易拉罐罐盖5182‑H48铝合金带材及其生产方法

摘要

本发明公开了一种易拉罐罐盖5182‑H48铝合金带材，以重量百分比为单位，化学成分含有：Si 0.15%，Fe 0.30%，Cu 0.10%，Mn 0.30～ 0.40%，Mg 4.30～ 4.80%，Cr 0.08%，Zn 0.25%，Ti 0.01～0.03%，余量为Al。该铝合金带材的生产方法，其工艺步骤包括：①铸锭；②铸锭铣面；③铸锭加热；④铸锭热轧；⑤冷轧开坯；⑥成品冷轧，拉弯矫直、清洗、涂层、分切、包装，即得；在铸锭冷轧过程中，分别进行两次拉弯矫直清洗和中间退火处理。本发明通过对易拉罐罐盖5182－H48铝合金带材的生产工艺研究，结合国产设备的特点，成功生产出了厚度为0.22毫米5182合金的易拉罐罐盖，填补了国产设备生产此类产品的空白。

权利要求

1.一种易拉罐罐盖5182-H48铝合金带材的生产方法，其具体工艺步骤如下：①铸锭：按以下重量百分比的化学成分配料：Si 0.15%，Fe 0.30%，Cu 0.10%，Mn 0.30～ 0.40%，Mg 4.30～ 4.80% ，Cr 0.08%，Zn 0.25%，Ti 0.01～0.03%，余量为Al；

②铸锭铣面：将铝合金铸锭铣面，单面铣面量≥ 15mm，铸锭两边厚度差≤ 3mm ，铣面粗糙度要求为0.05～0.15mm ；

③铸锭加热：将铣面后的铝合金铸锭加热至540～560℃，保温8～10小时后出炉，出炉温度保持在500～520℃；

④铸锭热轧：将出炉后的铝合金铸锭经过15～25道次的轧制，轧至厚度为4～6mm的毛坯料，热轧过程中，均匀化加热的温度始终保持在465～485℃之间，热轧终轧温度不小于

340℃ ；

⑤冷轧开坯：由4～6mm轧制成0.30～0.35mm，轧制过程中分别进行两次拉弯矫直清洗和中间退火，中间退火温度保持在390℃；

⑥成品冷轧：由0.30～0.35mm再经2～4次的轧制，轧制成0.22mm ，拉弯矫直、清洗、涂层、分切、包装，即得。

2.根据权利要求1所述的易拉罐罐盖5182-H48铝合金带材的生产方法，其特征在于：在铸锭冷轧过程中，在轧至3.0～3.50mm 和1.0～1.50mm 两个范围内时，分别进行两次拉弯矫直清洗和中间退火处理。

说明书

易拉罐罐盖5182-H48铝合金带材及其生产方法

[0001] 技术领域：

[0002] 本发明涉及一种易拉罐罐盖5182-H48铝合金带材，特别是涉及一种该易拉罐罐盖5182-H48铝合金带材的生产方法。

[0003] 背景技术：

[0004] 铝易拉罐具有体轻、耐蚀、热传导性好、无味、无毒、印刷效果好、装潢美观等优点，给消费者带来高雅的视觉感受。铝易拉罐相比其它罐盖，不仅性能上优越，制作亦可机械化、大规模，而且成本低、无污染，还可回收利用。因此，20世纪80～90年代全球易拉罐用量急剧增加，在世界饮料包装市场具有绝对优势地位。其中以北美为主要市场，消费量240万吨/年，人均消费480只/年；日本人均消费为220只/年；欧洲人均消费为220只/年；中国人均消费仅为20只/年。差距就是机遇，随着国内人民生活水平的迅速提高，易拉罐消费将会呈现爆炸式增长，考虑到近几年一直保持15%年均增长率等因素，未来5年消费量将达到100万吨，具有很好的市场前景。

[0005] 5182－H48铝合金带材作为易拉罐罐盖材料，具有以下具体的质量要求：①厚度允许偏差：±0.002㎜ ；②宽度允许偏差：-0+0.4 ㎜ ；③平直度要求：将带材展开置于平台上，在整个宽度或任意2m长度的范围内，带材平面与平台之间的最大间隙值不大于2㎜，且在任意1m宽度或长度范围内的波浪不超过2个；④力学性能要求：抗拉强度370～420MPa，屈服强度330～360MPa，延伸率≥5％；⑤涂层性能：必须通过水煮试验、蒸煮试验、耐酸试验、附着力测试，涂膜厚度内11±1克/平方米、外5±1克/平方米，涂蜡量70±20毫克/平方米/面；⑥外观质量要求：带材表面应均匀一致、洁净、不允许有腐蚀、贯穿气孔、粘伤、金属及非金属压入、松树状花纹，不允许有严重的划痕、油污、油斑、辊印等影响客户使用的质量缺陷；带材边缘应切齐，毛刺不大于0.2毫米；带材直线性1.5毫米/2000毫米，错层不大于1㎜，塔形不大于2.5㎜。

[0006] 由此可见，概括来讲，罐盖料5182-H48铝合金带材应具有“高性能、尺寸精度高、板形平直度小、表面光洁”等要求，这其中，如何获得带材的高性能是生产工艺上的关键。

[0007] 发明内容：

[0008] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种高性能的易拉罐罐盖5182-H48铝合金带材及其生产方法。

[0009] 本发明为解决技术问题所采取的技术方案；

[0010] 一种易拉罐罐盖5182-H48铝合金带材，以重量百分比为单位，化学成分含有：Si 0.15%，Fe 0.30%，Cu 0.10%，Mn 0.30～ 0.40%，Mg 4.30～ 4.80% ，Cr 0.08%，Zn 0.25%，Ti 
0.01～0.03%，余量为Al。

[0011] 上面所述的易拉罐罐盖5182-H48铝合金带材的生产方法，其具体工艺步骤如下：

[0012] ①铸锭：按以下重量百分比的化学成分配料：Si 0.15%，Fe 0.30%，Cu 0.10%，Mn 0.1～ 0.15%，Mg 4.30～ 4.80% ，Cr 0.08%，Zn 0.25%，Ti 0.01～0.03%，余量为Al；

[0013] ②铸锭铣面：将铝合金铸锭铣面，单面铣面量≥ 15mm，铸锭两边厚度差≤ 3mm ，铣面粗糙度要求为0.05～0.15mm ；

[0014] ③铸锭加热：将铣面后的铝合金铸锭加热至540～560℃，保温8～10小时后出炉，出炉温度保持在500～520℃；

[0015] ④铸锭热轧：将出炉后的铝合金铸锭经过15～25次的轧制，轧至厚度为4～6mm的毛坯料，热轧过程中，均匀化加热的温度始终保持在465～485℃之间，热轧终轧温度不小于340℃ ；

[0016] ⑤冷轧开坯：由4～6mm轧制成0.30～0.35mm，轧制过程中分别进行两次拉弯矫直清洗和中间退火，中间退火温度保持在390℃；

[0017] ⑥成品冷轧：由0.30～0.35mm再经2～4次的轧制，轧制成0.22mm ，拉弯矫直、清洗、涂层、分切、包装，即得。

[0018] 在铸锭冷轧过程中，在轧至3.0～3.50mm 和1.0～1.50mm 两个范围内时，分别进行两次拉弯矫直清洗和中间退火处理。

[0019] 本发明中，各化学成分的确定及化学成分对带材力学性能的影响：

[0020] ①Mg：主要以固溶状态和β(Mg2A13或Mg5A18)相两种形式存在，其中β(Mg2A13)相为复杂面心立方亚稳定相，有转变为Mg5A18稳定相的热力学趋势，Mg在共晶温度450度时达到极限固溶度17.4%，此时，Mg、Al金属间化合物即β相与α固溶体构成共晶组织，，随着温度降低，α固溶体逐步析出β相质点，而α过饱和固溶体的分解速率极慢，通常5系铝合金半连连铸锭中将保留较大的Mg过饱和固溶度，此在热力学上并不稳定，经重新加热或室温存放均会自发析出β相，因而合金的时效强化效果低。5182合金的强度随着Mg含量的增加而提高，塑性则随之降低，故Mg含量控制在5.5%以下，最佳范围在4.30～ 4.80%。

[0021] ②Mn：部分固溶于基体，其余以MnAl6相的形式存在于组织中。Mn可以提高合金的再结晶温度，阻止晶粒粗化，并使合金强度略有提高，尤其对屈服强度作用更为明显。故Mg含量最佳范围控制在0.30～ 0.40%之间。

[0022] ③Fe：少量Fe即形成不溶于α基体的针状FeAl3相，削弱基体，显著降低合金的机械性能；FeAl3与α间电位差较大，故降低抗蚀性。同时，Fe与合金中的Mn和Cr形成难溶解的金属间化合物，使铸造组织中出现硬脆的多元化合物，在冷轧时易发生裂边。因此，铁含量一般应控制在0.35％以下，考虑到5182－H48铝合金带材所要求的高性能，铁含量控制在0.30%。

[0023] ④Si：在合金中与Mg形成较粗大骨骼状的Mg2Si相，其量随Si量的增加而增多，而在α中的溶解度却随Mg量的增加而减少。高温下Mg2Si在α中的溶解度很小，热处理时Mg2Si相不能溶解而仍保持原来形状。这时部分Mg被Mg2Si束缚不能起强化作用，而且Mg2Si粗大而性脆，显著降低合金的机械性能。Si能使合金晶粒粗大，所以Si不但强化作用不大，反而降低了合金的塑性。因此，拉环用5182合金带材中Si的含量应该限制，为0.15%。

[0024] ⑤Cr：是Al-Mg系合金中常见的添加元素。Cr在铝中的溶解度在660℃时约为O.8%，室温时基本不溶解，主要以化合物形式存在，阻碍再结晶的形核过程，对合金有一定的强化作用。另外，Cr还能改善合金韧性和降低应力腐蚀开裂敏感性。但Cr的含量一般不超过0.35％，否则，Cr会和其他合金元素或杂质如Mn、Fe、Ti等形成粗大的中间金属化合物，降低成形性能与断裂韧性等力学性能。Cr的扩散速度低，在压力加工过程中形成细小的分散相，能抑制晶核形成和晶粒长大，因此可用Cr控制合金的显微组织。Cr与Mn同时加入，其效果比单一加入的大，因此Cr为0.08%。

[0025] 本发明中，生产工艺对5182-H48铝合金带材带材性能的影响：

[0026] ①热轧均匀化加热制度、开轧和终轧温度对带材性能的影响：

[0027] 热轧过程伴随着塑性变形和动态再结晶的双重特点。开轧温度和终轧温度对织构的影响很大，热轧温度越高，冷轧后的再结晶织构相对较强残留越多，有利于立方织构的强化；热轧温度较低时，热轧板将呈现较强的变形织构，后续冷轧将难以继续进行。所以合理的均匀化加热制度和热轧工艺制度可以保证整个热轧过程一直处于动态再结晶，保证后续最终成品的性能。对铸锭进行均匀化加热的目的是使铸锭内部的原子进行充分的振动，消除铸造应力，消除晶内偏析及区域偏析，为热轧提供良好的塑性。均匀化加热的温度为465～485℃之间，最佳温度为475℃。

[0028] 热轧终轧温度影响冷轧后再结晶织构的残留量，终轧温度越高，冷轧后再结晶织构的残留量越多。考虑到热轧速度、道次数量等的制约，热轧带材表面的良好控制，经过大量的生产实践，热轧终轧温度确定为不小于340℃。

[0029] ②中间退火温度：

[0030] 为后工序精确控制带材的力学性能做铺垫，同时进一步生成了再结晶织构，这时带材总的再结晶织构数量足以和此前及后续形成的轧制织构达到某种关系，影响带材最终性能。所以，中间退火温度确定在390℃。

[0031] 本发明通过对易拉罐罐盖5182－H48铝合金带材的生产工艺研究，结合专利权人采用的全是国产设备的特点，成功生产出了厚度为0.22毫米5182合金的易拉罐罐盖，填补了国产设备生产此类产品的空白。

[0032] 具体实施方式：

[0033] 实施例1：一种易拉罐罐盖5182-H48铝合金带材，以重量百分比为单位，化学成分含有：Si 0.15%，Fe 0.30%，Cu 0.10%，Mn 0.30%，Mg 4.30% ，Cr 0.08%，Zn 0.25%，Ti 0.01%，余量为Al。

[0034] 上面所述的易拉罐罐盖5182-H48铝合金带材的生产方法，其具体工艺步骤如下：

[0035] ①铸锭：按以下重量百分比的化学成分配料：Si 0.15%，Fe 0.30%，Cu 0.10%，Mn 0.30～ 0.40%，Mg 4.30～ 4.80% ，Cr 0.08%，Zn 0.25%，Ti 0.01～0.03%，余量为Al；

[0036] ②铸锭铣面：将铝合金铸锭铣面，单面铣面量≥ 15mm，铸锭两边厚度差≤ 3mm ，铣面粗糙度要求为0.05～0.15mm ；

[0037] ③铸锭加热：将铣面后的铝合金铸锭加热至540～560℃，保温8～10小时后出炉，出炉温度保持在500～520℃；

[0038] ④铸锭热轧：将出炉后的铝合金铸锭经过15～25次的轧制，轧至厚度为4～6mm的毛坯料，热轧过程中，均匀化加热的温度始终保持在465～485℃之间，热轧终轧温度不小于340℃ ；

[0039] ⑤冷轧开坯：由4～6mm轧制成0.30～0.35mm，轧制过程中分别进行两次拉弯矫直清洗和中间退火，中间退火温度保持在390℃；

[0040] ⑥成品冷轧：由0.30～0.35mm再经2～4次的轧制，轧制成0.22mm ，拉弯矫直、清洗、涂层、分切、包装，即得。

[0041] 在铸锭冷轧过程中，在轧至3.0～3.50mm 和1.0～1.50mm 两个范围内时，分别进行两次拉弯矫直清洗和中间退火处理。

[0042] 实施例2：本实施例的生产方法和实施例1完全相同，相同之处不重述，不同之处在于：一种易拉罐罐盖5182-H48铝合金带材，以重量百分比为单位，化学成分含有：Si 0.15%，Fe 0.30%，Cu 0.10%，Mn 0.40%，Mg 4.80% ，Cr 0.08%，Zn 0.25%，Ti 0.03%，余量为Al。

[0043] 实施例3：本实施例的生产方法和实施例1完全相同，相同之处不重述，不同之处在于：一种易拉罐罐盖5182-H48铝合金带材，以重量百分比为单位，化学成分含有：Si 0.15%，Fe 0.30%，Cu 0.10%，Mn0.35%，Mg 4.60% ，Cr 0.08%，Zn 0.25%，Ti 0.02%，余量为Al。

[0044] 实施例4：本实施例的生产方法和实施例1完全相同，相同之处不重述，不同之处在于：一种易拉罐罐盖5182-H48铝合金带材，以重量百分比为单位，化学成分含有：Si 0.15%，Fe 0.30%，Cu 0.10%，Mn 0.32%，Mg 4.40% ，Cr 0.08%，Zn 0.25%，Ti 0.02%，余量为Al。