WO2005010222A2 - FEUILLES OU BANDES MINCES EN ALLIAGE AIFeSI - Google Patents

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WO2005010222A2
WO2005010222A2 PCT/FR2004/001902 FR2004001902W WO2005010222A2 WO 2005010222 A2 WO2005010222 A2 WO 2005010222A2 FR 2004001902 W FR2004001902 W FR 2004001902W WO 2005010222 A2 WO2005010222 A2 WO 2005010222A2
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sheet
thin
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Armelle Danielou
Jean-Marie Feppon
Bruno Chenal
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Novelis Inc.
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    • C22F1/043—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with silicon as the next major constituent

Definitions

  • the invention relates to thin sheets or strips with a thickness of less than 200 ⁇ m, and preferably 50 ⁇ m, made of aluminum alloy with iron and silicon, substantially free of manganese, and a method of manufacturing such leaves or strips.
  • These strips can be obtained by semi-continuous casting of conventional plates or by continuous casting, for example the continuous casting between belts ("twin-belt casting") or between cylinders ("twin-roll casting”).
  • Very thin alloys of manganese such as for example alloy 81 1 1 of composition (% by weight) recorded in the Aluminum Association, are often used for thin sheets: Si: 0.30 - 1, 1 Fe: 0.40 - 1.0 Cu ⁇ 0.10 Mn ⁇ 0.10
  • manganese such as in alloy 8006, whose composition recorded in the Aluminum Association is as follows (% by weight): Si ⁇ 0.40 Fe: 1 , 2 - 2.0 Cu ⁇ 0.30 Mn: 0.30 - 1.0 Mg ⁇ 0.10
  • the addition of manganese has the effect of hardening the material.
  • the mechanical characteristics can also be improved by the addition of manganese in small quantities in iron-loaded 8000 series alloys.
  • the patent application WO 02/64848 (Alcan International) describes the continuous casting of thin strips of AlFeSi alloy containing from 1.2 to 1.7% Fe and from 0.35 to 0.8% Si. high mechanical strength by adding to the alloy from 0.07 to 0.20% manganese. This addition of manganese is recognized as necessary to obtain a small grain size after the final annealing.
  • manganese in solid solution or in the form of fine precipitates can block or delay the recrystallization during the final annealing. It is therefore necessary to precisely control the precipitation of the phases containing manganese during each step of the range, which is often difficult. Any drift in the transformation range has significant consequences on the effectiveness of the final annealing. It is therefore very interesting to develop an alloy that does not contain manganese, but nevertheless has high mechanical characteristics.
  • US Pat. No. 5,503,689 discloses a method of manufacturing a thin alloy strip containing from 0.30 to 1.1% Si and from 0.40 to 1.0% Fe, less than 0.25% Cu. and less than 0.1% Mn, by continuous casting and cold rolling without intermediate annealing.
  • the preferred levels of iron and silicon are between 0.6 and 0.75%.
  • US Patent 5,725,695 discloses for the same compositional range a range with intermediate annealing between 400 and 440 ° C (750 - 825 ° F) and final recrystallization annealing at 288 ° C (550 ° F).
  • the ratio of Si / Fe contents is equal to or greater than 1.
  • the maximum ultimate tensile strength obtained is 90 MPa (13.13 ksi)
  • the maximum yield strength is 39.1 MPa (5.68 ksi)
  • the elongation is 1 1, 37% for thicknesses of 46 ⁇ m (0.00185 ').
  • the alloys obtained by continuous casting it is often necessary to carry out a heat treatment at high temperature in order to reduce the harmfulness of the segregations, by resorbing the clusters of precipitation and by homogenizing the structure in the thickness.
  • the effect of a homogenization at 600 ° C. is described for the alloy 801 1 (of composition: 0.71% Fe, 0.77% Si, 0.038% Cu, 0.006% Mn, 98.45% Al) obtained by casting between rolls in the steel. article by Y. Birol "Centerline Segregation in Twin-Roll Cast AA801 1 Alloy" Aluminum, 74, 1998, pp. 318-321.
  • a modification of the precipitated phases and a reduction in heterogeneities are obtained.
  • the reduction of the central segregation makes it possible later to limit the porosity of the very thin leaves, and to improve their formability.
  • the object of the invention is to obtain thin sheets or strips of AlFeSi alloy without the addition of manganese, having a high mechanical strength, while maintaining a good formability, with an industrial manufacturing range that is as economical as possible.
  • the subject of the invention is a thin sheet with a thickness of between 6 and 200 ⁇ m, and preferably between 6 and 50 ⁇ m, of alloy composition (% by weight): Si: 1.0 - 1 , Fe: 1.0 - 1.5 Cu ⁇ 0.2 Mn ⁇ 0.1, other elements ⁇ 0.05 each and ⁇ 0.15 in total, remain Al, preferably with the Si / Fe> 0 condition, 95, having in the annealed state a tensile strength R m > 1 10 MPa for thicknesses> 9 ⁇ m, and> 100 MPa for thicknesses of 6 to 9 ⁇ m.
  • the thin sheet preferably has a yield strength R o , 2 (measured on sheared specimens)> 70 MPa.
  • the elongation at break is greater than the following values depending on the thickness of the sheet:
  • the alloy preferably has a silicon content of between 1.1 and 1.3% and an iron content of between 1.0 and 1.2%.
  • the invention also relates to a process for producing thin strips with a thickness of less than 200 ⁇ m in Al-Fe-Si alloy of composition (% by weight): Si: 1.0 - 1.5 Fe: 1.0 - 1, 5 Cu ⁇ 0.2 Mn ⁇ 0, 1 other elements ⁇ 0.05 each and ⁇ 0.15 in total, remains Al, with preferably the Si / Fe condition> 0.95, comprising the preparation of a first band is by vertical semi-continuous casting of a plate and hot rolling, or by continuous casting possibly followed by hot rolling, the cold rolling of this first band to the final thickness with possibly a intermediate annealing of 2 to 20 hours at a temperature between 250 and 350 ° C, and preferably between 280 and 340 ° C, and a final annealing at a temperature between 200 and 370 ° C.
  • the thin sheets or strips according to the invention are manufactured from 8000 AlSiFe alloys substantially free of manganese, with a content typically less than 0.1%.
  • the iron and silicon contents are significantly higher than those of alloys 8011 and 8111, which are the AlSiFe alloys for the most commonly used manganese-free thin sheets.
  • a preferred composition range is an alloy containing from 1.1 to 1.3% silicon and 1.0 to 1.2% iron.
  • the alloys according to the invention should preferably have a composition such that the Si / Fe ratio of the respective silicon and iron contents is> 0.95. They have, in the annealed state (state O), an unusual mechanical strength for alloys of this composition, with a tensile strength R m > 1 10 MPa, or even 1 MPa, for thicknesses> 9 ⁇ m and> 100 MPa for thicknesses from 6 to 9 ⁇ m, and a yield strength of 0.2% Ro, 2 > 70 MPa. This high mechanical strength is not obtained at the expense of the formability, because, compared to the alloys 801 1 or 81 1 1, the elongations are at least the same, and the burst pressures are increased.
  • the strips are then cold rolled, either to the final thickness, or to an intermediate thickness of between 0.5 and 5 mm, to which they are subjected to an intermediate annealing.
  • this intermediate annealing at a relatively low temperature, between 250 and 350 ° C, and preferably between 280 and 340 ° C, for a duration greater than 2 hours.
  • a relatively low temperature between 250 and 350 ° C, and preferably between 280 and 340 ° C, for a duration greater than 2 hours.
  • Such a temperature range although described in the literature, especially in the patent application WO 02/064848 mentioned above, is below the usual range which is above 400 ° C.
  • the Applicant has found that the application to an AlFeSi alloy, more particularly of composition such as Si / Fe> 0.95, of low temperature heat treatments, possibly with the suppression of the intermediate annealing when it is technically possible, leads to a significantly improved mechanical strength, at least 15% compared to the usual intermediate annealing. This superior mechanical strength is obtained while improving the formability measured by burst pressure or dome height according to ISO 2758.
  • the final annealing is carried out at a temperature of between 200 and 370 ° C. for a duration of between 1 and 72 hours.
  • the annealing times are conditioned by the quality of the degreasing of the sheet.
  • a fine grain structure with an average grain size, measured by scanning electron microscope image analysis, of less than 3 ⁇ m is obtained.
  • the conjunction of a homogenization at low temperature or a lack of homogenization and an intermediate annealing at low temperature or completely suppressed, in addition to its economic advantage, is favorable to obtaining a fine size of grains.
  • the grain size is reduced by about 30% compared with heat treatments at higher temperatures, which therefore leads to an increase in the mechanical characteristics R 0 - 2 and R m , which for thin thicknesses are related to number of grain boundaries. This gain is not at the expense of elongation, as increasing the number of grains in the thickness also limits the risk of damage located in one or two single grains of the thickness of the sheet.
  • the thin sheets according to the invention are particularly suitable for applications requiring both a good mechanical strength and a high formability, such as for example the manufacture of multilayer complexes, in particular for the lids of fresh product packaging, overcap caps or of household aluminum.
  • the strips were cold rolled to a thickness of 2 mm and then subjected to a 5 hour intermediate anneal at 320 ° C. The strips were then cold rolled in several passes until the final thickness of 38 microns. They were then subjected to a final annealing of 40 h at 270 ° C.
  • Example 1 An alloy strip A of Example 1 with a thickness of 6.1 mm was cast in continuous casting between rolls. The strip was then cold rolled to a thickness of 2 mm. Part of the strip was subjected to a usual intermediate anneal for such a 5 hour alloy at 500 ° C. The other part of the strip has undergone an intermediate anneal according to the invention for 5 hours at 320 ° C. The two parts of the strip were then cold rolled in several passes until the final thickness of 10.5 microns. They were then subjected to a final annealing of 40 h at 270 ° C. The same properties as in Example 1 were measured, the values of which are given in Table 3:
  • the average grain size measured by SEM image analysis, is 3.6 ⁇ m for annealing at 470 ° C, and 2.3 ⁇ m for annealing at 320 ° C.
  • the increase in the mechanical characteristics for the low temperature annealing is therefore related to a reduction in the grain size obtained after final annealing.

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Abstract

L'invention a pour objet une feuille ou bande mince d'épaisseur comprise entre 6 et 200 µni, et de préférence entre 6 et 50 µm, en alliage de composition (% en poids) Si : 1,0 - 1,5 ; Fe : 1,0 - 1,5 ; Cu < 0,2 Mn < 0,1 ; autres éléments < 0,05 chacun et < 0,15 au total, reste Al, présentant à l'état recuit une résistance à la rupture Rm > 110 MPa pour les épaisseurs > 9 µm et > 100 MPa pour les épaisseurs de 6 à 9 µm, et une limite d'élasticité R0,2 > 70 MPa. L'alliage a, de préférence, une teneur en silicium comprise entre 1,1 et 1,3% et une teneur en fer comprise entre 1,0 et 1,2%. Les feuilles ou bandes minces selon l'invention peuvent être utilisées notamment pour la fabrication de complexes multicouches, de coiffes de surbouchage pour bouteilles ou d'aluminium ménager.

Description

Feuilles ou bandes minces en alliage AlFeSi
Domaine de l'invention
L'invention concerne des feuilles ou bandes minces, d'épaisseur inférieure à 200 μm, et de préférence à 50 μm, en alliage d'aluminium au fer et au silicium, substantiellement exempt de manganèse, ainsi qu'un procédé de fabrication de telles feuilles ou bandes. Ces bandes peuvent être obtenues par coulée semi-continue de plaques conventionnelle ou par coulée continue, par exemple la coulée continue entre courroies (« twin-belt casting ») ou entre cylindres (« twin-roll casting »).
Etat de la technique
La tendance du marché des feuilles minces en alliage d'aluminium conduit à une réduction constante des épaisseurs utilisées pour une application donnée, tout en exigeant des caractéristiques mécaniques élevées et une bonne formabilité.
On utilise souvent pour les feuilles minces des alliages à très faible teneur en manganèse, comme par exemple l'alliage 81 1 1 de composition (% en poids) enregistrée à l'Aluminum Association : Si : 0,30 - 1 ,1 Fe : 0,40 - 1,0 Cu < 0,10 Mn < 0,10
L'absence de manganèse permet d'obtenir plus facilement la recristallisation au recuit final, mais la résistance à la rupture Rm reste insuffisante pour les épaisseurs inférieures à 100 μm.
Il est donc nécessaire de développer de nouveaux alliages et/ou d'optimiser les gammes de transformation pour répondre à la demande du marché.
Pour augmenter la résistance mécanique, il est habituel d'ajouter du manganèse, comme par exemple dans l'alliage 8006, dont la composition enregistrée à l'Aluminum Association est la suivante (% en poids) : Si < 0,40 Fe : 1,2 - 2,0 Cu < 0,30 Mn : 0,30 - 1,0 Mg < 0,10 L'ajout de manganèse a en effet pour résultat de durcir le matériau. Dans le cas du brevet US 6,517,646 de la demanderesse, les caractéristiques mécaniques obtenues avec un alliage de composition : Si = 0,23%, Fe = 1.26%, Cu = 0.017%, Mn = 0.37%, Mg = 0.0032%, Ti = 0.008%», en combinaison avec une gamme de transformation favorable, conduit à une valeur de Rm de 103 MPa pour une épaisseur de 6.6μm.
On peut également améliorer les caractéristiques mécaniques par ajout de manganèse en faible quantité dans des alliages de la série 8000 chargés en fer. La demande de brevet WO 02/64848 (Alcan International) décrit la fabrication par coulée continue de bandes minces en alliage AlFeSi contenant de 1 ,2 à 1 ,7% Fe et de 0,35 à 0,8% Si. On obtient une résistance mécanique élevée en ajoutant à l'alliage de 0,07 à 0,20% de manganèse. Cette addition de manganèse est reconnue nécessaire pour obtenir une faible taille de grains après le recuit final.
Le manganèse apparaît donc comme un élément permettant d'augmenter les caractéristiques mécaniques des alliages 8000. Cependant, le manganèse en solution solide ou sous forme de fins précipités peut bloquer ou retarder la recristallisation au cours du recuit final. Il est donc nécessaire de contrôler précisément la précipitation des phases contenant du manganèse au cours de chaque étape de la gamme, ce qui se révèle souvent délicat. Toute dérive dans la gamme de transformation a des conséquences non négligeables sur l'efficacité du recuit final. Il est donc très intéressant de développer un alliage qui ne contienne pas de manganèse, mais présente néanmoins des caractéristiques mécaniques élevées.
Les brevets US 5,503,689 (Reynolds Metals) décrit un procédé de fabrication d'une bande mince en alliage contenant de 0,30 à 1,1% Si et de 0,40 à 1 ,0% Fe, moins de 0,25% Cu et moins de 0,1% Mn, par coulée continue et laminage à froid sans recuit intermédiaire. Les teneurs préférentielles en fer et silicium se situent entre 0,6 et 0,75%.
Le brevet US 5,725,695 (Reynolds Metals) décrit pour le même domaine de composition une gamme avec recuit intermédiaire entre 400 et 440°C (750 - 825°F) et recuit final de recristallisation à 288°C (550°F). Le rapport des teneurs Si/Fe est égal ou supérieur à 1. Dans les exemples, la résistance à la rupture maximale obtenue est 90 MPa (13.13 ksi), la limite d'élasticité maximale est 39.1 MPa (5.68 ksi), et l'allongement est 1 1 ,37% pour des épaisseurs de 46μm (0.00185'). Ces caractéristiques mécaniques restent encore faibles pour certaines applications.
Pour les alliages obtenus par coulée continue, il est souvent nécessaire d'effectuer un traitement thermique à haute température afin de réduire la nocivité des ségrégations, en résorbant les amas de précipitation et en homogénéisant la structure dans l'épaisseur. L'effet d'une homogénéisation à 600°C est décrit pour l'alliage 801 1 (de composition : 0.71%Fe, 0.77%Si, 0.038%Cu, 0.006%Mn, 98.45%A1) obtenu par coulée entre cylindres dans l'article de Y. Birol « Centerline Ségrégation in a Twin- Roll Cast AA801 1 Alloy » Aluminium, 74, 1998, pp. 318-321. On obtient une modification des phases précipitées et une réduction des hétérogénéités. La réduction de la ségrégation centrale permet par la suite de limiter la porosité des feuilles très minces, et d'améliorer leur formabilité.
Il est intéressant pour des raisons économiques de limiter la température de traitement thermique. Pour un alliage 81 1 1 de composition : 0.7%Fe, 0.7%Si, Mn < 0,02, Zn < 0,02, Cu < 0,02, on observe un début de transformation des phases et une recristallisation totale dès 460°C, même si un recuit à 550-580°C est nécessaire pour obtenir une transformation plus complète (cf. M. Slamova et al. « Response of AA8006 and AA81 1 1 Strip-Cast Rolled Alloys to High Température Annealing » , ICAA-6, 1998). Une homogénéisation à basse température est donc envisageable pour les alliages sans manganèse.
Par ailleurs, dans la transformation successive à l'homogénéisation, jusqu'à de faibles épaisseurs, il est habituel d'introduire une étape de recuit intermédiaire, afin d'adoucir le métal. Pour les alliages au manganèse, le contrôle du recuit intermédiaire nécessite en général un traitement thermique à haute température (au- dessus de 400°C), afin d'obtenir une recristallisation.
Pour les alliages de type 8000 sans manganèse, on peut envisager de réaliser un traitement thermique à une température plus basse que pour les alliages de type 8006. La demande de brevet WO 99/23269 (Nippon Light Métal et Alcan International) décrit un procédé applicable aux alliages AlFeSi contenant de 0,2 à 1% Si et de 0,3 à 1 ,2% Fe, avec un rapport Si/Fe compris entre 0,4 et 1,2, dans lequel le recuit intermédiaire est effectué en deux étapes, la première entre 350 et 450°C, la seconde entre 200 et 330°C. Le but de ce procédé est de réduire les défauts de surface de la feuille. Les caractéristiques mécaniques ne sont pas mentionnées.
L'invention a pour but d'obtenir des feuilles ou bandes minces en alliage AlFeSi sans addition de manganèse, présentant une résistance mécanique élevée, tout en conservant une bonne formabilité, avec une gamme de fabrication industrielle aussi économique que possible.
Objet de l'invention L'invention a pour objet une feuille mince d'épaisseur comprise entre 6 et 200 μm, et de préférence entre 6 et 50 μm, en alliage de composition (% en poids) : Si : 1,0 - 1,5 Fe : 1,0 - 1,5 Cu < 0,2 Mn < 0,l autres éléments < 0,05 chacun et < 0,15 au total, reste Al, avec de préférence la condition Si/Fe > 0,95, présentant à l'état recuit une résistance à la rupture Rm > 1 10 MPa pour les épaisseurs > 9 μm, et > 100 MPa pour les épaisseurs de 6 à 9 μm. La feuille mince a, de préférence, une limite d'élasticité Ro,2 (mesurée sur éprouvettes cisaillées) > 70 MPa. L'allongement à la rupture est supérieur aux valeurs suivantes en fonction de l'épaisseur de la feuille :
Figure imgf000005_0001
L'alliage a, de préférence, une teneur en silicium comprise entre 1,1 et 1,3% et une teneur en fer comprise entre 1 ,0 et 1 ,2%. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication de bandes minces d'épaisseur inférieure à 200 μm en alliage Al-Fe-Si de composition (% en poids) : Si : 1,0 - 1 ,5 Fe : 1 ,0 - 1 ,5 Cu < 0,2 Mn < 0, 1 autres éléments < 0,05 chacun et < 0,15 au total, reste Al, avec de préférence la condition Si/Fe > 0,95, comportant la préparation d'une première bande soit par coulée semi-continue verticale d'une plaque et laminage à chaud, soit par coulée continue éventuellement suivie d'un laminage à chaud, le laminage à froid de cette première bande jusqu'à l'épaisseur finale avec éventuellement un recuit intermédiaire de 2 à 20 h à une température comprise entre 250 et 350°C, et de préférence entre 280 et 340°C, et un recuit final à une température comprise entre 200 et 370°C.
Description de l'invention Les feuilles ou bandes minces selon l'invention sont fabriquées à partir d'alliages 8000 AlSiFe pratiquement exempts de manganèse, avec une teneur typiquement inférieure à 0,1%. Les teneurs en fer et en silicium sont significativement plus élevées que celles des alliages 8011 et 8111, qui sont les alliages AlSiFe pour feuilles minces sans manganèse les plus couramment utilisés. Un domaine de composition préférentiel est un alliage contenant de 1 ,1 à 1 ,3% de silicium et de 1,0 à 1,2% de fer.
Les alliages selon l'invention doivent avoir de préférence une composition telle que le rapport Si/Fe des teneurs respectives en silicium et en fer soit > 0,95. Ils présentent à l'état recuit (état O) une résistance mécanique inhabituelle pour des alliages de cette composition, avec une résistance à la rupture Rm > 1 10 MPa, voire 1 15 MPa, pour les épaisseurs > 9 μm et > 100 MPa pour les épaisseurs de 6 à 9 μm, et une limite d'élasticité conventionnelle à 0,2% Ro,2 > 70 MPa. Cette résistance mécanique élevée n'est pas obtenue aux dépens de la formabilité, car, par rapport aux alliages 801 1 ou 81 1 1, les allongements sont au moins les mêmes, et les pressions d'éclatement sont augmentées.
Ces propriétés mécaniques élevées sont obtenues aussi bien pour des bandes produites à partir de plaques obtenues par coulée semi-continue verticale conventionnelle et laminées à chaud, que pour des bandes issues de coulée continue, soit entre courroies (« belt casting »), soit entre cylindres (« roll casting »). La coulée continue entre courroies est suivie également d'un laminage à chaud. Les bandes laminées à chaud ou brutes de coulée dans le cas de la coulée continue entre cylindres sont éventuellement soumises à une homogénéisation basse température (entre 450 et 500°C) pour réduire la ségrégation centrale qui peut être source d'une réduction de la formabilité à épaisseur finale. Ce traitement thermique basse température est suffisant pour résorber les ségrégations centrales éventuelles dans ces alliages sans manganèse. Les bandes sont ensuite laminées à froid, soit jusqu'à l'épaisseur finale, soit jusqu'à une épaisseur intermédiaire comprise entre 0,5 et 5 mm, à laquelle elles sont soumises à un recuit intermédiaire. Contrairement aux alliages contenant du manganèse, il est possible d'effectuer ce recuit intermédiaire à une température relativement basse, comprise entre 250 et 350°C, et de préférence entre 280 et 340°C, pendant une durée supérieure à 2 h. Un tel domaine de température, bien que décrit dans la littérature, notamment dans la demande de brevet WO 02/064848 mentionnée plus haut, se situe en dessous du domaine habituel qui est au-dessus de 400°C.
La demanderesse a constaté que l'application à un alliage AlFeSi, plus particulièrement de composition telle que Si/Fe > 0,95, de traitements thermiques basse température, avec éventuellement la suppression du recuit intermédiaire lorsque c'est techniquement possible, conduisait à une résistance mécanique nettement améliorée, d'au moins 15% par rapport au recuit intermédiaire habituel. Cette résistance mécanique supérieure est obtenue tout en améliorant la formabilité mesurée par la pression d'éclatement ou la hauteur de dôme selon la norme ISO 2758.
Le recuit final s'effectue à une température comprise entre 200 et 370°C pour une durée comprise entre 1 et 72 h. Les durées du recuit sont conditionnées par la qualité du dégraissage de la feuille. On obtient après recuit final une structure à grains fins, avec une taille moyenne de grain, mesurée par analyse d'images au microscope électronique à balayage, inférieure à 3 μm. La conjonction d'une homogénéisation à basse température ou d'une absence d'homogénéisation et d'un recuit intermédiaire à basse température ou totalement supprimé, en plus de son avantage économique, se révèle favorable à l'obtention d'une fine taille de grains. La taille de grains est réduite d'environ 30% par comparaison avec des traitements thermiques à plus haute température, ce qui conduit donc à une augmentation des caractéristiques mécaniques R0-2 et Rm, qui, pour les épaisseurs minces, sont liées au nombre de joints de grains. Ce gain ne se fait pas au détriment de l'allongement, car l'augmentation du nombre de grains dans l'épaisseur limite aussi le risque d'endommagement localisé dans un ou deux grains uniques de l'épaisseur de la feuille.
Les feuilles minces selon l'invention sont particulièrement adaptées aux applications nécessitant à la fois une bonne résistance mécanique et une formabilité élevée, comme par exemple la fabrication de complexes multicouches, notamment pour les opercules d'emballages de produits frais, de coiffes de surbouchage ou d'aluminium ménager.
Exemples
Exemple 1
Dans le but de montrer l'influence de la composition de l'alliage, on a fabriqué, en coulée continue entre cylindres, deux bandes d'épaisseur 6,1 mm en alliages A selon l'invention et B de type 81 1 1 , de composition (% en poids) indiquée au tableau 1 :
Tableau 1
Figure imgf000008_0001
Les bandes ont été laminées à froid jusqu'à l'épaisseur 2 mm, puis soumises à un recuit intermédiaire de 5 h à 320°C. Les bandes ont ensuite été laminées à froid en plusieurs passes jusqu'à l'épaisseur finale de 38 μm. Elles ont ensuite été soumises à un recuit final de 40 h à 270°C.
On a mesuré dans chaque cas les caractéristiques mécaniques : résistance à la rupture Rnι (en MPa), limite d'élasticité conventionnelle à 0,2% R0,2 et allongement A (en %) selon la norme NF-EN 546-2, ainsi que la pression d'éclatement à l'air Pe (en kPa) mesurée selon la norme ISO 2758 et la hauteur de dôme Hd (en mm). Les résultats sont indiqués au tableau 2 :
Tableau 2
Figure imgf000009_0001
On constate que, contrairement à l'alliage B de type 81 1 1 , la résistance à la rupture de la bande en alliage A est largement supérieure à 110 MPa, et la limite élastique supérieure à 70 MPa. De plus, la pression d'éclatement et l'allongement sont également supérieurs, de sorte que cet alliage est à la fois résistant et formable. Exemple 2
On a coulé en coulée continue entre cylindres une bande en alliage A de l'exemple 1 d'épaisseur 6,1 mm. La bande a été ensuite laminée à froid jusqu'à l'épaisseur de 2 mm. Une partie de la bande a été soumise à un recuit intermédiaire habituel pour un alliage de ce type de 5 h à 500°C. L'autre partie de la bande a subi un recuit intermédiaire selon l'invention de 5 h à 320°C. Les deux parties de la bande ont ensuite été laminées à froid en plusieurs passes jusqu'à l'épaisseur finale de 10,5 μm. Elles ont ensuite été soumises à un recuit final de 40 h à 270°C. On a mesuré les mêmes propriétés que dans l'exemple 1, dont les valeurs sont indiquées au tableau 3 :
Tableau 3
Figure imgf000010_0001
On constate que l'abaissement de la température du recuit intermédiaire conduit à la fois à une augmentation de la résistance mécanique, de l'allongement, de la résistance à l'éclatement et de la formabilité. La taille moyenne de grain, mesurée par analyse d'images au MEB, est de 3,6 μm pour le recuit à 470°C, et de 2,3 μm pour le recuit à 320°C. L'augmentation des caractéristiques mécaniques pour le recuit à basse température est donc liée à une réduction de la taille de grains obtenue après recuit final.

Claims

Revendications
1. Feuille ou bande mince d'épaisseur comprise entre 6 et 200 μm, et de préférence entre 6 et 50 μm, en alliage de composition (% en poids) : Si : 1 ,0 - 1 ,5 Fe : 1 ,0 - 1 ,5 Cu < 0,2 Mn < 0, 1 autres éléments < 0,05 chacun et < 0,15 au total, reste Al, présentant à l'état recuit une résistance à la rupture Rm > 1 10 MPa pour les épaisseurs > 9 μm, et > 100 MPa pour les épaisseurs de 6 à 9 μm.
2. Feuille ou bande mince selon la revendication 1 , caractérisée en ce qu'elle présente à l'état recuit une résistance à la rupture Rm > 115 MPa pour les épaisseurs > 9 μm.
3. Feuille ou bande mince selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle présente à l'état recuit une limite d'élasticité Ro;2 > 70 MPa.
4. Feuille ou bande mince selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle présente un allongement à la rupture A en fonction de l'épaisseur :
Figure imgf000011_0001
5. Feuille ou bande mince selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'alliage a une composition telle que Si/Fe > 0,95.
6. Feuille ou bande mince selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'alliage a une teneur en silicium comprise entre 1,1 et 1,3% et une teneur en fer comprise entre 1 ,0 et 1 ,2%.
7. Procédé de fabrication de bandes minces d'épaisseur inférieure à 200 μm en alliage Al-Fe-Si de composition (% en poids) : Si : 1 ,0 - 1 ,5 Fe : 1 ,0 - 1 ,5 Cu < 0,2 Mn < 0, 1 autres éléments < 0,05 chacun et < 0,15 au total, reste Al, comportant la préparation d'une première bande soit par coulée semi- continue verticale d'une plaque et laminage à chaud, soit par coulée continue éventuellement suivie d'un laminage à chaud, le laminage à froid de cette première bande jusqu'à l'épaisseur finale avec éventuellement un recuit intermédiaire à une température comprise entre 250 et 350°C, et de préférence entre 280 et 340°C, et un recuit final à une température comprise entre 200 et 370°C.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'alliage a une composition telle que Si/Fe > 0,95.
9. Procédé selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce qu'avant laminage à froid, la première bande est soumise à une homogénéisation à une température comprise entre 450 et 500°C.
10. Procédé selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que la bande est préparée par coulée continue entre cylindres.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8403027B2 (en) * 2007-04-11 2013-03-26 Alcoa Inc. Strip casting of immiscible metals
US7846554B2 (en) * 2007-04-11 2010-12-07 Alcoa Inc. Functionally graded metal matrix composite sheet
US20100084053A1 (en) * 2008-10-07 2010-04-08 David Tomes Feedstock for metal foil product and method of making thereof
US8956472B2 (en) * 2008-11-07 2015-02-17 Alcoa Inc. Corrosion resistant aluminum alloys having high amounts of magnesium and methods of making the same
WO2010100924A1 (fr) * 2009-03-05 2010-09-10 東洋アルミニウム株式会社 Feuille en alliage d'aluminium pour collecteur de courant et procédé de production de celle-ci
KR101308963B1 (ko) * 2011-07-22 2013-09-25 한국생산기술연구원 방열판용 다이캐스팅 알루미늄 합금
BR112015016234A2 (pt) * 2013-01-09 2017-07-11 Albea Americas Inc materiais em camadas compreendendo lâmina delgada de alumínio e tubos feitos disto
EP3235916B1 (fr) 2016-04-19 2018-08-15 Rheinfelden Alloys GmbH & Co. KG Alliage de moulage
CN117568667B (zh) * 2024-01-15 2024-04-19 中铝材料应用研究院有限公司 铝箔材料及其制备方法
CN117568668B (zh) * 2024-01-15 2024-04-26 中铝材料应用研究院有限公司 铝塑膜铝箔坯料和其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5503689A (en) * 1994-04-08 1996-04-02 Reynolds Metals Company General purpose aluminum alloy sheet composition, method of making and products therefrom
US5725695A (en) * 1996-03-26 1998-03-10 Reynolds Metals Company Method of making aluminum alloy foil and product therefrom
WO1999023269A1 (fr) * 1997-10-31 1999-05-14 Nippon Light Metal Company Ltd. Procede de production de feuilles de base metalliques en alliages d'aluminium
WO1999042628A1 (fr) * 1998-02-18 1999-08-26 Alcan International Limited Procede de fabrication d'une feuille d'aluminium a haute resistance
WO2003069003A2 (fr) * 2002-02-15 2003-08-21 Pechiney Rhenalu Bandes minces en alliage aluminium-fer

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0762223B2 (ja) * 1985-04-11 1995-07-05 古河電気工業株式会社 深絞りクロ−ジヤ−の製造法
JP3107191B2 (ja) * 1994-11-16 2000-11-06 古河電気工業株式会社 平版印刷版用アルミニウム合金支持体の製造方法
US5714019A (en) * 1995-06-26 1998-02-03 Aluminum Company Of America Method of making aluminum can body stock and end stock from roll cast stock
US6531006B2 (en) * 2001-02-13 2003-03-11 Alcan International Limited Production of high strength aluminum alloy foils
FR2832497B1 (fr) * 2001-11-19 2004-05-07 Pechiney Rhenalu Bandes en alliage d'aluminium pour echangeurs thermiques

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5503689A (en) * 1994-04-08 1996-04-02 Reynolds Metals Company General purpose aluminum alloy sheet composition, method of making and products therefrom
US5725695A (en) * 1996-03-26 1998-03-10 Reynolds Metals Company Method of making aluminum alloy foil and product therefrom
WO1999023269A1 (fr) * 1997-10-31 1999-05-14 Nippon Light Metal Company Ltd. Procede de production de feuilles de base metalliques en alliages d'aluminium
WO1999042628A1 (fr) * 1998-02-18 1999-08-26 Alcan International Limited Procede de fabrication d'une feuille d'aluminium a haute resistance
WO2003069003A2 (fr) * 2002-02-15 2003-08-21 Pechiney Rhenalu Bandes minces en alliage aluminium-fer

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 011, no. 080 (C-409), 11 mars 1987 (1987-03-11) -& JP 61 235547 A (FURUKAWA ALUM CO LTD), 20 octobre 1986 (1986-10-20) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1996, no. 12, 26 décembre 1996 (1996-12-26) -& JP 08 209312 A (FURUKAWA ELECTRIC CO LTD:THE;FUJI PHOTO FILM CO LTD), 13 août 1996 (1996-08-13) *

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