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镀锡板基础知识及生产工艺流程一.什么是镀锡板镀锡板是在薄钢板上镀锡而制成的产品钢板假如不加保护就会生锈,若接触食品,铁还会溶出而使食品变味镀锡板最早是按照下述想法制造出来的由钢板提供为制作罐头等所需的加工性能和强度等机械性能,而由锡提供光泽度等优良的表面性能不过锡日勺价格是铁的12030倍,并且性质柔软,强度低,在生产镀锡板时,〜在使得产品具有优良的表面性能,即良好的耐蚀性,光亮的外观,良好的印刷性能的前提下,镀锡应尽量薄
二、镀锡板的发展历史鼻祖德国镀锡板的发源可以追溯到14世纪,当时巴伐利亚在锻制的镀锡板上进行镀锡这种工艺扩展,17世纪德累斯顿形成繁华的镀锡板贸易中心发展英国1697年英国的威尔士用水力驱动的I轧钢机对钢板进行热轧,1720年在南威尔士以热轧薄铁板作为基板金属,并改善了酸洗和镀锡工艺,建立了一种镀锡板工厂
三、镀锡板的特性2分层17折叠32肋排印3翘皮18折皱33牛排印4氧化铁皮19轮胎印34刀花印5鳞状剥落20压印35热瓢曲6针孔21辐印36粘锡7震动痕22原板油斑37木纹8色差23油斑38白边9塔形24锈斑39过软熔10溢出边25原板划伤40欠软熔11松卷26卷取榛伤41未软熔12塌卷27边部起筋42淬水斑13边损28中部起筋43烧点14边裂29停车斑44镀锡污迹15锯齿边30平整花45锡层擦划伤
九、国内镀锡板市场分析
1、需求状况伴随近些年国内经济的迅速增长,生活和工作节奏日渐加紧,对罐装食品和其他镀锡板包装商品的I需求量在迅猛地增长,增长速度超过了同期GDP的增幅国内镀锡板表观消费量变化趋势单位万吨年份23年23年23年23年23年23年23年23年表观消费
1161401541952152302503002、供应状况伴随近些年国内经济的迅速增长,生活和工作节奏日渐加紧,对罐装食品和其他镀锡板包装商品的I需求量在迅猛地增长,增长速度超过了同期GDP的增幅国内镀锡板实际供货能力(扣除出口数量)单位万吨年份23年23年23年23年23年23年23年国内供应989398112124220260从2006年开始,国内镀锡板供需基本平衡,前两年供不应求的局面已发生了实质性的变化若再考虑到中国市场每年还要从国外进口40-50万吨此后两年时间内,国内镀锡板市场又开始进入阶段性供应过剩的阶段窄带面临的形势是与宽带争夺市场、出口
3、国内镀锡板市场需求的I总体分布食品、饮料、化工涂料和各类礼品包装是镀锡板重要消费市场,占总需求量日勺90%左右,其他市场如喷雾罐、瓶盖和电子产品等约占需求时10%国内各目的市场的镀锡板需求量和所占比例单位万吨目的市场食品罐饮料罐化工罐干货罐瓶盖喷雾罐其他需求量552045241285所占比例33%12%27%14%7%3%5%第二部分镀锡板日勺生产各工序第一节镀锡板的工艺流程第二节热轧酸洗第三节冷轧第四节脱脂清洗第五节退火第六节平整第七节电镀锡
一、镀锡板的工艺流程
二、热轧酸洗1热轧机能热轧卷在冷轧前要通过酸洗才能进行冷轧,酸洗具有下述机能:
1.除去热轧时生成的氧化铁皮;
2.将带钢侧边部切齐;
3.涂上轧制润滑油,起到防锈和润滑的作用;
4.检查并除掉对后来的冷轧等各工序有害的多种表面缺陷;2热轧条件热轧的终轧稳定和卷取温度,对冷轧和退火制成的镀锡原板的机械性能有很大影响,一般来说,但愿终轧温度高些,卷取温度低些,可以使晶粒度变细,碳化物微细分散例某厂热轧条件对退火后镀锡原板的性能影响卷取温度高温(700~730℃低温(620℃如下)硬度(HRB)平均波动范围平均波动范围高温(870°终轧温度
43.
5414646.54248〜〜上)低温(870°
42.
7385045.33851〜〜下)可见,减少终轧温度,提高卷取温度,材质变软,但性能波动大;反之材质变硬(弥散强化),性能波动小,较稳定
(3)氧化铁皮氧化铁皮的成分热轧带钢表面氧化皮日勺生成是由大气中的氧气向内部扩散的反应过程,最外层是很薄的三氧化二铁,中间是稍后的四氧化三铁层,内层是最终的氧化亚铁层酸洗过程中,内部氧化铁层构造溶解,氧化皮脱落热轧带钢表面生成的氧化铁皮,无论对于酸洗后来日勺各工序,还是对于最终产品镀锡板,都是非常有害的例如带钢带着残存的氧化铁皮进行轧制,会使得轧棍产生缺陷,还会将氧化皮压入带钢内,从而使得镀锡层产生缺陷,影响防锈性能和加工性能热轧带钢通过酸洗后,进入冷轧工序,带钢在通过工作辐时发生塑性变形,厚度从约2111nl轧薄到约
0.2nm左右冷轧时,为了减少带钢同工作辐间的摩擦作用,并带走因塑性变形产生的大量热能,要向带钢上喷射冷轧润滑油和冷却液采用的是单机架的I可逆式轧机为了有效保持轧辐的形状,冷却液的温度控制比较重要1轧机时控制参数轧辐水平度、轧辐间隙、轧制速度等影响轧制的重要原因原料的厚度、宽度、硬度、成品厚度、轧辐凸度等2冷轧的板形控制轧机的工作辐一般预先加工成
0.05mm左右凸度而冷轧过程中,在进行了一定程度的轧制后来,轧辐中央温度升高,形成实际凸度这种凸度较小时,带钢一般轻易形成边浪;反之在凸度较大时形成中间浪或折皱此外,在带钢运行偏离中心时,或轧辐水平度不良时,就会因单侧延伸而在一侧产生单边浪2冷轧的板形控制影响边浪或者中间浪的产生倾向的I原因列举如下1冷却液的调整;2轧制油的使用措施若带钢难以延伸,就形成边浪3轧辐凸度;4轧制程序,尤其是各机架的压下率和张力;5原料厚度及硬度的变化;6轧辐水平度3冷轧时表面缺陷冷轧工序发生日勺表面缺陷,大部分是因工作辐上有了伤痕或印痕而产生时,常常保持轧机清洁这点是很重要的
四、脱脂清洗在冷轧工序中轧制油冷却后日勺镀锡原板表面上黏附了油脂和其他异物,如不洗掉而直接进行退火,油类会不完全燃烧而在带钢上残留碳质污斑,用来生产镀锡板就不能符合质量规定因此镀锡原板在退火前必须进行电解清洗除去这些油脂一般采用的镀锡原板清洗措施,是在脱脂液中进行化学脱脂和电解脱脂1化学脱脂,是将镀锡原板浸泡在碱洗液中进行的脱脂过程使得附在原板表面的动植物油在热碱洗液中皂化,变成可溶性的I肥皂和甘油而溶解除去2电解脱脂,是在上述化学脱脂的基础上原板加以通电进行电解处理的脱脂措施电解时,从原板表面产生氢气和氧气气泡,将黏附在原板表面的油膜机械地冲洗掉碱洗液日勺温度一般保持在80100℃〜此外,机械清洗措施,是在碱洗槽前后安装刷辐,对原板表面进行刷洗以除去油污清洗机组带钢上残留的洗涤水会在后来的工序中形成缺陷,必须将水挤干并充足干燥电解清洗作业线后是退火工序根据退火设备对钢卷的I规定,卷成的钢卷两端必须十分整洁
五、退火热轧带钢的铁素体晶体在冷轧过程中受到约8095%日勺冷加工,晶粒被拉长成为纤〜维状组织,由于位错密度很高,冷加工硬化而强度增大,加工性能基本完全丧失为了恢复镀锡原板的加工性能,将加工硬化状态的原板加热到高温,保持一定期间后再缓慢冷却一一这个工序就是退火退火周期原理迅速加热到约680℃,保温2025秒,然后在控制时速度下冷却到〜480℃,迅速冷却到靠近室温罩式炉退火BA,持续退火CA00日勺退火装置是罩式炉退火的三个阶段1答复阶段钢板内部应力减少,壁内位错从新排列,构造内的位错密度不停减少;2再结晶阶段从冷轧产生的纤维组织中出现微小的新晶粒并迅速全面扩张的时期再结晶结束后,新日勺晶粒内部位错日勺状况恢复到冷轧之前的状态3晶粒长大阶段晶粒的大小与强度可以根据科特雷尔―佩奇公式o y=o0+kd-l/2晶粒越细,强度越高因此在均热保温一段时间后来,再结晶进行到一定阶段后,必须迅速冷却到室温,防止晶粒的继续长大,使材质过软退火的几种重要参数及其影响1加热速度加热越快,晶粒越细,硬度越高2均热速度温度越低,晶粒越细,硬度越高3均热时间时间越短,晶粒越细,硬度越高4冷轧轧制压下率越大,晶粒越细,硬度越高
六、平整退火后的带钢,处在一种比较柔软的状态,要对它进行一次轻微的冷轧处理,即平整,或“调质轧制”,平整的压下率比较小
0.54%〜平整的作用1消除应力平台;2部分改善板形,并赋予镀锡板表面状态;3使带钢具有合适的硬度
七、电镀锡电镀锡机组由前处理、电镀、后处理三个重要工艺段构成电镀锡的前处理是由酸洗、碱洗、水洗和刷洗构成,目日勺是为了使得电镀的质量良好,带钢原板的表面必须洁净1碱洗碱洗的目的J带钢通过碱洗槽内的热碱溶液,在通电电极作用下发生电解清洗,带钢表面日勺油和灰尘等通过碱洗液的化学作用和电解产生的I氢气和氧气的机械冲刷被除去2酸洗酸洗的目时除掉原板表面附着的氧化膜和油污等,得到适合镀锡的洁净表面酸洗操作对镀锡表面质量的影响比较大A.如酸洗不良原板表面仍残留着氧化物及油污等,会导致镀锡缺陷;B.如酸洗过度会使原板表面变粗糙,失去光泽,并使镀锡量增多2酸洗
0.
040.0溶病中波庶%Fa3电镀电镀锡工艺高速持续性生产工艺,镀锡厚度范围宽,锡层控制简朴精确,最终锡层的质量稳定根据电解液使用不一样可以分为如下几种A.酸性硫酸盐型-------------弗洛斯坦法;B.卤化亚锡和碱金属氟化物水溶液型----------卤素法;C.弗硼酸型;D.碱性锡酸盐型弗洛斯坦法镀液两价锡在苯酚磺酸PSA中的溶液,镀液中加入添加剂,制止两价锡氧化成为四价锡电镀段的最终一种槽子为冲洗槽并回收镀液,以减少镀液损失,通过几对挤干辐,然后在一种热风干燥炉内烘干弗洛斯坦法的电镀液经典构成Sn2+1无毒,锡层自身对人体无害,做成食品包装很安全2外表漂亮,易于外表涂饰和印刷3锡自身具有良好的耐蚀性,保护基体防止被腐蚀4锡焊性良好,轻易制作成容器5锡具有良好的延展性、润滑性,能经受苛刻日勺加工6不过,不进行特殊的I化学处理,在空气中易氧化变色,并且,在特殊日勺食品中,由于硫变产生黑变7锡层柔软,镀锡层不会裂开,也不会脱落
四、镀锡板aI构造镀锡板上各表面层的厚度埃10-10米油膜50-10氧化膜
2.5-10锡层
1.3-104合金层
1.3-103钢基板
2.5-106
五、镀锡板的分类1镀锡量以一定面积的镀锡原板上所镀上的锡的重量来表达一般我国以单面每平方米日勺重量克数克/米2来规定镀锡量,国际上以磅/基本箱」00来表达
11.2克/米2相称于1磅/基本箱,国际上镀锡量标号为#100;Sn4+游离酸添加剂在电镀的过程中,镀液中的锡离子不停增长,酸的浓度逐渐减少,因此要常常添加苯酚磺酸使锡离子以苯酚磺酸盐的形式存在于电镀液中3电镀电镀槽内,在带钢的两侧分别悬挂着锡阳极棒,电镀时,带钢为阴极,锡棒为阳极,通以电流,锡阳极就溶解为二价锡离子进入电镀液中,然后在带钢时表面析出成为金属锡锡阳极溶解消耗后逐一换上新的阳极镀锡量可以根据法拉第定律进行计算为了得到良好的镀锡层,在电镀液浓度、温度、电流密度之间存在着复杂日勺互相关系,因而在实际操作中必须制定出能使这些互相关系保持于最佳状态的操作计划,并细致地加以控制4软熔电镀后得到附带钢上的锡在显微镜下观测是微粒状的锡粒,附着力差,没有光泽,一般将带钢加热到锡时熔点以上的温度使锡层熔解,然后立即淬入水中,变成有光泽欧I镀锡板在软熔过程中,镀锡层被瞬间熔化,使镀锡板形成光亮的表面软熔过程中,镀锡层和铁基板的界面还形成一层很薄的铁一锡合金层,它能改善镀锡板的锡焊性和耐腐蚀性软熔操作的时间只有几秒时间,稍微超过锡的熔点温度加热措施有感应软熔加热和电阻软熔加热两种措施,00使用的是电阻软熔加热措施,这个措施是让大交流电流通过导电辐、带钢,产生的热量使镀锡层熔化
(5)钝化软熔后的I镀锡板在表面上有一层很薄日勺锡氧化物膜,在镀锡板长期储存过程中或在涂漆后的I烘烤过程中,这种氧化物膜会继续增长而引起镀锡板变色钝化处理的目的,就是使氧化物膜稳定和提高镀锡板的抗色变性钝化方式H(化学钝化),Y(阴机电化学钝化),钝化溶液重铭酸钠溶液通过化学作用或电化学作用将自然产生的锡氧化膜溶解掉,并生成一层很薄但很致密的锡氧化膜,将锡层与外界空气隔绝,起到良好的保护作用带钢通过钝化处理后,在水洗槽中将处理溶液完全洗掉,再通过烘干常见的
2.8克/米2,
5.6克/米2标号则为#25,#50差厚镀锡指的是上下表面的镀锡量不一样,一般在某一侧印上差厚标识2镀锡表面按照电镀锡后的最终处理措施,一般可以分为光亮表面和无光泽表面无光泽表面是在电镀锡后不进行锡层软熔处理而制成也可按照平整时轧辐日勺表面光洁度进行分类目的粗粗度范与否软表面代码度围熔光亮表B
0.
230.13〜是面
0.33石纹表R
0.
390.24〜是面
0.59银色表S
1.
020.77〜是面
1.27无光表M
1.
020.77〜否面
1.273调质度调质度的规定是根据用途来的,重要体目前机械性能上的强度和加工性能下表JIS原则镀锡板调质度及其重要用途HR30T分类调质度特性重要用途硬度罩式T50/T-149±3深冲用软质材料深冲罐,喷罐,盖子等中等程度深冲,稍有环盖,螺纹盖,盖子,浅冲T52/T-253±3刚性罐等适合于浅冲,具有适罐头的底、盖和罐身,大直T57/T-357±3度的刚性径罐的盖,瓶盖等规定刚性比T-3高罐头日勺底、盖和罐身,瓶盖T61/T-461±3些的一般用途等有优良的1抗折性,刚合用于内容物腐蚀性较弱T65/T-565±3性很高的加磷钢的罐头底、盖和罐身T70/T-670±3刚性非常高日勺加磷钢啤酒罐头的底、盖等兼具中等程度的成型盖子,罐头的底、盖和罐T-4CA61±3性能和适度的刚性身持续有优良的抗折性,刚退火T-5CA65±3罐头的底、盖和罐身性很高(不加磷)T-6CA70+3强度非常高日勺加磷钢啤酒罐头的底、盖等DR550/DR轧制方向日勺抗拉强度73±3小直径罐头的罐身和底盖二次-8约56kg/mm2冷轧DR620/DR轧制方向的抗拉强度直径稍大日勺罐头罐身和底76±3—9约63kg/mm2盖轧制方向日勺抗拉强度DR660/DR啤酒罐头,汽水罐头等时73kg/mm2以上的加80±3-10底、盖氮钢
六、镀锡板的买方指标1钢基板的钢种由于镀锡板在食品、包装上的老式用途,镀锡板在基板的材质选择上考虑的最重要原因有二个加工成型性能,耐蚀性能A.钢中日勺化学成分对耐蚀性能的影响是很重要的,在对腐蚀性规定越高的场所,钢中的元素的控制越严格;B.钢的成分对其成型性能也有影响D型极高深冲性能场所;L型优良耐蚀场所;MR型应用最广,对残存元素含量规定没有那么严格低C、Mn P、S软化材质Mn/S^20防止微小折叠高A1低N为了增进AINffU析出,减少N日勺时效作用调质度T-
2.5CA CSi MnP sSol-Al N目日勺
0.
0240.
20.07下限
0.
010.
10.055上限
0.
0380.
0340.
250.
010.
010.
0850.0035调质度T-3CA CSi MnP sSol-Al N目的
0.
030.
20.07下限
0.
0160.
10.055上限
0.
0440.
0340.
250.
0150.
010.
0850.0035调质度T-4CA CSi MnP sSol-Al N目的
0.
040.
0250.05下限
0.
0260.
20.02上限
0.
0540.
0340.
350.
020.
0230.
080.004调质度T-5CA CSi MnP SSol-Al N目的
0.
10.
40.
050.006下限
0.
080.
30.
020.004上限
0.
130.
0340.
50.
020.
0230.
080.0082)尺寸厚度一般,一般镀锡板厚度在
0.15-
0.49mm,二次冷轧的镀锡板
0.14-
0.29mm镀锡板日勺厚度容许偏差在约10%(协议尺寸,千分尺测量)o厚度偏差同板差测量点带钢中部与边缘部分的厚度差板材中部同带钢边缘部位(离边部10mm)日勺最大厚度差为平均厚度的4%边部减薄边缘最外侧边缘厚度差所规定的最大容许偏差是被测钢板的实际中部厚度的9%0同卷长、宽差长、宽度超差在钢卷宽度方向为0+3nnn,在长度方向0+3niin〜〜
(3)力学性能镀锡板的力学性能由许多原因决定,包括钢的成分和轧制过程在生产上,重要取决于退火制度和平整(调制轧制)的I程度虽然没有任何一种单独的力学性能试验可以用来检查出影响镀锡板加工性能的所有原因但使用中,洛氏HR30Tm硬度试验是普遍使用日勺一种迅速试验措施对于一般一次冷轧镀锡板,一般只规定进行洛氏硬度检查,而对二次冷轧镀锡板,还加上拉伸性能的测定
(4)表面状态同前所述,一般分类为如下四类光亮表面(B)光滑钢基板,镀锡后软熔石纹表面(R)(二次冷轧)基板方向性的条纹,镀锡后软熔无光表面(M)基板表面喷丸,镀锡不软熔银光表面(S)基板表面喷丸,镀锡后软熔
(5)镀锡层镀锡板子镀锡日勺锡纯度
299.75%例
2.8/
5.6g/m2标称镀锡量最小镀锡量标号g/m2(单面)g/m2(单面)#
101.1/
1.
10.9#
252.8/
2.
82.45#
353.9/
3.
93.6#
505.6/
5.
65.25#50/#
255.6/
2.
85.25/
2.45#
758.4/
8.
47.85#75/#
258.4/
2.
87.85/
2.45#
10011.2/
11.
210.1/
10.1#100/#
2511.2/
2.
810.1/
2.25#100/#
5011.2/
5.
610.1/
5.05#135/#
2515.2/
2.814/
2.256镀锡板的等级分选度一级品二级品等外品实物质量严废次品7钝化处理钝化处理的目日勺是使得镀锡板表面稳定化,防止表面氧化锡欧I增长最普遍的钝化处理是在重倍酸钠溶液中,带钢作阴极通电进行电解处理在背面还会简介8涂油为了减少成品运送中的擦划伤,储存中日勺防锈、和在使用中易于掀开,电镀锡板的I表面涂敷一层极薄的I油膜,最普遍使用的是二辛基奎二酸酯DOS油,订货中对油膜量不作规定,不过一般在
0.0025/
0.0099g/m2的范围内9板形将整张镀锡板或镀锡原板放在平板上,测量其翘曲、边浪、中浪的高度、急峻度等,一般应不超过3nm,最大不超过5nini10包装A.包装材料必须干燥,应不含挥发性酸性物质,并防止水气凝结B.包装措施应尽最大程度减少运送过程中板材的振动减少摩擦腐蚀
七、镀锡板表面化学特性1总锡量2合金锡量3表面格量4涂油量5耐蚀性指标ISV铁溶出值PLV酸洗时滞值ATC值孔隙度
八、镀锡板表面缺陷镀锡板的缺陷一览表1表面夹杂16毛刺31脏污。