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马口铁的种类及用途

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发布日期:2019-10-11点击次数:156

  1. 什么是马口铁? 马口铁是电镀锡薄钢板的俗称,英文缩写为SPTE,是指两面镀有 商业纯锡的冷轧低碳薄钢板或钢带。它将钢的强度和成型性与锡的耐蚀性、锡焊性和美观的外表结合于一种材料之中,具有耐腐蚀、无毒、强度高、延展性好的特性,广泛应用于食品、饮料、油脂、化工、涂料、油漆、喷雾剂、瓶盖及其它许多日用品的包装。

  2. 什么是镀铬板?

  镀铬板又叫无锡钢板,英文缩写为TFS,是针对金属锡资源少、 成本偏高的情况而研制的新型制罐材料。与镀锡板相比较,它具有价格低,涂料附着力强的优点,但在耐蚀性、外观光泽方面不如镀锡板,且目前还不能锡焊,只能采用搭接电阻焊或粘合,目前多用于加工皇冠瓶盖、弱酸性的食品罐头等,近年其用途逐渐广泛。

  目前镀铬板在我国仍属新兴产品,还没有建立国家标准,一般生产企业参照《ISO11950-1995冷轧电镀铬/氧化铬钢板》或日本标准《JISG3315-1987无锡镀铬薄钢板》制订执行企业标准。

  3.马口铁小百科

  英国人于 1800 年发明了用于盛装食物并长期保存的第一个马口铁罐,不过此时的马口铁采用的是热浸锡法生产;从 19 世纪 20 年代后,马口铁罐在美国得到了非常大的发展,需求不断增加, 1847 年美国发明制罐厂机器,从此逐步取代手工制罐; 1900 年电焊机的发明使得马口铁制罐效率得到了非常大的提高,又由于锡价格的昂贵,之后人们逐渐用电镀锡的方法生产马口铁; 20 世纪 90 年代后,制罐厂家技术得到了飞速发展,高速焊机可以达到 1000 罐 / 分钟的生产水平。从 20 世纪中期,陆续出现了电镀铬薄钢板,用于代替部分马口铁产品的使用。

  电镀马口铁可以根据调质度、电镀量、钢种、退火方法、表面处理等分类。并且具有优良的纤焊性、焊接性、成型性及表面外观,在食品罐、饮料罐、18升罐、美术罐、喷雾罐、各种瓶罐盖类、家用电器产品、电气材料零件、油过滤器、电线护套材料等方面广泛使用。

  根据统计,罐头食品(不含饮料)美国人均年消费为90公斤/人;欧盟为43公斤/人;日本为25公斤/人;世界平均为8公斤/人;而我国仅为1.8公斤/人。要生产出优质食品罐头,第一要有优质的内容物原材料;第二有优良的食品罐头生产工艺;第三有优良的包装材料马口铁。

  这里主要介绍的是第三项。

  铁罐马口铁是高精度产品

  大家知道罐头的主要包装材料是铁罐马口铁,而马口铁是冷轧钢铁工业中的zui尖端产品。因为:

  1.铁罐马口铁原板是非常纯净的低碳(C<0.12%)软钢,冶炼时对其中的残余非金属,主要指P,S,Si,含量和其他金属含量,如Cu,Cr,Mn等都要严格控制。有时需在真空中脱去钢水中的杂质,这在技术上要求很高;2.热轧时,升温降温的梯度必须严控,否则易产生偏析;3.冷轧是将2mm厚的热轧板(宽度一般为1米多)以每秒30米的速度,压薄成0.20左右的钢基板。在24小时的冷轧运转中,产品平均厚度误差,不得大于5微米。故可说,轧机有类似于万吨水压机的压力,又有钟表的精度;4.退火温度、速度控制不准确,马口铁的硬度就不符要求;5.zui后,在清洗、电镀、软熔、钝化、涂油等任一工序中,加工时间稍有延长或缩短,马口铁品质就会大大下降。

  总之,这种高速、高精度而又有极大功率的设备,其产品不仅内在质量要好,表面光洁度还须达到镜面程度,这就注定了它是要求很严的高精度高技术产品。

  马口铁的质量指标 马口铁在生产过程中和出厂前,总共要进行四十多项检验。但是各国的马口铁指标(除美国外),除板形指标(平整度、直角度、厚薄误差等等)外,马口铁的内在质量(镀锡量和调质度、硬度以外的)即其耐蚀能力,都没有明确的规定。

  涉及马口铁应用的内在质量指标是:

  1.镀锡量:显然愈厚愈好。但愈厚耗锡愈多,成本愈高。2.锡铁合金层:愈微密愈好,由ATC和其厚度表征;3.铁溶出值:即ISV,此值愈小说明锡层微孔愈少;4.钢基表面杂质度:即PLA,此值愈小愈好;5.锡层晶粒大小:由显影后观察,晶粒愈大愈好。

  以上就是马口铁的著名的五项内在质量指标。它们都有相应的专门检测方法。此外常涉及马口铁耐蚀力的,还有钝化膜中铬含量、氧化膜的厚度、油膜厚度三项指标及检验,它们也常常和印涂质量和耐蚀状况有关。

  发达国家对马口铁的态度和管理

  基于以下3种原因,各发达国家并不将其优质的马口铁出口。

  1.如果马口铁内在质量不好,作成空罐后,就会有较多的锡铁离子溶入食品之中,从而降低内容物的品质。严重时,甚至会毁掉全部食物;2.马口铁是高技术产品;3.锡是珍贵的资源,也是战略资源,发达国家都不出口它,且从其他国家获得不易。 据查,美国的马口铁的标准及管理,一直是由国防部制定和实施的。美国关于马口铁质量规格的4个标准,其中对马口铁必须达到的5项内在质量指标均有限定,这在全球是惟一的。美国公开规定K铁是不得出口的。市场上只能买到美国的废品铁(Waste级)。俄国马口铁产品少,每年仅60万吨,质量也差些。

  其实,日本和欧洲国家,在马口铁贸易中,对发展中国家,暗中也都只出售中等质量或以下的马口铁。因为,中等质量的铁,就以能达到各国国家和国际标准ISO11949-1995所规定的各项要求。道理很简单,过去几十年,马口铁贸易都是由发达国家输出,标准也是由他们制定,因此就出现了不够公平的这类标准。其中尤其是日本标准JIL G3303-87,更是比其他国家(包括中国国际)都松得多、低得多。例如,其薄板厚度误差的容许值为±10%,这也就是说,你本想买0.22mm的马口铁,而卖方给您的马口铁厚度为0.198-0.242mm都算合格。所以中国食品发酵研究所建议国内用户,采购订合同时,务必不要采用日本标准。

  冷轧电镀锡薄钢板(俗称马口铁)马口铁知识

  A. 标准:GB/T 2520-2000

  B. 种类和用途:镀锡薄钢板按制造方法分为热浸镀锡和电镀锡板两种。目前已广泛采用电镀锡法,而热浸法已很少见了。按用途又可分为一般用、拉伸用、深冲用和结构用4个级别。 镀锡薄钢板具有良好的焊接性(软焊)、耐腐蚀性,以及美丽的外观,所以它对食品储藏、包装和牛奶装置提供无毒、保护及装饰作用;使得电子和电气装置中元件的焊接更加容易。被广泛用于电子装置、食品储运及加工设备和实验夹具等。 主要生产厂及进口生产国家:主要生产厂:武钢、鞍钢、宝钢等;目前我国每年进口一定数量,国际上主要出口国家有日本、德国、法国、俄罗斯、澳大利亚等。

  C. 尺寸规格:镀锡薄钢板的基础尺寸是厚度,有些标准也列有长度和宽度尺寸规格允许偏差。 镀锡薄钢板规格 镀层 方式 标准代号 平均zui小镀锡量(g/mm2 )标志符号: 镀锡量 标志符号: 镀锡量 标志符号: 镀锡量 标志符号: 镀锡量 等 厚 镀 锡 JISG3303 2.8/2.8:4.9 5.6/5.6:10.5 8.4/8.4:15.7 11.2/11.2:20.2 ASTMA599 25:3.7 50:7.3 75:11.0 100:14.6 DIN1616 E1:4.9 E2:10.5 E3:15.7 E4:20.2 差 厚 镀 锡 JISG3303 5.6/2.8: 5.05/2.25 8.4/2.8: 7.85/2.25 8.4/5.6: 7.85/5.05 11.2/2.8: 10.1/2.25 ASTMA599 DIN1616 E3-1: 15.7/5.6 E4-1: 20.2/4.5 E4-1: 20.04/9.5D. 镀锌量:代号及公称镀锡量见下表 镀锡量代号及公称镀锡量 镀锡量代号 公称镀锡量(单面) g/㎡ 旧代号 镀锡量代号 公称镀锡量(单面) g/㎡ 旧代号 1.0/1.0 1.0/1.0 10#/10# 11.2/11.2 11.2/11.2 100#/100# 1.5/1.5 1.5/1.5 D5.6/2.8 5.6/2.8 50#/25# 2.0/2.0 2.0/2.0 D8.4/2.8 8.4/2.8 75#/25# 2.8/2.8 2.8/2.8 25#/25# D8.4/5.6 8.4/5.6 75#/50# 4.0/4.0 4.0/4.0 D11.2/2.8 11.2/2.8 100#/25# 5.0/5.0 5.0/5.0 D11.2/5.6 11.2/5.6 100#/50# 5.6/5.6 5.6/5.6 50#/50# D11.2/8.4 11.2/8.4 100#/75# 8.4/8.4 8.4/8.4 75#/75#注:根据供需双方协议也可供应其它类别的镀锡量 两面不同镀锡量的镀锡板成为差厚镀锡板,其标记方法由供需 双方协商确定,如订货未指定,则在厚镀锡层用暗色平行线标记E. 外观质量:

  (1)薄板形状。同其他板材一样,也应有垂直度、镰刀弯和平面度等要求,其中日本标准JISG3303规定如下:①垂直度:不得超过0.25%; ②镰刀弯:每任意100mm不得超过5mm;③平面度:不得超过5mm。

  (2)表面状态:镀锡板表面应进行钝化处理。为了使镀锡板表面稳定、阻止表面氧化锡的增加,电镀后的带钢需要经过一种化学溶剂在通电或不通电的情况下进行处理,这一过程称为钝化处理。除非与买方另有协议,一般都是采用重铬酸钠阴极钝化处理。镀锡板分为不熔化处理和熔化处理表面。前者表面具有暗灰色,后者表面光亮。镀锡板应涂油,以减少由于剪切、装运、装卸等的磨损。通常使用的是DOS油。

  (3)表面缺陷:镀锡板的锡层应均匀、平滑,不得有伤痕、凹坑、皱纹、锈蚀及其他对使用有害的缺陷。 F. 包装:镀锡板的包装分板装和卷装两种。均以铁皮包裹,内衬防潮纸,外捆铁腰子,并固定在托盘上。包装要牢固,防止松动,卷装应垂直放置,以免造成货物磨损。

  G. 镀锡薄钢板的相关标准: 产品标准:GB/T2520-2000冷轧电镀锡薄钢板;JIS G3303—87镀锡钢板和镀锡原板;ASTMA623—92镀锡轧材的一般要求; ASTM A624—95一次轧制的镀锡板;ASTM A599—92冷轧电镀锡薄钢板 ;DINEN10205-92薄钢板和镀锡薄钢板。 包装用的钢材主要是薄钢板,按照镀层金属的不同可分为镀锡薄钢板、镀铬薄钢板、镀锌薄钢板3 种。

  镀锡薄钢板 镀锡薄钢板俗称马口铁,是表面镀锡的低质薄钢板,以热浸工艺镀锡的称热浸镀锡板;以电镀工艺镀锡的称电镀锡板。钢板在镀锡后耐腐蚀性增强了,延展性、加工性也得到进一步改善。这是因为钢板经过镀锡,在内层钢和外层锡之间形成了一层致密的锡铁合金,这层薄合金具有很好的抗腐蚀性能。日本开发的预镀镍薄钢板,除提高了原板的焊接性,还提高了原板的耐蚀性和涂料黏附性。另外还有在原板上首先镀上一层金属铬(100mg/m2),再镀上一层锡(0.1~0.3g/m2)制成的镀铬锡二层钢板。这种钢板焊接性和耐蚀性好,降低了涂漆成本,可进行高温短时烘烤。包装专用马口铁镀锡工艺采用不溶性阳极电镀的方式,工艺简单,效率高,涂层均匀、牢固,且可实现正反镀不同厚度的镀层,有效避免热浸镀需要酸洗所造成的含磷酸、铬的有毒废水的排放,因而可节省废水处理费用,降低对环境的污染。

  镀锡钢板在包装应用中往往还要在所制成的容器内侧即与物品接触的那一面涂上涂层,经烘干后再包装食品及其它内装物。此涂层致密、均匀,与镀锡薄板的表面有良好的附着性,在加工过程中不易脱落及损坏。此涂层的原料多为环氧树脂、酚醛树脂等,对食物不污染,对人体无害,而且具有良好的抗腐性能,能防止食品中油剂、介质的变质,从而有效地保护食品的质量。马口铁罐的焊接采用高频电阻焊接技术,既可以减轻污染,又可以提高焊接质量。

  马口铁zui大的特点是防腐,易加工,可冲制成型,又能焊接加工,便于装置和印刷,且无毒、无害,所以适用于各种食物、饮料、药品的包装,,目前主要作罐头食品的包装材料。 近年来,法国钢铁公司首先研制开发了包装用新型马口铁,并投入市场,引起了包装行业的一场革命。

  根据包装行业的不同要求,马口铁材料的厚度、镀锡量、机械性能等都有不同的需要。目前,在欧洲用来制作三片罐的材料厚度均为0.13mm~0.21mm,不仅可节约钢材,降低成本,而且产品的各方面要求均不降低。

  由欧洲各国的情况统计看,由于降低材料厚度,企业可获得20%的收益,比把罐的价格降低3%~4%获得的收益要高得多。

  目前,法国的马口铁产量占欧洲市场的40%,而且正以8%的速度增长,其主要原因就是开发了不同用途的专用材料。在欧洲,有些制罐企业已开始生产马口铁二片罐,而设备却没有太大的改动,仍旧沿用铝制二片罐的生产设备。而以钢代铝制罐,费用可降低15%~18%,罐的机械强度增加60%以上。

  目前,包装用马口铁的发展总趋向为:降低材料的厚度,提高材料的机械性能。包装专用马口铁产品主要种类有三片罐用马口铁、喷雾罐和化妆品罐用马口铁、封闭盖和皇冠盖用马口铁、涂料及化工产品容器用马口铁、二片罐用马口铁、特种用途包装用马口铁等。

  1.饮料罐用马口铁。这种饮料罐用马口铁的特点是纯度较高,无杂质,更耐腐蚀;拉延宽度可达1200mm;造型十分周正,尺寸误差小;连续退火,韧性好。它在保证马口铁良好性能的基础上,可大大缩减其厚度,使马口铁具有优越的机械性能及可塑性。

  2.食品罐用马口铁。目前,欧洲生产的系列马口铁可用于生产多种不同类型和形状的食品罐。这些马口铁主要有连续涂镀的马口铁(用于DRD 涂层罐的罐底)、易开盖用马口铁、拉伸罐用马口铁。其中用于生产超薄罐头和皇冠盖的马口铁,使开启瓶子非常安全可靠。

  3.喷雾罐和化妆品罐用马口铁。包装用马口铁适用于制造高压喷雾罐,使这种容器符合国际标准,对环境无害。

  4.涂料和化工产品容器用马口铁。由于包装专用马口铁具有极好的抗冲击性和阻燃性,用这些包装容器来包装涂料和油漆,不仅符合有毒物质运输、储存的有关规定,而且可使生产商节省大量的保险费用。

  5.特种用途包装用马口铁。特种用途包装用马口铁具有很好的印刷性,zui适用于各种形状容器的印刷。 镀锌钢板 镀锌钢板,俗称白铁皮,是表面镀锌的低碳薄钢板。镀锌层是保护性镀层,可以保护钢板在使用过程中免受大气的腐蚀。镀锌层一般都要经过钝化处理,在铬酸或铬酸盐溶液中钝化后所形成的钝化膜不易与潮湿空气作用,防腐能力较强。但锌易溶于酸或碱,且易与硫化物反应,所以不适于包装呈酸性、碱性或硫化物的产品。 镀铬钢板 表面镀铬的低碳钢板称为镀铬钢板,这是为减少锡的用量,降低生产成本而新发展起来的镀锡板代用材料,也称铬型无锡薄钢板或无锡钢板。

  镀铬板耐腐蚀性较差,必须经涂料涂覆后才能使用。涂料涂覆后的镀铬板,其涂膜附着力大,适宜用于制造食品罐的底盖和冲拔罐。

  无锡钢板相对马口铁有如下优缺点:

  1.无锡钢板的优点

  (1)镀着量少,因此成本相对较低

  (2)涂料附着性好。表层氧化膜呈蜂窝状且含有-OH 等基因,因而对涂料的吸附力、润湿性很强,是同种涂料在马口铁上附着力的2 倍~5 倍以上,亦不会出现马口铁易出现的漏涂鱼眼或称火山口。

  (3)耐温性好,不会出现马口铁低温“锡疫”的现象。

  (4)具有高抗硫性、高耐碱性。因为铬和铬氧化物均不与硫和碱反应,因此有很好的抗硫和耐碱性能,不会硫化变黑,同时它对大气、有机溶剂、油类等均具有良好的耐蚀性能。

  2.无锡钢板相对于马口铁存在的缺点

  (1)铬层点焊性不良,需特殊焊接设备或除去铬层后焊接,一般采用熔接法和粘合法进行罐身接缝。

  (2)氧化膜较厚时,延展性会变差。

  (3)抗酸耐腐蚀性不良,一般需涂高耐酸涂料,才能用于弱酸性环境。 无锡板的镀铬工艺采用低浓度的两步电镀法,既降低了铬的消耗量,又减少了废水的处理量,有利于降低环境负载,其镀层薄而均匀,成本较低。镀铬钢板目前国内主要应用范围为啤酒瓶盖,饮料、中性食品罐涂料盖,作食品罐还很少。

  而国外大量使用内涂外印无锡板作鱼肉类罐,特别是二片罐,充分发挥了无锡板优良的抗硫化黑变和涂料附着力强的优势。

  涂油:电镀锡板出厂前,表面都涂有一层极薄的油膜, 以便于在使用中易于将成垛的镀锡板一张张掀开,通常使用的是DOS油。

  铁罐包装:有卷板交货与板材交货二种形式。单卷卷板的重 量一般在6~12吨左右,内孔直径有420mm、450mm、508mm三种,卷板按理论重量交货,在卷板生产时,其中总会有一些达不到一级品标准的部分因为连续性生产无法分离出来,故国家标准对此部分非一级品的比例作了规定,不得超过总量的10%。 板材也是按理论重量交货,在使用时间短、对防潮要求不高的情况下采用一般的防锈包装,路途遥远或防潮要求高的情况下,还要增加一层铁盒包装。

  

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