專利名稱：用于大塑性變形加工的鍍錫板電涂工藝制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種塑性變形優(yōu)異的鍍錫板鍍層制造方法，適用于制罐過程中大塑性變形的鍍錫板生產(chǎn)，特別是超深沖變形的易拉罐用鍍錫板的生產(chǎn)。
背景技術(shù)：
鍍錫板，俗稱馬口鐵，是在薄帶鋼表面上鍍錫而成的產(chǎn)品。鍍錫板基體為低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼，具有良好的沖壓變形加工能力，表面鍍層錫具有金 屬光澤，耐蝕性能優(yōu)良，且對人體無害，因此，鍍錫板被廣泛應(yīng)用于制造食品飲料罐。為了進一步提高鍍錫板耐蝕性，適應(yīng)罐體內(nèi)容物，先將鍍錫后的帶鋼加熱至錫熔點附近的溫度，進行軟熔處理，在錫層和基體結(jié)合部形成一層耐蝕性優(yōu)良的錫鐵合金層，隨后用重鉻酸鈉溶液對軟熔處理后的鍍錫板進行化學(xué)鈍化或者電化學(xué)處理，形成一層致密的鈍化膜。經(jīng)上述工藝得到的鍍錫板從基體至表面分為四層，依次為鐵基體I、錫鐵合金層2 (FeSn2)、錫層3和鈍化膜層4，如圖I所示，其中錫鐵合金層2的含量為(0. 2^1. 5)g/m2，錫層3中的錫量為(I. f 15. 6) g/m2，鈍化膜層4中的Cr含量為(2 13)g/m2。上述方法得到的鍍錫板，其錫鐵合金層2 (FeSn2)的作用一方面是為了提升鍍錫板的抗腐蝕性能，另一方面是提升錫層和基板的結(jié)合力；而鈍化膜層4的作用則主要是提升鍍錫板的抗腐蝕性。在提升鍍錫板的抗腐蝕性能方面，無論是錫鐵合金層還是鈍化膜層，其根本機理在于錫鐵合金層和鈍化膜高度致密，有錫鐵合金層和鈍化膜存在的鍍錫板表面孔隙率極低，在10mg/dm2以下，具有良好的耐蝕性。但上述鍍層結(jié)構(gòu)的鍍錫板僅適用于制罐過程塑性變形量小于5%的三片罐制造，在應(yīng)用于塑性變形量遠(yuǎn)大于5%的沖壓制罐時會發(fā)生斷罐和表層剝落現(xiàn)象，因此無法有效利用塑性變形減薄罐體達到減輕罐體的低成本目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于大塑性變形加工的鍍錫板電涂工藝制造方法，該方法在鍍后處理時采用清水處理代替化學(xué)鈍化處理，有突出的環(huán)保性；并且采用本方法制得的鍍錫板制罐，其塑性變形量達到70%時不發(fā)生罐體局部斷裂和鍍層表面剝落現(xiàn)象。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種用于大塑性變形加工的鍍錫板電涂工藝制造方法，步驟如下
鋼板基體的表面粗糙度處理，配置鍍液，鋼板鍍前活化，電鍍，鍍后處理；
所述鍍后處理為鍍完錫后的鋼板浸入溫度在43°C 47°C的純水中，隨后用溫度在430C 47°C的純水進行沖洗，再將沖洗后鍍錫板表面的水跡擠干，最后用熱風(fēng)烘干板面；
得到的鍍錫板由鐵基體和附于鐵基體上的鍍層組成，從鐵基體至表面分為三層，依次為鐵基體、錫層和氧化膜層。所述烘干帶鋼的熱風(fēng)溫度控制在83°C ^115°C。所述鍍液的參數(shù)為硫酸亞錫濃度為(28±3)g/l，苯磺酸濃度為(16±3)g/l，a -萘酚磺酸聚氧乙烯醚濃度(3 ±0. 5)g/l，a -萘酚聚氧乙烯醚濃度5 ±0. 5g/l，鍍液溫度為 43°C 60°C。所述鋼板鍍前活化時間控制為0. 9秒至I. 2秒之間。所述電鍍中以鋼板為陰極，用15 20A/dm2的電流密度在其上下表面同時鍍上錫。所述鋼板基體的表面粗糙度參數(shù)為表面粗糙度Ra在0. 7^1. I U m,粗糙度峰值數(shù)PPI在140 260，屈服強度控制在260MPa 340MPa。所述鋼板基體厚度在寬度方向的波動范圍在I. 8%以下。 所述錫層的錫含量上表面為(I. 8^2. 8) g/m2、下表面為(2. 8^4. 0) g/m2，所述氧化膜層的量用電量還原法測量值為(I. 75^1. 15)mc/cm2。本發(fā)明通過對常規(guī)電鍍工藝的改進，特別是通過鍍后處理工藝后得到鍍錫板的新鍍層結(jié)構(gòu)，該鍍層結(jié)構(gòu)為從鐵基體至表面分為三層，依次為鐵基體、錫層和氧化膜層。本發(fā)明是按照常規(guī)電鍍工藝將設(shè)定量的錫鍍在退火平整基板上，鍍完錫的帶鋼不進行軟熔工藝處理，直接進入到水溫為45±2°C的淬水槽淬水處理，隨后用水溫為45±2°C的清水沖洗，擠干后用83°C 115°C的熱風(fēng)干燥表面水跡。本發(fā)明中的鍍錫板鍍層中沒有錫鐵合金層和表面鈍化層，為得到與常規(guī)鍍錫板同樣的孔隙率，并且錫層與板面的結(jié)合力滿足大塑性變形制罐的要求。本發(fā)明將電鍍過程中的電流密度設(shè)定在15 - 20A/dm2，是為了得到致密的錫層；為了提升錫層與板面的結(jié)合力，鍍前退火平整基板板面粗糙度Ra控制在0. 7^1. I u m，粗糙度峰值數(shù)PPI控制在14(T260，增加錫層和基板的接觸面積，同時電鍍前基板在電鍍槽內(nèi)的鍍液中浸泡活化的時間控制在
0.9秒至I. 2秒。由于大塑性變形制罐過程中產(chǎn)生的斷罐還跟基板的厚度均勻性和屈服強度相關(guān)，因此上述鍍錫板采用的退火平整基板其厚度在寬度方向的波動范圍控制在目標(biāo)厚度1.8%以下，屈服強度控制在260MPa 340MPa。本發(fā)明用于大塑性變形加工的鍍錫板電涂工藝制造方法的有益效果是
利用本發(fā)明制造方法制得的鍍錫板制罐，其變形量可以達到70%時不發(fā)生罐體局部斷裂和鍍層表面剝落現(xiàn)象，在同等容積罐體制造上，可以節(jié)約40%以上的鍍錫板，大大節(jié)約了罐體成本；同時，由于在制造本發(fā)明中的鍍錫板時，不使用軟熔處理，節(jié)約電能，特別是采用清水處理代替化學(xué)鈍化處理，有突出的環(huán)保性。


圖I為現(xiàn)有技術(shù)的鍍錫板板面鍍層結(jié)構(gòu)；
圖2為本發(fā)明用于大塑性變形加工的鍍錫板電涂工藝制造方法制成的塑性變形優(yōu)異的鍍錫板板面鍍層結(jié)構(gòu)。圖中I鐵基體，2錫鐵合金層(FeSn2)，3錫層，4鈍化膜層；6錫層，7氧化膜層。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。一種用于大塑性變形加工的鍍錫板電涂工藝制造方法，步驟如下
鋼板基體的表面粗糙度處理，配置鍍液，鋼板鍍前活化，電鍍，鍍后處理；得到的鍍錫板由鐵基體和附于鐵基體上的鍍層組成，從鐵基體至表面分為三層，依次為鐵基體I、錫層6和氧化膜層7，參見圖2。用于下述實施例的退火平整基板、電鍍工藝條件如下
退火平整基板要求
表面粗糙度Ra控制在0. 7 I. lum；
粗糙度峰值數(shù)PPI控制在14(T260 ；
屈服強度控制在260MPa 340MPa ；
厚度在寬度方向的波動范圍控制在目標(biāo)厚度I. 8%以下；
電鍍液參數(shù)要求
硫酸亞錫濃度28±3g/l，
苯酹磺酸濃度16±3g/l, a -萘酚磺酸聚氧乙烯醚濃度3±0. 5g/l， a -萘酚聚氧乙烯醚濃度5±0. 5g/l ；
鍍液溫度控制范圍43°C 60°C。實施例I
塑性變形優(yōu)異的鍍錫板通過下列步驟順序處理得到
使用厚度為0. 22mm的上述退火平整基板在上述鍍液中浸0. 9秒，隨即將基板作為陰極在上下表面分別設(shè)定目標(biāo)為2g/m2和3g/m2的錫量，采用15A/dm2的電流密度進行電鍍，鍍錫后浸入43°C的純水中0. 3秒，隨后用常溫純水沖洗，擠干帶鋼表面的水跡后用83°C的熱風(fēng)干燥帶鋼表面。經(jīng)上述處理后的鍍錫板上下表面鍍錫量分別為1.8g/m2、2.8g/m2，表面氧化膜的厚度經(jīng)電量還原法測量為I. 15mc/cm2。實施例2
塑性變形優(yōu)異的鍍錫板通過下列步驟順序處理得到使用厚度為0. 22mm的上述退火平整基板在上述鍍液中浸I. I秒，隨即將基板作為陰極在上下表面分別設(shè)定目標(biāo)為2g/m2和3g/m2的錫量，采用20A/dm2的電流密度進行電鍍，鍍錫后浸入47°C的純水中0. 4秒，隨后用常溫純水沖洗，擠干帶鋼表面的水跡后用115°C的熱風(fēng)干燥帶鋼表面。經(jīng)上述處理后的鍍錫板上下表面鍍錫量分別為2. 8g/m2、4. Og/m2，表面氧化膜的厚度經(jīng)電量還原法測量為
I.75mc/cm2。實施例3
塑性變形優(yōu)異的鍍錫板通過下列步驟順序處理得到使用厚度為0. 22mm的上述退火平整基板在上述鍍液中浸I. I秒，隨即將基板作為陰極在上下表面分別設(shè)定目標(biāo)為2g/m2和3g/m2的錫量，采用17. 5A/dm2的電流密度進行電鍍，鍍錫后浸入47°C的純水中0. 3秒，隨后用常溫純水沖洗，擠干帶鋼表面的水跡后用100°C的熱風(fēng)干燥帶鋼表面。經(jīng)上述處理后的鍍錫板上下表面鍍錫量分別為2. 08g/m2、3. 24g/m2，表面氧化膜的厚度經(jīng)電量還原法測量為 I. 58mc/cm2。實施例4
塑性變形優(yōu)異的鍍錫板通過下列步驟順序處理得到使用厚度為0. 22mm的上述退火平整基板在上述鍍液中浸1.0秒，隨即將基板作為陰極在上下表面分別設(shè)定目標(biāo)為2g/m2和3g/m2的錫量，采用17. 5A/dm2的電流密度進行電鍍，鍍錫后浸入45°C的純水中0. 4秒，隨后用常溫純水沖洗，擠干帶鋼表面的水跡后用100°c的熱風(fēng)干燥帶鋼表面。經(jīng)上述處理后的鍍錫板上下表面鍍錫量分別為2. llg/m2、3. 17g/m2，表面氧化膜的厚度經(jīng)電量還原法測量 為 I. 32mc/cm2。 以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍，因此，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于大塑性變形加工的鍍錫板電涂工藝制造方法，步驟如下 鋼板基體的表面粗糙度處理，配置鍍液，鋼板鍍前活化，電鍍，鍍后處理； 其特征是所述鍍后處理為鍍完錫后的鋼板浸入溫度在43°c 47°C的純水中，隨后用溫度在43°C 47°C的純水進行沖洗，再將沖洗后鍍錫板表面的水跡擠干，最后用熱風(fēng)烘干板面； 得到的鍍錫板由鐵基體和附于鐵基體上的鍍層組成，從鐵基體至表面分為三層，依次為鐵基體、錫層和氧化膜層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于大塑性變形加工的鍍錫板電涂工藝制造方法，其特征是所述烘干帶鋼的熱風(fēng)溫度控制在83°C 115°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于大塑性變形加工的鍍錫板電涂工藝制造方法，其特征是所述鍍液的參數(shù)為硫酸亞錫濃度為(28±3)g/l，苯磺酸濃度為(16±3)g/l，α-萘酚磺酸聚氧乙烯醚濃度(3±0. 5) g/1，α -萘酚聚氧乙烯醚濃度5±0. 5g/l，鍍液溫度為43。。 60。。。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于大塑性變形加工的鍍錫板電涂工藝制造方法，其特征是所述鋼板鍍前活化時間控制為O. 9秒至I. 2秒之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于大塑性變形加工的鍍錫板電涂工藝制造方法，其特征是所述電鍍中以鋼板為陰極，用15 20A/dm2的電流密度在其上下表面同時鍍上錫。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于大塑性變形加工的鍍錫板電涂工藝制造方法，其特征是所述鋼板基體的表面粗糙度參數(shù)為表面粗糙度Ra在O. 7^1. I μ m,粗糙度峰值數(shù)PPI在140 260，屈服強度控制在260MPa 340MPa。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于大塑性變形加工的鍍錫板電涂工藝制造方法，其特征是所述鋼板基體厚度在寬度方向的波動范圍在I. 8%以下。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于大塑性變形加工的鍍錫板電涂工藝制造方法，其特征是所述錫層的錫含量上表面為(I. 8^2. 8)g/m2、下表面為(2. 8^4. O)g/m2，所述氧化膜層的量用電量還原法測量值為(I. 75^1. 15) mc/cm2。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種塑性變形優(yōu)異的鍍錫板鍍層制造方法。一種用于大塑性變形加工的鍍錫板電涂工藝制造方法，步驟如下鋼板基體表面粗糙度處理，配置鍍液，鋼板鍍前活化，電鍍，鍍后處理；所述鍍后處理為鍍完錫后的鋼板浸入溫度在43℃~47℃純水中，隨后用溫度在43℃~47℃純水進行沖洗，再將沖洗后鍍錫板表面的水跡擠干，最后用熱風(fēng)烘干板面；得到的鍍錫板由鐵基體和附于鐵基體上的鍍層組成，從鐵基體至表面分為三層，依次為鐵基體(1)、錫層(6)和氧化膜層(7)。本發(fā)明在鍍后處理時采用清水處理代替化學(xué)鈍化處理，有突出的環(huán)保性；采用本發(fā)明制得的鍍錫板制罐，其塑性變形量達到70%時不發(fā)生罐體局部斷裂和鍍層表面剝落現(xiàn)象。
文檔編號C25D3/32GK102808202SQ201110142509
公開日2012年12月5日 申請日期2011年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月30日
發(fā)明者彭俊, 周謙永, 周俊, 周雪榮, 李兵虎, 李平 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司