金属包装材料概述

1、第四篇第四篇 金属包装材料金属包装材料金属包装材料金属包装材料: : 被压延成薄片，用于商被压延成薄片，用于商品包装的金属材料。品包装的金属材料。11.1 11.1 概述概述一一. . 金属包装材料的定义金属包装材料的定义: 主要有低碳薄钢板主要有低碳薄钢板, ,镀锡镀锡 薄薄304304不锈不锈钢板钢板, ,镀铬薄钢板镀铬薄钢板, ,镀锌镀锌 薄钢板等；薄钢板等；主要有铝合金薄板和铝箔主要有铝合金薄板和铝箔二二. . 金属包装材料的分类金属包装材料的分类按材质分类按材质分类厚度大于或等于厚度大于或等于 0.2 mm0.2 mm钢系钢系: :铝系铝系: :厚度小于厚度小于 0.2 mm0.2

2、mm按材料厚度分类按材料厚度分类板材板材：箔材：箔材：三三. . 金属包装材料的用途金属包装材料的用途箔材：箔材：用于制造箔容器用于制造箔容器、复合材料的组分复合材料的组分 等。等。板材：板材：用于销售包装，制造金属罐用于销售包装，制造金属罐、金属金属软管等。软管等。用于运输包装，制造金属桶用于运输包装，制造金属桶、集装箱集装箱、捆扎材料等；捆扎材料等；四四. .金属包装材料及其容器的发展方向金属包装材料及其容器的发展方向金属包装材料向轻量金属包装材料向轻量, ,薄镀薄镀, ,少或无表面处理及与高分子少或无表面处理及与高分子材料复合的方向发展材料复合的方向发展金属包装容器向薄壁轻量和金属包装容

3、器向薄壁轻量和形式多样化的方向发展形式多样化的方向发展11.211.2 金属包装材料的性能金属包装材料的性能一一. . 金属包装材料应具备的性能金属包装材料应具备的性能(1). (1). 综合保护性能综合保护性能(2). (2). 方便流通方便流通(3). (3). 促进销售促进销售强度性能强度性能；阻隔性能阻隔性能；耐腐蚀性能耐腐蚀性能；成型加工性能成型加工性能塑性塑性焊接性能焊接性能光泽性光泽性适印性适印性二二. .金属包装材料的特点金属包装材料的特点(1). (1). 金属包装材料强度高金属包装材料强度高. .1. .优点优点: (5). (5). 金属罐生产历史悠久金属罐生产历史悠久,

4、 , 工艺比较成工艺比较成熟熟, ,现已自动化生产现已自动化生产, , 生产效率高生产效率高. .(4). (4). 资源丰富资源丰富, , 加工性能好加工性能好. .(3). (3). 具有良好的综合保护性能具有良好的综合保护性能. .(2). (2). 具有独特的光泽具有独特的光泽, , 便于印刷便于印刷, , 装饰装饰, , 使商品外观美观华丽使商品外观美观华丽. .缺点缺点(2). (2). 金属及焊料中的金属及焊料中的 Pb, Pb, AsAs等易渗入食品中等易渗入食品中, , 污染食污染食品品, , 金属离子还会影响食品金属离子还会影响食品的风味的风味; ;(3). (3). 金属

5、容器采用酚醛树脂金属容器采用酚醛树脂作为内壁涂料时作为内壁涂料时, , 若加工工艺若加工工艺不当不当, , 会影响食品的质量会影响食品的质量. .(1). (1). 耐腐蚀性差，易生锈耐腐蚀性差，易生锈; ;三三. . 几大类金属包装材料的主要性能几大类金属包装材料的主要性能钢材铝材资源丰富资源丰富, ,生产成本较低生产成本较低, ,在金属包装材料中用在金属包装材料中用量居首位；量居首位；具有良好的综合机械性能和一定的耐腐蚀性；具有良好的综合机械性能和一定的耐腐蚀性；低碳薄钢板进行镀锡、镀铬、镀铝、镀锌及低碳薄钢板进行镀锡、镀铬、镀铝、镀锌及施涂适宜的涂料等处理施涂适宜的涂料等处理, ,可提高

6、耐蚀性可提高耐蚀性. .密度轻密度轻, ,无毒无味无毒无味, ,美观美观, ,加工性能好加工性能好, ,表面具有表面具有光泽光泽; ;表面能生成一层致密的氧化铝薄膜表面能生成一层致密的氧化铝薄膜; ;在酸、碱、盐介质中易腐蚀在酸、碱、盐介质中易腐蚀; ;强度比钢低强度比钢低, ,生产成本比钢高生产成本比钢高, ,约为钢的五倍约为钢的五倍. .金属箔外表美观外表美观, , 有光泽；有光泽；防潮性、气体阻隔性、遮防潮性、气体阻隔性、遮光线等性能优异；光线等性能优异；加工成型性好；加工成型性好；耐热性、导热性良好。耐热性、导热性良好。NextBack1 金属包装材料的主要性能2 钢材的主要性能4 金

7、属箔的主要性能3 铝材的主要性能第十二章第十二章 包装用金属材料包装用金属材料NextBack一一. . 低碳薄钢板的定义低碳薄钢板的定义含碳量小于含碳量小于 0.25%0.25%，厚度为，厚度为 0.2 0.2 4 mm4 mm的钢板的钢板12.1 12.1 低低 碳碳 薄薄 钢钢 板板NextBack二二. .低碳薄钢板的分类低碳薄钢板的分类分类分类: :规格规格: :NextBack热轧低碳薄钢板热轧低碳薄钢板冷轧低碳薄钢板冷轧低碳薄钢板低碳薄钢板在低碳薄钢板在 0.25 - 2 mm0.25 - 2 mm范围范围内，有内，有 23 23 个不同的厚度规格个不同的厚度规格, , 宽度范围

8、为宽度范围为 500 - 1500 mm500 - 1500 mm。三三. . 包装用低碳薄钢板的性能特点包装用低碳薄钢板的性能特点性能性能NextBack耐热性和耐寒性好；耐热性和耐寒性好； 强度高；强度高； 塑性好塑性好； 遮光性强；遮光性强；易于印刷装饰；易于印刷装饰；焊接性能好焊接性能好。成型性能成型性能好好；热传导性好；热传导性好；四四. 化学成分对化学成分对低碳薄钢板性能低碳薄钢板性能的影响的影响含碳量的变化会引起钢中金含碳量的变化会引起钢中金相组织的变化相组织的变化,金相组织的变金相组织的变化又会导致钢的性能的变化化又会导致钢的性能的变化.NextBack含碳量一般在含碳量一般在

9、 0.05% - 0.22%之间。之间。含碳量直接影响薄钢含碳量直接影响薄钢板的强度和塑性。板的强度和塑性。含碳量直接影响薄钢含碳量直接影响薄钢板的焊接性能；板的焊接性能；硅硅, ,锰锰, ,硫硫, ,磷等元磷等元素的素的影响影响NextBack影响影响硅可提高钢的强度硅可提高钢的强度, ,随着硅含量的增随着硅含量的增大大, , 镀锡铁皮的耐蚀性能下降；镀锡铁皮的耐蚀性能下降；硫易造成偏析硫易造成偏析, , 是钢中的有害元素是钢中的有害元素；锰可提高钢的强度和硬度锰可提高钢的强度和硬度, ,可与钢可与钢中的硫化合中的硫化合, , 减少硫对钢的危害减少硫对钢的危害；磷易造成偏析磷易造成偏析, ,

10、是导致钢材冷脆的因是导致钢材冷脆的因素之一素之一, , 但可提高钢的强度和硬度但可提高钢的强度和硬度。制造制造 200L 200L 油桶油桶用低碳薄钢板的牌号和规格用低碳薄钢板的牌号和规格普通碳素结构钢普通碳素结构钢 2 2、3 3 号镇静钢或号镇静钢或优质碳素结构钢优质碳素结构钢 0808、10 10 号号NextBack桶盖桶身宽度660930长度1310/19701800200L 200L 油桶油桶专用的热轧薄钢板的尺寸标准专用的热轧薄钢板的尺寸标准钢号钢号: :厚度厚度: :1.25 mm 1.25 mm 或或 1.5 mm 1.5 mm 两种两种. .宽度宽度(mm) : 9, 12

11、, 15, 19, 30, 40, 50(mm) : 9, 12, 15, 19, 30, 40, 50NextBack六六. .包装用带钢的规格包装用带钢的规格厚度厚度(mm) : 0.3, 0.35, 0.4, 0.5, 0.7, 0.9, 1(mm) : 0.3, 0.35, 0.4, 0.5, 0.7, 0.9, 1镀锡薄钢板，简称镀锡板，镀锡薄钢板，简称镀锡板，也叫马口铁，是两面镀有锡也叫马口铁，是两面镀有锡的的低碳低碳薄钢板。薄钢板。一一. . 定义定义NextBack12.2 12.2 镀锡薄钢板镀锡薄钢板热浸镀锡板热浸镀锡板镀锡工艺镀锡工艺电镀锡板电镀锡板二二. .分类分类Ne

12、xtBack涂料施涂涂料施涂涂料铁涂料铁电素铁电素铁等厚镀锡板等厚镀锡板镀锡量镀锡量差厚镀锡板差厚镀锡板由钢基板由钢基板, , 锡铁合金层锡铁合金层, , 锡层锡层, , 氧化膜和油膜组成氧化膜和油膜组成. .三三. . 镀锡板的结构镀锡板的结构NextBack马口铁各层结构示意图马口铁各层结构示意图NextBack镀锡板各组分的成分和性能镀锡板各组分的成分和性能结构名称热浸镀锡电镀锡板热浸镀锡电镀锡板性能特点板厚度厚度板成分成分油膜20mg/m225mg/m2棕榈油棉籽油或葵润滑和防锈二酸二辛酯氧化膜35mg/cm213mg/cm2氧化亚锡氧化亚锡电镀锡板表面钝化膜是经单面单面氧化锡化学处理

13、生成的, 具有防锈氧化铬防变色和防硫化作用金属铬锡层22.444.8/g/m25.622.41g/m2纯锡纯锡美观, 易焊 , 耐腐蚀且 无毒害锡铁合金层5g/m2少于1 g /m2锡铁合金锡铁合金结晶耐腐蚀, 如过厚 加工性和结晶可焊性不良钢基板制罐用0 . 2制罐用0 . 2低碳钢低碳钢加工性良好, 制罐后具有0.3mm0.3mm必要的强度NextBack1. 1.机械性能机械性能四四. .镀锡板的性能镀锡板的性能NextBack镀锡板的机械性能主要由钢镀锡板的机械性能主要由钢基板的化学成分基板的化学成分, , 轧制工艺轧制工艺和退火工艺来决定。和退火工艺来决定。NextBack油层影响镀

14、锡板耐蚀性;镀锡层的连续性影响镀锡板耐蚀性;原板的化学成分影响镀锡原板耐蚀性; .2.耐蚀性耐蚀性NextBack原板表面纯净程度影响镀锡原板耐蚀性;锡铁合金层的连续性影响镀锡板耐蚀性;氧化膜的种类和数量影响镀锡板耐蚀性;涂饰性涂饰性锡焊性锡焊性NextBack光洁度光洁度油膜厚度油膜厚度含碳量含碳量锡层晶粒度锡层晶粒度NextBack钢种回火度CMnSPSiCuNiCrMo用途LT1T40.050.030.050.0150.010.060.040.060.05制造高耐腐0.080.04以下以下以下以下以下以下以下蚀性容器MRT1T40.050.250.050.0150.010.2一般食品0.

15、110.5以下以下以下以下容器MCT4T50.080.300.050.070.010.2无严格限制高拉应力镀锡0.110.45以下0.1以下以下铁皮大型啤酒T60.080.300.050.10罐的盖与底0.110.5以下0.15五五. . 镀锡板的主要技术规范镀锡板的主要技术规范1. 镀锡原板的成分镀锡原板的成分NextBack类别标号镀锡量最少平均镀锡量中国( 武钢 )ISOJISg/m2g/m2等厚E1E2.8/2.8(E25)#255.6(2.8/2.8)4.9(两面)镀锡板E2E5.6/5.6(E50)#5011.2(5.6/5.6)10.5(两面)E3E8.4/8.4(E75)#75

16、16.8(8.4/8.4)15.7(两面)E4E11.2/11.2(E100)#10022.4(11.2/11.2)20.2(两面)差厚#50/255.6/2.85.05/2.25镀锡板D1D8.4/2.8(D75/25)#75/258.4/2.87.85/2.25#75/508.4/5.67.85/5.05D2D11.2/2.8(D100/25) #100/2511.2/2.810.1/5.05D3D11.2/5.6(D100/50) #100/5011.2/5.610.1/5.05#100/2511.2/8.410.1/7.852. 2. 镀锡板的镀锡量镀锡板的镀锡量电镀锡板镀锡量电镀锡板

17、镀锡量NextBack罐头空罐罐头空罐: :厚度一般厚度一般在在0.15-0.30mm0.15-0.30mm之间之间最常用厚度为最常用厚度为0.2,0.2,0.23,0.25,0.280.23,0.25,0.28四种规格四种规格镀锡板长度和镀锡板长度和宽度宽度: : 我国目我国目前使用较多的前使用较多的有有714714* *510mm510mm和和827827* *730mm730mm.3 3. .镀锡板的规格尺寸镀锡板的规格尺寸NextBackNextBack12.3 非镀锡薄钢板非镀锡薄钢板 镀镀 铬铬 板板 镀镀 锌锌 板板 镀镀 铝铝 板板NextBack镀铬薄钢板，也叫镀铬板，镀铬薄

18、钢板，也叫镀铬板，简称简称TFSTFS，是两面镀有铬的，是两面镀有铬的低碳薄钢板低碳薄钢板与与无缝钢管无缝钢管有本有本质上的区别质上的区别。( (一一).).定义定义NextBack一一 镀铬薄钢板镀铬薄钢板NextBack( (二）二）镀铬板的结构镀铬板的结构由钢基板由钢基板、金属铬层金属铬层、水水合氧化铬层和油膜组成合氧化铬层和油膜组成. .NextBack（三）（三） 镀铬板的性能镀铬板的性能1. 强度性能与镀锡板相同；强度性能与镀锡板相同；2. 塑性与镀锡板相同；塑性与镀锡板相同；3. 3. 耐蚀性耐蚀性不如镀锡板；不如镀锡板；4. 对有机涂料的附着性是对有机涂料的附着性是镀锡板的镀锡

19、板的36倍；倍；6. 焊接工艺与焊接工艺与镀锡板不同；镀锡板不同；5. 镀铬层较薄，韧性较差；镀铬层较薄，韧性较差；用于腐蚀性较小的啤用于腐蚀性较小的啤酒罐和饮料罐；酒罐和饮料罐；NextBack（四）（四） 镀铬板的应用镀铬板的应用经内外涂饰后经内外涂饰后用于冲拔用于冲拔罐和食品罐的底和盖罐和食品罐的底和盖NextBack镀锌薄钢板简称镀锌板镀锌薄钢板简称镀锌板, ,俗称白铁皮。俗称白铁皮。它是在低碳薄钢板上镀一层厚它是在低碳薄钢板上镀一层厚 0.02 0.02 mm mm 以上的锌作为防护层以上的锌作为防护层, ,钢板的防腐钢板的防腐蚀能力因而大大提高蚀能力因而大大提高. .（一）定义 N

20、extBack二二 镀锌薄钢板镀锌薄钢板（二）（二） 镀锌薄钢板的分类镀锌薄钢板的分类NextBack热镀锌板： 电镀锌板：镀锌工艺镀锌工艺镀锌层厚,钢板防腐蚀能力强;镀锌层较薄。（三）镀锌薄钢板的规格（三）镀锌薄钢板的规格镀锌板的厚度(mm)：0.44, 0.50, 0.57, 0.63, 0.70, 0.76, 0.82, 0.88镀锌板的幅面尺寸(mm)：1800 900NextBackNextBack（四）（四） 镀锌板的性能镀锌板的性能1. 强度性能与镀锡板强度性能与镀锡板、镀铬板相同；镀铬板相同；2. 塑性与镀锡板塑性与镀锡板、镀铬板相同；镀铬板相同；3. 3. 耐蚀性耐蚀性不如镀

21、锡板不如镀锡板、镀铬板镀铬板；4. 锌的表面能自然生成氧化锌薄膜锌的表面能自然生成氧化锌薄膜, , 由于氧由于氧化锌薄膜的存在化锌薄膜的存在, , 能保护内部的锌和钢板免能保护内部的锌和钢板免遭腐蚀遭腐蚀；5. 采用缝焊工艺或粘接工艺。采用缝焊工艺或粘接工艺。（五）镀锌薄钢板的应用（五）镀锌薄钢板的应用镀锌板主要用于制造较大容量的桶，盛装中性食品及其原料；NextBack也可用于盛装粉状物品、油类和油漆。12.4 12.4 铝合金薄板和铝箔铝合金薄板和铝箔NextBack1. 质轻，无毒无味；一一. . 铝质包装材料的特性铝质包装材料的特性2. 延展性好，易于成型加工；3. 有独特的光泽，适印

22、性和装饰效果好；4. 热传导效率高，适合于热加工食品和 冷藏食品的包装；优点：优点：NextBack5. 阻隔性能好；6. 能回收利用；7. 能与纸、塑料薄膜复合，从而扩大 了使用范围；1. 耐腐蚀性差；2. 强度较低，硬度较差，刚性较差；3. 不具有可焊性。缺点NextBackNextBack按材质按材质按厚度按厚度二二 包装用铝材的分类包装用铝材的分类NextBack纯铝纯铝铝合金铝合金板材板材箔材箔材0.2 mm0.2 mm延展性好延展性好，用于生产铝箔用于生产铝箔强度强度、硬度低硬度低强度强度、硬度高硬度高，铝容器铝容器耐腐蚀性下降耐腐蚀性下降NextBack三 铝合金薄板铝合金薄板为

23、了改善工业纯铝的强度和硬度，加入一种或几种其它元素组成铝合金，铝合金的强度和硬度明显提高。包装用铝合金薄板为铝镁合金和铝锰合金。（一）概念NextBack（二）铝合金薄板的种类（二）铝合金薄板的种类我国采用汉语拼音加顺序号表示铝合金牌号我国采用汉语拼音加顺序号表示铝合金牌号工业纯铝（工业纯铝（L1, L2, L3)；防锈铝（防锈铝（LF1, LF2, LF3)；包装工业采用防锈铝制罐；包装工业采用防锈铝制罐；对罐的抗压强度要求高时，使用防锈铝对罐的抗压强度要求高时，使用防锈铝 LF2对罐的抗压强度要求一般时，使用防锈铝对罐的抗压强度要求一般时，使用防锈铝 LF21NextBack（三）铝合金薄

24、板的用途（三）铝合金薄板的用途L1, L2, L3 L1, L2, L3 适合制作金属软管；适合制作金属软管；L5-1 L5-1 适合制作防盗盖；适合制作防盗盖；LF21 LF21 适合制作罐的易拉盖；适合制作罐的易拉盖；LF1LF1，LF2 LF2 适合制作两片罐。适合制作两片罐。NextBack（四）铝合金薄板的化学成分（四）铝合金薄板的化学成分1. 主添加元素主添加元素Mn：加入 Mn，能提高强度, 但加工性和耐腐蚀性能降低，添加量一般小于2.0%Mg：加入 Mg，能提高强度, 但加工性和耐腐蚀性能降低，添加量一般小于5.0%Cu：加入 Cu，能提高强度, 但加工性和耐腐蚀性能降低，添加

25、量一般为 3.0%5.0%NextBack2. 2. 副添加元素副添加元素CrCr：加入：加入 CrCr，能细化晶粒，提高强度和耐，能细化晶粒，提高强度和耐腐蚀性能，添加量一般小于腐蚀性能，添加量一般小于0.5%0.5%Ni: Ni: 加入加入 NiNi，可提高合金的耐热性和耐磨，可提高合金的耐热性和耐磨性，添加量一般为性，添加量一般为1% - 3% 1% - 3% 。Pb Pb 和和 BiBi：可提高切削性能，：可提高切削性能， Pb Pb 和和 BiBi通通常同时加入。常同时加入。NextBackCaCa：加入：加入 CaCa，能与铝中的杂质结合，能与铝中的杂质结合，起到纯化铝的作用，提高

26、铝的耐腐起到纯化铝的作用，提高铝的耐腐蚀性能蚀性能Ti:Ti:加入加入 TiTi，可细化晶粒，可细化晶粒 。NextBack( (五）铝合金薄板性能的影响因素五）铝合金薄板性能的影响因素1. 1. 机械性能机械性能化学成分化学成分生产方法生产方法2. 2. 耐蚀性耐蚀性轧制工艺轧制工艺退火处理退火处理铝的纯度铝的纯度铝合金的晶粒度铝合金的晶粒度NextBack四四 铝箔铝箔（一）铝箔的特点（一）铝箔的特点1. 1. 遮光性好；遮光性好；2. 2. 对气体的阻隔性好；对气体的阻隔性好；3. 3. 高温和低温时的形状稳定性好；高温和低温时的形状稳定性好；4. 4. 易于加工；易于加工；优点优点Ne

27、xtBack1. 1. 软质铝箔不能承受载荷；2. 2. 耐折叠性差；3. 3. 无封缄性；4. 4. 易起皱，易形成针孔。缺点缺点NextBack（二）铝箔的分类铝箔的分类普通铝箔和高纯度铝箔软质铝箔和硬质铝箔卷料和片料按用途分： 单独使用的铝箔和复合用铝箔按形状分：按硬度分：按纯度分：（三）金属箔的机械性能（三）金属箔的机械性能种类厚度,mm方向抗张强度伸长率( % )折曲次数kg/mm2铁箔30纵向40.3326横向40.2325硬质铝箔30纵向18.3212横向17.828软质铝箔308.2850铜箔3522.1832钢箔60纵向82.8110横向79.613NextBack( (四四

28、) ) 铝箔的表面加工铝箔的表面加工1. 贴合加工：与其它不同特性的材料复合在一起，形成复合材料；2. 着色加工：用着色机在铝箔表面涂各种颜色的涂料；NextBack3. 印刷加工：在铝箔表面直接印刷或先涂底层涂料再印刷4. 压花加工：在铝箔表面压制出美丽的明暗花纹，主要用于包装和商标。NextBack12.5 12.5 金属包装容器金属包装容器一 金属包装容器的种类金属箱金属盒金属软管金属桶金属罐金属箔容器NextBackNextBackNextBack二 金属罐金属罐通常金属罐壁厚小于 0.5 mm，容量小于20升NextBack（一）（一） 金属罐的种类金属罐的种类按形状分：圆罐，方罐，椭圆罐，