【本文摘自《馬口鐵三片罐工藝技術(shù)》（中國食品工業(yè)協(xié)會(huì)罐藏食品科技工作委員會(huì)組織編撰、輕工出版社出版）】

　　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(qiáng)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(shí)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80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(jī)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，覆膜鐵(TFS表面覆上一層塑料膜)近年來發(fā)展迅速。

　　中國鍍錫板的發(fā)展起步較晚，上個(gè)世紀(jì)大部分時(shí)間主要依靠進(jìn)口。20世紀(jì)90年代日本、韓國及中國臺(tái)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(jìn)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。進(jìn)入21世紀(jì)，中國馬口鐵制造水平和規(guī)模突飛猛進(jìn)，2015年國內(nèi)年總產(chǎn)能已經(jīng)超過一千萬噸，徹底改變了改革開放之前主要依靠進(jìn)口的局面，除了滿足國內(nèi)需求外，大量中國產(chǎn)的馬口鐵以各種產(chǎn)品形式出口國外。

　　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

　?。?）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(jī)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(shí)，相同的調(diào)質(zhì)度則表現(xiàn)出不同的強(qiáng)度和延伸率?；搴穸炔煌?，由于砧座效應(yīng)，測量值與實(shí)際值有一定差別。因時(shí)效原因，也會(huì)使調(diào)質(zhì)度發(fā)生變化。

　?。?）成形性能除了拉拔等加工時(shí)材料要承受苛刻變形外，一般的制罐、制蓋加工對(duì)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(dòng)小，厚度波動(dòng)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(shí)的拉伸應(yīng)變，要求鍍錫板應(yīng)變時(shí)效要小。

　?。?）方向性除DI材對(duì)各向異性有嚴(yán)格要求外，一般的制罐加工中，對(duì)方向的要求不太嚴(yán)格而對(duì)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(kuò)徑拉伸變形、圓改方拉伸變形時(shí)，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(zhǔn)為±8.5%，實(shí)際要求要低得多。

　　寬度、長度：要求公差要小，標(biāo)準(zhǔn)為－O/＋3mm，實(shí)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(duì)避免漏氣罐出廠也十分重要。

　　3、表面特性

　?。?）表面粗糙度基板的表面粗糙度是在平整時(shí)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。

　?。?）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(xiàng)工藝參數(shù)要穩(wěn)定，力求減少波動(dòng)。

　?。?）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。

　?。?）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(jìn)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(shí)，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(hù)了鐵。為了提高鍍錫板的耐腐蝕性，要求進(jìn)行嚴(yán)格的生產(chǎn)控制，以高耐蝕板（即K板）提供給用戶。

　?。?）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(jìn)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(duì)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(yàn)：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(shí)進(jìn)行多次涂漆；對(duì)于強(qiáng)酸性飲料，在制罐后必須進(jìn)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(jìn)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(jìn)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:

　?、偻坑瓦^多或涂油不均。

　?、诒砻嬗挟愇锔街?。機(jī)械油、硅酮樹脂、微小粉末、濕氣等。

　?、郾砻鏍顟B(tài)、時(shí)效、貯藏溫度等。

　?。?）附著力涂膜附著力不好時(shí)，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(shí)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(jìn)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(diǎn)：

　?、黉撡|(zhì)純凈，厚度尺寸偏差小，硬度均勻。

　　②表面干凈，無灰塵、垃圾。

　?、郾砻娲植诙群线m。

　　④鍍錫層越低，焊接性能越好。低鍍錫層時(shí)，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。