CN109642301A - 铝锰锌合金 - Google Patents

Abstract

本文描述的是铝合金和制造铝合金的方法，其有利于用作平版印刷板。本文所述的铝合金和制造铝合金的方法提供了没有表面缺陷但具有印刷工业目前所需的机械和物理性能的平版印刷板。

Description

铝锰锌合金

相关申请的交叉参考

本申请要求2016年9月1日提交的名称为“铝锰锌合金”的美国临时专利申请第62/382,321号的权益，通过引用将其以其整体并入本文。

技术领域

本公开一般地涉及冶金，更具体地涉及铝合金平版印刷板。

背景技术

除非本文另有说明，否则本部分中描述的材料不是本申请中权利要求的现有技术，并且不因包含在本部分中而被认为是现有技术。

铝合金片通常用作卷至卷和单张纸输送印刷技术的印刷板。用于印刷应用的典型铝合金不能满足工业的当前要求，其包括高强度、高弯曲性和无微观缺陷的合金。控制轧制板片的表面状态以产生无缺陷表面是有利的。

铝合金AA1050A已用于平版印刷板。然而，更大的板形式需要比AA1050A合金提供的更好的耐热性和更高的疲劳强度。增加AA1050A的强度的方法包括制造具有增加量的镁(Mg)的铝合金片，其中含有或不合锰(Mn)。一种方法使用Al，0.2重量百分比(wt.％)Mg合金(参见欧洲专利号EP 1,065,071，其名称为“用于制造平版印刷板的铝合金带和制造方法”，其全部内容通过引用并入本文)，另一种方法偏向Al，0.1wt.％的Mg、0.1wt.％Mn合金(参见WIPO专利申请号PCT/GB2001/005434，其名称为“用于平版印刷片的铝合金”，其全部内容通过引用并入本文)。

尽管这些合金通常具有平版印刷机所要求的机械性能，但在加工过程中通常会遇到某些类型的缺陷。例如金属/金属氧化物颗粒可能在热轧过程中从合金表面中拔出并重新沉积在片上另一个位置，在表面上产生孔和轧入的金属/金属氧化物颗粒。在进一步轧制时，许多这些都存在，从而在表面上产生缺陷。已经尝试通过化学方法除去这些颗粒(例如参见欧洲专利号EP 1,896,631，其名称为“调整平版印刷带(Conditioning of a lithostrip)”，其全部内容通过引用并入本文)。这种金属/金属氧化物缺陷的文献总结和例子可以在G.Buytaert博士论文“Study of the(Sub)Surface on Rolled Commercially PureAluminium Alloys”，Vrije Universiteit Brussel，2005-6学年中找到。

长期以来，业界一直需要具有优异机械性能的合金，该合金也可以加工成平版印刷板而没有目前困扰业界的重大缺陷。

发明内容

术语实施方案和类似术语旨在广泛地指代本公开和下文的权利要求的所有主题。包含这些术语的陈述不应理解为用于限制本文所述的主题或限制以下权利要求的含义或范围。本文所涵盖的本公开的实施方案由以下权利要求而非本发明内容限定。所述发明内容是本公开的各个方面的高级概述，并且介绍了在下文的具体实施方式部分中进一步描述的一些构思。此发明内容既不旨在识别所要求的主题的关键或必需特征，也不旨在单独地用于确定所要求的主题的范围。通过参考本公开的整个说明书的适当部分、任何或所有附图和每个权利要求，应该理解所述主题。

本公开的实施方案包括铝合金，其包括约0.05-0.15重量％硅(Si)、约0.3-0.5重量％铁(Fe)、约0.05-0.6重量％锰(Mn)、至多约0.04重量％镁(Mg)、约0.01-0.5重量％锌(Zn)、至多约0.04重量％钛(Ti)、至多约0.01重量％铬(Cr)、至多约0.04重量％铜(Cu)、至多约0.03重量杂质％，其余为铝(Al)。在一些非限制性实例中，Mn可以以以下量存在：约0.05-0.3重量％、约0.05-0.15重量％或约0.05-0.09重量％。在一些情况下，Mg可以以以下量存：至多约0.02重量％、或至多约0.01重量％。在一些实例中，Zn可以以以下量存在：约0.05-0.25重量％、约0.05-0.1重量％，或例如至少约0.02重量％。

本文还公开了一种铝合金平版印刷板，其包括约0.05-0.14重量％硅(Si)、约0.07-0.1重量％铁(Fe)、约0.05-0.1重量％锰(Mn)、约0.006-0.06重量％锌(Zn)、至多约0.01重量％钛(Ti)、至多约0.03重量杂质％，其余为铝(Al)。在一些实例中，所述合金平版印刷板包含小于约0.05重量％镁(Mg)。在一些非限制性实例中，铝合金平版印刷板具有小于约200兆帕斯卡(MPa)的极限拉伸强度。在一些方面，铝合金平版印刷板可具有不合Fe和/或Mg污染物的表面。

本文还公开了一种铝合金平版印刷板，其包括约0.05-0.14重量％硅(Si)、约0.07-0.1重量％铁(Fe)、约0.05-0.1重量％锰(Mn)、约0.006-0.06重量％锌(Zn)、至多约0.01重量％钛(Ti)、至多约0.03重量％杂质，其余为铝(Al)，其通过包括以下的方法形成：(i)提供熔融铝合金组合物，(ii)从所述熔融铝合金组合物铸造铝合金铸锭，(iii)刮制(scalp)铝合金铸锭以提供铝合金轧锭，(iv)均质化所述铝合金轧锭，(v)热轧所述铝合金轧锭以提供中间规格铝合金轧制产品，(vi)退火所述中间规格铝合金轧制产品(即中间退火或冷却过程中自退火)，(vii)冷轧所述中间规格铝合金轧制产品以提供最终规格铝合金轧制产品，以及(viii)切割所述最终规格铝合金轧制产品以提供铝合金平版印刷板坯。铝合金平版印刷板可包含小于约0.05重量％镁(Mg)。铝合金平版印刷板可包括Fe和Mg，其总量小于约0.11重量％、小于约0.09重量％、小于约0.07重量％。在一些非限制性实例中，铝合金平版印刷板可具有不含Fe和/或Mg污染物的表面。均质化可包括一步均质化或两步均质化。

附图说明

说明书参照以下附图，其中在不同附图中使用相同的附图标记旨在示出相同或类似的组件。

图1是在两种冶金条件下本文所述合金的保证强度(PS)(MPa)的图。

图2是在各种热处理之后本文所述合金的屈服强度(MPa)的图。

图3是在各种热处理之后本文所述合金的极限拉伸强度(MPa)的图。

图4是在各种热处理之后本文所述合金的伸长率％的图。

具体实施方式

这里特定性描述了本发明的实施方案的主题，以满足法定要求，但是该描述不一定旨在限制未来权利要求的范围。要求保护的主题可以以其他方式体现，可以包括不同的元件或步骤，并且可以与其他现有或未来技术结合使用。除了明确描述各个步骤的顺序或元件的布置之外，该描述不应被解释为暗示各个步骤或元件之间或之间的任何特定顺序或布置。给出这些说明性实例是为了向读者介绍这里讨论的一般主题，而不旨在限制所公开构思的范围。以下部分参照附图描述了各种附加实施方案和实例，其中相同的数字表示相同的元件，并且方向性描述用于描述说明性实施方案，但是与说明性实施方案类似，其不应该用于限制本发明。

除非有相反的指示，否则在以下说明书中列出的数值参数是近似值，其可以根据本发明寻求获得的期望性质而变化。至少，而且并不是试图限制权利要求范围的等同原则的应用，每个数值参数至少应该根据报告的有效数字的数并通过应用普通的舍入技术来解释。尽管阐述本发明宽范围的数值范围和参数是近似值，但具体实例中列出的数值尽可能精确地报告。然而，任何数值固有地包含必然由其各自的测试测量中发现的标准偏差引起的某些误差。而且，本文公开的所有范围应理解为包括其中包含的任何和所有子范围。例如，规定的范围“1至10”应被视为包括最小值1和最大值10之间的任何和所有子范围(并包括最小值1和最大值10)；也就是说，以1或更大值(例如1至6.1)作为最小值开始并以10或更小值(例如5.5至10)作为最大值结束的所有子范围。另外，任何被称为“并入本文”的参考文献应理解为整体并入。还应注意，如本说明书中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指示物，除非明确且清楚地限于一个指示物。

在本说明书中，参考由铝工业名称识别的合金，例如“系列”或“AA1xxx.”。为了理解最常用于命名和识别铝及其合金的编号名称系统，请参见“用于锻铝和锻铝合金的国际合金名称和化学组成物限制(International Alloy Designations and ChemicalComposition Limits for Wrought Aluminum and Wrought Aluminum Alloys)”或“用于呈铸件和铸锭形式的铝合金的铝业协会合金名称和化学组成物限制的登记记录(Registration Record of Aluminum Association Alloy Designations and ChemicalCompositions Limits for Aluminum Alloys in the Form of Castings and Ingot)”，其都是由铝业协会(The Aluminum Association)出版。基于合金的总重量，以重量百分比(wt.％)在其元素组成方面描述以下铝合金。在每种合金的某些实例中，剩余部分是铝，杂质总和的最大wt.％为0.15％。

在本申请中参考合金状态或条件。要了解最常用的合金状态描述，请参阅《关于合金和状态代号系统的美国国家标准(ANSI)H35(American National Standards(ANSI)H35on Alloy and Temper Designation Systems)》。H1条件或状态是指应变硬化后的铝合金。H2条件或状态是指应变硬化然后部分退火后的铝合金。H3条件或状态是指应变硬化并且稳定化后的铝合金。HX条件或状态(例如H1X)后的第二个数字表示应变硬化的最终程度。

如本文所用，如“铸造金属制品”、“铸造制品”等术语是可互换的并且是指通过直接冷却铸造(包括直接冷却共铸)或半连续铸造、连续铸造(包括例如通过使用双带式铸造机、双辊铸造机、块式铸造机或任何其它连铸机)、电磁铸造、热顶铸造或任何其它铸造方法生产的产品。

如本文所用，术语板坯(slab)通常是指铝产品，其厚度在大于约15mm至约200mm的范围内。例如，板坯的厚度可以大于约15mm、20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、45mm、50mm、55mm、60mm、65mm、70mm、75mm、80mm、85mm、90mm、95mm、100mm、105mm、110mm、115mm、120mm、125mm、130mm、135mm、140mm、145mm、150mm、155mm、160mm、165mm、170mm、175mm、180mm、185mm、190mm、195mm或200mm。

如本文所用，术语板通常是指厚度在5mm至50mm的范围的铝产品。例如，板可以指厚度约5mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、45mm或50mm的铝产品。

如本文所用，术语片通常是指厚度小于约4mm的铝产品。例如，片的厚度可小于约4mm、小于约3mm、小于约2mm、小于约1mm、小于0.5mm、小于约0.3mm或小于0.1mm。

如本文所用，术语箔通常是指厚度小于0.1mm的铝产品。例如，箔的厚度可小于0.1mm、小于0.09mm、小于0.08mm、小于0.07mm、小于0.06mm、小于0.05mm、小于0.04mm、小于0.03mm或小于0.025mm。

如本文所用，“室温”的含义可包括约15℃至约30℃的温度，例如约15℃、约16℃、约17℃、约18℃、约19℃、约20℃、约21℃、约22℃、约23℃、约24℃、约25℃、约26℃、约27℃、约28℃、约29℃或约30℃。

本文描述的铝合金具有有利于制造平版印刷板和其他用途的强度、可成形性、耐腐蚀性、可电化学成纹性(electrograinability)和表面条件。在非限制性实施方案中，基础合金是1xxx系列合金。

铝合金组成

本文阐述了根据本发明的铝合金的实施方案。在不限制任何前述实施方案的情况下，铝合金的各种实施方案列于下表中：

表1-合金组成

在一些非限制性实例中，铝合金可具有下表中列出的组成：

表2-合金组成

在某些实例中，合金可包括基于合金总重量的约0.05％至约0.6％(例如，0.05％至0.18％或0.1％至0.18％)的锰(Mn)。例如，合金可包括0.05％、0.051％、0.052％、0.053％、0.054％、0.055％、0.056％、0.057％、0.058％、0.059％、0.06％、0.061％、0.062％、0.063％、0.064％、0.065％、0.066％、0.067％、0.068％、0.069％、0.07％、0.071％、0.072％、0.073％、0.074％、0.075％、0.076％、0.077％、0.078％、0.079％、0.08％、0.081％、0.082％、0.083％、0.084％、0.085％、0.086％、0.087％、0.088％、0.089％、0.09％、0.091％、0.092％、0.093％、0.094％、0.095％、0.096％、0.097％、0.098％、0.099％、0.1％、0.11％、0.12％、0.13％、0.14％、0.15％、0.16％、0.17％、0.18％、0.19％、0.2％、0.21％、0.22％、0.23％、0.24％、0.25％、0.26％、0.27％、0.28％、0.29％、0.3％、0.31％、0.32％、0.33％、0.34％、0.35％、0.36％、0.37％、0.38％、0.39％、0.4％、0.41％、0.42％、0.43％、0.44％、0.45％、0.46％、0.47％、0.48％、0.49％、0.5％、0.51％、0.52％、0.53％、0.54％、0.55％、0.56％、0.57％、0.58％、0.59％或0.6％Mn。所有都以重量％表示。

在某些实例中，基于合金的总重量，本公开的合金包含镁(Mg)的量为至多约0.04％。例如，合金可包括0.01％、0.02％、0.03％或0.04％的Mg。在一些情况下，合金不包含Mg(即，0％Mg)。所有都以重量％表示。

在某些方面，基于合金的总重量，本文所述的合金包括锌(Zn)的量至多约0.5％(例如，0.001％至0.09％、0.004％至0.4％、0.03％至0.5％、或0.06％至0.1％)。例如，合金可包括0.001％、0.002％、0.003％、0.004％、0.005％、0.006％、0.007％、0.008％、0.009％、0.01％、0.011％、0.012％、0.013％、0.014％、0.015％、0.016％、0.017％、0.018％、0.019％、0.02％、0.021％、0.022％、0.023％、0.024％、0.025％、0.026％、0.027％、0.028％、0.029％、0.03％、0.04％、0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.09％、0.1％、0.11％、0.12％、0.13％、0.14％、0.15％、0.16％、0.17％、0.18％、0.19％、0.2％、0.21％、0.22％、0.23％、0.24％、0.25％、0.26％、0.27％、0.28％、0.29％、0.3％、0.31％、0.32％、0.33％、0.34％、0.35％、0.36％、0.37％、0.38％、0.39％、0.4％、0.41％、0.42％、0.43％、0.44％、0.45％、0.46％、0.47％、0.48％、0.49％或0.5％Zn。所有都以重量％表示。

在某些方面，合金还包括铁(Fe)，基于合金的总重量，其量为约0.3％至约0.5％(例如，0.36％至约0.49％、0.38％至0.5％、0.47％至0.49％或0.33％至0.44％)。例如，合金可包括0.3％、0.31％、0.32％、0.33％、0.34％、0.35％、0.36％、0.37％、0.38％、0.39％、0.4％、0.41％、0.42％、0.43％、0.44％、0.45％、0.46％、0.47％、0.48％、0.49％或0.5％Fe。所有都以重量％表示。

在某些实例中，所公开的合金包括硅(Si)，基于合金的总重量，其量为约0.05％至约0.15％(例如，0.06％至0.12％、0.05％至0.1％或0.075％至0.125％)。例如，合金可包括0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.09％、0.1％、0.11％、0.12％、0.13％、0.14％或0.15％的Si。所有都以重量％表示。

在某些方面，本文所述的合金包括铬(Cr)，基于合金的总重量，其量至多约0.01％(例如，0.001％至0.009％、0.004％至0.008％或者0.006％至0.01％)。例如，合金可包括0.001％、0.002％、0.003％、0.004％、0.005％、0.006％、0.007％、0.008％、0.009％或0.01％的Cr。在一些情况下，合金中不存在Cr(即，0％Cr)。

在某些方面，合金包括基于合金总重量至多约0.04％(例如，0.01％至0.04％)的钛(Ti)。例如，合金可包括0.001％、0.002％、0.003％、0.004％、0.005％、0.006％、0.007％、0.008％、0.009％、0.01％、0.011％、0.012％、0.013％、0.014％、0.015％、0.016％、0.017％、0.018％、0.019％、0.02％、0.021％、0.022％、0.023％、0.024％、0.025％、0.026％、0.027％、0.028％、0.029％、0.03％、0.031％、0.032％、0.033％、0.034％、0.035％、0.036％、0.037％、0.038％、0.039％或0.04％Ti。在一些情况下，合金中不存在Ti(即，0％Ti)。所有都以重量％表示。

在某些方面，合金包括基于合金总重量至多约0.04％(例如，0.01％至0.04％)的铜(Cu)。例如，合金可包括0.001％、0.002％、0.003％、0.004％、0.005％、0.006％、0.007％、0.008％、0.009％、0.01％、0.011％、0.012％、0.013％、0.014％、0.015％、0.016％、0.017％、0.018％、0.019％、0.02％、0.021％、0.022％、0.023％、0.024％、0.025％、0.026％、0.027％、0.028％、0.029％、0.03％、0.031％、0.032％、0.033％、0.034％、0.035％、0.036％、0.037％、0.038％、0.039％或0.04％Cu。在一些情况下，合金中不存在Cu(即，0％Cu)。所有都以重量％表示。

任选地，合金组合物可以进一步包括其他微量元素，有时称为杂质，其量各自为约0.01％或更低、0.005％或更低、或0.001％或更低。这些杂质可包括但不限于V、Ga、Ca、Ni、Sn、Hf、Sr或其组合。因此，V、Ga、Ca、Ni、Sn、Hf或Sr可以以0.01％或更低、0.005％或更低、或0.001％或更低的量存在于合金中。在某些方面，所有杂质的总和不超过0.03％(例如，0.01％)。所有都以重量％表示。在某些方面，合金的剩余百分比是铝。

在一些非限制性实例中，铝合金可具有下表中列出的组成：

表3-合金组成

在某些实例中，所公开的合金包括硅(Si)，基于合金的总重量，其量为约0.05％至约0.14％(例如，0.06％至0.12％、0.05％至0.1％或0.075％至0.125％)。例如，合金可包括0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.09％、0.1％、0.11％、0.12％、0.13％、或0.14％的Si。所有都以重量％表示。

在某些方面，合金还包括铁(Fe)，基于合金的总重量，其量为约0.07％至约0.1％(例如，0.075％至约0.09％、0.08％至0.1％、0.08％至0.09％、或0.07％至0.075％)。例如，合金可包含0.07％、0.08％、0.09％或0.1％的Fe。所有都以重量％表示。

在某些实例中，合金可包括基于合金总重量的约0.05％至约0.1％(例如，0.05％至0.1％或0.07％至0.09％)的锰(Mn)。例如，合金可包括0.05％、0.051％、0.052％、0.053％、0.054％、0.055％、0.056％、0.057％、0.058％、0.059％、0.06％、0.061％、0.062％、0.063％、0.064％、0.065％、0.066％、0.067％、0.068％、0.069％、0.07％、0.071％、0.072％、0.073％、0.074％、0.075％、0.076％、0.077％、0.078％、0.079％、0.08％、0.081％、0.082％、0.083％、0.084％、0.085％、0.086％、0.087％、0.088％、0.089％、0.09％、0.091％、0.092％、0.093％、0.094％、0.095％、0.096％、0.097％、0.098％、0.099％或0.1％Mn。所有都以重量％表示。

在某些方面，本文所述的合金包含锌(Zn)，基于合金的总重量，其量为约0.006％至约0.06％(例如，0.006％至0.01％、0.009％至0.04％、0.03％至0.05％、或0.01％至0.04％)。例如，合金可包括0.006％、0.007％、0.008％、0.009％、0.01％、0.011％、0.012％、0.013％、0.014％、0.015％、0.016％、0.017％、0.018％、0.019％、0.02％、0.021％、0.022％、0.023％、0.024％、0.025％、0.026％、0.027％、0.028％、0.029％、0.03％、0.04％、0.05％或0.06％Zn。所有都以重量％表示。

在某些方面，合金包括基于合金总重量至多约0.01％(例如，0.001％至0.004％)的钛(Ti)。例如，合金可包括0.001％、0.002％、0.003％、0.004％、0.005％、0.006％、0.007％、0.008％、0.009％或0.01％的Ti。在一些情况下，合金中不存在Ti(即，0％Ti)。所有都以重量％表示。

任选地，合金组合物可以进一步包括其他微量元素，有时称为杂质，其量各自为约0.01％或更低、0.005％或更低、或0.001％或更低。这些杂质可包括但不限于V、Ga、Ca、Ni、Sn、Hf、Sr或其组合。因此，V、Ga、Ca、Ni、Sn、Hf或Sr可以以0.01％或更低、0.005％或更低、或0.001％或更低的量存在于合金中。在某些方面，所有杂质的总和不超过0.03％(例如，0.01％)。所有都以重量％表示。在某些方面，合金的剩余百分比是铝。

从对本文所述的铝合金的实施方案的描述可以理解，与目前在平版印刷板的生产中使用的合金相比，所述合金具有降低的Mg。在一些方面，在高于330℃的温度下(例如，在通常用于热轧铝合金的温度下)，掺入铝合金中的Mg倾向于变得高度可移动。Mg可以迁移到铝合金轧制制品(例如，铝合金片、铝合金箔或铝合金板)的外表面并且可以在表面上氧化。当铝合金轧制制品加工成平版印刷板时，表面上的氧化镁(MgO)会引起表面缺陷。在某些方面，在热轧过程中，MgO可以粘附在热轧中使用的钢辊上，并且当铝合金轧制制品柔软时，可以在热轧温度下从铝合金轧制制品的表面上提取MgO。因此，当辊旋转时，任何粘附在钢辊上的Mg和/或MgO可以沉积回到软铝合金轧制制品中，并且任何具有提取的Mg和/或MgO的部分与软铝合金轧制制品接触。因此，热轧期间表面上的任何Mg和/或MgO可增加最终铝合金轧制制品中的孔和/或轧入金属(例如Mg)和/或金属氧化物(例如MgO)缺陷的数量。当通过电化学成纹加工铝合金轧制制品(例如，铝合金片或平版印刷板坯)时，这种表面缺陷会导致不利的结果。简而言之，通过浸入酸溶液(例如硝酸)中并暴露于交流(AC)电势来电化学成纹铝合金片。在一些非限制性实例中，电化学成纹可以可控地且均匀地使表面凹陷。凹坑产生适于在例如印刷期间保持必要量的液体(例如溶液)的表面，并促进显影的光敏涂层在图像区域中的粘附。不规则的凹坑是印刷板上的表面缺陷，其可能通过失去粘附而导致图像损失。如上所述，在轧制过程中由铝合金轧制制品中的表面缺陷引起不规则的凹坑。本发明的铝合金组合物的实施方案有利地使这些问题最小化。

铝合金平版印刷板的制造方法

本文所述的铝合金组合物的一个实施方案可以以片的形式生产。生产铝片的方法也是本文中所描述的。在一些实例中，该方法包括以下一个或多个步骤：提供熔融铝合金；铸造铸锭；任选地使锭料均质化；任选地热轧均质化的锭料以生产热轧中间产品；冷轧所述热轧中间产品，以产生冷轧中间产品；任选地使冷轧中间产品中间退火以产生中间退火的产品；冷轧到最终规格，其冷加工程度＞60％。

本文所述的合金可通过各种技术生产，包括例如在名称为“用于平版印刷板的铝合金”的共同转让的国际公开号WO 02/48415中描述的技术，其公开内容在此通过引用并入。

可以使用直接冷却(DC)工艺将本文所述的铝合金的实施方案铸造成铸锭，或者使用连续铸造(CC)工艺铸造成板坯。当使用DC工艺时，可任选地对所得铸锭进行刮制。根据本领域技术人员已知的铝工业中常用的标准进行铸造和刮制工艺。然后可以对铸锭进行进一步的处理步骤。在一些实例中，处理步骤还包括一阶段均质化步骤或两阶段均质化步骤、热轧步骤、冷轧步骤、任选的中间退火步骤、和最终的冷轧步骤。

本文所述的均质化步骤可以是单一均质化步骤(称为“A型预热”)或两步均质化过程(称为“C型预热”)。在一些非限制性实例中，第一均质化步骤可以将亚稳相溶解到铝基质中并且可以使微观结构不均匀性最小化。在一些情况下，加热铸锭以达到约500-600℃的峰值金属温度约1-24小时的时间段。达到峰值金属温度的加热速率可以是约50℃/小时至约100℃/小时。在一些实例中，然后在第一均质化阶段期间使铸锭浸泡(即，保持在指定的温度)一段时间。当使用第二均质化步骤(例如C型预热)时，在后续处理之前将铸锭温度降低至约450℃至540℃的温度。在一些实例中，在后续处理之前将铸锭温度降低至约480℃至540℃的温度。例如，在第二阶段中，可以将铸锭冷却至约470℃、约480℃、约500℃、约520℃或约540℃的温度并使其浸泡一段时间。在一些实例中，使铸锭在指定温度下浸泡至多10小时(例如，30分钟至8小时，包括端值)。在一些非限制性实例中，C型预热可促进溶质原子的平衡。

均质化后，可以进行热轧步骤以提供铝合金片。热轧步骤可包括热可逆轧机操作和/或热串联轧机操作。热轧步骤可在约250℃至约540℃、在一些实施方案中约300℃至约500℃的温度下进行。在热轧步骤中，可以将铸锭热轧至10mm规格或更小的厚度(例如，3mm至8mm规格)。例如，可以将铸锭热轧至8mm规格或更小、7mm规格或更小、6mm规格或更小、5mm规格或更小、4mm规格或更小或3mm规格或更小。任选地，热轧步骤可以进行至多一小时的时间。任选地，在热轧步骤结束时(例如，在串联轧机出口时)，可以将铝合金片卷绕。任选地，可以在热轧步骤之后的冷却过程中使铝合金片自退火。

在一些非限制性实例中，然后使热轧片可进行冷轧步骤。冷轧可在约20℃至约200℃的片温度下进行(例如，约120℃至约200℃，或约20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃或其间的任何值)。在某些实例中，在热轧之后，可以在冷轧之前使卷冷却至约室温(例如约20℃)。在冷轧期间，片的温度可升高至约200℃。可以进行冷轧步骤至获得最终规格厚度为约0.5mm至约0.1mm(例如，0.5mm、0.4mm、0.3mm、0.2mm、0.1mm或其间的任何值)。任选地，铝合金可在冷轧过程中经历中间退火步骤。例如，可以将铝合金冷轧至第一规格厚度，进行中间退火，并进一步冷轧至最终规格厚度。中间退火步骤可包括将卷加热至约300℃至约470℃(例如，约300℃、305℃、310℃、315℃、320℃、325℃，330℃、335℃、340℃、345℃、350℃、355℃、360℃、365℃、370℃、375℃、380℃、385℃、390℃、395℃、400℃、405℃、410℃、415℃、420℃、425℃、430℃、435℃、440℃、445℃、450℃、455℃、460℃、465℃、470℃或其间任何值)的峰值金属温度。

在一些非限制性实例中，本文公开的铝合金有利地适合用作平版印刷片。举例来说，在使用前述步骤制备铝合金片之后，可以生产平版印刷片。在装运之前，可以根据本领域公知的清洁方法在卷材生产设备处清洁铝合金片。在平版印刷板制造厂收到后，可以再次清洁铝合金片。在清洁之后，可以对合金进行电化学成纹(例如在盐酸和/或硝酸溶液中)、去污、阳极氧化、用化学粘合促进剂进行后处理、和/或施加光敏涂层。然后可以将铝合金切割成平版印刷板以送到打印机。在打印机处，可以曝光平版印刷板以显影光敏涂层，并任选地进行热处理(即烘烤)以固化图像区域。在一些非限制性实例中，烘烤可以在240℃下进行10分钟，270℃下7分钟或280℃下进行4分钟以在印刷之前固化光敏涂层。

在一些非限制性实例中，可以通过以下进行电化学成纹：将铝合金在硝酸电解质、盐酸电解质或其组合中暴露于AC电势，直到实现总电荷输入大于82kC/m²，并且铝合金(即平版印刷片)的表面获得凹坑结构。优选地，总电荷输入为约87kC/m²。凹坑结构可以完全覆盖铝合金的表面并提供足够的表面粗糙度以提供光敏涂层的良好粘附性、良好的耐磨性以及阳极氧化和阳极处理后的良好保水性。酸性电解质溶液可具有高达约10％的浓度(例如，约0.5％、1.0％、1.5％、2.0％、2.5％、3.0％、3.5％、4.0％、4.5％、5.0％、5.5％、6.0％、6.5％、7.0％、7.5％、8.0％、8.5％、9.0％、9.5％、10.0％，或其间的任何值)。AC电势可以是大约11到大约40伏(例如，大约11VAC、12VAC、13VAC、14VAC、15VAC、16VAC、17VAC、18VAC、19VAC、20VAC、25VAC、30VAC、35VAC、40VAC或其间任何值)并且可以施加15-60秒(例如，大约15秒、20秒、25秒、30秒、35秒、40秒、45秒、50秒、55秒、60秒或其间的任何值)。

已详细地参考了所公开的主题的各种实施方案，上文阐述了所述主题的一个或多个实例。每个实施方案是通过对主题的阐释而非限制其来提供的。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本公开的范围或精神的情况下，可对本主题进行各种修改和变化。例如，作为一个实施方案的部分而说明或描述的特征可与另一实施方案一起使用以得到又一实施方案。

给出这些说明性实例是为了向读者介绍这里讨论的一般主题，而不旨在限制所公开构思的范围。以下部分参照附图描述了各种附加特征和实例，其中相同的数字表示相同的元件，并且方向性描述用于描述说明性实施方案，但是与说明性实施方案类似，其不应该用于限制本公开。本文示图中包括的元件可能未按比例绘制。

实施例

实施例1：合金组成对电化学成纹的影响

通过本文公开的方法制备具有下表4中所述组成的合金片。除了列出的元素之外，所有合金组合物还含有0.08％Si、0.30％Fe、0.006％Ti、约0.001％Cu、约0.001％Cr、约0.001％Zr，并且任选地包含每种至多0.05和总量至多0.15的杂质，其余为铝。将约70mm厚、180mm宽×200mm长的轧制锭从铸造在书型铸模(book mold)中的铸锭上剥离刮制。通过从室温(例如约15℃至约30℃)加热至600℃持续7.5小时的时间来均质化轧制锭。将轧制锭在600℃下浸泡3小时，并冷却2小时至500℃并在500℃下保持10小时以在热轧前使溶质平衡。这种两阶段均质化被称为“C型”预热。用热轧实践(称为“A型”预热)将几个样品均质化，其中将样品在12小时内进行升温加热至500℃的轧制温度并保持4小时(总加热周期约16小时)。

将轧制锭热轧至约9mm厚的中间规格，并具有约150℃的终温，并使其空气冷却。随后进行冷轧至最终规格0.3mm，其中当规格减小至约2mm时进行中间退火步骤。通过加热至450℃并保持2小时进行中间退火。在中间退火后，将规格进一步减小至0.3mm。

从制备的合金中取样以进行进一步评估。将样品在3％氢氧化钠溶液中在60℃下清洗10秒，并用去离子(DI)水彻底冲洗。然后将样品在保持在40℃的1％硝酸溶液中电化学搓纹。施加的电压是在使用浸渍石墨反电极以液体接触模式操作的双电池系统上的11伏AC(VAC)到14VAC(具有正弦波形)。电极间距离为15毫米。进行电化学搓纹约30秒，通过的总电荷约为87kC/m²。在某些情况下，这些条件可以产生类似于商业上使用用于光刻应用的标准AA1050A铝合金生产的表面。

通过扫描电子显微镜(SEM)检查电化学成纹的合金样品。如表4所示，视觉评估结果被分类为非常好、良好、可接受、不可接受或差。

表4-各种AlMnMgZn合金的电化学成纹性能

oo＝差，o＝不可接受，+＝可接受，++＝好，+++＝非常好

在一些情况下，含Mn不含Mg的样品表现出比Mg含量为0.05％和更高的样品改善的成纹响应(graining response)(例如，将样品2与样品13、15和16进行比较；以及将样品3与样品14比较)。含Mn不含Mg的的示例性样品(例如样品2、3、7、8、9、10和11)表现出改善的成纹响应，匹配和/或超过了AA1050A标准。另外，比较例AA1050A样品在经受C型预热(例如样品6)之后表现出比经受A型预热(例如样品1)之后更好的成纹响应。

在一些实例中，向铝合金中添加Zn进一步改善了成纹响应。在一些方面，添加少量Zn(例如，0.006％或更低)对含Mn不含Mg的的样品中的成纹响应几乎没有影响(例如，将样品2与样品7比较；将样品3与样品9比较)。令人惊讶的是，添加增加量的Zn(例如从0.02％至0.05％)在含Mn不含Mg的铝合金中表现出进一步改善的成纹响应。

实施例2：合金组成和加工对保证强度的影响

图1是显示用铝合金实现的保证强度(y轴，MPa)的图，该铝合金具有不同量的Mn和Mg并经受各种预热程序(例如A型和C型)。在烘烤(即由最终用户进行的热处理，以硬化铝合金平版印刷板图像区域)之前(阴影直方图，称为“停止(drop)”)和之后(实心直方图，称为“烘烤”)显示保证强度。下表5显示了Mn和Mg组成和预热类型。所有合金都处于H19状态。平版印刷板的目标保证强度为155MPa(图1中的虚线水平线)。令人惊奇的是，组成包含0.05重量％Mn、0重量％Mg并经受C型预热的铝合金(样品20)达到了目标保证强度。在图中可以看出，根据A型预热的材料表现出比具有相同组成并经受C型预热的铝合金低得多的保证强度。含有Mg的材料在烘烤后表现出较大的保证强度下降。经受A型或C型预热条件的AA1050A材料表现出不足的保证强度(样品17和18)。另外，向铝合金组合物中添加Zn表现出改善的电化学成纹性能，然而，在烘烤之前或之后没有观察到对保证强度的影响，表明添加Zn改善了电化学成纹并且不会不利地影响铝合金的强度。

表5-各种AlMnMg合金

实施例3：铝合金平版印刷片的制备和测试

将六种铝合金铸造成铸锭并根据下述方法制备，以提供具有下表6中所述组成的合金片。除所列出的元素外，所有合金组合物任选含有的杂质的量最多为每种0.05，总量最多为0.15。

表6-铝合金平版印刷片组成

对铸锭进行刮制，以提供40mm厚的轧制锭。通过加热至600℃的温度7.5小时的期间，在600℃下保持3小时，然后冷却至500℃，持续2小时期间，并保持在500℃持续3小时，将轧制锭均质化。然后将铸锭热轧至3.7mm的中间规格。铝合金样品S332、S333、S334和S336在热轧后的热轧出口温度为285℃-292℃。为了模拟热轧后可在卷中发生的自退火(例如，在生产规模操作中)，将样品置于340℃的炉中，然后使其断开并使其冷却24小时。在模拟自退火之后，将样品冷轧至下表7中所示的规格。没有进行中间退火。所有样品均以H19条件提供。

示例性铝合金样品S313、S314、S332、S333、S334和S336的机械性能示于表7中，用于轧制状态(即未经热处理)和在各种热处理之后，以模拟烘烤，包括在240℃加热10分钟，在270℃加热7分钟，并在280℃加热4分钟。从表中可以看出，所有铝合金样品在轧制状态下都表现出最佳范围的强度，具有用于铝合金平版印刷板生产的足够的强度，并且极限抗拉强度小于200MPa。具有最佳强度可有利于铝合金平版印刷板生产，其中最佳强度铝合金可在铝合金卷展开后在平版印刷板中提供均匀的平整度。同样在表7中显而易见的是，在240℃下热处理10分钟提供的强度值与用于平版印刷板生产的对比AA3103铝合金的目标强度值相当。AA3103是高度合金化的材料(例如，为了强度含有至多0.7重量％的Fe和至多0.3重量％Mg)。本文提供的示例性铝合金表现出与低Fe含量和不合Mg含量相当的强度。此外，其中AA3103可表现出差的电化学成纹，本文所述的所有示例性铝合金在硝酸中表现出良好的电化学成纹。

表7-铝合金平版印刷片的机械性能

示例性铝合金样品S313、S314、S332、S333、S334和S336的机械性能示于图2(屈服强度)、图3(极限拉伸强度)和图4(伸长率)中。在每个图中，合金样品S313用实线表示，合金样品S314用虚线表示，合金样品S332用小虚线表示，合金样品S333用虚线单点划线表示，合金样品S334用虚线双点划线表示，合金样品S336用点划线表示。在图2和图3的图中可见，随着热处理温度的升高，强度下降。在图4的图中也可见，随着热处理温度的升高，伸长率增加。

Claims (20)

1.一种铝合金，其包含：

约0.05-0.15重量％硅(Si)；

约0.3-0.5重量％铁(Fe)；

约0.05-0.6重量％锰(Mn)；

至多约0.04重量％镁(Mg)；

约0.01-0.5重量％锌(Zn)；

至多约0.04重量％钛(Ti)；

至多约0.01重量％铬(Cr)；

至多约0.04重量％铜(Cu)；

至多约0.03重量％杂质；和

其余为铝(A1)。

2.根据权利要求1所述的铝合金，其中Mn的含量为约0.05-0.3重量％。

3.根据权利要求1所述的铝合金，其中Mn的含量为约0.05-0.15重量％。

4.根据权利要求1所述的铝合金，其中Mn的含量为约0.05-0.09重量％。

5.根据权利要求1所述的铝合金，其中Mg的含量至多约0.02重量％。

6.根据权利要求1所述的铝合金，其中Mg的含量至多约0.01重量％。

7.根据权利要求1所述的铝合金，其中Zn的含量为约0.05-0.25重量％。

8.根据权利要求1所述的铝合金，其中Zn的含量为约0.05-0.1重量％。

9.根据权利要求1所述的铝合金，其中Zn的含量为至少约0.02重量％。

10.一种铝合金平版印刷板，包括：

约0.05-0.14重量％硅(Si)；

约0.07-0.1重量％铁(Fe)；

约0.05-0.1重量％锰(Mn)；

约0.006-0.06重量％锌(Zn)；

至多约0.01重量％钛(Ti)；

至多约0.03重量％杂质；和

其余为铝(Al)。

11.根据权利要求10所述的铝合金平版印刷板，其还包含小于约0.05重量％镁(Mg)。

12.根据权利要求10-11中任一项所述的铝合金平版印刷板，其中所述铝合金平版印刷板具有小于约200兆帕斯卡(MPa)的极限拉伸强度。

13.根据权利要求10-12中任一项所述的铝合金平版印刷板，还包括没有选自Fe和Mg的污染物的表面。

14.根据权利要求10所述的铝合金平版印刷板，其通过包括以下步骤的方法形成：

提供熔融铝合金组合物；

从所述熔融铝合金组合物铸造铝合金铸锭；

刮制所述铝合金铸锭，以提供铝合金轧制锭；

均质化所述铝合金轧制锭；

热轧所述铝合金轧制锭，以提供中间规格铝合金轧制产品；

退火所述中间规格铝合金轧制产品；

冷轧所述中间规格铝合金轧制产品，以提供最终规格铝合金轧制产品；和

切割所述最终规格铝合金轧制产品，以提供铝合金平版印刷板坯。

15.根据权利要求14所述的铝合金平版印刷板，其还包含小于约0.05重量％镁(Mg)。

16.根据权利要求14-15中任一项所述的铝合金平版印刷板，其中Fe和Mg的总量为小于约0.11重量％。

17.根据权利要求14-16中任一项所述的铝合金平版印刷板，其中Fe和Mg的总量为小于约0.09重量％。

18.根据权利要求14-17中任一项所述的铝合金平版印刷板，其中Fe和Mg的总量为小于约0.07重量％。

19.根据权利要求14-18中任一项所述的铝合金平版印刷板，还包括没有选自Fe和Mg的污染物的表面。

20.根据权利要求14所述的铝合金平版印刷板，其中均质化所述铝合金轧制锭包括一阶段均质化或两阶段均质化。