CN115151675A - 制造铝罐板的方法和设备 - Google Patents

Abstract

用于制造铝罐板的方法，其包括以下步骤：提供由铝合金类型AA3004、AA3104或适于制造铝罐板的其它铝合金制成的主体；将该主体加热至均质化温度；在热轧轧机中热轧所述主体以制造热轧板，所述热轧板在热轧出口温度下以热轧机出口规格离开该热轧轧机，其中选择该热轧出口温度以基本上避免热轧板的再结晶；在冷轧轧机中冷轧该热轧板以施加冷压缩，以制造具有小于热轧机出口规格的冷轧机出口规格的冷轧板；在中间温度范围内将该冷轧板退火，选择该中间温度范围以允许冷轧板再结晶以获得再结晶的退火板；冷轧该再结晶的退火板以施加冷压缩，以制造具有最终规格的冷轧板。

Description

制造铝罐板的方法和设备

技术领域和现有技术

本发明涉及制造铝罐板的方法，并涉及配置为实施该方法的设备。

当铝罐板成型为杯形制品时，通常在一定程度上出现称为“制耳”的现象。制耳可作为成型杯顶部边缘周围的波浪形外观被观察到。该波浪状突出部分，也称为“耳部”，是在杯制造中的深冲压步骤期间形成的，并代表制品的不合意特征。在铝罐体原料(CBS)中，该杯随后在多个环中被压薄，这可突出波浪形耳部。高制耳可产生杯的运输问题，以及不充分的压薄后修整、截断的耳部和修整器堵塞。这些人为缺陷在铝罐制造中是不合意的。由此，需要尽量减少制耳以便避免这些问题，并提高杯的品质。

已知罐体原材料例如AA3004、AA3104或其它铝合金基本适于制造具有低制耳特性的铝罐板，条件是可建立合适的制造工艺。

在铝工业中建立了一种公知的工艺，用于生产适于罐体原料的铝带。该工艺包括通过粗轧机并随后通过多机架热轧轧机热轧铝锭，所述铝锭通常在高温下离开以确保通过自退火过程获得完全再结晶的材料。这种公知的方法产生具有低制耳和合意的机械特性的最终产品。但是，此类热连续轧机的安装和操作需要大量的资本支出。

过去已经提出了改进以便由单机架可逆式轧机生产具有商业上可接受的制耳特性的罐板(参见例如US 5,362,340和US 5,362,341)。根据US 5,362,340的方法，提供铝合金锭并将其加热到大约527℃至571℃的温度。在这之后，将该锭在单机架可逆式热轧机中热轧以制造中间规格的板材。随后将经自退火或分批退火的中间规格板材冷轧以制造具有低制耳特性的最终规格的铝罐板。应用相对低温均质化(527℃至571℃)以便避免在单机架可逆式轧机中热轧期间不受控制的再结晶。

专利申请US 2002/0062889 A1公开了用于生产制罐用热轧铝带的工艺和设备。该设备包括用于进料的可逆式粗加工阶段，该阶段加热使用，紧随其后进行带材的精轧，随后是对卷绕成卷的带材进行热处理。在最后的精轧道次期间，通过热带材的受控的温度管理来抑制轧制材料中的再结晶。在实施方案中，温度保持在260℃至280℃的非临界温度范围内以避免再结晶。再结晶仅在轧机机组外部进行。为此，将热轧材料在精轧之后直接转移到连续炉中。直接转移带来的优势是用于再结晶的炉子只需在轧制温度和再结晶温度之间施加相对较小的温差(例如大约40℃-60℃)，并由此实现有利的能量平衡。

作为WO 2015/140833 A1公开的国际专利申请公开了适于制造铝罐体的具有低制耳率的铝合金板。为此提及的合金包括A3004和A3104型合金。优选的工艺包括铸造锭、均质化该锭、热轧、初级冷轧、中间退火和二次冷轧的工艺步骤。该热轧步骤分为两个独立的步骤，即“热粗轧步骤”和“热精轧步骤”。在热精轧阶段，最终温度优选介于330℃和380℃之间。观察到如果最终温度小于330℃，则再结晶的驱动力不足。

发明概述

本发明的目的是提供生产适于制造铝罐的铝罐板的方法和设备，其中该铝板在深冲压步骤之后表现出有利的制耳特性，并还允许制造具有薄壁厚的稳定的罐。

通过包含权利要求1的特征的方法和包含权利要求9的特征的设备来实现该目的。优选的实施方案限定在从属权利要求中。

根据用于制造铝罐板的方法，提供了由铝合金制成的主体(也称为锭)。选择铝合金以使其适于制造铝罐板。具体而言，该铝合金是AA3004型、AA3104型或适于制造铝罐板的其它铝合金，例如AA3204合金。

对适于制造铝罐板的铝合金的典型要求例如描述在J. Hirsch在“VirtualFabrication of Aluminium Products”, Wiley-VCH 2006 (ISBN: 3-527-31363-X), 第I-4章中的文章“AlMn1Mg1 for Beverage Cans”中。通常，该材料必须提供强度和充足的成型性质的最佳组合。对于铝(aluminium/aluminum)，通过适当的合金添加以获得最佳固溶体硬化(例如通过Mg和Mn)和预变形(即高度轧制的板材)的组合来实现强度。此外，强度必须还在后续的油漆烘烤循环之后保持足够高。通过合金添加以获得良好的加工硬化(Mg)与某些粒子强化效应(Mn)的最佳组合来实现良好的可成型性。后者还维持均匀变形，并甚至提供模具清洁作用，防止了有害氧化物积聚和磨损。因此，常见的用于生产罐体的铝合金是AlMg1Mn1 = EN-AW 3004和AlMg1Mn1(Cu) = EN-AW 3104，其最能满足罐强度和可成型性的要求。

在优选实施方案中，使用包含以下化学组成的铝合金(所有数字以wt%计)：大约0.05-0.60 wt%的Si(硅)，优选0.15-0.5 wt%的Si；大约0.10-0.80 wt%的Fe(铁)，优选0.25-0.70 wt%的Fe；大约0.70-1.50 wt%的Mn(锰)，优选0.80-1.40 wt%的Mn；大约0.80-1.50 wt%的Mg(镁)，优选0.90-1.30 wt%的Mg；大约0.05-0.25 wt%的Cu(铜)，优选0.10-0.25 wt%的Cu；至多0.10 wt%的Ti(钛)；至多0.25 wt%的Zn(锌)；和至多0.15 wt%的杂质，优选每种杂质小于0.05 wt%；余量为Al(铝)。

另一方面，许多针对其它目的优化的铝合金被认为不适于在本申请的上下文中制造铝罐板。这些包括例如1XXX系列合金(基本上为纯铝，按重量计铝含量最少为99%)、采用铜作为基本合金元素合金化并能够沉淀硬化至可与钢相比的强度的2XXX系列合金、采用硅作为基本合金元素合金化的4XXX系列合金、采用镁作为基本合金元素合金化以提供优异的耐腐蚀性的5XXX系列合金、采用镁和硅作为基本合金元素合金化的6XXX系列合金、采用锌作为基本合金元素合金化并能够沉淀硬化的7XXX系列合金、或采用其它系列未覆盖的其它元素合金化的8XXX系列(合金)(例如铝-锂合金)。

通常，AA3004、AA3104、AA3204或适于制造铝罐板的其它铝合金以及其它铝合金的化学组成是本领域技术人员已知的，并例如可获自铝业协会(Aluminum Association)的蒂尔表(Teal sheets)。

该主体可以由铸铝制成，随后对该铸铝进行修整以获得适于进一步加工的主体。将该主体加热到均质化温度。该加热步骤的主要目的是使该材料均质化。均质化温度例如取决于下一工艺步骤所需的温度可以在大约500℃至大约600℃范围内。可以将该主体冷却到适于热轧的温度。

在下一步骤中，将该主体在热轧轧机中热轧以制造热轧板。离开热轧轧机的热轧板在热轧出口温度下离开热轧轧机。该热轧步骤产生具有热轧机出口规格的热轧板，所述规格是热轧之后轧制铝板的厚度。在该热轧步骤中，进行温度控制以选择热轧出口温度，以便基本上避免热轧板的再结晶。在本申请的上下文中，术语“再结晶”是指金属主体中的变形晶粒被一组新的晶粒取代的过程，该新的晶粒基本上没有缺陷并成核和生长直到原始晶粒被完全消耗。再结晶降低了材料的强度和硬度，而同时提高了延展性。在本方法中，选择热轧出口温度以使离开热轧轧机的板材表现出高密度的缺陷(例如位错等)以及相对较高的强度和硬度，而同时延展性可能相对较低。

作为指导，热轧之后基本上未再结晶的板材可表现出例如在190 MPa至240 MPa范围内的抗拉强度，而相同的材料在再结晶状态下将表现出显著较低的抗拉强度值，例如对于完全再结晶的材料而言低至大约150 MPa。硬度值可以通过维氏硬度测试来确定，并随后可表示为以MPa(或N/mm²)给出的维氏角锥值(HV)。硬度也可通过对铝合金为UTS≈3*HV的公知关系由极限抗拉强度(UTS)值近似得到。

在下一步骤中，将热轧板在冷轧轧机中冷轧。该工艺步骤的目的是实现冷压缩，意为进一步降低该板材的规格(或厚度)。实施冷压缩以制造具有小于热轧机出口规格的冷轧机出口规格的冷轧板。在将该板材冷却至大约100℃或更低的温度(例如低至50℃至60℃)之后，在热轧步骤其后进行冷轧。

随后将该冷轧板(具有冷轧机出口规格)转移到炉中以在中间温度范围内将该冷轧板退火，其中选择温度以允许该冷轧板再结晶。该退火步骤产生具有冷轧机出口规格的再结晶板。再结晶板的微观结构通常表现出一组新的相对无缺陷晶粒，取代了通过冷轧获得的有缺陷的微观结构。在实施方案中，抗拉强度值可例如在150 MPa至大约200 MPa范围内。

在后续步骤中，将再结晶板冷轧以施加冷压缩，以制造具有最终规格的冷轧板，该最终规格小于冷轧机出口规格。

在开发新工艺时，本发明人已经发现了常规方法的某些缺点，并且现在提出了以经济的方式制造铝罐板的新方法，其避免了现有技术的缺点。例如，研究US 5,362,340中公开的工艺时已发现，相对低温的均质化处理与铝合金的化学组成相结合，可以在退火(在热轧机出口规格下的自退火或分批退火)时产生牢固的立方织构，其在一些情况下，退火后的冷轧过程无法平衡。这可能产生具有0°/90°制耳或极低的45°制耳的铝罐板。在随后的冲压和压薄工艺期间，这种制耳特性可能会产生相对于轧制方向呈0°/180°的夹紧(pinched)耳部的罐，以及增加的易撕罐和制罐商处的低性能。

此外，单机架可逆式轧机的一些限制在常规工艺中可能会产生问题。来自单机架可逆式轧机的热轧出口规格通常可以低至大约2.0 mm的值。由单机架可逆式轧机生产较低的出口规格通常是困难的，并且由于难以控制板材的凸度、楔形度(wedge)和平整度而可能无法实现。另一方面，制罐商的趋势是降低罐板的厚度，这种趋势也被称为“减薄”。如果与现在通常的厚度相比时期望生产具有类似制耳和强度性质的较低厚度的最终产品，则需要在热规格厚度下的中间退火(自退火或分批退火)之后保持对材料施加相同的总冷压缩。实现这一目标将需要使热轧机出口规格降低到显著低于2 mm的值。该新工艺能够基本上避免在常规工艺中发现的这些问题。

根据本发明的上述设计的方法引入了插在前面的热轧步骤与后续的中间退火步骤之间的冷轧步骤。新的步骤顺序具有至少两种显著的作用。考虑最终产品可以理解第一种作用，考虑热机械过程本身时可以理解另一种作用。

已经发现，最终产品通常表现出相对较低的制耳值。所得耳部在大约45°(相对于轧制方向)处更加明显。从最终客户的角度来看，即从制罐商的角度来看，这种制耳方向通常是优选的。新方法通常避免或减少在0°/90°处的高耳部——其从制罐商的角度来看是不合意的，并且是采用现有技术(例如US 5,362,340)中描述的方法很可能获得的。从冶金学的角度来看，据信在热轧之后引入并在基本上未再结晶的材料上实施的冷压缩可以增强粒子激发形核(PSN)机制，该机制降低了材料在中间退火之后将具有的立方织构密度。退火之后较低的立方织构将致使最终产品的制耳趋向于45°而不是0/90°。

关于第二种作用(对热机械过程的能力的作用)，观察到该材料和制耳的最终强度在很大程度上取决于在热规格下中间退火之后的冷加工量。例如，如果在目前的常规工艺中，生产最终规格为0.26 mm的材料，则可以在大约2 mm的规格下实施中间退火。因此，总冷压缩为大约87%。现在考虑最终客户要求0.24 mm的最终规格的情况。为了产生相同的制耳和性质，将必须在大约1.85 mm下进行中间退火。由于平整度和厚度范围的限制，这种相对较小的厚度在单机架可逆式轧机中通常不能令人满意地实现。新方法中不存在这些限制。应用新方法使得生产商能够由热轧机生产更厚的材料(例如大约2.5 mm)，进行轻微冷压缩至所需中间退火规格(在该假设实例中为1.85 mm)，并在该规格下在中间退火处对板材进行退火，以使该材料在其被冷轧至最终规格之前完全软化。换句话说：使用单机架可逆式轧机作为热轧轧机的一些限制不再限制整个工艺的能力。如果将单机架可逆式轧机用作热轧轧机，则该方法还可以大大提高单机架热轧机的产量，因为其生产更厚的规格。

从另一个角度来看，新工艺的优势至少部分起因于以下事实：冷轧在两个独立的步骤中实施，其中在热轧之后且在中间退火之前(在未再结晶材料上)实施第一冷轧步骤，并且在再结晶退火(在中间温度下)之后在再结晶材料上实施第二冷轧步骤。结果，即使在用单机架可逆式轧机实施热轧时，也可以获得优选的制耳特性和强度以及小的最终规格。

考虑到上述工艺的优势，在工艺和设备的优选实施方案中使用单机架可逆式轧机作为热轧轧机。虽然可以使用串联轧机代替单机架可逆式轧机来实施热轧步骤，但是使用单机架可逆式轧机通常要便宜得多，从而可以以经济的方式制造最终产品。

在优选实施方案中，单机架可逆式轧机以两种不同的操作模式使用，其中第一操作模式包括一个或更多个平轧道次，并且在第一操作模式之后采用的第二操作模式包括一个或更多个卷取道次，产生具有热轧机出口规格的卷取板材。

应实施热轧步骤使得基本上避免热轧板的再结晶。在优选工艺中，热轧出口温度在大约200℃至大约320℃的范围内，其中优选的热轧出口温度低于290℃。对于AA3004型、AA3104型铝合金或其它适于制造铝罐板的铝合金而言，这些温度通常适合于完全避免再结晶，这提高了整体工艺的优势。完全避免再结晶的正确温度可以取决于合金类型进行选择，并且可能因合金而异。

当设计冷轧步骤时，已经发现在轧制热轧板的冷轧轧机中优选施加介于5%和70%之间的冷压缩。该范围内的冷压缩特别能够增强粒子激发形核(PSN)，据信这降低了退火材料中的立方织构密度。

可以至少在最后的轧制道次中实施冷轧步骤，以便在单机架可逆式轧机中获得冷轧板的卷材。在这种情况下，可能优选在分批炉中实施冷轧板的退火。作为替代，可以使用连续炉在中间温度范围内进行退火步骤以获得再结晶板。

由于整体过程允许高度的总压缩，因此介于热轧机出口规格与最终规格之间对铝板施加超过70%的总压缩。总压缩可以为80%或更高，或甚至85%或更高。这部分归因于在两个步骤中而非在一个单一步骤中实施冷轧以降低规格。

本发明还涉及用于生产铝罐板的设备，该设备配置为实施根据本发明的方法。

附图简述

在下文中，将参照附图详细描述本发明的实施方案。

图1显示了配置为制造适于制造杯形制品的铝罐板的设备的一部分的示意图；

图2显示了例示初始热轧步骤之后板材的再结晶程度与施加冷压缩至最终规格之后制耳的量和类型之间的关系的图；和

图3显示了例示中间退火之前冷压缩的影响和冷压缩至最终规格之后对制耳的类型和程度的作用的图。

发明实施方案详述

足够高的强度和可成型性(包括有限的制耳)是铝罐体板的主要要求之一。需要高强度以实现足够的结构稳定性并避免罐底在高内部压力下屈曲(穹顶反转)。还需要高强度以便在压薄之后获得具有极薄的罐壁的稳定的罐。由于材料经受大量的成型操作，所以需要良好的可成型性。板材织构造成的各向异性材料流——通过平衡热轧带材立方和冷轧织构来控制——在深冲压和压薄操作期间总是形成不均匀的罐边。这种不均匀性也被称为“制耳”。高度不均匀的杯沿不利于罐体的运输，或者在压薄期间拉伸和剪掉耳部时会影响整个过程，导致机器停机时间，降低效率。

本发明的实施方案能够使用经济可行的生产工艺以令人满意的方式解决这两个要求。

图1显示了配置为制造适于制造杯形制品的铝罐板的设备100的一部分的示意图。该示意图仅显示了生产路线中使用的一些装置。

该生产设备通常包括铸造装置，以便由铝合金熔体制造大型铸锭。该铸锭通常由具有枝晶结构和随机织构的粗晶粒组成。包含铝和其它成分(例如Fe、Mn和Si)的沉淀物通常不均匀地分布在铸锭中。

在下一步骤中，使铸锭在均化炉(也称为预热炉，未显示在图1中)中均质化。均质化处理通常伴有溶质含量和沉淀微观结构的特征变化，其随后影响板材生产期间的再结晶、晶粒尺寸和织构。

随后将该均质化锭转移至热轧阶段。在优选的设备中，单机架可逆式轧机120用于热轧。单机架可逆式轧机120能够以示意图1中分别绘制的两种不同的操作模式运行。在第一操作模式HR-FP(显示在单机架可逆式轧机120的左手边)中，使用数个平轧道次来降低输入锭的厚度，在所述平轧道次中，材料被来回轧制，而不在辊的任一侧被卷取。在第二操作模式HR-CP(显示在代表单机架可逆式轧机120的图的右手边)中，在轧机机架MS任一侧上的卷取机(coiling reel)CR用于在以相互相反的轧制方向上实施的卷取道次之间卷取板材SH。在任一卷取道次中，一个卷取机作为开卷机运行，向轧机机架中形成的轧制间隙提供输入带材。另一个卷取机用作张力卷取机，在轧制路径之后卷取输出带材。由于单机架可逆式轧机在本领域中通常是已知的，因此认为在本申请中无需进行详细描述。

该热轧材料随后——在冷却之后——以卷材形式被转移到在材料流方向上布置在热轧阶段下游的冷轧阶段130。冷轧轧机可以是单机架冷轧机(如所示)或多机架冷轧机。

分批炉140布置在冷轧阶段130的下游。该分批炉配置为接收冷轧之后的多个卷材CL，并实施冷轧材料的中间退火以实现板材的完全再结晶。

又一冷轧阶段150布置在中间退火分批炉140的下游，以便对再结晶材料施加冷轧以获得进一步加工步骤所需的最终规格的冷轧材料，例如作为H1X材料，或更具体地作为H19材料。在图1的实施方案中，冷轧轧机150包含单机架。

如下实施在设备100上制造铝罐板的示例性过程。

在准备步骤中，铸造铝合金以形成铸件，并随后进行修整以获得适于进一步加工的铸造和修整的铝合金主体。该主体在下文中也被称为锭。该铝合金可以是罐体原材料例如AA3004、AA3104或基本适于制造铝罐板的其它铝合金。

用于示例性过程的铝合金包含大约0.30 wt%的Si、大约0.50 wt%的Fe、大约0.95wt%的Mn、大约1.10 wt%的Mg、大约0.20 wt%的Cu、小于0.05 wt%的Ti、小于0.10 wt%的Zn；和至多0.15 wt%的杂质，优选每种杂质小于0.05 wt%，余量为Al。

在铸造和修整之后，将该锭在大约500-595℃下均质化，均热时间例如为5至20小时，随后将锭冷却至大约490-530℃。

然后在未经显著中间冷却的情况下将均质化锭(铝体)转移至热轧轧机，使得该锭的热轧大约在该温度下(即在大约490-530℃下)开始。在该设备设置中，使用单机架可逆式轧机120作为热轧轧机。

进行数个平轧道次，降低至大约25至45 mm的规格。最后一个平轧道次之后的锭温度介于大约290℃和350℃之间。平轧道次数量例如可以在15至50个范围内。

在平轧道次之后，采用在相同的单机架可逆式轧机120上的热轧，使该材料的厚度进一步降低，不同之处在于该材料在每个道次(卷取道次)之后被卷取。卷取道次数量为2至8个。

最后一个卷取道次之后的材料厚度为大约1.7 mm至大约5 mm。在本文中报道的实验中，热轧之后该材料的出口温度，即热轧出口温度T_HREX足够低以确保不存在再结晶。通常，热轧出口温度在大约200℃至大约340℃的范围内，并优选介于大约220℃和大约280℃之间。每个卷取道次的压缩介于20%和70%之间。

将该热轧材料冷却，并随后转移至冷轧轧机。

在该热带材未再结晶材料处直接在冷轧轧机中对该材料施加5%至70%的冷压缩。

随后将该冷轧板以卷取形式转移至分批炉140以便进行中间退火。随后对该冷轧板施加中间退火步骤。选择退火温度和退火时间，以便允许退火材料完全再结晶并形成牢固的立方织构。典型的退火温度范围为280℃至450℃，保温时间为1至12小时。

然后对再结晶的退火板施以冷轧以施加适于制造具有最终规格的冷轧板的冷压缩。优选地，对再结晶板施加70%至95%压缩的冷轧，赋予该材料所需的强度并平衡立方织构与轧制织构。在热带材厚度处再结晶(部分或全部)的情况下(自退火或在分批退火之后)，退火之后形成的立方织构弱，并且最终产品具有高的45°制耳。

采用上述方法，未再结晶的热带材经受相对较低的冷压缩，并随后对该材料施加中间退火以使其完全变软。采用这种方法，采用冷轧存在中间退火厚度减小，而不会破坏退火之后牢固的立方织构。

将低冷压缩在热轧和分批退火之后直接与未再结晶结构结合以生产完全再结晶的材料也可应用于通过串联热轧轧机生产罐体原料的常规方法。换句话说，在替代实施方案中，可以使用串联热轧轧机代替单机架可逆式轧机来实施冷轧步骤之前的热轧步骤。

在下文中，结合图2和图3的示意图解释新的、有益的工艺的一些特征方面。图2示意性例示了初始热轧步骤之后板材的再结晶程度与施加冷压缩至最终规格之后制耳的量和类型之间的技术关联。图3例示了中间退火之前的冷压缩步骤的重要性以及冷压缩至最终规格之后对制耳的类型和程度的作用。

在图2和图3的每个图中，x轴代表在中间退火之后施加的冷压缩的程度(以%计)。换句话说，x轴代表在位于中间退火炉140下游的冷轧轧机150中实现的冷压缩量。y轴代表制耳的类型和量(以%计)。基线BL上方的区域对应于0-90°制耳，而基线BL下方的区域代表45°制耳。数据点在该图y方向上距基线的绝对距离代表相应制耳的量或强度，意味着基线BL上的点对应于完全不显示制耳的板材。该图的曲线代表在大量实验中建立的一般趋势。图3中的示意箱形图BP表明由线代表的趋势被认为是显著的。

图2基本例示了应选择热轧出口温度使得应尽可能避免热轧板的任何再结晶的要求的重要性。

实线代表在完成热轧操作之后轧制板基本上未再结晶的情况。这是要求保护的本发明的实施方案。为了进行比较，下面的曲线(虚线)代表在完成热轧步骤之后板材部分再结晶的参考情况，换句话说，这意味着在所提出的参考工艺中没有充分避免再结晶。实线显示，在中间退火之后和在冷压缩开始之前(在冷压缩值=0%处)，在完全再结晶的材料处存在高度的0–90°制耳。随着冷压缩提高，0-90°制耳的程度不断降低，使得在获得最终规格(在冷压缩的最高点处)之前不久，没有可识别的制耳(实心曲线与基线相交)。在对板材施加完全冷压缩之后的最终产品中，可识别出一定量的45°制耳，但制耳程度在绝对数方面是低的。

相反，在材料在完成热轧步骤之后显示出显著量的再结晶的情况下(虚线)，0-90°制耳的程度低于根据本发明的实施方案的情况。随着冷压缩提高，0-90°制耳的程度降低，并将在不足以获得更薄的最终规格的冷压缩下完全消失。在提高冷压缩的量以获得更薄的最终规格时，制耳的特征由0°-90°制耳变成主要为45°制耳，并且45°制耳的量就绝对数而言提高到比在根据要求保护的方法的材料中(实线)高得多的水平。这表明，热轧步骤之后的再结晶程度对最终产品中制耳的量和特征有着显著的影响。

图3中的图可以类似的方式解读。该图例示了在立即退火之前施加的冷压缩步骤的重要性。在该图中，上面的曲线(虚线)对应于在退火之前未施加冷压缩的情况。这可以是类似于本申请开头提到的现有技术中描述的工艺的工艺。看得出，紧随中间退火之后存在高度的0°-90°制耳。当材料被最终冷轧至最终规格(最大冷压缩量)时，在最终产品中几乎不存在或存在极少的制耳。如果存在一定量的45°制耳，则绝对量是小的。

与此相反，虚线下方的点划线代表根据本发明的实施方案的工艺，其中在中间退火之前在冷轧机中施加冷压缩，该冷轧机在离开热轧状态的(基本上未再结晶的)材料被转移至中间退火之前轧制该材料。起初，在施加冷压缩之前，0–90°制耳的量小于退火之前没有冷压缩的情况。一旦板材厚度降低至最终规格(在最大冷压缩处)，则存在大量的45°制耳，这是许多使用非常薄的铝板运行的制罐商所需的性质。

本专利申请的公开内容还涉及制造铝罐的方法，其包括用于制造铝罐板的方法的方法步骤，其中具有最终规格的冷轧板被成型为适于制造铝罐的杯形制品。

Claims (12)

1.一种制造铝罐板的方法，其包括：

提供由铝合金类型AA3004、AA3104或适于制造铝罐板的其它铝合金制成的主体；

将所述主体加热至均质化温度；

在热轧轧机中热轧所述主体以制造热轧板，所述热轧板在热轧出口温度下以热轧机出口规格离开所述热轧轧机，其中选择所述热轧出口温度以基本上避免所述热轧板的再结晶；

在冷轧轧机中冷轧所述热轧板以施加冷压缩，以制造具有小于所述热轧机出口规格的冷轧机出口规格的冷轧板；

在中间温度范围内将所述冷轧板退火，选择所述中间温度范围以允许所述冷轧板再结晶以获得再结晶的退火板；

冷轧所述再结晶的退火板以施加冷压缩，以制造具有最终规格的冷轧板。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述铝合金包含：

大约0.05 - 0.60 wt%的Si，优选0.15 - 0.5 wt%的Si；

大约0.10 - 0.80 wt%的Fe，优选0.25 - 0.70 wt%的Fe；

大约0.70 - 1.50 wt%的Mn，优选0.80 - 1.40 wt%的Mn；

大约0.80 - 1.50 wt%的Mg，优选0.90 - 1.30 wt%的Mg；

大约0.05 - 0.25 wt%的Cu，优选0.10 - 0.25 wt%的Cu；

至多0.10 wt%的Ti；

至多0.25 wt%的Zn；和

至多0.15 wt%的杂质，优选每种杂质小于0.05 wt%；

余量为Al。

3.根据权利要求1所述的方法，其中单机架可逆式轧机用作热轧轧机。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述单机架可逆式轧机以两种不同的操作模式使用，其中第一操作模式包括一个或更多个平轧道次，且在所述第一操作模式之后使用的第二操作模式包括一个或更多个卷取道次，产生具有所述热轧机出口规格的卷取板材。

5.根据前述权利要求之一所述的方法，其中所述热轧出口温度在200℃至320℃范围内，其中优选所述热轧出口温度低于290℃。

6.根据前述权利要求之一所述的方法，其中在轧制所述热轧板的所述冷轧轧机中施加介于5%和70%之间的冷压缩。

7.根据前述权利要求之一所述的方法，其中在分批炉中实施所述冷轧板的退火。

8.根据前述权利要求之一所述的方法，其中介于热轧机出口规格与所述最终规格之间对铝板施加超过70%的总压缩。

9.一种用于制造铝罐板的设备(100)，特别是根据前述权利要求之一所述的方法，所述设备包含：

用于将由铝合金制成的主体加热至均质化温度的预热炉；

设置在所述预热炉下游的热轧轧机(120)，用于热轧所述主体以制造热轧板，配置所述热轧轧机以使热轧板在热轧出口温度下以热轧机出口规格离开所述热轧轧机，其中选择所述热轧出口温度以基本上避免所述热轧板的再结晶；

设置在所述热轧轧机(120)下游并配置为接收所述热轧板并施加冷压缩以制造具有小于所述热轧机出口规格的冷轧机出口规格的冷轧板的冷轧轧机(130)；

设置在所述冷轧轧机下游的退火炉(140)，用于在中间温度范围内将所述冷轧板退火，选择所述中间温度范围以允许所述冷轧板再结晶，以获得再结晶的退火板；

设置在所述退火炉(140)下游的冷轧轧机(150)，用于冷轧所述再结晶的退火板以施加冷压缩，以制造具有最终规格的冷轧板。

10.根据权利要求9所述的设备，其中配置所述热轧轧机(120)，使得所述热轧出口温度在200℃至320℃范围内，其中优选所述热轧出口温度设定为低于290℃。

11.根据权利要求9或10所述的设备，其中热轧轧机配置为单机架可逆式轧机(120)。

12.根据权利要求9、10或11所述的设备，其中所述退火炉配置为分批炉(140)。

Images