CN104018084B - 一种抗拉强度≥950MPa的装饰性捆带及其生产方法 - Google Patents

Abstract

一种抗拉强度≥950MPa的装饰性捆带，其组分及wt%为：C：0.08~0.18%，Mn：0.60~1.20%，Si：≤0.010%，P：≤0.010%，S：≤0.010%，Nb：0.30~0.60%，Cr：0.30~0.60%，Als：0.040~0.070%；生产步骤：冶炼并连铸成坯，及进行常规铸坯加热；热轧；常规酸洗；进行二次冷轧及二次退火；制带。本发明的产品厚度为0.8mm，抗拉强度不低于950MPa，延伸率不低于10%，反复弯曲次数不少于10次(R=5mm)，产品表面生成了一层均匀致密、附着力强、色彩鲜艳、厚度为1.5~2.5μm的涂镀层。经置于室内大气环境中240天未发生明显锈蚀，完全满足高品质商品打捆包装的要求。

Description

一种抗拉强度≥950MPa的装饰性捆带及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种捆带及其生产方法，具体地属于一种抗拉强度≥950MPa的装饰性捆带及其生产方法。

背景技术

高强度装饰性捆带是一种具有高附加值和广阔市场前景的冷轧深加工产品，主要用于高品质商品的打捆包装，借助美丽的外观，提升产品的整体美感。

目前，发蓝或涂漆捆带由于表面质量不是很高，主要用于捆扎普通商品，难以起到较好的装饰作用，提升不了档次。相对而言，彩色涂层捆带则比较适用于装饰。

一般来说，装饰性捆带的基材主要有两种：冷轧板和热镀锌板。普通的冷轧板成本较低、但由于自身缺乏防护层，一旦暴露在空气中，很容易发生锈蚀，大大缩短产品的使用周期。热镀锌板的耐蚀性能良好，使用周期长。但是，由于镀锌是在450°C左右高温下进行，锌层形成速度较快，厚度较大，导致锌耗偏高，成本增加。此外，太厚的锌层容易脱落，不仅会造成卡带，也会导致捆带表面产生裂纹，影响涂层质量。

但是，如果采用电镀锡板作为基材就有可能解决上述问题。这是因为电镀锡是在常温下进行，能耗较低。同时，通过调节电流密度可以精确控制锡层的厚度，减少不必要的锡耗，降低生产成本。另外，镀锡层自身较薄，不易发生脱落和开裂，并且具有良好的表面光洁度和色泽及较强的耐蚀性能，适宜于在其表面进行进一步的涂饰。

就捆带的生产工艺来说，主要有铅浴等温淬火+回火、两相区淬火+回火、冷轧强化后退火等三种方式。铅浴等温淬火+回火工艺可以保证产品性能，但操作十分复杂，能耗较大，对环境污染严重，国家早已明令禁止。两相区淬火+回火工艺以水作为淬火介质，污染较小。但由于冷却能力较强，引起较大的内应力，产品容易发生开裂，导致板形难以得到保证。冷轧强化后退火工艺操作简单，污染较小，能耗较低。由于冷轧和退火工序往往只进行一次，导致产品力学性能会极大地依赖原料。同时，中间生产过程不易精确控制，因而性能调节余地较小；在轧制高强度捆带时也不容易控制板形。

由于电镀锡是在常温下进行，完成后不能再进行诸如退火、淬火、回火等后续热处理，所以产品的力学性能完全取决于冷轧原料。要同时实现产品的高强度、高塑性和高韧性，冷轧原料就必须具有良好的力学性能。生产过程除非精确控制，否则一次冷轧+一次退火往往很难保证产品的力学性能和板形。

但是，如果采用二次冷轧+二次退火工艺，就有可能解决上述问题。这是因为，通过二次冷轧，可以合理的分配压下率，最大限度保护轧机，减少轧辊的损耗，从而保证产品的板形。另一方面，结合二次退火，又可以增加调节力学性能的余地，并且污染较小。

经检索：

公开号为CN101886217A的中国专利公开了一种抗拉强度≥800MPa的中等强度涂漆捆带及其制造方法。原料钢种采用如下成分设计：C：0.05~0.10%，Mn：1.00~1.55%，Si：0.10~0.15%，P：≤0.050%，S：≤0.050%。通过冷轧强化后退火工艺生产出抗拉强度不低于800MPa，延伸率不低于6%的中等强度涂漆捆带，工艺简单，能耗较小。但是，原料钢种的P和S含量较高，导致捆带的表面质量和韧性不佳。并且，产品的综合力学性能不佳。此外，以普通的冷轧板作为基材，容易发生锈蚀，产品的使用周期不长。本发明中，原料钢种的P和S含量远远低于该文献，产品的表面质量和韧性更好。同时，由于采用二次冷轧、二次退火、电镀锡及辊涂工艺，既可以保证产品具有较好的板形、优良的力学性能和表面性能，也可以精确控制锡层厚度，减少不必要的锡耗，降低生产成本。

公开号为CN102978512A的中国专利公开了一种抗拉强度≥950MPa的高强度涂漆捆带及其制造方法。原料钢种采用如下成分设计：C：0.12~0.20%，Mn：1.2~2.0%，Si：0.2~0.6%，P：≤0.025%，S：≤0.02%，Nb：0.01~0.05%。通过冷轧强化后退火工艺生产出抗拉强度不低于950MPa，延伸率不低于9%的高强度涂漆捆带，其虽然工艺简单，能耗较小，但是在捆带热处理过程是在Pb-Bi炉进行的，产品表面很容易附着剧毒元素Pb和Bi，对环境的污染极大，属于国家明令禁止的落后工艺。而且由于原料中Si含量较高，易导致捆带表面质量不佳，漆膜易发生脱落，产品的使用周期不长。本发明中，Si含量远远低于该文献，产品的表面质量更好。同时，采用二次冷轧、二次退火、电镀锡及辊涂工艺，既可以保证产品具有较好的板形、优良的力学性能和表面性能，也可以精确控制锡层厚度，减少不必要的锡耗，降低生产成本。

公开号为CN103352165A的中国专利公开了一种抗拉强度≥940MPa的高强度涂漆捆带及其制造方法。原料钢种采用如下成分设计：C：0.10~0.22%，Mn：0.8~1.5%，Si：0.01~0.03%，P：≤0.020%，S：≤0.020%，Als：0.020~0.070%。通过冷轧强化后退火工艺生产出抗拉强度不低于940MPa，延伸率不低于9%的高强度涂漆捆带。其虽工艺简单，能耗较小，但是其产品以普通的冷轧板作为基材，故容易发生锈蚀，使产品的使用周期不长。本发明中，由于采用二次冷轧、二次退火、电镀锡及辊涂工艺，既可以保证产品具有较好的板形、优良的力学性能和表面性能，也可以精确控制锡层厚度，减少不必要的锡耗，降低生产成本。

公开号为CN103436680A的中国专利公开了一种抗拉强度≥990MPa的超高强度涂漆捆带及其制造方法。原料钢种采用如下成分设计：C：0.27~0.37%，Mn：1.5~2.3%，Si：0.5~0.7%，P：≤0.015%，S：≤0.015%，Als：0.04~0.08%。采用等温淬火工艺生产出抗拉强度不低于990MPa，延伸率不低于12%的超高强度涂漆捆带。但生产能耗较大，操作复杂，且Si含量较高，使产品的表面质量不佳，漆膜也易发生脱落，故产品的使用周期不长。本发明中，Si含量远远低于该文献，产品的表面质量和韧性更好；而且还由于采用二次冷轧、二次退火、电镀锡及辊涂工艺，既可以保证产品具有较好的板形、优良的力学性能和表面性能，也可以精确控制锡层厚度，减少不必要的锡耗，降低生产成本。

公开号为CN103451524A的中国专利公开了一种0.5mm厚抗拉强度≥1000MPa的超高强度涂漆捆带及其制造方法。原料钢种采用如下成分设计：C：0.22~0.30%，Mn：1.7~2.2%，Si：0.005~0.010%，P：≤0.015%，S：≤0.015%，Als：0.050~0.070%，Nb：0.052~0.080%。采用冷轧强化后退火工艺生产出抗拉强度不低于1000MPa，延伸率不低于10%的高强度涂漆捆带。故容易发生锈蚀，使产品的使用周期不长。本发明中，由于采用二次冷轧、二次退火、电镀锡及辊涂工艺，既可以保证产品具有较好的板形、优良的力学性能和表面性能，也可以精确控制锡层厚度，减少不必要的锡耗，降低生产成本。

公开号为CN103805845A的中国专利公开了一种0.4mm厚抗拉强度≥1000MPa的超高强度涂漆捆带及其制造方法。原料钢种采用如下成分设计：C：0.10~0.20%，Mn：0.50~1.50%，Si：≤0.010%，P：≤0.010%，S：≤0.010%，Als：0.040~0.080%，Nb：0.020~0.050%。采用两相区淬火+回火工艺生产出抗拉强度不低于1000MPa，延伸率不低于12%的超高强度极薄涂漆捆带。该工艺以水为淬火介质，污染较小。但由于冷却能力较强，引起较大的内应力，产品容易发生开裂，导致板形难以得到保证。本发明中，由于采用二次冷轧、二次退火、电镀锡及辊涂工艺，既可以保证产品具有较好的板形、优良的力学性能和表面性能，也可以精确控制锡层厚度，减少不必要的锡耗，降低生产成本。

发明内容

本发明针对高品质商品打捆包装的需要，提供一种具有较好的板形、优良的力学性能和表面性能，减少锡耗，并具装饰性，厚度为0.8mm的抗拉强度≥950MPa的装饰性捆带及其生产方法。

本申请为了实现上述目的，进行了大量的试验及分析，经过优化选择，采用添加少量合金元素Nb和Cr的原料钢种及二次冷轧、二次退火、电镀锡和辊涂工艺进行生产。这里，钢种中添加适量的Nb和Cr，以提高产品的强度及增强基材的耐蚀性；通过二次冷轧、二次退火、电镀锡和辊涂工艺，保证产品具有优良的板形和表面性能，增加调节力学性能的余地。

实现上述目的的措施：

一种抗拉强度≥950MPa的装饰性捆带，其组分及重量百分比为：C：0.08~0.18%，Mn：

0.60~1.20%，Si：≤0.010%，P：≤0.010%，S：≤0.010%，Nb：0.30~0.60%，Cr：0.30~0.60%，

Als：0.040~0.070%，其余为Fe及不可避免的杂质。

生产一种抗拉强度≥950MPa的装饰性捆带的方法，其步骤：

1)冶炼并连铸成坯，及进行常规铸坯加热；

2)进行热轧：

A、进行粗轧，控制粗轧开轧温度为1130~1180°C；

B、进行精轧，控制精轧终轧温度为1120~1170°C；

C、进行卷取，控制卷取温度为630~660°C；卷取后，热轧钢板厚度控制为3.2±0.1mm；

3)进行常规酸洗，使钢板表面无氧化铁皮；

4)进行冷轧：

A、进行第一次冷轧并常规脱脂，采用8道次反复轧制，控制总压下率为60~64%，控制第一次冷轧后钢板厚度为1.20±0.01mm；

B、进行第一次退火，控制退火温度为700~740°C，保温时间为50~70min；

C、进行第二次冷轧并常规脱脂，采用3道次反复轧制，控制总压下率为31~35%，控制第二次冷轧后钢板厚度为0.80±0.01mm；

D、进行第二次退火，控制退火温度为650~680°C，保温时间为20~40min；

5)进行制带：

A、将经第二次退火后的冷轧钢板开卷后进行分条并去除毛刺；

B、在20~30°C下进行电镀锡，控制电流密度为20~30A/dm²；

C、进行常规软溶处理；

D、常规采用苏打溶液进行清洗；

E、常规采用铬酸盐进行钝化，水洗后烘干；

F、进行辊涂，在280~320°C烘干；

G、进行卷取。

本发明中各元素及主要工序的作用：

碳：碳(C)是影响捆带力学性能的重要元素。一般来说，C含量高于0.18%，捆带的强度和硬度也越高，但脆性也随之增加，同时耐蚀性能也会下降。C含量低于0.08%，又很难保证产品的强度和硬度。因此，在本发明中，C含量要求控制在0.08~0.18%。

锰：锰(Mn)是钢中的有益元素，作为脱氧剂，可以有效去除钢液中的氧。同时，通过与钢液中的硫结合形成硫化锰，很大程度上消除了硫在钢中的有害影响。但Mn含量高于1.20%，将降低捆带的塑性和韧性，且导致生产成本上升。Mn含量低于0.60%，脱氧和除硫的效果变得不佳。因此，在本发明中，Mn含量要求控制在0.60~1.20%。

硅：硅(Si)也是钢中的有益元素，具有很强的固溶强化作用，能提高捆带的强度和硬度。但Si含量太高，将使捆带的塑性和韧性显著下降，同时严重影响产品表面质量。Si含量太低，将削弱强化作用，影响产品的强度和硬度。因此，在本发明中，Si含量要求控制在≤0.010%。

磷：磷(P)是钢中的有害元素，容易引起严重的偏析，降低捆带的韧性，导致发生脆断。此外，过高的P含量将显著降低捆带的焊接性能，一般应予以去除。因此，在本发明中，P含量要求控制在≤0.010%。

硫：硫(S)是钢中的有害元素，容易引起热脆，降低捆带的韧性，并严重削弱捆带的焊接性能，一般应予以去除。因此，在本发明中，S含量要求控制在≤0.010%。

铌和铬：铌(Nb)和铬(Cr)作为合金元素，可以细化晶粒，提高产品的强度，并增强基材的耐蚀性能。但含量太低，起不到应有的作用。含量太高，则会造成生产成本大大增加，并且恶化钢板性能。因此，在本发明中，Nb和Cr含量均要求控制在0.30~0.60%。

铝：铝(Al)是钢中的有益元素，作为脱氧剂可以细化晶粒，改善捆带的韧性。因此，在本发明中，Al含量要求控制在0.040~0.070%。

冷轧工序

由于产品厚度为0.8mm，抗拉强度不低于950MPa，常规的一次冷轧+退火工艺已难以完全保证产品的板形和力学性能，轧机和轧辊的工作负荷较大，损耗增加。为解决上述问题，本发明中采用二次冷轧+二次退火工艺。一次冷轧采用8道次反复轧制，总压下率为60~64%。第一次退火的温度为700~740°C，保温时间为50~70min。二次冷轧采用3道次反复轧制，总压下率为31~35%。第二次退火的温度为650~680°C，保温时间为20~40min。之所以采用这种工艺，是因为该工艺可以合理的分配压下率，最大限度保护轧机，减少轧辊的损耗，从而保证产品的板形。又可以增加调节力学性能的余地，并且污染较小。

制带工序

二次退火冷轧钢板在完成开卷、分条并去除毛刺后，先进行电镀锡，再进行辊涂。这里，电镀锡在常温20~30°C下完成，采用SnSO₄酸性电镀液，通过控制电流密度来控制锡层厚度，电流密度为20~30A/dm²。电镀后，先通过软熔处理，以提高锡层的连续性和光亮程度。完成后再用苏打溶液清洗，然后采用铬酸盐进行钝化，增强锡层的耐蚀能力。水洗、烘干后，进行辊涂，将彩色油漆均匀涂覆在捆带表面，并在280~320°C烘干，然后卷取。之所以采用这种工艺，是因为电镀锡板是在常温下进行生产，能耗较低。同时，通过调节电流密度可以精确控制锡层的厚度，减少不必要的锡耗，降低生产成本。另外，镀锡层自身较薄，不易发生脱落和开裂，并且具有良好的表面光洁度和色泽及较强的耐蚀性能，适宜于在其表面进行进一步的涂饰。

与现有普通捆带相比，本发明的产品厚度为0.8mm，抗拉强度不低于950MPa，延伸率不低于10%，反复弯曲次数不少于10次(R=5mm)，产品表面生成了一层均匀致密、附着力强、色彩鲜艳、厚度为1.5~2.5μm的涂镀层。经置于室内大气环境中240天未发生明显锈蚀，完全满足高品质商品打捆包装的要求。

具体实施方式

下面对本发明予以详细描述：

表1为本发明各实施例及对比例的化学成分列表；

表2为本发明各实施例及对比例的轧制工艺参数列表；

表3为本发明各实施例及对比例的制带工艺参数及力学性能情况列表；

表4为本发明各实施例及对比例的耐蚀性能情况列表。

本发明各实施例按照以下步骤生产：

1)冶炼并连铸成坯，及进行常规铸坯加热；

2)进行热轧：

A、进行粗轧，控制粗轧开轧温度为1130~1180°C；

B、进行精轧，控制精轧终轧温度为1120~1170°C；

C、进行卷取，控制卷取温度为630~660°C；卷取后，热轧钢板厚度控制为3.2±0.1mm；

3)进行常规酸洗，使钢板表面无氧化铁皮；

4)进行冷轧：

A、进行第一次冷轧并常规脱脂，采用8道次反复轧制，控制总压下率为60~64%，控制第一次冷轧后钢板厚度为1.20±0.01mm；

B、进行第一次退火，控制退火温度为700~740°C，保温时间为50~70min；

C、进行第二次冷轧并常规脱脂，采用3道次反复轧制，控制总压下率为31~35%，控制第二次冷轧后钢板厚度为0.80±0.01mm；

D、进行第二次退火，控制退火温度为650~680°C，保温时间为20~40min；

5)进行制带：

A、将经第二次退火后的冷轧钢板开卷后进行分条并去除毛刺；

B、在20~30°C下进行电镀锡，控制电流密度为20~30A/dm²；

C、进行常规软溶处理；

D、常规采用苏打溶液进行清洗；

E、常规采用铬酸盐进行钝化，水洗后烘干；

F、进行辊涂，在280~320°C烘干；

G、进行卷取。

表1本发明各实施例及对比例的化学成分(wt%)

表2本发明各实施例及对比例的轧制及热处理工艺参数

表3本发明各实施例及对比例的制带工艺参数及力学性能

表4本发明各实施例及对比例的耐蚀性能

从表3及表4中可以看出，本发明申请的捆带，其抗拉强度为950~970MPa；延伸率为10~11%；反复弯曲次数(R=5mm)为10~12次；涂镀层厚度为1.5~2.5μm。在温度23~28°C、相对湿度30~50%、暴露时间为240d的情况下，表面未发生明显锈蚀。产品性能完全满足使用要求。

上述实施例仅为最佳例举，而并非是对本发明的实施方式的限定。

Claims (2)

1.一种抗拉强度≥950MPa的装饰性捆带，其组分及重量百分比为：C：0.08~0.09%或C：0.16~0.18%，Mn：1.10~1.20%，Si：≤0.010%，P：≤0.010%，S：≤0.010%，Nb：0.30~0.60%，Cr：0.30~0.48%，Als：0.053~0.070%，其余为Fe及不可避免的杂质。

2.生产权利要求1所述的一种抗拉强度≥950MPa的装饰性捆带的方法，其步骤：

1)冶炼并连铸成坯，及进行常规铸坯加热；

2)进行热轧：

A、进行粗轧，控制粗轧开轧温度为1130~1180℃；

B、进行精轧，控制精轧终轧温度为1120~1170℃；

C、进行卷取，控制卷取温度为630~660℃；卷取后，热轧钢板厚度控制为3.2±0.1mm；

3)进行常规酸洗，使钢板表面无氧化铁皮；

4)进行冷轧：

A、进行第一次冷轧并常规脱脂，采用8道次反复轧制，控制总压下率为60~64%，第一次冷轧后钢板厚度控制为1.20±0.01mm；

B、进行第一次退火，控制退火温度在700~740℃，保温时间为50~70min；

C、进行第二次冷轧并常规脱脂，采用3道次反复轧制，控制总压下率为31~35%，控制冷轧后钢板厚度为0.80±0.01mm；

D、进行第二次退火，控制退火温度为650~680℃，保温时间为20~40min；

5)进行制带：

A、将经第二次退火后的冷轧钢板开卷后进行分条并去除毛刺；

B、在20~30℃下进行电镀锡，控制电流密度为20~30A/dm²；

C、进行常规软溶处理；

D、常规采用苏打溶液进行清洗；

E、常规采用铬酸盐进行钝化，水洗后烘干；

F、进行辊涂，在280~320℃烘干；

G、进行卷取。