一种冷轧硬质镀锡钢板及其生产方法
【专利说明】-种冷扎硬质滤锡钢板及其生产方法
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技术领域
[0002] 本发明涉及一种冷社锥锡板及其生产方法，特别涉及一种冷社硬质锥锡钢板及其 生产方法。
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【背景技术】
[0004] 锥锡板俗称"马口铁"，是指两面锥有商业纯锡的冷社低碳薄钢板或钢带，它将钢 的强度和成型性与锡的耐蚀性、易焊性和美观的外表结合于一种材料之中，具有耐腐蚀、无 毒、高强度和良好的延展性，广泛应用于食品罐、饮料罐、气雾罐、化工罐等包装领域。
[0005] 目前提高锥锡硬度主要有二种方法：一种提高C、Mn成分元素的含量，通过送类元 素起到固溶强化的作用，中国专利申请200910063099. 9的专利文件公布了一种适用于冲 压加工的硬质锥锡板及生产工艺，原板添加了 0. 08-0. 13%C和0. 47-0. 65%Mn，硬度皿30T 能达到60-70。退火方式为罩式炉，该设计硬度波动范围HR30T为65 + 5，已远远不能满足 用户的交货要求和制罐行业向高速化发展的要求。另外，由0. 08-0. 13%C和0. 47-0. 65%Mn 可推算冷社来料的变形抗力为280-340MPa，经过五机架连社80-90%变形后变形抗力为 900-1 lOOMPa，社制速度最高为800-900m/min，超过此速度社制产生振动，无法保证板形，甚 至断带，只能低速维持生产，生产效率低。另一种方法是通过退火后进行二次社制，通过加 工硬化达到提高硬度的目的，中国专利申请201010204967. 3公布了一种高硬度锥锡原板 用钢及其制造方法，成分设计上采用低碳、低儘，在连续退火后，需要进行变形15-18%的二 次冷社，硬度提高明显，但同时会造成延伸率急剧下降，影响材料的冲压性能。送种二次冷 社生产方式，需要配备二次冷社机组，增加了生产成本。
[0006] 现有已公开的有关硬质锥锡板材料及制造方法的技术方案存在碳、儘等元素含量 高，提高了材料本身的强度的同时也增加了塑性变形抗力，增加了社制难度，使社制速度受 到限制，社制故障率高的问题。
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【发明内容】
[0008] 本发明的目的是提供一种冷社硬质锥锡钢板及其生产方法，主要解决现有冷社硬 质锥锡钢板在酸社机组生产时社制速度低、故障率高、生产效率低的技术问题。
[0009] 本发明采用的技术方案是： 一种冷社硬质锥锡钢板，化学成分重量百分比；C ;0. 051%~0. 079%，Si《0. 1%，Μη : 0. 20% ~0. 40%，Ρ《0. 020%，S《0. 020%，Alt ;0. 010% ~0. 060%，Ν《0. 0060%，余量为化 及不可避免的杂质元素。
[0010] 本发明所述的冷社硬质锥锡钢板的化学成分限定在上述范围内的理由如下： 碳；C在钢材中w间隙原子和渗碳体的形态存在，在钢中具有较强的强化作用，为了强 化材料，需要在材料中保留一定量的碳来提高强度，但该元素过高，材料的塑性变形抗力增 加，社制力升高。另外，碳处于包晶区内容易产生板昆裂纹，比如CN 200910063099. 9的碳 0. 0扩0. 13%正处于包晶区内，连铸生产困难。但碳太低，提高了材料Ars温度，如果材料薄 更容易在二相区社制产生混晶组织。因此，本发明的C含量范围设定为0. 051%~0. 079% ; 娃：Si是使钢材强度提高的元素，但Si容易在热社时产生氧化铁皮，在热社用高压水 难W消除，从而残留在热社钢板上呈红色氧化铁皮，送种氧化铁皮深深的咬合在热社钢板 上难W酸洗洗掉，因而产生冷社后钢板表面不良，影响外观，甚至导致冲压开裂。因此，本发 明中Si的含量越低越好，本发明的设定娃含量在0. 1% W下； 儘；Μη和C 一样是钢材的强化元素，适当在钢中添加 Μη有利于强度的提高，同时加入 少量Μη可W和S结合生成MnS，减少表面热脆，避免表面质量问题，但加入过多会提高材料 的塑性变形抗力，增加社制力。本发明技术方案设定Μη含量范围为0. 20%~0. 40% ; 磯和硫：硫在钢中形成硫化物夹杂，使其延展性和初性降低。钢社制时，由于MnS夹杂 随着社制方向延伸，使钢的各向异性加重，严重时导致钢板分层。磯可W提高材料的强度， 但会增加钢的冷脆性。两种元素越低越好，但考虑到实际工艺控制能力，本发明技术方案设 定 P《0. 020%，S《0. 020〇/〇; 铅；铅在炼钢时作为脱氧剂添加，钢中铅含量小于0. 01%时材料的脱氧效果不好，钢中 会产生大量的A12化夹杂；钢添加过量的铅多会促进氮的析出，材料强化不利。因此，本发明 的A1含量范围设定为0. 010%~0. 060〇/〇。
[0011] 氮；氮是间隙强化元素，氮升高强度会上升，但同时材料的塑性变形抗力随之增 加；本发明在强度和塑性变形抗力间取得平衡，本发明的N含量设定为N《0. 0060%。
[0012] 一种冷社硬质锥锡钢板的生产方法，该方法包括： 钢水经真空脱气处理后进行连铸得到连铸板昆，其中所述钢水成分的质量百分比 为；C ;0. 051% ~0. 079%，Si《0. 1%，Μη ;0. 20% ~0. 40%，P《0. 020%，S《0. 020%，Alt : 0. 010%~0. 060%，N《0. 0060%，余量为化及不可避免的杂质元素； 连铸板昆经加热炉加热至115(TC~127(TC后进行热社，所述的热社为两段式社制工 艺，粗社为5道次连社，精社为7道次连社，精社结束温度为84(TC~87(TC ;精社后钢板厚 度为2~3. 5mm，层流冷却采用前段冷却，卷取温度为50(TC~54(TC卷取获得热社钢卷； 热社钢卷重新开卷后经酸洗、冷社、立式连续退火炉退火、平整、电锥锡，卷取得到厚度 为0. 18mm~0. 30mm成品，所述冷社压下率为85%~92%，经过冷社后的社硬状态带钢在立 式连续退火炉退火的均热段温度为575°C~59(TC，带钢在均热段的退火时间为60s~95s， 带钢在快冷终点温度为33(TC~35(TC，过时效1段终点温度为27(TC~29(TC，过时效2段 终点温度为22(TC~24(TC，过时效3段终点温度为19(TC~21(TC ;平整延伸为率1. 0%~ 2. 0%。
[0013] 本发明采取的生产工艺的理由如下： 1、连铸板昆加热温度的设定 板昆加热温度对A1N的溶解、析出影响较大，加热温度小于115(TC时A1N基本不溶解， 因此加入温度最好大于115(TC，材料中C、N原子溶解较充分，C、N间隙强化作用得W发挥， 但加热温度过高材料表面容易出现缺陷。因此本发明设定连铸板昆加热温度为115(TC~ 125(TC。
[0014] 2、精社结束温度设定 进行热社时，材料是完全奧氏体再结晶社制，为了避免材料进入两相区社制导致混 晶，冷社社制过程中又无法消除，终社温度要高于Ars相变点，经过测定静态相变点温度在 84(TC，动态温度下降1(TC~15°C。因此，综合考虑，本发明精社结束温度设定为84(TC~ 870 〇C。
[0015] 3、层流冷却方式和热社卷取温度设定 热社卷取温度如果大于58(TC，A1N析出物较多，N的强化效果变差，导致冷社板成品 硬度降低。同时，较快的冷速和较低的卷取温度可W抑制晶粒的长大，细化晶粒，起到细晶 强化的作用。综合考虑，层流冷却采取前段冷却的方式，本发明设定卷取温度为50(TC~ 540 〇C。
[0016] 4、冷社压下率设定 本发明采用6漉UCM (万能凸度带中间漉窜动）5机架冷连社机进行一次冷社生产，与 二次冷社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。冷社变 形量的增加，能够促进连续退火的再结晶，缩短退火时间，再结晶退火后的晶粒细化，强度 提高，但变形量提高到一定程度，社机的负荷聚集上升。综合考虑，本发明优选冷社的压下 率为85%~92〇/〇。
[0017] 5、退火温度设定 金属在冷社过程中，晶粒被拉长，晶粒取向改变，形成一定类型的织构，晶体内的缺陷 也会增加，反映到机械性能上的改变。因此，再结晶退火是冷社后控制和改变金属材料组 织、织构和性能的必要手段。冷社后的社硬钢在退火过程中经历的回复、再结晶和晶粒长大 Η个过程都影响到成品的性能。退火温度对材料的冲压性能影响较大，退火温度过低虽然 能显著提高硬度，但会由于未完全再结晶而产出纤维状组织