本发明属于钢材技术领域，尤其涉及一种mrt-5ca钢种镀锡基板及其制造方法。
背景技术：
镀锡板是通过连续电镀锡作业获得的在两面镀覆锡层的冷轧低碳钢钢板或钢带。它具有耐腐蚀，无毒，高强度，成型性能好的特点，广泛应用于食品，饮料、化工等产品包装领域。
随着食品包装行业的市场竞争日益激烈，镀锡行业对镀锡基板的成本优势越加看重，对此，在减薄的前提下不降低镀锡基板的强度和加工性能成为镀锡板生产厂商的科研和发展方向。目前镀锡基板通常为低碳铝镇静钢，一般分为连续退火(ca)和罩式退火(ba)两种生产工艺。罩式退火工艺生产的钢卷通常硬度软，表面质量差，因此对于硬度t-3以上的镀锡基板大多采用连退工艺生产。常规高碳mrt-5ca为保证较高的硬度和强度，在钢中添加了约0.09～0.13％的c含量，由于该成分体系下钢水自身的凝固特性，连铸过程中易出现板坯角部横裂纹，属于裂纹敏感性钢种。板坯角横裂具有较强的遗传性，板坯出坯后表面经过氧化形成的氧化铁皮使得角部横裂纹难以发现，入炉前火焰清扫或加热炉中未能清除的角横裂在后续轧制过程中往往无法焊合，进而在板卷边部形成裂纹缺陷。板坯角横裂的出现给生产带来了不稳定因素，阻碍了铸坯的正常流通，也提高了后续轧制生产难度，不仅影响了冶金生产组织的顺行，也不利于成品表面质量的进一步改善。
除此之外，mrt-5ca主要应用于三片罐罐身，而三片罐罐身主要采用电阻焊工艺技术，通过严格控制焊接电流、焊接压力、焊接速度、搭接量等工艺参数来保证焊缝的质量。mrt-5ca产品作为饮料罐和食品罐罐身用铁，高速制罐线焊接速度多在600罐/分以上，高的焊接速度对焊接电流的稳定性和焊缝质量提出了更高的要求。从前期产品使用情况跟踪来看，高碳mrt-5ca产品在部分高速制罐线成圆焊接工序存在焊接电流波动大，焊接火花大等问题，焊接电流波动大往往导致用户生产过程中需要反复摸索和调试合理的焊接电流区间，严重影响了产线生产效率，且焊接火花大则导致焊缝处组织不均匀，进而导致翻边起皱或开裂，给空罐食品安全卫生带来潜在隐患。
技术实现要素：
针对现有技术中的上述缺陷，本发明的主要目的在于提供一种mrt-5ca钢种镀锡基板及其制造方法，可得到高表面质量、适于镀锡后高速制罐的镀锡基板，具有低板坯角横裂纹裂纹发生率。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种mrt-5ca钢种镀锡基板，其化学成分质量百分比包括：c0.05～0.074％，si≤0.02％，mn0.35～0.50％，p≤0.015％，s≤0.010％，als0.025～0.065％，n0.0040～0.0080％，o≤0.0030％，其余为fe和杂质。
作为进一步的优选，所述mrt-5ca钢种镀锡基板的厚度为0.15～0.35mm。
作为进一步的优选，所述mrt-5ca钢种镀锡基板的硬度hr30tm为60-70。
上述mrt-5ca钢种镀锡基板的制造方法，包括如下步骤：
将冶炼连铸获得的包含所述化学成分的板坯进行加热后，进行粗轧及精轧，以获得热轧板；将所述热轧板进行层流冷却；将所述热轧板卷取，得到热轧成品，所述热轧成品的厚度≥1.8mm；将所述热轧成品进行酸洗、冷轧及连退退火，得到冷轧成品，所述冷轧成品厚度为0.15～0.35mm；
其中，所述加热温度为1200～1280℃，所述精轧的终轧温度为860～900℃。
作为进一步的优选，所述粗轧采用1+5道次。
作为进一步的优选，所述粗轧的中间坯厚度为38～40mm。
作为进一步的优选，所述卷取的温度为550～590℃。
作为进一步的优选，所述连退退火温度为630～660℃。
作为进一步的优选，所述连退退火后还包括：平整步骤，所述平整延伸率为1.6～2.2％。
本发明的有益效果是：本发明mrt-5ca钢种镀锡基板，其化学成分质量百分比包括：c0.05～0.074％，si≤0.02％，mn0.35～0.50％，p≤0.015％，s≤0.010％，als0.025～0.065％，n0.0040～0.0080％，o≤0.0030％，其余为fe和杂质；本发明通过将钢中的碳元素、锰元素及氮元素含量进行优化组合，可用于生产厚度0.15～0.35mm的mrt-5ca硬质镀锡板，由于采用高锰强化，高氮高铝的成分设计，同时，钢中氮元素被过量的铝元素充分固定，形成氮化铝，可显著提高抗时效性能。另外低的硅含量可保证良好的表面质量。由于碳含量处于低碳范围，可有效防止板坯角横裂发生，同时可以降低热轧卷板强度，从而降低酸轧轧制力，实现0.15mm极薄规格的稳定生产。另外，低碳化学成分的有益效果还在于可以降低下游用户制罐时的焊接火花，提高焊接过程稳定性，实现≥600罐/分钟的高速制罐。
具体实施方式
本发明通过提供一种mrt-5ca钢种镀锡基板及其制造方法，克服了现有镀锡基板的质量缺陷。
为了解决上述缺陷，本发明实施例的主要思路是：
本发明实施例mrt-5ca钢种镀锡基板，其化学成分质量百分比包括：c0.05～0.074％，si≤0.02％，mn0.35～0.50％，p≤0.015％，s≤0.010％，als0.025～0.065％，n0.0040～0.0080％，o≤0.0030％，其余为fe和杂质。
上述mrt-5ca钢种镀锡基板的制造方法，包括如下步骤：
将冶炼连铸获得的包含所述化学成分的板坯进行加热后，进行粗轧及精轧，以获得热轧板；将所述热轧板进行层流冷却；将所述热轧板卷取，得到热轧成品；将所述热轧成品进行酸洗、冷轧及连退退火，得到冷轧成品。
以下详细描述本实施例制造方法中的各步骤：
在所述热连轧过程中加热的温度为1200～1280℃，能够促使板坯奥氏体均匀化，保证热轧终轧温度。
在所述热连轧过程中粗轧采用1+5道次。
在所述热连轧过程中中间坯为38～40mm，使得精轧压下率达到93％以上，以形成细小均匀的热轧组织。
在所述热连轧过程中精轧的终轧温度为860～900℃，保证精轧在奥氏体区完成轧制，防止混晶出现。
在所述热连轧过程中卷取的温度为550～590℃，使得带钢在卷取前完成相变，获得通卷均匀的组织性能，低温卷取保证带钢的表面质量。
在所述热连轧过程中热轧成品厚度≥1.8mm，减少热轧工序表面缺陷，改善板形质量，降低平整修复率，从而提高酸轧轧制稳定性。
在所述冷轧退火过程中连退退火温度为630～660℃，低温退火有利于获得细小的铁素体组织，在保证硬度、强度的同时，降低能耗，减少合金的加入，降低成本。
在所述冷轧退火过程中平整延伸率为1.6～2.2％，以消除屈服平台，提高产品的抗时效性能，保证硬度、强度。而且小平整延伸率即可满足硬度强度要求，满足大批量在线平整机生产要求。
在所述冷轧退火过程中冷轧成品厚度0.15～0.35mm。更有利于0.15mm极薄规格镀锡基板的生产。本发明实施例得到的是低裂纹敏感性镀锡基板。
采用本发明方法生产出的低碳mrt-5ca镀锡基板，可适用于生产低硬度mrt-5ca(hr30t均值约63)和常规硬度(hr30t均值约65)级别的mrt-5ca镀锡板，具有低板坯角横裂纹裂纹发生率，高表面质量，适用于制罐的特点。
为了让本发明之上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举数实施例，来说明本发明所述之mrt-5ca钢种镀锡基板及其制造方法。
本发明实施例1-5提供了mrt-5ca钢种镀锡基板，其化学成分质量百分比如表1所示。
表1化学成分(wt％)
实施例1
上述实施例1的mrt-5ca钢种镀锡基板的制备方法，包括如下步骤：
采用常规连铸方法形成上述实施例1化学成分质量百分数的板坯，规格为厚×宽＝230mm×1000mm。然后，令板坯经过热连轧机组即依次经过加热、粗轧除鳞、粗轧、切头尾、精轧除鳞、精轧、层流冷却、卷取进行热连轧，其中，加热炉加热温度为1210℃，粗轧采用1+5道次，中间坯为38mm，精轧机组终轧温度为880℃，卷取温度为570℃，热轧厚度为1.8mm。这样，经过粗轧、精轧、层流冷却后，经过卷取机卷取；然后，令热轧卷经过酸轧联合机组和连退机组即依次经过开卷、切头、酸洗、切边、冷连轧、连退、平整进行冷轧退火，其中，连退退火温度为652℃，单机架平整轧制力＜7mn，冷轧成品厚度为0.15mm。这样，经过酸洗、冷轧、退火后，经过卷取机卷取，最后获得化学成分质量百分数分别为c0.06％、si0.005％、mn0.44％、p0.010％、s0.008％、als0.046％，n0.0060％，其余为fe和杂质的t-5硬度级别镀锡基板，其硬度hr30tm为64。经200℃人工时效20min后，硬度hr30tm为65，变化量仅1个单位。现有镀锡基板的裂纹发生率为30-50％，经肉眼观察，本实施例得到的镀锡基板几乎没有裂纹。
实施例2
上述实施例2的mrt-5ca钢种镀锡基板的制备方法，包括如下步骤：
采用常规连铸方法形成化学成分质量百分数如表1中实施例2的板坯，规格为厚×宽＝230mm×1000mm。然后，令板坯经过热连轧机组即依次经过加热、粗轧除鳞、粗轧、切头尾、精轧除鳞、精轧、层流冷却、卷取进行热连轧，其中，加热炉加热温度为1250℃，粗轧采用1+5道次，中间坯为40mm，精轧机组终轧温度为880℃，卷取温度为575℃，热轧厚度为2.0mm。这样，经过粗轧、精轧、层流冷却后，经过卷取机卷取；然后，令热轧卷经过酸轧联合机组和连退机组即依次经过开卷、切头、酸洗、切边、冷连轧、连退、平整进行冷轧退火，其中，连退退火温度为635℃，平整轧制力＜7mn，冷轧成品厚度为0.22mm。这样，经过酸洗、冷轧、退火后，经过卷取机卷取，最后获得化学成分质量百分数分别为c0.065％、si0.004％、mn0.40％、p0.008％、s0.006％、als0.040％，n0.0050％，o0.0020％，其余为fe和杂质的t-5硬度级别镀锡基板，其硬度hr30tm为66。经200℃人工时效20min后，硬度hr30tm为66.7，变化量仅0.7个单位。现有镀锡基板的裂纹发生率为30-50％，经肉眼观察，本实施例得到的镀锡基板几乎没有裂纹。
实施例3
上述实施例3的mrt-5ca钢种镀锡基板的制备方法，包括如下步骤：
采用常规连铸方法形成化学成分质量百分数如表1中实施例3的板坯，规格为厚×宽＝230mm×1000mm。然后，令板坯经过热连轧机组即依次经过加热、粗轧除鳞、粗轧、切头尾、精轧除鳞、精轧、层流冷却、卷取进行热连轧，其中，加热炉加热温度为1200℃，粗轧采用1+5道次，中间坯为40mm，精轧机组终轧温度为860℃，卷取温度为550℃，热轧厚度为2.2mm。这样，经过粗轧、精轧、层流冷却后，经过卷取机卷取；然后，令热轧卷经过酸轧联合机组和连退机组即依次经过开卷、切头、酸洗、切边、冷连轧、连退、平整进行冷轧退火，其中，连退退火温度为630℃，平整轧制力＜7mn，冷轧成品厚度为0.25mm。这样，经过酸洗、冷轧、退火后，经过卷取机卷取，最后获得化学成分质量百分数分别为c0.05％、si0.008％、mn0.35％、p0.006％、s0.004％、als0.025％，n0.0040％，o0.0020％，其余为fe和杂质的t-5硬度级别镀锡基板，其硬度hr30tm为68。经200℃人工时效20min后，硬度hr30tm为68.6，变化量仅0.6个单位。现有镀锡基板的裂纹发生率为30-50％，经肉眼观察，本实施例得到的镀锡基板几乎没有裂纹。
实施例4
上述实施例4的mrt-5ca钢种镀锡基板的制备方法，包括如下步骤：
采用常规连铸方法形成化学成分质量百分数如表1中实施例4的板坯，规格为厚×宽＝230mm×1000mm。然后，令板坯经过热连轧机组即依次经过加热、粗轧除鳞、粗轧、切头尾、精轧除鳞、精轧、层流冷却、卷取进行热连轧，其中，加热炉加热温度为1280℃，粗轧采用1+5道次，中间坯为38mm，精轧机组终轧温度为900℃，卷取温度为590℃，热轧厚度为2.3mm。这样，经过粗轧、精轧、层流冷却后，经过卷取机卷取；然后，令热轧卷经过酸轧联合机组和连退机组即依次经过开卷、切头、酸洗、切边、冷连轧、连退、平整进行冷轧退火，其中，连退退火温度为660℃，平整轧制力＜7mn，冷轧成品厚度为0.35mm。这样，经过酸洗、冷轧、退火后，经过卷取机卷取，最后获得化学成分质量百分数分别为c0.074％、si0.01％、mn0.50％、p0.005％、s0.002％、als0.065％，n0.008％，o0.001％，其余为fe和杂质的t-5硬度级别镀锡基板，其硬度hr30tm为69。经200℃人工时效20min后，硬度hr30tm为70，变化量仅1个单位。现有镀锡基板的裂纹发生率为30-50％，经肉眼观察，本实施例得到的镀锡基板几乎没有裂纹。
实施例5制造方法与实施例1类似，不再赘述。
本发明实施例中延伸率(a50)由拉伸试验测得，测试标准是gb/t228.1。
上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：
本发明mrt-5ca钢种镀锡基板，其化学成分质量百分比包括：c0.05～0.074％，si≤0.02％，mn0.35～0.50％，p≤0.015％，s≤0.010％，als0.025～0.065％，n0.0040～0.0080％，o≤0.0030％，其余为fe和杂质；本发明通过将钢中的碳元素、锰元素及氮元素含量进行优化组合，可用于生产厚度0.15～0.35mm的mrt-5ca硬质镀锡板，由于采用高氮高铝的成分设计，同时，钢中氮元素被过量的铝元素充分固定，形成氮化铝，可显著提高抗时效性能。另外低的硅含量可保证良好的表面质量。由于碳含量处于低碳范围，可有效防止板坯角横裂发生，同时可以降低热轧卷板强度，从而降低酸轧轧制力，实现0.15mm极薄规格的稳定生产。另外，低碳化学成分的有益效果还在于可以降低下游用户制罐时的焊接火花，提高焊接过程稳定性，实现≥600罐/分钟的高速制罐。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。