專利名稱:用于制作焊接罐的鍍鉻鋼帶及其生產(chǎn)工藝的制作方法
本發(fā)明涉及用于制作焊接罐，諸如食品罐、飲料罐、18升罐、桶罐及其它用途的商業(yè)用罐所用的鍍鉻鋼帶。
使用最廣泛的制罐材料是鍍錫板和鍍鉻鋼。為了節(jié)省資源，降低成本且為了外觀美，鍍錫板罐已逐漸由釬焊罐改換成焊接罐。同時(shí)，錫鍍層的重量已經(jīng)減少，即是說(shuō)，錫鍍層僅1.0克/米2薄的或者更薄的鍍錫板已經(jīng)開(kāi)發(fā)取代了2.8克/米2或者更厚的普通鍍錫板。但從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)看，薄鍍層的鍍錫板也不如鍍鉻鋼板。這就是鍍鉻鋼板的使用量與日俱增的原因之一。
鍍鉻板盡管有經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)點(diǎn)，但有若干問(wèn)題。特別是鍍鉻鋼帶在它的表面上有薄薄的金屬鉻和非金屬鉻(通常是水合氧化鉻)鍍層。為了避開(kāi)鍍鉻板因?yàn)楸砻驽儗与娮韪吆腿埸c(diǎn)高而既不能釬焊又不能焊接的缺點(diǎn)，所以絕大部分鍍錫鋼板都用于制作粘接罐(cementedcans)。
然而，這種粘接罐有罐體破裂的問(wèn)題，這就是在罐內(nèi)盛物進(jìn)行高溫消毒期間，粘接密封可能破裂，盡管最近對(duì)鍍鉻鋼板水合氧化鉻作了些改進(jìn)，但鉻接罐還經(jīng)常有這樣的風(fēng)險(xiǎn)。如果開(kāi)發(fā)了可焊接的鍍鉻鋼帶，不僅可避免罐體破裂的問(wèn)題，而且接縫的重疊量可由粘接所需要的約5毫米減少到焊接所需要的0.2至0.4毫米，這樣就可節(jié)約材料，并能防止折彎處發(fā)生真空滲漏。因此特別需要開(kāi)發(fā)可焊接的鍍鉻鋼帶。
在日本專利公開(kāi)57-19752號(hào)和57-36986號(hào)已公開(kāi)了可焊接的鍍鉻鋼帶及其制備的工藝。這些先有技術(shù)，通過(guò)減少金屬鉻或非金屬鉻的量而改進(jìn)了焊接性卻減弱腐蝕性，因?yàn)樵谶@樣的鍍鉻鋼板上所形成的金屬鉻層不可避免地成了疏松的結(jié)構(gòu)。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供耐腐蝕性較好并適于用作焊接罐的一種新型的，改進(jìn)了的鍍鉻鋼帶。
本發(fā)明的另一目的是提供以經(jīng)濟(jì)而又穩(wěn)定的方法生產(chǎn)改進(jìn)了的鍍鉻鋼帶的工藝。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于制作焊接罐的下述的鍍鉻鋼帶它由有一個(gè)表面的鋼帶、在鋼帶這個(gè)表面上形成的重量為40～150毫克/米2的金屬鉻層以及在金屬鉻層上形成的重量為5～25毫克/米2的非金屬鉻層組成，而且金屬鉻層在緊連著非金屬鉻層的那個(gè)表面上有突起。
根據(jù)第二方面，本發(fā)明的目標(biāo)是提供用于生產(chǎn)制作焊接罐用的下述的鍍鉻鋼帶的工藝它由有一個(gè)表面的鋼帶、在鋼帶這個(gè)表面上形成的重量為40～150毫克/米2的金屬鉻層以及在金屬鉻層上形成的重量為5～25毫克/米2的非金屬鉻層組成，而且金屬鉻層在緊連著非金屬鉻層的那個(gè)表面上有突起。生產(chǎn)該鍍鉻鋼帶的步驟為在含有六價(jià)鉻離子的水溶液中將鋼帶鍍鉻;
以鍍過(guò)鉻的鋼帶作為陽(yáng)極，將其進(jìn)行電解處理;
在含有鍍鉻劑和六價(jià)鉻離子的水溶液中將上述鋼帶進(jìn)行陰極處理。
根據(jù)第三方面，提供了用于制作焊接罐的下述的鍍鉻鋼帶它由有一個(gè)表面的鋼帶、在鋼帶這個(gè)表面上形成的重量為40～150毫克/米2的金屬鉻層以及在這金屬鉻層上形成的重量為5～25毫克/米2的非金屬鉻層組成，而且金屬鉻層在緊連著非金屬鉻層的表面上每平方米有1×1011～1×1014個(gè)突起，突起根部的直徑為5～1000納米。
根據(jù)第四方面，提供了用于生產(chǎn)制作焊接罐用的下述的鍍鉻鋼帶的工藝它由有一個(gè)表面的鋼帶、在鋼帶這個(gè)表面上形成的重量為40～150毫米/米2的金屬鉻層以及在這金屬鉻層上形成的重量為5～25毫克/米2的非金屬鉻層組成，且金屬鉻層在緊連著非金屬鉻層的那個(gè)表面上每平方米有1×1014～1×1014個(gè)突起，突起根部的直徑為5～1000納米，所述鍍鉻鋼帶的生產(chǎn)步驟為在含有六價(jià)鉻離子的水溶液中將冷軋鋼帶鍍鉻到金屬鉻的重量為40～140毫克/米2;
以鋼帶為陽(yáng)極將鍍過(guò)鉻的鋼帶在0.1～10庫(kù)侖/分米2的電荷量下進(jìn)行電解處理;
在含有鍍鉻劑和六價(jià)鉻離子的水溶液中將鋼帶進(jìn)行陰極處理，以沉積重量為10～60毫克/米2的一附加的金屬鉻層。
圖1為鍍鉻鋼板噴漆以后耐腐蝕性與沉積的金屬鉻的重量的關(guān)系圖。
圖2為鍍鉻鋼板的可焊接性與沉積的金屬鉻的重量的關(guān)系圖。
圖3a和3b是金屬鉻層表面的電子顯微照片(8000X)，圖3a示出平表面，圖3b示出有部分突起的表面。
圖4為接觸電阻與有平坦表面及部分突起表面的金屬鉻層鋼帶荷載的關(guān)系圖。
圖5為鍍鉻鋼帶噴漆以后耐腐蝕性與沉積的非金屬鉻的重量的關(guān)系圖。
圖6為漆對(duì)鍍鉻鋼帶的附著力與沉積的非金屬鉻的重量的關(guān)系圖。
圖7為鍍鉻鋼帶的可焊接性與沉積的非金屬鉻的重量的關(guān)系圖。
圖8為接觸電阻與突起密度的關(guān)系圖。
本發(fā)明的鍍鉻鋼帶包括在鋼帶表面形成一重量為40～150毫克/米2的金屬鉻層、在該金屬鉻層上形成-重量為5～25毫克/米2的非金屬鉻層。金屬鉻層在緊連著非金屬鉻層的表面上有多個(gè)突起。在這里把有突起的金屬鉻層的表面稱為部分突起的表面。本鍍鉻鋼帶顯示出較高的耐腐蝕性和焊接性，因此它是用焊接法制成罐的令人滿意的鋼板。
沉積金屬鉻的重量由于下述的原因而被限制在40～150毫克/米2之間，由少于40毫克/米2的金屬鉻構(gòu)成的金屬鉻層結(jié)構(gòu)疏松，不能完全覆蓋鋼板的表面，結(jié)果，噴漆后耐腐蝕性下降，如圖1所示(以后將詳述噴漆后的耐腐蝕性)。超過(guò)150毫克/米2的大量的金屬鉻在噴漆后似乎并不提高耐腐蝕性，反而損害了焊接性，見(jiàn)圖2(后面將對(duì)焊接性進(jìn)行評(píng)價(jià))。由于這些理由，在本發(fā)明的實(shí)地應(yīng)用中沉積的金屬鉻量限制在40～150毫克/米2的范圍之間。
根據(jù)本發(fā)明，金屬鉻層有部分突起的表面，也就是在遠(yuǎn)離基體鋼那一側(cè)有多個(gè)突起的表面。如圖2所示，有這樣一個(gè)(如圖3b所示)部分突起的表面的金屬鉻層，其焊接性優(yōu)于(如圖3a所示的)具有平坦的或光滑的表面的金屬鉻層。
在有這樣的金屬鉻層和非金屬鉻層的鍍鉻鋼帶上進(jìn)行電阻焊，起決定作用的是接觸電阻。接觸電阻愈低，焊接性愈好。進(jìn)行了這樣的試驗(yàn)通過(guò)一根銅絲電極將電壓施加在鋼帶鉻層上，改變電壓，同時(shí)測(cè)定電阻。接觸電阻隨著通過(guò)銅絲電極施壓的電壓的增加而減少。對(duì)于有平坦金屬鉻層的鍍鉻鋼帶和有部分突起的金屬鉻層的鍍鉻鋼帶，改變電壓測(cè)定接觸電阻，其結(jié)果示于圖4。盡管兩種鋼帶的接觸電阻都是隨著電壓的增加而減少，但有部分突起的金屬鉻層的鍍鉻鋼帶，其接觸電阻減少的幅度比較大。應(yīng)認(rèn)為，在一定電壓的作用下，較硬金屬鉻的突起穿入覆蓋著它的金屬鉻材料的不導(dǎo)電層，而形成了導(dǎo)電路徑。
沉積的非金屬鉻的重量按金屬鉻計(jì)、限制在5～25毫克/米2的范圍之內(nèi)的理由如下非金屬鉻的重量少于5毫克/米2導(dǎo)致生成不能完全覆蓋鋼表面的疏松層，這降低了噴漆后的耐腐蝕性和漆的附著力，分別見(jiàn)圖5和圖6。而當(dāng)非金屬鉻的重量超過(guò)25毫克/米2時(shí)，焊接性明顯地降低，見(jiàn)圖7。看來(lái)金屬鉻突起不能穿過(guò)過(guò)厚的不導(dǎo)電的非金屬鉻層。
從以上可知，在鋼表面上有重量為40～150毫克/米2的有部分突起的金屬鉻層和重量為5～25毫克/米2的非金屬鉻層的鍍鉻鋼帶是令人滿意的制罐鋼帶，它顯示出較高的耐腐蝕性和焊接性。
其次，適用于以經(jīng)濟(jì)而穩(wěn)定的方式制作焊接罐的本鍍鉻鋼帶的生產(chǎn)方法描述如下在間歇鍍鉻時(shí)，有時(shí)能看到金屬鉻沉積成有圓的或角狀顆粒突起的鉻層。一旦電解中斷金屬鉻層上的非金屬鉻產(chǎn)生顯微歧化溶解，這隨后再開(kāi)始的電解期間造成金屬鉻的不均勻地沉淀。然而取決于非金屬鉻層顯微歧化溶解的工藝，很難連續(xù)地生產(chǎn)具有突起的金屬鉻層。這樣的部分突起的金屬鉻層的沉積在沿鋼帶寬度的方向上差異很大，因此，這種工藝在工業(yè)生產(chǎn)中不能采納。
研究了能使非金屬鉻以穩(wěn)定的方式進(jìn)行顯微岐化溶解的工業(yè)實(shí)用工藝后，發(fā)現(xiàn)在含六價(jià)鉻陽(yáng)離子的水溶液里進(jìn)行陽(yáng)極處理或可逆式電解能較好地達(dá)到此目的。該法可運(yùn)用于單面和雙面電鍍鉻工藝。本發(fā)明的主要特點(diǎn)是在陽(yáng)極處理以前，就已經(jīng)有金屬鉻層和非金屬鉻層，而且在陽(yáng)極處理后又對(duì)沉積的金屬鉻進(jìn)行陰極處理。
經(jīng)過(guò)陽(yáng)極處理后的金屬鉻的沉積可以通過(guò)在含有六價(jià)鉻陽(yáng)離子(Cr6+)和鍍鉻劑的水溶液中進(jìn)行陰極電解而完成。鍍鉻劑可以從能夠產(chǎn)生硫化物離子和氟化物離子的化合物中選擇。生產(chǎn)硫化物離子的化合物中最好的是硫酸，盡管其它已知的硫化物也可以用。氟化物的實(shí)例有Na2SiF6、NaBF4和NaF。在含有六價(jià)鉻陽(yáng)離子，但無(wú)鍍鉻劑的相似水溶液中進(jìn)行陰極電解期間，沒(méi)有金屬鉻沉積，含有六價(jià)鉻陽(yáng)離子的水溶液可以是至少有鉻酸、重鉻酸，及其鹽中之一作為組分的任何一種水溶液。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，在制作焊接罐用的、由有一個(gè)表面的鋼帶、在鋼帶這個(gè)表面上形成的一重量為40～150毫克/米2的金屬鉻層以及在這金屬鉻層上形成的重量為5～25毫克/米2的非金屬鉻層組成的鍍鉻鋼帶中，金屬鉻層在緊連非金屬鉻層表面上每平方米有1×1011～1×1014個(gè)突起。這類突起為圓形或角形(多角形)的，其根部直徑為5～1000納米。這種鋼帶的耐腐蝕性和焊接性有了較大的改善。
由于金屬鉻層和非金屬鉻層被限制在某一范圍之內(nèi)是因?yàn)樯厦嫣峒暗耐瑯拥脑?，因此，下面只詳?xì)說(shuō)明突起的形狀因素。
在《鐵與鋼》雜志(Iron and Steel)66卷。1980年、第218頁(yè)，題為“關(guān)于鍍鉻鋼帶不規(guī)則色調(diào)的研究”的文章已報(bào)導(dǎo)過(guò)在鍍鉻鋼帶上的部分突起金屬鉻層的技術(shù)。該文章從金屬鉻層上的突起造成不規(guī)則色調(diào)的角度，說(shuō)明了不規(guī)則色調(diào)的改進(jìn)。繼續(xù)研究后發(fā)現(xiàn)，通過(guò)控制突起的形狀、直徑和密度等各種參數(shù)能很好地改進(jìn)可焊接性和耐腐蝕性。
突起的形狀可以是斷面為角(多角)形或圓形的顆粒狀的，盡管精確的形狀依沉積過(guò)程各參數(shù)而變化。為保證焊接性，突起在根部處，也就是在金屬層主面上的直徑應(yīng)為5納米或者大于5納米。如果突起在根部處的直徑大于1000納米，則在比較小的荷載下，非金屬鉻層也易破裂，于是，在加工鋼帶期間，易損壞耐腐蝕性。突起的密度或數(shù)目應(yīng)為每平方米1×1011～1×1014個(gè)范圍之內(nèi)，以得到焊接性見(jiàn)圖8所示。突起密度少于1×1014就太少了，不能充分降低接觸電阻。超過(guò)1×1014個(gè)/米2又太多，會(huì)引起突起相連或互相搭橋，結(jié)果，接觸電阻與從平滑的金屬鉻層中所獲得的相似。
現(xiàn)在說(shuō)明用于生產(chǎn)制作焊接罐用的鍍鉻鋼帶的經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)工藝。
根據(jù)本發(fā)明的特點(diǎn)，先進(jìn)行鍍鉻至少在鋼帶的一個(gè)表面上沉積40～140毫克/米2的金屬鉻層和一定數(shù)量的非金屬鉻層。接著以鋼帶為陽(yáng)極，以0.1～10庫(kù)侖/分米2的電荷進(jìn)行電解處理。然后，在含有六價(jià)鉻離子(Cr6+)以及從硫化物和氧化物中選出的鍍鉻劑的水溶液中進(jìn)行陰極電解，在原金屬鉻層上再沉積10～60毫克/米2的金屬鉻。
在陽(yáng)極處理之前，在鋼帶上均勻地形成金屬鉻層和非金屬鉻層，以提高它們的耐腐蝕性。其后的陽(yáng)極處理導(dǎo)致非金屬鉻穩(wěn)定地進(jìn)行顯微岐化溶解。在有鍍鉻劑參與的最后一次鍍鉻中，金屬鉻均勻沉積，提高了焊接性而不損害耐腐蝕性。
尤其是在陽(yáng)極處理之前的鍍鉻的目的是可能減少鋼帶裸露的部分，從提高其耐腐蝕性。這種鍍鉻工藝沒(méi)有特殊限制，因而可以從任何普通的電鍍鉻工藝中選擇一種。
第一次鍍鉻沉積的金屬鉻量限制在40～140毫克/米2范圍內(nèi)。少于40毫克/米2的金屬鉻層結(jié)構(gòu)太疏松，不能完全覆蓋鋼帶的表面，結(jié)果損失了漆的附著力。當(dāng)?shù)谝淮谓饘巽t量超過(guò)140毫克/米2時(shí)，由于在陽(yáng)極處理后金屬鉻要再沉積10毫克/米2或者更多，40～150毫克/米2的最終金屬鉻范圍一定要被超過(guò)。正如前面所指出的那樣，簡(jiǎn)單地將鋼帶鍍鉻勢(shì)必導(dǎo)致形成平滑的金屬鉻層。因此，根據(jù)本發(fā)明，鍍鉻后進(jìn)行陽(yáng)極電解，即以鋼帶為陽(yáng)極，并以0.1～10庫(kù)侖/分米2的電荷進(jìn)行電解處理，然后在含有六價(jià)鉻陽(yáng)離子(Cr6+)以及從硫化物離子和NaSiF6、NaBF4和NaF等氟化物中選擇出來(lái)的一種鍍鉻劑的水溶液中進(jìn)行陰極電解，其中另外增加的10～60毫米/米2的金屬鉻不均勻地沉積，以形成1×1011～1×1014/米2根部直徑為5～1000納米的金屬鉻突起。
在陽(yáng)極處理期間小于0.1庫(kù)侖/分米2的電荷不足以引起非金屬鉻層的顯微岐化溶解。而大于10庫(kù)侖/分米2的過(guò)大的電荷并不產(chǎn)生更大的效果，卻增加了成本。
陽(yáng)極處理后的陰極處理的主要作用是沉積金屬鉻。在下述的水溶液中進(jìn)行陰極電解可以沉積金屬鉻;它以從鉻酸，重鉻酸和它們的鹽中選出的，能產(chǎn)生六價(jià)鉻陽(yáng)離子(Cr6+)的含鉻物作為主要組份，并含有從硫化渣以及Na2SiF6、NaBF4和NaF等氟化物中選出。在最后陰極處理期間不均勻沉積的金屬鉻的范圍為10～60毫克/米2，因?yàn)樾∮?0毫米/米2不足以使突起生長(zhǎng)。再沉積上去的金屬鉻多于60毫克/米2就產(chǎn)生粗的突起。在陽(yáng)極處理后，再沉積10～60毫克/米2的金屬鉻，就產(chǎn)生1×1011～1×1014/米2根部直徑為5～1000納米的金屬鉻突起。
在上述條件下，依次通過(guò)鍍鉻-陽(yáng)極電解-陰極電解各步驟，最后沉積的金屬鉻層為40～150毫克/米2，非金屬鉻層為5～25毫克/米2。
實(shí)例為使通曉該項(xiàng)技術(shù)的人更好地理解本發(fā)明的實(shí)地應(yīng)用，以下將舉例說(shuō)明并附比較實(shí)例。
實(shí)例10.2毫米厚的冷軋鋼帶在進(jìn)入本工藝之前以普通的方法進(jìn)行脫脂和酸洗。
將鋼帶在含CrO3150克/升、Na2SiF66克/升和H2SO40.8克/升的水溶液中，在50℃下，以50安培/分米2的電流密度進(jìn)行陽(yáng)極電解一秒鐘，然后在同一水溶液中以5安培/分米2的電流密度進(jìn)行陽(yáng)極處理0.4秒鐘，最后在含有CrO360克/升和H2SO40.3克/升的水溶液中，在40℃下以15安培/分米2的電流密度進(jìn)行陽(yáng)極處理0.8秒，生產(chǎn)鍍鉻鋼帶。這種鋼帶有金屬鉻105毫克/米2，在其上有沉積的非金屬鉻18毫克/米2，并可看到有許多金屬鉻突起。
實(shí)例20.22毫米厚的冷軋鋼帶在進(jìn)入本工藝前以普通的方法進(jìn)行脫脂和酸洗。
將鋼帶在含有CrO380克/升和H2SO40.6克/升的水溶液中，在45℃下以40安培/分米2的電流密度進(jìn)行陰極電解0.6秒，然后在同一水溶液中以10安培/分米2的電流密度進(jìn)行陽(yáng)極處理0.1秒，最后在相同水溶液中以40安培/分米2的電流密度進(jìn)行陰極處理0.3秒，生產(chǎn)鍍鉻鋼帶。這種鋼帶有金屬鉻52毫克/米2和其上有沉積的非金屬鉻8毫克/米2，并可看到有許多金屬鉻突起。
實(shí)例30.2毫米厚的冷軋鋼帶在進(jìn)入本工藝以前進(jìn)行脫脂和酸洗。
把鋼帶在含CrO3250克/升和H2SO42.5克/升的水溶液中，在50℃溫度下以50安培/分米2的電流密度進(jìn)行陰極電解0.7秒，接著以15安培/分米2的電流密度進(jìn)行陽(yáng)極處理0.1秒，然而再以50安培/分米2的電流密度進(jìn)行陽(yáng)極處理0.7秒鐘，最后在含CrO360克/升、Na2SiF62.8克/升的水溶液中，以20安培/分米2的電流密度進(jìn)行陰極處理0.5秒鐘，生產(chǎn)鍍鉻鋼帶。這種鋼帶有金屬鉻141毫克/米2，在其上有沉積的非金屬鉻20毫克/米2，并可看到有許多金屬鉻突起。
比較實(shí)例1實(shí)例1的過(guò)程，除陽(yáng)極處理以，重作一次。所得的鍍鉻鋼帶有金屬鉻110毫克/米2，在其上有沉積的非金屬鉻16毫克/米2，并可看到的金屬鉻層上無(wú)突起。
比較實(shí)例2將實(shí)例1的過(guò)程重作至陽(yáng)極處理結(jié)束。最后在含有CrO360克/升的水溶液中，在40℃下以15安培/分米2的電流密度進(jìn)行陰極處理0.8秒。所得的鍍鉻鋼帶有金屬鉻100毫克/米2，在其上有沉積的非金屬鉻18毫克/米2，并可看到在金屬鉻層上無(wú)突起。
比較實(shí)例3將0.2毫米厚的冷軋帶鋼以普通的方法脫脂并酸洗。
把鋼帶在含有CrO350克/升、Na2SiF62.4克/升和Na2Cr2O720克/升的水溶液中，在50℃下先以40安培/分米2的電流密度進(jìn)行間歇式的陰極電解0.2秒鐘，然而以15安培/分米2的電流密度進(jìn)行間歇式陰極電解0.3秒，生產(chǎn)鍍鉻鋼帶。該鋼帶有金屬鉻15毫克/米2，在其上有沉積的非金屬鉻17毫克/米2，并可看到?jīng)]有金屬鉻突起。
已對(duì)這樣獲得的鍍鉻鋼帶噴漆后的耐腐蝕性和焊接性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。下面將說(shuō)明試驗(yàn)的方法。
其結(jié)果示于表1實(shí)例1～3完全滿足了本發(fā)明要求的鍍鉻鋼帶，噴漆后顯示了極好的耐腐蝕性，并有極好的焊接性。由比較實(shí)例1沒(méi)進(jìn)行陽(yáng)極處理所得的鋼帶顯示出差的焊接性，因?yàn)闊o(wú)金屬鉻突起。由比較實(shí)例2在陽(yáng)極處理后在無(wú)鍍鉻劑的水溶液中進(jìn)行陰極處理所得的鋼帶，由于無(wú)金屬鉻突起而顯示出差的焊接性。由比較實(shí)例3所得的僅含金屬鉻15毫克/米2的鋼帶，有較好的焊接性，噴漆后耐腐蝕性明顯地差。
噴漆后的耐腐蝕性和焊接性詳述如下噴漆后的耐腐蝕性將鍍鉻鋼帶涂上環(huán)氧苯酚(epoxyphenol)，漆層重為150毫克/分米2，然后焙燒。將涂了漆的試樣浸在150毫升的燒杯中的100毫升溫度為95℃的西紅柿汁中、試樣的上部保持在液面之上。整個(gè)燒杯密封并在55℃下擱置18天。取出試樣并觀察液面以上的漆層下腐蝕的程度。腐蝕程度按下述標(biāo)準(zhǔn)的0～5級(jí)六個(gè)級(jí)別進(jìn)行評(píng)價(jià)。
級(jí)別 觀察結(jié)果5 漆層下無(wú)腐蝕發(fā)生0 液面以上的全部表面層脫落1、2、3、4級(jí)介于該級(jí)別的0級(jí)和5級(jí)之間。
焊接性無(wú)任何涂層的鍍鉻鋼帶試樣在210℃溫度下，焙燒20分鐘。以40米/分的焊接速度和40公斤力的壓力進(jìn)行電阻焊。對(duì)于各試樣都在獲得有足夠強(qiáng)度的焊縫且1毫米或大于1毫米的噴濺點(diǎn)數(shù)最少的地方確定焊接條件。評(píng)價(jià)是接在該條件下的噴濺點(diǎn)數(shù)進(jìn)行的。
試驗(yàn)點(diǎn) 每10厘米的噴濺點(diǎn)數(shù)5 04 1～23 3～52 6～101 11～200 21或更多
實(shí)例40.2毫米厚的冷軋鋼帶在進(jìn)入本工藝前用普通的方法脫脂和酸洗。
鋼帶在含CrO3150克/升，Na2SiF65克/升和H2SO40.6克/升的水溶液中，在50℃溫度下，以60安培/分米2的電流密度進(jìn)行陰極電解1秒鐘，然后在同一溶液中以5安培/分米2的電流密度進(jìn)行陽(yáng)極處理0.5秒鐘，最后在含CrO360克/升和H2SO40.3克/升的水溶液中以15安培/分米2的電流密度進(jìn)行陰極處理0.8秒，生產(chǎn)鍍鉻鋼帶。
這種鋼帶有金屬鉻123毫克/米2，在其上有沉積的非金屬鉻20毫克/米2，并可看到有許多金屬鉻突起，突起根部的直徑范圍為5～1000納米，其分布密度為5×1012/米2。
實(shí)例50.22毫米厚的冷軋鋼帶在進(jìn)入本工藝前用普通的方法進(jìn)行脫脂和酸洗。
把鋼帶在含CrO380克/升和Na2SiF62.0克/升的水溶液中，在50℃溫度下，以40安培/分米2的電流密度進(jìn)行陰極電解0.7秒，然后在同一溶液中以5安培/分米2的電流密度進(jìn)行陽(yáng)極處理0.2秒鐘，最后在同一溶液中以50安培/分米2的電流密度進(jìn)行陰極處理0.2秒，生產(chǎn)鍍鉻鋼帶。
這種鋼帶有金屬鉻61毫克/米2，在其上有沉積的非金屬鉻10毫克/米2，并可以看到有許多金屬鉻突起，突起的根部直徑范圍為5～1000納米，其分布密度為3.0×1013/米2。
實(shí)例60.18毫米厚的冷軋鋼帶在進(jìn)入本工藝以前用普通方法進(jìn)行脫脂和酸洗。
把鋼帶在含CrO3250克/升和H2SO42.5克/升的水溶液中，在50℃的溫度下以70安培/分米2的電流密度進(jìn)行陰極電解0.05秒，接著以15安培/分米2的電流密度進(jìn)行陽(yáng)極處理0.05秒，再以70安培/分米2的電流密度進(jìn)行陰極處理0.3秒，最后在含CrO360克/升和Na2SiF61.5克/升的水溶液中，以20安培/分米2的電流密度進(jìn)行陰極處理0.5秒，生產(chǎn)鍍鉻鋼帶。
這種鋼帶有金屬鉻149毫克/米2，在其上有沉積的非金屬鉻24毫克/米2，并可看到有許多金屬鉻突起，突起根部的直徑范圍為5～1000納米，其分布密度為1.0×1013/米2。
比較實(shí)例4除了取消陽(yáng)極處理外，將實(shí)例4的過(guò)程重作一次，就是進(jìn)行間歇式電解。所獲的鋼帶有金屬鉻135毫克/米2，在其上有沉積的非金屬鉻19毫克/米2，并可看到含有金屬鉻突起，突起根部直徑范圍為100～2000納米，其分布密度為5×1010/米2。
比較實(shí)例5將實(shí)例5的過(guò)程重作直至陽(yáng)極處理結(jié)束。在含有CrO360克/升的水溶液中，在40℃下，以20安培/分米2的電流密度進(jìn)行最后的陰極處理0.6秒。獲得的鋼帶有金屬鉻92毫克/米2，在其上有沉積的非金屬鉻15毫克/米2，并可看到在金屬鉻層上沒(méi)有突起。
比較實(shí)例60.2毫米厚的冷軋鋼帶用普通的方法進(jìn)行脫脂和酸洗。
把鋼帶在含有CrO350克/升、Na2SiF62.4克/升和Na2Cr2O720克/升的水溶液中，在50℃溫度下，以40安培/分米2的電流密度進(jìn)行陰極電解0.9秒鐘，然后以20安培/分米2的電流密度進(jìn)行陽(yáng)極處理0.7秒鐘，再以70安培/分米2的電流密度進(jìn)行陰極處理0.7秒鐘，生產(chǎn)鍍鉻鋼帶。
該鋼帶有金屬鉻130毫克/米2，在其上有沉積的非金屬鉻25毫克/米2，并可看到含有許多金屬鉻突起，突起根部直徑范圍為10～100納米和分布密度為4×1014/米2。
對(duì)這樣獲得的鍍鉻鋼帶的涂漆附著力和接觸電阻用試驗(yàn)的方法進(jìn)行了評(píng)價(jià)。所用的試驗(yàn)方法說(shuō)明如下。
其結(jié)果示于表2由實(shí)例4～6獲得的完全滿足本發(fā)明的要求的鍍鉻鋼帶顯示了極好的涂漆附著力和低的接觸電阻。由比較實(shí)例4生產(chǎn)的鋼帶，因?yàn)楦恐睆捷^大的金屬鉻突起的數(shù)量較小而顯示出差的涂漆附著力。由比較實(shí)例5在陽(yáng)極處理后在無(wú)鍍鉻劑的水溶液中進(jìn)行了陰極處理。所獲得的鋼帶，由于金屬鉻突起而顯示出較高的接觸電阻。由比較實(shí)例6獲得有多達(dá)4×1014/米2金屬鉻突起的鋼帶，其接觸電阻大，且與平滑鉻層的相近。
涂漆附著力和接觸電阻的評(píng)價(jià)如下。
涂漆附著力(L.A)一鍍鉻鋼帶試樣涂上環(huán)氧苯酚漆，然后焙燒至每個(gè)表面的干重為50毫克/分米2。涂過(guò)漆的試樣浸泡在含3%NaCl的水溶液中，并在其中以溫度為110℃進(jìn)行蒸餾120分鐘。用刀橫切漆層，將粘結(jié)帶粘在橫切過(guò)的涂層表面上，然后取下粘結(jié)帶以確定漆層的剝落量。
漆的附著力按漆層的剝落量根據(jù)下述標(biāo)準(zhǔn)，以0～5級(jí)的六個(gè)等級(jí)別進(jìn)行評(píng)價(jià)。
級(jí)別 觀察結(jié)果5 無(wú)剝落的漆0 剝落相當(dāng)多1、2、3和4級(jí)的詳價(jià)介于本序列的0級(jí)和5級(jí)之間。
接觸電阻(C.R)將一鍍鉻鋼帶在210℃溫度下進(jìn)行20分鐘熱處理。從鋼帶上沖下兩塊直徑為100毫米的圓片并將一個(gè)置于另一個(gè)之上，再通過(guò)一根銅絲將其放在兩個(gè)輥式電極之間。對(duì)該組裝件加40公斤力的負(fù)載，測(cè)量接觸電阻。其結(jié)果用定性詳價(jià)法的高和低表示。
注直徑為突起根部的直徑。
密度為每平方米的突起數(shù)。
從實(shí)例的數(shù)據(jù)和實(shí)例前的說(shuō)明看得很清楚，本發(fā)明的鍍鉻鋼帶由于是致密的，而不是先有技術(shù)所獲得的疏松的金屬鉻層完全覆蓋著鋼帶表面，并且因?yàn)榻饘巽t層有突起而有極好的焊接性。因此它們非常適于制作焊接罐。
本工藝對(duì)初次沉積的鉻層進(jìn)行可逆電解或陽(yáng)極處理，以除去其中所含的不需要的陽(yáng)離子，這有助于提高涂漆后的耐腐蝕性。
權(quán)利要求
1.用于制作焊接罐的下述的鍍鉻鋼帶，其特征在于它由具有一表面的鋼帶，在鋼帶表面上形成的重量為40～150毫克/米2的金屬鉻層和在金屬鉻層上形成的重量為5～25毫克/米2的非金屬鉻層，而且金屬鉻層在其緊連非金屬鉻層的表面上有突起。
2.生產(chǎn)制作焊接罐用的下述的鍍鉻鋼帶的工藝它由有一表面的鋼帶，在鋼帶表面形成的重量為40～150毫克/米2的金屬鉻層和在金屬鉻層上形成的重量為5～25毫克/米2的非金屬鉻層，而且金屬鉻層在其緊連非金屬鉻層的表面上有突起，所述工藝包括下述工序在含六價(jià)鉻離子的水溶液中進(jìn)行鋼帶鍍鉻;將鍍鉻鋼帶做為陽(yáng)極進(jìn)行電解處理;將該鋼帶在含鍍鉻劑和六價(jià)鉻離子的水溶液中進(jìn)行陰極處理。
3.用于制作焊接罐的下述的鍍鉻鋼帶;它由有一表面的鋼帶、在鋼表面上形成的重量為40～150毫克/米2的金屬鉻層和在金屬鉻層上形成的重量為5～25毫克/米2的非金屬鉻層，而且金屬鉻層在其緊連非金屬鉻層的表面上每平方米有1×1011～1×1014個(gè)，根部直徑為5～1000納米的突起。
4.生產(chǎn)制作焊接罐用的下述的鍍鉻鋼帶的工藝它由有一表面的鋼帶，在鋼表面上形成的重量為40～150毫克/米2的金屬鉻層和在金屬鉻層上形成的重量為5～25毫克/米2的非金屬鉻層，而且金屬鉻層在緊連非金屬鉻層的表面上每平方米有1×1011～1×1014個(gè)，根部直徑為5～1000納米的突起，所述工藝包括下述工序?qū)⒗滠堜搸г诤鶅r(jià)鉻離子的水溶液中鍍上重量為40～140毫克/米2的金屬鉻;將鍍過(guò)鉻的鋼帶作為陽(yáng)極以0.1～10庫(kù)侖/分米2的電荷進(jìn)行電解處理;將該鋼帶在含有鍍鉻劑和六價(jià)鉻離子的水溶液中進(jìn)行陰極處理，以再沉積重量為10～60毫克/米2的金屬鉻層。
專利摘要
由鋼帶及其表面上的40～150毫克/米
文檔編號(hào)C25D11/00GK86102555SQ86102555
公開(kāi)日1986年12月17日 申請(qǐng)日期1986年3月14日
發(fā)明者緒方一, 中小路尚匡, 緋田泰宏, 市田敏朗, 入江敏夫, 大塚幸子 申請(qǐng)人:川崎制鐵株式會(huì)社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan