제2층(주석 또는 주석·니켈합금), 제3층(크롬수화 산화물)의 형성은 제1표에 나타낸 처리조건으로 실시하고, 제2표는 특성평가 결과를 나타낸다.Formation of the first layer (metal chromium), removal of the chromium hydride oxide, formation of the second layer (tin or tin-nickel alloy) and the third layer (chromium hydride oxide) are carried out under the treatment conditions shown in the first table. The second table shows the results of the characteristic evaluation.
[제1표][Table 1]
본 발명의 실시예 처리조건Example Processing Conditions of the Invention
(주1)비교예 3은 강판 표면에 머저 주석도금(조건은 제2층란에 표시함), 그 위헤 전해 크롬산 처리(조건은 제1층란에 표시함)를 실시하였음.(Note 1) In Comparative Example 3, the surface of the steel sheet was first tin plated (the condition is indicated in the second layer column), and the electrolytic chromic acid treatment (the condition is indicated in the first layer column) was applied thereon.
[제2표][Table 2]
본 발명의 실시예 특성 평가결과Example characteristic evaluation result of this invention
(주1)비교예 3은 강판 표면에 가까운 제1층이 주석, 그 위의 제2층을 금속크롬으로 한 것임.(Note 1) In Comparative Example 3, the first layer near the surface of the steel sheet is made of tin and the second layer thereon is made of metal chromium.
실시예 1, 2는 제1층인 크롬 도금후에 크롬수화 산화물을 제거하지 아니하고, 제2층인 주석도금을 형성한 것으로, 주석이온 농도는 통상욕의 약1/3이하로 한 욕을 사용한 것이다. 실시예 3, 4는 크롬수화 산화물을 온 산성 수용액중에서의 음극전해에 의하여 제거한 후에 주석도금을 통상욕으로 시공한 것이다. 실시예5, 6, 7은, 제2층으로서 주석·니켈합금 도금을 형성한 것이나, 이와같이 니켈을 함유시켜도 양호한 특성을 나타내며, 어느 실시예이더라도 종래의 전해 크롬 산처리강판인 비교예 1보다도 훨씬 우수한 용접성을 나타내고 있다.Examples 1 and 2 formed tin plating which is 2nd layer, without removing chromium hydration oxide after the chromium plating which is a 1st layer, and tin ion concentration used the bath which is about 1/3 or less of a normal bath. In Examples 3 and 4, after the chromium hydride oxide was removed by cathodic electrolysis in an warm acidic aqueous solution, tin plating was applied in a normal bath. Examples 5, 6, and 7 are those in which tin-nickel alloy plating is formed as the second layer, and thus nickel can be contained in this manner, and exhibits good characteristics, and in any of the examples, it is much better than Comparative Example 1, which is a conventional electrolytic chromic acid-treated steel sheet. Excellent weldability is shown.
비교예 2는, 제1층인 금속크롬이 없는 경우이나.용접성은 제1층에 금속크롬이 있는 어떤 실시예보다도 훨씬 뒤떨어져 있다. 비교예 3은, 피막구성순서를 역전시키어, 제1층을 주석도금, 제2층을 금속크롬으로한 것이나. 용접성은 실시예보다 훨씬 나쁘며, 제1층을 금속크롬, 제2층을 주석으로 하지 않으면 안된다고 하는 본 발명의 특징으로 잘 이해할 수 있다.In Comparative Example 2, there is no metal chromium which is the first layer. The weldability is much inferior to any of Examples in which the first layer has metal chromium. In Comparative Example 3, the film composition order was reversed, the first layer was tin plated, and the second layer was metal chromium. The weldability is much worse than that of the embodiment, and it can be well understood as a feature of the present invention that the first layer must be made of metal chromium and the second layer must be tin.
제2표에 나타낸 특성평가의 시험방법을 설명하면 아래와 같다.The test method of the characteristic evaluation shown in Table 2 is as follows.
(1)용접성 시험(1) weldability test
용접성은, 균일한 너기트(Nugget)형성 및 충분한 용접강도를 얻는데에 필요한 전류하한치와 소지강판의 일부가 용해비산(Splash)해 버리는 전류상한치의 차로서 구한 적정 용접전류 범위의 대소에 의하여 표현되고, 이 범위가 커질수록 용접성이 양호하게 되고 있다. 이 적정 용접전류 범위는 용접제관용 재료 강판을 2매 중첩한때의 접촉전기 저항치와 좋은 상관 관계에 있어(예를들면, 일본 철강협회 제106회 강연대회 가연번호 507,1983년 13호, 69권)접촉전기 저항이 낮을수록 적정용접 전류범위는 크가. 그리하여, 본 발명의 용접제관용 표면 처리강판의 용접성 시험으로서, 이 접촉전기 저항치 측정을 실시하였다. 이 접촉전기 저항치는 아래에 기술하는 방법에 의하여 측정하였다. 각각의 원주사 1점에서 접촉하도록 대치된2개의 동 재질의 원판전극(직경 : 65mm.두께 2mm)의 접촉부위에 2매 중첩한 시료판(20mm×100mm)을 전극간의 사이에 끼우고 50kg의 하중으로 가압한다. 2개의 원판 전극간에 5A이 직류전류를 흘리고, 원주속도 5m/min로 회전시켜 시료판을 이동시키면서 전극간의 전압을 측정하여 접촉전기 저항치(단위 : 미리오음)을 구하였다. 또한, 시료판은 계속하여 210℃에서 20분간의 가열처리를 실시하고 나서 측정에 임하였다.The weldability is expressed by the magnitude of the appropriate welding current range obtained as the difference between the lower current limit required for uniform nugget formation and sufficient welding strength and the upper current limit at which a portion of the steel sheet is dissolved. The larger the range, the better the weldability. This proper welding current range correlates well with the contact electric resistance value when two sheets of steel sheets for welding cans are superimposed (for example, Japan Steel Association's 106th Lecture Competition, Fla. No. 507, 1983 13, 69 The lower the contact electrical resistance, the larger the proper welding current range. Thus, this contact electrical resistance measurement was performed as a weldability test of the surface-treated steel sheet for weld canning of the present invention. This contact electrical resistance value was measured by the method described below. A sample plate (20 mm × 100 mm) overlapped with two sheets of copper electrodes (diameter: 65 mm; thickness 2 mm) of two copper electrodes replaced to contact each one of the circular scanning points was sandwiched between the electrodes. Pressurized by load 5A flowed a DC current between two disk electrodes, rotated at a circumferential speed of 5m / min, and moved the sample plate to measure the voltage between the electrodes to obtain a contact electric resistance value (unit: milo). In addition, the sample plate continued the measurement after heat-processing for 20 minutes at 210 degreeC.
(2)도장후 내식성 시험(2) Corrosion resistance test after painting
시료에 에폭시 페몰계 내면 도료를 60mg/dm2로포하고, 210℃에서 12분간 소착한후, 예리한 면도날로 도포면으로부터 소지강판에 이르는 흠집을 "+"자형으로 만들어서, 이것을 1.5%구연산-1,5%식염으로 되는 부식액중에 침지하여, 50℃로 7일간 경과시킨후에 셀로판 테이프로 흠집부근의 도포막을 박리하여, 부식폭을 포함하는 부식상태를 아래의 5단계법에 의하여 평가하였다.The sample was coated with 60 mg / dm 2 of epoxy-femol inner surface paint, and sintered at 210 ° C. for 12 minutes, and then made a “+” shape of a scratch from the coated surface to the steel sheet with a sharp razor blade, which was then 1.5% citric acid-1,5 After immersing in a corrosion solution of% salt and elapsed at 50 ° C. for 7 days, the coating film near the scratch was peeled off with a cellophane tape, and the corrosion state including the corrosion width was evaluated by the following 5-step method.
5 : 매우 양호 4 : 양호5: very good 4: good
3 : 약간 불량 2 : 불량3: slightly bad 2: bad
1 : 매우불량1: very poor
(3)도료밀착성 시험(3) Paint adhesion test
도장후, 내식성시험과 같은 방법으로 도장 소착한 시료를 직경 80mm의 원판으로 구멍을 뚫고 드로우잉비 : 2로 컵으로 드로우잉 가공하여, 컵의 외면 측벽부 도포막을 셀로판 테이프로써 박리하여, 아래의 5단계법에 의하여 평가하였다.After coating, the sample sintered and painted in the same manner as the corrosion resistance test was made by drilling a disc with a diameter of 80 mm and drawing into a cup with a draw ratio of 2, and peeling the coating film of the outer side wall of the cup with a cellophane tape. It evaluated by the step method.
5 : 박리 없음 4 : 약간 박리5: no peeling 4: slightly peeling
3 : 적게 박리 2 : 거의 박리3: less peeling 2: almost peeling
1 : 전면 박리1: front peeling
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