[发明专利]改进了可焊性的表面处理钢带及其制造方法

说明书

本发明涉及一种改进了焊接性的表面处理钢带或钢板，特别是用作制造罐头的具有改进的接缝焊接性和足够的抗腐蚀性的钢带，本发明也涉及生产这种表面处理钢带的加工制造方法。

最常用的食品罐装材料是镀锡钢带。过去常应用一般的焊接法来进行罐体接缝焊接，但由于常用的焊料中含有毒性的铅成分，因此现在普通改用纯锡焊接法。但纯锡焊接在进行焊接时，由于焊接性极差所以具有焊接上的技术问题，此外由于锡比较昂贵，生产费会因此提高。

近年来，食品工业上发展了各种装罐材料，如：聚乙烯、铝、玻璃、加工过的纸等。这些材料既价廉而有竞争力。此外尽管镀锡的钢带具良好的抗腐蚀性，然而它需要镀覆量达2.8-11.2克/米²的锡层，因此耗费大而使其难于与其他装罐材料竞争。

为克服镀锡钢带装罐材料的缺陷，近年来已广泛地应用了电阻焊接罐体的新技术来取代普通的焊接方法。目前对于能够应用电阻焊进行焊接的装罐钢材的需要仍很迫切。

除镀锡钢材之外，还有一类不含锡而经过铬酸盐表面处理的钢材装罐材料，这种无锡质钢材用电解法进行铬酸盐表面处理后，可在钢材表面形成金属铬和水合氧化铬覆盖层。但由于在表面上的相当厚的水合氧化铬层具有相当高的电阻，因此经过铬酸盐表面处理后的钢材在焊接时难于生成足够强度的焊接接缝，虽然生产这种钢材较经济，但也不适于用作装罐材料。

由于其他制罐材料也不适合作为焊接的制罐材料，因此曾提出过各种的材料，其中一个例子是镀镍钢材，比较典型的是由美国钢铁公司（National Steel Corporation）所提出的“Nickel Lite”。它是将钢带镀上一层厚度约为0.5克/米²的镍层，然后再进行一般的铬酸盐表面处理后制成的。但是此种镀镍钢材的涂料附着力极差，以及在用30米/分或更高的速度进行高速焊接时的焊接性极差，因此这种钢材的应用受到限制。

另外一个例子是由美国琼斯及劳克林钢铁公司（Jones & Laughlin Steel Corporation）所提出的“锡合金”（Tin Alloy）。它是在钢带上薄薄地电镀一层厚度约为0.6克/米²的锡，经过熔锡后，再进行一般的铬酸盐表面处理后制成的。但是这种钢带的防腐蚀性、涂料附着力和焊接性都比较差。

总的来说，可进行电阻焊接的制罐板材必须具备改进的焊接性和涂覆涂料后的抗腐蚀性，对於这些性能要求，将予以详细说明。首先它必须有相当大的可应用焊接电流范围，而在此焊接电流范围之内进行焊接之后，焊接部位必须有足够的焊接强度，而不会产生任何焊接缺陷，例如所谓的“喷溅”（Splash）。此外，进行焊接的罐体在涂覆涂料之后再装入不同的食品，而为了有效地发挥与食品接触的涂料的防腐蚀作用，涂料下的钢材镀层必须与涂料具有足够的附着力。另外，涂料难免会产生缺陷，因此，涂层底的钢材本身必须有足够的抗腐蚀性。

因此，本发明的一个目的是提供一种新型的、改进了各种性能的表面处理钢带。这种钢带可进行罐体的接焊，而且避免了以上所述的许多缺陷。它不但具有改进的焊接性，而且在涂覆涂料后，具有良好的抗蚀性以及良好的涂料附着力。

本发明的另一目的是，提供一种对所述的装罐钢材进行表面处理的简便、经济的加工制造方法。

根据本发明的第一方面要求，所提出的改进了焊接性的表面处理钢带包括：

一种钢带，

一种镀覆在该钢带上的镀覆量为50-150毫克/米²的金属铬层，

一种镀覆在该铬层上的镀覆量为50-400毫克/米²的金属锡层，和

一种镀覆在该镀锡层上的和主要是由3-15毫克/米²的金属铬和3-15毫克/米²的水合氧化铬（按元素铬计算）组成的铬酸盐镀覆层。

按本发明的第二方面的要求，提供一种能生产改进了焊接性的表面处理钢带。此种尤其适用于装罐材料的表面处理钢带的加工过程包括：

清洗钢带的至少一个表面，

将镀覆量50-150毫克/米²的铬电镀在清净的钢带表面上，

用水洗涤该镀铬的钢带，

在pH值为0.1至0.5（不包括0.5）的含有1.5-10克/升Sn离子的酸性电镀溶液中将镀覆量为50-400毫克/米²的锡电镀在该镀铬的钢带上，

用水洗涤该镀锡的钢带，