EP1056560A1 - Bandes en alliage d'aluminium a grande homogeneite de surface et procede de fabrication de ces bandes - Google Patents

Bandes en alliage d'aluminium a grande homogeneite de surface et procede de fabrication de ces bandes

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EP1056560A1
EP1056560A1 EP99903745A EP99903745A EP1056560A1 EP 1056560 A1 EP1056560 A1 EP 1056560A1 EP 99903745 A EP99903745 A EP 99903745A EP 99903745 A EP99903745 A EP 99903745A EP 1056560 A1 EP1056560 A1 EP 1056560A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
less
casting
strip
cylinders
sub
Prior art date
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Application number
EP99903745A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1056560B1 (fr
Inventor
Jean-Luc Hoffmann
Pierre-Yves Menet
Klaus Maiwald
Régine DEBREUX
Martin Peter Schmidt
Yves Scelles
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Novelis Inc Canada
Original Assignee
Pechiney Rhenalu SAS
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Publication date
Application filed by Pechiney Rhenalu SAS filed Critical Pechiney Rhenalu SAS
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Publication of EP1056560B1 publication Critical patent/EP1056560B1/fr
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0622—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by two casting wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0637—Accessories therefor
    • B22D11/064—Accessories therefor for supplying molten metal
    • B22D11/0642—Nozzles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon

Definitions

  • the invention relates to aluminum alloy strips having a high homogeneity of surface, intended for applications requiring good visual quality or particular optical properties, such as for example reflectors or anodized sheets for building and decoration. It also relates to a process for manufacturing these bands by continuous casting between cylinders.
  • Another surface defect that is usually observed consists of mechanical scratches parallel to the long direction of the strip; it is a roughness defect.
  • the underside has the quality of a usual "mill finish”.
  • British patent application GB 2198976 describes an asymmetrical injector device making it possible to increase the speed of casting and therefore the industrial efficiency of a continuous casting machine between rolls; the document does not report an improvement in the surface of the products obtained, which was not the subject of the invention which it describes.
  • US Patent US 5,350,010 seeks to optimize the surface quality of the strips intended for the manufacture of offset printing plates by fine control of the grain size of the final product, which supposes compliance with a certain composition of the metal. and the control of certain process parameters, which occur downstream of the continuous casting, such as the reduction rate per cold rolling pass. Knowing that the surface defects present on the raw casting strip will not usually disappear during the following cold rolling operations, this approach, in the opinion of the applicant, does not seem to attack the source of the defects but seeks to minimize only their consequences on the finished product.
  • patent application EP 0821074 also discloses a process for transforming a strip obtained by continuous casting between rolls, allowing the manufacture of offset plates. The Applicant notes that none of these approaches makes it possible to obtain surfaces which meet the requirements of high optical and visual homogeneity 4 directly by continuous casting between rolls, optionally followed by one or more cold rolling passes.
  • the object of the present invention is to obtain, by continuous casting between cylinders, strips of aluminum alloys having, on at least one face, a high homogeneity of surface and usable for applications which were not open to them until now. It should be noted that the vast majority of these applications only imperatively require a very homogeneous surface finish for one of the two faces. It is therefore not annoying that the present invention improves the surface condition dramatically for only one of the two faces.
  • the strips according to the invention also have a surface homogeneity such as the value of the asymmetry of the distribution of the 2D roughness amplitude (Sk or skewness parameter), measured by a technique based on an optical scanner described below. , lies between -0.2 and +0.3, and preferably between -0.1 and +0.2
  • the 3D roughness (parameter E k ), determined by a mechanical probe parallel to the rolling direction according to a method described here below, is less than 15, and preferably less than 8
  • the invention also relates to a process for manufacturing strips of aluminum alloy by continuous casting between two cooled cylinders, from a casting tray containing the liquid metal connected to an injector, comprising an upper lip and a lip. lower, bringing the liquid metal into the gap between the two cylinders, in which the upper lip of the injector is set back by at least 2 mm, and preferably by at least 5 mm, relative to the lower lip
  • the height of liquid metal in the pouring pan measured from the median casting plane, is kept less than 30 mm, preferably less than 25 mm.
  • FIG. 1 represents a cross section through a plane perpendicular to the axis of the cylinders of a continuous casting machine between cylinders, according to the invention.
  • FIG. 2 represents an example of recording the optical roughness index S N le along a measurement profile for a strip according to the invention of Example 1
  • FIG. 3 represents an example of recording the optical roughness index S along a measurement profile for a tape of the prior art of example 1 Description of the invention
  • the surface homogeneity of the upper face of the strips is assessed from two different aspects: the presence of roughness defects (mechanical scratches parallel to the long direction), and the presence of gray level oscillations (streaks perpendicular to the long direction) .
  • the optical roughness value S N was measured using an optical surface measurement system RM 400 from RODENSTOCK This device defines and measures S N between 4 and 100, for roughness superficial between 5 and 2000 nm. It is based on the principle of the diffusion of radiation by a rough surface.
  • the surface to be evaluated receives a beam of infrared rays, part of which is re-emitted, the angular distribution of the scattered rays depending on the morphology of the surface.
  • the index S N is measured continuously on profiles of length 5 cm by scanning a beam with a diameter of 0.5 mm, and we measure on each sample 3 profiles in the long direction and 3 profiles in the cross direction taken in the same area with a diameter of about 10 mm. For each profile, the aberrant isolated peaks due to accidental mechanical scratches visible to the naked eye are eliminated, distinguishing them from the wavelets to be characterized.
  • the maximum value, the minimum value and the average value of S N , the difference ⁇ SN between the maximum value and the minimum value, as well as the variation of, are determined from the recorded curve, as indicated in FIGS. 2 and 3. This index, defined by the ratio: ⁇ S N / S N mean.
  • the parameter L * a * b * was calculated according to standard ASTM D2244-89, ⁇ 6 2
  • the samples were characterized by the average value of the parameters L *, and by the standard deviation on this parameter
  • twenty measurements following a generator perpendicular to the oscillations were carried out This allows, with a unilateral risk of 0.05, to differentiate two series of measurements whose standard deviation ratio is 2.17
  • This test makes it possible to reproduce the visual classification of samples, except for samples showing a pitch of oscillation much less than the diameter of the measurement area
  • a third way to characterize the gray level oscillations is the use of a scanner to obtain the gray level mapping, followed by the two-dimensional roughness analysis by numerical methods known to those skilled in the art.
  • the area to be studied has been selected interactively, the reference grid and the edges of the remaining image are eliminated, typically 1 to 3 cm on each edge, and if necessary, peripheral zones showing veils or spots not representative of the gray level oscillations to be characterized
  • the useful zone thus obtained must have a minimum size of 12 cm x 12 cm
  • the four roughness parameters are then calculated.
  • the mean absolute deviation Ra, the mean quadratic deviation Rq, the maximum roughness Rt, and the asymmetry of the amplitude distribution (skewness) Sk defined as
  • the Sk value is between - 0.2 and + 0.3
  • a Sk value between - 0, 1 and + 0.2 is preferred
  • the applicant has found values 9 between - 0.45 and - 1.38 for samples of alloy 8011 obtained by the continuous casting process between cylinders according to the prior art.
  • a three-dimensional mechanical roughness method was used.
  • the sample is placed on a TIXY 200 cross table.
  • the probe (model FRW 750 from Mahr Measurements), with a radius of curvature of 5 ⁇ m, was conditioned by a Perthometer PRK device from Mahr Measurements.
  • the data was recorded using an analog-digital conversion card in a microcomputer.
  • the dimension of the measurement field was 20 mm x 20 mm, with a pitch of 40 ⁇ m in x and y.
  • the theoretical depth resolution was given by the maximum amplitude of the probe (100 ⁇ m) and the characteristics of the microprocessor (16 bit), that is to say approximately 0.024 ⁇ m.
  • the roughness in three dimensions was calculated with software provided by the company Saphir according to the following equations:
  • N M - ⁇ F.
  • N is the number of points in x
  • M the number of points in y
  • Zo the average altitude on the observation surface according to i N M
  • the Ek parameter sometimes called kurtosis in the English language, characterizes the flattening of the distribution; it takes the value of 3 for an ideal Gaussian.
  • the average variation of S N is greater than 50%, both for the raw casting tapes and for the cold rolled tapes
  • the average variation is less than 20% in all cases
  • the difference ⁇ S N is less than 20 for the raw casting tapes, and less than 12 for the cold rolled tapes up to a thickness between 4 and 0.1 mm, and having undergone pickling before anodizing basic.
  • the machine comprises a tundish (1) supplied with liquid aluminum alloy and connected to an injector (2), consisting of a lower lip (3) and an upper lip (4), bringing the liquid metal in the meantime between the two cylinders (5) and (6) rotating in opposite directions.
  • the strip (7) comes out solidified on the other side of the gap between cylinders.
  • the modification according to the invention consists in using an injector having an upper lip (4) set back a distance (d) from the lower lip (3)
  • This withdrawal (d) is at least 2 mm and, preferably at least 5 mm
  • the removal of the upper lip of the injector also allows a finer positioning of the injector, which avoids accidental friction on the surface of the cylinders, and thus indirectly improves the surface condition of the underside of the strip. casting.
  • a metal height of less than 25 mm and a shrinkage of the upper lip of the injector of at least 25 mm the applicant has succeeded in manufacturing shiny products from alloys of the 1000 and 8000 series finished by rolling with polished cylinders (rolling known as "skin pass") which had properties of use identical to known products, developed by the more expensive way of semi-continuous casting and hot rolling. These products could be used for the manufacture of flat, folded or stamped light reflectors.
  • the invention is applicable to all aluminum alloys capable of being continuously cast between cylinders. By way of example, the applicant has obtained good results with certain alloys of the 3000 series and with certain alloys of Al-Mg type with a low magnesium content such as 5005.
  • the invention is particularly advantageous for AlFeSi alloys of the 1000 and 8000 series, containing from 0.01 to 2% by weight of iron, and from 0.1 to 2% of silicon. Indeed, these alloys, when they are continuously cast between cylinders, have significantly higher mechanical characteristics than those obtained by traditional casting and hot rolling, which facilitates their "shiny" rolling.
  • One of the reasons for the higher mechanical strength of the bands obtained by continuous casting for this type of alloy is that the quantity of iron in solid solution in aluminum is higher. For an alloy containing more than 0.01% (100 ppm) of iron, the quantity of iron in solid solution is greater than 50 ppm + 0.03 x (Fe content in ppm).
  • Another advantage of having a high level of iron in solid solution is, for a given iron content, to reduce the intermetallic compounds with iron, the presence of which on the surface is a source of optical defects.
  • the invention is also particularly advantageous for low Mg alloys (Mg ⁇ 1.5%). 12
  • a grain size is obtained at the surface, defined as the average width of the grains at the surface, measured perpendicular to the direction of rolling by image analysis, less than 20 ⁇ m, and often 15 ⁇ m, both on the strips. raw casting only on cold rolled strips, which reduces certain appearance defects such as lineage. This characteristic of the strips according to the invention is also favorable for subsequent shaping, for example by stamping.
  • the metal was treated with argon in an Alpur ® casting ladle from Pechiney Rhenalu, then continuously cast on a JUMBO 3 CM ® casting machine between Pechiney Rhenalu.
  • the diameter of the cylinders was 1150 mm, with an air gap between the two cylinders of 2.3 mm.
  • the Styrite ® brand ceramic injector had an upper lip set back 7 mm from the lower lip, and was fed by a tapping pan with a height of liquid metal of about 18 mm.
  • the casting was made at a width of 1370 mm, a casting strip thickness of 3.6 mm, a casting speed of 1.6 m / min and a force between rolls of 800 rpm of strip width.
  • the strip was then cold rolled to a thickness of 0.4 mm. strips of the same composition were also prepared by the usual method of vertical semi-continuous casting, hot rolling of the plates then cold rolling to the same thickness of 0.4 mm at two different work hardening rates.
  • Strips of the same composition were also prepared, always with continuous casting between JUMBO 3 CM ® cylinders from Pechiney Rhenalu but with an injector from the front without removing the upper lip. These strips followed the same process up to a thickness of 0.4 mm as the strips according to the invention.
  • the strips according to the invention and the strips resulting from a continuous casting between cylinders with an injector of the prior part were then subjected to two finishing passes with glossy cylinders from 0.4 mm to 0.35 mm.
  • electrolytic brightening then anodization with sulfuric acid with a thickness of 1 ⁇ m, the optical properties of the strips were measured by the RM 400 system from the company RODENSTOCK. The results are given in Table 2.
  • Strips according to the invention 7.4 6.4 1 14%
  • the injector also made of Styrite ® ceramic, had an upper lip set back 10 mm from the lower lip and was supplied by a tapping pan with a height of liquid metal of around 18 mm.
  • the strip width was 1370 mm, the thickness of the casting strip 3 mm, the casting speed 2 m / min and the effort between rolls of 900 t per meter of strip width.
  • the strips thus cast were then cold rolled to a thickness of 0.8 mm and then underwent two rolling passes with shiny rolls up to 0.5 mm. Strip samples were taken progressively, first from raw casting strips at 3 mm, then from strips after cold rolling of 0.8 mm, and finally from strips after "glossy” rolling at 0, 5 mm.
  • the samples of raw casting strips at 3 mm were treated by sulfuric anodization with a thickness of 1 ⁇ m.
  • the strip samples after cold rolling to 0.8 mm underwent basic pickling over 10 ⁇ m and then sulfuric anodization with a thickness of 1 ⁇ m.
  • the strip samples after brilliant rolling to 0.5 mm underwent successively an electrolytic brightening and a sulfuric anodization of thickness 1 ⁇ m.
  • Strips of the same composition were also prepared, always with the continuous casting between JUMBO 3 CM ® cylinders from Pechiney Pvhénalu but with an injector from the front without removing the upper lip.
  • Thickness SN S max S n min n max S n S n max-min mm - S n min / n S means
  • grain sizes on the surface of 12 ⁇ m were measured while the strips of the same composition, having undergone the same ranges of cold rolling but resulting from the conventional process (vertical semi-continuous casting then hot rolling of the plates) have grain sizes on the surface of the order of 70 ⁇ m.
  • Casting R5 corresponds to that of Example 1, carried out with the continuous casting process between cylinders according to the invention.
  • Casting R7 corresponds to that of Example 1, carried out according to the prior art with a traditional injector.
  • the value of Sk in 3D rugosimetry according to the procedure described is greater than -2.0 and preferably greater than -1.0;
  • the Ek value in 3D rugosimetry must be less than 15 and preferably less than 8.
  • the surface also has a standard deviation on the average L * value less than 0.5 and preferably less at 0.3.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Coating With Molten Metal (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)

Description

Bandes en alliage d'aluminium à grande homogénéité de surface et procédé de fabrication de ces bandes
Domaine de l'invention
L'invention concerne des bandes en alliage d'aluminium présentant une grande homogénéité de surface, destinées à des applications nécessitant une bonne qualité visuelle ou des propriétés optiques particulières, comme par exemple des réflecteurs ou des tôles anodisées pour le bâtiment et la décoration. Elle concerne également un procédé de fabrication de ces bandes par coulée continue entre cylindres.
Etat de la technique
La coulée continue de bandes entre cylindres refroidis (" twin-roll casting ") est largement utilisée depuis plusieurs dizaines d'années pour la fabrication de feuilles minces ou de laminés courants en alliages d'aluminium. Elle consiste, comme indiqué dans le brevet de base FR 1198006 déposé en 1958 par Pechiney, à introduire le métal liquide, stocké dans un bac d'alimentation, dans l'intervalle compris entre deux cylindres horizontaux refroidis tournant en sens inverse, à l'aide d'un injecteur. Le métal se solidifie sous forme de bande continue, tout en subissant une réduction d'épaisseur due à la pression des cylindres. Ces machines de coulée continue sont très souvent utilisées pour produire des bandes d'épaisseur comprise entre 5 et 12 mm. Dans leurs versions les plus récentes, comme la coulée JUMBO 3 CM ® de Pechiney Rhenalu, elles permettent également de couler des bandes plus minces d'épaisseur inférieure à 5 mm comme décrit, par exemple, dans le brevet FR 2737430. Les bandes issues de ces machines de coulée sont très rarement utilisées brutes de coulée. Elles subissent généralement une première séquence de laminage à froid et pour certaines applications une deuxième séquence de laminage à froid de finition, éventuellement avec des cylindres particuliers.
Ces machines habituelles de coulée continue entre cylindres permettent d'obtenir des bandes d'aspect homogène, mais pour des applications très exigeantes en matière 2 d'état de surface, associées à un traitement de surface de la bande susceptible de révéler des défauts de surface existants, ou d'en créer à partir des hétérogénéités métallurgiques, par exemple une anodisation, un brillantage chimique ou électrolytique, un décapage, un satinage chimique, une cataphorèse ou un laquage, les bandes issues d'une coulée continue entre cylindres n'ont pas actuellement une qualité de surface suffisante. La face supérieure de la bande coulée présente le plus souvent des vaguelettes (" ripples "), qui se présentent sous forme de lignes perpendiculaires à la direction de coulée (sens travers-long), et dont l'origine serait l'oscillation du ménisque de métal liquide au cours de la coulée. Après anodisation, ces vaguelettes deviennent visibles sous forme de stries parallèles ; c'est un défaut visuel qui se manifeste par une différence de niveaux de gris avec un pas de l'ordre d'un à quelques (par exemple dix) millimètres.
Un autre défaut de surface que l'on observe habituellement consiste en des griffures mécaniques parallèles au sens long de la bande ; il s'agit un défaut de rugosité. La face inférieure a la qualité d'un " mill finish " habituel.
A ces deux types des défauts de surface s'ajoutent occasionnellement des rayures accidentelles, qui ne sont pas spécifiques à la technique de coulée continue entre cylindres.
L'amélioration de l'aspect de surface des bandes obtenues par coulée continue correspond à un besoin ressenti depuis longtemps, et un certain nombre de solutions ont été proposées.
A titre d'exemple, le brevet américain US 4461152 décrit un procédé de traitement du métal liquide débutant par l'injection dans le métal liquide d'un gaz contenant du chlore, suivi du passage du métal liquide à travers une série de chambres de coalescence, et terminé par une filtration, permettant ainsi la diminution du taux d'inclusions dans le métal liquide, conduisant à l'amélioration de l'aspect de surface de bandes en alliages 5086 et 5182 pour disques d'ordinateur. Toutefois, les industriels cherchent aujourd'hui plutôt à minimiser l'usage de gaz chlorés. La demande de brevet allemand DE 2443068 de 1974 divulgue une machine de coulée continue entre courroies d'acier qui vise à améliorer l'aspect de surface des bandes en aluminium ou alliage d'aluminium de façon à pouvoir fabriquer des bandes 3 pour anodisation décorative. La solution technique proposée dans cette demande de brevet ne peut être appliquée à la coulée continue entre cylindres, pour trois raisons : La qualité de surface d'une bande obtenue par coulée continue entre courroies est intrinsèquement moins bonne que par coulée continue entre cylindres, ce qui est probablement dû aux vibrations des courroies. Les conditions de solidification du métal sont totalement différentes, puisque dans le cas d'une coulée continue entre courroies, la solidification du centre de la bande se fait en aval du plan des axes des cylindres proches de l'injecteur, tandis que dans le cas de la coulée continue entre cylindres, elle se fait en amont de cet axe. Et finalement, la coulée continue entre courroies ne permet pas d'obtenir des bandes minces d'une épaisseur inférieure à 5 mm, et par conséquent, l'entrefer entre les cylindres est plus petit dans une machine de coulée continue entre cylindres.
La demande de brevet britannique GB 2198976 décrit un dispositif d'injecteur dissymétrique permettant d'augmenter la vitesse de coulée et donc le rendement industriel d'une machine de coulée continue entre cylindres ; le document ne fait pas état d'une amélioration de la surface des produits obtenus, qui ne faisait pas l'objet de l'invention qu'il décrit.
Le brevet américain US 5 350 010 cherche à optimiser la qualité de surface des bandes destinées à la fabrication de plaques d'impression offset par le contrôle fin de la taille de grain du produit final, qui suppose le respect d'une certaine composition du métal et le contrôle de certains paramètres du procédé, qui interviennent en aval de la coulée continue, tel que le taux de réduction par passe de laminage à froid. Sachant que les défauts de surface présents sur la bande brute de coulée ne disparaîtront habituellement pas lors des opérations de laminage à froid qui suivent, cette approche, selon l'avis de la demanderesse, ne semble pas s'attaquer à la source des défauts mais cherche à minimiser uniquement leurs conséquences sur le produit fini. En suivant une approche technique semblable, la demande de brevet EP 0821074 divulgue également un procédé de transformation d'une bande obtenue par coulée continue entre cylindres, permettant la fabrication de plaques offset. La demanderesse constate qu'aucune de ces approches ne permet d'obtenir des surfaces qui satisfont aux exigences de grande homogénéité optique et visuelle 4 directement par coulée continue entre cylindres, éventuellement suivie d'une ou plusieurs passes de laminage à froid.
Objet de l'invention
Le but de la présente invention est d'obtenir, par coulée continue entre cylindres, des bandes en alliages d'aluminium présentant, sur au moins une face, une grande homogénéité de surface et utilisables pour des applications qui ne leur étaient pas ouvertes jusqu'à maintenant. Il convient de noter que la grande majorité de ces applications n'exigent impérativement un état de surface très homogène que pour l'une des deux faces. Il n'est donc pas gênant que la présente invention n'améliore l'état de surface de façon spectaculaire que pour l'une des deux faces. Les bandes selon l'invention, coulées en continu entre deux cylindres, d'épaisseur inférieure à 12 mm, de préférence inférieure à 5 mm, présentent une face supérieure dont l'état de surface peut être caractérisé à trois stades de fabrication différents, correspondant à trois types de produits industriels plus ou moins élaborés, sur des échantillons ayant subi une préparation particulière, représentant un traitement de surface industriel typique qui révèle les défauts de surface: a) Les bandes brutes de coulée présentent à la surface (hormis les rayures mécaniques accidentelles visibles à l'oeil nu) de leur face supérieure, après création par anodisation sulfurique d'une couche d'oxyde anodique d'une épaisseur de 1 μm, un indice de rugosité optique SN, mesuré sur trois profils de longueur 5 cm dans le sens long et trois profils de longueur 5 cm dans le sens travers, tel que sa variation moyenne sur chaque profil, définie par le rapport: (SN maximum - SN minimum)/SN moyen est inférieure à 20%, et la différence: ΔSN = SN max - SN min est inférieure à 20. b) Les bandes après laminage à froid à une épaisseur comprise entre 4 et 0, 1 mm, de préférence entre 2 et 0, 1 mm, présentent à la surface de leur face supérieure un indice de rugosité optique SN, mesuré dans les mêmes conditions, sur un échantillon ayant subi un traitement de décapage basique sur 10 μm, puis d' anodisation sulfurique conduisant à la création d'une couche d'oxyde anodique d'une épaisseur de 1 μm, tel 5 que sa variation moyenne sur chaque profil est inférieure à 20% et ΔSN est inférieur à
12. c) Les bandes ayant subi un premier laminage à froid suivi d'un laminage de finition à une rugosité Ra < 0,2 μm et brillantées électrolytiquement présentent à la surface de leur face supérieure, après création par anodisation sulfurique d'une couche d'oxyde anodique d'une épaisseur de 1 μm, un indice de rugosité optique S tel que sa variation moyenne sur chaque profil est inférieure à 20% et ΔS est inférieur à 3,5, et même à 0,5
Les bandes selon l'invention présentent également une homogénéité de surface telle que la valeur de l'asymétrie de la distribution de l'amplitude de rugosité 2D (paramètre Sk ou skewness), mesuré par une technique basée sur un scanneur optique décrite ci-dessous, se situe entre -0,2 et +0,3, et préférentiellement entre -0, 1 et +0,2 La rugosité 3D (paramètre Ek), déterminée par un palpeur mécanique parallèle au sens de laminage selon une méthode décrite ci-dessous, est inférieure à 15, et de préférence à 8
L'invention a également pour objet un procédé de fabrication de bandes en alliage d'aluminium par coulée continue entre deux cylindres refroidis, à partir d'un bac de coulée contenant le métal liquide relié à un injecteur, comportant une lèvre supérieure et une lèvre inférieure, amenant le métal liquide dans l'intervalle entre les deux cylindres, dans lequel la lèvre supérieure de l'injecteur est en retrait d'au moins 2 mm, et de préférence d'au moins 5 mm, par rapport à la lèvre inférieure La hauteur de métal liquide dans le bac de coulée, mesuré à partir du plan médian de coulée, est maintenue inférieure à 30 mm, de préférence inférieure à 25 mm.
Description des figures
La figure 1 représente une section droite par un plan perpendiculaire à l'axe des cylindres d'une machine de coulée continue entre cylindres, suivant l'invention La figure 2 représente un exemple d'enregistrement de l'indice de rugosité optique SN le long d'un profil de mesure pour une bande suivant l'invention de l'exemple 1
La figure 3 représente un exemple d'enregistrement de l'indice de rugosité optique S le long d'un profil de mesure pour une bande de l'art antérieur de l'exemple 1 Description de l'invention
L'homogénéité de surface de la face supérieure des bandes est appréciée sous deux aspects différents : la présence de défauts de rugosité (griffures mécaniques parallèles au sens long), et la présence d'oscillations de niveau de gris (stries perpendiculaires au sens long).
Pour la caractérisation des oscillations de niveau de gris, trois techniques différentes et complémentaires ont été utilisées par la demanderesse:
L'indice de rugosité optique (optical roughness value) SN a été mesuré à l'aide d'un système de mesure optique de surface RM 400 de la société RODENSTOCK Cet appareil définit et mesure SN entre 4 et 100, pour des rugosités superficielles comprises entre 5 et 2000 nm. Il est basé sur le principe de la diffusion d'un rayonnement par une surface rugueuse. La surface à évaluer reçoit un faisceau de rayons infrarouges, dont une partie est rediffusée, la distribution angulaire des rayons diffusés dépendant de la morphologie de la surface.
L'indice SN est mesuré en continu sur des profils de longueur 5 cm par balayage d'un faisceau de diamètre 0,5 mm, et on mesure sur chaque échantillon 3 profils dans le sens long et 3 profils dans le sens travers pris dans une même zone d'un diamètre d'environ 10 mm. Pour chaque profil, on élimine les pics isolés aberrants dus aux rayures mécaniques accidentelles visibles à l'œil nu, en les distinguant des vaguelettes à caractériser. On détermine à partir de la courbe enregistrée, comme indiqué sur les figures 2 et 3, la valeur maximum, la valeur minimum et la valeur moyenne de SN , la différence ΔSN entre la valeur maximum et la valeur minimum, ainsi que la variation de cette indice, définie par le rapport: ΔSN / SN moyen. On fait la moyenne des 6 différences et variations correspondant aux 3 mesures sens long et aux 3 mesures sens travers, ce qui donne la différence et la variation moyennes.
Un autre moyen pour caractériser les oscillations de niveau de gris est la détermination du paramètre L*a*b*. Cette mesure a été effectuée à l'aide d'un 7 colorimètre Minolta ChromaMeter CR-221, avec une aire de mesure de diamètre 3 mm, un angle d'éclairage de 45° et un angle d'observation de 0° L'éclairage a été fourni par une lampe à xénon puisée. Le spectre de référence était le spectre CLE D6j
Le paramètre L*a*b* a été calculé selon la norme ASTM D2244-89, § 6 2 Les échantillons ont été caractérisés par la valeur moyenne du paramètres L*, et par l' écart-type sur ce paramètre Pour chaque échantillon, vingt mesures suivant une génératrice perpendiculaire aux oscillations ont été effectuées Ceci permet avec un risque unilatéral de 0,05 de différencier deux séries de mesures dont le rapport des écarts-type est de 2,17 La demanderesse a trouvé que cet essai permet de reproduire le classement visuel des échantillons, sauf pour les échantillons montrant un pas d'oscillation très inférieur au diamètre de l'aire de mesure
Un troisième moyen pour caractériser les oscillations de niveau de gris est l'utilisation d'un scanneur pour obtenir la cartographie des niveaux de gris, suivi de l'analyse rugosimétrique en deux dimensions par des méthodes numériques connus de l'homme de métier
On pose une tôle métallique de taille minimale 14 cm x 14 cm, et de préférence d'une taille proche du format dit DIN A4, à caractériser sur la plaque du scanneur On pose à côté, bien à plat, une grille de niveaux de gris calibrée qui sert à chaque mesure comme référence interne. Les essais ont été effectués avec une grille de référence commercialisée par la société Kodak; cette grille présente vingt plages de gris de progression 0,10 incluses entre une plage blanche de densité 0,00 et une plage pratiquement noire de densité 1,90 II s'est avéré utile d'obturer la plage blanche de densité 0,00 afin de ne pas saturer le système de détection Un scanneur de type UMAX a été utilisé Cet appareil permet d'obtenir une résolution de 150 dpi (digit per inch) x 150 dpi avec 256 niveaux de gris 11 était relié à un micro-ordinateur qui enregistrait l'image digitalisée en niveaux de gris II s'est avéré utile d'effectuer d'abord un enregistrement (scan) de calibrage avec la grille calibrée seule, afin de permettre au dispositif de sélectionner, en mode automatique, le contraste approprié Ensuite, on effectue la digitalisation avec l'échantillon et la grille de référence A condition d'utiliser toujours une grille de référence calibrée, l'homme du métier est 8 capable d'utiliser d'autres modèles de scanneurs de performance au moins comparable
A l'aide d'un logiciel (en l'occurrence Spyglass Transform 3 02 ©), la zone à étudier a été sélectionnée de façon interactive, on élimine la grille de référence et les bords de l'image restant, typiquement 1 à 3 cm sur chaque bord, et si nécessaire, des zones périphériques montrant des voiles ou taches non représentatives des oscillations du niveau de gris à caractériser La zone utile ainsi obtenue doit avoir une taille minimale de 12 cm x 12 cm
On analyse ensuite le profil de rugosité en deux dimension sur sept lignes parallèles au sens de laminage (c'est-à-dire perpendiculairement aux oscillations de niveau de gris) d'au moins 100 mm de long, choisie au hasard dans la zone utile Si la ligne de base de ce profil montre une dérive (notamment due à un défaut d'éclairage du scanneur), il est alors nécessaire de le redresser d'une façon qui n'affecte pas la rugosité elle- même Cette correction peut être effectuée par la méthode dite des boîtes, connue de l'homme du métier, la taille de la boîte (box size) étant ajustée de façon à reproduire au mieux le pas et l'amplitude du profil
On calcule ensuite les quatre paramètres de rugosité, connus de l'homme du métier l'écart absolu moyen Ra, l'écart quadratique moyen Rq, la rugosité maximale Rt, et l'asymétrie de la distribution de l'amplitude (skewness) Sk défini comme
S7 ^ κ q ~ »∑ ,_ , (yyy
ou
-J3 y ldx
\ m o et où lm correspond à la ligne moyenne, sachant que pour une distribution gaussienne idéale, Sk =0
La demanderesse a observé que pour les échantillons de surface homogène, la valeur Sk se situe entre - 0,2 et + 0,3 Pour être apte par exemple à la fabrication de réflecteurs optiques, une valeur Sk comprise entre - 0, 1 et + 0,2 est préférée Les échantillons de surface non homogène, correspondant à l'art antérieur, ont une valeur Sk inférieure à - 0,4 A titre d'exemple, la demanderesse a trouvé des valeurs 9 comprises entre - 0,45 et - 1,38 pour des échantillons en alliage 8011 obtenus par le procédé de coulée continue entre cylindres selon l'art antérieur.
Pour la caractérisation des défauts de rugosité, une méthode de rugosimétrie mécanique en trois dimensions a été utilisée. L'échantillon est posé sur une table croisée TIXY 200. La palpeur (modèle FRW 750 de la société Mahr Mesures), avec un rayon de courbure de 5 μm, était conditionné par un appareil Perthometer PRK de la société Mahr Mesures. Les données étaient enregistrées à l'aide d'une carte de conversion analogique - digital dans un micro-ordinateur. La dimension du champ de mesure était 20 mm x 20 mm, avec un pas de 40 μm en x et y. La résolution théorique en profondeur était donnée par l'amplitude maximale du palpeur (100 μm) et les caractéristiques du microprocesseur (16 bit), soit environ 0,024 μm. La rugosité en trois dimensions a été calculée avec un logiciel fourni par la société Saphir selon les équations suivantes :
N M
R
N M -∑∑F. où N est le nombre de points en x, M le nombre de points en y, Zo l'altitude moyenne sur la surface d'observation selon i N M
_V M
R*. =
N M ∑∑y -z» iV M sk = — - — τy y iz„ - z{ ι 3 k N M R? 3 r , 0
i N M
1 x-. x-. l „ „ ,4
Ek N M M λ , R D4 \Z. Z0
Le paramètre Ek, appelé parfois kurtosis en langue anglaise, caractérise l'aplatissement de la distribution ; il prend la valeur de 3 pour une Gaussienne idéale.
Toutes ces mesures peuvent être faites sur la face supérieure, c'est-à-dire la face ayant été au contact du cylindre supérieur, en dehors de zones qui montrent des défauts accidentels tels que les rayures dues à la manutention ou des taches, pour des bandes 10 brutes de coulée, des bandes simplement laminées à froid ou des bandes laminées à froid puis ayant subi des passes de finition avec des cylindres brillants (polis) Pour être représentatives de l'application visée, les mesures sont toutes effectuées sur des échantillons traités par anodisation sulfurique dans les conditions suivantes concentration en acide sulfurique 200 g/1, température 20°C voltage 15 V Ce traitement conduit à une épaisseur de couche d'oxyde de 1 μm II est éventuellement précédé d'un décapage basique préalable (par exemple, à une température de 60°C et pendant 7 minutes dans un bain à 50 g/1 d'ALUMTNUX 138, produit commercial à base de soude) Pour les bandes élaborées par coulée continue entre cylindres de l'art antérieur, la variation moyenne de SN est supérieure à 50%, aussi bien pour les bandes brutes de coulée que pour les bandes laminées à froid Pour les bandes selon l'invention, la variation moyenne est inférieure à 20% dans tous les cas La différence ΔSN est inférieure à 20 pour les bandes brutes de coulée, et inférieure à 12 pour les bandes laminées à froid jusqu'à une épaisseur comprise entre 4 et 0, 1 mm, et ayant subi avant anodisation un décapage basique. Elle est inférieure à 3,5, et même souvent à 0,5 pour les bandes ayant subi un laminage à froid final dit " brillant ", c'est-à-dire conduisant à une rugosité Ra inférieure à 0,2 μm, puis brillantées électrolytiquement avant P anodisation de 1 μm. D'une manière surprenante, il a été constaté que l'homogénéité de la surface de la face supérieure des bandes coulées par coulée continue entre cylindres est nettement améliorée par une légère modification de la machine de coulée représentée schématiquement à la figure 1 La machine comporte un bac de coulée (1) alimenté en alliage d'aluminium liquide et relié à un injecteur (2), constitué d'une lèvre inférieure (3) et d'une lèvre supérieure (4), amenant le métal liquide dans l'intervalle entre les deux cylindres (5) et (6) tournant en sens inverse. La bande (7) sort solidifiée de l'autre côté de l'intervalle entre cylindres. La modification selon l'invention consiste à utiliser un injecteur ayant une lèvre supérieure (4) en retrait d'une distance (d) par rapport à la lèvre inférieure (3) Ce retrait (d) est d'au moins 2 mm et, de préférence, d'au moins 5 mm Pour éviter que cette disposition n'entraîne un afflux trop important de métal liquide dans l'intervalle entre les deux cylindres, il est souhaitable de réduire la pression 11 métallostatique, c'est-à-dire la hauteur de métal, dans le bac de coulée (1), mesurée à partir du plan médian de coulée, à moins de 30 mm, de préférence à moins de 25 mm, et ce d'autant plus que le retrait (d) est plus important. Le retrait de la lèvre supérieure de l'injecteur permet en outre un positionnement plus fin de l'injecteur, ce qui évite le frottement accidentel sur la surface des cylindres, et améliore ainsi indirectement l'état de surface de la face inférieure de la bande coulée. Avec une hauteur de métal inférieure à 25 mm et un retrait de la lèvre supérieure de l'injecteur d'au moins 25 mm, la demanderesse a réussi a fabriquer des produits brillants en alliages des séries 1000 et 8000 finis par un laminage avec cylindres polis (laminage dit « skin pass ») qui avaient des propriétés d'usage identiques aux produits connus, élaborés par la voie plus coûteuse de coulée semi-continue et laminage à chaud. Ces produits ont pu être utilisés pour la fabrication de réflecteurs de lumière plats, plies ou emboutis. L'invention est applicable à tous les alliages d'aluminium susceptibles d'être coulés en continu entre cylindres. A titre d'exemple, la demanderesse a obtenu de bons résultats avec certains alliages de la série 3000 et avec certains alliages de type Al-Mg à faible teneur en magnésium tels que le 5005.
L'invention est particulièrement intéressante pour les alliages AlFeSi des séries 1000 et 8000, contenant de 0,01 à 2% en poids de fer, et de 0,1 à 2% de silicium. En effet, ces alliages, lorsqu'ils sont coulés en continu entre cylindres, présentent des caractéristiques mécaniques nettement plus élevées que celles obtenues par coulée traditionnelle et laminage à chaud, ce qui facilite leur laminage " brillant ". Une des raisons de la résistance mécanique plus élevée des bandes obtenues par coulée continue pour ce type d'alliage est que la quantité de fer en solution solide dans l'aluminium est plus élevée. Pour un alliage contenant plus de 0,01% (100 ppm) de fer, la quantité de fer en solution solide est supérieure à 50 ppm + 0,03 x (teneur Fe en ppm). Un autre avantage d'avoir un taux élevé de fer en solution solide est, pour une teneur donnée en fer, de diminuer les composés intermétalliques au fer , dont la présence en surface est une source de défauts optiques. Pour des raisons de même nature, l'invention est également particulièrement intéressante pour les alliages à bas Mg (Mg < 1,5%). 12
Par ailleurs, on obtient en surface une taille de grains, définie comme la largeur moyenne des grains en surface, mesurée perpendiculairement au sens de laminage par analyse d'image, inférieure à 20 μm, et souvent à 15 μm, aussi bien sur les bandes brutes de coulée que sur les bandes laminées à froid, ce qui diminue certains défauts d'aspect comme le lignage. Cette caractéristique des bandes suivant l'invention est également favorable pour une mise en forme ultérieure, par exemple par emboutissage.
Exemple 1
On a préparé un alliage EN AW-1085 (selon la norme NF EN 573-3) de composition (% en poids): Si = 0,040 Fe = 0,038 Cu = 0,0017 Mn ≈ 0,0022 Mg = 0,0032 Zn - 0,002 Ti - 0,02 avec addition de 3 kg/t d'affinant au titane-bore. Le métal a été traité à l'argon dans une poche de coulée Alpur ® de Pechiney Rhenalu, puis coulé en continu sur une machine de coulée entre cylindres JUMBO 3 CM ® de Pechiney Rhenalu. Le diamètre des cylindres était de 1150 mm, avec un entrefer entre les deux cylindres de 2,3 mm. L'injecteur en céramique de marque Styrite ® comportait une lèvre supérieure en retrait de 7 mm par rapport à la lèvre inférieure, et était alimenté par un bac de coulée avec une hauteur de métal liquide d'environ 18 mm. La coulée a été faite à une largeur de 1370 mm, une épaisseur de bande coulée de 3,6 mm, une vitesse de coulée de 1,6 m/mn et un effort entre cylindres de 800 t/m de largeur de bande. La bande a été ensuite laminée à froid à une épaisseur de 0,4 mm. On a préparé par ailleurs des bandes de même composition par la méthode habituelle de coulée semi-continue verticale, laminage à chaud des plateaux puis laminage à froid jusqu'à la même épaisseur de 0,4 mm à deux taux d'écrouissage différents. On a comparé les caractéristiques mécaniques des bandes à savoir la résistance à la rupture Rm (en MPa), la limite d'élasticité Ro,2 (en MPa), l'allongement (en %) et le taux d'écrouissage n (en %). Les résultats sont donnés au tableau 1 et montrent qu'on obtient pour cet alliage 1085, selon l'invention, des valeurs de Rm > 165 Mpa, Ro.2 > 160 Mpa et A > 6%. 13 Tableau 1
Provenance Rm (MPa) Ro,2 (MPa) A (%) n (%) coulée continue JUMBO 3 CM 173 167 7,7 80 coulée semi-continue. 155 148 7 93 coulée semi-continue. 165 158 6,2 96
On constate que la coulée continue conduit à la fois à une résistance mécanique plus élevée avec un taux d'écrouissage plus faible, facilitant ainsi le laminage brillant, ainsi qu'à un meilleur allongement permettant une mise en forme plus aisée. On a constaté également que la taille des grains en surface, déterminée par analyse d'image, était de 7 μm pour des bandes suivant l'invention et de 80 μm pour les bandes issues de la coulée semi-continue verticale.
On a préparé également des bandes de même composition toujours avec la coulée continue entre cylindres JUMBO 3 CM ® de Pechiney Rhenalu mais avec un injecteur de Part antérieur sans retrait de la lèvre supérieure. Ces bandes ont suivi jusqu'à une épaisseur de 0,4 mm le même processus que les bandes suivant l'invention. Les bandes suivant l'invention et les bandes issues d'une coulée continue entre cylindfes avec un injecteur de Part antérieur ont subi ensuite deux passes de finition avec des cylindres brillants de 0,4 mm jusqu'à 0,35 mm. Après brillantage électrolytique puis anodisation à l'acide sulfurique d'une épaisseur de 1 μm, on a mesuré des propriétés optiques des bandes par le système RM 400 de la Société RODENSTOCK. Les résultats sont donnés au tableau 2 .
Tableau 2
SN max SN min SN max SN max - SN min -SNmin/SN moyen
Bandes suivant l'invention 7,4 6,4 1 14%
Bandes suivant Part antérieur 11 7 4 50%
Des enregistrements de l'indice de rugosité sur les bandes sont données en fig. 2 et 3. 14
Exemple 2
On a préparé un alliage EN AW-1070A (selon la norme NF EN 573-3) : Si = 0,06 Fe = 0,12 Ti = 0,015 avec addition de 1,5 kg/t d'affinant au titane-bore. Le métal a été coulé en continu sur la même machine de coulée entre cylindre JUMBO 3 CM ® de Pechiney Rhenalu que celle de l'exemple 1.
L'injecteur, également en céramique de marque Styrite ®, comportait une lèvre supérieure en retrait de 10 mm par rapport à la lèvre inférieure et était alimenté par un bac de coulée avec une hauteur de métal liquide d'environ 18 mm. La largeur de bande était de 1370 mm, l'épaisseur de la bande coulée de 3 mm, la vitesse de coulée de 2 m/mn et l'effort entre cylindres de 900 t par mètre de largeur de bande. Les bandes ainsi coulées ont ensuite été laminées à froid jusqu'à une épaisseur de 0,8 mm puis ont subi deux passes de laminage avec des cylindres brillants jusqu'à 0,5 mm. Des échantillons de bandes ont été prélevés au fur et à mesure, d'abord de bandes brutes de coulée à 3 mm, ensuite de bandes après laminage à froid de 0,8 mm, et enfin de bandes après laminage " brillant " à 0,5 mm.
Les échantillons de bandes brutes de coulée à 3 mm ont été traitées par anodisation sulfurique d'une épaisseur de 1 μm. Les échantillons de bandes après laminage à froid à 0,8 mm ont subi un décapage basique sur 10 μm puis une anodisation sulfurique d'une épaisseur de 1 μm. Les échantillons de bandes après laminage brillant à 0,5 mm ont subi successivement un brillantage électrolytique et une anodisation sulfurique d'épaisseur 1 μm. On a préparé par ailleurs des bandes de même composition toujours avec la coulée continue entre cylindres JUMBO 3 CM ® de Pechiney Pvhénalu mais avec un injecteur de Part antérieur sans retrait de la lèvre supérieure. Les bandes ont suivi jusqu'à 0,5 mm le même processus que les bandes suivant l'invention et ont subi, comme celles- ci, un brillantage électrolytique et une anodisation sulfurique d'épaisseur 1 μm. On a mesuré les propriétés optiques de l'ensemble des échantillons par le système RM 400 de la Société RODENSTOCK. Les résultats sont donnés au tableau 3. 15 Tableau 3
Epaisseur SN max Sn min Snmax Sn max- Sn min en mm - Sn min / Sn moyen
Bandes brutes de coulée, J 53 44 9 19% anodisées, suivant l'invention
Bandes laminées décapées, 0,8 36 32 4 11% anodisées, suivant l'invention
Bandes laminées " brillant ", 0,5 10 8,5 1,5 17% anodisées, suivant l'invention
Bandes laminées " brillant ", 0,5 19 13 6 37% anodisées,
Suivant Part antérieur
Par ailleurs on a mesuré sur les bandes suivant l'invention des tailles de grains en surface de 12 μm alors que les bandes de même composition, ayant subi les mêmes gammes de laminage à froid mais issues du procédé classique (coulée semi-continue verticale puis laminage à chaud des plateaux) ont des tailles de grains en surface de l'ordre de 70 μm.
Exemple 3
Par coulée continue entre cylindres, on a effectué sept coulées différentes avec les caractéristiques suivantes: 16 Tableau 4
référence Alliage teneur en Fe et Si vitesse de épaisseur coulée de coulée
RI 8011 Fe 0,60 ; Si 0,75 0,96 m/mn 7,0 mm
R3 1050 Fe 0,20 ; Si 0,14 3,0 mm
R4 1235 Fe 0,37 ; Si 0,14 2,5 m/mn 2,7 mm
R5 1085 voir exemple 1
R6 8011 Fe 0,70 , Si 0,73 1,6 m/mn 3, 1 mm
R7 1085 voir exemple 1
La coulée R5 correspond à celle de l'exemple 1, effectuée avec le procédé de coulée continue entre cylindres selon l'invention.
La coulée R7 correspond à celle de l'exemple 1, effectuée selon Part antérieur avec un injecteur traditionnel.
Les autres coulées ont été effectuées avec une machine de coulée continue semblable à celle décrite dans l'exemple 1.
Les résultats des caractérisations optiques et rugosimétriques, après décapage et anodisation des bandes brutes de coulée, étaient les suivants :
17 Tableau 5
Caractérisation des oscillations de niveau de gris
Référence Mesure L *a*b*
L* moyen Ecart- classement visuel type (1 : le meilleur Sur 7: le moins bon) L* moyen
RI 74,74 0,26 7
R2 75,47 0,31 3
R3 77,98 0,45 4
R4 79,42 0,20 2
R5 82,50 0,23 1
R6 74,54 0,46 5
R7 74,99 0,77 6
Tableau 6 Caractérisation des défauts de rugosité par rugosimétrie 3D
réf. Ra Rq Sk Ek μm μm
RI 2,622 4,401 - 4,124 35,830
R3 2,111 2,745 - 0,784 4,640
R4 3,158 4,060 - 0,643 4,364
R5 2,905 3,661 - 0,614 3,542
R6 1,759 2,316 - 0,856 6,168
R7 2,681 4,033 - 2,678 27,002
On constate que l'écart-type sur le paramètre L*moyen correspond à la réponse visuelle, à l'exception de l'échantillon RI pour lequel le pas d'oscillation du niveau de gris est trop faible par rapport au diamètre de Paire d'une mesure individuelle. Sur le 18 plan industriel, les échantillons RI et R7 ne sont pas utilisables pour les applications visées, car leur état de surface est esthétiquement et optiquement inacceptable.
La demanderesse a constaté qu'en rugosimétrie 3D, seuls les paramètres Sk et Ek permettent de discriminer les produits selon l'invention des produits inaptes à des applications exigeantes en matière d'aspect de surface.
La demanderesse a constaté par ailleurs que pour avoir une surface qui permet les applications visées, il faut que l'une ou préférentiellement toutes les deux des conditions suivantes soient remplies:
- la valeur de Sk en rugosimétrie 3D selon la procédure décrite soit supérieure à -2,0 et préférentiellement supérieure à -1,0 ;
- la valeur Ek en rugosimétrie 3D doit être inférieure à 15 et préférentiellement inférieure à 8.
La demanderesse a observé qu'il est préférable qu'en plus de l'une ou des deux conditions qui viennent d'être mentionnées, la surface ait également un écart-type sur la valeur L*moyen inférieur à 0,5 et préférentiellement inférieur à 0,3.

Claims

19REVENDICATIONS
1. Bande en alliage d'aluminium à grande homogénéité de surface issue d'une coulée continue entre cylindres, caractérisée en ce que sa face supérieure présente, après anodisation sulfurique à une épaisseur de 1 μm, un indice de rugosité optique SN, mesuré sur trois profils de longueur 5 cm dans le sens long et trois profils de longueur 5 cm dans le sens travers, tel que sa variation moyenne sur chaque profil, définie par le rapport:
(SN maximum - SN minimum)/SN moyen est inférieure à 20%, et la différence ΔSN - SN max - SN min est inférieure à 20.
2. Bande en alliage d'aluminium à grande homogénéité de surface issue d'une coulée continue entre cylindres puis laminée à froid jusqu'à une épaisseur comprise entre 4 et 0,1 mm de préférence entre 2 et 0,1 mm, caractérisée en ce que sa face supérieure, après un traitement de décapage acide sur une épaisseur de 10 μm, puis d'anodisation sulfurique d'une épaisseur de 1 μm, présente un indice de rugosité optique SN , mesuré sur trois profils de longueur 5 cm dans le sens long et trois profils de longueur 5 cm dans le sens travers, tel que sa variation soit inférieure à 20% et la différence ΔSN inférieure à 12.
3. Bande en alliage d'aluminium à grande homogénéité de surface issue d'une coulée continue entre cylindres, caractérisée en ce que sa face supérieure présente, après décapage et anodisation sulfurique, présente au moins une des caractéristiques suivantes :
(a) une valeur de Sk déterminée par rugosimétrie 3D supérieure à -2,0 et préférentiellement supérieure à -1,0 ;
(b) une valeur de Ek déterminée par rugosimétrie 3D inférieure à 15 et préférentiellement inférieure à 8. 20
4. Bande selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'écart-type sur la valeur L* déterminée selon ASTM D2244-89, § 6.2, calculé sur la base de 20 mesures individuelles suivant une génératrice parallèle au sens long, est inférieur à 0,5 et préférentiellement inférieur à 0,3.
5. Bande en alliage d'aluminium à grande homogénéité de surface issue d'une coulée continue entre cylindres, caractérisée en ce que sa face supérieure présente, après décapage et anodisation sulfurique, une valeur de Sk, obtenu par analyse rugosimétrique 2D des images obtenues avec un scanneur optique, comprise entre -0,2 et +0,3 et préférentiellement entre -0, 1 et +0,2.
6. Bande en alliage d'aluminium à grande homogénéité de surface issue d'une coulée continue entre cylindres, laminée à froid jusqu'à une épaisseur comprise entre 4 et 0, 1 mm de préférence 2 et 0, 1 mm ayant subi au moins une passe de finition avec des cylindres brillants, ayant une rugosité Ra < 0,2 μm, caractérisée en ce que sa face supérieure, après brillantage électrolytique puis anodisation sulfurique d'une épaisseur de 1 μm, présente un indice de rugosité optique SN. mesuré sur trois profils de longueur 5 cm dans le sens long et trois profils de longueur 5 cm dans le sens travers, tel que sa variation soit inférieure à 20% et la différence ΔSN inférieure à 3,5.
7. Bande selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle présente, en surface de sa face supérieure, une taille de grains, mesurée par analyse d'image, inférieure à 20 μm, de préférence inférieure à 15 μm.
8. Bande selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'alliage d'aluminium est un alliage de la série 1000 ou de la série 8000 contenant entre 0,01 et 2 % de fer et entre 0,01 et 2% de silicium et que la teneur en fer en solution solide dans l'aluminium est supérieure à 50 ppm + 0,03 x ppm Fe total.
9. Bande selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'alliage d'aluminium est un alliage de la série 5000 contenant moins de 1,5% de Mg. 21
10. Procédé de fabrication d'une bande à grande homogénéité de surface par coulée continue entre deux cylindres (5) et (6) refroidis, à partir d'un bac de coulée (1) contenant le métal liquide relié à un injecteur (2) constitué d'une lèvre inférieure (3) et d'une lèvre supérieure (4), amenant le métal liquide dans l'intervalle entre les deux cylindres, caractérisé en ce que la lèvre supérieure (3) de l'injecteur (2) est en retrait d'au moins 2 mm par rapport à la lèvre inférieure (4).
11. Procédé de fabrication d'une bande à grande homogénéité de surface selon la revendication 10, caractérisé en ce que la lèvre supérieure (3) de l'injecteur (2) est en retrait d'au moins 5 mm par rapport à la lèvre inférieure (4).
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 et 11, caractérisé en ce que la hauteur de métal liquide dans le bac de coulée (1), mesurée à partir du plan médian de coulée, est inférieure à 30 mm.
13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la hauteur de métal liquide dans le bac de coulée (1), mesurée à partir du plan médian de coulée, est inférieure à 25 mm.
13. Procédé de fabrication d'une bande selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 par coulée continue entre deux cylindres (5) et (6) refroidis, à partir d'un bac de coulée (1) contenant le métal liquide relié à un injecteur (2) comportant une lèvre inférieure (3) et une lèvre supérieure (4), amenant le métal liquide dans l'intervalle entre les deux cylindres, caractérisé en ce que la lèvre supérieure (3) de l'injecteur (2) est en retrait d'au moins 2 mm par rapport à la lèvre inférieure (4).
14. Procédé de fabrication d'une bande selon la revendication 13, caractérisé en ce que la lèvre supérieure (3) de l'injecteur (2) est en retrait d'au moins 5 mm par rapport à la lèvre inférieure (4).
22 15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 ou 14, caractérisé en ce que la hauteur de métal liquide dans le bac de coulée (1), mesurée à partir du plan médian de coulée, est inférieure à 30 mm.
16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que la hauteur de métal liquide dans le bac de coulée (1), mesurée à partir du plan médian de coulée, est inférieure à 25 mm.
17. Utilisation d'une bande selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 pour la fabrication de réflecteurs optiques.
18. Utilisation d'une bande selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 pour la fabrication de tôles anodisées et éventuellement laquées pour le bâtiment.
19. Utilisation d'une bande selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 pour la fabrication de pièces embouties.
20. Bande en alliage 1085, élaborée par coulée continue entre cylindres selon l'une des revendications 10 à 16, caractérisée en ce que après une ou plusieurs passes de laminage à froid avec un taux d'écrouissage total inférieur à 85%, elle présente au moins un des groupes de propriétés suivantes:
(a) Rm > 165 MPa et A > 6%,
(b) o,2 > 160 MPa et A > 6%.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3296038A1 (fr) 2016-09-14 2018-03-21 Wirtz Manufacturing Co., Inc. Appareil de coulée continue de tole de plomb et busette

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4203508B2 (ja) * 2006-03-08 2009-01-07 株式会社神戸製鋼所 アルミニウム合金鋳造板の製造方法
DE102009012984B4 (de) * 2009-03-12 2013-05-02 Salzgitter Flachstahl Gmbh Gießdüse für eine horizontale Bandgießanlage
DE102015215961A1 (de) 2015-08-21 2017-02-23 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Vorrichtung zur Kraftsimulation an einem Betätigungselement eines Fahrzeuges, vorzugsweise ein Pedalfkraftsimulator
DE102015114725B3 (de) * 2015-09-03 2016-12-08 Salzgitter Flachstahl Gmbh Schmelzenaufgabesystem für eine horizontale Bandgießanlage
US10957942B2 (en) 2016-09-14 2021-03-23 Wirtz Manufacturing Co., Inc. Continuous lead strip casting line, caster, and nozzle
EP3444719B1 (fr) * 2017-08-14 2021-07-21 Unify Patente GmbH & Co. KG Procédé et système pour un déploiement de client à un serveur par le intermédiaire d'une plate-forme de distribution en ligne
CN111761036B (zh) * 2020-07-08 2022-03-01 甘肃东兴铝业有限公司 一种汽车用6×××系铝合金板的铸轧方法
TWI733592B (zh) * 2020-09-24 2021-07-11 中國鋼鐵股份有限公司 鋁合金片及其製造方法
CN113560515B (zh) * 2021-06-21 2023-01-03 杭州电子科技大学 一种稀土磁性材料速凝铸带用中间包及浇注方法
CN113857445B (zh) * 2021-09-26 2023-10-03 云南浩鑫铝箔有限公司 一种铸嘴结构及利用该铸嘴结构的滑边生产工艺
CN114309505B (zh) * 2021-12-17 2023-01-10 北京科技大学 一种采用动量布流的金属薄带连铸方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1198006A (fr) * 1958-01-31 1959-12-04 Pechiney Prod Chimiques Sa Coulée continue des métaux
NL235564A (fr) 1958-01-31
DE2443068A1 (de) * 1974-09-09 1976-03-25 Leichtmetall Gmbh Verfahren und vorrichtung zum eingiessen der schmelze in den erstarrungsraum einer bandgiessmaschine
US4054173A (en) 1974-12-23 1977-10-18 Hunter Engineering Co., Inc. Apparatus for producing completely recrystallized metal sheet
AU507351B2 (en) * 1974-12-23 1980-02-14 Hunter Engineering Co. Inc. Roll casting
FR2398565A1 (fr) * 1977-07-27 1979-02-23 Scal Gp Condit Aluminium Busette d'alimentation en metal liquide pour machine de coulee continue de bande
CH657546A5 (de) * 1982-12-16 1986-09-15 Alusuisse Verfahren zum herstellen eines zur fertigung von dosendeckeln geeigneten bandes.
US4681152A (en) * 1985-10-04 1987-07-21 Hunter Engineering Company, Inc. Continuous casting aluminum alloy
GB2198976B (en) * 1986-12-19 1990-10-17 Davy Mckeen Roll caster
US5350010A (en) * 1992-07-31 1994-09-27 Fuji Photo Film Co., Ltd. Method of producing planographic printing plate support
ES2142956T3 (es) * 1993-09-21 2000-05-01 Alcan Int Ltd Hoja de aluminio con superficie rugosa.
TW374096B (en) * 1995-01-10 1999-11-11 Nihon Parkerizing Process for hot dip-coating a steel material with a molten aluminum alloy according to an one-stage metal alloy coating method using a flux
FR2737430B1 (fr) * 1995-08-03 1997-09-05 Pechiney Rhenalu Procede et dispositif de demarrage d'une machine de coulee continue entre cylindres
EP0821074A1 (fr) * 1996-07-25 1998-01-28 Alusuisse Technology &amp; Management AG Procédé pour la production d'une bande en alliage d'aluminium pour plaques d'impression lithographique

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO9941031A1 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3296038A1 (fr) 2016-09-14 2018-03-21 Wirtz Manufacturing Co., Inc. Appareil de coulée continue de tole de plomb et busette

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