CN101603147B

CN101603147B - 适用于冲压加工的硬质镀锡板及其生产工艺

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Publication number: CN101603147B
Application number: CN2009100630999A
Authority: CN
Inventors: 涂元强; 柳长福; 白会平; 黄先球; 郭玉华; 张万灵; 钟定忠; 黎静
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Priority date: 2009-07-09
Filing date: 2009-07-09
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2029-07-09
Also published as: CN101603147A

Abstract

一种适用于冲压加工、用低碳铝镇静钢生产的硬质镀锡板，原板化学成分(wt％)为C：0.08～0.13、Si：≤0.025、Mn：≤0.65、P：≤0.020、S：≤0.020、solAl：0.02～0.06、Ti：≤0.03、N：≤0.005，其余为Fe和不可避免的杂质。生产工艺采用铁水炼钢→连铸→热轧→推拉式酸洗→HC轧机冷轧→电解脱脂→全氢罩式炉退火(BA)→双机平整→电镀锡，即可获得该硬质镀锡板。本发明的硬质镀锡板具有成本低、硬度高、冲压加工性能好等优点，可广泛用作食品和饮料等包装材料。

Description

适用于冲压加工的硬质镀锡板及其生产工艺

技术领域

本发明涉及硬质镀锡板及其生产方法，特别是一种用罩式退火方式生产的适用于冲压加工的硬质镀锡板及其生产工艺。

背景技术

目前冷轧镀锡原板的退火方式有两种，即罩式炉退火(BA)、连续退火(CA)。一般来说，罩式炉退火一般适用于生产软质(即硬度级别较低)的镀锡板(如TH52、TH55、TH57级别)；而连续退火炉一般适用于生产硬度级别较高的硬质镀锡板(如TH61、TH65等级别)。

国外相关文献介绍了日本川崎采用高效连续退火工艺生产的具有良好的成形性、罐用软质和硬质超薄钢板(镀锡原板)，以及通过添加N元素，稳定地生产T5级及以上的硬质镀锡原板；日本川崎制铁提供的采用热轧、卷取、冷轧、连续退火、回火工艺生产化学成分为(wt％)为C：0.01～0.10、Mn≤0.50、solAl：0.003～0.050、N≤0.0040，具有优异卷边性和加工性能、抗腐蚀性能的镀锡板，以及化学成分(％)为C：0.02～0.09、N≤0.006、solAl：0.002～0.15，采用连铸-热轧-冷轧-连续退火处理工艺生产，尤其在退火过程中在≥680℃时保温20s以上，具有优异耐腐蚀和加工性能的硬质镀锡钢板及生产方法。德国DAVY公司提供的采用大压下量轧制及连续退火生产线上生产洛氏硬度高于67镀锡板的方法。

上述用连续退火炉(CA)生产的硬质镀锡板，由于退火时加热和冷却都很快(一般退火时间为3～5分钟)，因而难以得到适合于冲压加工的镀锡板。

关于冷轧TH65硬质电镀锡板的研究，国内外都可查阅到相应的文献与专利，但采用的均为连续退火方式生产，而用罩式炉退火方式生产TH65硬质镀锡板的报道还未看到。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用罩式退火方法生产的适合于冲压加工的硬质镀锡板及其生产工艺，以便提高产品的加工性能，从而满足冲压加工的特殊需要。

本发明的目的是这样实现的：

本发明用低碳铝镇静钢生产的硬质镀锡板，原板化学成分(wt％)为C：0.08～0.13、Si：≤0.025、Mn：0.47～0.65、P：≤0.020、S：≤0.020、solAl：0.02～0.06、Ti：0.010～0.030、N：≤0.005，其余为Fe和不可避免的杂质。

本发明的硬质镀锡板厚度为0.20mm～0.39mm，硬度值(HR30Tm)为65±5，原板的酸浸时滞值(PL)≤4秒，杯突值≥7.0mm。

本发明的C含量选择在0.08％～0.13％。由于渗碳体相对于碳钢(基体为铁素体)是阴极，因此，当碳含量增加时，增加了阴极数量及面积，相应地其腐蚀电流增加了，因而导致其耐腐蚀性降低，酸浸时滞值(PL)增大。为此，确定硬质镀锡板选用低碳铝镇静钢，碳含量为0.08％～0.13％。

本发明的Si含量≤0.025％。镀锡原板Si的含量越高，则硅被氧化生成的SiO₂含量随之增高，钢板表面的SiO₂含量越高，则镀层的粘附性越差。因此，为保证镀锡原板的耐蚀性，需对Si含量进行严格的控制，Si含量≤0.025％。本发明的Mn含量0.47％～0.65％。Mn能强化铁素体，而且还固溶增加镀锡板基材的硬度。但镀锡原板Mn的含量越高，PL值越大，镀锡板的耐蚀性下降。因此，Mn含量0.47％～0.65％。

本发明的P含量≤0.020％。一般来说，对于要求具有良好耐蚀性的镀锡板原板而言，磷的含量最好尽可能低，因为磷容易发生偏析，并导致耐蚀性能降低。因此，P含量≤0.020％。

本发明的S含量≤0.020％。一般来说，在钢中S是有害杂质元素，S的含量是越小耐蚀性越好。因此，S含量≤0.020％。

本发明的Ti含量0.01％～0.03％。Ti是典型的微合金元素。Ti的作用是细化晶粒，在提高钢强度的同时，改善钢的韧性。在高温下，Ti与N或O生成TiN或Ti₂O₃微粒子，细化奥氏体晶粒并作为先共析α-Fe的形核核心。此外，Ti与N或C结合生成稳定化合物而使溶质组元从固溶体中退出来，有效地抑制了“柯氏气团”的产生。在冷轧低碳钢中，一般认为Ti的加入量应0.01％～0.03％，如含Ti量过多时，将形成大的氮化钛质点，致使钢材变脆，从而使镀锡板冲压加工性能变坏，如含Ti量过少，其在钢中难以起到微合金化的作用。

本发明的N含量≤0.005％。N与C一样，也是固溶元素。随着钢中N含量的增加，将导致其冲压加工性能变坏(如n、r值下降)，同时，固溶N是造成镀锡板成品时效的主要原因，特别是对于平整后的应变时效作用，氮的影响尤其大，因此要求N尽量低。对硬质镀锡板来说，钢中的N含量应≤0.005％。

本发明的solAl含量为0.02％～0.06％。钢中Al的加入则会形成酸溶铝(Als)和酸不溶铝，而Als包括固溶铝和AlN，弥散的AlN粒子能阻止奥氏体晶粒的长大，细化晶粒，从而有助于改善钢板的加工成型性。但对于铝镇静钢来说，随着Als的增加，钢中的Al₂O₃夹杂物数量增多，夹杂物尺寸也将变大，将导致镀锡板的耐蚀性能及镀层附着力变差，PL值越大；但为了保证钢水完全脱氧及连铸坯的表面质量，Als应保证≥0.02％。因此，solAl含量选择在0.02％～0.06％。

本发明除含有上述化学成分外，余量为Fe及不可避免的夹杂。

本发明硬质镀锡板的生产工艺中，首先经铁水脱硫、转炉冶炼，将冶炼的钢水进行RH真空处理，然后将钢水进行连续铸造成钢坯，连铸坯经热连轧成钢带，接着将热轧钢带进行酸洗，在累计压下率为80％～90％条件下，用HC轧机进行3～5道次的冷轧，经电解脱脂、全氢炉罩式(BA)退火、双机平整、电镀锡后，即生产出冷轧电镀锡板。上述工艺中主要创新点在于：在“电解脱脂”与“双机平整”两道工序之间引入了“全氢罩式炉(BA)退火”工序。“全氢罩式炉退火”工序的退火温度≤600℃，退火时间≥10小时。

本发明具有如下优点：

1.本发明硬质镀锡板使用罩式退火方式生产，具有生产控制难度小、成本低等优点，有利于用户降低成本。

2.本发明硬质镀锡板具有硬度值高的优点，有利于用户使用该硬质镀锡板制作刚性的罐身及瓶盖。

3.本发明用罩式退火炉(BA)生产的硬质镀锡板，由于再结晶退火时间长(一般退火时间大于10小时)，因而以此种退火方式生产的镀锡板冲压加工性能优良，有利于用户使用硬质镀锡板制作冲压罐等产品。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1：低碳铝镇静钢的化学成分(wt％)为C：0.086、Si：0.016、Mn：0.47、P：0.014、S：0.009、solAl：0.042、Ti：0.010、N：0.0021，其余为Fe和不可避免的杂质。采用炼钢→连铸→热轧→推拉式酸洗→HC轧机冷轧→电解脱脂→全氢罩式炉退火(BA)→双机平整→电镀锡，生产出0.23mm厚的硬质镀锡板。按该方法生产的0.23mm厚的硬质镀锡板，其硬度值(HR30Tm)为65.5，酸浸时滞值(PL)为2.0秒，杯突值为7.2mm。

实施例2：低碳铝镇静钢的化学成分(wt％)为C：0.094、Si：0.015、Mn：0.49、P：0.011、S：0.008、solAl：0.036、Ti：0.011、N：0.0019，其余为Fe和不可避免的杂质。采用炼钢→连铸→热轧→推拉式酸洗→HC轧机冷轧→电解脱脂→全氢罩式炉退火(BA)→双机平整→电镀锡，生产出0.34mm厚的硬质镀锡板。按该方法生产的0.34mm厚的硬质镀锡板，其硬度值(HR30Tm)为61.5，酸浸时滞值(PL)为1.5秒，杯突值为7.5mm。

实施例3：低碳铝镇静钢的化学成分(wt％)为C：0.091、Si：0.013、Mn：0.47、P：0.012、S：0.010、solAl：0.042、Ti：0.011、N：0.0020，其余为Fe和不可避免的杂质。采用炼钢→连铸→热轧→推拉式酸洗→HC轧机冷轧→电解脱脂→全氢罩式炉退火(BA)→双机平整→电镀锡，生产出0.35mm厚的硬质镀锡板。按该方法生产的0.35mm厚的硬质镀锡板，其硬度值(HR30Tm)为60.5，酸浸时滞值(PL)为1.5秒，杯突值为7.8mm。

本说明书中若有未详细说明的内容，应为本专业的技术人员公知或应知的技术，在此不再赘述。

Claims

1.一种适用于冲压加工的硬质镀锡板，其特征在于：原板低碳铝镇静钢的化学成分(wt％)为C：0.08～0.13、Si：≤0.025、Mn：0.47～0.65、P：≤0.020、S：≤0.020、solAl：0.02～0.06、Ti：0.010～0.030、N：≤0.005，其余为Fe和不可避免的杂质。

2.按权利要求1所述的适用于冲压加工的硬质镀锡板，其特征在于：硬质镀锡板的厚度为0.20mm～0.39mm。

3.按权利要求1所述的适用于冲压加工的硬质镀锡板，其特征在于：硬质镀锡原板酸浸时滞值≤4秒。

4.按权利要求1所述的适用于冲压加工的硬质镀锡板，其特征在于：硬质镀锡板硬度值为65±5。

5.按权利要求1所述的适用于冲压加工的硬质镀锡板，其特征在于：硬质镀锡板杯突值≥7.0mm。

6.按权利要求1所述的适用于冲压加工的硬质镀锡板的生产工艺，包括有下述工序：铁水炼钢→连铸→热轧→推拉式酸洗→HC轧机冷轧→电解脱脂→双机平整→电镀锡，其特征在于：在“电解脱脂”与“双机平整”两工序之间引入了“全氢罩式炉退火”工序。

7.按权利要求6所述的适用于冲压加工的硬质镀锡板的生产工艺，其特征在于：所述“全氢罩式炉退火”工序的退火温度≤600℃，退火时间≥10小时。

8.按权利要求6所述的适用于冲压加工的硬质镀锡板的生产工艺，其特征在于：所述“HC轧机冷轧”工序的冷轧累计压下率为80％～90％。