CN108504947A - 一种二次冷轧镀锡板及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种二次冷轧镀锡板及其生产方法，属于轧钢技术领域。按照质量百分比，所述二次冷轧镀锡板的化学成分为：C：0.06％～0.09％，Si≤0.02％，Mn：0.30％～0.50％，P≤0.015％，S≤0.012％，Als：0.005％～0.02％，N：0.0200％～0.0250％，余量为Fe及不可避免的杂质。其生产方法包括连铸、热轧、酸洗、冷轧、连续退火、二次冷轧及镀锡过程。本发明通过成分设计和工艺优化，可生产低成本、高强度、高塑性的镀锡板。

Description

一种二次冷轧镀锡板及其生产方法
技术领域
本发明涉及轧钢技术领域，特别涉及一种二次冷轧镀锡板及其生产方法。
背景技术
二次冷轧镀锡板是在一次冷轧退火板的基础上进行二次冷轧后再通过连续电镀锡作业获得的在两面镀覆锡层的镀锡钢板或钢带。它具有强度高，厚度薄的特点，广泛应用于食品，饮料、化工等产品包装领域。
当前国内外对二次冷轧镀锡板和二次冷轧镀锡原板均进行了大量的研究，取得了一些成果。如中国专利CN201410293390.6公开了一种罩退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，其成分为C0.02～0.06％，Si0.01～0.025％，Mn0.10-0.50％，Al0.06～0.12％，N0.001～0.003％，其余为Fe和杂质。该发明采用罩退工艺性能均匀性差，同时由于二次冷轧压下率高达20～50％，导致各向异性明显，塑性低。中国专利CN201110288961.3公开了一种高延伸的二次冷轧板及其制造方法，其成分为C0.15～0.20％，Si≤0.030％，Mn0.10-0.50％，P≤0.020％，S≤0.020％，Al0.01～0.05％，N0.0030～0.0080％，其余为Fe和杂质。由于其C含量过高，存在生产困难，板形难以控制，镀前需要精整，工序成本高的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种二次冷轧镀锡板及其生产方法，以获得低成本、高强度、高塑性的镀锡板。
为实现上述目的，本发明提供了一种二次冷轧镀锡板，按照质量百分比，所述镀锡板的化学成分为：C：0.06％～0.09％，Si≤0.02％，Mn：0.30％～0.50％，P≤0.015％，S≤0.012％，Als：0.005％～0.02％，N：0.0200％～0.0250％，余量为Fe及不可避免的杂质。
进一步地，所述二次冷轧镀锡板的内部显微组织为铁素体+渗碳体。
进一步地，所述二次冷轧镀锡板的抗拉强度≥520MPa。
进一步地，所述二次冷轧镀锡板的硬度HR30Tm≥71。
进一步地，所述二次冷轧镀锡板的延伸率4％～14％。
本发明还提供了一种上述二次冷轧镀锡板的生产方法，包括铁水连铸、热轧、酸洗、冷轧、连续退火、二次冷轧及镀锡过程；其中，
所述热轧包括加热、粗轧、精轧、层流冷却和卷取过程；其中，控制所述卷取的温度为660～720℃；
控制所述连续退火的温度为660～700℃；
控制所述二次冷轧的压下率为8％～20％。
进一步地，在所述热轧中控制加热的温度为1170～1240℃。
进一步地，所述粗轧采用1+5或3+3道次。
进一步地，所述精轧的终轧温度为870～910℃。
进一步地，控制所述镀锡过程的纯感应软熔温度为250～280℃。
本申请实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
1、本申请实施例提供的二次冷轧镀锡板，通过在钢中加入大量廉价N元素可有效降低钢中贵重合金元素的加入，通过N的固溶和析出强化来提高强度和硬度。在C、Mn固溶强化和N固溶和析出强化的多重强化作用下，提高了基板强度和硬度，在各元素共同作用下，保证最终材料的强度和塑性，大幅降低了合金成本。
2、本申请实施例提供的二次冷轧镀锡板的生产方法，在生产工艺上同时采取高温卷取、高温连续退火和小的二次冷轧压下率可获得高的塑性，并获得小的各向异性，配合采用低成本的氮强化的成分设计，可生产低成本、高强度、高塑性的镀锡板。
附图说明
图1是本申请实施例1获得的二次冷轧镀锡板的金相组织图。
具体实施方式
本申请实施例提供一种二次冷轧镀锡板及其生产方法，能够在保证强度硬度和塑性的前提下降低合金成本，获得低成本、高强度、高塑性的镀锡板。
下面通过附图以及具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。
为实现上述目的，本申请实施例提供一种二次冷轧镀锡板，按照质量百分比，所述镀锡板的化学成分为：C：0.06％～0.09％，Si≤0.02％，Mn：0.30％～0.50％，P≤0.015％，S≤0.012％，Als：0.005％～0.02％，N：0.0200％～0.0250％，余量为Fe及不可避免的杂质。
本实施例中，所述二次冷轧镀锡板的内部显微组织为铁素体+渗碳体。具体的，获得的铁素体组织接近等轴，渗碳体为弥散分布。此类型组织可保证获得小的各向异性，利于提高镀锡板的塑性。
本申请通过优化合金元素进而形成以上化学成分的镀锡板，是基于以下原理：
本申请实施例中C、N元素均为间隙固溶强化元素，同时还发挥了N元素析出强化作用。由于N是强化作用显著且成本低廉的元素，通过N的固溶强化和析出强化可显著提高基体强度和硬度，在保证最终产品的强度和硬度的前提下可降低二次冷轧压下率，提高成品塑性。C元素含量超过0.09％，将降低产品塑性；含量低于0.06％，会提高冶炼成本，并降低强化效果。所以，将碳含量限定在0.06～0.09％范围。另外，以往考虑N元素在钢中的有害作用，N添加量通常不超过0.0150％。本申请通过高温卷取，高温退火和高温纯感应软熔工艺优化促进一部分N元素细小弥散析出，同时由于采用了较小的二次冷轧压下率使得其时效作用减轻，因此在添加0.0200～0.0250％的N元素条件下产生了强烈的强化效果，降低了成本。
本申请实施例控制Si元素含量≤0.02％，硅元素会影响表面质量，其含量不宜过高，如果含量大于0.02％，将增大表面氧化铁皮的去除难度。所以，将硅含量限定在0.02％以下。
本申请实施例控制Mn元素含量范围为0.30～0.50％，Mn元素为置换固溶强化元素。Mn含量过大将增加成本，恶化塑性；含量过小会使产品强度降低。所以，将锰含量限定在0.30～0.50％范围。
本申请实施例控制P元素含量≤0.015％，P是有害元素，含量过高将降低塑性和耐蚀性。
本申请实施例控制S元素含量≤0.012％，S是有害元素，含量过高将降低塑性和耐蚀性。
本申请实施例控制Als元素含量范围为0.005％～0.02％，铝是脱氧和固氮元素，其含量超过0.02％将导致氮化铝析出物的粗化；含量若低于0.005％则不利于炼钢时的脱氧。
通过上述内容可以看出，为保证强度和硬度，本申请实施例在化学成分设计时采取大量加入廉价N元素的方案，通过N的固溶和析出强化来提高强度和硬度。在C、Mn固溶强化和N固溶和析出强化的多重强化作用下，提高了基板强度和硬度，在各元素共同作用下，保证最终材料的强度和塑性，大幅降低了合金成本；采用上述成分设计，获得的二次冷轧镀锡板的性能如下：抗拉强度≥520MPa，硬度HR30Tm≥71，延伸率4％～14％。
本申请实施例还提供了一种上述二次冷轧镀锡板的生产方法，包括冶炼→精炼→连铸→热轧→酸洗→冷轧→连续退火→二次冷轧→镀锡过程；其中，所述热轧包括加热→粗轧→精轧→层流冷却→卷取。
铁水经过转炉冶炼后进行精炼处理，采用常规连铸方法形成板坯，按照质量百分比，该板坯的化学成分为：C：0.06％～0.09％，Si≤0.02％，Mn：0.30％～0.50％，P≤0.015％，S≤0.012％，Als：0.005％～0.02％，N：0.0200％～0.0250％，余量为Fe及不可避免的杂质。
然后，令所述板坯经过热连轧机组即依次经过加热、粗轧除鳞、粗轧、切头尾、精轧除鳞、精轧、层流冷却、卷取进行热连轧，获得热轧卷。其中，
所述加热在加热炉中进行，控制所述加热炉加热温度为1170～1240℃；
所述粗轧采用1+5或3+3道次轧制；
所述精轧的终轧温度为870～910℃；
控制所述卷取的温度为660～720℃。采用660～720℃的高温卷取，有利于提高成品塑性和成形性。
对所述热轧卷进行酸洗、冷轧、连续退火；其中，控制所述连续退火的温度为660～700℃。冷轧退火过程中为改善成品塑性，同时基于退火温度在660℃以上时AlN大量析出的条件，通过660～700℃的高温退火，在获得合适晶粒尺寸的同时保证AlN以细小的尺寸充分析出以提高强度和硬度，且使得各项性能均匀。
退火后进行二次冷轧，控制所述二次冷轧的压下率为8％～20％。二次冷轧过程中，由于化学成分和冷热轧工艺的匹配，采用8％～20％小的二次冷轧压下率可达到高硬度，提高成品塑性。
最后进行镀锡工序，控制所述镀锡过程的纯感应软熔温度为250～280℃。电镀锡过程中，由于采用纯感应软熔，其软熔温度达到250～280℃，可促进钢中间隙原子的析出，进一步减轻间隙原子的有害作用。
通过上述内容可以看出，本申请提供的二次冷轧镀锡板的生产方法，基于一定的化学成分设计，在生产工艺上同时采取高温卷取、高温连续退火和小的二次冷轧压下率可保证获得接近等轴的铁素体+弥散分布的渗碳体组织，从而获得高的塑性和小的各向异性。通过上述方法生产的镀锡板具有如下性能：抗拉强度≥520MPa，硬度HR30Tm≥71，延伸率4％～14％；产品具备低成本、高强度、高塑性的特点。
以下通过实施例对本申请作更详细的描述。这些实施例仅是对本发明最佳实施方式的描述，并不对本发明的范围有任何的限制。
铁水经过转炉冶炼后进入LF炉或RH炉精炼处理，采用常规连铸方法形成化学成分如表1所示的板坯。
表1实施例二次冷轧镀锡板的主要成分(质量分数％，余量为Fe及不可避免杂质)
将表1中所示的不同成分的板坯进行热轧、酸洗、冷轧、连续退火、二次冷轧及镀锡处理，获得二次冷轧镀锡板。主要工艺参数及产品性能如表2所示。
表2实施例主要工艺参数及产品性能列表
由表2可以看出，实施例1-7获得的二次冷轧镀锡板的抗拉强度≥520MPa，硬度HR30Tm≥71，延伸率4％～14％。图1为本申请实施例获得的二次冷轧镀锡板的金相组织图，由图1可以看出：该镀锡板的组织为接近等轴的铁素体+弥散分布的渗碳体。对比例的镀锡板成分N含量低，并且二次冷轧压下率等关键工艺条件超出本申请实施例范围，得到的镀锡板塑性明显低于实施例产品，同时由于二次冷轧压下率高，各向异性较大。
上述结果表明，采用本申请实施例中的成分设计和工艺控制能够得到低成本、高强度、高塑性的二次冷轧镀锡板。
本申请实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
1、本申请实施例提供的二次冷轧镀锡板，通过在钢中加入大量廉价N元素可有效降低钢中贵重合金元素的加入，通过N的固溶和析出强化来提高强度和硬度。在C、Mn固溶强化和N固溶和析出强化的多重强化作用下，提高了基板强度和硬度，在各元素共同作用下，保证最终材料的强度和塑性，大幅降低了合金成本。
2、本申请实施例提供的二次冷轧镀锡板的生产方法，在生产工艺上同时采取高温卷取、高温连续退火和小的二次冷轧压下率可获得高的塑性，并获得小的各向异性，配合采用低成本的氮强化的成分设计，可生产低成本、高强度、高塑性的镀锡板。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种二次冷轧镀锡板，其特征在于，按照质量百分比，所述镀锡板的化学成分为：C：0.06％～0.09％，Si≤0.02％，Mn：0.30％～0.50％，P≤0.015％，S≤0.012％，Als：0.005％～0.02％，N：0.0200％～0.0250％，余量为Fe及不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的二次冷轧镀锡板，其特征在于，所述二次冷轧镀锡板的内部显微组织为铁素体+渗碳体。
3.如权利要求1所述的二次冷轧镀锡板，其特征在于，所述二次冷轧镀锡板的抗拉强度≥520MPa。
4.如权利要求1所述的二次冷轧镀锡板，其特征在于，所述二次冷轧镀锡板的硬度HR30Tm≥71。
5.如权利要求1所述的二次冷轧镀锡板，其特征在于，所述二次冷轧镀锡板的延伸率4％～14％。
6.如权利要求1-5任一权利要求所述的二次冷轧镀锡板的生产方法，其特征在于，包括铁水连铸、热轧、酸洗、冷轧、连续退火、二次冷轧及镀锡过程；其中，
所述热轧包括加热、粗轧、精轧、层流冷却和卷取过程；其中，控制所述卷取的温度为660～720℃；
控制所述连续退火的温度为660～700℃；
控制所述二次冷轧的压下率为8％～20％。
7.如权利要求6所述的二次冷轧镀锡板的生产方法，其特征在于，在所述热轧中控制加热的温度为1170～1240℃。
8.如权利要求6所述的二次冷轧镀锡板的生产方法，其特征在于，所述粗轧采用1+5或3+3道次。
9.如权利要求6所述的二次冷轧镀锡板的生产方法，其特征在于，所述精轧的终轧温度为870～910℃。
10.如权利要求6所述的二次冷轧镀锡板的生产方法，其特征在于，控制所述镀锡过程的纯感应软熔温度为250～280℃。
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