一種高強度ba材馬口鐵基板及其製造方法
2023-06-19 23:13:46 2
一種高強度ba材馬口鐵基板及其製造方法
【專利摘要】本發明提供一種高強度BA材馬口鐵基板及其製造方法。一種高強度BA材馬口鐵基板，其特徵在於：所述馬口鐵基板包含的組份及重量百分比如下：C?0.08～0.12%、Si?0.029～0.033%、Mn?0.49～0.52%、P?0.012～0.018%、S?0.008～0.009%、Ti?0.018～0.068%或Cr?0.028-0.068%。本發明的優點在於：通過在基板鋼材冶煉中添加微量的合金元素Ti或Cr，生產一種在具有高硬度、良好的屈服強度、抗拉強度、回彈性能的同時能夠保持BA材原有特點的馬口鐵基板。
【專利說明】—種高強度BA材馬口鐵基板及其製造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及金屬材料【技術領域】，尤其涉及一種高強度BA材馬口鐵基板及其製造方法。
【背景技術】
[0002]馬口鐵是一種表面鍍有一層極薄的純錫層或純鉻層的薄鋼板，有良好的成形性和耐腐蝕性，富有光澤的外觀，能進行焊接或咬口、二重卷封生產三片罐；能進行衝壓、深衝、充拔等生產二片罐、異型罐等的成型深加工；還具有良好的塗料、印刷著色性，加之鍍錫層無毒，鍍鉻層塗料附著力異常優良，因而馬口鐵廣泛應用於食品業、電器、儀表、玩具、化工、裝飾等領域，應用非常廣泛。
[0003]近年來，隨著包裝行業的不斷發展，國內外市場對馬口鐵及其基板的需求量穩定增長，國內也湧現出很多的BA材馬口鐵基板生產廠家。採用罩式退火方式生產的基板通稱BA材基板；BA材憑藉其硬度較低和良好的可成形性能，主要應用於二片罐等衝壓行業和硬度要求較低的三片罐制罐行業，在馬口鐵食品罐、飲料罐、皇冠蓋、化工罐等包裝行業的制罐中佔有很重要的地位。隨著我國的制罐工業發展迅速，在使用國內的BA材馬口鐵過程中，遇到的較突出的問題是BA材硬度偏低，強度較低，彈性較差，與CA材基板(連續退火方式生產的基板)有明顯的差距，難以適應三片罐高速制罐機組生產和對硬度要求較高的三片罐、瓶蓋、罐底罐蓋等行業的要求，難以適應行業降低用鐵厚度、降低生產成本的發展趨勢。由於國內馬口鐵基板生產起步較晚又多為BA材基板，而國際上很早已很少生產BA材基板，因而國內外對該問題 研究甚少，大大阻礙了國內大量BA材的使用，沒有充分發揮BA材的優勢。同時目前國內生產的BA材，由於η值較小，加工硬化率較小,在實際的加工過程中，承受衝壓變形的性能不十分理想，同時Λ r值也較大，即衝壓加工的各向異性較大。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於針對上述技術上的不足，提供一種高強度BA材馬口鐵基板及其製造方法。
[0005]為解決上述問題，本發明採用如下的技術方案:
[0006]一種高強度BA材馬口鐵基板，其特徵在於:所述馬口鐵基板包含的組份及重量百分比如下:C0.08 ~0.12%、Si0.029 ~0.033%、Mn0.49 ~0.52%、P0.012 ~0.018%、S0.008 ~0.009%、Ti0.018 ~0.068% 或 Cr0.028-0.068%。
[0007]上述所述C0.1%、Si0.03%、Mn0.50%、P0.016%、S0.009%、Ti0.035%。
[0008]上述所述C0.1%、Si0.03%、Mn0.50%、P0.016%、S0.009%、Cr0.030%。
[0009]一種高強度BA材馬口鐵基板的製造方法，其特徵在於包括如下步驟:對與如上所述基板具有相同組成的連鑄坯依次進行熱軋工序、酸洗工序，冷軋工序，獲得冷硬卷板，其中熱軋工序又包括加熱、粗軋、精軋、冷卻、卷取，所述加熱工序中，加熱爐溫度為1200°C，保溫I~2hr ;所述粗軋的開軋溫度在1150~1200°C ;所述精軋的終軋溫度控制在760~8000C ;所述冷卻工序中，利用管流噴水冷卻，冷卻速度控制在30°C /s ;所述卷取工序中，卷取溫度控制在500~640°C之間。
[0010]一種高強度BA材馬口鐵基板的製造方法，其特徵在於包括如下步驟:對與如上所述基板具有相同組成的連鑄坯依次進行熱軋工序、酸洗工序，冷軋工序，退火工序，平整工序，獲得冷軋板，其中熱軋工序又包括加熱、粗軋、精軋、冷卻、卷取，所述加熱工序中，加熱爐溫度為1200°C，保溫I~2hr ;所述粗軋的開軋溫度在1150~1200°C ;所述精軋的終軋溫度控制在760~800°C ;所述冷卻工序中，利用管流噴水冷卻，冷卻速度控制在30°C /s ；所述卷取工序中，卷取溫度控制在500~640°C之間。
[0011]上述所述熱軋工序中，粗軋分為4個道次，軋制溫度控制在1000~1150°C，變形量控制在20~40% ;精軋工序分為3個道次，軋制溫度控制在870~950°C，變形量控制在20~40%，各道次間的溫降均在5~10°C /s左右。
[0012]上述所述退火工序中，退火溫度為570~610°C。
[0013]上述所述平整工序中，平整壓下率4~8%。
[0014]本發明的成份設計說明:從實驗鋼的成份設計出發，添加微量的合金元素Ti或Cr，該微量合金元素能夠與基板材料中的氮和碳發生反應，且所發生的反應具有以下特徵，當Ti或Cr含量為足夠多時，其以氮化物形式析出，高溫時能夠阻礙奧氏體晶粒的長大，起細晶強化作用；而隨著該微量合金元素含量的繼續增加，該微量的合金元素的氮化物顆粒將會粗化，細晶作用減弱；低溫時該微量合金元素析出彌散細小的微量合金元素的氧化物顆粒，起析出強化作用，從而起到提高原來材料的強度、硬度。
[0015]與現有技術相比，本發明的優點在於:
[0016]1、通過在基板鋼材冶煉中添加微量的合金元素Ti或Cr，生產一種在具有高硬度、良好的屈服強度、抗拉強度、回彈性能的同時能夠保持BA材原有特點的馬口鐵基板。
[0017]2、本發明的BA材馬口鐵基板，厚度等於0.23mm時，其屈服強度、抗拉強度均值分別可以達到σ s (MPa) 450Mpa和σ b (MPa) 415Mpa、回彈角達到85度、HR30T硬度達到65以上；厚度等於0.23mm時製成的皇誕瓶蓋的抗彎力可以接近120N,遠聞於同等厚度的T4BA材馬口鐵基板，接近於同等厚度的T4CA材馬口鐵基板。
[0018]3、本發明的BA材馬口鐵基板能夠滿足高強度三片罐、高速制罐、高強度瓶蓋、高強度罐底罐蓋的性能和生產要求，能夠有利於降低用鐵厚度、降低生產成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是本發明的工藝流程圖。
[0020]圖2a是不添加合金元素Ti冷軋產品退火後基板的金相組織圖。
[0021]圖2b是添加合金元素Ti冷軋產品退火後基板的金相組織圖。
[0022]圖3a、3b添加合金元素Ti冷軋產品退火後基板中碳化物的形貌圖。
[0023]圖3c、3d不添加合金元素Ti冷軋產品退火後基板中碳化物的形貌圖。
[0024]圖4a是添加合金元素Ti冷軋產品退火後基板中橢圓形析出物的TEM形貌圖。
[0025]圖4b是添加合金元素Ti冷軋產品退火後基板中方形析出物的TEM形貌圖。
【具體實施方式】[0026]以下結合附圖及若干較佳實施例對本發明的技術方案作詳細說明。
[0027]以下實施例中，酸洗採用通常的推拉式酸洗機組，冷軋採用六輥單機架可逆式冷軋機組；平整採用四輥單機架平整機組；採用4~8%平整壓下率可以提高冷軋板退火後的硬度。
[0028]採用六輥單機架可逆式冷軋機，其冷軋延伸率較大，採用接近90%冷軋延伸率可降低熱軋原料的成本、軋制更薄的基板，同時可以細化晶粒、提高冷軋板退火前的硬度。
[0029]退火採用間歇式強循環全氫罩式退火爐爐臺。採用氫氣作為保護氣體，利用高速循環風機，使氫氣在內罩內快速對流傳熱，達到快速、均勻地加熱和冷卻退火材料，產品性能均勻、生產效率高。
[0030]拉伸試樣根據GB/T228-2002 「金屬材料室溫拉伸試驗方法」加工，拉伸試驗在SANSCMT5000電子機械實驗機上進行，橫梁移動速度為2.5mm/min,。
[0031]金相試樣是沿軋制方向切取試樣，將切下的試樣用砂紙進行打磨；然後在機械拋光機上拋光，拋光劑用Cr203，直到在金相顯微鏡上見不到劃痕為止；最後用無水酒精棉球拭檫乾淨並吹乾。採用4%硝酸酒精溶液進行金相腐蝕。腐蝕完成後迅速用酒精清洗，然後吹乾。在OLYMPUS GX51倒置式多功能金相顯微鏡上觀察金相組織。
[0032]硬度計採用的是452SVD維氏硬度計。
[0033]實施例1
[0034]本實施例冶煉工藝如下，化學成份如表1。
[0035]具體為:連鑄坯採用熱裝爐的方式，在750~800°C入爐，再加熱至1200°C的奧氏體化溫度保溫I~2hr，出爐後採用粗軋和精軋的兩階段軋制，開軋溫度較奧氏體化溫度低約100°C，控制在1150~1200°C範圍內。軋制設計為7個道次，其中粗軋為4個道次，軋制溫度控制在1000~1150°C，變形量控制在20~40% ;精軋為3個道次，軋制溫度控制在870~950°C，變形量控制在20~40%，終軋溫度控制在760~800°C。各道次間的溫降都在5~10°C /s左右。軋後利用管流噴水冷卻軋件，通過調節冷卻水的流量和水冷設備的組數來控制水冷速度，冷卻速度控制在30°C /S。水冷到不同的卷取溫度之後空冷，卷取溫度控制在500~640°C之間。軋件表面溫度的測量採用日本產ICON手提式紅外線測溫儀，高溫儀測量溫度的範圍為600~3000°C，低溫儀的測量範圍為-50~1000°C。
[0036]熱軋板經酸洗、冷軋後獲得冷硬卷基板，基板的厚度為0.38mm ;然後進行力學性能測試。
[0037]本實施例所獲冷硬卷基板的力學性能如表2所示。
[0038]實施例2
[0039]本實施例化學成份如表1，製造方法及性能測試方法同實施例1。
[0040]實施例3
[0041]本實施例化學成份如表1，製造方法及性能測試方法同實施例1。
[0042]實施例4
[0043]本實施例化學成份如表1，製造方法及性能測試方法同實施例1。
[0044]實施例5
[0045]本實施例化 學成份如表1，製造方法及性能測試方法同實施例1。
[0046]實施例6-8的化學成份同實施例2，製造方法是在酸洗後，經5道次冷軋，再經脫月旨、退火、平整、拉矯後獲得冷軋板，產品最終厚度為0.23_，酸洗前的工藝流程及冷軋產品性能測試方法同實施例1-5。
[0047]實施例6
[0048]本實施例化學成份如實施例2，製造方法是在熱軋板酸洗後，經5道次冷軋，再經脫脂、退火、平整、拉矯後獲冷軋板，冷軋板最終厚度為0.23_。退火溫度為570°C，平整壓下率為6%。然後進行力學性能測試。酸洗前的工藝流程及冷軋板性能測試方法同實施例1-5。
[0049]實施例7
[0050]本實施例化學成份如實施例2，製造方法是在熱軋板酸洗後，經5道次冷軋，再經脫脂、退火、平整、拉矯後獲冷軋板，冷軋板最終厚度為0.23mm。退火溫度為588°C，平整壓下率為6%。然後進行力學性能測試。酸洗前的工藝流程及冷軋板性能測試方法同實施例1-5。
[0051]實施例8
[0052]本實施例化學成份如實施例2，製造方法是在熱軋板酸洗後，經5道次冷軋，再經脫月旨、退火、平整、拉矯後獲冷軋板，冷軋板最終厚度為0.23mm。退火溫度為592°C，平整壓下率為6%。然後進行力學性能測試。酸洗前的工藝流程及冷軋板性能測試方法同實施例1-5。
[0053]對比例I
[0054]化學成份如表1，製造方法及性能測試方法同實施例1-5。
[0055]對比例2
[0056]化學成份如對比例1，製造方法同實施例6。熱軋板經酸洗，5道次冷軋，脫脂、退火、平整、拉矯後最終厚度為0.23mm。退火溫度為570°C，平整壓下率為6%。然後進行力學性能測試。其餘工藝流程及性能測試方法同實施例1-5。
[0057]對比例3
[0058]化學成份如對比例1，製造方法同實施例7。熱軋板經酸洗，5道次冷軋，脫脂、退火、平整、拉矯後最終厚度為0.23mm。退火溫度為588°C，平整壓下率為6%。然後進行力學性能測試。其餘工藝流程及性能測試方法同實施例1-5。
[0059]對比例4
[0060]化學成份如對比例1，製造方法同實施例8。熱軋板經酸洗，5道次冷軋，脫脂、退火、平整、拉矯後最終厚度為0.23mm。退火溫度為592°C，平整壓下率為6%。然後進行力學性能測試。其餘製造方法及性能測試方法同實施例1-5。
[0061]實施例6-8以及同樣方法處理的對比例2-4的力學性能測試結果見表3.[0062]表1為實施例1-5所獲冷硬卷產品的化學成份和對比例I的化學成份
[0063]
【權利要求】
1.一種高強度BA材馬口鐵基板，其特徵在於:所述馬口鐵基板包含的組份及重量百分比如下:C0.08 ~0.12%,Si0.029 ~0.033%、Μη0.49 ~0.52%,P0.012 ~0.018%,S0.008 ~0.009%、Ti0.018 ~0.068% 或 Cr0.028-0.068%。
2.如權利要求1所述的一種高強度BA材馬口鐵基板，其特徵在於:所述C0.1%、Si0.03%、Mn0.50%、P0.016%、S0.009%、Ti0.035%。
3.如權利要求1所述的一種高強度BA材馬口鐵基板，其特徵在於:所述C0.1%、Si0.03%、Mn0.50%、P0.016%、S0.009%、Cr0.030%。
4.一種高強度BA材馬口鐵基板的製造方法，其特徵在於包括如下步驟:對如權利要求1至3任一所述的基板具有相同組成的連鑄坯依次進行熱軋工序、酸洗工序，冷軋工序，獲得冷硬卷板，其中熱軋工序又包括加熱、粗軋、精軋、冷卻、卷取，所述加熱工序中，加熱爐溫度為1200°C，保溫I~2hr ;所述粗軋的開軋溫度在1150~1200°C ;所述精軋的終軋溫度控制在760~800°C ;所述冷卻工序中，利用管流噴水冷卻，冷卻速度控制在30°C /s ;所述卷取工序中，卷取溫度控制在500~640°C之間。
5.一種高強度BA材馬口鐵基板的製造方法，其特徵在於包括如下步驟:對如權利要求1至3任一所述的基板具有相同組成的連鑄坯依次進行熱軋工序、酸洗工序，冷軋工序，退火工序，平整工序，獲得冷軋板，其中熱軋工序又包括加熱、粗軋、精軋、冷卻、卷取，所述加熱工序中，加熱爐溫度為1200°C，保溫I~air ;所述粗軋的開軋溫度在1150~1200°C;所述精軋的終軋溫度控制在760~800°C ;所述冷卻工序中，利用管流噴水冷卻，冷卻速度控制在30°C /s ;所述卷取工序中，卷取溫度控制在500~640°C之間。
6.如權利要求5所述的一種高強度BA材馬口鐵基板的製造方法，其特徵在於:所述熱軋工序中，粗軋分為4個道次，軋制溫度控制在1000~1150°C，變形量控制在20~40% ;精軋工序分為3個道次，軋制溫度控制在870~950°C，變形量控制在20~40%，各道次間的溫降均在5~10°C /s左右。
7.如權利要求5所述的一種高強度BA材馬口鐵基板的製造方法，其特徵在於:所述退火工序中，退火溫度為570~610°C。
8.如權利要求5所述的一種高強度BA材馬口鐵基板的製造方法，其特徵在於:所述平整工序中，平整壓下率4~8%。
【文檔編號】C21D8/02GK103834867SQ201310703671
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月19日 優先權日:2013年12月19日
【發明者】張宏, 丁樺, 唐正友, 王海東, 肖津, 鄭楚鉗 申請人:中山中粵馬口鐵工業有限公司