ES2891012T3 - Aparatos y método para fabricar artículos de aleación de aluminio de calibre grueso - Google Patents

Aparatos y método para fabricar artículos de aleación de aluminio de calibre grueso Download PDF

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Abstract

Un método para producir artículos de aleación de aluminio laminados, que comprende: proporcionar una aleación de aluminio derretido; colar de manera continua (20) un artículo de aleación de aluminio (120) a partir de la aleación de aluminio derretido; laminar (40) el artículo de aleación de aluminio (120) a una temperatura de laminado de 300°C a 580°C a un calibre de 4 milímetros (mm) o más para producir un artículo de aleación de aluminio laminado (125), recalentar (30) el artículo de aleación de aluminio (120) después de la colada continua (20) y antes del laminado (40), enfriar el artículo de aleación de aluminio (120) inmediatamente antes del laminado (40), y enfriar el artículo de aleación de aluminio (120) después del laminado, en donde el recalentamiento (30) del artículo de aleación de aluminio (120) comprende recalentar el artículo de aleación de aluminio (120) a una temperatura pico del metal de 420°C a 580°C y mantener la temperatura pico del metal por una duración de entre 1 minuto a 5 minutos.

Description

DESCRIPCIÓN
Aparatos y método para fabricar artículos de aleación de aluminio de calibre grueso
Referencia cruzada a solicitudes relacionadas
Esta solicitud reivindica el beneficio de la Solicitud provisional estadounidense N.° 62/529,028, presentada el 6 julio de 2017, y titulada “SYSTEMS AND METHODS FOR MAKING ALUMINUM ALLOY PLATES”; 62/413,740, presentada el 27 de octubre de 2016 y titulada "HIGH STRENGTH 6XXX SERIES ALUMINUM ALLOY AND METHODS OF MAKING THE SAME"; 62/413,764, presentada el 27 de octubre de 2016 y titulada "HIGH STRENGTH 7XXX SERIES ALUMINUM ALLOY AND METHODS OF MAKING THE SAME"; 62/413,591, presentada el 27 de octubre de 2016 y titulada "DECOUPLED CONTINUOUS CASTING AND ROLLING LINE"; y 62/505,944, presentada el 14 de mayo de 2017 y titulada "DECOUPLED CONTINUOUS CASTING AND ROLLING LINE".
Además, la presente solicitud está relacionada con la Solicitud de patente no provisional estadounidense N.° 15/717,361 de Milan Felberbaum et al., titulada "METAL CASTING AND ROLLING LINE" presentada el 27 de septiembre de 2017.
Campo técnico
La presente divulgación se refiere en general a la metalurgia y más específicamente a la fabricación de placas de metal.
Antecedentes
Los métodos actuales de producción de artículos de aleación de aluminio de calibre grueso (por ejemplo, mayores de 4 milímetros (mm) de espesor) requieren numerosas etapas de procesamiento que incluyen someter un cuerpo de aleación de aluminio naciente a procesos de tratamiento térmico por largas duraciones. Puede ser deseable reducir el número de pasos y el tiempo total requerido para producir artículos de aleación de aluminio con un tratamiento térmico deseable.
El documento US 2003/0150587 A1 está orientado a un proceso para producir un producto de hoja de aluminio que tiene una recristalización controlada utilizando una máquina de colada continua para fundir una aleación de aluminio fundido en una losa que comprende (a) proporcionar una fuente de aleación de aluminio fundido, (b) proporcionar una máquina de colada para colar de manera continua dicha aleación de aluminio fundido en una losa, (c) laminar dicha losa en un producto de hoja, (d) recocer continuamente dicho producto de hoja a una temperatura en un rango de temperatura controlado, (e) medir el grado de recristalización de dicho producto de hoja de manera continua para proporcionar una señal relacionada con la recristalización, (f) transmitir dicha señal a un controlador, (g) en dicho controlador, comparar dicha señal con señales anteriores relacionadas con el grado de recristalización de dicho producto de hoja para proporcionar una comparación, y (h) en respuesta a dicha comparación, mantener o cambiar dicha temperatura en dicho rango de temperatura hacia arriba o hacia abajo para producir producto de hoja de aluminio con la recristalización deseada.
Los documentos US2005/0211350 y US2013334091 están orientados a un método de fabricación de hoja de aluminio de temple T u O en una secuencia en línea que comprende las etapas de (i) proporcionar una tira de aleación de aluminio fundido delgada con un primer espesor, (ii) enfriar la tira con un primer enfriamiento a una temperatura de laminado caliente o en cálido, (iii) laminar en caliente o en cálido la tira a un espesor final que se reduce de 10 a 65% del primer espesor, (iv) proceder selectivamente de acuerdo con un primer conjunto de criterios dependiendo de si se desea un temple T u O y (v) enfriar la tira con un segundo enfriamiento si se desea un temple T.
El documento WO 2013/133960 A1 se refiere a un método que comprende (a) preparar una hoja de aleación de aluminio para post-solubilizar trabajo en frío, en donde la hoja de aleación de aluminio incluye de 2,0 a 22% en peso de zinc, en donde el zinc es el elemento de aleación predominante de la hoja de aleación de aluminio aparte del aluminio, y en donde la etapa de preparación comprende (i) colar de manera continua la hoja de aleación de aluminio, comprendiendo la etapa de colar de manera continua (A) suministrar aluminio derretido que comprende una aleación de aluminio que tiene de 2,0 a 22% en peso de zinc, en donde el zinc es el elemento de aleación predominante de la aleación de aluminio aparte del aluminio a un par de rodillos de colada giratorios separados que definen una línea de contacto entre estos, (B) hacer avanzar el metal derretido entre superficies de los rodillos de colada, en donde una parte frontal congelada de metal se forma en la línea de contacto, y (C) retirar la hoja de aleación de aluminio en forma de una tira de metal sólida de la línea de contacto, (ii) concomitante a la etapa de fundir de manera continua, solubilizar la hoja de aleación de aluminio, (b) después de preparar la etapa (a), trabajar en frío la hoja de aleación de aluminio al menos un 25%, y después de la etapa de trabajo en frío (b), tratar térmicamente la hoja de aleación de aluminio, en donde las etapas de trabajar en frío y tratar térmicamente se logran para conseguir un aumento de resistencia de límite elástico transversal a lo largo en comparación con una versión de referencia del cuerpo de aleación de aluminio en la condición de trabajo en frío.
Sumario
La expresión forma de realización y términos similares pretenden hacer referencia en general a la totalidad del objeto de esta divulgación y las reivindicaciones más adelante. Debe entenderse que las declaraciones que contienen estos términos no limitan el objeto descrito en la presente ni limitan el significado o el alcance de las siguientes reivindicaciones. Las formas de realización de la presente divulgación que se cubren en la presente están definidas por las reivindicaciones más adelante y no por esta breve descripción. Esta breve descripción es una descripción general de alto nivel de diversos aspectos de la divulgación e introduce algunos de los conceptos que además se describen en la sección Descripción detallada más adelante. Esta breve descripción no pretende identificar características clave o esenciales del objeto reivindicado, ni pretende utilizarse de forma aislada para determinar el alcance del objeto reivindicado. El objeto debe entenderse por referencia a las partes apropiadas de toda la memoria descriptiva de esta divulgación, cualquiera o todos los dibujos y cada reivindicación.
La presente divulgación incluye un método para producir artículos de aleación de aluminio laminados según se define en la reivindicación 1.
La presente divulgación también incluye un sistema de colada continua según se define en la reivindicación 10.
En el presente documento también se describe un artículo de aleación de aluminio laminado, que se forma mediante los métodos y sistemas descritos en la presente, en donde el artículo de aleación de aluminio laminado se proporciona en un temple controlado. En algunos casos, el artículo de aleación de aluminio laminado es un artículo de aleación de aluminio de calibre grueso, tal como, entre otros, placas, planchas, losas, placas de lámina y similares.
Breve descripción de los dibujos
La memoria descriptiva hace referencia a las siguientes figuras adjuntas, en las que el uso de números de referencia similares en diferentes figuras pretende ilustrar componentes similares o análogos.
La Figura 1 es un diagrama de flujo que representa un proceso para producir un artículo de aleación de aluminio de acuerdo con ciertos aspectos de la presente divulgación.
La Figura 2 es un diagrama esquemático que representa una línea de procesamiento de acuerdo con ciertos aspectos de la presente divulgación.
La Figura 3 es un gráfico que representa las propiedades mecánicas de los artículos de aleación de aluminio de acuerdo con ciertos aspectos de la presente divulgación.
Las realizaciones de la invención se describirán a continuación con referencia a los dibujos, en los que las partes iguales y correspondientes en cada uno de los diversos dibujos se identifican con el mismo carácter de referencia. Se ha de entender que la invención no se limita a las siguientes realizaciones.
Descripción detallada
Ciertos aspectos y características de la presente divulgación se refieren a técnicas para producir artículos de aleación de aluminio de calibre grueso, tales como, entre otros, lacas, planchas, losas, placas de lámina y similares. Las técnicas descritas incluyen proporcionar una aleación de aluminio derretido, colar de manera continua un artículo de aleación de aluminio de la aleación de aluminio fundido, recalentar (por ejemplo, solubilizar) el artículo de aleación de aluminio fundido, y laminar en caliente o en tibio el artículo de aleación de aluminio a una temperatura de laminado de al menos alrededor de 400°C a un calibre de 4 mm o más para producir un artículo de aleación de aluminio de calibre grueso.
En algunos casos, el recalentamiento puede incluir calentar el artículo de aleación de aluminio fundido a una temperatura de solución a la temperatura de solvus o por encima de la misma para el artículo de aleación de aluminio fundido, aunque se pueden utilizar temperaturas de recalentamiento inferiores. En algunos casos, el recalentamiento puede incluir recalentar el artículo de aleación de aluminio fundido hasta una temperatura igual o superior a una temperatura pico del metal máxima de 420°C, 425°C, 430°C, 435°C, 440°C, 445°C, 450°C, 455°C, 460°C, 465°C, 470°C, 475°C, 480°C, 485°C, 490°C C, 495°C, 500°C, 505°C, 510°C, 515°C, 520°C, 525°C, 530°C, 535°C, 540°C, 545°C, 550°C, 555°C, 560°C, 565°C, 570°C, 575°C o 580°C. En algunos casos, el recalentamiento puede incluir recalentar un artículo de aleación de aluminio fundido de serie AA6xxx hasta una temperatura pico del metal entre 550°C - 570°C o 555°C - 565°C, o de o aproximadamente 560°C. En algunos casos, el recalentamiento puede incluir recalentar un artículo de aleación de aluminio fundido de serie AA7xxx hasta una temperatura pico del metal entre 470°C - 490°C o 475°C - 485°C, o de o aproximadamente 480°C.
Ciertos aspectos y características de la presente divulgación se refieren además a un sistema de colada continua. El sistema de colada continua incluye un par de superficies de colada opuestas móviles y una cavidad de colada entre el par de superficies de colada opuestas móviles. El sistema de colada continua también incluye un horno de solubilización posicionado aguas abajo del par de superficies de colada opuestas móviles y un laminador posicionado aguas abajo del horno. El sistema además incluye un primer dispositivo de enfriamiento ubicado aguas abajo del laminador y un segundo dispositivo de enfriamiento ubicado aguas arriba del laminador. El sistema además tiene un dispositivo de cizallamiento posicionado aguas abajo del primer dispositivo de enfriamiento y un dispositivo de apilamiento posicionado aguas abajo del dispositivo de cizallamiento.
En el presente documento también se describe a un artículo de aleación de aluminio, que se forma mediante los métodos y sistemas descritos en la presente y se proporciona en un temple controlado. En algunos casos, el artículo de aleación de aluminio descrito en el presente documento puede producirse de manera más eficiente y con menores costo, desperdicios y/o consumo de energía por kilogramo del artículo de aleación de aluminio producido que las técnicas convencionales.
Las expresiones “invención”, “la invención”, “esta invención” y “la presente invención” utilizados en la presente, pretenden referirse ampliamente a la totalidad del objeto de esta solicitud de patente y las reivindicaciones más adelante. Debe entenderse que las declaraciones que contienen estos términos no limitan el objeto descrito en la presente ni limitan el significado o el alcance de las siguientes reivindicaciones.
Como se utiliza en la presente, el significado de “un/a" o “el/la" incluye referencias en singular y plural a menos que el contexto indique claramente lo contrario.
En esta descripción, se hace referencia a las aleaciones identificadas por las denominaciones de la industria del aluminio, tales como “serie” o “AA6xxx”. Para comprender el sistema de designación numérica más comúnmente usado para la denominación e identificación del aluminio y sus aleaciones, véase “ International Alloy Designations and Chemical Composition Limits for Wrought Aluminum and Wrought Aluminum Alloys” o “Registration Record of Aluminum Association Alloy Designations and Chemical Compositions Limits for Aluminum Alloys in the Form of Castings and Ingot”, ambos publicados por The Aluminum Association.
Como se utiliza en la presente, los artículos de calibre grueso tienen un espesor de alrededor de 4 mm o más, y pueden incluir, entre otros, placas, planchas, losas, placas de lámina y similares.
En esta solicitud se hace referencia al temple o condición de la aleación. Para una comprensión de las descripciones de temple de aleación más comúnmente utilizadas, véase “American National Standards (ANSI) H35 on Alloy and Temper Designation Systems”. Una condición o temple F se refiere a una aleación de aluminio como fabricada. Una condición o temple O se refiere a una aleación de aluminio después del recocido. Una condición o temple T3 se refiere a una aleación de aluminio después del tratamiento de solubilización, trabajo en frío y envejecimiento natural. Una condición o temple T4 se refiere a una aleación de aluminio después del tratamiento de solubilización seguido por envejecimiento natural. Una condición o temple T6 se refiere a una aleación de aluminio después del tratamiento de solubilización seguido por envejecimiento artificial. Una condición o temple T7 se refiere a una aleación de aluminio después del tratamiento de solubilización, enfriamiento y sobreenvejecimiento artificial. Una condición o temple T8 se refiere a una aleación de aluminio después del tratamiento de solubilización, seguido por trabajo en frío y luego por envejecimiento artificial.
Debe entenderse que todos los rangos descritos en la presente abarcan todos y cada uno de los subrangos incluidos en estos. Por ejemplo, debe considerarse que un rango establecido de "1 a 10" incluye cualquiera y todos los subrangos entre (e inclusive) el valor mínimo de 1 y el valor máximo de 10; es decir, todos los subrangos que comienzan con un valor mínimo de 1 o más, por ejemplo, de 1 a 6,1, y finalizan con un valor máximo de 10 o menos, por ejemplo, de 5,5 a 10.
Estos ejemplos ilustrativos se proporcionan para presentarle al lector el objeto general en cuestión que se analiza en la presente y no pretenden limitar el alcance de los conceptos descritos. Las siguientes secciones describen varias características adicionales y ejemplos con referencia a los dibujos en los que los números similares indican elementos similares, y las descripciones direccionales se usan para describir las formas de realización ilustrativas, pero, al igual que las formas de realización ilustrativas, no deben usarse para limitar la presente divulgación. Es posible que los elementos incluidos en las ilustraciones de la presente no estén dibujados a escala.
El método para producir artículos de aleación de aluminio de calibre grueso, por ejemplo, un artículo de aleación de aluminio de calibre grueso, tal como una placa, plancha, losa, placa de lámina u otro artículo de aleación de aluminio que tenga un calibre de 4 mm o más, se define en la reivindicación 1.
En algunos casos, la aleación de aluminio derretido puede ser una aleación de aluminio de serie AA2xxx, una aleación de aluminio de serie AA5xxx, una aleación de aluminio de serie AA6xxx o una aleación de aluminio de serie AA7xxx.
Opcionalmente, las aleaciones de aluminio de acuerdo con lo descrito en la presente pueden ser una aleación de aluminio AA2xxx de acuerdo con una de las siguientes denominaciones de aleaciones de aluminio: AA2001, A2002, AA2004, AA2005, AA2006, AA2007, AA2007A, AA2007B, AA2008, AA2009, AA2010, AA2011, AA2011A, AA2111, AA2111A, AA2111B, AA2012, AA2013, AA2014, AA2014A, AA2214, AA2015, AA2016, AA2017, AA2017A, AA2117, AA2018, AA2218, AA2618, AA2618A, AA2219, AA2319, AA2419, AA2519, AA2021, AA2022, AA2023, AA2024, AA2024A, AA2124, AA2224, AA2224A, AA2324, AA2424, AA2524, AA2624, AA2724, AA2824, AA2025, AA2026, AA2027, AA2028, AA2028A, AA2028B, AA2028C, AA2029, AA2030, AA2031, AA2032, AA2034, AA2036, AA2037, AA2038, AA2039, AA2139, AA2040, AA2041, AA2044, AA2045, AA2050, AA2055, AA2056, AA2060, AA2065, AA2070, AA2076, AA2090, AA2091, AA2094, AA2095, AA2195, AA2295, AA2196, AA2296, AA2097, AA2197, AA2297, AA2397, AA2098, AA2198, AA2099, o AA2199.
Opcionalmente, las aleaciones de aluminio de acuerdo con lo descrito en la presente pueden ser una aleación de aluminio AA5xxx de acuerdo con una de las siguientes denominaciones de aleaciones de aluminio: AA5005, AA5005A, AA5205, AA5305, AA5505, AA5605, AA5006, AA5106, AA5010, AA5110, AA5110A, AA5210, AA5310, AA5016, AA5017, AA5018, AA5018A, AA5019, AA5019A, AA5119, AA5119A, AA5021, AA5022, AA5023, AA5024, AA5026, AA5027, AA5028, AA5040, AA5140, AA5041, AA5042, AA5043, AA5049, AA5149, AA5249, AA5349, AA5449, AA5449A, AA5050, AA5050A, AA5050C, AA5150, AA5051, AA5051A, AA5151, AA5251, AA5251A, AA5351, AA5451, AA5052, AA5252, AA5352, AA5154, AA5154A, AA5154B, AA5154C, AA5254, AA5354, AA5454, AA5554, AA5654, AA5654A, AA5754, AA5854, AA5954, AA5056, AA5356, AA5356A, AA5456, AA5456A, AA5456B, AA5556, AA5556A, AA5556B, AA5556C, AA5257, AA5457, AA5557, AA5657, AA5058, AA5059, AA5070, AA5180, AA5180A, AA5082, AA5182, AA5083, AA5183, AA5183A, AA5283, AA5283A, AA5283B, AA5383, AA5483, AA5086, AA5186, AA5087, AA5187, o AA5088.
Opcionalmente, las aleaciones de aluminio de acuerdo con lo descrito en la presente pueden ser una aleación de aluminio AA6xxx de acuerdo con una de las siguientes denominaciones de aleaciones de aluminio: AA6101, AA6101A, AA6101B, AA6201, AA6201A, AA6401, AA6501, AA6002, AA6003, AA6103, AA6005, AA6005A, AA6005B, AA6005C, AA6105, AA6205, AA6305, AA6006, AA6106, AA6206, AA6306, AA6008, AA6009, AA6010, AA6110, AA6110A, AA6011, AA6111, AA6012, AA6012A, AA6013, AA6113, AA6014, AA6015, AA6016, AA6016A, AA6116, AA6018, AA6019, AA6020, AA6021, AA6022, AA6023, AA6024, AA6025, AA6026, AA6027, AA6028, AA6031, AA6032, AA6033, AA6040, AA6041, AA6042, AA6043, AA6151, AA6351, AA6351A, AA6451, AA6951, AA6053, AA6055, AA6056, AA6156, AA6060, AA6160, AA6260, AA6360, AA6460, AA6460B, AA6560, AA6660, AA6061, AA6061A, AA6261, AA6361, AA6162, AA6262, AA6262A, AA6063, AA6063A, AA6463, AA6463A, AA6763, A6963, AA6064, AA6064A, AA6065, AA6066, AA6068, AA6069, AA6070, AA6081, AA6181, AA6181A, AA6082, AA6082A, AA6182, AA6091, o AA6092.
Opcionalmente, las aleaciones de aluminio descritas en la presente pueden ser una aleación de aluminio AA7xxx de acuerdo con una de las siguientes denominaciones de aleaciones de aluminio: AA7011, AA7019, AA7020, AA7021, AA7039, AA7072, AA7075, AA7085, AA7108, AA7108A, AA7015, AA7017, AA7018, AA7019A, AA7024, AA7025, AA7028, AA7030, AA7031, AA7033, AA7035, AA7035A, AA7046, AA7046A, AA7003, AA7004, AA7005, AA7009, AA7010, AA7011, AA7012, AA7014, AA7016, AA7116, AA7122, AA7023, AA7026, AA7029, AA7129, AA7229, AA7032, AA7033, AA7034, AA7036, AA7136, AA7037, AA7040, AA7140, AA7041, AA7049, AA7049A, AA7149, AA7249, AA7349, AA7449, AA7050, AA7050A, AA7150, AA7250, AA7055, AA7155, AA7255, AA7056, AA7060, AA7064, AA7065, AA7068, AA7168, AA7175, AA7475, AA7076, AA7178, AA7278, AA7278A, AA7081, AA7181, AA7185, AA7090, AA7093, AA7095, y AA7099.
La Figura 1 es un diagrama de flujo del proceso 10 que representa el método para producir artículos de aleación de aluminio de calibre grueso, tales como placas, planchas, losas, placas de lámina u otros artículos que tengan un calibre de alrededor de 4 mm o más. En el recuadro 20, la colada de calibre delgado se refiere a la colada continua de un artículo de aleación de aluminio. En algunos aspectos, la colada continua de un artículo de aleación de aluminio puede reemplazar un método convencional de refrigeración directa mediante la colada un lingote de aleación de aluminio. La colada continua puede llevarse a cabo mediante cualquier máquina de colada continua adecuada, tal como una máquina de colada continua de bandas gemelas, una máquina de colada de doble bloque o una máquina de colada de doble rodillo. En algunos ejemplos, el artículo de aleación de aluminio en estado fundido tiene un espesor de alrededor de 50 mm a alrededor de 5 mm. Por ejemplo, un artículo de aleación de aluminio fundido de manera continua puede tener un espesor de calibre de alrededor de 50 mm, 45 mm, 40 mm, 35 mm, 30 mm, 25 mm, 20 mm, 15 mm, 10 mm, 5 mm o cualquier valor intermedio, luego de salir de la máquina de colada continua. En algunos ejemplos no limitativos, el artículo de aleación de aluminio se cuela a un calibre entre alrededor de 15 mm a alrededor de 25 mm. En algunos casos, el artículo de aleación de aluminio se cuela en un calibre de alrededor de 15 mm a alrededor de 40 mm. La obtención de un artículo de aleación de aluminio que tenga un espesor similar al del artículo de aluminio fundido de manera continua de un lingote de aleación de aluminio puede requerir etapas de procesamiento adicionales, que incluyen la homogeneización del lingote, quitar la capa superficial y laminado por descomposición. En algunos casos, la colada de un artículo de aleación de aluminio fundido de calibre más delgado (por ejemplo, hasta alrededor de 50 mm) directamente de una aleación derretida puede reducir significativamente el tiempo y el costo de procesamiento. En algunos ejemplos no limitativos, tras salir de un dispositivo de colada continua, el artículo de aleación de aluminio puede tener una temperatura de salida de la máquina de colada de o de alrededor de 350°C hasta o a alrededor de 500°C. Por ejemplo, el artículo de aleación de aluminio puede tener una temperatura de salida de la máquina de colada de o de alrededor de 350°C, 360°C, 370°C, 380°C, 390°C, 400°C, 410°C, 420°C, 430°C, 440°C, 450°C, 460°C, 470°C, 480°C, 490°C, 500°C, 510°C, 520°C, 530°C, 540°C, 550°C, 560°C o cualquier valor intermedio.
El artículo de aleación de aluminio se recalienta en el bloque 30. En algunos casos, el recalentamiento en el bloque 30 puede incluir solubilización. La solución puede referirse a un tratamiento térmico empleado para distribuir uniformemente elementos de aleación a través de una matriz de aluminio dentro del artículo de aleación de aluminio (por ejemplo, crear una solución sólida). En algunos ejemplos, la solubilización de un artículo de aleación de aluminio fundido de manera continua se puede llevar a cabo de manera más eficiente que con la solubilización de una placa de aleación de aluminio creada a partir de un lingote de aleación de aluminio. La solubilización de una placa de aleación de aluminio creada a partir de un lingote de aleación de aluminio se lleva a cabo normalmente mediante el calentamiento de la placa de aleación de aluminio creada a partir del lingote a una temperatura de solubilización de alrededor de 560°C y el remojo de la placa de aleación de aluminio a una temperatura de alrededor de 560°C hasta alrededor de 1 hora. El recalentamiento de un artículo de aleación de aluminio fundido de manera continua como se describe en la presente se lleva a cabo a una temperatura pico del metal de 420°C hasta 580°C (por ejemplo, a 420°C, 430°C)., 440°C, 450°C, 460°C, 470°C, 480°C, 490°C, 500°C, 510°C, 520°C, 530°C, 540°C, 550°C, 560°C, 570°C, 580°C, o cualquier valor intermedio) con un tiempo de remojo de menos de 5 minutos (por ejemplo, menos de 5 minutos, menos de 4 minutos, menos de 3 minutos, menos de 2 minutos, menos de 1 minuto, o cualquier valor intermedio). En algunos ejemplos no limitativos, el recalentamiento de un artículo de aleación de aluminio fundido de manera continua se lleva a cabo a alrededor de 560°C durante menos de alrededor de 3 minutos. En algunos aspectos, la disminución de la temperatura de recalentamiento puede requerir aumentar el tiempo de remojo y viceversa. El artículo de aleación de aluminio puede tener una temperatura de salida de horno de o de alrededor de 420°C hasta o a alrededor de 580°C (por ejemplo, a de alrededor de 420°C, 430°C, 440°C, 450°C, 460°C, 470°C, 480°C, 490°C, 500°C, 510°C, 520°C, 530°C, 540°C, 550°C, 560°C, 570°C, 580°C o cualquier valor intermedio). En algunos ejemplos no limitativos, el horno puede emplearse para mantener la temperatura de salida de la máquina de colada del artículo de aleación de aluminio durante el paso del dispositivo de colada continua al laminador.
En el recuadro 40 (véase la Figura 1), el laminado en caliente al calibre final se refiere a reducir el espesor de calibre del artículo de aleación de aluminio para producir un artículo de aleación de aluminio que tenga un espesor deseado (por ejemplo, el calibre). En algunos casos, el laminado en caliente al calibre final da lugar a un artículo de aleación de aluminio de calibre grueso (por ejemplo, con un espesor de 4 mm o más, tal como, entre otros, entre 4 mm y alrededor de 15 mm o entre alrededor de 6 mm y alrededor de 15 mm). En algunos casos, el laminado en caliente de un artículo de aleación de aluminio fundido de manera continua a un calibre final se puede llevar a cabo de manera más eficiente que un método comparativo de descomponer un lingote de aleación de aluminio desde un espesor de alrededor de 450 mm a alrededor de 600 mm a un espesor de 4 mm o más. En algunos ejemplos, el laminado en caliente de un artículo de aleación de aluminio fundido de manera continua desde un calibre de alrededor de 15 mm a alrededor de 40 mm a un calibre final de 4 mm o más se puede llevar a cabo en una sola pasada a través de un laminador en caliente. En algunos casos, el artículo de aleación de aluminio se lamina en caliente a un calibre entre 4 mm y alrededor de 15 mm o entre alrededor de 6 mm y alrededor de 15 mm. En algunos casos, el porcentaje de reducción del espesor en una sola pasada a través del laminador en caliente puede ser de o de alrededor de 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65% o 70%. En algunos casos, el laminado en caliente de un artículo de aleación de aluminio fundido de manera continua desde un calibre de o de alrededor de 15 mm y 40 mm a un calibre final de 4 mm o más (tal como, por ejemplo, entre 4 mm y alrededor de 15 mm o entre alrededor de 6 mm y alrededor de 15 mm) se puede llevar a cabo a una temperatura de alrededor de 400°C a alrededor de 480°C (por ejemplo, a o a alrededor de 400°C, 410°C, 420°C, 430°C, 440°C C, 450°C, 460°C, 470°C, 480°C, o cualquier valor intermedio) y el artículo de aleación de aluminio puede tener una temperatura de entrada de laminador en caliente de o de alrededor de 350°C hasta o a alrededor de 560°C. Por ejemplo, el artículo de aleación de aluminio puede tener una temperatura de entrada de laminador en caliente de o de alrededor de 350°C, 360°C, 370°C, 380°C, 390°C, 400°C, 410°C, 420°C, 430°C, 440°C, 450°C, 460°C, 470°C, 480°C, 490°C, 500°C, 510°C, 520°C, 530°C, 540°C, 550°C, 560°C o cualquier valor intermedio. En algunos ejemplos no limitativos, el artículo de aleación de aluminio puede salir del horno (por ejemplo, un horno de solubilización) con una temperatura de alrededor de 560°C y puede tener una temperatura de entrada de laminador en caliente de alrededor de 530°C. En algunos ejemplos no limitativos, el laminado en caliente se lleva a cabo a una temperatura lo más caliente posible sin derretir el artículo de aleación de aluminio.
En algunos aspectos, el artículo de aleación de aluminio se puede someter a laminado en caliente (por ejemplo, la reducción del espesor) desde un calibre colado de manera continua a un calibre final sin laminado en frío alguno. En algunos ejemplos no limitativos, el artículo de aleación de aluminio se puede reducir a un artículo de aluminio de calibre grueso, tal como 4 mm o más, tal como una placa, una plancha, una losa, una placa de lámina de aleación de aluminio, etc. En algunos ejemplos no limitativos, durante el laminado en caliente, el calibre de aleación de aluminio puede reducirse de alrededor de 0% a alrededor de 88%. Por ejemplo, el artículo de aleación de aluminio puede someterse a una reducción de calibre de 0%, 2%, 4%, 6%, 8%, 10%, 12%, 14%, 16%, 18%, 20%, 22%, 24%, 26%, 28%, 30%, 32%, 34%, 36%, 38%, 40%, 42%, 44%, 46%, 48%, 50%, 52%, 54%, 56%, 58%, 60%, 62%, 64%, 66%, 68%, 70%, 72%, 74%, 76%, 78%, 80%, 82%, 84%, 86%, 88%, o cualquier valor intermedio. En algunos casos, la reducción del espesor en el bloque 40 puede ser de al menos de o de alrededor de 35%, 36%, 37%, 38%, 39%, 40%, 41%, 42%, 43%, 44%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49% o 50%. En algunos aspectos, el artículo de aleación de aluminio se puede laminar en caliente a un calibre final de 4 mm o más, tal como por ejemplo entre 4 mm y 15 mm o entre alrededor de 6 mm y alrededor de 15 mm. En algunos ejemplos, el calibre final del artículo de aleación de aluminio de calibre grueso es de 4 mm, 5 mm, 6 mm, 7 mm, 8 mm, 9 mm, 10 mm, 11 mm, 12 mm, 13 mm, 14 mm, o 15 mm, o cualquier valor intermedio.
En algunos ejemplos, el artículo de aleación de aluminio laminado puede tener una temperatura de salida de laminador en caliente de o de alrededor de 380°C a alrededor de 450°C. Por ejemplo, el artículo de aleación de aluminio puede tener una temperatura de salida de laminador en caliente de alrededor de 380°C, 390°C, 400°C, 410°C, 420°C, 430°C, 440°C, 450°C o cualquier valor intermedio. En algunos ejemplos no limitativos, el artículo de aleación de aluminio tiene una temperatura de salida de laminador en caliente de alrededor de 400°C.
El artículo de aleación de aluminio se enfría térmicamente tras salir del laminador. El enfriamiento puede llevarse a cabo con agua y/o aire forzado. En algunos ejemplos no limitativos, el enfriamiento se lleva a cabo mediante pulverización con agua sobre al menos un primer lado del artículo de aleación de aluminio. En algunos casos, el enfriamiento se lleva a cabo mediante pulverización con agua sobre un primer lado del artículo de aleación de aluminio y un segundo lado del artículo de aleación de aluminio. En algunos aspectos, el artículo de aleación de aluminio se puede enfriar mediante inmersión en agua. En algunos ejemplos no limitativos, el enfriamiento se puede llevar a cabo a una velocidad de al menos o alrededor de 100°C/segundo (°C/s). Por ejemplo, el enfriamiento se puede llevar a cabo a una velocidad de o de alrededor de 100°C/s, 120°C/s, 140°C/s, 160°C/s, 180°C/s, 200°C/s, 220°C/s, 240°C/s, 260°C/s o cualquier valor intermedio. En algunos ejemplos, el artículo de aleación de aluminio se puede enfriar hasta o por debajo de una temperatura entre o a alrededor de 200°C y 130°C. Por ejemplo, el artículo de aleación de aluminio puede enfriarse a una temperatura de o de alrededor de 200°C o menor, a o alrededor de 190°C o menor, a o de alrededor de 180°C o menor, a o de alrededor de 170°C o menor, a o de alrededor de 160°C o menor, a o de alrededor de 150°C o menor, a o de alrededor de 140°C o menor, a o de alrededor de 130°C o menor, o cualquier valor intermedio.
El enfriamiento se lleva a cabo antes del laminado (por ejemplo, para llevar a cabo un laminado a una temperatura inferior, a veces denominado laminado en tibio y después del laminado. En algunos casos adicionales, solamente se lleva a cabo un enfriamiento mínimo (por ejemplo, el artículo de aleación de aluminio puede enfriarse mínimamente a una temperatura de o de alrededor de 395°C o menor, de o de alrededor de 390°C o menor, de o de alrededor de 385°C o menor, de o de alrededor de 380°C o menor, de o de alrededor de 375°C o menor, de o de alrededor de 370°C o menor, de o de alrededor de 365°C o menor, de o de alrededor de 360°C o menor, o cualquier valor intermedio, tras salir del laminador en caliente).
El laminado en tibio al calibre final puede referirse a la reducción del espesor de calibre del artículo de aleación de aluminio a una temperatura menor que el laminado en caliente para producir un artículo de aleación de aluminio de calibre grueso que tenga un calibre deseado (por ejemplo, alrededor de 4 mm o más, tal como entre alrededor de 4 mm y alrededor de 15 mm o entre alrededor de 6 mm y alrededor de 15 mm), en donde la reducción se produce a una temperatura entre laminado en frío y laminado en caliente (por ejemplo, por debajo de una temperatura de recristalización). En algunos casos, se puede llevar a cabo el laminado en tibio de un artículo de aleación de aluminio fundido de manera continua a un calibre final para producir un artículo de aleación de aluminio de calibre grueso que tenga un temple similar a cualquier temple adecuado que se logra mediante la puesta en práctica de laminado en frío. En algunos ejemplos, el laminado en tibio de un artículo de aleación de aluminio fundido de manera continua desde un calibre entre alrededor de 15 mm y 40 mm a un calibre final de 4 mm o más (tal como, entre otros, 4 mm y alrededor de 15 mm o entre alrededor de 6 mm y alrededor de 15 mm) se puede llevar a cabo en una sola pasada a través de un laminador en caliente (por ejemplo, un laminador en caliente que funciona a temperaturas inferiores). En algunos casos, el laminado en tibio de un artículo de aleación de aluminio fundido de manera continua desde un calibre de o de alrededor de 15 mm hasta o a alrededor de 40 mm a un calibre final de 4 mm o más (tal como, entre otros, entre 4 mm y alrededor de 15 mm o entre alrededor de 6 mm y alrededor de 15 mm) se puede llevar a cabo a una temperatura de o de alrededor de 300°C, hasta o a alrededor de 400°C (por ejemplo, a o a alrededor de 300°C, 310°C, 320°C, 330°C, 340°C, 350°C C, 360°C, 370°C, 380°C, 390°C, 400°C o cualquier valor intermedio) y el artículo de aleación de aluminio puede tener una temperatura de entrada de laminador para un laminado en tibio de o de alrededor de 350°C hasta o a alrededor de 480°C. Por ejemplo, el artículo de aleación de aluminio de calibre grueso puede tener una temperatura de entrada de laminador de o de alrededor de 350°C, 360°C, 370°C, 380°C, 390°C, 400°C, 410°C, 420°C, 430°C, 440°C, 450°C, 460°C, 470°C, 480°C o cualquier valor intermedio. En algunos ejemplos no limitativos, el artículo de aleación de aluminio de calibre grueso puede salir del horno (por ejemplo, un horno de solubilización) a una temperatura de o de alrededor de 560°C y puede someterse a enfriamiento hasta una temperatura de o alrededor de 300°C hasta o a alrededor de 480°C (por ejemplo, a o a alrededor de 300°C, 310°C, 320°C, 330°C, 340°C, 350°C, 360°C, 370°C, 380°C, 390°C C, 400°C, 410°C, 420°C, 430°C, 440°C, 450°C, 460°C, 470°C, 480°C, o cualquier valor intermedio). El artículo de aleación de aluminio de calibre grueso puede tener una temperatura de entrada de laminador para un laminado en tibio de menos de o de alrededor de 480°C. En algunos ejemplos no limitativos, el laminado en tibio se lleva a cabo a una temperatura de menos de o de alrededor de 350°C.
En algunos aspectos, el artículo de aleación de aluminio se puede someter a laminado en tibio (por ejemplo, la reducción del espesor) desde un calibre colado de manera continua a un calibre final sin laminado en frío alguno. En algunos ejemplos no limitativos, el artículo de aleación de aluminio puede reducirse a un artículo de aleación de aluminio de calibre grueso, por ejemplo, un artículo de aleación de aluminio que tenga un espesor de 4 mm o más (tal como, entre otros, entre 4 mm y alrededor de 15 mm o entre alrededor de 6 mm y alrededor de 15 mm). En algunos ejemplos no limitativos, durante el laminado en tibio, el calibre de aleación de aluminio puede reducirse de alrededor de 0% a alrededor de 88%. Por ejemplo, el artículo de aleación de aluminio puede someterse a una reducción de calibre de 0%, 2%, 4%, 6%, 8%, 10%, 12%, 14%, 16%, 18%, 20%, 22%, 24%, 26%, 28%, 30%, 32%, 34%, 36%, 38%, 40%, 42%, 44%, 46%, 48%, 50%, 52%, 54%, 56%, 58%, 60%, 62%, 64%, 66%, 68%, 70%, 72%, 74%, 76%, 78%, 80%, 82%, 84%, 86%, 88%, o cualquier valor intermedio. En algunos casos, la reducción del espesor en el bloque 40 puede ser de al menos de o de alrededor de 35%, 36%, 37%, 38%, 39%, 40%, 41%, 42%, 43%, 44%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49% o 50%. En algunos aspectos, el artículo de aleación de aluminio se puede laminar en tibio a un calibre final de 4 mm o más. En algunos ejemplos, el artículo se lamina en tibio a un calibre final entre 4 mm y alrededor de 15 mm o entre alrededor de 6 mm y alrededor de 15 mm.
Opcionalmente, el artículo de aleación de aluminio puede recalentarse (por ejemplo, someterse a solubilización) después del laminado en caliente o en tibio. En algunos ejemplos, el recalentamiento de un artículo de aleación de aluminio fundido de manera continua laminado en caliente o en tibio como se describe en la presente puede llevarse a cabo a una temperatura pico del metal de o de alrededor de 420°C hasta o a alrededor de 580°C (por ejemplo, a alrededor de 420°C, 430°C, 440°C, 450°C, 460°C, 470°C, 480°C, 490°C, 500°C, 510°C, 520°C, 530°C, 540°C, 550°C, 560°C, 570°C, 580°C, o cualquier valor intermedio) con un tiempo de remojo de menos de alrededor de 5 minutos (por ejemplo, menos de alrededor de 5 minutos, menos de alrededor de 4 minutos, menos de alrededor de 3 minutos, menos de alrededor de 2 minutos, menos de alrededor de 1 minuto, o cualquier valor intermedio). En algunos ejemplos no limitativos, el recalentamiento de un artículo de aleación de aluminio fundido de manera continua se lleva a cabo a alrededor de 560°C durante menos de alrededor de 3 minutos. En algunos aspectos, la disminución de la temperatura de recalentamiento puede requerir aumentar el tiempo de remojo y viceversa. El artículo de aleación de aluminio puede tener una temperatura de salida de horno de o de alrededor de 420°C hasta o a alrededor de 580°C (por ejemplo, a de alrededor de 420°C, 430°C, 440°C, 450°C, 460°C, 470°C, 480°C, 490°C, 500°C, 510°C, 520°C, 530°C, 540°C, 550°C, 560°C, 570°C, 580°C o cualquier valor intermedio). En algunos casos, no se lleva a cabo recalentamiento después del laminado en caliente o en tibio.
En el recuadro 50 (véase la Figura 1), cortar a la longitud se refiere a cortar los artículos de aleación de aluminio de calibre grueso laminados a una longitud deseada (por ejemplo, según lo solicitado por un cliente) in situ después del enfriamiento. En algunos ejemplos no limitativos, el material de aleación de aluminio no se enrolla para aplicaciones de posproducción que incluyen almacenamiento, envejecimiento y envío, por nombrar algunos. En algunos casos, después del corte, los artículos de aleación de aluminio de calibre grueso (en algunos ejemplos, placas, planchas, losas, placas de lámina de aleación de aluminio o similares) se pueden apilar para aplicaciones de posproducción que incluyen almacenamiento, envejecimiento y/o envío por nombrar algunos. Los artículos de aleación de aluminio de calibre grueso pueden tener una temperatura de apilamiento de o de alrededor de 100°C o menos hasta o a alrededor de 250°C o menos. Por ejemplo, los artículos de aleación de aluminio de calibre grueso pueden apilarse a una temperatura de o por debajo de, o de alrededor de 100°C, 110°C, 120°C, 130°C, 140°C, 150°C, 160°C, 170°C, 180°C, 190°C, 200°C, 210°C, 220°C, 230°C, 240°C, 250°C, o cualquier valor intermedio.
En algunos ejemplos no limitativos, la temperatura de apilamiento puede afectar el temple de los artículos de aleación de aluminio de calibre grueso. Por ejemplo, el apilamiento de artículos de aleación de aluminio de calibre grueso sometidos a solubilización a una temperatura de apilamiento de o de alrededor de 100°C puede dar lugar a artículos de aleación de aluminio de calibre grueso que tienen un temple T4. En algunos casos, el apilamiento de artículos de aleación de aluminio de calibre grueso de serie AA6xxx sometidos a solubilización a una temperatura de apilamiento de o de alrededor de 200°C puede dar lugar a artículos de aleación de aluminio de calibre grueso AA6xxx que tienen un temple T6. En algunos casos, el apilamiento de los mismos artículos de aleación de aluminio de calibre grueso AA6xxx sometidos a solubilización a una temperatura de apilamiento de o de alrededor de 250°C puede dar lugar a artículos de aleación de aluminio de calibre grueso AA6xxx que tienen un temple T7. En algunos casos adicionales, apilar artículos de aleación de aluminio de calibre grueso de serie AA7xxx sometidos a solubilización a una temperatura de apilamiento de o de alrededor de 165°C y mantener esa temperatura durante 24 horas o alrededor de 24 horas puede proporcionar artículos de aleación de aluminio de calibre grueso de serie AA7xxx que tienen un temple T7. Se pueden utilizar otras temperaturas y tiempos de apilamiento para afectar el temple de los artículos de aleación de aluminio de calibre grueso, según corresponda.
En el recuadro 60 (véase la Figura 1), envejecimiento artificial puede referirse a un proceso de tratamiento térmico que puede impartir los temples deseados para proporcionar artículos de aleación de aluminio de calibre grueso (en algunos ejemplos, placas, planchas, losas, placas de lámina de aleación de aluminio o similares). En algunos ejemplos no limitativos, el envejecimiento artificial se lleva a cabo como parte del proceso de apilamiento, tal como se describió anteriormente. En algunos ejemplos adicionales, el envejecimiento artificial se lleva a cabo al someter adicionalmente los artículos de aleación de aluminio de calibre grueso a una temperatura elevada adecuada para el envejecimiento artificial.
La Figura 2 es un diagrama esquemático que representa un sistema de colada continua 100 de acuerdo con ciertos aspectos y características de la presente divulgación. De acuerdo con la invención, un par de superficies de colada opuestas móviles 110 definen una cavidad de colada 115 entre el par de superficies de colada opuestas móviles 110. El par de superficies de colada opuestas móviles 110 puede ser una máquina de colada de doble rodillo o una máquina de colada de bandas gemelas, o cualquier otro dispositivo de colada continua adecuado. Un inyector de metal derretido posicionado aguas arriba del par de superficies de colada opuestas móviles 110 puede inyectar metal derretido (por ejemplo, una aleación de aluminio derretido) en la cavidad de colada 115 entre el par de superficies de colada opuestas móviles 110. El par de superficies de colada opuestas móviles 110 puede fundir la aleación de aluminio derretido en un artículo de metal, por ejemplo, un artículo de aleación de aluminio 120. La colada de la aleación de aluminio derretido en un artículo de aleación de aluminio 120 puede incluir la extracción rápida de calor de la aleación de aluminio derretido cuando el artículo de aleación de aluminio derretido se mueve a través de la cavidad de colada 115 y el artículo de aleación de aluminio 120 sale de la cavidad de colada 115. Se emplea un horno 130 posicionado aguas abajo del par de superficies de colada opuestas móviles 110 para recalentar el artículo de aleación de aluminio 120. El horno 130 es un horno de solubilización, que puede emplearse para someter a solubilización el artículo de aleación de aluminio 120. Opcionalmente, el horno 130 puede emplearse para mantener la temperatura de salida de colada del artículo de aleación de aluminio 120. En algunos casos, el horno 130 puede funcionar a una temperatura por encima de la temperatura de salida de colada de aleación de aluminio 120, en cuyo caso los elementos de calentamiento opcionales posicionados aguas arriba del horno 130 pueden aumentar la temperatura del artículo de aleación de aluminio 120 antes de que este entre en el horno 130. Se puede utilizar un laminador 140 posicionado aguas abajo del horno 130 para reducir el espesor del artículo de aleación de aluminio 120, lo que da lugar a un artículo de aleación de aluminio de calibre grueso 125 (por ejemplo, el laminador 140 puede laminar el artículo de aleación de aluminio 120 en un artículo de aleación de aluminio de calibre grueso 125). Se utiliza un dispositivo de enfriamiento 160 posicionado aguas abajo del laminador 140 para enfriar (por ejemplo, enfriar rápidamente) el artículo de aleación de aluminio de calibre grueso 125. Se puede emplear un dispositivo de corte de placa 170 posicionado aguas abajo del dispositivo de enfriamiento 160 para cortar el artículo de aleación de aluminio de calibre grueso 125 a una longitud deseada. Si se desea, el artículo de aleación de aluminio de calibre grueso 125 cortado se apila en una pila 180 de artículos de aleación de aluminio de calibre grueso 125 para cualquier procesamiento aguas abajo adicional adecuado.
Se posiciona un segundo dispositivo de enfriamiento 165 aguas arriba del laminador 140 para enfriar el artículo de aleación de aluminio 120 antes del laminado. En algunos casos, tal segundo dispositivo de enfriamiento 165 puede ser adecuado para su uso con un procedimiento de laminado en tibio (por ejemplo, un laminado a temperaturas por debajo de la temperatura de recristalización). El uso de un segundo dispositivo de enfriamiento 165 inmediatamente antes del laminado puede dar lugar a que el artículo de aleación de aluminio de calibre grueso 125 tenga propiedades mecánicas similares a las de los artículos laminados de aleación de aluminio que tienen un temple T3 o T8 (por ejemplo, alta resistencia y endurecimiento por precipitación). Por ejemplo, los métodos descritos anteriormente pueden proporcionar artículos de aleación de aluminio de calibre grueso (por ejemplo, placas, planchas, losas, placas de lámina, etc.) que tienen propiedades mecánicas similares a las de los artículos de aleación de aluminio producidos a través de trabajo en frío (por ejemplo, laminado en frío), incluso aunque los artículos de aleación de aluminio de calibre grueso descritos en la presente no se laminen en frío. En algunos aspectos, las propiedades mecánicas exhibidas por las aleaciones de aluminio que tienen un temple T3 o T8 como se describió anteriormente pueden transferirse a los artículos de aleación de aluminio de calibre grueso descritos en la presente mediante el uso de los métodos descritos en la presente. Por ejemplo, cuando se desean las propiedades del temple T8, puede someterse una aleación de aluminio a colada continua, solubilización, enfriamiento, laminado en caliente a un calibre final y enfriamiento después del laminado en caliente, que se describe en detalle más adelante.
En algunos ejemplos no limitativos, el sistema de colada continua 100 puede disponerse en una pluralidad de configuraciones para proporcionar un historial térmico específicamente adaptado para los artículos de aleación de aluminio de calibre grueso 125. En el presente documento se describe que una aleación de aluminio de serie AA6xxx en temple T4, T6 o T7 se puede producir al colar un artículo de aleación de aluminio 120 de manera tal que el artículo de aleación de aluminio 120 que sale de la cavidad de colada 115 tenga una temperatura de salida de la máquina de colada de alrededor de 450°C, someter a solubilización en el horno de solubilización 130 a una temperatura de alrededor de 560°C, y someter el artículo de aleación de aluminio 120 a una reducción de 50% en el laminador 140 a una temperatura entre aproximadamente 530°C y 580°C. Para el temple T4, el artículo de aleación de aluminio de calibre grueso 125 puede salir del laminador 140 y puede enfriarse inmediatamente mediante el uso de un dispositivo de enfriamiento 160 hasta una temperatura de 200°C o menor, y luego puede cortarse mediante el uso de un dispositivo de corte 160 y apilarse a una temperatura de 100°C o menor. Para el temple T6, el artículo de aleación de aluminio de calibre grueso 125 puede salir del laminador 140 y puede enfriarse inmediatamente mediante el uso de un dispositivo de enfriamiento 160 hasta una temperatura de o de alrededor de 200°C, y luego puede cortarse mediante el uso de un dispositivo de corte 160 y apilarse a una temperatura de o de alrededor de 200°C. Para el temple T7, el artículo de aleación de aluminio de calibre grueso 125 puede salir del laminador 140 y puede enfriarse inmediatamente mediante el uso de un dispositivo de enfriamiento 160 hasta una temperatura de o de alrededor de 250°C, y luego puede cortarse mediante el uso de un dispositivo de corte 160 y apilarse a una temperatura de o de alrededor de 250°C.
En un ejemplo, una aleación de aluminio de serie AA6xxx que tiene propiedades de temple T3 o T8 (por ejemplo, alta resistencia) puede producirse sin laminado en frío. La aleación de aluminio de serie AA6xxx que tiene propiedades de temple T3 o T8 pueden proporcionarse al colar un artículo de aleación de aluminio 120 de manera tal que el artículo de aleación de aluminio 120 que sale de la cavidad de colada 115 tenga una temperatura de salida de la máquina de colada de alrededor de 450°C, someter a solubilización en el horno de solubilización 130 a una temperatura de alrededor de 560°C, luego se enfría el artículo de aleación de aluminio 120 mediante el uso del dispositivo de enfriamiento 165 hasta una temperatura de alrededor de 470°C antes de someter el artículo de aleación de aluminio 120 a una reducción de 50% en el laminador 140 a una temperatura por debajo de aproximadamente 500°C, tal como a o a alrededor de 470°C. El artículo de aleación de aluminio de calibre grueso resultante 125 puede salir del laminador 140 a una temperatura de salida de laminador de alrededor de 400°C y puede enfriarse inmediatamente mediante el uso del dispositivo de enfriamiento 160 a una temperatura de o de alrededor de 200°C. Para proporcionar la aleación de aluminio de serie AA6xxx que tiene propiedades de temple T3, el artículo de aleación de aluminio de calibre grueso 125 puede cortarse mediante el uso del dispositivo de corte 160 y apilarse a una temperatura de 100°C o menor. Para proporcionar la aleación de aluminio de serie AA6xxx que tiene propiedades de temple T8, el artículo de aleación de aluminio de calibre grueso 125 puede cortarse mediante el uso del dispositivo de corte 160 y apilarse a una temperatura de alrededor de 200°C. Para proporcionar la aleación de aluminio de serie AA6xxx que tiene propiedades de temple T8x, el artículo de aleación de aluminio de calibre grueso 125 puede cortarse mediante el uso del dispositivo de corte 160, apilarse a una temperatura de alrededor de 200°C y envejecerse artificialmente.
Los siguientes ejemplos servirán para ilustrar adicionalmente la presente invención sin que, al mismo tiempo, sin embargo, constituyan una limitación de esta. Por el contrario, debe entenderse claramente que se puede recurrir a diversas formas de realización, modificaciones y equivalentes de esta que, después de leer la descripción de la presente, pueden surgirse a las personas del oficio de nivel medio sin apartarse del espíritu de la invención. Durante los estudios descritos en los siguientes ejemplos, se siguieron los procedimientos convencionales, a menos que se indique lo contrario. Algunos de los procedimientos se describen a continuación con fines ilustrativos.
Ejemplo
Se prepararon varias aleaciones para probar la resistencia, el alargamiento y la conformabilidad. Las composiciones químicas para estas aleaciones se proporcionan en la Tabla 1 a continuación.
Tabla 1: Composiciones de aleación
Figure imgf000010_0001
Todos los valores están expresados como porcentaje en peso (% en peso) de la totalidad.
La aleación A y la aleación B (véase la Tabla 1) se proporcionaron en un temple T4, un temple T6 parcial y un temple T6 completo mediante el empleo de los métodos descritos anteriormente y envejecimiento artificial opcional. Por ejemplo, la Aleación A y la Aleación B se pueden producir mediante los métodos representados en la Figura 1, que incluyen colar un artículo de aleación de aluminio de manera tal que el artículo de aleación de aluminio que sale de la cavidad de colada 115 tenga una temperatura de salida de la máquina de colada de alrededor de 450°C, someter a solubilización en el horno de solubilización 130 a una temperatura de alrededor de 550°C, y a alrededor de 570°C durante 2 minutos, y someter el artículo de aleación de aluminio 120 a una reducción de alrededor de 40% a alrededor de 70% en el laminador 140 a una temperatura entre aproximadamente 530°C y 580°C. La aleación A se redujo alrededor de 40% a un calibre de 9,5 mm. La aleación B se redujo alrededor de 70% a un calibre de 5,0 mm. Para el temple T4, un artículo de aleación de aluminio de calibre grueso puede salir del laminador 140 y puede enfriarse inmediatamente mediante el uso del dispositivo de enfriamiento 160 hasta una temperatura de 50°C o menor, y luego puede cortarse con el dispositivo de corte 160 y apilarse a una temperatura de 100°C o menor. Para el temple T6 parcial, los artículos de aleación de aluminio de calibre grueso pueden envejecerse artificialmente a 200°C durante 2 horas. Para el temple T6 completo, los artículos de aleación de aluminio de calibre grueso pueden envejecerse artificialmente a 180°C durante 10 horas.
La Figura 3 es un gráfico que muestra las propiedades mecánicas de los artículos de aleación de aluminio de calibre grueso fabricados a partir de la Aleación A y la Aleación B. Tanto la Aleación A como la Aleación B exhibieron una resistencia alta después del envejecimiento artificial (por ejemplo, en el temple T6 parcial y el temple T6 completo) con una resistencia de límite elástico (denominado "YS" en la Figura 3) (histograma izquierdo en cada grupo) de alrededor de 330 MPa a alrededor de 345 MPa. Tanto la Aleación A como la Aleación B exhibieron una gran resistencia después del envejecimiento natural (por ejemplo, en el temple T4) con un límite elástico (histograma izquierdo en cada grupo) de alrededor de 180 MPa a alrededor de 200 MPa, y una excelente deformabilidad (por ejemplo, un alargamiento uniforme, denominado "UE" en la Figura 3 y representado por círculos abiertos) de alrededor de 21% a alrededor de 22% de UE. En algunos aspectos, tener un UE de alrededor de 21% a alrededor de 22% puede permitir una curva de 90° durante la conformación (por ejemplo, estampado o flexión) sin fractura o falla. Además, la Aleación A y la Aleación B exhibieron altas resistencias a la tracción finales (denominadas "UTS" en la Figura 3) (histograma derecho en cada grupo), así como un alto alargamiento total antes de la fractura (denominado "TE" en la Figura 3 y representado por diamantes abiertos).
La descripción anterior de las formas de realización, incluidas las formas de realización ilustradas, se ha presentado solo con fines ilustrativos y descriptivos y no pretende ser exhaustiva ni limitativa de las formas precisas descritas. Numerosas modificaciones, adaptaciones y usos de estas serán evidentes para las personas del oficio de nivel medio.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Un método para producir artículos de aleación de aluminio laminados, que comprende:
proporcionar una aleación de aluminio derretido;
colar de manera continua (20) un artículo de aleación de aluminio (120) a partir de la aleación de aluminio derretido;
laminar (40) el artículo de aleación de aluminio (120) a una temperatura de laminado de 300°C a 580°C a un calibre de 4 milímetros (mm) o más para producir un artículo de aleación de aluminio laminado (125),
recalentar (30) el artículo de aleación de aluminio (120) después de la colada continua (20) y antes del laminado (40),
enfriar el artículo de aleación de aluminio (120) inmediatamente antes del laminado (40), y
enfriar el artículo de aleación de aluminio (120) después del laminado,
en donde el recalentamiento (30) del artículo de aleación de aluminio (120) comprende recalentar el artículo de aleación de aluminio (120) a una temperatura pico del metal de 420°C a 580°C y mantener la temperatura pico del metal por una duración de entre 1 minuto a 5 minutos.
2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la aleación de aluminio derretido es una aleación de aluminio de serie AA7xxx, y en donde el recalentamiento (30) del artículo de aleación de aluminio (120) comprende recalentar el artículo de aleación de aluminio (120) hasta una temperatura pico del metal de 480°C o, en donde la aleación de aluminio derretido es una aleación de aluminio de serie AA6xxx, y en donde el recalentamiento (30) del artículo de aleación de aluminio (120) comprende recalentar el artículo de aleación de aluminio (120) hasta una temperatura pico del metal de 560°C.
3. El método de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende enfriar el artículo de aleación de aluminio laminado (125) a una velocidad de al menos 100°C/segundo después del laminado (40).
4. El método de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende cortar (50) el artículo de aleación de aluminio laminado (125) después del laminado (40) para producir artículos de aleación de aluminio cortados y laminados.
5. El método de acuerdo con la reivindicación 4, que además comprende apilar los artículos de aleación de aluminio cortados y laminados después del corte (50).
6. El método de acuerdo con la reivindicación 5, en donde el apilamiento de los artículos de aleación de aluminio cortados y laminados después del corte (50) se lleva a cabo una temperatura de artículo de aleación de aluminio cortado y laminado de 100°C a 250°C y
en particular, en donde el apilamiento de los artículos de aleación de aluminio cortados y laminados proporciona un temple deseado.
7. El método de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende el envejecimiento artificial (60) del artículo de aleación de aluminio laminado (125).
8. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde una temperatura de salida de colada continua del artículo de aleación de aluminio (120) es de 350°C a 500°C.
9. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el laminado (40) del artículo de aleación de aluminio (120) comprende laminar en tibio el artículo de aleación de aluminio (120) a una temperatura de laminado en tibio de 300°C a 400°C.
10. Un sistema de colada continua, adecuado para llevar a cabo el método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-9, que comprende:
un par de superficies de colada opuestas móviles (110) separadas entre sí para definir una cavidad de colada (115) entre estas, en donde la cavidad de colada (115) se dimensiona para colar el artículo de aleación de aluminio (120) en un primer espesor;
un horno de solubilización (130) posicionado aguas abajo del par de superficies de colada opuestas móviles (110);
un laminador (140) posicionado aguas abajo del horno de solubilización (130), en donde el laminador (140) se configura para reducir el artículo de aleación de aluminio (120) del primer espesor a un espesor de al menos 4 mm; al menos un primer dispositivo de enfriamiento (160) posicionado aguas abajo del laminador (140);
al menos un segundo dispositivo de enfriamiento (165) posicionado aguas arriba del laminador (140);
un dispositivo de corte (170) posicionado aguas abajo de al menos el primer dispositivo de enfriamiento (160); y un dispositivo de apilamiento posicionado aguas abajo del dispositivo de corte.
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