CN115135795B - 高强度镀锡原板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高强度镀锡原板及其制造方法。根据本发明的一个实施例的镀锡原板，以重量％计，所述镀锡原板包含碳(C)：0.03至0.09％、锰(Mn)：0.2至0.4％、铝(Al)：0.01至0.06％、铬(Cr)：0.15至0.45％、铜(Cu)：0.05至0.25％、钛(Ti)：0.03至0.08％、余量的铁(Fe)和不可避免的杂质，屈服强度为570至700MPa。

Description

高强度镀锡原板及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种高强度镀锡原板及其制造方法。再具体地，本发明涉及一种用于饮料瓶等的盖体(又称王冠盖)的加工性和耐压特性优异的高强度镀锡原板及其制造方法。更具体地，本发明涉及一种通过优化钢成分和制造工艺等对超薄材料的拉拔性等加工性以及对内装物的耐压特性和形状冻结性优异的高强度镀锡原板及其制造方法。
背景技术
为了赋予耐蚀性或者获得美观的表面特性，对表面处理镀覆原板进行各种镀覆，以符合其用途。如此镀覆的钢板被称为表面处理镀覆钢板，例如有镀锡钢板、镀锌钢板、镀锌镍钢板等。如上所述，表面处理镀覆原板根据镀覆种类有多种分类，但是需要确保所要求的基本特性如成型性、耐压性、形状冻结性等。
一般而言，镀锡原板(BP，Blackplate)上镀锡的镀锡钢板(TP，Tinplate)是用作罐(Can)材料的钢材，因为大多数材料厚度都很薄，所以通过以洛氏表面硬度Hr30T(测量载荷30kg、辅助载荷3kg)测量的调质度(Temper Grade)来评价，一般可以区分为通过一次轧制法制造的调质度T1(Hr30T 49±3)、T2(Hr30T 53±3)和T3(Hr30T 57±3)为止的软质镀锡钢板和调质度T4(Hr30T 61±3)、T5(Hr30T 65±3)和T6(Hr30T 70±3)为止的硬质镀锡钢板。此外，可以区分为通过退火后二次轧制等提高硬度以提高材料强度的二次轧制材料DR7(Hr30T 71±3)、DR8(Hr30T 73±3)、DR9(Hr30T 76±3)和DR10(Hr30T 80±3)。
未镀锡状态的镀锡原板也以此分类。在通过一次轧制法制造的镀锡原板中，调质度T3以下的材料主要用于要求加工性的部位，而调质度T4以上的材料用于罐的主体、盖体(End和Bottom)等要求能够承受内装物产生的内部压力的性质而不是加工性的部位。尤其，在饮料瓶的盖体等用途(又称王冠盖(Crown cap))中，广泛应用于同时要求耐压特性和加工性的二次轧制镀锡原板。
为了用镀锡原板制作用于存放内装物的罐，在原板表面上电镀锡(Tin，Sn)等以赋予耐蚀性，再切割成一定大小，然后加工成圆形或角形来使用。作为加工容器的方法分为容器由盖体和主体(Body)两部分组成的两片(Piece)罐等不焊接的情况下加工的方法和罐由主体、上盖(End)和下盖(Bottom)三部分组成的三片(Piece)罐等通过焊接或粘接来固接主体的方法。
对于没有焊接的制管法，将镀锡钢板拉拔(Drawing)或者拉拔后减薄拉深(Ironing)，从而加工成容器。另一方面，对于实施焊接的制管法，一般分别加工上盖和下盖后粘附，主体是从原板切割的材料通过电阻焊法如线缝焊(Wire Seam)焊接成圆形。根据容器的用途，加工成圆形的罐通过被称为扩管(Expanding)的加工工艺进行二次加工。
一般而言，对于作为要求高耐压特性的盖体材料的王冠盖等部位，将材料拉拔加工后，拉拔前端部成型为褶皱形状，以提高密封性。此时，如果没有确保加工性，则褶皱形状会变得不均匀，从而产生形状不良，在该部分内装物的密封力降低，进而出现内装物泄漏的问题。尤其，即使如啤酒或碳酸饮料等碳酸气导致瓶的内压变高，也需要王冠盖保持密封性避免泄漏。如果王冠盖用钢板的加工性低，则作为表示密封性的特性的耐压强度不充分，盖体不能发挥盖体的作用。此外，即使褶皱形状均匀，若钢板的强度低，则根本无法确保耐压性。
因此，用于这些用途的材料不仅要具有优异的加工性，还要具有优异的耐压特性、形状冻结性。如果没有确保耐压特性和形状冻结性，则不仅无法确保密封力，还会发生内装物的泄漏，无法用作容器。因此，用于王冠盖等的镀锡钢板不仅需要改善耐压特性和形状冻结性，还需要同时改善加工性，因为要经过严格加工。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明旨在提供一种高强度镀锡原板及其制造方法。再具体地，本发明旨在提供一种用于饮料瓶等的盖体(又称王冠盖)的加工性和耐压特性优异的高强度镀锡原板及其制造方法。更具体地，本发明旨在提供一种通过优化钢成分和制造工艺等对超薄材料的拉拔性等加工性以及对内装物的耐压特性和形状冻结性优异的高强度镀锡原板及其制造方法。
(二)技术方案
根据本发明的一个实施例的镀锡原板，以重量％计，所述镀锡原板包含碳(C)：0.03至0.09％、锰(Mn)：0.2至0.4％、铝(Al)：0.01至0.06％、铬(Cr)：0.15至0.45％、铜(Cu)：0.05至0.25％、钛(Ti)：0.03至0.08％、余量的铁(Fe)和不可避免的杂质，屈服强度为570至700MPa。
镀锡原板还可以包含硅(Si)：0.03％以下且0％除外、磷(P)：0.01至0.03％、硫(S)：0.001至0.015％和氮(N)：0.003至0.009％。
镀锡原板还可以满足下述式1。
[式1]0.135≤([Ti]*[Al]/[N])+([Ti]/[C])≤0.35
此时，在式1中，[Ti]、[Al]、[N]和[C]各自表示镀覆原板中的Ti、Al、N和C含量(重量％)除以各原子量的值。
镀锡原板还可以满足下述式2。
[式2]0.020≤[Mn]*[Cu]/[S]≤0.095
此时，在式2中，[Mn]、[Cu]和[S]各自表示镀覆原板中的Mn、Cu和S含量(重量％)除以各原子量的值。
镀锡原板的表面硬度(Hr30T)可为74至80。
对镀锡原板进行熔锡和烘烤处理后的屈服点延伸率可小于1.0％。
镀锡原板的制耳率可小于1.5％。
镀锡原板的耐压强度可为120psi以上。
根据本发明的一个实施例的镀锡钢板，其包含所述镀锡原板和位于所述镀锡原板的一面或两面的镀锡层。
根据本发明的一个实施例的镀锡钢板的制造方法，其包含：制造板坯的步骤，以重量％计，所述板坯包含碳(C)：0.03至0.09％、锰(Mn)：0.2至0.4％、铝(Al)：0.01至0.06％、铬(Cr)：0.15至0.45％、铜(Cu)：0.05至0.25％、钛(Ti)：0.03至0.08％、余量的铁(Fe)和不可避免的杂质；将板坯加热的步骤；对加热后的板坯进行热轧以制造热轧钢板的步骤；将热轧钢板卷取的步骤；对卷取的热轧钢板进行一次冷轧以制造冷轧钢板的步骤；对冷轧钢板进行退火的步骤；以及对退火后的冷轧钢板以5至20％的压下率进行二次冷轧的步骤。
对卷取的热轧钢板进行一次冷轧以制造冷轧钢板的步骤中，压下率可为80至95％。
镀锡原板的制造方法可以满足下述式3。
[式3]5.5≤([Cr]*1.2[Cu]/[C])*(CRa-15)*CRb/(CRa+CRb)≤17
此时，在式3中，[Cr]、[Cu]和[C]各自表示镀覆原板中的Cr、Cu和C的含量(重量％)，CRa表示一次冷轧压下率(％)，CRb表示二次冷轧压下率(％)。
对加热后的板坯进行热轧以制造热轧钢板的步骤的热终轧温度可为860至930℃。
将热轧钢板卷取的步骤的卷取温度可为560至700℃。
对冷轧钢板进行退火的步骤的退火温度可为640至760℃。
(三)有益效果
根据本发明的镀锡原板，通过适当地控制成分和优化制造工艺，具有优异的强度特性、耐压特性、形状冻结性和加工性。
根据本发明的镀锡原板，通过适当地控制成分和优化制造工艺，不仅提高生产性，通过控制合金元素，可以用作用于啤酒瓶、白酒瓶、碳酸饮料瓶等容器的盖体的王冠盖用钢板。
根据本发明的一个实施例的镀锡原板，利用低碳钢为基底的钢来控制铬(Cr)、钛(Ti)等的加入量和合金元素之比，并优化一次和二次冷轧压下率的关系，从而具有优异的强度、形状冻结性、制耳率、加工性和耐压特性。
根据本发明的一个实施例的镀锡原板，当应用于需要确保拉拔后固接力的用途等要求制耳率和耐压特性的部位时，不仅表现出优异的物性，而且加工时可以抑制加工缺陷。
根据本发明的一个实施例的镀锡原板，为了确保二次轧制用原板的材料强度，代替超低碳钢以低碳钢为基础，需要加入必要的合金元素，但是含量过多时，通过加入一定量的铜(Cu)、铬(Cr)，可以确保稳定的材质，而不是减少偏析现象导致加工性劣化的锰(Mn)的加入量。
根据本发明的一个实施例的镀锡原板，通过加入钛(Ti)，可以确保耐时效性和超薄材料的通板性，因为钛以粗大的析出物存在，不会抑制铁素体再结晶，并固定固溶氮、固溶碳等。
根据本发明的一个实施例的镀锡原板，为了改善防止加工时材料破裂和确保耐压特性的相反特性，优化一次和二次压下率的组合，从而可以确保适当的强度和加工性的组合。
具体实施方式
在本说明书中，第一、第二、第三等词汇用于描述各部分、成分、区域、层和/或段，但这些部分、成分、区域、层和/或段不应该被这些词汇限制。这些词汇仅用于区分某一部分、成分、区域、层和/或段与另一部分、成分、区域、层和/或段。因此，在不脱离本发明的范围内，下面描述的第一部分、成分、区域、层和/或段也可以被描述为第二部分、成分、区域、层和/或段。
在本说明书中，当某一部分被描述为“包含”某一构成要素时，除非有特别相反的记载，否则表示还可以包含其它构成要素，并不排除其它构成要素。
在本说明书中，所使用的术语只是出于描述特定实施例，并不意在限制本发明。除非上下文中另给出明显相反的含义，否则本文所使用的单数形式也意在包含复数形式。在说明书中使用的“包含”可以具体指某一特性、领域、整数、步骤、动作、要素及/或成分，但并不排除其他特性、领域、整数、步骤、动作、要素、成分及/或组的存在或附加。
在本说明书中，马库什形式的表述中所包含的“它们的组合”是指选自由马库什形式的表述所记载的构成要素所组成的群中的一种以上的混合或组合，意味着包含选自由上述构成要素所组成的群中的一种以上。
在本说明书中，如果某一部分被描述为在另一个部分之上，则可以直接在另一个部分上面或者其间存在其他部分。当某一部分被描述为直接在另一个部分上面时，其间不存在其他部分。
虽然没有另作定义，但是本文中使用的所有术语(包含技术术语和科学术语)的含义与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的意思相同。对于辞典中定义的术语，应该被解释为具有与相关技术文献和本文中公开的内容一致的意思，而不应该以理想化或过于正式的含义来解释它们的意思。
另外，在没有特别提及的情况下，％表示重量％，1ppm是0.0001重量％。
在本发明的一个实施例中，进一步包含附加元素是指余量的铁(Fe)中一部分被附加元素替代，替代量相当于附加元素的添加量。
在下文中，将详细描述本发明的实施例，以使本发明所属领域的普通技术人员容易实施本发明。然而，本发明能够以各种不同方式实施，并不限于本文所述的实施例。
根据本发明的一个实施例的镀锡原板，以重量％计，所述镀锡原板包含碳(C)：0.03至0.09％、锰(Mn)：0.2至0.4％、铝(Al)：0.01至0.06％、铬(Cr)：0.15至0.45％、铜(Cu)：0.05至0.25％、钛(Ti)：0.03至0.08％、余量的铁(Fe)和不可避免的杂质，屈服强度为570至700MPa。
镀锡原板还可以包含硅(Si)：0.03％以下且0％除外、磷(P)：0.01至0.03％、硫(S)：0.001至0.015％和氮(N)：0.003至0.009％。
镀锡原板可以满足下述式1。
[式1]0.135≤([Ti]*[Al]/[N])+([Ti]/[C])≤0.35
此时，在式1中，[Ti]、[Al]、[N]和[C]各自表示镀覆原板中的Ti、Al、N和C含量(重量％)除以各原子量的值。
镀锡原板可以满足下述式2。
[式2]0.020≤[Mn]*[Cu]/[S]≤0.095
此时，在式2中，[Mn]、[Cu]和[S]各自表示将镀覆原板中的Mn、Cu和S含量(重量％)除以各原子量的值。
在下文中，将描述限制镀锡原板的成分、式1和式2的理由。
碳(C)：0.03至0.09重量％
碳(C)是为了提高钢的强度而加入的元素，如果C含量过少，则由于上述的效果不充分，无法获得目标耐压特性。相反地，如果C含量过多，则不仅表面缺陷增加，而且过饱和固溶碳增加，因此材料的屈服点延伸率高，从而成为加工罐时产生拉伸应变痕等加工缺陷的原因。此外，由于成为拉拔加工性变差的因素，C含量可为0.03至0.09％。更具体地，可以是0.035至0.085％。
锰(Mn)：0.2至0.4重量％
锰(Mn)作为固溶强化元素，其作用是提高钢的强度和热加工性。如果Mn含量过少，则可能成为产生红热脆性的因素，难以对奥氏体的稳定化作出贡献。相反地，如果Mn含量过多，则由于形成大量的硫化锰(MnS)析出物，从而降低钢的延展性和加工性，不仅成为中心偏析的因素，还存在降低轧制性的问题。因此，Mn含量可为0.2至0.4％。更具体地，Mn含量可为0.22至0.38％。
铝(Al)：0.01至0.06重量％
铝(Al)是铝镇静钢中作为脱氧剂以及防止时效引起的材质劣化的目的加入的元素，对确保延展性也有效果，这样的效果在超低温时更加明显。另一方面，如果Al含量过多，则由于氧化铝(Al2O3)等表面夹杂物激增，将会导致热轧材料的表面特性恶化，可能会发生加工性降低的问题。因此，Al含量可为0.01至0.06％。更具体地，Al含量可为0.015至0.055％。
铬(Cr)：0.15至0.45重量％
铬(Cr)是为了固溶强化而加入的元素，当加入量过少时，难以获得强化效果，当加入量过多时，虽然有利于提高硬度，但是导致耐蚀性劣化，由于使用昂贵的铬，存在制造成本上升的问题。因此，Cr含量可为0.15至0.45％。更具体地，Cr含量可为0.18至0.43％。
铜(Cu)：0.05至0.25重量％
铜(Cu)是为了耐蚀性和固溶强化而加入的元素，当加入量过少时，难以获得目标效果，当加入量过多时，连铸时造成表面缺陷，而且存在高温下成为低温开裂的因素的问题。因此，Cu含量可为0.05至0.25％。更具体地，Cu含量可为0.06至0.23％。
钛(Ti)：0.03至0.08重量％
对于未加入特殊元素的超低碳钢，由于钢中以固溶状态存在的元素，镀覆工艺的回流和制管工艺的烘烤处理过程中引起应变时效，因此存在加工罐时产生拉伸应变痕或折痕等缺陷的问题。为了避免这些问题，作为碳氮化物形成元素加入钛(Ti)，通过控制加入量，钛(Ti)以较为粗大的析出物形式存在，从而不会过度抑制再结晶，并且使钢中的氮固定，从而发挥提高加工性和促进基于硼的焊接部稳定性的作用。为此，Ti需要加入0.03％以上，如果加入量过多，则存在造成超薄材料的退火通板性恶化的问题。因此，Ti含量可为0.03至0.08％。更具体地，Ti含量可为0.032至0.076％。
硅(Si)：0.03重量％以下(0％除外)
硅(Si)与氧等结合在钢板的表面形成氧化层，不仅成为导致表面特性恶化以及降低耐蚀性的因素，而且成为降低镀层附着性的因素。因此，可以将Si含量限制在0.03％以下。更具体地，Si含量可为0.001至0.028％。
磷(P)：0.01至0.03重量％
磷(P)是钢中作为固溶元素存在并引起固溶强化以较低成本提高强度和硬度的有效元素。如果P的含量过少，则难以保持刚性，因此确保耐压特性变得困难。相反地，如果P含量过多，则铸造时引起中心偏析，并且降低延展性，可能会导致加工性变差。因此，P含量可为0.01至0.03％。更具体地，P含量可为0.013至0.028％。
硫(S)：0.001至0.015重量％
硫(S)与钢中的锰结合而形成非金属夹杂物，并成为引起红热脆性(redshortness)的因素，还与钛结合形成析出物，因此如果不严格控制硫的含量，则昂贵的锰和钛的加入量会有很大变化，不仅产生材质偏差，而且成为制造成本上升的因素，所以需要将硫含量的范围控制在一定的低水平。如果S含量高，则可能出现钢板的母材韧性降低的问题，因此S含量可为0.001至0.015％。更具体地，S含量可为0.003至0.014％。
氮(N)：0.003至0.009重量％
氮(N)在钢中以固溶状态存在并提高硬度等，是对材质强化有效的元素。如果N含量过少，则由于难以确保目标刚性，无法获得所需的耐压特性。相反地，如果N含量过多，则轧制性降低，而且耐时效性迅速恶化，不仅导致加工性劣化，还会与钛等发生反应形成析出物，从而可能成为退火温度上升的因素。因此，N含量可为0.003至0.009％。更具体地，N含量可为0.0034至0.0086％。
另一方面，对于本发明的镀锡原板，式1的值([Ti]*[Al]/[N])+([Ti]/[C])可以满足0.135至0.35，式2的值[Mn]*[Cu]/[S]可以满足0.020至0.095。其中，[Ti]、[Al]、[N]、[C]、[Mn]、[Cu]和[S]各自表示Ti、Al、N、C、Mn、Cu和S含量(重量％)除以各原子量的值。
[式1]0.135≤([Ti]*[Al]/[N])+([Ti]/[C])≤0.35
另一方面，对于作为碳氮化物形成元素的钛，除了硫以外，也形成碳化物、氮化物等，因此需要与碳、氮的量一起控制钛的加入量，才能确保加工性和焊接性等。为了稳定地生产焊接性和加工性优异的镀锡原板，可能需要控制([Ti]*[Al]/[N])+([Ti]/[C])原子比。如果([Ti]*[Al]/[N])+([Ti]/[C])原子比过低，则由于熔锡和烘烤工艺中发生时效现象，从而成为导致加工性明显恶化的因素。相反地，如果([Ti]*[Al]/[N])+([Ti]/[C])原子比过高，则由于再结晶现象受到明显抑制，超薄材料的热处理操作性变差，还会发展成热瓢曲等致命缺陷。因此，([Ti]*[Al]/[N])+([Ti]/[C])原子比可为0.135至0.35。更具体地，([Ti]*[Al]/[N])+([Ti]/[C])原子比可为0.137至0.348。
[式2]0.020≤[Mn]*[Cu]/[S]≤0.095
可以调节如上含有的元素的含量，以使这些元素中硫与锰和铜的原子比[Mn]*[Cu]/[S]为0.020至0.095。如果硫与锰和铜的原子比过小，则由于产生红热脆性，从而导致加工性变差，而如果硫与锰和铜的原子比过大，则存在偏析和表面缺陷增加的问题。因此，[Mn]*[Cu]/[S]原子比可为0.020至0.095。更具体地，[Mn]*[Cu]/[S]原子比可为0.023至0.093。
根据本发明的一个实施例的高强度镀锡原板可以具有优异的表面硬度特性。再具体地，表面硬度(Hr30T)可为74至80。对于王冠盖用材料，在镀覆和印刷后，通过拉拔模具(Die)成型为杯体，并将加工部前端加工成褶皱形状用于固接。此时，如果材料的材质不均匀，则由于加工后的前端部的卷曲程度不同，可能成为内装物的密封性出现问题导致内装物泄漏的因素。因此，要求材料的表面硬度值具有一定的范围。通过满足这样的物性，可以优选地用作所需的王冠盖用高强度镀锡原板。如果表面硬度过低，则不能确保加工后固接部的耐压特性，因此发生内装物泄漏的问题。相反地，如果表面硬度过高，则由于拉拔加工不太顺利，保持王冠盖部的形状存在问题。更具体地，表面硬度可为75.5至79.5。
另外，根据本发明的一个实施例的镀锡原板具有优异的熔锡和烘烤后的形状冻结性。为了确保成型后的王冠盖的耐压特性和形状冻结性，需要将材料的屈服强度控制在适当的范围，具体地屈服强度为570至700MPa。如果屈服强度过低，则不仅加工后加工部的形状冻结性变差，还会发生无法确保固接部的耐压特性的问题。相反地，如果屈服强度过高，则由于拉拔加工不顺利，不仅保持王冠盖部的形状存在问题，还会发生加工模具的寿命变短的问题。再具体地，屈服强度可为570至670MPa。更具体地，屈服强度可为580至660MPa。
另外，根据本发明的一个实施例的镀锡原板，可以具有优异的熔锡和烘烤后的加工性。具体地，在镀锡工艺中进行的约240℃下的熔锡处理和制管工艺中，经过用于使有机物干燥的180至220℃范围的烘烤处理后，屈服点延伸率也可小于1.0％。如果屈服点延伸率高，则暴露于表面缺陷如加工时发生褶皱等，还会发生加工褶皱时很难保持形状的问题。因此，对于王冠盖用材料，需要严格控制。再具体地，屈服点延伸率可小于0.8％。
此外，根据本发明的一个实施例的镀锡原板，可以具有优异的各向异性，各向异性表示基于拉拔成型的杯体的不同方向的高度。杯形拉拔过程中形成的成型杯的不同方向高度之差与王冠盖的附着性密切相关，而且对去除制耳部导致产生材料损失影响很大。对于表示成型杯的不同方向的各向异性的制耳率，测量成型杯的不同方向的高度后，用百分比表示最大杯高(Hmax.)和最小杯高(Hmin)之差除以最大杯高的值，表示为(Hmax-Hmin)/(Hmax.)*100。拉拔加工导致的制耳率可小于1.5％。如果制耳率高于1.5％，则不仅材料的损失增加，而且出现成型杯前端部的褶皱加工部的形状不良，存在王冠盖的固接力降低的问题。具体地，拉拔加工导致的制耳率可小于1.5％。更优选地，可小于1.3％。
另外，根据本发明的一个实施例的镀锡原板，可以具有优异的熔锡和烘烤后的耐压性。具体地，将镀锡钢板加工成王冠盖形状后，按照JIS S9017进行耐压实验时，可以获得120psi以上的值。如果耐压强度过低，则加工品的固接力变差，从而成为导致内装物泄漏的因素，因此从确保容器的稳定性的观点上，需要严格控制。具体地，耐压强度可为120psi(约0.828MPa)以上。再具体地，可以是125psi(约0.863MPa)以上。
另一方面，根据本发明的一个实施例的镀锡钢板，其包含所述镀锡原板和位于所述镀锡原板的一面或两面的镀锡层。
根据本发明的一个实施例的镀锡钢板的制造方法，其包含：制造板坯的步骤，以重量％计，所述板坯包含碳(C)：0.03至0.09％、锰(Mn)：0.2至0.4％、铝(Al)：0.01至0.06％、铬(Cr)：0.15至0.45％、铜(Cu)：0.05至0.25％、钛(Ti)：0.03至0.08％、余量的铁(Fe)和不可避免的杂质；将板坯加热的步骤；对加热后的板坯进行热轧以制造热轧钢板的步骤；将热轧钢板卷取的步骤；对卷取的热轧钢板进行一次冷轧以制造冷轧钢板的步骤；对冷轧钢板进行退火的步骤；以及对退火后的冷轧钢板以5至20％的压下率进行二次冷轧的步骤。
在下文中，将具体描述每个步骤。
首先制造板坯。在炼钢步骤中，将C、Mn、Si、P、S、Al、N、Ti、Cr、Cu等控制成适当含量，炼钢步骤中成分被调整的钢水通过连铸制成板坯。
至于板坯的各组分，前述的镀锡原板中已有详细描述，因此省略重复描述。镀锡原板制造工艺中合金成分没有实质变化，因此板坯和最终制造的镀锡原板的合金成分可能相同。
接下来，对板坯进行加热。为了顺利进行后续的热轧工艺以及将板坯均匀化处理，可以将板坯加热到1150至1280℃。如果板坯加热温度过低，则由于后续热轧时载荷激增，存在轧制性降低的问题。相反地，如果板坯加热温度过高，则不仅能源成本增加，而且表面氧化皮增加，因此发生材料损失。进一步优选地，板坯加热温度可为1180至1250℃。
接下来，对加热后的板坯进行热轧，以制造热轧钢板。此时，热终轧温度可为860至930℃。如果终轧温度过低，则由于在低温区域结束热轧，晶粒的混粒化会迅速发生，有可能导致热轧性和加工性降低。相反地，如果终轧温度过高，则表面氧化皮的剥离性降低，整个厚度上的热轧不会均匀，因此可能成为形状不良的原因。更优选地，终轧温度可为860至930℃。
接下来，将热轧钢板卷取。此时，卷取温度可为560至700℃。在热轧后卷取前，热轧钢板的冷却可以在输出辊道(ROT，Run-out-table)上进行。如果卷取温度过低，则由于冷却和保持期间宽度方向的温度不均匀，低温析出物的生成行为出现差异导致材质偏差，从而对加工性产生不良影响。相反地，如果卷取温度过高，则由于微细组织变得粗大化，存在表面材质软化和制管时导致橘皮纹(orange-peel)等缺陷的问题。更优选地，卷取温度可为570至690℃。
将热轧钢板卷取后，对卷取的热轧钢板进行冷轧之前，可以进一步包含对卷取的热轧钢板进行酸洗的步骤。
接下来，对卷取的热轧钢板进行冷轧，以制造冷轧钢板。此时，压下率可为80至95％。如果冷轧压下率过低，则由于再结晶驱动力低，难以确保均匀的材质，例如发生局部组织生长等，而且考虑到最终产品的厚度，需要充分减薄热轧钢板的厚度等，存在整体上热轧操作性明显变差的问题。相反地，如果压下率过高，则由于轧机的负荷增加，存在降低冷轧操作性的问题。因此，压下率可为80至95％。再具体地，可以是85至92％。
接下来，对冷轧钢板进行退火。冷轧中引入的变形使强度变高的状态下实施退火，从而可以确保所需的强度和加工性。此时，退火温度可为640至760℃。如果退火温度过低，则由于没有充分消除轧制所形成的变形，存在加工性明显下降的问题。相反地，如果退火温度过高，则由于连续退火时高温退火导致炉内张力很难控制，不仅造成通板性变差，而且存在退火操作时导致热瓢曲(Heat buckle)等缺陷的问题。更优选地，退火温度可为650至750℃。
对冷轧钢板进行退火的步骤之后，在调质轧制步骤中对退火后的冷轧钢板实施二次冷轧，以提高强度。此时，压下率可为5至20％。通过二次轧制，不仅可以获得所需的表面粗糙度，还可以确保基于加工硬化的强度上升效果。当适用过高的二次压下率时，虽然有利于确保强度，但是存在拉拔和褶皱加工性明显变差的问题。相反地，在过低的压下率下，难以获得所需的强度水平，无法确保耐压特性，因此不能防止内装物的泄漏。更具体地，二次压下率可为7至19％。
另一方面，在通过一次和二次轧制制造的材料如王冠盖用钢板中，对于产品的加工性，特别是制耳率，不仅热轧后一次冷轧步骤中的一次压下率(CRa，％)、退火后二次冷轧(调质轧制步骤)的二次压下率(CRb，％)，而且所加入的强化元素Cr、Cu和C的重量％可以满足如下的式3。
[式3]5.5≤([Cr]*1.2[Cu]/[C])*(CRa-15)*CRb/(CRa+CRb)≤17
为了确保优异的加工性以及降低制耳率，可以利用成分如前所述的材料，同时可以控制强化元素与一次和二次压下率的关系(式3)。此时，强化元素与一次和二次压下率的关系式([Cr]*1.2[Cu]/[C))*(CRa-15)*CRb/(CRa+CRb)可为5.5至17。通过各种实验证实，如果通过拉伸试验获得的平面各向异性指数Δr值具有-0.2至0.2的范围，则对拉拔特性严格的用途如王冠盖的适用性也没有太大问题。基于此，如果二次轧制的王冠盖用材料中强化元素与一次和二次冷轧压下率的关系式(式3)的值过小，则45度方向的塑性变形比增加，从而发生制耳率变高的问题。相反地，如果式3的值过大，则由于冷轧的负荷增加，不仅轧制性变差，而且60度方向的杯高增加，从而发生降低耐压强度的问题，无法确保加工性优异的材料。再具体地，式3的值可为5.55至16.85。此时，在式3中，[Cr]、[Cu]和[C]各自表示镀覆原板中的Cr、Cu和C的含量(重量％)，CRa表示一次冷轧压下率，CRb表示二次冷轧压下率。
另一方面，所制造的镀锡原板的一面或两面上电镀锡，从而可以形成镀锡层。通过形成镀锡层，可以制造镀锡钢板。
在下文中，将通过实施例进一步详细描述本发明。然而，下述实施例只是用于例示本发明，本发明不限于下述实施例。
实施例
将如下表1组成的铝镇静钢的板坯加热到1230℃后，在下表2所示的制造条件下进行热轧、卷取、冷轧、连续退火后得到采用调质压下的镀锡原板。
【表1】
此时，式1和式2计算为下述值。
[式1]([Ti]*[Al]/[N])+([Ti]/[C])
[式2][Mn]*[Cu]/[S]
其中，[Ti]是镀覆钢板中的Ti含量(重量％)除以原子量(48)的值。
[Al]是镀覆钢板中的Al含量(重量％)除以原子量(27)的值。
[N]是镀覆钢板中的N含量(重量％)除以原子量(14)的值。
[C]是镀覆钢板中的C含量(重量％)除以原子量(12)的值。
[Mn]是镀覆钢板中的Mn含量(重量％)除以原子量(55)的值。
[Cu]是镀覆钢板中的Cu含量(重量％)除以原子量(64)的值。
[S]是镀覆钢板中的S含量(重量％)除以原子量(32)的值。
【表2】
此时，式3计算为下述值。
[式3]([Cr]*1.2[Cu]/[C])*(CRa-15)*CRb/(CRa+CRb)
其中，[Cr]表示镀覆钢板中的Cr含量(重量％)。
[Cu]表示镀覆钢板中的Cu含量(重量％)。
[C]表示镀覆钢板中的C含量(重量％)。
CRa表示一次冷轧压下率，CRb表示二次冷轧压下率。
测量这种镀锡原板的各种特性，其结果示于下表3中。
对于通板性，如果冷轧和热轧时没有轧制负荷且连续退火时没有产生热瓢曲(Heat buckle)等缺陷，则表示为“○”，如果产生轧制负荷或连续退火时产生板裂等缺陷，则表示为“X”。
表面硬度值表示了利用洛氏表面硬度计以主载荷30kg、辅助载荷3kg的Hr30T测量的值。
对于屈服强度，对标距为50mm的ASTM13B标准拉伸试样在每个条件下实施3次拉伸试验后，用测量的平均值表示。
屈服点延伸率是将镀锡原板在240℃下熔锡热处理3秒以及在200℃下烘烤处理20分钟制作试样后通过拉伸试验测量的值，如果小于1％，则表示为“良好”，如果是1％以上的值，则表示为“不良”。
制耳率是测量以用成型模具(Die)直径与坯料直径之比表示的拉拔比(＝坯料直径*100/模具直径)1.6成型的成型杯的不同方向的高度后最大杯高(Hmax.)和最小杯高(Hmin)之差除以最大杯高的值的百分比(Hmax-Hmin)/(Hmax.)*100，如果制耳率小于1.5％，则表示为“良好”，如果制耳率为1.5％以上，则表示为“不良”。
对于耐压特性(耐压强度)，如果按照JIS S9017实施耐压试验而得到的耐压强度为120psi以上，则表示为“良好”，如果小于120psi，则表示为“不良”。
对于加工性，如果用钢板成型时发生破裂或固接形状不良，则表示为“不良”，如果不发生破裂或形状不良，则表示为“良好”。
【表3】
通过表1至表3可知，本发明的合金组分和制造条件都得到满足的发明例1至8不仅具有良好的通板性，而且符合所需镀锡原板的材质标准，即表面硬度Hr30T为74至80，屈服强度为570至670MPa，屈服点延伸率小于1.0％，制耳率小于1.5％，耐压强度为120psi以上，由于加工时没有产生破裂或形状不良，不仅可以确保优异的加工性，还可以获得耐压特性也良好的结果。
另一方面，比较例1至4满足本发明中提出的合金组分，但没有满足制造条件，存在1次、2次轧制通板性(比较例1和3)和退火通板性(比较例4)变差的问题，而且表面硬度或屈服强度高于目标(比较例1)或低于目标(比较例2至4)，制耳率为1.5％以上，制耳率较高，因此不仅材料的损失较多，而且固接力下降，还发生没有满足耐压特性和加工性的情况，整体上无法确保所需的高强度镀锡原板的特性。
比较例5至8和10满足本发明中提出制造条件，但没有满足合金组分，比较例9是合金组分和制造条件都没有得到满足。比较例5至10大多没有满足本发明的目标表面硬度、屈服强度、屈服点延伸率、制耳率、耐压特性和加工性等，比较例9是通板性也不良，存在各种问题，从而无法确保目标特性。
本发明能以各种不同方式实施，并不局限于上述的实施例，本发明所属技术领域的普通技术人员可以理解在不改变本发明的技术思想或必要特征的情况下能够通过其他具体方式实施本发明。因此，应该理解上述的实施例在所有方面都是示例性的，并不是限制性的。

Claims (10)

1.一种镀锡原板，其中，
以重量％计，所述镀锡原板包含碳(C)：0.03至0.09％、锰(Mn)：0.2至0.4％、铝(Al)：0.01至0.06％、铬(Cr)：0.15至0.45％、铜(Cu)：0.05至0.25％、钛(Ti)：0.03至0.08％、硅(Si)：0.03％以下且0％除外、磷(P)：0.01至0.03％、硫(S)：0.001至0.015％、氮(N)：0.003至0.009％、余量的铁(Fe)和不可避免的杂质，屈服强度为570至700MPa，
所述镀锡原板满足下述式1和式2，
[式1]0.135≤([Ti]*[Al]/[N])+([Ti]/[C])≤0.35
在式1中，[Ti]、[Al]、[N]和[C]各自表示镀覆原板中的Ti、Al、N和C的重量百分比含量除以各原子量的值，
[式2]0.020≤[Mn]*[Cu]/[S]≤0.095
在式2中，[Mn]、[Cu]和[S]各自表示镀覆原板中的Mn、Cu和S的重量百分比含量除以各原子量的值。
2.根据权利要求1所述的镀锡原板，其中，
所述镀覆原板的表面硬度Hr30T为74至80。
3.根据权利要求1所述的镀锡原板，其中，
对所述镀覆原板进行熔锡和烘烤处理后的屈服点延伸率小于1.0％。
4.根据权利要求1所述的镀锡原板，其中，
所述镀覆原板的制耳率小于1.5％。
5.根据权利要求1所述的镀锡原板，其中，
所述镀覆原板的耐压强度为120psi以上。
6.一种镀锡钢板，其包含权利要求1至5中任何一项所述的镀锡原板和位于所述镀锡原板的一面或两面的镀锡层。
7.一种根据权利要求1-5中任一项所述的镀锡原板的制造方法，其包含：
制造板坯的步骤，以重量％计，所述板坯包含碳(C)：0.03至0.09％、锰(Mn)：0.2至0.4％、铝(Al)：0.01至0.06％、铬(Cr)：0.15至0.45％、铜(Cu)：0.05至0.25％、钛(Ti)：0.03至0.08％、余量的铁(Fe)和不可避免的杂质；
将所述板坯加热的步骤；
对所述加热后的板坯进行热轧以制造热轧钢板的步骤；
将所述热轧钢板卷取的步骤；
对所述卷取的热轧钢板以80至95％的压下率进行一次冷轧以制造冷轧钢板的步骤；
对所述冷轧钢板进行退火的步骤；以及
对所述退火后的冷轧钢板以5至20％的压下率进行二次冷轧的步骤，
其中，所述镀锡原板满足下述式3，
[式3]5.5≤([Cr]*1.2[Cu]/[C])*(CRa-15)*CRb/(CRa+CRb)≤17
在式3中，[Cr]、[Cu]和[C]各自表示镀覆原板中的Cr、Cu和C的重量百分比含量，CRa表示一次冷轧压下率(％)，CRb表示二次冷轧压下率(％)。
8.根据权利要求7所述的镀锡原板的制造方法，其中，
对所述加热后的板坯进行热轧以制造热轧钢板的步骤的热终轧温度为860至930℃。
9.根据权利要求7所述的镀锡原板的制造方法，其中，
将所述热轧钢板卷取的步骤的卷取温度为560至700℃。
10.根据权利要求7所述的镀锡原板的制造方法，其中，
对所述冷轧钢板进行退火的步骤的退火温度为640至760℃。
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