相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2014年12月19日提交的第62/094,358號(hào)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的權(quán)益，所述美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)以全文引用的方式并入本文。

本發(fā)明涉及一種新型鋁合金。在一個(gè)方面中，本發(fā)明進(jìn)一步涉及使用所述鋁合金生產(chǎn)高度塑形的鋁產(chǎn)品(例如瓶或罐)的方法。

背景技術(shù)：

鋁罐或瓶制造的許多現(xiàn)代方法需要高度可塑形的鋁合金。對(duì)于塑形的瓶，制造工藝通常涉及首先使用牽拉和壁熨平(dwi)工藝產(chǎn)生圓柱體。隨后使用例如全身縮頸步驟序列、吹塑模制或其它機(jī)械塑形或這些工藝的組合來(lái)將所得圓柱體成形為瓶形狀。對(duì)此工藝或工藝組合中使用的任何合金的需求是復(fù)雜的。

需要可在用于瓶塑形工藝的機(jī)械塑形或吹塑模制期間承受高程度變形并且在用以制作起始圓柱形預(yù)制件的dwi工藝中表現(xiàn)良好的合金。

對(duì)合金的進(jìn)一步要求是必須有可能產(chǎn)生滿足機(jī)械性能目標(biāo)(例如，最終塑形產(chǎn)品中的柱強(qiáng)度、剛性以及最小底部圓頂反向壓力)的瓶，其具有此當(dāng)前一代的鋁瓶小的重量。實(shí)現(xiàn)較小重量而不需要對(duì)設(shè)計(jì)的顯著修改的僅有方法是減小瓶的壁厚度。這使得滿足機(jī)械性能要求更加有挑戰(zhàn)性。

最后的要求是以高速形成瓶的能力。為了在商業(yè)生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)高處理量(例如，每分鐘1000個(gè)瓶)，必須在極短的時(shí)間中完成瓶的塑形。因此，需要用于以高速度和高水平的可運(yùn)行性從所述合金制作預(yù)制件的方法，例如由當(dāng)前的罐體合金aa3104所證明。aa3104含有在鑄造期間形成且在均質(zhì)化和軋制期間改質(zhì)的高體積分?jǐn)?shù)的粗糙金屬間顆粒。這些顆粒在dwi工藝期間的模具清潔中起主要作用，有助于移除積累于模具上的任何鋁或氧化鋁，這改善了金屬表面外觀以及片材的可運(yùn)行性。

在滿足如上所述的所有要求中，本發(fā)明的合金和方法的不同實(shí)施例具有遵循的特定化學(xué)組成和性質(zhì)(所有元素以重量百分此(重量％)表達(dá))。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本文提供新穎的合金，其在升高的溫度下展示高應(yīng)變率可成形性。所述合金可用于產(chǎn)生高度塑形的鋁產(chǎn)品，包含瓶和罐。

在一個(gè)實(shí)施例中，本文描述的鋁合金包括約0.15到0.50％的si、0.35到0.65％的fe、0.05到0.30％的cu、0.60到1.10％的mn、0.80到1.30％的mg、0.000到0.0080％的cr、0.000到0.500％的zn、0.000到0.080％的ti、多達(dá)0.15％的雜質(zhì)，其中剩余部分為al(全部以重量百分此(重量％)計(jì))。本文還提供包括如本文描述的鋁合金的產(chǎn)品(例如，瓶和罐)。

本文進(jìn)一步提供生產(chǎn)所描述的鋁合金的方法。在一個(gè)實(shí)施例中，所述方法包含：如本文所述的鋁合金的直接冷卻(dc)鑄造以形成金屬產(chǎn)品，使所述金屬產(chǎn)品均質(zhì)化，熱軋所述金屬產(chǎn)品以產(chǎn)生金屬片材，冷軋所述金屬片材(例如，具有60％到90％厚度降低)，任選地使所述軋制片材再結(jié)晶退火，冷軋所述經(jīng)退火片材，以及使所述軋制片材穩(wěn)定退火。本文還提供根據(jù)所述方法獲得的產(chǎn)品(例如，瓶或罐)。

從以下本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述將明了本發(fā)明的其它目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的鋁合金的掃描透射電子顯微術(shù)(stem)顯微照片，其示出了具有大于300nm的平均幾何必要邊界(gnb)間距的子結(jié)構(gòu)。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的鋁合金的stem顯微照片，其示出了具有大于2.5μm的平均gnb間距的含gnb的子結(jié)構(gòu)。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的鋁合金的stem顯微照片，其示出了具有大于8μm的平均gnb間距的含gnb的子結(jié)構(gòu)。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的鋁合金的stem顯微照片，其示出了無(wú)gnb的子結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

定義和描述

本文使用的術(shù)語(yǔ)“發(fā)明”、“本發(fā)明”、“此發(fā)明”和“當(dāng)前發(fā)明”旨在廣泛地指代本專利申請(qǐng)和所附權(quán)利要求書的全部標(biāo)的物。含有這些術(shù)語(yǔ)的語(yǔ)句應(yīng)當(dāng)理解為并不限制本文描述的標(biāo)的物或者并不限制所附專利權(quán)利要求書的意義或范圍。

如本文使用，“一”或“所述”的意義包含單數(shù)和復(fù)數(shù)參考物，除非上下文清楚地另外規(guī)定。

本申請(qǐng)中參考合金回火或條件。為了最常用的合金回火描述的理解，參見(jiàn)《關(guān)于合金和回火標(biāo)示系統(tǒng)的美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(ansi)h35(americannationalstandards(ansi)h35onalloyandtemperdesignationsystems)》。

以下鋁合金是基于合金的總重量以重量百分此(重量％)計(jì)在其元素組成方面來(lái)描述。在每一合金的某些實(shí)施例中，剩余部分是鋁，且雜質(zhì)的總和的最大重量％為0.15％。

鋁合金系統(tǒng)

在一個(gè)方面中，本發(fā)明涉及用于鋁瓶應(yīng)用的新型鋁合金系統(tǒng)。所述合金組成在升高的溫度下展現(xiàn)良好的高應(yīng)變率可成形性。由于合金的元素組成而實(shí)現(xiàn)高應(yīng)變率可成形性。

在一個(gè)方面中，本發(fā)明提供用于制造高度塑形的罐和瓶的高度可成形合金。在一個(gè)方面中，本發(fā)明提供針對(duì)鋁瓶的高速生產(chǎn)而優(yōu)化的化學(xué)和制造工藝。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述鋁合金包括：

0.15到0.50重量％的si，

0.35到0.65重量％的fe，

0.05到0.30重量％的cu，

0.60到1.10重量％的mn，

0.80到1.30重量％的mg，

0.000到0.080重量％的cr，

0.000到0.500重量％的zn，

0.000到0.080重量％的ti，以及

多達(dá)約0.15重量％的雜質(zhì)，其中剩余部分為al。

在另一實(shí)施例中，所述鋁合金包括：

0.20到0.40重量％的si，

0.40到0.60重量％的fe，

0.08到0.20重量％的cu，

0.70到1.00重量％的mn，

0.85到1.22重量％的mg，

0.000到0.070重量％的cr，

0.000到0.400重量％的zn，

0.000到0.070重量％的ti，

多達(dá)約0.15重量％的雜質(zhì)，其中剩余部分為al。

在又一實(shí)施例中，所述鋁合金包括：

0.22到0.38重量％的si，

0.42到0.58重量％的fe，

0.10到0.18重量％的cu，

0.75到0.98重量％的mn，

0.90到1.15重量％的mg，

0.000到0.060重量％的cr，

0.000到0.300重量％的zn，

0.000到0.060重量％的ti，

多達(dá)約0.15重量％的雜質(zhì)，其中剩余部分為al。

在再一實(shí)施例中，所述鋁合金包括：

0.27到0.33重量％的si，

0.46到0.54重量％的fe，

0.11到0.15重量％的cu，

0.80到0.94重量％的mn，

0.93到1.07重量％的mg，

0.000到0.050重量％的cr，

0.000到0.250重量％的zn，

0.000到0.050重量％的ti，

多達(dá)約0.15重量％的雜質(zhì)，其中剩余部分為al。

在再一實(shí)施例中，所述鋁合金包括：

0.25到0.35重量％的si，

0.44到0.56重量％的fe，

0.09到0.16重量％的cu，

0.78到0.94重量％的mn，

0.90到1.10重量％的mg，

0.000到0.050重量％的cr，

0.000到0.250重量％的zn，

0.000到0.050重量％的ti，

多達(dá)約0.15重量％的雜質(zhì)，其中剩余部分為al。

在再一實(shí)施例中，所述鋁合金包括：

0.12到0.28重量％的si，

0.32到0.52重量％的fe，

0.09到0.16重量％的cu，

0.78到0.96重量％的mn，

0.90到1.10重量％的mg，

0.000到0.050重量％的cr，

0.000到0.250重量％的zn，

0.000到0.050重量％的ti，

多達(dá)約0.15重量％的雜質(zhì)，其中剩余部分為al。

在另一實(shí)施例中，所述鋁合金包括：

0.27到0.33重量％的si，

0.46到0.54重量％的fe，

0.11到0.15重量％的cu，

0.80到0.94重量％的mn，

0.93到1.07重量％的mg，

0.000到0.050重量％的cr，

0.000到0.250重量％的zn，

0.000到0.050重量％的ti，

多達(dá)約0.15重量％的雜質(zhì)，其中剩余部分為al。在一個(gè)方面中，所述鋁合金包括約0.296重量％的si、約0.492重量％的fe、約0.129重量％的cu、約0.872重量％的mn、約0.985重量％的mg、約0.026重量％的cr、約0.125重量％的zn、約0.010重量％的ti、多達(dá)約0.15重量％的雜質(zhì)，其中剩余部分為al。

在某些方面中，所公開(kāi)的合金包含基于合金的總重量為從約0.12％到0.50％(例如，從0.20％到0.40％、從0.22％到0.38％、從0.25％到0.35％、從0.27％到0.33％或從0.12％到0.28％)的量的硅(si)。舉例來(lái)說(shuō)，所述合金可包含0.12％、0.13％、0.14％、0.15％、0.16％、0.17％、0.18％、0.19％、0.20％、0.21％、0.22％、0.23％、0.24％、0.25％、0.26％、0.27％、0.28％、0.29％、0.30％、0.31％、0.32％、0.33％、0.34％、0.35％、0.36％、0.37％、0.38％、0.39％、0.40％、0.41％、0.42％、0.43％、0.44％、0.45％、0.46％、0.47％、0.48％、0.49％或0.50％的si。全部以重量％表達(dá)。

在某些方面中，所述合金還包含基于合金的總重量為從約0.35％到約0.65％(例如，0.40％到0.60％、從0.42％到0.58％、從0.44％到0.56％、從0.46％到0.54％或從0.32％到0.52％)的量的鐵(fe)。舉例來(lái)說(shuō)，所述合金可包含0.35％、0.36％、0.37％、0.38％、0.39％、0.40％、0.41％、0.42％、0.43％、0.44％、0.45％、0.46％、0.47％、0.48％、0.49％、0.50％、0.51％、0.52％、0.53％、0.54％、0.55％、0.56％、0.57％、0.58％、0.59％、0.60％、0.61％、0.62％、0.63％、0.64％或0.65％的fe。全部以重量％表達(dá)。

在某些方面中，所公開(kāi)的合金包含基于合金的總重量為從約0.05％到約0.30％(例如，從0.08％到0.20％、從0.10％到0.18％、從0.09％到0.16％、從0.10％到0.16％、從0.109％到0.16％或從0.11％到0.15％)的量的銅(cu)。舉例來(lái)說(shuō)，所述合金可包含0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.09％、0.10％、0.11％、0.12％、0.13％、0.14％、0.15％、0.16％、0.17％、0.18％、0.19％、0.20％、0.21％、0.22％、0.23％、0.24％、0.25％、0.26％、0.27％、0.28％、0.29％或0.30％的cu。全部以重量％表達(dá)。

在某些實(shí)施例中，所公開(kāi)的合金包含基于合金的總重量為從約0.60％到約1.10％(例如，約0.70％到1.00％、從0.75％到0.98％、從0.78％到0.94％、從0.78％到0.96％或從0.80％到0.94％)的量的錳(mn)。舉例來(lái)說(shuō)，所述合金可包含0.60％、0.61％、0.62％、0.63％、0.64％、0.65％、0.66％、0.67％、0.68％、0.69％、0.70％、0.71％、0.72％、0.73％、0.74％、0.75％、0.76％、0.77％、0.78％、0.79％、0.80％、0.81％、0.82％、0.83％、0.84％、0.85％、0.86％、0.87％、0.88％、0.89％、0.90％、0.91％、0.92％、0.93％、0.94％、0.95％、0.96％、0.97％、0.98％、0.99％、1.00％、1.01％、1.02％、1.03％、1.04％、1.05％、1.06％、1.07％、1.08％、1.09％或1.10％的mn。全部以重量％表達(dá)。

在一些實(shí)施例中，所公開(kāi)的合金包含基于合金的總重量為從約0.80％到約1.30％(例如，從0.85％到1.22％、從0.90％到1.15％、從0.90％到1.10％或從0.93％到1.07％)的量的鎂(mg)。舉例來(lái)說(shuō)，所述合金可包含0.80％、0.81％、0.82％、0.83％、0.84％、0.85％、0.86％、0.87％、0.88％、0.89％、0.90％、0.91％、0.92％、0.93％、0.94％、0.95％、0.96％、0.97％、0.98％、0.99％、1.00％、1.01％、1.02％、1.03％、1.04％、1.05％、1.06％、1.07％、1.08％、1.09％、1.10％、1.11％、1.12％、1.13％、1.14％、1.15％、1.16％、1.17％、1.18％、1.19％、1.20％、1.21％、1.22％、1.23％、1.24％、1.25％、1.26％、1.27％、1.28％、1.29％或1.30％的mg。全部以重量％表達(dá)。

在某些方面中，所述合金包含基于合金的總重量為多達(dá)約0.80％(例如，從0％到0.05％、0％到0.06％、從0％到0.07％、從0％到0.08％、從0.03到0.06％、從0.005％到0.05％或從0.001％到0.06％)的量的鉻(cr)。舉例來(lái)說(shuō)，所述合金可包含0.001％、0.002％、0.003％、0.004％、0.005％、0.006％、0.007％、0.008％、0.009％、0.010％、0.011％、0.012％、0.013％、0.014％、0.015％、0.016％、0.017％、0.018％、0.019％、0.020％、0.021％、0.022％、0.023％、0.024％、0.025％、0.026％、0.027％、0.028％、0.029％、0.030％、0.031％、0.032％、0.033％、0.034％、0.035％、0.036％、0.037％、0.038％、0.039％、0.040％、0.05％、0.051％、0.052％、0.053％、0.054％、0.055％、0.056％、0.057％、0.058％、0.059％、0.060％、0.065％、0.070％、0.075％或0.08％的cr。在某些方面中，合金中不存在cr(即，0％)。全部以重量％表達(dá)。

在某些方面中，本文所述的合金包含基于合金的總重量為多達(dá)約0.5％(例如，從0％到0.25％、從0％到0.2％、從0％到0.30％、從0％到0.40％、從0.01％到0.35％或從0.01％到0.25％)的量的鋅(zn)。舉例來(lái)說(shuō)，所述合金可包含0.001％、0.002％、0.003％、0.004％、0.005％、0.006％、0.007％、0.008％、0.009％、0.01％、0.02％、0.03％、0.04％、0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.09％、0.10％、0.11％、0.12％、0.13％、0.14％、0.15％、0.16％、0.17％、0.18％、0.19％、0.20％、0.21％、0.22％、0.23％、0.24％、0.25％、0.26％、0.27％、0.28％、0.29％、0.30％、0.31％、0.32％、0.33％、0.34％、0.35％、0.36％、0.37％、0.38％、0.39％、0.40％、0.41％、0.42％、0.43％、0.44％、0.45％、0.46％、0.47％、0.48％、0.49％或0.50％的zn。在某些情況中，合金中不存在zn(即，0％)。全部以重量％表達(dá)。

在某些方面中，所述合金包含基于合金的總重量為多達(dá)約0.08％(例如，從0％到0.05％、0％到0.06％、從0％到0.07％、從0.03到0.06％、從0.005％到0.05％或從0.001％到0.06％)的量的鈦(ti)。舉例來(lái)說(shuō)，所述合金可包含0.001％、0.002％、0.003％、0.004％、0.005％、0.006％、0.007％、0.008％、0.009％、0.01％、0.011％、0.012％、0.013％、0.014％、0.015％、0.016％、0.017％、0.018％、0.019％、0.02％、0.021％、0.022％、0.023％、0.024％、0.025％、0.026％、0.027％、0.028％、0.029％、0.03％、0.031％、0.032％、0.033％、0.034％、0.035％、0.036％、0.037％、0.038％、0.039％、0.04％、0.05％、0.051％、0.052％、0.053％、0.054％、0.055％、0.056％、0.057％、0.058％、0.059％、0.06％、0.065％、0.07％、0.075％或0.08％的ti。在某些方面中，合金中不存在ti(即，0％)。全部以重量％表達(dá)。

任選地，合金組成可進(jìn)一步包含約0.15％或更低、0.14％或更低、0.13％或更低、0.12％或更低、0.11％或更低、0.10％或更低、0.09％或更低、0.08％或更低、0.07％或更低、0.06％或更低、0.05％或更低、0.04％或更低、0.03％或更低、0.02％或更低或者0.01％或更低的量的其它微量元素，有時(shí)稱為雜質(zhì)。這些雜質(zhì)可以包含(但不限于)v、ga、ni、sc、zr、ca、hf、sr或其組合。在某些方面中，所述合金組成包括僅不可避免的雜質(zhì)。在某些方面中，所述合金的剩余百分比是鋁。全部以重量％表達(dá)。

合金性質(zhì)

在某些實(shí)施例中，本發(fā)明的鋁合金顯示出以下性質(zhì)中的一者或多者：極低的制耳(3％的最大平均制耳水平)；高再循環(huán)含量(例如，至少60％、65％、70％、75％、80％、82％或85％)；屈服強(qiáng)度25到36ksi；優(yōu)良的模具清潔性能，其允許極低模具剝離壓力的施加；優(yōu)良的可成形性，其允許延伸的頸塑形進(jìn)展而不破裂；最終瓶中完成的無(wú)可見(jiàn)痕跡的優(yōu)良表面；優(yōu)良的涂層粘附力；滿足典型的軸向負(fù)載(＞300lbs)和圓頂反向壓力(＞90psi)的高強(qiáng)度；瓶制作工藝的總體廢品率可低達(dá)小于1％。

在某些實(shí)施例中，通過(guò)此方法制作的鋁合金線圈的子結(jié)構(gòu)具有無(wú)幾何必要邊界(gnb)的子結(jié)構(gòu)。在某些實(shí)施例中，所述子結(jié)構(gòu)具有含gnb的子結(jié)構(gòu)，其中平均gnb間距大于10微米。在某些實(shí)施例中，通過(guò)此方法制作的子結(jié)構(gòu)鋁合金線圈具有含gnb的子結(jié)構(gòu)，其中平均gnb間距大于300nm(例如，圖1)、平均gnb間距大于2.5μm(圖2)、平均gnb間距大于8μm(例如，圖3)，或者是無(wú)gnb子結(jié)構(gòu)(例如，圖4)。

在某些實(shí)施例中，合金片材具有極低的制耳。在某些實(shí)施例中，從邊緣、側(cè)面和中心(在線圈寬度上)的制耳平衡小于1.5％(例如，小于1.25％、小于1％)。在某些實(shí)施例中，平均制耳小于4％。舉例來(lái)說(shuō)，平均制耳小于3.75％、小于3.5％、小于3.25％、小于3％、小于2.75％或小于2.5％。

在某些實(shí)施例中，合金片材具有高再循環(huán)含量。

制作合金的方法

在某些方面中，所公開(kāi)的合金組成是所公開(kāi)方法的產(chǎn)品。在不希望限制本發(fā)明的情況下，鋁合金性質(zhì)部分地由在合金的制備期間微結(jié)構(gòu)的形成決定。在某些方面中，用于合金組成的制備方法可以影響或甚至決定合金是否將具有足以用于所需應(yīng)用的性質(zhì)。

在一個(gè)方面中，本發(fā)明陳述制作本文描述的鋁合金的方法。通常，罐體原料以h19回火提供給顧客。對(duì)于鋁瓶應(yīng)用，典型的h19回火并不表現(xiàn)良好，因?yàn)閔19合金太脆。在一個(gè)方面中，為了滿足用于鋁瓶的塑形的高可成形性要求，必須以不同方式，通過(guò)直接冷卻(dc)鑄造、均質(zhì)化、熱軋、冷軋、再結(jié)晶退火、冷軋以及穩(wěn)定退火來(lái)處理本發(fā)明的合金。

在一個(gè)實(shí)施例中，制作如本文描述的鋁合金的方法包括以下順序步驟：

dc鑄造；

均質(zhì)化；

熱軋；

冷軋(60到90％厚度減少)；

任選地，再結(jié)晶退火(290到500℃/0.5到4小時(shí))；

冷軋(15到30％減少)；

穩(wěn)定退火(100到300℃/0.5到4小時(shí))。

在另一實(shí)施例中，制作如本文描述的鋁合金的方法包括以下順序步驟：

dc鑄造；

均質(zhì)化；

熱軋；

冷軋(60到90％厚度減少)；

任選地，再結(jié)晶退火(300到450℃/1到2小時(shí))；

冷軋(15到30％減少)；以及，

穩(wěn)定退火(120到250℃/1到2小時(shí))。

在另一實(shí)施例中，制作如本文描述的鋁合金的方法包括直接冷卻鑄造鋁鑄錠；使所述鑄錠均質(zhì)化；熱軋所述經(jīng)均質(zhì)化的鑄錠以形成熱軋產(chǎn)品；在第一冷軋步驟中冷軋所述熱軋產(chǎn)品以產(chǎn)生第一冷軋產(chǎn)品，其中所述第一冷軋步驟產(chǎn)生約60到90％厚度減少。在某些實(shí)施例中，所述方法進(jìn)一步包括在第二冷軋步驟中冷軋所述第一冷軋產(chǎn)品以產(chǎn)生第二冷軋產(chǎn)品，其中所述第二冷軋步驟產(chǎn)生約15到30％厚度減少。

在具有兩個(gè)冷軋步驟的某些實(shí)施例中，所述方法進(jìn)一步包括使所述第一冷軋產(chǎn)品再結(jié)晶退火，其中所述再結(jié)晶退火處于從約290到500℃的金屬溫度達(dá)約0.5到4小時(shí)。在某些實(shí)施例中，所述再結(jié)晶退火處于從約300到450℃的金屬溫度。在某些實(shí)施例中，所述再結(jié)晶退火達(dá)約1到2小時(shí)。

在具有一個(gè)或兩個(gè)冷軋步驟的某些實(shí)施例中，所述方法進(jìn)一步包括在使用一個(gè)冷軋步驟的情況下所述第一冷軋產(chǎn)品的穩(wěn)定退火，或者在使用兩個(gè)冷軋步驟的情況下所述第二冷軋產(chǎn)品的穩(wěn)定退火，其中所述穩(wěn)定退火處于從約100到300℃的金屬溫度達(dá)約0.5到4小時(shí)。在某些實(shí)施例中，所述穩(wěn)定退火處于從約120到250℃的金屬溫度。在某些實(shí)施例中，所述穩(wěn)定退火達(dá)約1到2小時(shí)。

在所述合金具有包含約0.25到0.35重量％的si、約0.44到0.56重量％的fe、約0.09到0.160重量％的cu、約0.78到0.94重量％的mn、約0.90到1.1重量％的mg、約0.000到0.050重量％的cr、約0.000到0.250重量％的zn、約0.000到0.050重量％的ti以及多達(dá)0.15重量％的雜質(zhì)且剩余部分為al的組成的某些實(shí)施例中，制作如本文描述的鋁合金的方法包括：直接冷卻鑄造鋁鑄錠；使所述鑄錠均質(zhì)化；熱軋所述鑄錠以形成熱軋產(chǎn)品；冷軋所述熱軋產(chǎn)品以形成冷軋產(chǎn)品，其中所述冷軋產(chǎn)生約60到90％厚度減少；以及所述冷軋產(chǎn)品的穩(wěn)定退火，其中所述穩(wěn)定退火處于從約100到300℃的金屬溫度達(dá)約0.5到4小時(shí)。在某些實(shí)施例中，所述穩(wěn)定退火處于120到250℃的金屬溫度。在某些實(shí)施例中，所述穩(wěn)定退火達(dá)約1到2小時(shí)。

在所述合金具有包含約0.12到0.28重量％的si、約0.32到0.52重量％的fe、約0.09到0.16重量％的cu、約0.78到0.96重量％的mn、約0.90到1.10重量％的mg、約0.000到0.050重量％的cr、約0.000到0.250重量％的zn、約0.000到0.050重量％的ti以及多達(dá)0.15重量％的雜質(zhì)且剩余部分為al的組成的某些其它實(shí)施例中，制作如本文描述的鋁合金的方法包括：直接冷卻鑄造鋁鑄錠；使所述鑄錠均質(zhì)化；熱軋所述鑄錠以形成熱軋產(chǎn)品；在第一冷軋步驟中冷軋所述熱軋產(chǎn)品，其中所述冷軋產(chǎn)生所述熱軋產(chǎn)品中的約60到90％厚度減少；所述冷軋產(chǎn)品的再結(jié)晶退火，其中所述再結(jié)晶退火處于從約290到500℃的金屬溫度達(dá)約0.5到4小時(shí)；在第二冷軋步驟中冷軋所述經(jīng)退火產(chǎn)品以產(chǎn)生第二冷軋產(chǎn)品，其中所述第二冷軋步驟產(chǎn)生所述經(jīng)退火產(chǎn)品中的約15到30％厚度減少；以及所述冷軋產(chǎn)品的穩(wěn)定退火，其中所述穩(wěn)定退火處于從約100到300℃的金屬溫度達(dá)約0.5到4小時(shí)。在某些實(shí)施例中，所述再結(jié)晶退火處于從約300到450℃的金屬溫度。在某些實(shí)施例中，所述再結(jié)晶退火達(dá)約1到2小時(shí)。在某些實(shí)施例中，所述穩(wěn)定退火處于120到250℃的金屬溫度。在某些實(shí)施例中，所述穩(wěn)定退火達(dá)約1到2小時(shí)。

在所述合金具有包含0.12到0.28重量％的si、約0.32到0.52重量％的fe、約0.09到0.16重量％的cu、約0.78到0.96重量％的mn、約0.90到1.10重量％的mg、約0.000到0.050重量％的cr、約0.000到0.250重量％的zn、約0.000到0.050重量％的ti以及多達(dá)0.15重量％的雜質(zhì)且剩余部分為al的組成的其它實(shí)施例中，制作如本文描述的鋁合金的方法包括：直接冷卻鑄造鋁鑄錠；使所述鑄錠均質(zhì)化；熱軋所述鑄錠以形成熱軋產(chǎn)品；在第一冷軋步驟中冷軋所述熱軋產(chǎn)品以形成第一冷軋產(chǎn)品，其中所述第一冷軋步驟產(chǎn)生所述熱軋產(chǎn)品中的約60到90％厚度減少；在第二冷軋步驟中冷軋所述第一冷軋產(chǎn)品，其中所述第二冷軋步驟產(chǎn)生所述產(chǎn)品中的約15到30％厚度減少；以及所述第二冷軋產(chǎn)品的穩(wěn)定退火，其中所述穩(wěn)定退火處于從約100到300℃的金屬溫度達(dá)約0.5到4小時(shí)。在某些實(shí)施例中，所述穩(wěn)定退火處于從約120到250℃的金屬溫度。在某些實(shí)施例中，所述穩(wěn)定退火達(dá)約1到2小時(shí)。

所述合金的最終回火可以是h2x(無(wú)中間退火)或者h(yuǎn)3x或者h(yuǎn)1x(具有中間退火)。軋制縮減的組合帶來(lái)經(jīng)優(yōu)化的制耳以及制罐機(jī)中的優(yōu)良性能。穩(wěn)定退火循環(huán)被設(shè)計(jì)成引起合金中的特定加工硬化特性和可成形性，從而允許延伸頸塑形而不破裂。

鑄造

本文描述的合金可使用直接冷卻(dc)工藝而鑄造為鑄錠。dc鑄造工藝是根據(jù)如本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的鋁行業(yè)中常用的標(biāo)準(zhǔn)而執(zhí)行。任選地，鑄造工藝可包含連續(xù)的鑄造工藝。連續(xù)鑄造可以包含(但不限于)雙輥鑄造機(jī)、雙帶鑄造機(jī)以及塊鑄造機(jī)。在一些實(shí)施例中，為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的所需的微結(jié)構(gòu)、機(jī)械性質(zhì)和物理性質(zhì)，不使用連續(xù)鑄造方法來(lái)處理合金。

鑄造的鑄錠隨后可經(jīng)受進(jìn)一步處理步驟以形成金屬片材。在一些實(shí)施例中，進(jìn)一步處理步驟包含使金屬鑄錠經(jīng)受均質(zhì)化循環(huán)、熱軋步驟、冷軋步驟、任選的再結(jié)晶退火步驟、第二冷軋步驟以及穩(wěn)定退火步驟。

均質(zhì)化

均質(zhì)化步驟可涉及一步均質(zhì)化或兩步均質(zhì)化。在均質(zhì)化步驟的一些實(shí)施例中，執(zhí)行一步均質(zhì)化，其中將從本文描述的合金組成制備的鑄錠加熱以達(dá)到峰值金屬溫度(pmt)。隨后在第一階段期間允許鑄錠浸泡(即，保持于指示的溫度)達(dá)一時(shí)間周期。

在均質(zhì)化步驟的一些實(shí)施例中，執(zhí)行兩步均質(zhì)化，其中將從本文描述的合金組成制備的鑄錠加熱以達(dá)到第一溫度，且隨后允許其浸泡達(dá)一時(shí)間周期。在第二階段中，可將鑄錠冷卻到低于第一階段中使用的溫度的溫度，且隨后允許其在第二階段期間浸泡達(dá)一時(shí)間周期。

熱軋

在均質(zhì)化后，可執(zhí)行熱軋工藝。在一些實(shí)施例中，可將鑄錠熱軋到5mm厚規(guī)格或更薄。舉例來(lái)說(shuō)，可將鑄錠熱軋到4mm厚規(guī)格或更薄、3mm厚規(guī)格或更薄、2mm厚規(guī)格或更薄，或者1mm厚規(guī)格或更薄。

在一些實(shí)施例中，為了獲得最終材料中的紋理的適當(dāng)平衡，可控制熱軋速度和溫度以使得在串列式軋機(jī)的出口處的卷繞期間實(shí)現(xiàn)熱軋材料的完全再結(jié)晶。

冷軋

在一些實(shí)施例中，隨后可將熱軋產(chǎn)品冷軋為最終規(guī)格厚度。在一些實(shí)施例中，第一冷軋步驟產(chǎn)生從約60到90％(例如，約50到80％、約60到70％、約50到90％或約60到80％)的厚度減少。舉例來(lái)說(shuō)，第一冷軋步驟產(chǎn)生約65％、約70％、約75％、約80％、約85％或約90％的厚度減少。在一些實(shí)施例中，第二冷軋步驟產(chǎn)生從約15到30％(例如，從約20到25％、約15到25％、約15到20％、約20到30％或約25到30％)的進(jìn)一步厚度減少。舉例來(lái)說(shuō)，第二冷軋步驟產(chǎn)生約15％、20％、25％或30％的進(jìn)一步厚度減少。

退火

在一些實(shí)施例中，退火步驟是再結(jié)晶退火(例如，在初始冷軋之后)。在一個(gè)實(shí)施例中，再結(jié)晶退火處于從約290到500℃的金屬溫度達(dá)約0.5到4小時(shí)。在一個(gè)實(shí)施例中，再結(jié)晶退火處于從約300到450℃的金屬溫度。在一個(gè)實(shí)施例中，所述再結(jié)晶達(dá)約1到2小時(shí)。

再結(jié)晶退火步驟可包含將合金從室溫加熱到從約290℃到約500℃的溫度(例如，從約300℃到約450℃、從約325℃到約425℃、從約300℃到約400℃、從約400℃到約500℃、從約330℃到約470℃、從約375℃到約450℃或者從約450℃到約500℃)。

在某些方面中，退火步驟是穩(wěn)定退火(例如，在最終冷軋之后)。在一個(gè)實(shí)施例中，穩(wěn)定退火處于從約100到300℃的金屬溫度達(dá)約0.5到4小時(shí)。在一個(gè)實(shí)施例中，穩(wěn)定退火處于從約120到250℃的金屬溫度達(dá)約1到2小時(shí)。

穩(wěn)定退火步驟可包含將合金從室溫加熱到從約100℃到約300℃的溫度(例如，從約120℃到約250℃、從約125℃到約200℃、從約200℃到約300℃、從約150℃到約275℃、從約225℃到約300℃或者從約100℃到約175℃)。

制備高度塑形的金屬物體的方法

本文描述的方法可用以制備高度塑形的金屬物體，例如鋁罐或瓶。上述冷軋片材可經(jīng)受一系列常規(guī)的罐和瓶制作工藝以產(chǎn)生預(yù)制件。隨后可使預(yù)制件退火以形成經(jīng)退火預(yù)制件。任選地，使用牽拉和壁熨平(dwi)工藝從鋁合金制備預(yù)制件，且根據(jù)如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知的其它塑形工藝制作罐和瓶。

本發(fā)明的塑形的鋁瓶可用于飲品，包含(但不限于)軟飲料、水、啤酒、能量飲料和其它飲品。