專利名稱:可供縫焊成罐頭的表面處理鋼帶的制作方法
本發(fā)明是關(guān)于表面處理的鋼帶或片，從此鋼帶或片可生產(chǎn)縫焊罐的發(fā)明，特別涉及到，當(dāng)用電阻縫焊使罐體被接合成食品罐頭時(shí)，具有改進(jìn)的焊接性的表面處理鋼帶或片。
在制作食品罐頭的材料之中，廣泛地使用鍍錫鋼帶，它一般被稱為鍍錫薄鋼板。為了接合罐體的搭邊，以前曾使用傳統(tǒng)的釬焊技術(shù)。由于在傳統(tǒng)釬料中含有帶毒性的鉛，近來使用錫作為釬料是很流行的。然而在使用錫釬料接合時(shí)有技術(shù)方面的問題，因?yàn)樗阝F焊過程中可焊性低劣，而且又如此費(fèi)錢，以致有增加制造成本的經(jīng)濟(jì)問題。
另外，近年來，食品盛器由于廉價(jià)的有競(jìng)爭(zhēng)力材料的發(fā)展受益，例如聚乙烯、鋁、玻璃、加工紙等。盡管鍍錫薄鋼板在其它優(yōu)點(diǎn)之中，還可有大為改善的抗蝕性，但鍍錫薄鋼罐包覆有達(dá)2.8到11.2克/米2之多的貴重錫的厚的覆層，它需要較貴的制造費(fèi)用并遇到嚴(yán)重的競(jìng)爭(zhēng)。
為了克服上述鍍錫薄鋼罐的缺點(diǎn)，近來罐體電阻焊接代替了傳統(tǒng)釬焊技術(shù)，并且日益擴(kuò)展。這就需要有制罐鋼板以適應(yīng)電阻焊接的要求。
除了上述鍍錫薄鋼板外，鍍鉻型無錫鋼板是另一傳統(tǒng)的制罐鋼板的典型例子。此無錫鋼板的制造是在鋼上進(jìn)行電解鉻酸鹽處理，使其在鋼表面上形成一層金屬鉻和水合氧化鉻。由于在表面上有比較厚的水合氧化鉻層，因而具有較高的電阻，鍍鉻鋼板被無效地焊成強(qiáng)度不足的焊接部位，從而，盡管成本低廉，也不適用于制罐鋼板的焊接。
由于其它制罐材料也不適于作為可焊接的制罐材料，曾有許多不同的建議。一個(gè)例子就是鍍鎳鋼板，由美國(guó)國(guó)立鋼公司宣布為“Nickel-Like”，此鋼板的制造是在鋼板上鍍鎳到厚約0.5克/米2，然后進(jìn)行傳統(tǒng)的鉻酸鹽處理。由于對(duì)漆的粘附性低劣，和在高速焊接30米/分或更高時(shí)的焊接性低劣，限制了這個(gè)鍍鎳鋼的發(fā)展。
另一個(gè)例子是“錫合金”，是由美國(guó)Jones & Laughlin Steel Corporation of the U.S.宣布的。它的制造方法是在鋼帶上包以厚約0.6克/米2的錫，并且使錫的再流動(dòng)或流動(dòng)熔化，然后再用傳統(tǒng)的鉻酸鹽處理?？上В淇逛P性、漆的粘附性和可焊性不足。
一般要求擬供電阻焊接的制罐鋼板，要顯示涂漆后的改進(jìn)的可焊性和抗腐蝕性。這些要求將予以詳細(xì)解釋。必須有一個(gè)合適的焊接電流范圍，在此范圍內(nèi)在焊接端上要有足夠的焊接強(qiáng)度，并且沒有任何焊接缺陷，如所謂“飛濺”。由于焊成的罐在涂漆后是盛食品用的，作為基底的鋼必須對(duì)漆有足夠的粘附力，以全面發(fā)揮用漆膜防腐蝕的好處。還有，盡管的漆膜上發(fā)生不可避免的缺陷，此基底鋼的改進(jìn)了的抗蝕性本身應(yīng)防止其進(jìn)一步腐蝕。
發(fā)明的概要本發(fā)明的目的在于提供一個(gè)新穎的和改進(jìn)的表面處理鋼帶，此鋼帶可縫焊成罐而無上述缺點(diǎn)，并在涂漆后具有改進(jìn)的可焊性，耐蝕性和漆的粘附性。
按照本發(fā)明，提供一個(gè)可焊成罐的表面處理鋼帶，包括有一個(gè)鋼的底層;
許多金屬錫島分布于大部分鋼基底主表面上;
一個(gè)鉻酸鹽層沉積在基底的主表面上，以覆蓋錫島，并且主要包含有水合的氧化鉻或金屬鉻加水合的氧化鉻。
在推薦的本發(fā)明實(shí)施中，每一個(gè)錫島具有1到800，000微米2的表面積，0.007到0.7微米厚度，并且錫島占基底主表面積的20到80%。鉻酸鹽覆蓋層含有全量不大于30毫克/米2的鉻和以3到25毫克/米2以元素鉻計(jì)量的水合氧化鉻。
這里所用的術(shù)語“島”是指金屬錫以島型沉積在鋼表面上，其中包括(1)錫島分布在鋼表面上，一些島可以是孤立的而另一些也可以是互相連接的;(2)具有不規(guī)則表面或局部臺(tái)形或凸出的一層錫被分布在很薄的基層上。在后者的情況，此局部凸出就是這里所指的島。另外還說明，除非為確定局部凸出或島厚度時(shí)，此很薄的錫基層可以忽略，由于它的薄度(小于0.007微米)，此非常薄的基層錫不必須是連續(xù)的。
附圖的簡(jiǎn)短說明根據(jù)下列同附圖有聯(lián)系的說明，本發(fā)明的目的，特征和優(yōu)點(diǎn)，將變得非常明顯。
圖1a到1c是在鋼基底上有由不同方法形成的錫島的橫截面圖。
圖2a是按現(xiàn)有技術(shù)制作的，具有平的金屬錫層鋼帶的橫截面圖。
圖2b是圖2a的鋼帶在210℃處理20分鐘后的橫截面圖。
圖2c是具有按本發(fā)明制備的金屬錫島的鋼帶的橫截面圖。
圖2d是圖2c的鋼帶在210℃處理20分鐘后的橫截面圖。
圖3是一個(gè)在掃描電鏡下的金相圖，它闡明在鋼基底上金屬錫島的分布。
發(fā)明的詳細(xì)說明做了許多實(shí)驗(yàn)以檢驗(yàn)供縫焊成罐的、表面處理過的鋼帶的焊接性，我們發(fā)現(xiàn)金屬錫對(duì)于改善可焊性有貢獻(xiàn)，特別是在一般加工商品罐時(shí)所用的40到60米/分鐘下的高速焊。
進(jìn)一步說明按照本發(fā)明方法沉淀在鋼基底上的錫是軟金屬。當(dāng)用焊接電極或同鋼帶本身接觸時(shí)，金屬錫易于變形，以擴(kuò)展接觸的面積，因此在焊接過程的初始階段降低焊接電流的局部集中。由于錫的熔點(diǎn)低到232℃，金屬錫在焊接時(shí)很易熔化，進(jìn)一步擴(kuò)展接觸面積并通過熔接促進(jìn)金屬的共同接合。這可防止由于局部電流的集中所引起的“飛濺”，并促進(jìn)快速熔核的形成，實(shí)際上擴(kuò)展了最適焊接電流的范圍。
金屬錫的作用在40到60米/分鐘的高速度焊接中變得更加重要了，這時(shí)大電流傳導(dǎo)1到1.5mSec，從而形成焊核。
由于約有2.2克/米2的金屬錫存在，＃25鍍錫薄鋼板具有一個(gè)寬廣的最適焊接電流范圍。
進(jìn)一步檢驗(yàn)可焊性和金屬錫的關(guān)系，我們發(fā)現(xiàn)這種關(guān)系同基底金屬的類型無關(guān)，在表面上存在至少0.007微米的金屬錫，容許在40到60米/分鐘下實(shí)施高速焊接，并且可在用于商業(yè)上的足夠?qū)挼淖钸m焊接電流范圍下實(shí)施。這就是，規(guī)定在表面上至少有0.007微米厚的金屬錫，就可保證改善可焊性。
縫焊罐的制造一般在縫焊前用漆涂在鋼片內(nèi)外。此涂層工序之后，通常進(jìn)行涂漆的烘烤，這道工序可使焊接工序之前金屬錫和基底金屬合金化。因此用于焊接的金屬錫的實(shí)際量被降低了。這意味著初始沉積的金屬錫量必須大于所需量，以保證牢固的焊接。由于在涂漆烘烤中的合金化而損失的錫是不固定的，并依靠于基府金屬的類型，烘烤溫度，烘烤時(shí)間，和涂漆烘烤工序的數(shù)目。例如，如果此基底金屬是通常用于制造鍍錫薄鋼板的常規(guī)用鋼，當(dāng)在210℃下烘烤20分鐘，結(jié)果損失厚約0.07微米的金屬錫。當(dāng)基底是一個(gè)常規(guī)的制造鍍錫薄鋼板用的鋼帶并且?guī)в墟囘_(dá)100毫克/米2(此帶有底層鎳的鍍覆鋼板技術(shù)是企圖改善耐蝕性用的)，則金錫的厚度損失約為0.1微米。
金屬錫的初始沉積，必須大于金屬錫的有效最低量的幾倍或十倍，以改善可焊性，此倍數(shù)依基底金屬的類型和烘烤條件而定，如果要不增加成本則這是不現(xiàn)實(shí)的。
為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，我們檢驗(yàn)了在鋼表面的金屬錫的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)通過把金屬錫層轉(zhuǎn)變成島型或一個(gè)具有許多島或突出部分的層，則金屬錫的量能被大量節(jié)約而且不犧牲可焊性。這個(gè)由于金屬錫分布在許多島型內(nèi)所得到的好處，甚至用在室溫下可烘烤的即在涂層后無需烘烤的漆也能夠得到。
金屬錫對(duì)可焊性的改進(jìn)是有效的，但在金屬錫表面上形成的氧化物則損害在其上涂漆的粘附性?？墒瞧岬恼掣叫院湍臀g性可通過在表面上形成鉻酸鹽覆層得到改善，此鉻酸鹽覆層主要包括水合氧化鉻或者金屬鉻加水合氧化鉻。特別是主要包括金屬鉻和水合氧化鉻的鉻酸鹽覆蓋，對(duì)改進(jìn)漆的粘附性和涂漆后的耐蝕性最有效，因此其產(chǎn)品對(duì)罐頭內(nèi)腐蝕性物的侵蝕有高的耐蝕性。
水合氧化鉻是一個(gè)高電阻材料。金屬鉻在焊接時(shí)的高溫下能轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娮璧难趸?。在鉻酸覆層中的金屬鉻的量必須保持在一定量之下。
本發(fā)明將進(jìn)一步加以說明。
按照本發(fā)明金屬錫的沉積目的是改進(jìn)可焊性。金屬錫被分布于島型內(nèi)，此島型包括部分孤立的、部分互相連接的島以及具有局部凸起或或島的一個(gè)很薄的層。本發(fā)明的優(yōu)先實(shí)施如下(1)每一個(gè)錫島具有1微米2到800，000微米2的表面積。
(2)每一個(gè)錫島具有0.007到0.70微米的厚度和(3)此錫島占據(jù)基底主面積的20%到80%。
每一個(gè)錫島的表面積被限于從1到800，000微米2的范圍，因?yàn)樾∮?微米2的島在焊接時(shí)不足以擴(kuò)展接觸面積，因此在實(shí)質(zhì)上不能對(duì)改善可焊性作出貢獻(xiàn)。擴(kuò)展接觸面積的效應(yīng)在錫島表面積約為800，000微米2時(shí)達(dá)到飽和，因此表面積超過800，000微米2則不經(jīng)濟(jì)地把錫浪費(fèi)于超過需要水平。
島與島之間的間隔因子限制在20%到80%，因?yàn)楫?dāng)間隔因子小于20%時(shí)則不能擴(kuò)展在焊接時(shí)的接觸面積，從而對(duì)于可焊性實(shí)質(zhì)上的改進(jìn)沒有幫助。間隔因子超過80%，則明顯地?fù)p害由于島型所致的經(jīng)濟(jì)利益。
再有，金屬錫層的厚度限于0.007到0.7微米。錫島比0.007微米薄則在實(shí)質(zhì)上不能改善可焊性，而厚度超過0.7微米時(shí)則導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)上的損失，因?yàn)榭珊感缘母纳圃谠摵穸认逻_(dá)到飽和。金屬錫島的實(shí)在厚度可以在上面指定的范圍內(nèi)選擇，依基底金屬的類型和涂漆層烘烤條件而定。當(dāng)以后所涂漆層被烘烤時(shí)，金屬錫島的(初始)厚度應(yīng)該是使對(duì)應(yīng)的島在烘烤后仍具有至少0.007微米的厚度。
金屬錫可通過不同的方法分布在一個(gè)島型上。把一些典型的方法說明如下
(1)通過掩膜進(jìn)行電鍍錫通過一個(gè)具有許多任何所需形狀的顯微孔的掩膜片，形成一個(gè)許多相應(yīng)的錫島。圖1說明一個(gè)鋼基底，在其上有許多孤立的錫島3。
(2)溶劑的凝集錫一旦電鍍于鋼基底上就形成一層平坦的錫，一種溶劑(例如Zncl4NH4cl及類似鹽的水溶液施加到錫層的表面成為任何所需的分布模樣，然后進(jìn)行錫的再熔化處理，因而使錫局部聚集并結(jié)塊成島，以便利用在有溶劑區(qū)和無溶劑區(qū)之間不同的可焊性。圖16說明一個(gè)在其上有錫島的鋼基底3，用再熔化法，在鋼3和島1之間形成一個(gè)Fe-Sn合金屬。
(3)在不活化表面上的凝聚使金屬基底對(duì)熔錫的浸潤(rùn)不活化，例如用鎳的擴(kuò)散，錫平坦地電鍍?cè)诜腔罨砻嫔希缓?，進(jìn)行再熔化處理，從而使錫局部凝聚或凝結(jié)成島。
圖1c表明在其上具有錫島的鋼基底3。鋼基底3在其表面上包括一層非活化層32，用再熔化法，使在非活化層32和錫島1之間形成Fe-Ni-Sn合金33。
鎳優(yōu)先擴(kuò)散進(jìn)鋼基底內(nèi)形成鎳擴(kuò)散層32，它的重量比Ni(Ni+Fe)等于或少于0.50，其厚度等于或小于5000
，此鎳的擴(kuò)散層作為非活化層而形成的，它幫助平坦的錫層形成島或具有局部凸出的薄錫層。
顯然，從這些圖可了解到方法(2)和(3)趨向于使一個(gè)很薄的錫層停留在本來要暴露的基底表面部份。應(yīng)該了解到按照本發(fā)明方法的表面處理鋼帶的加工方法不限于這些方法。
參照?qǐng)D2，用草圖出示由于金屬錫分布成島所節(jié)約的金屬錫量。圖2a是一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)鋼帶的橫截面圖，它包括一個(gè)鋼基底3，一個(gè)同基體表面一起延續(xù)的平坦錫層，和在錫層上的鉻酸鹽覆層。圖2b是同圖2a一樣的鋼帶經(jīng)過在210℃處理20分鐘后的橫截面圖，該熱處理是按照在實(shí)際漆層操作中的標(biāo)準(zhǔn)烘烤。熱處理工序使在基底3和減小厚度的錫層1之間形成一合金層2。
圖2c表明一個(gè)鋼帶，它包括一個(gè)鋼基底3;分布在鋼基底表面主要部分的許多金屬錫島1，在它們之間形成凹谷，還有鉻酸鹽覆層4，它沉積在基底主要表面上以覆蓋錫島1。圖2d是與圖2c用同樣的鋼帶，但經(jīng)過210℃熱處理20分鐘后的橫截面圖。熱處理工序也使在基底3同被減薄的錫島1之間形成一合金層2。
如從圖中所見在圖2c上沉積的金屬錫量是圖2a上的一半。經(jīng)過在210℃熱處理20分鐘后留下的金屬錫厚度如圖2d所示，接近等于在圖2b上的錫厚度，而這正是焊接中所需要的。在圖2a和2c之間的沉積金屬錫量的差異就是節(jié)約。
圖3是一張照片，它表明按照本發(fā)明所沉積的金屬錫島的分布。確實(shí)，一些錫島是孤立的，而另一些是互相連接的。
在本發(fā)明中鉻酸鹽覆層是用來覆蓋錫島和暴露的基底表面的，目的是改善漆的粘附性和耐蝕性。鉻酸鹽覆層主要包括有水合氧化鉻或金屬鉻加水合氧化鉻。鉻酸鹽覆層所包括的全部鉻以不超過30毫克/米2為宜;而水合氧化鉻的量(按元素鉻計(jì)之)在3毫克/米2到25毫克/米2之間。
如鉻酸鹽覆層包含的全部鉻超過30毫克/米2，則傷害可焊性，防止了任何適度的焊接電流范圍的確定。如鉻酸鹽覆層含有少于3毫克/米2的水合氧化鉻(以元素鉻計(jì)之)，則將不能充分改善漆的粘附性，從而導(dǎo)致在實(shí)質(zhì)上損害在涂漆后的耐蝕性。由于水合氧化鉻是一個(gè)高電阻材料，其含量如超過25毫克/米2，則在實(shí)質(zhì)上損害可焊性，而與金屬鉻含量無關(guān)。
主要包含有水合氧化鉻的鉻酸鹽覆層可以從無水鉻酸、鉻酸鹽和重鉻酸鹽以及它們的混合物的溶液制備，并且用任何愿意用的技術(shù)制備，其中有浸漬、噴涂和陰極電解。
主要包含有金屬鉻和水合氧化鉻的鉻酸鹽覆層可由含有適量的通過電解來的陰離子如硫酸和氟離子的類似溶液形成。沉積的金屬鉻是可以選擇適當(dāng)?shù)年帢O電解條件來控制的其中包括電流密度、電解浴的溫度和電解液組成。
本發(fā)明實(shí)施例用解說的方法介紹如下實(shí)施例1把常用于大量生產(chǎn)鍍錫薄鋼板的常規(guī)鋼帶電解除油脂并且酸洗。把具有直徑為3微米孔的掩膜片放在鋼帶上。使用鹵素電解液，金屬錫以島型被電鍍?cè)阡撋?。每一個(gè)金屬錫島具有平均表面積9微米2，厚為0.11微米，占基底鋼面積的55%(即間隔因子為55%)。使鍍錫后的帶，在一個(gè)含有15克/升的CrO3和0.13克/升的H2SO4，溫度為40℃，電流密度為10安/分米2的鉻酸鹽溶液中進(jìn)行陰極電解，在鍍錫帶上形成主要含有5毫克/米2的金屬鉻和10毫克/米2(以元素鉻表示之)的水合氧化鉻。
經(jīng)過如此處理的帶的表面，在相當(dāng)于用來制備罐的內(nèi)表面上，用環(huán)氧-苯基漆涂層，重量為60毫克/米2，隨后在210℃烘烤10分鐘。然后在相當(dāng)于罐的外表面的鋼帶的另一面，用同樣的環(huán)氧-苯基漆涂層，重量為60毫克/米2，然后在210℃烘烤10分鐘。此鋼帶被卷成圓筒形，并延著搭交邊，以焊接速度為55米/分鐘進(jìn)行焊接，發(fā)現(xiàn)適宜的焊接電流范圍是400安培。
按常規(guī)方法用此鋼帶制作罐頭，內(nèi)部充以咖啡和桔子汁，用常規(guī)方法密封，并在38℃下儲(chǔ)藏六個(gè)月。
儲(chǔ)藏之后，把罐頭打開觀察其內(nèi)表面，發(fā)現(xiàn)既沒有漆層剝落;也沒有起泡，而罐頭內(nèi)食品的味道也不受損害。
比較例1其余同上述實(shí)施例1的操作一樣，只是通過一個(gè)具有4μm直徑的孔的掩膜片使金屬錫電鍍?cè)阡搸?，以形成錫島，它具有平均表面積15微米2，厚度為0.005微米，其間隔因子為62%，將此鍍錫薄帶包覆以鉻酸鹽膜，然后涂漆并烘烤，其操作與實(shí)施例1相同。所得鋼帶在焊接速度為55米/分鐘下進(jìn)行焊接。由于缺乏足夠的錫厚度，所以沒有發(fā)現(xiàn)適當(dāng)?shù)暮附与娏鞣秶?br>比較例2其余同實(shí)施例1的操作一樣，只是通過一個(gè)具有1μm直徑的孔的掩膜片，把金屬片電鍍?cè)阡搸?，以形成錫島，它具有平均表面積0.8微米2，厚度為0.15微米，和一個(gè)間隔因子為37%。
將此鍍錫薄帶包覆以鉻酸鹽膜，然后涂漆并烘烤，其操作與實(shí)施例1相同。所得鋼帶在焊接速度為55米/分鐘下進(jìn)行焊接。因?yàn)槿狈ψ銐虻腻a島表面積，所以沒有找到適當(dāng)?shù)暮附与娏鞣秶?br>所得的鋼帶按與實(shí)施例1相同的操作進(jìn)行涂漆與烘烤。將此鋼帶卷成圓筒形，延其搭交邊。
比較例3其余操作與實(shí)施例1相同，只是通過一個(gè)具有100微米直徑的孔的掩膜片使金屬錫電鍍?cè)阡搸?，以形成錫島，它具有平均表面積10，000微米2，厚度為0.2微米，和一個(gè)間隔因子為15%。將此鍍錫薄帶包覆以鉻酸鹽膜，然后涂漆并烘烤，其操作與實(shí)施例1相同。所得鋼帶在焊接速度為55米/分鐘下進(jìn)行焊接。由于缺乏足夠的錫島間隔因子，所以沒有找到適當(dāng)?shù)暮附与娏鞣秶?br>實(shí)施例2把常用于大量生產(chǎn)鍍錫薄鋼板的常規(guī)鋼帶電解除油脂并酸洗。把具有直徑為200微米孔的掩膜片放在鋼帶上。使用硫酸錫電解液，金屬錫以島型電鍍?cè)阡撋稀Ｃ恳粋€(gè)金屬錫島具有平均表面積31，500微米2，厚度為0.15微米，占基底鋼表面積的70%(即間隔因子為70%)。
使鍍錫后的鋼帶在一個(gè)含有50克/升鉻酸鹽溶液中，在PH3，溫度為50℃下的電流密度為10安/分米2進(jìn)行陰極電解，在鍍錫帶上形成主要含有18毫克/米2(以元素鉻表之)的水合氧化鉻。
經(jīng)如此處理的鋼帶涂漆隨后烘烤，其操作如實(shí)施例1。此薄帶卷成圓筒形，沿著搭交邊，以55米/分鐘焊接速度進(jìn)行焊接。發(fā)現(xiàn)適當(dāng)?shù)暮附与娏鞣秶?80安培。
以常規(guī)方法用此鋼帶制作罐頭，罐內(nèi)充以咖啡和桔子汁，以通常方式密封，在38℃下儲(chǔ)藏6個(gè)月。在儲(chǔ)藏后，打開罐頭，觀察其內(nèi)表面，發(fā)現(xiàn)沒有漆剝落現(xiàn)象，也不起泡，而罐頭內(nèi)的食品味道也不受損害。
比較例4用同實(shí)施例2相同的操作使錫島電鍍?cè)阡搸稀⒋隋冨a的鋼帶浸入鉻酸鹽電解液中，它含有30克/升的鉻酸鈉，在PH為4.5，形成一個(gè)鉻酸鹽覆層，它主要包含2毫克/米2(以元素鉻表之)的水合氧化鉻。
所得的鋼帶按與實(shí)施例1相同的操作進(jìn)行涂漆與烘烤。將此鋼帶卷成圓筒形，沿其搭交邊，以55米/分鐘的速度進(jìn)行焊接。發(fā)現(xiàn)適當(dāng)?shù)暮附与娏鞣秶鸀?80安培。
用常規(guī)方法以此鋼帶制作罐頭，罐內(nèi)充以咖啡和桔子汁，以常規(guī)方法進(jìn)行密封，在38℃下儲(chǔ)存6個(gè)月，在儲(chǔ)存后，打開罐頭，并觀察內(nèi)表面，發(fā)現(xiàn)在頂部空檔部分起泡。
比較例5用與實(shí)施例2相同的操作，使錫島電鍍?cè)阡搸?，將此鍍錫鋼帶放在鉻酸鹽電解液中陰極電解，該液包含有30克/升的CrO3和0.25克/升的硫酸，在50℃溫度和電流密度為15安/分米2下，形成一個(gè)鉻酸鹽覆層，它主要含有8毫克/米2的金屬鉻和27毫克/米2(以元素鉻量表之)的水合氧化鉻。
將所得的鋼帶按實(shí)施例1的操作進(jìn)行涂漆和烘烤。將鋼帶卷成圓筒形，并沿搭交邊以55米/分鐘焊接速度進(jìn)行焊接，未發(fā)現(xiàn)有適當(dāng)?shù)暮附与娏鞣秶?br>實(shí)施例3將常用于鍍錫的鋼帶冷軋，電解除油脂，在每邊電鍍上每單位面積重量0.07克/米的鎳。然后在非氧化性氣分下熱處理以形成一鎳擴(kuò)散層。作為非活性層，此層具有Ni/Ni+Fe的重量比為0.2，度為2000
。此鋼帶然后經(jīng)過在壓縮比為1.5%下表層軋制，經(jīng)電解除油脂，再酸洗。用鹵化物電鍍液，將錫電鍍?cè)阡搸?，鋼帶的每一面，每單位面積的重量為0.8克/米2。將鍍錫鋼帶加熱進(jìn)行錫的流動(dòng)熔化，然后淬在水中，使錫凝集與凝結(jié)。如此形成的錫島或錫凸出部具有表面面積25微米2，厚度為0.3微米，和間隔因子為50%。在具有凸出部的錫層和鎳的擴(kuò)散層之間形成一個(gè)Fe-Ni-Sn合金層。
將此鍍錫鋼帶放在鉻酸鹽水溶液中進(jìn)行陰極電解，該液含有20克/升的CrO3和0.16克/升的H2SO4，在溫度為40℃，電流密度為15安/分米2下進(jìn)行，在鍍錫鋼帶上形成一個(gè)鉻酸鹽覆層，它主要含有6毫克/米2的金屬鉻和9毫克/米2(以元素鉻的量表之)的水合氧化鉻。將如此處理的鋼帶涂漆和烘烤，其操作與實(shí)施例1相同。將此鋼帶卷成筒形，并沿搭交邊以55米/分鐘的焊接速度進(jìn)行焊接。發(fā)現(xiàn)適宜的焊接電流范圍是600安培。
用常規(guī)方法以此鋼帶制作罐頭，內(nèi)盛以咖啡和桔子汁，以常規(guī)方式密封，在38℃下儲(chǔ)藏6個(gè)月。在儲(chǔ)藏后，打開罐頭，觀察其內(nèi)表面，發(fā)現(xiàn)既沒有油漆剝落也不起泡，而食品的味道并不受損害。
實(shí)施例4將常用于鍍錫的鋼帶電解除油脂，酸洗，并在一個(gè)鉻酸鹽水溶液中鍍鉻，該液含有250克/升的CrO3和2.5克/升的H2SO4，在溫度為50℃，電流密度為50安/分米2下進(jìn)行，形成了一個(gè)作為非活性層的、在每一面上每單位面積的重量為15毫克/米2的鍍鉻層。然后在堿性溶液中電鍍錫，使其在每一面上每單位面積重量為0.8克/米2。將此鍍錫帶加熱以進(jìn)行流動(dòng)熔化，然后淬于水中，使錫凝集和凝結(jié)進(jìn)島中。如此形成的錫島或錫凸出部具有表面積100微米2，厚度為0.4微米，和間隔因子為30%。
將此鍍錫的鋼帶放入一個(gè)鉻酸鹽水溶液中，該液含有15克/升CrO3和0.12克/升的H2SO4，在溫度為45℃和電流密度為10安/分米2下進(jìn)行，在鍍錫帶的表面上形成一鉻酸覆層，此層主要含有3毫克/米2的金屬鉻和5毫克/米2(以元素鉻量計(jì)之)的水合氧化鉻。
將經(jīng)如此處理的鋼帶涂漆和烘烤，其操作與實(shí)施例1相同。將此鋼帶卷成圓筒形，沿著搭交邊，在55米/分鐘焊接速度下焊接，發(fā)現(xiàn)適宜的焊接電流范圍是350安培。
用常規(guī)方法以此鋼帶制作罐頭，內(nèi)部盛以咖啡和桔子汁，用常規(guī)方法密封，在38℃下儲(chǔ)存6個(gè)月，儲(chǔ)存后，把罐頭打開，觀察其內(nèi)表面，發(fā)現(xiàn)既沒有油漆剝落也不起泡，而食品的味道也不受損害。
比較例6其余操作同實(shí)施例3，只有鉻酸鹽覆層是在非活性化之后形成，而鍍錫層不插入錫流動(dòng)熔化這道操作。
將如此制作的鋼帶涂漆并烘烤，其操作與實(shí)施例1相同。將此鋼帶卷成圓筒形，沿搭交邊，以55米/分鐘焊接速度焊接，因?yàn)榻饘馘a層是平坦的，也即，沒有形成島型，所以沒有發(fā)現(xiàn)適宜的焊接電流范圍。
權(quán)利要求
1.一個(gè)供縫焊成罐頭的表面處理鋼帶，包括一個(gè)鋼基底，許多金屬錫島分布在鋼基底的主要平面上，和一層為覆蓋錫島的沉積在基底主要表面上的鉻酸鹽覆層，該層主要含水合氧化鉻或金屬鉻加水合氧化鉻。
2.按照權(quán)項(xiàng)1的供縫焊成罐頭的表面處理鋼帶，其中每一個(gè)錫島具有1到800，000微米2的表面積，厚度為0.007到0.7微米，并且此錫島占基底主要表面面積的20到80%。
3.按照權(quán)項(xiàng)1或權(quán)項(xiàng)2的供縫焊成罐頭的表面處理鋼帶，其中鉻酸鹽覆層包含以元素鉻計(jì)量的水合氧化鉻量3到25毫克/米2。
4.按照權(quán)項(xiàng)1或權(quán)項(xiàng)2的供縫焊成罐頭的表面處理鋼帶，其中鉻酸鹽覆層包含鉻總量不超過30毫克/米2，和以元素鉻計(jì)量的水合氧化鉻量在3到25毫克/米2范圍內(nèi)。
5.供縫焊成罐頭的表面處理鋼帶包含有一個(gè)鋼基底，在一個(gè)鋼基底的主要表面上作為非活化層形成的一個(gè)鎳擴(kuò)散層，該層具有重量比Ni/(Ni+Fe)等于或小于0.50，厚度等于或小于5000
，和在鎳擴(kuò)散層上的Fe-Ni-Sn合金層，許多金屬錫島分布在鋼基底的主要表面上，所說的Fe-Ni-Sn合金層在鎳擴(kuò)散層和錫島之間形成。一個(gè)鉻酸鹽覆層沉積在基底的主要表面上以覆蓋錫島，此層主要包含水合氧化鉻或金屬鉻加水合氧化鉻。
6.按照權(quán)項(xiàng)5的供縫焊成罐頭的表面處理鋼帶，其中每一個(gè)錫島具有面積1到800，000微米2，厚度為0.07到0.7微米，和錫島占基底主要面積的20到80%。
7.按照權(quán)項(xiàng)5或權(quán)項(xiàng)6的供縫焊成罐頭的表面處理鋼帶，其中鉻酸鹽覆層包含以元素鉻計(jì)量的水合氧化鉻量為3到25毫克/米2。
8.按照權(quán)項(xiàng)5或權(quán)項(xiàng)6的供縫焊成罐頭的表面處理鋼帶，其中鉻酸鹽覆層所含全部鉻不超過30毫克/米2，所含水合氧化鉻以元素鉻計(jì)量為3到25毫克/米2。
專利摘要
含有一個(gè)鋼基底，在一個(gè)鋼基底主要表面上分布的金屬錫島，和沉淀在基底主要表面上為覆蓋錫島的鉻酸鹽覆層的一個(gè)表面處理的鋼帶，可經(jīng)涂漆，烘烤，然后縫焊成食品罐頭。
文檔編號(hào)C25D3/30GK85101586SQ85101586
公開日1987年1月10日 申請(qǐng)日期1985年4月1日
發(fā)明者中小路尚匡, 緒方一, 山地京子, 望月一雄, 市田敏郎 申請(qǐng)人:川崎制鐵株式會(huì)社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan