JP2021523012A - ストリップ製品を加熱するための方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
[0001]本出願は2018年5月8日に出願された米国仮特許出願番号第62/668,471号の優先権を主張するものであり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
[0008]特定の実施形態において、金属材料は、アルミニウム合金およびアルミニウム合金内に分散したセラミック粒子を含む金属マトリックス複合材(MMC)材料である。セラミック粒子は炭化物、酸化物、ケイ化物、ホウ化物、および窒化物からなる群から選択される少なくとも1種のセラミック材料を含み得る。MMC材料は約15vol%〜約50vol%のセラミック粒子を含み得る。セラミック粒子の平均粒径は約0.3μm〜約5μmでよい。
[0010]また様々な実施形態において、金属ストリップを作製するためのシステムであって、金属材料の融点の半分未満である温間圧延温度に金属投入材料を予熱するための手段と、予熱された金属投入材料を温間圧延して金属ストリップを作製するための圧延ミルとを含む、システムも開示される。
[0013]以下は、本明細書に開示されている代表的な実施形態を例示する目的であって、それを制限する目的ではなく提示されている図面の簡単な説明である。
[0022]本明細書および特許請求の範囲において使用されるとき、用語「含む(comprising)」は実施形態「からなる(consisting of)」および「から本質的になる(consisting essentially of)」を包含し得る。用語「含む」、「包含する」、「有する」、「もつ」、「することができる」、「含有する」およびこれらの変化形は、本明細書で使用されるとき、指名された成分/構成要素/工程の存在を必要とし、他の成分/構成要素/工程の存在を許容する開放型の移行句、用語、または単語であることが意図されている。しかし、かかる記載はまた、組成物、物品、またはプロセスを、指名された成分/構成要素/工程のみの存在をそれらから生じ得るあらゆる不純物と共に許容し、他の成分/構成要素/工程を除外する、列挙された成分/構成要素/工程「からなる」および「から本質的になる」として記載するとも解釈されるべきである。
[0030]圧延とは、本明細書で使用されるとき、ストック投入材料が1対以上のローラーを通過させられてストック投入材料の厚さを低下させる金属成形プロセスである。
[0037]MMCに使用されるアルミニウム合金は2000系アルミニウム合金(すなわち、銅を含むアルミニウム合金)、6000系アルミニウム合金(すなわち、マグネシウムおよびケイ素を含むアルミニウム合金)、または7000系アルミニウム合金(すなわち、亜鉛を含むアルミニウム合金)であり得る。適切なアルミニウム合金の非限定例は2009、2124、2090、2099、6061、および6082を包含する。
[0063]図2は、金属投入材料の厚さを低下させて金属投入材料から形成されたストリップ製品を得るのに使用されることができるシステム100の第2の代表的な実施形態であり、図1と類似している。この実施形態において、システム100は既に記載されたように配置された送出ステーション110、圧延ミル120、および収集ステーション130を含む。しかしながら、予熱が送出ステーションでは起こらない。むしろ、予熱は送出ステーション110と圧延ミル120との間に配置された予熱ステーション140で起こる。金属投入材料は、予熱される前は参照番号103で示され、予熱ステーション140で予熱された後は参照番号108で示される。
[0069]また、一部の実施形態において、圧延ミル120内の少なくとも1つのバイトローラー122、124も加熱されたローラーであることができることも企図される。バイトローラーはローラーの芯内に配置された抵抗加熱素子で、または当技術分野で公知のその他の手段により加熱され得る。これは、圧延ミル120内の金属投入材料108の温間圧延温度を維持することができる。
[0073]20vol%のSiC粒子で強化された6061アルミニウム合金製のMMC片を0.3556cm(0.140インチ)(3.55mm)の厚さで押し出し、12.065cm(4.75インチ)の幅に切断した。これらの一片をパス当たり10%CWで冷間圧延した。図4Aおよび図4Bに見られるように、縁部亀裂が発生した。
[0075]20vol%のSiC粒子で強化された6061アルミニウム合金製のMMC片を0.3556cm(0.140インチ)(3.55mm)の厚さで押し出し、12.065cm(4.75インチ)の幅に切断した。これらの一片を450°F(約232℃)〜550°F(約288℃)の温度で、0.04572cm(0.018インチ)(0.46mm)の厚さ、または87%の%WWで、12.065cm(4.75インチ)幅に温間圧延した。図5に示されているように、材料に亀裂は存在せず、材料は容易にコイル状に巻き上げられた。
Claims (20)
- 金属材料の投入材料の厚さを低下させる方法であって:
前記金属材料の融点の半分未満である温間圧延温度に前記投入材料を予熱する工程;及び
予熱された投入材料を圧延ミルで温間圧延して前記投入材料の厚さを低下させ、最終厚さを有する金属ストリップを得る工程;
を含む、前記方法。 - 前記予熱が、送出ステーションを加熱することにより行なわれ、前記投入材料が前記送出ステーションから圧延ミルの方へ向かわせられる、請求項1に記載の方法。
- 前記予熱が加熱されたトンネルに前記投入材料を通すことにより行なわれ、前記加熱されたトンネルが伝導、対流、または輻射によって前記投入材料に熱を供給する、請求項1に記載の方法。
- 前記予熱が前記投入材料の上面および底面を加熱されたローラーと接触させることにより行なわれ、前記加熱されたローラーが前記投入材料の厚さを実質的に低下させない、請求項1に記載の方法。
- 前記温間圧延温度が約350°F〜約600°F(約177℃〜約315℃)である、請求項1から4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記温間圧延が少なくとも75%の全%WWまで行なわれる、請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記温間圧延が複数回の温間パスにより行なわれ、各温間パスが65%以下の%WWをもたらす、請求項1から6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記圧延ミルが1組の加熱されたバイトローラーを含む、請求項1から7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記金属ストリップをコイルに巻き上げる工程をさらに含む、請求項1から8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記金属材料が、アルミニウム合金および前記アルミニウム合金内に分散されたセラミック粒子を含む金属マトリックス複合材(MMC)材料である、請求項1から9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記セラミック粒子が炭化物、酸化物、ケイ化物、ホウ化物、および窒化物からなる群から選択される少なくとも1種のセラミック材料を含む、請求項10に記載の方法。
- 前記MMC材料が約15vol%〜約50vol%の前記セラミック粒子を含む、請求項10または11に記載の方法。
- 前記セラミック粒子の平均粒径が約0.3μm〜約5μmである、請求項10から12のいずれか1項に記載の方法。
- 請求項1から13のいずれか1項に記載の方法により作製される金属ストリップ。
- 請求項14に記載の金属ストリップから作製される物品。
- 金属ストリップを作製するためのシステムであって:
前記金属材料の融点の半分未満である温間圧延温度に金属投入材料を予熱するための手段;及び
予熱された金属投入材料を温間圧延して前記金属ストリップを作製するための圧延ミル;
を含む、前記システム。 - 前記予熱するための手段が、(A)前記金属投入材料を前記圧延ミルに供給し、(B)前記金属投入材料を予熱するように構成された送出ステーションである、請求項16に記載のシステム。
- 前記予熱するための手段が、送出ステーションと前記圧延ミルとの間に配置された加熱されたトンネルであり、前記加熱されたトンネルが伝導、対流、または輻射によって前記投入材料に熱を供給する、請求項16に記載のシステム。
- 前記予熱するための手段が、送出ステーションと前記圧延ミルとの間に配置された1組の加熱されたローラーであり、前記加熱されたローラーが、前記金属投入材料の上面および底面が前記加熱されたローラーにより接触させられるように配置されている、請求項16に記載のシステム。
- 前記圧延ミルの下流に巻き取りリールをさらに含む、請求項16から19のいずれか1項に記載のシステム。
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