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【摘 要】对比国内外2种镀铬铁板材制造的彩印覆膜铁二片罐发现，采用国产基板制罐，罐身表面局部图文不协调变形严重，而采用国外优质基板制罐的图文则排列整齐。对镀铬铁板材的研究结果表明：国产基板的平面异性系数Δr值小于零，且绝对值较大，故局部图文的不协调变形较明显，而国外优质基板由于平面异性差别很小，所以各区域图文不会出现明显的不协调变形。提高国内基板制造商的技术能力，使得板材的平面异性系数Δr值趋于零，是避免图文产生不协调变形的有效措施。
【关键词】覆膜铁基板 平面异性系数 图文变形
覆膜铁[1-3]具有良好的装饰、隔热、耐腐蚀及耐冲压等特性，近年来受到金属包装行业的大力推崇。然而，利用覆膜铁板材冲压制罐时发现，采用国产覆膜铁基板（镀铬铁）制罐，罐体表面的图案和文字（以下简称图文）经常出现不协调的变形。以图1为例，由于图案变形的描述较为复杂，本文仅对明显可见的文字变形加以说明。图1a中，由中部到下方，文字出现扭曲变形的程度逐渐加剧，特别是最下方一行的文字，扭曲变形最为明显，严重影响了罐体的表观视觉效果.而采用国外镀铬铁板材的制罐结果则如图1（b）所示，相对图1（a），其文字排列整齐规范，满足外观设计要求。
本文通过对国内外镀铬铁板材冲压成形的关键参数（平面异性系数Δr值）进行测算，从理论上给出图文不协调变形与平面异性系数的对应关系，为后期解决变形问题提供依据。进一步地，对国内镀铬铁板材制造商提出合理的建议，以完善现有的基板采购标准和技术规范。
1 镀铬铁板材平面异性系数的测算
板材的厚向异性系数r值（或塑性应变比）是评定板料压缩成形性能的一个重要参数。具体来说，r值是板料试件单向拉伸试验中宽度应变εw与厚度应变εt之比，即：
r=εw/εt （1）
本文测试的镀铬铁板材厚度选定为0.14mm，对于超薄材r值的测试，为保证测试结果的准确性，与板材轧制方向呈不同角度（0°、45°、 90°）的三向r值测试采用了ARAMIS三维光学应变测量系统。其中，某国产镀铬铁板材r值的测试结果如表1所示。
板材平面异性系数Δr值的计算公式如下：
Δr=（r0-2r45+r90）/2 （2）
依据表1的r值测试结果计算可得，Δr=-0.44。
2 罐身图文不协调变形的分析和讨论
对于圆罐的冲压成形来说，板材的平面异性系数Δr值可直接表征成形后罐体的制耳分布情况。这其中必须强调的是，板材平面的图文设计和印刷是以各个方向的变形行为完全相同为前提开展的。因此，国产基板制罐产生的不协调变形，可以准确反映基板的平面各向性能差异。通过大量的实验和生产实践也可以得出，实际的制耳分布，直接对应了罐身局部图文不协调变形的方位。基于此，本文建立了板材平面异性系数与局部图文不协调变形的对应关系，即通过测算镀铬铁板材的Δr值，表征其对图文变形效果的影响。
根据金属板料的冲压成形理论，由于国产镀铬铁板材的Δr值小于零，因此其圆罐冲压成形后的制耳将出现在与轧制方向呈45°方向。而且，由于Δr值的绝对值较大，制耳效果将较为明显。图2为采用国产基板制罐的制耳效果图。可以看出，制耳情况完全符合前述分析结果。而且，图1a中的不协调变形部位也正处于制耳方向及邻近区域。因此，国产镀铬铁板材的平面异性系数Δr值，直接造成了最终的不协调变形结果。采用国外基板制罐的罐体效果如图3所示，罐体边部的余料分布均匀，没有明显的制耳。所以，国外优质基板的平面异性差别很小，这也是图文变形效果整齐规范的根本原因。
多年来，虽然国内基板制造商的生产设备不乏一流，且多为国外进口。但在优质薄材基板（如0.14mm及以下厚度），特别是低制耳率板材的制造能力上却乏善可陈，远逊于发达国家日本和德国。而且，对于下游包装制罐企业，国内现行的基板采购标准和技术规范过于空泛，尤其对板材平面异性系数这一关键指标并未做具体要求。致使长期以来，下游制罐企业对基板供应商的该项指标要求都得不到满足，由此转而采购国外基板。当前，随着金属包装行业国内外竞争的日益激烈，降低材料成本的同时提高产品的品质成为行业发展的主流。国内基板制造商迫切需要提高基板的制造能力，在保证常规力学性能指标要求的前提下，使得板材的平面异性系数Δr值趋近于零；同时，联合国内知名金属包装企业和行业专家，尽快弥补现有基板采购标准和技术规范的不足。
结语
（1）覆膜铁基板的平面异性系数Δr值是影响图文变形结果的关键因素。国产基板的Δr值小于零，绝对值较大，因此图文的不协调变形明显，与实际制罐效果相符。国外优质基板由于平面异性差别小，故罐身表面图文排列整齐规范。
（2）对于国内基板制造商，应迅速提高自身技术能力，实现低制耳板材的国产化，这是避免图文产生不协调变形的主要措施。同时，充分结合包装企业的诉求，完善现有基板采购标准和技术规范，以抵御国外基板对国内市场的冲击。
参考文献
[1]陈云鹏，黄久贵，李建中，等.覆膜铁的产品特性及其国内外发展现状[J].轧钢， 2010，2，27（1）：45-47，转62.
[2]王莉莉，黄久贵，李建中.二次冷轧镀铬铁的产品特性研究[J].上海金属， 2012，5，34（3）：26-28.
[3]刘志浩，曾科，赵宇晖.覆膜铁：金属食品包装的“绿色革命”[J].包装学报， 2012， （4）：9-15.
[4]梁炳文，陈孝戴，王志恒.板金成形性能[M].机械工业出版社，1999，5
【关键词】覆膜铁基板 平面异性系数 图文变形
覆膜铁[1-3]具有良好的装饰、隔热、耐腐蚀及耐冲压等特性，近年来受到金属包装行业的大力推崇。然而，利用覆膜铁板材冲压制罐时发现，采用国产覆膜铁基板（镀铬铁）制罐，罐体表面的图案和文字（以下简称图文）经常出现不协调的变形。以图1为例，由于图案变形的描述较为复杂，本文仅对明显可见的文字变形加以说明。图1a中，由中部到下方，文字出现扭曲变形的程度逐渐加剧，特别是最下方一行的文字，扭曲变形最为明显，严重影响了罐体的表观视觉效果.而采用国外镀铬铁板材的制罐结果则如图1（b）所示，相对图1（a），其文字排列整齐规范，满足外观设计要求。
本文通过对国内外镀铬铁板材冲压成形的关键参数（平面异性系数Δr值）进行测算，从理论上给出图文不协调变形与平面异性系数的对应关系，为后期解决变形问题提供依据。进一步地，对国内镀铬铁板材制造商提出合理的建议，以完善现有的基板采购标准和技术规范。
1 镀铬铁板材平面异性系数的测算
板材的厚向异性系数r值（或塑性应变比）是评定板料压缩成形性能的一个重要参数。具体来说，r值是板料试件单向拉伸试验中宽度应变εw与厚度应变εt之比，即：
r=εw/εt （1）
本文测试的镀铬铁板材厚度选定为0.14mm，对于超薄材r值的测试，为保证测试结果的准确性，与板材轧制方向呈不同角度（0°、45°、 90°）的三向r值测试采用了ARAMIS三维光学应变测量系统。其中，某国产镀铬铁板材r值的测试结果如表1所示。
板材平面异性系数Δr值的计算公式如下：
Δr=（r0-2r45+r90）/2 （2）
依据表1的r值测试结果计算可得，Δr=-0.44。
2 罐身图文不协调变形的分析和讨论
对于圆罐的冲压成形来说，板材的平面异性系数Δr值可直接表征成形后罐体的制耳分布情况。这其中必须强调的是，板材平面的图文设计和印刷是以各个方向的变形行为完全相同为前提开展的。因此，国产基板制罐产生的不协调变形，可以准确反映基板的平面各向性能差异。通过大量的实验和生产实践也可以得出，实际的制耳分布，直接对应了罐身局部图文不协调变形的方位。基于此，本文建立了板材平面异性系数与局部图文不协调变形的对应关系，即通过测算镀铬铁板材的Δr值，表征其对图文变形效果的影响。
根据金属板料的冲压成形理论，由于国产镀铬铁板材的Δr值小于零，因此其圆罐冲压成形后的制耳将出现在与轧制方向呈45°方向。而且，由于Δr值的绝对值较大，制耳效果将较为明显。图2为采用国产基板制罐的制耳效果图。可以看出，制耳情况完全符合前述分析结果。而且，图1a中的不协调变形部位也正处于制耳方向及邻近区域。因此，国产镀铬铁板材的平面异性系数Δr值，直接造成了最终的不协调变形结果。采用国外基板制罐的罐体效果如图3所示，罐体边部的余料分布均匀，没有明显的制耳。所以，国外优质基板的平面异性差别很小，这也是图文变形效果整齐规范的根本原因。
多年来，虽然国内基板制造商的生产设备不乏一流，且多为国外进口。但在优质薄材基板（如0.14mm及以下厚度），特别是低制耳率板材的制造能力上却乏善可陈，远逊于发达国家日本和德国。而且，对于下游包装制罐企业，国内现行的基板采购标准和技术规范过于空泛，尤其对板材平面异性系数这一关键指标并未做具体要求。致使长期以来，下游制罐企业对基板供应商的该项指标要求都得不到满足，由此转而采购国外基板。当前，随着金属包装行业国内外竞争的日益激烈，降低材料成本的同时提高产品的品质成为行业发展的主流。国内基板制造商迫切需要提高基板的制造能力，在保证常规力学性能指标要求的前提下，使得板材的平面异性系数Δr值趋近于零；同时，联合国内知名金属包装企业和行业专家，尽快弥补现有基板采购标准和技术规范的不足。
结语
（1）覆膜铁基板的平面异性系数Δr值是影响图文变形结果的关键因素。国产基板的Δr值小于零，绝对值较大，因此图文的不协调变形明显，与实际制罐效果相符。国外优质基板由于平面异性差别小，故罐身表面图文排列整齐规范。
（2）对于国内基板制造商，应迅速提高自身技术能力，实现低制耳板材的国产化，这是避免图文产生不协调变形的主要措施。同时，充分结合包装企业的诉求，完善现有基板采购标准和技术规范，以抵御国外基板对国内市场的冲击。
参考文献
[1]陈云鹏，黄久贵，李建中，等.覆膜铁的产品特性及其国内外发展现状[J].轧钢， 2010，2，27（1）：45-47，转62.
[2]王莉莉，黄久贵，李建中.二次冷轧镀铬铁的产品特性研究[J].上海金属， 2012，5，34（3）：26-28.
[3]刘志浩，曾科，赵宇晖.覆膜铁：金属食品包装的“绿色革命”[J].包装学报， 2012， （4）：9-15.
[4]梁炳文，陈孝戴，王志恒.板金成形性能[M].机械工业出版社，1999，5