CN113122775A - 一种镀铬板及其制备方法以及一种皇冠盖 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及钢板带冷轧技术领域，提供了一种镀铬板及其制备方法以及一种皇冠盖。本发明提供的镀铬板包括基板和镀在基板表面的铬层，本发明通过控制基板中各个元素的含量，提高其强度和硬度，使基板在厚度较薄的情况下保证较高的强度和抗折弯能力。此外，本发明在得到冷轧薄板后，通过连续退火使冷轧薄板实现完全再结晶，消除带状纤维组织，再通过二次冷轧进行加工硬化，提高基板的硬度与强度。本发明在保证镀铬板强度及抗折弯的前提下，提高了生产效率及二次冷轧板形合格率，所得镀铬板在较薄厚度下具有较高的硬度和抗折弯强度，能够满足制备高品质皇冠盖的要求，且能够通过厚度减薄增加吨钢出盖数，从而降低皇冠盖的制备成本。

Description

一种镀铬板及其制备方法以及一种皇冠盖
技术领域
本发明涉及钢板带冷轧技术领域，尤其涉及一种镀铬板及其制备方法以及一种皇冠盖。
背景技术
皇冠盖密封性好，能够严密保压，保证质味不变，主要用于玻璃瓶装的酒业或饮料业，是国内啤酒行业的应用最广泛的盖型。制备皇冠盖的选用的金属材料一般为镀锡铁或镀铬铁，由于镀铬铁价格低廉，目前已经基本替代了镀锡铁。
皇冠盖采用的镀铬铁一般厚度为0.23～0.24mm，调质度以T5(65±3HR30T)为主，多数啤酒品牌对抗折弯强度无要求，但个别高端品牌，如青岛、百威、雪花等大品牌仍要求抗折弯强度达到120～150N。
目前，有两种方法可以提高镀铬铁的抗折弯强度。一是增加材料的厚度，一般需将镀铬铁厚度提高到0.235～0.24mm，但这种方法成本较高，吨钢出盖数少，在当前材料减薄的大趋势下显然是行不通的。第二种是将材料的硬度提高至DR材级别，厚度做到0.23～0.235mm即可满足抗折弯强度的需求。
在本领域中，目前常用的提高材料硬度的方法也有两种，一种为将冷轧薄板采用罩退的方式退火后进行二次冷轧，二次冷轧的压下率为25～35％，但是，罩退存在通卷性能不均匀问题，无法满足当前制盖行业高速冲床要求，且二次冷轧压下率较大，需要较大的轧制力，所得钢板的延伸率变低，冲压开裂风险大。另一种提高硬度方法为采用连续退火的方式，通过控制退火温度使冷轧薄板处于中间退火状态，保留部分未再结晶的组织，从而保证带钢的强度和延伸率。但是，这种连续退火工艺不稳定，钢板的性能对组织的敏感性较大，需要精确的控制温度，极小的温度波动都会对钢板的性能产生影响，对设备要求较高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种镀铬板及其制备方法以及一种皇冠盖。本发明提供的镀铬板在较薄的厚度下具有较高的抗折弯强度，且硬度和强度稳定，能够满足高品质皇冠盖的要求，将本发明的镀铬板应用于制备皇冠盖，能够通过厚度减薄增加吨钢出盖数；此外，本发明提供的制备方法生产效率及二次冷轧板形合格率高。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
一种镀铬板，包括基板和镀在基板表面的铬层，所述基板包括以下质量分数的组分：
C：0.04～0.08％，Si：≤0.02％，Mn：0.35～0.55％，P：≤0.02％，S：≤0.02％，Al：0.02～0.06％，N：≤0.005％，其余为铁基体、残余元素及不可避免的杂质元素。
优选的，所述基板的显微组织为塑性变形拉长的铁素体和颗粒状渗碳体；所述基板的晶粒度为9级。
优选的，所述镀铬板的厚度为0.228～0.232mm，表面洛氏硬度为70～73HR30T，边部最小抗折弯强度为120～125N。
本发明还提供了上述方案所述镀铬板的制备方法，包括以下步骤：
将基板原料依次进行冶炼、精炼和板坯连铸，得到连铸坯；
将所述连铸坯进行热轧，得到热轧板；
将所述热轧板酸洗后进行冷轧，得到冷轧薄板；
将所述冷轧薄板连续退火后进行二次冷轧，得到基板；
在所述基板表面镀铬，得到镀铬板。
优选的，所述连铸坯的厚度为200～230mm。
优选的，所述热轧的参数包括：开轧温度为1150～1250℃，终轧温度为890±20℃，卷取温度为580～620℃；所述热轧包括依次进行的粗轧和精轧，粗轧至板坯厚度为38～40mm后进行精轧，所述热轧的最终厚度为2.5～3mm。
优选的，所述冷轧的总压下率＞88％。
优选的，所述连续退火的温度为600～640℃，保温时间为40～60s。
优选的，所述二次冷轧采用双机架二次冷轧机进行，所述二次冷轧的压下率为18～22％。
本发明还提供了一种皇冠盖，由上述方案所述的镀铬板或上述方案所述制备方法制备的镀铬板制备得到。
本发明提供了一种镀铬板，包括基板和镀在基板表面的铬层，所述基板包括以下质量分数的组分：C：0.04～0.08％，Si：≤0.02％，Mn：0.35～0.55％，P：≤0.02％，S：≤0.02％，Al：0.02～0.06％，N：≤0.005％，其余为铁基体、残余元素及不可避免的杂质元素。本发明通过控制基板中各个元素的含量，提高其的强度和硬度，使基板在厚度较薄的情况下保证较高的强度和抗折弯能力。实施例结果表明，本发明提供的镀铬板在厚度为0.23mm时，表面洛氏硬度为70～73HR30T，边部最小抗折弯强度为120～125N，能够满足制备高品质皇冠盖的要求。
本发明还提供了上述方案所述镀铬板的制备方法，本发明将基板原料依次进行冶炼、精炼、板坯连铸、热轧和冷轧，得到冷轧薄板，然后通过连续退火使所述冷轧薄板实现完全再结晶，消除带状纤维组织，将连续退火后的板坯进行二次冷轧，通过二次冷轧进行加工硬化，提高基板的硬度与强度，将二次冷轧后所得基板进行镀铬，即可得到本发明的镀铬板。本发明提供的制备方法通过连续退火和二次冷轧工艺，在保证镀铬板强度及抗折弯的前提下，提高了生产效率及二次冷轧板形合格率，所得镀铬板在较薄厚度下具有较高的硬度和抗折弯强度。
本发明还提供了一种皇冠盖，由上述方案所述的镀铬板制备得到。本发明提供的镀铬板具有较高的硬度和抗折弯强度，利用本发明的镀铬板制备皇冠盖，能够通过厚度减薄增加吨钢出盖数，从而降低皇冠盖的制备成本。
附图说明
图1为实施例1所得热轧板的显微组织图；
图2为实施例1所得基板的显微组织图。
具体实施方式
本发明提供了一种镀铬板，包括基板和镀在基板表面的铬层，所述基板包括以下质量分数的组分：
C：0.04～0.08％，Si：≤0.02％，Mn：0.35～0.55％，P：≤0.02％，S：≤0.02％，Al：0.02～0.06％，N：≤0.005％，其余为铁基体、残余元素及不可避免的杂质元素。
以质量百分数计，所述基板的组分包括C 0.04～0.08％，优选为0.05～0.06％。碳是钢中最重要的强化元素，主要通过固溶强化提高钢的硬度和强度，通过提高碳含量，可有效提高退火板硬度，降低二次冷轧压下率，减小基板的各向异性，但当碳含量达到钢的包晶区(0.09～0.13％)后，会增加炼钢及浇铸的难度，导致铸坯容易出现表面问题，因此，本发明将碳含量控制在0.04～0.08％。
以质量百分数计，所述基板的组分包括Si≤0.02％，优选≤0.01％。硅在钢中一般作为脱氧元素，同时也是固溶强化元素之一，但是，在镀铬板中过高的硅含量会对除磷效果及表面质量产生影响，降低钢的耐蚀性。因此，本发明控制硅含量≤0.02％。
以质量百分数计，所述基板的组分包括Mn 0.35～0.55％，优选为0.4～0.5％。锰是钢中常见的强化元素，可有效提高钢的强度和硬度，但过高会影响镀铬板的耐蚀性，且会增加生产成本。因此，本发明将锰含量控制在0.35～0.55％。
以质量百分数计，所述基板的组分包括P≤0.02％，优选≤0.01％。
以质量百分数计，所述基板的组分包括S≤0.02％，优选≤0.01％
磷和硫在基板中都属于有害元素，会增加基板的脆性，影响其成型性能，因此，本发明将P和S的含量均控制在≤0.02％。
以质量百分数计，所述基板的组分包括Al 0.02～0.06％，优选为0.03～0.05％。铝是最常用的脱氧元素，本发明将Al的含量控制在0.02～0.06％，能够有效降低钢中残氧量及夹杂物的水平，同时可以与钢中残余的N元素形成AlN，达到细化晶粒的作用。
以质量百分数计，所述基板的组分包括N≤0.005％，优选≤0.004％，更优选为0.001～0.003％。氮可提高钢的强度，但在炼钢中不易控制，对镀铬板的强度的稳定性会有影响，因此，本发明将N的含量控制在≤0.005％。
在本发明中，所述基板包括余量的铁基体、残余元素及不可避免的杂质元素；所述残余元素具体是指铬、钼、镍、铜等钢种常见元素，具体的，所述基板中残余元素的含量优选为：Cu≤0.05％，Cr≤0.05％，Ni≤0.04％，Mo≤0.02％。
本发明将基板中各个元素的含量控制在上述范围内，结合制备工艺的控制，能够提高基板的硬度和抗折弯强度，满足制备高品质皇冠盖的要求，实现厚度减薄，增加吨钢出盖数。
在本发明中，所述基板的显微组织为塑性变形拉长的铁素体和颗粒状渗碳体；所述基板的晶粒度为9级。
在本发明中，所述镀铬板包括镀在基板表面的铬层，所述铬层具体是镀制在基板的双侧表面。
在本发明中，所述镀铬板的厚度优选为0.228～0.232mm，更优选为0.23mm，所述镀铬板的厚度以基板的厚度计，镀铬层的厚度很小，忽略不计；所述镀铬板的表面洛氏硬度优选为70～73HR30T，边部最小抗折弯强度为120～125N；所述镀铬板的屈服强度(Rel)优选为545～558MPa，抗拉强度(Rm)优选为560～567MPa，断后伸长率(A50)优选为4.4～6.4％。
本发明还提供了上述方案所述镀铬板的制备方法，包括以下步骤：
将基板原料依次进行冶炼、精炼和板坯连铸，得到连铸坯；
将所述连铸坯进行热轧，得到热轧板；
将所述热轧板酸洗后进行冷轧，得到冷轧薄板；
将所述冷轧薄板连续退火后进行二次冷轧，得到基板；
在所述基板表面镀铬，得到镀铬板。
本发明将基板原料依次进行冶炼、精炼和板坯连铸，得到连铸坯。本发明对所述基板原料没有特殊要求，根据上述方案所述基板的组成成分，选择本领域技术人员熟知的原料即可；在本发明中，所述冶炼优选为转炉冶炼，所述精炼优选为LF(钢包精炼炉)精炼。本发明对所述冶炼和精炼的具体条件没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的条件即可。
在本发明中，所述连铸坯的厚度优选为200～230mm，更优选为200～210mm；本发明对所述板坯连铸的方法没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的方法，能够得到要求厚度的连铸坯即可。
得到连铸坯后，本发明将所述连铸坯进行热轧，得到热轧板。在本发明中，所述热轧的参数优选包括：开轧温度为1150～1250℃，优选为1180～1200℃，终轧温度为890±20℃，优选为890±10℃，卷取温度为580～620℃，优选为590～610℃；所述热轧优选包括依次进行的粗轧和精轧，粗轧至板坯厚度为38～40mm后进行精轧，所述热轧的最终厚度优选为2.5～3mm。
在本发明的具体实施例中，优选先将连铸坯加热至1150～1250℃，然后进行粗轧，粗轧至板坯厚度为38～40mm，得到中间坯，再将中间坯进行精轧，精轧至板坯厚度为2.5～3mm，然后进行卷取；在本发明中，所述精轧的入口温度优选为1035℃；所述粗轧的道次优选为5道次，所述精轧的道次优选为7道次。
得到热轧板后，本发明将所述热轧板酸洗后进行冷轧，得到冷轧薄板。在本发明中，所述酸洗用酸优选为盐酸；本发明通过酸洗去除热轧过程中产生的氧化铁皮。
在本发明中，所述冷轧的总压下率＞88％，优选为90～92％；所述冷轧薄板的厚度优选为0.28～0.3mm。
得到冷轧薄板后，本发明将所述冷轧薄板连续退火后进行二次冷轧，得到基板。在本发明中，所述连续退火的温度优选为600～640℃，更优选为610～620℃，保温时间优选为40～60s，更优选为45～55s；所述退火的温度具体是指连续退火炉均热段的温度。本发明通过连续退火实现冷轧薄板的完全再结晶，消除带状纤维组织，提高基板的性能稳定性；此外，在本发明的退火温度下，冷轧薄板可以实现完全再结晶，板坯对退火温度的敏感性较低，在退火温度发生变化时性能变化不大，因而无需精确控制退火温度，退火过程操作简单。在本发明中，所述热轧冷却和退火过程中，板坯中形成颗粒状渗碳体。
在本发明中，所述二次冷轧优选采用双机架二次冷轧机进行，所述二次冷轧的压下率优选为18～22％，更优选为19～20％；二次冷轧后，得到厚度为0.23mm左右的基板。本发明的二次冷轧压下率低，从而可以降低二次冷轧的轧制力，提高二次冷轧板形合格率。在本发明中，所述二次冷轧过程中，板坯中形成塑性变形拉长的铁素体。
得到基板后，本发明在所述基板表面镀铬，得到镀铬板。在本发明中，所述镀铬的镀铬量优选为100～120mg/m2，本发明对所述镀铬的具体方法没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的方法即可。在本发明的具体实施例中，具体是采用六价铬电镀沉积的方式进行表面镀铬；所述六价铬电镀沉积采用的原料优选为重铬酸。
本发明还提供了一种皇冠盖，由上述方案所述的镀铬板或上述方案所述制备方法制备的镀铬板制备得到。本发明提供的镀铬板在较薄的厚度下具有较高的强度、硬度和抗弯折性能，采用本发明的镀铬板制备皇冠盖，能够通过厚度减薄增加吨钢出盖数，降低制备成本。本发明对所述皇冠盖的制备方法没有特殊要求，采用本领域技术人员熟知的方法即可。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
(1)将基板原料采用转炉冶炼、LF精炼然后进行板坯连铸，得到连铸坯，厚度为200mm；基板的化学成分为：C：0.061％，Mn：0.516％，Si：0.02％，P：0.016％，S：0.013％，Al：0.032％，N：0.0038％，余量的铁、残余元素和不可避免的杂质元素；
(2)将连铸坯加热至1250℃，经粗轧五道次后，中间坯厚度40mm，精轧入口温度1035℃，经精轧七道次，终轧温度为890℃，出口厚度为3.0mm，最终卷取温度为600℃，得到热轧板；
(3)将热轧板进行冷轧，冷轧的总压下率90.3％，冷轧薄板的厚度0.29mm。
(4)将冷轧薄板在连续退火炉中进行连续退火，均热段入口温度为606℃，均热段出口温度为605℃，保温时间43s。
(5)将连续退火后的板坯进行双机架二次冷轧，二次冷轧厚度为0.23mm，压下率20.6％，得到基板。
(6)采用重铬酸六价铬电镀沉积的方法在基板表面镀铬，镀铬量为100mg/m2，得到镀铬板。
所得镀铬板的性能见表1。
图1为步骤(2)所得热轧板的显微组织图，根据图1可以看出，热轧组织为铁素体及少量分布于晶界处的珠光体组织，晶粒大小较均匀。
图2为步骤(5)所得基板的显微组织图，根据图2可以看出，再结晶后的晶粒细小，但无明显的纤维状组织，说明再结晶较充分，但因连退保温时间短，没有充分的晶粒长大时间。另外，受二次冷轧的影响，整体呈现拉长的组织形态。
实施例2
(1)将基板原料采用转炉冶炼、LF精炼然后进行板坯连铸，得到连铸坯，厚度为200mm；基板的化学成分为：C：0.043％，Mn：0.48％，Si：0.02％，P：0.0158％，S：0.0194％，Al：0.042％，N：0.0042％，余量的铁、残余元素和不可避免的杂质元素；
(2)将连铸坯加热至1230℃，经粗轧五道次后，中间坯厚度40mm，精轧入口温度1035℃，经精轧七道次，终轧温度为890℃，出口厚度为3.0mm，最终卷取温度为620℃，得到热轧板；
(3)将热轧板进行冷轧，冷轧的总压下率90.6％，冷轧薄板的厚度0.283mm。
(4)将冷轧薄板在连续退火炉中进行连续退火，均热段入口温度为608℃，均热段出口温度为606℃，保温时间46s。
(5)将连续退火后的板坯进行双机架二次冷轧，二次冷轧厚度为0.23mm，压下率18.7％，得到基板。
(6)采用重铬酸六价铬电镀沉积的方法在基板表面镀铬，镀铬量为100mg/m2，得到镀铬板。所得镀铬板的性能见表1。
实施例3
(1)将基板原料采用转炉冶炼、LF精炼然后进行板坯连铸，得到连铸坯，厚度为200mm；基板的化学成分为：C：0.051％，Mn：0.49％，Si：0.02％，P：0.0193％，S：0.0163％，Al：0.037％，N：0.0045％，余量的铁、残余元素和不可避免的杂质元素；
(2)将连铸坯加热至1250℃，经粗轧五道次后，中间坯厚度40mm，精轧入口温度1035℃，经精轧七道次，终轧温度为890℃，出口厚度为3.0mm，最终卷取温度为600℃，得到热轧板；
(3)将热轧板进行冷轧，冷轧的总压下率90.3％，冷轧薄板的厚度0.283mm。
(4)将冷轧薄板在连续退火炉中进行连续退火，均热段入口温度为606℃，均热段出口温度为605℃，保温时间43s。
(5)将连续退火后的板坯进行双机架二次冷轧，二次冷轧厚度为0.23mm，压下率20％，得到基板。
(6)采用重铬酸六价铬电镀沉积的方法在基板表面镀铬，，镀铬量为100mg/m2，得到镀铬板。所得镀铬板的性能见表1。
表1实施例1～3所得镀铬板性能测试结果
名称 Rel/Mpa Rm/Mpa A50/％ 硬度/HR30T 最小抗折弯/N 实测厚度/mm
实施例1 558 566 5.4 71.7 122 0.231
实施例2 553 560 4.4 70.8 124 0.231
实施例3 545 567 6.4 71 120 0.229
表1中：Rel表示屈服强度、Rm表示抗拉强度，A50表示断后伸长率(原始标距为50mm)。
根据表1中的数据可以看出，实施例1～3制备的镀铬板，在厚度为0.23mm的条件下，最小抗折弯为120N以上，且强度和硬度均较稳定，断后伸长率较高，能够满足高品质皇冠盖的要求。采用本发明提供的方法生产的镀铬板，目前已批量进行制盖，实现了产业化应用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种镀铬板，包括基板和镀在基板表面的铬层，其特征在于，所述基板包括以下质量分数的组分：
C：0.04～0.08％，Si：≤0.02％，Mn：0.35～0.55％，P：≤0.02％，S：≤0.02％，Al：0.02～0.06％，N：≤0.005％，其余为铁基体、残余元素及不可避免的杂质元素。
2.根据权利要求1所述的镀铬板，其特征在于，所述基板的显微组织为塑性变形拉长的铁素体和颗粒状渗碳体；所述基板的晶粒度为9级。
3.根据权利要求1所述的镀铬板，其特征在于，所述镀铬板的厚度为0.228～0.232mm，表面洛氏硬度为70～73HR30T，边部最小抗折弯强度为120～125N。
4.权利要求1～3任意一项所述镀铬板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将基板原料依次进行冶炼、精炼和板坯连铸，得到连铸坯；
将所述连铸坯进行热轧，得到热轧板；
将所述热轧板酸洗后进行冷轧，得到冷轧薄板；
将所述冷轧薄板连续退火后进行二次冷轧，得到基板；
在所述基板表面镀铬，得到镀铬板。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述连铸坯的厚度为200～230mm。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述热轧的参数包括：开轧温度为1150～1250℃，终轧温度为890±20℃，卷取温度为580～620℃；所述热轧包括依次进行的粗轧和精轧，粗轧至板坯厚度为38～40mm后进行精轧，所述热轧的最终厚度为2.5～3mm。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述冷轧的总压下率＞88％。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述连续退火的温度为600～640℃，保温时间为40～60s。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述二次冷轧采用双机架二次冷轧机进行，所述二次冷轧的压下率为18～22％。
10.一种皇冠盖，其特征在于，由权利要求1～3所述的镀铬板或权利要求4～9任意一项所述制备方法制备的镀铬板制备得到。
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CN114657470A (zh) * 2022-03-23 2022-06-24 邯郸市金泰包装材料有限公司 一种成型性能良好的易开盖用镀铬板及其生产方法

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