CN108570603A - 一种喷雾罐用电镀锡钢板及其生产方法 - Google Patents

一种喷雾罐用电镀锡钢板及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种喷雾罐用电镀锡钢板及其生产方法,主要解决现有用于喷雾罐的电镀锡钢板存在强度及硬度稳定性差、断后伸长率低、制造成本高技术问题。本发明提供的一种喷雾罐用电镀锡钢板,其基板的化学成分重量百分比:C:0.09%~0.13%,Si≤0.03%,Mn:0.26%~0.35%,P≤0.025%,S≤0.025%,Alt:0.02%~0.06%,N≤0.0045%,余量为Fe及不可避免的杂质元素。电镀锡钢板的屈服强度为410~430MPa,抗拉强度为480~500MPa,硬度值为65‑68HR30Tm,断后伸长率A50mm为21%~32%。本发明主要用于喷雾罐包装领域。

Description

一种喷雾罐用电镀锡钢板及其生产方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种电镀锡钢板,特别涉及一种喷雾罐用电镀锡钢板及其生产方法, 属于铁基合金技术领域。
背景技术
[0002] 目前,喷雾罐用电镀锡钢板根据所制成的最终产品喷雾罐需要承受的压力大小, 一般选用一次冷乳材MR T-4CA或二次冷乳材DR8。一次冷乳材MR T-4CA的碳含量相对较低, 碳含量的范围也较宽,碳含量控制在〇. 05-0.08%既符合要求,该钢在生产过程中,较低的 碳含量加上碳含量的较大波动,从而导致材料的硬度偏低,硬度值在60HR30Tm左右,并且屈 服强度及断后伸长率等性能的稳定性也较差,增加了生产喷雾罐产品设备的控制难度,生 产过程中,喷雾罐的形状较难控制,另外由于材料的强度和塑韧性匹配不好,喷雾罐成型过 程中往往会产生局部瘪罐,降低了成材率;而二次冷乳材DR8的钢基板经过一次冷乳并完成 退火后,需要再进行第二次较大压下量的冷乳减薄,对生产设备的压下能力要求较高,生产 设备昂贵,生产过程复杂,喷雾罐基板的生产成本较高,同时二次冷乳材DR8的硬度偏高,断 后伸长率45〇„较低,硬度值在73HR30Tm以上,断后伸长率A5Qmm小于5%,用该钢制造喷雾罐 时,由于硬度偏高较难成型,断后伸长率偏低翻边及卷封时材料易出现开裂。
[0003] 申请公布号为CN1888114A的中国专利文件公布了一种软质镀锡板,该软质镀锡板 钢按重量百分比含有:C:彡0.006%、SK0.03%、Mn:0.1〜0.2%、Alt:0.025〜0.075%、 ^0.003%、卩:彡0.015%、5:彡0.015%、11:0.03〜0.08%、0:彡0.004%。该钢板(:含量较 低,属于超低C含量IF钢,在制造过程中板坯加热温度和终乳温度较高,板坯加热温度为 1190〜1250°C,终乳温度为880〜920°C,卷取温度较低,为550〜630°C,退火温度较高,为 720-770°C,致使所生产的钢板强度太低,屈服强度小于251MPa,抗拉强度小于359MPa,不能 满足喷雾罐用冷乳镀锡板对强度的要求。
[0004] 申请公布号为CN103215508 A的中国专利文件公布了一种镀锡用冷乳薄板的生产 方法,该镀锡用冷乳薄钢板按重量百分比含有:(::0.001-0.004%、111:0.4-0.7%^1:0.03-0.08%、Si彡0.03%、Ti :0.015-0.04%、B:0.003-0.005%、P彡0.015%、S彡0·015%、N彡 0.003 %。该钢板在成分设计时含有Ti、B等元素,生产成本较高;并且热乳工序板坯加热温 度为1100-1200°(:,热乳终乳温度为980-900°(:,连续退火的温度为700-800°(:,均较高。
[0005] 现有技术中缺乏强度和塑韧性匹配良好的喷雾罐用冷乳电镀锡钢板生产技术。
发明内容
[0006] 本发明的目的是提供一种喷雾罐用电镀锡钢板及其生产方法,主要解决现有用于 喷雾罐的电镀锡钢板存在强度及硬度稳定性差、断后伸长率低、制造成本高以及制罐过程 中易出现瘪罐和翻边开裂等技术问题。
[0007] 本发明采用的技术方案是:一种喷雾罐用电镀锡钢板,其基板的化学成分重量百 *K:C:0.09%〜0.13%,Si<0.03%,Mn:0.26%〜0.35%,P<0.025%,S<0.025%,Alt: 0.02%〜0.06%,N<0.0045%,余量为Fe及不可避免的杂质元素。
[0008] 本发明电镀锡钢板的显微组织为铁素体+游离渗碳体,晶粒度级别为19.5〜10.0 级,电镀锡钢板的厚度为〇 · 18mm〜0 · 31mm,屈服强度ReL为410MPa〜430MPa,抗拉强度Rm为 480MPa〜500MPa,硬度值为65-68HR30Tm,断后伸长率As。》为21 %〜32 %。
[0009] 本发明所述的喷雾罐用电镀锡钢板基板的化学成分限定在上述范围内的理由如 下:
[0010] 碳:C含量影响产品的强度、塑性、冲压性能。碳含量高时,延伸率低,并且变形后形 成不均匀的变形区,在再结晶过程中,这些变形区促进了随机取向再结晶晶粒的形核,有利 织构{111}相应减小,冲压性能下降。碳含量低冷乳退火后不能满足强度、硬度要求。当碳含 量大于0.13%时,钢的强度较高,塑性、韧性及冲压性能较差,在喷雾罐的成型过程中,设备 需要克服较大的材料抗力,因强度偏高,常会出现成型不均匀的现象,影响喷雾罐的外观, 并且由于塑性、韧性及冲压性能较差,成型过程中常会出现开裂现象,影响了成材率,增加 了企业的生产成本。当碳含量小于0.09%时,材料的强度、硬度变低,在喷雾罐的成型过程 中,常会产生瘪罐现象。因此,根据材料的强度、硬度要求,本发明的C含量范围设定为 0.09% 〜0.13%〇
[0011] 硅:低碳冷成型用钢一般要求低的硅含量,一方面有利于产品后续的涂镀性能,另 一方面,产品已经要求较高的Al含量,不依赖Si元素脱氧。本发明的设定硅含量在0.03 %以 下。
[0012] 锰:Mn在冷乳用钢中的作用主要是强化和进一步消除S的不利影响的作用,本发明 技术方案设定Mn含量范围为0.26 % -0.35 %。
[0013] 磷和硫:硫、磷均是钢中的有害元素,在冷乳用钢中均希望这两种元素控制在较低 的水平,考虑到实际工艺控制能力,本发明技术方案设定P<〇.025%,S<0.025%。
[0014] 铝:铝在冷乳用钢中的作用非常重要,Al和N结合生成A1N,A1N是在冷乳板退火过 程中获得对冷拔性能有利的{111}织构和饼形晶粒的关键因素,同时由于AlN对N原子的固 定作用,使冷乳板具有良好的抗时效性能,因此,本发明设定Alt含量为0.02%〜0.06%。
[0015] 氮:在钢中氮既可以形成氮化物又可以溶解残留在凝固后的间隙中。对钢的性能 影响显著,使强度、硬度提高,塑性下降。对于易开盖用钢,氮应尽量低。本发明的N含量设定 为 NSO .0045%。
[0016] —种喷雾罐用电镀锡钢板的生产方法,该方法包括:
[0017] 钢水经连铸得到连铸板坯,其中所述钢水化学成分重量百分比:C: 0.09 %〜 0.13%,Si 彡0·03%,Μη:0·26%〜0.35%,P<0.025%,S$0.025%,Alt:0.02%〜0.06%, N<0.0045%,余量为Fe及不可避免的杂质元素;
[0018] 连铸板坯经加热炉加热至1040°C〜1060°C后进行热乳,所述的热乳为两段式乳制 工艺,粗乳为5道次连乳,粗乳在奥氏体再结晶区乳制,粗乳结束温度为910°C〜950°C ;精乳 为7道次连乳,精乳在奥氏体非再结晶区乳制,精乳结束温度为86 TC〜880°C,精乳压下率 为80%〜86%,精乳后钢板厚度为1.8〜2.2mm,精乳后层流冷却阶段采用后段冷却,卷取温 度为550°C〜570°C卷取得到热乳钢卷;
[0019] 热乳钢卷重新开卷后经酸洗、冷乳、立式连续退火炉退火、平整、电镀锡,卷取得到 厚度为〇. 18mm〜0.3Imm成品电镀锡钢板,所述冷乳压下率为80 %〜85%,经过冷乳后的乳 硬状态钢带在立式连续退火炉均热段的退火温度为550 °C〜569 °C,钢带在均热段的退火时 间为50s〜90s;平整延伸为率0.8%〜1.2%。
[0020] 本发明采取的生产工艺的理由如下:
[0021] 1、连铸板坯加热温度的设定
[0022] 如果连铸板坯加热温度过高,钢中的AlN和Ti (C、N)等第二相粒子发生溶解后在热 乳卷取过程重新析出更加细小、弥散的析出物,则抑制了在随后的冷乳、退火后晶粒的再结 晶长大,使钢板的再结晶温度升高,不能适应低的退火温度。如果加热温度过低,由于热乳 过程中的自然温降,无法保证本发明要求的终乳温度。连铸板坯加热温度设定为1040Γ〜 1060。。。
[0023] 2、粗乳结束温度的设定
[0024] 粗乳过程中,为使晶粒进行回复和再结晶,粗乳结束温度应高于该钢的奥氏体再 结晶温度,该钢的奥氏体再结晶温度为900°C,但粗乳结束温度不能太高,否则必须提高连 铸板坯的加热温度,增加能耗。粗乳结束温度设定为910 °C〜950 °C。
[0025] 3、精乳结束温度的设定
[0026] 为防止精乳在两相区乳制,终乳温度需高于Ar3相变点,该钢的Ar3相变点为850°C, 但终乳温度不能太高,否则必须提高连铸板坯的加热温度,增加能耗。因此,综合考虑,本发 明精乳结束温度设定为861°C〜880 °C。
[0027] 4、层流冷却方式和热乳卷取温度的设定
[0028] 热乳卷取温度是影响机械性能的关键因素之一,因为卷取温度影响到氮化物及碳 化物的析出过程,特别是AlN的析出,本发明采用连续炉退火,退火温度较低,为了保证退火 后的板卷具有合适的强度,综合考虑,层流冷却采取后段冷却的方式,本发明设定卷取温度 为 550°C 〜570°C。
[0029] 5、冷乳压下率的设定
[0030] 本发明采用一次冷乳生产,与二次冷乳相比具有生产组织方便、成本低、产量高、 钢板表面缺陷发生率小等优点。在冷乳工序中决定钢板材质的主要工艺参数是冷乳变形 量,对于本发明的屈服强度在410MPa左右的钢板冷乳变形量越大越好,因为大压下可以产 生更多的可移动位错,可移动位错越高,变形抗力越小,应力不向晶界集中,而向相邻的晶 粒转移变形,因而不容易产生滑移线。另外,变形量越大产生的形变能越大、组织的不稳定 性也越高,所以再结晶温度就越低,有利于后续的退火处理,再结晶之后的晶粒就越细小均 匀,钢板的强度和塑性均可提高。但当压下率超过85%时乳机负荷增加明显,并且冷乳过程 稳定性较差,容易造成生产事故。本发明在5机架冷连乳机上进行冷乳,可以对带钢的张力 进行有效地控制,通过合适的冷乳形变,可获得板形较好、屈服强度符合要求的板卷。综合 考虑,本发明优选冷乳的压下率为80%〜85%。
[0031] 6、退火温度的设定
[0032] 本发明采用立式连续退火炉退火,连续炉退火具有带钢运动速度快、生产能力高、 成材率高、加热效率高、能耗低、生产成本低等优点。将冷乳后的钢卷开卷后,在钢带有张力 的情况下连续不断的通过保温区,为了使形变晶粒重新结晶成均匀的等轴晶粒并消除残余 应力的效果,本发明设定钢带在立式连续退火炉均热段的退火温度为550°C〜569°C,在均 热段的时间设定为50s〜90s。
[0033] 7、平整延伸率的设定
[0034] 平整主要的目的是消除材料屈服平台,以延伸率的指标来衡量,延伸率过低,不能 消除屈服平台,冲压时局部容易产生褶皱缺陷。延伸率过高,晶粒被显著拉长,材料的横、纵 向性能差异性大,加工性能变差,冲压容易开裂。本发明设定平整延伸率为0.8%〜1.2%。
[0035] 本发明得到的喷雾罐用电镀锡钢板的显微组织为铁素体+游离渗碳体,晶粒度级 别为19.5〜10.0级,电镀锡钢板的厚度为0.18mm〜0.31mm,屈服强度ReL为410MPa〜430MPa, 抗拉强度1^为48010^〜50010^,硬度值为65-68冊301'111,断后伸长率45()»为21%〜32%。
[0036] 本发明相比现有技术具有如下积极效果:1、本发明通过优化材料组分设计,采用 低碳、低硅并采用铝、铬脱氧及作为晶粒细化元素,并利用夹杂物形态控制,热乳连铸板坯 加热温度控制、终乳温度及卷取温度控制、冷乳压下率控制、立式连续退火炉退火温度及退 火时间,保证了电镀锡钢板具有优良的综合力学性能,其屈服强度ReL为410MPa〜430MPa,抗 拉强度1^为40010^〜43010^,硬度值为65-68服301'111,断后伸长率45()»为21%〜32%,板形较 好,强度和塑性得到较好匹配,适合喷雾罐机组的生产;高断后伸长率,良好的加工成型性 能,保证了生产的喷雾罐产品质量稳定,提高了产品的使用性能,使焊接质量得以大幅改 善。2、本发明电镀锡钢板的成分中不含贵重合金元素,采用控乳控冷工艺及连续退火温度 控制技术进行生产,生产工艺简单,制造成本较低。
附图说明
[0037] 图1为本发明喷雾罐用电镀锡钢板实施例1的金相显微组织照片。
具体实施方式
[0038] 下面结合实施例1〜4,对本发明做进一步说明,如表1〜表4所示。
[0039] 表1为本发明实施例钢的化学成分(按重量百分比计),余量为Fe及不可避免杂质。
[0040] 表1本发明实施例钢的化学成分,单位:重量百分比。
Figure CN108570603AD00061
[0042] 通过转炉熔炼和LF炉精炼得到符合要求化学成分钢水,钢水经全程吹Ar保护连续 浇铸得到连铸板坯,连铸板坯的厚度为210〜230mm,宽度为800〜1300mm,长度为5000〜 10000mm〇
[0043] 炼钢生产的定尺板坯送至加热炉再加热,出炉除磷后送至连续热连乳乳机上乳 制;通过粗乳乳机和精乳连乳机组控制乳制,经层流冷却后进行卷取,层流冷却采取后段冷 却,产出合格热乳钢卷;热乳钢板的厚度为1.8〜2.2mm,热乳工艺控制见表2。
[0044] 表2本发明实施例热乳工艺控制参数
[0045]
Figure CN108570603AD00071
[0046] 将上述热乳钢卷重新开卷经过酸洗后,在6辊UCM (万能凸度带中间辊窜动)5机架 冷连乳机进行一次冷乳,冷乳的压下率为80 %〜85%,经过冷乳后乳硬状态的钢带经过立 式连续退火炉退火、平整、电镀锡,卷取得到厚度0.18mm〜0.31_的成品电镀锡钢卷。退火 工艺为:钢带在立式连续退火炉的均热段的退火温度为550°C〜569°C,在均热段的退火时 间为50s〜90s;平整延伸率为0.8%〜1.2%。冷乳、退火工艺控制参数见表3。
[0047] 表3本发明实施例冷乳、退火工艺控制参数
Figure CN108570603AD00072
[0049] 利用上述方法得到的喷雾罐用电镀锡钢板,参见图1,电镀锡钢板的金相显微组织 为铁素体+游离渗碳体,组织晶粒度级别为I 9.5〜10.0级,屈服强度ReL为410MPa〜430MPa, 抗拉强度1^为48010^〜50010^,硬度值为65-68冊301'111,断后伸长率45—为21%〜32%。
[0050] 将本发明得到的喷雾罐用电镀锡钢板按照金属材料拉伸试验方法(GB/T 228.1)、 钢的显微组织评定方法(GB/T 13299)、金属材料洛氏硬度试验方法(GB/T 230.1)进行拉 伸、显微组织、硬度检测,电镀锡钢板的力学性能见表4。
[0051] 表4本发明实施例电镀锡钢板的力学性能
[0052]
Figure CN108570603AD00073
[0053] 除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形 成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。

Claims (3)

1. 一种厚度为O . 18mm〜O . 31mm的喷雾罐用电镀锡钢板,其基板的化学成分重量百分 tt:C:0.09%〜0.13%,Si<0.03%,Mn:0.26%〜0.35%,P<0.025%,S<0.025%,Alt: 0.02%〜0.06%,NSO. 0045%,余量为Fe及不可避免的杂质元素;所述电镀锡钢板的显微 组织为铁素体+游离渗碳体,所述组织晶粒度级别为19.5〜10.0级;所述电镀锡钢板的屈服 强度ReL为410MPa〜430MPa,抗拉强度Rm为480MPa〜500MPa,硬度值为65-68HR30Tm,断后伸 长率A5Qnmi为 21 % 〜3 2 %。
2. —种喷雾罐用电镀锡钢板的生产方法,包括: 钢水经连铸得到连铸板坯,其中所述钢水化学成分重量百分比:C:0.09%〜0.13%,Si 彡0.03%,Μη:0· 26% 〜0.35%,P彡0.025%,S彡0.025%,Alt :0.02%〜0.06%,N彡
0.0045%,余量为Fe及不可避免的杂质元素; 连铸板坯经加热炉加热至1040°C〜1060°C后进行热乳,所述的热乳为两段式乳制工 艺,粗乳为5道次连乳,粗乳在奥氏体再结晶区乳制,粗乳结束温度为910°C〜950 °C;精乳为 7道次连乳,精乳在奥氏体非再结晶区乳制,精乳结束温度为86 TC〜880°C,精乳压下率为 80%〜86%,精乳后层流冷却阶段采用后段冷却,卷取温度为550°C〜570°C卷取得到热乳 钢卷; 热乳钢卷重新开卷后经酸洗、冷乳、立式连续退火炉退火、平整、电镀锡,卷取得到厚度 为0.18mm〜0.3Imm成品电镀锡钢板,所述冷乳压下率为80 %〜85 %,经过冷乳后的乳硬状 态钢带在立式连续退火炉均热段的退火温度为550 °C〜569°C,钢带在均热段的退火时间为 50s〜90s;平整延伸为率0 · 8%〜1 · 2%。
3. 如权利要求2所述的一种喷雾罐用电镀锡钢板的生产方法,其特征是,热乳精乳后, 控制热乳钢板的厚度为1.8〜2.2mm。
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