[0001] 本实用新型通常涉及原料，更具体地，涉及一种铝箔产品。

[0002] 原料是指在变成最终产品之前需要经过进一步加工的材料。在一个实施例中，应用这些原料的最终用途覆盖了各种各样的产品，诸如包装需求，即家用箔。在另一个实施例中，用所公开的原料制成的铝箔产品具有改进的表面特性和机械性能，诸如在薄规格下的高破裂压力(burst pressure)、高拉伸强度(tensile strength)、高屈服强度(yield strength)和更高的延伸率(percentageelongation)。实用新型内容

[0003] 本公开的一个实施例的一个目的是要提供一种具有改进性能的原料。 [0004] 在一个实施例中，本实用新型提供了一种铝箔产品，所述铝箔产品特征在于包括：第一层；由1xxx、3xxx或8xxx系列铝合金形成的第二层，所述第二层没有针孔，并且对于箔产品，所述第二层具有5微米到150微米的厚度；以及第三层，其中所述第二层夹在所述第一层和所述第三层之间。

[0005] 在一个实施例中，本实用新型提供了一种铝箔产品，所述铝箔产品特征在于包括：第一层；由8111铝合金形成的第二层，所述第二层没有针孔，并且对于箔产品，所述第二层具有5微米到150微米的厚度；以及第三层，其中所述第二层夹在所述第一层和所述第三层之间。

[0006] 在另一个实施例中，本实用新型提供了一种铝箔产品，所述铝箔产品特征在于包括：第一层；由8921铝合金形成的第二层，所述第二层没有针孔，并且对于箔产品，所述第二层具有5微米到150微米的厚度；以及第三层，其中所述第二层夹在所述第一层和所述第三层之间。所述产品具有比O-回火的标准8921合金的平均值大至少10％的O-回火拉伸强度。

[0007] 因此，根据本实用新型的一个实施例的一个技术效果在于提供了一种基本上没有由金属间颗粒的中心偏析所导致的针孔的铝箔产品。

[0008] 本实用新型的这些和其它进一步的实施例通过下面的说明和附图将变得更清楚。 附图说明

[0009] 为了更充分地理解本实用新型，将参考下面的说明和附图，在附图中： [0010] 图1是示出由辊铸造原料生产箔和片的现有方法的流程图；

[0011] 图2是示出根据本实用新型的生产箔的方法的一个实施例的流程图；

[0012] 图3是本实用新型的一个实施例的三层铸带；以及

[0013] 图4是本实用新型的一个实施例的8921合金铸带的横截面放大100倍的显微图示。

[0014] 下面是本申请中使用的术语的定义。如这里所使用的，术语“原料”是指在变成诸如家用箔之类的最终产品之前需要经过进一步加工的材料。

[0015] 如这里所使用的，术语“铝合金”是指含有其它元素的铝金属。所述元素可以包括铜、铁、镁、镍、硅、锌、铬、锰、钛、钒、锆、锡和/或钪。添加所述元素以影响铝合金的物理属性和工作特性。

[0016] 如这里所使用的，术语“中心偏析”是指通过传统的辊铸造机(rollcaster)制成的带(strip)的中心面中的校直(aligned)金属间颗粒。它会导致辊轧期间片材的撕裂和导致最终产品的机械性能差。

[0017] 如这里所使用的，术语“精细的微观结构”是指具有晶粒尺寸(finegrain size)和精细成分(fine constituent)的微观结构。

[0018] 如这里所使用的，术语“β金属间相颗粒”是指Al9FeSi合成物的棒状颗粒。这些颗粒是在辊轧期间破碎并导致最终产品的机械性能较差的易碎粒子。通过均匀化处理将β相转变成更可塑的α相来消除其不利影响。

[0019] 如这里所使用的，术语“线内(in-line)”是指没有中间卷绕和开卷(uncoiling)。 [0020] 如这里所使用的，术语“晶粒细化剂”是指诸如TiB2、TiC或AlTi 之类的有助于在铸造金属中产生更精细的晶粒结构的化合物。

[0021] 如这里所使用的，术语“马伦破裂压力”是指使片材被撕破的压力。它测量对撕破的抵抗力。

[0022] 如这里所使用的，术语“基本上”是指很大的范围或程度。

[0023] 如这里所使用的，术语“非锭铸造工艺”是指不产生锭的任何铸造工艺。 [0024] 如这里所使用的，术语“平板(slab)工艺”是指铸造厚度在约0.25英寸到约8英寸之间的平板的工艺。

[0025] 如这里所使用的，术语“辊铸造工艺”是指使用常规的辊铸造机在高的辊分离力下以小于10英尺/分钟的速度铸造厚度为约0.25英尺到约0.5英尺的带。

[0026] 如这里所使用的，术语“针孔(pinhole)”是指在灯箱(light box)上测量的金属板或箔上的小孔。

[0027] 如这里所使用的，术语“热辊轧”是指在进口温度高于约700°F的条件下辊轧铝金属。

[0028] 如这里所使用的，术语“温辊轧”是指在进口温度范围为约350°F到约700°F的条件下辊轧铝金属。

[0029] 如这里所使用的，术语“冷辊轧”是指在进口温度低于约350°F的条件下辊轧铝金属。

[0030] 在一个实施例中，本实用新型公开了一种使用如下方法生产的原料，所述方法包括生产厚度小于约6mm的铝合金铸带，线内热辊轧所述铸带到厚度不大于约1mm，然后卷绕所产生的带以生产金属箔的原料产品，其中所述铸带基本上没有β金属间相颗粒。 [0031] 在另一个实施例中，所述原料被进一步加工以提供具有改进的机械性能和表面特性的金属箔。

[0032] 在另一个实施例中，通过开卷所述带，冷辊轧所述原料带到所需要的产品厚度，以及部分退火或全部退火最终规格的带而对所述原料产品进一步加工来生产金属箔。 [0033] 图1所示的流程图概述了由辊铸造原料制造箔或片产品的常规工艺的主要步骤。在起始步骤10中，将铝合金辊铸造到约6mm到约10mm之间的 厚度。然后在步骤20中线内热卷绕/温卷绕所述铝合金铸带，接着可选地，在约430℃到约530℃之间单独均匀化所述铝合金铸带。在下一步骤40中，均匀化后的卷被开卷，以便在步骤50中将所述铝合金铸带冷辊轧到中间规格。在步骤60中，随后将所述中间规格的带在450℃下进行中间退火，并冷辊轧到箔的最终规格。在最终步骤80中，根据产品所需要的物理属性，可选地对铝合金铸带进行部分退火或全部退火。

[0034] 在一个实施例中，图2所示的流程图概述了本实用新型的主要步骤。本实用新型消除了通常与辊铸造或锭原料的现有方法相关的冗长且昂贵的均匀化步骤和/或中间退火步骤，并且消除了一个或多个冷辊轧遍次(pass)。这里，在第一步骤100中，高速生产出厚度小于约6mm材料的原料铸带。然后在第二步骤200中在约720°F下将铝合金材料线内热辊轧到厚度至多为1mm。然后在第三步骤300中线内热/温卷绕所述原料材料。这种材料是本实用新型的原料的一个实施例，其被用来进一步离线加工成最终产品。在这种离线操作中，在第五步骤500中被冷辊轧到最终规格之前，其中该最终规格为所需要的产品厚度，在步骤400中所述卷被开卷。根据应用，在第六步骤600中可选地使最终规格的产品经受部分或全部退火处理，或在辊轧状态条件(as-rolled condition)下提供该处理。 [0035] 在起始步骤中，厚度小于约6mm的带被铸造。在一个实施例中，通过连续铸造铝合金来执行用于由铝合金制造厚度小于约6mm的铸带的方法。这包括并置地且与一对设置在通常为水平的平面上的水冷辊相联系地传送融化的铝合金。该铸造以诸如约200fpm(62m/min)的高速进行。来自储液器的融化的铝合金朝着辊之间的缝隙(nip)前进。在每一个辊上都形成固态的铝合金外层，而半固态铝合金层则在固态层之间的中心产生。所述半固态层包括从凝固前沿(solidification front)分离的破碎的树枝状臂的融化成分和固态成分。所述固态外层和半固态铝合金的固态成分穿过缝隙，以便固态铝合金带从缝隙中引出。从缝隙中引出的带包括夹在外面的铝合金均匀层之间的固态中间层。

[0036] 在另一个实施例中，通过一系列连续的线内步骤来执行用于由铝合金制造厚度小于约6mm的铸带的方法，所述步骤序列包括下列步骤：(a)热辊轧热铝原料以减少其厚度；(b)随后将热的减薄的原料进行线内退火，而基本上无需进行中间冷却；(c)随后立即且快速地将退火后的原料淬火到适合于冷 辊轧的温度；和(d)使淬火后的原料经过冷辊轧以制造出具有所需厚度和冶金性能的片材。

[0037] 最后生产出的铸带具有精细的微观结构，并且两人惊讶的是，其基本上没有β金属间相颗粒。这导致了品质优良的箔产品。

[0038] 可用于本实用新型的铝合金种类包括但不限于1XXX、3XXX和8XXX铝合金(铝协会标号)。注意：将在后面的例子中描述8921和8111家用箔。

[0039] 在一个实施例中，铸带的厚度小于约6mm。在另一个实施例中，铸带的厚度为约1mm到约5mm之间。在再一个实施例中，铸带的厚度为约2mm到约4mm之间。

[0040] 在本实用新型的一个实施例中，在第二步骤中，铸带在约720°F的条件下被线内热辊轧到所需要的厚度，其中厚度减小了最少10％。术语“线内热辊轧”被定义为直接来自铸造机的铝铸带在大于约700°F的入轧口(mill inlet)温度下进行的任何辊轧。在一个实施例中，热辊轧后在卷绕机处原料材料的温度低于约700°F。

[0041] 可使用线内热辊轧和温辊轧步骤的组合来将材料减薄到合适的厚度。这只受与铸造机同轴的轧机机座(mill stand)的数目限制。

[0042] 在第三步骤中，原料材料被热卷绕/温卷绕。在一个实施例中，原料材料在卷绕机处的温度低于约700°F。

[0043] 在第四步骤中，该卷被开卷，以使得在第五步骤铝合金铸带可被冷辊轧到所需要的产品厚度。在一个实施例中，在室温下在一对旋转辊之间进行冷辊轧。在另一个实施例中，根据产品厚度而将冷辊轧步骤分为不同步骤。例如，在将原料材料辊轧到所需的最终规格之前，原料材料可被辊轧成分解规格。

[0044] 根据所需的最终规格，这导致具有在约5微米到约150微米之间的基本上均匀的厚度的箔产品。表1示出了由本实用新型的8921铝合金制造的家用箔与一般的商用家用铝箔的性能比较。

[0045] 表1

[0046]

[0047] 注释：1、Reynolds Wrap数值是以该商标售出的标准产品的平均值。2、未针对家用箔规定屈服强度。

[0048] 图2示出了由本实用新型的8111铝合金制造的家用箔与一般的商业家用铝箔的性能之比。

[0049] 表2

[0050]

[0051] 注释：1、Reynolds Wrap数值是以该商标售出的标准产品的平均值。 [0052] 2、未针对家用箔规定屈服强度。

[0053] 在第五步骤中，根据应用可选地使最终规格的产品经受部分退火或全部退火处理，或在辊轧状态条件下提供该处理。

[0054] 铸带基本上没有β金属间相颗粒，这导致也没有β金属间相颗粒的箔。β金属间相颗粒的存在通过显微镜确定。

[0055] 在一个实施例中，本实用新型提供了一种不需要使用晶粒细化剂、中间退火或均匀化处理的制造铝箔原料的方法。这导致同样合金所导致的铝箔具有改进的性能。例如，改进的合金性能中的一些包括较高的强度、展延性和破裂压力。注意：这种制造用于金属箔的原料的方法可用来制造片产品。

[0056] 在另一个实施例中，本方法生产具有改进性能的原料产品。

[0057] 在一个实施例中，所述产品包括由非锭铸造工艺制成的1xxx、3xxx和8xxx系列铝合金，其中对于箔产品，铝合金具有约5微米到约150微米的厚度。所述产品具有比使用平板或商业上可得到的辊铸造工艺加工的O-回火铸造的同种合金的平均值大至少10％的O-回火拉伸强度、O-回火延伸和O-回火马伦压力。所述产品基本上也不具有由金属间颗粒的中心偏析所导致的针孔。

[0058] 在另一个实施例中，所述产品包括由非锭铸造工艺制成的8111铝合金，其中对于箔产品，铝合金具有约5微米到约150微米的厚度。所述产品具有比O-回火的标准8111合金的平均值大至少10％的O-回火拉伸强度、O-回火延伸和O-回火马伦压力。所述产品基本上没有由金属间颗粒的中心偏析所导致的针孔。所述产品表现出与Reynolds 同样的可折叠性。

[0059] 在另一个实施例中，所述产品包括由非锭铸造工艺制成的8921铝合金，其中对于箔产品，铝合金具有约5微米到约150微米的厚度。所述产品具有比O-回火的标准8921合金的平均值大至少10％的O-回火拉伸强度、O-回火延伸和O-回火马伦压力。所述产品基本上没有由原料材料中的金属间颗粒的中心偏析所导致的针孔。

[0060] 在表1中可找到8921铝合金的原料产品的改进性能的例子。在表2中可找到8111铝合金的原料产品的改进性能的例子。

[0061] 图3示出了根据本方法所生产的三层铸带11。铸带11分别包括上壳12、下壳13和夹在上壳12和下壳13之间的中间层14。中间层是基本上没有有害的金属间颗粒的桁条(stringer)。

[0062] 图4示出了根据本实用新型生产的8921合金的毛胚铸带的横截面放大100倍的显微图示。这个显微图示示出了精细的微观结构、晶粒并且无中心偏析。

[0063] 在一个实施例中，非锭铸造工艺是制造用于如上所述的金属箔的原料的方法。 [0064] 实施例1

[0065] 8921合金样品初始为铸造到厚度为2.7mm的铸带，然后在两架轧机机座中线内热辊轧和温辊轧到约0.64mm。所述金属在325°F下被卷绕。8921合金然后被开卷，随后用多个辊轧遍次冷辊轧到箔规格16μm厚。

[0066] 实施例2

[0067] 8111合金样品为铸造到厚度为2.5mm的铸带，然后在两架轧机机座中线内热辊轧和温辊轧到约0.64mm。然后8111合金在325°F下被卷绕。8111合金然后被开卷，随后用多个辊轧遍次冷辊轧到箔规格16μm厚。

[0068] 实施例1的最终退火在525、600和650°F下进行，并且保持时间为4小时。实施例2的最终退火在550、600和650°F下进行，并且保持时间为4小时。采用标准ASTM过程E345-93进行机械性能评估。马伦测试根据ASTM#774-97执行。针孔确定根据ASTM B926-03执行。

[0069] 根据以上公开，在一些实施例中，公开了一种产品，包括：由非锭铸造(non-ingot casting)工艺制成的1xxx、3xxx和8xxx系列铝合金，其中对于箔产品，所述铝合金具有约5微米到约150微米的厚度，其中所述产品具有比使用平板或辊铸造(roll casting)工艺加工的O-回火铸造的同种合金的平均值大至少10％的O-回火拉伸强度，其中所述产品具有比使用平板或辊铸造工艺加工的O-回火铸造的同种合金的平均值大至少10％的O-回火延伸，其中所述产品具有比使用平板或辊铸造工艺加工的O-回火铸造的同种合金的平均值大至少10％的O-回火马伦(Mullen)压力，其中所述产品基本上没有由金属间颗粒的中心偏析(centerline segregation)所导致的针孔。

[0070] 根据以上公开，在一些实施例中，公开了一种产品，包括：由非锭铸造工艺制成的8111铝合金，其中对于箔产品，所述铝合金具有约5微米到约150微米的厚度，其中所述产品具有比O-回火的标准8111合金的平均值大至少10％的O-回火拉伸强度，其中所述产品具有比O-回火的标准8111合金的平均值大 至少10％的O-回火延伸，其中所述产品具有比O-回火的标准8111合金的平均值大至少10％的O-回火马伦压力，其中所述产品基本上没有由金属间颗粒的中心偏析所导致的针孔。

[0071] 根据以上公开，在一些实施例中，公开了一种产品，包括：由非锭铸造工艺制成的8921铝合金，其中对于箔产品，所述铝合金具有约5微米到约150微米的厚度，其中所述产品具有比O-回火的标准8921合金的平均值大至少10％的O-回火拉伸强度，其中所述产品具有比O-回火的标准8921合金的平均值大至少10％的O-回火延伸，其中所述产品具有比O-回火的标准8921合金的平均值大至少10％的O-回火马伦压力，其中所述产品基本上没有由金属间颗粒的中心偏析所导致的针孔。

[0072] 根据以上公开，在一些实施例中，公开了一种铝箔产品，所述铝箔产品特征在于包括：第一层；由1xxx、3xxx和8xxx系列铝合金形成的第二层，所述第二层没有针孔，并且对于箔产品，所述第二层具有5微米到150微米的厚度；以及第三层，其中所述第二层夹在所述第一层和所述第三层之间。

[0073] 根据以上公开，在一些实施例中，公开了一种铝箔产品，所述铝箔产品特征在于包括：第一层；由8111铝合金形成的第二层，所述第二层没有针孔，并且对于箔产品，所述第二层具有5微米到150微米的厚度；以及第三层，其中所述第二层夹在所述第一层和所述第三层之间。

[0074] 根据以上公开，在一些实施例中，公开了一种铝箔产品，所述铝箔产品特征在于包括：第一层；由8921铝合金形成的第二层，所述第二层没有针孔，并且对于箔产品，所述第二层具有5微米到150微米的厚度；以及第三层，其中所述第二层夹在所述第一层和所述第三层之间。

[0075] 尽管已经详细描述了本实用新型的具体实施例，但本领域技术人员可以理解，根据本公开的总教导，可以对这些细节进行各种修改和替换。因此，所公开的具体配置只表示是示例性的，而不是对本实用新型的范围的限制，本实用新型的范围由所附权利要求和其任何及所有等同的整个范围给出。