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马口铁与镀锡板介绍

镀锡薄钢板简称镀锡板,俗称马口铁,是两面镀有纯锡的低碳薄钢板。马口铁是传统的制罐材料,至今仍是制作食品罐头的主要罐材。马口铁有光亮的外观,良好的 耐蚀性和制罐工艺性能,易于焊接,适于涂料和印铁。但其冲拔性能比不上铝板,因此大多制成以焊接和卷封工艺成型的三片罐结构,也可以做成冲拔罐。马口铁除 大量用于罐头工业外,还制作糖果、饼干、茶叶、奶粉等听盒;也可用于某些工业产品如化学产品、化妆品等的罐类和盒装。此外还是玻璃瓶罐的良好的制盖材料。

  1、马口铁的生产过程和性能

  马 口铁的镀锡多采用酸性电镀工艺,也可采用热浸镀锡工艺。钢板经电镀锡后表面呈银白色,这种锡镀层厚度约为0.4~4μm,在技术上一般以单位面积的镀锡量 来表示(g/m2)。马口铁电镀后的镀锡层孔隙很多,抗蚀性能不好。因此必须在电镀后进行软溶处理或钝化处理,使其表面分别生成锡合金层和氧化锡层。使镀 层光亮,并使镀层与钢板的结合力增强和孔隙减少,才能有效地提高耐腐蚀性能。

  马口铁表面电镀锡,主要是锡的电极电位比铁高,化学性能稳定,因此可对钢板起防锈保护作用。但必须保持镀锡层的完整,若被划破,甚至仅有微小的孔隙而暴露出钢基,也会因产生阳极腐蚀而使钢板很快被腐蚀。

  马口铁的主要生产过程为:酸洗低碳薄钢板→电镀锡→软溶处理→钝化处理→涂油→检查→剪切→分类→包装。

  马口铁板经金相分析其组织结构为:由里往外共五层。

  (1)钢基板。一般制罐用,其厚度为0.2~0.3mm。

  (2)锡铁合金层。为锡铁合金结构,电镀锡板含锡量为<1g/m2,热浸镀锡板为5g/m2。

  (3)锡层。纯锡层,电镀锡板镀锡量为5.6g/m2~22.4g/m2,热浸镀锡板为22.4g/m2~44.8g/m2。

  (4)氧化膜层。主要是氧化亚锡、氧化锡等。

  (5)油膜层。为棉子油或癸二酸二辛酯。

  各层的厚度、结构和性能特点见表4。

  表4 马口铁各层结构性能

  结构名称 厚度 成分 性能特点

  热浸镀锡板 电镀锡板

  油膜 20mg/m2 2~5mg/m2 棕榈油 棉子油或癸二酸二辛酯 润滑防锈

  氧化膜 3~5mc/cm2

  (单面) 1~3mc/cm2

  (单面) 氧化亚锡 氧化亚锡

  氧化锡

  氧化铬等 防锈、防蚀、防硫化斑痕

  锡层 22.4~44.8g/m2 5.6~22.4g/m2 纯锡 纯锡 美观、易焊、耐蚀且无毒

  锡铁合金层 5g/m2 <1g/m2 锡铁合金结构 锡铁合金结构 耐腐蚀、如过厚加工性和可焊性不良

  钢基板 制罐用0.2~0.3mm 制罐用0.2~0.3mm 低碳钢 低碳钢 加工性良好、制罐后具有一定的强度

  2、马口铁的主要技术标准

  (1)镀锡量。

  马 口铁表面镀锡量的多少,以单位面积镀锡的重量表示,单位是g/m2。镀锡量是决定马口铁的耐蚀性能指标之一。使用时根据罐装的不同要求,可选用不同镀锡量 的马口铁。根据两个表面镀锡理是否相等可分为等厚电镀锡板和差厚电镀锡板两种,前者两面镀锡量相等,后者则是内壁一侧镀锡量多,外壁一侧少。对于外壁尚需 进行彩印的空罐可选用差厚镀锡板。

  马口铁镀锡量详细标准及牌号可从有关标准中查到。我国的马口铁主要生产厂家是武钢,目前武钢基本上采用ISO标准。电镀锡板镀锡量见表5。

  表5 电镀锡板镀锡量

  类别 标准 合称镀锡量 最少平均镀锡量

  中国 ISO JIS g/m2 g/m2

  等厚镀锡板 E1 E2.8/2.8(E25) 25# 5.6(2.8/2.8) 4.9(两面)

  E2 E5.5/5.6(E50) 50# 11.2(5.6/5.6) 10.5(两面)

  E3 E8.4/8.4(E75) 75# 16.8(8.4/8.4) 15.7(两面)

  E4 E11.2/11.2(E100) 100# 22.4(11.2/11.2) 20.2(两面)

  差厚镀锡板 50/25# 5.6/2.8 5.05/2.25

  D1 D8.4/2.8(D75/25) 75/25# 8.4/2.8 7.85/2.25

  75/50# 8.4/5.6 7.85/5.05

  D2 D11.2/2.8(D100/25) 100/25# 11.2/2.8 10.1/2.25

  100/50# 11.2/5.6 10.1/5.05

  D3 D11.2/5.6(D100/50) 100/75# 11.2/8.4 10.1/7.85

  (2)马口铁规格尺寸。

  马口铁的规格尺寸包括板的厚度、宽度和长度。使用时可根据用途、罐型和罐号的要求来选用。

  现国际上采用mm作为马口铁尺寸的单位。国外马口铁的厚度曾采用(磅/基箱)来表示。基箱是一种特定面积单位,它等于(表6):

  表6 国外马口铁单位换算

  20in×14in 112张

  28in×20in 56张

  30in×20in 49张

  1基箱=31360in2=20.2324m2

  通常所讲的英制厚度即指一基箱的马口铁总质量,它与公制厚度的相应对照关系如下(表7):

  表7 英制与公制马口铁厚度单位对照

  单位 厚度对照

  磅/基箱 70 80 90 100

  mm 0.2 0.23 0.25 0.28

  罐头空罐用马口铁厚度一般在0.15~0.3mm之间,最常用厚度为0.2mm、0.23mm、0.25mm、0.28mm四种,按照罐型大小、内装物性质进行选择。

  马 口铁长度和宽度可根据用户要求,即制罐厂根据各种罐型计算出制罐时产生最小边角料的用马口铁尺寸订购。目前我国使用较多的规格是714×510mm和 827×730mm。宽度取决于轧机轧辊的宽度,武钢供应马口铁宽度为775、800、825、850、875、900、950、975、1000、 1025、1050mm,长度在400~1200mm范围内任意选择。一般长与宽之差不超过200mm。做底盖的马口铁原裁成正方形,但方形板在冲下圆形 底盖后一般要产生许多边角料,最近几年开发专用底盖特殊尺寸的波形板,使边角料减少到最低程度。波形板尺寸与形状随盖径而异,用户根据不同盖径的尺寸订 货。

  (3)调质度。

  调质度是指马口铁经过轧制塑性变形或热处理后所具有的综合机械性能,如硬度、塑性、回弹性等。通常以洛氏表面硬度 HR30T表示(当板厚≤0.22mm时用HR15T表示),并在表面洛氏硬度计上测定。HR30T(HR15T)采用直径1/16in的钢球为压头,硬 度计主载荷为30Kg(15Kg),初载荷3Kg。表面洛氏硬度标准及马口铁调质度指标可从有关标准中查出。目前武钢供应马口铁的调质度规格共有T52、 T57、T61、T70等四种。T52塑性好、拉深性能中等,可用于盖子、圆环、螺旋盖一次拉深罐(如鱼罐)。T57用于三片罐身、罐头底盖、大直径瓶 盖、王冠盖等。T61可用于刚性好的三片罐罐身、罐底罐盖、较大容器。T70刚性很强,主要用于啤酒或充气罐罐底及罐盖等。

  (4)钢种。

  指马口铁原板钢种。不同的钢种在成份、质量以及应用上有一定差异。表8为武钢马口铁(镀锡板)原板钢各及其化学成分。

  表8 镀锡板钢种及其化学成分(%)

  钢种 碳 锰 磷 硫 硅 铜 钛

  W08FA 0.05~0.08 0.25~0.40 ≤0.02 ≤0.025 ≤0.03 待定 -

  W08FB 0.08~0.12 0.25~0.45 ≤0.03 ≤0.03 ≤0.03 待定 -

  W08AL ≤0.08 0.20~0.40 ≤0.02 ≤0.03 ≤0.03 待定 铝0.02~0.07

  (5)涂料。

  马口铁根据镀锡后表面是否涂料,可分为素铁和涂料铁两类。

  素铁不经涂料,主要适用于大部分水果罐头,这样可利用素铁表面锡的还原性,使少量锡溶入罐内,可增强水果的光泽。

  涂 料铁则是在内壁一侧涂布了有机物涂料的马口铁,适用于大部分食品罐头。涂料是由有机高分子树脂(如环氧树脂、酚醛树脂)和溶剂(如环已酮、二甲苯等)及少 量添加剂按一定的内壁表面,再经200℃以上的温度烘烤。涂料的作用是隔离罐壁与内容物,防蚀和阻溶出的重金属离子铅、铁、锌等对食品的污染。

  按涂料的种类和性能不同,又可分为抗酸抗硫两用涂料铁、抗硫涂料铁、防粘涂料铁、冲拔罐抗硫涂料铁等几种,适用于不同的食品罐装,其中以两用涂料铁用量最大。

  由于上述几项指标的不同,马口铁可分成许多不同的类别,使用时应根据具体用途和要求的不同,对各项标准进行合理的选择即所谓“选铁”。

  3、马口铁的用途

  马口铁具有一定的强度和塑性,容易成形加工,可以钎焊,能进行涂料印花,并有光亮的外观和良好的耐腐蚀性能,所以大量作为包装材料,制作包装容器和对工业产品的包装。特别是在食品工业中应用很广,大量用于各种食品、饮料罐头盒、糖果、茶叶、饼干听盒等。