CN112813313B - 一种铝瓶及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种铝瓶及其制备方法，属于合金技术领域。本发明通过控制锰的含量为0.03～0.5wt％，能够改善结构，增强铝材的冲击力学性能；镍能够提高铝材的强度和防锈能力，锶元素能够形成铝‑锶结合体，调整金属晶格晶向，改善成型，能够大幅增强柔韧性，锆元素协同作用，提高铝材的耐腐蚀性，改善表面光泽，制得的铝材质轻，且具有承压强度大的优势。

Description

一种铝瓶及其制备方法
技术领域
本发明涉及合金技术领域，尤其涉及一种铝瓶及其制备方法。
背景技术
铝瓶采用纯铝为基础材料进行冷挤压深冲成型，其材质为软态铝，加工柔韧性非常优秀，加工成型的适用性非常高。作为金属包装领域的新星，近几年铝瓶在食品饮料包装产品的应用包装市场上异军突起，应用日益广泛。不乏有啤酒包装，软饮料包装等知名品牌客户的产品应用之。
以12floz铝瓶为基准，目前铝瓶工艺的瓶重达到45g。随着环境资源和成本控制的加剧，铝瓶轻量化的需求亟待解决。铝瓶轻量化工艺的复杂性随着管径规格变大呈现巨大不稳定性，难度极大。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种铝瓶及其制备方法。本发明提供的铝瓶质轻，实现了铝瓶的轻量化。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种铝瓶，包括依次层叠的内涂层、铝板基底层、表面钝化层、氨基底漆层、印刷颜料层、表漆防护层和耐磨层，所述铝板基底层包括以下质量百分数的元素：Si0.1～0.2％，Fe0.25～0.35％，Cu0～0.05％，Mn0.03～0.5％，Mg0～0.03％，Zn0～0.05％，Ti0～0.05％，Ni0～0.03％，Sr0～0.05％，Zr0～0.05％，B0～0.05％以及余量的Al，所述Al的质量百分数≥99.2％，所述Si、Cu、Mg、Zn、Ti、Ni、Sr、Zr和B的质量百分数不为0。
优选地，所述内涂层为由环氧涂料或聚酯涂料制得。
优选地，所述耐磨层为聚四氟乙烯层。
本发明还提供了上述技术方案所述的铝瓶的制备方法，包括以下步骤：
按照所述铝板基底层的元素配料后，熔炼，得到熔融铝；
将所述熔融铝依次进行一次扒渣、精炼细化、二次扒渣、精炼除气和铸轧，得到铝卷坯料；
将所述铝卷坯料依次进行一次热铸轧、冷却、二次冷轧和冲制，得到铝块胚料；
将所述铝块胚料依次进行退火和第一时效处理，得到第一时效产物；
将所述第一时效产物进行表面处理和第二时效处理，得到铝材；
将所述铝材进行冲压成型，得到碗型铝块；
将所述碗型铝块依次进行排片、挤压和表面处理，得到形成表面钝化层的罐体；
在所述形成表面钝化层的罐体的内表面进行喷涂，形成内涂层；
在所述形成表面钝化层的罐体的外表面依次形成氨基底漆层、印刷颜料层、表漆防护层和耐磨层，得到处理后的罐体；
对所述处理后的罐体缩颈，得到所述铝瓶。
优选地，所述形成氨基底漆层的步骤为涂布氨基涂料，所述涂布氨基涂料后还包括烘干，所述烘干的温度为100～200℃，时间为5～15分钟。
优选地，所述形成表漆防护层的步骤为涂布表漆防护涂料，所述表漆防护涂料包括改进聚酯材料和聚四氟乙烯，所述涂布表漆防护涂料后还包括烘干，所述烘干的温度为100～200℃，时间为5～15分钟。
优选地，所述表漆防护涂料中聚四氟乙烯的质量含量为0.2～0.4％。
优选地，所述形成耐磨层的步骤为对所述表漆防护层依次进行加热固化和时效处理，在所述表漆防护层的表面形成耐磨层。
优选地，所述形成表面钝化层为利用清洗液清洗制得，所述清洗液中包括钠盐、钾盐、锆盐和表面活性剂。
优选地，所述缩颈为经过40道次缩颈，每道次工序缩颈量为1～5mm。
本发明提供了一种铝瓶，包括依次层叠的内涂层、铝板基底层、表面钝化层、氨基底漆层、印刷颜料层、表漆防护层和耐磨层，所述铝板基底层包括以下质量百分数的元素：Si0.1～0.2％，Fe0.25～0.35％，Cu0～0.05％，Mn0.03～0.5％，Mg0～0.03％，Zn0～0.05％，Ti0～0.05％，Ni0～0.03％，Sr0～0.05％，Zr0～0.05％，B0～0.05％以及余量的Al，所述Al的质量百分数≥99.2％，所述Si、Cu、Mg、Zn、Ti、Ni、Sr、Zr和B的质量百分数不为0。本发明通过控制锰的含量为0.03～0.5wt％，能够改善结构，增强铝材的冲击力学性能；镍能够提高铝材的强度和防锈能力，锶元素能够形成铝-锶结合体，调整金属晶格晶向，改善成型，能够大幅增强柔韧性，锆元素协同作用，提高铝材的耐腐蚀性，改善表面光泽，制得的铝材质轻，且具有承压强度大的优势。且本发明通过表面钝化层、氨基底漆层、印刷颜料层、表漆防护层和耐磨层，能够提高铝瓶的耐磨性以及抗腐蚀性能。本发明提供的铝材的硬度为23～30HB，抗拉强度为70～100MPa，屈服强度为35～59MPa，断裂伸长率为40～60％，铝材没有油渍、粉尘、气孔、夹渣，且表面没有拉痕，也没有出现表面撕裂状况，不存在超过0.2mm的尖锐毛刺、凹坑，表面也没有明显的纹理方向。本发明以12floz铝瓶为例，铝瓶工艺的瓶重达到32g，达到了同等承压强度条件下铝瓶质量减少10％～30％，同时实现了直径D40mm以上规格铝罐的轻量化，在节能降耗方面更具有优势。
本发明还提供了上述技术方案所述的铝瓶的制备方法，包括以下步骤：按照上述技术方案所述铝板基底层的元素配料后，熔炼，得到熔融铝；将所述熔融铝依次进行一次扒渣、精炼细化、二次扒渣、精炼除气和铸轧，得到铝卷坯料；将所述铝卷坯料依次进行一次热铸轧、冷却、二次冷轧和冲制，得到铝块胚料；将所述铝块胚料依次进行退火和第一时效处理，得到第一时效产物；将所述第一时效产物进行表面处理和第二时效处理，得到铝材；将所述铝材进行冲压成型，得到碗型铝块；将所述碗型铝块依次进行排片、挤压和表面处理，得到得到形成表面钝化层的罐体；在所述形成表面钝化层的罐体的内表面进行喷涂，形成内涂层；在所述形成表面钝化层的罐体的外表面依次形成氨基底漆层、印刷颜料层、表漆防护层和耐磨层，得到处理后的罐体；对所述处理后的罐体缩颈，得到所述铝瓶。本发明中，一次扒渣能够除去大部分杂质(夹杂在铝合金里面的大颗粒异物，主要为非金属和铁基类不融物)及氧化物，精炼细化能够细化晶粒，二次扒渣能够完全除去杂质(夹杂在铝合金熔和过程中产生的小颗粒，高熔点废物)及氧化物，精炼除气能够提高熔体质量，便于生产出合格的铸轧材料，退火和第一时效处理能够分散应力，使各项异性应力均匀，为后续铝块成型提供良好的金属材料流动性，表面处理和第二时效处理能够减少不同时段铝材内部结构的差异性。
附图说明
图1为实施例1制得的铝板基底层的微观形貌图；
图2为本发明的铝瓶整体结构示意图；
图3为本发明的铝瓶的分层结构示意图，其中P1为铝板基底层，P2为表面钝化层，P3为氨基底漆层，P5为印刷颜料层，P4为表漆防护层，P6为耐磨层，P7为内涂层。
具体实施方式
本发明提供了一种铝瓶，包括依次层叠的内涂层、铝板基底层、表面钝化层、氨基底漆层、印刷颜料层、表漆防护层和耐磨层，所述铝板基底层包括以下质量百分数的元素：Si0.1～0.2％，Fe0.25～0.35％，Cu0～0.05％，Mn0.03～0.5％，Mg0～0.03％，Zn0～0.05％，Ti0～0.05％，Ni0～0.03％，Sr0～0.05％，Zr0～0.05％，B0～0.05％以及余量的Al，所述Al的质量百分数≥99.2％，所述Si、Cu、Mg、Zn、Ti、Ni、Sr、Zr和B的质量百分数不为0。
图2为本发明的铝瓶整体结构示意图，图3为本发明的铝瓶分层结构示意图，其中P1为铝板基底层，P2为表面钝化层，P3为氨基底漆层，P5为印刷颜料层，P4为表漆防护层，P6为耐磨层，P7为内涂层。
按质量百分比计，本发明的铝板基底层优选包括0.15～0.18wt％的Si，所述Si能够增强铝瓶的强度。
按质量百分比计，本发明的铝板基底层优选包括0.28～0.32wt％的Fe，所述Fe能够增强铝瓶的强度。
按质量百分比计，本发明的铝板基底层优选包括0.01～0.03wt％的Cu，所述Cu能够增强铝瓶的强度。
按质量百分比计，本发明的铝板基底层优选包括0.1～0.3wt％的Mn，所述Mn能够改善结构，增强铝瓶的冲击力学性能。
按质量百分比计，本发明的铝板基底层优选包括0.01～0.02wt％的Mg，所述Mg能够增强铝瓶防锈能力，提高表面加工流动性。
按质量百分比计，本发明的铝板基底层优选包括0.01～0.03wt％的Zn，所述Zn能够调整晶粒结构，促进铝瓶优化。
按质量百分比计，本发明的铝板基底层优选包括0.01～0.03wt％的Ti，所述Ti能够作为调整剂调整铝瓶内部晶相结构，细化晶粒。
按质量百分比计，本发明的铝板基底层优选包括0.01～0.02wt％的Ni，所述镍能够提高铝瓶的强度和防锈能力。
按质量百分比计，本发明的铝板基底层优选包括0.01～0.03wt％的Sr，所述锶元素能够形成铝-锶结合体，调整金属晶格晶向，改善成型，能够大幅增强柔韧性。
按质量百分比计，本发明的铝板基底层优选包括0.01～0.03wt％的Zr，所述锆元素与锶元素协同作用，提高铝瓶的耐腐蚀性，改善表面光泽。
在本发明中，所述铝板基底层的硬度优选为23～30HB，抗拉强度优选为70～100MPa，屈服强度优选为35～59MPa，断裂伸长率优选为40～60％。
在本发明中，所述铝板基底层的厚度优选为0.2～0.6mm。
在本发明中，所述内涂层的材质优选为高分子量聚酯，所述内涂层的厚度优选为5～30μm。
在本发明中，所述表面钝化层所述表面钝化层优选为由环氧涂料或聚酯涂料制得，所述表面钝化层的厚度优选为1～5μm。
在本发明中，所述氨基底漆层优选由氨基底漆喷涂得到，所述氨基底漆层的厚度优选为5～30μm。在本发明中，所述氨基底漆的粘度优选为70～120s(25℃)。
在本发明中，所述印刷颜料层的厚度优选为2～10μm。
在本发明中，所述表漆防护层优选涂布表漆防护涂料得到，所述表漆防护涂料优选包括改进聚酯材料和聚四氟乙烯。在本发明中，所述表漆防护涂料中聚四氟乙烯的质量含量优选为0.2～0.4％。
在本发明中，所述表漆防护层的厚度优选为5～30μm。
在本发明中，所述耐磨层优选为聚四氟乙烯层，所述耐磨层的厚度优选为1～5μm，所述聚四氟乙烯层中聚四氟乙烯颗粒的直径优选为0.2～2μm。
在本发明中，所述形成耐磨层的步骤为对所述表漆防护层进行加热固化后，在所述表漆防护层的表面形成耐磨层。
本发明还提供了上述技术方案所述的铝瓶的制备方法，包括以下步骤：
按照所述铝板基底层的元素配料后，熔炼，得到熔融铝；
将所述熔融铝依次进行一次扒渣、精炼细化、二次扒渣、精炼除气和铸轧，得到铝卷坯料；
将所述铝卷坯料依次进行一次热铸轧、冷却、二次冷轧和冲制，得到铝块胚料；
将所述铝块胚料依次进行退火和第一时效处理，得到第一时效产物；
将所述第一时效产物进行表面处理和第二时效处理，得到铝材；
将所述铝材进行冲压成型，得到碗型铝块；
将所述碗型铝块依次进行排片、挤压和表面处理，得到形成表面钝化层的罐体；
在所述形成表面钝化层的罐体的内表面进行喷涂，形成内涂层；
在所述形成表面钝化层的罐体的外表面依次形成氨基底漆层、印刷颜料层、表漆防护层和耐磨层，得到处理后的罐体；
对所述处理后的罐体缩颈，得到所述铝瓶。
在本发明中，若无特殊说明，使用的原料均为本领域常规的市售商品。
本发明按照上述技术方案所述铝板基底层的元素配料，然后熔炼，得到熔融铝。
在本发明中，所述配料过程优选为使用1090标准铝锭以及3003回收铝瓶，进行混合配置，均一化分切混合处理后，以3～10T为单位进行吊装高炉后，分散处理，启动熔炉达到600～900℃进行熔炼，保持熔融状态0.5～1H后进行高压气体柱扰动以转速2～20rpm搅拌15～45分钟，再添加Fe剂、Si剂、Cu剂、Mn剂、Mg剂、Zn剂、Ti剂、Ni剂、Zr剂和Sr剂。在本发明中，所述高压气体柱的气体优选为惰性气体，压力优选为2～8bar。本发明使用3003回收铝瓶能够实现资源再利用，提高环保性能，达到降低成本的效果，在本发明中，所述3003回收铝瓶的用量优选占投料的10wt％。
得到熔融铝后，本发明将所述熔融铝依次进行一次扒渣、精炼细化、二次扒渣、精炼除气和铸轧，得到铝卷坯料。
在本发明中，所述一次扒渣优选使用空气柱搅拌所述熔融铝。
在本发明中，所述一次扒渣完成后优选还包括取样分析及二次调整，所述二次调整能够添加合金剂调整合金中各元素的含量至与上述方案保持一致。
在本发明中，所述二次扒渣优选采用TI-B细化剂，所述TI-B细化剂优选包括TiB粒子和稀土细化剂，所述TI-B细化剂的用量优选为所述熔融铝的0.08wt％，其中TiB细化剂的用量优选为0.05～0.07wt％，稀土细化剂的用量优选为0.01～0.03wt％。本发明使用TiB粒子和稀土细化剂共同作为晶粒细化剂使用，并通过先细化稳定，再添加合金强化合金的方式，起到既不影响细化晶粒的效果又不会与其他合金元素相冲突的问题。
在本发明中，所述TI-B细化剂加入后优选恒温0.5h～1h。
在本发明中，所述精炼除气的过程优选为在除气装置中进行在线净化除气除渣，以去除应力，提高熔体质量，便于生产出合格的铸轧材料。
在本发明中，所述精炼除气后优选还包括使用二次过滤装置进行除杂过滤。
在本发明中，所述铸轧优选在旋转带铸造机上，将除杂过滤后铝液经连续旋转运动的铸轧辊铸轧成铝卷坯料。本发明对所述旋转带铸造机没有特殊的限定，采用现有技术中熟知的由铸造轮和钢带组成的旋转带铸造机即可。
得到铝卷坯料后，本发明将所述铝卷坯料依次进行一次热铸轧、冷却、二次冷轧和冲制，得到铝块胚料。
在本发明中，所述一次热铸轧后厚度优选减少30～80％，所述二次冷轧后厚度优选减少20～60％。在本发明的实施例中，每次厚度的减少量优选为3～15mm。
在本发明中，所述冷却优选为依次在500℃下冷却0.5h～2h和300℃下冷却0.5h～2h。
在本发明中，所述二次冷轧所得冷轧料的宽度优选为0.3～1.5m。
在本发明中，所述冲制优选使用100吨及以上吨位的冲压机冲压出铝块。
在本发明中，所述冲制过程中优选油品对铝块冲切面形成保护，所述油品优选为型号MOBILSHCCIBUS68润滑油，每次喷涂5～10g/50～100工件。在本发明中，所述冷轧料直接进入后道冲制工序，优势在于免分切处理工序，效率高，消耗少。
得到铝块胚料后，本发明将所述铝块胚料依次进行退火和第一时效处理，得到第一时效产物。
在本发明中，所述退火和第一时效处理的温度独立地优选为300～500℃，更优选为400～500℃，时间独立地优选为2～20h，更优选为10～15h。
所述第一时效处理完成后，本发明优选将第一时效处理产物自然冷却存放2～8h。
在本发明中，所述退火的过程中优选持续保持熔炉顶部空间充满惰性气体，防止出现过度氧化的问题。在所述退火的过程中，铝块被软化，并且将冲制过程中剩余的油品除去。
得到第一时效产物后，本发明将所述第一时效产物进行表面处理和第二时效处理，得到铝材。
在本发明中，所述表面处理优选为铝合金表面颗粒化处理工序，更优选为优选将所得第一时效处理后的物料通过一个密集喷淋的隧道，得到表面均匀形成波纹状的密集环形凹印铝块，所述隧道中喷淋高表面强度的铝合金颗粒，所述铝合金颗粒的粒径优选为0.3～1mm。在本发明中，所述高表面强度的铝合金颗粒的优选为硬度24～30HB的3003铝合金颗粒。
在本发明中，所述密集环形凹印铝块易做表面润滑处理，后道拉伸成形的表面质量更好。
在本发明中，所述密集喷淋的气压优选为2～10bar，所述密集喷淋的密度优选为10～20点阵/mm2。
在本发明中，所述第二时效处理的温度优选为80～200℃，时间优选为0.5～2h。
在本发明中，所述第二时效处理能够减少铝瓶结构的差异性。
得到第二时效产物后，本发明优选将所得第二时效产物、多元醇和脂肪酸类表面处理剂混合后进行表面增材处理得到过渡层，再除去过渡层，得到所述铝瓶。在本发明中，所述过渡层能够增加铝瓶表面润滑效果，后续使用时表面润滑作用，提高成形加工效率。
在本发明中，所述多元醇优选为乙醇或乙二醇，所述脂肪酸类表面处理剂优选为硬脂酸钠、硬脂酰胺或N,N'-亚乙基双硬脂酰胺。
在本发明中，所述第二时效产物、多元醇和脂肪酸类表面处理剂的质量比优选为300～400:0.3～1.0:0.03～0.5。
在本发明中，所述表面增材处理优选在表面滚动的条件下进行，所述表面滚动的转速优选为10～80rpm，时间优选为10～30分钟，所述表面增材处理能够促进铝瓶表面出现过渡层，起到铝瓶后道加工表面润滑作用，提高成形加工效率。
得到铝材后，本发明将所述铝材进行冲压成型，得到碗型铝块。
在本发明中，所述碗型铝块的外径优选为34～80mm，深度优选为0.5～2mm，内凹面直径优选为10～66mm，内凹与水平面角度角度优选为1～12°。本发明中，所述碗型铝块的边角部位为直角，具有相对少的尖角磨损情况，碎铝少，能长期保持模具清洁，且具有拱形结构，润滑良好，有利于挤压拉伸成形时铝材流动，成型件外观良好。
本发明对所述冲压成型的具体操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方式即可。
得到碗型铝块后，本发明将所述碗型铝块依次进行排片、挤压和表面处理，得到形成表面钝化层的罐体。
本发明优选对所述碗型铝块进行凹面一致的排列，更优选通过凹型面选片机进行一致性排列。在本发明中，所述凹型面选片机的速度优选为200～500pc/分钟。
在本发明中，所述挤压优选为利用一体式挤压机通过稳定和强大的挤压力作用将所述碗型铝块挤压成桶状，得到的桶状的结构加工变形处均匀光滑，无皱纹，无划痕，无裂纹。在本发明中，所述最小挤压高度优选为130～240mm；所述桶状结构的罐底部厚度优选为0.35～0.65mm，所述桶状结构的壁厚优选为0.2～0.35mm。
挤压完成后，本发明优选还包括将桶状的铝罐身按照设计罐体长度进行修切，修边的铝桶口部优选没有折皱、缺口。
在本发明中，所述表面处理优选包括依次进行的第一表面处理和第二表面处理，所述第一表面处理优选包括以下步骤：将所述桶状的铝罐身的外表面进行网纹状的条纹刷磨，剔除挤压铝材表面的不平整凸起和不规则条纹，使表面变得平整、光滑，以利于印刷和进一步成形；所述第二表面处理优选包括以下步骤：将所得第一表面处理产品进行清洗液清洗过后，再进行烘干。在本发明中，所述清洗液优选包括钠盐、钾盐、锆盐和表面活性剂，所述清洗的温度优选为50～100℃，更优选为60～70℃，时间优选为1～5分钟，所述清洗能够在铝板基底层的表面形成表面钝化层P2，进一步提高印涂和加工性能。本发明对所述烘干的具体参数没有特殊的限定，能够完全除去清洗液即可。在本发明中，所述钠盐、钾盐、锆盐和表面活性剂的质量比为3:3:2:3。
得到形成表面钝化层的罐体后，本发明在所述形成表面钝化层的罐体的内表面进行喷涂，形成内涂层。
在本发明中，所述形成内涂层使用的涂料优选为环氧-聚酯树脂涂料，所述喷涂优选为1～3遍，从底部到身部，罐壁涂膜层均匀一致，所述内涂层能够使铝瓶具有良好的抗内容物腐蚀效果。
所述喷涂完成后，本发明优选在烘干炉进行烘干固化，本发明对所述烘干固化的具体参数没有特殊的限定，能够使内涂层的涂膜附着力试验达到Ⅰ级，内涂层致密性测试≤5mA即可。
得到形成表面钝化层的罐体后，本发明在所述形成表面钝化层的外表面依次形成表面钝化层、氨基底漆层、印刷颜料层、表漆防护层和耐磨层，得到处理后的罐体。
在本发明中，所述氨基底漆层优选由涂布氨基底漆喷涂得到，所述氨基底漆的粘度优选为70～120s(25℃)。
在本发明中，所述涂布完成后，本发明优选还包括烘干，所述烘干的温度优选为100～200℃，时间优选为5～15分钟。
在本发明中，所述形成印刷颜料层优选为采用多色印刷机同步印刷，所述多色印刷机同步印刷的套印精度优选为0.02mm，所述形成印刷颜料层后优选还包括烘干，所述烘干的温度优选为100～200℃，时间优选为5～15分钟。
形成印刷颜料层后，本发明优选还包括在印刷颜料层上涂布光油的步骤，所述光油能够确保缩颈变形过程不会对印刷颜料层造成损坏，增强视觉光泽效果。在本发明中，所述光油的粘度优选为70～120s(25℃)，所述涂布完成后，优选还包括烘干，所述烘干的温度优选为100～200℃，时间优选为5～15分钟。
在本发明中，所述表漆防护层优选涂布表漆防护涂料得到，所述表漆防护涂料优选包括改进聚酯材料和聚四氟乙烯。
在本发明中，所述表漆防护涂料中聚四氟乙烯的质量含量优选为0.2～0.4％。
在本发明中，所述形成耐磨层的步骤优选为对所述表漆防护层依次进行加热固化和时效处理，在所述表漆防护层的表面形成耐磨层。
在本发明中，所述加热固化的温度优选为150～200℃，时间优选为5～15分钟固化后；所述时效处理的温度优选为50℃，时间优选为1～2小时。
得到处理后的罐体后，本发明对所述处理后的罐体缩颈，得到所述铝瓶。
在本发明中，所述缩颈优选为经过40道次缩颈，每道次工序缩颈量优选为1～5mm。
在本发明中，所述缩颈优选采用滚、压一体施工工艺，所述缩颈优选根据成形角度不同，在罐身形成具有缩颈、卷口形状的成型罐，保证缩颈罐身加工变形处均匀光滑，无皱纹，无划痕，无裂纹，无凹坑。
在本发明中，所述缩颈的每批次罐重量偏差值优选为±2g；所述缩颈成型后的瓶口外径优选为26.6±0.2mm，瓶口内径优选为20.5±0.2mm，卷边高度优选为3.85±0.2mm，罐高偏差优选为H±0.5mm，其中H为罐高。
所述缩颈完成后，本发明优选还包括检漏，所述检漏优选为经气压充满后进行自动检测，使0.1mm大小的微孔在强光检测仪中被发现。
所述检漏完成后，本发明优选还包括烘干，所述烘干优选将所得铝罐在10万级净化车间内，经后洗机内纯水冲洗，高温烘干。
烘干完成后，本发明优选完成内包装后整托周转到洁净间外更换外托盘包装，使用缠绕膜对整个铝罐托盘的外部进行包装固定，并做好标识，得到铝瓶。
得到铝瓶后，本发明优选还包括成品检验，更优选为按产品标准要求严格进行检验，所述检验优选包括成品漆膜附着力检测、外涂层硬度检测、内涂层致密性检测、耐压力检测、内、外涂层化学稳定性测试以及微生物检测。
为了进一步说明本发明，下面结合实例对本发明提供的铝瓶及其制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
本发明的铝瓶包括依次层叠的内涂层(5μm)、铝板基底层(0.2mm)、表面钝化层(5μm)、氨基底漆层(5μm)、印刷颜料层(2μm)、表漆防护层(5μm)和耐磨层(5μm)。
本实施例的铝瓶的铝板基底层包括以下质量百分数的元素：Si0.1％，Fe0.25％，Cu0.01％，Mn0.3％，Mg0.03％，Zn0.02％，Ti0.02％，Ni0.03％，Sr0.01％，Zr0.01％，B0.01％以及余量的Al。
制备方法为以下步骤：
配料：配料过程使用1090标准铝锭以及10wt％3003回收铝瓶，进行混合配置，均一化分切混合处理，以3T为单位进行吊装高炉后，分散处理，启动熔炉达到600℃进行熔炼，熔融状态0.5H后进行高压气体柱扰动搅拌15分钟，得到熔融铝。气体柱为惰性气体，添加Fe剂、Si剂、Cu剂、Mn剂、Mg剂、Zn剂、Ti剂、Ni剂、Zr剂和Sr剂后进行一次扒渣(空气柱搅拌)，然后取样分析及二次调整，再加入精炼炉内细化晶粒后，空气柱搅拌，添加专用TI-B细化剂细化(TI-B细化剂包括TiB粒子和稀土细化剂，TI-B细化剂的用量为熔融铝的0.08wt％，包含TiB粒子0.05wt％，稀土细化剂0.03％wt％)。然后将静置炉里铝液经倒流管道进入除气装置进行在线净化除气除渣，及去应力操作，使用二次过滤装置进行除杂过滤后，在旋转带铸造机上，将铝液经连续旋转运动的铸轧辊铸轧成铝卷坯料，然后从铸造机引导到热轧机，通过热轧后厚度减少30％，再通过辊轨进入冷轧机，冷轧后厚度降低20％。最终形成0.6m的宽幅铝板；轧制的铝板传播到冲压线，使用100吨的冲压机冲压出铝块(冲压过程中使用油品(型号MOBILSHCCIBUS68润滑油，每次涂布5g/50工件)，再在退火炉中(500℃)进行退火2h，退火过程中持续保持退火炉顶部空间充满惰性气体，退火后，采用400℃保持2小时进行第一时效处理，然后将第一时效产物自然冷却存放2h后，通过一个密集喷淋表面强度极高的铝合金颗粒(使用硬度24～30HB的3003铝合金颗粒，粒径为0.3～1mm，密集喷淋的气压为2bar，密集喷淋的密度为10点阵/mm2)的隧道，然后采用80℃保持2小时进行第二时效处理，然后投入旋转型表面处理机内，加入多元醇(乙醇)和脂肪酸类表面处理剂(硬脂酸钠)，其中第二时效产物、多元醇和脂肪酸类表面处理剂的质量比为300:0.3:0.03，进行10rpm的表面滚动处理，持续10分钟，最后使用精细不锈钢筛对成品铝块进行振动处理，筛除杂物，同时固定装箱，得到铝材；
将铝材冲制工序成形，在普通冲裁的基础上，增加专用冲压模具，制作而成的具有非平面结构的凹型碗型铝块，碗型铝块的外径为34mm，深度为0.5mm，内凹面直径为10mm，内凹与水平面角度角度为1°，本实施例得到的碗型铝块外观无油渍、粉尘、气孔、夹渣，表面无拉痕或撕裂状况，无超过0.2mm的尖锐毛刺、凹坑，无明显的纹理方向；
对碗型铝块进行凹面一致的排列，通过凹型面选片机进行一致性排列，选片速度设定为200pc/分钟；
然后用一体式的挤压机将排片后的碗型铝块挤压成桶状，罐身加工变形处均匀光滑，无皱纹，无划痕，无裂纹，最小挤压高度为130mm，罐底部厚度为0.35mm，罐壁厚度为0.2mm；
将桶状的铝罐身按照设计罐体长度进行修切，修边的铝桶口部没有折皱、缺口；
第一表面处理：桶身外表面经过网纹状的条纹刷磨，剔除挤压铝材表面的不平整凸起和不规则条纹，表面变得平整、光滑，以利于印刷和进一步成形；
第二表面处理：经过钠盐，钾盐，锆盐和表面活性剂(质量比3:3:2:2)的清洗液进行混合清洗，温度为60℃，时间为1分钟，罐体变得清洁，便于进一步印涂和加工；之后桶身进入烘炉经100℃烘干10分钟。
内涂层涂布：使用不饱和环氧-聚酯树脂涂料进行内部喷涂；每个罐身被喷涂***喷涂3遍，从底部到身部，罐壁涂膜层均匀一致；
烘干：内喷涂上的涂料通过烘干炉进行200℃，10分钟烘干固化，对内涂层烘干固化的产品涂膜附着力试验，结果为：Ⅰ级；内涂层致密性测试：≤5mA。
氨基底漆层制备：罐壁外部涂上氨基底漆，涂料粘度70s(25℃)，氨基底漆烘干温度为180℃，烘干10分钟；
印刷颜料层制备：采用多色印刷机同步印刷，图像清晰，套印精度为0.02mm，配套高精度成像检测***，得到印刷颜料层外观无异物附着，然后在180℃烘干10分钟。
上光烘干：在印刷颜料层上涂布一层光油，确保缩颈变形过程不会对印刷业油墨层造成损坏，增强视觉光泽效果；光油粘度70s(25℃)，然后在180℃烘干10分钟；
表漆防护层和耐磨层的制备：在光油的表面涂布表漆防护涂料，表漆防护涂料中含有改进聚酯材料和PTFE，表漆防护涂料中PTFE的质量含量为0.2％，涂布完成后高温固化200℃、10分钟，以及50℃、1小时时效处理，在PTFE层上形成耐磨层，PTFE在高温固化阶段析出形成表漆防护层，形成耐磨层；
缩颈：圆桶形的罐身经过40工位缩颈工序，采用滚、压一体施工工艺，根据成形角度不同，每道工序缩颈量控制为5mm，罐身形成具有缩颈、卷口等形状的成型罐；缩颈罐身加工变形处均匀光滑，无皱纹，无划痕，无裂纹，无凹坑；每批次罐重量偏差值±2g；缩颈成型后控制瓶口外径在26.6±0.2mm，瓶口内径在20.5±0.1mm，卷边高度3.85±0.2mm，罐高偏差控制在H±0.5mm；
检漏：成形完毕的罐体经过气压充满后进行自动检测，甚至0.1mm大小的微孔都能在强光检测仪中被发现；
烘干：铝罐在10万级净化车间内，经后洗机内纯水冲洗，100℃高温烘干10分钟；
外包：完成内包装后整托周转到洁净间外更换外托盘包装，使用缠绕膜对整个铝罐托盘的外部进行包装固定，并做好标识；
成品检验：按产品标准要求严格进行逐项检验，成品漆膜附着力检测，外涂层硬度检测、内涂层致密性检测、耐压力检测、内、外涂层化学稳定性测试、微生物检测，得到铝瓶，铝瓶的规格与市售12floz铝瓶相同。
图1为实施例1制得的铝板基底层的微观形貌图，由图1可知，铝板基底层内部结构均匀，且晶粒细化。
实施例2
与实施例1相同，区别仅在于本实施例的铝板基底层包括以下质量百分数的元素：Si0.1％，Fe0.3％，Cu0.05％，Mn0.03％，Mg0.03％，Zn0.05％，Ti0.05％，Ni0.03％，Sr0.05％，Zr0.05％，B0.05％以及余量的Al。
实施例3
与实施例1相同，区别仅在于制备D66mm铝罐。
对比例1市售12floz的1070铝瓶。
1070A铝瓶包括以下质量百分数的元素：Si0.2％，Fe0.25％，Cu0.03％，Mn0.03％，Mg0.03％，Zn0.07％，Ti0.03％以及余量的Al。
对比例2市售D66mm铝瓶
对实施例1～2以及对比例1的铝瓶的性能进行测定，结果如下：实施例1～2以及对比例的铝瓶的重量分别为32、35和45g，实施例1～2以及对比例1的铝瓶的承压强度分别为5.6、4.8和4KN，空罐耐内压分别为1.7、1.3和0.9Mpa。
对实施例3以及对比例2的铝瓶性能进行对比，结果如表1所示，由表1可知，本发明制得的铝瓶质轻，且耐压、耐破能力优异。
表1实施例3以及对比例2的铝瓶性能数据
对比例2 实施例3
规格 D66×150 D66×150
罐重 62g 55g
耐压能力 1.9Mpa 1.93Mpa
耐破能力 2.15Mpa 2.21Mpa
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种铝瓶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
所述铝瓶包括依次层叠的内涂层、铝板基底层、表面钝化层、氨基底漆层、印刷颜料层、表漆防护层和耐磨层，所述铝板基底层包括以下质量百分数的元素：Si 0.1～0.2％，Fe0.25～0.35％，Cu 0～0.05％，Mn 0.03～0.5％，Mg 0～0.03％，Zn 0～0.05％，Ti 0～0.05％，Ni 0～0.03％，Sr 0～0.05％，Zr 0～0.05％，B 0～0.05％以及余量的Al，所述Al的质量百分数≥99.2％，所述Cu、Mg、Zn、Ti、Ni、Sr、Zr和B的质量百分数不为0；
按照铝板基底层的元素配料后，熔炼，得到熔融铝；
将所述熔融铝依次进行一次扒渣、精炼细化、二次扒渣、精炼除气和铸轧，得到铝卷坯料；
将所述铝卷坯料依次进行一次热铸轧、冷却、二次冷轧和冲制，得到铝块胚料；
将所述铝块胚料依次进行退火和第一时效处理，得到第一时效产物；
将所述第一时效产物进行表面处理和第二时效处理，得到铝材；
将所述铝材进行冲压成型，得到碗型铝块；
将所述碗型铝块依次进行排片、挤压和表面处理，得到形成表面钝化层的罐体；
在所述形成表面钝化层的罐体的内表面进行喷涂，形成内涂层；
在所述形成表面钝化层的罐体的外表面依次形成氨基底漆层、印刷颜料层、表漆防护层和耐磨层，得到处理后的罐体；
对所述处理后的罐体缩颈，得到所述铝瓶。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述形成氨基底漆层的步骤为涂布氨基涂料，所述涂布氨基涂料后还包括烘干，所述烘干的温度为100～200℃，时间为5～15分钟。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述形成表漆防护层的步骤为涂布表漆防护涂料，所述表漆防护涂料包括改进聚酯材料和聚四氟乙烯，所述涂布表漆防护涂料后还包括烘干，所述烘干的温度为100～200℃，时间为5～15分钟。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述表漆防护涂料中聚四氟乙烯的质量含量为0.2～0.4％。
5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述形成耐磨层的步骤为对所述表漆防护层依次进行加热固化和时效处理，在所述表漆防护层的表面形成耐磨层。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述形成表面钝化层为利用清洗液清洗制得，所述清洗液中包括钠盐、钾盐、锆盐和表面活性剂。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述缩颈为经过40道次缩颈，每道次工序缩颈量为1～5mm。
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