專利名稱：鋁箔產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型通常涉及原料，更具體地，涉及一種鋁箔產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
原料是指在變成最終產(chǎn)品之前需要經(jīng)過(guò)進(jìn)一步加工的材料。在一個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)用這些原料的最終用途覆蓋了各種各樣的產(chǎn)品，諸如包裝需求，即家用箔。在另一個(gè)實(shí)施例中，用所公開(kāi)的原料制成的鋁箔產(chǎn)品具有改進(jìn)的表面特性和機(jī)械性能，諸如在薄規(guī)格下的高破裂壓力(burst pressure)、高拉伸強(qiáng)度(tensile strength)、高屈服強(qiáng)度(yield strength)禾口更ι 白勺延 串率(percentageelongation)。

實(shí)用新型內(nèi)容本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)目的是要提供一種具有改進(jìn)性能的原料。在一個(gè)實(shí)施例中，本實(shí)用新型提供了一種鋁箔產(chǎn)品，所述鋁箔產(chǎn)品特征在于包括 第一層；由1XXX、3XXX或8XXX系列鋁合金形成的第二層，所述第二層沒(méi)有針孔，并且對(duì)于箔產(chǎn)品，所述第二層具有5微米到150微米的厚度；以及第三層，其中所述第二層夾在所述第一層和所述第三層之間。在一個(gè)實(shí)施例中，本實(shí)用新型提供了一種鋁箔產(chǎn)品，所述鋁箔產(chǎn)品特征在于包括 第一層；由8111鋁合金形成的第二層，所述第二層沒(méi)有針孔，并且對(duì)于箔產(chǎn)品，所述第二層具有5微米到150微米的厚度；以及第三層，其中所述第二層夾在所述第一層和所述第三層之間。在另一個(gè)實(shí)施例中，本實(shí)用新型提供了一種鋁箔產(chǎn)品，所述鋁箔產(chǎn)品特征在于包括第一層；由8921鋁合金形成的第二層，所述第二層沒(méi)有針孔，并且對(duì)于箔產(chǎn)品，所述第二層具有5微米到150微米的厚度；以及第三層，其中所述第二層夾在所述第一層和所述第三層之間。所述產(chǎn)品具有比0-回火的標(biāo)準(zhǔn)8921合金的平均值大至少10%的0-回火拉伸強(qiáng)度。因此，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)技術(shù)效果在于提供了一種基本上沒(méi)有由金屬間顆粒的中心偏析所導(dǎo)致的針孔的鋁箔產(chǎn)品。本實(shí)用新型的這些和其它進(jìn)一步的實(shí)施例通過(guò)下面的說(shuō)明和附圖將變得更清楚。
為了更充分地理解本實(shí)用新型，將參考下面的說(shuō)明和附圖，在附圖中圖1是示出由輥鑄造原料生產(chǎn)箔和片的現(xiàn)有方法的流程圖；圖2是示出根據(jù)本實(shí)用新型的生產(chǎn)箔的方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖；圖3是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的三層鑄帶；以及圖4是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的8921合金鑄帶的橫截面放大100倍的顯微圖
7J\ ο具體實(shí)施方式
下面是本申請(qǐng)中使用的術(shù)語(yǔ)的定義。如這里所使用的，術(shù)語(yǔ)“原料”是指在變成諸如家用箔之類的最終產(chǎn)品之前需要經(jīng)過(guò)進(jìn)一步加工的材料。如這里所使用的，術(shù)語(yǔ)“鋁合金”是指含有其它元素的鋁金屬。所述元素可以包括銅、鐵、鎂、鎳、硅、鋅、鉻、錳、鈦、釩、鋯、錫和/或鈧。添加所述元素以影響鋁合金的物理屬性和工作特性。如這里所使用的，術(shù)語(yǔ)“中心偏析”是指通過(guò)傳統(tǒng)的輥鑄造機(jī)(rollcaster)制成的帶(strip)的中心面中的校直(aligned)金屬間顆粒。它會(huì)導(dǎo)致輥軋期間片材的撕裂和導(dǎo)致最終產(chǎn)品的機(jī)械性能差。如這里所使用的，術(shù)語(yǔ)“精細(xì)的微觀結(jié)構(gòu)”是指具有晶粒尺寸(finegrain size)和精細(xì)成分(fine constituent)的微觀結(jié)構(gòu)。如這里所使用的，術(shù)語(yǔ)“β金屬間相顆?！笔侵窤19FeSi合成物的棒狀顆粒。這些顆粒是在輥軋期間破碎并導(dǎo)致最終產(chǎn)品的機(jī)械性能較差的易碎粒子。通過(guò)均勻化處理將β 相轉(zhuǎn)變成更可塑的α相來(lái)消除其不利影響。如這里所使用的，術(shù)語(yǔ)“線內(nèi)(in-line) ”是指沒(méi)有中間卷繞和開(kāi)卷(uncoiling)。如這里所使用的，術(shù)語(yǔ)“晶粒細(xì)化劑”是指諸如Ti&、TiC或AlTi之類的有助于在鑄造金屬中產(chǎn)生更精細(xì)的晶粒結(jié)構(gòu)的化合物。如這里所使用的，術(shù)語(yǔ)“馬倫破裂壓力”是指使片材被撕破的壓力。它測(cè)量對(duì)撕破的抵抗力。如這里所使用的，術(shù)語(yǔ)“基本上”是指很大的范圍或程度。如這里所使用的，術(shù)語(yǔ)“非錠鑄造工藝”是指不產(chǎn)生錠的任何鑄造工藝。如這里所使用的，術(shù)語(yǔ)“平板(slab)工藝”是指鑄造厚度在約0. 25英寸到約8英寸之間的平板的工藝。如這里所使用的，術(shù)語(yǔ)“輥鑄造工藝”是指使用常規(guī)的輥鑄造機(jī)在高的輥分離力下以小于10英尺/分鐘的速度鑄造厚度為約0. 25英尺到約0. 5英尺的帶。如這里所使用的，術(shù)語(yǔ)“針孔(pinhole) ”是指在燈箱(light box)上測(cè)量的金屬板或箔上的小孔。如這里所使用的，術(shù)語(yǔ)“熱輥軋”是指在進(jìn)口溫度高于約700° F的條件下輥軋鋁
^^ I^l ο如這里所使用的，術(shù)語(yǔ)“溫輥軋”是指在進(jìn)口溫度范圍為約350° F到約700° F的條件下輥軋鋁金屬。如這里所使用的，術(shù)語(yǔ)“冷輥軋”是指在進(jìn)口溫度低于約350° F的條件下輥軋鋁
^^ I^l ο在一個(gè)實(shí)施例中，本實(shí)用新型公開(kāi)了一種使用如下方法生產(chǎn)的原料，所述方法包括生產(chǎn)厚度小于約6mm的鋁合金鑄帶，線內(nèi)熱輥軋所述鑄帶到厚度不大于約1mm，然后卷繞所產(chǎn)生的帶以生產(chǎn)金屬箔的原料產(chǎn)品，其中所述鑄帶基本上沒(méi)有β金屬間相顆粒。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述原料被進(jìn)一步加工以提供具有改進(jìn)的機(jī)械性能和表面特性的金屬箔。
4[0032]在另一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)開(kāi)卷所述帶，冷輥軋所述原料帶到所需要的產(chǎn)品厚度，以及部分退火或全部退火最終規(guī)格的帶而對(duì)所述原料產(chǎn)品進(jìn)一步加工來(lái)生產(chǎn)金屬箔。圖1所示的流程圖概述了由輥鑄造原料制造箔或片產(chǎn)品的常規(guī)工藝的主要步驟。 在起始步驟10中，將鋁合金輥鑄造到約6mm到約IOmm之間的厚度。然后在步驟20中線內(nèi)熱卷繞/溫卷繞所述鋁合金鑄帶，接著可選地，在約430°C到約530°C之間單獨(dú)均勻化所述鋁合金鑄帶。在下一步驟40中，均勻化后的卷被開(kāi)卷，以便在步驟50中將所述鋁合金鑄帶冷輥軋到中間規(guī)格。在步驟60中，隨后將所述中間規(guī)格的帶在450°C下進(jìn)行中間退火，并冷輥軋到箔的最終規(guī)格。在最終步驟80中，根據(jù)產(chǎn)品所需要的物理屬性，可選地對(duì)鋁合金鑄帶進(jìn)行部分退火或全部退火。在一個(gè)實(shí)施例中，圖2所示的流程圖概述了本實(shí)用新型的主要步驟。本實(shí)用新型消除了通常與輥鑄造或錠原料的現(xiàn)有方法相關(guān)的冗長(zhǎng)且昂貴的均勻化步驟和/或中間退火步驟，并且消除了一個(gè)或多個(gè)冷輥軋遍次(pass)。這里，在第一步驟100中，高速生產(chǎn)出厚度小于約6mm材料的原料鑄帶。然后在第二步驟200中在約720° F下將鋁合金材料線內(nèi)熱輥軋到厚度至多為1mm。然后在第三步驟300中線內(nèi)熱/溫卷繞所述原料材料。這種材料是本實(shí)用新型的原料的一個(gè)實(shí)施例，其被用來(lái)進(jìn)一步離線加工成最終產(chǎn)品。在這種離線操作中，在第五步驟500中被冷輥軋到最終規(guī)格之前，其中該最終規(guī)格為所需要的產(chǎn)品厚度，在步驟400中所述卷被開(kāi)卷。根據(jù)應(yīng)用，在第六步驟600中可選地使最終規(guī)格的產(chǎn)品經(jīng)受部分或全部退火處理，或在輥軋狀態(tài)條件(as-rolled condition)下提供該處理。在起始步驟中，厚度小于約6mm的帶被鑄造。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)連續(xù)鑄造鋁合金來(lái)執(zhí)行用于由鋁合金制造厚度小于約6mm的鑄帶的方法。這包括并置地且與一對(duì)設(shè)置在通常為水平的平面上的水冷輥相聯(lián)系地傳送融化的鋁合金。該鑄造以諸如約200fpm(62m/ min)的高速進(jìn)行。來(lái)自儲(chǔ)液器的融化的鋁合金朝著輥之間的縫隙(nip)前進(jìn)。在每一個(gè)輥上都形成固態(tài)的鋁合金外層，而半固態(tài)鋁合金層則在固態(tài)層之間的中心產(chǎn)生。所述半固態(tài)層包括從凝固前沿(solidification front)分離的破碎的樹(shù)枝狀臂的融化成分和固態(tài)成分。所述固態(tài)外層和半固態(tài)鋁合金的固態(tài)成分穿過(guò)縫隙，以便固態(tài)鋁合金帶從縫隙中引出。 從縫隙中引出的帶包括夾在外面的鋁合金均勻?qū)又g的固態(tài)中間層。在另一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)一系列連續(xù)的線內(nèi)步驟來(lái)執(zhí)行用于由鋁合金制造厚度小于約6mm的鑄帶的方法，所述步驟序列包括下列步驟(a)熱輥軋熱鋁原料以減少其厚度； (b)隨后將熱的減薄的原料進(jìn)行線內(nèi)退火，而基本上無(wú)需進(jìn)行中間冷卻；(c)隨后立即且快速地將退火后的原料淬火到適合于冷輥軋的溫度；和(d)使淬火后的原料經(jīng)過(guò)冷輥軋以制造出具有所需厚度和冶金性能的片材。最后生產(chǎn)出的鑄帶具有精細(xì)的微觀結(jié)構(gòu)，并且兩人驚訝的是，其基本上沒(méi)有β金屬間相顆粒。這導(dǎo)致了品質(zhì)優(yōu)良的箔產(chǎn)品?？捎糜诒緦?shí)用新型的鋁合金種類包括但不限于1ΧΧΧ、3ΧΧΧ和8ΧΧΧ鋁合金(鋁協(xié)會(huì)標(biāo)號(hào))。注意將在后面的例子中描述8921和8111家用箔。在一個(gè)實(shí)施例中，鑄帶的厚度小于約6mm。在另一個(gè)實(shí)施例中，鑄帶的厚度為約 Imm到約5mm之間。在再一個(gè)實(shí)施例中，鑄帶的厚度為約2mm到約4mm之間。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，在第二步驟中，鑄帶在約720° F的條件下被線內(nèi)熱輥軋到所需要的厚度，其中厚度減小了最少10%。術(shù)語(yǔ)“線內(nèi)熱輥軋”被定義為直接來(lái)自鑄造機(jī)的鋁鑄帶在大于約700° F的入 軋口(mill inlet)溫度下進(jìn)行的任何輥軋。在一個(gè)實(shí)施例中，熱輥軋后在卷繞機(jī)處原料材料的溫度低于約700° F。可使用線內(nèi)熱輥軋和溫輥軋步驟的組合來(lái)將材料減薄到合適的厚度。這只受與鑄造機(jī)同軸的軋機(jī)機(jī)座(mill stand)的數(shù)目限制。在第三步驟中，原料材料被熱卷繞/溫卷繞。在一個(gè)實(shí)施例中，原料材料在卷繞機(jī)處的溫度低于約700° F。在第四步驟中，該卷被開(kāi)卷，以使得在第五步驟鋁合金鑄帶可被冷輥軋到所需要的產(chǎn)品厚度。在一個(gè)實(shí)施例中，在室溫下在一對(duì)旋轉(zhuǎn)輥之間進(jìn)行冷輥軋。在另一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)產(chǎn)品厚度而將冷輥軋步驟分為不同步驟。例如，在將原料材料輥軋到所需的最終規(guī)格之前，原料材料可被輥軋成分解規(guī)格。根據(jù)所需的最終規(guī)格，這導(dǎo)致具有在約5微米到約150微米之間的基本上均勻的厚度的箔產(chǎn)品。表1示出了由本實(shí)用新型的8921鋁合金制造的家用箔與一般的商用家用鋁箔的性能比較。表 1
產(chǎn)品厚度拉伸強(qiáng)度屈J貼雖度延伸(分) 馳
F/hr英寸ksiksi%psi
WcratnfH 8S21 SSOFMhr 0.00056B^M17Λ59213
Waomi 8921 SOOFMhr 0,00^28放 615·46,823J
Wcromi S921 鏈 O FMhr 0.0TOK13,714JS.222:6
ReynoMsWmp0Μ063412,3M5.113-7
秋厚度拉伸強(qiáng)度屈藤度延伸m
CZhrμηιMPaMPa%psi
MicromiB ^21 288 C/4 hr14.4143,4t17.25.9146 β
Micromilt 8S21 31SGf4hr1S.01^01W.26.8104.1
MkT0mllf892l 343 CM hr1S.4135,8102J6.2155,8
SeymMsWmpmi84.845.55.194,4注釋1、Reynolds Wrap數(shù)值是以該商標(biāo)售出的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的平均值。2、未針對(duì)家用箔規(guī)定屈服強(qiáng)度。圖2示出了由本實(shí)用新型的8111鋁合金制造的家用箔與一般的商業(yè)家用鋁箔的性能之比。表權(quán)利要求1.一種鋁箔產(chǎn)品，所述鋁箔產(chǎn)品特征在于包括第一層；由1XXX、3XXX或8XXX系列鋁合金形成的第二層，所述第二層沒(méi)有針孔，并且對(duì)于箔產(chǎn)品，所述第二層具有5微米到150微米的厚度；以及第三層，其中所述第二層夾在所述第一層和所述第三層之間。
2.—種鋁箔產(chǎn)品，所述鋁箔產(chǎn)品特征在于包括第一層；由8111鋁合金形成的第二層，所述第二層沒(méi)有針孔，并且對(duì)于箔產(chǎn)品，所述第二層具有5微米到150微米的厚度；以及第三層，其中所述第二層夾在所述第一層和所述第三層之間。
3.—種鋁箔產(chǎn)品，所述鋁箔產(chǎn)品特征在于包括第一層；由8921鋁合金形成的第二層，所述第二層沒(méi)有針孔，并且對(duì)于箔產(chǎn)品，所述第二層具有5微米到150微米的厚度；以及第三層，其中所述第二層夾在所述第一層和所述第三層之間。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種鋁箔產(chǎn)品。所述鋁箔產(chǎn)品包括第一層；由1xxx、3xxx或8xxx系列鋁合金形成的第二層，所述第二層沒(méi)有針孔，并且對(duì)于箔產(chǎn)品，所述第二層具有5微米到150微米的厚度；以及第三層，其中所述第二層夾在所述第一層和所述第三層之間。本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例所解決的技術(shù)問(wèn)題是要提供一種具有改進(jìn)性能的原料。根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的實(shí)用新型提供了一種基本上沒(méi)有由金屬間顆粒的中心偏析所導(dǎo)致的針孔的鋁箔產(chǎn)品。
文檔編號(hào)B32B15/04GK201998478SQ20092029130
公開(kāi)日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2009年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月7日
發(fā)明者A·尤納爾, D·W·蒂蒙斯, D·托馬斯, G·F·懷亞特-邁爾, J·W·科林斯三世 申請(qǐng)人:美鋁公司