CN105080979A - 轧制金属的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于轧制铝薄板的设备和方法在薄板是热的并具有降低的屈服强度的同时采用毛化辊来轧制该薄板。毛化辊可用于在轧制的多个阶段改善薄板上的缺陷，并且可有利于随后的轧制阶段。

Description

轧制金属的设备和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年5月12日提交的美国临时申请No.61/991,973的权益，该美国临时申请的发明名称为“用于轧制铝的设备和方法”，其公开内容在此通过引用大体上全文并入本申请中。
技术领域
本发明涉及制造薄板材料，更具体地说，是涉及用于将诸如铝和铝合金的金属轧制成薄板以及用于生产具有所需表面和皮下表面特性的薄板材料的方法和设备。
背景技术
已知多种用于轧制铝及用于提供具有给定的表面纹理的最终轧制薄板的方法。可以通过具有如下所述表面的轧辊将表面纹理赋予薄板表面，即，所述表面通过诸如电火花毛化加工工艺(EDT)、轧辊研磨、十字交叉研磨、喷丸硬化处理等工艺而被织构化。如现有技术中所使用的那样，“毛化辊”一般会被定义成：具有随机的或重复的图案的辊，表面尖峰和波谷为了美观或功能性目的而具有各向同性或方向性图案，而且表面尖峰和波谷具有限定的平均高度和间距。毛化辊的纹理可以在后冷轧操作中通常以低的压下量范围(3到10％)被赋予铝、钢或其他金属表面。对于具有EDT纹理的汽车用薄板，这一般在光整冷轧(回火)轧机上作为最后一个道次而进行。在冷轧之后在光整冷轧或冷轧机上施加纹理经常会由于产品的冷加工特性、轧辊尺寸和所采用的低压下量而导致使轧辊表面纹理向薄板上的转移受到限制。这可能导致随后得到的表面没有全部被轧辊表面上的纹理消除或掩蔽。这在存在来自上游处理的诸如划伤或金属裂缝特征时是特别不希望有的。裂缝被定义为“金属的薄的、细长的碎片，其已经被轧制在母体金属的表面上，而且只在一端相连。”(麦格劳－希尔科学技术术语词典(McGraw-HillDictionaryofScientificandTechnicalTerms)，第三版，第1491页)。另外，裂缝可以被定义成“铝的薄的碎片，其是材料的部分，但只是部分地相连。”(铝薄板和板材的视觉质量属性(VisualQualityAttributesofAluminumSheetandPlate)，AlAssoc.,1994)。在冷轧中用EDT辊进行的较高的压下量还可能导致产生更多的碎屑并减小作为最终产品或作为要经受进一步处理的中间产品而生产出的薄板的表面光洁度。
另外，冷轧后光整冷轧增加了另一个加工步骤，这增加了产品的成本。因此，一直希望有改进的和/或替代的、用于给铝薄板赋予所需表面纹理的方法和设备。
发明内容
在此披露的本发明的主题涉及一种用于轧制以第一状态提供的金属薄板以实现第二状态的方法，包括：在金属薄板处于如下所述的温度时用毛化辊轧制金属薄板，即，在该温度下，金属薄板相对于其在环境温度下的屈服强度表现出降低的屈服强度。
在本公开内容的另一方面，金属是铝，并且金属薄板由毛化辊轧制的温度在250至970华氏度之间。
在另一方面，毛化辊呈现出在1微米至50微米的范围内的表面粗糙度。
在另一方面，轧制步骤导致金属薄板厚度的压下量在0％至30％的范围内。
在另一方面，厚度的压下量在0％至70％的范围内。
在另一方面，轧制步骤导致纹理向金属薄板的表面上的转移率在60％至100％之间。
在另一方面，用毛化辊进行的轧制步骤是第一轧制步骤，还进一步包括一个紧跟在第一轧制步骤之后在金属薄板上进行的第二轧制步骤。
在另一方面，第二步骤是第二织构轧制步骤。
在另一方面，第一轧制步骤用具有比用于第二轧制步骤的毛化辊粗糙的纹理的毛化辊进行。
在另一方面，第一和第二轧制步骤减小了金属薄板的晶粒尺寸。
在另一方面，第二轧制步骤是通过冷轧进行的。
在另一方面，第二轧制步骤是通过热轧进行的。
在另一方面，第一轧制步骤在金属薄板上形成能够在其上接收润滑剂的表面特征。
在另一方面，还包括多个轧制步骤，用毛化辊进行的第一轧制步骤减少了为实现金属薄板的最终目标状态所需的轧制步骤的数量。
在另一方面，第一轧制步骤有利于第二轧制步骤。
在另一方面，第一轧制步骤改善了金属薄板上存在的、否则将不会由第二轧制步骤改善的缺陷。
在另一方面，在金属薄板表现出降低的屈服强度时的轧制步骤减少了毛化辊的磨损，否则这种磨损将会在以较低温度进行轧制的时候发生。
在另一方面，毛化辊磨损的减少对应于毛化辊使用寿命的延长。
在另一方面，第一轧制步骤减少了金属薄板在第二轧制步骤中的转印。
在另一方面，在金属薄板表现出降低的屈服强度时的轧制步骤消除了金属薄板上存在的表面缺陷。
在另一方面，在金属薄板表现出降低的屈服强度时的轧制步骤减少了金属薄板上存在的皮下表面缺陷。
在另一方面，在金属薄板表现出降低的屈服强度时的轧制步骤通过变形使金属薄板上的金属重新分布。
在另一方面，在金属薄板表现出降低的屈服强度时的轧制步骤在将金属薄板缠绕成线圈之前作为最终的轧制步骤而进行。
在另一方面，由轧制步骤消除的表面缺陷在10μm至1mm的范围内。
在另一方面，轧制步骤伴随着直流排放润滑、辊蒸发冷却、辊表面涂镀或者高压水喷洗中的至少一个。
在另一方面，金属薄板的温度归因于从加工的先前状态延续存在的金属薄板中所存的残余热量。
在另一方面，金属薄板的温度归因于由热源给与金属薄板的热量。
在另一方面，毛化辊的纹理由EDT、喷丸硬化处理、喷珠处理、研磨或十字交叉研磨中的至少一个赋予毛化辊。
在另一方面，毛化辊的纹理具有可辨识的图案。
在另一方面，毛化辊的纹理不具有可辨识的图案。
在另一方面，还包括在轧制步骤之后将金属薄板成形为汽车面板的步骤。
在另一方面，汽车面板是封闭面板。
在另一方面，成形步骤生产出多个封闭面板，而且进一步包括连接多个封闭面板的步骤。
在另一方面，还包括将汽车面板装到裸车身上的步骤。
在另一方面，由MicromillTM提供处于第一状态的薄板。
在另一方面，用毛化辊进行的轧制步骤掩盖了薄板上的人眼可看出的表面缺陷。
在另一方面，所述缺陷在10μm至200μm的规模。
在另一方面，毛化辊的纹理在600μin至1200μin的范围内，并且所述压下量在5％至25％的范围内。
在另一方面，所述缺陷完全不为人眼所见。
在另一方面，所述缺陷是划痕或裂缝中的至少一种。
在另一方面，所述缺陷形成可看得清的图案。
在另一方面，所述图案是重复的图案。
在另一方面，通过减小尖峰到波谷的平均距离来掩盖所述缺陷。
在另一方面，通过使更接近粗糙度Ra的缺陷区变成邻近该缺陷的背景表面来掩盖所述缺陷。
在另一方面，用毛化辊轧制后的薄板呈现出均匀的各向同性纹理，其在0.1至5英尺的范围可由人的视觉分辨出。
在另一方面，用于轧制金属并生产金属薄板的轧机具有在轧机中定位于如下所述位置上的毛化辊，即，在该位置，所述金属薄板处于其表现出相对于其在环境温度下的屈服强度具有降低的屈服强度的温度。
在另一方面，所述轧机具有加热装置，该加热装置在毛化辊之前加热所述金属。
在另一方面，所述轧机具有铸锭机，其输出是由轧机轧制的金属铸件。
在另一方面，所述铸锭机是MicromillTM。
在另一方面，金属薄板呈现降低的屈服强度的温度在大约250至970华氏度的范围内。
在另一方面，毛化辊呈现出在1微米至50微米的范围内的表面粗糙度Ra。
在另一方面，在毛化辊处的压下量在0％至70％的范围内。
在另一方面，所述轧机具有在毛化辊之后的额外的轧制工位。
在另一方面，所述额外的轧制工位包括织构轧制工位。
在另一方面，所述额外的织构轧制工位具有比毛化辊更精细的表面纹理。
附图说明
为了更加全面地理解本公开内容，可结合附图地参考以下对示例性实施例的详细说明。
图1为根据本发明的一个实施例的用于生产薄板材料的设备和方法的示意图。
图2为以百分数表示的轧辊粗糙度到薄板粗糙度转移率的图表，其针对3％和9％的压下量且分别是在200°F,400°F和600°F下获取的。
图3A为根据本发明的一个实施例的用于生产薄板材料的设备和方法的示意图。
图3B为根据本发明的一个实施例的用于生产薄板材料的设备和方法的示意透视图。
图4为根据本发明的一个实施例的用于生产薄板材料的设备和方法的示意图。
图5为根据本发明的一个实施例的用于生产薄板材料的设备和方法的示意图。
图6为根据本发明的一个实施例的用于生产薄板材料的设备和方法的示意图。
图7为根据本发明的一个实施例的用于生产薄板材料的设备和方法的示意图。
图8为具有不同深度和取向的薄板上的表面划痕的图案的示意图。
图9A和9B分别为表面上的第一划痕图案的光学形貌图像，而图9C和9D分别为表面上的第二划痕图案的光学形貌图像。
图10为存在于金属薄板或板坯的表面上的表面裂缝的光学图像，其可以在由金属粘接引起的轧制中看到，并被轧制到板坯/薄板表面上。
图11是一组针对在根据本发明一个实施例生产的铝薄板上用ETD辊实施的5种不同压下百分比的表面形貌扫描图。
图12是一组针对在根据本发明一个实施例生产的铝薄板上用网纹辊实施的5种不同压下百分比的表面形貌图和谱线轮廓。
图13A、13B和13C每个均是一组针对一个相应的薄板样品的、在850°F下用Ra为600μin的EDT辊以三种不同压下量轧制之前和之后的光学图像、表面形貌图和谱线轮廓，每个所述样品具有表面划痕。
图14A、14B和14C每个均是一组针对一个相应的薄板样品的、在850°F下用Ra为1200μin的EDT辊以三种不同压下量轧制之前和之后的光学图像、表面形貌图和谱线轮廓，每个所述样品具有表面划痕。
图15是表示针对用ETD毛化辊轧制后不同划痕深度的划痕深度减小百分比的图表。
图16是用于测量来自表面的光散布区的设备的图片。
图17A和17B每个均是一组针对在10％压下之后分别具有EDT光洁度和轧制光洁度的样品金属表面的光学图像和光散射图形，而图17C和17D每个均是一组针对在25％压下之后分别具有EDT光洁度和轧制光洁度的样品金属表面的光学图像和光散射图形。
图18A是一组针对在5％、10％、15％、25％压下时具有轧制光洁度的金属样品的光散射图形，而图18B是一组针对在5％、10％、15％、25％压下时具有EDT光洁度的金属样品的光散射图形。
图19A示出了轧制光洁表面的纹理数据特征，而图19B示出了针对EDT织构化表面的纹理数据特征。
具体实施方式
本公开内容的多个方面包括以下认识，当将待被织构化的薄板加热例如在250-970°F之间以减小轧制压力和增加转移时进行表面织构化；织构化可以被用来修复或改善存在于薄板上或者是由上游工艺引起的(例如，由常规冷织构化所产生不利影响的裂纹、划痕、裂缝和凹痕)表面和皮下表面的损伤，这导致通过消除铸造或轧制工艺来料表面特征或图案来改善表面质量；织构化在轧制中能作为中间步骤来施加，然后在后续阶段中进行后续的轧制道次，所述织构化改善并利于轧制工艺中后续的步骤，诸如通过加热或者冷却辊的压缩轧制；具有“粗糙”表面的毛化辊所赋予的“粗糙”纹理可以被用于修复表面缺陷，制备用于进一步加工的薄板和生产具有有利性质的薄板；如果在升高的温度下进行织构化，那么织构化与压缩同时进行。可以以一定范围内的压下量进行这种表面织构化，并且可以在对表面清洁几乎没有或没有不利影响的情况下消除或者掩饰诸如划痕或裂缝的特征。本公开内容的这些和其他方面将在下面进行进一步描述。
图1示出了用于生产薄板材料12(诸如铝板)的设备10。设备10可以包括最终构成薄板12的铝金属的上游源14。可以将不同种类的源14用于本公开内容的设备和工艺，并且用虚线矩形包围所述源以表示这种可变性。例如，源14可以包括例如推送热扁锭的推杆式炉的出口15，型箱的喷嘴出口，带卷开卷机的出口，辊或板坯连铸机的出口，或者小型轧机的出口，诸如美铝公司拥有的美国专利No.6,672,368中描述的小型轧机和工艺，该专利从熔融铝的容器中连续铸造和轧制铝板12。在一种实施方案中，设备10可以是根据本公开内容修改的用于在线施加纹理的热绕线轧机。处于状态S1的铝板12可以表现指定的温度(例如950到1100°F)、凝固/硬度状态、回火、大小、表面织构、表面完整性和皮下表面结构。任选地，例如，在小型轧机的出口15的情况下，铝板12可以通过一组或更多组降低铝板12厚度的轧机的辊18A和18B。因此，薄板12呈现第二状态S2，其具有指定的温度、凝固状态、硬度、回火、大小、表面纹理、表面完整性和皮下表面结构。随着铝板12从源14延伸，铝板12被暴露于可以冷却或加热铝板12的室温环境E中。随着铝板12前进穿过设备10，铝板12例如在温度和相关状态(诸如硬度/屈服强度/可塑性)方面呈现不同的状态S1、S2……S5。当铝板12通过指定的设备10时，除了与温度变化相关联的状态逐渐地变化外，铝板12可以经历大小的变化。例如，处于状态S2的铝板12可以任选地通过辊20A和20B降低厚度以生成状态S3，再通过辊22A和22B生成状态S4。根据本公开内容的一个方面，当板12处于升高的温度(例如250-970°F)时，然后铝板12可以通过毛化辊24A和24B进行表面处理/织构化。由于板12中保留的余热能(例如由于铸造)可以实现板12的这个特定的温度范围，或者在用毛化辊24A和24B进行织构化处理前加热板12。毛化辊24A和24B可以是之前已经通过电火花毛化(EDT)或喷丸硬化、喷珠处理、研磨、端面研磨或其他实现将所需纹理赋予薄板12的方法被织构化。毛化辊可以表现出一组随机的尖蜂和波谷，诸如EDT、喷砂、激光束毛化、电子束毛化所生产的那些，尖峰到波谷的高度在从0.5μm到50μmRa的范围内或者更多，这个尖峰到波谷的高度是将要受影响的来料表面特征所需要的。这些特征通常没有基于所使用工艺的优选方向。毛化辊也可以表现优选方向，其中它们是有取向性的或者具有确定的一组利用诸如研磨、砂带研磨、激光或电子束织构化的工艺所生产的特性。这些特征的尺寸和取向可以通过诸如生成在横向测定尖峰到波谷高度为0.1μm到25μmRa的表面的这些工艺来设计和控制。研磨可以在纵向上形成形貌，其具有从0.5mm到多个厘米长、角度从1度到45度或更大的特征的，所述角度取决于研磨料相对于部件旋转/横向速度比。
如果在例如250-970°F的高温下由辊24A和24B进行织构化，那么与室温织构化相比，所述高温降低了屈服强度，而且能在较低的轧制力水平和低的压下量水平实现更高的形貌转移。本公开内容的一个方面是认识到在高温、低轧制力水平和低压下量下对薄板12进行织构化可以被用于修复当前存在或者在织构化前存在的表面和皮下表面的缺陷，例如，诸如粘结金属转移到毛化辊24A和24B之前操作台上的辊(例如，在辊20A和20B和/或22A和22B)所引起的裂缝。在传导高温织构轧制中，薄板12外层可以表现为250-970°F的温度范围，即，薄板可以表现出一个从外层到内层的温度梯度，从而使得更内部的部分比外部部分更热或更冷。由于薄板温度可以随时间变化，而且能够通过加热或冷却薄板12来调节，所以可以测定并控制该温度以恰好在用适合于施加指定纹理的毛化辊24A和24B进行织构化之前实现薄板12的外部部分的选定的温度范围。
可以通过毛化辊24A和24B与薄板12之间的摩擦力驱动毛化辊24A和24B，所述毛化辊通过转动绕成圈的薄板12的卷线机拉动通过。这种薄板驱动布置可以被用于减少向前滑动(即，薄板12在毛化辊24A和24B表面上的滑动)或者相对于辊24A和24B薄板的其他非同步移动，这可以对薄板12的表面产生不利的影响。因为在较高的温度下进行织构化，所以毛化辊24A和24B上的纹理可以比在常规或更冷的温度进行的织构化更容易地利用减小的轧制压力被赋予到薄板12上。
在一个示例中，毛化辊24A和24B可以具有大约1到10μm的表面粗糙度Ra。如果处于状态S4的铝板12具有250°F到970°F的温度，那么在紧靠薄板12的位置挤压毛化辊24A和24B以产生厚度降低大约1到30％或者根据需要降低得更多，并将毛化辊24A和24B的表面纹理转移至处于状态S5的薄板12的大约60到100％表面12C和12D。由于处于状态S4的铝板12具有更高的可塑性并且比已经经过冷却和回火的铝板能更容易地接受毛化辊24A和24B的压痕，所述织构化可以在如下情况下进行，即：具备更小的压力，达到更好的程度，具有更高的毛化辊24A和24B的表面纹理的精准度，具有减少的毛化辊24A和24B的磨损以及减少的碎屑生成。同步织构化(毛化辊24A和24B的旋转速率相对于薄板的生产率)产生了改进的纹理转移，这导致了更少瑕疵、更加一致的薄板12表面。与热织构轧制相关联的轧制压力降低能导致毛化辊24A和24B的磨损减少，这意味着将需要更少的轧制变化以加工指定量的薄板12。
本公开内容的一个方面是认识到可以通过将铝板12经受已经通过电火花毛化(EDT)的毛化辊24A和24B的轧制在高温下实现对铝板12的表面进行表面化处理。可替换的是，可以利用喷丸硬化、电镀、抛光或其它表面处理对毛化辊24A和24B进行织构化，当铝板12处于升高的温度(例如从250到970°F)时，毛化辊24A和24B可以被用于对薄板12进行表面处理。在前述温度范围下，铝板12更软，具有例如<10ksi未回火的较低的屈服强度，并且更容易通过毛化辊/表面处理辊的作用形成。另外，如果在冷加工(例如冷轧机中)之前对铝板12进行表面处理，那么更容易实现表面处理，其中，薄板12没有通过冷加工进行机械回火/硬化。通过将毛化辊24A和24B结合到从熔体中生产铝板12的轧机线(例如热绕线轧机)中能够实现前述的益处，由此利用通过轧机的生产铝板12中内部存在的热量并应用表面处理，而铝板12在卷绕前仍然是热的。这样，铝板可以被有效地生产，这在卷绕之前和/或之后消除后续表面处理/轧制处理或者使之最小化。如下文所述，在可替换的实施方案中，可以在毛化辊表面处理前加热冷却的薄板12。
应当理解的是，可以对每个辊18A、18B、20A、20B、22A、20B、24A和24B和环境E进行温度控制，例如通过由封闭结构(隧道)提供的保温，和/或通过加热(例如，通过天然气燃烧或电阻或电感加热)。可以通过以下途径对铝板12在进行织构化/表面处理时的温度进行控制，通过由于铸造保存存在于铝板12中的热能和/或通过经由暴露于热的基质(例如环境空气、辐射、火焰)或者通过与热表面(例如辊20A、20B、22A、20B，铸造辊18A和18B和/或毛化辊24A和24B)接触给铝板12赋予热能。
在由毛化辊24A，24B对铝板12进行表面处理之后，为了实现状态S5，铝板12可以在热处理，冷却，硬化和/或回火的温度T下暴露于辐射和/或媒介，例如，空气或水中。例如，薄板12可被暴露于环境E或可被积极地冷却或加热，例如，通过在选定的温度下水淬火，经由通道通过浴室或喷雾室、热管道，或通过鼓风机暴露在冷气或暖气中等。本发明的一个方面是认识到铝板12的表面处理可以在冷却、最终热处理、回火和/或硬化之前进行。在经过所需的处理之后，如果有的话，然后铝片12可被盘绕成螺旋状态12E用于通过常规方法存储和运输。
与室温常规的回火/光整冷轧加工相比，本发明的在高温下织构化的方案能够赋予“更粗糙”(例如，50微米粗糙度Ra的表面形貌)(在本领域中，单位微米(μm)和微英寸(μin)是常用的并可互换地使用，1微米＝39.37微英寸)。例如，在美国，毛化辊可能被描述为，例如，600或1200EDT辊，这意味着其具有600或1200μinRa的平均表面粗糙度，这等同于分别具有15.20μm或30.48μmRa的平均表面粗糙度的EDT辊。高温降低了屈服强度并使得在较低的轧制力和低压下量下产生更高的形貌转移。通常情况下，“粗糙”表面形貌，高压下量和高温促进粘接金属转移，并因此给薄板带来皮下表面损伤。本发明的方法通过在低负载、低压下量并具有很少或没有向前的滑动下的轧制显著地降低了粘接金属转移和皮下表面损伤。根据本发明的方案，可以将纹理施加到薄板12上，在薄板表面形成许多凹陷。这些通过高温织构轧制赋予薄板12的凹陷可能在其中容纳润滑剂方面是有益的，所述润滑剂可以便于轧制并可以在某些情况下转化为消除冷轧道次的能力。本发明的另一个方面是其允许具有伴随更少瑕疵的各向同性亚光的薄板轧制。在薄板上轧制更粗糙的纹理的实例中，该粗糙度Ra可以转化为更高的助卷摩擦(wrap-to-wrapfriction)，这减轻了线圈坍塌的可能性。根据本发明的织构化可以以扰乱薄板的皮下表面的深度进行，导致在薄板12最终产品上获得更好的光洁度。更具体地说，可以从给定的源分析薄板12，以确定典型的表面和皮下表面缺陷的规模和分布。具有合适规模的表面粗糙度Ra的纹理可以随后被选择和应用于毛化辊24A,24B中，以使得由毛化辊24A,24B制得的所述凹陷的深度和分辨率(间距)将消除薄板中存在的表面和皮下表面缺陷，例如，通过在高温织构化期间处于软化状态时的材料再分布。在本发明的另一个方面中，所述EDT轧辊消除进入轧制操作中的非均匀表面，形成用光学或图形测量系统(例如，来自Rhopoint仪器公司的OptimapTM，来自Scatterworks的Scatterscope或三维干涉或共聚焦显微镜)可测量的各向同性表面特征。本发明的另一个方面，所述表面图形通过织构化工艺和标准轧制工艺是可追踪的，并且可以通过表面涂层或处理被突出显示。
本发明的一个方面是认识到经过在装置10中的每一个后续步骤，改变状态的可控制性和由此产生的在薄板12中的变化取决于先前的状态，具体而言，是相对于表面纹理和完整性，以及皮下表面结构的状态。通过轧制、织构化或其它处理的相继各阶段的状态的逐渐变化，并且每个阶段按照在先和/或随后的加工状态，以尺寸和图案合适的方式加工所述薄板12，这些可以被描述成受控制的表面演化。
为了最佳复制原轧辊表面纹理到薄板表面，防止在轧辊表面纹理的金属积聚是关键。本发明的方法可以通过直接排放润滑，辊蒸发冷却，辊表面涂层的使用和高压水喷射或类似的辊清洁来增强/实现。这些措施满足了保持辊清洁和在所需的温度，以及控制摩擦(通过薄板润滑)，同时保持表面质量的需求。
图2为以在200°F,400°F和600°F下获取的3％和9％的压下量百分数表示的轧辊粗糙度到薄板粗糙度转移率的图表。在低压下量和轧机负载下的高百分数形貌转移由本发明的方法和装置实现。通过比较，用于冷轧EDT的转移可以显著更少，例如60％。
图3A和3B示出了本发明的可替代的实施例，其中所述毛化辊124A，124B被放置在温轧制轧辊120A，120B之前，例如，用于在热连轧机中进行轧制之前的预织构化板坯。更具体地，装置110可以包括铝金属源114，该金属源以第一状态S7的温度、固化/硬化，回火特性和尺寸形成薄板112。如上所述关于源114，有许多来源，例如小型轧机，先前形成的线圈等，并因此源114一般由一个虚线矩形所示。由于保留的热量或由加热器施加的热量，如天然气或电感应加热器，在状态S7的铝薄板112可以具有250-970°F的温度。毛化辊124A，124B，例如，其可以经由电火花毛化加工(EDT)进行表面预处理，研磨或其他的表面处理可以应用于薄板112以赋予薄板112选定的纹理，产生状态S8。在一个实施例中，在高温下织构化可以采用“粗糙”的纹理来完成，例如范围在1微米至50微米的Ra。纹理可以是以规则的图案的形式，例如，行，网格，一系列的点等。其可以用于扰乱表面和潜在地在薄板中更均匀地重新分布金属以产生具有更少的残余应力的更平的薄板，以扰乱/掩盖可见的表面缺陷，例如线，划痕或由台辊以及皮下表面缺陷(如空隙)引起的板坯损伤。这种织构化和修复作用可以用于制备薄板112以通过后续的轧机机架(例如轧辊120A,120B,122A,122B)在另一个规模或“分辨率”下进行进一步的处理，这不能够消除毛化辊124A,124B能够除去的规模/分辨率下的缺陷。
例如，当热轧辊以例如30％的较大压下量施加到薄板上时，在状态S7下薄板112上的表面和皮下表面缺陷可以是第一尺度(scale)，而热轧辊的表面纹理可以是第二尺度，例如大1倍或小1倍。如果在以5-10％的压下量施加到薄板12上时，处于状态S7的薄板112经历具有以第一尺度在薄板112上赋予纹理的表面纹理的毛化辊124A、124B，于是将显著地消除以状态S7存在的具有第一尺度的缺陷，但在其他情况下将由于毛化辊所施加的纹理具有不同尺度而通过热轧辊基本上避免消除。当通过在连续的轧机架处进行轧制而进行的表面演化的连续处理的情况下考察时，高温织构化的采用可以允许形成专门为预处理薄板112的表面而设计的纹理，以便使最佳的表面通过到下一组相对于薄板112具有给定的一组特性和功能的轧辊，从而允许热轧设备加工区别化。本发明的一个方面是认识到，在处于起始条件或状态(具有给定的温度，厚度，宽度，表面纹理，皮下表面特性，回火，等等)的金属和处于最终条件或状态(具有目标温度，厚度，宽度，表面纹理，皮下表面特性，回火，等等)的金属之间存在的轧制设备和加工方法可以通过使用在轧制操作中处于各个阶段的轧制纹理来得以优化。更特别地是，可以相对产品的最终特性(质量)来改进轧制工艺，以及使获得目标产品所需的时间、能量、设备和空间最小化，这可以例如通过减少轧制阶段的数目，在给定阶段的轧辊压力等来实现，例如在轧制线上的多个点处有选择地采用高温织构轧制，这可用于协助表面演化。本发明考虑了薄板的初始状态和在轧制处理过程中每个阶段的状态(在织构轧制工位之前和之后)，以及考虑了薄板的最终目标状态，以实现薄板的有效的、实际的演变，并且是在表面处、表面之下并与硬度/回火特性有关的性能。
在通过毛化辊124A、124B之后，薄板随后可以以低的压下量由一个或更多个机架的热轧辊120A、120B、122A、122B等进行热轧。织构化步骤可以去除由辊道辊子造成的板坯损伤，为最终生产可见缺陷的各向同性表面“清洁”做准备。织构化可以通过使润滑剂集聚在存在于状态S8下的织构化薄板表面上的波纹中而降低轧辊120A、120B处所需的轧制力，这可以转化成增大的压下能力、较小的轧机负荷和/或通过轧机架的更多道次，以获得给定的目标厚度和表面纹理。织构化步骤还可以增加轧辊120A、120B在薄板112上的“咬入”或摩擦附着。增加的咬入也可以更加均匀地分布在薄板的表面上(沿其宽度)，使得薄板112更笔直地通过辊120A、120B、122A、122B。在薄板112和辊120A、120B、122A、122B之间的摩擦性相互作用的稳定化允许薄板112以稳定的步调通过辊120A、120B、122A、122B。在机架之间平衡薄板流可以帮助避免薄板上的扭曲(皱纹)，否则这可能会由于机架之间不均匀的材料流动(例如，与通过辊122A、122B时相比薄板112更快地通过辊120A、120B)而发生。由毛化辊124A、124B实现的薄板112的织构化可以允许在辊120A、120B、122A、122B处更多的压下。由辊124A、124B实现的织构化的上述效果可以甚至以低的热轧机轧制压下量减少修复薄板112的损伤所需的冷轧道次的数目，从而允许以较薄的尺寸进行铸造并生产具有较好表面(例如，适合于阳极化处理的各向同性表面)的产品。
如图3B所示，具有表面缺陷112D和皮下表面缺陷112SSD的处于状态S7的来料薄板112可以为下一阶段，例如加温辊120A、120B和122A、122B做准备而得到明显改善和演变。和之前一样，处于状态S7中的铝薄板112是可锻的，并接受比已经允许进行冷却和回火的铝薄板更容易地印压表面处理辊124A、124B，从而使得以较小的压力、在更大的程度上进行表面处理，并且相对于辊124A、124B的表面纹理具有更大的保真度以及辊124A、124B具有更小的磨损，并且另外还显示出上述的高温织构化的有益特性。
图4示出了本发明公开的可替代实施例，其中在冷轧机辊220A、220B和222A、222B之后例如在冷轧机上应用结构嵌套环境中布置毛化辊224A、224B。冷轧辊220A、220B减少在S11状态的薄板厚度以生产S12状态的薄板212。辊222A、222B进一步减少薄板212的厚度以生成S13状态。在一个例子中，薄板212可以通过辊220A、220B减少约50％的厚度并通过辊222A、222B进一步减少另外的50％。然后由加热器230对薄板212加热，加热器230可以利用薄板212任一侧上的相对部分230A、230B。加热器可以是多种类型的，包括电阻式的、感应式的或天然气式的。通过冷轧辊220A、220B和222A、222B冷处理的薄板212导致在S12和S13阶段薄板212上剩余应力的增加，并且赋予薄板较高的屈服强度并使其在后面的站中较难轧制。加热器230可以将薄板加热到250°F到970°F，从而降低S14状态的薄板212的屈服强度，这有助于利用毛化辊224A、224B轧制并采用较低轧制力实现较高的形貌转移。如上所述，在薄板212上的热穿透深度可以被选择/调整以提供充足的穿透深度并允许织构加工在给定的压下量和压力下进行的软化。
在高温下进行织构轧制可以导致S15状态的薄板212具有比S14状态下的薄板更小的剩余应力。这种在剩余应力上的减少可以转化为扁平薄板，即，当在自由状态(在设备210中不应用张力)时其展现出相对较大的平面度。通过由辊224A、224B实现的织构化还可以有益地影响薄板212的平面度，辊224A、224B可以被选择以具有适合制成品的织构，该制成品具有被毛化辊224A、224B应用的织构。
S14状态下的铝薄板212可以通过毛化辊224A、224B(例如可以通过电火花毛化机(EDT)或其他处理方式被预先表面处理)减少厚度，以产生S15状态。如果在S14状态的薄板212具有250°F到970°F的温度，具有1μm到10μm表面粗糙度Ra的毛化辊224A、224B可以以1klbs/in到10klbs/in的压力挤压薄板212，以产生大于0到30％的厚度减少并将辊224A、224B的辊的表面织构转化为S15状态下薄板212的表面212H、212I的大约60％到100％。
本发明的在高温下织构化的方案相对于室温传统回火掠过处理可以赋予“更粗糙”(例如5μmRa)的表面拓扑。高温降低了屈服强度并使得较高的形貌在较低的轧制力和低压下量下转化。典型地，“粗糙”表面拓扑、高压下量和高温促使胶黏金属转化并因此对薄板的亚表面损伤。本发明公开的方法通过在低负载、低压下量以及几乎没有或没有向前滑动的织构化可以显著地减少胶黏金属转化和压表面损伤。本发明所公开的方法可以通过单程润滑、蒸发的辊冷却、采用辊表面涂层和高压水喷洗或类似辊清洁方法被加强/使能。前述方式表明需要保持辊清洁并且在希望的温度下，以及在保持表面质量时控制摩擦(通过薄板润滑)。
根据本发明的方案，用于薄板212的织构可以在一些实例中转化以消除在热轧或冷轧中的轧制道次。本发明公开的另一方面，降低的轧机吨位需要减少能量消耗并且较低压下量减少碎屑生成。较少的碎屑导致更清洁的薄板。力水平和碎屑产生的减少还对应较少的毛化辊224A、224B的磨损从而延长辊的寿命和减少对辊的更换。由于降低了辊形貌磨损而减少辊更换次数降低了从一卷212E到下一卷的薄板表面粗糙度Ra的可变性，例如，在毛化辊224A、224B寿命的最后阶段制备的一卷薄板212对采用新毛化辊224A、224B制备的一卷薄板。较低的成本与高温毛化轧制相关联，例如，通过消除轧制道次、降低毛化的薄板212E的成本，从而使织构化处理可用于更多产品。轧制道次的消除减少了给定的轧机中辊的使用，扩大了在给定时间段内轧机的产出能力。
图5示出了用于生产薄板材料(诸如铝薄板)312的设备310。设备310具有两组毛化辊，324A、324B和340A、340B，它们沿着薄板312的流向被顺序地布置。薄板312从任何给定的源(例如，在轧制或冷轧中在先的辊)被传送到辊，并且在S16状态下可以被冷却或加热到呈现出提升的温度(例如，250°F到970°F)，允许通过毛化辊324A、324B和340A、340B进行织构化的高温。该高温织构处理具有上述的所有的特征和属性。毛化辊324A、324B可以是大直径的辊，并对薄板312进行低压下量到没有压下量的通过。毛化辊340A、340B可以是小直径的辊，并可以对薄板312产生较大的压下量。可替代地，热轧机的工作辊站可以被织构以形成毛化辊340A、340B。如上所述，在通过后续的辊站进行后续处理的准备过程中，高温织构化可以被用于改变薄板312的表面。在设备310中，通过一组辊324A、324B和340A、340B的顺序织构轧制可以用于给薄板312赋予顺序/附加的织构以获得步进式表面演化。在一个例子中，第一组毛化辊324A、324B具有1到10的表面粗糙度Ra，第二组340A、340B具有1到5的表面粗糙度Ra，第一组辊赋予带有较大粗糙度Ra的织构，其更显著地破坏表面和压表面，紧接着，第二组毛化辊340A、340B具有较低粗糙度的织构，该较低的粗糙度仅部分地消除由毛化辊324A、324B带来的图案。后续的高温织构化可以用于准备用于后续的、由热辊(例如320A，320B)或可替代地冷辊加强轧制的薄板。
上述的按顺序进行的织构化可以被用于减少颗粒尺寸并打破薄板312中的来料表面，消除在S19状态下形成的薄板312的“桔皮皱”并产出更加各项同性、清洁的表面，特别是当经过阳极处理后的。通过高温织构化形成的各向同性平板形貌可以有助于降低在后续辊站(例如，辊320A、320B)的力，帮助跟踪，减少修补，允许更重的压下量减少轧制道次，允许在更薄的量具中铸造，减少冷轧道次的数量以修复薄板312的损坏并且改善表面质量。如图5所示的后续的织构化方法都提升能力以生成更多种类的薄板312织构，由于多个后续的织构轧制道次被叠加并在S19阶段的最后轧制的薄板312中表现出来。前述的高温、连续的织构化处理可以借助单程润滑、蒸发的辊冷却、采用辊表面涂层和高压水喷洗或类似辊清洁处理。
图6示出了用于生产诸如铝薄板的薄板材料412的装置410。该装置410具有用于提升进入薄板412温度的加热器430，其可以来自多种源，诸如冷轧机、铸造机，等等。加热器430将薄板412处于状态S20的温度250°F提升到处于状态S21的温度970°F，从而由毛化辊424A，424B来传导高温织构化。这种高温织构化具有所有上述特征和性质，就是，在更进一步地处理之前允许具有粗糙表面形貌的毛化来破坏薄板412的表面、更加均匀地重新分布金属并且提高表面质量。高温织构化允许处于低载荷并具有一点或不向前滑动以及低趋势的低压下量织构，从而导致皮下表面的损坏。因为薄板412通过加热而软化，降低了屈服强度，所以可以减少在毛化辊424A，424B上的压力，并且还获得高形貌转移。在已穿过毛化辊424A，424B以后，薄板可以接着由冷辊组420A，420B轧制来生成状态S23，并且接着由冷辊422A，422B轧制。装置410在冷轧制之前可以被描述为预织构热薄板412。如上所述，高温织构化可以用于在针对由随后辊机进行的随后处理的制备中改变薄板412的表面。在装置410中，由辊组424A，424B和420A，420B进行的织构轧制的顺序可以用于将依次/补充的织构赋予到薄板412上，从而获得阶梯式表面改进。在一个示例中，毛化辊424A，424B具有1μm到50μmRa的表面粗糙度Ra，并且第一组冷辊420A，420B具有1μm到5μmRa的粗糙度Ra，毛化辊424A，424B赋予具有高粗糙度Ra的纹理，其更加显著地破坏表面和皮下表面，随后第一组具有冷辊420A，420B具有较低粗糙的纹理，其仅仅局部地减少了由毛化辊424A，424B所赋予出的图案，并使厚度中具有实质上的压下量。第二组冷辊422A，422B可以接着进一步减少厚度和/或将额外的纹理赋予到薄板412上。毛化辊424A，424B的效果可以增强并帮助由辊420A，420B和422A，422B进行的冷轧制，例如，将凹陷赋予到处于状态S22的薄板412上，其可以保持润滑。增强的冷轧制可以消除冷道次并产生具有很少瑕疵的各向同性抛光的处于状态S24的薄板。与高温织构化相关的改进织构变化还可以在处于状态S24的薄板412上导致更加连续的表面。上述随后冷轧制的高温织构化可以通过直接排放润滑、辊蒸发冷却、辊表面涂镀以及高压水喷洗或类似辊清洗处理来协助。
图7示出了用于生产诸如铝薄板的薄板材料512的装置510。该装置510具有用于提升进入薄板512温度的加热器530，其可以来自多种源，诸如冷轧机、铸造机，等等。加热器530将薄板512处于状态S25的温度250°F提升到处于状态S26的温度970°F，从而由毛化辊524A，524B来传导高温织构化。这种高温织构化具有所有上述特征和性质，就是，在更进一步地处理之前允许具有粗糙表面形貌的毛化来破坏薄板512的表面、更加均匀地重新分布金属并且提高表面质量。高温织构化允许织构处于低载荷并具有一点或不向前滑动以及低趋势的低压下量来导致皮下表面的损坏。因为薄板512通过加热而软化，降低了屈服强度，所以可以减少在毛化辊524A，524B上的压力，并且在处于状态S27的薄板512中还获得高形貌转移。在已穿过毛化辊524A，524B以后，薄板可以接着由第二组毛化辊540A，540B来生成状态S23，并且接着由冷辊520A，520B屈服在状态S29中的薄板512。装置510在冷轧制之前可以被描述为在两个织构道次的预织构热薄板512。毛化辊524A，524B可以是大直径辊并且在薄板512上进行低压下量道次。毛化辊540A，540B可以是小直径并且在薄板512中进行较大的压下量。在一个备选方案中，可以织构热轧机的工作辊机，从而产生毛化辊540A，540B。如上所述，高温织构化可以用于在针对由随后辊机进行的随后处理的制备中改变薄板512的表面。在装置510中，由辊组524A，524B和540A，540B进行的织构轧制的顺序可以用于将依次/补充的纹理赋予到薄板512上，从而获得阶梯式表面改进。在一个示例中，第一组毛化辊524A，524B具有1μm到50μmRa的表面粗糙度Ra，并且第二组540A，540B具有1μm到5μmRa的粗糙度Ra，该第一组辊赋予具有高粗糙度Ra的纹理，其更加显著地破坏表面和皮下表面，随后第二组毛化辊540A，540B具有较低粗糙的纹理，其其仅仅局部地减少了由毛化辊524A，524B所赋予出的图案。依次的高温织构化可以用于制备用于通过例如520A，520B的冷辊的随后、改进轧制的薄板。
如上所述，高温织构化可以用于在针对通过随后辊机的随后处理的制备中改变薄板512的表面。在装置510中，通过辊组524A，524B和540A，540B织构的顺序可以用于将依次/补充的织构赋予到薄板512上，从而获得阶梯式表面改进。在一个示例中，毛化辊524A，524B具有1μm到50μmRa的表面粗糙度Ra，并且第二组毛化辊540A，540B具有1μm到5μmRa的粗糙度Ra，毛化辊524A，524B赋予具有高粗糙度Ra的织构，其更加显著地破坏表面和皮下表面，随后第二组具有毛化辊540A，540B具有较低粗糙的织构，其仅仅局部地擦去由毛化辊524A，524B所赋予出的图案，并使厚度中具有实质上的压下量。冷辊520A，520B可以接着进一步减少厚度和/或将额外的织构赋予到薄板512上。毛化辊524A，524B和540A，540B的效果可以增强并帮助由辊520A，520B进行的冷轧制，例如，通过将凹陷赋予到处于状态S28的薄板512上，其可以保持润滑。增强的冷轧制可以消除冷道次并产生具有很少瑕疵的各向同性抛光的处于状态S29的薄板。与高温织构化相关的改进织构变化还可以在处于状态S27和S28的薄板512上导致更加连续的表面。上述随后冷轧制的高温织构化可以通过直接排放润滑、辊蒸发冷却、辊表面涂镀以及高压水喷洗或类似辊清洗处理来协助。在获得状态S29以后，铝薄板512可以加热处理、硬化和/或回火。铝薄板512可以接着被卷成卷筒512E，用于经常规方法存储和运输。
根据本发明的多个方面，在连铸处理的结束处将织构当以连续添加的方式添加到薄板上会明显地降低成本。额外的缠绕或非缠绕可以不是必须的，并且低铸造和轧制F回火性质允许增加的形貌转移。这能够较低压下量以及延长辊的寿命，从而获得形貌，该形貌类似于一般织构或者通过增加的形貌转移的新区别表面。低压下量还将减少碎片的产生，使对于清洗诸如EDT的某些织构的需求最小化。通过诸如铸造热处理的处理所产生的进入表面质量问题可以在织构每个标准热处理实践以后执行。在额外步骤中将织构添加到连铸产品上可以允许更进一步的形貌转移控制，这取决于期望产品的性质，例如F，O或T回火。根据需要还可以添加额外的桩织构热处理。将织构以成线或者在线上的方式添加到连铸产品表面上的另一个潜在优点是能够制造出均匀的表面，使来自铸造或轧制操作的表面特征最小化。
EDT在精轧中使用，从而制备用于增强显示和形成能力的糙面精整、非方向的薄板。可以提供类似结果的其它纹理处理包括：磨料或者喷砂辊、十字交叉或倾斜角度的地辊、诸如TopoCromTM的激光或e光束纹理的榴状铬镀层、其它高榴状铬镀处理和喷珠或喷丸辊。
本发明的多个方面包括潜在利益在于：延长毛化辊的寿命、来自改进形貌转移的特殊纹理，如果在线上通过使缠绕或非缠绕操作最小化来降低成本、通过消除铸造和轧制表面人工制品得到连续表面和高恢复性以及低研磨载荷。如果EDT或类似织构使用在热轧机(HRM)上，那么可以得到两个其它优点，就是，具有正确的润滑和织构的结合，在没有咬紧回绝的情况下进行重压下量，由此能够消除道次。这可以是个关键的推动者，从而消除煤油咬紧协助的实践。
将织构以成线或者在线上的方式添加到连铸产品表面上的有利方面是能够制造出均匀的表面，使来自铸造或轧制操作的表面特征最小化。在可以重新分布连铸机、MicromillTM、涂胶辊或者板坯连铸机，移除或者禁止在关键表面应用(例如，由MicromillTM产生的形貌离开在表面上具有非期望特征和/或图案的铸造金属)中使用的特征以后立即进行织构(具有低成本、低载荷设备)。使用本发明对于在热轧制处理中织构表面的教导可以用于减少或消除在随后阳极处理表面中出现的问题。这能够降低成本，接近于使用制作用于高表面关键应用的薄板的成本。
在采用本发明的方法和装置的过程中，诸如热轧制驱散的润滑剂在其进入到第一机的热研磨工作辊之间的夹缝内之前应用到薄板上。使用非常低的辊涂层，这与高度辊涂层相反，这是由于EDT形貌的“粗糙”特性。还需要注意的是，在两机座轧机中的轧制显著地增强。首先，辊咬紧“稳定性”显著地增强，导致更好的薄板操控行为，其帮助轧制处理。这种增强的稳定性由在重压下量与所期望相比更低的载荷所引起。其期望的是机座1EDT工作辊的高摩擦将导致高载荷力以及将限制压下量能力，但是，这个动态是不可观察的。在机座1中标准轧制条件特征57％压下量期间，EDT辊所使用的载荷力不高于标准地辊所使用的载荷力。在没有显著载荷力增加的情况下，在机座1中操作EDT能够将压下量能力增加到70％，有时就算是地形貌也不可能达到。另外，从具有EDT的机座1织构到机座2的本薄板使得在载荷力中的明显压下量。本发明的装置和方法示出了低载荷，高压下量以及与期望的相比更少的碎片和表面损坏。
尽管将EDT用于精轧以制备喷砂面的、非方向性的用于外观和成型加强的薄板，但可以使用其他织构化方法可以被用于制备毛化辊，例如本发明公开的设备中使用的24A、24B。例如，EDT供应商目前不具有装备来处理所有尺寸的热轧机工作辊，由于它们的尺寸和重量。还有其他毛化处理可以产生如EDT一样的结果，例如，喷砂器辊，TopoCrom，其他高制粒铬处理和喷珠或喷丸辊。
如上所述，铝金属材质的源14、114等可以是多种多样的，并且可以通过从熔融中铸锭再被轧到诸如0.125或0.25英寸的厚度或通过连续的铸造工序被预先制备。在处理加工完成的薄板产品中，本发明公开确认其将有利于消除影响表面质量的特征并且有利于减少工作量和完成工作所需的能量。
图8示出了在虚拟薄板612中多个计划的虚拟表面划痕612D1、612D2、612D3、612D4、612D5A、612D6、612D7、612D8、612D9、612D10、512D11。虚拟划痕612D5A是多样的并且彼此平行，形成子图案612D5并且诸如612D1、612D2、612D3的其他虚拟划痕相对于彼此是并列的，以至于观察者能够将它们与诸如不完全的三角形612DT1等的图案相关。如果划痕或其他缺陷，612D5可以表达出可感知的图案，那么其比没有可感知图案并且被任意感知的划痕或缺陷对于人们来说更显著。以类似的方式，划痕612D4是可感知的，由于其呈现在背景612B或具有其他不可变的光学特性的薄板612的区域，以至于由于局部区域具有比背景612B不同的光学特性而使得划痕612D4之间的差异相对于背景612B是可感知的。虽然诸如612D1的划痕作为比背景612B表面低的局部区域而被描述，但应该理解，本发明公开旨在并可以容易地理解描述方法和设备，能够有效地改变其他类型的表面缺陷，诸如，那些可归于突出于背景表面612B之上的缺陷或在背景表面612B上下摆动的缺陷或具有与背景612B不同光学特性(诸如反射特性)的缺陷。可以理解的是，当用足够高的放大倍率检测时，任何表面都将被看出“粗糙的”或高度不同的，此外，如果放大倍率大到缺陷本身充满视场时，可以忽略对缺陷的感知。根据本发明的一种方法，为了更加具体地指出感兴趣的缺陷的大小或比例，它们可以被定义为在1倍放大倍率到100倍放大倍率下可感知到。可替换地，可以定义感兴趣的划痕在0.1到5英尺的距离内以正常人的视力(无需辅助器材)下是可观察到的。在另一个可替代的实施例中，适合作为带有不可感知的缺陷的背景表面的粗糙度Ra的范围为0.1μmRa到2μmRa。当并行接近背景表面时，超过此粗糙度Ra的任何特征将被认为是表面缺陷。本发明公开的一方面在于：如上所述的设备和方法可以被用于部分或全部地掩盖或消除在薄板表面上的可感知的像虚拟薄板612中的那些缺陷，这将在下面所描述的例子中进一步说明。
图9A示出了3XXX型铝合金薄板812的光学图像，薄板具有深度为约10μm、宽度为约400μm、长度为约50mm的背景表面812B，背景表面812B上有划痕812D1、812D2的端。这些划痕由具有可调节设置能使用户选择速度、行程长度和测试负荷的LinearAbraser(Abrader)制成。图9B示出了由白光相移干涉仪器获取的划痕812D1的形貌图像。
图9C示出了3XXX型铝合金薄板912的光学图像，薄板具有深度为约200μm、宽度为约1000μm、长度为约50mm的背景表面912B，背景表面912B上有划痕912D1、912D2的端。这些划痕由具有可调节设置能使用户选择速度、行程长度和测试负荷的LinearAbraser(Abrader)制成。更高的测试负荷被用于在这些试样中生成相对于图9A更深的划痕。图9D示出了由白光相移干涉仪器获取的划痕912D1的形貌图像。
图10示出了在金属薄板或平板1012的背景表面1012上呈现的表面裂缝1012D1的光学图像。这种类型的表面缺陷可以被视为轧制操作的结果并且可以由金属粘贴到辊并随后被轧制或层压到平板/薄板的表面而产生。
图11示出了在根据本发明所公开的实施例制备的5XXX型铝薄板上以5μm的表面粗糙度用EDT辊18A、18B用于五个不同的压缩率轧制的铝薄板12(图1)的系列表面形貌扫描图112S1-112S5。通过如图1所示的设备10减少铝薄板的厚度以分别变化压缩百分比(2.5％，4.2％，12.7％，23.7％和28％)。铝薄板的源15(图1)是MicromillTM或如美国专利No.5,515,908,5,655,593,5,894,879,5,772,799,5,772,802,6,045,632,5,769,972,6,102,102,6,391,127,6,623,797,6,672,368,7,089,993,7,503,377,7,125,612,6,581,675,7,182,825,8,403,027,7,846,554,8,697,248,8,381,796或8,956,472中任一篇所描述的轧机，这些美国专利在此以引用方式并入本文。所使用的毛化辊24A、24B由EDT织构化。当薄板处于930°F时压缩薄板，并且在轧制线淬火后的阶段采取形貌扫描。可以理解的是，随着压下量的增加，表面形貌扫描示出更多的一致尖峰和波谷重复EDT形貌。可以理解的是，特定的MicromillTM的薄板输出将根据MicromillTM的操作参数而改变，包括表面质量、输出温度、厚度和合金组成。本发明中公开的高温织构轧制的操作参数可以被调节以适应来自如上述列出的通过引用并入本文的专利中所描述的MicromillTM的薄板的与温度、压缩％和粗糙度Ra相关的特定输出特性以获得本文所描述的优点。在一个例子中，MicromillTM的输出薄板可以在1100到1000华氏摄氏度的温度范围内。在离开MicromillTM并暴露到周围温度和处理装置(诸如，铸机和/或传输带)之后，如果本发明所教导的那样，薄板将被冷却并固化到允许轧制和/或高温织构轧制的温度。考虑到诸如生产率、固化状态和合金组成等铸造条件的允许，这可以在超过970°F的温度下进行，或者，可以采用步骤以允许增加的冷却在轧机输出和第一轧制站中间发生，例如增加它们之间的距离或减少生产率。
图12示出了在根据本发明所公开的实施例制备的5XXX型铝薄板上以5μm的表面粗糙度用网纹辊24A、24B轧制的用于五个不同的压缩率的铝薄板12的系列线轮廓1212S1-1212S5和表面形貌图1212M1-1212M5。通过如图1所示的设备10减少铝薄板的厚度以分别变化压缩百分比(2.5％，5.5％，9.3％，15.7％和22％)。所采用的毛化辊24A、24B由网纹磨削织构化。当薄板处于930°F时压缩薄板，并且在轧制线淬火后的阶段采取形貌扫描。可以理解的是，表面形貌扫描示出出尖峰和波谷的大的改变，带有一些深的且不希望的与磨过的网纹辊中的特征保持一致的表面特征。
图13A示出了薄板样品1312A在850°F下用Ra为600μin(15μm)的EDT辊以5％压下量轧制之后的一组光学图像1312AO、表面形貌图1312AT和谱线轮廓图1312AP，其具有在背景表面1312AB中的表面缺陷1312AD(划痕)。在压缩轧制之前，薄板样品具有Ra为1μm的粗糙度的背景表面，所述背景表面具有大约1000μm的深度的划痕，如图9C和9D所示。从图13A可以知道的是，与图9C和9D中所示出的划痕相比，EDT毛化辊的5％压下量已经降低了划痕1312AD的可观察性。如由表面形貌图1312AT和谱线轮廓图1312AP所表征的，可以在表面大小(即尖峰到波谷的平均差异)的变化中观察到划痕1312AD的视觉上可观察性的降低，所述差异是比铸造前的薄板减小45％。图13B中的压下量增加到10％，这降低了划痕深度的70％，而且图13C中的压下量增加到20％，这降低了划痕深度的80％。
图14A示出了薄板样品1512A在850°F下用Ra为1200μin(30μm)的EDT的辊以5％压下量轧制之后的一组光学图像1512AO、表面形貌图1512AT和谱线轮廓图1512AP，其具有在背景表面1512AB中的表面缺陷1512AD(划痕)。在压缩轧制之前，薄板样品具有Ra为1μm的粗糙度的背景表面，所述背景表面具有大约1000μm的深度的划痕，如图9C和9D所示。从图14A可以知道的是，与图9C和9D中所示出的划痕相比，EDT毛化辊的5％压下量已经降低了划痕1512AD的可观察性。如由表面形貌图1512AT和谱线轮廓图1512AP所表征的，可以在表面大小(即尖峰到波谷的平均差异)的变化中观察到划痕1512AD的视觉上可观察性的降低，所述差异是比铸造前的薄板减小65％。图14B中的压下量增加到10％，这降低了划痕深度的80％，而且图14C中的压下量增加到20％，这降低了划痕深度的100％。
图15示出了在以具有600EDT或1200EDT(600μinRa或1200μinRa)的织构的EDT毛化辊轧制后用于浅的划痕(深度为大约10μm且宽度为大约200μm)中等的划痕(深度为大约100μm且宽度为大约500μm)和深的划痕(深度为大约200μm且宽度为大约1000μm)的划痕深度的划痕深度减小百分比的图表。所采用的轧制设备如图7中所描绘的那样并且用于生成图15的图表的测量是S27状态下进行。S27是中间状态，即，通过毛化辊524A、524B(具有600μinRa或1200μinRa的EDT织构)轧制后，但在采用毛化辊540A、540B轧制之前。值得注意的是，通过1200EDT辊的10％压下量完全或几乎完全消去了浅的和中等深度的划痕并且通过600EDT辊的20％压下量消除了除深的划痕之外的所有其他划痕，该600EDT辊在20％压下量下消除划痕的80％。
图16示出了设备1740，该设备1710利用计算机1742和用于测量来自表面1712的光散射的扫描装置1744。计算机1742显示模拟表面1712的光散射的图像1742I。扫描装置和用于对计算机1742编程的计算机软件可以是来自美国亚利桑那州图森的ScatterWorks公司的。
图17A示出了根据本公开内容加工的铝板1812的光学图像1812O，即，通过图1所示出的设备10用Ra为200μin(5μm)的EDT的纹理的毛化辊20A和20B以10％压下量制备。从样品1812的表面采集光散射图形1812S。图17B示出了具有处于10％压下率的标准轧制光洁度的铝板1912的光学图像1912O和从样品1912的表面采集的光散射图形1912S。光散射1812S示出了在X和Y方向更均匀(近似更圆的图案)的各向同性光散射，其具有EDT辊对具有标准轧制光洁度的薄板1912的方向图形1912S。
图17C示出了根据本发明公开由图1所示的带有毛化辊20A、20B的设备10所处理的铝薄板2012的光学图像2012O，该设备10带有具有在25％压下量下具有200μin(5μm)的轧制光洁度的毛化辊20A、20B。光散射图形2012S从样品2012的表面采集。图17D示出了带有25％压下量的正常轧制光洁度的铝薄板2112的光学图像2112O以及从样品2112的表面采集的光散射图形2112S。光散射2012S示出了X和Y方向的光强度，该光强度与10％压下量时薄板1812的光散射1812S相比变得相对EDT辊更具方向性，但仍然远小于25％压下量时压制的轧制光洁度2112的光散射2112S。
图18A示出了针对具有在其上分别以5％、10％、15％和25％的压下时通过50μin(1um)Ra光面辊赋予的光洁度铝薄板金属样品的一组光散射图形2212S1、2212S2、2212S3和2212S4。
图18B示出了针对具有在其上分别以5％、10％、15％和25％的压下时通过200μin(5um)RaEDT辊赋予的EDT光洁度铝薄板金属样品的一组光散射图形2312S1、2312S2、2312S3和2312S4。比较图19A到图19B的光源分散器图形导致出EDT光洁在所有压下量的情况下都方向小于光面的结论。
图19A示出了通过OptimapPSD装置获得的光洁表面的织构数据图形2412DS，指出了可以通过这个装置和所使用处理的特征来确定的方向织构。
图19B示出了用于通过OptimapPSD装置获得的EDT织构化表面的织构数据图形2512DS，指出了还可以通过这个装置和所使用处理的特征来确定的较小的方向性。在图19A和19B中示出的分别图像表示大约95mmx70mm的表面面积样品，示出了在分散器图形2312S1-2312S4中的非方向性明显处(其从大约5mm直径圆形测试区域中分离)保留在薄板的较大区域上，并且示出整个薄板表面将表现出非方向性。EDT辊织构进行轧制操作来消除非均匀表面，制成通过可视或者形貌测量系统(诸如来自于欧时仪器(Rhopointinstrument)的OptimapTM、来自于Scatterworks的散射器或者3D干涉器或者共聚焦显微镜)的可测量的各向同性表面的图形。表面图形通过织构和标准轧制处理是可追踪的，并且可以通过表面涂层或处理来突出。
尽管之前示例在相对低压下量(例如0％到30％)下采用高温，低屈服强度，织构轧制来移除具有在10μm到200μm范围内的尺寸(例如，深度)表面缺陷(例如，划痕)，但是可以使用较大压下量来移除更加严重的表面缺陷。例如，可以在达到70％的压下时使用具有600μin或1200μin的表面粗糙度Ra的EDT辊，从而移除具有1mm深的划痕和其它表面缺陷。
本发明的一个方面是利用如上所述的技术来生产可适合用于成形汽车的车身面板的金属薄板。在一个实施例中，按照本发明的一个实施例生产的金属薄板用于成形封闭面板，例如那些被连接在一起以形成汽车的车门或发动机罩的金属面板。在另一个实施例中，按照本发明的方法生产的金属面板可以用于形成至少部分裸车身(裸车身是一个用于描述在喷涂或安装玻璃、装饰物和移动部件，诸如悬挂零部件和传动系构件之前汽车车身板材金属组件的术语)。
应当理解的是，在此所描述的实施例仅是示例性的，在不脱离所要求保护的主题的精神和范围的情况下，本领域的技术人员可以做出多种变形和改进。例如，可以调整织构轧制的温度和压下量，以适应不同的铝合金。所有的这些变形和改进都旨在被包括在本发明的公开内容和权利要求的范围内。

Claims (55)

1.一种用于轧制以第一状态提供的金属的薄板以实现第二状态的方法，包括：
在所述金属薄板处于如下所述的温度时用毛化辊轧制所述金属薄板，即，在该温度下，所述金属薄板相对于其在环境温度下的屈服强度表现出具有降低的屈服强度。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属是铝，并且所述金属薄板由所述毛化辊轧制的温度在250至970华氏度之间。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述毛化辊呈现出在1微米至50微米的范围内的表面粗糙度Ra。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述轧制步骤导致所述金属薄板的厚度压下在0％至30％的范围内。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述轧制步骤导致纹理向所述金属薄板的所述表面上的转移率在60％至100％之间。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述轧制步骤导致所述金属薄板的厚度压下在0％至70％的范围内。
7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，用毛化辊进行轧制的步骤是第一轧制步骤，还进一步包括一个跟随在所述第一轧制步骤之后在所述金属薄板上进行的第二轧制步骤。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二步骤是第二织构轧制步骤。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一轧制步骤用具有比用于所述第二轧制步骤的毛化辊粗糙的纹理的毛化辊进行。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一和第二轧制步骤减小了所述金属薄板的晶粒尺寸。
11.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二轧制步骤是通过冷轧进行的。
12.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二轧制步骤是通过热轧进行的。
13.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一轧制步骤在所述金属薄板上形成能够在其上接收润滑剂的表面特征。
14.如权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括多个轧制步骤，用毛化辊进行的第一轧制步骤减少了除所述第一轧制步骤用非织构化辊进行的情况之外、在采用相同的轧制条件下为实现所述金属薄板的最终目标状态所需的轧制步骤的数量。
15.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一轧制步骤有利于第二轧制步骤。
16.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一轧制步骤改善了所述金属薄板上存在的、否则将不会由所述第二轧制步骤改善的缺陷。
17.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述金属薄板表现出降低的屈服强度时的所述轧制步骤减少了毛化辊的磨损，否则这种磨损将会在以较低温度进行轧制的时候发生。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，毛化辊磨损的减少对应于毛化辊使用寿命的延长。
19.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一轧制步骤相对于用非织构化辊进行的相同轧制工艺减少了所述金属薄板在所述第二轧制步骤中的转移。
20.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述金属薄板表现出降低的屈服强度时的所述轧制步骤消除了所述金属薄板上存在的表面缺陷。
21.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述金属薄板表现出降低的屈服强度时的所述轧制步骤减少了所述金属薄板上存在的皮下表面缺陷。
22.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述金属薄板表现出降低的屈服强度时的所述轧制步骤通过变形使所述金属薄板上的金属重新分布。
23.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述金属薄板表现出降低的屈服强度时的所述轧制步骤在将所述金属薄板缠绕成线圈之前作为最终的轧制步骤而进行。
24.如权利要求20所述的方法，其特征在于，由所述轧制步骤消除的所述表面缺陷在10μm至1mm的范围内。
25.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述轧制步骤伴随着直流排放润滑、辊蒸发冷却、辊表面涂镀或者高压水喷洗中的至少一个。
26.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述金属薄板的温度归因于从加工的先前状态延续存在的所述金属薄板中所存的残余热量。
27.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述金属薄板的温度归因于由热源给与所述金属薄板的热量。
28.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述毛化辊的纹理由EDT、喷丸硬化处理、喷珠处理、研磨或十字交叉研磨中的至少一个赋予所述毛化辊。
29.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述毛化辊的纹理具有可辨识的图案。
30.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述毛化辊的纹理不具有可辨识的图案。
31.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括在所述轧制步骤之后将所述金属薄板成形为汽车面板的步骤。
32.如权利要求31所述的方法，其特征在于，所述汽车面板是封闭面板。
33.如权利要求32所述的方法，其特征在于，所述成形步骤生产多个封闭面板，而且进一步包括连接多个封闭面板的步骤。
34.如权利要求31所述的方法，其特征在于，还包括将所述汽车面板装到裸车身上的步骤。
35.如权利要求1所述的方法，其特征在于，由MicromillTM提供处于所述第一状态的所述薄板。
36.如权利要求2所述的方法，其特征在于，用所述毛化辊进行的所述轧制步骤掩盖了所述薄板上的人眼可看出的表面缺陷。
37.如权利要求36所述的方法，其特征在于，所述缺陷在10μm至200μm的规模。
38.如权利要求37所述的方法，其特征在于，所述毛化辊的所述纹理在600μin至1200μin的范围内，并且所述压下量在5％至25％的范围内。
39.如权利要求38所述的方法，其特征在于，所述缺陷完全不为人眼所见。
40.如权利要求36所述的方法，其特征在于，所述缺陷是划痕或裂缝中的至少一种。
41.如权利要求36所述的方法，其特征在于，所述缺陷形成可看得清的图案。
42.如权利要求41所述的方法，其特征在于，所述图案是重复的图案。
43.如权利要求36所述的方法，其特征在于，通过减小尖峰到波谷的平均距离来掩盖所述缺陷。
44.如权利要求36所述的方法，其特征在于，通过使更接近粗糙度Ra的缺陷区变成邻近该缺陷的背景表面来掩盖所述缺陷。
45.如权利要求39所述的方法，其特征在于，用所述毛化辊轧制后的所述薄板呈现出均匀的各向同性纹理，其在0.1至5英尺的范围可由人的视觉分辨出。
46.一种用于轧制金属并生产金属薄板的轧机，包括：
在所述轧机中被定位在如下所述位置上的毛化辊，即，在该位置，所述金属薄板处于其相对于其在环境温度下的屈服强度表现出具有降低的屈服强度的温度。
47.如权利要求46所述的轧机，其特征在于，进一步包括加热装置，该加热装置在所述毛化辊之前加热所述金属。
48.如权利要求46所述的轧机，其特征在于，进一步包括铸锭机，其输出是由所述轧机轧制的金属铸件。
49.如权利要求48所述的轧机，其特征在于，所述铸锭机是MicromillTM。
50.如权利要求46所述的轧机，其特征在于，所述金属薄板呈现降低的屈服强度的所述温度在大约250至970华氏度的范围内。
51.如权利要求46所述的轧机，其特征在于，所述毛化辊呈现出在1微米至50微米的范围内的表面粗糙度Ra。
52.如权利要求51所述的轧机，其特征在于，在所述毛化辊处的压下量在0％至70％的范围内。
53.如权利要求46所述的轧机，其特征在于，进一步包括在所述毛化辊之后的额外的轧制工位。
54.如权利要求53所述的轧机，其特征在于，所述额外的轧制工位包括织构轧制工位。
55.如权利要求54所述的轧机，其特征在于，所述额外的织构轧制工位具有比所述毛化辊更精细的表面纹理。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107052045A (zh) * 2015-12-04 2017-08-18 奥科宁克公司 用于电火花纹理化板材的压纹
CN108290188A (zh) * 2015-12-10 2018-07-17 诺维尔里斯公司 用于金属基材的纹理化工作辊
CN109513892A (zh) * 2018-11-28 2019-03-26 涿州市诚达设备制造有限公司 带材线整机
CN111347815A (zh) * 2020-03-30 2020-06-30 福建省闽发铝业股份有限公司 一种喷涂前处理方法以及喷涂前处理装置
CN112122383A (zh) * 2020-08-26 2020-12-25 中铝瑞闽股份有限公司 一种毛化表面的阳极氧化用铝合金板带材的制备方法
CN116078813A (zh) * 2023-02-17 2023-05-09 武汉威华铝业有限公司 一种铝板及其加工工艺与检测方法
CN117548494A (zh) * 2024-01-02 2024-02-13 沧州中铁装备制造材料有限公司 一种轧钢加工自动报号智能管理系统

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX2016014751A (es) * 2014-05-12 2017-05-25 Arconic Inc Aparato y metodo para la laminacion de metal.
DE102015101580B3 (de) * 2015-02-04 2016-06-02 Hydro Aluminium Rolled Products Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Prägewalzen eines Bandes
WO2017087435A1 (en) * 2015-11-16 2017-05-26 Afi Licensing Llc Lvt formulation and drum surface for achieving improved drum tack while maintaining good cut smoothness
CN105598185B (zh) * 2016-01-14 2018-06-26 北京科技大学 一种卷取温度偏差引起的高强钢不对称收缩控制方法
CN108495732B (zh) * 2016-01-22 2022-02-18 塔塔钢铁荷兰科技有限责任公司 钢带的激光纹理化
WO2019089736A1 (en) 2017-10-31 2019-05-09 Arconic Inc. Improved aluminum alloys, and methods for producing the same
CN108200733B (zh) * 2018-02-08 2021-06-15 深圳市盈通实业有限公司 Pcb板金层喷砂方法
US11130171B2 (en) * 2018-04-24 2021-09-28 Golden Aluminum Company Method for reducing target surface features in continuous casting
ES2907234T3 (es) * 2018-10-09 2022-04-22 Grupo Valenciana De Aluminio Baux S L Proceso para la fabricación de una chapa estriada de aluminio antideslizante
CN110120273B (zh) * 2019-05-21 2020-06-05 友光电线电缆有限公司 一种电路电缆的稀土元素掺杂铝合金导线及制作方法
CN110560482B (zh) * 2019-08-23 2020-08-18 洛阳双瑞精铸钛业有限公司 一种高表面粗糙度冷轧钛卷的制备方法
MX2022003382A (es) 2019-09-19 2022-07-11 Nucor Corp Acero de resistencia ultra-alta a la intemperie para aplicaciones de estampado en caliente.
KR102365820B1 (ko) * 2021-12-29 2022-02-24 호진기계주식회사 알루미늄 데크플레이트 제조방법
CN114632820B (zh) * 2022-03-04 2023-11-10 南京工程学院 冷轧用工作辊辊形设计方法及超薄铝箔冷轧板形控制方法
WO2024023858A1 (en) * 2022-07-29 2024-02-01 Danieli & C. Officine Meccaniche S.P.A. Heating furnace for a plant for the production of rolled products

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2344106Y (zh) * 1997-02-04 1999-10-20 中国科学院力学研究所 两面具有不同表面及粗糙度的冷轧金属薄板
US20050211350A1 (en) * 2004-02-19 2005-09-29 Ali Unal In-line method of making T or O temper aluminum alloy sheets
JP2006504529A (ja) * 2002-03-12 2006-02-09 アルカン テヒノロギー ウント メーニッジメント リミテッド 滑らかでない表面を有するアルミニウムの細長い材料片を製造するための方法及び装置
CN201015775Y (zh) * 2007-01-31 2008-02-06 唐山建龙实业有限公司 用于冷轧中宽钢带的轧制装置
CN102337439A (zh) * 2011-11-02 2012-02-01 江苏昊达有限责任公司 一种手机壳体用镁合金亚光薄带的制备方法
CN203221418U (zh) * 2011-11-11 2013-10-02 美铝公司 用于轧制铝金属板的工作辊及用于处理其的装置
CN204866850U (zh) * 2014-05-12 2015-12-16 美铝公司 用于轧制金属并生产金属薄板的轧机

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3619881A (en) * 1969-01-17 1971-11-16 United States Steel Corp Cold rolling work roll
BE788790R (fr) * 1971-09-15 1973-03-13 Ingersoll Milling Machine Cy Procede et dispositif pour l'usinage de finition de cylindres de
JPS5433261A (en) * 1977-08-19 1979-03-10 Nippon Kokan Kk <Nkk> Production of rough surface steel plates using electric discharge machining roll
JPS57127505A (en) 1981-01-22 1982-08-07 Nippon Steel Corp Direct rolling manufacturing device for steel
SU1079318A1 (ru) * 1982-12-23 1984-03-15 Государственный научно-исследовательский проектный и конструкторский институт сплавов и обработки цветных металлов Способ производства алюминиевой фольги
GB8524600D0 (en) * 1985-10-04 1985-11-06 Transfer Technology Ltd Working electrically conductive materials
JPH0441003A (ja) * 1990-06-07 1992-02-12 Furukawa Alum Co Ltd 外装用アルミニウムまたはアルミニウム合金板とその製造方法
JPH05228516A (ja) 1991-06-24 1993-09-07 Nippon Steel Corp フェライト系ステンレス鋼の熱間圧延方法および熱間圧延用ワークロール
US5537851A (en) * 1993-01-05 1996-07-23 Aluminum Company Of America Sheet product produced by massive reduction in last stand of cold rolling process
JPH06246304A (ja) * 1993-03-01 1994-09-06 Nippon Steel Corp 冷間圧延板
US5508119A (en) * 1994-09-07 1996-04-16 Aluminum Company Of America Enhanced work roll surface texture for cold and hot rolling of aluminum and its alloys
US5789066A (en) * 1994-09-16 1998-08-04 Sidmar N.V. Method and device for manufacturing cold rolled metal sheets or strips and metal sheets or strips obtained
DE69808738T2 (de) * 1997-03-07 2003-06-26 Alcan Int Ltd Verfahren zur herstellung eines aluminiumbleches
DE69913407T2 (de) * 1998-03-24 2004-12-02 Hunter Douglas Industries B.V. Durch Walzen gemustertes Band
JP2002011501A (ja) * 2000-06-29 2002-01-15 Nkk Corp 亜鉛めっき鋼板の調質圧延方法
KR20020079921A (ko) * 2000-12-28 2002-10-19 가와사끼 세이데쓰 가부시키가이샤 열간압연방법 및 열간압연라인
US6672368B2 (en) * 2001-02-20 2004-01-06 Alcoa Inc. Continuous casting of aluminum
ES2264721T3 (es) * 2001-03-12 2007-01-16 Novelis, Inc. Metodo y aparato para texturizar una chapa fina o banda metalica.
JP2002282903A (ja) * 2001-03-26 2002-10-02 Kawasaki Steel Corp 光沢の優れた硬質缶用鋼板の製造方法
US7182825B2 (en) * 2004-02-19 2007-02-27 Alcoa Inc. In-line method of making heat-treated and annealed aluminum alloy sheet
WO2007076980A1 (en) * 2006-01-06 2007-07-12 Aleris Aluminum Duffel Bvba Aluminium alloy sheet for automotive applications and structural automobile body member provided with said aluminium alloy sheet
JP2007196250A (ja) * 2006-01-25 2007-08-09 Jfe Steel Kk 金属帯の冷間圧延方法
JP4816130B2 (ja) * 2006-02-22 2011-11-16 Ｊｆｅスチール株式会社 鋼の連続鋳造鋳片の製造方法および鋳片の表層欠陥手入システム。
US8322178B2 (en) * 2006-12-18 2012-12-04 Jfe Steel Corporation Method for performing temper rolling on steel strip and method for manufacturing high tensile-strength cold rolled steel sheet
CA2731833A1 (en) * 2008-08-05 2010-02-11 Alcoa Inc. Metal sheets and plates having friction-reducing textured surfaces and methods of manufacturing same
US20100242559A1 (en) * 2009-03-24 2010-09-30 Saenz De Miera Vicente Martin Method of producing aluminum products
DE102009003683B4 (de) * 2009-03-26 2011-03-24 Hydro Aluminium Deutschland Gmbh Verfahren zur Herstellung eines beschichteten Aluminiumbandes, Aluminiumband und dessen Verwendung
US20130273394A1 (en) * 2011-11-11 2013-10-17 Alcoa, Inc Apparatus and Method for Imparting Selected Topographies to Aluminum Sheet Metal
US20130122327A1 (en) 2011-11-11 2013-05-16 Shen Sheu Apparatus and method for imparting selected topographies to aluminum sheet metal
AU2013203144B2 (en) * 2012-03-07 2016-04-14 Alcoa Inc. Improved aluminum-lithium alloys, and methods for producing the same
JP5911375B2 (ja) * 2012-05-29 2016-04-27 日新製鋼株式会社 指紋や汚れが目立ち難い鋼板を用いた車両用部材
DE102012017703A1 (de) * 2012-09-07 2014-03-13 Daetwyler Graphics Ag Flachprodukt aus Metallwerkstoff, insbesondere einem Stahlwerkstoff, Verwendung eines solchen Flachprodukts sowie Walze und Verfahren zur Herstellung solcher Flachprodukte
US9256129B2 (en) * 2014-02-19 2016-02-09 Macdermid Printing Solutions, Llc Method for creating surface texture on flexographic printing elements

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2344106Y (zh) * 1997-02-04 1999-10-20 中国科学院力学研究所 两面具有不同表面及粗糙度的冷轧金属薄板
JP2006504529A (ja) * 2002-03-12 2006-02-09 アルカン テヒノロギー ウント メーニッジメント リミテッド 滑らかでない表面を有するアルミニウムの細長い材料片を製造するための方法及び装置
US20050211350A1 (en) * 2004-02-19 2005-09-29 Ali Unal In-line method of making T or O temper aluminum alloy sheets
CN201015775Y (zh) * 2007-01-31 2008-02-06 唐山建龙实业有限公司 用于冷轧中宽钢带的轧制装置
CN102337439A (zh) * 2011-11-02 2012-02-01 江苏昊达有限责任公司 一种手机壳体用镁合金亚光薄带的制备方法
CN203221418U (zh) * 2011-11-11 2013-10-02 美铝公司 用于轧制铝金属板的工作辊及用于处理其的装置
CN204866850U (zh) * 2014-05-12 2015-12-16 美铝公司 用于轧制金属并生产金属薄板的轧机

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107052045B (zh) * 2015-12-04 2021-07-20 奥科宁克技术有限责任公司 用于电火花纹理化板材的压纹
CN107052045A (zh) * 2015-12-04 2017-08-18 奥科宁克公司 用于电火花纹理化板材的压纹
US11130160B2 (en) 2015-12-04 2021-09-28 Arconic Technologies Llc Embossing for electro discharge textured sheet
CN108290188A (zh) * 2015-12-10 2018-07-17 诺维尔里斯公司 用于金属基材的纹理化工作辊
CN109513892A (zh) * 2018-11-28 2019-03-26 涿州市诚达设备制造有限公司 带材线整机
CN109513892B (zh) * 2018-11-28 2020-12-29 涿州市诚达设备制造有限公司 带材线整机
CN111347815A (zh) * 2020-03-30 2020-06-30 福建省闽发铝业股份有限公司 一种喷涂前处理方法以及喷涂前处理装置
CN111347815B (zh) * 2020-03-30 2021-10-01 福建省闽发铝业股份有限公司 一种喷涂前处理方法以及喷涂前处理装置
CN112122383A (zh) * 2020-08-26 2020-12-25 中铝瑞闽股份有限公司 一种毛化表面的阳极氧化用铝合金板带材的制备方法
CN116078813A (zh) * 2023-02-17 2023-05-09 武汉威华铝业有限公司 一种铝板及其加工工艺与检测方法
CN116078813B (zh) * 2023-02-17 2023-12-15 武汉威华铝业有限公司 一种铝板及其加工工艺与检测方法
CN117548494A (zh) * 2024-01-02 2024-02-13 沧州中铁装备制造材料有限公司 一种轧钢加工自动报号智能管理系统
CN117548494B (zh) * 2024-01-02 2024-03-29 沧州中铁装备制造材料有限公司 一种轧钢加工自动报号智能管理系统

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