CN114855070A - 一种表面黑灰等级为1级的冷轧电镀锡钢板及其制造方法 - Google Patents

一种表面黑灰等级为1级的冷轧电镀锡钢板及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种表面黑灰等级为1级的冷轧电镀锡钢板及其制造方法，解决现有技术中冷轧电镀锡钢板表面黑灰等级偏高、涂装性能差、用其制罐存在钢板表面黑灰等级劣化和超薄底油涂层难以均匀覆盖钢板的技术问题。技术方案为，一种表面黑灰等级为1级的冷轧电镀锡钢板，冷轧电镀锡基板的化学成分重量百分比为：C：0.045～0.090％，Si≤0.03％，Mn：0.15～0.25％，P≤0.02％，S≤0.02％，Cu≤0.01％，Alt：0.02～0.05％，N≤0.0045％，余量为Fe及不可避免的杂质元素；0.18～0.35mm厚冷轧电镀锡钢板的表面黑灰等级为1级；用于奶粉罐制备。

Description

一种表面黑灰等级为1级的冷轧电镀锡钢板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种冷轧镀锡钢板及其制造方法，特别涉及一种表面黑灰等级为1级的冷轧电镀锡钢板及其制造方法，具体而言，涉及用于制造表面质量高要求的、内壁裸用、外壁涂覆超薄底油涂层奶粉罐、表面黑灰等级为1级的冷轧电镀锡钢板及其制造方法，属于铁基合金技术领域、金属包装材料领域。
背景技术
随着人们生活水平日日益提高，冷轧电镀锡钢板的应用范围和用量日益增长，该产品具有坚固、美观、成形性好等诸多优点。镀锡层能提供美丽的金属光泽，锡的化合物无毒无害，对食品内容物的色泽、营养价值及人体健康均无不良影响。奶粉罐用途是典型用途之一，具有较为严苛的要求。原先用于奶粉罐的冷轧电镀锡钢板的内壁和外壁均需要进行涂装处理，来避免印涂过程中对镀锡板表面的伤害和增强灌装内容物对内壁的腐蚀。
目前，婴幼儿和成人配方奶粉要求冷轧电镀锡钢板内壁裸用，即内壁不进行任何涂装处理，直接在冷轧电镀锡钢板外壁涂覆底油涂层，该涂层膜厚2～4g/m2，明显低于常规白可丁及其他涂层膜厚10～15g/m2。由于超薄底油涂层透底性能良好，能够将冷轧电镀锡钢板的轧制纹路清晰的显现出来，大幅度提升消费者对食品饮料罐身的感官度。超薄底油涂层覆盖在冷轧电镀锡钢板表面时，底油涂层在带钢边部或者涂布留空处会急剧收缩造成局部底油涂层变薄，从而不能均匀覆盖冷轧电镀锡钢板，进而影响后续的UV颜料涂层，影响罐身外观。因此，上述变化对冷轧电镀锡钢板提出了越来越严格的要求，要求超薄底油涂层下的冷轧电镀锡钢板润湿性优异，来满足底油涂层和UV颜料涂层的涂装性能。奶粉罐用途的内壁裸用，冷轧电镀锡钢板表面直接接触配方奶粉，因此对冷轧电镀锡钢板的表面质量，尤其是黑灰等级，提出了非常高的要求，要求黑灰等级≤2级；用冷轧电镀锡钢板制奶粉罐，在涂装工序中经过多次180-200℃高温烘烤后，奶粉罐内壁仍然能够满足黑灰等级≤2级的要求。
现有技术中冷轧电镀锡钢板表面洁净程度不足以及理化性能指标不稳定，在用户端经过多次高温烘烤后会出现黑灰等级达到3级的现状，无法满足用户使用要求，造成质量异议损失或理赔。
现有冷轧电镀锡钢板的涂装性能差且表面黑灰等级偏高，无法满足印涂和制罐新工艺的要求。主要是由于冷轧电镀锡基板表面形貌差异，粗糙度稳定性差，以及对冷轧电镀锡基板进行的平整工艺、碱洗工艺、酸洗工艺、电镀锡工艺、助熔工艺、软熔工艺、钝化工艺和涂油工艺的匹配性差，造成了冷轧电镀锡钢板表面黑灰等级偏高、表面张力和表面自由能指标较差，从而在进行后续涂装工序时易出现黑灰等级不达标以及涂装不均匀或漏涂等现象的发生。
为了满足高表面质量要求、内壁裸用、底油涂层减薄和UV固化技术进步的发展趋势，需要研发新的奶粉罐用的冷轧电镀锡钢板及其制造技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种表面黑灰等级为1级的冷轧电镀锡钢板及其制造方法，解决现有技术中冷轧电镀锡钢板表面黑灰等级偏高、涂装性能差、用其制罐存在钢板表面黑灰等级劣化和超薄底油涂层难以均匀覆盖钢板的技术问题，本发明冷轧电镀锡钢板满足了制造表面质量高要求的、内壁裸用、外壁涂覆超薄底油涂层奶粉罐的需求。
本发明采用的技术方案是，一种表面黑灰等级为1级的冷轧电镀锡钢板，其冷轧电镀锡基板的化学成分重量百分比为：C：0.045～0.090％，Si≤0.03％，Mn：0.15～0.25％，P≤0.02％，S≤0.02％，Cu≤0.01％，Alt：0.02～0.05％，N≤0.0045％，余量为Fe及不可避免的杂质元素；
0.18～0.35mm厚冷轧电镀锡钢板的下屈服强度ReL为370～450MPa，抗拉强度Rm为360～460MPa，断后伸长率A50mm为15～28％，硬度为54～68HR30Tm；
冷轧电镀锡钢板表面粗糙度Ra为0.7～1.0μm，RPc为150～190/cm，Rz为3.1～4.0μm，镀锡层厚度为2.0～5.6g/m2，钝化膜厚度为4.5～5.5mg/m2，合金层厚度为0.7～1.2g/m2，氧化膜厚度为0.5～0.8mC/cm2，涂油量为2.5～3.5mg/m2，表面张力为32～34dyn，表面自由能为44～46mN/m，表面黑灰等级为1级。
用本发明冷轧电镀锡钢板制备的奶粉罐，冷轧电镀锡钢在制罐涂装工序中经多次180～200℃高温烘烤后，冷轧电镀锡钢板表面黑灰等级≤2级；彻底解决了用现有冷轧电镀锡钢板制备的奶粉罐，在制罐涂装工序中经多次180～200℃高温烘烤导致的冷轧电镀锡钢板表面黑灰等级劣化至3级的技术问题。
一种表面黑灰等级为1级的冷轧电镀锡钢板的制造方法，该方法包括：
对厚度为0.18～0.35mm的冷轧电镀锡基板进行碱洗、酸洗、电镀锡、助熔、软熔、钝化、涂油得到成品的步骤，在碱洗、酸洗、电镀锡和钝化处理后分别设有清洗处理；
所述冷轧电镀锡基板为冷轧轧硬钢板经立式连续退火炉退火、平整后得到，冷轧电镀锡基板的化学成分重量百分比为：C：0.045～0.090％，Si≤0.03％，Mn：0.15～0.25％，P≤0.02％，S≤0.02％，Cu≤0.01％，Alt：0.02～0.05％，N≤0.0045％，余量为Fe及不可避免的杂质元素；
冷轧电镀锡基板的表面粗糙度Ra为0.8～1.2μm，RPc为150～230/cm，Rz为2.9～3.5μm；冷轧电镀锡基板的下屈服强度ReL为320～420MPa，抗拉强度Rm为350～450MPa，断后伸长率A50mm为18～30％，硬度为52～66HR30Tm；
所述碱洗步骤，碱洗溶液为钠钾质量百分比为1：1的钠钾碱液，碱洗溶液浓度为20～28g/L，碱洗溶液温度为70～75℃，电流密度为20～30A/dm2；
所述酸洗步骤，酸洗所采用的酸为硫酸，酸洗温度为30～50℃，硫酸浓度为50～60g/L，电流密度为10～18A/dm2；
所述电镀锡步骤，采用甲基磺酸盐镀液，镀液温度为40～50℃，Sn2+浓度为10～18g/L，游离酸浓度为40～50g/L，电流密度为35～45A/dm2，硫酸浓度为3.5～4.5g/L，添加剂浓度为25～30g/L；电镀过程中，用板框压滤机对甲基磺酸盐镀液进行过滤处理，控制镀液中锡泥量＜0.5g/L；
所述助熔步骤，采用烷基磺酸类物质作为助熔剂，助熔时间为1～3s，助熔温度为40～50℃，助熔剂浓度为5～10mL/L，pH值为1.5～2.5，Sn2+浓度＜0.5g/L；助熔过程中，用板框压滤机对助熔剂进行过滤处理，控制助熔剂中锡泥量＜0.2g/L；
所述软熔步骤，采用电阻软熔与感应软熔相组合的联合软熔，软熔温度为265～285℃，软熔时间为2～3s，淬水温度为75～90℃；
所述钝化步骤，采用电化学钝化，钝化液温度为40～45℃，将带钢浸入浓度为30～35g/L、pH值为3.8～4.2的重铬酸钠溶液中进行钝化，钝化时间为1～2s，电流密度为0.5～1.0A/dm2；钝化过程中，用板框压滤机对钝化液进行过滤处理，控制钝化液中SO4 2-＜10mg/L、Fe2+＜10mg/L；
所述涂油步骤，采用DOS油，DOS油中水的质量含量小于0.002％，涂油量为2.5～3.5mg/m2，钢板宽度方向涂油量的极差值小于0.5mg/m2。
进一步，所述清洗处理，清洗水为脱盐水，电导率＜200μs/cm；清洗水温度为30～50℃，流量为1.0～3.0m3/h。
本发明方法生产的冷轧电镀锡钢板的下屈服强度ReL为370～450MPa，抗拉强度Rm为360～460MPa，断后伸长率A50mm为15～28％，硬度为54～68HR30Tm。
冷轧电镀锡钢板表面粗糙度Ra为0.7～1.0μm，RPc为150～190/cm，Rz为3.1～4.0μm，镀锡层厚度为2.0～5.6g/m2，钝化膜厚度为4.5～5.5mg/m2，合金层厚度为0.7～1.2g/m2，氧化膜厚度为0.5～0.8mC/cm2，涂油量为2.5～3.5mg/m2，表面张力为32～34dyn，表面自由能为44～46mN/m，表面黑灰等级为1级。
申请人经多年研究发现，黑灰等级主要受冷轧电镀锡钢板表面质量影响，用冷轧电镀锡钢板制备奶粉罐涂装工序中经多次高温烘烤后会出现黑灰等级劣化问题，造成黑灰等级升高；申请人通过对冷轧电镀锡钢板表面Ra、RPc和Rz控制；通过对电镀锡、助熔和钝化工序核心溶液系统的清洁降低杂质离子和有害元素对冷轧电镀锡钢板表面洁净度的影响；通过软熔、钝化和涂油工序的工艺参数科学配置的精准控制冷轧电镀锡钢板氧化膜厚度、钝化膜厚度和涂油量，增加冷轧电镀锡钢板抗摩擦性能，实现了冷轧电镀锡钢板黑灰等级为1级，冷轧电镀锡钢在制罐涂装工序中经多次180～200℃高温烘烤后，冷轧电镀锡钢板表面黑灰等级≤2级，彻底解决现有技术中冷轧电镀锡钢板表面黑灰等级偏高和涂装性能差、不能满足制备奶粉罐的技术问题。
本发明方法工艺参数选择的理由如下：
1、碱洗工艺的设定
碱洗主要作用是去除带钢表面轧制残留的乳化液及湿平整覆在带钢表面的平整液薄膜，提高后工序金属锡的附着效率。其特征是平整后的镀锡基板充分浸泡在碱液中，并采用电解碱洗的方式，使得电化学反应生成的氢气泡和氧气泡深度清洁带钢低洼处的残留物，可以较为彻底的除去表面残留的平整液薄膜和残铁。
本发明所述碱洗是将冷轧电镀锡基板浸入碱液中，采用碱洗溶液为钠钾质量百分比为1：1的钠钾碱液，之所以用质量配比为1：1的钠钾碱液，是因为NaOH比KOH的吸水性强得多，NaOH的水溶液的黏度大，容易黏附在带钢表面，需要高温或者大流量漂洗才能去除，KOH导电性优良，水溶液黏度低，钾离子半径大，更容易变形，更强的存在瞬时偶极矩，清洗效果优良。但由于KOH价格高昂，经过实验室分析及大生产验证，质量配比为1：1的钠钾碱液在一定条件下能满足脱脂要求。因此，本发明设定质量配比为1：1的钠钾碱液，碱洗溶液浓度为20～28g/L，温度为70～75℃，电流密度为20～30A/dm2，在保证钢板表面清洁效果的基础上，将成本降至最低。
2、酸洗工艺的设定
酸洗主要作用是去除镀锡基板表面铁的氧化物，活化带钢表面，提高电镀锡第一道次锡沉降的成核点，为后续电镀锡层的致密性打下基础。
本发明所述酸洗是碱洗后的镀锡基板浸入硫酸溶液中，以除去钢板表面的微观锈蚀产物，并且将钢板表面活化，为电镀提供良好的表面。当采用硫酸浓度为50～60g/L、酸洗温度为30～50℃、电流密度为10～18A/dm2时，钢板的平面部位和凹坑部位的活化程度均优异。
3、电镀锡工艺的设定
电镀锡主要作用是Sn2+在酸性溶液中，通过电解反应，在作为阴极的带钢表面得电子沉积变为金属锡，通过控制电镀电流，使带钢表面均匀附着目标厚度金属锡层。
本发明所述电镀锡是将酸洗后的钢板浸入甲基磺酸盐镀液中，形成镀锡层厚度为2.0～5.6g/m2的冷轧电镀锡钢板。温度为40～50℃、Sn2+浓度为10～18g/L，游离酸浓度为40～50g/L，电流密度为35～45A/dm2，硫酸3.5～4.5g/L，添加剂浓度25-30g/L，所述电镀液参数能够保证电镀液的均镀能力和深镀能力，在钢板平面部位和凹坑部位均能形成一层致密且均匀一致锡晶粒。板框压滤机对溶液系统进行过滤是一种最为有效的措施，可以为电镀锡过程提供良好的环境。电镀过程中，用板框压滤机对甲基磺酸盐镀液进行过滤处理，控制镀液中锡泥量＜0.5g/L，避免出现网状斑迹和镀层夹杂等质量缺陷。
4、助熔工艺的设定
助熔剂主要作用是在镀锡层表面形成一层液膜来降低熔化温度，增加镀锡层熔融后的二次流平效果，助熔工艺参数的选择对电镀锡工艺以及软熔工艺起到承上启下的作用。
本发明采用烷基磺酸类物质作为助熔剂，助熔时间1～3s，助熔剂浓度5～10mL/L，可以有效避免助熔剂浓度过低带来的镀锡层熔融后的二次流平不足以及助熔剂浓度过高带来的镀锡层熔融后的二次流平过度，防止冷轧电镀锡基板高处和低处出现镀锡层覆盖不均匀的现象而导致耐蚀性显著下降。由于助熔剂为烷基磺酸类物质，呈酸性，电镀锡后的钢板表面的锡层不可避免的会出现少量溶解，溶解后的锡离子会进一步发生水解反应生成锡泥。经生产实践表明，当助熔剂pH值保持在为1.5～2.5时，可以使得锡溶解成锡离子和锡离子水解成锡泥的两个过程达到平衡状态，此时的Sn2+浓度＜0.5g/L；助熔过程中，用板框压滤机对助熔剂进行过滤处理，控制助熔剂中锡泥量＜0.2g/L，可以避免锡泥附着于镀层表面经软熔工序后出现点状斑迹缺陷，进而影响表面质量以及耐蚀性能。
5、软熔工艺的设定
软熔的主要作用是将锡加热到熔点232℃以上，使得镀锡层熔融后进行二次流平分布，将冷轧电镀锡基板的平面部位和凹坑部位均匀覆盖一层致密的铁锡合金层，淬水后可以得到光亮的表面。锡铁合金层可以提高冷轧电镀锡钢板的整体耐蚀性，同时还能确保下游用户焊接工艺的稳定控制。
本发明采用的是电阻软熔与感应软熔相组合的联合软熔，软熔温度为265～285℃，软熔时间为2～3s，淬水温度为75～90℃，通过严格控制软熔温度和软熔时间，实现合金层厚度为0.7～1.2g/m2。适宜的合金层厚度可以提升镀锡板耐蚀性能，同时还能有效避免下游制罐用户的电阻焊接工序出现焊接不良。经生产实践表明，合金层厚度为0.7～1.2g/m2时，既能提升冷轧电镀锡钢板的耐蚀性能，又可以提高冷轧电镀锡钢板表面的耐磨性能，确保冷轧电镀锡钢板经过后续多道次的胶辊通道时避免出现因摩擦产生的浮灰，避免影响表面质量和用户后续涂装施工。
6、钝化工艺的设定
钝化的主要作用是在冷轧电镀锡钢板表面形成一层铬氧化物的钝化膜，可有效抑制抑制表面氧化膜的增长和黑灰的产生，防止冷轧电镀锡钢板因过度氧化而引起表面变色。同时，冷轧电镀锡钢板由于其镀锡层厚度较薄，表面具有较高的电化学活性，使得冷轧电镀锡钢板在使用过程中容易发生腐蚀和破坏，而钝化膜可在一定程度上降低镀锡板表面孔隙率，提高耐蚀性。钝化膜厚度还可以改变冷轧电镀锡钢板的表面张力和表面自由能，改善下游用户涂装工艺质量。
本发明采用电化学钝化方式，pH值在3.8～4.2时能够快速去除软熔工序生成的锡氧化物，起到活化钢板表面的效果，在钢板表面裸露出金属锡层，当钝化液中六价铬与冷轧电镀锡钢板表面接触时，能够降低发生氧化还原反应的难度，六价铬可以在冷轧电镀锡钢板表面快速得到电子转化成三价铬钝化膜。当钝化液浓度为25～35g/L、电流密度为0.5-1.0A/dm2时，能够及时补充反应过程中的六价铬补给，并能在适宜的电流密度下在冷轧电镀锡钢板的平面部位和凹坑部位形成均匀且致密的钝化膜，所得钝化膜厚度为4.5～5.5mg/m2，钝化处理后的冷轧电镀锡钢板表面氧化膜厚度0.5～0.8mC/cm2，表面张力为32～34dyn，表面自由能为44～46mN/m，黑灰等级1级。钝化工序采用的重铬酸钠原料中存在少量的SO4 2-，且钝化阳极板采用Q235普碳钢，在pH值为3.8～4.2的钝化液中不可避免的发生电化学腐蚀生成Fe2+，进而继续氧化生成Fe3+沉淀物质。经生产实践表明，钝化液的清洁影响着钝化膜的质量以及钝化效果，因此需要对钝化液进行清洁处理；钝化过程中，用板框压滤机对钝化液进行过滤处理，控制钝化液中SO4 2-＜10mg/L、Fe2+＜10mg/L，可以最大程度的保证钝化效果和钝化膜质量。
7、涂油工艺的设定
涂油的主要作用是在冷轧电镀锡钢板表面静电喷涂一层极薄DOS(葵二酸二辛脂)油膜，用来阻挡冷轧电镀锡钢板的氧化以及储运过程中大的损伤。
本发明采用DOS油，通过静电涂油机实现涂油量的自动化喷涂。DOS油为食品级防护油，含水量小于0.002％。合理的涂油量能保证冷轧电镀锡钢板表面良好的润湿性和防锈性能，涂油量控制在2.5～3.5mg/m2时，能够兼顾润湿性和防锈性能。板面宽度方向涂油量极差小于0.5mg/m2，能够确保冷轧电镀锡钢板表面张力和表面自由能均匀控制，为后续的涂料印刷和成型加工提供保障。
本发明相比现有技术具有如下积极效果：1、本发明实现方法简便，生产工艺简单，生产成本低，冷轧电镀锡钢板的涂装性能优良，满足了底油涂层减薄和UV固化技术进步的发展趋势。2、本发明通过溶液清洁系统，氧化膜厚度、合金层厚度和钝化膜厚度精准控制，解决现有技术中冷轧电镀锡钢板表面黑灰等级偏高的技术难题。3、本发明解决了因用户多次高温烘烤带来的黑灰等级不合格的问题，使得冷轧电镀锡钢板经多次高温烘烤后仍能满足≤2级的要求。4、本发明的产品能够同时满足用户端印涂工序和罐装工序的涂装性能和表面洁净度要求，指引奶粉罐用途产品向着绿色环保方向发展。
具体实施方式
下面结合实施例1～5对本发明作进一步说明，如表1～表12所示。
一种表面黑灰等级为1级的冷轧电镀锡钢板的制造方法，该方法包括：
对厚度为0.18～0.35mm的冷轧电镀锡基板进行碱洗、酸洗、电镀锡、助熔、软熔、钝化、涂油得到成品的步骤，在碱洗、酸洗、电镀锡和钝化处理后分别设有清洗处理；
所述冷轧电镀锡基板为冷轧轧硬钢板经立式连续退火炉退火、平整后得到，冷轧电镀锡基板的化学成分重量百分比为：C：0.045～0.090％，Si≤0.03％，Mn：0.15～0.25％，P≤0.02％，S≤0.02％，Cu≤0.01％，Alt：0.02～0.05％，N≤0.0045％，余量为Fe及不可避免的杂质元素；
冷轧电镀锡基板的表面粗糙度Ra为0.8～1.2μm，RPc为150～230/cm，Rz为2.9～3.5μm；冷轧电镀锡基板的下屈服强度ReL为320～420MPa，抗拉强度Rm为350～450MPa，断后伸长率A50mm为18～30％，硬度为52～66HR30Tm；
所述碱洗步骤，碱洗溶液为钠钾质量百分比为1：1的钠钾碱液，碱洗溶液浓度为20～28g/L，碱洗溶液温度为70～75℃，电流密度为20～30A/dm2；
所述酸洗步骤，酸洗所采用的酸为硫酸，酸洗温度为30～50℃，硫酸浓度为50～60g/L，电流密度为10～18A/dm2；
所述电镀锡步骤，采用甲基磺酸盐镀液，镀液温度为40～50℃，Sn2+浓度为10～18g/L，游离酸浓度为40～50g/L，电流密度为35～45A/dm2，硫酸浓度为3.5～4.5g/L，添加剂浓度为25～30g/L；电镀过程中，用板框压滤机对甲基磺酸盐镀液进行过滤处理，控制镀液中锡泥量＜0.5g/L；
所述助熔步骤，采用烷基磺酸类物质作为助熔剂，助熔时间为1～3s，助熔温度为40～50℃，助熔剂浓度为5～10mL/L，pH值为1.5～2.5，Sn2+浓度＜0.5g/L；助熔过程中，用板框压滤机对助熔剂进行过滤处理，控制助熔剂中锡泥量＜0.2g/L；
所述软熔步骤，采用电阻软熔与感应软熔相组合的联合软熔，软熔温度为265～285℃，软熔时间为2～3s，淬水温度为75～90℃；
所述钝化步骤，采用电化学钝化，钝化液温度为40～45℃，将带钢浸入浓度为30～35g/L、pH值为3.8～4.2的重铬酸钠溶液中进行钝化，钝化时间为1～2s，电流密度为0.5～1.0A/dm2；钝化过程中，用板框压滤机对钝化液进行过滤处理，控制钝化液中SO4 2-＜10mg/L、Fe2+＜10mg/L；
所述清洗处理，清洗水为脱盐水，电导率<200μs/cm，清洗水温度为30～50℃，流量为1.0～3.0m3/h。
表1为本发明实施例冷轧电镀锡基板的化学成分(按重量百分比计)，余量为Fe及不可避免杂质。
表1本发明实施例冷轧电镀锡基板的化学成分，单位：重量百分比。
Figure BDA0002932030000000081
表2本发明实施例冷轧电镀锡基板的力学性能和表面性能
Figure BDA0002932030000000082
表3本发明实施例碱洗工艺控制参数
碱洗参数 浓度(g/L) 温度(℃) 电流密度(A/dm<sup>2</sup>)
本发明 20-28 70-75 20-30
实施例1 20 70 30
实施例2 25 74 28
实施例3 23 72 25
实施例4 28 73 22
实施例5 26 75 21
表4本发明实施例酸洗工艺控制参数
Figure BDA0002932030000000083
Figure BDA0002932030000000091
表5本发明实施例电镀锡工艺控制参数
Figure BDA0002932030000000092
表6本发明实施例助熔工艺控制参数
Figure BDA0002932030000000093
表7本发明实施例软熔工艺控制参数
Figure BDA0002932030000000094
表8本发明实施例钝化工艺控制参数
Figure BDA0002932030000000095
表9本发明实施例涂油工艺控制参数
涂油参数 涂油量(mg/m<sup>2</sup>) 涂油量同板极差(mg/m<sup>2</sup>)
本发明 2.5-3.5 ＜0.5
实施例1 3.3 0.3
实施例2 3.0 0.4
实施例3 2.8 0.3
实施例4 3.5 0.4
实施例5 2.5 0.3
取本发明冷轧电镀锡钢板成品为测试样品，按照GB/T 2520-2017冷轧电镀锡钢板及钢带、GB/T 2523-2008冷轧金属薄板(带)表面粗糙度和峰值数测量方法、GB/T 22237-2008表面活性剂表面张力的测定等来考察冷轧电锡钢板的表面特性。黑灰等级无相关国家标准，采用行业内认可的统一测试方法，测试过程如下：利用测试工具，U型磁铁和钢板的组合体，使试纸能够紧贴需检测样板，在一定压力下用统一质地的试纸擦拭冷轧电镀锡钢板表面，根据试纸上粘附的黑灰颜色进行黑灰等级评级，无黑灰为1级，浅色黑灰为2级，深色黑灰为3级，黑灰等级≤2级为合格。本发明冷轧电镀锡钢板的表面特性参数和力学性能见表10～表12。
表10本发明实施例冷轧电镀锡钢板的表面特性参数(一)
Figure BDA0002932030000000101
表11本发明实施例冷轧电镀锡钢板的表面特性参数(二)
Figure BDA0002932030000000102
表12本发明实施例冷轧电镀锡钢板的力学性能
Figure BDA0002932030000000111
通过对冷轧电镀锡钢板涂覆超薄底油后产品的表面质量进行评价，实施例1～5，涂装后钢板的内壁和外壁的表面质量均合格，未出现黑灰等级偏高、底油覆盖不均匀或漏涂等质量问题。
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 (4)

1.一种表面黑灰等级为1级的冷轧电镀锡钢板，其特征是，冷轧电镀锡基板的化学成分重量百分比为：C：0.045～0.090％，Si≤0.03％，Mn：0.15～0.25％，P≤0.02％，S≤0.02％，Cu≤0.01％，Alt：0.02～0.05％，N≤0.0045％，余量为Fe及不可避免的杂质元素；0.18～0.35mm厚冷轧电镀锡钢板的下屈服强度ReL为370～450MPa，抗拉强度Rm为360～460MPa，断后伸长率A50mm为15～28％，硬度为54～68HR30Tm；冷轧电镀锡钢板表面粗糙度Ra为0.7～1.0μm，RPc为150～190/cm，Rz为3.1～4.0μm，镀锡层厚度为2.0～5.6g/m2，钝化膜厚度为4.5～5.5mg/m2，合金层厚度为0.7～1.2g/m2，氧化膜厚度为0.5～0.8mC/cm2，涂油量为2.5～3.5mg/m2，表面张力为32～34dyn，表面自由能为44～46mN/m，表面黑灰等级为1级。
2.一种表面黑灰等级为1级的冷轧电镀锡钢板的制造方法，所述的方法包括：
对厚度为0.18～0.35mm的冷轧电镀锡基板进行碱洗、酸洗、电镀锡、助熔、软熔、钝化、涂油得到成品的步骤，在碱洗、酸洗、电镀锡和钝化处理后分别设有清洗处理；
所述冷轧电镀锡基板为冷轧轧硬钢板经立式连续退火炉退火、平整后得到，冷轧电镀锡基板的化学成分重量百分比为：C：0.045～0.090％，Si≤0.03％，Mn：0.15～0.25％，P≤0.02％，S≤0.02％，Cu≤0.01％，Alt：0.02～0.05％，N≤0.0045％，余量为Fe及不可避免的杂质元素；
冷轧电镀锡基板的表面粗糙度Ra为0.8～1.2μm，RPc为150～230/cm，Rz为2.9～3.5μm；冷轧电镀锡基板的下屈服强度ReL为320～420MPa，抗拉强度Rm为350～450MPa，断后伸长率A50mm为18～30％，硬度为52～66HR30Tm；
所述碱洗步骤，碱洗溶液为钠钾质量百分比为1：1的钠钾碱液，碱洗溶液浓度为20～28g/L，碱洗溶液温度为70～75℃，电流密度为20～30A/dm2；
所述酸洗步骤，酸洗所采用的酸为硫酸，酸洗温度为30～50℃，硫酸浓度为50～60g/L，电流密度为10～18A/dm2；
所述电镀锡步骤，采用甲基磺酸盐镀液，镀液温度为40～50℃，Sn2+浓度为10～18g/L，游离酸浓度为40～50g/L，电流密度为35～45A/dm2，硫酸浓度为3.5～4.5g/L，添加剂浓度为25～30g/L；电镀过程中，用板框压滤机对甲基磺酸盐镀液进行过滤处理，控制镀液中锡泥量＜0.5g/L；
所述助熔步骤，采用烷基磺酸类物质作为助熔剂，助熔时间为1～3s，助熔温度为40～50℃，助熔剂浓度为5～10mL/L，pH值为1.5～2.5，Sn2+浓度＜0.5g/L；助熔过程中，用板框压滤机对助熔剂进行过滤处理，控制助熔剂中锡泥量＜0.2g/L；
所述软熔步骤，采用电阻软熔与感应软熔相组合的联合软熔，软熔温度为265～285℃，软熔时间为2～3s，淬水温度为75～90℃；
所述钝化步骤，采用电化学钝化，钝化液温度为40～45℃，将带钢浸入浓度为30～35g/L、pH值为3.8～4.2的重铬酸钠溶液中进行钝化，钝化时间为1～2s，电流密度为0.5～1.0A/dm2；钝化过程中，用板框压滤机对钝化液进行过滤处理，控制钝化液中SO4 2-＜10mg/L、Fe2+＜10mg/L；
所述涂油步骤，采用DOS油，DOS油中水的质量含量小于0.002％，涂油量为2.5～3.5mg/m2，钢板宽度方向涂油量的极差值小于0.5mg/m2。
3.如权利要求2所述的表面黑灰等级为1级的冷轧电镀锡钢板的制造方法，其特征是，所述清洗处理，清洗水为脱盐水，电导率＜200μs/cm；清洗水温度为30～50℃，流量为1.0～3.0m3/h。
4.如权利要求2所述的表面黑灰等级为1级的冷轧电镀锡钢板的制造方法，其特征是，冷轧电镀锡钢板的下屈服强度ReL为370～450MPa，抗拉强度Rm为360～460MPa，断后伸长率A50mm为15～28％，硬度为54～68HR30Tm；冷轧电镀锡钢板表面粗糙度Ra为0.7～1.0μm，RPc为150～190/cm，Rz为3.1～4.0μm，镀锡层厚度为2.0～5.6g/m2，钝化膜厚度为4.5～5.5mg/m2，合金层厚度为0.7～1.2g/m2，氧化膜厚度为0.5～0.8mC/cm2，涂油量为2.5～3.5mg/m2，表面张力为32～34dyn，表面自由能为44～46mN/m，表面黑灰等级为1级。
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