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JPS58177491A - テインフリ−鋼板の製造方法 - Google Patents

テインフリ−鋼板の製造方法

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Publication number
JPS58177491A
JPS58177491A JP6154882A JP6154882A JPS58177491A JP S58177491 A JPS58177491 A JP S58177491A JP 6154882 A JP6154882 A JP 6154882A JP 6154882 A JP6154882 A JP 6154882A JP S58177491 A JPS58177491 A JP S58177491A
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JP
Japan
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chromic acid
chromium
bath
electrolytic
steel plate
Prior art date
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Granted
Application number
JP6154882A
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English (en)
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JPS639038B2 (ja
Inventor
Hideo Kobayashi
秀夫 小林
Hajime Ogata
緒方 一
Shunichi Tsugawa
津川 俊一
Toshiro Ichida
市田 敏郎
Shunichi Harada
俊一 原田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to JP6154882A priority Critical patent/JPS58177491A/ja
Publication of JPS58177491A publication Critical patent/JPS58177491A/ja
Publication of JPS639038B2 publication Critical patent/JPS639038B2/ja
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  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Electrochemical Coating By Surface Reaction (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属クロム被膜とクロム水利酸化物被膜との密
着性およびクロム水利酸化物被膜と塗料との密着性に優
れたレトルト処理用ティ/フリー鋼板の製造方法に関す
るものである。
従来の二液方式は、金属クロムとクロム水利酸化物被膜
とを別々に析出させるので、それぞれの析出量を容易に
コントロールすることができる利点があるが、二液方式
においては両液の液組成が異なるため、クロムめっき後
の鋼板をそのまま電解クロム酸処理浴に移すと、クロム
めっき時に生成したクロム水和酸化物中に共析しためつ
き助剤アニオンが最終製品の被膜中に残存したり、銅膜
−に付着したクロムめっき液が電解クロム酸処理浴中に
持ち込まれ、クロム水利酸化物被膜の析出量が変動した
り、部分的に溶出した助剤アニオンが再析出したりする
などの不都合が生ずる0従つて、クロムめっき後電解ク
ロム酸処理浴に至るまでの間に水洗を十分Iこ行なって
これを防止する必要があるが、クロムめっき後の水洗だ
けではクロムめっき特番こ生成するクロム水利酸化物中
のクロムめつき助剤アニオンの除去が困難である1、特
に、硫酸やその化合物を助剤とするクロムめっきにおい
ては、その後のクロム酸溶液による!解りロム酸処理を
行なっても、最終的に生成したクロム水利酸化物中にi
t酸根が共析して塗膜との密着性に不都合を生じている
この欠点を解消する方法として、クロムめっき後に該液
中で逆電解を施すことによってクロムめっき時に生成し
たクロム水和酸化物やこの中の助剤アニオンを少なくす
ることができ、その後番こ電解クロム酸処理浴に至るま
での関に水洗を十分に行なって引続くクロム酸水浴液中
で電解クロム酸を施すことが耐レトルト処理性の改善に
極めて有効であることを見い出し、既にI#願昭56−
62766号(以後、原発明と称する)としで提案して
いるq ところが、その後研究を重ねたところ、原発明は耐レト
ルト処理性の改善に極めて有効であるが、クロム水利酸
化物被膜が不均一になる場合のあることが判明し、この
欠点を解決すべく研究を重ねた結果均一なりロム水利酸
化物被膜を得ることができ、レトルト処理性がさらに改
善されて本発明に至った。
本偽明は冷砥鋼板に片11m20〜200q/s/の金
属クロムめっきを施し、この金属クロム層表面に5〜t
kOq/dのクロム水和酸化物被膜を形成したティンフ
リー鋼板に関するものである◎金属クロム層は20wg
/d以下であるとマイクロクラック、ピンホールなどが
多くなって耐食性が劣り、また200wp/mlより多
くても耐食性の向上が望めないので、通常のクロムめっ
き銅板は20〜200q/−の金属クロム層を有してい
る01、′1′1゜ 一万、水利クロム−化物皮膜(以下、CrOx皮膜とい
う)が5雫/−以下であると所望の塗料密着性が望めず
、また50q/dより多いと外観が悪くなったり、加工
時にCrOx皮aにクラックが入ったりして実用的でな
い。さらにいえば、CrO3皮膜量は10〜30q/1
1/が実用範囲であり、最も望ましい0 ティンフリー鋼板は塗装してはじめて食缶材料となるも
のであり、食缶として用い小場合には塗膜との密着性が
特に重要であるGこの塗膜との密着性および内容物充填
後の耐レトルト処理性に優れたティンフリー鋼板を得る
ために、硫酸またはその化合物などのアニオンを含む助
剤を用いる汎用クロムめっき浴によるクロムめっき後、
この浴中で0.1〜15クーロン/υの逆電解を施し、
次いで水洗槽を介してクロム酸水浴液中で電解クロム酸
処理を行う方法を原発明において提案している。この方
法により得られるティンフリー鋼板は耐レトルト処理性
の改善に極めて有効であるが、この処理だけではCrO
x皮膜が不均一になる場合があるのは前述の通りである
0 そこで、本発明においては、従来の如く脱脂酸洗した鋼
板iこ、硫酸やその化合物を助剤として含むクロムめっ
き浴にてクロムめっきした後、この洛中で逆電解を施し
、クロムめっき時に生成したCrOx皮膜中に共析した
S04!−などの助剤アニオンを低減させた後に、電解
クロム酸処瑞を行うのであるが、この処mを以下に述べ
るような条件下で行うことを41員とする。
すなわち、電解クロム酸処理を施すに際して、電解析出
する皮膜構造が均一でかつ耐レトルト処理性が良好なC
r0X皮膜を得るために、逆電解で荒れたCrOx皮膜
を均一に改質するために施す電解クロム12111処理
と、Cr  皮膜量を確保するため&cm”r電解クロ
ムa第2処理この2段階に分けて、以下に述べるような
各々の浴組成で別個の錫層浴中にて電解クロム酸処理を
施TO不発−で用いるクロム鐵処理水溶筐の主剤は、無
水クロム酸クロム酸塩および重クロム酸塩から選択され
た少なくとも1種の化合物で構成され、クロム酸塩とし
てはクロム酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、
アンモニウム塩などが、重クロム酸塩としては重クロム
酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウ
ム塩などが適当であるが、特に化合物の種類は限定され
ることはない。電解クロム酸水溶液浴の組成は第1処理
と第2処理において同一でも良いし、弗化物助剤の浴組
成、濃度また電解条件などに応じて異なっても良いG 不可避的に不純物アニオンを含むり[コム酸水溶液の濃
度は1%に限定する必要はないがCry、換算で10〜
200 t/lの範囲が適当である。#度が10 ?/
を未満では浴の電気抵抗が増大し、整1!I器の電圧が
オーバーしたり鋼板が熱をもつなどの不都合を生じるの
で好ましくない0また、200f/lを超えても所期の
効果の向上をさほど期待できず、浴の持出しによる経済
的損失が大きいので望ましくない。このようなりロム酸
処1浴の浴温は35〜60℃が適当である。35℃より
低いと夏場の冷却水温の上昇により温度管理が難かしく
なり、60℃より高いとクロ云隙水I@液に耐える電解
槽の材質が限定される。
クロムめっき後同液中で逆電解を施すと、クロムめっき
時に形成されたCr  皮膜が溶解され、この時同時に
あるいは終了後に従前の陰極CrOx皮膜と異質な陽極
Cr0X皮膜が金属クロム層上に形成される。この皮膜
形成により金属クロムの露出が従来の陰極皮膜に比べて
少ないことが明らか(なっているが、クロムめっきに用
いる助剤の種類とその浴濃度ならび(こ−電解条件によ
っては陽極的に形成された皮膜の一部に異常析出がみら
れる場合がある。この皮膜の上に従来より行われている
二液方式における電解クロム酸処理を施すと、耐レトル
ト処層性は良好だがCr  皮膜の異常析出が認められ
ることがあった。
これを1避する方法について弗素化合物を用いて種々の
検討を行ったところ、まず最初に単純塩系の弗化物を助
剤に用いて電解クロム酸第1処理を施すことが効果的で
あることがわかった。
電解クロム酸処理時には、陰極において水の電気分解に
より為ガスが【゛□生踵陰極近傍の〆は上昇する0これ
に伴って低原子価のクロムイオンに水酸基や水分子など
が配位した重合度の高いオール化合物が形成される。−
1陰極近傍に存在する弗素イオンは陰極近傍の−の上昇
により遊−〇)F−イオンとなってあり、低原子価クロ
ムに配位している水配基や水分子などを置換して金員ク
ロムへの還元反応を促進したり、オール化合−のオール
顔合を切断し、その重合#を低)せしめ、CrOx皮農
を酪j)PさせたりするC従って、c、OX皮麟の生■
と浴膳が繰り返されてCrtlX反−は薄く均一に形成
ざtLΦC 不妬明にょる電解クロムlll1鶴1処壊はこのように
逆電解で金員クロム上に形成された陽極cr(JX皮撫
IJs荒iした一合にCr  皮膜を改鷺り、て均一に
[るために施1−ものであり、金属クロムの析出やCr
Ox皮績1皮層1金目釣とするものではない〇・シ解り
ロムrhiMI処埴に用いる単純塩系弗素化合一とは水
に磐をすで1(JL)駕近く亀−するものをいい、クロ
ム酸水1wl&中ではイオン解−L、K・−に?−の水
累結合を生じているといわれ、掛゛、N&klF、、財
、凪F1赴1い沿゛、八18、Liji”、な  (ど
を化7I的に挙げることがで赤心が、特に限定さ   
゛れる必−はない、stt剤として一部する単純塩系弗
素化合物の量はF換算で0.1〜10f/jの範囲が適
当である0濃度範囲は特に限定する必要はないが、0.
1f/を未満、10171超えでは不発甲の効果がさほ
ど期待できない。
電解クロムIj阿1処理の電解条件も特に限定されない
が、一般的に電流密度は5〜IQOA/d+dの範囲が
良い。これが5A/ν未満であると(TO!皮膜に析出
異常をもたらす場合があり、100A/(iiを超える
と整流器容量から実用的でないことlこよる0値た、電
気車は01〜50クーロン/Uが良い0電気量が0.1
ク一ロン/dlI/未満では所期の目的が達せられず、
50ク一ワン/M以上としても金属クロムの析出が増大
する^どけて本発明の効果がさほど期待できない。
以上述べたように電解クロム酸第1処理を施す二とによ
り逆電解で形成されたcr0x皮換は皮膜されるが、c
r  Bix量の確保がその目的ではなハので十分に確
保されているとはいえない。そこで、電解クロム酸第1
処1!後cr0x皮膜量を確保rる方法について、弗化
物を用いて種々検討を重ねたところ、錯塩系の弗化物を
助剤として用いて電解クロム酸112処理を施すのが効
果的であることがわかった。
電解クロム酸処理時には一極近傍の−が上昇16、pH
によって錯イオンの弗素の電離状態は異なり、単純塩の
弗化物のように100X近く電離して一極近傍のF−が
Cr  のオール化合物の生成溶解に関与するのとは違
って極く一部の遊離した弗素イオンだけが関与する。従
ってcrOXの溶解生成は生成の力が多くなり、最終的
には所望のCrOx量が確保される。本発明による電解
クロム酸第1処理に続く電解クロム綾部2処理は、この
ように電解クロム酸第1処理でCr  皮膜を改質して
均一にならしめた後に、CrOx[i量を確保するため
に施すものである。
電解クロム酸部2処理に用いる錯塩系弗素化合物とは水
に溶けて加水分解を受けて錯イオンとして存在している
ものをいい、クロム酸水溶液中でも錯イオンとして存在
し、Na、SiF、、NaBF、、罎早Wい鴇SiF、
、KBF’4、幽、TiF、 、K、Atk”、などを
代褒的に挙げることができるが、特に限定される必要は
ない0助剤として添加する錯塩系弗素化合物の量はF換
算で0.1〜10 f/lの範囲が適当である0湯度範
囲は4Iに限定する必要はないが、Q、1f/を未満で
は本発明の効果がさほど期待で命ず、10f/lを超え
ると化合物の種類にもよるがfII震度の上限となる〇 電解クロム酸111H611の電解条件は、CrOx皮
膜量を確保するために必要な量の電気量を与えればよい
ので特に限定されないが、一般的に電R密度は5〜50
ム/−が棗く、5ム/U未満では電解時間が長過ぎて実
用的でなく、50A/djを趨えるとCrOx皮膜の異
常析出が生じる場合がある。
次に本発明による処理につき具体的lこ説明する〇板厚
0.22腸の冷砥鋼板に常法による脱脂、酸洗の前処理
を施した後に、Cry、 250 t / t 。
H,8o42.St/lを含有するクロムめっき浴で、
浴w155℃、II!Ill!Ff 60 A/ &テ
1.0秒)電解を行った・この時のCrOx皮膜のEP
MAによるラインアナリシスを@1図に示−(。クロム
めっき後直ちに同液中で15A/d#/の電流密度で0
2秒間の逆電解を施した。この時のCrOx皮膜のEP
MAiこよるラインアナリシスを第2図に示−ぐ〇この
クロムめっき鋼板を十分に水洗した後、Cry、80 
f/L、 NaF 4 t/ L (Cry、のl量比
で5に)を含み、浴11150℃のクロム酸水溶液中で
5 OA/ds/の電流密度で0.2秒の電解クロム酸
第1処理を施した。この時のCrOx皮膜のEPMAt
こよるラインアナリシスを1l13図に示°4゛。次い
で、Cry、  60 f / 1%Na、SiF、 
 4 t / tを含み、浴温40℃のクロム酸水溶液
で15A/diのtm密度で1.0秒の電解クロム酸第
2処理を施した。
この時のCr  皮膜のEPMAによるラインアナリシ
スを第4図に示す。また400倍光学wi微鏡写真をI
IS図に示す0比較として、クロムめっき後同濠中で5
秒浸漬後cro、  60 f/ls Na、SiF。
41/lを含み、浴1140℃のクロム酸浴中で15A
/dm’の電流密度で1.0秒の電解クロム酸処理を施
した・この時のCrOx皮膜のEPMAによるラインア
ナリシスをjlls図に、400倍の光学顕微鏡写真を
第7図に示す。
ラインアナリシスの結果をみると、本発明の処[を施し
た第3図および第4図に示すものは、クロムめっき後の
もの(1111図)、逆電解後のもの(嬉2図)、従来
のクロム酸処理後のもの(@5図)&c比べて、CrO
xの異常析出が少なく、皮膜が均一であることがわかる
・よた、顕像鏡写真をみると、本宛鴫によるもの(8g
6図)にはcr0x皮譲が均質でむらがないのが明瞭で
あるが、従来の電解クロム酸処理によるもの(第7図)
にはCr  皮膜の不均一なむら(黒い斑点状に見える
〕が多数生成しているのがわかる。
上記の本発明例および比較例につき、c 、OX皮膜の
むらの判足および後述するようなT型剥離試験の結果を
下表1に示す〇 表1 作成した試料を100℃、300f/lの力性ソーダ溶
液に10分間浸漬した前徒のCr量測定値の差より検i
t線を用いて定瀘しfこ。
C’r0xf(0) [F ハ螢光X縁法(Xray 
40 KV60mA、モニター60秒)によった。
(EPMAの測定〕 Cr0xrlIIをカーボン膜で固足し、次いで素地鎖
側から金属クロムをティグール−C−浴解した後、清浄
な白金箔上にのせ、EPMAでフィンアナリシスを行っ
た。
加速電圧 20KV 電子ビーム強度   0.02声人 ビ  −  ム  径     2! 次に本発明を実施例につき具体的に説明する。
〔実施f11〕 板厚0.22誠の冷抵鋼板を5Xホメサゾン溶液中で8
0C,15ム/υの電tIL密度で10秒間の電解脱脂
を行った後に水洗し、常温10%のii酸中に5秒間浸
漬して水洗しIこ後下記の条件で本地場を行った・ クロムめつき処理 浴組成 Cry、  250 f / tH*8D4 
  2.S f / L 浴    温   55℃ 電解条件 SOム/υ×1.5秒 上記クロムめつ**ljj*中で次の条件で逆電解感層
を施した0 逆電解条件  1sム/ 41IIX Q、 2秒この
後水洗し、直ちに以下の一件で電解クロム酸処理を施し
た0 電解クロム酸部1逃場 浴組成 Cry、  80 f / tNaF    
  4 f / を 浴    温   5QC 電解条件 50 V−xα2秒 電解クロム酸第2処理 浴組成 Cry、  6ot/I Na、SiF、   4 t / j 浴    1!    40c 電解条件 15ム/d+mlX1.Q秒電解クロム酸第
2処理後直ちに水洗してざらに湯洗後乾燥して試料を作
成した。
〔実施例2〕 下記の条件で電解クロム酸処理を行った以外は実施例1
と同様の処理を行った〇 電解クロム酸!!1旭埋 浴組成 Cry、50 f /l HF     4t7を 浴    温   40℃ 電解条件 30 A / dIf1″X0.2秒電解ク
ロム酸第2処場 浴組成 Cros  60 f / j旧F、    
  31/を 浴    II    401: 電解条件 15A/da/X1.0秒 〔実施例3〕 下記の条件で電解クロム酸鉛mを行った以外は実施例1
と同様の処理を行つ1こ。
電解クロムiII!第1処理 浴組成 Cry、  50t/l Na、Cr、0.  I Q t / 1−NH4F 
    5 f / を 浴    温   4G℃ 電解条件 15A/&X0.2秒 電解クロムwI纂2処理 浴組成 Cry、  60 f / を−込tF、5t
/を 浴    温   40C 電解条件 154/ds+/x1.0秒〔比験例1〕 前記のクロムめつtF後後板液中5秒間浸漬し、下記の
条件で電解クロム酸処理を行った以外は実施例1と同様
の処1を行った0 電解クロム酸処理 浴組成 Cry、  601/1 Na2SiF、    4 f / を浴    温 
  40℃ 電解条件 15A/υ×1.0秒 〔比較例2〕 前述のクロムめっき後同液中で5秒間浸漬し、下記の条
件で電解クロム酸処理を行った以外は実施例1と同様の
処理を行った0 電解クロム酸@1処理 浴組成 Cry、  80flt N&)i’     49/L 浴    温   50℃ 電解条件 50A/ν×0.2秒 電解り、ロム酸第2処理 浴組成 Cry、  60 t / tNa、SiF、
    4 t / を浴    温   40℃ 電解条件 15ム/ d、/ X 1.0秒以上のよう
にして得られたティンフリー鋼板に対して〒W剥離試験
を行った。
上記各ティンフリー鋼板の片面を50±5q/−でサイ
ジング塗装し、190℃で10分焼付した後、残った反
対面に同量のゴールド塗装を施し、210℃で10分の
焼付を行った。この後、サイジング塗装した面とゴール
ド塗装した面との闘(ナイロン系の接着用合成樹脂テー
プ(厚み100 pwt%−5M )を挟み、ホットプ
レスにより1110℃、1−/−で30秒間の圧着を行
って接着させ、複数個のテストピースを作成した0これ
らの接着iI後のテストピースlこついて、インストロ
ン引張り試験機を用いて200m/―の一定引彊速度で
Tll剥離試験を行い、剥離強度を測定した0 さらに、別のテストピースを用いて蔗糖15f/lを含
み、くえん酸でPH3,3に調整した糖酸淑に70℃で
7日間浸漬した後の剥離強度を前記と同じ条件で測定し
た〇 いずれの試験も各テストピースを5個づつ用いて行った
。試験結果を下表21こ示「が、結果はその平均値で示
fo接JiM後のT型剥離試験値は塗装後の塗膜の密着
性を利足するものである0また高温殺菌などのレトルト
処理を行う場合に、m膜を透過して侵入しCきた水に溶
解するcrOXの成分が多いと、塗膜とCr  との間
のIil:着力が低下し、耐レトルト処理性が急くなる
。70℃、7日間浸漬後のT型剥離v:、験値はこの評
価を朽うものである。
また、表2の試験結果から、不発明iこよるティンフリ
ー鋼板(実施例1〜3)においてはCrOx皮膜にむら
の発生もなく、耐レトルト処理性も優れているが、従来
例1および2においてはCrOx皮膜にむらが発生し、
耐レトルト処理性も劣っていることが明らかである。
以上説明した処から明らかなように、本発明によれば塗
料との密着性や耐レトルト処理性の良好なCrOx皮膜
の均質なティンフリーm&が得られ、これはレトルト処
理用j−ヒー缶や食缶′の他、接着缶であわばガロン缶
や鞍缶にも利用できる。ままた、Ik!lに用いる塗料
はサイジングまたはゴールドと称される機料lこ限らず
、有機溶剤による塗料であれば良く、また装着剤も犬イ
ロン系のみに限定されることはないC 表2
【図面の簡単な説明】
111図はクロムめつき彼のCrOx皮膜のEPMムラ
インアナリシス図、@2図は逆電贋後のCrOx皮膜の
EPMムラインアナリシス図、第3図は電解クロム酸第
1[珊後のCrOx皮膜のEPMAラインアナリシス図
、!4Wは′L解クロム酸第2処理後のCrOx皮膜の
EPMムラインアナリシス図、第5図は従来の電解クロ
ム酸処理後のCrOx皮膜のEPMAラインアナリシス
図、第6FjAおよび第7図は金属の表面組織の400
倍光学顕微鏡写真であり、第6図は謳4図と同一試料の
顕微鏡写真、第7図は第5図と同一試料の顕微鏡写真で
ある。 特許出願人  川崎製鉄株式会社 臓1国 職2図 賦3図 (〕 城40 8A ¥5図 8A 51 第 6 図 第  7  因

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. クロムめっき浴とこれ番こ対して水洗浴を隔てて分離さ
    れた電解クロム酸処理浴とを用い、鋼板上に金属クロム
    被膜とこれに重ねて被成したクロム水和酸化物主体の被
    膜とを有するティンフリー鋼板を製造するに当り、クロ
    ムめっき浴にて鋼板にクロムめっきを施した後クロムめ
    っき浴中で逆電解を施し、クロムめっき時に生成したク
    ロム水和酸化物被膜の一部ならびにクロム水利酸化物被
    膜中に共析した助剤アニオンを浴出せしめ、この後に水
    洗浴にて十分な水洗を行ない、次いで無水クロム酸、ク
    ロム酸塩および1クロム酸塩より選択された少なくとも
    1mの化合物を主剤とし、単純塩系弗素化合物を助剤に
    用いたクロム酸水浴液中で電解クロム酸第1処理を施し
    、次いで無水クロム酸、クロム酸塩および重クロム酸塩
    より選択された少なくとも1種の化合物を主剤とし、錯
    塩系弗素化合物を助剤に用いたクロム酸水溶液中で電解
    クロム酸菖2処理を施すことを特徴とするティンフリー
    鋼板の製造方法。
JP6154882A 1982-04-13 1982-04-13 テインフリ−鋼板の製造方法 Granted JPS58177491A (ja)

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ID=13174281

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JP (1) JPS58177491A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60103200A (ja) * 1983-11-10 1985-06-07 Kawasaki Steel Corp 接着性のすぐれたテインフリ−スチ−ル
JPS60114595A (ja) * 1983-11-25 1985-06-21 Kawasaki Steel Corp 接着性のすぐれたティンフリ−スチ−ル

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS60103200A (ja) * 1983-11-10 1985-06-07 Kawasaki Steel Corp 接着性のすぐれたテインフリ−スチ−ル
JPS6234838B2 (ja) * 1983-11-10 1987-07-29 Kawasaki Steel Co
JPS60114595A (ja) * 1983-11-25 1985-06-21 Kawasaki Steel Corp 接着性のすぐれたティンフリ−スチ−ル
JPS6234839B2 (ja) * 1983-11-25 1987-07-29 Kawasaki Steel Co

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JPS639038B2 (ja) 1988-02-25

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