铝合金容器的罐端面和拉环原料及其制造方法技术

一种制造铝合金容器的罐端面和拉环的方法，包括以下步骤： （ａ）使熔融铝合金置于一对连续移动的金属带之间，带坯铸造铝合金以形成热的带坯铸造原料， （ｂ）使热原料快速淬火以防止合金元素以金属间化合物的形式大量析出，和 （ｃ）冷轧淬火原料以减薄原料的厚度。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术涉及一种制备铝合金饮料容器的方法，更具体地说，涉及更经济和有效地制造如这类容器的罐端面(end)和拉环(tab)的方法。现有技术用铝合金制造饮料容器现在是很普通的。铝合金板材首先冲切成圆形的轮廓，然后深冲。使杯通过一系列具有渐减小孔径的模具压平侧壁。模具由此产生了一种压平效果，拉长了侧壁生产了比底部更薄的罐体。因此，可成形性能是用于制造容器罐的铝合金的关键特征。这种容器罐常常用3000系列的铝合金制造。这种铝合金含有镁和锰的合金元素。一般地，用于罐体原料中的锰和镁量通常小于1％重量。在这种饮料容器的制造中，在工业实践上用不同的合金单独形成这种罐的顶盖和易于打开这种盖的拉环。这种盖和拉环再传送到饮料罐的装罐机，一旦容器由装罐机装满了，则将其贴合。对罐端面和拉环的要求往往不同于罐体的要求。一般说来，对于罐端面和拉环需要的较大强度，这种较大的强度要求表明这种罐端面和拉环应由铝合金制造。一种这样的合金是合金AA5182，是一种含镁量相对高的铝合金，以向罐端面和拉环提供所需的附加强度。AA5182通常含有4.4％重量的镁，因此增加了罐端面和拉环合金的成本。已有人提出使用3000系列的合金，如AA3104，作为制造罐端面和拉环的铝合金。因为与AA5187比较，这种合金通常具有降低了的强度，因此必须使用由AA3104制造的厚度更大的罐端面，所以更加昂贵。因此，本专利技术的一个目的是提供罐端面和拉环的原料，以及由其制造的罐端面和拉环，以克服前述缺点。本专利技术的更具体的目的是提供罐端面和拉环，以及其制造方法，其中使用含较少合金元素的铝合金而不损失其强度。本专利技术的另一具体目的是提供罐端面和拉环，以及其制造方法，其中使用含有小于2％镁的铝合金，而不损失罐端面和拉环的必要强度。通过在后面对本专利技术的详细描述，本专利技术的其它目的和优点将更完全地表现出来。专利技术概述本专利技术的基本原理是发现尽管使用含有较少合金元素的铝合金制造罐端面和拉环，但利用一种制造方法不会损失其强度，在这种方法中，优选使用含有小于2％重量镁作为合金元素的铝合金形成制造罐端面和拉环的板材。在本专利技术的实践中，铝合金在一对连续运动的金属带之间带坯铸造以形成热带坯铸造原料，然后，原料快速淬火以防止合金元素以金属间化合物的形式大量析出。令人意外地发现，这种制造方法提供了具有相当于或更好于常规用来形成罐端面和拉环的铝合金的冶金学特征的铝合金原料。按照本专利技术的优选方案，发现本方法可以使用3000系列的合金，如AA3104，而不必增加罐端面和拉环的厚度，得到可比拟的带材。本专利技术不局限于理论，可以相信，由于能提供增加强度的共晶组分，带坯铸造及随后快速淬火的技术提供了具有改进强度的板材。此外，同样不局限于理论，可以相信，在本专利技术的实践中，使用现有技术中常用的退火步骤，用于形成罐端面和拉环的板材的可成形性能相对于含有大量的不必要的合金元素的铝合金得到了改进。因此，本专利技术允许由较便宜的铝合金生产罐端面和拉环，而不损失较昂贵的合金的冶金学性质。在本专利技术的一个优选方案中，带坯铸造、淬火和轧制这系列步骤优选是连续和在线(in line)的。它还有省略现有技术中的加工和材料处理步骤的优点。带坯铸造可以用来生产厚度小于1.0英寸、优选为0.01-0.2英寸的铸造带材。此外，按照本专利技术最优选的实施方案，带材的宽度比常规方式的窄。这样便于在线地喂料(threading)和加工，允许罐端面和拉环的生产线与罐的制备设备物理地设置在一起或成为其一部分。灌装机的位置进一步有利于减少附加处理和传送成本，因此提高了罐制造操作的总体经济性。按照本专利技术的另一个实施方案，铝合金在一对连续移动的金属带上进行带坯铸造形成热的带坯铸造原料，然后原料快速淬火以防止铝合金的元素以金属间化合物的形式大量析出。之后，进行或不进行附加轧制，淬火后的原料被退火和快速淬火，也防止了合金元素的大量析出。已发现中间退火和淬火步骤明显地改进了原料的可成形性能，同时例外地保持了包括极限抗拉强度和屈服强度在内的高冶金学性质。令人意外地发现，这种制造方法提供了具有相当于或更好于常规用来形成罐端面和拉环的铝合金的冶金学和可成形性能特征的铝合金原料。按本专利技术的优选方案，已发现可以使用3000系列的合金，如AA3104，得到可比拟的带材，而不需增加罐端面和拉环的厚度。本专利技术不局限于理论，可以相信，由于其固溶体和时效硬化，带坯铸造及随后快速淬火的技术提供了具有改进强度的合金板材。再一次说明，本专利技术不局限于理论，还可以相信本专利技术的用于形成罐端面和拉环的板材的可成形性相当于更好于含有较大量合金元素的DC-铸造铝合金。因此，本专利技术允许用较便宜的铝合金生产罐端面和拉环，而不损失较昂贵的合金的冶金学性质。还发现了中间退火和淬火步骤提高了罐端面和拉环材料的可成形性能，而不会影响其强度。按本专利技术的再一个实施方案，铝合金被带坯铸造，优选在一对连续移动的金属带之间，以形成热带坯铸造原料，然后，进行或不进行附加轧制，原料被快速退火和快速淬火以防止合金元素的大量析出。已发现中间退火和淬火步骤明显地改进了原料的可成形性能，同时例外地保持了包括极限抗拉强度和屈服强度在内的高冶金学性质。省略第一淬火步骤可以更有效地利用能量，因为不必将在第一次淬火后冷却的原料再加热到所需的退火温度。还已发现省略如此第一淬火还有可能更有效地在连续在线的步骤中利用本专利技术原理。因此，在实施本专利技术方法的过程中提供了显著的经济效益。令人意外地发现，与用于形成罐端面和拉环的常规铝合金相比，这种制造方法提供具有相当的或更好的冶金学和可成形性能特征的铝合金原料。按照本专利技术的优选方案，已发现本专利技术方法可以利用3000系列的合金，如AA3104，得到可比拟强度，而不需增加罐端面和拉环的厚度。本专利技术不局限于理论，可以相信，由于固溶体和时效硬化，带坯铸造随后快速退火和淬火的技术提供了具有改进强度的合金板材。带坯铸造随后进行快速退火和淬火步骤，退火前可进行或者不进行热轧，便于快速加工原料，所以合金元素以金属间化合物形式的析出基本上消除了。此外，本专利技术不局限于理论，还可以相信，用于形成罐端面和拉环的本专利技术板材相当于或更好于含有较大量合金元素的DC-铸造铝合金。因此，本专利技术允许由较便宜的铝合金生产罐端面和拉环，而不损失那些较昂贵的合金的冶金性质。还发现退火和淬火步骤提高了罐端面和拉环材料的成形性能，而不影响其强度。附图简述附图说明图1是实施本专利技术第一实施方案的连续在线步骤的示意性描述。图2是实施本专利技术第二实施方案的连续在线步骤的示意性描述。图3是实施本专利技术第三实施方案的连续在线步骤的示意性描述。图4是实施本专利技术的优选带坯铸造设备的示意性描述。图5是铝合金的标准化时间-温度相变图，描述了快速加热和淬火是如何消除合金元素以金属间化合物形式析出，或至少是使其大大减少。图6是显示利用连续在线步骤生产铝合金板材的方法的示意性描述。图7是按本专利技术用能控制耳子(earing)的包卷(convoluted)模具生产的坯料的图。图8是用于本专利技术另一个实施方案的两个连续步骤的示意性描述。附图的详细描述用于本专利技术实施方案的一系列步骤描述在图1中。本专利技术的一个优点是生产板材的加工步骤可以安排在两个在线的序列中，其中各种加工步骤顺序进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：申自强，威廉·贝茨，唐纳德·G·哈林顿，伊恩·史密斯，埃德温·J·韦斯特曼，加文·F·怀亚特梅尔，
申请(专利权)人：美铝公司，
类型：发明
国别省市：