用于金屬瓶或噴霧罐的鋁合金板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及侶合金制金屬瓶化OUteillem6tallique)和噴霧罐（b說(shuō)ti居r a紅OSOl)的技術(shù)領(lǐng)域，其也被本領(lǐng)域技術(shù)人員分別稱為"瓶型罐"或"瓶型飲料罐"和"氣 霧劑罐"，其通過(guò)沖壓-拉伸制造，即通過(guò)包括運(yùn)兩個(gè)基本步驟的方法，并特別地與縮頸 (r^treint或necking)W及任選地螺紋加工（filetage或t虹eading)和卷邊（ourlage或 curling)的附加步驟相關(guān)。
[0002] 本發(fā)明還特別設(shè)及其組成和接受的熱處理特別適于運(yùn)類應(yīng)用的侶合金板，并在上 述步驟中特別是在縮頸中特別具有良好的成型能力，W及具有特別是在沖壓和拉伸步驟中 需要的低各向異性。
【背景技術(shù)】
[0003] 侶合金由于其特別是與塑料材料和鋼材相比具有非常好的美觀式樣W及其適用 于回收利用和耐腐蝕性，越來(lái)越多地用于飲料容器的制造中，運(yùn)些飲料容器也稱為"罐"或 "飲料罐"，還稱為金屬瓶或"瓶型罐"W及噴霧罐。 W04] 除非另作說(shuō)明，W下論及的所有侶合金均為根據(jù)"侶業(yè)協(xié)會(huì)（Aluminum Association)"在定期發(fā)布的"登記記錄系列巧egistrationRecordSeries)"中的定義 所指明。 陽(yáng)0化]罐，本領(lǐng)域技術(shù)人員也稱為"飲料罐"，是通過(guò)在冶金狀態(tài)化9下的3104型合金板 沖壓-拉伸制造的。
[0006] 本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的該冶金狀態(tài)，對(duì)應(yīng)于板的連續(xù)立式誘鑄，然后修整 (scalpage)，均化，然后熱社，再在無(wú)中間退火操作下經(jīng)過(guò)幾次冷社使其總的冷壓下率為80 至 90%。
[0007] 將板進(jìn)行第一次切割和沖壓操作；在該步驟的過(guò)程中，將卷繞的板供給至沖床，沖 床也稱為"制杯機(jī)"，由其切割出被稱為毛巧（flan)的圓盤并進(jìn)行第一次沖壓操作W制造 "杯"。
[0008] 然后，所述杯傳送至第二個(gè)沖床或"制罐機(jī)化Odymaker)"，在那里進(jìn)行至少一次第 二沖壓，也稱為再?zèng)_壓，W及幾次連續(xù)的拉伸操作；其包括使沖壓出的粗巧（ebauche)通過(guò) 拉伸凹?；痑gued' (Hirage)W延伸該金屬并使其變薄。對(duì)于底部，成型為倒寫頂?shù)男问?W使其能承受內(nèi)含物產(chǎn)生的內(nèi)部壓力。
[0009] 因此，逐步獲得其壁薄于底部的罐。然后，運(yùn)些罐在一個(gè)機(jī)器中進(jìn)行加工，該機(jī)器 使它們作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)同時(shí)剪刀將它們切割至所需的高度。
[0010] 然后，在幾個(gè)清潔和沖洗池中對(duì)它們進(jìn)行清洗，并然后烘干，一般在180至250°C 烘5至10分鐘。
[0011] 然后，使用漉對(duì)它們進(jìn)行印刷并噴涂外表面，再一般在200至230°C烘烤5至10分 鐘。
[0012] 然后，在預(yù)成型體內(nèi)使涂料蒸發(fā)，再一般在190至220°C烘烤3至10分鐘。
[0013] 該步驟獲得的罐被稱為"預(yù)成型體"。
[0014] 然后，將該飲料罐傳送至縮頸和翻邊工作站，其也稱為"頸部翻邊機(jī)（necker flanger)"，在運(yùn)里對(duì)預(yù)成型體的頂部經(jīng)過(guò)幾次連續(xù)的直徑減小，并為隨后蓋子的配合翻 邊。
[0015] 侶合金制的金屬罐和噴霧罐或氣霧劑罐通常由圓形鑄錠機(jī)（coul6eSiirroue)生 產(chǎn)的柱銷（pion)通過(guò)沖擊擠壓而制造。
[0016] 通過(guò)沖壓-拉伸W及然后縮頸制造的侶合金瓶或"瓶型罐"首先出現(xiàn)在1993年的 日本和1995年的歐洲。
[0017]其證據(jù)為Toyo I^ikagaku Kenkyusho在 1993 年的專利申請(qǐng)JP7060386 和 Hoogovens的優(yōu)先權(quán)為1995年的專利申請(qǐng)EP0740971。
[0018] 然而，運(yùn)些瓶不具有整型的結(jié)構(gòu)。實(shí)際上，該罐的立壁和頸部是由預(yù)成型體的底部 制造，并且其蓋壓接在預(yù)成型體的頂部。
[0019]DaiwaCan在2000年要求優(yōu)先權(quán)1999年的申請(qǐng)WO0115829中也是運(yùn)種情況，其 要求保護(hù)使用復(fù)雜工具通過(guò)熱成型制造的侶合金瓶。
[0020] 由侶合金主要通過(guò)沖壓-拉伸和縮頸進(jìn)行"瓶型罐"型或噴霧罐的制造，實(shí)際上需 要運(yùn)樣的材料，其能：
[0021] -經(jīng)受深沖壓，即形成具有立壁和水平底的杯，具有沖壓比（rappod d'emboutissage)即毛巧的直徑和沖頭的直徑的比值達(dá)到1.9或更大，并且在縮頸過(guò)程中 具有大的形變，從而僅經(jīng)過(guò)兩次沖壓（沖壓和再?zèng)_壓）即實(shí)現(xiàn)直徑的明顯減小，
[0022] -提供良好質(zhì)量的杯，即沒(méi)有本領(lǐng)域技術(shù)人員稱為"皺耳（cornepinc6e)"或權(quán)皺 的缺陷，W避免在隨后拉伸過(guò)程中的任何破損，
[0023] -經(jīng)受在縮頸過(guò)程中的形變而不破損，在瓶的情況下在該縮頸過(guò)程中預(yù)成型體的 直徑減小的級(jí)別達(dá)50%，W及在瓶的情況下在形成螺紋和卷邊過(guò)程中和在噴霧罐的情況下 在卷邊過(guò)程中不破損；運(yùn)里的螺紋加工和卷邊操作代替飲料罐更簡(jiǎn)單的翻邊操作，
[0024]-使成品瓶或噴霧罐能夠承受足夠的"翻轉(zhuǎn)和/或爆破壓力"。本領(lǐng)域技術(shù)人員公 知，后者對(duì)應(yīng)于在罐經(jīng)受升壓而翻轉(zhuǎn)或爆破時(shí)底部的內(nèi)部壓力值；一般根據(jù)應(yīng)用的不同在 5至20bar之間變化。
[0025] 主要通過(guò)沖壓-拉伸并然后縮頸制造的整型侶合金瓶或"瓶型罐"出現(xiàn)在21世紀(jì) 初的日本。其證據(jù)為KobeSteel優(yōu)先權(quán)2001年的申請(qǐng)JP2003082429。
[00%] 運(yùn)里要求保護(hù)的合金為在冶金狀態(tài)H19下的3104型。
[0027]KobeSteel在優(yōu)先權(quán)2005年的申請(qǐng)EP1870481也是同樣的情況。
[0028] 運(yùn)類技術(shù)方案也用于大批量生產(chǎn)中，特別是在美國(guó)。
[0029] 然而，在沖壓和尤其是縮頸中該材料具有非最佳成型性的缺點(diǎn)。
[0030] 尤其地，在所述"杯"沖壓后，其周邊形成的被本領(lǐng)域技術(shù)人員稱為"皺耳"的形狀 并不能讓人滿意。
[0031] 運(yùn)實(shí)際上是具有六個(gè)凸耳的輪廓，兩個(gè)分別位于社制方向的0°和180°處，四個(gè) 位于所述方向任一旁的45°處，如圖1所示。
[0032] 發(fā)現(xiàn)所述的構(gòu)型，由于在0°和180°處的凸耳，存在嚴(yán)重的導(dǎo)致本領(lǐng)域技術(shù)人員 公知的"皺耳"現(xiàn)象的風(fēng)險(xiǎn)，并且在隨后的拉伸過(guò)程中有破裂的危險(xiǎn)。
[0033]此外，該材料沒(méi)有大幅度變軟，即當(dāng)烤漆時(shí)其機(jī)械強(qiáng)度只略微降低，而使通過(guò)縮頸 的成型更困難。
[0034] 技術(shù)問(wèn)題
[00對(duì)本發(fā)明的目的是通過(guò)W下特性克服運(yùn)些困難，即，使杯能W達(dá)1. 9或更大的沖壓 比進(jìn)行深沖壓、拉伸而不破裂、W及尤其是在縮頸成型中"預(yù)成型體"的直徑減小達(dá)50%而 無(wú)裂紋和權(quán)皺，當(dāng)在瓶的情況下進(jìn)行"螺紋加工"W及當(dāng)在瓶的情況下和在噴霧罐的情況下 進(jìn)行卷邊時(shí)也同樣如此。
[0036] 發(fā)明目的
[0037] 本發(fā)明的目的是提供一種制造用于金屬瓶或噴霧罐的侶合金板的方法，所述金屬 瓶或噴霧罐通過(guò)沖壓-拉伸和縮頸制造，所述方法包括W下步驟：
[0038] 誘鑄具有W下組成（重量％ )的侶合金板巧：
[0039]Si:0. 10 -0. 35，F(xiàn)e:0. 30 - 0. 55，Cu:0. 05-0. 20，Mn:0. 70 - 1. 0，Mg:0. 80 - 1. 30， 化：<0. 25，Ti:<0. 10,其他元素各自<0. 05且總共<0. 15,其余為侶，
[0040] 修整和在溫度550至630°C下均化所述板巧至少1小時(shí)，
[0041]熱社，
[0042] 第一次冷社步驟，壓下率為35至80%，
[0043] 在溫度300至400°C下重結(jié)晶退火至少1小時(shí)，
[0044] 重復(fù)冷社，壓下率為10至35%，至厚度為0.35至1.0mm。
[0045] 優(yōu)選重結(jié)晶退火在溫度340至360°C下進(jìn)行至少1小時(shí)。
[0046] 根據(jù)有利的變體，所述侶合金具有W下組成（重量％ ):
[0047] Si：0. 20 - 0. 30,Fe：0. 35 - 0. 50,Cu：0. 05-0. 15,Mn：0. 80 - 0. 90,Mg：1, 15 -1. 25,Zn:迎.25,Ti:<0. 10,其他元素各自<0. 05且總共<0. 15,其余為侶。 W48] 本發(fā)明還設(shè)及通過(guò)例如上述方法制造的板，其在205°C熱處理10分鐘即模擬烤漆 后的屈服強(qiáng)度為170至200MPa，且極限抗拉強(qiáng)度為200至230MPa。
[0049] 優(yōu)選地，模擬烤漆的熱處理前后所述板的屈服強(qiáng)度下降20至40MPa。
[0050] 根據(jù)一個(gè)有利的實(shí)施方案，在冷社至厚度為0. 35至1.Omm后通過(guò)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)NFEN 1669的杯碟法（m6thodedesgodets)測(cè)得的所述板的各向異性指數(shù)為0. 5至4. 0%。
[0051] 甚至更有利地，在使用杯碟法的測(cè)試結(jié)束時(shí)，所述板在社制方向任一旁的45°處 具有凸耳而在所述方向的0°和180°處沒(méi)有凸耳。
[0052] 根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，所述板的成形性為：在經(jīng)過(guò)兩次深沖壓的過(guò)程中未見(jiàn) 裂紋或權(quán)皺，第一次的沖壓比即毛巧的直徑與沖頭的直徑的比值為1. 5至1. 9,第二