具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如背景技术所述，目前，缩颈罐(附图1)或易开盖(附图2)选用的镀锡板/镀铬板的表面形貌为R1(细石纹面)，粗糙度Ra控制在0.29～0.55μm之间，板面纹理呈石纹状，拉丝感一般(目视类似细、浅短划伤)，在强光照射下呈现较轻的颗粒感。但是，由这种镀锡板/镀铬板制成的缩颈罐或易开盖在使用过程中，缩颈处或预划膜处易被内容物腐蚀，无法满足耐腐蚀的要求。

发明人经过长期研究发现，造成缩颈处或预划膜处易被内容物腐蚀的主要原因是镀锡/镀铬基板的表面形貌。由于现有技术中基板的内容物面为细石纹面R1，其表面具有拉丝的形貌。拉丝的存在造成基板表面呈明显的高低差，如附图3所示，在显微镜下观察时，拉丝部位显示出严重的高低不平，犹如沟壑一般分布在基板的表面。

以镀锡板为例，当在这种基板上电镀锡时，在锡沉积量一定的情况下，由于拉丝的存在，基板上突出部位的镀锡量会大于凹下去的部位，从而阻碍了锡的均匀沉积。在软熔过程中，基板上沉积的锡会熔融并流动，当流动至凹下去的部位后，凹下去的部位将阻碍锡熔体的进一步的流动，进而阻碍锡熔融后的流平，最终影响合金层的形成。因此，在细石纹面上电镀锡时，锡层的分布不均匀，拉丝部位的含锡量明显较少。这就导致在制罐或制盖的过程中，由于缩颈形变或盖预划膜过程中，拉丝部位本身较少的锡层进一步被破坏，使得拉丝部位的基材无锡层防护，直接暴露在外部，造成拉丝部位的耐蚀性急剧下降。

在镀铬板中也存在同样的情况。在基板表面电镀金属铬时，镀层表面的孔隙较少，但呈深坑型，这主要是由于电镀金属铬层为体心立方结构，随着电流密度的改变晶格择优取向生长形成的；且镀铬的电流效率一般为20％～25％，副反应为析氢反应，从而增加了金属铬层沿纵向产生孔隙。加之由于基材的细石纹面上沿纵向拉丝状划伤的存在，造成纵向孔隙的进一步加深，使得电镀铬的过程中拉丝沟壑底部金属铬的沉积进一步减少。而氧化铬层为网状、层状结构，随着沟壑程度的加剧，其对金属铬层的保护也进一步降低，从而造成镀铬板耐腐蚀性的下降。

目前，在制罐行业中，镀锡板/镀铬板的基板表面形貌有B(光面)，R1(细石纹面)，R2(粗石纹面)，S1(银色表面)，S2(粗银色表面)，M(无光面)，各产品形貌规范及标准如表1所示。

表1现有镀锡板/镀铬板产品的形貌规范及标准

发明人发现，上述表面形貌均不适合作为罐、盖材料的内表面。为了克服现有技术中的镀锡板/镀铬板易腐蚀的问题，发明人研究设计出了一种新的镀锡/镀铬基板的表面形貌，定义为砂光面，以Rs表示。如附图4所示，在显微镜下观察时，这种Rs表面上具有呈点状凹凸的打底纹路和位于部分所述打底纹路上的丝状线条，所述打底纹路和所述丝状线条的分布使得所述砂光面的粗糙度为0.50～0.80μm。在常光下观察时，Rs表面存在颗粒感，较细腻，强光照射下存在轻微拉丝感，板面光泽度略呈浅银色，反光性较差。如附图5所示，与R1面相比，本发明Rs面的拉丝纹路短而浅，从而降低了拉丝(划伤)的程度，消除了由于拉丝造成的基板沟壑对电镀锡的沉积与软熔过程中锡的流平的影响，从而使得基板表面均匀覆盖锡层与合金层；并且由于锡具备良好的延展性，最终增加制罐、盖过程中形变区的耐蚀性。

本发明提供了带砂光面的基板的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)提供一平整机，所述平整机包括第一机架和第二机架，所述第一机架包括相对设置的第一工作辊和第三工作辊，所述第二机架包括相对设置的第二工作辊和第四工作辊，所述第一工作辊和第二工作辊位于同一侧，该第一工作辊和第二工作辊用以与所述基板的第一表面接触并形成所述砂光面，其中：

所述第一工作辊为电火花毛化轧辊，所述第二工作辊为磨削光辊；所述第一工作辊表面的粗糙度为1.6～2.2μm，所述第二工作辊表面的粗糙度为0.35～0.75μm；

(2)将待冷轧的基板送入所述平整机中，使所述基板依次于第一工作辊和第三工作辊之间、第二工作辊和第四工作辊之间通过，从而在所述基板的第一表面上形成所述砂光面。

电火花毛化辊是采用电火花毛化(EDT)技术制备的轧辊，其基于电火花放电原理在轧辊表面产生凹坑状的毛刺，通过电火花毛化辊的轧制，能够在基板表面形成颗粒状的形貌。磨削光辊是基于磨削工艺在轧辊表面形成，通过磨削光辊的轧制，能够在基板表面形成拉丝状的形貌。本发明中，通过控制第一工作辊和第二工作辊表面的形貌和粗糙度，在外加轧制力的作用下，辊面的形貌和粗糙度被印制在基板的表面，从而在基板表面形成了所述砂光面形貌。优选地，第一机架向第一工作辊施加的轧制力为3500～4500kN，第二机架向第二工作辊施加的轧制力为3500～4000kN。

第一工作辊和第二工作辊在使用一定的时间后需要更换，是否需要更换可根据换辊周期或轧制吨位确定。其中换辊周期指的是工作辊轧制的基材的总长度，而轧制吨位指的是工作辊轧制的基材的总重量。例如换辊周期是120km，就是指工作辊轧到120km基材后就要停线换辊，同样的，轧制吨位为150吨，就是指工作辊轧到150吨基材后就要停线换辊。本发明中，所述第一工作辊和第二工作辊的换辊周期优选为120±20km，轧制吨位优选为150±30t。

此外，发明人舍弃了传统双面R1面的生产制造工艺，采用新型差异化表面形貌控制，罐体外表面依旧采取原R1面，内表面采取本发明的Rs面，从而得到一种差异化形貌的基板Rs/R1。通过差异化形貌控制(Rs内容物面/R1外表面)，提高基板在电镀过程中镀层覆盖的致密性和均匀性，使得板材在胀缩时不易变形破裂，从而提高了罐体内部的耐腐蚀性能，同时保证了罐体外部的可视性。这种Rs/R1差异化形貌的基板通过镀锡后，可用于制备缩颈罐或易开盖，镀铬后可用于制备缩颈罐。

上述基板可采用制罐行业常用的基板材质，优选为MR型、L型或D型原板钢。

上述Rs/R1差异化形貌的基板可通过控制第三工作辊、第四工作辊的种类和表面粗糙度以及轧制力来制备得到。具体的，控制所述第三工作辊为电火花毛化轧辊，所述第四工作辊为磨削光辊，所述第一工作辊表面的粗糙度为2.0±0.2μm，所述第二工作辊表面的粗糙度为0.40±0.05μm，所述第三工作辊表面的粗糙度为1.2±0.2μm，所述第四工作辊表面的粗糙度为0.40±0.05μm，所述第一机架的轧制力为4000±100kN，所述第二机架的轧制力为3500±100kN，所述基板经过平整机冷轧后，在其第二表面上形成细石纹面(R1)。

通过同样的方法，能够得到第二表面为其他形貌的差异化形貌的基板，如Rs/B基板、Rs/R2基板等。

制备上述Rs/B基板的方法为：控制所述第三工作辊和第四工作辊均为磨削光辊，所述第一工作辊表面的粗糙度为1.8±0.2μm，所述第二工作辊表面的粗糙度为0.70±0.05μm，所述第三工作辊表面的粗糙度为0.70±0.05μm，所述第四工作辊表面的粗糙度为0.40±0.05μm，所述第一机架的轧制力为3500±100kN，所述第二机架的轧制力为3500±100kN，所述基板经过平整机冷轧后，在其第二表面上形成光亮面(B)。

制备上述Rs/R2基板的方法为：控制所述第三工作辊为电火花毛化轧辊，所述第四工作辊为磨削光辊，所述第一工作辊表面的粗糙度为2.0±0.2μm，所述第二工作辊表面的粗糙度为0.40±0.05μm，所述第三工作辊表面的粗糙度为1.5±0.2μm，所述第四工作辊表面的粗糙度为0.70±0.05μm，所述第一机架的轧制力为4500±100kN，所述第二机架的轧制力为4000±100kN，所述基板经过平整机冷轧后，在其第二表面上形成粗石纹面(R2)。

表2详细地示出了制备上述几种差异化形貌的基板的配辊方案。

表2差异化形貌的金属基板的平整机配辊方案

当然，根据下游用户的不同需求，也可采用同样的方法制备出其他几种差异化形貌的基板Rs/S1、Rs/S2s、Rs/M，具体方法在此不再赘述。

除了基板的表面形貌之外，电镀工艺对于镀锡板/镀铬板的耐腐蚀性能的影响同样也不可忽视。因此，本发明进一步对基板的电镀锡及软熔工艺进行了研究。

表3现有的电镀锡工艺参数

通过显微镜观察镀锡板表面发现，采用现有的电镀锡工艺，锡层与合金层并不是全部致密地覆盖在基板的表面，如图6(a)所示，锡层的晶粒粗大、疏松，晶粒与晶粒间间隙大，这会导致镀锡板的耐腐蚀性差。因此，为了提高镀锡板耐腐蚀性能，提高锡层的致密性与合金层的覆盖性为首要方法。

发明人对现有的电镀锡工艺进行了改进，提供了一种新的电镀锡工艺，具体如表4所示。电镀金属锡时，电镀液中二价锡的浓度为15～25g/L，甲基磺酸的浓度为30～50mL/L，抗氧剂的浓度为35～60mL/L，添加剂的浓度为25～30mL/L。在电镀过程中，控制电镀液的温度为38～45℃，电流密度为22～28A/mm²。优选地，控制电镀液中二价锡的浓度为20g/L，甲基磺酸的浓度为40mL/L，抗氧剂的浓度为45mL/L，添加剂的浓度为25mL/L，控制电镀液的温度为42℃，电流密度为25A/mm²。

需要指出的是，上述抗氧剂可选用本领域常用的氧化剂，包括但不限于苯酚、对苯二酚、间苯二酚、邻苯二酚中的一种或多种。本发明中，所使用的抗氧剂为奎克化学QUAKERTIN^TM TPMW AOX抗氧剂。上述添加剂可选用本领域常用的添加剂，包括但不限于表面活性剂、晶粒细化剂中的一种或多种。本发明中，所使用的添加剂为奎克化学QUAKERTIN^TMAdditive添加剂。

表4本发明的电镀锡工艺参数

采用本发明的改进型电镀工艺进行镀锡，基板上锡层的表面形貌如图6(b)所示。从图中可以看出，锡层的晶粒细致、紧密，晶粒与晶粒间间隙小，能够更好地保护基板，提高基板的耐腐蚀性。

在电镀锡后，通过软熔工艺使得锡层熔融、流动，得到合金层，从而能够提高镀锡层的均匀性。表5示出了现有的电镀锡软熔工艺参数。

表5现有的电镀锡软熔工艺参数

如图7(a)～(c)所示，采用现有的软熔工艺，形成的合金层晶粒比较细小，因此耐蚀性也较差。

本发明对于软熔工艺也进行了改进，具体如表6所示。软熔时，使用的软熔箱高度为3.5～5.5m，软熔设定温度为260～290℃，软熔反馈温度为255～295℃，软熔功率占比为30％～50％。优选地，使用的软熔箱高度为4.5m，软熔设定温度为270℃，软熔反馈温度为275℃，软熔功率占比为40％。

表6本发明的软熔工艺参数

采用本发明的软熔工艺，得到的合金层的表面形貌如图7(d)～(f)所示。从图中可以看出，合金层晶粒粗大、呈柱状，且连续性较好，因此耐蚀性也更好。

进一步地，本发明还对基板的镀铬工艺进行了研究。

如前所述，采用现有的工艺(如表7所示)电镀金属铬时，由于晶格的择优取向生长以及镀铬工艺本身的特性(电流效率低，一般为20％～25％，副反应为析氢反应)，使金属铬层沿纵向产生呈深坑型的孔隙。因此提高金属铬沉积过程中晶粒的致密性、降低孔隙深度，是提高镀铬板耐蚀性的重要措施。

表7现有的电镀金属铬工艺参数

本发明对电镀金属铬的工艺进行了改进，如表8所示。电镀金属铬时，控制电镀液中铬酸酐的浓度为140～160g/L，氟化铵的浓度为3～4g/L，第一回收槽内铬酸酐的浓度为≤50g/L，第二回收槽内铬酸酐的浓度≤40g/L；在电镀过程中，控制电镀液的温度为33～43℃，电流密度为25～100A/mm²。优选地，电镀金属铬时，控制电镀液中铬酸酐的浓度为150g/L，氟化铵的浓度为3.5g/L，第一回收槽内铬酸酐的浓度为30g/L，第二回收槽内铬酸酐的浓度10g/L；在电镀过程中，控制电镀液的温度为38℃，电流密度为65A/mm²。

表8本发明的电镀金属铬工艺参数

采用上述的电镀金属铬工艺，得到的金属铬层的表面形貌如图8所示。从图中可以看出，通过上述电镀工艺可以得到深坑深度浅且致密的金属铬层，这种形貌的金属铬层能够更好地保护基板，提高其耐腐蚀性。

在电镀铬过程中，由于金属铬与氧化铬之间的作用是相互的，即在沉积金属铬的同时氧化铬也随之产生，在沉积氧化铬的同时金属铬也会随之产生，互相交织在一起。如表9所示，采用现有的工艺在电镀氧化铬时，生成的氧化铬层的主要成分为Cr₂O₃、CrOOH、Cr(OH)₃，表面孔隙扁平、细小。其为网状、层状结构，主要起到封闭金属铬层的微小孔隙的作用。因此提高氧化铬层网状结构的致密性，也可以提高镀铬板的耐蚀性。

表9现有的电镀氧化铬工艺参数

为提高氧化铬层网状结构的致密性，本发明对电镀氧化铬工艺进行了改进，如表10所示。电镀氧化铬时，电镀液中铬酸酐的浓度为60～70g/L，氟化铵的浓度为1～2g/L，氢氧化钠的浓度为6～12g/L；在电镀过程中，控制电镀液的温度为27～37℃，电流密度为9～22A/mm²，生成的氧化铬层的重量为8～15g/m²。优选地，电镀氧化铬时，电镀液中铬酸酐的浓度为65g/L，氟化铵的浓度为1.5g/L，氢氧化钠的浓度为9g/L；在电镀过程中，控制电镀液的温度为32℃，电流密度为19A/mm²，生成的氧化铬层的重量≥10g/m²。

表10本发明的电镀氧化铬工艺参数

采用上述的电镀氧化铬工艺，得到的金属铬层和氧化铬层的一体表面形貌如图9所示。从图中可以看出，按照本发明的氧化铬电镀工艺，可以得到致密的网状氧化铬层，从而有利于提高镀铬板的耐腐蚀性能。

综上，本发明提供了一种新的镀锡/镀铬基板的表面形貌Rs，具有这种表面形貌的基板在电镀过程中，镀层的分布更加均匀，使得其在制备缩颈罐/易开盖的过程中，缩颈处和预划膜处的镀层不易变形破裂，从而提高了缩颈罐/易开盖的耐蚀性。另外，本发明还对镀锡和镀铬工艺进行了改进，提高了镀层的致密性，从而也能够提高缩颈罐/易开盖的耐蚀性。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。