[發(fā)明專利]制造用于包裝應(yīng)用的回復(fù)退火的涂覆鋼基材的方法及由此制備的包裝鋼產(chǎn)品

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380017754.1
• 申請(qǐng)日: 2013-03-28
• 公開（公告）號(hào): CN104204234B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·J·卡姆帕尼羅;J·H·O·J·維彥比爾格;I·珀特吉斯則瓦特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 塔塔鋼鐵艾默伊登有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C21D8/02
• 分類號(hào): C21D8/02;C21D8/04;C25D5/50
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所11038
• 代理人: 李躍龍

本發(fā)明涉及制造用于包裝應(yīng)用的回復(fù)退火的涂覆鋼基材的方法及由此制備的包裝鋼產(chǎn)品。

通常以厚度為0.14－0.49mm的一次或二次冷軋鍍錫軋機(jī)(tin mill)產(chǎn)品提供包裝鋼。一次冷軋(SR)鍍錫軋機(jī)產(chǎn)品是直接冷軋至最終規(guī)格然后進(jìn)行再結(jié)晶退火。通過將冷軋材料連續(xù)退火或分批退火帶來再結(jié)晶。在退火后，通常通過施加1－2％的厚度壓下量通常將該材料平整軋制，以改進(jìn)材料的性質(zhì)。二次冷軋(DR)鍍錫軋機(jī)產(chǎn)品是給予第一次冷軋以達(dá)到中間規(guī)格、再結(jié)晶退火然后給予另一次冷軋至最終規(guī)格。所得的DR產(chǎn)品比SR更有剛性、更堅(jiān)硬并且更強(qiáng)，這允許消費(fèi)者在它們的應(yīng)用中利用更輕規(guī)格的鋼。將這些未涂覆的、冷軋的、再結(jié)晶退火和任選平整軋制的SR和DR包裝鋼稱為黑鋼板。可以在通常包含多個(gè)(通常4或5個(gè))軋制臺(tái)的冷軋串聯(lián)軋機(jī)中以冷軋壓縮的形式給出第一次和第二次冷軋。

回復(fù)退火(RA)是制備與二次冷軋(DR)級(jí)別相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度水平而且具有更好的可成形性和顯著的延伸率值的包裝鋼的成本有效的方法。在退火方法中存在三個(gè)階段，第一階段為回復(fù)時(shí)期，這導(dǎo)致金屬通過晶體缺陷(其主要類型為位錯(cuò))的部分移除和在變形期間引入的儲(chǔ)存能量的降低而軟化。回復(fù)時(shí)期覆蓋了在出現(xiàn)新的無應(yīng)變晶粒之前發(fā)生的所有退火現(xiàn)象。第二時(shí)期為再結(jié)晶，其中在具有高的儲(chǔ)存能量的晶粒的消耗下具有大角度晶界的新晶粒成核并生長(zhǎng)。這在根據(jù)本發(fā)明的方法和產(chǎn)品中是要避免的，因?yàn)槠鋵?dǎo)致拉伸性質(zhì)的突然且急劇的降低和延伸率值的增加。第三時(shí)期為再結(jié)晶之后的晶粒生長(zhǎng)。

令人遺憾的是，RA的缺點(diǎn)在于沿著帶材長(zhǎng)度以及從帶材到帶材的機(jī)械性質(zhì)通常是不均勻的。機(jī)械性質(zhì)的這些變化是退火爐的溫度的級(jí)別和/或波動(dòng)的反應(yīng)過于動(dòng)態(tài)的結(jié)果。

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供回復(fù)退火條件的較好控制。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供具有可再現(xiàn)性質(zhì)的回復(fù)退火的材料。

本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供用于包裝用途的更加成本有效的高強(qiáng)度鋼，其具有耐腐蝕的外表面。

通過制造用于包裝應(yīng)用的回復(fù)退火的涂覆鋼基材的方法達(dá)到這些目的中的一個(gè)或多個(gè)，該方法包括以下步驟：

●通過在高于或等于Ar₃轉(zhuǎn)變點(diǎn)的終軋溫度下熱軋來提供適于制備用于制備包裝鋼的低碳、超低碳或極低碳熱軋帶材的鋼板坯或帶材；

●冷軋所得的鋼帶材以制備一次冷軋鋼基材；

●在該一次冷軋鋼基材的一側(cè)或兩側(cè)上電沉積錫層以制備涂覆錫的鋼基材，其中基材的一側(cè)或兩側(cè)上的一個(gè)或多個(gè)錫層的涂層重量為至多1000mg/m²；

●在至少513℃的溫度T_a下退火該涂覆錫的鋼基材持續(xù)退火時(shí)間t_a：

○以將錫層轉(zhuǎn)化成鐵－錫合金層，其包含至少80重量％(wt.％)的FeSn(50原子％鐵和50原子％錫)，和

○以同時(shí)獲得回復(fù)的顯微組織，并且其中不發(fā)生一次冷軋基材的再結(jié)晶(即回復(fù)退火)；

●在至少100℃/s和/或的冷卻速率下快速冷卻該退火的基材。

錫層轉(zhuǎn)化成包含至少80重量％(wt.％)的FeSn(50原子％鐵和50原子％錫)的鐵－錫合金層意味著在基材上沒有殘留未合金化的錫。

本發(fā)明還體現(xiàn)為包裝鋼產(chǎn)品，例如罐、罐蓋或罐底，其包含在一側(cè)或兩側(cè)上提供鐵－錫合金層的低碳、超低碳或極低碳鋼基材，該鐵－錫合金層包含至少80重量％(wt.％)的FeSn(50原子％鐵和50原子％錫)，其中鐵－錫合金層通過如下方式制備：提供基材，在該基材的所述一側(cè)或兩側(cè)上具有錫層，接著在至少513℃的溫度T_a下的退火步驟持續(xù)退火時(shí)間t_a以形成鐵－錫合金層，并且其中退火步驟同時(shí)提供回復(fù)退火的基材，接著快速冷卻該退火的基材。

在從屬權(quán)利要求中提供了優(yōu)選的實(shí)施方案。

在根據(jù)本發(fā)明的方法中，通過在高于或等于Ar₃轉(zhuǎn)變點(diǎn)的終軋溫度下熱軋?zhí)峁┝诉m于制備用于制備包裝鋼的低碳、超低碳或極低碳熱軋帶材的鋼板坯或帶材。本發(fā)明的上下文中的低碳鋼具有至多0.05％的碳含量，超低碳鋼具有至多0.02％的碳含量，并且極低碳具有至多0.003％的碳含量。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，該鋼為無晶隙鋼，優(yōu)選超低碳的。在這些鋼中間隙元素碳和氮與元素如鈮結(jié)合。

冷軋?jiān)摕彳堜撘灾苽湟淮卫滠?SR)鋼基材。

隨后在冷軋的全硬基材上沉積錫層。將該基材稱為全硬基材是因?yàn)镾R基材在冷軋步驟之后沒有經(jīng)歷再結(jié)晶退火。因此該基材的顯微組織仍然為嚴(yán)重變形的。