Verfahren zur Herstellung eines dünnen Stahlbleches für die Fertigung von tiefgezogenen und abstreckgezogenen Dosen

Abstract

 Ein Verfahren zur Herstellung eines dünnen Stahlbleches für die Fertigung von tiefgezogenen und abstreckgezogenen Dosen umfaßt folgende Verfahrensschritte:
a) Warmwalzen eines Stahlbandes mit folgender chemischer Zusammensetzung:

C	0,002 - 0,1 %
Si	< 0,03 %
Mn	0,1 - 0,4 %
S	0,01 - 0,03 %
Al	0,02 - 0,1 %
N	< 0,005 %
P	< 0,03 %

Rest-Eisen und vermeidliche Verunreinigungen, wobei folgende Verknüpfung gilt:


b) Beizen des gefertigten Warmbandes,
c) Kaltwalzen auf Enddicken von 0,15 - 0,35 mm,
d) Glühen des kaltgewalzten Bandes mit Glühtemperaturen zwischen 680 und 750°C,
e) Aufbringen einer Korrosionsschutzschicht auf das Stahlband, die metallisches Zinn oder metallisches Chrom enthält oder die eine durch chemische Reaktion einer wäßrigen Lösung gebildete Konversionsschutzschicht auf der Basis von Titan, Zirkonium, Phosphat, Silicium, Molybdän oder Chrom ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines dünnen Stahlbleches für die Fertigung von tiefgezogenen und abstreckgezogenen Dosen.

[0002] Für die Fertigung von tiefgezogenen und abstreckgezogenen Dosen werden im allgemeinen Stahlbleche verwendet, wie sie auch sonst bei der Fertigung von Verpackungen aus Stahl benützt werden. Solche Stahlbleche werden zunächst warmgewalzt, gebeizt, kaltgewalzt und anschließend geglüht. Um die Oberfläche des geglühten Stahlbandes zu glätten und ihr ein gewünschtes blankes oder mattes Aussehen zu verleihen und um auch das Auftreten von Fließfiguren beim Ziehen und Tiefziehen zu vermeiden wird das kaltgewalzte und geglühte Stahlblech nach dem Glühen nachgewalzt, was auch als Dressieren bezeichnet wird. Es handelt sich hierbei um ein Kaltwalzen mit einem Verformungsgrad, der unter dem kritischen Verformungsgrad liegt, wobei der Kaltwalzgrad (Verformungsgrad) 0,5 bis 1,5 % beträgt. Im Anschluß an das Nachwalzen wird im allgemeinen auf das Stahlblech, welches für Verpackungszwecke vorgesehen ist, eine Korrosionsschutzschicht, die metallisches Zinn oder metallisches Chrom enthält, aufgebracht. Diese wird dann vielfach noch mit einer organischen Harzbeschichtung versehen. Das Nachwalzen oder Dressieren erfordert jedoch einen zusätzlichen Verfahrensschritt, der die Herstellungskosten des Stahlbleches verteuert.

[0003] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines dünnen Stahlbleches für die Fertigung von tiefgezogenen und abstreckgezogenen Dosen aufzuzeigen, mit welchem die kostengünstige Herstellung eines solchen dünnen Stahlbleches möglich ist.

[0004] Ein solches Verfahren umfaßt nach der Erfindung folgende Verfahrensschritte:
a) Warmwalzen eines Stahlbandes mit folgender chemischer Zusammensetzung:

C	0,002 - 0,1 %
Si	< 0,03 %
Mn	0,1 - 0,4 %
S	0,01 - 0,03 %
Al	0,02 - 0,1 %
N	< 0,005 %
P	< 0,03 %

Rest-Eisen und unvermeidliche Verunreinigungen, wobei folgende Verknüpfung gilt:


b) Beizen des fertigen Warmbandes,
c) Kaltwalzen auf Enddicken von 0,15 - 0,35 mm,
d) Glühen des kaltgewalzten Bandes mit Glühtemperaturen zwischen 680 und 720°C,
e) Aufbringen einer Korrosionschutzschicht auf das Stahlband, die metallisches Zinn oder metallisches Chrom enthält oder die eine durch chemische Reaktion einer wäßrigen Lösung gebildete Konversionsschicht auf der Basis von Titan, Zirkonium, Phosphat, Silicium, Molybdän oder Chrom ist.

[0005] Das wesentliche des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß nach dem Glühen des kaltgewalzten Bandes der sonst übliche Verfahrensschritt des Nachwalzens bzw. Dressierens entfällt. Hierdurch wird eine nicht unerhebliche Kosteneinsparung erzielt. Überraschender Weise hat sich gezeigt, daß derartige Stahlbleche, die keiner Nachwalzbehandlung unterzogen wurden, trotzdem für die Fertigung einwandfreier tiefgezogener und anschließend abstreckgezogener Dosen geeignet sind.

[0006] Beim Kaltwalzen wird vorzugsweise ein Kaltwalzgrad zwischen 82 und 94 % eingestellt. Hohe Kaltwalzgrade erlauben den Einsatz von kostengünstigen Warmbanddicken.

[0007] Die Zusammensetzung des zur Herstellung von dünnem Stahlblech für die Fertigung von tiefgezogenen und abstreckgezogenen Dosen verwendeten Stahls ist ein wesentlicher Faktor.

[0008] So erhöht der Kohlenstoffgehalt wegen seiner festigkeitssteigernden Wirkung die zum Abstrecken erforderliche Energie. Deshalb wird der Kohlenstoffgehalt auf max. 0,1 % beschränkt. Zu geringe Kohlenstoffgehalte können zu einer Aufrauhung der Oberfläche durch Grobkornbildung führen. Dies ist bei der Erfindung durch Anwendung einer Durchlaufglühe in Kombination mit hohen Kaltwalzgraden bis etwa 0,002 % Kohlenstoffuntergrenze noch nicht der Fall.

[0009] Silicium wirkt versprödend bei Verformungen wie Bördeln und Necken und erhöht darüber hinaus ebenfalls die Festigkeit. Daher wird Silicium auf max. 0,03 % beschränkt.

[0010] Der Mangan-Gehalt, der ebenfalls die Festigkeit des Stahls heraufsetzt, sollte auch niedrig gehalten werden. Auf der anderen Seite verhindert Mangan die versprödende Wirkung von Schwefel im Stahl. Neben dem vorgegebenen Bereich 0,1 - 0,4 % Mn muß zusätzlich die Bedingung

erfüllt sein.

[0011] Der für die Desoxidation des Stahls notwendige Aluminiumgehalt wird auf 0,02 - 0,1 % festgelegt, wobei hohe Aluminiumgehalte das Auftreten von Oberflächendefekten begünstigen.

[0012] Die Elemente Stickstoff und Phosphor, die üblicherweise im Stahl vorkommen, werden auf max. 0,004 % Stickstoff und 0,03 % Phosphor festgelegt.

[0013] Bei der Herstellung des Stahlbandes wird zweckmäßig so verfahren, daß das Warmband zwischen 840 und 920°C endgewalzt und danach bei Temperaturen zwischen 550 und 750°C aufgehaspelt wird. Anschließend wird das Warmband gebeizt und mit einem Kaltwalzgrad zwischen 82 und 94 % auf die zur Fertigung der tiefgezogenen und abstreckgezogenen Dosen gewünschte Enddicke von 0,15 - 0,35 mm kaltgewalzt. Danach erfolgt das Glühen des kaltgewalzten Bandes mit Glühtemperaturen zwischen 680 und 720°C. Der sonst übliche Verfahrensschritt des Nachwalzens entfällt.

[0014] Auf das geglühte Stahlband wird in üblicherweise eine Korrosionsschutzschicht, die metallisches Zinn oder metallisches Chrom enthält aufgebracht. Das Aufbringen der Verzinnung erfolgt zweckmäßig mit Auf lagegewichten von 0,5 bis 11 g/m².

[0015] Gemäß einem in einer noch nicht veröffentlichten Deutschen Patentanmeldung P 44 16 416.5 kann die Korrosionsschutzschicht auch eine durch chemische Reaktion einer wäßrigen Lösung gebildete Konversionsschicht auf der Basis von Titan, Zirkonium, Phosphat, Silicium, Molybdän oder Chrom sein, die zweckmäßig mit einem Auflagegewicht 0,01 - 0,15 g/m² aufgebracht wird.

[0016] Auf diese Konversionsschicht sollte eine organische Harzbeschichtung aufgebracht werden, um den Korrosionsschutz zu erhöhen. Auch wenn die Korrosionsschutzschicht aus metallischem Zinn oder Chrom besteht, kann eine zusätzlich aufgebrachte Schicht aus organischem Harz von Vorteil sein.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines dünnen Stahlbleches für die Fertigung von tiefgezogenen und abstreckgezogenen Dosen mit folgenden Verfahrensschritten:

a) Warmwalzen eines Stahlbandes mit folgender chemischer Zusammensetzung:

C	0,002 - 0,1 %
Si	< 0,03 %
Mn	0,1 - 0,4 %
S	0,01 - 0,03 %
Al	0,02 - 0,1 %
N	< 0,005 %
P	< 0,03 %

Rest-Eisen und unvermeidliche Verunreinigungen, wobei folgende Verknüpfung gilt:

b) Beizen des gefertigten Warmbandes,

c) Kaltwalzen auf Enddicken von 0,15 - 0,35 mm,

d) Glühen des kaltgewalzten Bandes mit Glühtemperaturen zwischen 680 und 720°C,

e) Aufbringen einer Korrosionsschutzschicht auf das Stahlband, die metallisches Zinn oder metallisches Chrom enthält oder die eine durch chemische Reaktion einer wäßrigen Lösung gebildete Konversionsschutzschicht auf der Basis von Titan, Zirkonium, Phosphat, Silicium, Molybdän oder Chrom ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kaltwalsgrad zwischen 82 und 94 % liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrosionsschutzschicht aus Zinn mit einem Auflagegewicht von 0,5 - 11 g/m² aufgebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konversionsschicht mit einem (trockenen) Auflagegewicht von 0,01 bis 0,15 g/m² aufgebracht wird.