镀锡板基本知识及生产工艺流程.ppt

,镀锡板基础知识及生产工艺流程,2007年3月19日 chinqq,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,第一节：什么是镀锡板 第二节：镀锡板的发展历史 第三节：镀锡板的特征 第四节：镀锡板的构造 第五节：镀锡板的分类 第六节：镀锡板的买方指标 第七节：镀锡板表面化学性能 第八节：镀锡板表面缺陷,第一部分 镀锡板基础知识,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,第一部分 镀锡板介绍,一.什么是镀锡板 镀锡板是在薄钢板上镀锡而制成的产品。钢板如果不加保护就会生锈，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。 但是锡的价格是铁的2030倍，而且性质柔软，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。,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,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荣的镀锡板贸易中心。 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，并改进了酸洗和镀锡工艺，建立了一个镀锡板工厂。,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,二、镀锡板的发展历史 迅猛增长：美 国 美国的镀锡板生产发展较晚，1891年美国的镀锡板产量只有1200吨，到1912年美国的镀锡板产量增加到100万吨，超过英国。1968年美国的镀锡板产量达到555万吨。 美国镀锡板的生产技术随着产量逐步进步，其中最重要的是采用冷轧钢板作原板、使用电镀法生产。 用冷轧方法生产镀锡原板从1926年开始应用,冷轧钢板的加工性能和腐蚀性比原来的热轧薄板制作的镀锡板优良得多。 后来居上：日 本 日本的镀锡板的起步比较晚，但是对世界镀锡板生产的发展和普及有重要地位。日本的镀锡板研制生产始於19211934年，到1968年日本镀锡板产量继美国、英国之后居世界第三位，日本的镀锡板输出遍及世界各地，是最大的镀锡板输出国，换取了大量外汇。同时日本是向世界各国输出镀锡板生产技术的主要国家。,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,三、镀锡板的特征 （1）无毒，锡层本身对人体无害，做成食品包装很安全。 （2）外表美丽，易于外表涂饰和印刷。 （3）锡本身具有良好的耐蚀性，保护基体防止被腐蚀。 （4）锡焊性良好，容易制作成容器。 （5）锡具有良好的延展性、润滑性，能经受苛刻的加工。 （6）但是，不进行特殊的化学处理，在空气中易氧化变色，而且，在特殊的食品中，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。,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,四、镀锡板的构造,5,5,4,4,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,镀锡板上各表面层的厚度,四、镀锡板的构造,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,（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示。一般我国以单面每平方米的重量克数（克/米2）来规定镀锡量，国际上以磅/基本箱100来表示。11.2克/米2相当于1磅/基本箱，国际上镀锡量标号为#100；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同，一般在某一侧印上差厚标记。 （2）镀锡表面 按照电镀锡后的最终处理方法，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。也可按照平整时轧辊的表面光洁度进行分类。,五、镀锡板的分类,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,（3）调质度 调质度的要求是根据用途来的，主要体现在机械性能上的强度和加工性能。,五、镀锡板的分类,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,（3）调质度 下表：jis标准镀锡板调质度及其主要用途,五、镀锡板的分类,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,（1）钢基板的钢种 由于镀锡板在食品、包装上的传统用途，镀锡板在基板的材质选择上考虑的最主要因素有二个：加工成型性能，耐蚀性能。a.钢中的化学成分对耐蚀性能的影响是很重要的，在对腐蚀性要求越高的场合，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：极高深冲性能场合；l型：优良耐蚀场合；mr型：应用最广，对残余元素含量要求没有那么严格。 低c、mn、p、s：软化材质 mn/s20： 防止微小折叠 高al低n：为了促进aln的析出，减少n的时效作用,六、镀锡板的买方指标,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,（1）钢基板的钢种,六、镀锡板的买方指标,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,（2）尺寸 厚度：一般，普通镀锡板厚度在0.150.49mm，二次冷轧的镀锡板0.140.29mm。镀锡板的厚度容许偏差在约10（合同尺寸，千分尺测量）。 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）的最大厚度差为 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。 同卷长、宽差： 长、宽度超差：在钢卷宽度方向为03mm，在长度方向03mm。,六、镀锡板的买方指标,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,（3）力学性能 镀锡板的力学性能由许多因素决定，包括钢的成分和轧制过程。在生产上，主要取决于退火制度和平整（调制轧制）的程度。虽然没有任何一种单独的力学性能试验可以用来检验出影响镀锡板加工性能的所有因素。但使用中，洛氏hr30tm硬度试验是普遍使用的一种快速试验方法。 对于普通一次冷轧镀锡板，通常只规定进行洛氏硬度检验，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，一般分类为以下四类： 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,六、镀锡板的买方指标,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,（5）镀锡层 镀锡板子镀锡的锡纯度99.75。 例：2.8/5.6 g/m2,gb252081,六、镀锡板的买方指标,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,（6）镀锡板的等级,六、镀锡板的买方指标,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,（7）钝化处理 钝化处理的目的是使得镀锡板表面稳定化，防止表面氧化锡的增加。最普遍的钝化处理是在重铬酸钠溶液中，带钢作阴极通电进行电解处理。 在后面还会介绍。 （8）涂油 为了减少成品运输中的擦划伤，储存中的防锈、和在使用中易于掀开，电镀锡板的表面涂敷一层极薄的油膜，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，但是一般在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3mm，最大不超过5mm。,六、镀锡板的买方指标,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,（10）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.包装方法应尽最大限度减少运输过程中板材的振动。（减少摩擦腐蚀）,镀锡板的两种典型的成品包装方式,六、镀锡板的买方指标,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,（1）总锡量 （2）合金锡量 （3）表面铬量 （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,七、镀锡板表面化学特性,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,镀锡板的缺陷一览表,八、镀锡板表面缺陷,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,九、国内镀锡板市场分析,1、需求情况 随着近些年国内经济的快速增长，生活和工作节奏日渐加快，对罐装食品和其他镀锡板包装商品的需求量在迅猛地增加，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,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,九、国内镀锡板市场分析,2、供应情况 随着近些年国内经济的快速增长，生活和工作节奏日渐加快，对罐装食品和其他镀锡板包装商品的需求量在迅猛地增加，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,从年开始，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改变。 若再考虑到中国市场每年还要从国外进口4050万吨。今后两年时间内，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。,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,九、国内镀锡板市场分析,3、国内镀锡板市场需求的总体分布 食品、饮料、化工涂料和各类礼品包装是镀锡板主要消费市场，占总需求量的90左右，其余市场如喷雾罐、瓶盖和电子产品等约占需求的10。,国内各目标市场的镀锡板需求量和所占比例 单位：万吨,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,第一部分完,第二部分 镀锡板的生产各工序,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,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,第二部分 镀锡板的生产各工序,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,一、镀锡板的工艺流程,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,（1）热轧机能 热轧卷在冷轧前要经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.检查并除掉对以后的冷轧等各工序有害的各种表面缺陷； （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，希望终轧温度高些，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,可见，降低终轧温度，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。,二、热轧酸洗,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,（3）氧化铁皮： 氧化铁皮的成分： 热轧带钢表面氧化皮的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，内层是最后的氧化亚铁层。酸洗过程中，内部氧化铁层结构溶解，氧化皮脱落。 热轧带钢表面生成的氧化铁皮，无论对于酸洗以后的各工序，还是对于最终产品镀锡板，都是非常有害的。例如： 带钢带着残余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。,二、热轧酸洗,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,热轧带钢经过酸洗后，进入冷轧工序，带钢在通过工作辊时发生塑性变形，厚度从约2mm轧薄到约0.2mm左右。冷轧时，为了减少带钢同工作辊间的摩擦作用，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。 采用的是单机架的可逆式轧机。为了有效保持轧辊的形状，冷却液的温度控制比较重要。 （1）轧机的控制参数： 轧辊水平度、轧辊间隙、轧制速度等 影响轧制的主要因素： 原料的厚度、宽度、硬度、成品厚度、轧辊凸度等,三、冷轧,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,（2）冷轧的板形控制： 轧机的工作辊一般预先加工成0.05mm左右凸度。而冷轧过程中，在进行了一定程度的轧制以后，轧辊中央温度升高，形成实际凸度。这种凸度较小时，带钢一般容易形成边浪；反之在凸度较大时形成中间浪或折皱。另外，在带钢运行偏离中心时，或轧辊水平度不良时，就会因单侧延伸而在一侧产生单边浪。,工作辊,支撑辊,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,（2）冷轧的板形控制： 影响边浪或者中间浪的产生倾向的因素列举如下： （1）冷却液的调节； （2）轧制油的使用方法（若带钢难以延伸，就形成边浪） （3）轧辊凸度； （4）轧制程序，特别是各机架的压下率和张力； （5）原料厚度及硬度的变化； （6）轧辊水平度。,（3）冷轧的表面缺陷： 冷轧工序发生的表面缺陷，大部分是因工作辊上有了伤痕或印痕而产生的，经常保持轧机清洁这点是很重要的。,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,在冷轧工序中轧制油冷却后的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要求。所以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方法，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方法。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。碱洗液的温度一般保持在80100。 另外，机械清洗方法，是在碱洗槽前后安装刷辊，对原板表面进行刷洗以除去油污。,四、脱脂清洗,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,清洗机组带钢上残留的洗涤水会在以后的工序中形成缺陷，必须将水挤干并充分干燥。 电解清洗作业线后是退火工序。根据退火设备对钢卷的要求，卷成的钢卷两端必须十分整齐。,四、脱脂清洗,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,热轧带钢的铁素体晶体在冷轧过程中受到约8095的冷加工，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，保持一定时间后再缓慢冷却。这个工序就是退火。 退火周期原理：快速加热到约680，保温2025秒，然后在控制的速度下冷却到480，快速冷却到接近室温 罩式炉退火：ba， 连续退火：ca 00的退火装置是罩式炉。,五、退火,回复,再结晶,晶粒长大,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,退火的三个阶段 （1）回复阶段 钢板内部应力减少，壁内位错从新排列，结构内的位错密度不断减少； （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，新的晶粒内部位错的情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 y 0kd-1/2 晶粒越细，强度越高。所以在均热保温一段时间以后，再结晶进行到一定阶段后，必须快速冷却到室温，防止晶粒的继续长大，使材质过软。,五、退火,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,退火的几个重要参数及其影响 （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,五、退火,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,退火后的带钢，处于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。,六、平整,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,电镀锡机组由前处理、电镀、后处理三个主要工艺段构成。 电镀锡的前处理是由酸洗、碱洗、水洗和刷洗组成，目的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：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，带钢表面的油和灰尘等通过碱洗液的化学作用和电解产生的氢气和氧气的机械冲刷被除去。,七、电镀锡,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,（2）酸洗 酸洗的目的：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，会造成镀锡缺陷； 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。,七、电镀锡,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,（2）酸洗,七、电镀锡,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,（3）电镀 电镀锡工艺：高速连续性生产工艺，镀锡厚度范围宽，锡层控制简单准确，最终锡层的质量稳定。 根据电解液使用不同可以分为以下几种 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，阻止两价锡氧化成为四价锡。电镀段的最后一个槽子为冲洗槽并回收镀液，以减少镀液损失，经过几对挤干辊，然后在一个热风干燥炉内烘干。,七、电镀锡,上海艾多维钢铁工程技术有限公司 shanghai idowell steel engineering equipment co., ltd,dowell,do well，to the best !,（3）电镀 弗洛斯坦法的电镀液典型组成 在电镀的过程中，镀液中的锡离子不断增加，酸的浓度逐渐降低，所以要经常添加苯酚磺酸