CN104060159A

CN104060159A - 二次冷轧镀锡板的基板及其制造方法以及二次冷轧镀锡板

Info

Publication number: CN104060159A
Application number: CN201410293390.6A
Authority: CN
Inventors: 李秀军
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2014-06-26
Filing date: 2014-06-26
Publication date: 2014-09-24

Abstract

本发明公开了一种二次冷轧镀锡板的基板，其化学元素质量百分配比为：C：0.02～0.06％，Mn：0.10～0.50％，Al：0.06～0.12％，Si：0.01～0.025％，N：0.001～0.003％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。本发明还公开了一种二次冷轧镀锡板的基板的制造方法，其包括步骤：冶炼和精炼；连铸；热轧；酸洗；一次冷轧；退火；平整；二次冷轧；精整。本发明的二次冷轧镀锡板的基板的HRB硬度为70-80，延伸率为6-15％，由该基板制成的二次冷轧镀锡板产品具有硬度高和深冲性好。本发明公开的二次冷轧镀锡板的基板的制造方法能够制成具备较高的硬度和较好的延伸率的二次冷轧镀锡板的基板。

Description

二次冷轧镀锡板的基板及其制造方法以及二次冷轧镀锡板

技术领域

本发明涉及一种冶金产品及其制造方法，尤其涉及一种镀锡板的基板及其制造方法。

背景技术

近年来，随着食品、轻工、汽车及家电工业的飞速发展，包装材料的需求也不断扩大。但是随着新包装材料的不断涌现，电镀锡板作为食品或非食品容器包装材料面临着非常大的市场竞争压力，这种压力不仅来自于无锡板的应用和发展，而且还来自于铝材、塑料、复合材料和硬纸板等材料的日益兴起。为了降低生产制造成本，用户所使用的镀锡板产品的厚度已经从原来的0.20～0.22毫米开始转向0.20毫米以下，其中主要包括0.15～0.18毫米的镀锡板产品。与此同时，用户对镀锡板产品的机械性能、板形以及表面质量也提出了越来越高的要求。由此，为了满足镀锡产品机械性能方面的要求，提高带材强度、硬度和板形质量，并获得用户所需要的表面粗糙度，二次冷轧产品越来越受到广大用户的关注。另外，二次冷轧产品可以使得带钢的厚度在一次冷轧与退火后进一步地减薄。

对于两片罐，尤其是DRD罐(深冲罐，Drawn and Redrann Can)，不仅要求减薄后罐体的强度得到提升，而且还要求材料具有较好的深冲性，传统方法是采用罩式退火和二次冷轧工艺进行生产制造，但是该工艺的生产效率低，质量控制困难。虽然采用连续退火和二次冷轧工艺进行生产制造，生产效率能够得到提升，但是为了令材料获得较好的延伸性能，必须高温退火，较之于罩式退火机组，连退机组的能耗高，建设难度大，维护和生产成本也相对较高，导致二次冷轧产品竞争力下降。

公开号为CN101649381A，公开日为2010年2月17日，名称为“二次冷轧镀锡原板的生产方法”的中国专利文献涉及一种二次冷轧镀锡原板的制造方法。该制造方法包括：铁水脱硫后经转炉复吹冶炼和真空处理，再经热轧后控制钢材化学成分的重量百分比满足：C:0.05～0.13，Si≤0.030，Mn≤0.60，P≤0.020，S≤0.050，其余为Fe及不可避免的杂质；钢材经稀酸清洗再用HC轧机进行第一次冷轧，累计压下率控制在85～90％；然后经全氢炉罩式退火，退火温度控制在510～560℃之间；再用HC轧机进行第二次冷轧，累计压下率控制在30～40％；最后经双机平整即得二次冷轧镀锡原板。该专利文献所公开的生产制造工艺是在一次冷轧、退火和平整后，再采用HC可逆轧机进行先后两次轧制，最后进行退火和平整，生产工艺复杂，加工成本高。

公布号为CN103014483A，公布日为2013年4月3日，名称为“高延伸的二次冷轧板及其制造方法”的中国专利文献公开了一种二次冷轧板及其制造方法。所涉及的二次冷轧板的各化学元素质量百分含量配比为：C：0.15-0.20％，Si≤0.030％，Mn：0.10-0.50％，P≤0.020％，S≤0.020％，Al：0.01-0.05％，N：0.0030-0.0080％，其余为铁和不可避免的杂质。该二次冷轧板的制造方法包括：材料经铁水预处理、转炉冶炼、炉后精炼、热轧、酸洗、冷轧轧制、连续退火、二次冷轧、精整成成品卷；其中，在热轧中控制加热温度为1150-1270℃，终轧温度为Ar3以上，卷取温度为≤600℃；冷轧变形量为≥60％，连续退火温度为600-700℃；退火时间为40-100秒；二次冷轧率5-15％。本专利文献所公开的技术方案采用了连续退火工艺进行生产，温度高且能耗高，且在该专利文献中并未提及对二次冷轧板的表面进行质量控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二次冷轧镀锡板的基板，该二次冷轧镀锡板的基板的HRB硬度为70-80，延伸率为6-15％，由该基板制成的二次冷轧镀锡板产品具有较高的硬度和较好的深冲性，适用于制成冲压DRD罐，该冲压DRD罐主要用于食品罐和饮料罐领域。

为了实现上述目的，本发明提出了一种二次冷轧镀锡板的基板，其化学元素质量百分配比为：

C：0.02～0.06％；

Mn：0.10～0.50％；

Al：0.06～0.12％；

Si：0.01～0.025％；

N：0.001～0.003％；

余量为Fe和其他不可避免的杂质。

本技术方案中不可避免的杂质主要是指P元素、S元素和O元素，其中，控制P≤0.015wt.％，控制S≤0.025wt.％，并控制O≤0.004wt.％。

本发明所述的二次冷轧镀锡板的基板中的各化学元素的设计原理为：

C元素：C是钢铁材料的主要合金元素，C在钢材中的主要作用是形成固溶体组织以提高钢的强度，例如铁素体、奥氏体组织都溶解有C元素。在钢材料中，C含量越高，钢的强度、硬度就越高，但是钢的塑性、韧性就会随之降低；反之，C含量越低，钢的塑性、韧性就越高，然而其强度、硬度会随之降低。钢中的C含量越高，硬度越高，耐磨性能就越好，而其韧性和耐腐蚀性能会随着C含量的增加而降低。与此同时，钢材料的延伸率也会随着C含量增加而降低。基于此，本发明的二次冷轧镀锡板的基板既要获得较大的硬度又要获得良好的延伸性能，需要将C含量控制为：0.02～0.06wt.％。

Mn元素：在钢材料中适当加入少量的Mn有利于钢材料强度的提高。同时，加入少量的Mn可以和杂质元素S结合生成MnS，以减少表面热脆，避免表面质量问题，有助于基板的表面质量的控制。然而，加入过量的Mn则对材料的冲压加工产生不利影响，因而，本发明所述的二次冷轧镀锡板的基板中的Mn含量应该控制在0.10～0.50wt.％范围之间。

Al元素：在炼钢时Al作为脱氧剂进行添加，其添加有利于夹杂物的控制，以避免钢水中夹杂物的增多。尤其是为了防止Al₂O₃的夹杂物的增加，应该将本发明所述的二次冷轧镀锡板的基板中的Al控制为0.06～0.12wt.％。

Si元素：Si可以提高材料的强度，可是在热轧时Si容易产生低融点的SiO₂.FeO共晶系的氧化铁皮，其难以用高压水予以清除，从而对材料的表面质量会产生不良影响。基于上述原因，需要将Si元素的含量设定为0.01～0.025wt.％。

N元素：即使微量的N也能对钢的机械性能产生显著的影响，与C的作用相同，N能够对Fe产生间隙固溶。同时，N与Al生成AlN氮化物，其可改善钢的性能。因而，在本发明的技术方案中将N控制为0.001～0.003wt.％。

进一步地，在本发明所述的二次冷轧镀锡板的基板中的C元素的含量为0.03～0.05wt.％。

更进一步地，在本发明所述的二次冷轧镀锡板的基板中的Mn元素的含量为0.1～0.3wt.％。

相应地，本发明还提供了上述二次冷轧镀锡板的基板的制造方法，其包括步骤：冶炼和精炼；连铸；热轧；酸洗；一次冷轧；退火；平整；二次冷轧；精整。

其中，酸洗步骤去除钢材料表面的氧化铁皮，以保证终端产品的厚度要求和热轧生产的可制造性。平整步骤能够改善一次冷轧后的钢材料的板形，确保二次冷轧的较大压下变形量的过程中，钢材料均匀延伸，从而确保基板的表面质量。另外，退火步骤容易在钢材料表面形成残物，平整步骤能够实现钢材料表面的修整，经过平整步骤后的钢材料再进行二次冷轧步骤，其终端产品的表面质量可以达到食品级的要求。上述二次冷轧镀锡板的基板的制造方法成本低且生产效率高。

另外，平整步骤中可以采用单机架平整机。

进一步地，在本发明所述的二次冷轧镀锡板的基板的制造方法中的热轧步骤依次包括：加热，粗轧，精轧，层流冷却和卷取。

更进一步地，在本发明所述的二次冷轧镀锡板的基板的制造方法中的热轧步骤中，控制加热温度为1190-1250℃，加热时间为2-4小时，精轧终轧温度为900-940℃，卷取温度为560-600℃。

在上述热轧步骤中，将加热温度控制为：1190～1250℃且加热时间为2～4小时，是为了确保板坯表里温度均匀。

在上述热轧步骤中，一方面温度不宜过高，否则AlN固溶过多会导致氧化铁皮的增多；另一方面温度也不宜过低，否则终轧温度将无法稳定控制，故而将终轧温度设定为900～940℃，该温度范围既保证了热轧步骤中的终轧温度在Ar3以上，又为基板在长度方向上和宽度方向上的温度的均匀性提供了保证，从而避免了出现混晶、粗晶组织的出现。

钢中的AlN会在1200℃的温度左右时分解。在本技术方案中，热轧加热使AlN充分分解后，在热轧时不给AlN以充裕的析出时间，同时在AlN难以析出的600℃以下的低温进行卷取，那么在热轧材料中的N是以固溶状态存在的，此类N将在冷轧退火过程中在冷轧组织的晶界处以微小的AlN析出，AlN的析出将使钢材料具有扁平状伸展晶粒，从而赋予钢材料优良深冲性能。

需要说明的是，当热轧步骤中的终轧温度在Ar3以下时，钢材料中会产生铁素体晶粒，这一部分在热轧轧制结束后，由于发生二次再结晶而会产生粗大的晶粒组织，从而对产品冲制外观产生不利的影响。基于此，需要控制热轧步骤中的终轧温度。

将卷取温度设定为560～600℃是为了稳定控制基板的头部和尾部的温度。

进一步地，在本发明所述的二次冷轧镀锡板的基板的制造方法中的一次冷轧步骤中，控制冷轧变形量为65-95％，以满足最终产品厚度要求以及热轧生产的可制造性。

进一步地，在本发明所述的二次冷轧镀锡板的基板的制造方法中的退火步骤中，控制退火温度为520-580℃，退火保温时间为3-14小时。

更进一步地，在本发明所述的二次冷轧镀锡板的基板的制造方法中的二次冷轧步骤中，控制二次冷轧压下率为20-50％。

在二次冷轧步骤中可以采用双机架形式进行轧制。

本发明所述的二次冷轧镀锡板的基板由于采用了上述技术方案，使得由其制成的二次冷轧镀锡板具有较高的硬度和良好的延伸率且表面质量好，其HRB硬度为70-80且其延伸率达到6-15％。

本发明所述的二次冷轧镀锡板的基板的制造方法能够生产出用于制成具备较高的硬度和较好的延伸率的二次冷轧镀锡板的基板，同时，该制造方法的能耗低，成本投入低，建设难度低，工艺步骤简单且生产效率高。

具体实施方式

下面将根据具体实施例对本发明所述的二次冷轧镀锡板的基板及其制造方法做出进一步说明，但是具体实施例和相关说明并不构成对于本发明的技术方案的不当限定。

实施例A1-A6

按照下述步骤制造实施例A1-A6中的二次冷轧镀锡板的基板：

1)冶炼和精炼：控制实施例A1-A6中的各化学元素的质量百分配比如表1所示；

2)连铸：连铸成坯；

3)热轧：将板坯加热，控制加热温度为1190-1250℃，加热时间为2-4小时，经过粗轧和精轧，其中，控制精轧终轧温度为900-940℃，经层流冷却后卷取，卷取温度为560-600℃；

4)酸洗：板坯经过酸洗后去除其表面的氧化铁皮；

5)一次冷轧：控制冷轧变形量为65-95％；

5)退火：采用罩式退火，控制退火温度为520-580℃，退火保温时间为3-14小时；

6)平整：采用单机架平整机进行平整，平整延伸率为0.2-1.2％；

7)二次冷轧：在DCR机组上进行二次冷轧，控制二次冷轧压下率为20-50％；

8)精整：采用拉矫机进行精整，精整延伸率为0.4-0.6％。

表1列出了本案实施例A1-A6中的各化学元素的质量百分配比。

表1.(wt.％，余量为Fe和其他不可避免的杂质)

序号	C	Mn	Al	Si	N
						A1	0.020	0.30	0.120	0.023	0.0025
A2	0.030	0.26	0.108	0.017	0.0030
						A3	0.040	0.22	0.096	0.019	0.0020
A4	0.045	0.18	0.084	0.025	0.0005
						A5	0.050	0.14	0.072	0.021	0.0015
A6	0.060	0.10	0.060	0.015	0.0010

表2列出了制造本案实施例A1-A6中的二次冷轧镀锡板的基板的各项工艺参数。

表2.

表3列出了本案实施例A1-A6中的二次冷轧镀锡板的基板的硬度和拉伸延伸率。

表3.

序号	硬度(HRB)	拉伸延伸率(％)
			A1	75	11
A2	78	8
			A3	72	13
A4	76	10
			A5	80	6
A6	70	15

从表3中可以看出，实施例A1-A6中的二次冷轧镀锡板的基板的硬度(HRB)均≥70，拉伸延伸率均≥6％，由此，本发明所述的二次冷轧镀锡板的基板的硬度和深冲性指标都达到了标准，其能够适用于食品罐和饮料罐领域，特别适用于制造DRD罐。

要注意的是，以上列举的仅为本发明的具体实施例，显然本发明不限于以上实施例，随之有着许多的类似变化。本领域的技术人员如果从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种二次冷轧镀锡板的基板，其特征在于，其化学元素质量百分配比为：C：0.02～0.06％，Mn：0.10～0.50％，Al：0.06～0.12％，Si：0.01～0.025％，N：0.001～0.003％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。

2.如权利要求1所述的二次冷轧镀锡板的基板，其特征在于，C元素的含量为0.03～0.05％。

3.如权利要求1所述的二次冷轧镀锡板的基板，其特征在于，Mn元素的含量为0.1～0.3％。

4.一种二次冷轧镀锡板，其包括如权利要求1-3中任意一项所述的基板，所述基板的表面覆盖有镀锡层。

5.如权利要求1-3中任意一项所述的二次冷轧镀锡板的基板的制造方法，其包括步骤：冶炼和精炼；连铸；热轧；酸洗；一次冷轧；退火；平整；二次冷轧；精整。

6.如权利要求5所述的二次冷轧镀锡板的基板的制造方法，其特征在于，所述热轧步骤依次包括：加热，粗轧，精轧，层流冷却和卷取。

7.如权利要求6所述的二次冷轧镀锡板的基板的制造方法，其特征在于，在所述热轧步骤中，控制加热温度为1190-1250℃，加热时间为2-4小时，精轧终轧温度为900-940℃，卷取温度为560-600℃。

8.如权利要求5所述的二次冷轧镀锡板的基板的制造方法，其特征在于，在所述一次冷轧步骤中，控制冷轧变形量为65-95％。

9.如权利要求5所述的二次冷轧镀锡板的基板的制造方法，其特征在于，在所述退火步骤中，控制退火温度为520-580℃，退火保温时间为3-14小时。

10.如权利要求5所述的二次冷轧镀锡板的基板的制造方法，其特征在于，在所述二次冷轧步骤中，控制二次冷轧压下率为20-50％。