JP6899913B2 - 厚ゲージアルミニウム合金物品を作製するためのシステムおよび方法 - Google Patents

厚ゲージアルミニウム合金物品を作製するためのシステムおよび方法 Download PDF

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関連出願の相互参照
本出願は、「ＳＹＳＴＥＭＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＭＡＫＩＮＧ ＡＬＵＭＩＮＵＭ ＡＬＬＯＹ ＰＬＡＴＥＳ」と題する、２０１７年７月６日に出願された米国仮特許出願第６２／５２９，０２８号、「ＨＩＧＨ ＳＴＲＥＮＧＴＨ ６ＸＸＸ ＳＥＲＩＥＳ ＡＬＵＭＩＮＵＭ ＡＬＬＯＹ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＯＦ ＭＡＫＩＮＧ ＴＨＥ ＳＡＭＥ」と題する、２０１６年１０月２７日に出願された同第６２／４１３，７４０号、「ＨＩＧＨ ＳＴＲＥＮＧＴＨ ７ＸＸＸ ＳＥＲＩＥＳ ＡＬＵＭＩＮＵＭ ＡＬＬＯＹ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＯＦ ＭＡＫＩＮＧ ＴＨＥ ＳＡＭＥ」と題する、２０１６年１０月２７日に出願された同第６２／４１３，７６４号、「ＤＥＣＯＵＰＬＥＤ ＣＯＮＴＩＮＵＯＵＳ ＣＡＳＴＩＮＧ ＡＮＤ ＲＯＬＬＩＮＧ ＬＩＮＥ」と題する、２０１６年１０月２７日に出願された同第６２／４１３，５９１号、および「ＤＥＣＯＵＰＬＥＤ ＣＯＮＴＩＮＵＯＵＳ ＣＡＳＴＩＮＧ ＡＮＤ ＲＯＬＬＩＮＧ ＬＩＮＥ」と題する、２０１７年５月１４日に出願された同第６２／５０５，９４４号の利益を主張し、これら全ての内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
付加的に、本出願は、「ＭＥＴＡＬ ＣＡＳＴＩＮＧ ＡＮＤ ＲＯＬＬＩＮＧ ＬＩＮＥ」と題する、２０１７年９月２７日に出願された、Ｍｉｌａｎ Ｆｅｌｂｅｒｂａｕｍらの米国非仮特許出願第１５／７１７，３６１号に関連し、その開示は全体が本明細書に参照によって組み込まれる。
本開示は、一般に冶金に関し、より具体的には金属板製造に関する。
厚ゲージ（例えば、厚さが４ミリメートル（ｍｍ）を超える）アルミニウム合金物品を製造する現在の方法は、初期アルミニウム合金体を長期間にわたって熱処理プロセスに供することを含む多数の処理工程を必要とする。望ましい熱処理によってアルミニウム合金物品を製造するのに必要な工程数および全体的な時間を減らすことが望ましい場合がある。
実施形態という用語および同様の用語は、本開示の主題および以下の特許請求の範囲のすべてを広く指すように意図されている。これらの用語を含む記述は、本明細書に記載される主題を限定するものでもなく、以下の特許請求の範囲の意味または範囲を限定するものでもないと理解されるべきである。本明細書で網羅される本開示の実施形態は、本概要ではなく、以下の特許請求の範囲によって定義される。本概要は、本開示の様々な態様の大まかな概要であり、以下の「発明を実施するための」の節でさらに説明される概念のいくつかを紹介する。本概要は、特許請求された主題の重要なまたは本質的な特徴を特定することを意図するものではなく、特許請求される主題の範囲を決定するために単独で使用されることも意図していない。主題は、本開示の明細書全体の適切な部分、任意のまたはすべての図面および各特許請求項を参照することによって理解されるべきである。
本開示の例は、圧延アルミニウム合金物品を製造する方法を含み、本方法は、溶融アルミニウム合金を提供することと、アルミニウム合金物品を溶融アルミニウム合金から連続鋳造することと、アルミニウム合金物品を少なくとも約４００℃の圧延温度で約４ミリメートル（ｍｍ）以上のゲージに熱間または温間圧延して厚ゲージアルミニウム合金物品を製造することと、を含む。
本開示の例はまた、連続鋳造システムを含み、本システムは、一対の移動対向鋳造表面と、一対の移動対向鋳造表面の間の鋳造キャビティと、一対の移動対向鋳造表面に隣接して位置決めされた溶融金属インジェクタであって、一対の移動対向鋳造表面の間の鋳造キャビティに溶融金属を注入することができる、インジェクタと、一対の移動対向鋳造表面の下流に位置決めされた炉（例えば、溶体化炉）と、炉の下流に位置決めされた圧延機（例えば、熱間圧延機または温間圧延機）と、圧延機の下流に位置決めされた焼き入れ装置と、焼き入れ装置の下流に位置決めされた切断装置（例えば剪断装置）と、切断装置の下流に位置決めされた積み重ね装置と、を備える。
本開示の例は、本明細書に記載の方法およびシステムによって形成される圧延アルミニウム合金物品をさらに含み、圧延アルミニウム合金物品は制御された調質度で提供される。場合によっては、圧延アルミニウム合金物品は、厚ゲージアルミニウム合金物品、例えば、限定されないが、板、シェート、スラブ、シート板などである。
本明細書は、以下の添付図面を参照し、図面中、異なる図面における同様の参照番号の使用は、同様または類似する構成要素を例示することを意図する。
本開示の特定の態様によるアルミニウム合金物品を製造するためのプロセスを描写したフローチャートである。 本開示の特定の態様による処理ラインを描写した概略図である。 本開示の特定の態様によるアルミニウム合金物品の機械的特性を描写したフローチャートである。
本開示の特定の態様および特徴は、限定されないが、板、シェート、スラブ、シート板などの厚ゲージアルミニウム合金物品を製造するための技術に関する。本開示の技術は、溶融アルミニウム合金を提供することと、アルミニウム合金物品を溶融アルミニウム合金から連続鋳造することと、任意選択で、鋳造アルミニウム合金物品を再加熱（例えば、溶体化する）することと、アルミニウム合金物品を少なくとも約４００℃の圧延温度で約４ｍｍ以上のゲージに熱間または温間圧延して厚ゲージアルミニウム合金物品を製造することと、を含む。
場合によっては、任意選択の再加熱は、鋳造アルミニウム合金物品のソルバス温度以上の溶体化温度まで鋳造アルミニウム合金物品を加熱することを含むことができるが、より低い再加熱温度を使用することもできる。場合によっては、任意選択の再加熱は、鋳造アルミニウム合金物品を、４０５℃、４１０℃、４１５℃、４２０℃、４２５℃、４３０℃、４３５℃、４４０℃、４４５℃、４５０℃、４５５℃、４６０℃、４６５℃、４７０℃、４７５℃、４８０℃、４８５℃、４９０℃、４９５℃、５００℃、５０５℃、５１０℃、５１５℃、５２０℃、５２５℃、５３０℃、５３５℃、５４０℃、５４５℃、５５０℃、５５５℃、５６０℃、５６５℃、５７０℃、５７５℃、５８０℃、５８５℃、もしくは５９０℃の、またはそれらの前後の最低ピーク金属温度またはそれ以上の温度に再加熱することを含み得る。場合によっては、任意選択の再加熱は、ＡＡ６ｘｘｘシリーズ鋳造アルミニウム合金物品を、５５０℃〜５７０℃もしくは５５５℃〜５６５℃、または５６０℃もしくはその前後のピーク金属温度まで再加熱することを含み得る。場合によっては、任意選択の再加熱は、ＡＡ７ｘｘｘシリーズ鋳造アルミニウム合金物品を、４７０°Ｃ〜４９０°Ｃもしくは４７５°Ｃ〜４８５°Ｃ、または４８０°Ｃもしくはその前後のピーク金属温度まで再加熱することを含み得る。
本開示の特定の態様および特徴はさらに、連続鋳造システムに関する。連続鋳造システムは、一対の移動対向鋳造表面と、一対の移動対向鋳造表面の間の鋳造キャビティとを含む。連続鋳造システムはまた、一対の移動対向鋳造表面の下流に位置決めされた炉（例えば、溶体化炉）と、炉の下流に位置決めされた圧延機とを含むことができる。このシステムは、圧延機の下流に位置決めされた焼き入れ装置をさらに含む。場合によっては、システムは、焼き入れ装置の下流に位置決めされた剪断装置と、剪断装置の下流に位置決めされた積み重ね装置とをさらに有する。
本開示の特定の態様および特徴はまた、本明細書に記載の方法およびシステムによって形成され、制御された焼き戻しで提供されるアルミニウム合金物品に関する。場合によっては、本開示の特定の態様および特徴に従って製造されたアルミニウム合金物品は、従来の技術よりも、より効率的に、そして製造されたアルミニウム合金物品のキログラム当たりのコスト、廃棄物、および／またはエネルギー使用量を少なくして製造することができる。
本明細書で使用される「発明」、「その発明」、「この発明」および「本発明」という用語は、本特許出願および以下の特許請求の範囲の主題の全てを広く参照することが意図されている。これらの用語を含む言明は、本明細書に記載された主題を限定するものではなく、または以下の特許請求の範囲の意味もしくは範囲を限定するものではないことが理解されるべきである。
本明細書で使用される場合、「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」または「その（ｔｈｅ）」の意味は、文脈上他に明確に指示されない限り、単数および複数の言及を含む。
この説明では、参照は、「シリーズ」または「ＡＡ６ｘｘｘ」のようなアルミニウム工業の指定によりなされる。アルミニウムおよびその合金の命名および識別に最も一般的に使用される番号指定システムの理解については、両方とも、Ｔｈｅ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎによって出版された「Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ａｌｌｏｙ Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｌｉｍｉｔｓ ｆｏｒ Ｗｒｏｕｇｈｔ Ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｎｄ Ｗｒｏｕｇｈｔ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｌｌｏｙｓ」または「Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ Ｒｅｃｏｒｄ ｏｆ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ａｌｌｏｙ Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ Ｌｉｍｉｔｓ ｆｏｒ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｌｌｏｙｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｆｏｒｍ ｏｆ Ｃａｓｔｉｎｇｓ ａｎｄ Ｉｎｇｏｔ」を参照されたい。
本明細書で使用される場合、厚ゲージ物品は、約４ｍｍ以上の厚さを有し、板、シェート、スラブ、シート板などを含むことができるが、これらに限定されない。
本出願では、合金の調質度または状態について言及する。最も一般的に使用される合金調質度の説明の理解に関しては、「Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ（ＡＮＳＩ）Ｈ３５ ｏｎ Ａｌｌｏｙ ａｎｄ Ｔｅｍｐｅｒ Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ」を参照されたい。Ｏ状態または調質度は、アニーリング後のアルミニウム合金を指す。Ｔ３状態または調質度は、溶体化、冷間加工、および自然時効処理後のアルミニウム合金を指す。Ｔ４状態または調質度は、溶体化後に自然時効処理を施した後のアルミニウム合金を指す。Ｔ６状態または調質度は、溶体化後に人工時効処理を施した後のアルミニウム合金を指す。Ｔ７状態または調質度は、溶体化、焼き入れ、および人工的時効処理後のアルミニウム合金を指す。Ｔ８状態または調質度は、溶体化、それに続く冷間加工、それに続く人工時効処理後のアルミニウム合金を指す。
本明細書で開示されるすべての範囲は、その中に含まれるいずれかおよびすべての部分範囲を包含すると理解される。例えば、「１〜１０」と記載された範囲は、最小値１と最大値１０との間の（およびそれらを含む）いずれかおよびすべての部分範囲、すなわち、１の最小値またはそれ以上、例えば、１〜６．１で始まり、最大値１０またはそれ以下、例えば、５．５〜１０で終わるすべての部分範囲を含むと考慮されるべきである。
これらの例示的な例は、本明細書で論じられる一般的な主題を読者に紹介するために提供され、また、開示される概念の範囲を限定することを意図しない。以下の節は、図面を参照して、種々な追加的な特徴および実施例を説明し、図面中、同様の数字は、同様の要素を示し、方向的な説明は、例示的な実施形態を説明するために使用されるが、例示的な実施形態のように、本開示を限定するために使用されるべきではない。本明細書の例示に含まれる要素は、縮小率で描かれていない場合がある。
いくつかの非限定的な例では、厚ゲージアルミニウム合金物品を製造するための方法は、溶融アルミニウム合金を提供することと、アルミニウム合金物品を溶融アルミニウム合金から連続鋳造することと、アルミニウム合金物品を温間圧延または熱間圧延して、例えば、アルミニウム合金板、シェート、スラブ、シート板または約４ｍｍ以上のゲージを有する他の物品のような厚ゲージアルミニウム合金物品を製造することと、を含むことができる。
場合によっては、溶融アルミニウム合金は、ＡＡ２ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、ＡＡ５ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、ＡＡ６ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、またはＡＡ７ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金とすることができる。
任意選択で、本明細書に記載のアルミニウム合金は、以下のアルミニウム合金の指定のうちの１つによるＡＡ２ｘｘｘアルミニウム合金とすることができる：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、またはＡＡ２１９９。
任意選択で、本明細書に記載のアルミニウム合金は、以下のアルミニウム合金の指定のうちの１つによるＡＡ５ｘｘｘアルミニウム合金とすることができる：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、またはＡＡ５０８８。
任意選択で、本明細書に記載のアルミニウム合金は、以下のアルミニウム合金の指定のうちの１つによるＡＡ６ｘｘｘアルミニウム合金とすることができる：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、またはＡＡ６０９２。
任意選択で、本明細書に記載のアルミニウム合金は、以下のアルミニウム合金の指定のうちの１つによるＡＡ７ｘｘｘアルミニウム合金とすることができる：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、およびＡＡ７０９９。
図１は、板、シェート、スラブ、シート板、または約４ｍｍ以上のゲージを有する他の物品のような厚ゲージアルミニウム合金物品を製造するための方法を示すプロセスフローチャート１０である。ボックス２０において、薄ゲージ鋳造は、アルミニウム合金物品を連続鋳造することを指す。いくつかの態様では、アルミニウム合金物品を連続鋳造することは、アルミニウム合金インゴットを直接チル鋳造する従来の方法に取って代わることができる。連続鋳造は、ツインベルト鋳造機、ツインブロック鋳造機、またはツイン圧延鋳造機などの任意の好適な連続鋳造機によって行うことができる。いくつかの例では、鋳造時のアルミニウム合金物品は、約５０ｍｍ〜約５ｍｍの厚さを有する。例えば、連続鋳造アルミニウム合金物品は、連続鋳造機を出るときに、５０ｍｍ、４５ｍｍ、４０ｍｍ、３５ｍｍ、３０ｍｍ、２５ｍｍ、２０ｍｍ、１５ｍｍ、１０ｍｍ、５ｍｍの、またはそれらの前後の（ａｔ ｏｒ ａｂｏｕｔ）、またはそれらの間のいずれかのゲージ厚さを有することができる。いくつかの非限定的な例では、アルミニウム合金物品は、約１５ｍｍ〜約２５ｍｍの間のゲージに鋳造される。場合によっては、アルミニウム合金物品は、約１５ｍｍ〜約４０ｍｍのゲージに鋳造される。アルミニウム合金インゴットから連続鋳造アルミニウム物品と同様の厚さを有するアルミニウム合金物品を得ることは、インゴットの均質化、スカルピング、およびブレークダウン圧延を含む追加の処理工程を必要とし得る。場合によっては、より薄いゲージに鋳造されたアルミニウム合金物品（例えば、最大約５０ｍｍまで）を溶融合金から直接鋳造することは、処理時間および費用を大幅に削減することができる。いくつかの非限定的な例では、連続鋳造装置を出ると、アルミニウム合金物品は、３５０℃またはその前後〜５００℃またはその前後の鋳造機出口温度を有することができる。例えば、アルミニウム合金製品は、３５０℃、３６０℃、３７０℃、３８０℃、３９０℃、４００℃、４１０℃、４２０℃、４３０℃、４４０℃、４５０℃、４６０℃、４７０℃、４８０℃、４９０℃、５００℃、５１０℃、５２０℃、５３０℃、５４０℃、５５０℃、５６０℃の、またはそれらの前後の、またはそれらの間のいずれかの鋳造機出口温度を有することができる。
アルミニウム合金物品は、ブロック３０で再加熱することができる。場合によっては、ブロック３０での再加熱は、溶体化を含むことができる。溶体化は、アルミニウム合金物品内のアルミニウムマトリックス全体に合金元素を均一に分布させる（例えば、固溶体を創出する）ために用いられる熱処理を指し得る。いくつかの例では、連続鋳造アルミニウム合金物品の溶体化は、アルミニウム合金インゴットから創出されたアルミニウム合金板を溶体化するよりも効率的に行うことができる。アルミニウム合金インゴットから創出されたアルミニウム合金板を溶体化することは、インゴットから製造されたアルミニウム合金板を約５６０℃の溶体化温度に加熱し、アルミニウム合金板を約５６０℃の温度で最長約１時間浸漬することによって行われる。いくつかの例では、本明細書に開示されるような連続鋳造アルミニウム合金物品の再加熱は、約５分未満（例えば、約５分未満、約４分未満、約３分未満、約２分未満、約１分未満、またはその間のいずれか）の浸漬時間を有する、４２０℃またはその前後〜５８０℃またはその前後（例えば、４２０℃、４３０℃、４４０℃、４５０℃、４６０℃、４７０℃、４８０℃、４９０℃、５００℃、５１０℃、５２０℃、５３０℃、５４０℃、５５０℃、５６０℃、５７０℃、５８０℃、またはそれらの前後、またはそれらの間のいずれか）のピーク金属温度で行うことができる。いくつかの非限定的な例では、連続鋳造アルミニウム合金物品の再加熱は、約５６０℃で約３分未満行われる。いくつかの態様において、再加熱温度を下げることは、浸漬時間を増やすことを必要とし得、またその逆もあり得る。アルミニウム合金物品は、４２０℃またはその前後〜５８０℃またはその前後（例えば、４２０℃、４３０℃、４４０℃、４５０℃、４６０℃、４７０℃、４８０℃、４９０℃、５００℃、５１０℃、５２０℃、５３０℃、５４０℃、５５０℃、５６０℃、５７０℃、５８０℃、またはそれらの前後、またはそれらの間のいずれか）の炉出口温度を有することができる。場合によっては、再加熱は行われない。いくつかの非限定的な例では、連続鋳造装置から圧延機への通過中に、アルミニウム合金物品の鋳造機出口温度を維持するために炉を用いることができる。
ボックス４０（図１参照）において、最終ゲージまでの熱間圧延は、アルミニウム合金物品のゲージ厚さを減少させて所望の厚さ（例えば、ゲージ）を有するアルミニウム合金物品を製造することを指す。場合によっては、最終ゲージへの熱間圧延は、厚ゲージアルミニウム合金物品をもたらす（例えば、約４ｍｍ以上、限定されないが、約４ｍｍ〜約１５ｍｍ、もしくは約６ｍｍ〜約１５ｍｍなどの厚さを有する）。場合によっては、連続鋳造アルミニウム合金物品を最終ゲージまで熱間圧延することは、アルミニウム合金インゴットを約４５０ｍｍ〜約６００ｍｍの厚さから約４ｍｍ以上の厚さまでブレークダウンする比較方法よりも効率的に行うことができる。いくつかの例では、連続鋳造アルミニウム合金物品を約１５ｍｍ〜約４０ｍｍのゲージから約４ｍｍ以上の最終ゲージまで熱間圧延することは、熱間圧延機を通る単一の経路で行うことができる。場合によっては、アルミニウム合金物品は、約４ｍｍ〜約１５ｍｍ、または約６ｍｍ〜約１５ｍｍのゲージに熱間圧延される。場合によっては、熱間圧延機を１回通過させることによる厚さの減少率は、少なくとも３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、もしくは７０％、でまたはそれらの前後であり得る。場合によっては、連続鋳造アルミニウム合金物品を約１５ｍｍ〜４０ｍｍまたはその前後のゲージから約４ｍｍ以上（例えば、約４ｍｍ〜約１５ｍｍまたは約６ｍｍ〜約１５ｍｍなど）の最終ゲージまで熱間圧延することは、約４００℃〜約４８０℃（例えば、４００℃、４１０℃、４２０℃、４３０℃、４４０℃、４５０℃、４６０℃、４７０℃、４８０℃、またはそれらの前後、またはそれらの間のいずれか）の温度で行うことができ、アルミニウム合金物品は、３５０℃またはその前後〜５６０℃またはその前後の熱間圧延機入口温度を有することができる。例えば、アルミニウム合金物品は、３５０℃、３６０℃、３７０℃、３８０℃、３９０℃、４００℃、４１０℃、４２０℃、４３０℃、４４０℃、４５０℃、４６０℃、４７０℃、４８０℃、４９０℃、５００℃、５１０℃、５２０℃、５３０℃、５４０℃、５５０℃、５６０℃の、またはそれらの前後の、またはそれら間のいずれかの熱間圧延機入口温度を有することができる。いくつかの非限定的な例では、アルミニウム合金物品は、５６０℃またはその前後の温度を有する炉（例えば、溶体化炉）を出て、５３０℃またはその前後の熱間圧延機入口温度を有することができる。いくつかの非限定的な例では、熱間圧延はアルミニウム合金物品を溶融することなくできるだけ高温で行われる。
いくつかの態様では、アルミニウム合金物品は、冷間圧延なしで、連続鋳造されたままのゲージから最終ゲージまで熱間圧延（例えば、厚さの減少）に供され得る。いくつかの非限定的な例では、アルミニウム合金物品は、アルミニウム合金板、シェート、スラブ、シート板などの、約４ｍｍ以上のような厚ゲージアルミニウム物品に減少させることができる。いくつかの非限定的な例では、熱間圧延中にアルミニウム合金ゲージを約０％から約８８％まで減少させることができる。例えば、アルミニウム合金物品は、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％、またはそれらの間のいずれかのゲージ率の減少に供され得る。場合によっては、ブロック４０における厚さの減少は、少なくとも３５％、３６％、３７％、３８％、３９％、４０％、４１％、４２％、４３％、４４％、４５％、４６％、４７％、４８％、４９％、もしくは５０％、またはそれらの前後であり得る。いくつかの態様では、アルミニウム合金物品は、約４ｍｍ〜１５ｍｍ、もしくは約６ｍｍ〜約１５ｍｍなど、約４ｍｍ以上の最終ゲージまで熱間圧延することができる。いくつかの例では、厚ゲージアルミニウム合金物品の最終ゲージは、約４ｍｍ、約５ｍｍ、約６ｍｍ、約７ｍｍ、約８ｍｍ、約９ｍｍ、約１０ｍｍ、約１１ｍｍ、約１２ｍｍ、約１３ｍｍ、約１４ｍｍ、または約１５ｍｍ、またはその間のいずれかであり得る。
いくつかの例では、圧延アルミニウム合金物品は、約３８０℃〜約４５０℃の熱間圧延機出口温度を有することができる。例えば、アルミニウム合金物品は、約３８０℃、約３９０℃、約４００℃、約４１０℃、約４２０℃、約４３０℃、約４４０℃、約４５０℃、またはその間のいずれかの熱間圧延機出口温度を有することができる。いくつかの非限定的な例では、アルミニウム合金物品は、約４００℃の熱間圧延機出口温度を有する。
いくつかの非限定的な例では、アルミニウム合金物品は、圧延機を出るときに熱的に焼き入れすることができる。焼き入れは、水および／または強制空気で行うことができる。いくつかの非限定的な例では、焼き入れは、アルミニウム合金物品の少なくとも第１の側面に水を噴霧することによって行われる。場合によっては、焼き入れは、アルミニウム合金物品の第１の側面およびアルミニウム合金物品の第２の側面に水を噴霧することによって行われる。いくつかの態様では、アルミニウム合金物品は、水中への浸漬によって焼き入れされ得る。いくつかの非限定的な例では、焼き入れは、少なくとも１００℃／秒（℃／ｓ）またはその前後の速度で行うことができる。例えば、焼き入れは、約１００℃／秒、１２０℃／秒、１４０℃／秒、１６０℃／秒、１８０℃／秒、２００℃／秒、２２０℃／秒、２４０℃／秒、２６０℃／秒の、またはそれらの前後の、またはそれらの間のいずれかの速度で行うことができる。いくつかの例では、アルミニウム合金物品は、２００℃〜１３０℃またはそれらの前後まで、またはそれ以下の温度に焼き入れすることができる。例えば、アルミニウム合金物品は、２００℃またはその前後またはそれ未満、１９０℃またはその前後またはそれ未満、１８０℃またはその前後またはそれ未満、１７０℃またはその前後またはそれ未満、１６０℃またはその前後またはそれ未満、１５０℃またはその前後またはそれ未満、１４０℃またはその前後またはそれ未満、１３０℃またはその前後またはそれ未満、またはそれらの間のいずれかの温度まで焼き入れすることができる。
任意選択で、圧延前に焼き入れを実施することができる（例えば、時には温間圧延と呼ばれるより低い温度の圧延を行うために）。場合によっては、圧延前および圧延後に焼き入れを行うことができる。さらに場合によっては、焼き入れは、行われないかもしくは最小限の焼き入れのみが行われる（例えば、アルミニウム合金物品は、熱間圧延機を出ると、３９５℃またはその前後またはそれ未満、３９０℃またはその前後またはそれ未満、３８５℃またはその前後またはそれ未満、３８０℃またはその前後またはそれ未満、３７５℃またはその前後またはそれ未満、３７０℃またはその前後またはそれ未満、３６５℃またはその前後またはそれ未満、３６０℃またはその前後またはそれ未満、またはそれらの間のいずれかの温度まで最小限焼き入れすることができる）。いくつかの例では、焼き入れは、本明細書に記載の方法の任意の時点で所望に応じて行うことができる。
最終ゲージまでの温間圧延は、熱間圧延未満の温度でアルミニウム合金物品のゲージ厚さを減少させて、所望のゲージ（例えば、約４ｍｍ以上、例えば約４ｍｍ〜約１５ｍｍもしくは約６ｍｍ〜約１５ｍｍ）を有する厚ゲージアルミニウム合金物品を製造することを指し、ここで、減少は、冷間圧延と熱間圧延との間の温度（例えば、再結晶温度未満）で起こる。場合によっては、連続鋳造アルミニウム合金物品を最終ゲージまで温間圧延することは、冷間圧延を行うことによって達成される任意の好適な調質度と同様の調質度を有する厚ゲージアルミニウム合金物品を製造することができる。いくつかの例では、連続鋳造アルミニウム合金物品を約１５ｍｍ〜約４０ｍｍまたはそれらの前後のゲージから約４ｍｍ以上（例えば、限定されないが、約４ｍｍ〜約１５ｍｍまたは約６ｍｍ〜約１５ｍｍ）の最終ゲージまで温間圧延することは、温間圧延機（例えば、より低い温度で動作する熱間圧延機）を通る単一の経路で行うことができる。場合によっては、連続鋳造アルミニウム合金物品を１５ｍｍまたはその前後〜４０ｍｍまたはその前後のゲージから約４ｍｍ以上（例えば、限定されないが、約４ｍｍ〜約１５ｍｍまたは約６ｍｍ〜約１５ｍｍなど）の最終ゲージまで温間圧延することは、３００℃またはその前後〜約４００℃またはその前後の温度（例えば、３００℃、３１０℃、３２０℃、３３０℃、３４０℃、３５０℃、３６０℃、３７０℃、３８０℃、３９０℃、４００℃、またはそれらの前後、またはそれらの間のいずれか）で行うことができ、アルミニウム合金物品は、３５０℃またはその前後〜４８０℃またはその前後の温間圧延機入口温度を有することができる。例えば、厚ゲージアルミニウム合金物品は、３５０℃、３６０℃、３７０℃、３８０℃、３９０℃、４００℃、４１０℃、４２０℃、４３０℃、４４０℃、４５０℃、４６０℃、４７０℃、４８０℃の、またはそれらの前後の、またはそれらの間のいずれかの圧延機入口温度を有することができる。いくつかの非限定的な例では、厚ゲージアルミニウム合金物品は、５６０℃またはその前後の温度で炉（例えば、溶体化炉）を出て、３００℃またはその前後〜４８０℃またはその前後の温度（例えば、約３００℃、３１０℃、３２０℃、３３０℃、３４０℃、３５０℃、３６０℃、３７０℃、３８０℃、３９０℃、４００℃、４１０℃、４２０℃、４３０℃、４４０℃、４５０℃、４６０℃、４７０℃、４８０℃、またはそれらの前後、またはそれらの間のいずれか）までの焼き入れに供することができる。厚ゲージアルミニウム合金物品は、温間圧延のための圧延機入口温度が４８０℃またはその前後未満であり得る。いくつかの非限定的な例では、温間圧延は、３５０℃またはその前後未満の温度で行われる。
いくつかの態様では、アルミニウム合金製品は、連続鋳造されたままのゲージから最終ゲージまで温間圧延（例えば、厚さの減少）に供され得る。いくつかの非限定的な例では、アルミニウム合金物品は、厚ゲージアルミニウム合金物品、例えば約４ｍｍ以上（例えば、限定されないが、約４ｍｍ〜約１５ｍｍ、または約６ｍｍ〜約１５ｍｍなど）の厚さを有するアルミニウム合金物品まで減少させることができる。いくつかの非限定的な例では、温間圧延中にアルミニウム合金ゲージを約０％から約８８％まで減少させることができる。例えば、アルミニウム合金物品は、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％の、またはそれらの間のいずれかのゲージ率の減少に供され得る。場合によっては、ブロック４０における厚さの減少は、少なくとも３５％、３６％、３７％、３８％、３９％、４０％、４１％、４２％、４３％、４４％、４５％、４６％、４７％、４８％、４９％、もしくは５０％、またはそれらの前後であり得る。いくつかの態様では、アルミニウム合金物品は、約４ｍｍ以上の最終ゲージまで温間圧延することができる。いくつかの例では、物品は、約４ｍｍ〜約１５ｍｍ、または約６ｍｍ〜約１５ｍｍの最終ゲージまで温間圧延される。
任意選択で、アルミニウム合金物品は、熱間または温間圧延の後に再加熱（例えば、溶体化）することができる。いくつかの例では、本明細書に開示されるような熱間または温間圧延連続鋳造アルミニウム合金物品の再加熱は、約５分未満（例えば、約５分未満、約４分未満、約３分未満、約２分未満、約１分未満、またはそれらの間のいずれか）の浸漬時間を有する、４２０℃またはその前後〜５８０℃またはその前後（例えば、４２０℃、４３０℃、４４０℃、４５０℃、４６０℃、４７０℃、４８０℃、４９０℃、５００℃、５１０℃、５２０℃、５３０℃、５４０℃、５５０℃、５６０℃、５７０℃、５８０℃、またはそれらの前後、またはそれらの間のいずれか）のピーク金属温度で行うことができる。いくつかの非限定的な例では、連続鋳造アルミニウム合金物品の再加熱は、約５６０℃で約３分未満行われる。いくつかの態様において、再加熱温度を下げることは、浸漬時間を増やすことを必要とし得、そしてその逆もあり得る。アルミニウム合金物品は、４２０℃またはその前後〜５８０℃またはその前後（例えば、４２０℃、４３０℃、４４０℃、４５０℃、４６０℃、４７０℃、４８０℃、４９０℃、５００℃、５１０℃、５２０℃、５３０℃、５４０℃、５５０℃、５６０℃、５７０℃、５８０℃、またはそれらの前後、またはそれらの間のいずれか）の炉出口温度を有することができる。場合によっては、熱間圧延または温間圧延後に再加熱は行われない。
ボックス５０（図１参照）において、長さに切断することは、焼き入れ後に、その場で圧延厚ゲージアルミニウム合金物品を所望の長さ（例えば顧客の要求により）に切断することを指す。いくつかの非限定的な例では、アルミニウム合金材料は、ほんの数例を挙げると、貯蔵、時効処理および出荷を含む製造後の用途にはコイル状にされていない。場合によっては、切断後、厚ゲージアルミニウム合金物品（いくつかの例では、アルミニウム合金板、シェート、スラブ、シート板など）を、いくつが挙げると、貯蔵、時効処理、および／または出荷を含む製造後の用途に積み重ねることができる。厚ゲージアルミニウム合金物品は、１００℃またはその前後またはそれ未満〜２５０℃またはその前後またはそれ未満の積み重ね温度を有することができる。例えば厚ゲージアルミ合金物品は、１００℃、１１０℃、１２０℃、１３０℃、１４０℃、１５０℃、１６０℃、１７０℃、１８０℃、１９０℃、２００℃、２１０℃、２２０℃、２３０℃、２４０℃、２５０℃の、またはそれらの前後の、またはそれら未満の温度で積み重ねることができる。
いくつかの非限定的な例では、積み重ね温度は、厚ゲージアルミニウム合金物品の調質度に影響を及ぼし得る。例えば、１００℃またはその前後の積み重ね温度で溶体化された厚ゲージアルミニウム合金物品を積み重ねることは、Ｔ４調質度を有する厚ゲージアルミニウム合金物品をもたらすことができる。いくつかの場合では、２００℃またはその前後の積み重ね温度で溶体化されたＡＡ６ｘｘｘシリーズの厚ゲージアルミニウム合金物品を積み重ねることは、Ｔ６調質度を有するＡＡ６ｘｘｘシリーズ厚ゲージアルミニウム合金物品をもたらすことができる。いくつかの他の場合では、２５０℃またはその前後の積み重ね温度で溶体化されたＡＡ６ｘｘｘシリーズの厚ゲージアルミニウム合金物品を積み重ねることは、Ｔ７調質度を有するＡＡ６ｘｘｘシリーズ厚ゲージアルミニウム合金物品をもたらすことができる。さらにいくつかの場合では、１６５℃またはその前後の積み重ね温度で溶体化されたＡＡ７ｘｘｘシリーズの厚ゲージアルミニウム合金物品を積み重ね、かつ２４時間またはその前後の時間温度を保持することは、Ｔ７調質度を有するＡＡ７ｘｘｘシリーズ厚ゲージアルミニウム合金物品をもたらすことができる。必要に応じて、他の積み重ね温度および時間を使用して、厚ゲージアルミニウム合金物品の調質度に影響を及ぼすことができる。
ボックス６０（図１参照）において、人工時効処理とは、供与された厚ゲージアルミニウム合金物品（いくつかの例では、アルミニウム合金板、板、スラブ、シート板など）に所望の調質度を与えることができる熱処理プロセスを指すことができる。いくつかの非限定的な例では、人工時効処理は、上述したように積み重ねプロセスの一部として達成される。いくつかのさらなる例において、人工時効処理は、厚ゲージアルミニウム合金物品を人工時効処理に好適な高温にさらにさらすことによって行われる。
図２は、本開示の特定の態様および特徴による連続鋳造システム１００を表す概略図である。いくつかの非限定的な例では、一対の移動対向鋳造表面１１０は、一対の移動対向鋳造表面１１０の間に鋳造キャビティ１１５を画定する。一対の移動対向鋳造表面１１０は、ツイン圧延鋳造機またはツインベルト鋳造機、あるいは他の任意の好適な連続鋳造装置とすることができる。一対の移動対向鋳造表面１１０の上流に位置決めされた溶融金属インジェクタは、一対の移動対向鋳造表面１１０間の鋳造キャビティ１１５内に溶融金属（例えば、溶融アルミニウム合金）を注入することができる。一対の移動対向鋳造表面１１０は、溶融アルミニウム合金を金属物品、例えばアルミニウム合金物品１２０に鋳造することができる。溶融アルミニウム合金をアルミニウム合金物品１２０に鋳造することは、溶融アルミニウム合金物品が鋳造キャビティ１１５を通って移動し、アルミニウム合金物品１２０が鋳造キャビティ１１５から出るときに、溶融アルミニウム合金から急速に熱を奪うことを含むことができる。一対の移動対向鋳造表面１１０の下流に位置決めされた炉１３０を用いて、アルミニウム合金物品１２０を再加熱することができる。場合によっては、炉１３０は、アルミニウム合金製品１２０を溶体化するために用いることができる溶体化炉とすることができる。任意選択で、炉１３０を用いてアルミニウム合金製品１２０の鋳造出口温度を維持することができる。場合によっては、炉１３０は、アルミニウム合金物品１２０の鋳造出口温度より高い温度で運転することができ、その場合、炉１３０の上流に位置決めされた任意選択の加熱要素は、それが炉１３０に入る前にアルミニウム合金物品１２０の温度を上昇させ得る。炉１３０の下流に位置決めされた圧延機１４０を使用してアルミニウム合金物品１２０の厚さを減少させることができ、結果として厚ゲージアルミニウム合金物品１２５が得られる（例えば、圧延機１４０は、アルミニウム合金物品１２０を厚ゲージアルミニウム合金物品１２５に圧延することができる）。圧延機１４０の下流に位置決めされた焼き入れ装置１６０を使用して、厚ゲージアルミニウム合金製品１２５を焼き入れする（例えば、急冷する）ことができる。焼き入れ装置１６０の下流に位置決めされた板剪断装置１７０を用いて、厚ゲージアルミニウム合金物品１２５を所望の長さに切断することができる。所望であれば、切断厚ゲージアルミニウム合金製品１２５は、その後、任意の好適なさらなる下流処理のために厚ゲージアルミニウム合金製品１２５の積み重ね１８０に積み重ねることができる。
任意選択で、圧延前にアルミニウム合金物品１２０を焼き入れするために、第２の焼き入れ装置１６５を圧延機１４０の上流に位置決めすることができる。場合によっては、そのような第２の焼き入れ装置１６５は、温間圧延手順（例えば、再結晶温度より低い温度での圧延）での使用に好適であり得る。場合によっては、圧延直前に第２の焼き入れ装置１６５を使用すると、Ｔ３またはＴ８調質度を有する（例えば、高強度、および析出硬化された）アルミニウム合金鍛造品と同様の機械的性質を有する厚ゲージアルミニウム合金物品１２５をもたらし得る。例えば、上述の方法は、たとえ本明細書に記載の厚ゲージアルミニウム合金物品が冷間圧延されていないとしても、冷間加工（例えば冷間圧延）によって製造されたアルミニウム合金物品と同様の機械的性質を有する厚ゲージアルミニウム合金物品（例えば板、シェート、スラブ、シート板など）を提供することができる。いくつかの態様では、上記のようにＴ３またはＴ８調質度を有するアルミニウム合金によって示される機械的性質は、本明細書に記載の方法を使用して本明細書に記載の厚ゲージアルミニウム合金物品に付与することができる。例えば、Ｔ８調質度特性が望ましい場合、アルミニウム合金は、以下に詳細に記載されるように、連続鋳造、溶体化、焼き入れ、最終ゲージへの熱間圧延、および熱間圧延後の焼き入れに供することができる。
いくつかの非限定的な例では、連続鋳造システム１００を複数の構成に配置して、厚ゲージアルミニウム合金物品１２５に特別に調整された熱履歴を提供することができる。例えば、Ｔ４、Ｔ６、またはＴ７焼き戻でのＡＡ６ｘｘｘシリーズアルミニウム合金は、鋳造キャビティ１１５を出るアルミニウム合金物品１２０が約４５０℃の鋳造機出口温度を有するようにアルミニウム合金物品１２０を鋳造し、溶体化炉１３０内で約５６０℃の温度で溶体化し、およそ５３０℃〜５８０℃の温度でアルミニウム合金物品１２０を圧延機１４０内で５０％の減少に供することによって製造することができる。Ｔ４調質度では、厚ゲージアルミニウム合金製品１２５は、圧延機１４０を出て、焼き入れ装置１６０を使用して２００℃以下の温度に直ちに焼き入れされ、次いで切断装置１６０を使用して切断され、１００℃以下の温度で積み重ねられ得る。Ｔ６調質度では、厚ゲージアルミニウム合金製品１２５は、圧延機１４０を出て、焼き入れ装置１６０を使用して２００℃またはその前後の温度に直ちに焼き入れされ、次いで切断装置１６０を使用して切断され、２００℃またはその前後の温度で積み重ねられ得る。Ｔ７調質度では、厚ゲージアルミニウム合金製品１２５は、圧延機１４０を出て、焼き入れ装置１６０を使用して２５０℃またはその前後の温度に直ちに焼き入れされ、次いで切断装置１６０を使用して切断され、２５０℃またはその前後の温度で積み重ねられ得る。
別の例では、Ｔ３またはＴ８調質度特性（例えば、高強度）を有するＡＡ６ｘｘｘシリーズアルミニウム合金は、冷間圧延なしで製造することができる。Ｔ３またはＴ８調質度特性を有するＡＡ６ｘｘｘシリーズアルミニウム合金は、鋳造キャビティ１１５を出るアルミニウム合金物品１２０が約４５０℃の鋳造機出口温度を有するようにアルミニウム合金物品１２０を鋳造し、溶体化炉１３０内で約５６０℃の温度で溶体化し、次に、５００℃の近傍、例えば４７０℃またはその前後の温度でアルミニウム合金物品１２０を圧延機１４０内で５０％の減少に供する前に約４７０℃の温度で焼き入れ装置１６５を使用してアルミニウム合金物品１２０を焼き入れすることによって提供することができる。得られた厚ゲージアルミニウム合金製品１２５は、約４００℃の圧延機出口温度で圧延機１４０を出て、焼き入れ装置１６０を使用して約２００℃以下の温度に直ちに焼き入れすることができる。Ｔ３調質度特性を有するＡＡ６ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金を提供するために、厚ゲージアルミニウム合金物品１２５は、切断装置１６０を使用して切断され、１００℃以下の温度で積み重ねられることができる。Ｔ８調質度特性を有するＡＡ６ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金を提供するために、厚ゲージアルミニウム合金物品１２５は、切断装置１６０を使用して切断され、２００℃またはその前後の温度で積み重ねられることができる。Ｔ８ｘ調質度特性を有するＡＡ６ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金を提供するために、厚ゲージアルミニウム合金物品１２５は、切断装置１６０を使用して切断され、２００℃またはその前後の温度で積み重ねられ、人工的に時効処理され得る。
以下の実施例は、本発明をさらに説明するのに役立つが、同時にそのいかなる限定も構成しない。それどころか、本明細書の説明を読んだ後に、本発明の趣旨から逸脱することなくそれら自体を当業者に示唆し得る様々な実施形態、変更および均等物に頼ることができることを明確に理解されたい。以下の実施例に記載されている研究の間、特に明記しない限り、従来の手順に従った。説明の目的ために、手順のいくつかを以下に説明する。
実施例
強度、伸びおよび成形性試験のために様々な合金を調製した。これらの合金の化学組成を下記の表１に提供する。
Figure 0006899913
合金Ａおよび合金Ｂ（表１参照）は、上記の方法および任意選択の人工時効処理を用いることによって、Ｔ４調質度、部分Ｔ６調質度、および完全Ｔ６調質度で提供された。例えば、合金Ａおよび合金Ｂは、鋳造キャビティ１１５を出るアルミニウム合金物品が約４５０℃の鋳造機出口温度を有するようにアルミニウム合金物品を鋳造し、溶体化炉１３０内で約５５０℃〜約５７０℃の温度で２分間溶体化し、およそ５３０℃〜５８０℃の温度でアルミニウム合金物品１２０を圧延機１４０内で約４０％〜約７０％の減少に供することを含む図１に描写された方法によって製造することができる。合金Ａは、約４０％減少して９．５ｍｍのゲージになった。合金Ｂは、約７０％減少して５．０ｍｍのゲージになった。Ｔ４調質度では、厚ゲージアルミニウム合金物品は、圧延機１４０を出て、焼き入れ装置１６０を使用して５０℃以下の温度に直ちに焼き入れされ、次いで切断装置１６０を使用して切断され、１００℃以下の温度で積み重ねられ得る。部分的なＴ６調質度については、厚ゲージアルミニウム合金物品は、２００℃で２時間人工的に時効処理することができる。完全なＴ６調質度については、厚ゲージアルミニウム合金物品は、１８０℃で１０時間人工的に時効処理することができる。
図３は、合金Ａおよび合金Ｂから製造された厚ゲージアルミニウム合金物品の機械的性質を示すチャートである。合金Ａおよび合金Ｂの両方は、約３３０ＭＰａ〜の約３４５ＭＰａの降伏強度（図３において「ＹＳ」と呼ばれる）を有する人工時効処理後（例えば、部分Ｔ６調質度および完全Ｔ６調質度で）高い強度を示した。合金Ａおよび合金Ｂの両方は、約１８０ＭＰａ〜約２００ＭＰａの降伏強度（各グループの左側のヒストグラム）を有する自然時効処理後（例えば、Ｔ４調質度中）の十分な強度、および約２１％〜約２２％のＵＥの優れた変形性（例えば、均一伸び、図３では「ＵＥ」として示されており、白丸で表されている）を示した。いくつかの態様では、約２１％〜約２２％のＵＥを有することは、破損または破損することなく、成形中に９０°の曲げ（例えば、打ち抜きまたは曲げ）を可能にすることができる。付加的に、合金Ａおよび合金Ｂは、高い極限引張強度（図３において「ＵＴＳ」と呼ばれる）（各グループにおいて右側のヒストグラム）、ならびに破断前の高い総伸び（図３において「ＴＥ」と呼ばれ、白菱形で表されている）を示した。
例示される実施形態を含む、実施形態の上述の説明は、例示および説明の目的のためにだけ提示され、また、包括的であること、または開示される正確な形態に限定することを意図しない。それらの非常に多くの修正形態、適合、および用途が当業者に明らかになるであろう。
以下で使用される場合、一連の実施例へのいかなる言及も、それらの実施例の各々に対する言及として離接的に理解されるべきである（例えば、「実施例１〜４」は、「実施例１、２、３、または４」として理解されるべきである）。
実施例１は、圧延アルミニウム合金物品を製造する方法であって、溶融アルミニウム合金を提供することと、アルミニウム合金物品を溶融アルミニウム合金から連続鋳造することと、アルミニウム合金物品を少なくとも約３００℃〜約５８０℃の圧延温度で約４ミリメートル（ｍｍ）以上のゲージに圧延して圧延アルミニウム合金物品を製造することと、を含む。
実施例２は、実施例１に記載の方法であって、連続鋳造後かつ熱間または温間圧延の前にアルミニウム合金物品を再加熱することをさらに含む、方法である。
実施例３は、実施例１〜２に記載の方法であって、アルミニウム合金物品を再加熱することが、アルミニウム合金物品を約４２０℃〜約５８０℃のピーク金属温度に再加熱することと、ピーク金属温度を約１分〜約５分の期間維持することとを含む、方法である。
実施例４は、実施例１〜３に記載の方法であって、溶融アルミニウム合金がＡＡ７ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金を含み、アルミニウム合金物品を再加熱することが、アルミニウム合金物品を４８０℃またはその前後のピーク金属温度まで再加熱することを含む、方法である。
実施例５は、実施例１〜４に記載の方法であって、溶融アルミニウム合金がＡＡ６ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金を含み、アルミニウム合金物品を再加熱することが、アルミニウム合金物品を５６０℃またはその前後のピーク金属温度まで再加熱することを含む、方法である。
実施例６は、実施例１〜５に記載の方法であって、圧延後に少なくとも約１００℃／秒の速度で圧延アルミニウム合金物品を焼き入れすることをさらに含む、方法である。
実施例７は、実施例１〜６に記載の方法であって、圧延後に圧延アルミニウム合金物品を切断して切断圧延アルミニウム合金物品を製造することをさらに含む、方法である。
実施例８は、実施例１〜７に記載の方法であって、切断後に切断圧延アルミニウム合金物品を積み重ねることをさらに含む、方法である。
実施例９は、実施例１〜８に記載の方法であって、切断後の切断圧延アルミニウム合金物品を積み重ねることが、約１００℃〜約２５０℃の切断圧延アルミニウム合金物品温度で行われる、方法である。
実施例１０は、実施例１〜９に記載の方法であって、切断後の切断圧延アルミニウム合金物品を積み重ねることが、約１００℃〜約２５０℃の切断圧延アルミニウム合金物品温度で行って所望の調質度で切断圧延アルミニウム合金物品を提供できる、方法である。
実施例１１は、実施例１〜１０に記載の方法であって、圧延アルミニウム合金物品を人工的に時効処理することをさらに含む、方法である。
実施例１２は、実施例１〜１１に記載の方法であって、アルミニウム合金物品の連続鋳造出口温度が、約３５０℃〜約５００℃である、方法である。
実施例１３は、実施例１〜１２に記載の方法であって、アルミニウム合金物品を約３００℃〜約４００℃の温間圧延温度で約４ｍｍ以上のゲージに温間圧延して圧延アルミニウム合金物品を製造することを含む、方法である。
実施例１４は、実施例１〜１３に記載の方法を用いる連続鋳造システムであって、間に鋳造キャビティを画定するように離間した一対の移動対向鋳造表面であって、鋳造キャビティが、アルミニウム合金物品を第１の厚さで鋳造するような大きさである、表面と、一対の移動対向鋳造表面の下流に配置された溶体化炉と、溶体化炉の下流に位置決めされた圧延機であって、アルミニウム合金物品を第１の厚さから少なくとも４ｍｍの厚さに減少させるように構成されている、圧延機と、圧延機の下流に位置決めされた第１の焼き入れ装置と、焼き入れ装置の下流に位置決めされた切断装置と、切断装置の下流に位置決された積み重ね装置と、を含む、システムである。
実施例１５は、実施例１４に記載のシステムであって、圧延機の上流に位置決めされた第２の焼き入れ装置をさらに含む、システムである。
実施例１６は、実施例１４〜１５に記載のシステムであって、連続鋳造システムが、所望の調質度を有するアルミニウム合金物品を製造するように熱的に構成可能である、システムである。
実施例１７は、切断圧延アルミニウム合金物品であって、実施例１４〜１７に記載の連続鋳造システムを用い、かつ実施例１〜１３に記載の方法を用いるプロセスによって形成される、切断圧延アルミニウム合金物品である。
実施例１８は、実施例１７に記載の切断圧延アルミニウム合金物品であって、切断圧延アルミニウム合金物品が、約１００℃〜約２５０℃の切断圧延アルミニウム合金物品温度で切断圧延アルミニウム合金物品に積み重ねられた後、Ｔ４調質度、Ｔ６調質度またはＴ７調質度で提供され得る、切断圧延アルミニウム合金物品である。
実施例１９は、実施例１７〜１８に記載の切断圧延アルミニウム合金物品であって、切断圧延アルミニウム合金物品が、約１００℃〜約２５０℃の切断圧延アルミニウム合金物品温度で切断圧延アルミニウム合金物品に積み重ねられた後、Ｔ３調質度またはＴ８調質度を有する冷間加工アルミニウム合金物品と同様の機械的特性を有するように提供され得る、切断圧延アルミニウム合金物品である。
実施例２０は、実施例１７〜１８に記載の圧延アルミニウム合金物品であって、厚ゲージ切断アルミニウム合金物品が、厚ゲージアルミニウム合金物品を約１００℃〜約２５０℃の温度で積み重ねた後、Ｔ３またはＴ８調質度特性を有する冷間加工アルミニウム合金物品の機械的性質を含む、圧延アルミニウム合金物品である。
実施例２１は、実施例１７〜２０に記載の圧延アルミニウム合金物品であって、連続鋳造アルミニウム合金物品が、約５０ｍｍ以下のゲージを有する、圧延アルミニウム合金物品である。

Claims (14)

  1. 圧延アルミニウム合金物品を製造する方法であって、
    溶融アルミニウム合金を提供することと、
    アルミニウム合金物品を前記溶融アルミニウム合金から連続的に鋳造することと、
    前記アルミニウム合金物品を３００℃〜５８０℃の圧延温度で４ミリメートル（ｍｍ）以上のゲージに圧延して、圧延アルミニウム合金物品を製造することと、
    前記圧延後に前記圧延アルミニウム合金物品を切断して、切断圧延アルミニウム合金物品を製造することと、
    前記切断後に前記切断圧延アルミニウム合金物品を積み重ねることと、を含む方法。
  2. 連続鋳造後かつ圧延前に前記アルミニウム合金物品を再加熱することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記アルミニウム合金物品を再加熱することが、前記アルミニウム合金物品を４２０℃〜５８０℃のピーク金属温度まで再加熱することと、前記ピーク金属温度を１分〜５分の期間維持することと、を含む、請求項２に記載の方法。
  4. 前記溶融アルミニウム合金が、ＡＡ７ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金を含み、前記アルミニウム合金物品を再加熱することが、前記アルミニウム合金物品を４８０℃またはその前後のピーク金属温度まで再加熱することを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
  5. 前記溶融アルミニウム合金が、ＡＡ６ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金を含み、前記アルミニウム合金物品を再加熱することが、前記アルミニウム合金物品を５６０°Ｃまたはその前後のピーク金属温度まで再加熱することを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
  6. 圧延後に少なくとも１００℃／秒の速度で前記圧延アルミニウム合金物品を焼き入れすることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  7. 切断後に前記切断圧延アルミニウム合金物品を積み重ねることが、１００℃〜２５０℃の切断圧延アルミニウム合金物品温度で行われる、請求項１に記載の方法。
  8. 前記切断圧延アルミニウム合金物品を積み重ねることが、所望の調質度を提供する、請求項１に記載の方法。
  9. 前記圧延アルミニウム合金物品を人工的に時効処理することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  10. 前記アルミニウム合金物品の連続鋳造出口温度が、３５０℃〜５００℃である、請求項１に記載の方法。
  11. 前記アルミニウム合金物品を圧延することが、前記アルミニウム合金物品を３００℃〜４００℃の温間圧延温度で温間圧延することを含む、請求項１に記載の方法。
  12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法を用いる連続鋳造システムであって、
    間に鋳造キャビティを画定するように離間した一対の移動対向鋳造表面であって、前記鋳造キャビティが、前記アルミニウム合金物品を第１の厚さで鋳造するような大きさである、表面と、
    前記一対の移動対向鋳造表面の下流に位置決めされた溶体化炉と、
    前記溶体化炉の下流に位置決めされた圧延機であって、前記アルミニウム合金物品を前記第１の厚さから少なくとも４ｍｍの厚さに減少させるように構成されている、圧延機と、
    前記圧延機の下流に位置決めされた少なくとも第１の焼き入れ装置と、
    少なくとも前記第１の焼き入れ装置の下流に位置決めされた切断装置と、
    前記切断装置の下流に位置決めされた積み重ね装置と、を備える、連続鋳造システム。
  13. 前記圧延機の上流に位置決めされた少なくとも第２の焼き入れ装置をさらに備える、請求項１２に記載の連続鋳造システム。
  14. 前記連続鋳造システムが、所望の調質度を有する前記アルミニウム合金物品を製造するように熱的に構成可能である、請求項１２に記載の連続鋳造システム。
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