電鍍錫薄鋼板性能講述，2020年馬口鐵的趨勢

一、什么是鍍錫薄鋼板

電鍍錫薄鋼板(以下簡稱鍍錫板或馬口鐵〉因其基板具有適合的強度、優(yōu)良的焊接性和沖壓性，表面鍍層具有良好的耐腐蝕性，且易于涂布、印刷，因此，廣泛應(yīng)用于食品包裝，同時應(yīng)用于噴霧劑、化工、油漆等各種形態(tài)物品的包裝以及各種各樣器具的制造。

在熱浸鍍錫板基礎(chǔ)上發(fā)展起來的電鍍錫板已有70 多年的生產(chǎn)歷史。世界上鍍錫生產(chǎn)線及總產(chǎn)量基本穩(wěn)定，但是發(fā)展中國家相繼建設(shè)了或正在建設(shè)一些鍍錫機組，中國的發(fā)展尤為明顯。品種上， 二次冷軋鍍錫板及鍍銘板(TFS) 得到了較大的發(fā)展，日本的覆膜鐵(TFS 表面覆上一層塑料膜)近年來發(fā)展迅速。發(fā)展中國家鍍錫板的生產(chǎn)及消耗量迅速增加，發(fā)達國家則以新罐種的開發(fā)、精美的印刷、環(huán)境保護為其主要特征。

中國鍍錫板的發(fā)展起步較晚，長期主要依靠進口，自給率在50% 以內(nèi)。20世紀90 年代日本、韓國及中國臺灣、香港地區(qū)陸續(xù)在大陸建廠，使鍍錫板產(chǎn)能大大增加。尤其是1998 年寶鋼兩條鍍錫生產(chǎn)線的投產(chǎn)，使中國鍍錫板的自給率提升到70%左右，而且K板、DI材等高難度產(chǎn)品也立足于國內(nèi)提供，改變了我國所需K板(素鐵狀態(tài)應(yīng)用于水果罐頭的高耐蝕性鍍錫板〉長期依賴進口的局面， DI材(二片飲料罐用鍍錫板)的生產(chǎn)使寶鋼躋入世界少數(shù)鋼鐵廠能夠生產(chǎn)該產(chǎn)品的行列。

金屬包裝經(jīng)歷了中國改革開放二十多年的發(fā)展，現(xiàn)己形成包括印鐵、制罐(二片罐、三片罐)、氣霧罐、各類瓶蓋、鋼桶等為一體的完整的金屬包裝工業(yè)體系，成為中國包裝工業(yè)的重要門類之一。

隨著中國經(jīng)濟的高速發(fā)展，金屬包裝所需鍍錫板的消費總量每年以10% 左右的速度增長，可以預(yù)料，今后若干年內(nèi)，中國鍍錫板需求仍會以較高的速度發(fā)展。

二、馬口鐵的結(jié)構(gòu)

馬口鐵由五層組成，其剖面結(jié)構(gòu)及厚度如圖2-1 所示。

圖2- 1 馬口鐵的結(jié)構(gòu)（單位:μm）

三、鍍錫板的性能

1、材質(zhì)特性

（1）調(diào)質(zhì)度（以表面洛氏硬度HR30T 表示）   以調(diào)質(zhì)度代表材料的機械性能，在相同的制造條件下，較好地代表了材料性能，但在退火工藝（連續(xù)退火或罩式退火）不同時，相同的調(diào)質(zhì)度則表現(xiàn)出不同的強度和延伸率?；搴穸炔煌?，由于砧座效應(yīng)，測量值與實際值有一定差別。因時效原因，也會使調(diào)質(zhì)度發(fā)生變化。

（2） 成形性能  除了拉拔等加工時材料要承受苛刻變形外，一般的制罐、制蓋加工對鍍錫板都是能承受的。要求性能均勻，材料的晶粒度適合（鍍錫板一般為7# ~9#）。隨著制罐速度的加快，要求材料性能波動小，厚度波動小，板形較好，否則容易引起卡罐等缺陷。為了防止制罐中的起棱、沖壓時的拉伸應(yīng)變，要求鍍錫板應(yīng)變時效要小。

（3）方向性  除DI材對各向異性有嚴格要求外，一般的制罐加工中，對方向的要求不太嚴格而對二次冷軋鍍錫板，縱向和橫向性能差別大（橫向σsσb大，延伸率低），要求罐身的圓周方向與軋制方向一致。一次冷軋鍍錫板在有擴徑拉伸變形、圓改方拉伸變形時，最好也使罐身圓周方向與軋制方向一致，可以減少開裂、局部變形等缺陷的產(chǎn)生。

2、尺寸與板形

厚度：要求厚度公差要小，標(biāo)準為±8.5% ，實際要求要低得多。

寬度、長度：要求公差要小，標(biāo)準為－O/＋3mm，實際要求要小得多。

平坦度：較大的翹曲、中浪、邊浪將影響印鐵、制罐，要求3mm 以內(nèi)。

針孔：在鍍錫板生產(chǎn)過程中，通過針孔儀檢測出來。制罐線上的檢漏裝置對避免漏氣罐出廠也十分重要。

3、 表面特性

（1）表面粗糙度  基板的表面粗糙度是在平整時獲得的，粗糙度除DI材的拉拔工藝有重要影響外，適當(dāng)粗糙一些，可以提高鍍錫層和涂漆層的附著力；增加粗糙度，不易劃傷、擦傷。

（2）鍍錫量  鍍錫層越厚，孔隙越少，耐腐蝕性越高。要研究如何以比較少的鍍錫量得到連續(xù)性好、耐腐蝕性高的鍍錫層，除了要求原板表面清凈外，要控制好電鍍工藝，各項工藝參數(shù)要穩(wěn)定，力求減少波動。

（3）錫鐵合金層  通過軟熔而得到所要求的錫鐵合金層，提高鍍錫層的附著力，提高鍍錫板的耐腐蝕性，K板則要求較高的合金層；合盒層硬而脆，過厚則降低焊接性能，還易脫落。要致力于控制好合金層的連續(xù)性、排列的致密性，以生產(chǎn)出耐腐蝕性高的鍍錫板。

軟熔工藝的關(guān)鍵是按照所希望的軟熔加熱曲線來完成加熱，電阻加熱和感應(yīng)加熱聯(lián)合，為軟熔的控制提供了很好的條件。

（4）鈍化層  通過鉻酸鹽鈍化處理獲得，能有效抑制錫的氧化，提高鍍錫板的涂飾性和耐腐蝕性，還能有效防止硫化斑的產(chǎn)生。

按照用途和不同的內(nèi)容物，要求不同的鈍化層，如橘子、櫻桃、菠蘿、梨和桃等食品罐和18L竹筍罐，需要高電量進行鈍化。

（5）涂油表面涂上一層DOS油，起潤滑劑作用，防止劃傷、擦傷、磨傷，還有防銹作用。但涂油過多或涂油不均勻時，容易引起涂膜的“眼孔”缺陷。

4、耐腐蝕性

（1）素面罐頭的耐腐蝕性  橘子、菠蘿等食品罐頭，使用素面鐵，以保持罐內(nèi)食品的風(fēng)味和顏色，這些食品大多呈酸性，要求罐頭有很高的耐腐蝕性。與腐蝕性相關(guān)的主要因素有制罐用鍍錫板材料、內(nèi)容物的種類、裝罐條件、貯藏條件等。

從鍍錫板材料看，在不含氧的酸性環(huán)境中，錫首先被腐蝕溶解而保護了鐵。為了提高鍍錫板的耐腐蝕性，要求進行嚴格的生產(chǎn)控制，以高耐蝕板（即K板）提供給用戶。

（2）涂飾罐的耐腐蝕性  為了降低成本和節(jié)約寶貴的錫資源，人們不再用增加鍍錫層來提高耐腐蝕性的辦法，而是用較低的鍍錫層進行涂漆來提高罐頭的壽命；涂漆還能防止含硫的蛋白質(zhì)食品產(chǎn)生硫化黑變；像飲料、啤酒等的風(fēng)味對于少量溶解金屬的存在都很敏感，故使用涂漆罐。

必須保證涂膜完整，沒有缺陷，罐頭不再是依靠錫的溶解來防止基板腐蝕，漆層成了第一道防線。有人做過試驗：涂膜有缺陷的罐頭保質(zhì)期比不涂漆的要短得多，因此要防止涂膜的擦傷、翻邊部位的損傷，或罐蓋在沖壓加工中產(chǎn)生的涂膜脫落等。為了保證涂膜的質(zhì)量，有時進行多次涂漆；對于強酸性飲料，在制罐后必須進行內(nèi)噴涂，才能防止很快腐蝕，甚至漏罐。

5、涂飾性

鍍錫板大多要進行涂覆，涂覆質(zhì)量的好壞將直接關(guān)系著金屬罐的耐腐蝕性；有的還要進行彩印。涂飾性包括潤濕性和附著力。

（1）潤濕性  涂料不潤濕或存在眼孔，在缺陷部位集中腐蝕，同不涂飾相比，更容易產(chǎn)生孔蝕。影響潤濕性的因素很多，有涂料方面、涂飾條件和鍍錫板方面的原因。

由鍍錫板引起的主要有下列原因:

①涂油過多或涂油不均。

②表面有異物附著。機械油、硅酮樹脂、微小粉末、濕氣等。

③表面狀態(tài)、時效、貯藏溫度等。

（2）附著力  涂膜附著力不好時，加工變形中產(chǎn)生裂紋、起皮或剝離等。

附著力也與涂料、涂漆工藝有關(guān)，與鍍錫板有關(guān)的因素如下:

①通過鈍化處理，抑制錫的氧化，提高了涂漆的附著性。但貯存時間和反復(fù)加熱烘烤的次數(shù)影響著附著性。

②表面粗糙度的影響。

③錫層厚度的影響。

6、焊接性

三片罐罐身和各種桶都要進行焊接，因此焊縫質(zhì)量是十分重要的，要求合理的調(diào)整焊接參數(shù)，得到光滑、疏密均勻的焊縫，防止產(chǎn)生集中腐蝕，甚至漏罐。

鍍錫板的基板絕大多數(shù)為低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼，焊接性能是好的。隨著制罐速度的加快，要求焊接性能穩(wěn)定。鍍錫板方面必須保證有關(guān)性能，主要有以下幾點：

①鋼質(zhì)純凈，厚度尺寸偏差小，硬度均勻。

②表面干凈，無灰塵、垃圾。

③表面粗糙度合適。

④鍍錫層越低，焊接性能越好。低鍍錫層時，控制錫鐵合金層，保證一定的純錫層。

⑤IF鋼為基板的鍍錫板的焊接參數(shù)要注意控制。