BR122018017039B1 - processo para a fabricação de um recipiente conformado a partir de uma pastilha em um processo de fabricação de extrusão por impacto - Google Patents

Abstract

a invenção refere-se a ligas de alumínio para uso em um processo de fabricação de extrusão por impacto para criar recipientes conformados e outros produtos manufaturados. em uma modalidade, misturas de sucata de alumínio reciclado são usadas em conjunto com alumínio relativamente puro para criar composições inovadoras que podem ser formadas e conformadas em um processo favorável ao meio ambiente. outras modalidades incluem métodos para fabricar um material de pastilha compreendendo alumínio reciclado para utilização em um processo de extração por impacto.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para PROCESSO PARA A FABRICAÇÃO DE UM RECIPIENTE CONFORMADO A PARTIR DE UMA PASTILHA EM UM PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE EXTRUSÃO POR IMPACTO.

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDO RELACIONADO [001] Dividido do BR112014006382-6 depositado em 14/09/2012 [002] Este pedido reivindica o benefício de prioridade facultado conforme a legislação dos Estados Unidos da América, USC (United States Code) 35 § 119(e) para o Pedido de Patente Provisória Número de Série 61/535.807 registrado em 16 de setembro de 2011, o qual é incorporado a este documento por referência em sua íntegra.

CAMPO DA INVENÇÃO [003] A presente invenção refere-se, em geral, a ligas, incluindo aquelas produzidas a partir de materiais reciclados e utilizadas na fabricação de recipientes de alumínio por um processo conhecido como extrusão por impacto. Mais especificamente, a presente invenção refere-se aos métodos, aparelhos e composições das ligas utilizados na fabricação de pastilhas (também conhecidas pelo termo em inglês slug) usadas para fabricar recipientes e outros artigos pelo processo de extrusão por impacto.

ANTECEDENTE [004] A extrusão por impacto é um processo utilizado para fabricar recipientes metálicos e outros artigos com formatos exclusivos. Os produtos são fabricados tipicamente a partir de uma pastilha de metal dúctil composto de aço, magnésio, cobre, alumínio, estanho ou chumbo. O recipiente é formado dentro de um estampo de conformação a partir de uma pastilha fria que é golpeada por um punção. A força do punção deforma a pastilha de metal ao redor do punção na parte interna, e do estampo ao longo da superfície externa. Após a conformação inicial da peça, o recipiente ou outro aparelho é removido do punção com um

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2/35 ejetor contrapunção, e outras ferramentas de conformação e formação do gargalo são utilizadas para conformar a peça com um formato preferido. Recipientes tradicionais extrudados por impacto incluem recipientes para aerossóis e outros vasos de pressão que requerem alta resistência e, portanto, usam materiais de bitola mais grossa e mais pesados do que recipientes de alumínio tradicionais para bebidas. Devido aos requisitos de espessura e resistência desses recipientes, o custo para fabricar os recipientes pode ser significativo quando comparado a recipientes metálicos convencionais para bebidas, que utilizam, em geral, alumínio 3104. Em um processo de extrusão por impacto convencional, é utilizado alumínio virgem ou praticamente puro devido às suas características físicas exclusivas, e esse alumínio é comumente denominado como alumínio 1070 ou 1050, sendo composto de pelo menos 99,5% de alumínio puro.

[005] Devido à complexidade de criar formatos complexos com metais moles, como o alumínio, é necessária a presença de características metalúrgicas críticas para o processo de extrusão por impacto funcionar. Isso inclui, mas não se limita ao uso de ligas de alumínio mole de alta pureza, que contenham tipicamente no mínimo 99% de alumínio virgem puro. Devido a este requisito, o uso de materiais reciclados, por exemplo, ligas de alumínio 3104, 3105, ou sucata de alumínio 3004, não tem sido viável para o uso em processo de extrusão por impacto para recipientes de aerossóis e bebidas.

[006] Assim, existe uma necessidade significativa de encontrar uma liga de alumínio leve, porém resistente para formar recipientes extrudados por impacto e outros artigos úteis, e utilizar alumínio de sucata de outros processos de fabricação para proteger o meioambiente e economizar recursos naturais valiosos.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [007] Consequentemente, a presente invenção contempla um

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3/35 sistema inovador, dispositivo e métodos para utilizar materiais de sucata de alumínio, como alumínio 3104, 3004, 3003, 3013, 3103 e 3105 combinados com outros materiais metálicos para criar uma liga de alumínio exclusiva e inovadora que possa ser utilizada durante um processo de extrusão por impacto para formar vários recipientes conformados e outros artigos. Embora denominados aqui, de forma genérica, como recipientes, convém considerar que o processo atual e as composições das ligas podem ser utilizados no processo de extrusão por impacto para formar qualquer variedade de recipientes conformados ou outros produtos manufaturados.

[008] Assim, em uma modalidade desta invenção, uma liga inovadora é fornecida no formato inicial de uma pastilha de metal (“slug”) para formar um recipiente metálico por meio de um processo de extrusão por impacto. A liga em uma modalidade tem uma composição que compreende um alumínio 3105 ou 3104 reciclado e um alumínio 1070 relativamente puro para formar uma liga reciclada inovadora. Em uma modalidade, uma liga de alumínio reciclada, que utiliza 40% da liga 3104 é misturada com uma liga 1070, e apresenta a seguinte composição:

aproximadamente 98,47% de alumínio aproximadamente 0,15% de Si; aproximadamente 0,31% de Fe; aproximadamente 0,09% de Cu;

aproximadamente 0,41% de Mn; aproximadamente 0,49% de Mg;

aproximadamente 0,05% de Zn; aproximadamente 0,02% de Cr; e aproximadamente 0,01% de Ti.

[009] Conforme apresentado nas tabelas, nas reivindicações e na descrição detalhada abaixo, várias composições de ligas de alumínio

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4/35 são fornecidas e contempladas neste documento. Para cada liga, a quantidade de cada componente, ou seja, Si, Fe, Cu, etc. pode ser variada em aproximadamente 15% para se obter resultados satisfatórios. Além disso, conforme apreciado por uma pessoa versada na técnica, não é necessário que as composições da liga inovadora aqui descrita e utilizada no processo de extrusão por impacto sejam constituídas integralmente ou em parte por componentes e ligas reciclados. Em vez disso, as ligas podem ser obtidas e misturadas a partir de materiais comerciais, que ainda não tenham sido previamente utilizados ou aplicados em produtos ou processos anteriores.

[0010] Em outro aspecto desta invenção, um processo de fabricação inovador pode ser providenciado para formar as ligas exclusivas, e inclui, porém sem se limitar a, mistura de vários materiais de sucata com outros metais virgens para criar uma liga exclusiva, especificamente adaptada para utilização em um processo de extrusão por impacto.

[0011] Em outro aspecto desta invenção, ferramentas específicas, como formadoras de gargalo e outros dispositivos comumente conhecidos no setor de fabricação de recipientes estão contempladas para uso com a liga inovadora, os quais são utilizados em conjunto com o processo de extrusão por impacto. Outras técnicas de fabricação inovadoras associadas ao uso das composições de ligas inovadoras também estão contempladas na presente invenção.

[0012] Em mais outro aspecto desta invenção, é apresentado um recipiente ou outro artigo conformado de maneira distinta, composto de uma ou mais das ligas recicladas inovadoras fornecidas e descritas neste documento. Embora esses recipientes sejam mais adequados como embalagens para aerossóis e outros tipos de vasos de pressão, as composições e os processos aqui descritos podem ser usados para fazer qualquer tipo de recipiente metálico conformado.

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5/35 [0013] Em diversas modalidades desta invenção são apresentados recipientes leves compostos de conteúdo reciclado. Pelo menos uma das seguintes vantagens pode ser obtida: razão entre a resistência e o peso; pressões de ruptura, pressões de deformação; resistência a amassamento, resistência a riscos ou descamação, e/ou redução no peso e no teor de metal. Há outras vantagens também contempladas. Além disso, os aspectos e as características desta invenção propiciam recipientes com maior resistência ao contra recozimento, permitindo o uso de materiais de revestimento com temperatura de cura mais elevada. Em várias modalidades, é contemplada uma liga para produzir recipientes extrudados por impacto com maior resistência ao contrarrecozimento, o que resulta em melhor desempenho do recipiente, e a utilização de revestimentos que requerem temperaturas de cura mais elevadas. Projetos de recipientes e projetos de ferramentas para a produção de tais recipientes também são contemplados.

[0014] Em várias modalidades desta invenção, é apresentada uma pastilha de alumínio e um recipiente correspondente extrudado por impacto, composto de material reciclado. O conteúdo reciclado pode ser conteúdo pós-industrialização ou pós-consumo, cujo uso melhora o produto e a eficiência do processo de forma geral. Uma parte significativa de sucata conhecida, como aparas de processos de fabricação de copos iniciais de estampagem profunda, contém uma concentração mais elevada de elementos de liga do que a liga base 1070 usada atualmente. Esses elementos de liga, embora proporcionem várias vantagens de custo e para o meio ambiente, modificam as características metalúrgicas do alumínio. Por exemplo, a inclusão desses elementos aumenta a faixa da temperatura de solidificação. Há, portanto, desafios à fundição. À medida que o limite de elasticidade aumenta e a ductilidade cai, surgem problemas em

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6/35 relação a laminar a tira, por exemplo. Sabe-se que as características de recristalização mudam, exigindo possíveis alterações nos tratamentos termomecânicos, incluindo, mas sem se limitar a: temperaturas de laminação, reduções de laminação, temperaturas de recozimento, processo de recozimento, e/ou tempos de recozimento. O maior limite da resistência à tração e maior limite de elasticidade aumentam as cargas de tonelagem ao puncionar as pastilhas.

[0015] Além disso, a rugosidade superficial e a lubrificação das pastilhas desta invenção é crucial devido às características metalúrgicas modificadas. As cargas de tonelagem nas prensas de extrusão são tipicamente maiores com as pastilhas desta invenção. Em várias modalidades, o aumento da resistência do material desta invenção permite a obtenção de especificações de desempenho padrão do recipiente com pesos e/ou espessuras de parede dos recipientes significativamente mais baixos.

[0016] Assim, em um aspecto desta invenção, é fornecido um método para fabricar uma pastilha utilizada em um processo de extrusão por impacto a partir de material de sucata reciclada, compreendendo: fornecer um metal de sucata, compreendendo, pelo menos, uma liga de alumínio 3104, 3004, 3003, 3013, 3103 e 3105;

misturar a referida sucata de pelo menos uma das referidas ligas de alumínio 3104, 3004, 3003, 3013, 3103 e 3104 com uma liga de alumínio relativamente pura para criar uma liga de alumínio reciclada;

adicionar um material à base de boreto de titânio à referida liga de alumínio reciclada;

formar uma pastilha com a referida liga de alumínio reciclado após aquecimento;

deformar a referida pastilha composta da referida liga de alumínio reciclada em um formato preferido, por meio de um processo de extrusão por impacto para formar um recipiente conformado.

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7/35 [0017] O Sumário da Invenção não tem a intenção e nem deve ser interpretado como representativo de toda a extensão e abrangência da presente divulgação. A presente divulgação é estabelecida com vários níveis de detalhes no Sumário da Invenção, bem como nos desenhos anexos, e a Descrição Detalhada da Invenção e nenhuma limitação em relação à abrangência da presente divulgação se destina à inclusão ou não inclusão de elementos, componentes, etc. neste Sumário da Invenção. Outros aspectos da presente divulgação se tornarão mais prontamente evidentes a partir da Descrição Detalhada, particularmente quando avaliados em conjunto com os desenhos.

[0018] Estas e outras vantagens ficarão evidentes a partir da descrição da(s) invenção(ões) contida(s) neste documento. As modalidades, objetivos e as configurações acima descritas não são completas nem exaustivas. Como será apreciado, outras modalidades da invenção são possíveis utilizando, isoladamente ou em conjunto , uma ou mais das características expostas acima ou descritas detalhadamente abaixo. Além disso, o Sumário da Invenção não se destina, nem deve ser interpretado como sendo representativo de toda a extensão e abrangência desta invenção. A presente invenção é estabelecida em vários níveis de detalhes no Sumário da Invenção, assim como nos desenhos anexos e na Descrição Detalhada da invenção; e nenhuma limitação em relação à abrangência desta invenção se destina à inclusão ou a não inclusão de elementos, componentes, etc. neste Sumário da Invenção. Outros aspectos desta invenção se tornarão mais prontamente evidentes a partir da descrição detalhada, particularmente quando avaliados em conjunto com os desenhos.

DESCRIÇÃO SUMÁRIA DOS DESENHOS [0019] A Figura 1 ilustra um método para fabricar uma pastilha de liga a partir de um material de alumínio reciclado;

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8/35 [0020] A Figura 2 ilustra um método de extrusão por impacto para ser utilizado com o material de alumínio reciclado;

[0021] A Figura 3 ilustra um processo de recozimento contínuo;

[0022] A Figura 4 ilustra uma comparação da composição entre o

Material 1 e o Material 2;

[0023] A figura 5 ilustra uma cabeça de punção e o estampo da prensa;

[0024] A Figura 6 ilustra a resistência à pressão de deformação de recipientes fabricados com o Material 1 e o Material 2;

[0025] A Figura 7 ilustra as resistências à pressão de ruptura do

Material 1 e do material 2; e [0026] A Figura 8 ilustra as massas dos recipientes para a amostra do Material 1 e a amostra do Material 2.

DESCRIÇÃO DETALHADA [0027] A presente invenção apresenta benefícios significativos em um amplo espectro de empreendimentos. É intenção da Requerente que seja concedida a esta especificação e às reivindicações apensas a este documento uma certa tolerância coerente com a abrangência e espírito da invenção que está sendo divulgada, apesar do que possa parecer ser uma linguagem limitante imposta pelos requisitos de referência aos exemplos específicos divulgados. Para familiarizar pessoas versadas nas técnicas pertinentes mais diretamente relacionadas à presente invenção, uma modalidade preferida do método, que ilustra o melhor modo agora contemplado para colocar a invenção em prática é descrita aqui por, e com referência aos desenhos anexos que formam uma parte do relatório descritivo. O método ilustrativo está descrito em pormenores, sem tentar descrever todas as várias formas e modificações nas quais a invenção pode ser configurada. Como tal, as modalidades aqui descritas são ilustrativas e, como se tornará evidente para pessoas versadas na técnica, elas

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9/35 podem ser modificadas de várias maneiras dentro da abrangência e do espírito da invenção.

[0028] Embora o texto a seguir estabeleça uma Descrição

Detalhada de várias modalidades diferentes, deve ser entendido que a abrangência legal da descrição é definida pelas palavras das reivindicações apresentadas ao final desta divulgação. A Descrição Detalhada deve ser interpretada apenas como ilustrativa e não descreve todas as modalidades possíveis, pois descrever cada modalidade possível seria impraticável, se não impossível. Várias modalidades alternativas poderiam ser implantadas, quer utilizando a tecnologia atual como a tecnologia desenvolvida após a data de depósito desta patente, que ainda cairiam dentro da abrangência das reivindicações.

[0029] Na medida em que qualquer termo descrito em detalhes nas reivindicações ao final desta patente for mencionado nesta patente de um modo coerente com um significado único, isto é feito apenas por motivos de clareza de modo a não confundir o leitor, e não se pretende que tal termo da reivindicação seja limitado, por implicação ou de outra forma, apenas àquele significado. Por fim, a menos que um elemento da reivindicação seja definido mencionando a palavra significa e uma função sem a descrição detalhada de qualquer estrutura, não se pretende que a abrangência de qualquer elemento da reivindicação seja interpretada com base na aplicação da legislação dos EUA (United States Code) 35 § 112, parágrafo sexto.

[0030] Conforme exposto nas tabelas e texto anexos, várias ligas de alumínio são identificadas por designações numéricas, como 1070 ou 3104. Conforme entende uma pessoa versada na técnica, o alumínio é designado pelos seus principais elementos de liga correspondentes, tipicamente em um código numérico de quatro algarismos. O primeiro destes quatro algarismos corresponde a um grupo de ligas de alumínio que têm um elemento principal da liga em comum, como 2XXX para

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10/35 cobre, 3XXX para manganês, 4XXX para silício, etc. Assim, todas as referências às diversas ligas de alumínio estão de acordo com as designações usadas em todo o setor de fabricação de alumínio e de recipientes.

[0031] Referindo-se agora às tabelas, figuras e fotografias a seguir, uma liga inovadora de alumínio reciclado é fornecida para uso em uma pastilha metálica utilizada em um processo de extrusão por impacto para fabricar recipientes de metal conformados e outros aparelhos. Em alguns casos, detalhes desnecessários para uma compreensão desta invenção, ou que dificultem a percepção de outros detalhes podem ter sido omitidos desses desenhos, fotografias e gráficos. Deve ser entendido, é claro, que a invenção não está limitada às modalidades específicas ilustradas nos desenhos.

[0032] Em muitos dos gráficos e exemplos fornecidos abaixo, o termo ReAl, ou RE, etc., pode ser utilizado para identificar uma liga específica. Assim, o termo ReAl ou RE é apenas um mero identificador de um metal contendo alumínio reciclado. Em alguns casos, a liga de alumínio 3104, comumente conhecida na técnica, é reciclada com outro material, tipicamente uma liga de alumínio 1070. O número e a porcentagem utilizados após o termo ReAl identificam o percentual desta liga 3104 reciclada que é combinado com uma liga de alumínio 1070 para formar a nova liga utilizada em um processo de extrusão por impacto. Por exemplo, ReAl 3104 30% ou RE 3104-30 identifica que 30% de uma liga de 3104 foram combinados com 70% de uma liga de alumínio 1070 relativamente pura para formar uma nova liga, com a composição metalúrgica de Si, Fe, Cn, etc. apresentada nas tabelas. Outras tabelas fazem referência ao número 3105 e um percentual dessa liga existente numa determinada liga, como 20% ou 40%. Semelhante à liga 3104, o termo 3105 é uma liga de alumínio bem conhecida pelas pessoas versadas na técnica, e o indicador de

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20% ou de 40% reflete a quantidade dessa liga que é misturada com uma liga de alumínio 1070 relativamente pura para formar a nova liga que é usada na pastilha de metal e no processo de extrusão por impacto para fabricar um recipiente como uma lata de aerossol. Apesar de não ser apresentado na tabela abaixo, também é possível usar no processo material de sucata 3004 ou lingotes de alumínio 3004 que não sejam sucata para criar novas ligas. A Tabela 1 abaixo identifica um exemplo das diversas composições de ligas analisadas neste documento. Todos os valores indicados na tabela são valores aproximados.

Tabela 1

Elemento	AA3104	AA3004	AA3105	AA1070
Si	0,3	0,3	0,6	0,05
Fe	0,5	0,6	0,7	0,18
Cu	0,2	0,3	0,3	0,01
Mn	1,0	0,3	0,3	0,01
Mg	1,2	0,4	0,2	0,01
Zn	0,1	0,2	0,4	0,01
Cr	0,03	0,1	0,2	0,01
Ti	0,01	0,01	0,01	0,01
Al	96,7	97,8	97,3	99,7

[0033] A Tabela 2 ilustra as composições dos materiais das pastilhas recicladas, onde o alumínio puro é liga de alumínio 1070 e o material da sucata reciclada é 3104 em diferentes porcentagens. Todos os valores indicados na tabela são valores aproximados.

Tabela 2

Elemento	3104 20%	3104 30%	3104 40%	3104 50%	3104 60%
Si	0,1	0,13	0,15	0,18	0,2
Fe	0,25	0,28	0,31	0,34	0,38
Cu	0,05	0,07	0,09	0,11	0,13
Mn	0,21	0,31	0,41	0,51	0,61

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Elemento	3104 20%	3104 30%	3104 40%	3104 50%	3104 60%
Mg	0,25	0,37	0,49	0,61	0,73
Zn	0,03	0,04	0,05	0,06	0,07
Cr	0,02	0,02	0,02	0,02	0,03
Ti	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01
Al	98,08	98,77	98,47	98,16	97,84

[0034] A Tabela 3 ilustra as composições dos materiais das pastilhas recicladas, onde o alumínio puro é liga de alumínio 1070 e o material da sucata reciclada é 3105 em diferentes porcentagens. Todos os valores indicados na tabela são valores aproximados.

Tabela 3

Elemento	3105 20%	3105 30%	3105 40%	3105 50%	3105 60%
Si	0,16	0,22	0,27	0,33	0,38
Fe	0,29	0,34	0,39	0,44	0,5
Cu	0,07	0,10	0,13	0,16	0,19
Mn	0,07	0,10	0,13	0,16	0,19
Mg	0,05	0,07	0,09	0,11	0,13
Zn	0,09	0,13	0,17	0,21	0,25
Cr	0,05	0,07	0,09	0,11	0,13
Ti	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01
Al	99,21	98,96	98,72	98,47	98,22

[0035] A Tabela 4 ilustra as composições dos materiais das pastilhas recicladas, onde o alumínio puro é liga de alumínio 1070 e o material da sucata reciclada é 3004 em diferentes porcentagens. Todos os valores indicados na tabela são valores aproximados.

Tabela 4

Elemento	3004 20%	3004 30%	3004 40%	3004 50%	3004 60%
Si	0,10	0,13	0,15	0,18	0,2

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Elemento	3004 20%	3004 30%	3004 40%	3004 50%	3004 60%
Fe	0,27	0,31	0,35	0,39	0,44
Cu	0,07	0,10	0,13	0,16	0,19
Mn	0,07	0,10	0,13	0,16	0,19
Mg	0,09	0,13	0,17	0,21	0,25
Zn	0,05	0,07	0,09	0,11	0,13
Cr	0,03	0,04	0,05	0,06	0,07
Ti	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01
Al	99,31	99,11	98,92	98,72	98,52

[0036] A Figura 1 ilustra um método para fabricar uma liga a partir de alumínio reciclado (100). O alumínio reciclado é processado para fabricar pastilhas (slugs), que podem ser utilizadas em um processo de extrusão por impacto. Depois da formação das pastilhas, elas são processadas para fabricar um recipiente conforme detalhado na Figura 2, que é analisada com mais detalhes abaixo.

[0037] Um aspecto desta invenção é um método para fabricar um material de alumínio reciclado. O material da pastilha de alumínio reciclado pode se composto de alumínio de sucata reciclada e um alumínio puro, os quais são derretidos e fundidos juntos para formar uma pastilha inovadora de alumínio reciclado. O material de alumínio reciclado adequado pode incluir muitas ligas 3xxx, especialmente 3005, 3104, 3105, 3103, 3013 e 3003. Em quantidades menores, outras ligas podem ser utilizadas para se obter a composição química desejada. Sucata da liga 3104 é proveniente normalmente de fábricas de latas para bebidas. A liga 3005 é proveniente normalmente da indústria automobilística. O alumínio puro pode incluir as ligas de alumínio 1070 ou 1050. Diversas fontes de sucata de alumínio podem ser utilizadas para o suprimento do elemento de liga do ReAl.

[0038] Ligas de alumínio puro, como 1050 ou 1070 podem ser utilizadas com a adição de elementos para se obter a composição

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14/35 química ReAl desejada.

Fusão [0039] Blocos de sucata compostos de alumínio de sucata reciclada são fundidos para facilitar a mistura com o alumínio puro 102 derretido. O alumínio da sucata reciclada pode incluir as ligas de alumínio 3005, 3104, 3105, 3003, 3013 ou 3103. Quando a chama do forno entra em contato direto com o alumínio reciclado, uma pequena quantidade da superfície do alumínio se oxida. Se a área da superfície for grande, tal como em blocos ou tijolos de sucata compactada, a quantidade de material oxidado e a perda na fusão é maior do que em blocos de sucata com uma área superficial pequena. Portanto, fornos de fusão que utilizam métodos indiretos para aquecer os materiais são preferidos em relação àqueles que utilizam chama direta.

[0040] Mais especificamente, a fusão pode ocorrer em diversos tipos de fornos. Por exemplo, pode ser utilizado um forno reverberatório 112, usado tipicamente para produzir pastilhas para extrusão por impacto convencional. O alumínio fica sujeito à chama direta. Ao derreter blocos compactados de alumínio fino, a perda na fusão provavelmente será elevada. Portanto, um forno reverberatório 112 não é um método preferido para produzir pastilhas ReAl, devido à alta perda na fusão.

[0041] Em geral, prefere-se um forno que utilize um método indireto para aquecer os materiais. Fornos que utilizam um método indireto para aquecer os materiais incluem, mas sem se limitar a fornos de poço lateral e fornos rotativos. Assim, um forno de poço lateral 110 pode ser usado como o forno. Fornos de poço lateral contêm o alumínio e os queimadores a gás transferem calor para o metal derretido. O metal derretido então é usado para fundir a sucata. Fornos de poço lateral também possuem uma hélice ou impulsor que circula o banho derretido através de um poço lateral. A sucata de alumínio é alimentada no poço

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15/35 lateral a uma taxa tal que boa parte do material se funde antes de circular na parte do forno de poço lateral onde a aplicação de chama direta é possível. O uso de um forno de poço lateral 110 é um método preferido para fundir sucata de metal para a produção de ReAl.

[0042] Alternativamente, pode ser utilizado um forno rotativo 104.

Um forno rotativo 104 é semelhante a uma betoneira. A sucata de alumínio rola em um lado do cilindro em rotação. A chama é direcionada para fora desta área e aquece o revestimento refratário. O revestimento quente gira, entra em contato com o alumínio e transfere a energia para o alumínio. Um forno rotativo 104 é um método preferencial para fundir sucata para a produção de ReAl. Se um forno rotativo 104 ou um forno de poço lateral 110 for utilizado, a sucata que sai do forno rotativo 104 ou do forno de poço lateral 110 pode ser fundida e moldada em lingotes, moldes ou formas 106 em uma operação separada da produção de pastilhas. Esses lingotes, moldes ou formas podem ser derretidos em um segundo forno reverberatório 108 com um mínimo de perda na fusão, porque a área superficial é relativamente pequena.

[0043] Se ocorrer uma perda elevada na fusão durante o processo de fusão, será preciso remover a escória ou borra do banho.

[0044] Em uma modalidade, boreto de titânio (TiB) 114 é adicionado à mistura de ligas de alumínio derretidas um pouco antes do fundidor, normalmente por uma alimentação contínua de alumínio, com uma dispersão de boreto de titânio. Alternativamente, o boreto de titânio pode ser adicionado à liga de sucata de alumínio, enquanto ela está no forno. O boreto de titânio pode refinar a estrutura granular do ReAl durante o processamento. A concentração de boreto de titânio varia entre aproximadamente 0,5 kg/tonelada métrica a aproximadamente 1,3 kg/tonelada métrica. Em algumas modalidades, a concentração de boreto de titânio é da ordem de 0,6 kg/tonelada métrica.

Fundição

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16/35 [0045] Após o processo de fusão, a liga derretida é fundida. No processo de fundição, a liga derretida é solidificada formando uma placa contínua de qualquer dimensão apropriada, utilizando uma dentre diversas técnicas de fundição. Em algumas modalidades desta invenção, as placas fundidas têm aproximadamente 204 a 356 mm de largura e aproximadamente 19 a 37 mm de espessura. A velocidade de vazamento da fundição deve estar na faixa entre aproximadamente 0,5 a aproximadamente 0,8 toneladas métricas/hora/por 2,5 cm de largura. Em algumas modalidades, a velocidade de fundição pode ser de aproximadamente 0,62 toneladas métricas/hora/2,5 cm de largura.

[0046] Diversos métodos de fundição podem ser usados e podem ser selecionados entre um fundidor de correia e disco 118, um fundidor Hazelett 116, um fundidor de rolos duplo 120 e/ou um fundidor de bloco 122. Quando for usado um fundidor de correia e disco 118, o alumínio derretido será mantido entre um disco flangeado e uma correia metálica espessa durante a solidificação. A correia envolve o disco ao longo de aproximadamente 180°. Tanto o disco como a correia são resfriados com água no lado posterior para otimizar e controlar a remoção de calor. Este processo de fundidor com correia e disco é usado comumente para fabricar pastilhas de 1070 e 1050. Entretanto, a correia de aço espessa é rígida e incapaz de flexionar para manter o contato com a placa que está encolhendo devido à solidificação. O efeito é amplificado pelas ligas ReAl porque elas se solidificam em uma faixa de temperatura mais ampla do que a das ligas mais puras, 1050 e 1070.

[0047] Alternativamente, pode ser utilizado um fundidor Hazelett

116. Quando um fundidor Hazelett 116 é utilizado, o alumínio derretido é mantido entre duas correias de aço flexível durante a solidificação. Blocos de contenção de aço são montados na corrente e formam as laterais do molde. As correias paralelas se inclinam ligeiramente para baixo, para permitir que a gravidade alimente o alumínio derretido no

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17/35 sistema. Água com alta pressão é pulverizada sobre o lado posterior das duas correias para otimizar e controlar a remoção de calor. Esta água sob alta pressão também flexiona a co rreia para mantê-la em contato com a placa durante a solidificação e em contração. Esta deflexão da correia permite que o fundidor Hazelett 116 produza uma grande variedade de ligas de alumínio (e outras). O processo do fundidor Hazelett é comumente usado para produzir tiras de alumínio arquitetônico, e pode ser utilizado para produzir pastilhas de extrusão por impacto.

[0048] Alternativamente, um fundidor de rolos duplo 120 pode ser utilizado. Quando um fundidor de rolos duplos 120 é usado, o alumínio derretido é mantido entre dois rolos em rotação oposta, resfriados por água, durante a solidificação. O processo proporciona uma zona de solidificação muito pequena e está, portanto, limitado a placas relativamente finas. Nessa espessura, o termo “tira” provavelmente é mais preciso do que placa. Este processo é utilizado comumente na fabricação de papel alumínio.

[0049] Alternativamente, um fundidor de bloco 122 pode ser utilizado. Quando um fundidor de bloco 122 for utilizado, o alumínio derretido é mantido entre uma série de blocos de aço montados sobre uma corrente durante a solidificação, formando as laterais do molde. Os blocos são resfriados com água para otimizar e controlar a remoção de calor.

[0050] Pode ser aplicado um pó lubrificante aos componentes do fundidor que entram em contato com a placa. Mais especificamente, um pó de grafite ou de sílica pode ser aplicado, conforme necessário. O controle da temperatura é importante durante e em seguida ao processo de fundição. Durante a fundição, independentemente do processo de fundição usado, a velocidade de resfriamento e o perfil de temperatura da placa devem ser cuidadosamente controlados durante a

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18/35 solidificação. O fundidor de correia e disco 118 reduz a vazão da água de resfriamento para se obter isto. Se o fundidor Hazelett 116 for usado, o fluxo de água para o controle geral e o fluxo do gás sobre a placa podem ser utilizados para modificar a temperatura bem precisamente. As condições do ambiente, especialmente o fluxo de ar precisam ser controladas próximo do fundidor. Este controle do fluxo de ar é especialmente crítico quando o fluxo de gás for usado para modificar a temperatura da placa.

[0051] A temperatura da placa na saída do fundidor também deve ser cuidadosamente controlada. A temperatura de saída da placa através do fundidor (116) deve estar acima de aproximadamente 520°C, entretanto, a temperatura máxima de qualquer parte da placa que sai do fundidor deve estar abaixo de aproximadamente 582°C.

Laminação [0052] Após a fundição, a espessura da placa é reduzida de aproximadamente 28 a 35 mm para uma espessura especificada entre aproximadamente 3 mm a aproximadamente 14 mm, com um laminador a quente e um laminador a frio 124/126. A redução relativa da espessura feita no laminador a quente, 124/126 e no laminador a frio 130/132 afeta significativamente a estrutura granular do metal no produto acabado. A espessura da placa na saída do laminador a quente pode variar. Em algumas modalidades, a espessura da placa depois da laminação a quente 124/126 é de aproximadamente 6 mm a aproximadamente 18 mm. Para atingir a espessura especificada, a placa passa entre dois rolos em rotação, com uma abertura menor do que a espessura de entrada enquanto a placa ainda está em uma temperatura elevada entre aproximadamente 450°C a aproximadamente 550°C. Os laminadores de placas têm duas configurações mais comumente usadas. A mais comum é a do laminador com dois rolos de altura que contém apenas dois rolos em rotação oposta que entram em contato com a placa/tira.

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Dois laminadores são usados para se obter a espessura desejada. Entretanto, uma quantidade diferente de laminadores pode ser usada: 1, 3, etc. Opcionalmente, um projeto avançado é um laminador com quatro rolos de altura, no qual os dois rolos em rotação oposta, os rolos de trabalho, são apoiados por rolos maiores. Opcionalmente, um laminador a quente 126 adicional pode ser utilizado. Alternativamente, vários laminadores a quente podem ser utilizados e as placas podem ser recirculadas para um laminador a quente 124/126, para se obter a espessura especificada.

[0053] Durante a laminação a quente 124/126, o material da liga pode se recristalizar e/ou se recuperar dinamicamente. Esta recristalização e/ou recuperação é um processo de autorrecozimento ativado pelo calor na placa/tira. As temperaturas em que a recristalização e/ou recuperação dinâmica podem ocorrer variam com o teor da liga e podem, portanto, ser diferentes para ligas 1050/1070 e ligas ReAl. Na maioria dos casos, a temperatura para a recristalização e/ou recuperação dinâmica é de aproximadamente 350°C a aproximadamente 550°C para material ReAl.

[0054] Depois do laminador a quente 124/126, a tira laminada a quente é imersa em um tanque de resfriamento brusco 128. O tanque de resfriamento brusco 128 contém água, que reduz a temperatura para próximo da temperatura ambiente. Depois do resfriamento brusco, a tira é submetida a uma laminação a frio 130/132. A tira pode estar à temperatura ambiente e passa entre dois rolos em rotação oposta com uma abertura menor do que a espessura na entrada. Normalmente dois laminadores podem ser utilizados para se obter a espessura desejada. Entretanto, uma quantidade diferente de laminadores pode ser usada:

1,3, etc. À temperatura ambiente, a tira laminada a frio não recristaliza. Este trabalho a frio faz com que o limite de elasticidade do material aumente e a ductilidade diminua. Laminadores a frio 130/132 podem ter

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20/35 configurações de dois ou quatro rolos de altura. A configuração de quatro rolos de altura pode ter um melhor controle da espessura e é, portanto, extremamente preferível para a laminação a frio, quando a espessura final for obtida. Opcionalmente, um laminador a frio adicional 132 pode ser utilizado. Alternativamente, vários laminadores a frio podem ser utilizados e as placas podem ser recirculadas para um laminador a frio 130/132, para se obter a espessura especificada. [0055] As quantidades relativas de redução da espessura ocorridas durante a laminação a quente 124/126 e a laminação a frio 130/132 têm um grande efeito na cinética da recuperação e recristalização durante o recozimento. A proporção ideal varia de acordo com o teor da liga, a capacidade do laminador e a espessura final da tira.

[0056] O atrito interno na tira faz com que a temperatura aumente durante a laminação a frio 130/132 aquecendo a tira. Portanto, as tiras podem ser submetidas a resfriamento ambiente 134, entre aproximadamente 15°C a aproximadamente 50°C, de preferência aproximadamente a 25°C, durante aproximadamente 4 horas a aproximadamente 8 horas após a laminação a frio 130/132. Alternativamente, a tira resfriada é mantida tipicamente armazenada para deixar que retorne à temperatura ambiente.

[0057] As tiras resfriadas são estampadas 136. A tira resfriada é desbobinada e alimentada em um jogo de estampos montado numa prensa. O jogo de estampos corta pastilhas circulares da tira, embora se entenda que qualquer formato de pastilha, como triangular, oval, circular, quadrado, losangular, retangular, pentagonal, ou semelhantes, possa ser usado, dependendo do formato do estampo e/ou do produto final desejado. A ferramenta de estampagem pode ser modificada, para controlar as rebarbas. A título de exemplo, a ferramenta pode ser modificada de modo que o chanfro inferior do estampo seja de aproximadamente 1 mm por aproximadamente 25° a aproximadamente

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1,27 mm por 29°.

Recozimento [0058] Opcionalmente, as pastilhas estampadas são aquecidas para recristalizar os grãos e formar, idealmente, uma estrutura granular equiaxial homogênea. O processo reduz a resistência do material e aumenta a ductilidade. O recozimento pode ocorrer por recozimento em lote 138 e/ou recozimento contínuo 140.

[0059] Quando as pastilhas estampadas são recozidas em lote 138, as pastilhas estampadas podem ser carregadas de forma solta em um dispositivo de contenção, como em cestos de tela metálica. Diversos dispositivos de contenção podem ser empilhados dentro de um forno. A porta do forno é fechada e as pastilhas podem ser aquecidas a uma temperatura desejada e mantidas nessa temperatura durante um período especificado. A temperatura desejada do forno deve estar, de preferência, entre aproximadamente 470°C a aproximadamente 600°C durante aproximadamente 5 a aproximadamente 9 horas, embora o tempo e temperatura de recozimento tenham uma forte interação e sejam influenciados pelo teor da liga das pastilhas. O forno pode ser desligado e as pastilhas podem ser deixadas esfriando lentamente no forno. Devido à grande massa de pastilhas estampadas dentro do forno, pode haver uma variação considerável na temperatura das pastilhas. As pastilhas acondicionadas na parte periférica dos cestos atingem uma temperatura mais elevada, mais rapidamente. As pastilhas centrais aquecem mais lentamente e nunca atingem a temperatura máxima atingida pelas pastilhas da periferia. Além disso, a secagem das pastilhas ao ar pode permitir a formação de óxidos. A fim de evitar ou reduzir a formação de óxidos, um gás inerte pode ser circulado no forno enquanto o forno estiver na temperatura e/ou enquanto ele é resfriado. Alternativamente, o recozimento em lote 138 pode ocorrer em uma atmosfera inerte ou sob vácuo.

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22/35 [0060] Alternativamente, as pastilhas estampadas podem ser recozidas de forma contínua 140. Quando as pastilhas estampadas são recozidas de forma contínua 140, elas são espalhadas livremente sobre uma correia de tela metálica e transportadas através de um forno com múltiplas zonas. As pastilhas estampadas são rapidamente aquecidas a uma temperatura de pico no metal e, em seguida, são resfriadas rapidamente. A operação pode ser realizada na presença de ar. A temperatura de pico do metal é de aproximadamente 450°C a aproximadamente 570°C. A temperatura de pico do metal influencia as características metalúrgicas finais. A temperatura máxima de pico para se obter as características metalúrgicas ideais é influenciada pelo teor da liga. O recozimento contínuo 140 é o processo preferido para produzir pastilhas ReAl. O recozimento contínuo 140 proporciona duas vantagens em relação ao recozimento em lote. Primeiro, o tempo mais curto em temperatura elevada diminui a formação de óxidos na superfície da pastilha. Óxidos de alumínio são uma preocupação, entretanto, óxidos de magnésio são uma preocupação maior, devido à sua natureza extremamente abrasiva. Mais óxido de magnésio na superfície das pastilhas estampadas pode causar riscos excessivos durante o processo de extrusão por impacto. Em corridas prolongadas esses riscos são um defeito de qualidade inaceitável. Em segundo lugar, o ciclo térmico homogêneo e controlado com precisão, incluindo o aquecimento rápido, o tempo limitado em temperatura elevada e o resfriamento rápido do recozimento contínuo 140 resultam em uma estrutura metalúrgica de grãos melhor e mais uniforme. Isto por sua vez produz recipientes extrudados por impacto de maior resistência. Maior resistência proporciona potencialmente menor peso nos recipientes extrudados por impacto. A Figura 3 ilustra as curvas de temperatura de um processo de recozimento contínuo.

Acabamento

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23/35 [0061] Opcionalmente, a superfície das pastilhas estampadas pode ser acabada aumentando-se a rugosidade da superfície das pastilhas estampadas. Diferentes métodos podem ser utilizados para fazer o acabamento das pastilhas estampadas. Em uma modalidade, um processo de tamboreamento 142 pode ser utilizado. Uma grande quantidade de pastilhas estampadas é colocada dentro de um tambor ou outro tipo de recipiente e o tambor é girado e/ou vibrado. À medida que as pastilhas caem umas sobre as outras, podem ocorrer entalhes em uma ou mais pastilhas. O objetivo de aumentar a rugosidade da superfície é aumentar a área elevada da superfície da pastilha prensada e criar reentrâncias para reter lubrificante. As faces maiores das pastilhas estampadas também podem ser acabadas ao longo das superfícies cisalhadas.

[0062] Em outra modalidade, um processo de acabamento por jateamento com granalha 144 pode ser utilizado. No processo de acabamento por jateamento com granalha 144, uma grande quantidade de pastilhas é colocada em um tambor fechado e é submetida a impactos de granalha de alumínio ou de outros materiais. Os impactos formam pequenas depressões nas superfícies das pastilhas. As pastilhas são tamboreadas ligeiramente para que a granalha de alumínio entre em contato com todas as superfícies das pastilhas.

[0063] Jateamento com granalha 144 é o processo preferido para a produção de pastilhas ReAl, e um jateamento agressivo com granalha tem demonstrado ser o método mais eficaz para remover óxidos superficiais das pastilhas. Esta remoção dos óxidos da superfície é particularmente crítica para remover óxidos de magnésio aderentes, que causam riscos nos recipientes extrudados por impacto, se os óxidos não forem removidos das pastilhas.

Processamento das pastilhas [0064] A Figura 2 ilustra um método para fabricar um recipiente

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24/35 metálico 200, utilizando uma pastilha fabricada com material de sucata reciclada, conforme ilustrado na Figura 1.

[0065] Um processo de lubrificação 202 das pastilhas pode ser utilizado enquanto as pastilhas são tamboreadas com um lubrificante em pó. Qualquer lubrificante adequado pode ser utilizado, por exemplo: Sapilub GR8. Tipicamente cerca de 100 gramas de lubrificante são utilizados para aproximadamente 100 kg de pastilhas. O tamboreamento das pastilhas com o lubrificante força o lubrificante a aderir às pastilhas. Se as pastilhas tiveram a rugosidade superficial aumentada, o tamboreamento das pastilhas com o lubrificante forçará a penetração do lubrificante nas depressões criadas durante a operação de acabamento.

[0066] Depois do processo de lubrificação das pastilhas 202, as pastilhas lubrificadas são submetidas a um processo de extrusão por impacto 204. Mais especificamente, as pastilhas lubrificadas são colocadas em um estampo de carboneto cementado, de formato preciso. A pastilha lubrificada é impactada por um punção de aço, também de formato preciso, e o alumínio é extrudado para fora do estampo. Os formatos do ferramental determinam a espessura da parede da parte tubular extrudada do recipiente. Embora este processo seja geralmente conhecido como retroextrusão, um processo de extrusão avante ou combinações de retroextrusão e extrusão avante também podem ser utilizadas conforme reconhecido por uma pessoa versada na técnica.

[0067] Opcionalmente, pode ser realizado o alisamento da parede

206. O recipiente pode ser passado entre um punção e uma matriz de alisamento com folga negativa. O alisamento da parede 206 afina a parede do tubo. A maior resistência da liga ReAl aumenta a deflexão da matriz. Portanto, é preciso uma matriz menor para se atingir a espessura de parede desejada. Esse processo opcional otimiza a distribuição de

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25/35 material e mantém retos os corpos tubulares mais longos.

[0068] Opcionalmente, após a extrusão por impacto 204 ou o alisamento da parede 206, pode ser realizada a formação do fundo abaulado 208 do recipiente. O abaulamento completo ou uma parte do fundo abaulado pode ser formado no final do curso de alisamento ou no aparador.

[0069] Depois da formação do abaulamento, o recipiente é escovado 210 para remover imperfeições da superfície. O recipiente girando é escovado por uma escova oscilante de metal ou de plástico, geralmente de náilon. Além disso, a ação de escovar 210 pode ser realizada se o recipiente tiver sido submetido ao alisamento da parede 206 e/ou à formação do abaulamento 208.

[0070] Depois do escovamento 210, o recipiente 212 é lavado em uma solução cáustica para remover lubrificantes e outros detritos. A lavagem cáustica 212 pode incluir hidróxido de sódio ou alternativamente hidróxido de potássio, ou outros produtos químicos similares conhecidos por pessoas versadas na técnica.

Revestimentos [0071] O interior do recipiente é tipicamente revestido por lança

214a. Em uma modalidade, o revestimento pode ser à base de epóxi. O revestimento pode ser aplicado utilizando-se qualquer método adequado, incluindo, mas não se limitando a, pulverização, pintura, por pincel, imersão, ou processos semelhantes. O revestimento é curado termicamente a uma temperatura aproximada de 200°C a aproximadamente 250°C durante aproximadamente 5 a aproximadamente 15 minutos.

[0072] Um revestimento base 216a é geralmente aplicado na parte exterior do recipiente. O revestimento base pode ser uma camada de base branca ou transparente. O revestimento pode ser aplicado utilizando-se qualquer método adequado, incluindo, mas não se

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26/35 limitando a, pulverização, pintura, por pincel, imersão, ou por processo semelhante. O revestimento é curado termicamente 216b a uma temperatura aproximada de 110°C a aproximadamente 180°C durante cerca de 5 a aproximadamente 15 minutos.

[0073] Tintas decorativas 218a também podem ser aplicadas ao recipiente aplicado já com o revestimento base. A tinta decorativa pode ser aplicada utilizando-se qualquer método adequado, incluindo, mas não se limitando a, pulverização, pintura, por pincel, imersão, impressão ou por processo semelhante. As tintas decorativas são curadas termicamente a uma temperatura aproximada de 120°C a aproximadamente 180°C durante cerca de 5 a aproximadamente 15 minutos.

[0074] Verniz transparente de acabamento 220a é aplicado na parte tubular. O verniz pode ser aplicado utilizando-se qualquer método adequado, incluindo, mas não se limitando a, pulverização, pintura, por pincel, imersão, ou por processo semelhante. O verniz é curado termicamente 220b a uma temperatura aproximada de 150°C a aproximadamente 200°C durante cerca de 5 a aproximadamente 15 minutos.

Formação do fundo abaulado [0075] Opcionalmente, a formação do abaulamento 222 pode ser feita ou completada na parte inferior do recipiente. A formação do abaulamento 222 pode ser concluída nesta fase para assegurar que a decoração se estenda até a superfície de apoio do recipiente. Uma vantagem de uma operação de formação do abaulamento em dois estágios (antes do recorte 230 e antes da formação do gargalo 224) é que o revestimento base se estenda até a superfície de apoio da lata acabada. Entretanto, este método pode resultar em uma taxa maior de trincas no revestimento interno. Diminuindo a profundidade do abaulamento final antes da formação do gargalo, esse problema pode

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27/35 ser resolvido.

Formação do gargalo e conformação [0076] Em uma série de operações sucessivas, o diâmetro de abertura do recipiente pode ser reduzido por um processo chamado de formação do gargalo 224. O número de passos de redução depende da redução do diâmetro do recipiente, e do formato do gargalo. Para material de liga ReAl, geralmente são previstos mais passos de formação do gargalo. Além disso, à medida que o teor da liga é alterado, algumas modificações podem ser esperadas. Por exemplo: uma modificação requer que as guias centrais da formação do pescoço sejam alteradas em alguns casos. É preciso instalar guias de centro maiores ao processar recipientes ReAl leves que são mais finos perto do topo.

[0077] Opcionalmente, o corpo do recipiente pode ser conformado

226. A conformação 228 pode ocorrer em várias fases. A liga ReAl pode requerer etapas adicionais de conformação em comparação a um processo tradicional de extrusão por impacto. Semelhante à formação do gargalo, devem ser usados passos menores ao conformar recipientes ReAl.

Gravação em relevo [0078] Opcionalmente, o ferramental pode se movimentar perpendicularmente em relação ao eixo do recipiente e gravar formatos no recipiente 228. A força aplicada durante a gravação em relevo 228 pode ser maior ao usar material ReAl do que quando é utilizado material de extrusão por impacto tradicional, em decorrência de uma maior resistência quando conformado, em relação às ligas 1070 ou 1050. Recorte e dobramento [0079] O escoamento do metal na formação do gargalo 224 pode criar uma borda endurecida e irregular. Portanto, a borda é aparada 230 antes do dobramento. Devido às diferenças de anisotropia, o ReAl fica

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28/35 mais espesso com um perfil diferente durante a formação do gargalo 224. Portanto, é possível que, em reduções de formação do pescoço elevadas e com alto teor de liga, sejam necessárias operações adicionais de desbaste de aparas.

[0080] A borda aberta do recipiente 232 é dobrada sobre si mesma para criar uma superfície de montagem para uma válvula de aerossol. Para recipientes de bebidas, o dobramento pode aceitar um fechamento de coroa.

[0081] Opcionalmente, uma pequena quantidade do material pode ser usinada da parte superior da dobra, o que é conhecido como o laminador da boca 234. A laminação da boca 234 pode ser necessária para montar determinadas válvulas de aerossol.

Inspeções e embalagem [0082] Inspeções 235 podem ser realizadas opcionalmente nos recipientes. Os passos da inspeção podem incluir testes de câmera, testes de pressão, ou outros testes adequados.

[0083] Os recipientes podem ser embalados. Opcionalmente, os recipientes podem ser enfardados 238. No enfardamento 238, os recipientes podem ser dispostos em grupos. O tamanho do grupo pode variar e, em algumas modalidades, o tamanho do fardo é de aproximadamente 100 recipientes. O tamanho do fardo pode depender do diâmetro dos recipientes. Os fardos podem ser empacotados usando cintas plásticas ou outros processos semelhantes conhecidos. Uma consideração especial para recipientes ReAl é que a tensão da cinta precisa ser controlada para evitar a formação de vincos na base, em áreas de alta pressão de contato do fardo.

[0084] Em um método alternativo de embalagem, os recipientes são paletizados a granel 240, como recipientes de bebidas.

EXEMPLOS:

[0085] Pastilhas ReAl 3104 a 25% foram testadas usando dois

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29/35 materiais. O Material 1, utilizou lingotes secundários de refusão (RSI) produzidos a partir de sucata briquetada da fabricação de copos cilíndricos. As amostras do Material 1 foram produzidas na fábrica de tecnologia avançada de alumínio da Ball em Sherbrook no Canadá, e na Virginia (EUA). O Material 2 utilizou sucata briquetada fundida. As amostras do Material 2 foram produzidas na Copal, S.A.S. na França. A Figura 4 ilustra uma comparação entre o Material 1 e o Material 2. O Material 1 é muito mais próximo do teor da sucata de fabricação de copos cilíndricos de 3104 a 18% devido a uma perda significativa de magnésio, em comparação com a composição inundada do Material 2. O tipo de processamento para fundir a sucata briquetada proveniente da fabricação de copos cilíndricos de 3104 pode ter uma influência na composição química final do material ReAl.

[0086] O acabamento final das amostras do Material 1 foi feito por jateamento com granalha. O acabamento das amostras do Material 2 foi po r tambo reamento.

[0087] A Tabela 5 ilustra a dureza das pastilhas do material de referência 1050, Material 1 e Material de 2 depois do acabamento.

Tabela 5

Liga	1050 (referência)	Material 1	Material 2
Dureza (HB)	21,5	29	30,7

[0088] Devido ao acabamento, os valores indicados na Tabela 5 podem ser maiores do que os medidos depois do processo de recozimento. O Material 1 tinha uma dureza que era aproximadamente 35% maior do que a do material de referência 1050, ao passo que o Material 2 tinha uma dureza que era aproximadamente 43% maior do que a do 1050.

[0089] O lubrificante utilizado foi Sapilub GR8. A Tabela 6 ilustra os parâmetros de lubrificação e o peso do lubrificante para 100 kg de pastilhas de um material de referência 1050, Material 1 e Material 2.

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Observe-se que o material de lubrificação para o material de referência 1050 (GTTX) foi diferente da lubrificação utilizada para as pastilhas que compunham o Material 1 e Material 2 (GR8).

Tabela 6

Parâmetros de lubrificação para 100 kg de pastilhas	1050 (referência)	Material 1	Material 2
Peso do lubrificante (g)	100 (GTTX)	125 (GR8)	110 (GR8)
Tempo de rotação no tamboreador (min)	30	30	30

[0090] O processo de lubrificação foi realizado em um tamboreador separado para todas as pastilhas. A diferença na proporção de lubrificante é devida ao tipo de tratamento superficial (uma superfície tamboreada requer menos lubrificante do que superfícies tratadas por jateamento com granalha).

[0091] O estampo monobloco utilizado foi fabricado com carbeto sinterizado padrão GJ15 - 1000HV. A cabeça do punção foi fabricada com aço Bohler S600 - 680HV. O formato do estampo era cônico.

[0092] Os corpos tubulares foram escovados para destacar possíveis riscos e arranhões por atrito. O verniz usado internamente nos recipientes foi da marca PPG HOBA 7940-301/B (epóxi-fenólico). A configuração da aplicação do verniz interno epóxi-fenólico PPG 7940 foi padrão. A temperatura e o tempo de cura foram de aproximadamente 250°C durante aproximadamente 8 minutos e 30 segundos. Não houve problemas de porosidade depois da aplicação do verniz interno.

[0093] Um revestimento base branco brilhante foi aplicado nos recipientes. Um desenho impresso também foi adicionado aos recipientes.

Exemplo 1 [0094] O Exemplo 1 utilizou o Material 1 e o Material 2 com pastilhas de diâmetro aproximado de 44,65 mm e uma altura de

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31/35 aproximadamente 5,5 mm. A massa do material da pastilha era de aproximadamente 23,25 gramas. A dimensão final do recipiente depois do processamento, mas antes do desbaste, era de aproximadamente 150 mm +/- aproximadamente 10 mm de altura por aproximadamente 45,14 mm de diâmetro. A espessura do recipiente final foi de aproximadamente 0,28 mm +/- 0,03 mm. A massa final do recipiente foi de aproximadamente 23,22 gramas. Para a formação do gargalo foi utilizado um ferramental padrão.

[0095] Pastilhas do Material 1 tendem a ter um melhor desempenho em geral, sem riscos de atrito nem arranhões surgindo dentro ou fora dos corpos tubulares. As pastilhas do Material 2 são mais sensíveis a riscos e são mais abrasivas para a superfície da cabeça do punção. Depois de usar pastilhas do Material 2 a cabeça do punção precisou ser trocada porque estava gasta. Um punção maior pode ser necessário para atender os parâmetros do recipiente.

Exemplo 2 [0096] O Exemplo 2 utilizou o Material 1 e o Material 2 com pastilhas de diâmetro aproximado de 44,65 milímetros e uma altura de aproximadamente 5,0 mm. A massa do material da pastilha era de aproximadamente 21,14 gramas. As dimensões finais do recipiente depois do processamento, mas antes do desbaste, eram de aproximadamente 150 mm +/- aproximadamente 10 mm de altura por aproximadamente 45,14 mm de diâmetro. A espessura do recipiente final foi de aproximadamente 0,24 mm +/- 0,03 mm. A massa final do recipiente ficou perto de 20,65 gramas. Foi utilizado um piloto de maior diâmetro. O diâmetro do piloto era de aproximadamente 0,1 mm.

[0097] Quase não ocorreu nenhuma excentricidade nas espessuras das paredes (aproximadamente abaixo de 0,02 mm) devido ao uso de um novo estampo e uma nova cabeça de punção na prensa. Mais uma vez, as pastilhas do Material 1 aparentemente tiveram melhor

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32/35 desempenho do que as pastilhas do Material 2. De fato, semelhantemente aos resultados do Experimento 1, praticamente nenhum risco ficou visível nem dentro nem fora dos recipientes fabricados com o Material 1. Quando foram utilizadas pastilhas do Material 2, apareceram riscos depois de 6 a 7 unidades Krebs (KU) de vez em quando na parte externa do recipiente e principalmente na superfície interna do recipiente. Além disso, a cabeça do punção ficou significativamente gasta. A figura 5 ilustra uma cabeça de punção de aço e um estampo de carbeto de tungstênio sinterizado para prensa. A superfície da cabeça do punção depois de prensar todas as pastilhas do Material 1 não tinha nenhum risco por atrito. O estampo da prensa, fabricado de carbeto de tungstênio sinterizado ficou bem danificado ao longo de todo o seu perímetro. A velocidade da prensa nas linhas dos dois experimentos foi de aproximadamente 175 latas por minuto e os dois experimentos transcorreram sem paradas significativas.

[0098] A Tabela 7 ilustra a força de extrusão para amostras fabricadas usando os parâmetros analisados no Experimento 1 para os Materiais 1 e 2 e no Experimento 2 para os Materiais 1 e 2. Um material de referência de 1050, também é mostrado.

Tabela 7

Liga	1050 (referência)	Material 1	Material 2
Exemplo 1 - Força de extrusão (kN)	1050-1100	1090-1150	1100-1170
Exemplo 2 - Força de extrusão (kN)	-	1130-1200	1150-1300

[0099] Não houve aumento significativo da energia de extrusão das amostras, independentemente do material ou das dimensões iniciais das pastilhas. Os valores estão bem abaixo dos limites de segurança para o tamanho do recipiente final.

[00100] A Tabela 8 ilustra os parâmetros da parte tubular para os

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Materiais 1 e 2 usando as dimensões das pastilhas do Experimento 1, e os parâmetros da parte tubular para os Materiais 1 e 2 usando as dimensões das pastilhas do Experimento 2.

Tabela 8

Parâmetros da parte tubular	Espessura do fundo (mm)	Espessura da parede na base (mm)	Espessura da parede no topo (mm)	Comprimen to aparado (mm)
Tolerância	0,70-0,80	0,27 - 0,31	0,34 - 0,38	min. 2
1050 (referência)	0,75	0,285	0,35	4 - 6
Material 1 do Experimento 1	0,77	0,285	0,35	5-7
Material 2 do Experimento 1	0,73	0,29	0,35	4-6
Material 1 do Experimento 2	0,73	0,24	0,32	10-11
Material 2 do Experimento 2	0,68	0,245	0,325	9-10

[00101] Conforme ilustrado na Tabela 8, a espessura do fundo estava dentro da tolerância para cada material, exceto para o material 2, no Experimento 2. A tolerância da espessura da parede na base e a tolerância da espessura na parede da parte superior não foram atingidas em cada material do Experimento 2.

[00102] A Tabela 9 ilustra a profundidade do abaulamento (mm) e a porosidade em (mA), que é uma medida da integridade do revestimento interior.

Tabela 9

Liga	1050 (referência)	Material 1	Material 2
Experimento	8,2 mm/1,6 mA	8 mm/16	7,6 mm/1	7,5 mm/2 mA
1	mA	mA

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Liga	1050 (referência)	Material 1	Material 2
Experimento 2	-	7,6 mm/0,8 mA	7,6 mm/14 mA	7,3 mm/2,3 mA

[00103] Os corpos tubulares com as dimensões dos parâmetros do Experimento 1 e do Experimento 2 tiveram o gargalo conformado corretamente com pastilhas, tanto do Material 1 como do Material 2. Novos pilotos foram necessários para produzir latas leves, porém o formato do gargalo e todos os parâmetros dimensionais permaneceram dentro da especificação. A espessura da chaminé (aproximadamente de 0,45 mm a aproximadamente 0,48 milímetros com revestimento base branco) antes do dobramento tinha espessura suficiente. Além disso, a extensão do desbaste no gargalo foi satisfatória, com aproximadamente 2,4 mm.

[00104] Pastilhas fabricadas com o Material 1 e com o Material 2 criaram porosidade depois do abaulamento na estação de formação do gargalo. Depois de diminuir a profundidade do abaulamento, o nível de porosidade voltou ao normal. Além disso, diminuir a profundidade do abaulamento uma segunda vez no Material 2 ajudou a resolver os problemas de porosidade.

[00105] Quanto à resistência à pressão, os resultados são muito impressionantes, mesmo para latas leves. Surpreendentemente, pastilhas do Material 1 têm maior resistência à pressão (aproximadamente 0,2 MPa (2 bar) a mais), mesmo se tiverem menor porcentagem de magnésio e porcentagem de ferro do que as pastilhas do Material 2. Embora a causa seja incerta, pode ser uma consequência do recozimento contínuo realizado no Material 1 em relação ao recozimento em lote. A Figura 6 ilustra a primeira resistência à pressão de deformação das latas e a Figura 7 ilustra a pressão de ruptura das latas. A Figura 8 ilustra as massas e as composições das ligas dos recipientes.

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35/35 [00106] Embora diversas modalidades desta invenção tenham sido descritas em detalhe, é evidente que modificações e alterações dessas modalidades ocorrerão a pessoas versadas na técnica. Entretanto, fica explicitamente entendido que tais modificações e alterações estão dentro da abrangência e do espírito desta invenção, conforme estabelecido nas reivindicações a seguir. Além disso, as invenções aqui descritas são suscetíveis a outras modalidades e de serem praticadas ou executadas de várias maneiras. Adicionalmente, deve ser entendido que a fraseologia e a terminologia aqui utilizadas são para fins da descrição e não devem ser consideradas como fatores limitantes. O uso dos termos incluindo, compreendendo ou adicionando e variações desses termos aqui apresentados são destinados a englobar os itens listados a seguir e equivalentes dos mesmos, assim como, itens adicionais.

Claims (28)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Processo para a fabricação de um recipiente conformado adaptado para receber um fechamento de extremidade a partir de uma pastilha em um processo de fabricação de extrusão por impacto usando materiais de sucata reciclada, caracterizado pelo fato de que compreende:

   fornecer um metal de sucata composto de pelo menos um das ligas de alumínio 3104, 3004, 3003, 3103, 3013 e 3105;

   misturar a referida liga com pelo menos uma das ligas referidas de alumínio, da referida 3104, da referida 3004, da referida 3003, da referida 3013, da referida 3103, e da referida 3105 com mais de 40% em peso de uma liga de alumínio série 1000 compreendendo pelo uma dentre AA1050 e AA1070 para criar uma liga de alumínio reciclada;

   adicionar um material à base de boreto de titânio à referida liga de alumínio reciclada;

   fundir a dita liga de alumínio reciclada para formar uma placa com uma espessura entre 28 mm e 35 mm;

   laminar a quente a placa para reduzir a espessura da placa a entre 6 mm e 18 mm e produzir uma chapa laminada a quente;

   laminar a frio a chapa laminada a quente para reduzir a espessura da chapa laminada a quente a entre 3 mm e 14 mm para produzir uma chapa laminada;

   puncionar a chapa laminada para criar uma pastilha a partir da chapa laminada; e deformar a referida pastilha composta da referida liga de alumínio reciclado em um formato preferido, utilizando um processo de extrusão por impacto, para formar um recipiente conformado adaptado para receber um fechamento de extremidade.
2. 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado

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   2/6 pelo fato de que a referida mistura compreende o aquecimento da referida 3104, da referida 3004, da referida 3003, da referida 3013, da referida 3103, da referida 3105 e da referida liga de alumínio 1000 em um processo de aquecimento indireto.
3. 3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a formação da pastilha compreende ainda a formação de pastilhas individuais a partir de uma placa formada em um aparelho de fundição;

   recozer as referidas pastilhas individualmente em um processo de recozimento contínuo; e fazer o acabamento das referidas pastilhas por jateamento com granalha para aumentar a área superficial.
4. 4. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda formar um abaulamento em uma extremidade inferior do recipiente.
5. 5. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda recozer a pastilha a uma temperatura entre 450° C e 570° C.
6. 6. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda finalizar uma superfície da pastilha para aumentar a área de superfície da pastilha.
7. 7. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda lubrificar uma superfície da pastilha.
8. 8. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:

   finalizar uma superfície da pastilha para aumentar a área de superfície da pastilha para produzir uma pastilha com área de superfície elevada compreendendo uma pluralidade de depressões; e lubrificar a pastilha com área de superfície elevada, em que uma força de um lubrificante reveste a pluralidade de depressões da

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   3/6 pastilha com área de superfície elevada.
9. 9. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a liga de alumínio série 1000 consiste de um AA1050 ou AA1070.
10. 10. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a concentração de boreto de titânio é de 0,5 kg/tonelada a 1,3 kg/tonelada.
11. 11. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma altura do recipiente conformado antes de aparar é de entre 140 mm e 160 mm e uma espessura do recipiente conformado é de entre 0,21 mm e 0,27 mm.
12. 12. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pastilha é um cilindro.
13. 13. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender aplicar textura à pastilha.
14. 14. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a referida etapa de aplicar textura à pastilha compreende pelo menos um dentre submeter as referidas pastilhas de liga de alumínio reciclado a impactos de granalha de alumínio e tamborear as referidas pastilhas de liga de alumínio reciclado em um tambor rotativo.
15. 15. Processo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende ainda lubrificar as referidas pastilhas de liga de alumínio reciclado após a aplicação de textura.
16. 16. Processo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que as referidas pastilhas de liga de alumínio reciclado após a aplicação de textura compreendem uma pluralidade de depressões e em que a lubrificação faz contato com as depressões.
17. 17. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a liga de alumínio produzida compreende:

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    4/6 pelo menos 97%, em peso, de Al;

    pelo menos 0,10%,em peso, de Si;

    pelo menos 0,25%,em peso, de Fe;

    pelo menos 0,05%,em peso, de Cu;

    pelo menos 0,07%,em peso, de Mn; e pelo menos 0,05%,em peso, de Mg.
18. 18. Processo de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a liga de alumínio é misturada a partir de, pelo menos uma sucata reciclada e uma liga 1070 ou 1050, na qual, pelo menos, uma das ligas de sucata reciclada é selecionada do grupo composto das ligas 3104, liga 3004, liga 3003, liga 3013, liga 3103 e uma liga de 3105.
19. 19. Processo de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de a liga de alumínio compreende:

    98,5%,em peso, de alumínio;

    0,15%,em peso, de Si;

    0,31%,em peso, de Fe;

    0,09%,em peso, de Cu;

    0,41%,em peso, de Mn;

    0,49%,em peso, de Mg;

    0,05%,em peso, de Zn;

    0,02%,em peso, de Cr; e

    0,01%,em peso, de Ti.
20. 20. Processo de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de a liga de alumínio compreende:

    não mais de 99,31%,em peso, de Al;

    não mais de 0,38%,em peso, de Si;

    não mais de 0,50%,em peso, de Fe;

    não mais de 0,19%,em peso, de Cu;

    não mais de 0,61%,em peso, de Mn; e

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    5/6 não mais de 0,73%,em peso, de Mg.
21. 21. Processo de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de a liga de alumínio compreende ainda um boreto de titânio.
22. 22. Processo de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que a concentração de boreto de titânio é de 0,5 kg/tonelada a 1,3 kg/tonelada.
23. 23. Processo de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de a liga de alumínio compreende:

    de 97,84% em peso a 99,08% em peso de Al;

    de 0,10% em peso a 0,2% em peso de Si;

    de 0,25% em peso a 0,38% em peso de Fe;

    de 0,05% em peso a 0,13% em peso de Cu;

    de 0,21% em peso a 0,61% em peso de Mn; e de 0,25% em peso a 0,73% em peso de Mg.
24. 24. Processo de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de a liga de alumínio compreende ainda:

    de 0,03% em peso a 0,07% em peso de Zn;

    de 0,02% em peso a 0,03% em peso de Cr; e

    0,01%,em peso, de Ti.
25. 25. Processo de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de a liga de alumínio compreende:

    de 98,22% em peso a 99,2% em peso de Al;

    de 0,16% em peso a 0,38% em peso de Si;

    de 0,29% em peso a 0,5% em peso de Fe;

    de 0,07% em peso a 0,19% em peso de Mn; e de 0,05% em peso a 0,13% em peso de Mg.
26. 26. Processo de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de a liga de alumínio compreende ainda:

    de 0,09% em peso a 0,25% em peso de Zn;

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    6/6 de 0,05% em peso a 0,13% em peso de Cr; e

    0,01%,em peso, de Ti.
27. 27. Processo de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de a liga de alumínio compreende:

    de 98,52% em peso a 99,31% em peso de Al;

    de 0,10% em peso a 0,2% em peso de Si;

    de 0,27% em peso a 0,44% em peso de Fe;

    de 0,07% em peso a 0,19% em peso de Mn; e de 0,09% em peso a 0,25% em peso de Mg.
28. 28. Processo de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de a liga de alumínio compreende ainda:

    de 0,05% em peso a 0,13% em peso de Zn;

    de 0,03% em peso a 0,07% em peso de Cr; e

    0,01%,em peso, de Ti.