一種高強(qiáng)度ba材馬口鐵基板及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種高強(qiáng)度BA材馬口鐵基板及其制造方法。一種高強(qiáng)度BA材馬口鐵基板，其特征在于：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(fā)明的優(yōu)點在于：通過在基板鋼材冶煉中添加微量的合金元素Ti或Cr，生產(chǎn)一種在具有高硬度、良好的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)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(qiáng)度BA材馬口鐵基板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種高強(qiáng)度BA材馬口鐵基板及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[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(jìn)行焊接或咬口、二重卷封生產(chǎn)三片罐；能進(jìn)行沖壓、深沖、充拔等生產(chǎn)二片罐、異型罐等的成型深加工；還具有良好的涂料、印刷著色性，加之鍍錫層無毒，鍍鉻層涂料附著力異常優(yōu)良，因而馬口鐵廣泛應(yīng)用于食品業(yè)、電器、儀表、玩具、化工、裝飾等領(lǐng)域，應(yīng)用非常廣泛。
[0003]近年來，隨著包裝行業(yè)的不斷發(fā)展，國內(nèi)外市場對馬口鐵及其基板的需求量穩(wěn)定增長，國內(nèi)也涌現(xiàn)出很多的BA材馬口鐵基板生產(chǎn)廠家。采用罩式退火方式生產(chǎn)的基板通稱BA材基板；BA材憑借其硬度較低和良好的可成形性能，主要應(yīng)用于二片罐等沖壓行業(yè)和硬度要求較低的三片罐制罐行業(yè)，在馬口鐵食品罐、飲料罐、皇冠蓋、化工罐等包裝行業(yè)的制罐中占有很重要的地位。隨著我國的制罐工業(yè)發(fā)展迅速，在使用國內(nèi)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(qiáng)度較低，彈性較差，與CA材基板(連續(xù)退火方式生產(chǎn)的基板)有明顯的差距，難以適應(yīng)三片罐高速制罐機(jī)組生產(chǎn)和對硬度要求較高的三片罐、瓶蓋、罐底罐蓋等行業(yè)的要求，難以適應(yīng)行業(yè)降低用鐵厚度、降低生產(chǎn)成本的發(fā)展趨勢。由于國內(nèi)馬口鐵基板生產(chǎn)起步較晚又多為BA材基板，而國際上很早已很少生產(chǎn)BA材基板，因而國內(nèi)外對該問題 研究甚少，大大阻礙了國內(nèi)大量BA材的使用，沒有充分發(fā)揮BA材的優(yōu)勢。同時目前國內(nèi)生產(chǎn)的BA材，由于η值較小，加工硬化率較小,在實際的加工過程中，承受沖壓變形的性能不十分理想，同時Λ r值也較大，即沖壓加工的各向異性較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對上述技術(shù)上的不足，提供一種高強(qiáng)度BA材馬口鐵基板及其制造方法。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
[0006]一種高強(qiáng)度BA材馬口鐵基板，其特征在于: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(qiáng)度BA材馬口鐵基板的制造方法，其特征在于包括如下步驟:對與如上所述基板具有相同組成的連鑄坯依次進(jìn)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(qiáng)度BA材馬口鐵基板的制造方法，其特征在于包括如下步驟:對與如上所述基板具有相同組成的連鑄坯依次進(jìn)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(fā)明的成份設(shè)計說明:從實驗鋼的成份設(shè)計出發(fā)，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(fā)生反應(yīng)，且所發(fā)生的反應(yīng)具有以下特征，當(dāng)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(xì)晶強(qiáng)化作用；而隨著該微量合金元素含量的繼續(xù)增加，該微量的合金元素的氮化物顆粒將會粗化，細(xì)晶作用減弱；低溫時該微量合金元素析出彌散細(xì)小的微量合金元素的氧化物顆粒，起析出強(qiáng)化作用，從而起到提高原來材料的強(qiáng)度、硬度。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[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(chǎn)一種在具有高硬度、良好的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)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(fā)明的BA材馬口鐵基板，厚度等于0.23mm時，其屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度均值分別可以達(dá)到σ s (MPa) 450Mpa和σ b (MPa) 415Mpa、回彈角達(dá)到85度、HR30T硬度達(dá)到65以上；厚度等于0.23mm時制成的皇誕瓶蓋的抗彎力可以接近120N,遠(yuǎn)聞于同等厚度的T4BA材馬口鐵基板，接近于同等厚度的T4CA材馬口鐵基板。
[0018]3、本發(fā)明的BA材馬口鐵基板能夠滿足高強(qiáng)度三片罐、高速制罐、高強(qiáng)度瓶蓋、高強(qiáng)度罐底罐蓋的性能和生產(chǎn)要求，能夠有利于降低用鐵厚度、降低生產(chǎn)成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
[0020]圖2a是不添加合金元素Ti冷軋產(chǎn)品退火后基板的金相組織圖。
[0021]圖2b是添加合金元素Ti冷軋產(chǎn)品退火后基板的金相組織圖。
[0022]圖3a、3b添加合金元素Ti冷軋產(chǎn)品退火后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(chǎn)品退火后基板中碳化物的形貌圖。
[0024]圖4a是添加合金元素Ti冷軋產(chǎn)品退火后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(chǎn)品退火后基板中方形析出物的TEM形貌圖。
【具體實施方式】[0026]以下結(jié)合附圖及若干較佳實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作詳細(xì)說明。
[0027]以下實施例中，酸洗采用通常的推拉式酸洗機(jī)組，冷軋采用六輥單機(jī)架可逆式冷軋機(jī)組；平整采用四輥單機(jī)架平整機(jī)組；采用4~8%平整壓下率可以提高冷軋板退火后的硬度。
[0028]采用六輥單機(jī)架可逆式冷軋機(jī)，其冷軋延伸率較大，采用接近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(xì)化晶粒、提高冷軋板退火前的硬度。
[0029]退火采用間歇式強(qiáng)循環(huán)全氫罩式退火爐爐臺。采用氫氣作為保護(hù)氣體，利用高速循環(huán)風(fēng)機(jī)，使氫氣在內(nèi)罩內(nèi)快速對流傳熱，達(dá)到快速、均勻地加熱和冷卻退火材料，產(chǎn)品性能均勻、生產(chǎn)效率高。
[0030]拉伸試樣根據(jù)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(jī)械實驗機(jī)上進(jìn)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(jìn)行打磨；然后在機(jī)械拋光機(jī)上拋光，拋光劑用Cr203，直到在金相顯微鏡上見不到劃痕為止；最后用無水酒精棉球拭檫干凈并吹干。采用4%硝酸酒精溶液進(jìn)行金相腐蝕。腐蝕完成后迅速用酒精清洗，然后吹干。在OLYMPUS GX51倒置式多功能金相顯微鏡上觀察金相組織。
[0032]硬度計采用的是452SVD維氏硬度計。
[0033]實施例1
[0034]本實施例冶煉工藝如下，化學(xué)成份如表1。
[0035]具體為:連鑄坯采用熱裝爐的方式，在750~800°C入爐，再加熱至1200°C的奧氏體化溫度保溫I~2hr，出爐后采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范圍內(nèi)。軋制設(shè)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。軋后利用管流噴水冷卻軋件，通過調(diào)節(jié)冷卻水的流量和水冷設(shè)備的組數(shù)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后空冷，卷取溫度控制在500~640°C之間。軋件表面溫度的測量采用日本產(chǎn)ICON手提式紅外線測溫儀，高溫儀測量溫度的范圍為600~3000°C，低溫儀的測量范圍為-50~1000°C。
[0036]熱軋板經(jīng)酸洗、冷軋后獲得冷硬卷基板，基板的厚度為0.38mm ;然后進(jìn)行力學(xué)性能測試。
[0037]本實施例所獲冷硬卷基板的力學(xué)性能如表2所示。
[0038]實施例2
[0039]本實施例化學(xué)成份如表1，制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(xué)成份如表1，制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(xué)成份如表1，制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(xué)成份如表1，制造方法及性能測試方法同實施例1。
[0046]實施例6-8的化學(xué)成份同實施例2，制造方法是在酸洗后，經(jīng)5道次冷軋，再經(jīng)脫月旨、退火、平整、拉矯后獲得冷軋板，產(chǎn)品最終厚度為0.23_，酸洗前的工藝流程及冷軋產(chǎn)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(xué)成份如實施例2，制造方法是在熱軋板酸洗后，經(jīng)5道次冷軋，再經(jīng)脫脂、退火、平整、拉矯后獲冷軋板，冷軋板最終厚度為0.23_。退火溫度為570°C，平整壓下率為6%。然后進(jìn)行力學(xué)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(xué)成份如實施例2，制造方法是在熱軋板酸洗后，經(jīng)5道次冷軋，再經(jīng)脫脂、退火、平整、拉矯后獲冷軋板，冷軋板最終厚度為0.23mm。退火溫度為588°C，平整壓下率為6%。然后進(jìn)行力學(xué)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(xué)成份如實施例2，制造方法是在熱軋板酸洗后，經(jīng)5道次冷軋，再經(jīng)脫月旨、退火、平整、拉矯后獲冷軋板，冷軋板最終厚度為0.23mm。退火溫度為592°C，平整壓下率為6%。然后進(jìn)行力學(xué)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(xué)成份如表1，制造方法及性能測試方法同實施例1-5。
[0055]對比例2
[0056]化學(xué)成份如對比例1，制造方法同實施例6。熱軋板經(jīng)酸洗，5道次冷軋，脫脂、退火、平整、拉矯后最終厚度為0.23mm。退火溫度為570°C，平整壓下率為6%。然后進(jìn)行力學(xué)性能測試。其余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(xué)成份如對比例1，制造方法同實施例7。熱軋板經(jīng)酸洗，5道次冷軋，脫脂、退火、平整、拉矯后最終厚度為0.23mm。退火溫度為588°C，平整壓下率為6%。然后進(jìn)行力學(xué)性能測試。其余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(xué)成份如對比例1，制造方法同實施例8。熱軋板經(jīng)酸洗，5道次冷軋，脫脂、退火、平整、拉矯后最終厚度為0.23mm。退火溫度為592°C，平整壓下率為6%。然后進(jìn)行力學(xué)性能測試。其余制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(xué)性能測試結(jié)果見表3.[0062]表1為實施例1-5所獲冷硬卷產(chǎn)品的化學(xué)成份和對比例I的化學(xué)成份
[0063]
【權(quán)利要求】
1.一種高強(qiáng)度BA材馬口鐵基板，其特征在于: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(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)度BA材馬口鐵基板，其特征在于:所述C0.1%、Si0.03%、Mn0.50%、P0.016%、S0.009%、Ti0.035%。
3.如權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)度BA材馬口鐵基板，其特征在于:所述C0.1%、Si0.03%、Mn0.50%、P0.016%、S0.009%、Cr0.030%。
4.一種高強(qiáng)度BA材馬口鐵基板的制造方法，其特征在于包括如下步驟:對如權(quán)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(jìn)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(qiáng)度BA材馬口鐵基板的制造方法，其特征在于包括如下步驟:對如權(quán)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(jìn)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(quán)利要求5所述的一種高強(qiáng)度BA材馬口鐵基板的制造方法，其特征在于: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(quán)利要求5所述的一種高強(qiáng)度BA材馬口鐵基板的制造方法，其特征在于:所述退火工序中，退火溫度為570~610°C。
8.如權(quán)利要求5所述的一種高強(qiáng)度BA材馬口鐵基板的制造方法，其特征在于: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(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)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(yè)有限公司