CN107287513B - 一种镀锡板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开新型镀锡板及其制备方法，按照重量百分比：C≤0.002，0.12≤Mn≤0.18，0.025≤Alt≤0.055，Si≤0.03，0.06≤Ti≤0.08，P≤0.02，S≤0.010，N≤0.004，余量为Fe和一些不可避免的杂质元素，采用炼钢‑连铸‑热轧‑酸轧联合‑电解脱脂‑全氢罩式退火‑双机架平整‑电镀锡，采用铁素体单相区轧制，避免了常规奥氏体区轧制带钢边部的混晶组织，提高成品组织和性能均匀性，采用高温卷取，促进钢中AlN等第二相粒子的析出，有利于冷轧带钢退火过程中{1，1，1}织构的形成和成品冲压性能的改善，采用罩式退火，避免退火过程中的断带和瓢曲，大幅降低了生产难度。

Description

一种镀锡板及其制备方法
技术领域
本申请涉及材料领域，尤其涉及一种新型镀锡板及其制备方法。
背景技术
镀锡板原板退火方式有两种，即罩式退火(BA)、连续退火(CA)，一般来讲，罩式退火适用于生产软质镀锡板(T-2.5以下级别)，而连续退火更适用于硬度级别较高(T-4以上级别)的硬质镀锡板。
镀锡板主要采用低碳铝镇静钢生产，例如一种镀锡板，其主要化学成分范围为：0.01≤C(％)≤0.04，0.1≤Mn(％)≤0.4，S(％)≤0.012，P(％) ≤0.01，0.005≤solAl(％)≤0.050，N(％)≤0.004，其晶粒度范围控制在7-9 级，硬度(HR30T)范围控制在49±3，能满足一般冲压加工材料性能要求，但硬度更低，成形性能更加优异的材质生产工艺尚未见诸报道。
采用低碳铝镇静钢生产镀锡板时会发生明显的时效，时效后产品硬度将增高，后续加工性能则变差，在深冲、大扩径、剧烈弯曲等大变形量下很容易出现开裂、滑移线和表面起棱等缺陷，难以满足用户的需求，低碳铝镇静钢不适合生产很软的镀锡板。国内外先进钢铁企业尝试使用IF钢成分体系生产软质镀锡板，例如，一种镀锡板，其主要化学成分范围为：C(％)≤0.006，0.1 ≤Mn(％)≤0.2，S(％)≤0.015，P(％)≤0.015，0.025≤Al(％)≤0.075， N(％)≤0.003，0.03≤Ti(％)≤0.08，其主要工艺制度包括：热轧工序出钢温度1190-1250℃，终轧温度880℃-920℃，卷取温度550℃-630℃，冷轧后采用连续退火方式完成再结晶。该工艺制度下生产的最软镀锡板T-1CA硬度 (HR30T)同样控制在49±3，无法完全满足油墨罐等复杂罐体深冲加工的用途。此外，由于热轧产线普遍存在较大的过程温降，该工艺制定的终轧温度按 880℃-920℃控制时产线生产实施难度较大，实际生产过程中带钢边部区域极易进入奥氏体+铁素体两相区轧制变形，所形成的混晶组织容易导致最终成品组织性能不均，后续冲压过程中起皱或开裂。
发明内容
基于上述问题，本发明了提供了一种新型镀锡板及其制备方法，把产品硬度(HR30T)控制在43±3，产品成形性能更加优异，耐时效性能优良，尤其满足油墨罐等复杂罐体深冲加工用途。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种新型镀锡板，所述新型镀锡板的成分按照重量百分比，包括：C≤0.002，0.12≤Mn≤0.18，0.025≤Alt≤0.055，Si≤ 0.03，0.06≤Ti≤0.08，P≤0.02，S≤0.010，N≤0.004，余量为Fe和一些不可避免的杂质元素。
本发明提供了一种新型镀锡板的制备方法，该方法包括：
通过炼钢、连铸获得板坯；
采用铁素体单相区轧制工艺和高温卷取工艺对所述板坯进行热轧；
在所述热轧之后，利用酸轧联合机组对所述板坯进行处理；
对所述板坯进行电解脱脂；
采用全氢罩式退火BA对所述板坯进行退火处理；
利用双机架平整机组对所述板坯进行平整处理；
对所述板坯进行电镀锡，以形成所述新型镀锡板。
优选的，所述新型镀锡板的厚度为0.20mm-0.30mm；所述新型镀锡板的硬度HR30T为43±3。
优选的，所述采用铁素体单相区轧制工艺和高温卷取工艺对所述板坯进行热轧中，板坯的出炉温度控制在1070℃-1130℃，精轧入口温度控制在 850±30℃，终轧温度控制在800±20℃，卷取温度控制在730±20℃之间。
优选的，所述利用酸轧联合机组对所述板坯进行处理，包括：
采用酸洗、冷连轧联合机组对所述板坯进行冷轧。
优选的，所述利用酸轧联合机组对所述板坯进行处理，包括：
采用酸洗、冷连轧机组对所述板坯进行冷轧；或
采用酸洗、N次可逆冷轧机组对所述板坯进行冷轧，N为正整数。
优选的，所述利用酸轧联合机组对所述板坯进行处理之后，冷轧总变形量控制在85％-90％。
优选的，所述采用全氢罩式退火BA对所述板坯进行退火处理，包括：
控制罩退热点温度≤680℃，冷点温度≥630℃，冷热点温差控制在30℃以内。
优选的，所述采用全氢罩式退火BA对所述板坯进行退火处理，包括：
控制罩退均热时间在10-12小时。
优选的，所述利用双机架平整机组对所述板坯进行平整处理之后，平整总延伸率控制在2.5％±0.2％以内。
以下是本发明专利主要元素的作用及其限定说明：
C：C≤0.002，随着C元素含量增加，软质镀锡板硬度增加，塑性下降，为了保证新型镀锡板硬度(HR30T)控制在43±3内，并保证材料的成形性能，本发明将C元素含量限定在0.002％以内，目标按照0.015％控制。
Mn：0.12-0.18，Mn是新型镀锡板主要强化元素，其含量越高，产品硬度越高。为满足本钢种基本的强度需求，Mn含量不宜低于0.12％。Mn价格较高，为节省生产成本，将Mn元素含量控制在0.18％以下，同时通过提高后续平整延伸率，可以满足本钢种对硬度上限的要求，本发明最优Mn含量按0.15％控制。
Ti：0.06-0.08，Ti主要用于固定钢中游离的C，使其形成TiC，加Ti有利于提高钢的耐时效性能和冲压成型性能。Ti价格较贵，需严格控制Ti含量，本发明中Ti含量控制在0.08％以下。Ti含量低于0.03％时，无法有效将钢中固溶的C及少量N全部固定。因此，本发明要求Ti含量控制在0.06-0.08之间。
Al：0.025-0.055，Al是氮化物形成元素，主要用来固定钢中的N，对提高钢的时效性能有利。Al是炼钢不可或缺的脱氧剂，Al含量低于0.025时无法满足质量要求。Al含量太高时，生产成本上升，Al含量过高时抑制退火再结晶晶粒长大。本发明将Al含量限定在0.025-0.055范围。
Si：≤0.03，Si有一定的强化作用但恶化耐蚀性，因此Si含量越低越好，本发明将Si含量限定在0.03以下以保证钢的耐蚀性，目标按照0.010％控制。
其他元素：P≤0.02，S≤0.010，N≤0.004，是有害杂质元素，应严加控制，越低越好，否则影响软质镀锡板的力学性能。
这些杂质元素，只要在本发明的限定范围内，都可以生产出满足要求的软质镀锡板。
本发明的新型镀锡板采用以下生产工序生产：炼钢→连铸→热轧→酸轧联合→电解脱脂→全氢罩式退火(BA)→双机架平整→电镀锡。另外，也可采用炼钢→连铸→热轧→酸洗→冷连轧→酸轧联合→电解脱脂→全氢罩式退火 (BA)→双机架平整→电镀锡，或炼钢→连铸→热轧→酸洗→多道次冷轧→酸轧联合→电解脱脂→全氢罩式退火(BA)→双机架平整→电镀锡。
以下是主要工序的关键点：
炼钢：钢水经RH精炼真空脱气处理，并采用相应的控制夹杂物的措施，最后经常规连铸工艺生产连铸坯，然后进行热轧。
热轧：本发明的方法在热轧工序采用铁素体单相区+高温卷取工艺，板坯出炉温度控制在1070℃-1130℃之间，精轧入口温度控制在850±30℃，终轧温度控制在800±20℃，卷取温度控制在730±20℃之间。采用低温铁素体单相区轧制避免了常规奥氏体区轧制时带钢边部混晶组织，产品最终组织性能均匀。采用730±20℃高温卷取有利于钢中AlN等第二相粒子析出，进而促进后续冷轧带钢退火过程中{1，1，1}织构的形成，改善成品冲压性能。
酸洗和冷轧：采用酸轧联合机组，或者先酸洗，后进行冷连轧或者多次可逆冷轧。酸洗时根据机组酸洗能力，调整酸洗速度，保证酸洗效果。冷轧为五机架连轧时，总压下率为85％-90％。
全氢式罩退：冷轧后钢卷经电解脱脂后采用全氢罩式炉进行再结晶退火，罩退热点温度≤680℃，冷点温度≥630℃，冷热点温差控制在30℃以内，均热时间控制在10-12小时。
双机架平整：退火后带钢经双机架平整，平整总延伸率(％)控制在2.5 ±0.2以内。
电镀锡：电镀采用与普通镀锡板相同的电镀工艺即可生产。
通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：
本发明公开了一种新型镀锡板及其制备方法，该新型镀锡板的成分按照重量百分比，包括：C≤0.002，0.12≤Mn≤0.18，0.025≤Alt≤0.055，Si≤0.03， 0.06≤Ti≤0.08，P≤0.02，S≤0.010，N≤0.004，余量为Fe和一些不可避免的杂质元素，而其工艺制备采用了炼钢→连铸→热轧→酸轧联合→电解脱脂→全氢罩式退火BA→双机架平整→电镀锡这套工艺，在热轧工序采用铁素体单相区轧制，避免了常规奥氏体区轧制带钢边部的混晶组织，提高了成品组织和性能均匀性，采用高温卷取工艺，促进了钢中AlN等第二相粒子的析出，有利于冷轧带钢退火过程中{1，1，1}织构的形成和成品冲压性能的改善。另外，采用罩式退火工艺，避免了退火过程中的断带和瓢曲，大幅降低了生产难度。通过上述成分设计和工艺路线，得到了一种耐时效性能优良的新型镀锡板。
具体实施方式
为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。
为了解决上述问题，本发明提供了一种新型镀锡板，该新型镀锡板的成分按照重量百分比，包括：C≤0.002，0.12≤Mn≤0.18，0.025≤Alt≤0.055，Si≤ 0.03，0.06≤Ti≤0.08，P≤0.02，S≤0.010，N≤0.004，余量为Fe和一些不可避免的杂质元素；
该新型镀锡板的制备工艺如下：炼钢→连铸→热轧→酸轧联合→电解脱脂→全氢罩式退火BA→双机架平整→电镀锡；
具体来说，该方法包括：
1，通过炼钢、连铸获得板坯；
2，采用铁素体单相区轧制工艺和高温卷取工艺对所述板坯进行热轧；
3，在所述热轧之后，利用酸轧联合机组对所述板坯进行处理；
4，对所述板坯进行电解脱脂；
5，采用全氢罩式退火BA对所述板坯进行退火处理；
6，利用双机架平整机组对所述板坯进行平整处理；
7，对所述板坯进行电镀锡，以形成所述新型镀锡板。
在经历过上述制备工艺之后，新型镀锡板的厚度为0.20mm-0.30mm，硬度 HR30T为43±3。
在所述热轧的步骤中，热轧工序采用铁素体单相区轧制工艺+高温卷取工艺进行轧制。铁素体单相区轧制采用低温形式，例如板坯的出炉温度控制在 1070℃-1130℃，精轧入口温度控制在850±30℃，终轧温度控制在800±20℃，而卷取温度采用高温形式，控制在730±20℃之间。
所述酸轧联合的步骤中，包括：酸洗-冷连轧联合机组进行冷轧。
在另一种酸轧联合的步骤中，包括：采用酸洗、冷连轧机组对所述板坯进行冷轧；或采用酸洗、N次可逆冷轧机组对所述板坯进行冷轧，N为正整数。
所述酸轧联合的步骤中，冷轧总变形量控制在85％-90％。
所述全氢罩式退火BA的步骤中，控制罩退热点温度≤680℃，冷点温度≥630℃，冷热点温差控制在30℃以内，控制罩退均热时间在10-12小时。
所述双机架平整的步骤中，利用双机架平整机组对所述板坯进行平整处理之后，平整总延伸率控制在2.5％±0.2％以内。
以下是本发明生产新型镀锡板的实例说明：
实例1：采用Ti-IF钢，钢水经RH精炼，常规连铸工艺生产连铸坯，钢水化学成分如表1所示。
表1实例1的基板化学成分实绩，Wt％
编号 C(％) Si(％) Mn(％) P(％) S(％) Alt(％) Ti(％) N(％)
1 0.0014 0.01 0.13 0.015 0.006 0.036 0.06 0.0016
连铸坯在热轧前经加热、粗轧、精轧、层冷及卷取后通过酸洗+冷连轧机组生产冷轧板，具体工艺参数见表2。
表2实例1主要轧制工艺参数及实绩
冷轧带钢在全氢式罩式退火炉中进行再结晶退火，退火完成后经双机架进行平整，退火及平整工艺参数如表3所示。
表3实例1退火及平整工艺参数
退火卷经电镀锡机组完成镀锡，镀锡后检测成品力学性能，力学性能实绩如表4所示。
表4实例1镀锡后成品力学性能实绩
实例2：采用Ti-IF钢，钢水经RH精炼，常规连铸工艺生产连铸坯，钢水化学成分如表5所示。
表5实例2的基板化学成分实绩，Wt％
连铸坯在热轧前经加热、粗轧、精轧、层冷及卷取后通过酸洗+冷连轧机组生产冷轧板，具体工艺参数见表6。
表6实例2主要轧制工艺参数及实绩
将冷轧带钢在全氢式罩式退火炉中进行再结晶退火，退火完成后经双机架进行平整，退火及平整工艺参数如表7所示。
表7实例2退火及平整工艺参数
退火卷经电镀锡机组完成镀锡，镀锡后成品力学性能检测，力学性能实绩如表8所示。
表8实例2镀锡后成品力学性能实绩
序号 屈服强度(MPa) 抗拉强度(MPa) 延伸率(％) 硬度(HRT30T)
2 172 309 46.8 42
实例3：采用Ti-IF钢，钢水经RH精炼，常规连铸工艺生产连铸坯，钢水化学成分如表9所示。
表9实例3的基板化学成分实绩，Wt％
编号 C(％) Si(％) Mn(％) P(％) S(％) Alt(％) Ti(％) N(％)
3 0.0016 0.01 0.15 0.013 0.008 0.037 0.08 0.0018
连铸坯在热轧前经加热、粗轧、精轧、层冷及卷取后通过酸洗+冷连轧机组生产冷轧板，具体工艺参数见表10。
表10实例3主要轧制工艺参数及实绩
将冷轧带钢在全氢式罩式退火炉中进行再结晶退火，退火完成后经双机架进行平整，退火及平整工艺参数如表11所示。
表11实例3退火及平整工艺参数
退火卷经电镀锡机组完成镀锡，镀锡后成品力学性能检测，力学性能实绩如表12所示。
表12实例3镀锡后成品力学性能实绩
实例4：采用Ti-IF钢，钢水经RH精炼，常规连铸工艺生产连铸坯，钢水化学成分如表13所示。
表13实例4的基板化学成分实绩，Wt％
编号 C(％) Si(％) Mn(％) P(％) S(％) Alt(％) Ti(％) N(％)
4 0.0018 0.0038 0.17 0.014 0.008 0.047 0.07 0.0021
连铸坯在热轧前经加热、粗轧、精轧、层冷及卷取后通过酸洗+冷连轧机组生产冷轧板，具体工艺参数见表14。
表14实例4主要轧制工艺参数及实绩
将冷轧带钢在全氢式罩式退火炉中进行再结晶退火，退火完成后经双机架进行平整，退火及平整工艺参数如表15所示。
表15实例4退火及平整工艺参数
退火卷经电镀锡机组完成镀锡，镀锡后成品力学性能检测，力学性能实绩如表16所示。
表16实例4镀锡后成品力学性能实绩
序号 屈服强度(MPa) 抗拉强度(MPa) 延伸率(％) 硬度(HRT30T)
4 181 342 44.4 46
实例5：采用Ti-IF钢，钢水经RH精炼，常规连铸工艺生产连铸坯，钢水化学成分如表17所示。
表17实例5的基板化学成分实绩，Wt％
编号 C(％) Si(％) Mn(％) P(％) S(％) Alt(％) Ti(％) N(％)
5 0.0012 0.0039 0.15 0.016 0.007 0.041 0.08 0.002
连铸坯在热轧前经加热、粗轧、精轧、层冷及卷取后通过酸洗+冷连轧机组生产冷轧板，具体工艺参数见表18。
表18实例5主要轧制工艺参数及实绩
将冷轧带钢在全氢式罩式退火炉中进行再结晶退火，退火完成后经双机架进行平整，退火及平整工艺参数如表19所示。
表19实例5退火及平整工艺参数
退火卷经电镀锡机组完成镀锡，镀锡后成品力学性能检测，力学性能实绩如表20所示。
表20实例5镀锡后成品力学性能实绩
序号 屈服强度(MPa) 抗拉强度(MPa) 延伸率(％) 硬度(HRT30T)
5 178 331 45 44
通过本发明的一个或者多个实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：
本发明公开了一种新型镀锡板及其制备方法，该新型镀锡板的成分按照重量百分比，包括：C≤0.002，0.12≤Mn≤0.18，0.025≤Alt≤0.055，Si≤0.03， 0.06≤Ti≤0.08，P≤0.02，S≤0.010，N≤0.004，余量为Fe和一些不可避免的杂质元素，而其工艺制备采用了炼钢→连铸→热轧→酸轧联合→电解脱脂→全氢罩式退火BA→双机架平整→电镀锡这套工艺，在热轧工序采用铁素体单相区轧制，避免了常规奥氏体区轧制带钢边部的混晶组织，提高了成品组织和性能均匀性，采用高温卷取工艺，促进了钢中AlN等第二相粒子的析出，有利于冷轧带钢退火过程中{1，1，1}织构的形成和成品冲压性能的改善。另外，采用罩式退火工艺，避免了退火过程中的断带和瓢曲，大幅降低了生产难度。通过上述成分设计和工艺路线，得到了一种耐时效性能优良的新型镀锡板。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种镀锡板的制备方法，其特征在于，所述镀锡板的成分按照重量百分比，包括：C≤0.002，0.12≤Mn≤0.18，0.037≤Alt≤0.055，Si≤0.03，0.06≤Ti≤0.08，P≤0.02，S≤0.010，N≤0.004，余量为Fe和一些不可避免的杂质元素；
所述方法包括：
通过炼钢、连铸获得板坯；
采用铁素体单相区轧制工艺和高温卷取工艺对所述板坯进行热轧；板坯的出炉温度控制在1070℃-1130℃，精轧入口温度控制在850±30℃，终轧温度控制在800±20℃，卷取温度控制在730±20℃之间；
在所述热轧之后，利用酸轧联合机组对热轧卷进行处理；
对酸轧后的冷硬卷进行电解脱脂；
采用全氢罩式退火BA对脱脂后的冷硬卷进行退火处理；
利用双机架平整机组对退火卷进行平整处理；
对平整后的退火卷进行电镀锡，以形成所述镀锡板。
2.按权利要求1所述的一种镀锡板的制备方法，其特征在于：所述镀锡板的厚度为0.20mm-0.30mm；所述镀锡板的硬度HR30T为43±3。
3.按权利要求1所述的一种镀锡板的制备方法，其特征在于，所述利用酸轧联合机组对热轧卷进行处理，包括：
采用酸洗、冷连轧联合机组对所述热轧卷进行冷轧。
4.按权利要求1所述的一种镀锡板的制备方法，其特征在于，所述利用酸轧联合机组对热轧卷进行处理，包括：
采用酸洗、冷连轧机组对所述热轧卷进行冷轧；或
采用酸洗、N次可逆冷轧机组对所述热轧卷进行冷轧，N为正整数。
5.按权利要求1所述的一种镀锡板的制备方法，其特征在于，所述利用酸轧联合机组对热轧卷进行处理，冷轧总变形量控制在85％-90％。
6.按权利要求1所述的一种镀锡板的制备方法，其特征在于，所述采用全氢罩式退火BA对脱脂后的冷硬卷进行退火处理，包括：
控制罩退热点温度≤680℃，冷点温度≥630℃，冷热点温差控制在30℃以内。
7.按权利要求1所述的一种镀锡板的制备方法，其特征在于，所述采用全氢罩式退火BA对脱脂后的冷硬卷进行退火处理，包括：
控制罩退均热时间在10-12小时。
8.按权利要求1所述的一种镀锡板的制备方法，其特征在于，所述利用双机架平整机组对退火卷进行平整处理，平整总延伸率控制在2.5％±0.2％以内。
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