易拉罐罐蓋5182-h48鋁合金帶材及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種易拉罐罐蓋5182-H48鋁合金帶材，以重量百分比為單位，化學(xué)成分含有：Si0.15%，F(xiàn)e0.30%，Cu0.10%，Mn0.30～0.40%，Mg4.30～4.80%，Cr0.08%，Zn0.25%，Ti0.01～0.03%，余量為Al。該鋁合金帶材的生產(chǎn)方法，其工藝步驟包括：①鑄錠；②鑄錠銑面；③鑄錠加熱；④鑄錠熱軋；⑤冷軋開(kāi)坯；⑥成品冷軋，拉彎矯直、清洗、涂層、分切、包裝，即得；在鑄錠冷軋過(guò)程中，分別進(jìn)行兩次拉彎矯直清洗和中間退火處理。本發(fā)明通過(guò)對(duì)易拉罐罐蓋5182－H48鋁合金帶材的生產(chǎn)工藝研究，結(jié)合國(guó)產(chǎn)設(shè)備的特點(diǎn)，成功生產(chǎn)出了厚度為0.22毫米5182合金的易拉罐罐蓋，填補(bǔ)了國(guó)產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)此類產(chǎn)品的空白。
【專利說(shuō)明】易拉罐罐蓋5182-H48鋁合金帶材及其生產(chǎn)方法
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明涉及一種易拉罐罐蓋5182-H48鋁合金帶材，特別是涉及一種該易拉罐罐蓋5182-H48鋁合金帶材的生產(chǎn)方法。
[0002]【背景技術(shù)】:
鋁易拉罐具有體輕、耐蝕、熱傳導(dǎo)性好、無(wú)味、無(wú)毒、印刷效果好、裝潢美觀等優(yōu)點(diǎn)，給消費(fèi)者帶來(lái)高雅的視覺(jué)感受。鋁易拉罐相比其它罐蓋，不僅性能上優(yōu)越，制作亦可機(jī)械化、大規(guī)模，而且成本低、無(wú)污染，還可回收利用。因此，20世紀(jì)80?90年代全球易拉罐用量急劇增加，在世界飲料包裝市場(chǎng)具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)地位。其中以北美為主要市場(chǎng)，消費(fèi)量240萬(wàn)噸/年，人均消費(fèi)480只/年；日本人均消費(fèi)為220只/年；歐洲人均消費(fèi)為220只/年；中國(guó)人均消費(fèi)僅為20只/年。差距就是機(jī)遇，隨著國(guó)內(nèi)人民生活水平的迅速提高，易拉罐消費(fèi)將會(huì)呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)，考慮到近幾年一直保持15%年均增長(zhǎng)率等因素，未來(lái)5年消費(fèi)量將達(dá)到100萬(wàn)噸，具有很好的市場(chǎng)前景。
[0003]5182 - H48鋁合金帶材作為易拉罐罐蓋材料，具有以下具體的質(zhì)量要求:①厚度允許偏差:±0.002 mm 寬度允許偏差:-0+0.4 mm ;③平直度要求:將帶材展開(kāi)置于平臺(tái)上，在整個(gè)寬度或任意2m長(zhǎng)度的范圍內(nèi)，帶材平面與平臺(tái)之間的最大間隙值不大于2mm，且在任意Im寬度或長(zhǎng)度范圍內(nèi)的波浪不超過(guò)2個(gè)；@力學(xué)性能要求:抗拉強(qiáng)度370?420MPa，屈服強(qiáng)度330?360MPa，延伸率彡5%;⑤涂層性能:必須通過(guò)水煮試驗(yàn)、蒸煮試驗(yàn)、耐酸試驗(yàn)、附著力測(cè)試，涂膜厚度內(nèi)11±1克/平方米、外5±1克/平方米，涂蠟量70±20毫克/平方米/面外觀質(zhì)量要求:帶材表面應(yīng)均勻一致、潔凈、不允許有腐蝕、貫穿氣孔、粘傷、金屬及非金屬壓入、松樹(shù)狀花紋，不允許有嚴(yán)重的劃痕、油污、油斑、輥印等影響客戶使用的質(zhì)量缺陷；帶材邊緣應(yīng)切齊，毛刺不大于0.2毫米；帶材直線性1.5毫米/2000毫米，錯(cuò)層不大于I mm，塔形不大于2.5 mm。
[0004]由此可見(jiàn)，概括來(lái)講，罐蓋料5182-H48鋁合金帶材應(yīng)具有“高性能、尺寸精度高、板形平直度小、表面光潔”等要求，這其中，如何獲得帶材的高性能是生產(chǎn)工藝上的關(guān)鍵。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種高性能的易拉罐罐蓋5182-H48鋁合金帶材及其生產(chǎn)方法。
[0006]本發(fā)明為解決技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案；
一種易拉罐罐蓋5182-H48鋁合金帶材，以重量百分比為單位，化學(xué)成分含有:Si0.15%, Fe 0.30%, Cu 0.10%, Mn 0.30 ?0.40%, Mg 4.30 ?4.80%，Cr 0.08%, Zn 0.25%,Ti 0.01 ?0.03%，余量為 Al。
[0007]上面所述的易拉罐罐蓋5182-H48鋁合金帶材的生產(chǎn)方法，其具體工藝步驟如下:
①鑄錠:按以下重量百分比的化學(xué)成分配料=Si0.15%，F(xiàn)e 0.30%, Cu 0.10%, Mn0.1 ?0.15%, Mg 4.30 ?4.80%，Cr 0.08%, Zn 0.25%, Ti 0.01 ?0.03%，余量為 Al ；
②鑄錠銑面:將鋁合金鑄錠銑面，單面銑面量>15mm，鑄錠兩邊厚度差< 3mm，銑面粗糙度要求為0.05?0.15mm ； ③鑄錠加熱:將銑面后的鋁合金鑄錠加熱至540?560°C，保溫8?10小時(shí)后出爐，出爐溫度保持在500?520°C ;
④鑄錠熱軋:將出爐后的鋁合金鑄錠經(jīng)過(guò)15?25次的軋制，軋至厚度為4?6_的毛坯料，熱軋過(guò)程中，均勻化加熱的溫度始終保持在465?485°C之間，熱軋終軋溫度不小于340 0C ；
⑤冷軋開(kāi)還:由4?6mm軋制成0.30?0.35mm,軋制過(guò)程中分別進(jìn)行兩次拉彎矯直清洗和中間退火，中間退火溫度保持在390°C ；
⑥成品冷軋:由0.30?0.35mm再經(jīng)2?4次的軋制，軋制成0.22mm，拉彎矯直、清洗、涂層、分切、包裝，即得。
[0008]在鑄錠冷軋過(guò)程中，在軋至3.0?3.50mm和1.0?1.50mm兩個(gè)范圍內(nèi)時(shí)，分別進(jìn)行兩次拉彎矯直清洗和中間退火處理。
[0009]本發(fā)明中，各化學(xué)成分的確定及化學(xué)成分對(duì)帶材力學(xué)性能的影響:
①M(fèi)g:主要以固溶狀態(tài)和β (Mg2Al3或Mg5Al8)相兩種形式存在，其中β (Mg2Al3)相為復(fù)雜面心立方亞穩(wěn)定相，有轉(zhuǎn)變?yōu)镸g5Al8穩(wěn)定相的熱力學(xué)趨勢(shì)，Mg在共晶溫度450度時(shí)達(dá)到極限固溶度17.4%，此時(shí)，Mg、Al金屬間化合物即β相與α固溶體構(gòu)成共晶組織，，隨著溫度降低，α固溶體逐步析出β相質(zhì)點(diǎn)，而α過(guò)飽和固溶體的分解速率極慢，通常5系鋁合金半連連鑄錠中將保留較大的Mg過(guò)飽和固溶度，此在熱力學(xué)上并不穩(wěn)定，經(jīng)重新加熱或室溫存放均會(huì)自發(fā)析出β相，因而合金的時(shí)效強(qiáng)化效果低。5182合金的強(qiáng)度隨著Mg含量的增加而提高，塑性則隨之降低，故Mg含量控制在5.5%以下，最佳范圍在4.30?4.80%。
[0010]②Mn:部分固溶于基體，其余以MnAl6相的形式存在于組織中。Mn可以提高合金的再結(jié)晶溫度，阻止晶粒粗化，并使合金強(qiáng)度略有提高，尤其對(duì)屈服強(qiáng)度作用更為明顯。故Mg含量最佳范圍控制在0.30?0.40%之間。
[0011]③Fe:少量Fe即形成不溶于α基體的針狀FeAl3相，削弱基體，顯著降低合金的機(jī)械性能；FeA13與α間電位差較大,故降低抗蝕性。同時(shí),Fe與合金中的Mn和Cr形成難溶解的金屬間化合物，使鑄造組織中出現(xiàn)硬脆的多元化合物，在冷軋時(shí)易發(fā)生裂邊。因此，鐵含量一般應(yīng)控制在0.35%以下，考慮到5182 - Η48鋁合金帶材所要求的高性能，鐵含量控制在0.30%。
[0012]④S1:在合金中與Mg形成較粗大骨骼狀的Mg2Si相，其量隨Si量的增加而增多，而在α中的溶解度卻隨Mg量的增加而減少。高溫下Mg2Si在α中的溶解度很小，熱處理時(shí)Mg2Si相不能溶解而仍保持原來(lái)形狀。這時(shí)部分Mg被Mg2Si束縛不能起強(qiáng)化作用，而且Mg2Si粗大而性脆，顯著降低合金的機(jī)械性能。Si能使合金晶粒粗大，所以Si不但強(qiáng)化作用不大，反而降低了合金的塑性。因此，拉環(huán)用5182合金帶材中Si的含量應(yīng)該限制，為0.15%。
[0013]⑤Cr:是Al-Mg系合金中常見(jiàn)的添加元素。Cr在鋁中的溶解度在660°C時(shí)約為0.8%，室溫時(shí)基本不溶解，主要以化合物形式存在，阻礙再結(jié)晶的形核過(guò)程，對(duì)合金有一定的強(qiáng)化作用。另外，Cr還能改善合金韌性和降低應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂敏感性。但Cr的含量一般不超過(guò)0.35%，否則，Cr會(huì)和其他合金元素或雜質(zhì)如Mn、Fe、Ti等形成粗大的中間金屬化合物，降低成形性能與斷裂韌性等力學(xué)性能。Cr的擴(kuò)散速度低，在壓力加工過(guò)程中形成細(xì)小的分散相，能抑制晶核形成和晶粒長(zhǎng)大，因此可用Cr控制合金的顯微組織。Cr與Mn同時(shí)加入，其效果比單一加入的大，因此Cr為0.08%。
[0014]本發(fā)明中，生產(chǎn)工藝對(duì)5182-H48鋁合金帶材帶材性能的影響:
①熱軋均勻化加熱制度、開(kāi)軋和終軋溫度對(duì)帶材性能的影響:
熱軋過(guò)程伴隨著塑性變形和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的雙重特點(diǎn)。開(kāi)軋溫度和終軋溫度對(duì)織構(gòu)的影響很大，熱軋溫度越高，冷軋后的再結(jié)晶織構(gòu)相對(duì)較強(qiáng)殘留越多，有利于立方織構(gòu)的強(qiáng)化；熱軋溫度較低時(shí)，熱軋板將呈現(xiàn)較強(qiáng)的變形織構(gòu)，后續(xù)冷軋將難以繼續(xù)進(jìn)行。所以合理的均勻化加熱制度和熱軋工藝制度可以保證整個(gè)熱軋過(guò)程一直處于動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，保證后續(xù)最終成品的性能。對(duì)鑄錠進(jìn)行均勻化加熱的目的是使鑄錠內(nèi)部的原子進(jìn)行充分的振動(dòng)，消除鑄造應(yīng)力，消除晶內(nèi)偏析及區(qū)域偏析，為熱軋?zhí)峁┝己玫乃苄浴＞鶆蚧訜岬臏囟葹?65?4850C之間，最佳溫度為475°C。
[0015]熱軋終軋溫度影響冷軋后再結(jié)晶織構(gòu)的殘留量，終軋溫度越高，冷軋后再結(jié)晶織構(gòu)的殘留量越多?？紤]到熱軋速度、道次數(shù)量等的制約，熱軋帶材表面的良好控制，經(jīng)過(guò)大量的生產(chǎn)實(shí)踐，熱軋終軋溫度確定為不小于340°C。
[0016]②中間退火溫度:
為后工序精確控制帶材的力學(xué)性能做鋪墊，同時(shí)進(jìn)一步生成了再結(jié)晶織構(gòu)，這時(shí)帶材總的再結(jié)晶織構(gòu)數(shù)量足以和此前及后續(xù)形成的軋制織構(gòu)達(dá)到某種關(guān)系，影響帶材最終性能。所以，中間退火溫度確定在390°C。
[0017]本發(fā)明通過(guò)對(duì)易拉罐罐蓋5182 - H48鋁合金帶材的生產(chǎn)工藝研究，結(jié)合專利權(quán)人采用的全是國(guó)產(chǎn)設(shè)備的特點(diǎn)，成功生產(chǎn)出了厚度為0.22毫米5182合金的易拉罐罐蓋，填補(bǔ)了國(guó)產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)此類產(chǎn)品的空白。
[0018]【具體實(shí)施方式】:
實(shí)施例1:一種易拉罐罐蓋5182-H48鋁合金帶材，以重量百分比為單位，化學(xué)成分含有:Si 0.15%, Fe 0.30%, Cu 0.10%, Mn 0.30%, Mg 4.30%，Cr 0.08%, Zn 0.25%,Ti 0.01%,余量為Al。
[0019]上面所述的易拉罐罐蓋5182-H48鋁合金帶材的生產(chǎn)方法，其具體工藝步驟如下:
①鑄錠:按以下重量百分比的化學(xué)成分配料=Si0.15%, Fe 0.30%, Cu 0.10%, Mn0.30 ?0.40%, Mg 4.30 ?4.80%，Cr 0.08%, Zn 0.25%, Ti 0.01 ?0.03%，余量為 Al ；
②鑄錠銑面:將鋁合金鑄錠銑面，單面銑面量>15mm，鑄錠兩邊厚度差< 3mm，銑面粗糙度要求為0.05?0.15mm ；
③鑄錠加熱:將銑面后的鋁合金鑄錠加熱至540?560°C，保溫8?10小時(shí)后出爐，出爐溫度保持在500?520°C ；
④鑄錠熱軋:將出爐后的鋁合金鑄錠經(jīng)過(guò)15?25次的軋制，軋至厚度為4?6_的毛坯料，熱軋過(guò)程中，均勻化加熱的溫度始終保持在465?485°C之間，熱軋終軋溫度不小于340 0C ；
⑤冷軋開(kāi)還:由4?6mm軋制成0.30?0.35mm,軋制過(guò)程中分別進(jìn)行兩次拉彎矯直清洗和中間退火，中間退火溫度保持在390°C ；
⑥成品冷軋:由0.30?0.35mm再經(jīng)2?4次的軋制，軋制成0.22mm，拉彎矯直、清洗、涂層、分切、包裝，即得。
[0020]在鑄錠冷軋過(guò)程中，在軋至3.0?3.50mm和1.0?1.50mm兩個(gè)范圍內(nèi)時(shí)，分別進(jìn)行兩次拉彎矯直清洗和中間退火處理。
[0021]實(shí)施例2:本實(shí)施例的生產(chǎn)方法和實(shí)施例1完全相同，相同之處不重述，不同之處在于:一種易拉罐罐蓋5182-H48鋁合金帶材，以重量百分比為單位，化學(xué)成分含有:Si0.15%, Fe 0.30%, Cu 0.10%, Mn 0.40%, Mg 4.80%，Cr 0.08%, Zn 0.25%, Ti 0.03%，余量為Al。
[0022]實(shí)施例3:本實(shí)施例的生產(chǎn)方法和實(shí)施例1完全相同，相同之處不重述，不同之處在于:一種易拉罐罐蓋5182-H48鋁合金帶材，以重量百分比為單位，化學(xué)成分含有:Si0.15%, Fe 0.30%, Cu 0.10%, Mn0.35%, Mg 4.60%，Cr 0.08%, Zn 0.25%, Ti 0.02%，余量為Al。
[0023]實(shí)施例4:本實(shí)施例的生產(chǎn)方法和實(shí)施例1完全相同，相同之處不重述，不同之處在于:一種易拉罐罐蓋5182-H48鋁合金帶材，以重量百分比為單位，化學(xué)成分含有:Si0.15%, Fe 0.30%, Cu 0.10%, Mn 0.32%, Mg 4.40%，Cr 0.08%, Zn 0.25%, Ti 0.02%，余量為Al。
【權(quán)利要求】
1.一種易拉罐罐蓋5182-H48鋁合金帶材，其特征在于:以重量百分比為單位，化學(xué)成分含有:Si 0.15%,Fe 0.30%, Cu 0.10%,Mn 0.30 ?0.40%,Mg 4.30 ?4.80% ,Cr 0.08%,Zn 0.25%, Ti 0.01 ?0.03%，余量為 Al。
2.權(quán)利要求1所述的易拉罐罐蓋5182-H48鋁合金帶材的生產(chǎn)方法，其具體工藝步驟如下: ①鑄錠:按以下重量百分比的化學(xué)成分配料=Si0.15%，F(xiàn)e 0.30%, Cu 0.10%, Mn0.30 ?0.40%, Mg 4.30 ?4.80%，Cr 0.08%, Zn 0.25%, Ti 0.01 ?0.03%，余量為 Al ； ②鑄錠銑面:將鋁合金鑄錠銑面，單面銑面量>15mm，鑄錠兩邊厚度差< 3mm，銑面粗糙度要求為0.05?0.15mm ； ③鑄錠加熱:將銑面后的鋁合金鑄錠加熱至540?560°C，保溫8?10小時(shí)后出爐，出爐溫度保持在500?520°C ； ④鑄錠熱軋:將出爐后的鋁合金鑄錠經(jīng)過(guò)15?25道次的軋制，軋至厚度為4?6_的毛坯料，熱軋過(guò)程中，均勻化加熱的溫度始終保持在465?485°C之間，熱軋終軋溫度不小于 340。。； ⑤冷軋開(kāi)還:由4?6mm軋制成0.30?0.35mm,軋制過(guò)程中分別進(jìn)行兩次拉彎矯直清洗和中間退火，中間退火溫度保持在390°C ； ⑥成品冷軋:由0.30?0.35mm再經(jīng)2?4次的軋制，軋制成0.22mm，拉彎矯直、清洗、涂層、分切、包裝，即得。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的易拉罐罐蓋5182-H48鋁合金帶材的生產(chǎn)方法，其特征在于:在鑄錠冷軋過(guò)程中，在軋至3.0?3.50mm和1.0?1.50mm兩個(gè)范圍內(nèi)時(shí)，分別進(jìn)行兩次拉彎矯直清洗和中間退火處理。
【文檔編號(hào)】C22F1/047GK104451284SQ201410706293
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】苗濤, 王璐克, 曹艷鎖, 肖現(xiàn)杰, 李亨策 申請(qǐng)人:河南萬(wàn)達(dá)鋁業(yè)有限公司