富含锰和极富含镁的铝带 |
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| 申请号 | CN201080018272.4 | 申请日 | 2010-04-23 | 公开(公告)号 | CN102439185A | 公开(公告)日 | 2012-05-02 |
| 申请人 | 海德鲁铝业德国有限责任公司; | 发明人 | 伯恩哈德·克尼希; 约亨·哈森克勒费尔; 克里斯托夫·塞泰莱; 格尔德·施泰因霍夫; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种用于制造平版印刷的印板载体的 铝 合金 以及一种由该 铝合金 制成的铝带、一种用于制造铝带的方法和该铝带用于制造平版印刷的印板载体的用途。本发明的目的在于提供一种铝合金和由铝合金制成的铝带，该铝合金或铝带在不破坏电化学可粗糙性能的 基础 上能够制成具有横向相对于 轧制 方向的改善的抗交变弯曲性能和改善的热拉强度的印板载体，上述目的这样实现，即，该铝合金具有以下基于重量％的合金成分：Fe＜0.4％；0.41％≤Mg≤0.7％；0.05％≤Si≤0.25％；0.1％≤Mn≤0.6％；Cu≤0.04％；Ti＜0.1％；Zn≤0.1％；Cr≤0.1％；剩余Al和不可避免的杂质分别最多为0.05％，总和为最多0.15％。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于制造平版印刷的印板载体的铝合金，其特征在于，所述铝合金具有以下基于重量百分比的合金成分： |
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| 说明书全文 | 富含锰和极富含镁的铝带技术领域背景技术[0002] 用于制造平版印刷的印板载体的铝带必须具有很高的质量，并因此不断地进行开发研究。铝带必须具有适宜的综合性能。因此铝带在制造平版印刷的印板载体的过程中要经过粗糙处理，该粗糙处理必须确保没有显著可见的结构损失，而且在最高加工速度的条件下没有条纹效应。铝带的结构粗糙化的目的是，使接下来曝光的感光层能够持久地涂覆在印板载体上。感光层在220℃至300℃的温度条件下烘烤3至10分钟。典型的烘烤时间和温度的结合例如为：240℃持续10分钟，或280℃持续4分钟。然后，印板载体必须进一步易于操控，从而使印板载体夹紧在印刷装置中。在此，由于烘烤过程使印板载体的软化不需要太剧烈。而是在烘烤过程之前实现尽可能大的抗拉强度，从而在烘烤之后使抗拉强度足够大。当然，在烘烤过程之前，由于较高的抗拉强度，使铝带的调整、也就是在加工成印板载体之前铝带“盘绕式设置(Coil-Sets)”的拆除变得困难。额外，越来越多的印刷机具有尽可能大的印刷表面，从而使印板载体不再沿着轧制方向、而是必须横向相对于轧制方向夹紧，以实现超大的印刷宽度。这意味着，印板载体横向相对于轧制方向的抗交变弯曲性能具有重要意义。为了在烘烤过程之前或之后使铝带的可粗糙性、热拉强度、机械性能、以及沿着轧制方向的抗交变弯曲性能得到优化，由申请人的欧洲专利EP 1 065 071 B1公开了一种用于制造平版印刷的印板载体的带体，其特征在于，该带体具有良好的可粗糙性、并结合有沿着轧制方向的较高的抗交变弯曲性能以及在烘烤过程之后充分的热稳定性。然而，对于印刷机的增大以及由此导致的所需的印板载体的扩大，重要的是：铝合金和由其制成的印板载体的性能在横向相对于轧制方向的夹紧方面要得到改善，而且不会对铝带的可粗糙性产生消极影响。 [0003] 另外，同样由本申请人的国际专利申请WO 2007/045676公开了：铁含量为0.4重量％至1重量％，并结合有相对较好的直至最多为0.3重量％的锰和镁含量。采用这样的铝合金，热拉强度和沿着轧制方向的抗交变弯曲性能可以在烘烤过程之后得到改善。迄今为止，可以由此得出：特别是在锰或镁含量在超过0.3重量％的情况下对于铝合金的可粗糙性是存在问题的。 发明内容[0004] 因此，本发明的目的在于提供一种铝合金和由铝合金制成的铝带，该铝合金或铝带在不破坏可粗糙性能的基础上能够制成具有横向相对于轧制方向的改善的抗交变弯曲性能和改善的热拉强度的印板载体。同时，本发明的目的还在于提供一种铝带的制造方法，该方法特别有利地适用于制成待横向被夹紧的平版印刷的印板载体。 [0005] 根据本发明的第一技术方案，上述用于制造平版印刷的印板载体的铝合金的目的这样来实现：本发明铝合金具有以下基于重量％的合金成分： [0006] Fe＜0.4％； [0007] 0.41％≤Mg≤0.7％； [0008] 0.05％≤Si≤0.25％； [0009] 0.1％≤Mn≤0.6％； [0010] Cu≤0.04％； [0011] Ti＜0.1％； [0012] Zn≤0.1％； [0013] Cr≤0.1％； [0014] 剩余Al和不可避免的杂质分别最多为0.05％，总和为最多0.15％。 [0015] 与迄今为止所采用的用于制造平版印刷的印板载体的铝合金不同的是(迄今为止所采用的铝合金总地具有非常少的锰含量和镁含量)本发明的铝合金具有相对较高的最少0.41重量％至最多0.7重量％的镁含量、以及相对较高的0.1重量％至0.6重量％的锰含量。结果显示，本发明的铝合金由于结合较高的锰含量和镁含量而不仅具有横向相对于轧制方向的非常好的抗交变弯曲性能。而且由于出色的热拉强度，由本发明铝合金制成的印板载体的可操作性也非常好，并且在烘烤过程之前和之后机械性能的安全设定过程中还特别实现较高的过程安全性。除了实现较高的锰含量和镁含量之外，与技术人员的设想相反，在可粗糙性方面根本不存在问题。据申请人的认知，限制在低于0.4重量％的少量的铁含量使印板载体的可粗糙性能变得稳定。 [0017] 铜应该限定在最多为0.04重量％，从而避免在粗糙过程中产生非均质结构。用于在铝合金熔液中晶粒细化的钛在超过0.1重量％的较高含量的情况下会导致粗糙过程出现问题。锌和铬的含量会对粗糙结果产生消极影响，因此应该最多为0.1重量％。 [0018] 根据本发明铝合金的第一设计方案，铝合金的热拉强度由此进一步增强：铝合金具有以下基于重量％的锰含量： [0019] 0.26％≤Mn≤0.6％；优选 [0020] 0.5％≤Mn≤0.6％。 [0021] 由此可知，较高的锰含量不仅能够进一步改善热拉强度，也就是在烘烤过程之后产生轻微的软化，而且同时对于所选择的制造方法使横向相对于轧制方向的抗交变弯曲性能得到稳定。这样的效果特别在锰含量为0.5重量％至0.6重量％的条件下实现。 [0022] 根据本发明铝合金的接下来的设计方案，如果，铝合金具有以下基于重量％的镁含量： [0023] 0.5％≤Mg≤0.7％， [0024] 那么，横向相对于轧制方向的抗交变弯曲性能可以再次得到加强。无论在例如至少为0.5重量％的较高的锰含量的条件下，还是在结合至少为0.5重量％的镁含量的条件下，对于由对应的铝合金制成的铝带的电化学可粗糙性都不会出现问题。 [0025] 如上文所述，Ti、Zn和Cr会对可粗糙性产生消极影响，并且原理上会造成对铝带的条纹效应。因此，本发明的铝合金相对于在粗糙处理时的过程安全性、并由此在印板载体的用途方面这样进一步改善，即，铝合金具有以下基于重量％的合金成分： [0026] Ti≤0.05％； [0027] Zn≤0.05％；以及 [0028] Cr＜0.01％。 [0029] 根据本发明的第二技术方案，上述目的通过一种用于制造平版印刷的印板载体的铝带来实现，该铝带由本发明的铝合金制成0.15mm至0.5mm的厚度。本发明的铝带不仅具有出色的可粗糙性，而且在应用超大印刷装置并且需要横向夹紧印板载体的情况下，由于铝带非常好的热拉强度通过适度的抗拉强度值而确保实现优化的可操作性。对此，首要实现了本发明铝带的横向相对于轧制方向的优秀的抗交变弯曲性能。 [0030] 根据本发明铝带的另一设计方案，在温度为280℃、持续4分钟的烘烤过程之后，所述铝带的抗拉强度Rm大于145MPa，屈服极限Rp0.2大于135MPa，以及横向相对于轧制方向的抗交变弯曲性能在交变弯曲测试中至少为1950个循环。因为，本发明的铝带具有非常好的热拉强度，所以，通过传统的制造参数就能够实现将抗拉强度在烘烤过程之前就设定到理想的加工范围，从而例如实现“盘绕式设置”的校正、并同时实现在使用超大的印刷装置条件下出色的可操作性和稳定性。 [0031] 根据本发明的第三技术方案，基于前述铝合金及由其制造的铝带的性能，上述目的还通过本发明铝带用于制造印板载体的用途来实现。 [0032] 最后，根据本发明的第四技术方案，上述目的通过一种制造用于平版印刷的印板载体的铝带的方法来实现，其中，该铝带由本发明的铝合金制成，该方法这样实现：浇注轧制钢坯；轧制钢坯可选择地在450℃至610℃的温度条件下进行均质化处理；将轧制钢坯的厚度热轧成2至9mm；以及，在采用中间退火或不采用中间退火的条件下，将热轧带冷轧0.15mm至0.5mm的最终厚度。如果进行中间退火，那么中间退火这样实现，即，通过接下来的至最终厚度的冷轧过程，在轧硬状态下调整所需要的铝带的最终强度。 [0033] 优选，中间退火处理在中间厚度为0.5mm至2.8mm的条件下进行；其中，中间退火以盘绕形式或在连续退火炉中、在230℃至470℃的温度条件下进行。通过该中间退火，可以根据进行中间退火的带体的厚度，在轧硬状态下调整铝带的最终强度。优选可以省去最终退火，从而尽可能使制造成本维持很低。 [0034] 通过本发明的铝合金、结合上述参数实现了，横向相对于轧制方向的抗交变弯曲性能非常高，并且同时由于采用重要方式实现的烘烤过程而使铝带的软化降低。结果，可以采用本发明的方法制造印板载体，除了具有充分的可粗糙性之外，该印板载体还具有出色的热拉强度以及伴随有横向相对于轧制方向的较高的抗交变弯曲性能。 附图说明[0036] 本发明的唯一附图示出了用于测量所制造铝带的抗交变弯曲性能的装置的截面图。 具体实施方式[0037] 表1示出了参照铝合金Ref和本发明铝合金I3、I4、I6和I7的合金成分，本发明铝合金将进一步进行检验。表1中的成分说明以重量百分比示出。 [0038]合金 Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Rest Ref 0.08 0.35 ＜0.002 0.0075 0.2 ＜0.003 0.012 0.0075 0.0075 I3 0.08 0.35 ＜0.002 0.26 0.41 ＜0.003 0.012 0.0075 0.0075 I4 0.08 0.35 ＜0.002 0.26 0.6 ＜0.003 0.012 0.0075 0.0075 I6 0.08 0.35 ＜0.002 0.5 0.41 ＜0.003 0.012 0.0075 0.0075 I7 0.08 0.35 ＜0.002 0.5 0.6 ＜0.003 0.012 0.0075 0.0075[0039] 表1 [0040] 本发明的合金I3、I4、I6和I7相对于参照铝合金Ref含有明显较高的锰含量，即0.26重量％至0.5重量％。Mg含量也由0.41重量％变为0.6重量％。将具有上述成分的铝合金浇铸成轧制钢坯。然后，在450℃-610℃的温度条件下对轧制钢坯进行均质化，并热轧成最终厚度为4mm的热轧带。不经中间退火或经中间退火，冷轧至最终厚度为0.3mm，其中，中间退火在带厚为0.9至1.2mm、优选为1.1mm的条件下进行。在中间退火中采用两个不同的温度范围，例如300℃至350℃以及400℃至450℃。 [0041] 根据上述方法制成的铝带进行电化学粗糙处理，从而检测用作印板载体的能力。令人意想不到的是，与专业人员的预测相反，在粗糙处理之后，本发明铝合金的相对较高的镁和锰含量并没有因为可能出现的条纹效应而产生负面的迹象。由此，本发明的铝合金通过粗糙处理显示出非常好或很好的性能。粗糙试验的结果在表2中示出。 [0042]合金 粗糙表现 Ref ++ I3 ++ I4 ++ I6 + I7 + [0043] 表2 [0044] 表3在一方面示出了交变弯曲测试的结果，以及对应的中间退火壁厚和中间退火温度的值。即使在没有中间退火的情况下也能进行试验。 [0045] [0046] 表3 [0047] 由表3清楚示出，相对于参照合金，可能实现的横向相对于轧制方向的弯曲循环的数量无论在轧制硬化状态还是在烘烤状态都明显升高。横向相对于轧制方向的弯曲循环的最小数量在烘烤状态下为1959个弯曲循环，是参照合金的1.5倍。因此，本发明的铝合金特别利于制造超大的印板载体，这种印板载体横向相对于轧制方向夹紧在印刷装置中。 [0048] 较高的锰含量还实现了改善的热拉强度能，这一点明显体现在抗拉强度和屈服极限的增大上。合金实施例的机械参数在表4中给出。这些参数根据EN-标准来测量。 [0049] [0050] [0051] 表4 [0052] 显然可以了解到中间退火对于Rm和Rp0.2的值的影响。在试验3.1、4.1、6.1和7.1中，具有最大的抗拉强度Rm和屈服极限值Rp0.2。在制造铝带过程中没有中间退火的情况下，这些参数将减小。在烘烤过程之后，中间退火处理在0.9至1.2mm、优选为1.1mm厚度的条件下能实现抗拉强度和屈服极限的合适值，即，抗拉强度Rm从156MPa至182MPa，屈服极限值Rp0.2从139MPa至161MPa。因此明显超过参照合金Ref的测量值。 [0053] 通过比较试验I3和I6、以及I4和I7，明显地发现升高的锰含量的效用，与较高的镁含量相结合显著改善了在烘烤状态下的机械性能，并由此用数据证明了本发明铝合金的非常好的热拉强度。 [0054] 尽管在相同的中间退火温度条件下，在本发明的铝带中对于中间退火要选择较小的厚度，但是本发明铝带的抗拉强度Rm和屈服极限值Rp0.2的所有测量值都明显大于用试验R表示的参照合金迄今所能达到的数值。 [0055] 图1a中示意性示出了交变弯曲装置1，该装置用于确定可能实现的交变弯曲循环的数量。交变弯曲装置1一方面由活动柱体3构成，该活动柱体这样设置在固定柱体4上，即，在交变弯曲测试中活动柱体3通过滚动运动而在固定柱体4上反复运动，从而使固定试样2沿着垂直于试样2的伸展方向弯曲，如图1b所示。为了检测横向相对于轧制方向的抗交变弯曲性能，试样2必须是由本发明铝带仅横向相对于轧制方向剪切而成，并被夹紧在交变弯曲装置1中。活动柱体和固定柱体3、4的半径为30mm。对弯曲循环的数量进行测量，其中，当活动柱体3到达输出位置时完成一个弯曲循环。 [0056] 本发明合金的抗交变弯曲性能测量清楚地说明，在锰含量和镁含量增加的情况下可以总体提高弯曲循环的数量，其中，即使在没有中间退火的情况下也能实现完全循环的数量增大，直到试样断裂。特别是在轧制硬化以及烘烤状态中进行中间退火，在较高锰含量和镁含量的条件下，所实现的弯曲循环的数量接近。因此可以证实，锰含量和镁含量对于本发明铝带的机械性能产生积极影响。 |
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