RU2627076C2 - Подложка с покрытием для упаковочных применений и способ получения упомянутой подложки - Google Patents
Подложка с покрытием для упаковочных применений и способ получения упомянутой подложки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2627076C2 RU2627076C2 RU2014143813A RU2014143813A RU2627076C2 RU 2627076 C2 RU2627076 C2 RU 2627076C2 RU 2014143813 A RU2014143813 A RU 2014143813A RU 2014143813 A RU2014143813 A RU 2014143813A RU 2627076 C2 RU2627076 C2 RU 2627076C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- coating
- tin
- substrate
- chromium
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 100
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 88
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 86
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 title description 12
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 104
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 81
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims abstract description 73
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 71
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 54
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 54
- 229910005382 FeSn Inorganic materials 0.000 claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 39
- NNIPDXPTJYIMKW-UHFFFAOYSA-N iron tin Chemical compound [Fe].[Sn] NNIPDXPTJYIMKW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims abstract description 27
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 20
- JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N chromium(6+) Chemical compound [Cr+6] JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 54
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 35
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 35
- UOUJSJZBMCDAEU-UHFFFAOYSA-N chromium(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Cr+3].[Cr+3] UOUJSJZBMCDAEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 24
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 23
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims description 23
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 claims description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 18
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims description 18
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 16
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 16
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 15
- -1 alkali metal cation Chemical class 0.000 claims description 12
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 12
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 12
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 claims description 12
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 claims description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 11
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 11
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 claims description 10
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 claims description 8
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 8
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 7
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 7
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 7
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 6
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 6
- 238000012549 training Methods 0.000 claims description 6
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 claims description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 claims description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 5
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims description 5
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 4
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical group [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 claims description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 4
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 4
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 4
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 claims description 4
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 4
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 4
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 claims description 4
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 claims description 4
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims description 4
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims description 3
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 3
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 3
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 2
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 claims description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims 3
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims 2
- GHPYJLCQYMAXGG-WCCKRBBISA-N (2R)-2-amino-3-(2-boronoethylsulfanyl)propanoic acid hydrochloride Chemical compound Cl.N[C@@H](CSCCB(O)O)C(O)=O GHPYJLCQYMAXGG-WCCKRBBISA-N 0.000 claims 1
- 239000002585 base Substances 0.000 claims 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 claims 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims 1
- 239000011135 tin Substances 0.000 abstract description 65
- 239000005028 tinplate Substances 0.000 abstract description 20
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 17
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 14
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000005029 tin-free steel Substances 0.000 description 27
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 14
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 13
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 12
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 238000007739 conversion coating Methods 0.000 description 6
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 6
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 description 6
- 229910019923 CrOx Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 5
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 4
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 4
- IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M potassium bromide Chemical compound [K+].[Br-] IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 3
- AFVFQIVMOAPDHO-UHFFFAOYSA-N Methanesulfonic acid Chemical compound CS(O)(=O)=O AFVFQIVMOAPDHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- 239000006172 buffering agent Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 3
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 3
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 3
- LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 1-hexene Chemical compound CCCCC=C LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 1-octene Chemical compound CCCCCCC=C KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- DSHWASKZZBZKOE-UHFFFAOYSA-K chromium(3+);hydroxide;sulfate Chemical compound [OH-].[Cr+3].[O-]S([O-])(=O)=O DSHWASKZZBZKOE-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229910000356 chromium(III) sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011696 chromium(III) sulphate Substances 0.000 description 2
- 235000015217 chromium(III) sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 2
- HTXDPTMKBJXEOW-UHFFFAOYSA-N dioxoiridium Chemical compound O=[Ir]=O HTXDPTMKBJXEOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000554 ionomer Polymers 0.000 description 2
- 229910000457 iridium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N isophthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC(C(O)=O)=C1 QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N pentene Chemical compound CCCC=C YWAKXRMUMFPDSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 2
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 2
- WFIZEGIEIOHZCP-UHFFFAOYSA-M potassium formate Chemical compound [K+].[O-]C=O WFIZEGIEIOHZCP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 2
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- JHPBZFOKBAGZBL-UHFFFAOYSA-N (3-hydroxy-2,2,4-trimethylpentyl) 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(C)C(O)C(C)(C)COC(=O)C(C)=C JHPBZFOKBAGZBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KUDUQBURMYMBIJ-UHFFFAOYSA-N 2-prop-2-enoyloxyethyl prop-2-enoate Chemical class C=CC(=O)OCCOC(=O)C=C KUDUQBURMYMBIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 1
- 241000040710 Chela Species 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000571 Nylon 11 Polymers 0.000 description 1
- 229920003189 Nylon 4,6 Polymers 0.000 description 1
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 description 1
- 229920000305 Nylon 6,10 Polymers 0.000 description 1
- 229920002302 Nylon 6,6 Polymers 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 1
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000000026 X-ray photoelectron spectrum Methods 0.000 description 1
- ORLQHILJRHBSAY-UHFFFAOYSA-N [1-(hydroxymethyl)cyclohexyl]methanol Chemical compound OCC1(CO)CCCCC1 ORLQHILJRHBSAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 239000004676 acrylonitrile butadiene styrene Substances 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000003679 aging effect Effects 0.000 description 1
- 229910000905 alloy phase Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 239000002216 antistatic agent Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- CDQSJQSWAWPGKG-UHFFFAOYSA-N butane-1,1-diol Chemical compound CCCC(O)O CDQSJQSWAWPGKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009924 canning Methods 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L chromic acid Substances O[Cr](O)(=O)=O KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000001844 chromium Chemical class 0.000 description 1
- 150000001845 chromium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 1
- QYQADNCHXSEGJT-UHFFFAOYSA-N cyclohexane-1,1-dicarboxylate;hydron Chemical compound OC(=O)C1(C(O)=O)CCCCC1 QYQADNCHXSEGJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PDXRQENMIVHKPI-UHFFFAOYSA-N cyclohexane-1,1-diol Chemical compound OC1(O)CCCCC1 PDXRQENMIVHKPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001991 dicarboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- SOCTUWSJJQCPFX-UHFFFAOYSA-N dichromate(2-) Chemical compound [O-][Cr](=O)(=O)O[Cr]([O-])(=O)=O SOCTUWSJJQCPFX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- HDERJYVLTPVNRI-UHFFFAOYSA-N ethene;ethenyl acetate Chemical class C=C.CC(=O)OC=C HDERJYVLTPVNRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HQQADJVZYDDRJT-UHFFFAOYSA-N ethene;prop-1-ene Chemical group C=C.CC=C HQQADJVZYDDRJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006228 ethylene acrylate copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000004299 exfoliation Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N furo[3,4-b]pyrazine-5,7-dione Chemical compound C1=CN=C2C(=O)OC(=O)C2=N1 AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000007499 fusion processing Methods 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- ACCCMOQWYVYDOT-UHFFFAOYSA-N hexane-1,1-diol Chemical compound CCCCCC(O)O ACCCMOQWYVYDOT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical group 0.000 description 1
- 229940098779 methanesulfonic acid Drugs 0.000 description 1
- 229910003455 mixed metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N n-Octanol Natural products CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KYTZHLUVELPASH-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1,2-dicarboxylic acid Chemical compound C1=CC=CC2=C(C(O)=O)C(C(=O)O)=CC=C21 KYTZHLUVELPASH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SLCVBVWXLSEKPL-UHFFFAOYSA-N neopentyl glycol Chemical compound OCC(C)(C)CO SLCVBVWXLSEKPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RJSRQTFBFAJJIL-UHFFFAOYSA-N niobium titanium Chemical compound [Ti].[Nb] RJSRQTFBFAJJIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 239000002667 nucleating agent Substances 0.000 description 1
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UUWCBFKLGFQDME-UHFFFAOYSA-N platinum titanium Chemical compound [Ti].[Pt] UUWCBFKLGFQDME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 description 1
- 229920002620 polyvinyl fluoride Polymers 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- ULWHHBHJGPPBCO-UHFFFAOYSA-N propane-1,1-diol Chemical compound CCC(O)O ULWHHBHJGPPBCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-L terephthalate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=C(C([O-])=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000003878 thermal aging Methods 0.000 description 1
- 239000003017 thermal stabilizer Substances 0.000 description 1
- QHGNHLZPVBIIPX-UHFFFAOYSA-N tin(ii) oxide Chemical class [Sn]=O QHGNHLZPVBIIPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000009681 x-ray fluorescence measurement Methods 0.000 description 1
- 229910006592 α-Sn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006640 β-Sn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006632 β—Sn Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/60—Electroplating characterised by the structure or texture of the layers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/26—Methods of annealing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
- C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
- C25D3/04—Electroplating: Baths therefor from solutions of chromium
- C25D3/06—Electroplating: Baths therefor from solutions of chromium from solutions of trivalent chromium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
- C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
- C25D3/30—Electroplating: Baths therefor from solutions of tin
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/10—Electroplating with more than one layer of the same or of different metals
- C25D5/12—Electroplating with more than one layer of the same or of different metals at least one layer being of nickel or chromium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/34—Pretreatment of metallic surfaces to be electroplated
- C25D5/36—Pretreatment of metallic surfaces to be electroplated of iron or steel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/48—After-treatment of electroplated surfaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/48—After-treatment of electroplated surfaces
- C25D5/50—After-treatment of electroplated surfaces by heat-treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/48—After-treatment of electroplated surfaces
- C25D5/50—After-treatment of electroplated surfaces by heat-treatment
- C25D5/505—After-treatment of electroplated surfaces by heat-treatment of electroplated tin coatings, e.g. by melting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/627—Electroplating characterised by the visual appearance of the layers, e.g. colour, brightness or mat appearance
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D9/00—Electrolytic coating other than with metals
- C25D9/04—Electrolytic coating other than with metals with inorganic materials
- C25D9/08—Electrolytic coating other than with metals with inorganic materials by cathodic processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2251/00—Treating composite or clad material
- C21D2251/02—Clad material
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
- Y10T428/12535—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.] with additional, spatially distinct nonmetal component
- Y10T428/12542—More than one such component
- Y10T428/12549—Adjacent to each other
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
- Y10T428/12535—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.] with additional, spatially distinct nonmetal component
- Y10T428/12611—Oxide-containing component
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области гальванотехники, в частности к нанесению покрытий на подложку для упаковочных применений. Стальная подложка для изготовления жестяных банок имеет покрытие с одной или обеих сторон в виде слоя железооловянного сплава, который содержит по меньшей мере 85 мас. % FeSn (50 ат. % железа и 50 ат. % олова), и при этом слой или слои железооловянного сплава снабжены слоем покрытия с металлическим хромом - оксидом хрома, полученным в результате процесса трехвалентного хромирования, толщина которого соответствует по меньшей мере 20 мг Cr/м2. Изобретение относится также к способу получения упомянутой подложки с покрытием. Технический результат: разработка альтернативы белой жести, которая не основывается на использовании шестивалентного хрома, требует умеренных количеств олова и сочетает превосходную коррозионную стойкость с оптимальными оптическими свойствами. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 3 табл., 8 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к подложке с покрытием для упаковочных применений и способу получения упомянутой подложки.
Продукция жестепрокатного стана включает белую жесть, электролитически хромированную сталь (ECCS, также называемую «безоловянной жестью» или сокращенно по-английски «TFS») и черную жесть, т.е. сталь без покрытия. Упаковочные стали обычно поставляют в виде белой жести или ECCS, на которую может быть нанесено органическое покрытие. В случае белой жести такое органическое покрытие обычно представляет собой лак, в то время как в случае ECCS все чаще используют полимерные покрытия, такие как ПЭТ или ПП, как в случае с Protact®.
Упаковочную сталь поставляют в виде продукции жестепрокатного стана однократной или двукратной прокатки, обычно имеющей толщину от 0,13 до 0,49 мм. Продукцию жестепрокатного стана однократной прокатки (Т) подвергают холодной прокатке непосредственно до окончательного размера, а затем подвергают рекристаллизационному отжигу. Рекристаллизацию осуществляют посредством непрерывного отжига или периодического отжига холоднокатаного материала. После отжига материал обычно дрессируют, как правило, уменьшая толщину на 1-2% для улучшения свойств материала. Продукцию жестепрокатного стана двукратной прокатки (ДП) подвергают первой холодной прокатке для достижения промежуточного размера, подвергают рекристаллизационному отжигу, а затем подвергают другой холодной прокатке до окончательного размера. Полученное изделие ДП жестче, тверже и прочнее, чем Т, позволяя потребителям использовать по своему назначению более легкую сталь меньшей толщины. Такие сорта холоднокатаной, подвергнутой рекристаллизационному отжигу и необязательно дрессированной упаковочной (консервной) стали Т и ДП без покрытия называют «черной жестью». Первая и вторая холодные прокатки могут быть осуществлены в виде холодной прокатки на тандемном стане холодной прокатки, обычно включающем в себя множество (как правило, 4 или 5) прокатных клетей.
Белая жесть характеризуется превосходной стойкостью к коррозии и свариваемостью. Белую жесть поставляют с различной массой покрытий, как правило, от 1,0 до 11,2 г/м2, обычно наносимых электролитическим осаждением. В настоящее время большую часть белой жести подвергают последующей обработке содержащими шестивалентный хром, Cr(VI), текучими средами с использованием окунания или электролитического процесса нанесения. Целью такой последующей обработки является пассивирование поверхности олова для прекращения/снижения роста оксидов олова (поскольку слишком толстые оксидные слои могут в конце концов привести к проблемам с адгезией органических покрытий, таких как лаки). Важно, чтобы пассивационная обработка не только подавляла/устраняла рост оксида олова, но и была способна сохранить/улучшить уровень адгезии органического покрытия. Пассивированная наружная поверхность белой жести чрезвычайно тонкая (менее 1 микрона толщиной) и состоит из смеси оксидов олова и хрома.
ECCS состоит из изделия из черной жести, которое было покрыто слоем металлического хрома, поверх которого нанесена пленка из оксида хрома, при этом и слой, и пленка нанесены электролитическим осаждением. ECCS обычно отличается адгезией к органическим покрытиям и сохранением целостности покрытия при температурах, превышающих точку плавления олова (232°С). Это важно для получения покрытой полимером ECCS, поскольку во время процесса нанесения термопластического покрытия стальную подложку нагревают до температур, превышающих 232°С, при этом используемые значения фактической максимальной температуры зависят от вида наносимого термопластического покрытия. Такой цикл нагрева требуется для того, чтобы сделать возможным первоначальное термосклеивание/связывание термопластика с подложкой (обработка до нагрева), за которым часто следует обработка после нагрева для изменения свойств полимера. Предполагается, что слой оксида хрома отвечает за превосходные адгезионные свойства термопластических покрытий, таких как полипропилен (ПП) или полиэфиртерефталат (ПЭТ), к ECCS. ECCS также может поставляться с различной массой как металлических покрытий, так и покрытий из оксида хрома, обычно 20-110 до 2-20 г/м2 соответственно. ECCS может поставляться с одинаковыми характеристиками покрытия обеих сторон стальной полосы или с различными массами покрытий на каждой стороне, причем последнюю называют «полосой с дифференциальным покрытием». Получение ECCS в настоящее время включает использование растворов на основе шестивалентного хрома (Cr(VI)).
Шестивалентный хром в настоящее время считается опасным веществом, которое потенциально вредно для окружающей среды и представляет угрозу для безопасности рабочих. Поэтому существует стимул к разработке альтернативных металлических покрытий, которые способны заменить традиционную белую жесть и ECCS без необходимости обращаться к использованию шестивалентного хрома во время производства и минимизировать или даже исключить использование олова по экономическим причинам.
Задачей изобретения является разработка альтернативы ECCS и белой жести, которая не основывается на использовании шестивалентного хрома во время производства, которая требует лишь небольших количеств олова и весьма подходит для покрытия лаками и термопластиками.
Задачей изобретения является разработка альтернативы ECCS, которая не основывается на использовании шестивалентного хрома во время производства, которая требует лишь небольших количеств олова и обеспечивает сходные уровни адгезии покрытия к термопластикам.
Задачей изобретения является разработка альтернативы ECCS, которая не основывается на использовании шестивалентного хрома во время производства, которая требует лишь небольших количеств олова и которая обеспечивает хорошую свариваемость.
Задачей изобретения является разработка альтернативы белой жести, которая не основывается на использовании шестивалентного хрома во время производства, которая требует использования лишь умеренных количеств олова и которая сочетает хорошую коррозионную стойкость с улучшенными оптическими свойствами.
Задачей изобретения является разработка альтернативы белой жести, которая не основывается на использовании шестивалентного хрома во время производства, которая требует лишь умеренных количеств олова и которая сочетает превосходную коррозионную стойкость с оптимальными оптическими свойствами.
Одна или более из этих задач решается подложкой с покрытием для упаковочных применений, включающей
- подвергнутую рекристаллизационному отжигу стальную подложку однократной прокатки или
- стальную подложку двукратной прокатки, которая была подвергнута рекристаллизационному отжигу между первой и второй обработкой холодной прокаткой,
при этом одна или обе стороны подложки покрыта(ы) слоем железооловянного сплава, который содержит по меньшей мере 85 массовых процентов (масс.%) FeSn (50 ат.% железа и 50 ат.% олова), и при этом слой или слои железооловянного сплава снабжены слоем покрытия с металлическим хромом - оксидом хрома, полученным в результате процесса гальваностегии трехвалентного хрома, и при этом толщина слоя покрытия с металлическим хромом - оксидом хрома соответствует по меньшей мере 20 мг Cr/м2, и при этом оксиды Cr не присутствуют в виде отдельного слоя на самой внешней поверхности слоя покрытия с металлическим хромом - оксидом хрома, но эти оксиды диспергированы в этом слое.
Слой сплава FeSn обеспечивает защиту от коррозии нижележащей стальной подложки. Это частично достигается посредством экранирования подложки, поскольку слой сплава FeSn является очень плотным и имеет очень низкую пористость. Это также замкнутый слой, полностью покрывающий подложку. Более того, сам сплав FeSn является очень коррозионностойким по своей природе. Потенциальный недостаток заключается в том, что сплав FeSn также электрокаталитически активен по отношению к образованию водорода, что означает, что покрытая FeSn подложка становится чувствительной к точечной коррозии. Такая электрокаталитическая активность может быть подавлена в результате нанесения дополнительного (металлического) покрытия на обнаженную поверхность FeSn, которое экранирует поверхность сплава FeSn от контакта с коррозионными средами. Толщина слоя покрытия с металлическим хромом - оксидом хрома, соответствующая по меньшей мере 20 мг Cr/м2, эквивалентна толщине слоя покрытия по меньшей мере 2,8 нм при использовании удельной плотности Cr, составляющей 7150 кг/м3 (20 мг/м2 ≡ 2⋅10-2 г/м2 ≡ 2⋅10-5 кг/м2 ≡ 2⋅10-5 кг/м2/7150 кг/м3 = 2,8⋅10-9м = 2,8 нм). Поэтому толщина слоя покрытия с металлическим хромом - оксидом хрома, соответствующая по меньшей мере 20 мг Cr/м2, эквивалентна толщине слоя покрытия с металлическим хромом - оксидом хрома по меньшей мере 2,8 нм.
Было установлено, что покрытие Cr-CrOx, полученное в результате осуществления процесса гальваностегии на основе трехвалентного хрома (так называемого «трехвалентного хромирования»), обеспечивает получение превосходного экранирующего слоя на покрытии из сплава FeSn. Не только эффективно подавляется электрокаталитическая активность нижележащего слоя сплава FeSn, но и слой покрытия Cr-CrOx также обеспечивает превосходную адгезию к органическим покрытиям. В этом аспекте покрытие с металлическим хромом - оксидом хрома (Cr-CrOx), полученное в результате процесса электроосаждения трехвалентного хрома, имеет очень похожие адгезионные свойства по сравнению с традиционной ECCS, полученной в результате процесса электроосаждения шестивалентного хрома. Однако именно сочетание защиты от коррозии, обеспечиваемой слоем покрытия из сплава FeSn, с экранирующими и адгезионными свойствами, обеспечиваемыми слоем покрытия Cr-CrOx, приводит к получению покрытого изделия с превосходными общими рабочими характеристиками. Материал согласно изобретению может быть использован непосредственно для замены ECCS по таким же назначениям, поскольку они имеют одинаковые признаки изделия (превосходная адгезия к органическим веществам, сохранение целостности покрытия при температурах, превышающих точку плавления олова).
Кроме того, было установлено, что материал согласно изобретению поддается сварке, в то время как ECCS не поддается сварке. Он может быть использован в сочетании с термопластичными покрытиями, а также по тем назначениям, где традиционно ECCS используют в сочетании с лаками (например, для жаропрочной кухонной посуды или изделий с умеренными требованиями к коррозионной стойкости) либо в качестве заменителя традиционной белой жести по тем назначениям, где задействована сварка и где требования к коррозионной стойкости являются умеренными.
Большое преимущество как относительно воздействия на окружающую среду, так и здоровья и безопасности заключается в том, что с помощью изобретения предотвращается использование химического состава с шестивалентным хромом, но можно сохранять рабочие характеристики изделия, обычно присущие ECCS и белой жести.
В US4487663 раскрыт стальной лист, покрытый оловом, оплавленный и закаленный таким образом, что образуется железооловянный сплав с содержаниями железа от 40 до 80% и композитная оксидная пленка, образовавшаяся на железооловянном сплаве в результате катодной обработки дихроматом (на основе Cr(VI)), при этом композитная оксидная пленка включает Fe, Sn, Cr и О.
В GB2186887 раскрыт луженый стальной лист, причем от 30 до 80% стальной поверхности покрыты оловом, оплавленный и закаленный таким образом, что образуется пленка FeSn, оставляя от 70 до 20% стальной поверхности без покрытия. Затем осаждают слой хрома/гидратированного оксида хрома из ванны Сарджента или электролита с хромовой кислотой, оба основаны на химическом составе Cr(VI).
В предпочтительном варианте воплощения слой железооловянного сплава содержит по меньшей мере 90 масс.% FeSn, а предпочтительнее по меньшей мере 95 масс.%. Чем выше доля FeSn, тем лучше коррозионная защита подложки. Несмотря на то, что в идеале слой железооловянного сплава состоит только из FeSn, представляется трудным предотвратить присутствие очень небольших долей других соединений, таких как α-Sn, β-Sn, Fe3Sn или оксидов. Однако было установлено, что такие небольшие доли других соединений никоим образом не влияют на характеристики изделия.
В варианте воплощения изобретения подложку для упаковочных применений, которая покрыта слоем железооловянного сплава, включающим упомянутые количества FeSn (50 ат.% железа и 50 ат.% олова), снабжают слоем олова перед нанесением слоя покрытия с металлическим хромом - оксидом хрома, при этом, необязательно, слой олова затем оплавляют перед нанесением слоя покрытия с металлическим хромом - оксидом хрома. Слой олова представляет собой замкнутый слой, полностью покрывающий подложку. Поэтому в данных вариантах воплощения предусмотрен дополнительный слой олова, оплавленный или неоплавленный, между слоем железооловянного сплава и слоем покрытия с металлическим хромом - оксидом хрома. Преимущества введения дополнительного слоя олова заключаются в возможности изменения оптических свойств изделия и в улучшении коррозионной стойкости материала. В результате введения дополнительного слоя, состоящего из нелегированного металлического олова, получена подложка намного более светлого цвета (т.е. с более высокой величиной L), что может оказаться важным для декоративных целей. Более того, присутствие тонкого слоя (например, обычно 0,3-0,6 г Sn/м2) нелегированного металлического олова улучшает коррозионную стойкость материала. В результате оплавления в потоке такого продукта может быть также повышен блеск материала с покрытием посредством снижения шероховатости поверхности подложки с покрытием, но это также способствует еще большему улучшению коррозионной стойкости благодаря снижению пористости дополнительного слоя олова и образованию дополнительного железооловянного сплава, FeSn2, между слоями FeSn и нелегированного металлического олова.
Покрытие Cr-CrОх предотвращает окисление металлического олова до оксида олова в результате пассивации верхнего слоя. Такое пассивационное действие наблюдается при толщинах покрытия Cr-CrОх ≥ 20 мг Cr/м2. Покрытие Cr-CrОх также предотвращает окрашивание серой металлического олова в результате экранирующего действия. Было установлено, что для предотвращения окрашивания серой толщина покрытия Cr-CrОх должна составлять ≥ 60 мг Cr/м2.
Опять же большое преимущество как относительно воздействия на окружающую среду, так и здоровья и безопасности заключается в том, что с помощью изобретения предотвращается использование химического состава с шестивалентным хромом, при этом можно сохранить рабочие характеристики изделия, обычно присущие белой жести.
Целью таких вариантов воплощения является замена традиционной белой жести. Основное преимущество, помимо устранения шестивалентного хрома из производства, заключается в том, что получена аналогичная характеристика коррозионной стойкости по сравнению с традиционной белой жестью, но при намного меньшей толщине покрытия оловом. Материал заменяет традиционные 2,8 г Sn/м2 на 0,6 г Sn/м2, что составляет снижение использования олова почти на 80%.
Вариант с дополнительным слоем неоплавленного, нелегированного металлического олова также нацелен на замену традиционной белой жести. Помимо придания материалу более светлого цвета улучшается коррозионная стойкость такого материала, повышая его пригодность для применения при изготовлении контейнеров для более агрессивных наполнителей.
Вариант с оплавленным слоем олова также нацелен на замену традиционной белой жести. Он очень похож на вариант без оплавления, но оплавление приведен к изделию с более сильным блеском. Также полагают, что операция оплавления еще больше улучшает коррозионную стойкость по сравнению с неоплавленным вариантом. Однако такое улучшение происходит за счет дополнительной стадии процесса (расплавление слоя олова и его охлаждение), поэтому данную стадию не используют при отсутствии необходимости с точки зрения свойств.
В варианте воплощения изобретения первоначальная масса оловянного покрытия перед отжигом для образования слоя железооловянного сплава составляет самое большее 1000 мг/м2, предпочтительно от 100 до 600 мг/м2 подложки, и/или при этом слой с металлическим хромом - оксидом хрома имеет общее содержание хрома по меньшей мере 20 мг Cr/м2, предпочтительно по меньшей мере 40 мг Cr/м2, а более предпочтительно по меньшей мере 60 мг Cr/м2, и/или предпочтительно - самое большее 140 мг Cr/м2, более предпочтительно - самое большее 90 мг Cr/м2, наиболее предпочтительно - самое большее 80 мг Cr/м2.
Авторы изобретения обнаружили, что начало при толщине конверсионного покрытия Cr-CrОх~20 мг Cr/м2 уже приводит к значительному улучшению по сравнению с образцами без конверсионного покрытия Cr-CrОх и что, начиная с толщины примерно 60 мг Cr/м2, характеристики уже идентичны характеристикам предлагаемых в настоящее время на рынке изделий, получаемых с использованием растворов на основе Cr(VI).
Покрытие Cr-CrОх согласно изобретению обеспечивает превосходную адгезию к органическим покрытиям, таким как лаки и слои термопластичного покрытия.
В варианте воплощения подложка с покрытием дополнительно снабжена органическим покрытием, состоящим либо из термоотверждающегося органического покрытия, либо термопластичного однослойного покрытия, либо термопластичного многослойного полимерного покрытия. Слой Cr-CrОх обеспечивает превосходную адгезию к органическому покрытию, аналогичную достигаемой в результате использования традиционной ECCS.
Следует отметить, что в том случае, если после диффузионного отжига железооловянный слой снабжен дополнительным слоем олова, то присутствие нелегированного металлического олова означает, что такой слой может начать плавиться при Т ≥ 232°С (т.е. точке плавления олова), что делает данный вариант воплощения неподходящим для ламинирования полимерами, которые требуют использования температур во время обработки более 232°С, такими как ПЭТ.
В предпочтительном варианте воплощения термопластичное полимерное покрытие представляет собой систему полимерного покрытия с одним или более слоями, включающую использование термопластичных смол, таких как сложные полиэфиры или полиолефины, но которая также может включать акриловые смолы, полиамиды, поливинилхлорид, фторуглеродные полимеры, поликарбонаты, смолы типа стирола, акрилонитрилбутадиенстироловые (АБС) смолы, хлорированные простые полиэфиры, иономеры, уретановые смолы и функционализированные полимеры. Для разъяснения:
- Сложный полиэфир представляет собой полимер, состоящий из дикарбоновой кислоты и гликоля. Примеры подходящих дикарбоновых кислот включают терефталевую кислоту, изофталевую кислоту, нафталиндикарбоновую кислоту и циклогександикарбоновую кислоту. Примеры подходящих гликолей включают этиленгликоль, пропандиол, бутандиол, гександиол, циклогександиол, циклогександиметанол, неопентилгликоль и т.д. Более двух видов дикарбоновой кислоты или гликоля могут быть использованы вместе.
- Полиолефины включают, например, полимеры или сополимеры этилена, пропилена, 1-бутена, 1-пентена, 1-гексена или 1-октена.
- Акриловые смолы включают, например, полимеры или сополимеры акриловой кислоты, метакриловой кислоты, сложного эфира акриловой кислоты, сложного эфира метакриловой кислоты или акриламида.
- Полиамидные смолы включают, например, так называемые Нейлон 6, Нейлон 66, Нейлон 46, Нейлон 610 и Нейлон 11.
- Поливинилхлорид включает гомополимеры и сополимеры, например, с этиленом или винилацетатом.
- Фторуглеродные полимеры включают, например, тетрафторированный полиэтилен, трифторированный монохлорированный полиэтилен, гексафторированную этилен-пропиленовую смолу, поливинилфторид и поливинилиденфторид.
- Функционализированные полимеры, например, полученные в результате привитой сополимеризации малеинового ангидрида, включают, например, модифицированные полиэтилены, модифицированные полипропилены, модифицированные сополимеры этилена-акрилата и модифицированные этиленвинилацетаты.
Могут быть использованы смеси двух или более смол. Кроме того, смола может быть смешана с антиоксидантом, термостабилизатором, поглотителем УФ, пластификатором, пигментом, зародышеобразователем, антистатиком, антиадгезионным агентом, препятствующим слипанию агентом и т.д. Было установлено, что использование таких систем термопластичного полимерного покрытия обеспечивает превосходные характеристики при изготовлении жестяных банок и их применении, например хранении.
Согласно второму аспекту настоящее изобретение воплощено в способе получения стальной подложки с покрытием для упаковочных целей, включающему стадии получения отожженной рекристаллизацией, однократно обжатой стальной подложки или двукратно обжатой стальной подложки, которая была подвергнута рекристаллизационному отжигу между первой и второй обработкой в виде холодной прокатки; нанесение первого слоя олова на одну или более сторон стальной подложки на первой стадии гальваностегии, предпочтительно тогда, когда масса оловянного покрытия составляет максимум 1000 мг/м2, предпочтительно по меньшей мере 100 и/или максимум 600 мг/м2 поверхности подложки; диффузионный отжиг подложки из черной жести, на которую нанесен упомянутый оловянный слой в атмосфере восстановительного газа до температуры Та отжига, составляющей по меньшей мере 513°С в течение периода времени tа, достаточного для превращения первого оловянного слоя в слой или слои из железооловянного сплава для получения слоя или слоев из железооловянного сплава, который содержит или содержат по меньшей мере 85 весовых процентов (вес.%) FeSn (50 ат.% железа и 50 ат.% олова); резкое охлаждение подложки со слоем (слоями) из железооловянного сплава в инертной, неокисляющей охлаждающей среде, при этом подложку с покрытием держат в восстановительной атмосфере или атмосфере инертного газа до охлаждения таким образом, чтобы получить твердый, стабильный поверхностный оксид; осаждение покрытия из металлического хрома - оксида хрома на подложку со слоем (слоями) из железооловянного сплава, включающее электролитическое осаждение на упомянутую подложку упомянутого покрытия из металлического хрома - оксида хрома на стадии плакирования из плакирующего раствора, включающего смесь трехвалентного соединения хрома, хелатирующего агента, необязательно, усиливающую удельную проводимость соль, необязательно, деполяризатор, необязательно, поверхностно-активное вещество, к которому может быть добавлена кислота или основание для регулирования рН, тем самым предотвращая использование химии шестивалентного хрома.
Авторы настоящего изобретения установили, что для получения слоя покрытия согласно настоящему изобретению необходимо подвергнуть подложку из покрытой оловом черной жести диффузионному отжигу при температуре (Та), составляющей по меньшей мере 513°С. Продолжительность диффузионного отжига (tа) при температуре Та диффузионного отжига выбирают таким образом, чтобы обеспечить превращение оловянного слоя в железооловянный слой. Преобладающим и предпочтительно единственным компонентом железооловянного сплава в железооловянном слое является FeSn (т.е. 50 атомных процентов (ат.%) железа и 50 ат.% олова). Следует отметить, что комбинация продолжительности диффузионного отжига и температуры является в некоторой степени взаимозаменяемой. Высокая Та и короткая tа приведут к формированию такого же слоя из железооловянного сплава, как и более низкая Та и более длительная tа. Требуется минимальная Та, составляющей по меньшей мере 513°С, поскольку при более низких температурах желательный (50:50) слой FeSn не формируется. Диффузионный отжиг также не должен протекать при постоянной температуре, но температурный профиль также может быть таким, чтобы достичь пиковой температуры. Важно, чтобы минимальная температура, составляющая 513°С, поддерживалась в течение достаточно длительного периода времени для достижения желаемого количества FeSn в железооловянном слое. Поэтому диффузионный отжиг может протекать при постоянной температуре Та в течение определенного периода времени или диффузионный отжиг может, например, включать пиковую температуру металла Та. В последнем случае температура диффузионного отжига не является постоянной. Было установлено, что предпочтительным является использование температуры диффузионного отжига Та, составляющей от 513 до 645°С, предпочтительно - от 513 до 625°С. Более низкая Та ограничивает опасность влияния на объемные механические свойства подложки во время диффузионного отжига.
В варианте воплощения изобретения предусмотрен способ, при котором отжиг осуществляют в атмосфере восстановительного газа, такого как HNX, поддерживая подложку с покрытием в атмосфере восстановительного или инертного газа перед охлаждением с использованием неокисляющей или слабо окисляющей охлаждающей среды с тем, чтобы получить прочный, стабильный поверхностный оксид.
В варианте воплощения изобретения резкого охлаждения после диффузионного отжига достигают посредством закалки водой, при этом используемая для закалки вода имеет температуру между комнатной температурой и температурой ее кипения. Важно сохранять равномерную скорость охлаждения по всей ширине охлаждаемой полосы для предотвращения опасности деформации полосы из-за перекоса при охлаждении. Это может быть достигнуто посредством нанесения охлаждающей воды через (погруженную) систему распыления, которая нацелена на создание режима одинакового охлаждения на поверхности полосы. Для обеспечения равномерной скорости охлаждения во время распыления предпочтительным является использование охлаждающей воды с температурой от комнатной температуры до 60°С для предотвращения достижения водой температур кипения при контакте с горячей стальной полосой. Последнее может вести к появлению эффектов локализованного (нестабильного) пленочного кипения, которые могут привести к неравномерным скоростям охлаждения по поверхности стальной полосы, потенциально ведущим к образованию перекосов при охлаждении.
В варианте воплощения изобретения процесс отжига включает (i) использование нагревательного устройства, способного обеспечивать скорость нагревания, предпочтительно превышающую 300°С/с, подобно устройству индукционного нагрева, в содержащей водород атмосфере, такой как HNX, и/или (ii) последующую термовыдержку, которую поддерживают при температуре отжига для гомогенизации распределения температуры по ширине полосы, и/или (iii) после процесса отжига непосредственно следует резкое охлаждение со скоростью охлаждения по меньшей мере 100°С/с, и/или (iv) охлаждение предпочтительно осуществляют в атмосфере восстановительного газа, такой как атмосфера HNX, и/или (v) охлаждение предпочтительно осуществляют посредством закалки водой с использованием (погруженных) распылительных сопел, при этом используемая для закалки вода имеет минимальное содержание растворенного кислорода и имеет температуру от комнатной температуры до 80°С, предпочтительно - от комнатной температуры до 60°С, предохраняя подложку со слоем(ями) железооловянного сплава от воздействия кислорода путем поддержания атмосферы инертного или восстановительного газа, такого как газ HNX, перед закалкой.
В дополнение к обеспечению возможности протекания процесса поверхностного сплавления посредством диффузионного отжига, такая термическая обработка также влияет на механические свойства массивной стальной подложки, что является результатом сочетания эффектов старения и возврата материала. Такие эффекты возврата могут быть использованы посредством адаптации профиля температура-время диффузионного отжига таким образом, что происходит возврат деформированной подложки. В таком случае диффузионный отжиг представляет собой одновременный диффузионный и восстановительный отжиг. Влияние на механические свойства массивной стальной подложки варьируется в зависимости от состава стали, например содержания углерода в стали, и предыстории механической обработки материала, например степени обжатия при холодной прокатке, периодического или непрерывного отжига. В случае низкоуглеродистых сталей (содержание С в которых доходит до примерно 0,15 масс.%, но для упаковочных назначений обычно составляет до примерно 0,05 масс.%) или особонизкоуглеродистых сталей (обычно до примерно 0,02 масс.% C) могут измениться предел текучести и прочности в результате перехода углерода в раствор. После такой термической обработки в сортах углеродистой стали СА и ВА также наблюдается переменная величина соответствующего пределу текучести удлинения (удлинения при текучести). Это влияние на удлинение при текучести может быть подавлено дрессировкой. Интересно, что формуемость сортов стали ДП может быть значительно увеличена в результате термической обработки. Такой эффект объясняется возвратом деформированной стали, которую, как правило, не отжигают после второй операции холодной прокатки и которая приводит к улучшенным показателям удлинения. Такой эффект возврата становится более выраженным при повышении уровня обжатия, обеспечиваемого во время второй операции холодной прокатки.
В варианте воплощения изобретения подложка состоит из не содержащей элементов внедрения низкоуглеродистой, особонизкоуглеродистой или сверхнизкоуглеродистой стали, такой как стабилизированная титаном, стабилизированная ниобием или стабилизированная титаном-ниобием сталь без элементов внедрения. При использовании низкоуглеродистых, особонизкоуглеродистых или сверхнизкоуглеродистых сталей, свободных от элементов внедрения (IF), таких как стабилизированная титаном, ниобием или титаном-ниобием низкоуглеродистая, особонизкоуглеродистая или сверхнизкоуглеродистая сталь, благотворные влияния процесса отжига на механические свойства, включая эффект возврата для подложек ДП, массивной стальной подложки могут быть сохранены без потенциальных недостатков углеродного или азотного старения. Это объясняется тем, что в случае сталей IF все междоузельные атомы углерода и азота, присутствующие во всей массе стали, химически связаны, что предотвращает их переход в раствор во время отжига. Во время экспериментов по диффузионному отжигу не наблюдалось никаких признаков старения сталей IF. Это может оказаться выгодным с целью получения подложки, которая абсолютно не подвержена эффектам удлинения при текучести, даже после длительного хранения, чтобы можно было гарантировать получение контейнеров и/или деталей металлической упаковки, которые должны быть абсолютно свободны от так называемых «линий Людерса».
Подложку не подвергают дальнейшим сильным уменьшениям толщины после образования слоя FeSn. Дальнейшее уменьшение толщины может вызвать возникновение трещин в слое FeSn. Обжатия в результате дрессировки или правки в растяжной правильной машине (при необходимости) и обжатия, которым подвергают материал в ходе производства упаковок (тары), не вызывают образования таких трещин или, в случае их образования, не оказывают отрицательного влияния на характеристики подложки с покрытием. Степень обжатия в результате дрессировки обычно составляет от 0 до 3%.
После того как подложка снабжена слоем покрытия из сплава FeSn, поверхность может быть необязательно активирована посредством погружения материала в раствор серной кислоты, как правило, на несколько секунд в раствор, содержащий 50 г/л серной кислоты, с последующим промыванием водой перед нанесением покрытия Cr-CrОх.
В варианте воплощения электроосаждение покрытия Cr-CrОх осуществляют, используя электролит, в котором хелатирующий агент включает анион муравьиной кислоты, повышающая проводимость соль содержит катион щелочного металла, а деполяризатор включает бромидсодержащую соль.
В варианте воплощения катионным компонентом в хелатирующем агенте, повышающей проводимость соли и деполяризаторе является калий. Преимущество использования калия заключается в том, что его присутствие в электролите сильно повышает электропроводность раствора, сильнее, чем любой другой катион щелочного металла, тем самым внося максимальный вклад в снижение напряжения на ячейке, требуемого для проведения процесса электроосаждения.
В варианте воплощения изобретения состав электролита, используемого для осаждения Cr-CrОх, был следующим: 120 г/л основного сульфата хрома, 250 г/л хлорида калия, 15 г/л бромида калия и 51 г/л формиата калия. рН доводили до значений от 2,3 до 2,8, измеряемых при 25°С, посредством добавления серной кислоты.
К удивлению, было установлено, что можно провести электроосаждение слоя покрытия с металлическим хромом - оксидом хрома из такого электролита за единственную технологическую стадию. Из уровня техники следует, что строго требуется добавление к электролиту буферного агента, такого как, например, борная кислота, чтобы позволить происходить электроосаждению металлического хрома. Кроме того, сообщалась, что невозможно осаждать металлический хром и оксид хрома из одного и того же электролита из-за этого буферного действия (поскольку буферный агент требуется для электроосаждения металлического хрома, но исключает образование оксидов хрома, и наоборот). Однако было установлено, что такого добавления буферного агента для осаждения металлического хрома не требуется при том условии, что применяется достаточно высокая плотность катодного тока. Следует отметить, что большая часть электрического тока, подаваемого на подложку (катод), используется на генерирование газообразного водорода, в то время как всего лишь небольшая часть электрического тока используется на электроосаждение частиц хрома.
Предполагается, что для того, чтобы произошло электроосаждение металлического хрома, должно быть превышено определенное пороговое значение плотности тока, что тесно связано с рН на поверхности полосы, достигающего определенных значений в результате выделения газообразного водорода и уравновешивания различных (хелатированных) полигидроксидных комплексов хрома. Было установлено, что после перехода через это пороговое значение плотности тока электроосаждение слоя покрытия с металлическим хромом - оксидом хрома увеличивается фактически линейно с повышением плотности тока, как это наблюдается при традиционном электроосаждении металлов согласно закону Фарадея. Вероятно, действительная величина пороговой плотности тока тесно связана с условиями массопереноса на поверхности полосы: наблюдали, что это пороговое значение увеличивается с увеличением скоростей массопереноса. Такое явление может объясняться изменениями значений рН на поверхности полосы: при увеличении скоростей массопереноса поступление ионов гидроксония к поверхности полосы увеличивается, обуславливая увеличение плотности катодного тока для поддержания определенного уровня рН (явно более высокого, чем объемный рН) на поверхности полосы при установившихся условиях процесса. Обоснованность данной гипотезы подтверждается результатами, полученными в ходе экспериментов, в которых рН объема электролита варьировали от 2,5 до 2,8: пороговое значение плотности потока снижается с повышением значения рН.
Что касается процесса электроосаждения покрытий Cr-CrОх из электролитов на основе трехвалентного хрома, то важно предотвратить/минимизировать окисление трехвалентного хрома до его шестивалентного состояния на аноде. Подходящие анодные материалы представляют собою графит, платинированный титан, титан с оксидом иридия и титан, снабженный смешанным металлооксидным покрытием, содержащим оксид иридия и оксид тантала.
В варианте воплощения железооловянный диффузный слой снабжают слоем металлического олова перед нанесением покрытия с металлическим хромом - оксидом хрома, при этом, необязательно, слой олова оплавляют перед нанесением покрытия с металлическим хромом - оксидом хрома. Перед электроосаждением слоя металлического олова на покрытие из сплава FeSn поверхность FeSn необязательно активируют, погружая материал в раствор серной кислоты, как правило, на несколько секунд в раствор, содержащий 50 г/л серной кислоты, с последующим промыванием водой. Перед последующим электроосаждением покрытия Cr-CrОх на (оплавленное) покрытие из металлического олова поверхность олова необязательно подвергают предварительной обработке, погружая материал в раствор карбоната натрия и используя катодный ток с плотностью 0,8 А/дм2 в течение короткого периода времени, обычно 1 секунда. Такую предварительную обработку используют для удаления оксидов с поверхности олова до нанесения покрытия Cr-CrОх.
В варианте воплощения подложку с покрытием дополнительно снабжают на одной или обеих сторонах органическим покрытием, состоящим из термоотверждающегося органического покрытия, на стадии лакировки или термопластичного однослойного или термопластичного многослойного полимера, на стадии ламинирования пленки или на стадии прямой экструзии.
В варианте воплощения термопластичное полимерное покрытие представляет собой систему полимерного покрытия с одним или более слоями, включающую использование термопластичных смол, таких как сложные полиэфиры или полиолефины, но которая также может включать акриловые смолы, полиамиды, поливинилхлорид, фторуглеродные полимеры, поликарбонаты, смолы типа стирола, АБС смолы, хлорированные простые полиэфиры, иономеры, уретановые смолы и функционализированные полимеры; и/или их сополимеры; и/или их смеси.
Как упомянуто ранее, термическая обработка, используемая для осуществления диффузионного отжига, может оказать отрицательное влияние на объемные механические свойства стальной подложки из-за эффектов старения. Объемные механические свойства стальной подложки после упомянутой термической обработки можно улучшить посредством растягивания материала в небольшой степени (например, на 0-3%, предпочтительно - по меньшей мере 0,2%, более предпочтительно - по меньшей мере 0,5%) в результате, например, дрессировки или пропускания материала через растяжную правильную машину. Такая обработка не только служит улучшению объемных механических свойств (например, снижает/устраняет удлинение при текучести, улучшает отношение Rm/Rp и т.д.), но также может быть использована для улучшения формы полосы (например, снижения уровня изгиба). Кроме того, как и при традиционной дрессировке, такой процесс кондиционирования материала может быть также потенциально использован для модификации структуры поверхности.
Применение обработки растягиванием предусмотрено как возможное на различных стадиях в рамках производственного процесса:
- непосредственно после стадии диффузионного отжига, перед нанесением каких-либо других слоев покрытия;
- после нанесения (оплавленного) слоя металлического олова на поверхность FeSn. Это позволяет использовать дополнительный вариант модификации структуры слоя металлического олова, например, для улучшения пористости такого слоя (т.е. снижения пористости) и/или изменения шероховатости поверхности для улучшения оптических свойств (т.е. для повышения уровней блеска);
- после того, как материал полностью покрыт.
Что касается последнего варианта, то он может быть осуществлен после нанесения термопластичного покрытия на покрытие Cr-CrОх. Важное преимущество такой конкретной последовательности заключается в том, что нейтрализуются эффекты старения, вызываемые как диффузионным отжигом, так и нанесением термопластичной пленки, создавая полностью покрытый материал с идеальными механическими свойствами, положительно влияющий на его успешное применение в различных операциях по производству жестяных банок.
В варианте воплощения изобретения отжиг покрытой оловом стальной подложки осуществляют при температуре Та, составляющей по меньшей мере 513°С, в течение времени отжига tа, как описано выше, не только для превращения слоя олова в слой железооловянного сплава, который содержит по меньшей мере 80 массовых процентов (масс.%) FeSn (50 ат.% железа и 50 ат.% олова), но также и для одновременного получения восстановленной микроструктуры, в которой не происходит рекристаллизации подложки однократной прокатки или подложки двукратной прокатки (т.е. восстановительный отжиг). Под термином «восстановленная микроструктура» подразумевается термообработанная, подвергнутая холодной прокатке микроструктура, в которой наблюдается минимальная или вовсе отсутствует рекристаллизация, при этом такая возможная рекристаллизация ограничена локализованными участками, например, на краях полосы. Микроструктура предпочтительно является полностью нерекристаллизованной. Поэтому микроструктура упаковочной стали практически или полностью нерекристаллизована. Такая восстановленная микроструктура наделяет сталь существенно повышенной способностью к деформации за счет ограниченного снижения прочности.
Далее изобретение дополнительно разъясняется с помощью нижеследующих неограничивающих примеров и фигур.
Образцы упаковочных стальных листов (состоящие из низкоуглеродистой стали обычно используемых сорта и отпуска) очищали в коммерческом щелочном очистителе (Chela Clean KC-25, выпускаемом Foster Chemicals), промывали в деионизированной воде, травили в растворе с 50 г/л серной кислоты при комнатной температуре в течение 5 с и вновь промывали. Затем на образцы наносили оловянное покрытие 600 мг/м2 в ванне MSA (метансульфоновой кислоты), которую обычно используют для получения белой жести на непрерывной линии лужения полосы. Применяли плотность тока 10 А/дм2 в течение 1 с.
После упомянутого лужения образцы отжигали в атмосфере восстановительного газа, используя HNX, содержащий 5% Н2(г). Образцы нагревали от комнатной температуры до 600°С со скоростью нагрева 100°С/с. Сразу же после того, как образец достиг своей пиковой температуры в 600°С, один образец охлаждали посредством интенсивной обдувки газообразным гелием, а другой образец охлаждали посредством закалки водой (Та=600°С, tа=1 с). При охлаждении газообразным гелием скорость охлаждения составляла 100°С/с. Охлаждение посредством закалки водой происходит гораздо быстрее. За примерно 1 секунду образец охлаждается с 600°С до 80°С, иными словами, температуры воды в закалочном баке, т.е. скорость охлаждения составляет примерно 500°С/с.
Фазы, которые образуются во время такой стадии отжига, анализировали посредством рентгеновской дифракции (фигура 1). В обоих случаях образуется слой железооловянного сплава, который содержит более 90% желаемой фазы сплава FeSn (96,6 и 93,8 соответственно). В других примерах величины составили от 85,0 до 97,8% FeSn при температурах отжига от 550 до 625°С, при этом отжиг при температурах отжига выше 550 и ниже 615°С приводил в результате к диапазону от 92,2% до 97,8%.
Морфологию покрытия анализировали с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ). Изображения ВТ (во вторичных электронах) обоих описанных выше образцов приведены на фигурах 2 и 3, которые показывают СЭМ-изображение ВТ образца, охлажденного газообразным гелем (фигура 2) и водой (фигура 3). В обоих случаях образовалась очень плотная и компактная структура, которая типична для фазы сплава FeSn. Масштабная линейка имеет длину 1 мкм.
Полученные таким образом образцы стальных листов с покрытием из FeSn превращали в цилиндры диаметром 73 мм в результате роликового профилирования и сваривания. Такие цилиндры служат в качестве электродов в электрохимической ячейке, которую использовали для исследования электроосаждения слоя покрытия с металлическим хромом - оксидом хрома (Cr-CrОх) из электролита с трехвалентным хромом.
Скорость массопереноса (массопоток) в такой электрохимической ячейке легко определяется и контролируется посредством вращения электрода-цилиндра с определенной скоростью вращения. Для электроосаждения Cr-CrОх использовали скорость вращения 776 оборотов в минуту (об/мин). При таких условиях скорость массопереноса у электрода-цилиндра соответствует скорости массопереноса на линии лужения полосы, работающей с линейной скоростью примерно 100 м/мин.
Состав электролита, используемого для осаждения Cr-CrОх, был следующим: 120 г/л основного сульфата хрома, 250 г/л хлорида калия, 15 г/л бромида калия и 51 г/л формиата калия. рН доводили до 2,3, измеряемых при 25°С, добавлением серной кислоты.
Покрытие Cr-CrОх осаждали при различных плотностях тока (см. таблицу). Продолжительность электролиза (осаждения) составляла 1 с, а температура электролита составляла 50°С.
| Таблица 1 | |||||
| Результаты осаждения | |||||
| Ток | Плотность тока | Скорость вращения | Продолжительность осаждения | Cr-(XRF) | Cr-(XPS) |
| [A] | [A/дм2] | [об/мин] | [с] | [мг/м2] | [мг/м2] |
| 70,0 | 26,9 | 776 | 1,0 | 42,6 | 43,8 |
| 75,0 | 28,9 | 776 | 1,0 | 68,0 | 76,3 |
| 80,0 | 30,8 | 776 | 1,0 | 99,7 | 95,4 |
| 85,0 | 32,7 | 776 | 1,0 | 134,4 | 157,1 |
| 90,0 | 34,6 | 776 | 1,0 | 171,8 | 186,2 |
Все образцы демонстрируют внешний вид с металлическим блеском. СЭМ-изображение образца слоя Cr-CrOx, осажденного при плотности тока 28,9 А/дм2, показывает, что зерна Cr являются небольшими, плотноупакованными и имеют гомогенный гранулометрический состав.
Общее количество осажденного хрома определяли посредством анализа методом XRF (рентгеновской флуоресценции). Указанные величины XRF скорректированы с учетом вклада подложки.
Спектры рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS) и профили глубины записывали на приборе Kratos XSAM-800, используя Al-Кα рентгеновские лучи при 1486,6 эВ. Скорость распыления калибровали, используя стандарт BCR из 30 нм Та2O5 на Та, и она составила 0,57 нм/мин. Скорость распыления для Cr-содержащих веществ подобна скорости распыления Та2O5. Общее количество осажденного хрома может быть также получено в результате измерений XPS посредством интеграции вкладов от всех Cr-содержащих веществ.
Помимо XPS для характеристики покрытия Cr-CrOx также использовали просвечивающую электронную микроскопию (TEM) и энергодисперсионный рентгеноспектральный анализ (EDX). Образцы для ТЕМ подготавливали с помощью сфокусированного ионного пучка (FIB).
Общее количество хрома, измеренное методами XPS и XRF, откладывали на графике в зависимости от плотности тока на фигуре 4. Результаты измерений XPS очень хорошо соответствуют результатам измерений XRF.
На фигуре 5 состав Cr-го слоя откладывали в зависимости от плотности тока, определяемой по записанным спектрам XPS. Cr-й слой состоит из смеси оксида Cr, металлического Cr и карбида Cr. Оксиды Cr не присутствуют в виде отдельного слоя на самой внешней поверхности, но эти оксиды, по-видимому, диспергированы во всем этом слое. Cr-й слой состоит в основном из металлического Cr. Повышение плотности тока дает более высокие массы Cr-го покрытия и относительно повышает содержание металлического Cr в слое. Почти весь дополнительный электрический ток используется на осаждение металлического Cr. Повышение оксида Cr и карбида Cr является весьма небольшим.
Для получения полуколичественного значения (ранжирования) пористости масс.% элементов подложки (т.е. Sn и Fe) делили на масс.% элемента покрытия (Cr). Концентрации интегрировали по первым 3,5 нм для лучшей статистики. Это можно делать без опасений, поскольку даже самое тонкое покрытие толще 6 нм.
На фигуре 6 пористость Cr-го слоя откладывали в зависимости от массы Cr-го покрытия. Данная фигура показывает, что пористость сильно уменьшается с увеличением массы покрытия. ТЕМ-изображение (фигура 7, слой Pt осадили позднее для защиты покрытия во время подготовки образца ТЕМ, а масштабная линейка обозначает длину 50 нм) и линейное сканирование EDX (фигура 8) образца слоя Cr-CrOx, осажденного при плотности тока 28,9 А/дм2, подтверждает, что Cr-й слой замкнут и в основном состоит из металлического Cr.
Образцы стальных листов с покрытием из FeSn, полученные описанным выше способом, снабжали покрытием Cr-CrOx из электролита с трехвалентным хромом с описанным выше составом, вначале активируя образцы в растворе с 50 г/л серной кислоты при комнатной температуре в течение примерно 10 с, после чего следовало тщательное промывание деионизированной водой. Образцы затем размещали между 2 графитовыми анодами в гальванической ванне, наполненной электролитом с трехвалентным хромом. Расстояние между образцом и каждым анодом составляло 50 мм. Раствор умеренно перемешивали магнитной мешалкой.
Получили несколько наборов образцов, из которых результаты набора со средней массой покрытия Cr-CrОх приблизительно 70 мг/м2 и набора со средней массой покрытия Cr-CrОх приблизительно 20 мг/м2 представлены в таблице 2.
| Таблица 2 | ||
| Условия хромирования | ||
| Плотность тока | Продолжительность осаждения | Cr(XRF) |
| [А/дм2] | [с] | [мг/м2] |
| 15,0 | 0,5 | 21±5 |
| 15,0 | 1,0 | 68±10 |
После электроосаждения покрытия Cr-CrОх каждый образец тщательно промывали деионизированной водой и сушили с помощью набора роликов с губкой.
Затем все образцы снабжали имеющейся в продаже пленкой ПЭТ толщиной 20 микрон посредством ламинирования (термосклеивания). После ламинирования образцы подогревали до температур выше точки плавления ПЭТ, а затем закаливали в воде при комнатной температуре согласно обычному режиму обработки при ПЭТ-ламинировании металлических подложек.
Такую же процедуру ламинирования применяли к контрольным материалам, состоявшим из покрытых FeSn стальных листов без покрытия Cr-CrОх и листов, взятых из промышленно выпускаемых рулонов TFS (безоловянной жести, также известной под аббревиатурой ECCS). Такую TFS получают в гальванической ванне на основе шестивалентного хрома.
Ламинированные листы использовали для изготовления жестяных банок DRD (операция вытяжки-однократной повторной вытяжки, степень вытяжки: 1,6, без утонения/калибровки по размеру, диаметр заготовки: 100 мм). Жестяные банки заполняли раствором 3,6% NaCl в газированной водопроводной воде. Банки закрывали стандартным двойным швом и стерилизовали в течение 60 минут при 121°С. Затем банки охлаждали до комнатной температуры, открывали, быстро промывали и сушили в течение суток. Дно и стенку банок изучали на предмет коррозионных пятен и/или отслоения покрытия из ПЭТ. Это очень тяжелое испытание для данной системы ламинирования, как показывают характеристики TFS (контроль 2). Даже в продаваемом на рынке и очень успешном изделии все-таки имеется небольшое количество различимого отслоения. В обычных обстоятельствах применения изделия такого отслоения не происходит, однако тяжелое испытание является быстрым и показательным способом классификации различных систем покрытия. Такое испытание показывает, что начало при толщине конверсионного покрытия Cr-CrОх~20 мг Cr/м2 уже приводит к значительному улучшению по сравнению с образцами без покрытия Cr-CrОх и что, начиная с толщины примерно 60 мг Cr/м2, характеристики уже идентичны характеристикам существующих изделий.
Результаты ранжированы по степени отслоения в донной части жестяных банок в таблице 3.
| Таблица 3 | |||
| Результаты отслоения | |||
| FeSn без конверсионного покрытия (контроль 1) | FeSn с конверсионным покрытием Cr-CrОх (~20 мг Cr/м2) | FeSn с конверсионным покрытием Cr-CrОх (~70 мг Cr/м2) | TFS (контроль 2) |
| -- | - | + | + |
| -- отслоение по более чем 50% поверхности - отслоение между 20 и 50% поверхности + отслоение между 1 и 5% поверхности |
|||
Полученные результаты показывают, что нанесение покрытия из Cr-CrОх оказывает очень положительное влияние с точки зрения подавления отслоения покрытия. При нанесении более толстого покрытия Cr-CrОх получен уровень характеристик изделия, аналогичный уровню характеристик производимой в настоящее время TFS.
Claims (40)
1. Стальная подложка с покрытием для изготовления жестяных банок, при этом по меньшей мере одна сторона подложки покрыта слоем железооловянного сплава, который содержит по меньшей мере 85 массовых процентов (мас. %) FeSn (50 ат. % железа и 50 ат. % олова), и при этом слой железооловянного сплава снабжен слоем покрытия с металлическим хромом - оксидом хрома, полученным процессом электролитического осаждения трехвалентного хрома, и при этом толщина слоя покрытия с металлическим хромом - оксидом хрома соответствует по меньшей мере 20 мг Cr/м2.
2. Подложка с покрытием по п. 1, при этом слой железооловянного сплава содержит по меньшей мере 90 мас. % FeSn, более предпочтительно по меньшей мере 95 мас. % FeSn.
3. Подложка с покрытием по п. 1 или 2, при этом диффузионный слой железооловянного сплава снабжен слоем олова перед нанесением слоя покрытия с металлическим хромом - оксидом хрома, и затем, необязательно, слой олова оплавляют перед нанесением слоя покрытия с металлическим хромом - оксидом хрома.
4. Подложка с покрытием по п. 1 или 2, при этом:
a. первоначальная масса оловянного покрытия перед отжигом для образования слоя железооловянного сплава составляет самое большее 1000 мг/м2, предпочтительно по меньшей мере 100 и/или самое большее 600 мг/м2 подложки, и/или
b. при этом слой с металлическим хромом - оксидом хрома предпочтительно имеет общее содержание хрома от 20 до 140 мг/м2, более предпочтительно - от 40 до 90 мг/м2, а наиболее предпочтительно - от 60 до 80 мг/м2.
5. Подложка с покрытием по п. 1 или 2, при этом подложка с покрытием дополнительно снабжена органическим покрытием, состоящим либо из термоотвержденного органического покрытия, либо из термопластичного однослойного покрытия, либо из термопластичного многослойного полимерного покрытия, при этом термопластичное полимерное покрытие предпочтительно представляет собой систему полимерного покрытия с одним или более слоями, включающими термопластичные смолы, такие как сложные полиэфиры или полиолефины, акриловые смолы, полиамиды, поливинилхлорид, фторуглеродные полимеры, поликарбонаты, смолы типа стирола, АБС смолы, хлорированные простые полиэфиры, мономеры, уретановые смолы и функционализированные полимеры, и/или их сополимеры, и/или их смеси.
6. Подложка с покрытием по п. 1 или 2, при этом стальная подложка представляет собой подвергнутую рекристаллизационному отжигу стальную подложку однократной прокатки или стальную подложку двукратной прокатки, которая была подвергнута рекристаллизационному отжигу между первой и второй обработкой холодной прокаткой.
7. Подложка с покрытием по п. 1 или 2, при этом слой покрытия с металлическим хромом - оксидом хрома, полученный процессом электролитического осаждения трехвалентного хрома, состоит из смеси оксида Cr, металлического Cr и карбидов Cr.
8. Способ получения стальной подложки с покрытием для изготовления жестяных банок, включающий следующие стадии:
- обеспечение стальной подложки;
- нанесение первого слоя олова на по меньшей мере одну сторону стальной подложки на первой стадии гальваностегии;
- диффузионный отжиг стальной подложки, снабженной упомянутым первым слоем олова, в атмосфере восстановительного газа до температуры отжига Ta, составляющей по меньшей мере 513°С, в течение времени ta, достаточного для превращения первого слоя олова в по меньшей мере один слой железооловянного сплава, который содержит по меньшей мере 85 массовых процентов (мас. %) FeSn (50 ат. % железа и 50 ат. % олова);
- резкое охлаждение упомянутой подложки со слоем железооловянного сплава в инертной, неокисляющей охлаждающей среде, при поддержании подложки с покрытием в атмосфере восстановительного или инертного газа перед охлаждением для получения прочного, стабильного поверхностного оксида;
- осаждение покрытия с металлическим хромом - оксидом хрома на упомянутую подложку со слоем железооловянного сплава, включающее электролитическое осаждение на упомянутую подложку упомянутого покрытия с металлическим хромом - оксидом хрома за одну стадию нанесения из электролитического раствора, содержащего смесь соединения трехвалентного хрома и хелатирующего агента.
9. Способ по п. 8, при этом резкое охлаждение осуществляют посредством закалки водой, причем используемая для закалки вода имеет температуру от комнатной температуры до 80°С, предпочтительно от комнатной температуры до 60°С, и при этом процесс закалки спроектирован таким образом, чтобы установить и поддерживать равномерную скорость охлаждения по ширине подложки.
10. Способ по п. 8 или 9, при этом:
- процесс отжига включает:
- использование нагревательного устройства, способного обеспечивать скорость нагрева, предпочтительно превышающую 300°С/с, подобного устройству индукционного нагрева, в содержащей водород атмосфере, такой как HNX, и/или
- последующую термовыдержку, которую поддерживают при температуре отжига для гомогенизации распределения температуры по ширине полосы, и/или
- непосредственно за процессом отжига следует резкое охлаждение со скоростью охлаждения, составляющей по меньшей мере 100°С/с, и/или
- охлаждение предпочтительно осуществляют в атмосфере восстановительного газа, такой как атмосфера HNX, и/или
- охлаждение предпочтительно осуществляют посредством закалки водой с использованием погруженных распылительных сопел, при этом используемая для закалки вода имеет минимальное содержание растворенного кислорода и имеет температуру от комнатной температуры до 80°С, предпочтительно от комнатной температуры до 60°С, предохраняя упомянутую подложку со слоем железооловянного сплава от воздействия кислорода путем поддержания атмосферы инертного или восстановительного газа, такого как газ HNX, перед закалкой.
11. Способ по п. 8, при этом электролитический раствор дополнительно содержит повышающую проводимость соль, деполяризатор и поверхностно-активное вещество.
12. Способ по п. 8, при этом к электролитическому раствору добавляют кислоту или основание для регулирования рН, тем самым предотвращая использование химического состава с шестивалентным хромом.
13. Способ по п. 8 или 9, при этом хелатирующий агент включает анион муравьиной кислоты.
14. Способ по п. 11, при этом хелатирующий агент включает анион муравьиной кислоты, повышающая проводимость соль содержит катион щелочного металла, а деполяризатор включает бромидсодержащую соль.
15. Способ по п. 8 или 9, при этом катионный компонент в хелатирующем агенте представляет собой калий.
16. Способ по п. 11 или 14, при этом катионный компонент в хелатирующем агенте, повышающей проводимость соли и деполяризаторе представляет собой калий.
17. Способ по п. 8 или 9, при этом железооловянный диффузионный слой снабжают слоем олова перед нанесением покрытия с металлическим хромом - оксидом хрома, и затем, необязательно, слой олова оплавляют перед нанесением слоя покрытия с металлическим хромом - оксидом хрома.
18. Способ по п. 8 или 9, при этом подложку с покрытием дополнительно снабжают на по меньшей мере одной стороне органическим покрытием, состоящим из термоотверждающегося органического покрытия, на стадии лакировки или термопластичного однослойного или термопластичного многослойного полимера на стадии ламинирования пленки или на стадии прямой экструзии, при этом предпочтительно термопластичное полимерное покрытие представляет собой систему полимерного покрытия с одним или более слоями, включающими термопластичные смолы, такие как сложные полиэфиры или полиолефины, акриловые смолы, полиамиды, поливинилхлорид, фторуглеродные полимеры, поликарбонаты, смолы типа стирола, АБС смолы, хлорированные простые полиэфиры, мономеры, уретановые смолы и функционализированные полимеры, и/или их сополимеры, и/или их смеси.
19. Способ по п. 8 или 9, при этом выбирают такой анод, который уменьшает или исключает окисление ионов Cr(III) до ионов Cr(VI) во время стадии электроосаждения покрытия.
20. Способ по п. 8 или 9, при этом подложку после диффузионного отжига подвергают операции растягивания для улучшения объемных механических свойств стальной подложки, и/или улучшения формы полосы, и/или улучшения структуры поверхности, при этом предпочтительно операцию растягивания осуществляют посредством:
a. пропускания материала через дрессировочный стан и уменьшения его толщины на 0-3%, предпочтительно по меньшей мере 0,2%,
или
b. пропускания материала через растяжную правильную машину.
21. Способ по п. 8 или 9, при этом на стадии обеспечения берут стальную подложку, являющуюся
- подвергнутой рекристаллизационному отжигу стальной подложкой однократной прокатки, или
- стальной подложкой двукратной прокатки, которая была подвергнута рекристаллизационному отжигу между первой и второй обработкой холодной прокаткой.
22. Способ по п. 8 или 9, при этом после нанесения первого слоя олова масса оловянного покрытия составляет самое большее 1000 мг/м2, предпочтительно по меньшей мере 100 и/или самое большее 600 мг/м2 поверхности подложки.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP12162415 | 2012-03-30 | ||
| EP12162415.9 | 2012-03-30 | ||
| PCT/EP2013/055765 WO2013143928A1 (en) | 2012-03-30 | 2013-03-20 | Coated substrate for packaging applications and a method for producing said coated substrate |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014143813A RU2014143813A (ru) | 2016-05-27 |
| RU2627076C2 true RU2627076C2 (ru) | 2017-08-03 |
Family
ID=48045434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014143813A RU2627076C2 (ru) | 2012-03-30 | 2013-03-20 | Подложка с покрытием для упаковочных применений и способ получения упомянутой подложки |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10000861B2 (ru) |
| EP (1) | EP2831314B1 (ru) |
| JP (1) | JP6242850B2 (ru) |
| KR (1) | KR102150736B1 (ru) |
| CN (1) | CN104302814B (ru) |
| BR (1) | BR112014023972B1 (ru) |
| CA (1) | CA2869032C (ru) |
| ES (1) | ES2583372T3 (ru) |
| MX (1) | MX350889B (ru) |
| RS (1) | RS55028B1 (ru) |
| RU (1) | RU2627076C2 (ru) |
| WO (1) | WO2013143928A1 (ru) |
| ZA (1) | ZA201407182B (ru) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2625319B1 (en) * | 2010-10-06 | 2014-12-17 | Tata Steel IJmuiden BV | Process for producing an iron-tin layer on a packaging steel substrate |
| EP2836359B1 (en) | 2012-04-11 | 2016-11-09 | Tata Steel IJmuiden BV | Polymer coated substrate for packaging applications and a method for producing said coated substrate |
| CN105473767B (zh) * | 2013-06-20 | 2017-12-22 | 塔塔钢铁艾默伊登有限责任公司 | 用于制备铬‑铬氧化物涂覆的基材的方法 |
| AT514961B1 (de) * | 2013-12-23 | 2015-05-15 | Miba Gleitlager Gmbh | Mehrschichtgleitlager |
| KR102361074B1 (ko) * | 2014-05-21 | 2022-02-09 | 타타 스틸 이즈무이덴 베.뷔. | 움직이는 금속 스트립을 도금하는 방법 및 이에 의해 생산된 코팅된 금속 스트립 |
| RS59292B1 (sr) * | 2014-05-21 | 2019-10-31 | Tata Steel Ijmuiden Bv | Postupak za proizvodnju supstrata obloženih hromom-hrom oksidom |
| EP3382062A1 (en) * | 2017-03-31 | 2018-10-03 | COVENTYA S.p.A. | Method for increasing the corrosion resistance of a chrome-plated substrate |
| JP6927061B2 (ja) * | 2018-01-19 | 2021-08-25 | 豊田合成株式会社 | めっき構造体の製造方法 |
| KR102344257B1 (ko) * | 2018-02-09 | 2021-12-29 | 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 | 용기용 강판 및 용기용 강판의 제조 방법 |
| DE102018132074A1 (de) * | 2018-12-13 | 2020-06-18 | thysenkrupp AG | Verfahren zur Herstellung eines mit einer Beschichtung aus Chrom und Chromoxid beschichteten Metallbands auf Basis einer Elektrolytlösung mit einer dreiwertigen Chromverbindung |
| DE102018132075A1 (de) * | 2018-12-13 | 2020-06-18 | thysenkrupp AG | Verfahren zur Herstellung eines mit einer Beschichtung aus Chrom und Chromoxid beschichteten Metallbands auf Basis einer Elektrolytlösung mit einer dreiwertigen Chromverbindung |
| KR102665422B1 (ko) * | 2019-01-25 | 2024-05-10 | 엘지이노텍 주식회사 | 디스플레이용 기판 |
| JP7520026B2 (ja) | 2019-02-25 | 2024-07-22 | タタ、スティール、アイモイデン、ベスローテン、フェンノートシャップ | 酸化クロムコーティングブリキの製造方法 |
| KR102773832B1 (ko) | 2019-02-25 | 2025-02-26 | 타타 스틸 이즈무이덴 베.뷔. | 크롬 산화물 층의 전기분해 침착 방법 |
| DE102019109356A1 (de) * | 2019-04-09 | 2020-10-15 | Thyssenkrupp Rasselstein Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines mit einer Beschichtung aus Chrom und Chromoxid beschichteten Metallbands auf Basis einer Elektrolytlösung mit einer dreiwertigen Chromverbindung und Elektrolysesystem zur Durchführung des Verfahrens |
| KR20230093037A (ko) | 2020-12-21 | 2023-06-26 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 표면 처리 강판 및 그 제조 방법 |
| AU2021406790B2 (en) | 2020-12-21 | 2024-10-31 | Jfe Steel Corporation | Surface-treated steel sheet and method of producing the same |
| DE102021125696A1 (de) * | 2021-10-04 | 2023-04-06 | Thyssenkrupp Rasselstein Gmbh | Verfahren zur Passivierung der Oberfläche eines Weißblechs und Elektrolysesystem zur Durchführung des Verfahrens |
| WO2023195251A1 (ja) | 2022-04-08 | 2023-10-12 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 表面処理鋼板およびその製造方法 |
| EP4477785A4 (en) | 2022-04-08 | 2025-01-22 | JFE Steel Corporation | SURFACE-TREATED STEEL SHEET AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4487663A (en) * | 1979-11-22 | 1984-12-11 | Nippon Kokan Kabushiki Kaisha | Steel sheets for preparing welded and coated cans and method for manufacturing the same |
| GB2186887A (en) * | 1985-11-25 | 1987-08-26 | Toyo Kohan Co Ltd | Surface treated steel sheet for welded can material |
| RU2300579C2 (ru) * | 2002-08-05 | 2007-06-10 | Юзинор | Способ нанесения покрытия на поверхность металлического материала, устройство для его осуществления и полученное изделие |
Family Cites Families (57)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2704273A (en) | 1951-09-28 | 1955-03-15 | Yoshida Tadashi | Process for chromium electrodeposition |
| US3232854A (en) | 1959-06-05 | 1966-02-01 | Diamond Alkali Co | Chromium plating |
| US3174917A (en) | 1961-07-10 | 1965-03-23 | United States Steel Corp | Method of making tin plate |
| CA1034075A (en) * | 1969-05-07 | 1978-07-04 | Lowell W. Austin | Chromium plating for corrosion resistance |
| US3642586A (en) | 1970-05-12 | 1972-02-15 | Republic Steel Corp | Anodic treatment for stainless steel |
| JPS4893550A (ru) | 1972-03-10 | 1973-12-04 | ||
| GB1455580A (en) | 1973-12-13 | 1976-11-17 | Albright & Wilson | Electrodeposition of chromium |
| JPS5323833A (en) * | 1976-08-18 | 1978-03-04 | Toyo Kohan Co Ltd | Surface treated steel sheet for coating |
| LU77061A1 (ru) * | 1977-04-01 | 1979-01-18 | ||
| GB1580137A (en) | 1977-05-24 | 1980-11-26 | Bnf Metals Tech Centre | Electrolytic deposition of protective chromite-containing coatings |
| US4167460A (en) | 1978-04-03 | 1979-09-11 | Oxy Metal Industries Corporation | Trivalent chromium plating bath composition and process |
| JPS602396B2 (ja) | 1978-11-27 | 1985-01-21 | 東洋鋼鈑株式会社 | 酸性錫めつき浴 |
| JPS56294A (en) * | 1979-06-18 | 1981-01-06 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Tinplate and producing the same |
| FR2465011A1 (fr) | 1979-09-06 | 1981-03-20 | Carnaud Sa | Materiau constitue d'une tole d'acier protegee, son procede de fabrication, et ses applications, ntamment aux boites de conserve |
| JPS5828356B2 (ja) * | 1980-12-29 | 1983-06-15 | 新日本製鐵株式会社 | 溶接性にすぐれたクロムめっき鋼板 |
| US4349392A (en) | 1981-05-20 | 1982-09-14 | Occidental Chemical Corporation | Trivalent chromium passivate solution and process |
| JPS5974296A (ja) * | 1982-10-21 | 1984-04-26 | Kawasaki Steel Corp | 耐レトルト処理性のすぐれたテインフリ−スチ−ルの製造方法 |
| JPS59100285A (ja) * | 1982-11-30 | 1984-06-09 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 溶接缶用表面処理鋼板 |
| IT1161593B (it) | 1983-03-03 | 1987-03-18 | Lavezzari Impianti Spa | Procedimento per la protezione di laminati piani di acciaio zincato mediante rivestimento elettrolitico multistrato |
| JPS6089595A (ja) * | 1983-10-19 | 1985-05-20 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | 塗装後の耐食性に優れた溶接缶用錫めつき鋼板 |
| JPS60208494A (ja) | 1984-03-31 | 1985-10-21 | Kawasaki Steel Corp | 溶接性に優れたシ−ム溶接缶用表面処理鋼板 |
| JPS61130500A (ja) * | 1984-11-29 | 1986-06-18 | Kawasaki Steel Corp | Ｓｎ／Ｃｒ２層めつき鋼板の製造方法 |
| GB2206131B (en) | 1985-02-25 | 1989-05-24 | Lucas Ind Plc | Steel component |
| US4690735A (en) | 1986-02-04 | 1987-09-01 | University Of Florida | Electrolytic bath compositions and method for electrodeposition of amorphous chromium |
| US5413645A (en) | 1986-04-25 | 1995-05-09 | Weirton Steel Corporation | Light-cage composite-coated flat-rolled steel manufacture and product |
| US4863060A (en) * | 1986-04-29 | 1989-09-05 | Weirton Steel Corporation | Flat-rolled steel can stock product |
| US4748095A (en) | 1987-03-06 | 1988-05-31 | Nagakazu Furuya | Halogen cell |
| IT1216808B (it) | 1987-05-13 | 1990-03-14 | Sviluppo Materiali Spa | Processo di elettrodeposizione in continuo di cromo metallico e di ossido di cromo su superfici metalliche |
| JPH01104480A (ja) | 1987-10-19 | 1989-04-21 | Toyo Seikan Kaisha Ltd | 溶接缶胴の製造方法 |
| NL8801511A (nl) | 1988-06-14 | 1990-01-02 | Hoogovens Groep Bv | Werkwijze voor het elektrolytisch bekleden van een metalen substraat met een metalen bekledingslaag. |
| JPH079072B2 (ja) * | 1990-07-19 | 1995-02-01 | 新日本製鐵株式会社 | 印刷後の外観性に優れた薄錫めっき鋼板 |
| JP2606451B2 (ja) | 1990-12-28 | 1997-05-07 | 東洋製罐株式会社 | 深絞り缶及びその製造方法 |
| US5294326A (en) | 1991-12-30 | 1994-03-15 | Elf Atochem North America, Inc. | Functional plating from solutions containing trivalent chromium ion |
| US5387473A (en) | 1992-03-31 | 1995-02-07 | Nkk Corporation | Weldable black steel sheet with low-gloss appearance |
| JP3188361B2 (ja) | 1994-06-27 | 2001-07-16 | ペルメレック電極株式会社 | クロムめっき方法 |
| US5555756A (en) | 1995-01-24 | 1996-09-17 | Inland Steel Company | Method of lubricating steel strip for cold rolling, particularly temper rolling |
| US6004448A (en) | 1995-06-06 | 1999-12-21 | Atotech Usa, Inc. | Deposition of chromium oxides from a trivalent chromium solution containing a complexing agent for a buffer |
| JP3449087B2 (ja) * | 1996-01-19 | 2003-09-22 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 電子機器部品用錫めっき鋼板 |
| JP3432676B2 (ja) * | 1996-04-23 | 2003-08-04 | 新日本製鐵株式会社 | 表面明度および耐レトルト処理性に優れたティンフリー鋼板の製造方法 |
| US6099714A (en) * | 1996-08-30 | 2000-08-08 | Sanchem, Inc. | Passification of tin surfaces |
| JP3261069B2 (ja) * | 1997-05-20 | 2002-02-25 | 東洋鋼鈑株式会社 | 耐内容物性に優れる表面処理鋼板、ポリエステル樹脂被覆鋼板、およびその製造方法 |
| DE60029123T2 (de) | 1999-11-05 | 2006-12-21 | Thomas Steel Strip Corp., Warren | Galvanische zelle mit metallischem gehäuse und herstellungsverfahren für solch eine zelle |
| JP2002285375A (ja) | 2001-03-28 | 2002-10-03 | Chunichi Craft Kk | ３価クロムめっき浴 |
| JP2005213580A (ja) | 2004-01-29 | 2005-08-11 | Jfe Steel Kk | 錫鍍金鋼板の製造方法 |
| US20060116285A1 (en) | 2004-11-29 | 2006-06-01 | De Nora Elettrodi S.P.A. | Platinum alloy carbon-supported catalysts |
| KR100996298B1 (ko) * | 2008-07-24 | 2010-11-23 | 한국기계연구원 | 경질 3가크롬도금액 및 이의 제조방법 |
| KR20110052734A (ko) * | 2008-09-05 | 2011-05-18 | 니폰 가가쿠 고교 가부시키가이샤 | 크롬(ⅲ)함유 수용액 및 그의 제조 방법 |
| US7780840B2 (en) | 2008-10-30 | 2010-08-24 | Trevor Pearson | Process for plating chromium from a trivalent chromium plating bath |
| US9765437B2 (en) * | 2009-03-24 | 2017-09-19 | Roderick D. Herdman | Chromium alloy coating with enhanced resistance to corrosion in calcium chloride environments |
| WO2011020602A1 (en) | 2009-08-20 | 2011-02-24 | Corus Uk Limited | Method for applying a coating on a metal strip, apparatus therefor, and coated strip |
| KR101198353B1 (ko) | 2010-07-29 | 2012-11-09 | 한국기계연구원 | 3가크롬도금액 및 이를 이용한 도금방법 |
| EP2625319B1 (en) | 2010-10-06 | 2014-12-17 | Tata Steel IJmuiden BV | Process for producing an iron-tin layer on a packaging steel substrate |
| RS54267B1 (en) | 2011-04-28 | 2016-02-29 | Tata Steel Ijmuiden Bv | Process for producing a polymer coated metal substrate |
| EP2886683B1 (en) | 2011-05-03 | 2019-12-18 | ATOTECH Deutschland GmbH | Electroplating bath and method for producing dark chromium layers |
| EP2836359B1 (en) | 2012-04-11 | 2016-11-09 | Tata Steel IJmuiden BV | Polymer coated substrate for packaging applications and a method for producing said coated substrate |
| WO2014079910A1 (en) | 2012-11-21 | 2014-05-30 | Tata Steel Ijmuiden B.V. | Chromium-chromium oxide coatings applied to steel substrates for packaging applications and a method for producing said coatings |
| CN105473767B (zh) | 2013-06-20 | 2017-12-22 | 塔塔钢铁艾默伊登有限责任公司 | 用于制备铬‑铬氧化物涂覆的基材的方法 |
-
2013
- 2013-03-20 EP EP13713780.8A patent/EP2831314B1/en active Active
- 2013-03-20 JP JP2015502211A patent/JP6242850B2/ja active Active
- 2013-03-20 ES ES13713780.8T patent/ES2583372T3/es active Active
- 2013-03-20 KR KR1020147030427A patent/KR102150736B1/ko active Active
- 2013-03-20 RS RS20160579A patent/RS55028B1/sr unknown
- 2013-03-20 US US14/388,201 patent/US10000861B2/en active Active
- 2013-03-20 CN CN201380022722.0A patent/CN104302814B/zh active Active
- 2013-03-20 RU RU2014143813A patent/RU2627076C2/ru active
- 2013-03-20 MX MX2014011511A patent/MX350889B/es active IP Right Grant
- 2013-03-20 WO PCT/EP2013/055765 patent/WO2013143928A1/en active Application Filing
- 2013-03-20 BR BR112014023972-0A patent/BR112014023972B1/pt active IP Right Grant
- 2013-03-20 CA CA2869032A patent/CA2869032C/en active Active
-
2014
- 2014-10-03 ZA ZA2014/07182A patent/ZA201407182B/en unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4487663A (en) * | 1979-11-22 | 1984-12-11 | Nippon Kokan Kabushiki Kaisha | Steel sheets for preparing welded and coated cans and method for manufacturing the same |
| GB2186887A (en) * | 1985-11-25 | 1987-08-26 | Toyo Kohan Co Ltd | Surface treated steel sheet for welded can material |
| RU2300579C2 (ru) * | 2002-08-05 | 2007-06-10 | Юзинор | Способ нанесения покрытия на поверхность металлического материала, устройство для его осуществления и полученное изделие |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2014143813A (ru) | 2016-05-27 |
| CA2869032C (en) | 2016-07-05 |
| EP2831314A1 (en) | 2015-02-04 |
| ES2583372T3 (es) | 2016-09-20 |
| US10000861B2 (en) | 2018-06-19 |
| CA2869032A1 (en) | 2013-10-03 |
| ZA201407182B (en) | 2016-05-25 |
| KR102150736B1 (ko) | 2020-09-02 |
| WO2013143928A1 (en) | 2013-10-03 |
| JP2015520794A (ja) | 2015-07-23 |
| JP6242850B2 (ja) | 2017-12-06 |
| BR112014023972B1 (pt) | 2020-12-22 |
| CN104302814A (zh) | 2015-01-21 |
| CN104302814B (zh) | 2016-12-21 |
| KR20150005567A (ko) | 2015-01-14 |
| MX350889B (es) | 2017-09-25 |
| RS55028B1 (sr) | 2016-11-30 |
| MX2014011511A (es) | 2015-04-08 |
| EP2831314B1 (en) | 2016-05-18 |
| US20150064494A1 (en) | 2015-03-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2627076C2 (ru) | Подложка с покрытием для упаковочных применений и способ получения упомянутой подложки | |
| RU2655405C2 (ru) | Покрытия хром-оксид хрома, нанесенные на стальные подложки для упаковочных применений, и способ получения таких покрытий | |
| KR101829087B1 (ko) | 포장재용 강 기재 상의 철-주석 합금층 형성 방법 | |
| EP3620553B1 (en) | Production method for steel sheet for cans | |
| JP7520026B2 (ja) | 酸化クロムコーティングブリキの製造方法 | |
| EP2836359B1 (en) | Polymer coated substrate for packaging applications and a method for producing said coated substrate | |
| JP2022521962A (ja) | 酸化クロム層を電解析出させる方法 | |
| HK1184510B (en) | Process for producing an iron-tin layer on a packaging steel substrate | |
| HK1184510A (en) | Process for producing an iron-tin layer on a packaging steel substrate |