ES2938988T3

ES2938988T3 - Aleaciones de aluminio recicladas, altamente formables y métodos de fabricación de las mismas

Info

Publication number: ES2938988T3
Application number: ES19752306T
Authority: ES
Inventors: Sazol Kumar Das; Matthew Heyen; Peter Evans; Martin Beech; Changook Son; Mark Marsh; Rajeev G Kamat; Rainer Kossak; David Fryatt; David Scott Fisher; Guillaume Florey; Cyrille Bezencon; Juergen Timm
Original assignee: Novelis Inc Canada
Current assignee: Novelis Inc Canada
Priority date: 2018-07-23
Filing date: 2019-07-22
Publication date: 2023-04-18
Anticipated expiration: 2039-07-22
Also published as: JP2021532262A; KR102477158B1; JP2023017976A; JP2023030011A; HUE061061T2; CN112771188A; CA3105122A1; JP7453957B2; CA3106316A1; CA3105122C; CA3106316C; WO2020023375A1; PL3827108T3; MX2021000851A; US11788178B2; KR20210029795A; EP4234752A3; EP3827107A1; KR20210024575A; KR102415796B1

Abstract

En el presente documento se proporcionan aleaciones de aluminio altamente conformables y métodos para fabricarlas. Las aleaciones de aluminio altamente conformables descritas en este documento se pueden preparar a partir de materiales reciclados sin una adición significativa de material de aleación de aluminio primario. Las aleaciones de aluminio se preparan fundiendo una aleación de aluminio que puede incluir dichos materiales reciclados y procesando el artículo de aleación de aluminio fundido resultante. También se describen aquí métodos de uso de aleaciones de aluminio y productos de aleación. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Aleaciones de aluminio recicladas, altamente formables y métodos de fabricación de las mismas

Campo de la invención

La presente descripción se relaciona con la metalurgia en general y de manera más específica con la producción de aleaciones de aluminio, opcionalmente a partir de chatarra reciclada, fabricación de productos de aleación de aluminio y aleaciones de aluminio recicladas. La solicitud internacional publicada WO 2014/135367 describe una composición de aleación Al-Mg-Si y su método de fabricación en forma de lámina que tiene una excelente conformabilidad. Está destinada a su uso en aplicaciones de carrocería para la industria del automóvil.

Antecedentes de la invención

Debido a los costos y tiempo asociado con la producción de aluminio primario, muchos fabricantes de equipo original dependen de la existencia de chatarra que contenga aluminio para preparar materiales de aleación de aluminio. Sin embargo, la chatarra reciclable puede ser inadecuada para usarse en la preparación de aleaciones de aluminio de alto desempeño, puesto que la chatarra reciclable puede contener altos niveles de ciertos elementos indeseables. Por ejemplo, la chatarra reciclable puede incluir ciertos elementos en cantidades que afecten las propiedades mecánicas de las aleaciones de aluminio, como la capacidad de formación y resistencia.

Breve descripción de la invención

Las modalidades cubiertas por la invención son definidas por las reivindicaciones, no por esta breve descripción. Esta breve descripción es un panorama de alto nivel de varios aspectos de la invención e introduce alguno de los conceptos que serán descritos más adelante en la sección de la Descripción Detallada de la invención más abajo. Esta breve descripción no pretende identificar características clave o esenciales de la materia reclamada, ni pretende usarse aislada para determinar el alcance de la materia reclamada. La materia será comprendida con referencia a porciones apropiadas de toda la especificación o cualquiera o todas las Figuras y cada reivindicación.

En la presente se describen aleaciones de aluminio recicladas altamente formables y métodos de producción de las aleaciones de aluminio. Las aleaciones de aluminio descritas en la presente comprenden de aproximadamente 0.7 hasta 1.4% en peso de Si, 0.2 hasta 0.3% en peso de Fe, hasta 0.2% en peso de Cu, hasta 0.4% en peso de Mg, 0.02 hasta 0.08% en peso de Mn, 0.02 a 0.05 en peso de Cr, 0.01 hasta 0.12% de Sr, hasta 0.1% en peso de Ti, hasta 0.1% en peso de Zn, hasta 0.15% en peso de impurezas totales, donde cada impureza está presente en una cantidad de hasta aproximadamente 0.05% en peso y Al. En algunos ejemplos no limitantes, las aleaciones de aluminio comprenden 1.0 hasta 1.4% en peso. Si, 0.22 hasta 0.28% en peso. Fe, hasta 0.15% en peso. Cu, hasta 0.35% en peso. Mg, 0.02 hasta 0.06% en peso. Mn, 0.02 hasta 0.04% en peso. Cr, 0.02 hasta 0.10% en peso. Sr, hasta 0.1% en peso de Ti, hasta 0.1% en peso de Zn, hasta 0.15% en peso de impurezas y Al. Opcionalmente, un contenido combinado de Fe y Cr en las aleaciones de aluminio es de 0.22% en peso hasta aproximadamente 0.5% en peso.

También se describen en la presente productos de aleación de aluminio que comprenden las aleaciones de aluminio como se describe en la presente. En algunos ejemplos, los productos de aleación de aluminio comprenden un tamaño de grano de hasta 35 pm (por ejemplo, de aproximadamente 25 pm hasta aproximadamente 35 pm o de aproximadamente 28 pm hasta aproximadamente 32 pm). Opcionalmente, los productos de aleación de aluminio comprenden partículas intermetálicas que contienen hierro. En algunos casos, al menos 36% de las partículas intermetálicas que contienen hierro pueden ser esféricas. En algunos ejemplos no limitantes, al menos aproximadamente 36% (por ejemplo, al menos aproximadamente 50% o al menos aproximadamente 75%) de las partículas intermetálicas que contienen hierro presentes en los productos de aleación de aluminio tienen un diámetro circular equivalente (es decir, “ECD”) de 3 pm o menos. Opcionalmente, al menos 36% (por ejemplo, al menos aproximadamente 50%, al menos aproximadamente 70% o al menos aproximadamente 80%) de las partículas intermetálicas que contienen hierro comprenden partículas intermetálicas a - AlFe(Mn,Cr)Si. En algunos casos, una fracción en volumen de un componente de textura cúbica en los productos de aleación de aluminio comprende al menos 12%. En algunos casos, los productos de aleación de aluminio comprenden un alargamiento total de al menos 32%. Los productos de aleación de aluminio pueden comprender una parte de carrocería de automóvil, entre otras.

En la presente se describen además métodos de producción de un producto de aleación de aluminio. Los métodos comprenden fundir una aleación de aluminio como se describe en la presente para producir un artículo de aleación de aluminio fundido, homogeneizar el artículo de aleación de aluminio fundido para producir un artículo de aleación de aluminio fundido homogeneizado, laminar en caliente y laminar en frío el artículo de aleación de aluminio fundido homogeneizado para producir un producto de aleación de aluminio de calibre final y tratar térmicamente en solución el producto de aleación de aluminio de calibre final.

Opcionalmente, la homogenización se efectúa a una temperatura de homogenización de 530°C hasta 570°C.

Opcionalmente, la aleación de aluminio en el paso de fundición comprende un contenido reciclado en una cantidad de al menos aproximadamente 40% en peso.

Breve descripción de las figuras

La Figura 1A es un esquema que describe un método de procesamiento como se describe en la presente. La Figura 1B es un esquema que describe un método de procesamiento como se describe en la presente. La Figura 1C es un esquema que describe un método de procesamiento como se describe en la presente. La Figura 2 es una gráfica que muestra la fluencia de aleación de aluminio como se describe en la presente.

La Figura 3 es una gráfica que muestra la tensión de rotura de aleación de aluminio como se describe en la presente.

La Figura 4 es una gráfica que muestra el alargamiento uniforme de aleación de aluminio como se describe en la presente.

La Figura 5 es una gráfica que muestra el alargamiento total de aleación de aluminio como se describe en la presente.

La Figura 6 es una gráfica que muestra el valor de n (es decir, el incremento en la resistencia después de la deformación) de aleación de aluminio como se describe en la presente.

La Figura 7 es una gráfica que muestra el valor de r (es decir, anisotropía) de aleación de aluminio como se describe en la presente.

La Figura 8 es una gráfica que muestra el valor de r promedio (es decir, anisotropía) de aleación de aluminio como se describe en la presente.

La Figura 9 es una gráfica que muestra el cambio en la fluencia después de aplicar pintura horneable a la aleación de aluminio como se describe en la presente.

La Figura 10 es una gráfica que muestra la capacidad de doblez de la aleación de aluminio como se describe en la presente.

La Figura 11 es una gráfica que muestra la capacidad de doblez de la aleación de aluminio como se describe en la presente.

La Figura 12 es una gráfica que muestra los resultados de la prueba de ventosa de la aleación de aluminio como se describe en la presente.

La Figura 13A es una micrografía de microscopio electrónico de barrido (SEM) que describe la distribución de partícula de un producto de aleación de aluminio como se describe en la presente.

La Figura 13B es una micrografía de SEM que describe la distribución de partícula de un producto de aleación de aluminio comparativo.

La Figura 13C es una micrografía de SEM que describe la distribución de partícula de un producto de aleación de aluminio como se describe en la presente.

La Figura 13D es una micrografía de SEM que describe la distribución de partícula de un producto de aleación de aluminio comparativo.

La Figura 13E es una micrografía de SEM que describe la distribución de partícula de un producto de aleación de aluminio comparativo.

La Figura 14 es una gráfica que muestra la distribución de tamaño de partícula sobre la base de una medición de diámetro circular equivalente (ECD) de partículas no esféricas en una aleación de aluminio como se describe en la presente.

La Figura 15 es una gráfica que muestra la distribución de tamaño de partícula sobre la base de una medición de relación de aspecto de las partículas en una aleación de aluminio como se describe en la presente.

La Figura 16 es una gráfica que muestra la fracción en volumen de partículas constituyentes que contienen hierro en aleaciones de aluminio como se describe en la presente.

La Figura 17 es una gráfica que muestra la densidad numérica de las partículas constituyentes que contienen hierro en aleaciones de aluminio como se describe en la presente.

La Figura 18A es una micrografía de microscopio óptico (OM) que describe la estructura de grano de un producto de aleación de aluminio como se describe en la presente.

La Figura 18B es una micrografía de OM que describe la estructura de grano de un producto de aleación de aluminio comparativo.

La Figura 18C es una micrografía de OM que describe la estructura de grano de un producto de aleación de aluminio como se describe en la presente.

La Figura 18D es una micrografía de OM que describe la estructura de grano de un producto de aleación de aluminio comparativo.

La Figura 18E es una micrografía de OM que describe la estructura de grano de un producto de aleación de aluminio comparativo.

La Figura 19 es una gráfica que muestra el tamaño de grano promedio de la aleación de aluminio como se describe en la presente.

La Figura 20 es una gráfica que muestra el contenido del componente de textura de las aleaciones de aluminio como se describe en la presente.

Descripción detallada de la invención

En la presente se proporcionan productos de aleación de aluminio que tienen propiedades mecánicas deseables y métodos de fundición y procesamiento de los mismos. Los productos de aleación de aluminio pueden ser reciclados así como producidos a partir de material reciclado (por ejemplo, chatarra posterior al consumidor) y aún presentar propiedades mecánicas deseables, como buena capacidad de formación sin agrietamiento y/o fractura, alto alargamiento antes de la fractura y buena durabilidad.

Los productos de aleación de aluminio descritos en la presente contienen partículas intermetálicas que tienen una baja relación de aspecto (por ejemplo, relación de ancho a altura). En algunos casos, una baja relación de aspecto es una relación de aproximadamente 4 o menos (por ejemplo, aproximadamente 3 o menos, aproximadamente 2 o menos o aproximadamente 1.5 o menos). En particular, las partículas intermetálicas son de forma circular o esférica. Una relación de aspecto de 1 (por ejemplo, cercana a una sección transversal circular, es decir, partículas esféricas) es una forma de partícula intermetálica que contiene Fe para las propiedades mecánicas, por ejemplo doblez, formación, aplastamiento y/o prueba de colisión. Esas partículas intermetálicas mejoran las propiedades mecánicas deseables de los productos y dan como resultado productos que presentan resultados superiores en comparación con productos de aleación de aluminio que tienen partículas intermetálicas que son de forma elíptica o similar a una aguja.

Definiciones y Descripciones

Como se usan en la presente, los términos “invención”, “la invención”, “esta invención” y “la presente invención” pretenden referirse ampliamente a toda la materia de esta solicitud de patente y las reivindicaciones más abajo. Las declaraciones que contienen esos términos deberán ser comprendidas no para limitar de la materia descrita en la presente o para limitar el significado o alcance de las reivindicaciones de patente más abajo.

En esta descripción, se hace referencia a aleaciones identificadas por designaciones de la industria de aluminio, como “serie” o “6xxx”. Para una comprensión del sistema de designación numérico más comúnmente usado y el nombramiento e identificación del aluminio y sus aleaciones, véase “International Alloy Designations and Chemical Composition Limits for Wrought Aluminum and Wrought Aleaciones de aluminio” o “Registration Record of Aluminum Association Alloy Designations and Chemical Compositions Limits for Aluminum Alloys in the Form of Castings and Ingot”, ambas publicadas por la Asociación del Aluminio.

Como se usan en la presente, el significado de “un”, “uno” o “el” incluye referencias al singular y plural a menos que el contexto dicte claramente otra cosa.

Como se usa en la presente, una placa generalmente tiene un espesor mayor que aproximadamente 15 mm. Por ejemplo, una placa puede referirse a un producto de aluminio que tenga un espesor mayor que aproximadamente 15 mm, mayor que aproximadamente 20 mm, mayor que aproximadamente 25 mm, mayor que aproximadamente 30 mm, mayor que aproximadamente 35 mm, mayor que aproximadamente 40 mm, mayor que aproximadamente 45 mm, mayor que aproximadamente 50 mm, mayor que aproximadamente 100 mm o hasta aproximadamente 300 mm.

Como se usa en la presente, una plancha (también referida como una placa de chapa) generalmente tiene un espesor de aproximadamente 4 mm hasta aproximadamente 15 mm. Por ejemplo, una plancha puede tener un espesor de aproximadamente 4 mm, aproximadamente 5 mm, aproximadamente 6 mm, aproximadamente 7 mm, aproximadamente 8 mm, aproximadamente 9 mm, aproximadamente 10 mm, aproximadamente 11 mm, aproximadamente 12 mm, aproximadamente 13 mm, aproximadamente 14 mm o aproximadamente 15 mm.

Como se usa en la presente, una chapa generalmente se refiere a un producto de aluminio que tiene un espesor de menos de aproximadamente 4 mm. Por ejemplo, una chapa puede tener un espesor de menos de aproximadamente 4 mm, menos de aproximadamente 3 mm, menos de aproximadamente 2 mm, menos de aproximadamente 1 mm, menos de aproximadamente 0.5 mm, menos de aproximadamente 0.3 mm o menos de aproximadamente 0.1 mm.

En esta solicitud se hace referencia al temple o condición de la aleación. Para comprender las descripciones de temple de aleación más comúnmente usadas, véase “American National Standards (ANSI) H35 on Alloy and Temper Designation Systems”. Una condición F de temple se refiere a una aleación de aluminio como se fabricó. Una condición O de temple se refiere a una aleación de aluminio después del recocido. Una condición o temple T1 se refiere a una aleación de aluminio enfriada desde el trabajo en caliente y envejecida naturalmente (por ejemplo, a temperatura ambiente). Una condición o temple T2 se refiere a una aleación de aluminio enfriada desde el trabajo en caliente, trabajada en frío y envejecida naturalmente. Una condición o temple T3 se refiere a una aleación de aluminio tratada térmicamente en solución, trabajada en frío y envejecida naturalmente. Una condición o temple T4 se refiere a una aleación de aluminio tratada térmicamente en solución y envejecida naturalmente. Una condición o temple T5 se refiere a una aleación de aluminio enfriada desde el trabajo en caliente y envejecida artificialmente (a temperaturas elevadas). Una condición o temple T6 se refiere a una aleación de aluminio tratada térmicamente en solución y envejecida artificialmente. Una condición o temple T7 se refiere a una aleación de aluminio tratada térmicamente en solución y envejecida artificialmente. Una condición o temple T8x se refiere a una aleación de aluminio tratada térmicamente en solución, trabajada en frío y envejecida artificialmente. Una condición o temple T9 se refiere a una aleación de aluminio tratada térmicamente en solución, envejecida artificialmente y trabajada en frío.

Como se usa en la presente, el significado de “temperatura ambiente” puede incluir una temperatura de aproximadamente 15°C hasta aproximadamente 30°C, por ejemplo aproximadamente 15°C, aproximadamente 16°C, aproximadamente 17°C, aproximadamente 18°C, aproximadamente 19°C, aproximadamente 20°C, aproximadamente 21°C, aproximadamente 22°C, aproximadamente 23°C, aproximadamente 24°C, aproximadamente 25°C, aproximadamente 26°C aproximadamente 27°C, aproximadamente 28°C, aproximadamente 29°C o aproximadamente 30°C.

Como se usan en la presente, términos como “artículo de aleación de aluminio fundido”, “artículo de metal fundido”, “artículo fundido” y similares son intercambiables y se refieren a un producto producido por fundición con enfriamiento directo (incluyendo cofundición con enfriamiento directo) o fundición semicontinua, fundición continua (incluyendo, por ejemplo, mediante el uso de una fundidora de doble banda, una fundidora de doble rodillo, una fundidora de bloques o cualquier otra fundidora continua), fundición electromagnética, fundición a alta temperatura o cualquier otro método de fundición o cualquier combinación de los mismos.

Todos los intervalos descritos en la presente deben comprenderse como si abarcaran cualquier punto final y cualquiera de todos los subintervalos comprendidos en ellos. Por ejemplo, deberá considerarse que un intervalo establecido de “1 a 10” incluirá cualquiera y todos los subintervalos entre (inclusive de) el valor mínimo de 1 y el valor máximo de 10; es decir, todos los subintervalos que comiencen con un valor mínimo de 1 o más, por ejemplo, de 1 a 6.1 y finalicen con un valor máximo de 10 o menos, por ejemplo, de 5.5 a 10. Las siguientes aleaciones de aluminio se describen en términos de su composición elemental en porcentaje en peso (% en peso) sobre la base del peso total de la aleación. En ciertos ejemplos de cada aleación, el resto es aluminio, con un máximo en % en peso de 0.15% para la suma de las impurezas.

Composiciones de Aleación

En la presente se describen aleaciones y productos de aluminio novedosos que presentan propiedades mecánicas deseables. Entre otras propiedades, las aleaciones y productos de aluminio descritos en la presente presentan excelentes propiedades de alargamiento y formación y durabilidad excepcional. En algunos casos, las propiedades mecánicas pueden alcanzarse debido a la composición elemental de las aleaciones. Por ejemplo, las aleaciones descritas en la presente incluyen hierro (Fe), manganeso (Mn) y cromo (Cr). La presencia de al menos dos de esos componentes, por ejemplo Fe y Mn, Fe y Cr o Fe, Mn y Cr, en las cantidades descritas da como resultado partículas intermetálicas deseables. Como se describe más abajo, un contenido de Fe de al menos aproximadamente 0.50% en peso proporciona un incremento en el número de partículas intermetálicas durante el proceso de fundición. Además, otros elementos, como Mn y/o Cr, influyen sobre el tamaño y la relación de aspecto de las partículas intermetálicas y dan como resultado partículas esféricas, pequeñas que tienen una baja relación de aspecto. Las partículas intermetálicas, a su vez, sirven como sitios de nucleación para nuevos granos, dando como resultado esto un producto de aleación de aluminio que contiene granos equiaxiales pequeños en lugar de granos alargados, gruesos. Esos productos de aleación de aluminio presentan propiedades de formación deseables. Las propiedades presentadas por los productos de aleación de aluminio descritos en la presente son inesperadas, como un alto contenido de Fe de aproximadamente 0.20% en peso y más típicamente da como resultado una disminución en la capacidad de formación y doblez.

En algunos casos, una aleación de aluminio como se describe en la presente pueden tener la siguiente composición elemental proporcionada en la Tabla 1 (no de acuerdo con la invención).

Tabla 1

Las aleaciones de aluminio de la invención como se describe en la presente tienen la siguiente composición elemental proporcionada en la Tabla 2.

Tabla 2

En algunos ejemplos, las aleaciones de aluminio de la invención como se describe en la presente pueden tener la siguiente composición elemental proporcionada en la Tabla 3.

Tabla 3

La aleación de aluminio descrita en la presente incluye silicio (Si) en una cantidad de aproximadamente 0.7% hasta aproximadamente 1.4% (por ejemplo, de aproximadamente 1.0 hasta aproximadamente 1.4%) sobre la base del peso total de la aleación. Por ejemplo, la aleación puede incluir 0.7%, 0.71%, 0.72%, 0.73%, 0.74%, 0.75%, 0.76%, 0.77%, 0.78%, 0.79%, 0.8%, 0.81%, 0.82%, 0.83%, 0.84%, 0.85%, 0.86%, 0.87%, 0.88%, 0.89%, 0.9%, 0.91%, 0.92%, 0.93%, 0.94%, 0.95%, 0.96%, 0.97%, 0.98%, 0.99%, 1.0%, 1.01%, 1.02%, 1.03%, 1.04%, 1.05%, 1.06%, 1.07%, 1.08%, 1.09%, 1.1%, 1.11%, 1.12%, 1.13%, 1.14%, 1.15%, 1.16%, 1.17%, 1.18%, 1.19%, 1.2%, 1.21%, 1.22%, 1.23%, 1.24%, 1.25%, 1.26%, 1.27%, 1.28%, 1.29%, 1.3%, 1.31%, 1.32%, 1.33%, 1.34%, 1.35%, 1.36%, 1.37%, 1.38%, 1.39% o 1.4%, de Si. Todo expresado en % en peso.

La aleación de aluminio descrita en la presente incluye hierro (Fe) en una cantidad de 0.2% hasta 0.3% (por ejemplo, de aproximadamente 0.2% hasta aproximadamente 0.28% o de aproximadamente 0.22% hasta aproximadamente 0.28%) sobre la base del peso total de la aleación. Por ejemplo, la aleación puede incluir 0.2%, 0.21%, 0.22%, 0.23%, 0.24%, 0.25%, 0.26%, 0.27%, 0.28%, 0.29% o 0.3%, de Fe. Todo expresado en % en peso.

La aleación de aluminio descrita en la presente incluye cobre (Cu) en una cantidad de hasta 0.2% (por ejemplo de 0.0% hasta aproximadamente 0.15%) sobre la base del peso total de la aleación. Por ejemplo, la aleación puede incluir 0.01%, 0.02%, 0.03%, 0.04%, 0.05%, 0.06%, 0.07%, 0.08%, 0.09%, 0.1%, 0.11%, 0.12%, 0.13%, 0.14%, 0.15%, 0.16%, 0.17%, 0.18%, 0.19% o 0.2% de Cu. En algunos casos, el Cu no está presente en la aleación (es decir, 0%). Todo expresado en % en peso.

La aleación de aluminio descrita en la presente incluye magnesio (Mg) en una cantidad de hasta 0.4% (por ejemplo, de 0.0% hasta aproximadamente 0.35% o de aproximadamente 0.2% hasta aproximadamente 0.35%) sobre la base del peso total de la aleación. Por ejemplo, la aleación puede incluir 0.01%, 0.02%, 0.03%, 0.04%, 0.05%, 0.06%, 0.07%, 0.08%, 0.09%, 0.1%, 0.11%, 0.12%, 0.13%, 0.14%, 0.15%, 0.16%, 0.17%, 0.18%, 0.19%, 0.2%, 0.21%, 0.22%, 0.23%, 0.24%, 0.25%, 0.26%, 0.27%, 0.28%, 0.29%, 0.3%, 0.31%, 0.32%, 0.33%, 0.34%, 0.35%, 0.36%, 0.37%, 0.38%, 0.39% o 0.4% de Mg. En algunos casos, el Mg no está presente en la aleación (es decir, 0%). Todo expresado en % en peso.

La aleación de aluminio descrita en la presente incluye manganeso (Mn) en una cantidad de 0.02% hasta 0.08% (por ejemplo, de aproximadamente 0.02% hasta aproximadamente 0.06%) sobre la base del peso total de la aleación. Por ejemplo, la aleación puede incluir 0.02%, 0.03%, 0.04%, 0.05%, 0.06%, 0.07% o 0.08% de Mn. Todo expresado en % en peso.

La aleación de aluminio descrita en la presente incluye cromo (Cr) en una cantidad de 0.02% hasta a 0.05% sobre la base del peso total de la aleación. Por ejemplo, la aleación puede incluir 0.02%, 0.03%, 0.04% o 0.05% de Cr. Todo expresado en % en peso.

La aleación de aluminio descrita en la presente incluye estroncio (Sr) en una cantidad de 0,01 a 0,12% (por ejemplo, de aproximadamente 0.02% hasta aproximadamente 0.10%) sobre la base del peso total de la aleación. Por ejemplo, la aleación puede incluir 0.01%, 0.02%, 0.03%, 0.04%, 0.05%, 0.06%, 0.07%, 0.08%, 0.09%, 0.1%, 0.11% o 0.12% de Sr. En algunos casos, el Sr no está presente en la aleación (es decir, 0%). Todo expresado en % en peso. En algunos casos, la adición de Sr a la aleación de aluminio descrita en la presente puede incrementar aún más la capacidad de formación y ductilidad del material. Sin ser limitados por la teoría, el incremento en la capacidad de formación puede deberse a la modificación eutéctica de las partículas intermetálicas que puede reducir la separación laminar dentro del componente eutéctico durante la fundición y solidificación de la aleación de aluminio. De este modo, la modificación con Sr del componente eutéctico puede permitir que las partículas intermetálicas se separen en partículas intermetálicas más pequeñas y/o más finas durante, por ejemplo, un proceso de laminación en caliente. Finalmente, las partículas intermetálicas más finas pueden reducir la tendencia de la aleación de aluminio a experimentar daño interno durante la de formación (por ejemplo, formación), mejorando por lo tanto la capacidad de formación de la aleación de aluminio.

Opcionalmente, las aleaciones de aluminio descritas en la presente pueden incluir uno ambos de titanio (Ti) y zinc (Zn). En algunos ejemplos, la aleación de aluminio descrita en la presente incluye Ti en una cantidad de hasta 0.1% (por ejemplo, de aproximadamente 0.001% hasta aproximadamente 0.08% o de aproximadamente 0.005% hasta aproximadamente 0.06%) sobre la base del peso total de la aleación. Por ejemplo, la aleación puede incluir 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% o 0.1% Ti. En algunos casos, Ti no está presente en la aleación (es decir, 0%). En algunos ejemplos, la aleación de aluminio descrita en la presente incluye Zn en una cantidad de hasta 0.1% (por ejemplo, de aproximadamente 0.001% hasta aproximadamente 0.08% o de aproximadamente 0.005% hasta aproximadamente 0.06%) sobre la base del peso total de la aleación. Por ejemplo, la aleación puede incluir 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% o 0.1% Zn. En algunos casos, Zn no está presente en la aleación (es decir, 0%). Todo expresado en % en peso.

Como se describió anteriormente, la presencia de Fe en una cantidad de al menos 0.2% en peso y en combinación con Cr es un factor que da como resultado las propiedades deseables presentadas por productos de aleación de aluminio descritos en la presente. Opcionalmente, el contenido combinado de Fe y Cr es al menos 0.22% en peso. En algunos casos, el contenido combinado de Fe y Cr puede ser de aproximadamente 0.22% en peso hasta aproximadamente 0.5% en peso, de aproximadamente 0.22% en peso hasta aproximadamente 0.4% en peso o de aproximadamente 0.25% en peso hasta aproximadamente 0.35% en peso. Por ejemplo, el contenido combinado de Fe y Cr puede ser 0.22%, 0.23%, 0.24%, 0.25%, 0.26%, 0.27%, 0.28%, 0.29%, 0.3%, 0.31%, 0.32%, 0.33%, 0.34%, 0.35%, 0.36%, 0.37%, 0.38%, 0.39%, 0.4%, 0.41%, 0.42%, 0.43%, 0.44%, 0.45%, 0.46%, 0.47%, 0.48%, 0.49% o 0.5%. Todo expresado en % en peso.

Opcionalmente, las aleaciones de aluminio descritas en la presente pueden incluir además otros elementos menores, algunas veces referidos como impurezas, en cantidades de 0.05% o menos, 0.04% o menos, 0.03% o menos, 0.02% o menos o 0.01% o menos. Esas impurezas pueden incluir, pero no se limitan a V, Ni, Sc, Hf, Zr, Sn, Ga, Ca, Bi, Na, Pb o combinaciones de los mismos. En consecuencia, pueden estar presentes V, Ni, Sc, Hf, Zr, Sn, Ga, Ca, Bi, Na o Pb en aleaciones en cantidades de 0.05% o menos, 0.04% o menos, 0.03% o menos, 0.02% o menos o 0.01% o menos. La suma de todas las impurezas no excede de 0.15% (por ejemplo, 0.1%). Todo expresado en % en peso. El porcentaje restante de cada aleación es aluminio.

Los productos de aleación de aluminio descritos en la presente incluyen partículas intermetálicas que contienen hierro. En algunos casos, las partículas intermetálicas que contienen hierro son esféricas. Por ejemplo, al menos 36% de las partículas intermetálicas que contienen hierro son esféricas (por ejemplo, al menos aproximadamente 40%, al menos aproximadamente 50%, al menos aproximadamente 60%, al menos aproximadamente 70%, al menos aproximadamente 80% o al menos aproximadamente 90% de las partículas intermetálicas que contienen hierro son esféricas). Al menos 36% de las partículas presentes en los productos de aleación de aluminio tienen un tamaño de partícula, medido por el diámetro circular equivalente, (es decir, “ECD”), de 3 pm o menos (por ejemplo, aproximadamente 2.5 pm o menos, aproximadamente 2.0 pm o menos, aproximadamente 1.5 pm o menos o aproximadamente 1.2 pm o menos). El ECD puede determinarse imponiendo una sección transversal circular estimada sobre un objeto medido no esférico. Por ejemplo, las partículas intermetálicas que contienen hierro presentes en los productos de aleación de aluminio pueden tener un ECD de 3 pm o menos, 2.9 pm o menos, 2.8 pm o menos, 2.7 pm o menos, 2.6 pm o menos, 2.5 pm o menos, 2.4 pm o menos, 2.3 pm o menos, 2.2 pm o menos, 2.1 pm o menos, 2 pm o menos, 1.9 pm o menos, 1.8 pm o menos, 1.7 pm o menos, 1.6 pm o menos, 1.5 pm o menos, 1.4 pm o menos, 1.3 pm o menos, 1.2 pm o menos, 1.1 pm o menos, 1 pm o menos, 0.9 pm o menos, 0.8 pm o menos, 0.7 pm o menos, 0.6 pm o menos, 0.5 pm o menos, 0.4 pm o menos, 0.3 pm o menos, 0.2 pm o menos, 0.1 pm o menos o en cualquier lugar entre ellos. En algunos casos, al menos 45%, al menos 50%, al menos 55%, al menos 60%, al menos 65%, al menos 70%, al menos 75%, al menos 80%, al menos 85%, al menos 90%, al menos 95% o al menos 99% de las partículas presentes en los productos de aleación de aluminio tienen un ECD de 3 pm o menos.

En algunos ejemplos no limitantes, las partículas intermetálicas que contienen hierro descritas en la presente comprenden partículas intermetálicas de a - AlFe(Mn,Cr)Si. Las partículas intermetálicas a - AlFe(Mn,Cr)Si pueden ser partículas esféricas. Las aleaciones de aluminio descritas en la presente que tienen esas partículas intermetálicas de tipo esféricas son susceptibles a la formación (por ejemplo, doblez, formación, estampado o cualquier método de formación adecuado) cuando se comparan con aleaciones de aluminio que incluyen predominantemente partículas intermetálicas p - AlFeSi. Las partículas intermetálicas p - AlFeSi típicamente tienen forma alargada, similar a una aguja. Esas partículas intermetálicas similares a una aguja son dañinas para la formación y de este modo problemáticas cuando se crean partes de aleación de aluminio a partir de aleaciones de aluminio recicladas.

La introducción de Cr en las concentraciones descritas anteriormente (de 0.02% en peso hasta 0.05% en peso.) en la aleación de aluminio en una etapa fundida durante la producción de aleaciones de aluminio primarias) y/o reciclaje (por ejemplo, fundiendo aleaciones de aluminio de chatarra y agregando opcionalmente aleaciones de aluminio primarias) puede permitir que el Cr interactúe con cualquier exceso de Fe encontrado en la aleación de aluminio (por ejemplo, la aleación fundida que contiene la aleación de aluminio primaria y la chatarra fundida) y proporciona las partículas intermetálicas a - AlFe(Mn,Cr)Si, remplazando de este modo las partículas intermetálicas p - AlFeSi. En consecuencia, el remplazo de las partículas intermetálicas p - AlFeSi con partículas intermetálicas a - AlFe(Mn,Cr)Si proporciona aleaciones de aluminio que demuestran alta capacidad de formación y durabilidad. En algunos casos, al menos aproximadamente 36% de las partículas intermetálicas que contienen hierro en las aleaciones de aluminio descritas en la presente son partículas intermetálicas a - AlFe(Mn,Cr)Si. Por ejemplo, al menos 36%, al menos 40%, al menos 45%, al menos 50%, al menos 55%, al menos 60%, al menos 65%, al menos 70%, al menos 75%, al menos 80%, al menos 85%, al menos 90%, al menos 95% o al menos 99% de las partículas intermetálicas que contienen hierro en las aleaciones de aluminio descritas en la presente son partículas intermetálicas a - AlFe(Mn,Cr)Si.

En algunos casos, la adición de Cr como se describe en la presente puede incrementar una cantidad del contenido reciclado cuando se proporcionan aleaciones de aluminio. Las aleaciones de aluminio descritas en la presente pueden contener al menos aproximadamente 40% en peso de contenido reciclado. Por ejemplo, las aleaciones de aluminio pueden contener al menos aproximadamente 45% en peso, al menos aproximadamente 50% en peso, al menos aproximadamente 60% en peso, al menos aproximadamente 70% en peso, al menos aproximadamente 80% en peso, al menos aproximadamente 90% en peso o al menos aproximadamente 95% en peso de contenido reciclado.

En algunos ejemplos, las partículas intermetálicas que contienen hierro pueden estar presentes en la aleación de aluminio en una cantidad promedio de al menos aproximadamente 2000 hasta aproximadamente 3000 partículas por milímetro cuadrado (mm2). Por ejemplo, la cantidad promedio de partículas intermetálicas que contienen hierro puede ser aproximadamente 2000 partículas/mm2, 2100 partículas/mm2, 2200 partículas/mm2, 2300 partículas/mm2, 2400 partículas/mm2, 2500 partículas/mm2, 2600 partículas/mm2, 2700 partículas/mm2, 2800 partículas/mm2, 2900 partículas/mm2, 3000 partículas/mm2 o en cualquier lugar entre ellos.

Como se describió anteriormente, las partículas intermetálicas en las aleaciones de aluminio pueden servir como sitios de nucleación para granos. Las aleaciones de aluminio y los productos que incluyen las aleaciones de aluminio pueden incluir granos que tienen un tamaño de grano de hasta 35 pm (por ejemplo, de aproximadamente 5 pm hasta aproximadamente 35 pm, de aproximadamente 25 pm hasta aproximadamente 35 pm o de aproximadamente 28 pm hasta aproximadamente 32 pm). Por ejemplo, el tamaño de grano medio puede ser aproximadamente 1 pm, 5 pm, 10 pm, 15 pm, 20 pm, 25 pm, 30 pm, 35 pm o en cualquier lugar entre ellos.

En algunos casos, los productos de aleación de aluminio pueden tener un alargamiento total de al menos aproximadamente 27% hasta aproximadamente 40% cuando están, por ejemplo, en un temple T4. Por ejemplo, los productos de aleación de aluminio pueden tener un alargamiento total de aproximadamente 27%, 28%, 29%, 30%, 31%, 32%, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%, 39% o 40% o en cualquier lugar entre ellos.

En algunos casos, los productos de aleación de aluminio pueden tener un alargamiento uniforme de al menos aproximadamente 20% y hasta aproximadamente 30% cuando están, por ejemplo, en un temple T4. Por ejemplo, los productos de aleación de aluminio pueden tener un alargamiento uniforme de aproximadamente 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25%, 26%, 27%, 28%, 29% o 30% o en cualquier lugar entre ellos.

En algunos ejemplos, los productos de aleación de aluminio tienen una fluencia de aproximadamente 100 MPa o mayor cuando están, por ejemplo, en un temple T4. Por ejemplo, los productos de aleación de aluminio pueden tener una fluencia de 105 MPa o mayor, 110 MPa o mayor, 115 MPa o mayor, 120 MPa o mayor, 125 MPa o mayor, 130 MPa o mayor, 135 MPa o mayor, 140 MPa o mayor, 145 MPa o mayor o 150 MPa o mayor. En algunos casos, la fluencia puede ser de aproximadamente 100 MPa hasta aproximadamente 150 MPa (por ejemplo, de aproximadamente 105 MPa hasta aproximadamente 145 MPa, de aproximadamente 110 MPa hasta aproximadamente 140 MPa o de aproximadamente 115 MPa hasta aproximadamente 135 MPa).

En algunos casos, los productos de aleación de aluminio tienen una tensión de rotura de aproximadamente 200 MPa o mayor cuando están, por ejemplo, en un temple T4. Por ejemplo, los productos de aleación de aluminio pueden tener una tensión de rotura de 205 MPa o mayor, 210 MPa o mayor, 215 MPa o mayor, 220 MPa o mayor, 225 MPa o mayor, 230 MPa o mayor, 235 MPa o mayor, 240 MPa o mayor, 245 MPa o mayor o 250 MPa o mayor. En algunos casos, la tensión de rotura es de aproximadamente 200 MPa hasta aproximadamente 250 MPa (por ejemplo, de aproximadamente 205 MPa hasta aproximadamente 245 MPa, de aproximadamente 210 MPa hasta aproximadamente 240 MPa o de aproximadamente 215 MPa hasta aproximadamente 235 MPa).

Los productos de aleación de aluminios incluyen al menos una primera porción de superficie que tiene una pluralidad de componentes de textura cristalográfica. Los componentes de textura cristalográfica pueden incluir componentes de textura de recristalización (por ejemplo, un componente de Goss, un componente de Cubo y un componente de Cubo Rotado (RC) incluyendo un componente RCrd1, un componente RCrd2, un componente rCrn1 y un componente RCrn2). Los componentes de textura cristalográfica también pueden incluir componentes de textura de deformación (por ejemplo, un componente de Latón (Bs), un componente de S, un componente de Cobre, un componente de Corte 1, componente de Corte 2, componente de Corte 3, un componente P, un componente Q y un componente R).

En algunos ejemplos, los productos de aleación de aluminio pueden incluir un componente de Cubo. Opcionalmente, una fracción en volumen del componente de Cubo en el producto de aleación de aluminio puede ser al menos 12% (por ejemplo, al menos aproximadamente 13%, al menos aproximadamente 14%, al menos aproximadamente 15%, al menos aproximadamente 16%, al menos aproximadamente 17% o al menos aproximadamente 18%). En algunos ejemplos, la fracción en volumen del componente de Cubo en el producto de aleación de aluminio es de hasta aproximadamente 20% (por ejemplo, hasta aproximadamente 15% o hasta aproximadamente 10%). Por ejemplo, la fracción en volumen del componente de Cubo de los productos de aleación de aluminio puede fluctuar de aproximadamente 12% hasta aproximadamente 20% (por ejemplo, de aproximadamente 13% hasta aproximadamente 20% o de aproximadamente 16% hasta aproximadamente 18%).

En algunos ejemplos, los productos de aleación de aluminio pueden incluir un componente de Latón, como un componente de S, un componente de Cobre y un componente de Goss. Opcionalmente, una fracción en volumen de cualquiera de los componentes de Latón, S, Cobre o Goss en los productos de aleación de aluminio puede ser menor que aproximadamente 5% (por ejemplo, menor que aproximadamente 4%, menor que aproximadamente 3%, menor que aproximadamente 2% o menor que aproximadamente 1%). Por ejemplo, la fracción en volumen de cualquiera de los componentes de Latón, S, Cobre o Goss en los productos de aleación de aluminio puede ser de aproximadamente 1% hasta aproximadamente 5%, de aproximadamente 1.5% hasta aproximadamente 4.5% o de aproximadamente 2% hasta aproximadamente 4%.

Métodos para Preparar la Aleación de Aluminio

Las propiedades de la aleación de aluminio son determinadas parcialmente por la formación de microestructuras durante la preparación de la aleación. En ciertos aspectos, el método de preparación para una composición de aleación puede influenciar o aun determinar si la aleación tendrá propiedades adecuadas para una aplicación deseada.

Fundición

Las aleaciones de aluminio como se describe en la presente pueden ser fundidas en un artículo de aleación de aluminio fundido usando cualquier método de fundición adecuado. Por ejemplo, el proceso de fundición puede incluir un proceso de fundición con enfriamiento directo (DC) o un proceso de fundición continua (CC). En algunos ejemplos no limitantes, las aleaciones de aluminio para usarse en el paso de fundición pueden ser un material primario producido a partir de materias primas (por ejemplo, aluminio purificado y elementos de aleación adicionales). En algunos ejemplos adicionales, las aleaciones de aluminio para usarse en el paso de fundición pueden ser un material reciclado, producido al menos en parte por chatarra de aluminio y opcionalmente en combinación con un material primario. En algunos casos, las aleaciones de aluminio para usarse en el paso de fundición pueden contener al menos aproximadamente 40% de contenido reciclado. Por ejemplo, la aleación de aluminio para usarse en el paso de fundición puede contener al menos aproximadamente 45%, al menos aproximadamente 50%, al menos aproximadamente 60%, al menos aproximadamente 70%, al menos aproximadamente 80%, al menos aproximadamente 90% o al menos aproximadamente 95% de contenido reciclado.

El artículo de aleación de aluminio fundido puede entonces someterse a pasos de procesamiento adicionales. Por ejemplo, los métodos de procesamiento como se describe en la presente pueden incluir los pasos de homogenización, laminación en caliente, laminación en frio y/o tratamiento térmico en solución para formar un producto de aleación de aluminio.

Homogenización

El paso de homogenización como se describe en la presente se diseñó para las aleaciones de aluminio descritas anteriormente. Las aleaciones de aluminio descritas en la presente tienen un contenido de Si alto (es decir, de 0.5 hasta 2.0% en peso), lo cual puede conducir a localizar la fusión dentro de la matriz de aleación de aluminio cuando se homogenice a temperaturas mayores de aproximadamente 550°C (por ejemplo, 560°C o más). Esa fundición localizada puede causar fractura durante los pasos de procesamiento térmico corriente abajo. El paso de homogeneización descrito en la presente es efectivo para disolver cualquier Si elemental y evitar concurrentemente la fundición localizada.

El paso de homogeneización puede incluir calentar el artículo de aleación de aluminio fundido para alcanzar una temperatura de aproximadamente o hasta aproximadamente 570°C (por ejemplo, hasta aproximadamente 560°C, hasta aproximadamente 550°C, hasta aproximadamente 540°C, hasta aproximadamente 530°C, hasta aproximadamente 520°C, hasta aproximadamente 510°C, hasta aproximadamente 500°C, hasta aproximadamente 490°C, hasta aproximadamente 480°C, hasta aproximadamente 470°C o hasta aproximadamente 460°C). Por ejemplo, el artículo de aleación de aluminio fundido puede ser calentado a una temperatura de aproximadamente 460°C hasta aproximadamente 570°C (por ejemplo, de aproximadamente 465°C hasta aproximadamente 570°C, de aproximadamente 470°C hasta aproximadamente 570°C, de aproximadamente 480°C hasta aproximadamente 570°C, de aproximadamente 490°C hasta aproximadamente 570°C, de aproximadamente 500°C hasta aproximadamente 570°C, de aproximadamente 510°C hasta aproximadamente 570°C, de aproximadamente 520°C hasta aproximadamente 570°C, de aproximadamente 530°C hasta aproximadamente 570°C, de aproximadamente 540°C hasta aproximadamente 570°C o de aproximadamente 550°C hasta aproximadamente 570°C). En algunos casos, el porcentaje de calentamiento puede ser de aproximadamente 100°C/hora o menos, 75°C/hora o menos, 50°C/hora o menos, 40°C/hora o menos, 30°C/hora o menos, 25°C/hora o menos, 20°C/hora o menos o 15°C/hora o menos. En otros casos, el porcentaje de calentamiento puede ser de aproximadamente 10°C/min hasta aproximadamente 100°C/min (por ejemplo, de aproximadamente 10°C/min hasta aproximadamente 90°C/min, de aproximadamente 10°C/min hasta aproximadamente 70°C/min, de aproximadamente 10°C/min hasta aproximadamente 60°C/min, de aproximadamente 20°C/min hasta aproximadamente 90°C/min, de aproximadamente 30°C/min hasta aproximadamente 80°C/min, de aproximadamente 40°C/min hasta aproximadamente 70°C/min o de aproximadamente 50°C/min hasta aproximadamente 60°C/min).

El artículo de aleaciones de aluminio se permite entonces remojarse durante un período de tiempo. De acuerdo con un ejemplo no limitante, el artículo de aleación de aluminio fundido puede sumergirse hasta aproximadamente 15 horas (por ejemplo, de aproximadamente 20 minutos hasta aproximadamente 15 horas o de aproximadamente 5 horas hasta aproximadamente 10 horas, inclusive). Por ejemplo, el artículo de aleación de aluminio fundido puede remojarse a una temperatura de aproximadamente 500°C hasta aproximadamente 550°C durante aproximadamente 20 minutos, aproximadamente 30 minutos, aproximadamente 45 minutos, aproximadamente 1 hora, aproximadamente 1.5 horas, aproximadamente 2 horas, aproximadamente 3 horas, aproximadamente 4 horas, aproximadamente 5 horas, aproximadamente 6 horas, aproximadamente 7 horas, aproximadamente 8 horas, aproximadamente 9 horas, aproximadamente 10 horas, aproximadamente 11 horas, aproximadamente 12 horas, aproximadamente 13 horas, aproximadamente 14 horas, aproximadamente 15 horas o en cualquier lugar entre ellas.

Laminación en caliente

Después del paso de homogeneización, puede efectuarse un paso de laminación en caliente. En ciertos casos, los artículos de aleación de aluminio fundidos se colocan planos y se laminan en caliente con un intervalo de temperatura de entrada de aproximadamente 500°C hasta 560°C (por ejemplo, de aproximadamente 510°C hasta aproximadamente 550°C o de aproximadamente 520°C hasta aproximadamente 540°C). La temperatura de entrada puede ser, por ejemplo, aproximadamente 505°C, 510°C, 515°C, 520°C, 525°C, 530°C, 535°C, 540°C, 545°C, 550°C, 555°C, 560°C o cualquiera entre ellas. En ciertos casos, la temperatura de salida de la laminación en caliente puede fluctuar de 200°C hasta aproximadamente 290°C (por ejemplo, de aproximadamente 210°C hasta aproximadamente 280°C o de aproximadamente 220°C hasta aproximadamente 270°C). Por ejemplo, la temperatura de salida de la laminación en caliente puede ser de aproximadamente 200°C, 205°C, 210°C, 215°C, 220°C, 225°C, 230°C, 235°C, 240°C, 245°C, 250 °C, 255°C, 260°C, 265°C, 270°C, 275°C, 280°C, 285°C, 290°C o en cualquiera entre ellas.

En ciertos casos, el artículo de aleación de aluminio se lamina en caliente hasta un calibre de aproximadamente 4 mm hasta aproximadamente 15 mm (por ejemplo, un calibre de aproximadamente 5 mm hasta aproximadamente 12 mm), el cual se refiere como una banda caliente. Por ejemplo, el artículo de fundición puede ser laminado en caliente hasta un calibre de 15 mm, un calibre de 14 mm, un calibre de 13 mm, un calibre de 12 mm, un calibre de 11 mm, un calibre de 10 mm, un calibre de 9 mm, un calibre de 8 mm, un calibre de 7 mm, un calibre de 6 mm, un calibre de 5 mm o un calibre de 4 mm. El temple de la banda caliente como se laminó se refiere como temple F.

Enfriamiento de bobina

Opcionalmente, la banda caliente puede enrollarse en una bobina de banda caliente (es decir, como un producto de aleación de aluminio de calibre intermedio) después de salir de la laminadora. En algunos ejemplos, la banda caliente se enrolla en una bobina de banda caliente después de salir de la laminadora dando como resultado el temple F. En algunos ejemplos adicionales, la bobina la banda caliente se enfría en el aire. El paso de enfriamiento con aire puede efectuarse a una velocidad de aproximadamente 12.5°C/hora (°C/h) hasta aproximadamente 3600°C/h. Por ejemplo, el paso de enfriamiento de la bobina puede efectuarse a una velocidad de aproximadamente 12.5°C/h, 25°C/h, 50°C/h, 100°C/h, 200°C/h, 400°C/h, 800°C/h, 1600°C/h, 3200°C/h, 3600°C/h o cualquiera entre ellas. En algunos ejemplos adicionales más, la bobina enfriada por aire se almacena durante un periodo de tiempo. En algunos ejemplos, las bobinas intermedias se mantienen a una temperatura de aproximadamente 100°C hasta aproximadamente 350°C (por ejemplo, aproximadamente 200°C o aproximadamente 300°C).

Laminación en frío

Puede efectuarse opcionalmente un paso de laminación en frío antes del paso de tratamiento térmico en solución. En ciertos aspectos, la banda caliente se lamina en frío hasta un producto de aleación de aluminio de calibre final (por ejemplo, una chapa). En algunos ejemplos, la chapa de aleaciones de aluminio de calibre final tiene un espesor de 4 mm o menos, 3 mm o menos, 2 mm o menos, 1 mm o menos, 0.9 mm o menos, 0.8 mm o menos, 0.7 mm o menos, 0.6 mm o menos, 0.5 mm o menos, 0.4 mm o menos, 0.3 mm o menos, 0.2 mm o menos o 0.1 mm.

Recocido Intermedio Opcional

En algunos ejemplos no limitantes, puede efectuarse un paso de recocido intermedio opcional durante la laminación en frío. Por ejemplo, la banda caliente puede laminarse en frío hasta un calibre de laminación en frío intermedio, recocerse y posteriormente laminarse frío hasta un calibre final. En algunos aspectos, el recocido intermedio opcional puede efectuarse en un proceso por lotes (es decir, un paso de recocido intermedio por lote). El paso de recocido intermedio puede efectuarse a una temperatura de aproximadamente 300°C hasta aproximadamente 450°C (por ejemplo, aproximadamente 310°C, aproximadamente 320°C, aproximadamente 330°C, aproximadamente 340°C, aproximadamente 350°C, aproximadamente 360°C, aproximadamente 370°C, aproximadamente 380°C, aproximadamente 390°C, aproximadamente 400°C, aproximadamente 410°C, aproximadamente 420°C, aproximadamente 430°C, aproximadamente 440°C o aproximadamente 450°C).

Tratamiento Térmico en Solución

El paso de tratamiento térmico en solución puede incluir calentar el producto de aleación de aluminio de calibre final de la temperatura ambiente a una temperatura de metal pico. Opcionalmente, la temperatura de metal pico puede ser de aproximadamente 530°C hasta aproximadamente 570°C (por ejemplo, de aproximadamente 535°C hasta aproximadamente 560°C, de aproximadamente 545°C hasta aproximadamente 555°C o aproximadamente 540°C). El producto de aleación de aluminio de calibre final puede remojarse a la temperatura de metal pico durante un periodo de tiempo. En ciertos aspectos, el producto de aleación de aluminio de calibre final se deja remojar hasta aproximadamente 2 minutos (por ejemplo, de aproximadamente 10 segundos hasta aproximadamente 120 segundos inclusive). Por ejemplo, el producto de aleación de aluminio de calibre final puede remojarse a la temperatura de aproximadamente 530°C hasta aproximadamente 570°C durante 10 segundos, 15 segundos, 20 segundos, 25 segundos, 30 segundos, 35 segundos, 40 segundos, 45 segundos, 50 segundos, 55 segundos, 60 segundos, 65 segundos, 70 segundos, 75 segundos, 80 segundos, 85 segundos, 90 segundos, 95 segundos, 100 segundos, 105 segundos, 110 segundos, 115 segundos, 120 segundos o cualquiera entre ellos. Después del tratamiento térmico en solución, el producto de aleación de aluminio de calibre final puede enfriarse de la temperatura de metal pico a una velocidad de al menos aproximadamente 75°C por segundo (°C/s). Por ejemplo, el producto de aleación de aluminio de calibre final puede enfriarse a una velocidad de aproximadamente 75°C/s, 100°C/s, 125°C/s, 150°C/s, 175°C/s, 200°C/s o cualquiera entre ellas.

Opcionalmente, el producto de aleación de aluminio puede entonces envejecerse naturalmente y/o envejecerse artificialmente. En algunos ejemplos no limitantes, el producto de aleación de aluminio puede envejecerse naturalmente a un temple T4 almacenando a temperatura ambiente (por ejemplo, aproximadamente 15°C, aproximadamente 20°C, aproximadamente 25°C o aproximadamente 30°C) durante al menos 72 horas. Por ejemplo, el producto de aleación de aluminio puede envejecerse naturalmente durante 72 horas, 84 horas, 96 horas, 108 horas, 120 horas, 132 horas, 144 horas, 156 horas, 168 horas, 180 horas, 192 horas, 204 horas, 216 horas, 240 horas, 264 horas, 288 horas, 312 horas, 336 horas, 360 horas, 384 horas, 408 horas, 432 horas, 456 horas, 480 horas, 504 horas, 528 horas, 552 horas, 576 horas, 600 horas, 624 horas, 648 horas, 672 horas o cualquiera entre ellas.

Métodos de Uso

Las aleaciones y métodos descritos en la presente pueden usarse en aplicaciones automotrices y/o de transporte, incluyendo aplicaciones en vehículos de motor, aeronaves y ferrocarriles o cualquier otra aplicación deseada. En algunos ejemplos, las aleaciones y métodos pueden usarse para preparar productos de partes de carrocerías de automóvil, como jaulas de seguridad, cuerpos en blanco, rieles de choque, vigas laterales, vigas de techo, vigas cruzadas, pilares de refuerzo (por ejemplo, pilares A, pilares B, pilares C), paneles internos, paneles externos, paneles laterales, partes internas del capo, partes externas del capo o paneles de la tapa del maletero o cajuela. Las aleaciones de aluminio y métodos descritos en la presente también pueden usarse en aplicaciones de aeronaves o vehículos ferroviarios, para preparar, por ejemplo, paneles externos e internos.

Las aleaciones y métodos descritos en la presente también pueden usarse en aplicaciones electrónicas, para preparar por ejemplo, encapsulamiento externos e internos. Por ejemplo, las aleaciones y métodos descritos en la presente también pueden usarse para preparar alojamientos para dispositivos electrónicos, incluyendo teléfonos móviles y computadoras del tipo de tableta. En algunos ejemplos, las aleaciones pueden usarse para preparar alojamientos para encapsulamientos externos de teléfonos móviles (por ejemplo, teléfonos inteligentes) y chasis inferior de tabletas electrónicas.

Ilustración de las Aleaciones, Productos y Métodos Adecuados

La ilustración 1 es una aleación de aluminio, que comprende aproximadamente 0,5 hasta 2,0% en peso, Si, 0,2 hasta 0,4% en peso de Fe, hasta 0,4% en peso, Cu, hasta 0,5% en peso, Mg, 0,02 hasta 0,1% en peso, Mn, 0,01 hasta 0,1% en peso de Cr, hasta 0,15% en peso, Sr, hasta 0,15% en peso de impurezas y Al. La ilustración 2 es una aleación de aluminio de cualquier ilustración anterior o posterior, que comprende aproximadamente de 0.7 a 1.4% en peso, Si, 0.2 hasta 0.3% en peso de Fe, hasta 0.2% en peso, Cu, hasta 0.4% en peso, Mg, 0.02 hasta 0.08% en peso, Mn, 0.02 hasta 0.05% en peso de Cr, 0.01 hasta 0.12% en peso, Sr, hasta 0.15% en peso de impurezas y Al.

La ilustración 3 es una aleación de aluminio de cualquier ilustración anterior o posterior, que comprende aproximadamente de 1.0 a 1.4% en peso, Si, 0.22 hasta 0.28% en peso de Fe, hasta 0.15% en peso, Cu, hasta 0.35% en peso, Mg, 0.02 hasta 0.06% en peso, Mn, 0.02 hasta 0.04% en peso de Cr, 0.02 hasta 0.10% en peso, Sr, hasta 0.15% en peso de impurezas y Al.

La ilustración 4 es una aleación de aluminio de cualquier ilustración anterior o posterior, donde un contenido combinado de Fe y Cr es de aproximadamente 0.22% en peso a 0.50% en peso.

La ilustración 5 es un producto de aleación de aluminio, que comprenden las aleaciones de aluminio de acuerdo con cualquier ilustración anterior o posterior.

La ilustración 6 son el producto de aleación de aluminio de cualquier ilustración anterior o posterior, donde el producto de aleación de aluminio comprende un tamaño de grano de hasta aproximadamente 35 pm.

La ilustración 7 es el producto de aleación de aluminio de cualquier ilustración anterior o posterior, donde el tamaño de grano es de aproximadamente 25 pm hasta aproximadamente 35 pm.

La ilustración 8 es el producto de aleación de aluminio de cualquier ilustración anterior o posterior, que comprende partículas intermetálicas que contienen hierro.

La ilustración 9 es el producto de aleación de aluminio de cualquier ilustración anterior o posterior, donde al menos aproximadamente 36% de las partículas intermetálicas que contienen hierro son esféricas.

La ilustración 10 es el producto de aleación de aluminio de cualquier ilustración anterior o posterior, donde al menos aproximadamente 36% de las partículas intermetálicas que contienen hierro presentes en el producto de aleación de aluminio tienen un diámetro circular equivalente de aproximadamente 3 pm o menos.

La ilustración 11 es el producto de aleación de aluminio de cualquier ilustración anterior o posterior, donde al menos aproximadamente 50% de las partículas intermetálicas que contienen hierro presentes en el producto de aleación de aluminio tienen un diámetro circular equivalente de aproximadamente 3 pm o menos.

La ilustración 12 es el producto de aleación de aluminio de cualquier ilustración anterior o posterior, donde al menos aproximadamente 75% de las partículas intermetálicas que contienen hierro presentes en el producto de aleación de aluminio tienen un diámetro circular equivalente de aproximadamente 3 pm o menos.

La ilustración 13 es el producto de aleación de aluminio de cualquier ilustración anterior o posterior, donde al menos aproximadamente 36% de las partículas intermetálicas que contienen hierro comprenden partículas intermetálicas a-AlFe(Mn,Cr)Si.

La ilustración 14 es el producto de aleación de aluminio de cualquier ilustración anterior o posterior, donde al menos aproximadamente 50% de las partículas intermetálicas que contienen hierro comprenden partículas intermetálicas a-AlFe(Mn,Cr)Si.

La ilustración 15 es el producto de aleación de aluminio de cualquier ilustración anterior o posterior, donde al menos aproximadamente 80% de las partículas intermetálicas que contienen hierro comprenden partículas intermetálicas a-AlFe(Mn,Cr)Si.

La ilustración 16 es el producto de aleación de aluminio de cualquier ilustración anterior o posterior, donde una fracción en volumen de un componente de textura cúbica en el producto de aleación de aluminio comprende al menos aproximadamente 12%.

La ilustración 17 es el producto de aleación de aluminio de cualquier ilustración anterior o posterior, donde el producto de aleación de aluminio comprende un alargamiento total de al menos aproximadamente 32%. La ilustración 18 es el producto de aleación de aluminio de cualquier ilustración anterior o posterior, donde el producto de aleación de aluminio comprende una parte de carrocería de automóvil.

La ilustración 19 es un método de producción de un producto de aleación de aluminio, que comprende: fundir una aleación de aluminio de acuerdo con cualquier ilustración anterior o posterior para producir un artículo de aleación de aluminio fundido; homogeneizar el artículo de aleación de aluminio fundido para producir el artículo de aleación de aluminio fundido homogeneizado; laminación en caliente y laminación en frío el artículo de aleación de aluminio fundido homogeneizado para producir un producto de aleación de aluminio de calibre final; y tratamiento térmico en solución el producto de aleación de aluminio de calibre final.

La ilustración 20 es el método de cualquier ilustración anterior o posterior, donde la homogenización se efectúa a una temperatura de homogenización de aproximadamente 530°C hasta aproximadamente 570°C. La ilustración 21 es el método de cualquier ilustración anterior, donde las aleaciones de aluminio en la fundición comprenden un contenido reciclado en una cantidad de al menos aproximadamente 40% en peso. Los siguientes ejemplos servirán para ilustrar mejor la presente invención sin, sin embargo, constituir ninguna limitación de la misma. Por el contrario, debe comprenderse claramente que se puede tener que recurrir a varias modalidades, modificaciones y equivalentes de la misma las cuales, después de leer la presente descripción, pueden sugerirse por sí mismas a aquellos expertos en el estado de la técnica sin apartarse del espíritu de la invención.

Ejemplos

Ejemplo 1: Propiedades del Producto de Aleación de Aluminio

Se prepararon productos de aleación de producto de aluminio que tienen las composiciones mostradas en la Tabla 4: Aleaciones 1-4 todas tienen composiciones que está fuera del alcance de la invención.

Tabla 4

En la Tabla 4, todos los valores están en porcentaje en peso (% en peso) del total. La aleación puede contener hasta 0.15% en peso de impurezas totales y el resto es aluminio. La Aleación 1 es una aleación de aluminio altamente reciclable como se describe en la presente, que contiene 0.26% en peso de Fe y 0.025% en peso de Cr. La Aleación 2, Aleación 3 y Aleación 4 son aleaciones de aluminio de la serie 6xxx comparativas.

La Aleación 1 y la Aleación 2 fueron procesadas cada una por un método sin un paso de recocido intermedio por lotes (referido aquí como “sin BA”), con un paso de recocido intermedio por lotes (referido aquí como “BA”) y por un proceso con un paso de enfriamiento de bobina (referido aquí como “CC”). La Figura 1a es un esquema que describe un método de procesamiento 100 empleado en la presente. La Aleación 1 y la Aleación 2 fueron fundidas con enfriamiento directo para proporcionar un lingote 110. El lingote 110 se sometió a un paso de homogenización como se describió anteriormente. El lingote 110 se sometió entonces a laminación en caliente en una para romper el lingote 110. Después de la rotura, el lingote 110 se sometió adicionalmente a laminación en caliente en una laminadora en serie para proporcionar un producto de aleación de aluminio de calibre intermedio. El producto de aleación de aluminio de calibre intermedio se sometió adicionalmente a laminación en frío en una laminadora en frío para proporcionar un producto de aleación de aluminio de calibre final.

La Figura 1B es un esquema que describe un segundo método de procesamiento 150 que incluye un paso de recocido intermedio por lotes empleado en la presente. La Aleación 1 y la Aleación 2 se fundieron con enfriamiento directo cada una para proporcionar un lingote 110. El lingote 110 se sometió a un paso de homogenización como se describió anteriormente. El lingote 110 se sometió entonces a laminación en caliente en una laminadora de inversión para romper el lingote 110. Después de la rotura, el lingote 110 se sometió adicionalmente a laminación en caliente en una laminadora en serie para proporcionar un producto de aleación de aluminio de calibre intermedio. El producto de aleación de aluminio de calibre intermedio se sometió adicionalmente a laminación en frío en una laminadora en frío. La Aleación 1 y la Aleación 2 se enrollaron y recocieron en un horno en un paso de recocido intermedio por lotes como se describió anteriormente. Después del recocido intermedio por lotes, la Aleación 1 y la Aleación 2 se laminaron en frío adicionalmente hasta el calibre final.

La Figura 1C es un esquema que describe un tercer método de procesamiento 175 empleado en la presente. La Aleación 3 y la Aleación 4 se fundieron cada una con enfriamiento directo para proporcionar un lingote 110. El lingote 110 se sometió a un paso de homogenización como se describió anteriormente. El lingote 110 se sometió entonces a laminación en caliente en una laminadora de inversión para romper el lingote 110. Después de la rotura, el lingote 110 se sometió adicionalmente a laminación en caliente en una laminadora en serie para proporcionar un producto de aleación de aluminio de calibre intermedio. Después de la laminación en caliente, el producto de aleación de aluminio de calibre intermedio por enfriamiento de bobina de producto de calibre intermedio de aleación de aluminio se dejó enfriar a temperatura ambiente. El producto de aleación de aluminio de calibre intermedio se sometió adicionalmente a laminación en frío en una laminadora en frío para proporcionar un producto de aleación de aluminio de calibre final.

La Figura 2 es una gráfica que muestra las fluencias de muestras de prueba tomadas de la Aleación 1, Aleación 2, Aleación 3 y Aleación 4. Las propiedades de tensión se evaluaron en tres direcciones incluyendo la longitudinal (referida como “L”), transversal (referida como “T”) y diagonal (referida como “D”), todas con respecto a la dirección de laminación durante el procesamiento. La Aleación 1 y la Aleación 2 se procesaron de acuerdo con el método de procesamiento de la Figura 1A sin un paso de recocido intermedio por lotes durante la laminación en frío (“sin BA”) y también de acuerdo con el método de procesamiento de la Figura 1B que incluye el paso de recocido intermedio por lotes durante la laminación en frío (“BA”) para proporcionar la Aleación 1 y la Aleación 2 en un temple T4. La Aleación 3 y la Aleación 4 se procesaron vía el método de procesamiento de La Figura 1C con un paso de laminación de bobina antes de la laminación en frío (“CC”). En la Figura 2, las propiedades de tensión se muestran en conjunto sobre la base de la dirección (es decir, L, T o D). La primera barra del histograma de cada conjunto representa la Aleación 1 procesada sin recocido por lotes (“Aleación 1 Sin BA”), la segunda barra del histograma de cada conjunto representa la Aleación 2 procesada sin recocido por lotes (“Aleación 2 Sin BA”), la tercera barra del histograma de cada conjunto representa la Aleación 1 procesada con un recocido por lotes (“Aleación 1 BA”), la cuarta barra del histograma de cada conjunto representa la Aleación 2 procesada con un recocido por lotes (“Aleación 2 BA”), la quinta barra del histograma de cada conjunto representa la Aleación 3 procesada de acuerdo con el método de enfriamiento de bobina (“Aleación 3 CC”) y la sexta barra del histograma de cada conjunto representa la Aleación 4 procesada de acuerdo con el método de enfriamiento de bobina (“Aleación 4 CC”). Como se muestra en la Figura 2, las fluencias para ambas de la Aleación 1 y la Aleación 2 en el temple T4 fluctuaron de 105 MPa a 125 MPa respectivamente de la dirección de la prueba de tensión o método de procesamiento, demostrando las propiedades de tensión isotrópica. Adicionalmente, la Aleación 1 presentó excelente resistencia, demostrando de este modo una aleación de aluminio altamente formable, reciclable, que tiene una amplia resistencia para varias aplicaciones automotrices (por ejemplo, partes estructurales, partes estéticas y/o cualquier combinación de las mismas).

La Figura 3 es una gráfica que muestra la tensión de rotura de muestras de prueba tomadas de la Aleación 1, Aleación 2, Aleación 3 y Aleación 4. La preparación, procesamiento y prueba se efectuaron como en el ejemplo de la Figura 2. En la Figura 3, las propiedades de tensión se muestran en conjuntos sobre la base de la dirección (es decir, L, T o D). La primera barra del histograma de cada conjunto representa la Aleación 1 procesada sin recocido por lotes (“Aleación 1 Sin BA”), la segunda barra del histograma de cada conjunto representa la Aleación 2 procesada sin recocido por lotes (“Aleación 2 Sin BA”), la tercera barra del histograma de cada conjunto representa la Aleación 1 procesada con un recocido por lotes (“Aleación 1 BA”), la cuarta barra del histograma de cada conjunto representa la Aleación 2 procesada con un recocido por lotes (“Aleación 2 BA”), la quinta barra del histograma de cada conjunto representa la Aleación 3 procesada de acuerdo con el método de enfriamiento de bobina (“Aleación 3 CC”) y la sexta barra del histograma de cada conjunto representa la Aleación 4 procesada de acuerdo con el método de enfriamiento de bobina (“Aleación 4 CC”). Como se muestra en la Figura 3, la Aleación 1 presentó excelente tensión de rotura, demostrando de este modo una aleación de aluminio altamente formable, reciclable que tiene amplia resistencia para varias aplicaciones automotrices.

La Figura 4 es una gráfica que muestra el alargamiento uniforme de muestras de prueba tomada de la Aleación 1, Aleación 2, Aleación 3 y Aleación 4. Las propiedades de formación se evaluaron en tres direcciones incluyendo la longitudinal (referida como “L”), transversal (referida como “T”) y diagonal (referida como “D”), todas con respecto a la dirección longitudinal durante el procesamiento. La Aleación 1 y la Aleación 2 se procesaron de acuerdo con el método descrito en las Figuras 1A y 1B, como se describió anteriormente y la Aleación 3 y la Aleación 4 se procesaron de acuerdo con el método descrito en la Figura 1C, como se describió anteriormente con el paso de enfriamiento de bobina antes de la laminación en frío (“CC”). En la Figura 4, las propiedades de tensión se muestran en conjunto sobre la base de la dirección (es decir, L, T o D). La barra del primer histograma de cada conjunto representa la Aleación 1 procesada sin recocido por lotes (“Aleación 1 sin BA”), la barra del segundo histograma de cada conjunto representa la Aleación 2 procesada sin recocido por lotes (“Aleación 2 sin BA”), la tercer barra del histograma de cada conjunto representa la Aleación 1 procesada con el recocido por lotes (“Aleación 1 BA”), la barra del cuarto histograma de cada conjunto representa la Aleación 2 procesada con recocido por lotes (“Aleación 2 BA”), la quinta barra del histograma de cada conjunto representa la Aleación 3 procesada de acuerdo con el método de enfriamiento de bobina (“Aleación 3 C^c”) y la barra del sexto histograma de cada conjunto representa la Aleación 4 procesada de acuerdo con el método de enfriamiento de bobina (“Aleación 4 CC”). Como se muestra en la Figura 4, la Aleación 1 presentó mayor alargamiento en cada dirección (L, T y D) que la Aleación 2 y la Aleación 4.

La Figura 5 es una gráfica que muestra el alargamiento total de las muestras de prueba tomadas de la Aleación 1, Aleación 2, Aleación 3 y Aleación 4. La Aleación 1 y la Aleación 2 se procesaron de acuerdo con los métodos descritos anteriormente y descritos en las Figuras 1A y 1B, respectivamente y la Aleación 3 y Aleación 4 se procesaron de acuerdo con el método descrito en la Figura 1C, como se describió anteriormente, con un paso de enfriamiento de bobina antes de la laminación en frío (“CC”). En la Figura 5, las propiedades de tensión se muestran en conjuntos sobre la base de la dirección (es decir, L, T o D). La barra del primer histograma de cada conjunto representa la Aleación 1 procesada sin recocido por lotes (“Aleación 1 sin BA”), la segunda barra del histograma de cada conjunto representa la Aleación 2 procesada sin recocido por lotes (“Aleación 2 sin BA”), la barra del tercer histograma de cada conjunto representa la Aleación 1 procesada con recocido por lotes (“Aleación 1 BA”), la barra del cuarto histograma de cada conjunto representa la Aleación 2 procesada con recocido por lotes (“Aleación 2 BA”), la barra del quinto histograma de cada conjunto representa la Aleación 3 procesada de acuerdo con el método de enfriamiento de bobina (“Aleación 3 CC”) y la barra del sexto histograma de cada conjunto representa la Aleación 4 procesada de acuerdo con el método de enfriamiento de bobina (“Aleación 4 CC”). Como se muestra en la Figura 5, los alargamientos totales de ambas de la Aleación 1 y la Aleación 2 en temple T4 fueron entre 26 -32% sin importar la dirección de la prueba de tensión o método de procesamiento, mostrando las propiedades isotópicas de la Aleación 1 y la Aleación 2. Adicionalmente, la Aleación 1 presentó mayor capacidad de formación que la Aleación 2 y la Aleación 4 y capacidad de formación compvalorarable a la Aleación 3. De este modo, la Aleación 1 como se preparó y procesó en la presente es una aleación de aluminio reciclable altamente formable.

La Figura 6 es una gráfica que muestra los valores de n (es decir, el incremento en la resistencia después de la deformación) para la Aleación 1, Aleación 2, Aleación 3 y Aleación 4, cada una prepara y procesada como se describió anteriormente. La Figura 6, los valores de n se muestran en conjunto sobre la base de la dirección (es decir, L, T o D). La barra del primer histograma de cada conjunto representa la Aleación 1 procesada sin recocido por lotes (“Aleación 1 sin BA”), la barra del segundo histograma de cada conjunto representa la Aleación 2 procesada sin recocido por lotes (“Aleación 2 sin BA”), la tercer barra del histograma de cada conjunto representa la Aleación 1 procesada con recocido por lotes (“Aleación 1 BA”), la barra del cuarto histograma de cada conjunto representa la Aleación 2 procesada con recocido por lotes (“Aleación 2 BA”), la barra del quinto histograma de cada conjunto representa la Aleación 3 procesada de acuerdo con el método de enfriamiento de bobina (“Aleación 3 CC”) y la barra del sexto histograma de cada conjunto representa la Aleación 4 procesada de acuerdo con el método de enfriamiento de bobina (“Aleación 4 C^c”). Como se muestra en la Figura 6, las muestras de la Aleación 1 y la Aleación 2 son sometidas al método de la Figura 1A sin el paso de recocido intermedio por lotes presentaron valores de n más grandes y de este modo mejor capacidad de formación. Adicionalmente, la Aleación 1 presentó propiedades isotrópicas que tienen valores de n equivalentes sin importar la dirección de prueba (por ejemplo, L, T y D).

La Figura 7 es una gráfica que muestra los valores de r (es decir, anisotropía) para la Aleación 1, Aleación 2, Aleación 3 y Aleación 4, cada una preparada y procesada como se describió anteriormente. En la Figura 7, los valores de r se muestran en conjunto sobre la base de la dirección (es decir, L, T o D). La barra del primer histograma de cada conjunto representa la Aleación 1 procesada sin recocido por lotes (“Aleación 1 sin BA”), la barra del segundo histograma de cada conjunto representa la Aleación 2 procesada sin recocido por lotes (“Aleación 2 sin BA”), la barra del tercer histograma de cada conjunto representa la Aleación 1 procesada con recocido por lotes (“Aleación 1 BA”), la barra del cuarto histograma de cada conjunto representa la Aleación 2 procesada con recocido por lotes (“Aleación 2 BA”), la barra del quinto histograma de cada conjunto representa la Aleación 3 procesada de acuerdo con el método de enfriamiento de bobina (“Aleación 3 CC”) y la barra del sexto histograma de cada conjunto representa la Aleación 4 procesada de acuerdo con el método de enfriamiento de bobina (“Aleación 4 CC”). Como se muestra en la gráfica, la Aleación 1 procesada vía el método de la Figura 1B (incluyendo el paso de recocido intermedio por lotes) presentó valores de r mayores que 0.5 en las tres direcciones (por ejemplo, longitudinal, transversal y diagonal).

La Figura 8 es una gráfica que muestra los valores de r promedios para las Aleaciones 1, 2, 3 y 4. La barra del primer histograma representa la Aleación 1 procesada sin recocido por lotes (“Aleación 1 sin BA”), la segunda barra del histograma representa la Aleación 2 procesada sin el recocido por lotes (“Aleación 2 sin BA”), la tercera barra del histograma representa la Aleación 1 procesada con recocido por lotes (“Aleación 1 BA”), la barra del cuarto histograma representa la Aleación 2 procesada con recocido por lotes (“Aleación 2 BA”), la barra del quinto histograma representa la Aleación 3 procesada de acuerdo con el método de enfriamiento de bobina (“Aleación 3 CC”) y la sexta barra del histograma representa la Aleación 4 procesada de acuerdo con el método de enfriamiento de bobina (“Aleación 4 CC”). Como se muestra en la Figura 8, la Aleación 1 y la Aleación 2 preparadas de acuerdo con el proceso de la Figura 1B (incluyendo el recocido intermedio por lotes) proporcionaron valores de r más bajos que las aleaciones procesadas de acuerdo con el proceso de la Figura 1A (sin el paso de recocido intermedio por lotes). Las Aleaciones 1 y 2 presentaron valores de r similares sin importar la ruta de procesamiento.

La Figura 9 es una gráfica que muestra el cambio en la fluencia después de aplicar pintura horneable para la Aleación 1 y la Aleación 2 preparadas y procesadas de acuerdo con los métodos descritos anteriormente en los ejemplos de la Figura 1A y la Figura 1B y la Aleación 3 y la Aleación 4 preparadas y procesadas de acuerdo con los métodos descritos anteriormente en el ejemplo de la Figura 1C. Después del procesamiento, se efectuó la aplicación de pintura horneable aplicando una tensión del 2% y un tratamiento térmico posterior calentado a 185°C y manteniendo la muestra a esta temperatura durante 20 minutos. En la Figura 9, se muestra el cambio de los valores de fluencia en conjunto sobre la base de la dirección (es decir, L, T o D). La barra del primer histograma de cada conjunto representa la Aleación 1 procesada sin recocido por lotes (“Aleación 1 sin BA”), la barra del segundo histograma de cada conjunto (si está presente) representa la Aleación 2 procesada sin recocido por lotes(“Aleación 2 sin BA”), la barra del tercer histograma de cada conjunto representa la Aleación 1 procesada con recocido por lotes (“Aleación 1 BA”), la barra del cuarto histograma de cada conjunto representa la Aleación 2 procesada con recocido por lotes (“Aleación 2 BA”), la barra del quinto histograma de cada conjunto representa la Aleación 3 procesada de acuerdo con el método de enfriamiento de bobina (“Aleación 3 CC”) y la barra del sexto histograma de cada conjunto representa la Aleación 4 procesada de acuerdo con el método de enfriamiento de bobina (“Aleación 4 CC”). Como se muestra en la Figura 9, la fluencia de la Aleación 1 y la Aleación 2 se incrementó a 190 - 220 MPa empleando el tratamiento de tensión y térmico adicional. Adicionalmente, no se observó una diferencia significativa en la respuesta al horneado de la pintura entre la Aleación 1 y la Aleación 2 sin importar el contenido de Fe (teniendo la Aleación 10.26 % en peso de Fe y teniendo la Aleación 20.16% en peso de Fe). Además, se sabe que el Si en aleaciones de aluminio se une al Fe para formar más partículas constituyentes de Fe y reducir la respuesta del horneado de la pintura, lo cual no se muestra en la Aleación 1.

La Figura 10 es una gráfica que muestra la capacidad de doblez de la Aleación 1 y la Aleación 2 preparadas y procesadas de acuerdo con el proceso de la Figura 1A y sometidas a la prueba de doblez de tres puntos VDA 238-100. Antes de la prueba de doblez, la Aleación 1 y la Aleación 2 se sometieron a una tensión del 10% en la dirección transversal. Como se muestra en la gráfica, la Aleación 1 y la Aleación 2, que tienen un contenido de Fe significativamente diferente, presentaron capacidad de doblez similar. Un incremento en el contenido de Fe puede afectar de manera adversa la capacidad de formación (por ejemplo, doblez); sin embargo, debido al Cr agregado, las partículas intermetálicas que contienen Fe presentaron una relación de aspecto menor y un diámetro circular equivalente promedio reducido, proporcionando excelente capacidad de formación.

La Figura 11 es una gráfica que muestra la capacidad de doblez de la Aleación 1 y la Aleación 2 preparadas y procesadas de acuerdo con el proceso de la Figura 1B y la Aleación 4 preparada y procesada de acuerdo con el proceso de la Figura 1C, todas las tres las cuales se sometieron a la prueba de doblez de tres punto VDA 238-100. Antes de la prueba de doblez, la Aleación 1, la Aleación 2 y la Aleación 4 se sometieron a una tensión del 15% en una dirección transversal. La primera barra del histograma representa la Aleación 1 procesada con un recocido por lotes (“Aleación 1 BA”), la segunda barra del histograma representa la Aleación 2 procesada con un recocido por lotes (“Aleación 2 BA”) y la tercera barra del histograma representa la Aleación 4 procesada de acuerdo con el método de enfriamiento de bobina (“Aleación 4 CC”). Como se muestra en la gráfica, la Aleación 1 y la Aleación 2, que tienen un contenido de Fe significativamente diferente, presentaron capacidad de doblez similar. También, la Aleación 1 y la Aleación 2 presentaron mayor capacidad de doblez que la Aleación 4.

La Figura 12 es una gráfica que muestra la capacidad de estiramiento profundo de la Aleación 1 y la Aleación 2 sometidas a una prueba de ventosa de Erichsen (DIN EN ISO 20482). Como se muestra en la gráfica, la Aleación 1 y la Aleación 2, que tienen un contenido de Fe significativamente diferente, presentaron capacidad de estiramiento similar. Un incremento en el contenido de Fe puede afectar de manera adversa la capacidad de formación (por ejemplo, doblez); sin embargo, debido al Cr agregado, la partículas intermetálicas que contienen Fe presentaron una relación de aspecto menor y diámetro circular equivalente promedio reducido, proporcionando excelente capacidad de estiramiento.

La Figura 13A es una micrografía de SEM que muestra que la Aleación 1 procesada de acuerdo con el proceso de la Figura 1A, como se describe en la presente, resulta en partículas intermetálicas que contienen hierro (que contiene Fe) que tienen la forma y distribución deseadas. Como se muestra en la micrografía, el producto de aleación de aluminio como se describe en la presente tuvo pocas partículas intermetálicas p -AlFeSi y presentó partículas intermetálicas que contienen Fe esféricas, incluyendo partículas intermetálicas a-AlFe(Mn,Cr)Si. La Figura 13B es una micrografía de SEM que muestra que la Aleación 2 procesada de acuerdo con el proceso de la Figura 1A resulta en partículas intermetálicas que contienen hierro (que contienen Fe) que tiene una mayor cantidad de partículas intermetálicas p-AlFeSi de forma similar a una aguja. La Aleación 2 proporciona un producto de aleación de aluminio que tiene una cantidad de partículas intermetálicas p-AlFeSi que es dañina para las propiedades de la formación de la aleación de aluminio.

La Figura 13C es una micrografía de SEM que muestra que la Aleación 1 procesada de acuerdo con el proceso de la Figura 1B, como se describe en la presente, resultó en partículas intermetálicas que contienen hierro (que contienen Fe) más pequeñas comparada con la Aleación 1 procesada de acuerdo con el proceso de la Figura 1A (véase la Figura 13A). La Figura 13D es una micrografía de SEM que muestra que la Aleación 2 procesada de acuerdo con el proceso de la Figura 1B también resultó en partículas intermetálicas que contienen hierro (que contienen Fe) más pequeñas comparada con la Aleación 2 procesada de acuerdo con el proceso de la Figura 1B (véase la Figura 13B). La Figura 13E es una micrografía de SEM que muestra que la Aleación 3 procesada de acuerdo con el proceso de la Figura 1C presentó partículas intermetálicas que contienen Fe todavía más grandes.

Las Figuras 14 y 15 son gráficas que muestran la distribución de tamaño y relación de aspecto de las partículas intermetálica que contiene Fe, respectivamente. Como se muestra en la Figura 14, la Aleación 1 y la Aleación 2 presentaron un tamaño promedio y distribución de tamaño de partículas intermetálicas que contienen Fe similares. En la Figura 15, la Aleación 1 y la Aleación 2 presentaron una relación de aspecto de partícula intermetálica que contiene Fe similar. Mediante la adición de Cr, las partículas intermetálicas que contienen Fe presentaron una relación de aspecto menor y un diámetro circular equivalente promedio reducido formando partículas intermetálicas a-AlFe(Mn,Cr)Si durante el procesamiento. La Aleación 3 presentó tamaños de partícula y relaciones de aspecto más pequeños que la Aleación 1 y la Aleación 2, atribuidos al menor contenido de Si (por ejemplo, 0.79% en peso de Si).

Las Figuras 16 y 17 son gráficas que muestran la distribución de la concentración de partículas intermetálicas que contiene Fe de partículas intermetálicas p-AlFeSi (etiquetadas como “p”) y partículas intermetálicas a -AlFe(Mn,Cr)Si (etiquetadas como “a”). En las Figuras 16 y 17, la primera barra del histograma de cada conjunto representa la Aleación 1 procesada sin recocido por lotes (“Aleación 1 Sin BA”), la segunda barra del histograma de cada conjunto representa la Aleación 2 procesada sin recocido por lotes (“Aleación 2 Sin BA”), la tercera barra del histograma de cada conjunto representa la Aleación 1 procesada con un recocido por lotes (“Aleación 1 BA”), la cuarta barra del histograma de cada conjunto representa la Aleación 2 procesada con un recocido por lotes (“Aleación 2 BA”) y la quinta barra del histograma de cada conjunto representa la Aleación 3 procesada de acuerdo con el método de enfriamiento de bobina (“Aleación 3 CC”). Como se muestra en la Figura 16, la Aleación 1 presentó una fracción en volumen mayor de partículas intermetálicas a-AlFe(Mn,Cr)Si en comparación con la Aleación 2. De manera similar, como se muestra en la Figura 17, la Aleación 1 presentó una densidad numérica mayor de partículas intermetálicas a-AlFe(Mn,Cr)Si en comparación con la Aleación 2. Mediante la adición de Cr, las partículas intermetálicas que contienen Fe presentaron una mayor formación de partículas intermetálicas a-AlFe(Mn,Cr)Si que partículas intermetálicas p-AlFeSi durante el procesamiento. Adicionalmente, la Aleación 3 presentó una fracción de área y una densidad numérica menor de partículas intermetálicas que contienen Fe que la Aleación 1.

La Figura 18A es una micrografía de OM que muestra que la Aleación 1 procesada de acuerdo con el proceso de la Figura 1A, como se describe en la presente, resulta en una estructura de grano alargada. La Figura 18B es una micrografía de OM que muestra que la Aleación 2 procesada de acuerdo con el proceso de la Figura 1A resulta en una estructura de grano alargada. La Figura 18C es una micrografía de OM que muestra que la Aleación 1 procesada de acuerdo con el proceso de la Figura 1B, como se describe en la presente, resulta en una estructura de grano ejes equivalentes. La Figura 18D es una micrografía de OM que muestra que la Aleación 2 procesada de acuerdo con el proceso de la Figura 1B también resulta en una estructura de grano ejes equivalentes. La Figura 18E es una micrografía de OM que muestra que la Aleación 3 procesada de acuerdo con el proceso de la Figura 1C presentó una estructura de grano ejes equivalentes, más fina.

La Figura 19 es una gráfica que muestra una distribución de tamaño de grano en la Aleación 1 y Aleación 2, ambas procesadas con (Figura 1B) y sin (Figura 1A) un paso de recocido intermedio por lotes, así como la Aleación 3 procesada con un paso de enfriamiento de bobina (Figura 1C). En la Figura 19, la primera barra del histograma representa la Aleación 1 procesada sin recocido por lotes (“Aleación 1 Sin BA”), la segunda barra del histograma representa la Aleación 2 procesada sin recocido por lotes (“Aleación 2 Sin BA”), la tercera barra del histograma representa la Aleación 1 procesada con un recocido por lotes (“Aleación 1 BA”), la cuarta barra del histograma representa la Aleación 2 procesada con un recocido por lotes (“Aleación 2 BA”) y la quinta barra del histograma representa la Aleación 3 procesada de acuerdo con el método de enfriamiento de bobina (“Aleación 3 CC”). Como se muestra en la Figura 19, el tamaño de grano promedio en la Aleación 1 fue de aproximadamente 28 - 32 |jm, sin importar la ruta de procesamiento. La Aleación 2 presentó un tamaño de grano mayor cuando se sometió al paso de recocido intermedio por lotes. La Aleación 3 presentó uno más pequeño en comparación con la Aleación 1 y la Aleación 2.

La Figura 20 es una gráfica que muestra la distribución de componentes de textura en la Aleación 1 y la Aleación 2 procesadas con y sin el paso de recocido intermedio por lotes. Los componentes de textura incluyeron Bronce (“Bs”), S (“S”), Cobre (“Cu”), Goss y Cubo. En la Figura 20, la primera barra del histograma de cada conjunto representa la Aleación 1 procesada sin recocido por lotes (“Aleación 1 Sin BA”), la segunda barra del histograma de cada conjunto representa la Aleación 2 procesada sin recocido por lotes (“Aleación 2 Sin BA”), la tercera barra del histograma de cada conjunto representa la Aleación 1 procesada con un recocido por lotes (“Aleación 1 BA”) y la cuarta barra del histograma de cada conjunto representa la Aleación 2 procesada con un recocido por lotes (“Aleación 2 BA”). La Aleación 1 presentó una mayor cantidad del componente de textura de cubo (por ejemplo, 16-18%) en comparación con la Aleación 2 (por ejemplo, 13-15%). Las muestras procesadas sin el paso de recocido intermedio por lotes presentaron una mayor cantidad del componente de textura de Goss en comparación con las muestras procesadas que incluyen el paso de recocido intermedio por lotes.

Se han descrito varias modalidades de la invención para satisfacerlos diferentes objetivos de la invención. Deberá reconocerse que esas modalidades son simplemente ilustrativas de los principios de la presente invención. Numerosas modificaciones y adaptaciones de la misma serán fácilmente evidentes a aquellos expertos en el estado de la técnica sin apartarse del alcance de la presente invención como se define en las siguientes reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una aleación de aluminio, que comprende de 0.7 a 1.4% en peso de Si, 0.2 hasta 0.3% en peso de Fe, hasta 0.2% en peso, Cu, hasta 0.4% en peso, Mg, 0.02 hasta 0.08% en peso, Mn, 0.02 hasta 0.05% en peso de Cr, 0.01 hasta 0.12% en peso, Sr, hasta 0.1% en peso de Ti, hasta 0,1% en peso de Zn, hasta 0,15% en peso de impurezas y el restante de Al.

2. La aleación de aluminio de la reivindicación 1, que comprende de 1.0 a 1.4% en peso de Si, 0.22 hasta 0.28% en peso de Fe, hasta 0.15% en peso, Cu, hasta 0.35% en peso, Mg, 0.02 hasta 0.06% en peso, Mn, 0.02 hasta 0.04% en peso de Cr, 0.02 hasta 0.10% en peso, Sr, hasta 0.1 % en peso de Ti, hasta 0,1% en peso de Zn, hasta hasta 0.15% en peso de impurezas y el restante de Al.

3. La aleación de aluminio de cualquiera de las reivindicaciones 1-2, donde un contenido combinado de Fe y Cr es de 0.22% en peso hasta 0.5% en peso.

4. Un producto de aleación de aluminio, que comprende la aleación de aluminio de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3.

5. El producto de aleación de aluminio de la reivindicación 4, donde el producto de aleación de aluminio comprende un tamaño de grano de hasta 35 pm y en particular donde el tamaño de grano es de aproximadamente 25 pm hasta aproximadamente 35 pm.

6. El producto de aleación de aluminio de cualquiera de las reivindicaciones 4-5, que comprende partículas intermetálicas que contienen hierro.

7. El producto de aleación de aluminio de la reivindicación 6, donde al menos 36% de las partículas intermetálicas que contienen hierro son esféricas.

8. El producto de aleación de aluminio de la reivindicación 6 o 7, donde al menos 36% de las partículas intermetálicas que contienen hierro presentes en el producto de aleación de aluminio tienen un diámetro circular equivalente de 3 pm o menos, y/o

donde al menos 50% de las partículas intermetálicas que contienen hierro presentes en el producto de aleación de aluminio tienen un diámetro circular equivalente de 3 pm o menos, y/o

donde al menos 75% de las partículas intermetálicas que contienen hierro presentes en el producto de aleación de aluminio tienen un diámetro circular equivalente de 3 pm o menos.

9. El producto de aleación de aluminio de cualquiera de las reivindicaciones 6-8, donde al menos aproximadamente 36% de las partículas intermetálicas que contienen hierro comprenden partículas intermetálicas a-AlFe(Mn,Cr)Si, y/o

donde al menos aproximadamente 50% de las partículas intermetálicas que contienen hierro comprenden partículas intermetálicas a-AlFe(Mn,Cr)Si, y/o

donde al menos aproximadamente 80% de las partículas intermetálicas que contienen hierro comprenden partículas intermetálicas a-AlFe(Mn,Cr)Si.

10. El producto de aleación de aluminio de cualquiera de las reivindicaciones 6-9, donde una fracción en volumen de un componente de textura cúbica en el producto de aleación de aluminio comprende al menos 12%.

11. El producto de aleación de aluminio de cualquiera de las reivindicaciones 6-10, donde el producto de aleación de aluminio comprende un alargamiento total de al menos 32%.

12. El producto de aleación de aluminio de cualquiera de las reivindicaciones 6-11, donde el producto de aleación de aluminio comprende una parte de carrocería de automóvil.

13. Un método para producir un producto de aleación de aluminio, que comprende:

fundir la aleación de aluminio de cualquiera de las reivindicaciones 1-3 para producir un artículo de aleación de aluminio fundido;

homogeneizar el artículo de aleación de aluminio fundido para producir el artículo de aleación de aluminio fundido homogeneizado;

laminar en caliente y laminar en frío el artículo de aleación de aluminio fundido homogeneizado para producir un producto de aleación de aluminio de calibre final, donde una etapa de ; y

tratar térmicamente en solución del producto de aleación de aluminio de calibre final.

14. El método de la reivindicación 13, donde la homogenización se efectúa a una temperatura de homogenización de aproximadamente 530°C hasta aproximadamente 570°C.