JP2023524614A - リサイクルされたアルミニウム合金スクラップから製造されたアルミニウム合金 - Google Patents

リサイクルされたアルミニウム合金スクラップから製造されたアルミニウム合金 Download PDF

Info

Publication number
JP2023524614A
JP2023524614A JP2022549322A JP2022549322A JP2023524614A JP 2023524614 A JP2023524614 A JP 2023524614A JP 2022549322 A JP2022549322 A JP 2022549322A JP 2022549322 A JP2022549322 A JP 2022549322A JP 2023524614 A JP2023524614 A JP 2023524614A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
scrap
aluminum alloy
aluminum
recycled
max
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022549322A
Other languages
English (en)
Inventor
エム アランブル,ケイトリン
フェルバーバウム,ミラン
フロレイ,ギヨーム
ロイ,デブドゥッタ
ジー カマット,ラジーブ
ロイド レッドモンド,ピーター
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Novelis Inc Canada
Original Assignee
Novelis Inc Canada
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Novelis Inc Canada filed Critical Novelis Inc Canada
Publication of JP2023524614A publication Critical patent/JP2023524614A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • C22C21/02Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C47/00Winding-up, coiling or winding-off metal wire, metal band or other flexible metal material characterised by features relevant to metal processing only
    • B21C47/02Winding-up or coiling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0226Hot rolling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0236Cold rolling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B21/00Obtaining aluminium
    • C22B21/0084Obtaining aluminium melting and handling molten aluminium
    • C22B21/0092Remelting scrap, skimmings or any secondary source aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • C22C21/02Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
    • C22C21/04Modified aluminium-silicon alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • C22C21/06Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
    • C22C21/08Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent with silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/043Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with silicon as the next major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/047Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with magnesium as the next major constituent
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本明細書では、新規アルミニウム合金製品及びこれらの合金を作製する方法が提供される。本明細書に記載されているアルミニウム合金は、高含有量のリサイクルスクラップを使用して製造される。リサイクルスクラップは、使用済飲料缶スクラップ及び混合合金スクラップ(例えば、5xxx、6xxx、及び/または7xxxシリーズのアルミニウム合金の1つ以上を含有する自動車スクラップ)を含み得る。驚くべきことに、本明細書に記載の高含有量のリサイクルスクラップを含むアルミニウム合金から製造されたアルミニウム合金製品は、高い引張強度、亀裂及び/または破壊のない良好な成形性、及び/または破壊前の高い伸びなど、高性能アルミニウム合金製品によって示されるものに匹敵する機械的特性を示す。【選択図】図1

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2020年4月15日出願の米国仮特許出願第63/010,182号の利益を主張するものであり、この仮特許出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本明細書では、新規アルミニウム合金、これらの新規合金から作製された製品、ならびにこれらの合金及び製品を作製する方法が提供される。新規アルミニウム合金及び製品は、自動車及び電子機器用途を含む多様な用途に好適である。アルミニウム合金は、リサイクルされたアルミニウム合金スクラップの様々な供給源から製造され、高い強度及び成形性を示す。
アルミニウム合金の製造にリサイクルアルミニウム合金スクラップを使用することに長い間関心が寄せられてきた。リサイクルスクラップの組み込みは、一次アルミニウムの製造に関連する費用及び時間の削減、及びリサイクルの望ましさにつながる。しかしながら、リサイクルスクラップは、高レベルの所定の不要な元素を含有し得るので、リサイクルスクラップは、高性能アルミニウム合金の調製において使用するのに非好適であり得る。多くの高性能アルミニウム合金製品の組成及び処理に対する厳格な制限により、使用できるリサイクルアルミニウム合金スクラップの量及び種類が大幅に制限される。例えば、リサイクルスクラップは、アルミニウム合金の機械的特性、例えば、成形性及び強度に影響を及ぼす量で特定の元素を含み得る。これらの理由から、特定のアルミニウム合金を製造するために、特に厳密に制御されたアルミニウム合金組成を必要とする自動車部品のために、大量のリサイクルスクラップを使用することは実用的ではない。
さらに、アルミニウム合金の製造に使用されるリサイクルアルミニウム合金スクラップの種類に基づくトレードオフがある。従来、金属鋳造施設(例えば、内部スクラップまたは回り込みスクラップ)または金属加工施設(例えば、分離された自動車スクラップ)からのリサイクルスクラップは、リサイクルスクラップ含有量の大部分を占める可能性がある。例えば、金属鋳造施設または金属加工施設からのリサイクルスクラップは、リサイクルスクラップ含有量の最大95%を占める場合がある。金属鋳造施設または金属加工施設から回収されたリサイクルスクラップ(例えば、分離された自動車スクラップ)は、一貫した組成及び機械的特性を備えた高性能アルミニウム合金である。その一貫性及び特性により、これらのスクラップソースからのリサイクルスクラップは、他のタイプのスクラップ(例えば、使用済みスクラップ及び混合合金スクラップ)よりも高価である。ほとんどのリサイクルに適したアルミニウム合金では、使用済みスクラップには大量の不純物が含まれている可能性があるため、リサイクルスクラップの大部分は金属鋳造施設または金属加工施設からのものである。
金属加工施設からのリサイクルスクラップの使用も制限される。これは、リサイクルスクラップは通常、混合アルミニウム合金スクラップ(例えば、異なるアルミニウム合金の混合物)として提供されるためである。特に、金属加工施設からのリサイクルスクラップは、リサイクルスクラップの様々な合金システム(5xxx、6xxx、または7xxxシリーズのアルミニウム合金など)が適切に分離されている場合にのみ、アルミニウム合金の製造に使用される。例えば、金属加工施設からのリサイクルスクラップには、5xxxシリーズのアルミニウム合金、6xxxシリーズのアルミニウム合金、及び7xxxシリーズのアルミニウム合金の混合物が含まれ得る。これらは新しいアルミニウム合金の製造前に分離する必要がある。混合合金は、混合合金を効果的に分離せずに新しいアルミニウム合金を製造する価値はほとんどないと考えられている。したがって、混合アルミニウム合金スクラップは、アルミニウム合金を製造するためのリサイクルスクラップとして使用されることはめったにない。
リサイクルされたアルミニウム合金スクラップを使用して製造されたアルミニウム合金、特に特定の仕様制限内の材料特性を持たなければならないものは、時間、スペース、及びエネルギーの点で高価であるか、大量の新しい材料(例えば、一次アルミニウム)の使用を必要とする。高純度アルミニウムスクラップ(例えば、金属鋳造施設または金属加工施設から分離されたスクラップ)。
包含される本発明の実施形態は、本概要ではなく、特許請求の範囲によって定義される。この発明の概要は、本発明の様々な態様の高次の概要であり、以下の発明を実施するための形態のセクションでさらに説明されるいくつかの概念を紹介している。この発明の概要は、特許請求された主題の重要な、または本質的な特徴を特定することを意図しておらず、また、特許請求された主題の範囲を決定するために単独で使用されることも意図されていない。本発明の主題は、明細書全体、任意のまたは全ての図面、及び各特許請求の範囲の適切な部分を参照することによって理解されるべきである。
本明細書では、新規アルミニウム合金及びアルミニウム合金製品ならびにこれらのアルミニウム合金及び製品を作製する方法が提供される。いくつかの実施形態では、アルミニウム合金は、0.50重量%~3.00重量%Mg、0.10重量%~3.50重量%Si、0.01重量%~0.60重量%Fe、最大1.20重量%Cu、0.10重量%~0.90重量%Mn、最大0.20重量%Cr、最大0.20重量%Ti、最大0.10重量%V、最大1.00重量%Zn、最大0.15重量%不純物、及びAlを含む。いくつかの態様では、アルミニウム合金は、1.00重量%~2.50重量%Mg、0.20重量%~3.00重量%Si、0.15重量%~0.50重量%Fe、0.001重量%~0.90重量%重量%Cu、0.20重量%~0.80重量%Mn、最大0.15重量%Cr、最大0.10重量%Ti、最大0.08重量%V、0.001重量%~0.50重量%Zn、最大0.15重量%不純物、及びAlを含む。いくつかの態様では、アルミニウム合金は、1.40重量%~2.40重量%Mg、0.30重量%~2.50重量%Si、0.20重量%~0.40重量%Fe、0.05重量%~0.75重量%Cu、0.40重量%~0.70重量%Mn、最大0.10重量%Cr、最大0.05重量%Ti、最大0.05重量%V、0.005重量%~0.40重量%Zn、最大0.15重量%不純物、及びAlを含む。いくつかの態様では、アルミニウム合金は、1.00重量%~3.00重量%Mg、0.10重量%~0.90重量%Si、0.01重量%~0.60重量%Fe、最大0.50重量%Cu、0.10重量%~0.90重量%Mn、最大0.20重量%Cr、最大0.20重量%Ti、最大0.10重量%V、最大1.00重量%Zn、最大0.15重量%不純物、及びAlを含み;ここで、アルミニウム合金は、最大100%のリサイクルスクラップを含む。また、リサイクルスクラップは、リサイクルスクラップの総重量に基づいて、使用済み飲料缶スクラップの少なくとも25%を含む。いくつかの態様では、アルミニウム合金は、1.25重量%~2.50重量%Mg、0.20重量%~0.80重量%Si、0.15重量%~0.50重量%Fe、0.01重量%~0.30重量%Cu、0.20重量%~0.80重量%Mn、最大0.15重量%Cr、最大0.10重量%Ti、最大0.05重量%V、最大0.50重量%Zn、最大0.15重量%不純物、及びAlを含む。いくつかの態様では、アルミニウム合金は、1.60重量%~2.40重量%Mg、0.30重量%~0.60重量%Si、0.20重量%~0.40重量%Fe、0.05重量%~0.20重量%Cu、0.40重量%~0.70重量%Mn、最大0.10重量%Cr、最大0.05重量%Ti、最大0.03重量%V、最大0.20重量%Zn、最大0.15重量%不純物、及びAlを含む。いくつかの態様では、Si:Mgの重量%の比は、0.05:1~0.60:1である。いくつかの態様では、アルミニウム合金は、-1.70~0.10までの過剰なSi含有量を有する。いくつかの態様では、アルミニウム合金は、0.20重量%未満のCu含有量、0.20:1~0.45:1のSi:Mg比、及び-1.30~0の過剰なSi含有量を含む。一部の態様では、リサイクルスクラップは、リサイクルスクラップの総重量に基づいて、使用済み飲料缶スクラップの少なくとも50%を含む。いくつかの態様では、リサイクルスクラップは、混合合金スクラップの少なくとも25%を含む。いくつかの態様では、混合合金スクラップは、5xxxシリーズアルミニウム合金、6xxxシリーズアルミニウム合金、及び7xxxシリーズアルミニウム合金のうちの1つまたは複数を含む。いくつかの態様では、混合合金スクラップは、1:3から3:1までの6xxxシリーズアルミニウム合金に対する5xxxシリーズアルミニウム合金の比率を含む。いくつかの態様では、混合合金スクラップは、リサイクルスクラップの総重量に基づく、5xxxシリーズのアルミニウム合金の少なくとも18.75wtを含む。いくつかの態様では、混合合金スクラップは、リサイクルスクラップの総重量に基づいて、6xxxシリーズアルミニウム合金の少なくとも18.75重量%を含む。いくつかの態様では、アルミニウム合金は、T4質別の場合、約185℃の温度で約20分間塗料焼き付けし、2%の予ひずみの後に、ISO 6892-1(2016)に従ってテストした場合、160MPaから250MPaの降伏強度(Rp0.2)を有する。いくつかの態様では、アルミニウム合金は、少なくとも15%の破断伸びを有する。いくつかの態様では、アルミニウム合金は、全ての方向(圧延方向に対して縦(L)、対角(D)、及び/または横(T))で少なくとも0.40のar(10)値を有する。いくつかの態様では、アルミニウム合金は、仕様VDA 238-100に従った曲げ性試験のために、40°から100°のβ曲げ角度を有する。いくつかの態様では、アルミニウム合金は、一次アルミニウム合金を除外する。前記クラッドアルミニウム合金製品は、シート、プレート、電子機器装置ハウジング、自動車用構造部品、航空宇宙用構造部品、航空宇宙用非構造部品、海洋用構造部品、または海洋非構造部品である、請求項12~14のいずれかに記載のクラッドアルミニウム合金製品。いくつかの態様では、アルミニウム合金は、均質化、熱間圧延、冷間圧延、溶体化処理、予備時効、及び人工時効を含むプロセスから製造される。いくつかの態様では、アルミニウム合金は、熱間圧延後に冷間コイル状にされる。いくつかの態様では、アルミニウム合金は、少なくとも75%のリサイクルスクラップを含む。いくつかの態様では、アルミニウム合金は、1つまたは複数の使用済みアルミニウム製品からのリサイクルスクラップ、混合自動車スクラップ、UBCスクラップ、単収縮、及び熱交換器スクラップを含む。いくつかの態様では、リサイクルスクラップは、寿命末期のアルミニウム物品を含み、寿命末期のアルミニウム物品は、アルミニウム集約型車両から得られる。いくつかの態様では、リサイクルスクラップは、寿命末期のアルミニウム製品に由来するスクラップの100%を含む。いくつかの態様では、リサイクルスクラップは、熱交換器スクラップを含み、熱交換器スクラップは、ろう付け合金スクラップを含む。いくつかの態様では、リサイクルスクラップは、混合自動車スクラップを含み、混合自動車スクラップは、鍛造合金及び鋳造合金からのリサイクルスクラップを含む。いくつかの態様では、アルミニウム合金は、最大25%の一次アルミニウム合金を含む。
他の目的及び利点は、以下の非限定的実施例の詳細な説明から明らかとなるであろう。
本明細書に記載のアルミニウム合金試料のソルバス及び固相線温度(℃)のグラフである。 本明細書に記載されるアルミニウム合金試料中のリサイクルスクラップの重量%の関数としての固相線温度(℃)のグラフである。 バッチ焼鈍後(例えば、330℃で2時間のバッチ焼鈍後)のアルミニウム試料の最大引張強度(Rm)及び降伏強度(Rp0.2)(両方ともMPaで測定)のグラフである。 550℃で0秒の連続焼鈍及び溶体化熱処理後のアルミニウム試料の最大引張強度(Rm)及び降伏強度(Rp0.2)(両方ともMPaで測定)のグラフである。 550℃で60秒の連続焼鈍及び溶体化熱処理後のアルミニウム試料の最大引張強度(Rm)及び降伏強度(Rp0.2)(両方ともMPaで測定)のグラフである。 バッチ焼鈍後(例えば、330℃で2時間のバッチ焼鈍後)のアルミニウム試料の全伸び(A80)及び均一伸び(Ag)(両方とも%で測定)のグラフである。 550℃で0秒間の連続焼鈍及び溶体化熱処理後のアルミニウム試料の全伸び(A80)及び均一伸び(Ag)(両方とも%で測定)のグラフである。 550℃で60秒間の連続焼鈍及び溶体化熱処理後のアルミニウム試料の全伸び(A80)及び均一伸び(Ag)(両方とも%で測定)のグラフである。 バッチ焼鈍後(例えば、330℃で2時間のバッチ焼鈍後)のアルミニウム合金試料のr(8~12)値及びn(10~15)値を示すグラフである。 550℃で0秒の連続焼鈍及び溶体化熱処理後のアルミニウム合金試料のr(8~12)値及びn(10~15)値を示すグラフである。 550℃で60秒間の連続焼鈍及び溶体化処理後のアルミニウム合金試料のr(8~12)値及びn(10~15)値を示すグラフである。 バッチ焼鈍後(例えば、330℃で2時間のバッチ焼鈍後)のアルミニウム合金の仕様VDA 238-100に従ってβ曲げ角度(度(°)で測定)を示すグラフである。 550℃で0秒間の連続焼鈍及び溶体化熱処理後のアルミニウム合金の仕様VDA 238-100に従ってβ曲げ角度(度(°)で測定)を示すグラフである。 550℃で60秒間の連続焼鈍及び溶体化熱処理後のアルミニウム合金の仕様VDA 238-100に従ってβ曲げ角度(度(°)で測定)を示すグラフである。 バッチ焼鈍後(例えば、330℃で2時間のバッチ焼鈍後)のT8x質別(y軸)におけるアルミニウム合金試料の降伏強度(Rp0.2)(例えば、約185℃の温度で2%予ひずみ後に約20分間熱処理した後のRp0.2)、及びT4質別(x軸)(両方ともMPaで測定)の降伏強度(Rp0.2)のグラフである。 550℃で0秒の連続焼鈍及び溶体化熱処理後のT8x質別(y軸)におけるアルミニウム合金試料の降伏強度(Rp0.2)(例えば、約185℃の温度で2%予ひずみ後に約20分間熱処理した後のRp0.2)、及びT4質別(x軸)(両方ともMPaで測定)の降伏強度(Rp0.2)のグラフである。 550℃で60秒間の連続焼鈍及び溶体化処理後のT8x質別(y軸)におけるアルミニウム合金試料の降伏強度(Rp0.2)(例えば、約185℃の温度で2%予ひずみ後に約20分間熱処理した後のRp0.2)、及びT4質別(x軸)(両方ともMPaで測定)の降伏強度(Rp0.2)のグラフである。 バッチ焼鈍後(例えば、330℃で2時間のバッチ焼鈍後)のT8x質別におけるアルミニウム合金試料の仕様VDA 238-100((度(°)で測定))に従ってβ曲げ角度、及び降伏強度(Rp0.2)(例えば、約185℃の温度で2%予ひずみ後に約20分間熱処理した後のRp0.2)を示すグラフである。 550℃で0秒の連続焼鈍及び溶体化熱処理後のT8x質別におけるアルミニウム合金試料の仕様VDA 238-100((度(°)で測定))に従ってβ曲げ角度、及び降伏強度(Rp0.2)(例えば、約185℃の温度で2%予ひずみ後に約20分間熱処理した後のRp0.2)を示すグラフである。 550℃で60秒の連続焼鈍及び溶体化熱処理後のT8x質別におけるアルミニウム合金試料の仕様VDA 238-100((度(°)で測定))に従ってβ曲げ角度、及び降伏強度(Rp0.2)(例えば、約185℃の温度で2%予ひずみ後に約20分間熱処理した後のRp0.2)を示すグラフである。 バッチ焼鈍後(例えば、330℃で2時間のバッチ焼鈍後)のアルミニウム合金試料を製造するのに使用した重量%UBCを関数とした均一伸び(Ag)(%で測定)のグラフである。 550℃で0秒の連続焼鈍及び溶体化熱処理後のアルミニウム合金試料を製造するのに使用した重量%UBCを関数とした均一伸び(Ag)(%で測定)のグラフである。 550℃で60秒の連続焼鈍及び溶体化熱処理後のアルミニウム合金試料を製造するのに使用した重量%UBCを関数とした均一伸び(Ag)(%で測定)のグラフである。 バッチ焼鈍後(例えば、330℃で2時間のバッチ焼鈍後)のアルミニウム合金試料を製造するのに使用した重量%UBCを関数としたr(8~12)値を示すのグラフである。 550℃で0秒の連続焼鈍及び溶体化熱処理後のアルミニウム合金試料を製造するのに使用した重量%UBCを関数としたr(8~12)値を示すのグラフである。 550℃で60秒の連続焼鈍及び溶体化熱処理後のアルミニウム合金試料を製造するのに使用した重量%UBCを関数としたr(8~12)値を示すのグラフである。 アルミニウム合金組成物中のSi+Mn-(Fe/2)含有量の関数としたアルミニウム合金試料の均一伸び(Ag)(%で測定)のグラフである。 アルミニウム合金組成物中のSi+Mn-(Fe/2)含有量の関数としたT8x質別(y軸)におけるアルミニウム合金試料の降伏強度(Rp0.2)のグラフである(例えば、約185℃の温度で2%予ひずみ後に約20分間熱処理した後のRp0.2)。 T8x質別(y軸)におけるアルミニウム合金試料の降伏強度(Rp0.2)(例えば、約185℃の温度で2%予ひずみ後に約20分間熱処理した後のRp0.2)、及び550℃で60秒間の連続焼鈍及び溶体化熱処理後のアルミニウム試料のT4質別(x軸)(両方ともMPaで測定)の降伏強度(Rp0.2)のグラフである。 550℃で60秒間の連続焼鈍及び溶体化熱処理後のアルミニウム試料の全伸び(A80)及び均一伸び(Ag)(両方とも%で測定)のグラフである。 550℃で60秒間の連続焼鈍及び溶体化熱処理後のアルミニウム合金試料のn(4~6)値及びn(10~20)値を示すグラフである。
本明細書に記載されているのは、リサイクルされたアルミニウム合金スクラップ(本明細書では「リサイクルスクラップ」とも呼ばれる)から調製されたアルミニウム合金である。リサイクルスクラップは、自動車用途(フードインナーなど)及び家庭用品(鍋及びフライパンなどの調理器具など)などの様々な用途での使用に適した機械的特性(強度及び成形性など)を備えたアルミニウム合金の製造に使用できる。アルミニウム合金は、様々なソースから収集されたリサイクルスクラップから製造でき、望ましい機械的特性などの望ましい特性を維持する。驚くべきことに、本明細書に記載の高含有量のリサイクルスクラップを含むアルミニウム合金から製造されたアルミニウム合金製品は、高い引張強度、亀裂及び/または破壊のない良好な成形性、及び/または破壊前の高い伸びなど、高性能アルミニウム合金製品によって示されるものに匹敵する機械的特性を示す。
本明細書に記載されているアルミニウム合金は、高含有量のリサイクルスクラップを使用して製造される。いくつかの実施形態では、リサイクルスクラップは、使用済み飲料缶(UBC)スクラップ及び/または混合合金スクラップ(例えば、5xxx、6xxx、及び/または7xxxシリーズアルミニウム合金の1つまたは複数を含む自動車スクラップ)の少なくとも25%を含み得る。従来、特に自動車用途向けの既存のアルミニウム合金は、標準的な自動車用スクラップ、回り込みスクラップ、一次アルミニウム、及び追加の合金元素(Si、Cu、Mn、Mgなど)を使用してのみ製造されていた。これは、UBCスクラップと混合合金スクラップを使用すると、特定の機械的特性を実現する制御された組成を持つ自動車部品の標準的なアルミニウム合金に再溶解することが難しいためである。本明細書に記載されるように、混合合金スクラップと組み合わせて大量のUBCスクラップを使用すると、非常に低コストのリサイクルスクラップを使用しながら、望ましい機械的特性(例えば、引張強度、成形性、破壊前の伸びなど)を実現できる。環境に優しいプロセス。本明細書に記載される新しいアルミニウム合金は、非常に低コストのリサイクルスクラップ材料から製造され、自動車部品用の他のアルミニウム合金と同等の特性を実現する。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のアルミニウム合金は、100%リサイクルスクラップから製造される。つまり、アルミニウム合金には一次アルミニウムが含まれていないため、大幅なコスト削減につながり、一次アルミニウムの製造にはかなりのエネルギー消費があるため、環境への影響ははるかに少なくなる。アルミニウム合金は、UBCスクラップと混合合金スクラップの組み合わせから製造することができる。意外なことに、これらのリサイクルスクラップ材料から製造されたアルミニウム合金は、自動車用途で使用するための高い強度と成形性の両方を示す。本明細書に記載のアルミニウム合金はまた、良好な引張特性、曲げ性、及び深絞り性を示す。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のアルミニウム合金は、1つまたは複数の耐用年数(EOL)アルミニウム物品(例えば、アルミニウム集約型車両)、非分離自動車スクラップ(例えば、1つまたは複数を含む)を含む混合合金スクラップから製造される。鍛造及び鋳造合金からの5xxx、6xxx、及び/または7xxxシリーズのアルミニウム合金)、単収縮、及びリサイクルされたアルミニウム合金部品(例えば、熱交換器、ろう付け合金スクラップなど)。混合合金スクラップは非常に低コストであり、混合合金スクラップを使用してアルミニウム合金を製造することで、大幅なコスト削減を実現し、全体的な炭素排出量を削減できる。本明細書に記載されるように、これらのリサイクルされたアルミニウム合金材料を使用することは、非常に低コストのリサイクルスクラップを使用しながら、望ましい機械的特性を達成することができる。
高い成形性は、例えば、破断伸び率または均一伸び率を測定することによって測定され得る。ISO/EN A80は、破断伸び率を試験するために使用され得る1つの適切な規格である(EN 10002 parts 1-5,(2001))。ISO/EN Agは、均一伸び率を試験するために使用され得る1つの適切な規格である。例えば、記載されたアルミニウム合金は、少なくとも15%(例えば、15%~30%)の破断伸び(A80)を有し得る。いくつかの例では、記載されたアルミニウム合金は、少なくとも15%(例えば、15%~22%)の均一な伸び(Ag)を有し得る。破断伸びと均一伸びは、縦(L)、対角(D)、横(T)方向の伸びの数学的平均と見なされる。
成形性を測定するための別の手段は、引張試験中の塑性歪み比であるr値(ランクフォード係数としても知られている)である。r値は、シート金属の深絞り性(すなわち、引張または圧縮に供された場合の薄化または厚化に対する物質の耐性)の測定値である。r値は、例えば、ISO 10113(2006)に従ってまたはASTM E517(2019)に従って測定され得る。10%~15%の歪み範囲にわたって測定されるr値は、r(10-15)として示される。例えば、記載されたアルミニウム合金は、少なくとも0.50(例えば、0.50から0.80)のr(8-12)値を有し得る。
n値、または歪み硬化指数は、物質が塑性変形した場合にどのくらい硬化するかまたはより強くなるかの指標を与える。n値は、例えば、ISO 10275(2007)を使用してまたはASTM E646(2016)に従って測定され得る。10%~15%の歪み範囲にわたって測定されるn値は、n(10-15)として示される。例えば、記載されたアルミニウム合金は、少なくとも約0.18(例えば、約0.18~約0.28)のn(10-15)値を有し得る。
これらの性能特性に加えて、本明細書に記載のアルミニウム合金を製造するために使用されるリサイクルスクラップは、驚くべきことに、一次アルミニウム材料をほとんどまたはまったく必要としない。例えば、アルミニウム集約型車両(「AIV」)からのスクラップ及び細断されたアルミニウムボディ構造から生じる混合合金スクラップは、一次5xxxシリーズアルミニウム合金及び/または一次6xxxシリーズアルミニウム合金で大幅に希釈することなく新しいアルミニウム合金を製造するのに適している。さらに、分離されていない自動車用スクラップ(例えば、鍛造及び鋳造合金)、熱交換器スクラップ、及びろう付け合金スクラップを利用して、本明細書に記載のアルミニウム合金を製造することができる。いくつかの実施形態では、EOLアルミニウム物品は、AIVに由来するリサイクルスクラップ材料であることができる。EOLアルミニウム製品からのリサイクルスクラップは、単収縮、混合自動車スクラップ、ろう付け合金スクラップ、UBCスクラップなどの様々なスクラップストリームと組み合わせて使用し、優れた機械的特性を備えたアルミニウム合金を製造できる。
驚くべきことに、本明細書に記載のアルミニウム合金は、低コストのリサイクルスクラップから製造され、それでも高い強度(例えば、塗料の焼き付け後)及び高い成形性を示す。
定義及び説明:
本明細書で使用される場合、用語「発明」、「その発明」、「この発明」、及び「本発明」は、本特許出願の主題及び以下の特許請求の範囲の全てを広く指すことが意図される。これらの用語を含む記述は、本明細書で説明されている主題を制限するもの、または以下の特許請求の範囲の意味もしくは範囲を制限するものではないと理解されるべきである。
本明細書において、「シリーズ」または「5xxx」などの、AA番号及び他の関連する記号によって特定される合金に対する言及がなされる。アルミニウム及びその合金の命名及び識別に最も一般に使用される番号名称体系の理解については、「International Alloy Designations and Chemical Composition Limits for Wrought Aluminum and Wrought アルミニウム合金s」または「Registration Record of Aluminum Association Alloy Designations and Chemical Compositions Limits for アルミニウム合金s in the Form of Castings and Ingot」(両方ともThe Aluminum Associationにより発行された)を参照されたい。
本明細書で使用される場合、プレートは通常、約15mmを超える厚さを有する。例えば、プレートは、15mmを超え、20mmを超え、25mmを超え、30mmを超え、35mmを超え、40mmを超え、45mmを超え、50mmを超え、または100mmを超える厚さを有するアルミニウム製品を指し得る。
本明細書で使用される場合、シェート(シートプレートとも称される)は通常、約4mm~約15mmの厚さを有する。例えば、シェートは、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、または15mmの厚さを有し得る。
本明細書で使用される場合、シートは通常、約4mm未満の厚さを有するアルミニウム製品を指す。例えば、シートは、4mm未満、3mm未満、2mm未満、1mm未満、0.5mm未満、0.3mm未満、または、0.1mm未満の厚さを有し得る。
本出願では、合金の質別または調質に対する言及がなされる。最も一般的に使用される合金調質の説明の理解については、「American National Standards (ANSI) H35 on Alloy and Temper Designation Systems」を参照されたい。F調質または質別は、製作されたままのアルミニウム合金を指す。W調質または質別は、アルミニウム合金のソルバス温度を超える温度で溶体化熱処理され、次いで焼入れされたアルミニウム合金を指す。O調質または質別は、焼なまし後のアルミニウム合金を指す。本明細書でH質別とも称されるHxx調質または質別は、熱処理(例えば、焼鈍)の有無にかかわらず、冷間圧延後の熱処理可能ではないアルミニウム合金を指す。好適なH質別には、HX1、HX2、HX3、HX4、HX5、HX6、HX7、HX8、またはHX9質別が含まれる。T1調質または質別は、熱間加工から冷却され、(例えば、室温で)自然時効されたアルミニウム合金を指す。T2調質または質別は、熱間加工から冷却され、冷間加工され、自然時効されたアルミニウム合金を指す。T3調質または質別は、溶体化処理され、冷間加工され、自然時効されたアルミニウム合金を指す。T4調質または質別は、溶体化処理され、自然時効されたアルミニウム合金を指す。T5調質または質別は、熱間加工から冷却され、(高温で)人工時効されたアルミニウム合金を指す。T6調質または質別は、溶体化処理され人工時効されたアルミニウム合金を指す。T7調質または質別は、溶体化処理され人工過剰時効されたアルミニウム合金を指す。T8x調質または質別は、溶体化処理され、冷間加工され、人工時効されたアルミニウム合金を指す。T9調質または質別は、溶体化処理され、人工時効され、冷間加工されたアルミニウム合金を指す。
本明細書で使用される場合、「鋳造金属製品」、「鋳造製品」、「鋳造アルミニウム合金製品」などの用語は、互換可能であり、直接チル鋳造(直接チル共鋳造を含む)または半連続鋳造、連続鋳造(例えば、双ベルト鋳造機、双ロール鋳造機、ブロック鋳造機、または他の任意の鋳造機の使用によるものを含む)、電磁鋳造、ホットトップ鋳造、または他の任意の鋳造法によって製造された製品を指す。
本明細書で使用される場合、「室温」の意味には、約15℃~約30℃、例えば、約15℃、約16℃、約17℃、約18℃、約19℃、約20℃、約21℃、約22℃、約23℃、約24℃、約25℃、約26℃、約27℃、約28℃、約29℃、または約30℃の温度が含まれ得る。本明細書で使用される場合、「周囲条件」の意味には、ほぼ室温の温度、約20%~約100%の相対湿度、及び約975ミリバール(mbar)~約1050mbarの気圧が含まれ得る。例えば、相対湿度は、約20%、約21%、約22%、約23%、約24%、約25%、約26%、約27%、約28%、約29%、約30%、約31%、約32%、約33%、約34%、約35%、約36%、約37%、約38%、約39%、約40%、約41%、約42%、約43%、約44%、約45%、約46%、約47%、約48%、約49%、約50%、約51%、約52%、約53%、約54%、約55%、約56%、約57%、約58%、約59%、約60%、約61%、約62%、約63%、約64%、約65%、約66%、約67%、約68%、約69%、約70%、約71%、約72%、約73%、約74%、約75%、約76%、約77%、約78%、約79%、約80%、約81%、約82%、約83%、約84%、約85%、約86%、約87%、約88%、約89%、約90%、約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%、約100%、またはそれらの間のいずれであり得る。例えば、気圧は、約975mbar、約980mbar、約985mbar、約990mbar、約995mbar、約1000mbar、約1005mbar、約1010mbar、約1015mbar、約1020mbar、約1025mbar、約1030mbar、約1035mbar、約1040mbar、約1045mbar、約1050mbar、またはそれらの間のいずれであり得る。
本明細書に開示される全ての範囲は、それらに包含されるありとあらゆる部分範囲を包含すると理解されるべきである。例えば、記載された範囲「1~10」は、最小値1及び最大値10(かつこれらを含む)の間の、ありとあらゆる部分範囲を含むと考えられるべきであり、すなわち、全ての部分範囲は、1以上の最小値から始まり(例えば、1~6.1)、かつ10以下の最大値で終わる(例えば、5.5~10)。用語「約」は、正確な値を含む。
本明細書で使用される場合、「a」、「an」、及び「the」の意味は、別段文脈により明確に指示されない限り、単数形及び複数形の言及を含む。
本明細書で使用される場合、リサイクルスクラップという用語は、リサイクルされた金属の集合を指すことができる。リサイクルスクラップには、金属製造施設(例えば、金属鋳造施設)、金属加工施設(例えば、金属製品を使用して消耗品を製造する生産施設)などの適切な供給源ポストコンシューマーソース(地域のリサイクル施設など)からリサイクルされた材料を含み得る。
本明細書で使用される場合、使用済飲料缶(UBC)は、当該技術分野で知られている任意の使用済飲料缶スクラップ、例えば、裁断されたアルミニウムUBCスクラップ、高密度化アルミニウムUBCスクラップ、梱包されたアルミニウムUBCスクラップ、及び/またはブリケット化アルミニウムUBCスクラップを含む、Scrap Recycling Industries,Inc.,によって発行されたScrap Specifications Circular(2018)に記載されているものを指す。
本明細書で使用される場合、「単収縮」は、断片化されたアルミニウムスクラップを指す。単収縮は、スクラップを水に浸すフロートプロセスによって生成される場合がある。アルミニウムスクラップが上に浮き、重い金属スクラップ片が沈む。例えば、一部のプロセスでは、砂を混ぜてスクラップを浸す水の密度を変えることができる。
本明細書で使用される場合、「アルミニウム集約型車両」(AIV)は、アルミニウム合金のかなりの部分を含む車両を指す。
出願全体を通して、アルミニウム合金及びアルミニウム合金製品ならびにそれらの成分は、重量パーセント(重量%)でそれらの元素組成に関して記載される。いくつかの態様では、合金の残部は、アルミニウムと、全ての不純物の合計について0.50%の最大重量%(例えば、最大で0.45重量%、最大で0.40重量%、最大で0.35重量%、最大で0.30重量%、最大で0.25重量%、最大で0.20重量%、最大で0.15重量%、及び/または最大で0.10重量%)である。
リサイクル含有合金
本明細書に記載のアルミニウム合金は、完全にリサイクルスクラップ(例えば、100%リサイクルスクラップ)から製造することができる。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のアルミニウム合金は、異なるリサイクルスクラップ材料の組み合わせから製造することができる。リサイクルされたアルミニウム合金のスクラップ(例えば、リサイクルスクラップ)は、アルミニウムのライフサイクルの全ての段階で様々なソースから入手できる。場合によっては、リサイクルスクラップは、リサイクル金属の一群を指すことができる。リサイクルスクラップには、金属製造施設(例えば、金属鋳造施設)、金属加工施設(例えば、金属製品を使用して消耗品を製造する生産施設)、またはポストコンシューマーソース(例えば、地域のリサイクル施設)などの適切な供給源からリサイクルされた材料を含み得る。例えば、内部スクラップは、金属鋳造施設でのアルミニウム合金の製造中に生成される場合があり(例えば、アルミニウムインゴット、ビレット、シート、プレートなどの製造からのスクラップ)、顧客のスクラップは、スタンピング、ミリング、及び金属加工施設での他のプロセス中に生成される場合があり(例えば、缶本体、缶エンド、自動車部品などの作成からのスクラップ)、消費後のスクラップは、消費者が使用するアルミニウム製品から生成され、地域のリサイクル施設で収集される場合がある(例えば、使用済み飲料缶、中古自動車部品など)。これらのタイプのリサイクルスクラップはそれぞれ、一次アルミニウム金属の代替品になる。
本明細書に記載のアルミニウム合金は、より大量の使用後スクラップ及び混合合金スクラップに耐えることができ、それでも望ましい機械的特性を示す。アルミニウム合金の機械的特性に対する不純物及び/または合金元素の影響は、不純物を補うためにリサイクルスクラップの特定の混合物を提供することによって低減される。これにより、より安価で不純物の多いアルミニウムスクラップ(例えば、ポストコンシューマーススクラップ及び混合合金スクラップ)を大量に使用して、依然として望ましい特性を示すことができるアルミニウム合金を製造することができる。本明細書に記載のアルミニウム合金組成物は、追加の一次アルミニウムをほとんどまたは全く含まない、より大量の使用済みスクラップ及び混合合金スクラップ、及びより高価なリサイクルスクラップ(例えば、金属鋳造施設からの分離スクラップ)の量を減らすことができる。
一次アルミニウムを追加すると、リサイクルスクラップよりも製造コストが高くなるため、リサイクルされたコンテンツの量が減り、コストが高くなる。したがって、特定の機械的特性を実現するために、リサイクルスクラップの量を制限することと一次アルミニウムを追加することの間でトレードオフが行われることがよくある。さらに、一次アルミニウム合金を製造すると、リサイクルスクラップを転用して新しいアルミニウム合金を製造する場合と比較して、かなりの炭素排出量が発生する。
さらに、アルミニウム合金を製造するのに使用したリサイクルスクラップの種類に基づいて、トレードオフが存在する。従来、金属鋳造施設(例えば、内部スクラップまたは回り込みスクラップ)または金属加工施設(例えば、分離された自動車スクラップ)からの分離リサイクルスクラップは、リサイクルスクラップ含有量の大部分を占める可能性がある。しかしながら、金属加工施設からの混合合金スクラップは、リサイクルスクラップの様々な合金システム(5xxxまたは6xxxシリーズのアルミニウム合金など)が適切に分離されている場合にのみ、アルミニウム合金の製造に使用される。混合合金は、混合合金を効果的に分離せずに新しいアルミニウム合金を製造する価値はほとんどない。したがって、リサイクルスクラップを使用してアルミニウム合金を製造する場合、材料の最大5%が使用済みスクラップまたは混合合金スクラップであり、残りは他のタイプのリサイクルアルミニウム合金材料(内部スクラップ、回り込みスクラップなど)である。または分離されたスクラップなど)。消費後のスクラップ及び混合合金には、アルミニウム合金の組成を制御することを困難にする不純物及び特定の合金元素(例えば、Cu、Fe、またはMnの高含有量)が含まれる可能性がある。
本開示のある特定の態様は、消費後スクラップ(例えば、UBCスクラップ)と混合合金スクラップの組み合わせを使用してアルミニウム合金を製造するのに非常に適している可能性がある。使用済みスクラップには、リサイクルシートアルミニウム製品(例えば、アルミニウムポット及びフライパン)、リサイクル鋳造アルミニウム製品(例えば、アルミニウムグリル及びホイールリム)、使用済み飲料缶(「UBC」)スクラップ、アルミニウムワイヤーなどのリサイクルアルミニウム、耐用年数を経たアルミニウム合金製品(例、アルミニウム集約型車両、熱交換器など)及びその他のアルミニウム材料が含まれる。
本明細書に記載のアルミニウム合金組成物は、追加の一次アルミニウムをほとんどまたは全く含まない、より大量の使用済みスクラップ及び混合合金スクラップ、及びより高価なリサイクルスクラップ(例えば、金属鋳造施設または金属加工施設からの分離スクラップ)の量を減らすことができる。例えば、アルミニウム合金は、少なくとも25%の消費後スクラップ(例えば、25%~100%、30%~100%、40%~100%、50%~100%、60%~100%、または75%~100%の使用済みスクラップ)を含むリサイクルスクラップから製造され得る。例えば、アルミニウム合金は、25%を超える消費後スクラップ、例えば、30%を超える、35%を超える、40%を超える、45%を超える、50%を超える、55%を超える、60%を超える、65%を超える、70%を超える、または75%を超える使用済みスクラップを含むことができる。全て重量%で表示される。使用済みスクラップの含有量が高いと、大幅なコスト削減につながり、100%リサイクルベースのアルミニウム合金を製造できる。
いくつかの態様では、本明細書に記載のアルミニウム合金は、25%以上のUBC、例えば、30%以上、35%以上、40%以上、45%以上、50%以上、55%以上、60%以上、65%以上、70%以上、または75%以上で大量のUBCスクラップを含む。範囲に関して、本明細書に記載のアルミニウム合金は、25%~100%のUBCスクラップ(例えば、25%~100%、30%~100%、40%~100%、50%~100%、60%~100%、または75%~100%)を含むことができる。
アルミニウムUBCスクラップはしばしば、様々なアルミニウム合金(例えば、缶本体及び缶端部のために使用される異なる合金由来のもの)の混合物であり、これにはしばしば、外来物質、例えば、雨水、飲料残留物、有機物質(例えば、塗料及びラミネートフィルム)、及び他の物質が含まれ得る。UBCスクラップは通常、様々な合金からの金属、例えば、缶本体(例えば、3104、3004、または他の3xxxアルミニウム合金)及び缶端部(例えば、5182または他の5xxxアルミニウム合金)からの金属の混合物を含有する。UBCスクラップは、新たな金属製品の鋳造において液体金属ストックとして使用するために溶融される前に、裁断され、脱コーティングされ、または脱塗装され得る。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のアルミニウム合金は、混合合金スクラップを含むことができる。いくつかの実施形態では、混合合金スクラップは、混合自動車スクラップを含む。いくつかの実施形態では、混合合金スクラップは、寿命末のアルミニウム合金製品(例えば、アルミニウム集約型車両、熱交換器など)からのリサイクルスクラップを含む。混合合金スクラップは、鍛造合金、鋳造合金、及び押出合金から得ることができる。例えば、アルミニウム合金は、リサイクル5xxxシリーズアルミニウム合金スクラップを含み得る。別の例として、アルミニウム合金は、6xxxシリーズのアルミニウム合金を含む混合合金スクラップから製造することができる。さらに別の例として、アルミニウム合金は、7xxxシリーズのアルミニウム合金を含む混合合金スクラップから製造することができる。別の例として、アルミニウム合金は、リサイクル6xxxシリーズアルミニウム合金スクラップまたは5xxxシリーズアルミニウム合金スクラップ及び6xxxシリーズアルミニウム合金スクラップの両方を含み得る。場合によっては、5xxxシリーズのアルミニウム合金が混合合金スクラップの主要な合金である。他の場合、6xxxシリーズのアルミニウム合金は、混合合金スクラップにおける支配的な合金である。他の場合、7xxxシリーズのアルミニウム合金は、混合合金スクラップにおける支配的な合金である。場合によっては、5xxx、6xxx、及び7xxxシリーズのアルミニウム合金が混合合金スクラップに同量存在する。いくつかの態様では、アルミニウム合金は、リサイクルスクラップの総重量に基づいて、0%~75%の混合合金スクラップ(例えば、5%~70%、10%~65%、15%~60%、20%~50%、または25%~40%の混合合金スクラップ)を含むリサイクルスクラップから製造することができる。例えば、アルミニウム合金は、リサイクルスクラップの総重量に基づいて、0%を超える混合合金スクラップ(例えば、1%を超える、5%を超える、10%を超える、15%を超える、20%を超える、または25%を超える)を含むリサイクルスクラップから製造できる。全て重量%で表示される。
上記のように、いくつかの態様では、リサイクルスクラップは、2つ以上の5xxxシリーズアルミニウム合金スクラップ、6xxxシリーズアルミニウム合金スクラップ、及び7xxxシリーズアルミニウム合金スクラップを含む混合合金スクラップを含む。いくつかの態様では、リサイクルスクラップは、リサイクルスクラップの総重量に基づいて、5xxxシリーズのアルミニウム合金スクラップ(混合合金スクラップ由来)を0%~75%(例えば、5%~70%、10%~65%、15%~60%、20%~50%、または25%~40%)の量で含むことができる。例えば、リサイクルスクラップは、リサイクルスクラップの総重量に基づいて、0%を超える5xxxシリーズのアルミニウム合金スクラップ(例えば、1%を超える、5%を超える、10%を超える、15%を超える、20%を超える、または25%を超える)を含むことができる。全て重量%で表示される。
いくつかの態様では、リサイクルスクラップは、リサイクルスクラップの総重量に基づいて、6xxxシリーズのアルミニウム合金スクラップ(混合合金スクラップ由来)を0%~75%(例えば、5%~70%、10%~65%、15%~60%、20%~50%、または25%~40%)の量で含むことができる。例えば、リサイクルスクラップは、リサイクルスクラップの総重量に基づいて、0%を超える6xxxシリーズのアルミニウム合金スクラップ(例えば、1%を超える、5%を超える、10%を超える、15%を超える、20%を超える、または25%を超える)を含むことができる。全て重量%で表示される。
いくつかの態様では、リサイクルスクラップは、リサイクルスクラップの総重量に基づいて、7xxxシリーズのアルミニウム合金スクラップ(混合合金スクラップ由来)を0%~75%(例えば、5%~70%、10%~65%、15%~60%、20%~50%、または25%~40%)の量で含むことができる。例えば、リサイクルスクラップは、リサイクルスクラップの総重量に基づいて、0%を超える7xxxシリーズのアルミニウム合金スクラップ(例えば、1%を超える、5%を超える、10%を超える、15%を超える、20%を超える、または25%を超える)を含むことができる。全て重量%で表示される。
アルミニウム合金製品として使用するための非限定的な例示的5xxx系アルミニウム合金としては、AA5005、AA5005A、AA5205、AA5305、AA5505、AA5605、AA5006、AA5106、AA5010、AA5110、AA5110A、AA5210、AA5310、AA5016、AA5017、AA5018、AA5018A、AA5019、AA5019A、AA5119、AA5119A、AA5021、AA5022、AA5023、AA5024、AA5026、AA5027、AA5028、AA5040、AA5140、AA5041、AA5042、AA5043、AA5049、AA5149、AA5249、AA5349、AA5449、AA5449A、AA5050、AA5050A、AA5050C、AA5150、AA5051、AA5051A、AA5151、AA5251、AA5251A、AA5351、AA5451、AA5052、AA5252、AA5352、AA5154、AA5154A、AA5154B、AA5154C、AA5254、AA5354、AA5454、AA5554、AA5654、AA5654A、AA5754、AA5854、AA5954、AA5056、AA5356、AA5356A、AA5456、AA5456A、AA5456B、AA5556、AA5556A、AA5556B、AA5556C、AA5257、AA5457、AA5557、AA5657、AA5058、AA5059、AA5070、AA5180、AA5180A、AA5082、AA5182、AA5083、AA5183、AA5183A、AA5283、AA5283A、AA5283B、AA5383、AA5483、AA5086、AA5186、AA5087、AA5187、またはAA5088を挙げることができる。
本明細書に記載のアルミニウム合金製品に使用される好適な6xxx系アルミニウム合金組成物の例としては、例えば、AA6101、AA6101A、AA6101B、AA6201、AA6201A、AA6401、AA6501、AA6002、AA6003、AA6103、AA6005、AA6005A、AA6005B、AA6005C、AA6105、AA6205、AA6305、AA6006、AA6106、AA6206、AA6306、AA6008、AA6009、AA6010、AA6110、AA6110A、AA6011、AA6111、AA6012、AA6012A、AA6013、AA6113、AA6014、AA6015、AA6016、AA6016A、AA6116、AA6018、AA6019、AA6020、AA6021、AA6022、AA6023、AA6024、AA6025、AA6026、AA6027、AA6028、AA6031、AA6032、AA6033、AA6040、AA6041、AA6042、AA6043、AA6151、AA6351、AA6351A、AA6451、AA6951、AA6053、AA6055、AA6056、AA6156、AA6060、AA6160、AA6260、AA6360、AA6460、AA6460B、AA6560、AA6660、AA6061、AA6061A、AA6261、AA6361、AA6162、AA6262、AA6262A、AA6063、AA6063A、AA6463、AA6463A、AA6763、A6963、AA6064、AA6064A、AA6065、AA6066、AA6068、AA6069、AA6070、AA6081、AA6181、AA6181A、AA6082、AA6082A、AA6182、AA6091、及びAA6092の組成物が挙げられる。
本明細書に記載の方法で使用するための非限定的な例示的7xxx系アルミニウム合金としては、AA7019、AA7020、AA7021、AA7039、AA7072、AA7075、AA7085、AA7108、AA7108A、AA7015、AA7017、AA7018、AA7019A、AA7024、AA7025、AA7028、AA7030、AA7031、AA7035、AA7035A、AA7046、AA7046A、AA7003、AA7004、AA7005、AA7009、AA7010、AA7011、AA7012、AA7014、AA7016、AA7116、AA7122、AA7023、AA7026、AA7029、AA7129、AA7229、AA7032、AA7033、AA7034、AA7036、AA7136、AA7037、AA7040、AA7140、AA7041、AA7049、AA7049A、AA7149,AA7249、AA7349、AA7449、AA7050、AA7050A、AA7150、AA7250、AA7055、AA7155、AA7255、AA7056、AA7060、AA7064、AA7065、AA7068、AA7168、AA7175、AA7475、AA7076、AA7178、AA7278、AA7278A、AA7081、AA7181、AA7185、AA7090、AA7093、AA7095、またはAA7099を挙げることができる。
いくつかの実施形態では、混合合金スクラップは、EOLアルミニウム合金物品に由来するリサイクルスクラップを含み得る。いくつかの実施形態では、EOLアルミニウム合金製品に由来するリサイクルスクラップは、複数のシリーズのアルミニウム合金を含み得る。例えば、EOLアルミニウム合金製品に由来するリサイクルスクラップには、5xxxシリーズアルミニウム合金スクラップ、6xxxシリーズアルミニウム合金スクラップ、及び/または鍛造または鋳造アルミニウム合金からの7xxxシリーズアルミニウム合金スクラップが含まれ得る。いくつかの実施形態では、混合合金スクラップは、EOLアルミニウム合金物品、分離されていない自動車スクラップ、単収縮、ろう付け合金スクラップ、及び/またはUBCを含み得る。
いくつかの実施形態において、リサイクルスクラップは、EOLアルミニウム合金物品に由来するスクラップ、混合自動車スクラップ、単収縮、熱交換器スクラップ、ろう付け合金スクラップ、UBCスクラップ、またはそれらの組み合わせを含み得る。いくつかの実施形態では、EOLアルミニウム物品は、アルミニウム集約型車両を含み得る。アルミニウム集約型車両に由来するリサイクルスクラップには、鋳造及び押出合金からの5xxxシリーズアルミニウム合金、6xxxシリーズアルミニウム合金、及び7xxxシリーズアルミニウム合金の1つまたは複数が含まれ得る。単収縮に由来するリサイクルスクラップには、鋳造アルミニウム合金及び鍛造アルミニウム合金の1つまたは複数が含まれ得る。熱交換器から得られるリサイクルスクラップには、3xxxシリーズのアルミニウム合金と4xxxシリーズのアルミニウム合金が含まれ得る。
いくつかの実施形態では、リサイクルスクラップは、リサイクルスクラップの総重量に基づいて、最大100%のEOLアルミニウム物品(例えば、50%~100%、55%~100%、60%~100%、70%~100%、75%~100%、80%~100%、または90%~100%)を含み得る。いくつかの実施形態では、EOLアルミニウム物品からのリサイクルスクラップは、AIVに由来する。
いくつかの実施形態では、リサイクルスクラップは、混合された自動車のスクラップを含み得る。混合自動車スクラップには、混合合金スクラップと同じ材料を含み得る(例えば、5xxx、6xxx、及び/または7xxxシリーズのアルミニウム合金を1つ以上含む)。いくつかの実施形態では、リサイクルスクラップは、リサイクルスクラップの総重量に基づいて、25%~100%(例えば、30%~95%、35%~90%、40%~85%、45%~80%、50%~75%、または55%~80%)の量の混合自動車スクラップを含み得る。例えば、リサイクルスクラップは、リサイクルスクラップの総重量に基づいて、25%を超える混合自動車スクラップ(例えば、30%を超える、35%を超える、40%を超える、45%を超える、55%を超える、または60%以上)を含み得る。全て重量%で表示される。
いくつかの実施形態では、混合自動車スクラップは、1つまたは複数のEOLアルミニウム物品、単収縮、ろう付け合金スクラップ(例えば、熱交換器に由来する)、及びUBCと組み合わせて使用することができる。いくつかの実施形態では、リサイクルスクラップは、リサイクルスクラップの総重量に基づいて、0%~60%(例えば、1%~55%、5%~50%、10%~45%、15%~40%、20%~40%、または25%~35%)の量の単収縮(混合自動車スクラップと組み合わせて)を含み得る。例えば、リサイクルスクラップは、リサイクルスクラップの総重量に基づいて、0%を超える単収縮(例えば、1%を超える、5%を超える、10%を超える、15%を超える、20%を超える、または25%を超える)を含むことができる。全て重量%で表示される。
いくつかの実施形態では、リサイクルスクラップは、リサイクルスクラップの総重量に基づいて、0%~50%(例えば、1%~45%、5%~40%、10%~35%、15%~40%、20%~40%、または25%~35%)の量のUBCスクラップ(混合自動車スクラップ、単収縮、及び/またはろう付け合金スクラップと組み合わせて)を含み得る。例えば、リサイクルスクラップは、リサイクルスクラップの総重量に基づいて、0%を超えるUBCスクラップ(例えば、1%を超える、5%を超える、10%を超える、15%を超える、20%を超える、または25%を超える)を含むことができる。全て重量%で表示される。
いくつかの実施形態では、リサイクルスクラップは、リサイクルスクラップの総重量に基づいて、0%~40%(例えば、1%~35%、5%~30%、10%~40%、10%~30%、15%~40%、または20%~35%)の量のろう付け合金スクラップ(混合自動車スクラップ、単収縮、及び/またはUBCスクラップと組み合わせて)を含み得る。例えば、リサイクルスクラップは、リサイクルスクラップの総重量に基づいて、0%を超えるろう付け合金スクラップ(例えば、1%を超える、2%を超える、5%を超える、10%を超える、15%を超える、または20%を超える)を含むことができる。全て重量%で表示される。
いくつかの実施形態では、一次アルミニウム合金をリサイクルスクラップと組み合わせて使用して、本明細書に記載のアルミニウム合金を製造することができる。例えば、最大25%(例えば、最大20%、最大15%、最大12%、最大10%、最大8%、最大6%、最大4%、最大2%、または最大1%)の一次アルミニウム合金を使用して、本明細書に記載のアルミニウム合金を製造することができる。いくつかの実施形態では、一次アルミニウム合金は、リサイクルスクラップとともに使用されない。
アルミニウム合金組成物(重量%)
いくつかの場合では、本明細書に記載のアルミニウム合金は、表1に示される通りの以下の元素組成を有し得る。
Figure 2023524614000002
いくつかの例では、合金は、表2で提供される以下の元素組成を有し得る。
Figure 2023524614000003
いくつかの例では、合金は、表3で提供されるような以下の元素組成を有し得る。
Figure 2023524614000004
いくつかの例では、本明細書に記載のアルミニウム合金は、表4に示される通りの以下の元素組成を有し得る。
Figure 2023524614000005
いくつかの例では、合金は、表5で提供されるような以下の元素組成を有し得る。
Figure 2023524614000006
いくつかの例では、合金は、表6で提供されるような以下の元素組成を有し得る。
Figure 2023524614000007
いくつかの例では、合金は、表7で提供されるような以下の元素組成を有し得る。

Figure 2023524614000008
いくつかの例では、合金は、表8で提供されるような以下の元素組成を有し得る。
Figure 2023524614000009
いくつかの例では、本明細書に記載のアルミニウム合金は、合金の総重量に基づいて、0%~約1.20%(例えば、約0.001%~約0.90%、約0.05%~約1.00%、約0.05%~約0.75%、約0.10%~約0.90%、約0.20%~約0.75%、約0.01%~約0.50%、約0.01%~約0.40%、約0.05%~約0.30%、または約0.05%~約0.20%)の量の銅(Cu)を含み得る。例えば、合金は、0.001%、0.002%、0.003%、0.004%、0.005%、0.006%、0.007%、0.008%、0.009%、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%、0.07%、0.08%、0.09%、0.10%、0.11%、0.12%、0.13%、0.14%、0.15%、0.16%、0.17%、0.18%、0.19%、0.20%、0.21%、0.22%、0.23%、0.24%、0.25%、0.26%、0.27%、0.28%、0.29%、0.30%、0.31%、0.32%、0.33%、0.34%、0.35%、0.36%、0.37%、0.38%、0.39%、0.40%、0.41%、0.42%、0.43%、0.44%、0.45%、0.46%、0.47%、0.48%、0.49%、0.50%、0.51%、0.52%、0.53%、0.54%、0.55%、0.56%、0.57%、0.58%、0.59%、0.60%、0.61%、0.62%、0.63%、0.64%、0.65%、0.66%、0.67%、0.68%、0.69%、0.70%、0.71%、0.72%、0.73%、0.74%、0.75%、0.76%、0.77%、0.78%、0.79%、0.80%、0.81%、0.82%、0.83%、0.84%、0.85%、0.86%、0.87%、0.88%、0.89%、0.90%、0.91%、0.92%、0.93%、0.94%、0.95%、0.96%、0.97%、0.98%、0.99%、1.00%、1.01%、1.02%、1.03%、1.04%、1.05%、1.06%、1.07%、1.08%、1.09%、1.10%、1.11%、1.12%、1.13%、1.14%、1.15%、1.16%、1.17%、1.18%、1.19%、または1.20%のCuを含み得る。全て重量%で表示される。
いくつかの例では、本明細書に記載のアルミニウム合金は、合金の総重量に基づいて、0.01%~約0.60%(例えば、約0.05%~約0.55%、約0.10%~約0.50%、約0.15%~約0.45%、約0.20%~約0.40%、約0.25%~約0.40%、または約0.30%~約0.40%)の量の鉄(Fe)を含む。例えば、合金は、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%、0.07%、0.08%、0.09%、0.10%、0.11%、0.12%、0.13%、0.14%、0.15%、0.16%、0.17%、0.18%、0.19%、0.20%、0.21%、0.22%、0.23%、0.24%、0.25%、0.26%、0.27%、0.28%、0.29%、0.30%、0.31%、0.32%、0.33%、0.34%、0.35%、0.36%、0.37%、0.38%、0.39%、0.40%、0.41%、0.42%、0.43%、0.44%、0.45%、0.46%、0.47%、0.48%、0.49%、0.50%、0.51%、0.52%、0.53%、0.54%、0.55%、0.56%、0.57%、0.58%、0.59%、または0.60%のFeを含み得る。全て重量%で表示される。
いくつかの例では、本明細書に記載の合金は、合金の総重量に基づいて、約0.50%~約3.00%(例えば、約0.75%~約2.75%、約1.00%~約2.50%、約1.40%~約2.40%、約1.20%~約2.75%、約1.25%~約2.50%、約1.50%~約2.40%、または約1.60%~約2.30%)の量のマグネシウム(Mg)を含む。例えば、合金は、0.51%、0.52%、0.53%、0.54%、0.55%、0.56%、0.57%、0.58%、0.59%、0.60%、0.61%、0.62%、0.63%、0.64%、0.65%、0.66%、0.67%、0.68%、0.69%、0.70%、0.71%、0.72%、0.73%、0.74%、0.75%、0.76%、0.77%、0.78%、0.79%、0.80%、0.81%、0.82%、0.83%、0.84%、0.85%、0.86%、0.87%、0.88%、0.89%、0.90%、0.91%、0.92%、0.93%、0.94%、0.95%、0.96%、0.97%、0.98%、0.99%、1.00%、1.01%、1.02%、1.03%、1.04%、1.05%、1.06%、1.07%、1.08%、1.09%、1.10%、1.11%、1.12%、1.13%、1.14%、1.15%、1.16%、1.17%、1.18%、1.19%、1.20%、1.21%、1.22%、1.23%、1.24%、1.25%、1.26%、1.27%、1.28%、1.29%、1.30%、1.31%、1.32%、1.33%、1.34%、1.35%、1.36%、1.37%、1.38%、1.39%、1.40%、1.41%、1.42%、1.43%、1.44%、1.45%、1.46%、1.47%、1.48%、1.49%、1.50%、1.51%、1.52%、1.53%、1.54%、1.55%、1.56%、1.57%、1.58%、1.59%、1.60%、1.61%、1.62%、1.63%、1.64%、1.65%、1.66%、1.67%、1.68%、1.69%、1.70%、1.71%、1.72%、1.73%、1.74%、1.75%、1.76%、1.77%、1.78%、1.79%、1.80%、1.81%、1.82%、1.83%、1.84%、1.85%、1.86%、1.87%、1.88%、1.89%、1.90%、1.91%、1.92%、1.93%、1.94%、1.95%、1.96%、1.97%、1.98%、1.99%、2.00%、2.01%、2.02%、2.03%、2.04%、2.05%、2.06%、2.07%、2.08%、2.09%、2.10%、2.11%、2.12%、2.13%、2.14%、2.15%、2.16%、2.17%、2.18%、2.19%、2.20%、2.21%、2.22%、2.23%、2.24%、2.25%、2.26%、2.27%、2.28%、2.29%、2.30%、2.31%、2.32%、2.33%、2.34%、2.35%、2.36%、2.37%、2.38%、2.39%、2.40%、2.41%、2.42%、2.43%、2.44%、2.45%、2.46%、2.47%、2.48%、2.49%、2.50%、2.51%、2.52%、2.53%、2.54%、2.55%、2.56%、2.57%、2.58%、2.59%、2.60%、2.61%、2.62%、2.63%、2.64%、2.65%、2.66%、2.67%、2.68%、2.69%、2.70%、2.71%、2.72%、2.73%、2.74%、2.75%、2.76%、2.77%、2.78%、2.79%、2.80%、2.81%、2.82%、2.83%、2.84%、2.85%、2.86%、2.87%、2.88%、2.89%、2.90%、2.91%、2.92%、2.93%、2.94%、2.95%、2.96%、2.97%、2.98%、2.99%、または3.00%のMgを含み得る。全て重量%で表示される。
いくつかの態様では、アルミニウム合金は、合金の総重量に基づいて、約0.10%~約0.90%(例えば、約0.20%~約0.80%、約0.25%~約0.75%、約0.30%~約0.70%、約0.40%~約0.70%、または約0.50%~約0.70%)の量のマンガン(Mn)を含むことができる。例えば、合金は、0.10%、0.11%、0.12%、0.13%、0.14%、0.15%、0.16%、0.17%、0.18%、0.19%、0.20%、0.21%、0.22%、0.23%、0.24%、0.25%、0.26%、0.27%、0.28%、0.29%、0.30%、0.31%、0.32%、0.33%、0.34%、0.35%、0.36%、0.37%、0.38%、0.39%、0.40%、0.41%、0.42%、0.43%、0.44%、0.45%、0.46%、0.47%、0.48%、0.49%、0.50%、0.51%、0.52%、0.53%、0.54%、0.55%、0.56%、0.57%、0.58%、0.59%、0.60%、0.61%、0.62%、0.63%、0.64%、0.65%、0.66%、0.67%、0.68%、0.69%、0.70%、0.71%、0.72%、0.73%、0.74%、0.75%、0.76%、0.77%、0.78%、0.79%、0.80%、0.81%、0.82%、0.83%、0.84%、0.85%、0.86%、0.87%、0.88%、0.89%、または0.90%のMnを含み得る。全て重量%で表示される。
いくつかの例では、本明細書に記載のアルミニウム合金は、合金の総重量に基づいて、約0.10%~約3.50%(例えば、約0.15%~約3.25%、約0.20%~約3.00%、約0.30%~約2.5%、約0.20%~約0.80%、約0.25%~約0.75%、約0.30%~約0.70%、約0.30%~約0.60%、約0.40%~約0.60%、または約0.45%~約0.55%)の量のシリコン(Si)を含み得る。例えば、合金は、0.10%、0.11%、0.12%、0.13%、0.14%、0.15%、0.16%、0.17%、0.18%、0.19%、0.20%、0.21%、0.22%、0.23%、0.24%、0.25%、0.26%、0.27%、0.28%、0.29%、0.30%、0.31%、0.32%、0.33%、0.34%、0.35%、0.36%、0.37%、0.38%、0.39%、0.40%、0.41%、0.42%、0.43%、0.44%、0.45%、0.46%、0.47%、0.48%、0.49%、0.50%、0.51%、0.52%、0.53%、0.54%、0.55%、0.56%、0.57%、0.58%、0.59%、0.60%、0.61%、0.62%、0.63%、0.64%、0.65%、0.66%、0.67%、0.68%、0.69%、0.70%、0.71%、0.72%、0.73%、0.74%、0.75%、0.76%、0.77%、0.78%、0.79%、0.80%、0.81%、0.82%、0.83%、0.84%、0.85%、0.86%、0.87%、0.88%、0.89%、0.90%、0.91%、0.92%、0.93%、0.94%、0.95%、0.96%、0.97%、0.98%、0.99%、1.00%、1.01%、1.02%、1.03%、1.04%、1.05%、1.06%、1.07%、1.08%、1.09%、1.10%、1.11%、1.12%、1.13%、1.14%、1.15%、1.16%、1.17%、1.18%、1.19%、1.20%、1.21%、1.22%、1.23%、1.24%、1.25%、1.26%、1.27%、1.28%、1.29%、1.30%、1.31%、1.32%、1.33%、1.34%、1.35%、1.36%、1.37%、1.38%、1.39%、1.40%、1.41%、1.42%、1.43%、1.44%、1.45%、1.46%、1.47%、1.48%、1.49%、1.50%、1.51%、1.52%、1.53%、1.54%、1.55%、1.56%、1.57%、1.58%、1.59%、1.60%、1.61%、1.62%、1.63%、1.64%、1.65%、1.66%、1.67%、1.68%、1.69%、1.70%、1.71%、1.72%、1.73%、1.74%、1.75%、1.76%、1.77%、1.78%、1.79%、1.80%、1.81%、1.82%、1.83%、1.84%、1.85%、1.86%、1.87%、1.88%、1.89%、1.90%、1.91%、1.92%、1.93%、1.94%、1.95%、1.96%、1.97%、1.98%、1.99%、2.00%、2.01%、2.02%、2.03%、2.04%、2.05%、2.06%、2.07%、2.08%、2.09%、2.10%、2.11%、2.12%、2.13%、2.14%、2.15%、2.16%、2.17%、2.18%、2.19%、2.20%、2.21%、2.22%、2.23%、2.24%、2.25%、2.26%、2.27%、2.28%、2.29%、2.30%、2.31%、2.32%、2.33%、2.34%、2.35%、2.36%、2.37%、2.38%、2.39%、2.40%、2.41%、2.42%、2.43%、2.44%、2.45%、2.46%、2.47%、2.48%、2.49%、2.50%、2.51%、2.52%、2.53%、2.54%、2.55%、2.56%、2.57%、2.58%、2.59%、2.60%、2.61%、2.62%、2.63%、2.64%、2.65%、2.66%、2.67%、2.68%、2.69%、2.70%、2.71%、2.72%、2.73%、2.74%、2.75%、2.76%、2.77%、2.78%、2.79%、2.80%、2.81%、2.82%、2.83%、2.84%、2.85%、2.86%、2.87%、2.88%、2.89%、2.90%、2.91%、2.92%、2.93%、2.94%、2.95%、2.96%、2.97%、2.98%、2.99%、3.00%、3.01%、3.02%、3.03%、3.04%、3.05%、3.06%、3.07%、3.08%、3.09%、3.10%、3.11%、3.12%、3.13%、3.14%、3.15%、3.16%、3.17%、3.18%、3.19%、3.20%、3.21%、3.22%、3.23%、3.24%、3.25%、3.26%、3.27%、3.28%、3.29%、3.30%、3.31%、3.32%、3.33%、3.34%、3.35%、3.36%、3.37%、3.38%、3.39%、3.40%、3.41%、3.42%、3.43%、3.44%、3.45%、3.46%、3.47%、3.48%、3.49%、または3.50%のSiを含み得る。全て重量%で表示される。
いくつかの例では、本明細書に記載のアルミニウム合金は、合金の総重量に基づいて、0%~約1.00%(例えば、約0.001%~約1.00%、約0.001%~約0.50%、約0.005%~約0.40%、約0.01%~約0.50%、約0.05%~約0.40%、または約0.10%~約0.35%)の量の亜鉛(Zn)を含み得る。例えば、合金は、0.001%、0.002%、0.003%、0.004%、0.005%、0.006%、0.007%、0.008%、0.009%、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%、0.07%、0.08%、0.09%、0.10%、0.11%、0.12%、0.13%、0.14%、0.15%、0.16%、0.17%、0.18%、0.19%、0.20%、0.21%、0.22%、0.23%、0.24%、0.25%、0.26%、0.27%、0.28%、0.29%、0.30%、0.31%、0.32%、0.33%、0.34%、0.35%、0.36%、0.37%、0.38%、0.39%、0.40%、0.41%、0.42%、0.43%、0.44%、0.45%、0.46%、0.47%、0.48%、0.49%、0.50%、0.51%、0.52%、0.53%、0.54%、0.55%、0.56%、0.57%、0.58%、0.59%、0.60%、0.61%、0.62%、0.63%、0.64%、0.65%、0.66%、0.67%、0.68%、0.69%、0.70%、0.71%、0.72%、0.73%、0.74%、0.75%、0.76%、0.77%、0.78%、0.79%、0.80%、0.81%、0.82%、0.83%、0.84%、0.85%、0.86%、0.87%、0.88%、0.89%、0.90%、0.91%、0.92%、0.93%、0.94%、0.95%、0.96%、0.97%、0.98%、0.99%、または1.00%のZnを含み得る。いくつかの場合では、Znは、合金に存在しない(すなわち、0%)。全て重量%で表示される。
いくつかの例では、本明細書に記載のアルミニウム合金は、合金の総重量に基づいて、0%~約0.20%(例えば、約0.001%~約0.15%、約0.005%~約0.10%、約0.008%~約0.08%、または約0.01%~約0.05%)のチタン(Ti)を含み得る。例えば、合金は、0.001%、0.002%、0.003%、0.004%、0.005%、0.006%、0.007%、0.008%、0.009%、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%、0.07%、0.08%、0.09%、0.10%、0.11%、0.12%、0.13%、0.14%、0.15%、0.16%、0.17%、0.18%、0.19%、または0.20%のTiを含み得る。いくつかの場合では、Tiは合金中に存在しない(すなわち、0%である)。全て重量%で表示される。
いくつかの例では、本明細書に記載のアルミニウム合金は、合金の総重量に基づいて、0%~約0.20%(例えば、0%~約0.10%、約0.001%~約0.10%、約0.05%~約0.08%、または約0.01%~約0.05%)のクロム(Cr)を含み得る。例えば、合金は、0.001%、0.002%、0.003%、0.004%、0.005%、0.006%、0.007%、0.008%、0.009%、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%、0.07%、0.08%、0.09%、0.10%、0.11%、0.12%、0.13%、0.14%、0.15%、0.16%、0.17%、0.18%、0.19%、または0.20%のCrを含み得る。いくつかの場合では、Crは合金中に存在しない(すなわち、0%である)。全て重量%で表示される。
いくつかの例では、本明細書に記載のアルミニウム合金は、合金の総重量に基づいて、0%~約0.10%(例えば、0%~約0.08%、0%~約0.05%、約0.001%~約0.06%、約0.005%~約0.05%、または約0.008%~約0.02%)の量のバナジウム(V)を含み得る。例えば、合金は、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%、または0.10%のVを含み得る。全て重量%で表示される。
いくつかの例では、本明細書に記載のアルミニウム合金は、合金の総重量に基づいて、0%~約0.05%(例えば、0.0001%~約0.02%、約0.002%~約0.015%、約0.0003%~約0.01%、または約0.0004%~約0.001%)の量のジルコニウム(Zr)を含み得る。例えば、合金は、0.0001%、0.0002%、0.0003%、0.0004%、0.0005%、0.0006%、0.0007%、0.0008%、0.0009%、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%、または0.05%のZrを含み得る。いくつかの場合では、Zrは、合金に存在しない(すなわち、0%)。全て重量%で表示される。
任意に、本明細書に記載のアルミニウム合金は、時に不純物と称される他のマイナー元素を、約0.05重量%以下、約0.04重量%以下、約0.03重量%以下、約0.02重量%以下、または約0.01重量%以下の量でさらに含み得る。これらの不純物には、Ni、Sc、Hf、Sn、Ga、Bi、Na、Pb、またはそれらの組み合わせが含まれ得るがこれらに限定されない。したがって、Ni、Sc、Hf、Zr、Sn、Ga、Bi、Na、またはPbは、それぞれ、例えば、約0.05重量%以下、約0.04重量%以下、約0.03重量%以下、約0.02重量%以下、または約0.01重量%以下の量で合金中に存在し得る。全ての不純物の合計は、約0.50重量%を超えない(例えば、約0.40重量%、約0.30重量%、約0.25重量%、約0.20重量%約0.15重量%、または約0.10重量%を超えない)。全て重量%で表示される。いくつかの態様では、合金の残りの割合は、アルミニウムである。
よって、いくつかの態様では、アルミニウム合金は、0.10重量%~0.90重量%のSi及び1重量%~3重量%のMgを含み得る。いくつかの態様では、アルミニウム合金(例えば、Si:Mg)中のSi重量対Mg重量%の比は、0.05:1~0.60:1(例えば、0.10:1~0.55:1、0.15:1~0.50:1、0.20:1~0.45:1、0.20:1~0.40:1、0.24:1~0.35:1、または、0.30:1~0.45:1))であり得る。
いくつかの態様では、アルミニウム合金は、以下の式を満たす特定の量のSi、Mn、及びFeの合計濃度を含む。
Si+Mn-(Fe/2)≧0.6(式1)
いくつかの態様では、アルミニウム合金は、式1に従って0.60から1.20(例えば、0.65から1.15、0.70から1.10、0.70から1.05、0.75から1.00、0.80から1.00、0.85から1.00、または、0.90から1.00)の値を有する。例えば、式1によるアルミニウム合金の値は、0.60、0.61、0.62、0.63、0.64、0.65、0.66、0.67、0.68、0.69、0.70、0.71、0.72、0.73、0.74、0.75、0.76、0.77、0.78、0.79、0.80、0.81、0.82、0.83、0.84、0.85、0.86、0.87、0.88、0.89、0.90、0.91、0.92、0.93、0.94、0.95、0.96、0.97、0.98、0.99、1.00、1.01、1.02、1.03、1.04、1.05、1.06、1.07、1.08、1.09、1.10、1.11、1.12、1.13、1.14、1.15、1.16、1.17、1.18、1.19、または1.20であり得る。
特定の態様では、合金は、高過剰のSiアプローチの代わりに、合金設計において、ほぼ平衡状態のSiからわずかに準平衡状態のSiアプローチを使用してもよい。特定の態様では、過剰なSi含有量は、約-1.70から0.1であり得る。本明細書で使用される過剰なSiは、以下の等式で定義される。
過剰なSi=(Si)-[(Mg)-0.167(Fe+Mn+Cr)]*
*全ての合金元素は、アルミニウム合金組成物中の合金元素の重量%を表す。
例えば、過剰なSiは、約-1.70、-1.69、-1.68、-1.67、-1.66、-1.65、-1.64、-1.63、-1.62、-1.61、-1.60、-1.59、-1.58、-1.57、-1.56、-1.55、-1.54、-1.53、-1.52、-1.51、-1.50、-1.49、-1.48、-1.47、-1.46、-1.45、-1.44、-1.43、-1.42、-1.41、-1.40、-1.39、-1.38、-1.37、-1.36、-1.35、-1.34、-1.33、-1.32、-1.31、-1.30、-1.29、-1.28、-1.27、-1.26、-1.25、-1.24、-1.23、-1.22、-1.21、-1.20、-1.19、-1.18、-1.17、-1.16、-1.15、-1.14、-1.13、-1.12、-1.11、-1.10、-1.09、-1.08、-1.07、-1.06、-1.05、-1.04、-1.03、-1.02、-1.01、-1.00、-0.99、-0.98、-0.97、-0.96、-0.95、-0.94、-0.93、-0.92、-0.91、-0.90、-0.89、-0.88、-0.87、-0.86、-0.85、-0.84、-0.83、-0.82、-0.81、-0.80、-0.79、-0.78、-0.77、-0.76、-0.75、-0.74、-0.73、-0.72、-0.71、-0.70、-0.69、-0.68、-0.67、-0.66、-0.65、-0.64、-0.63、-0.62、-0.61、-0.60、-0.59、-0.58、-0.57、-0.56、-0.55、-0.54、-0.53、-0.52、-0.51、-0.50、-0.49、-0.48、-0.47、-0.46、-0.45、-0.44、-0.43、-0.42、-0.41、-0.40、-0.39、-0.38、-0.37、-0.36、-0.35、-0.34、-0.33、-0.32、-0.31、-0.30、-0.29、-0.28、-0.27、-0.26、-0.25、-0.24、-0.23、-0.22、-0.21、-0.20、-0.19、-0.18、-0.17、-0.16、-0.15、-0.14、-0.13、-0.12、-0.11、-0.10、-0.09、-0.08、-0.07、-0.06、-0.05、-0.04、-0.03、-0.02、-0.01、0、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、または、0.10であり得る。いくつかの態様では、アルミニウム合金は、約0.20重量%未満のCu含有量、約0.20:1~約0.45:1のSi:Mg比、及び約-1.30から0の過剰のSi含有量を有する。
新規アルミニウム合金の特性
本明細書に記載のアルミニウム合金は、驚くべきことに、高い成形性及び時効硬化の両方を示す。本明細書に記載のアルミニウム合金はまた、良好な引張特性、曲げ性、及び深絞り性を実証する。
さらに、いくつかの態様では、本明細書に記載のアルミニウム合金は、120MPa~約250MPa(例えば、約125MPa~約240MPa、約130MPa~約230MPa、約140MPa~約220MPa、または約150MPa~約200MPa)のバッチ焼鈍後(例えば、330℃で2時間のバッチ焼鈍後)の最大引張強度(Rm)を有し得る。さらに、本明細書に記載のアルミニウム合金は、連続焼鈍及び溶体化処理(例えば、550℃で60秒間のCASH)後、180MPa~250MPa(例えば、185MPa~240MPa、190MPa~235MPa、200MPa~230MPa、または205MPa~225MPa)のRmを有し得る。
いくつかの態様では、本明細書に記載されるアルミニウム合金は、約40MPa~140MPa(例えば、約50MPa~約130MPa、約60MPa~約125MPa、または約80MPa~約110MPa)のバッチ焼鈍後(例えば、330℃で2時間のバッチ焼鈍後)の降伏強度(Rp0.2)を有し得る。Rp0.2は、0.2%の塑性歪みをもたらす応力の量を指す。さらに、本明細書に記載のアルミニウム合金は、連続焼鈍及び溶体化処理(例えば、550℃で0秒間のCASH)後に、約80MPa~約120MPa(例えば、約85MPa~約115MPa、約90MPa~約110MPa、約95MPa~約110MPa、または約95MPa~約105MPa)のRp0.2を有し得る。さらに、本明細書に記載のアルミニウム合金は、連続焼鈍及び溶体化処理(例えば、550℃で60秒間のCASH)後に、約85MPa~約125MPa(例えば、約90MPa~約120MPa、約90MPa~約115MPa、約95MPa~約115MPa、または約100MPa~約115MPa)のRp0.2を有し得る。
いくつかの態様では、本明細書に記載されるアルミニウム合金は、約120MPa~約250MPa(例えば、約125MPa~約240MPa、約130MPa~約230MPa、約140MPa~約220MPa、または約150MPa~約200MPa)のバッチ焼鈍後(例えば、T8x質別に対して、330℃で2時間のバッチ焼鈍後)のRmを有し得る。さらに、本明細書に記載のアルミニウム合金は、約160MPa~約240MPa(例えば、約170MPa~約230MPa、約175MPa~約225MPa、約180MPa~約225MPa、または約190MPa~約210MPa)の連続焼鈍及び溶体化処理(例えば、T8x質別に対して、550℃で0秒間のCASH)後のRmを有し得る。さらに、本明細書に記載のアルミニウム合金は、約180MPa~約250MPa(例えば、約185MPa~約240MPa、約190MPa~約235MPa、約200MPa~約230MPa、または約205MPa~約225MPa)の連続焼鈍及び溶体化処理(例えば、T8x質別に対して、550℃で60秒間のCASH)後のRmを有し得る。
いくつかの態様では、本明細書に記載されるアルミニウム合金は、約50MPa~約140MPa(例えば、約60MPa~約130MPa、約70MPa~約125MPa、または約80MPa~約115MPa)のバッチ焼鈍後(例えば、T8x質別に対するバッチ焼鈍後)のRp0.2を有し得る。さらに、本明細書に記載のアルミニウム合金は、約80MPa~約120MPa(例えば、約85MPa~約115MPa、約90MPa~約115MPa、約95MPa~約110MPa、または約95MPa~約105MPa)の連続焼鈍及び溶体化処理後(例えば、T8x質別に対して、330℃で0秒間のCASH)のRp0.2を有し得る。さらに、本明細書に記載のアルミニウム合金は、約90MPa~約130MPa(例えば、約85MPa~約125MPa、約90MPa~約120MPa、約95MPa~約115MPa、または約100MPa~約115MPa)の連続焼鈍及び溶体化処理後(例えば、T8x質別に対して、550℃で60秒間のCASH)のRp0.2を有し得る。
いくつかの態様では、本明細書に記載されるアルミニウム合金は、塗料焼付サイクル後にISO 6892-1(2016)に従って試験された場合、160MPa~250MPaの降伏強度(Rp0.2)を有し得る。例えば、塗装サイクルは、2%の予ひずみと、それに続く、約185℃の温度で約20分間の熱処理を含む場合がある。いくつかの実施形態では、本明細書に記載のアルミニウム合金は、約160MPa~約250MPa(例えば、約180MPa~約240MPa、約190MPa~約235MPa、約200MPa~約230MPa、または約205MPa~約225MPa)の塗料焼付サイクル後のRp0.2を有し得る。
いくつかの態様では、本明細書に記載のアルミニウム合金は、少なくとも15%(例えば、少なくとも16%、少なくとも17%、少なくとも18%、少なくとも19%、少なくとも20%、少なくとも16%、少なくとも21%、少なくとも22%、少なくとも23%、少なくとも24%、または少なくとも25%)の破断伸び(ISO/EN A80によって測定される)を有し得る。範囲に関して、アルミニウム合金は、15%~30%(例えば、16%~28%、17%~26%、18%~25%、19%~24%、20%~23%、または21%~22.5%)の伸びを有し得る。
いくつかの態様では、本明細書に記載されるアルミニウム合金は、少なくとも約15%(例えば、少なくとも約16%、少なくとも約17%、少なくとも約18%、少なくとも約19%、少なくとも約20%、少なくとも約21%、少なくとも約22%、少なくとも約23%、少なくとも約24%、または少なくとも約25%)の均一伸び率(Ag)(ISO/EN Agによって測定される)を有し得る。範囲に関して、アルミニウム合金は、約15%~約25%(例えば、約16%~約24%、約16.5%~約23%、約17%~約22%、約17%~約21.5%、約17.5%~約21%、約17.5%~約20.5%、または約18%~約20%)の伸び率を有し得る。
いくつかの態様では、本明細書に記載されるアルミニウム合金は、少なくとも約0.40(例えば、少なくとも約0.41、少なくとも約0.42、少なくとも約0.43、少なくとも約0.44、少なくとも約0.45、少なくとも約0.46、少なくとも約0.47、少なくとも約0.48、少なくとも約0.49、少なくとも約0.50、少なくとも約0.51、少なくとも約0.52、少なくとも約0.53、少なくとも約0.54、少なくとも約0.55、少なくとも約0.56、少なくとも約0.57、少なくとも約0.58、少なくとも約0.59、少なくとも約0.60、少なくとも約0.61、少なくとも約0.62、少なくとも約0.63、少なくとも約0.64、少なくとも約0.65、少なくとも約0.66、少なくとも約0.67、少なくとも約0.68、少なくとも約0.69、少なくとも約0.70、少なくとも約0.71、少なくとも約0.72、少なくとも約0.73、少なくとも約0.74、少なくとも約0.75、少なくとも約0.76、少なくとも約0.77、少なくとも約0.78、少なくとも約0.79、または少なくとも約0.80)の任意の個々の方向または全ての方向(圧延方向に対して縦(L)、斜め(D)、及び/または横(T))のr(8~12)値を有し得る。範囲に関して、アルミニウム合金は、0.40~0.80(例えば、0.42~0.78、0.45~0.75、0.46~0.70、0.50~0.80、0.52~0.78、0.55~0.78、0.56~0.76、0.60~0.80、0.62~0.78、0.64~0.77、0.66~0.76、または0.68~0.74)の任意の個々の方向または全ての方向(圧延方向に対して縦(L)、斜め(D)、及び/または横(T))のr(8~12)値を有し得る。
いくつかの態様では、記載されるアルミニウム合金は、少なくとも約0.40(例えば、少なくとも約0.41、少なくとも約0.42、少なくとも約0.43、少なくとも約0.44、少なくとも約0.45、少なくとも約0.46、少なくとも約0.47、少なくとも約0.48、少なくとも約0.49、少なくとも約0.50、少なくとも約0.51、少なくとも約0.52、少なくとも約0.53、少なくとも約0.54、少なくとも約0.55、少なくとも約0.56、少なくとも約0.57、少なくとも約0.58、少なくとも約0.59、少なくとも約0.60、少なくとも約0.61、少なくとも約0.62、少なくとも約0.63、少なくとも約0.64、少なくとも約0.65、少なくとも約0.66、少なくとも約0.67、少なくとも約0.68、少なくとも約0.69、少なくとも約0.70、少なくとも約0.71、少なくとも約0.72、少なくとも約0.73、少なくとも約0.74、少なくとも約0.75、少なくとも約0.76、少なくとも約0.77、少なくとも約0.78、少なくとも約0.79、または少なくとも約0.80)の任意の個々の方向または全ての方向(圧延方向に対して縦(L)、斜め(D)、及び/または横(T))のr(10)値を有し得る。10%のひずみ速度で測定されたr値は、r(10)として示される。範囲に関して、アルミニウム合金は、約0.40~約0.80(例えば、0.42~0.78、0.45~0.75、0.46~0.70、0.50~0.80、0.52~0.78、0.55~0.78、0.56~0.76、0.60~0.80、約0.62~約0.78、約0.64~約0.77、約0.66~約0.76、または約0.68~約0.74)の任意の方向または全ての方向(圧延方向に対して縦(L)、斜め(D)、及び/または横(T))のr(10)値を有し得る。
いくつかの態様では、記載されるアルミニウム合金は、少なくとも約0.16(例えば、少なくとも約0.17、少なくとも約0.18、少なくとも約0.19、少なくとも約0.20、少なくとも約0.21、少なくとも約0.22、少なくとも約0.23、少なくとも約0.24、少なくとも約0.25、少なくとも約0.26、少なくとも約0.27、少なくとも約0.28、少なくとも約0.29、または少なくとも約0.30)の任意の方向または全ての方向(圧延方向に対して縦(L)、斜め(D)、及び/または横(T))のn(10~20)値を有し得る。範囲に関して、アルミニウム合金は、約0.16~約0.30(例えば、約0.17~約0.28、約0.18~約0.26、約0.20~約0.26、または約0.20~約0.25)の任意の個々の方向または全ての方向(圧延方向に対して縦(L)、斜め(D)、及び/または横(T))のn(10~20)値を有し得る。
いくつかの態様では、記載されるアルミニウム合金は、少なくとも約0.16(例えば、少なくとも約0.17、少なくとも約0.18、少なくとも約0.19、少なくとも約0.20、少なくとも約0.21、少なくとも約0.22、少なくとも約0.23、少なくとも約0.24、少なくとも約0.25、少なくとも約0.26、少なくとも約0.27、少なくとも約0.28、少なくとも約0.29、または少なくとも約0.30)の任意の方向または全ての方向(圧延方向に対して縦(L)、斜め(D)、及び/または横(T))のn(10~15)値を有し得る。範囲に関して、アルミニウム合金は、約0.16~約0.30(例えば、約0.17~約0.28、約0.18~約0.26、約0.20~約0.26、または約0.20~約0.25)の任意の個々の方向または全ての方向(圧延方向に対して縦(L)、斜め(D)、及び/または横(T))のn(10~20)値を有し得る。
アルミニウム合金製品及びクラッドアルミニウム合金製品を使用する方法
リサイクルされた含有合金から製造されたアルミニウム合金は、ビレット、インゴット、またはストリップなどの様々な金属鋳造製品の鋳造に使用できる。アルミニウムシートの製造方法も本明細書に記載される。アルミニウム合金を鋳造することができ、その後、さらなる処理工程を実行することができる。いくつかの例では、処理工程は、鋳造工程、予熱及び/または均質化工程、1つまたは複数の熱間圧延工程、1つまたは複数の冷間圧延工程、溶体化熱処理工程、予備時効工程、及び人工的な時効の工程を含む。
本明細書に記載されるアルミニウム合金製品は、直接チル(DC)プロセスまたは連続鋳造(CC)プロセスを使用して鋳造できる。DC鋳造プロセスは、当業者に知られているアルミニウム産業で一般的に使用されている標準により実施される。連続鋳造システムは、一対の可動対向鋳造面(例えば、可動対向ベルト、ロールまたはブロック)、一対の可動対向鋳造面間の鋳造キャビティ、及び溶融金属インジェクタを備え得る。溶融金属インジェクターは、端部開口部を有し得、そこから溶融金属が溶融金属インジェクターから出て鋳造キャビティ内に注入され得る。
鋳造アルミニウム合金製品は、当業者に周知の手段により加工され得る。
Figure 2023524614000010
任意に、鋳造アルミニウム合金製品は、本明細書に記載の加工ステップを用いて加工され得、シート、プレートまたはシェートを調製するために使用され得る。そのような加工工程としては、当業者に公知であるように、均質化、熱間圧延、冷間圧延、溶体化熱処理、及び任意の予備時効工程が挙げられるが、これらに限定されない。
均質化工程では、本明細書に記載の鋳造製品207は、例えば、約400℃~約600℃の範囲にある温度まで加熱され得る。例えば、鋳造製品は、400℃、410℃、420℃、430℃、440℃、450℃、460℃、470℃、480℃、490℃の温度に加熱できる。500℃、510℃、520℃、530℃、540℃、550℃、560℃、570℃、580℃、590℃、または600℃。いくつかの実施形態では、ピーク金属温度までの加熱速度は、約70℃/時間以下、約60℃/時間以下、または約50℃/時間以下であり得る。
次いでこの製品は、所定期間浸漬される(すなわち、指示された温度で保持される)。いくつかの実施例では、加熱及び灼熱段階を含む均質化工程における合計時間は、最大20時間であり得る。例えば、均質化工程は、製品を約550℃まで加熱し、製品を最大約10時間の合計時間浸漬することを含み得る。場合によっては、均質化工程は複数の処理を含む。いくつかの非限定的な例において、均質化工程は、生成物を第1の期間の間第1の温度に加熱し、続いて第2の期間の間第2の温度に加熱することを含む。
均質化工程に続いて、熱間圧延工程が実施され得る。熱間圧延の開始の前に、均質化された製品は、例えば約200℃~約425℃の所望の温度に冷却され得る。例えば、均質化された製品は、約200℃~約400℃または約250℃~約375℃、約300℃~約425℃または約350℃~約400℃の温度に冷却され得る。次いで、均質化された製品は、例えば200℃~450℃などの熱間圧延温度で熱間圧延されて、3mm~100mm(例えば、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、45mm、50mm、55mm、60mm、65mm、70mm、75mm、80mm、85mm、90mm、95mm、100mm、またはこれらの間にあるいずれか)のゲージを有する熱間圧延中間製品(例えば熱間圧延プレート、熱間圧延シェートまたは熱間圧延シート)を製造し得る。例えば、均質化された製品は、65mmの初期ゲージから9.5mmの中間ゲージに熱間圧延することができる。
熱間圧延中、熱間圧延機から出た直後の熱延中間製品の温度が、約400℃未満となるように、温度及びその他の操作パラメータが制御され得る。例えば、熱間圧延機を出るときの熱間圧延中間製品の温度は、約390℃未満、約380℃未満、約370℃未満、約360℃未満、約350℃未満、約340℃未満、約330℃未満、約325℃未満、約320℃未満、約310℃未満、約300℃未満、約290℃未満、約280℃未満、約270℃未満、約260℃未満、または約250℃未満であり得る。熱間圧延工程からの熱間圧延中間生成物の出口温度は、アルミニウム合金の微細構造を制御することができる。特に、高含有量のリサイクルスクラップから製造されたアルミニウム合金は、ここに記載された機械的特性を備えたアルミニウム合金製品を製造するために、熱間圧延工程中に厳密に制御された加熱速度、温度、及びその他の動作パラメータを必要とする。次に、熱間圧延中間生成物を炉内でコイル冷却することができる。いくつかの実施形態では、熱間圧延中間生成物は、約10℃~約100℃の温度にコイル冷却される。例えば、熱間圧延機を出るときの熱間圧延中間生成物の温度は、約10℃、約20℃、約25℃、約30℃、約40℃、約50℃、約60℃、約70℃、約80℃、約90℃、または約100℃の温度にコイル冷却することができる。コイル冷却の合計時間は最大約30時間である。いくつかの実施形態では、熱間圧延中間生成物は、約24℃の温度に約24時間コイル冷却される。
鋳造、均質化、または熱間圧延された中間製品は、冷間圧延機を使用して冷間圧延して、冷間圧延シートなどのより薄い製品にすることができる。冷間圧延された製品は、約0.5~10mmの間、例えば、約0.7~6.5mmの間のゲージを有してもよい。場合により、冷間圧延された製品は、約0.5mm、約1.0mm、約1.5mm、約2.0mm、約2.5mm、約3.0mm、約3.5mm、約4。0mm、約5。0mm、約5.5mm、約6.0mm、約6.5mm、約7.0mm、約7.5mm,、約8.0mm、約8.5mm、約9.0mm、約9.5mm、または約10.0mmのゲージを有し得る。冷間圧延は、冷間圧延開始の前のゲージと比較し、最大で約85%のゲージ減少(例えば、最大で約10%、最大で約20%、最大で約30%、最大で約40%、最大で約50%、最大で約60%、最大で約70%、最大で約80%、または最大で約85%の減少)を表す最終ゲージ厚をもたらすために実施され得る。いくつかの実施形態では、冷間圧延工程は、所望のゲージ厚さの減少を達成するために、1つまたは複数の冷間圧延工程を含み得る。場合により、アルミニウム合金を製造するためのプロセスは、インター焼鈍工程(例えば、1つまたは複数の冷間圧延工程の間)を含むことができる。
続いて、鋳造、均質化、または圧延された製品は、任意選択で、1つまたは複数の溶体化熱処理工程を受けることができる。クラッドプレート、シェート、またはシートは、最大で約600℃(例えば、約400℃~約600℃)のピーク金属温度(PMT)に加熱され、その温度で所定期間浸漬され得る。場合によっては、熱間圧延温度は、約400℃~約600℃(例えば、約430℃~約500℃、約440℃~約490℃、約450℃~約480℃、または約460℃~約475℃)であり得る。例えば、圧延製品は、最大10分(例えば、0秒、60秒、75秒、90秒、2分、3分、4分、または5分)の浸漬時間、PMT(例えば、約550℃)で浸漬され得る。いくつかの実施形態では、鋳造、均質化、または圧延された製品は、約10秒で金属のピーク温度まで加熱することができる。
いくつかの例では、溶液熱処理工程の加熱速度は、約250℃/時~約350℃/時(例えば、約250℃/時、約255℃/時、約260℃/時間、約265℃/時間、約270℃/時間、約275℃/時間、約280℃/時間、約285℃/時間、約290℃/時間、約295℃/時間、約300℃/時間、約305℃/時間、約310℃/時間、約315℃/時間、約320℃/時間、約325℃/時間、約330℃/時間、約335℃/時間、約340℃/時間、約345℃/時間、または約350℃/時間)であり得る。
加熱速度は、特に連続溶体化熱処理ラインで処理された鋳造、均質化、または圧延製品の場合、大幅に高くなる可能性がある。連続熱処理ラインの加熱速度は、約5℃/秒~約20℃/秒(例えば、5℃/秒、6℃/秒、7℃/秒、8℃/秒、9℃/秒、10℃/秒、11℃/秒、12℃/秒、13℃/秒、14℃/秒、15℃/秒、16℃/秒、17℃/秒、18℃/秒、19℃/秒、または20℃/秒)の範囲であり得る。
いくつかの実施形態では、溶液熱処理後、高温の製品を急速に冷却することができる(例えば、水焼入れ)。例えば、高温の製品は、50℃/秒(℃/秒)を超える速度で約500℃~約200℃の温度に冷却することができる。一例では、クラッドプレート、シェート、またはシートは、200℃/sを超える焼入れ速度で約450℃の温度~約200℃の温度に冷却される。他の場合では、所望により冷却速度をより速くすることができる。
溶液熱処理後、熱処理された製品は、所望により、コイル状にされる前に製品を再加熱することによる予備時効処理に供され得る。予備時効処理は、約70℃~約125℃の温度で、最大6時間の一定時間実施され得る。例えば、予備時効処理は、約70℃、約75℃、約80℃、約85℃、約90℃、約95℃、約100℃、約105℃、約110℃、約115℃、約120℃、または約125℃の温度で実施され得る。任意に、予備時効処理は、約30分、約1時間、約2時間、約3時間、約4時間、約5時間、または約6時間実施され得る。予備時効処理は、プレート、シェート、またはシートを、放射熱、対流熱、誘導熱、赤外線熱などを発するデバイスなどの加熱デバイスに通すことによって実施され得る。
本明細書に開示のアルミニウム合金の機械的特性は、所望の用途に応じて、種々の時効処理条件により制御されてもよい。場合によっては、本明細書に記載のアルミニウム合金製品は、Tx質別(例えば、T1質別、T4質別、T5質別、T6質別、T7質別、T8x質別(例えば、T81質別またはT82質別))、W質別、O質別、またはF質別で顧客に届けることができる。いくつかの例では、人工的な時効工程を実行することができる。人工時効工程は、合金の高強度特性を開発し、合金の他の望ましい特性を最適化する。人工時効工程は、約100℃~約250℃などの適切な温度で(例えば、約180℃または約225℃で)実施することができる。時効工程は、約10分~約36時間までの期間(例えば、約30分または約24時間)実行することができる。いくつかの例では、人工時効工程を180℃で30分間実行して、T81質別を生成することができる。いくつかの例では、人工時効工程を185℃で25分間実行して、T81質別を生成することができる。さらにいくつかの例では、人工時効工程を225℃で30分間実行して、T82質別を生成することができる。いくつかのさらに別の例では、合金は自然時効工程にかけられる。自然な時効の工程は、T4質別をもたらすことができる。
アルミニウム合金の使用方法
本明細書に記載されているアルミニウム合金製品は、自動車の用途や他の航空機、鉄道などの用途といった輸送の用途に使用できる。例えば、アルミニウム合金製品を使用して、アウターパネル、インナーパネル、サイドパネル、バンパー、サイドビーム、ルーフビーム、クロスビーム、ピラー補強材(Aピラー、Bピラー、及びCピラーなど)、インナーフード、アウターフード、またはトランクリッドパネルなどの自動車構造部品を作ることができる。本明細書に記載のアルミニウム合金及び方法は、航空機または鉄道車両の用途にも、例えば、外部及び内部パネルを作るためにも使用され得る。いくつかの例では、アルミニウム合金製品及びクラッドアルミニウム合金製品は、航空宇宙構造及び非構造部品または海洋構造もしくは非構造部品において使用され得る。
本明細書に記載されているアルミニウム合金製品及び方法は、電子機器の用途にも使用できる。例えば、本明細書に記載されているアルミニウム合金製品及び方法は、携帯電話及びタブレットコンピュータを含む電子装置用のハウジングを作るために使用され得る。いくつかの例では、合金は、携帯電話(例えばスマートフォン)の外部ケーシング用の筐体及びタブレットのボトムシャーシ用の筐体を作るために使用され得る。
本明細書に記載の鋳造製品は、プレート形態または他の好適な製品形態での製品を製造するために使用され得る。製品は、当業者に知られている技術を使用して製造することができる。いくつかの例では、アルミニウム合金を使用して押し出しを製造することができる。例えば、本明細書に記載のアルミニウム合金は、押し出しアルミニウム合金製品を製造するために使用することができる。
アルミニウム合金製品及びクラッドアルミニウム合金製品ならびに本明細書に記載の方法はまた、所望により他の用途において使用され得る。本明細書に記載のアルミニウム合金製品は、エンドユーザによってさらに処理するのに好適なアルミニウム合金シート及び/またはプレートとして提供され得る。例えば、アルミニウム合金シートまたはクラッドアルミニウム合金シートはさらに、美学的及び構造的目的のための建築用外層パネルとして使用するためにエンドユーザによって表面処理に供され得る。
以下の実施例は、本発明をさらに説明するのに役立つが、しかしながら同時に、そのいかなる限定も構成しない。これに対して、本明細書の説明を読んだ後に、本発明の趣旨から逸脱することなく当業者にそれ自体を示唆し得る、様々な実施形態、それらの改変物及び均等物が用いられ得ると明らかに理解されるべきである。以下の例に記載される研究中、別段記述されない限り、従来の手順に従った。手順の一部が、説明のために以下で記載される。
実施例1:
アルミニウム合金は、直接チル鋳造をして、65mmのインゴットを調製した。アルミニウム合金試料を50℃/時で加熱し、550℃で10時間保持することによって均質化した。次に、試料を出口温度350℃で65mmのゲージから9.5mmのゲージに熱間圧延した。350℃で停止した炉でコイル冷却をシミュレートし、試料を24時間かけて24℃に冷却した。次に、試料を6.5mmのゲージに冷間圧延した。次に、試料を550℃で60秒間(溶体化処理温度まで10秒の加熱時間で)溶液化し、試料を水で急冷した。次に、試料を90℃で2時間プレ時効した。次に、以下に説明するように、試料を特定の温度に人工的に時効し、次に、以下に詳述するように、機械的特性についてテストした。
表9に示すように、比較例の合金A及びBは、既存の技術を代表することを意図し、本明細書に記載のアルミニウム合金を代表する実施例の合金1~9との比較として調製された。表9に、実施例1~9及び比較例の合金A及びBのリサイクルスクラップの含有量と種類を示す。実施例の合金1~3には、25重量%UBCスクラップ及び75重量%混合リサイクル合金を含み、実施例の合金4~6には、50重量%UBCスクラップ及び50重量%混合リサイクル合金を含み、及び実施例の合金7~9には、75重量%UBCスクラップ及び25重量%混合リサイクル合金を含む。比較例A及びBは混合合金を含まず、比較例Aは、最大25重量%UBCを有した。

Figure 2023524614000011
実施例の合金1~9及び比較例の合金A及びBのアルミニウム合金組成を表10に示す。表10において、全ての値は全体の重量パーセント(重量%)である。合金は全体で最大0.15重量%の不純物を含むことができ、残部はアルミニウムである。

Figure 2023524614000012
表11に、実施例の合金1~9及び比較例の合金A及びBの液相線温度、固相線温度、シェル温度、及び溶媒和温度を示す。液相線温度は、アルミニウム合金が完全に液体になる平衡温度であり、アルミニウム合金が完全に凝固する固相線またはシェル温度で終了する。ソルバス温度は、全ての固体析出物(Mg2Siなど)がアルミニウム合金に溶解する温度である。シェル温度は、シェル近似に基づく非平衡固相線温度であり、合金が完全に凝固すると予測される。シェル温度(非平衡)と固相線温度(平衡温度)の差は、完全に固体状態での溶体化熱処理の処理ウィンドウである凝固温度範囲と呼ばれる。より良い加工性のためには、より低い凝固温度範囲がより望ましい。

Figure 2023524614000013
図1は、固相線温度と、実施例の合金1~9及び比較例の合金A及びBを製造するために使用される異なるリサイクルスクラップ材料の量との間の関係を示す。図1に示すように。図1に示すように、実施例1~6は、比較例A及びBよりも低い固相線温度(例えば、601℃以下)を有し、したがって、実施例のアルミニウム合金のより良好な加工性を実証している。さらに、実施例7~9は、比較例A及びBに匹敵する固相線温度を有する。図2は、リサイクルスクラップ材料の量がソルバス温度と固相線温度に及ぼす影響を示す。具体的には、図2は、固相線温度が一般にUBCスクラップの量が多いほど上昇するのに対し、固相線温度は一般に、混合リサイクルスクラップからの5xxxシリーズアルミニウム合金及び6xxxシリーズアルミニウム合金の量が多いほど低下することを示す。
表12に、実施例の合金1~9と比較例の合金A及びBのSi:Mgと過剰Si含有量の比率を示す。Si:Mgと過剰Si含有量の比率は、本明細書に記載される機械的特性を実現するための重要なパラメータである。特に、Si+Mn-(Fe/ 2)の値が0.66~1.00のアルミニウム合金組成物は、高い塗料焼き付け応答(例えば、約185℃温度で約20分間の塗料焼き付け後のRp0.2、2%の予ひずみ)及び良好な伸び特性をもたらす。

Figure 2023524614000014
アルミニウム合金特性
比較例の合金1及び実施例の合金1~6についての引張試験を実施した。図3a~cは、それぞれ、バッチ焼鈍後(例えば、330℃で2時間のバッチ焼鈍後)、550℃で0秒の連続焼鈍及び溶体化熱処理、及び550℃で60秒の連続焼鈍及び溶体化熱処理のアルミニウム試料の最大引張強度(Rm)及び降伏強度(Rp0.2)のグラフである。図3a~cに示すように、実施例の合金1~9は、比較例の合金A及びBと同等またはそれ以上の引張強度を示す。図4cは、実施例4~6(約50%のUBCスクラップを含む)が、比較例の合金A及びBよりも高い降伏強度、及び同様の最大引張強度を有することを示す。同様に、図7a~7cに示すように、比較例の合金A及びBならびに実施例の合金1~9を人工的にT8x調質まで時効した場合、実施例1~9の高リサイクル含有量合金は、連続焼鈍と溶体化処理にさらされた場合、比較例の合金A及びBと同等の降伏強度を依然として示す。
試料の成形性は、破断伸び率の場合はISO/ENA80、及び均一伸び率の場合はISO/EN Agで測定した。図4a~cは、それぞれ、バッチ焼鈍後(例えば、330℃で2時間のバッチ焼鈍後)、550℃で0秒の連続焼鈍及び溶体化熱処理、及び550℃で60秒の連続焼鈍及び溶体化熱処理の比較例の合金A及びB及び実施例の合金1~9のA80及びAgを示す。図4a~4cに示すように、実施例の合金1~9のそれぞれは、17%を超える破断伸び及び15%を超える均一な伸びを示した。バッチ焼鈍された試料の場合、UBCスクラップの量が多いほど、破断伸びと均一伸びは一般に減少した。しかしながら、図4cは、連続焼鈍及び溶体化熱処理後、高UBCスクラップ合金(例えば、実施例4~9)が、実施例の合金1~3及び比較例の合金A及びBと同等の破断伸び及び均一伸びを示したことを示す。図9a~cは、均一な伸びが、例えば、約75%のUBCスクラップを有する合金の場合、15%よりも大きいことを示す。ただし、混合合金スクラップに6xxxシリーズのアルミニウム合金が多く含まれている例では、調整されたバッチ焼鈍条件下で処理すると、伸びが向上する可能性がある。
引張試験はまた、ISO 10113(2006)及びISO 10275(2007)を使用して試料についてr及びn値を測定するために使用した。図5a~cは、それぞれ、バッチ焼鈍後(例えば、330℃で2時間のバッチ焼鈍後)、550℃で0秒の連続焼鈍及び溶体化熱処理、及び550℃で60秒の連続焼鈍及び溶体化熱処理の比較例の合金A及びB及び実施例の合金1~9のr値及びn値を示す。図5a~cから明らかなように、実施例の合金1~9は、比較例の合金Bを超えて、8%~12%のひずみ範囲で良好なr値を示す。図5cは、例示的な合金1~8が、550℃で60秒間の連続焼鈍及び溶体化熱処理に供された場合に、比較例の合金Aに対して良好なr値を示すことを示す。図10a~cは、UBCの量の関数としての8%~12%のひずみ範囲でのr値を示す。一般に、実施例1~9は、比較例Bよりも高いr値を示した。これは、実施例1~9に高いUBCスクラップリサイクル含有量が含まれていることを考えると予想外である。
試料の曲げ特性は、仕様VDA 238-100に従ってβ曲げ角度を使用して測定され、n値はISO 10275(2007)を使用して10%~15%のひずみ範囲で測定されました。これらの試験の結果を図6a~cに示す。実施例の合金1~9は、比較の合金Bに匹敵し、比較の例Aよりもわずかに悪い十分な曲げを示した。驚くべきことに、実施例の合金4~9は、UBCスクラップのリサイクル含有量が50%を超えても、これを達成した。
図8a~cは、それぞれ、バッチ焼鈍後(例えば、330℃で2時間のバッチ焼鈍後)、550℃で0秒の連続焼鈍及び溶体化熱処理、及び550℃で60秒の連続焼鈍及び溶体化熱処理の比較例の合金A及びB及び実施例の合金1~9の仕様VDA 238-100に従ってβ曲げ角度を示すグラフである。図8aに示すように、バッチ焼鈍プロセスは、大きな変動を有する実施例1~9の曲げ性及び強度の値をもたらす。しかしながら、図8b及び8cに示すように、連続焼鈍及び溶体化熱処理プロセスの後、実施例1~9は、比較例の合金A及びBよりも優れた曲げ性及び強度値を示した。
図11及び12は、実施例1~9及び比較例A及びBの伸び及び強度(塗料焼き付け後)特性に対するSi+Mn-(Fe/2)含有量の影響を示す。具体的には、Si+Mn-アルミニウム合金組成物中の(Fe/2)含有量を調査して、実施例1~9及び比較例A及びBのアルミニウム合金の特性に対するこれらの合金元素の影響を決定した。例えば、図11は、アルミニウム合金組成物中のSi+Mn-(Fe/2)含有量の関数としての実施例の合金1~9及び比較例A及びBの均一伸び(Ag)(%で測定)のグラフであり、図12は、アルミニウム合金組成物中のSi+Mn-(Fe/ 2)含有量の関数として、T8x質別(y軸)における実施例の合金1~9及び比較例A及びBの降伏強度(Rp0.2)のグラフである(例えば、2%の予ひずみ後、約185℃の温度で約20分間の熱処理後のRp0.2)。図11及び12に示すように、0.70重量%~1.0重量%(例えば、0.75重量%~0.95重量%)のSi+Mn-(Fe/2)含有量を有する例示的な合金は、塗料焼き付け後に高い強度を示し、また、良好な伸び特性を示した。例えば、実施例の合金4は、優れた塗料焼き付け強度及び伸び値を示し、0.70重量%~1.0重量%のSi+Mn-(Fe/2)含有量を有していた。同じ量のUBC(例えば、UBCの重量%)で検出され、Si+Mn-Fe/2の量を増やすと、塗料焼き付け強度が高くなることが分かった。例えば、図12に示すように、熱処理後の降伏強度は、塗料焼付サイクル後のより高い使用強度を有するアルミニウム合金を生成した。
実施例2:
混合合金スクラップからのアルミニウム合金
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のアルミニウム合金は、リサイクルスクラップの様々な組み合わせから製造することができる。様々なリサイクルスクラップソースから調製された合金組成の例を以下の表13に示す。実施例の合金10~44は、様々なリサイクルスクラップストリームの様々な比率を組み合わせて製造されるアルミニウム合金組成物の新しい配合である。実施例の合金10~44のアルミニウム合金は、直接冷間圧延、熱間圧延、冷間圧延、及び連続焼鈍及び溶体化熱処理によって製造された。具体的には、熱間圧延条件は、実施例の合金10~44のアルミニウム合金を製造するために重要であった。
Figure 2023524614000015
Figure 2023524614000016
表13において、全ての値は全体の重量パーセント(重量%)である。合金は全体で最大0.15重量%の不純物を含むことができ、残部はアルミニウムである。実施例10~44のアルミニウム合金は、異なる混合合金スクラップ材料から製造された。特に、実施例10~15は、EOLアルミニウム集約型車両から得られたリサイクルスクラップから製造された(例えば、鍛造及び鋳造アルミニウム合金からの混合5xxxシリーズ、6xxxシリーズ、及び7xxxシリーズアルミニウム合金、押し出しアルミニウムなど)、実施例16混合自動車スクラップから製造された、実施例17及び18は混合自動車スクラップ及び一次アルミニウム合金から製造された、実施例19はUBCスクラップ、混合自動車スクラップ、及び分離自動車スクラップから製造された、実施例20~26は単収縮及び混合自動車から製造された。スクラップ、実施例27~29は、UBCスクラップ及び混合自動車スクラップから製造され、実施例30~33は、UBCスクラップ、混合自動車スクラップ、及びろう付け合金スクラップから製造され、実施例34~38は、混合自動車スクラップ及びろう付け合金スクラップから製造された。実施例39及び40は、UBCスクラップ、混合自動車スクラップ、及び単収縮から製造され、実施例41~44は、ろう付け合金スクラップ、混合自動車スクラップ、及び単収縮から製造された。
実施例3:
アルミニウム合金試料45~49は、実施例1で説明したプロセスに従って製造されました。表14に、実施例45~49のリサイクルスクラップの含有量と種類を示す。実施例の合金45には、50重量%UBCスクラップ及び50重量%混合合金スクラップ、実施例の合金46には75重量%UBCスクラップ及び25重量%混合合金スクラップ、実施例の合金47には100重量%UBCスクラップ、例48には25重量%UBCスクラップ、50重量%混合合金スクラップ、及び25重量%ランダムスクラップ(例えば、非自動車スクラップ)、及び実施例49は、90重量%缶ボディストック(CBS)及び5~10重量%一次アルミニウム合金を含んでいた。
Figure 2023524614000017
実施例の合金45~49のアルミニウム合金組成を表15に示す。表15において、全ての値は全体の重量パーセント(重量%)である。合金は全体で最大0.15重量%の不純物を含むことができ、残部はアルミニウムである。
Figure 2023524614000018
実施例の合金45及び49のアルミニウム合金組成物は、それぞれ実施例4及び9と同様の組成を有するが、より高いCu含有量を有する。実施例45及び46の追加のCuは、アルミニウム合金の強度を増加させた。例えば、図13は、Cuの添加により、T4質別及びT8x質別の降伏強度が高くなることを示す(例えば、Rp0.2、約185℃の温度で約20分間、2%の予ひずみを与えた後)。実際、実施例45、46、及び48は、混合合金スクラップから製造されなかった比較例A及びBよりも高い強度値を有していた。したがって、実施例45、46、及び48は、複数の異なるスクラップシステムからのリサイクルスクラップを組み込んでいる間、より高い強度値を達成することができる。さらに、例45、46、及び48は、比較例Aに匹敵する塗料焼き付け応答を示した。主にUBSまたはUBCから製造された例47及び49は、強度値が大幅に低くなった。
図14及び15は、比較例A及びBと比較した実施例45~49の伸び及びn値を示す。比較例Bは、最も高い破断伸び及び均一な伸びを有した。しかしながら、実施例45及び48は、同等の伸び値を示した。全体として、実施例48は、特性の最良の組み合わせを示した。したがって、どの目標特性(例えば、高強度、伸びなど)が望まれるかに応じて、合金元素をリサイクルスクラップから製造されたアルミニウム合金に添加して、これらの特性を達成することができる。例えば、実施例の合金45及び46によって示されるように、より高い強度及び伸びのために、追加の量のCuをアルミニウム合金組成物に加えることができる。
例示
例示1は、0.50重量%~3.00重量%のMg、0.10重量%~3.50重量%のSi、0.01重量%~0.60重量%のFe、最大1.20重量%のCu、0.10重量%~0.90重量%のMn、最大0.20重量%のCr、最大0.20重量%のTi、最大0.10重量%のV、最大1.00重量%のZn、最大0.15重量%の不純物、及びAlを含む、アルミニウム合金である。
例示2は、1.00重量%~2.50重量%のMg、0.20重量%~3.00重量%のSi、0.15重量%~0.50重量%のFe、0.001重量%~0.90重量%の重量%Cu、0.20重量%~0.80重量%のMn、最大0.15重量%のCr、最大0.10重量%のTi、最大0.08重量%のV、0.001重量%~0.50重量%のZn、最大0.15重量%の不純物、及びAlを含む、先行または後続するいずれかの例示のアルミニウム合金である。
例示3は、1.40重量%~2.40重量%のMg、0.30重量%~2.50重量%のSi、0.20重量%~0.40重量%のFe、0.05重量%~0.75重量%のCu、0.40重量%~0.70重量%のMn、最大0.10重量%のCr、最大0.05重量%のTi、最大0.05重量%のV、0.005重量%~0.40重量%のZn、最大0.15重量%の不純物、及びAlを含む、先行または後続するいずれかの例示のアルミニウム合金である。
例示4は、1.00重量%~3.00重量%のMg、0.10重量%~0.90重量%のSi、0.01重量%~0.60重量%のFe、最大0.50重量%のCu、0.10重量%~0.90重量%のMn、最大0.20重量%のCr、最大0.20重量%のTi、最大0.10重量%のV、最大1.00重量%のZn、最大0.15重量%の不純物、及びAlを含み、ここで、アルミニウム合金は、最大100%のリサイクルスクラップを含み;及びここで、リサイクルスクラップは、前記リサイクルスクラップの総重量に基づいて、使用済み飲料缶スクラップの少なくとも25%を含む、先行または後続するいずれかの例示のアルミニウム合金である。
例示5は、1.25重量%~2.50重量%のMg、0.20重量%~0.80重量%のSi、0.15重量%~0.50重量%のFe、0.01重量%~0.30重量%のCu、0.20重量%~0.80重量%のMn、最大0.15重量%のCr、最大0.10重量%のTi、最大0.05重量%のV、最大0.50重量%のZn、最大0.15重量%の不純物、及びAlを含む、先行または後続するいずれかの例示のアルミニウム合金である。
例示6は、1.60重量%~2.40重量%のMg、0.30重量%~0.60重量%のSi、0.20重量%~0.40重量%のFe、0.05重量%~0.20重量%のCu、0.40重量%~0.70重量%のMn、最大0.10重量%のCr、最大0.05重量%のTi、最大0.03重量%のV、最大0.20重量%のZn、最大0.15重量%の不純物、及びAlを含む、先行または後続するいずれかの例示のアルミニウム合金である。
例示7は、Si:Mg重量%の比が、0.05:1~0.60:1である、先行または後続するいずれかの例示のアルミニウム合金である。
例示8は、アルミニウム合金が、-1.70から0.10までの過剰なSi含有量を有する、先行または後続するいずれかの例示のアルミニウム合金である。
例示9は、アルミニウム合金が、0.20重量%未満のCu含有量、0.20:1~0.45:1までのSi:Mg比、及び-1.30~0までの過剰なSi含有量を含む、先行または後続するいずれかの例示のアルミニウム合金である。
例示10は、リサイクルスクラップが、前記リサイクルスクラップの総重量に基づいて、使用済み飲料缶スクラップの少なくとも50%を含む、先行または後続するいずれかの例示のアルミニウム合金である。
例示11は、リサイクルスクラップが、少なくとも25%の混合合金スクラップを含む、先行または後続するいずれかの例示のアルミニウム合金である。
例示12は、混合合金スクラップが、2xxxシリーズのアルミニウム合金、5xxxシリーズのアルミニウム合金、6xxxシリーズのアルミニウム合金、または7xxxシリーズのアルミニウム合金を含む、先行または後続するいずれかの例示のアルミニウム合金である。
例示13は、混合合金スクラップが、5xxxシリーズアルミニウム合金と6xxxシリーズアルミニウム合金との比率が1:3から3:1である、先行または後続するいずれかの例示のアルミニウム合金である。
例示14は、混合合金スクラップが、前記リサイクルスクラップの総重量に基づいて、5xxxシリーズのアルミニウム合金の少なくとも18.75重量%を含む、先行または後続するいずれかの例示のアルミニウム合金である。
例示15は、混合合金スクラップが、前記リサイクルスクラップの総重量に基づいて、6xxxシリーズのアルミニウム合金の少なくとも18.75重量%を含む、先行または後続するいずれかの例示のアルミニウム合金である。
例示16は、アルミニウム合金は、T4質別の場合、約185℃の温度で約20分間塗料焼き付けし、2%の予ひずみの後に、ISO 6892-1(2016)に従ってテストした場合、160MPaから250MPaの降伏強度(Rp0.2)を有する、先行または後続するいずれかの例示のアルミニウム合金である。
例示17は、アルミニウム合金が、少なくとも15%の破断伸びを有する、先行または後続するいずれかの例示のアルミニウム合金である。
例示18は、アルミニウム合金が、全ての方向(圧延方向に対して、縦(L)、対角(D)、及び/または横(T))において、少なくとも0.40のr(10)値を有する、先行または後続するいずれかの例示のアルミニウム合金である。
例示19は、アルミニウム合金が、仕様VDA238-100による曲げ性試験のために、40°から100°のβ曲げ角度を有する、先行または後続するいずれかの例示のアルミニウム合金である。
例示20は、アルミニウム合金が、一次アルミニウム合金を除外する、先行または後続するいずれかの例示のアルミニウム合金である。
例示21は、アルミニウム合金が、シート、プレート、電子機器装置ハウジング、自動車用構造部品、航空宇宙用構造部品、航空宇宙用非構造部品、海洋用構造部品、または海洋非構造部品である、先行または後続するいずれかの例示のアルミニウム合金である。
例示22は、アルミニウム合金が、均質化、熱間圧延、冷間圧延、溶体化処理、予備時効、及び人工時効を含むプロセスから製造される、先行または後続するいずれかの例示のアルミニウム合金である。
例示23は、アルミニウム合金が、熱間圧延後に冷間コイル状にされる、先行または後続するいずれかの例示のアルミニウム合金である。
例示24は、アルミニウム合金が、少なくとも75%のリサイクルスクラップを含む、先行または後続するいずれかの例示のアルミニウム合金である。
例示25は、アルミニウム合金が、寿命末期のアルミニウム物品のうちの1つまたは複数からのリサイクルスクラップ、混合自動車スクラップ、UBCスクラップ、単収縮、及び熱交換器スクラップを含む、先行または後続するいずれかの例示のアルミニウム合金である。
例示26は、リサイクルスクラップが、前記寿命末期のアルミニウム物品を含み、前記寿命末期のアルミニウム物品が、アルミニウム集約型車両に由来する、先行または後続するいずれかの例示のアルミニウム合金である。
例示27は、リサイクルスクラップが、寿命末期のアルミニウム製品に由来するスクラップの100%を含む、先行または後続するいずれかの例示のアルミニウム合金である。
例示28は、リサイクルスクラップが、熱交換器スクラップを含み、熱交換器スクラップが、ろう付け合金スクラップを含む、先行または後続するいずれかの例示のアルミニウム合金である。
例示29は、リサイクルスクラップが、混合自動車スクラップを含み、混合自動車スクラップが、鍛造合金及び鋳造合金からのリサイクルスクラップを含む、先行または後続するいずれかの例示のアルミニウム合金である。
例示30は、アルミニウム合金が、最大25%の一次アルミニウム合金を含む、先行または後続するいずれかの例示のアルミニウム合金である。
上で引用されている全ての特許、出版物、及び要約は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。本発明の様々な実施形態は、本発明の様々な目的の達成において記載される。これらの実施形態は、本発明の原理の単なる例示であることが認識されるべきである。以下の特許請求の範囲で定義される本発明の趣旨及び範囲から逸脱することがなく、多数の改変及び適応が当業者に容易に明らかになる。

Claims (30)

  1. 0.50重量%~3.00重量%のMg、0.10重量%~3.50重量%のSi、0.01重量%~0.60重量%のFe、最大1.20重量%のCu、0.10重量%~0.90重量%のMn、最大0.20重量%のCr、最大0.20重量%のTi、最大0.10重量%のV、最大1.00重量%のZn、最大0.15重量%の不純物、及びAlを含む、アルミニウム合金。
  2. 1.00重量%~2.50重量%のMg、0.20重量%~3.00重量%のSi、0.15重量%~0.50重量%のFe、0.001重量%~0.90重量%のCu、0.20重量%~0.80重量%のMn、最大0.15重量%のCr、最大0.10重量%のTi、最大0.08重量%のV、0.001重量%~0.50重量%のZn、最大0.15重量%の不純物、及びAlを含む、請求項1に記載のアルミニウム合金。
  3. 1.40重量%~2.40重量%のMg、0.30重量%~2.50重量%のSi、0.20重量%~0.40重量%のFe、0.05重量%~0.75重量%のCu、0.40重量%~0.70重量%のMn、最大0.10重量%のCr、最大0.05重量%のTi、最大0.05重量%のV、0.005重量%~0.40重量%のZn、最大0.15重量%の不純物、及びAlを含む、請求項1または2のいずれか1項に記載のアルミニウム合金。
  4. 1.00重量%~3.00重量%のMg、0.10重量%~0.90重量%のSi、0.01重量%~0.60重量%のFe、最大0.50重量%のCu、0.10重量%~0.90重量%のMn、最大0.20重量%のCr、最大0.20重量%のTi、最大0.10重量%のV、最大1.00重量%のZn、最大0.15重量%の不純物、及びAlを含み、
    ここで、前記アルミニウム合金は、最大100%のリサイクルスクラップを含み;及び
    ここで、前記リサイクルスクラップは、前記リサイクルスクラップの総重量に基づいて、少なくとも25%の使用済み飲料缶スクラップを含む、請求項1に記載のアルミニウム合金。
  5. 1.25重量%~2.50重量%のMg、0.20重量%~0.80重量%のSi、0.15重量%~0.50重量%のFe、0.01重量%~0.30重量%のCu、0.20重量%~0.80重量%のMn、最大0.15重量%のCr、最大0.10重量%のTi、最大0.05重量%のV、最大0.50重量%のZn、最大0.15重量%の不純物、及びAlを含む、請求項1~4のいずれか1項に記載のアルミニウム合金。
  6. 1.60重量%~2.40重量%のMg、0.30重量%~0.60重量%のSi、0.20重量%~0.40重量%のFe、0.05重量%~0.20重量%のCu、0.40重量%~0.70重量%のMn、最大0.10重量%のCr、最大0.05重量%のTi、最大0.03重量%のV、最大0.20重量%のZn、最大0.15重量%の不純物、及びAlを含む、請求項1、4、及び5のいずれか1項に記載のアルミニウム合金。
  7. Si:Mg重量%の比が、0.05:1~0.60:1である、請求項1~6のいずれか1項に記載のアルミニウム合金。
  8. 前記アルミニウム合金が、-1.70~0.10の過剰なSi含有量を有する、請求項1~7のいずれか1項に記載のアルミニウム合金。
  9. 前記アルミニウム合金が、0.20重量%未満のCu含有量、0.20:1~0.45:1までのSi:Mg比、及び-1.30~0の過剰なSi含有量を含む、請求項1~8のいずれか1項に記載のアルミニウム合金。
  10. 前記リサイクルスクラップが、前記リサイクルスクラップの総重量に基づいて、少なくとも50%の使用済み飲料缶スクラップを含む、請求項1~9のいずれか1項に記載のアルミニウム合金。
  11. 前記リサイクルスクラップが、少なくとも25%の混合合金スクラップを含む、請求項1~10のいずれか1項に記載のアルミニウム合金。
  12. 前記混合合金スクラップが、2xxxシリーズのアルミニウム合金、5xxxシリーズのアルミニウム合金、6xxxシリーズのアルミニウム合金、または7xxxシリーズのアルミニウム合金を含む、請求項11に記載の方法。
  13. 前記混合合金スクラップにおいて、前記5xxxシリーズのアルミニウム合金と前記6xxxシリーズのアルミニウム合金との比率が1:3から3:1である、請求項12に記載のアルミニウム合金。
  14. 前記混合合金スクラップが、前記リサイクルスクラップの総重量に基づいて、少なくとも18.75重量%の前記5xxxシリーズのアルミニウム合金を含む、請求項12または13のいずれか1項に記載のアルミニウム合金。
  15. 前記混合合金スクラップが、前記リサイクルスクラップの総重量に基づいて、少なくとも18.75重量%の前記6xxxシリーズのアルミニウム合金を含む、請求項12~14のいずれか1項に記載のアルミニウム合金。
  16. 前記アルミニウム合金が、T4質別の場合、約185℃の温度で約20分間塗料焼き付けし、2%の予ひずみの後に、ISO 6892-1(2016)に従ってテストした場合、160MPaから250MPaの降伏強度(Rp0.2)を有する、請求項1~15のいずれか1項に記載のアルミニウム合金。
  17. アルミニウム合金が、少なくとも15%の破断伸びを有する、請求項1~16のいずれか1項に記載のアルミニウム合金。
  18. 前記アルミニウム合金が、全ての方向(圧延方向に対して、縦(L)、対角(D)、及び/または横(T))において、少なくとも0.40のr(10)値を有する、請求項1~17のいずれか1項に記載のアルミニウム合金。
  19. 前記アルミニウム合金が、仕様VDA238-100による曲げ性試験のために、40°から100°のβ曲げ角度を有する、請求項1~18のいずれか1項に記載のアルミニウム合金。
  20. 前記アルミニウム合金が、一次アルミニウム合金を除外する、請求項1~19のいずれか1項に記載のアルミニウム合金。
  21. 前記アルミニウム合金が、シート、プレート、電子機器装置ハウジング、自動車用構造部品、航空宇宙用構造部品、航空宇宙用非構造部品、海洋用構造部品、または海洋非構造部品である、請求項1~20のいずれかに記載のアルミニウム合金。
  22. 前記アルミニウム合金が、均質化、熱間圧延、冷間圧延、溶体化処理、予備時効、及び人工時効を含むプロセスから製造される、請求項1~21のいずれか1項に記載のアルミニウム合金。
  23. 前記アルミニウム合金が、熱間圧延後に冷間コイル状にされる、請求項22に記載のアルミニウム合金。
  24. 前記アルミニウム合金が、少なくとも75%のリサイクルスクラップを含む、請求項1~23のいずれか1項に記載のアルミニウム合金。
  25. 前記アルミニウム合金が、寿命末期のアルミニウム物品、混合自動車スクラップ、UBCスクラップ、単収縮、及び熱交換器スクラップのうちの1つまたは複数からのリサイクルスクラップを含む、請求項1~24のいずれか1項に記載のアルミニウム合金。
  26. 前記リサイクルスクラップが、前記寿命末期のアルミニウム物品を含み、前記寿命末期のアルミニウム物品が、アルミニウム集約型車両に由来する、請求項25に記載のアルミニウム合金。
  27. 前記リサイクルスクラップが、100%の前記寿命末期のアルミニウム製品に由来するスクラップを含む、請求項25または26のいずれか1項に記載のアルミニウム合金。
  28. 前記リサイクルスクラップが、前記熱交換器スクラップを含み、前記熱交換器スクラップが、ろう付け合金スクラップを含む、請求項25~27のいずれか1項に記載のアルミニウム合金。
  29. 前記リサイクルスクラップが、前記混合自動車スクラップを含み、前記混合自動車スクラップが、鍛造合金及び鋳造合金からのリサイクルスクラップを含む、請求項25~28のいずれか1項に記載のアルミニウム合金。
  30. 前記アルミニウム合金が、最大25%の一次アルミニウム合金を含む、請求項24~26、28、及び29のいずれか1項に記載のアルミニウム合金。
JP2022549322A 2020-04-15 2021-04-14 リサイクルされたアルミニウム合金スクラップから製造されたアルミニウム合金 Pending JP2023524614A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202063010182P 2020-04-15 2020-04-15
US63/010,182 2020-04-15
PCT/US2021/027256 WO2021211696A1 (en) 2020-04-15 2021-04-14 Aluminum alloys produced from recycled aluminum alloy scrap

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023524614A true JP2023524614A (ja) 2023-06-13

Family

ID=75850648

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022549322A Pending JP2023524614A (ja) 2020-04-15 2021-04-14 リサイクルされたアルミニウム合金スクラップから製造されたアルミニウム合金

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20230183841A1 (ja)
EP (1) EP4136269A1 (ja)
JP (1) JP2023524614A (ja)
KR (1) KR20220123454A (ja)
CN (1) CN115768912A (ja)
BR (1) BR112022013281A2 (ja)
CA (1) CA3167651A1 (ja)
MX (1) MX2022012542A (ja)
WO (1) WO2021211696A1 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023215308A1 (en) * 2022-05-04 2023-11-09 Novelis Inc. High-strength aluminum alloys for can end stock and methods for preparing the same
FR3136242B1 (fr) * 2022-06-01 2024-05-03 Constellium Valais Tôles pour éléments de chambres à vide en alliage d’aluminium
WO2024054968A1 (en) * 2022-09-09 2024-03-14 Novelis Inc. High recycle content aluminum alloys and methods of making and using
WO2024097460A1 (en) * 2022-11-04 2024-05-10 Novelis Inc. High recycle content 6xxx series aluminum alloys and methods for preparing the same
WO2024148252A1 (en) * 2023-01-05 2024-07-11 Alcoa Usa Corp. Systems and methods of recycling aluminum scrap and associated products
CN116891964A (zh) * 2023-09-11 2023-10-17 山东三源铝业有限公司 一种无复合层自钎焊铝合金材料及制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995018876A1 (en) * 1994-01-04 1995-07-13 Golden Aluminum Company Method and composition for castable aluminum alloys
JPH08132106A (ja) * 1994-11-04 1996-05-28 Showa Alum Corp アルミニウム合金箔の製造方法
JPH11293362A (ja) * 1998-04-08 1999-10-26 Furukawa Electric Co Ltd:The 展伸材用アルミニウム合金の製造方法及びこれにより得られるアルミニウム合金展伸材
JP2001162318A (ja) * 1999-08-25 2001-06-19 Furukawa Electric Co Ltd:The 自動車部材向け鍛造加工用アルミニウム合金、その合金材の製造方法及び鍛造加工自動車部材

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4282044A (en) * 1978-08-04 1981-08-04 Coors Container Company Method of recycling aluminum scrap into sheet material for aluminum containers
US4411707A (en) 1981-03-12 1983-10-25 Coors Container Company Processes for making can end stock from roll cast aluminum and product
JP2003034835A (ja) * 2001-05-17 2003-02-07 Furukawa Electric Co Ltd:The アルミニウム合金板材およびその製造方法
CN101664792A (zh) * 2009-10-16 2010-03-10 湖南晟通科技集团有限公司 电解铝液直接铸轧生产低铁低硅3004合金工程化工艺
MX2019011144A (es) * 2017-03-23 2019-12-11 Novelis Inc Fundición de chatarra de aluminio reciclado.
CN110832103B (zh) * 2017-07-06 2022-06-03 诺维尔里斯公司 具有大量回收材料的高性能铝合金及其制造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995018876A1 (en) * 1994-01-04 1995-07-13 Golden Aluminum Company Method and composition for castable aluminum alloys
JPH08132106A (ja) * 1994-11-04 1996-05-28 Showa Alum Corp アルミニウム合金箔の製造方法
JPH11293362A (ja) * 1998-04-08 1999-10-26 Furukawa Electric Co Ltd:The 展伸材用アルミニウム合金の製造方法及びこれにより得られるアルミニウム合金展伸材
JP2001162318A (ja) * 1999-08-25 2001-06-19 Furukawa Electric Co Ltd:The 自動車部材向け鍛造加工用アルミニウム合金、その合金材の製造方法及び鍛造加工自動車部材

Also Published As

Publication number Publication date
MX2022012542A (es) 2022-11-07
EP4136269A1 (en) 2023-02-22
KR20220123454A (ko) 2022-09-06
BR112022013281A2 (pt) 2022-10-25
WO2021211696A1 (en) 2021-10-21
CN115768912A (zh) 2023-03-07
CA3167651A1 (en) 2021-10-21
US20230183841A1 (en) 2023-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2023524614A (ja) リサイクルされたアルミニウム合金スクラップから製造されたアルミニウム合金
KR102395432B1 (ko) 재활용 알루미늄 스크랩 주조
EP3631030B1 (en) High-strength corrosion-resistant 6xxx series aluminum alloys and methods of making the same
US11932924B2 (en) Age-hardenable and highly formable aluminum alloys and methods of making the same
DK2219860T3 (en) Coated sheet metal product and process for its manufacture
WO2020120267A1 (en) Method of making 6xxx aluminium sheets with high surface quality
EP3662091A1 (en) 6xxxx-series rolled sheet product with improved formability
CA3070005A1 (en) Aluminum alloy products having selectively recrystallized microstructure and methods of making
WO2018206696A1 (en) Method of manufacturing an al-si-mg alloy rolled sheet product with excellent formability
JP2023536096A (ja) 新規の6xxxアルミニウム合金およびその製造方法
US20240001437A1 (en) Cast aluminum alloys comprising calcium and related processes
WO2024054968A1 (en) High recycle content aluminum alloys and methods of making and using
WO2024097460A1 (en) High recycle content 6xxx series aluminum alloys and methods for preparing the same
CA3069499A1 (en) High-strength corrosion-resistant aluminum alloy and method of making the same
JP2024509070A (ja) 高強度5xxxアルミニウム合金の変種及びその調製方法
JP2022532347A (ja) 超高強度アルミニウム合金製品及びその作製方法
JP2004285390A (ja) 高速超塑性成形用Al−Mg系アルミニウム合金板
JP2004225114A (ja) 高速超塑性成形用Al−Mg系アルミニウム合金板

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220816

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20230207

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20230210

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230919

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231215

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240123

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240419

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240625