JP7475459B2 - Crafted can body material and can lid material, and methods for making and using same - Google Patents
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Description
関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年１月２３日に出願された米国仮出願第６２／９６４，７４１号の優先権及び出願利益を主張する。
CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS This application claims priority to and the benefit of U.S. Provisional Application No. 62/964,741, filed January 23, 2020.
分野
本開示はアルミニウム合金製品及びそれらの特性を対象とする。本開示はさらに、缶胴材、缶蓋材、ならびにそれらを製造する及び加工する方法に関する。
FIELD The present disclosure is directed to aluminum alloy products and their properties. The disclosure further relates to can body stocks, can end stocks, and methods of making and processing the same.
金属缶は周知であり、飲料容器として広く使用されている。飲料缶胴は高い生産率で製造されており、銅プレスでの金属関連の詰まり、と同様に胴製造機での引き剥がれやスプリットドームを排除することによって、飲料缶の生産率をさらに高めることがますます求められている。しかしながら、既存のアルミニウム缶胴材は、缶胴の製造プロセスの間に張力と摩擦力のバランスが取れていない場合、缶胴の生産の生産率の低下を引き起こし得る。加えて、既存の異方性アルミニウム缶蓋材の固有の成形性特性は不均一な摩擦力のせいでドローオフを引き起こし得る。 Metal cans are well known and widely used as beverage containers. Beverage can bodies are manufactured at high production rates, and there is an increasing demand to further increase the production rate of beverage cans by eliminating metal-related jams in the copper press, as well as peeling and split domes in the body making machines. However, existing aluminum can body materials can cause a decrease in the production rate of can body production if tension and friction forces are not balanced during the can body manufacturing process. In addition, the inherent formability characteristics of existing anisotropic aluminum can end materials can cause draw-off due to non-uniform friction forces.
包含される本発明の実施形態は、この発明の概要ではなく、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、特許請求される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、特許請求される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していない。主題は、明細書全体、図面の一部またはすべて、及び各請求項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。 The embodiments of the invention encompassed are defined by the claims, not this Summary. This Summary is a high-level overview of various aspects of the invention and introduces some concepts that are further described in the Detailed Description section below. This Summary is not intended to identify key or essential features of the claimed subject matter, nor is it intended to be used alone to determine the scope of the claimed subject matter. The subject matter should be understood by reference to the entire specification, some or all of the drawings, and appropriate portions of the claims.
一態様では、缶胴シートとして使用するための２つの異なる表面粗さを有するアルミニウム合金製品が本明細書で開示されている。アルミニウム合金製品は、少なくとも２つの表面を有することができ、それぞれが独立して、Ｒａと略されてもよい平均表面粗さを有する。これらの例のアルミニウム合金製品は、第１の平均表面粗さを有する第１の表面と、第２の平均表面粗さを有する第２の表面とを含み、第１の平均表面粗さは表面形状測定装置によって測定すると第２の平均表面粗さよりも少なくとも２０％小さい。いくつかの例では、第１の平均表面粗さは０．４μｍ未満である。いくつかの例では、第２の平均表面粗さは０．４μｍ以上である。 In one aspect, disclosed herein is an aluminum alloy product having two different surface roughnesses for use as a can body sheet. The aluminum alloy product can have at least two surfaces, each having independently an average surface roughness, which may be abbreviated as Ra. The aluminum alloy product of these examples includes a first surface having a first average surface roughness and a second surface having a second average surface roughness, the first average surface roughness being at least 20% less than the second average surface roughness as measured by a surface profilometer. In some examples, the first average surface roughness is less than 0.4 μm. In some examples, the second average surface roughness is 0.4 μm or greater.
場合によっては、アルミニウム合金はＡＡ３１０４アルミニウム合金のような３ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金である。いくつかの例では、アルミニウム合金は約０．０５～０．２５重量％のＣｕ、最大約０．８重量％のＦｅ、約０．８～１．３重量％のＭｇ、約０．８～１．４重量％のＭｎ、最大約０．６重量％のＳｉ、最大約０．１重量％のＴｉ、最大約０．２５重量％のＺｎ、最大約０．０５重量％の不純物，及びＡｌを含む。 In some cases, the aluminum alloy is a 3xxx series aluminum alloy, such as AA3104 aluminum alloy. In some examples, the aluminum alloy includes about 0.05-0.25 wt.% Cu, up to about 0.8 wt.% Fe, about 0.8-1.3 wt.% Mg, about 0.8-1.4 wt.% Mn, up to about 0.6 wt.% Si, up to about 0.1 wt.% Ti, up to about 0.25 wt.% Zn, up to about 0.05 wt.% impurities, and Al.
いくつかの例では、アルミニウム合金製品は約４ミリメートル（ｍｍ）未満の厚さを有する。 In some examples, the aluminum alloy product has a thickness of less than about 4 millimeters (mm).
第２の態様では、上記に記載されている缶胴シートから缶胴を作製する方法が本明細書で開示されている。缶胴の作製方法は、シート状アルミニウム合金製品をカッピングプレスと接触させてカップを形成することを含む。カップは、カップ内面平均表面粗さを有するカップ内面と、カップ外面平均表面粗さを有するカップ外面とを含み、カップ内面平均表面粗さはカップ外面平均表面粗さよりも大きい。製作方法はまた、カップの内面をパンチスリーブと接触させる工程と、カップの外面をアイアニングダイと接触させる工程と、カップを所望の高さまでアイアニングする工程とを含む。いくつかの例では、方法はさらに、缶胴を形成するために壁をトリミングすることを含む。 In a second aspect, disclosed herein is a method of making a can body from the can body sheet described above. The method of making the can body includes contacting the sheet aluminum alloy product with a cupping press to form a cup. The cup includes an inner cup surface having an inner cup surface average surface roughness and an outer cup surface having an outer cup surface average surface roughness, the inner cup surface average surface roughness being greater than the outer cup surface average surface roughness. The method also includes contacting the inner cup surface with a punch sleeve, contacting the outer cup surface with an ironing die, and ironing the cup to a desired height. In some examples, the method further includes trimming the wall to form the can body.
いくつかの例では、カップは０．４μｍ未満である外面平均表面粗さＲａ（本明細書ではカップ外面平均表面粗さと呼ばれる）を有する。いくつかの例では、カップは０．４μｍ以上の内面平均表面粗さＲａ（本明細書ではカップ内面平均表面粗さと呼ばれる）を有する。場合によっては、缶胴は、缶胴内面平均表面粗さを有する内面と、缶胴外面平均表面粗さを有する外面とを有し、缶胴内面平均表面粗さは缶胴の外面の平均表面粗さよりも少なくとも１０％大きい。 In some examples, the cup has an exterior average surface roughness Ra (referred to herein as the cup exterior average surface roughness) that is less than 0.4 μm. In some examples, the cup has an interior average surface roughness Ra (referred to herein as the cup interior average surface roughness) that is 0.4 μm or greater. In some cases, the can body has an interior surface having an interior body average surface roughness and an exterior surface having an exterior body average surface roughness, the interior body average surface roughness being at least 10% greater than the exterior body average surface roughness.
第３の態様では、缶蓋シートとして使用するためのアルミニウム合金製品が本明細書で開示されている。いくつかの例では、缶蓋シートは、共焦点顕微鏡によって測定すると８０％を超える表面等方性パーセントを有し、１０％未満の成形性の歪みを有する。場合によっては、アルミニウム合金製品の９５％を超える等方性を有する In a third aspect, disclosed herein is an aluminum alloy product for use as a can lid sheet. In some examples, the can lid sheet has a percent surface isotropy of greater than 80% as measured by confocal microscopy and has a formability distortion of less than 10%. In some cases, the aluminum alloy product has a percent surface isotropy of greater than 95%.
いくつかの例では、アルミニウム合金は５ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金、例えば、５１８２アルミニウム合金である。いくつかの例では、アルミニウム合金製品はＩＳＯ２５１７８に準じて０．７を超えるテクスチャーアスペクト比（Ｓｔｒ）の値を有する。 In some examples, the aluminum alloy is a 5xxx series aluminum alloy, e.g., 5182 aluminum alloy. In some examples, the aluminum alloy product has a texture aspect ratio (Str) value greater than 0.7 according to ISO 25178.
本発明の他の目的及び利点は、以下の非限定的な例の詳細な説明及び図面から明らかとなるであろう。 Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the detailed description and drawings of the following non-limiting examples.
本明細書に記載されているのは、成形性が改善されたアルミニウム合金、アルミニウム合金製品及び製品の作製方法である。本明細書に記載されているアルミニウム合金の組成物及び方法は、例えば、２つの異なる表面粗さを有するアルミニウム缶胴及び異方性が低下した缶蓋のようなアルミニウム合金製品の効率的な製造のための改良されたアルミニウム合金シートを提供する。 Described herein are aluminum alloys, aluminum alloy products, and methods of making the products with improved formability. The aluminum alloy compositions and methods described herein provide improved aluminum alloy sheets for efficient production of aluminum alloy products, such as aluminum can bodies with two different surface roughnesses and can ends with reduced anisotropy.
定義及び説明：
本明細書で使用される「発明（ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」、「本発明（ｔｈｅ ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」、「本発明（ｔｈｉｓ ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」及び「本発明（ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ）」という用語は、本特許出願の主題のすべて及び以下の特許請求の範囲を広く指すことを意図している。これらの用語を含有する記述は、本明細書に記載されている主題を限定しない、または以下の特許請求の範囲の意味または範囲を限定しないと理解されるべきである。
Definitions and Explanations:
The terms "invention,""theinvention,""thisinvention," and "the present invention" as used herein are intended to refer broadly to all of the subject matter of this patent application and the claims that follow. Statements containing these terms should be understood not to limit the subject matter described herein or to limit the meaning or scope of the claims that follow.
本明細書で使用されるとき、「ａ」、「ａｎ」、または「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。 As used herein, the meanings of "a," "an," or "the" include singular and plural references unless the context clearly dictates otherwise.
この説明では、「シリーズ」または「３ｘｘｘ」のようなアルミニウム業界の呼称で識別される合金を参照している。アルミニウム及びその合金の命名及び特定において最も一般的に使用されている番号指定システムの理解のために、双方ともアルミニウム協会によって発行されている”Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ａｌｌｏｙ Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｌｉｍｉｔｓ ｆｏｒ Ｗｒｏｕｇｈｔ Ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｎｄ Ｗｒｏｕｇｈｔ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｌｌｏｙｓ”または”Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ Ｒｅｃｏｒｄ ｏｆ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ａｌｌｏｙ Ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ Ｌｉｍｉｔｓ ｆｏｒ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｌｌｏｙｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｆｏｒｍ ｏｆ Ｃａｓｔｉｎｇｓ ａｎｄ Ｉｎｇｏｔ”を参照のこと。 This description refers to alloys identified by aluminum industry designations such as "series" or "3xxx". For an understanding of the numbering systems most commonly used in naming and identifying aluminum and its alloys, see "International Alloy Designations and Chemical Composition Limits for Wrought Aluminum and Wrought Aluminum Alloys" or "Registration Record of Aluminum Association Alloy Designations and Chemical Compositions Limits for Aluminum Alloys in the Form of Castings and Ingots", both published by the Aluminum Association.
本明細書で使用されるとき、平板は一般に約１５ｍｍを超える厚さを有する。例えば、平板は、約１５ｍｍを超える、約２０ｍｍを超える、約２５ｍｍを超える、約３０ｍｍを超える、約３５ｍｍを超える、約４０ｍｍを超える、約４５ｍｍを超える、約５０ｍｍを超える、または約１００ｍｍを超える厚さを有するアルミニウム製品を指してもよい。 As used herein, a flat plate generally has a thickness greater than about 15 mm. For example, a flat plate may refer to an aluminum product having a thickness greater than about 15 mm, greater than about 20 mm, greater than about 25 mm, greater than about 30 mm, greater than about 35 mm, greater than about 40 mm, greater than about 45 mm, greater than about 50 mm, or greater than about 100 mm.
本明細書で使用されるとき、（シート平板とも称される）シェット（ｓｈａｔｅ）は一般に約４ｍｍ～約１５ｍｍの厚さを有する。例えば、シェットは、約４ｍｍ、約５ｍｍ、約６ｍｍ、約７ｍｍ、約８ｍｍ、約９ｍｍ、約１０ｍｍ、約１１ｍｍ、約１２ｍｍ、約１３ｍｍ、約１４ｍｍ、または約１５ｍｍの厚さを有してもよい。 As used herein, a shate (also referred to as a sheet slab) generally has a thickness of about 4 mm to about 15 mm. For example, a shate may have a thickness of about 4 mm, about 5 mm, about 6 mm, about 7 mm, about 8 mm, about 9 mm, about 10 mm, about 11 mm, about 12 mm, about 13 mm, about 14 mm, or about 15 mm.
本明細書で使用されるとき、シートは一般に約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、約４ｍｍ未満、約３ｍｍ未満、約２ｍｍ未満、約１ｍｍ未満、約０．５ｍｍ未満、約０．３ｍｍ未満、または約０．１ｍｍ未満の厚さを有してもよい。 As used herein, sheet generally refers to an aluminum product having a thickness of less than about 4 mm. For example, the sheet may have a thickness of less than about 4 mm, less than about 3 mm, less than about 2 mm, less than about 1 mm, less than about 0.5 mm, less than about 0.3 mm, or less than about 0.1 mm.
本明細書で使用されるとき、「箔」という用語は、最大約０．２ｍｍ（すなわち、２００ミクロン（μｍ））の範囲の合金の厚さを示す。例えば、箔は最大１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ、１１０μｍ、１２０μｍ、１３０μｍ、１４０μｍ、１５０μｍ、１６０μｍ、１７０μｍ、１８０μｍ、１９０μｍ、または２００μｍの厚さを有してもよい。 As used herein, the term "foil" refers to an alloy thickness ranging up to about 0.2 mm (i.e., 200 microns (μm)). For example, the foil may have a thickness of up to 10 μm, 20 μm, 30 μm, 40 μm, 50 μm, 60 μm, 70 μm, 80 μm, 90 μm, 100 μm, 110 μm, 120 μm, 130 μm, 140 μm, 150 μm, 160 μm, 170 μm, 180 μm, 190 μm, or 200 μm.
本明細書で開示されている範囲はすべて、それらに包含される任意及び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、「１～１０」の記載された範囲は、最小値１及び最大値１０（これらを含む）の間の、任意の及び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、すべての部分範囲は１以上の最小値で始まり（例えば、１～６．１）、且つ１０以下の最大値で終わる（例えば、５．５～１０）。 All ranges disclosed herein should be understood to encompass any and all subranges subsumed therein. For example, a stated range of "1 to 10" should be considered to encompass any and all subranges between the minimum value of 1 and the maximum value of 10 (inclusive), i.e., all subranges beginning with a minimum value of 1 or greater (e.g., 1 to 6.1) and ending with a maximum value of 10 or less (e.g., 5.5 to 10).
アルミニウム合金は本明細書では、合金の総重量に基づいた重量パーセント（重量％）での元素組成の観点から記載されている。各合金の特定の例では、残部はアルミニウムであり、不純物の合計の最大重量％は０．１５％である。 Aluminum alloys are described herein in terms of elemental composition in weight percent (wt%) based on the total weight of the alloy. In the specific example of each alloy, the balance is aluminum, and the maximum wt% of the sum of impurities is 0.15%.
アルミニウム缶胴及びその作製方法
本明細書に記載されているのは、例えば、アルミニウム缶胴として使用するためのアルミニウム合金製品である。アルミニウム合金製品は、上面と下面のような少なくとも２つの表面を備えた実質的に平面の形状を有するシートであることができる。本出願の目的での「実質的に」平面とは、ｘ軸またはｙ軸のいずれかの測定値の５０％以下、４０％以下、３０％以下、２０％以下、１０％以下、５％以下、または１％以下であるｚ軸の測定値を有することを意味する。たとえば、実質的であるシートは、ｘ軸で１メートル、ｙ軸で１０００メートル、ｚ軸で１ミリメートルの測定値を有してもよい。
Aluminum can body and method of making same Described herein are aluminum alloy products for use, for example, as aluminum can bodies. The aluminum alloy products can be sheets having a substantially planar shape with at least two surfaces, such as an upper surface and a lower surface. "Substantially" planar for purposes of this application means having a z-axis measurement that is 50% or less, 40% or less, 30% or less, 20% or less, 10% or less, 5% or less, or 1% or less of either the x-axis or y-axis measurement. For example, a sheet that is substantially planar may have a measurement of 1 meter in the x-axis, 1000 meters in the y-axis, and 1 millimeter in the z-axis.
いくつかの例では、アルミニウム合金製品は缶胴シートである。シートの両面の表面粗さの差異は、表面粗さの実質的な差異がない従来の缶胴シートと比較して、加工品質の向上につながる。他の例では、それぞれ、シェットまたは箔のようなさらに厚いまたはさらに薄いアルミニウム合金製品は異なる表面粗さを有することができ、加工特性の改善につながる。 In some examples, the aluminum alloy product is a can body sheet. The difference in surface roughness on both sides of the sheet leads to improved processing quality compared to conventional can body sheets, which do not have a substantial difference in surface roughness. In other examples, thicker or thinner aluminum alloy products, such as sheets or foils, respectively, can have different surface roughness, leading to improved processing characteristics.
アルミニウム合金製品の上面及び下面は、第１の平均表面粗さを有する第１の表面及び第２の平均表面粗さを有する第２の表面のように、異なる表面粗さＲａを有することができる。場合によっては、第１の平均表面粗さは第２の平均表面粗さよりも少なくとも２０％小さい。他の場合では、第１の平均表面粗さは第２の平均表面粗さよりも少なくとも２１％小さく、少なくとも２２％小さく、少なくとも２３％小さく、少なくとも２４％小さく、少なくとも２５％小さく、少なくとも２６％小さく、少なくとも２７％小さく、少なくとも２８％小さく、少なくとも２９％小さく、少なくとも３０％小さく、少なくとも３５％小さく、少なくとも４０％小さく、少なくとも４５％小さく、少なくとも５０％小さく、少なくとも５５％小さく、少なくとも５０％小さく、少なくとも６５％小さく、少なくとも７０％小さく、少なくとも７５％小さく、少なくとも８０％小さく、少なくとも８５％小さく、少なくとも９０％小さく、または少なくとも９５％小さい。例えば、第１の表面粗さを測定してＲａ値として報告するならば、第２の側面のＲａ値が１．０μｍの場合、第１の平均表面粗さが第２の平均表面粗さよりも少なくとも２０％小さいとき第１の表面の最大表面粗さＲａ値は０．８０μｍとなる。 The upper and lower surfaces of the aluminum alloy product can have different surface roughnesses Ra, such as a first surface having a first average surface roughness and a second surface having a second average surface roughness. In some cases, the first average surface roughness is at least 20% less than the second average surface roughness. In other cases, the first average surface roughness is at least 21% less than the second average surface roughness, at least 22% less than the second average surface roughness, at least 23% less than the first average surface roughness, at least 24% less than the second average surface roughness, at least 25% less than the first average surface roughness, at least 26% less than the second average surface roughness, at least 27% less than the second average surface roughness, at least 28% less than the first average surface roughness, at least 29% less than the second average surface roughness, at least 30% less than the second average surface roughness, at least 35% less than the first average surface roughness, at least 40% less than the second average surface roughness, at least 45% less than the first average surface roughness, at least 50% less than the second average surface roughness, at least 55% less than the first average surface roughness, at least 50% less than the second average surface roughness, at least 65% less than the first average surface roughness, at least 70% less than the first average surface roughness, at least 75% less than the first average surface roughness, at least 80% less than the second average surface roughness, at least 85% less than the first average surface roughness, at least 90% less than the second average surface roughness, or at least 95% less than the first average surface roughness. For example, if the first surface roughness is measured and reported as an Ra value, and the second side has an Ra value of 1.0 μm, then the maximum surface roughness Ra value of the first surface is 0.80 μm when the first average surface roughness is at least 20% less than the second average surface roughness.
表面粗さは、当技術分野で知られている任意の方法によって測定されてもよい。一般に、表面形状測定装置を使用して「平均表面粗さ」として報告される表面の特徴を測定し、記載する。平均表面粗さという用語は本明細書の目的では、表面の特徴が卵パックの表面の特徴のように規則的で一貫した方法で繰り返される、または山岳地帯の表面のように不規則で一貫した方法で繰り返されないことを伝えるのに使用される。一般に、「平均表面粗さ」は平面からの平均距離を測定して報告する。例えば、２次元（２Ｄ）または３次元（３Ｄ）の表面形状測定装置を使用して平均表面粗さを決定してもよい。場合によっては、表面形状測定装置はスタイラスを採用して平均表面粗さを測定し；他の場合には、光学的方法が使用されてもよい。当業者は、１つの特定の方法が指定されてもよいけれども、２つの異なる表面の平均粗さの差異を検出することができる任意の方法が使用されてもよく、２つの測定値の間の差異が割合で表わされてもよいことを理解するであろう。いくつかの例では、平均表面粗さは共焦点顕微鏡によって測定される。表面は、マイクロメートル（ミクロン）で測定され、当業者に知られているＲａ及びＲｚを含む様々なパラメータによって本明細書で特徴付けられる。任意で、ＭｏｕｎｔａｉｎｓＭａｐ（登録商標）Ｓｕｒｆａｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ ａｎｄ Ｍｅｔｒｏｌｏｇｙソフトウェア（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｒｆ；Ｂｅｓａｎｃｏｎ、Ｆｒａｎｃｅ）を使用してパラメータを測定することができる。粗さの値はすべて標準のスタイラスで機械的に測定することができる。他の例では、平均表面粗さが測定され、ＩＳＯ２５１７８［２０１９］に準じてＳｔｒとして報告される。Ｓｔｒ値は、圧延方向に対して任意の方向で測定される最短波長の最長波長に対する比率である。 Surface roughness may be measured by any method known in the art. Generally, a profilometer is used to measure and describe the surface features reported as "average surface roughness." The term average surface roughness is used for purposes of this specification to convey that the surface features are repeated in a regular and consistent manner, such as those of an egg carton, or in an irregular and inconsistent manner, such as the surface of a mountainous region. Generally, "average surface roughness" is measured and reported as an average distance from a flat surface. For example, a two-dimensional (2D) or three-dimensional (3D) profilometer may be used to determine the average surface roughness. In some cases, the profilometer employs a stylus to measure the average surface roughness; in other cases, optical methods may be used. Those skilled in the art will understand that although one particular method may be specified, any method capable of detecting the difference in the average roughness of two different surfaces may be used, and the difference between the two measurements may be expressed as a percentage. In some examples, the average surface roughness is measured by confocal microscopy. Surfaces are characterized herein by various parameters, including Ra and Rz, measured in micrometers (microns) and known to those skilled in the art. Optionally, the parameters can be measured using MountainsMap® Surface Imaging and Metrology software (Digital Surf; Besancon, France). All roughness values can be measured mechanically with a standard stylus. In another example, the average surface roughness is measured and reported as Str according to ISO 25178 [2019]. The Str value is the ratio of the shortest wavelength to the longest wavelength measured in any direction relative to the rolling direction.
飲料缶胴のような缶胴の製造中に、缶胴シートはツーピースの延伸及び壁アイアニングに供される。缶胴シートを先ずカッピングプレスと接触させてカップを形成し、次にカップをパンチスリーブに移して延伸とアイアニングを行う。図１に示すように、カップ１０は内面１１及び外面１２を有する。 During the manufacture of can bodies, such as beverage can bodies, the body sheet is subjected to two-piece drawing and wall ironing. The body sheet is first contacted with a cupping press to form a cup, and then the cup is transferred to a punch sleeve for drawing and ironing. As shown in FIG. 1, the cup 10 has an inner surface 11 and an outer surface 12.
延伸とアイアニングの間に、パンチスリーブとカップの内面との間の摩擦と、アイアニングダイとカップの外面との間の張力とのバランスをとる必要がある。理論に縛られることを意図せず、張力と摩擦のバランスが取れていると、裂け目が減る。張力と摩擦のバランスをとる従来の方法には、アイアニングダイに接触する外面に潤滑剤を加えることが関与する。本明細書で開示されている材料及びプロセスでは、カップの外面とアイアニングダイとの間の張力を低減する（例えば、追加の潤滑剤を使用することによって）よりはむしろ、パンチスリーブと接触するさらに粗い表面を有することによってパンチスリーブとカップの内面との間の摩擦が増加し、さらに滑らかな外面がアイアニングダイと接触する。したがって、本明細書で開示されている材料及び方法は、缶胴の破壊を低減し、また潤滑剤の量を低減するという利点を有する。材料及び方法は、缶胴シートに関して記載されている場合があるが、機械部品とアルミニウム合金製品の表面との間の摩擦を増加させることが有益である場合、当業者は、材料及び方法が穴開け、打ち抜き、引き抜き、及び／またはアイアニングされる任意のアルミニウム合金製品に適用可能であることを理解するであろう。したがって、アルミニウム合金製品は、シェット、シート、または箔であることができる。さらに、当業者は、張力と摩擦のバランスをとるために必要な平均表面粗さ、と同様に必要とされる２つの平均表面粗さの差異が、パンチスリーブ及びアイアニングダイの特定の設計及び特定のアルミニウム合金製品に従って変化してもよいことを理解するであろう。 During drawing and ironing, friction between the punch sleeve and the inner surface of the cup must be balanced with tension between the ironing die and the outer surface of the cup. Without intending to be bound by theory, balanced tension and friction reduces tears. Traditional methods of balancing tension and friction involve adding lubricant to the outer surface that contacts the ironing die. In the materials and processes disclosed herein, rather than reducing tension between the outer surface of the cup and the ironing die (e.g., by using additional lubricant), friction between the punch sleeve and the inner surface of the cup is increased by having a rougher surface that contacts the punch sleeve, and a smoother outer surface that contacts the ironing die. Thus, the materials and methods disclosed herein have the advantage of reducing can body breakage and reducing the amount of lubricant. Although the materials and methods may be described with respect to can body sheets, one skilled in the art will understand that the materials and methods are applicable to any aluminum alloy product that is punched, punched, drawn, and/or ironed, where it is beneficial to increase friction between a machine part and the surface of the aluminum alloy product. Thus, the aluminum alloy product can be a sheath, sheet, or foil. Furthermore, one skilled in the art will appreciate that the average surface roughness required to balance tension and friction, as well as the difference between the two average surface roughnesses required, may vary according to the particular design of the punch sleeve and ironing die and the particular aluminum alloy product.
いくつかの例では、カップ１０の外面１２に対応してもよい第１の表面はカップ１０の内面１１に対応してもよい第２の表面よりも滑らかである。このように、第１の表面の第１の平均表面粗さＲａは第２の表面の第２の平均表面粗さＲａよりも小さい。さらに滑らかな表面は、さらに粗い表面よりも、***、尾根、線、及び／または突起のようなさらに少ない及び／またはさらに小さな地形的特徴を有するであろう。いくつかの例では、第１の平均表面粗さＲａは０．４μｍ未満である。他の例では、第１の平均表面粗さＲａは０．３８μｍ未満、０．３６μｍ未満、０．３４μｍ未満、０．３２μｍ未満、０．２８μｍ未満、０．２６μｍ未満、０．２４μｍ未満、０．２２μｍ未満、０．２μｍ未満、０．１８μｍ未満、０．１６μｍ未満、０．１４μｍ未満、０．１２μｍ未満、０．１μｍ未満、０．０８μｍ未満、０．０６μｍ未満、０．０４μｍ未満、０．０２μｍ未満、または０．０１μｍ未満である。 In some examples, a first surface, which may correspond to the outer surface 12 of the cup 10, is smoother than a second surface, which may correspond to the inner surface 11 of the cup 10. Thus, a first average surface roughness Ra of the first surface is less than a second average surface roughness Ra of the second surface. A smoother surface will have fewer and/or smaller topographical features, such as bumps, ridges, lines, and/or protrusions, than a rougher surface. In some examples, the first average surface roughness Ra is less than 0.4 μm. In other examples, the first average surface roughness Ra is less than 0.38 μm, less than 0.36 μm, less than 0.34 μm, less than 0.32 μm, less than 0.28 μm, less than 0.26 μm, less than 0.24 μm, less than 0.22 μm, less than 0.2 μm, less than 0.18 μm, less than 0.16 μm, less than 0.14 μm, less than 0.12 μm, less than 0.1 μm, less than 0.08 μm, less than 0.06 μm, less than 0.04 μm, less than 0.02 μm, or less than 0.01 μm.
いくつかの例では、第２の平均表面粗さＲａは０．４μｍ以上である。他の例では、第２の平均表面粗さＲａは、０．６μｍ以上、０．８μｍ以上、１．０μｍ以上、１．５μｍ以上、２μｍ以上、２．５μｍ以上、３μｍ以上、３．５μｍ以上、４μｍ以上、４．５μｍ以上、５μｍ以上、５．５μｍ以上、６μｍ以上、６．５μｍ以上、７μｍ以上、７．５μｍ以上、８μｍ以上、または８．５μｍ以上、９μｍ以上、９．５μｍ以上、１０μｍ以上、または１５μｍ以上である。 In some examples, the second average surface roughness Ra is 0.4 μm or more. In other examples, the second average surface roughness Ra is 0.6 μm or more, 0.8 μm or more, 1.0 μm or more, 1.5 μm or more, 2 μm or more, 2.5 μm or more, 3 μm or more, 3.5 μm or more, 4 μm or more, 4.5 μm or more, 5 μm or more, 5.5 μm or more, 6 μm or more, 6.5 μm or more, 7 μm or more, 7.5 μm or more, 8 μm or more, or 8.5 μm or more, 9 μm or more, 9.5 μm or more, 10 μm or more, or 15 μm or more.
別の態様では、アルミ缶胴を作製する方法が本明細書に記載されている。缶胴を作製する方法は、２つの異なる表面粗さを有するアルミニウム合金製品をカッピングプレスと接触させて、カップ内面平均表面粗さを有するカップ内面とカップ外面平均表面粗さを有するカップ外面とを含むカップを形成する工程と、その際、内面平均表面粗さは外面平均表面粗さよりも大きく；カップの内面をパンチスリーブと接触させ、且つカップの外面をアイアニングダイと接触させる工程と、カップを所望の高さまでアイアニングする工程とを含む。アルミニウム合金製品のさらに粗い表面がパンチスリーブと接触しているので、パンチスリーブとさらに粗い表面の間の摩擦はアイアニングダイとさらに滑らかな表面の間の張力と釣り合う。いくつかの例では、方法はさらに、缶胴を形成するために壁をトリミングする工程を含む。 In another aspect, a method of making an aluminum can body is described herein. The method of making the can body includes contacting an aluminum alloy product having two different surface roughnesses with a cupping press to form a cup including an inner cup surface having an inner cup surface average roughness and an outer cup surface having an outer cup surface average roughness, where the inner cup surface average roughness is greater than the outer cup surface average roughness; contacting the inner cup surface with a punch sleeve and the outer cup surface with an ironing die; and ironing the cup to a desired height. As the rougher surface of the aluminum alloy product contacts the punch sleeve, friction between the punch sleeve and the rougher surface is balanced by tension between the ironing die and the smoother surface. In some examples, the method further includes trimming the wall to form the can body.
アルミニウム合金製品は２つのその側面の粗さに差異を有する限り、上記に記載されているアルミニウム合金製品（例えば、シェット、シート、または箔）のいずれかが使用されてもよい。いくつかの例では、カップの外面平均表面粗さＲａは０．４μｍ未満である。他の例では、外面平均表面粗さＲａは０．３８μｍ未満、０．３６μｍ未満、０．３４μｍ未満、０．３２μｍ未満、０．３μｍ未満、０．２８μｍ未満、０．２６μｍ未満、０．２４μｍ未満、０．２２μｍ未満、０．２μｍ未満、０．１８μｍ未満、０．１６μｍ未満、０．１４μｍ未満、０．１２μｍ未満、０．１μｍ未満、０．０８μｍ未満、０．０６μｍ未満、０．０４μｍ未満、０．０２μｍ未満、または０．０１μｍ未満である。 Any of the aluminum alloy products described above (e.g., shets, sheets, or foils) may be used, so long as the aluminum alloy product has a difference in roughness between its two sides. In some examples, the cup has an exterior average surface roughness Ra of less than 0.4 μm. In other examples, the exterior average surface roughness Ra is less than 0.38 μm, less than 0.36 μm, less than 0.34 μm, less than 0.32 μm, less than 0.3 μm, less than 0.28 μm, less than 0.26 μm, less than 0.24 μm, less than 0.22 μm, less than 0.2 μm, less than 0.18 μm, less than 0.16 μm, less than 0.14 μm, less than 0.12 μm, less than 0.1 μm, less than 0.08 μm, less than 0.06 μm, less than 0.04 μm, less than 0.02 μm, or less than 0.01 μm.
いくつかの例では、カップの内面平均表面粗さＲａは０．４μｍ以上である。他の例では、内面平均表面粗さＲａは、０．４５μｍ以上、０．５μｍ以上、０．６μｍ以上、０．８μｍ以上、１．０μｍ以上、１．５μｍ以上、２μｍ以上、２．５μｍ以上、３μｍ以上、３．５μｍ以上、４μｍ以上、４．５μｍ以上、５μｍ以上、５．５μｍ以上、６μｍ以上、６．５μｍ以上、７μｍ以上、７．５μｍ以上、８μｍ以上、または８．５μｍ以上、９μｍ以上、９．５μｍ以上、１０μｍ以上、または１５μｍ以上である。 In some examples, the cup has an average inner surface roughness Ra of 0.4 μm or more. In other examples, the cup has an average inner surface roughness Ra of 0.45 μm or more, 0.5 μm or more, 0.6 μm or more, 0.8 μm or more, 1.0 μm or more, 1.5 μm or more, 2 μm or more, 2.5 μm or more, 3 μm or more, 3.5 μm or more, 4 μm or more, 4.5 μm or more, 5 μm or more, 5.5 μm or more, 6 μm or more, 6.5 μm or more, 7 μm or more, 7.5 μm or more, 8 μm or more, or 8.5 μm or more, 9 μm or more, 9.5 μm or more, 10 μm or more, or 15 μm or more.
本明細書に記載されている製品及び方法を使用して製造される缶胴は、缶胴の内面の少なくとも一部が缶胴の外面の平均表面粗さよりも大きい平均表面粗さを有するという点で、従来の缶胴とは異なる。したがって、いくつかの例では、缶胴は、缶胴内面平均表面粗さを有する内面と、缶胴外面平均表面粗さを有する外面とを有し、その際、缶胴内面平均表面粗さは缶胴外面平均表面粗さよりも少なくとも２０％大きい。その他の場合、缶胴の内面平均表面粗さは、缶胴の外面平均表面粗さよりも少なくとも２２％大きい、少なくとも２４％大きい、少なくとも２５％大きい、少なくとも２６％大きい、少なくとも２８％大きい、少なくとも３０％大きい、少なくとも３５％大きい、少なくとも４０％大きい、少なくとも４５％大きい、少なくとも５０％大きい、少なくとも５５％大きい、少なくとも６０％大きい、少なくとも６５％大きい、少なくとも７０％大きい、少なくとも７５％大きい、少なくとも８０％大きい、少なくとも８５％大きい、少なくとも９０％大きい、または少なくとも９５％大きい。 Can bodies produced using the products and methods described herein differ from conventional can bodies in that at least a portion of the inner surface of the can body has an average surface roughness that is greater than the average surface roughness of the outer surface of the can body. Thus, in some examples, the can body has an inner surface having an average surface roughness of the inner surface of the can body and an outer surface having an average surface roughness of the outer surface of the can body, where the average surface roughness of the inner surface of the can body is at least 20% greater than the average surface roughness of the outer surface of the can body. In other cases, the average surface roughness of the inner surface of the can body is at least 22% greater, at least 24% greater, at least 25% greater, at least 26% greater, at least 28% greater, at least 30% greater, at least 35% greater, at least 40% greater, at least 45% greater, at least 50% greater, at least 55% greater, at least 60% greater, at least 65% greater, at least 70% greater, at least 75% greater, at least 80% greater, at least 85% greater, at least 90% greater, or at least 95% greater than the average surface roughness of the outer surface of the can body.
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、飲料缶、食品容器、または他の任意の所望の用途を調製するために使用することができる。いくつかの例では、アルミニウム合金製造物は飲料缶胴を調製するのに使用することができる。 The aluminum alloy products and methods described herein can be used to prepare beverage cans, food containers, or any other desired application. In some examples, the aluminum alloy products can be used to prepare beverage can bodies.
本明細書に記載されている製品及び方法にて使用するためのアルミニウム合金には３ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金が含まれる。好適な３ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金には、例えば、ＡＡ３００２、ＡＡ３１０２、ＡＡ３００３、ＡＡ３１０３、ＡＡ３１０３Ａ、ＡＡ３１０３Ｂ、ＡＡ３２０３、ＡＡ３４０３、ＡＡ３００４、ＡＡ３００４Ａ、ＡＡ３１０４、ＡＡ３２０４、ＡＡ３３０４、ＡＡ３００５、ＡＡ３００５Ａ、ＡＡ３１０５、ＡＡ３１０５Ａ、ＡＡ３１０５Ｂ、ＡＡ３００７、ＡＡ３１０７、ＡＡ３２０７、ＡＡ３２０７Ａ、ＡＡ３３０７、ＡＡ３００９、ＡＡ３０１０、ＡＡ３１１０、ＡＡ３０１１、ＡＡ３０１２、ＡＡ３０１２Ａ、ＡＡ３０１３、ＡＡ３０１４、ＡＡ３０１５、ＡＡ３０１６、ＡＡ３０１７、ＡＡ３０１９、ＡＡ３０２０、ＡＡ３０２１、ＡＡ３０２５、ＡＡ３０２６、ＡＡ３０３０、ＡＡ３１３０、及びＡＡ３０６５が挙げられる。いくつかの例では、アルミニウム合金はＡＡ３１０４である。 Aluminum alloys for use in the products and methods described herein include 3xxx series aluminum alloys. Suitable 3xxx series aluminum alloys include, for example, AA3002, AA3102, AA3003, AA3103, AA3103A, AA3103B, AA3203, AA3403, AA3004, AA3004A, AA3104, AA3204, AA3304, AA3005, AA3005A, AA3105, AA3105A, AA3105B, AA3007, AA3008, AA3009, AA3010, AA3011, AA3012, AA3013, AA3014, AA3015, AA3016, AA3017, AA3018, AA3019, AA3020, AA3021, AA3022, AA3023, AA3024, AA3025, AA3026, AA3027, AA3028, AA3029, AA3030, AA3031, AA3032, AA3033, AA3034, AA3035, AA3036, AA3037, AA3038, AA3039, AA3040, AA3041, AA3042, AA3043, AA3044, AA3045, AA3046, AA3047, AA3048, AA3049, AA3040, AA3041, AA3042, AA3043, AA3044, AA3045, AA 3107, AA3207, AA3207A, AA3307, AA3009, AA3010, AA3110, AA3011, AA3012, AA3012A, AA3013, AA3014, AA3015, AA3016, AA3017, AA3019, AA3020, AA3021, AA3025, AA3026, AA3030, AA3130, and AA3065. In some examples, the aluminum alloy is AA3104.
いくつかの例では、本明細書に記載されている製品及び方法で使用するための合金は表１に提供されるような以下の元素組成を有することができる。
いくつかの例では、合金は表２に提供されるような以下の元素組成を有することができる。
いくつかの例では、アルミニウム合金は０．０５～０．４重量％のＣｕ、最大約０．９重量％のＦｅ、約０．８～３．０重量％のＭｇ、約０．８～２．０重量％のＭｎ、最大約０．７重量％のＳｉ、最大約０．１重量％のＴｉ、最大約０．２５重量％のＺｎ、最大約０．１５重量％の不純物，及びＡｌを含む。 In some examples, the aluminum alloy contains 0.05-0.4 wt.% Cu, up to about 0.9 wt.% Fe, about 0.8-3.0 wt.% Mg, about 0.8-2.0 wt.% Mn, up to about 0.7 wt.% Si, up to about 0.1 wt.% Ti, up to about 0.25 wt.% Zn, up to about 0.15 wt.% impurities, and Al.
いくつかの例では、アルミニウム合金は、０．０５～０．２５重量％のＣｕ、最大約０．８重量％のＦｅ、約０．８～２．８重量％のＭｇ、約０．８～１．４重量％のＭｎ、最大約０．６重量％のＳｉ、最大約０．１重量％のＴｉ、最大約０．２５重量％のＺｎ、最大約０．１５重量％の不純物，及びＡｌを含む。 In some examples, the aluminum alloy includes 0.05-0.25 wt.% Cu, up to about 0.8 wt.% Fe, about 0.8-2.8 wt.% Mg, about 0.8-1.4 wt.% Mn, up to about 0.6 wt.% Si, up to about 0.1 wt.% Ti, up to about 0.25 wt.% Zn, up to about 0.15 wt.% impurities, and Al.
いくつかの例では、アルミニウム合金は０．０５～０．３重量％のＣｕ、約０．４～薬０．８重量％のＦｅ、約０．８～２．８重量％のＭｇ、約０．１～１．５重量％のＭｎ、約０．２５～０．６重量％のＳｉ、最大約０．１重量％のＴｉ、約０．１～０．２５重量％のＺｎ、最大約０．３５重量％のＣｒ、最大約０．１５重量％の不純物，及びＡｌを含む。 In some examples, the aluminum alloy contains 0.05-0.3 wt.% Cu, about 0.4-0.8 wt.% Fe, about 0.8-2.8 wt.% Mg, about 0.1-1.5 wt.% Mn, about 0.25-0.6 wt.% Si, up to about 0.1 wt.% Ti, about 0.1-0.25 wt.% Zn, up to about 0.35 wt.% Cr, up to about 0.15 wt.% impurities, and Al.
いくつかの例では、本明細書に記載されている合金は合金の総重量を基にして約０．０５重量％～約０．４０重量％（例えば、約０．０５重量％～約０．３５重量％または約０．１０重量％～約０．３０重量％）の量で銅（Ｃｕ）を含む。例えば、合金は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％、または０．４０％のＣｕを含むことができる。すべては重量％で表される。 In some examples, the alloys described herein contain copper (Cu) in an amount of about 0.05 wt. % to about 0.40 wt. % (e.g., about 0.05 wt. % to about 0.35 wt. % or about 0.10 wt. % to about 0.30 wt. %) based on the total weight of the alloy. For example, the alloy may contain 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%, or 0.40% Cu, all expressed as weight percent.
いくつかの例では、本明細書に記載されている合金は、合金の総重量を基にして最大約０．９％（例えば、約０．３％～約０．８５％、または約０．４％～約０．８％）の量で鉄（Ｆｅ）を含む。例えば、合金は０％、０．０５％、０．１０％、０．１５％、０．２０％、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％、０．５％、０．５１％、０．５２％、０．５３％、０．５４％、０．５５％、０．５６％、０．５７％、０．５８％、０．５９％、０．６％、０．６１％、０．６２％、０．６３％、０．６４％、０．６５％、０．６６％、０．６７％、０．６８％、０．６９％、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％、または０．９％のＦｅを含むことができる。場合によっては、Ｆｅは合金に存在しない（すなわち、０％である）。すべては重量％で表される。 In some examples, the alloys described herein contain iron (Fe) in an amount up to about 0.9% (e.g., from about 0.3% to about 0.85%, or from about 0.4% to about 0.8%) based on the total weight of the alloy. For example, alloys may be selected from the following: 0%, 0.05%, 0.10%, 0.15%, 0.20%, 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%, 0.5%, 0.51%, 0.52%, 0.53%, 0.54%, 0.55%, 0. . 56%, 0.57%, 0.58%, 0.59%, 0.6%, 0.61%, 0.62%, 0.63%, 0.64%, 0.65%, 0.66%, 0.67%, 0.68%, 0.69%, 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%, or 0.9% Fe. In some cases, Fe is absent from the alloy (i.e., 0%). All expressed as weight percent.
いくつかの例では、本明細書に記載されている合金は合金の総重量を基にして約０．８％～約３．０％（例えば、約０．８％～約２．８％、または約１．０％～約２．５％）の量でマグネシウム（Ｍｇ）を含む。例えば、合金は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％、１．１％、１．２％、１．３％、１．４％、１．５％、１．６％、１．７％、１．８％、１．９％、２．０％、２．１％、２．２％、２．３％、２．４％、２．５％、２．６％、２．７％、２．８％、２．９％、または３．０％のＭｇを含むことができる。すべては重量％で表される。 In some examples, the alloys described herein contain magnesium (Mg) in an amount of about 0.8% to about 3.0% (e.g., about 0.8% to about 2.8%, or about 1.0% to about 2.5%) based on the total weight of the alloy. For example, the alloy may contain 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%, 1.1%, 1.2%, 1.3%, 1.4%, 1.5%, 1.6%, 1.7%, 1.8%, 1.9%, 2.0%, 2.1%, 2.2%, 2.3%, 2.4%, 2.5%, 2.6%, 2.7%, 2.8%, 2.9%, or 3.0% Mg, all expressed as weight percent.
いくつかの例では、本明細書に記載されている合金は合金の総重量を基にして約０．１％～約２．０％（例えば、約０．１％～約１．５％、または約０．５％～約１．５％）の量でマンガン（Ｍｎ）を含む。例えば、合金は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％、０３３％、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％、０．５％、０．５１％、０．５２％、０．５３％、０．５４％、０．５５％、０．５６％、０．５７％、０．５８％、０．５９％、０．６％、０．６１％、０．６２％、０．６３％、０．６４％、０．６５％、０．６６％、０．６７％、０．６８％、０．６９％、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％、１．１％、１．２％、１．３％、１．４％、１．５％、１．６％、１．７％、１．８％、１．９％、ｏｒ２．０％のＭｎを含むことができる。すべては重量％で表される。 In some examples, the alloys described herein include manganese (Mn) in an amount of about 0.1% to about 2.0% (e.g., about 0.1% to about 1.5%, or about 0.5% to about 1.5%) based on the total weight of the alloy. For example, the alloys may include 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%, 0.36%, 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%, 0.8 %, 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%, 0.5%, 0.51%, 0.52%, 0.53%, 0.54%, 0.55%, 0.56%, 0.57%, 0.58%, 0.59%, 0. 6%, 0.61%, 0.62%, 0.63%, 0.64%, 0.65%, 0.66%, 0.67%, 0.68%, 0.69%, 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%, It may contain 0.86%, 0.87%, 0.88%, 0.89%, 0.9%, 0.9%, 0.91%, 0.92%, 0.93%, 0.94%, 0.95%, 0.96%, 0.97%, 0.98%, 0.99%, 1.0%, 1.1%, 1.2%, 1.3%, 1.4%, 1.5%, 1.6%, 1.7%, 1.8%, 1.9%, or 2.0% Mn. All expressed as weight percent.
いくつかの例では、本明細書に記載されている合金は合金の総重量を基にして最大約０．７％（例えば、約０．２５％～約０．６％、または約０．３％～約０．５５％）の量でケイ素（Ｓｉ）を含む。例えば、合金は０％、０．０１％、０．０２％、０．０３％、０．０４％、０．０５％、０．０６％、０．０７％、０．０８％、０．０９％、０．１％、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％、０．４％、０．４１％、０．４２％、０．４３％、０．４４％、０．４５％、０．４６％、０．４７％、０．４８％、０．４９％、０．５％、０．５１％、０．５２％、０．５３％、０．５４％、０．５５％、０．５６％、０．５７％、０．５８％、０．５９％、０．６％、０．６１％、０．６２％、０．６３％、０．６４％、０．６５％、０．６６％、０．６７％、０．６８％、０．６９％、ｏｒ０．７％のＳｉを含むことができる。場合によっては、Ｓｉは合金に存在しない（すなわち、０％）。すべては重量％で表される。 In some examples, the alloys described herein include silicon (Si) in an amount up to about 0.7% (e.g., about 0.25% to about 0.6%, or about 0.3% to about 0.55%) based on the total weight of the alloy. For example, the alloys may include 0%, 0.01%, 0.02%, 0.03%, 0.04%, 0.05%, 0.06%, 0.07%, 0.08%, 0.09%, 0.1%, 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%, 0.4% , 0.41%, 0.42%, 0.43%, 0.44%, 0.45%, 0.46%, 0.47%, 0.48%, 0.49%, 0.5%, 0.51%, 0.52%, 0.53%, 0.54%, 0.55%, 0.56%, 0.57%, 0.58%, 0.59%, 0.6%, 0.61%, 0.62%, 0.63%, 0.64%, 0.65%, 0.66%, 0.67%, 0.68%, 0.69%, or 0.7% Si. In some cases, Si is absent from the alloy (i.e., 0%). All are expressed as weight percent.
いくつかの例では、本明細書に記載されている合金は合金の総重量を基にして最大約０．１％（例えば、約０．０１～約０．０８％、または約０．０２％～約０．０５％）の量でチタン（Ｔｉ）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％、または０．１％のＴｉを含むことができる。場合によっては、Ｔｉは合金に存在しない（すなわち、０％）。すべては重量％で表される。 In some examples, the alloys described herein include titanium (Ti) in an amount up to about 0.1% (e.g., about 0.01 to about 0.08%, or about 0.02% to about 0.05%) based on the total weight of the alloy. For example, the alloys may include 0.01%, 0.02%, 0.03%, 0.04%, 0.05%, 0.06%, 0.07%, 0.08%, 0.09%, or 0.1% Ti. In some cases, Ti is absent (i.e., 0%) in the alloy. All expressed as weight percent.
いくつかの例では、本明細書に記載されている合金は合金の総重量を基にして最大約０．２５％（例えば、約０．０１％～約０．２５％または約０．１％～約０．２％）の量で亜鉛（Ｚｎ）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％、０．１％、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％、ｏｒ０．２５％のＺｎを含むことができる。場合によっては、Ｚｎは合金に存在しない（すなわち、０％）。すべては重量％で表される。 In some examples, the alloys described herein include zinc (Zn) in an amount up to about 0.25% (e.g., about 0.01% to about 0.25% or about 0.1% to about 0.2%) based on the total weight of the alloy. For example, the alloys may include 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%, or 0.25% Zn. In some cases, Zn is absent (i.e., 0%) in the alloy. All expressed in weight percent.
いくつかの例では、本明細書に記載されている合金は合金の総重量を基にして約０．４％（例えば、約０．０１％～約０．３５％または約０．０５％～約０．３％）の量でクロム（Ｃｒ）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％、０．１％、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％、または０．４％のＣｒを含むことができる。場合によっては、Ｃｒは合金に存在しない（すなわち、０％）。すべては重量％で表される。 In some examples, the alloys described herein contain chromium (Cr) in an amount of about 0.4% (e.g., about 0.01% to about 0.35% or about 0.05% to about 0.3%) based on the total weight of the alloy. For example, the alloy may include 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%, or 0.4% Cr. In some cases, Cr is absent from the alloy (i.e., 0%). All are expressed as weight percent.
任意で、本明細書に記載されている合金組成物はさらに、０．０５％以下、０．０４％以下、０．０３％以下、０．０２％以下、または０．０１％以下の量で不純物と呼ばれることがある他の微量元素を含むことができる。これらの不純物にはＺｒ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｃａ、Ｂｉ、Ｎａ、Ｐｂまたはこれらの組み合わせが挙げられてもよいが、これらに限定されない。したがって、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｃａ、Ｂｉ、Ｎａ、またはＰｂは０．０５％以下、０．０４％以下、０．０３％以下、０．０２％以下、または０．０１％以下の量で合金に存在してもよい。場合によっては、全不純物の合計は０．１５％（例えば０．１０％）を超えない。すべては重量％で表される。合金の残りの割合はアルミニウムである。 Optionally, the alloy compositions described herein may further include other trace elements, sometimes referred to as impurities, in amounts of 0.05% or less, 0.04% or less, 0.03% or less, 0.02% or less, or 0.01% or less. These impurities may include, but are not limited to, Zr, Sn, Ga, Ca, Bi, Na, Pb, or combinations thereof. Thus, Zr, Sn, Ga, Ca, Bi, Na, or Pb may be present in the alloy in amounts of 0.05% or less, 0.04% or less, 0.03% or less, 0.02% or less, or 0.01% or less. In some cases, the sum of all impurities does not exceed 0.15% (e.g., 0.10%). All expressed in weight percent. The remaining percentage of the alloy is aluminum.
アルミニウム缶蓋及びその作製方法
また、本明細書に記載されているのは、例えば、缶蓋材として使用するためのアルミニウム合金製品である。本明細書に記載されている缶蓋材は、実質的に等方性である表面を有し、本明細書で標準指向性材料と呼ばれる異方性の「指向性」表面を有する標準缶蓋材よりも改善された成形性を示す。本明細書に記載されている缶蓋材の成形性の増加は、少なくとも部分的には、標準指向性材料と比較してその増加した表面等方性に起因する。この用途の目的のための「実質的に」等方性は、少なくとも７０％、少なくとも７５％、少なくとも８０％、少なくとも８５％、または少なくとも９５％の等方性を有することを意味する。
Aluminum Can Ends and Methods for Making Same Also described herein are aluminum alloy products for use, for example, as can end stocks. The can end stocks described herein have surfaces that are substantially isotropic and exhibit improved formability over standard can end stocks having anisotropic "oriented" surfaces, referred to herein as standard oriented materials. The increased formability of the can end stocks described herein is due, at least in part, to their increased surface isotropy compared to standard oriented materials. "Substantially" isotropic for purposes of this application means having at least 70%, at least 75%, at least 80%, at least 85%, or at least 95% isotropy.
本明細書に記載されているアルミニウム合金製品は、特にシェルプレスでの穴開け操作中に、製品の亀裂のような小さい成形性に起因する問題を起こしにくい。理論に束縛されることなく、これは、一部には、標準指向性材料では圧延方向に対して９０°の方向の摩擦が最も高いという事実に起因する。標準指向性材料では、標準の回転基底面で作り出された地形的ピークからの直接の衝突により、成形荷重が増加する。しかしながら、本明細書に記載されている製品では、ピークの数は、標準指向性材料と比べて少なくとも１０％減少している。例えば、ピークの数は、標準指向性材料と比べて少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％減らすことができる。場合によっては、ピークは存在しない。したがって、摩擦はすべての方向でバランスが取れており、９０°成分での摩擦による極端な負荷は低減される。さらに、缶蓋のような円形の製品が標準指向性材料から形成される場合、結果として得られる形状は真円ではなく、９０°方向に最大径がある微妙な楕円形に「オフドロー」される。これは、９０°方向の摩擦が大きい（したがって成形荷重が大きい）直接的な結果である。成形のための操作ウィンドウは、「オフドロー」現象を管理するために本明細書に記載されている表面で広げることができる。 The aluminum alloy products described herein are less susceptible to problems due to small formability such as cracking of the product, especially during punching operations in a shell press. Without being bound by theory, this is due in part to the fact that friction is highest in the 90° direction to the rolling direction in standard oriented materials. In standard oriented materials, forming loads are increased due to direct impingement from topographical peaks created by the standard base of rotation. However, in the products described herein, the number of peaks is reduced by at least 10% compared to standard oriented materials. For example, the number of peaks can be reduced by at least 20%, at least 30%, at least 40%, at least 50%, at least 60%, at least 70%, at least 80%, at least 90% compared to standard oriented materials. In some cases, peaks are not present. Thus, friction is balanced in all directions, and extreme loads due to friction in the 90° component are reduced. Furthermore, when a circular product such as a can end is formed from standard oriented materials, the resulting shape is not a perfect circle, but is "off-drawn" into a subtle ellipse with the largest diameter in the 90° direction. This is a direct result of the higher 90° friction (and therefore higher forming loads). The operating window for forming can be widened with the surfaces described herein to manage the "off-draw" phenomenon.
アルミニウム合金製品の表面等方性は、ナノ秒レーザーマイクロテクスチャーリング、放電テクスチャーリング、または修正されたワークロールを使用したローリングまたはクロス方向へのローリングのような既知の方法によって増やされてもよい。圧延製造プロセスから生じるアルミニウム合金製品の中央部分の冶金学的特性（方向性または異方性を含む）を変更する必要はなく；むしろ、外面の等方性が増加すると利点が存在する。 Surface isotropy of the aluminum alloy product may be increased by known methods such as nanosecond laser microtexturing, electrical discharge texturing, or rolling with modified work rolls or cross-direction rolling. There is no need to change the metallurgical properties (including directionality or anisotropy) of the central portion of the aluminum alloy product resulting from the rolling manufacturing process; rather, there is an advantage to increased isotropy of the outer surface.
缶蓋材の上面と下面の間の中央部分に残留異方性が残っているかどうかに関係なく、缶蓋材の少なくとも上面と下面で異方性を低減することにより、加工が改善される。したがって、いくつかの例では、アルミニウム合金製品は上部、中央部分、及び下部を有する厚さを含む。いくつかの例では、上部及び下部はアルミニウム合金製品の厚さの０．１％を構成する。たとえば、アルミニウム合金製品の２００μｍの厚さを有してもよく；上部と下部が厚さの１％を構成する場合、それらは合わせて２μｍであり、１９８μｍの中央部分の測定値を残す。いくつかの例では、上部及び下部は、厚さの０．５％、厚さの１％、厚さの５％、厚さの１０％、厚さの１５％、厚さの２０％、または厚さの２５％を構成する。いくつかの例では、上部と下部は同じ測定値であり；その他の場合、上部と下部の測定値は等しくない。図２に示すように、アルミニウム合金製品２０の断面は上部２１、中央部２２、及び下部２３を含む。 By reducing the anisotropy at least at the top and bottom surfaces of the can lid stock, processing is improved, regardless of whether residual anisotropy remains in the central portion between the top and bottom surfaces of the can lid stock. Thus, in some examples, the aluminum alloy product includes a thickness having a top, a center portion, and a bottom portion. In some examples, the top and bottom portions comprise 0.1% of the thickness of the aluminum alloy product. For example, the aluminum alloy product may have a thickness of 200 μm; if the top and bottom portions comprise 1% of the thickness, then together they are 2 μm, leaving a central portion measurement of 198 μm. In some examples, the top and bottom portions comprise 0.5% of the thickness, 1% of the thickness, 5% of the thickness, 10% of the thickness, 15% of the thickness, 20% of the thickness, or 25% of the thickness. In some examples, the top and bottom portions have the same measurement; in other cases, the measurements of the top and bottom portions are not equal. As shown in FIG. 2, a cross section of the aluminum alloy product 20 includes a top portion 21, a center portion 22, and a bottom portion 23.
いくつかの例では、アルミニウム合金製品は、共焦点顕微鏡によって測定すると８０％を超える表面等方性パーセントを有し、１０％未満の成形性の歪みを有する。この適用の目的で「表面等方性パーセント」とは、アルミニウム合金製品の等方性がアルミニウム合金製品の厚さを介して変化する場合でも、アルミニウム合金製品の表面（上面及び／または下面）で測定される等方性を指す。いくつかの例では、アルミニウム合金製品は８５％を超える、９０％を超える、９５％を超える、９７％を超える、９８％を超える、９９％を超える、または１００％の表面等方性パーセントを含む。 In some examples, the aluminum alloy product has a percent surface isotropy of greater than 80% as measured by confocal microscopy and has less than 10% formability distortion. For purposes of this application, "percent surface isotropy" refers to isotropy measured at the surface (top and/or bottom) of the aluminum alloy product, even if the isotropy of the aluminum alloy product varies through the thickness of the aluminum alloy product. In some examples, the aluminum alloy product includes a percent surface isotropy of greater than 85%, greater than 90%, greater than 95%, greater than 97%, greater than 98%, greater than 99%, or 100%.
この適用の目的での「成形性の歪み」とは、アルミニウム合金製品が、例えば、砲撃プレスにて円形ダイで打ち抜かれたときの最大オフドローを指し、円の半径のパーセントとして表される。たとえば、直径２．５ｃｍのダイを使用して円が打ち抜かれ、打ち抜かれた製品が完全な直径２．５ｃｍの円である場合、成形性の歪みはゼロである。しかしながら、打ち抜かれた製品の半径が１以上のポイントで、意図した直径２．５ｃｍを超える場合、成形性の歪みはゼロではない。この例にて最大半径が２．７５ｃｍである場合、成形性の歪みは１０パーセントである。（（２．７５－２．５０／２．５）＝０．１０、または１０％）。いくつかの例では、成形性の歪みは９％未満、８％未満、７％未満、６％未満、５％未満、４％未満、３％未満、２％未満、１％未満、またはゼロである。図３に示されるように、打ち抜かれた缶蓋３０は点線で示される真円からオフドローされてもよい。最大半径３１は円の半径３２よりも大きい。 For purposes of this application, "formability distortion" refers to the maximum off-draw when an aluminum alloy product is stamped with a circular die, for example, in a bombardment press, expressed as a percentage of the radius of the circle. For example, if a circle is stamped using a 2.5 cm diameter die and the stamped product is a perfect 2.5 cm diameter circle, the formability distortion is zero. However, if the stamped product has a radius that exceeds the intended 2.5 cm diameter at one or more points, the formability distortion is not zero. If the maximum radius is 2.75 cm in this example, the formability distortion is 10 percent. ((2.75-2.50/2.5)=0.10, or 10%). In some examples, the formability distortion is less than 9%, less than 8%, less than 7%, less than 6%, less than 5%, less than 4%, less than 3%, less than 2%, less than 1%, or zero. As shown in FIG. 3, the stamped can end 30 may be off-drawn from a perfect circle, as indicated by the dotted line. The maximum radius 31 is greater than the circle radius 32.
本明細書に記載されている缶蓋材に有用なアルミニウム合金製品は任意の好適なゲージを有することができる。いくつかの例では、アルミニウム合金製品はシートであることができる。シートは缶蓋材として使用することができる。 The aluminum alloy products useful in the can endstocks described herein can have any suitable gauge. In some examples, the aluminum alloy products can be sheets. The sheets can be used as can endstocks.
いくつかの例では、アルミニウム合金製品は缶蓋シートのようなシートである。いくつかの例では、アルミニウム合金は５ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金である。好適な５ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金には、例えば、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、及びＡＡ５０８８が挙げられる。いくつかの例では、アルミニウム合金は５１８２アルミニウム合金を含む。 In some examples, the aluminum alloy product is a sheet, such as a can lid sheet. In some examples, the aluminum alloy is a 5xxx series aluminum alloy. Suitable 5xxx series aluminum alloys include, for example, AA5005, AA5005A, AA5205, AA5305, AA5505, AA5605, AA5006, AA5106, AA5010, AA5110, AA5110A, AA5210, AA5310, AA5016, AA5017, AA5018, AA5018A, AA5019, AA5019A, AA5119, AA5119A, AA5021, AA5 022, 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, AA5556 B, AA5556C, AA5257, AA5457, AA5557, AA5657, AA5058, AA5059, AA5070, AA5180, AA5180A, AA5082, AA5182, AA5083, AA5183, AA5183A, AA5283, AA5283A, AA5283B, AA5383, AA5483, AA5086, AA5186, AA5087, AA5187, and AA5088. In some examples, the aluminum alloy includes 5182 aluminum alloy.
表面の異方性は、上記に記載されているようにＩＳＯ２５１７８に準じてテクスチャーアスペクト比（Ｓｔｒ）によって測定することができる。Ｓｔｒ値は、圧延方向に対して任意の方向で測定された最短波長の最長波長に対する比率である。いくつかの例では、本明細書に記載されている合金シートの表面のＳｔｒ値は約０．７より大きい。たとえば、Ｓｔｒ値は０．７１、０．７５、０．８、０．８５、０．９、０．９５、０．９６、０．９７、０．９８、０．９９、または１．０であることができる。しかしながら、缶蓋材を調製するのに使用される従来のアルミニウム合金シートは通常、異方性の表面テクスチャーを有する。従来の合金シートの表面のＳｔｒ値は０．１未満である。従来の缶蓋材の異方性は、分割ドームや引き剥がれのような成形性の問題を引き起こすことができる。本明細書に記載されている缶蓋材に有用なアルミニウム合金製品は有意な異方性を含まない。 The anisotropy of the surface can be measured by texture aspect ratio (Str) according to ISO 25178 as described above. The Str value is the ratio of the shortest wavelength to the longest wavelength measured in any direction relative to the rolling direction. In some examples, the Str value of the surface of the alloy sheet described herein is greater than about 0.7. For example, the Str value can be 0.71, 0.75, 0.8, 0.85, 0.9, 0.95, 0.96, 0.97, 0.98, 0.99, or 1.0. However, conventional aluminum alloy sheets used to prepare can end stocks typically have anisotropic surface textures. The Str value of the surface of conventional alloy sheets is less than 0.1. The anisotropy of conventional can end stocks can cause formability problems such as split domes and peeling. The aluminum alloy products useful for can end stocks described herein do not contain significant anisotropy.
好適な合金、製品及び方法の実例
実例１は、第１の平均表面粗さを有する第１の表面と、第２の平均表面粗さを有する第２の表面とを含み、前記第１の平均表面粗さは表面形状測定装置によって測定すると前記第２の平均表面粗さよりも少なくとも２０％小さい、アルミニウム合金製品である。
Examples of Preferred Alloys, Products, and Methods Example 1 is an aluminum alloy product comprising a first surface having a first average surface roughness and a second surface having a second average surface roughness, the first average surface roughness being at least 20% less than the second average surface roughness as measured by a surface profilometer.
実例２は、前記第１の平均表面粗さが前記第２の平均表面粗さよりも少なくとも３０％小さい、先行または後続の任意の実例のアルミニウム合金である。 Example 2 is an aluminum alloy of any preceding or subsequent example, in which the first average surface roughness is at least 30% less than the second average surface roughness.
実例３は、前記第１の平均表面粗さが０．４μｍ未満である、先行または後続の任意の実例のアルミニウム合金である。 Example 3 is an aluminum alloy of any preceding or subsequent example, in which the first average surface roughness is less than 0.4 μm.
実例４は、前記第２の平均表面粗さが０．４μｍ以上である、先行または後続の任意の実例のアルミニウム合金である。 Example 4 is an aluminum alloy of any preceding or subsequent example in which the second average surface roughness is 0.4 μm or greater.
実例５は、前記アルミニウム合金製品が３ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金を含む、先行または後続の任意の実例のアルミニウム合金である。 Example 5 is an aluminum alloy of any preceding or subsequent example, wherein the aluminum alloy product includes a 3xxx series aluminum alloy.
実例６は、前記３ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金がＡＡ３１０４アルミニウム合金を含む、先行または後続の任意の実例のアルミニウム合金である。 Example 6 is an aluminum alloy of any preceding or succeeding example, wherein the 3xxx series aluminum alloy includes AA3104 aluminum alloy.
実例７は、前記アルミニウム合金製品が、約０．０５～０．２５重量％のＣｕ、最大約０．８重量％のＦｅ、約０．８～１．３重量％のＭｇ、約０．８～１．４重量％のＭｎ、最大約０．６重量％のＳｉ、最大約０．１重量％のＴｉ、最大約０．２５重量％のＺｎ、最大約０．０５重量％の不純物，及びＡｌを含む、先行または後続の任意の実例のアルミニウム合金である。 Example 7 is an aluminum alloy of any preceding or subsequent example, wherein the aluminum alloy product includes about 0.05-0.25 wt.% Cu, up to about 0.8 wt.% Fe, about 0.8-1.3 wt.% Mg, about 0.8-1.4 wt.% Mn, up to about 0.6 wt.% Si, up to about 0.1 wt.% Ti, up to about 0.25 wt.% Zn, up to about 0.05 wt.% impurities, and Al.
実例８は、前記アルミニウム合金製品が約４ｍｍ未満の厚さを含む、先行または後続の任意の実例のアルミニウム合金である。 Example 8 is an aluminum alloy of any preceding or subsequent example, wherein the aluminum alloy product has a thickness of less than about 4 mm.
実例９は、前記アルミニウム合金製品がアルミニウム缶胴である、先行または後続の任意の実例のアルミニウム合金である。 Example 9 is an aluminum alloy of any preceding or subsequent example, wherein the aluminum alloy product is an aluminum can body.
実例１０は、アルミニウム缶胴を作製する方法であって、請求項１のアルミニウム合金製品をカッピングプレスと接触させて、前記第２の表面に相当し、且つカップ内面平均表面粗さを有するカップ内面と前記第１の表面に相当し、且つカップ外面平均表面粗さを有するカップ外面とを含むカップを形成することと、その際、前記内面平均表面粗さは前記外面平均表面粗さよりも大きく；前記カップの内面をパンチスリーブと接触させ、且つ前記カップの外面をアイアニングダイと接触させることと、前記カップを所望の高さまでアイアニングすることとを含む、前記方法である。 Example 10 is a method of making an aluminum can body, comprising contacting the aluminum alloy product of claim 1 with a cupping press to form a cup including an inner cup surface corresponding to the second surface and having an inner cup surface average roughness and an outer cup surface corresponding to the first surface and having an outer cup surface average roughness, wherein the inner surface average surface roughness is greater than the outer surface average surface roughness; contacting the inner cup surface with a punch sleeve and the outer cup surface with an ironing die; and ironing the cup to a desired height.
実例１１は、前記カップが壁を有し、前記方法がさらに、前記壁をトリミングして前記缶胴を形成することをさらに含み、その際、前記缶胴が缶胴内面及び缶胴外面を有する、先行または後続の任意の実例の方法である。 Example 11 is the method of any preceding or subsequent example, wherein the cup has a wall, and the method further includes trimming the wall to form the can body, wherein the can body has an inner body surface and an outer body surface.
実例１２は、前記カップの外面平均表面粗さが０．４μｍ未満である、先行または後続の任意の実例の方法である。 Example 12 is the method of any preceding or subsequent example, in which the average outer surface roughness of the cup is less than 0.4 μm.
実例１３は、前記カップ内面平均表面粗さが０．４μｍ以上である、先行または後続の任意の実例の方法である。 Example 13 is a method of any preceding or subsequent example in which the average surface roughness of the cup inner surface is 0.4 μm or greater.
実例１４は、前記アルミニウム缶胴が、缶胴内面平均表面粗さを有する内面と、缶胴外面平均表面粗さを有する外面とを含み、前記缶胴内面平均表面粗さが前記缶胴外面平均表面粗さよりも少なくとも２０％大きい、先行または後続の任意の実例の方法である。 Example 14 is the method of any preceding or subsequent example, wherein the aluminum can body includes an inner surface having an average surface roughness of the inner surface of the can body and an outer surface having an average surface roughness of the outer surface of the can body, and the average surface roughness of the inner surface of the can body is at least 20% greater than the average surface roughness of the outer surface of the can body.
実例１５は、共焦点顕微鏡で測定すると８０％を超える表面等方性パーセントを含み、１０％未満の成形性の歪みを含むアルミニウム合金製品である。 Example 15 is an aluminum alloy product containing a percent surface isotropy of greater than 80% as measured by confocal microscopy and less than 10% formability distortion.
実例１６は、前記アルミニウム合金製品が９５％を超える等方性を含む、先行または後続の任意の実例のアルミニウム合金である。 Example 16 is an aluminum alloy of any preceding or subsequent example, wherein the aluminum alloy product comprises greater than 95% isotropy.
実例１７は、前記アルミニウム合金製品が５ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金を含む、先行または後続の任意の実例のアルミニウム合金である。 Example 17 is an aluminum alloy of any preceding or subsequent example, wherein the aluminum alloy product includes a 5xxx series aluminum alloy.
実例１８は、前記５ｘｘｘシリーズのアルミニウム合金が５１８２アルミニウム合金を含む、先行または後続の任意の実例のアルミニウム合金である。 Example 18 is any of the preceding or succeeding examples of the 5xxx series aluminum alloys, including 5182 aluminum alloy.
実例１９は、前記アルミニウム合金製品がアルミニウム缶蓋である、先行または後続に任意の実例のアルミニウム合金である。 Example 19 is any of the preceding or following examples of the aluminum alloy, wherein the aluminum alloy product is an aluminum can end.
実例２０は、前記アルミニウム合金製品がＩＳＯ２５１７８に準じて０．７を超えるテクスチャーアスペクト比（Ｓｔｒ）の値を含む、先行または後続の任意の実例のアルミニウム合金である。 Example 20 is an aluminum alloy of any preceding or subsequent example, wherein the aluminum alloy product includes a texture aspect ratio (Str) value greater than 0.7 according to ISO 25178.
上で引用されている特許、出版物、及び要約はすべて、参照によって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ている。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。 All patents, publications, and abstracts cited above are incorporated herein by reference in their entirety. Various embodiments of the invention have been described in accomplishment of various objects of the invention. It should be recognized that these embodiments are merely illustrative of the principles of the invention. Numerous modifications and adaptations will be readily apparent to those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the following claims.
Claims (14)
第１の平均表面粗さを有する第１の表面と
第２の平均表面粗さを有する第２の表面とを含み、表面形状測定装置によって測定すると、前記第１の平均表面粗さは前記第２の平均表面粗さよりも少なくとも２０％小さく、
前記第１の平均表面粗さが０．２２μｍ未満であり、
前記第２の平均表面粗さが０．６μｍ以上である、
前記アルミニウム合金製品。 An aluminum alloy product,
a first surface having a first average surface roughness and a second surface having a second average surface roughness, the first average surface roughness being at least 20% less than the second average surface roughness as measured by a surface profilometer;
the first average surface roughness is less than 0.22 μm;
The second average surface roughness is 0.6 μm or more.
The aluminum alloy product.
請求項１～７のいずれかに記載のアルミニウム合金製品をカッピングプレスと接触させて、第２の表面に相当し、且つカップ内面平均表面粗さを有するカップ内面と、第１の表面に相当し、且つカップ外面平均表面粗さを有するカップ外面とを含むカップを形成することであって、その際、前記カップ内面平均表面粗さが前記カップ外面平均表面粗さよりも大きい、前記形成することと；
前記カップ内面をパンチスリーブと接触させ、且つ前記カップ外面をアイアニングダイと接触させることと；
前記カップを所望の高さまでアイアニングすることとを含み、
前記カップ外面平均表面粗さが０．２２μｍ未満であり、
前記カップ内面平均表面粗さが０．６μｍ以上である、
前記方法。 1. A method for making an aluminum can body, comprising the steps of:
contacting the aluminum alloy product of any one of claims 1 to 7 with a cupping press to form a cup including an inner cup surface corresponding to the second surface and having an inner cup surface average surface roughness, and an outer cup surface corresponding to the first surface and having an outer cup surface average surface roughness, wherein the inner cup surface average surface roughness is greater than the outer cup surface average surface roughness;
contacting the inner cup surface with a punch sleeve and the outer cup surface with an ironing die;
ironing the cup to a desired height;
The cup outer surface has an average surface roughness of less than 0.22 μm;
The cup inner surface has an average surface roughness of 0.6 μm or more.
The method.
前記アルミニウム缶胴は、
第１の平均表面粗さを有する第１の表面と
第２の平均表面粗さを有する第２の表面とを含み、表面形状測定装置によって測定すると、前記第１の平均表面粗さは前記第２の平均表面粗さよりも少なくとも２０％小さく、
前記アルミニウム缶蓋は、
共焦点顕微鏡で測定すると８０％を超える表面等方性パーセントを含み、且つ１０％未満の成形性の歪みを含む、アルミニウム合金製品。 An aluminum alloy product including an aluminum can body and an aluminum can end,
The aluminum can body is
a first surface having a first average surface roughness and a second surface having a second average surface roughness, the first average surface roughness being at least 20% less than the second average surface roughness as measured by a surface profilometer;
The aluminum can lid is
1. An aluminum alloy article comprising a percent surface isotropy of greater than 80% as measured by confocal microscopy and a formability distortion of less than 10%.
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