ES2933602T3 - Método para fabricar producto metálico con propiedades superficiales mejoradas - Google Patents
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Abstract
En el presente documento se proporcionan productos de aleación de aluminio de colada continua que exhiben características superficiales uniformes. Los productos de aleación de aluminio tienen una primera superficie que comprende un ancho, donde la primera superficie comprende un promedio de 50 exudados o menos por centímetro cuadrado a través del ancho de la primera superficie. También se proporcionan en este documento métodos para fabricar productos de aleación de aluminio que tienen características superficiales mejoradas. Además se proporcionan métodos y sistemas para fabricar productos de aleación de aluminio, tales como láminas, que tienen defectos superficiales reducidos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Método para fabricar producto metálico con propiedades superficiales mejoradas
Referencia cruzada a solicitud relacionada
Esta solicitud reivindica el beneficio de la solicitud provisional de EE. UU. No. 62/642,636 presentada el 14 de marzo de 2018.
Campo
La presente divulgación se refiere a la metalurgia en general y más específicamente a la ciencia de la superficie de metales.
Antecedentes
Los metales de colada continua pueden sufrir defectos superficiales como resultado del método de colada y también de los procesos térmicos durante el conformado.
El documento US 2015/071816 se refiere a una tira de aleación de aluminio, en donde su superficie cercana está sustancialmente libre de partículas grandes que tienen un diámetro equivalente de al menos 50 micrómetros e incluye partículas pequeñas que tienen un diámetro equivalente particular menor que 3 micrómetros, y en donde una cantidad por unidad de área de las partículas pequeñas es de al menos 0,01 partículas por micrómetro cuadrado.
El documento US 5 244 516 se refiere a una placa de aleación de aluminio que contiene compuestos intermetálicos que tienen un tamaño máximo de 6 micrómetros o menos y que se caracteriza por nódulos y micropicaduras limitadas.
El documento GB 1387992 y US 3933193 se refieren a un método para colada continua de una tira de metal que comprende inducir metal fundido en un espacio de molde definido entre un par de correas conductoras de calor en movimiento.
El documento US 4 753 685 se refiere a un método para producir una lámina de aleación de aluminio que comprende colada continua, temple y laminación en caliente.
Los documentos US 2004/094245, US 2004/129353 y US 6 579 387 describen un método para producir un artículo de aleación de aluminio que comprende colada continua, laminación en caliente y recocido.
El documento US 3612151 describe un método para controlar la transferencia de calor durante una operación de colada de metal en un molde de colada de enfriamiento directo.
El documento US 4028141 se refiere a un método para preparar un conductor eléctrico de aleación de aluminio resistente al calor que comprende colar la aleación en un molde que se mueve formado entre una ranura en la periferia de una rueda de colada giratoria y una cinta de metal adyacente a dicha ranura para una parte de su longitud para formar una barra continua; y laminar en caliente la barra continua sustancialmente inmediatamente después de la colada mientras la barra continua está sustancialmente en la misma condición que la colada para formar una varilla continua.
El documento US 2005/086784 describe un método para producir un eje de transmisión de automóvil de aluminio que comprende colada continua y laminación en caliente.
Puede ser deseable producir un producto de metal de colada continua libre de defectos superficiales.
Compendio
Las realizaciones abarcadas por la invención están definidas por las reivindicaciones, no por este resumen. Este resumen es una descripción general de alto nivel de diversos aspectos de la invención e introduce algunos de los conceptos que se describen con más detalle en la sección Descripción Detallada a continuación. Este resumen no pretende identificar las características claves o esenciales de la materia objeto reivindicada, ni se pretende que se utilice de forma aislada para determinar el alcance de la materia objeto reivindicada. La materia objeto debería entenderse por referencia a las partes apropiadas de la memoria descriptiva completa, cualquiera o todos los dibujos y a cada reivindicación.
En el presente documento se describe un método para producir una tira de metal como se define en la reivindicación 1. El método puede comprender laminar en caliente el artículo de metal colado después de colar
a una temperatura de laminación en caliente de al menos aproximadamente 350 °C a un calibre de aproximadamente 10 mm o menos para producir una tira de metal.
Opcionalmente, la temperatura de laminación en caliente es de aproximadamente 450 °C a aproximadamente 600 °C. El artículo de metal colado es una lámina de metal colado. La lámina de metal colado es una lámina de aleación de aluminio (por ejemplo, una lámina de aleación de aluminio de la serie 6xxx, una lámina de aleación de aluminio de la serie 5xxx o una lámina de aleación de aluminio de la serie 7xxx). La primera superficie de la lámina de aleación de aluminio tiene un ancho, y la primera superficie incluye, como promedio, 50 exudados o menos por cm2 a lo largo del ancho de la primera superficie. Opcionalmente, como promedio, cada uno de los exudados tiene un diámetro de aproximadamente 50 pm a aproximadamente 300 pm y, en algunos casos, los exudados incluyen partículas intermetálicas que contienen hierro.
El método incluye proporcionar un metal fundido e inyectar de forma continua el metal fundido desde una boquilla inyectora de metal fundido en una cavidad de colada definida entre un par de superficies de colada opuestas en movimiento para formar un artículo de metal colado de forma continua. Una superficie superior o inferior de la boquilla inyectora de metal fundido tiene un extremo más distal que está colocado a una distancia vertical de 1,4 mm o menos (por ejemplo, aproximadamente 1,0 mm o menos) desde al menos una superficie de colada en movimiento en el par de superficies de colada opuestas en movimiento para minimizar el número de exudados presentes en la superficie del artículo de metal colado de forma continua. Opcionalmente, el par de superficies de colada opuestas en movimiento es un par de cintas, rodillos o bloques opuestos en movimiento. El método puede incluir además extraer una lámina de metal colado de forma continua desde una salida de la cavidad de colada. La lámina de metal colado de forma continua es una lámina de aleación de aluminio (por ejemplo, una lámina de aleación de aluminio de la serie 6xxx, una lámina de aleación de aluminio de la serie 5xxx o una lámina de aleación de aluminio de la serie 7xxx).
Otros objetos, aspectos y ventajas resultarán evidentes a partir de la consideración de la siguiente descripción detallada de ejemplos no limitantes.
Breve descripción de las figuras
La Figura 1A es una micrografía de microscopio electrónico de barrido (SEM) de un producto de aleación de aluminio que contiene un exudado dentro de la superficie.
La Figura 1B es una micrografía SEM de un exudado dentro de la superficie de un producto de aleación de aluminio.
La Figura 2 es una imagen digital de marcas de oscilación de menisco dentro de la superficie de un producto de aleación de aluminio.
La Figura 3 es una micrografía que muestra la formación de exudado a lo largo de las marcas de oscilación de menisco dentro de la superficie de un producto de aleación de aluminio.
La Figura 4 es una imagen digital de defectos superficiales en un producto de aleación de aluminio laminado en frío comparativo.
La Figura 5 contiene imágenes digitales que muestran la superficie de un producto de aleación de aluminio laminado en caliente ilustrativo.
La Figura 6 contiene imágenes digitales que comparan defectos superficiales en una aleación de aluminio preparada mediante un método de laminación en frío comparativo y una aleación de aluminio preparada mediante un método de laminación en caliente ilustrativo.
La Figura 7 (Paneles A-C) contiene imágenes digitales que muestran defectos superficiales en una aleación de aluminio laminado en caliente ilustrativa. La Figura 7, Panel A es una imagen digital de bajo aumento. La Figura 7, Paneles B y C son imágenes digitales de mayor aumento de áreas mostradas en la Figura 7, Panel A.
La Figura 8 (Paneles A-C) contiene imágenes digitales que muestran defectos superficiales en un metal laminado en caliente ilustrativo. La Figura 8, Panel A es una imagen digital de bajo aumento. La Figura 8, Paneles B y C son imágenes digitales de mayor aumento de áreas mostradas en la Figura 8, Panel A.
La Figura 9 es un diagrama esquemático que representa las distancias de la boquilla inyectora de metal fundido desde las superficies de colada en movimiento.
Descripción detallada
En este documento se proporcionan métodos para reducir y/o eliminar defectos superficiales en los productos. Durante un proceso de colada continua, cuando el metal fundido entra en contacto con un par de superficies de colada opuestas en movimiento, el metal fundido puede enfriarse y contraerse localmente, alejándose del par de superficies de colada opuestas en movimiento. A medida que el metal fundido se aleja del par de superficies de colada opuestas en movimiento, puede ocurrir una refusión local aproximadamente los granos en la matriz de aluminio. La refusión puede causar fugas de metal fundido y elementos de aleación alrededor del grano y/o causar que el grano exude al menos parcialmente de la superficie de la matriz de aluminio, creando áreas de elementos de aleación sobresalientes (es decir, partículas intermetálicas). Una pluralidad de estas partículas intermetálicas (p. ej., un agregado de partículas intermetálicas) se denomina en el presente documento exudado.
Además, la colada continua de metales puede producir marcas de oscilación de menisco visibles en la superficie del metal. Específicamente, inyectar metal fundido en el espacio entre un par de superficies de colada opuestas en movimiento puede proporcionar un menisco en un espacio entre un extremo lo más distal de una boquilla inyectora de metal fundido y el par de superficies de colada opuestas en movimiento. En algunos casos, el menisco puede sufrir una oscilación que puede provocar gradientes térmicos variables en la superficie de un metal fundido en solidificación a medida que el menisco oscila, lo que da como resultado marcas de oscilación de menisco en la superficie del metal. En algunos ejemplos, los exudados se forman preferentemente a lo largo de las marcas de oscilación del menisco. Los exudados pueden permanecer en la superficie de la aleación de aluminio colado u otro producto metálico durante el procesado posterior, creando así defectos en la superficie cuando el producto de aleación de aluminio se procesa hasta un calibre final. En algunos casos, los exudados grandes (por ejemplo, mayores que aproximadamente, 100 pm de diámetro) pueden ser un problema significativo en términos de calidad superficial de la aleación de aluminio u otro producto metálico después del procesado hasta un calibre final. Los exudados pueden tener una composición química diferente a la de una matriz de aluminio y pueden tener un potencial electroquímico diferente. En algunos aspectos, los exudados pueden ser anódicos con respecto a la matriz metálica (por ejemplo, aluminio). El tratamiento superficial subsiguiente (por ejemplo, grabado al ácido) puede disolver preferentemente los exudados, lo que da como resultado un defecto en la superficie del metal. En algunos otros aspectos, el tratamiento superficial posterior puede disolver preferentemente la matriz metálica, dejando un defecto en la superficie del metal. Los métodos descritos en este documento reducen los defectos superficiales en los productos, dando como resultado productos de aleación de aluminio colada de forma continua que tienen propiedades superficiales superiores en comparación con los productos preparados según los métodos convencionales de colada continua.
Definiciones y Descripciones
Como se usan en el presente documento, los términos "invención", "la invención", "esta invención" y "la presente invención" pretenden referirse ampliamente a toda la materia objeto de esta solicitud de patente y a las reivindicaciones a continuación. Debería entenderse que las declaraciones que contienen estos términos no limitan la materia objeto descrita en el presente documento ni limitan el significado ni el alcance de las reivindicaciones de la patente a continuación.
En esta descripción, se hace referencia a las aleaciones identificadas por las designaciones de la industria del aluminio, tales como "serie" o "6xxx". Para comprender el sistema de designación numérica utilizado con más frecuencia para nombrar e identificar el aluminio y sus aleaciones, véanse "International Alloy Designations and Chemical Composition Limits for Wrought Aluminum and Wrought Aluminum Alloys" o "Registration Record of Aluminum Association Alloy Designations and Chemical Compositions Limits for Aluminum Alloys in the Form of Castings and Ingot", ambos publicados por The Aluminum Association.
Como se usa en el presente documento, el significado de «un», «una» o «el/la» incluye las referencias en singular y plural, a menos que el contexto indique claramente otra cosa.
Debe entenderse que todos los intervalos descritos en esta invención abarcan cualquiera y todos los subintervalos incluidos en el mismo. Por ejemplo, se debería considerar que un intervalo establecido de "1 a 10" incluye todos y cada uno de los subintervalos entre (e incluidos en) el valor mínimo de 1 y el valor máximo de 10; es decir, todos los subintervalos que comienzan con un valor mínimo de 1 o más, por ejemplo, de 1 a 6,1, y que terminan con un valor máximo de 10 o menos, por ejemplo, de 5,5 a 10.
Como se utiliza en el presente documento, una "placa" generalmente tiene un espesor mayor que aproximadamente 15 mm. Por ejemplo, una placa puede hacer referencia a un producto de aluminio que tiene un espesor mayor que 15 mm, mayor que 20 mm, mayor que 25 mm, mayor que 30 mm, mayor que 35 mm, mayor que 40 mm, mayor que 45 mm, mayor que 50 mm o mayor que 100 mm.
Como se utiliza en el presente documento, una "plancha" (también denominada placa de lámina) generalmente tiene un espesor de aproximadamente 4 mm a aproximadamente 15 mm. Por ejemplo, una plancha puede tener un espesor de 4 mm, 5 mm, 6 mm, 7 mm, 8 mm, 9 mm, 10 mm, 11 mm, 12 mm, 13 mm, 14 mm o 15 mm.
Como se utiliza en el presente documento, una "lámina" generalmente se refiere a un producto de aluminio que tiene un espesor menor que aproximadamente 4 mm. Por ejemplo, una lámina puede tener un espesor menor que 4 mm, menor que 3 mm, menor que 2 mm, menor que 1 mm, menor que 0,5 mm, menor que 0,3 mm o menor que 0,1 mm.
Como se usa en el presente documento, términos tales como "artículo de metal colado", "artículo colado" y similares son intercambiables y se refieren a un producto producido por colada en frío directo (incluyendo la colada conjunta en frío directo) o colada semicontinua, colada continua (incluyendo, por ejemplo, mediante el uso de una máquina de colada de doble cinta, una máquina de colada de rodillo doble, una máquina de colada de bloque o cualquier otra máquina de colada continua), colada electromagnética, colada superior caliente o cualquier otro procedimiento de colada.
Productos de Aleación de Aluminio
El presente método da como resultado productos metálicos, incluidos productos de aleación de aluminio, que tienen propiedades superficiales deseadas. Entre otras propiedades, los productos de aleación de aluminio muestran una superficie uniforme debido a la distribución de partículas intermetálicas. Las partículas intermetálicas en los productos de aleación de aluminio son más difusas y menos agregadas, lo que da como resultado un producto de aleación de aluminio final superior que presenta rayas mínimas en la superficie.
El producto de aleación de aluminio puede tener cualquier composición adecuada. En ejemplos no limitantes, los productos de aleación de aluminio pueden incluir una aleación de aluminio de la serie 1xxx, una aleación de aluminio de la serie 2xxx, una aleación de aluminio de la serie 3xxx, una aleación de aluminio de la serie 4xxx, una aleación de aluminio de la serie 5xxx, una aleación de aluminio de la serie 6xxx, una aleación de aluminio de la serie 7xxx o una aleación de aluminio de la serie 8xxx.
Como ejemplo no limitante, las aleaciones de la serie AA1xxx ilustrativas para uso como el producto de aleación de aluminio pueden incluir AA1100, AA1100A, AA1200, AA1200A, AA1300, AA1110, AA1120, AA1230, AA1230A, AA1235, AA1435, AA1145, AA1345, AA1445, AA1150, AA1350, AA1350A, AA1450, AA1370, AA1275, AA1185, AA1285, AA1385, AA1188, AA1190, AA1290, AA1193, AA1198 y AA1199.
Como ejemplo no limitante, las aleaciones de la serie AA2xxx ilustrativas para uso como el producto de aleación de aluminio pueden incluir AA2001, A2002, AA2004, AA2005, AA2006, AA2007, AA2007A, AA2007B, AA2008, AA2009, AA2010, AA2011, AA2011A, AA2111, AA2111A, AA2111B, AA2012, AA2013, AA2014, AA2014A, AA2214, AA2015, AA2016, AA2017, AA2017A, AA2117, AA2018, AA2218, AA2618, AA2618A, AA2219, AA2319, AA2419, AA2519, AA2021, AA2022, AA2023, AA2024, AA2024A, AA2124, AA2224, AA2224A, AA2324, AA2424, AA2524, AA2624, AA2724, AA2824, AA2025, AA2026, AA2027, AA2028, AA2028A, AA2028B, AA2028C, AA2029, AA2030, AA2031, AA2032, AA2034, AA2036, AA2037, AA2038, AA2039, AA2139, AA2040, AA2041, AA2044, AA2045, AA2050, AA2055, AA2056, AA2060, AA2065, AA2070, AA2076, AA2090, AA2091, AA2094, AA2095, AA2195, AA2295, AA2196, AA2296, AA2097, AA2197, AA2297, AA2397, AA2098, AA2198, AA2099 y AA2199.
Como ejemplo no limitante, las aleaciones de la serie AA3xxx ilustrativas para uso como el producto de aleación de aluminio pueden incluir 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 y AA3065.
Como ejemplo no limitante, las aleaciones de la serie AA4xxx ilustrativas para uso como el producto de aleación de aluminio pueden incluir AA4004, AA4104, AA4006, AA4007, AA4008, AA4009, AA4010, AA4013, AA4014, AA4015, AA4015A, AA4115, AA4016, AA4017, AA4018, AA4019, AA4020, AA4021, AA4026, AA4032, AA4043, AA4043A, AA4143, AA4343, AA4643, AA4943, AA4044, AA4045, AA4145, AA4145A, AA4046, AA4047, AA4047A y AA4147.
Como ejemplo no limitante, las aleaciones de la serie AA5xxx ilustrativas para uso como el producto de aleación de aluminio pueden incluir aleaciones AA5xxx para uso como el producto de aleación de aluminio pueden incluir AA5182, AA5183, 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 y AA5088.
Como ejemplo no limitante, las aleaciones de la serie AA6xxx ilustrativas para uso como el producto de aleación de aluminio pueden incluir 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 y AA6092.
Como ejemplo no limitante, las aleaciones de la serie AA7xxx ilustrativas para uso como el producto de aleación de aluminio pueden incluir AA7011, AA7019, AA7020, AA7021, AA7039, AA7072, AA7075, AA7085, AA7108, AA7108A, AA7015, AA7017, AA7018, AA7019A, AA7024, AA7025, AA7028, AA7030, AA7031, AA7033, 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, AA7149,7204, 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 y AA7099.
Como ejemplo no limitante, las aleaciones de la serie AA8xxx ilustrativas para uso como el producto de aleación de aluminio pueden incluir AA8005, AA8006, AA8007, AA8008, AA8010, AA8011, AA8011A, AA8111, AA8211, AA8112, AA8014, AA8015, AA8016, AA8017, AA8018, AA8019, AA8021, AA8021A, AA8021B, AA8022, AA8023, AA8024, AA8025, AA8026, AA8030, AA8130, AA8040, AA8050, AA8150, AA8076, AA8076A, AA8176, AA8077, AA8177, AA8079, AA8090, AA8091 y AA8093.
Los productos de aleación de aluminio incluyen una primera superficie que tiene un ancho que tiene defectos superficiales mínimos en forma de exudados. Como se describió anteriormente, un exudado es una pluralidad de partículas intermetálicas (por ejemplo, agregados de partículas intermetálicas) que se escapan de aproximadamente los granos en la matriz de aluminio. Los productos de aleación de aluminio incluyen un promedio de 50 exudados o menos por centímetro cuadrado (cm2) a través del ancho de la primera superficie. Por ejemplo, las superficies de los productos de aleación de aluminio divulgados incluyen un promedio de aproximadamente 45 exudados o menos por cm2, aproximadamente 40 exudados o menos por cm2, aproximadamente 35 exudados o menos por cm2, aproximadamente 30 exudados o menos por cm2, aproximadamente 25 exudados o menos por cm2, aproximadamente 20 exudados o menos por cm2, aproximadamente 15 exudados o menos por cm2, aproximadamente 10 exudados o menos por cm2, o aproximadamente 5 exudados o menos por cm2. En algunos ejemplos, los exudados no están presentes a través de la primera superficie.
En algunos casos, el ancho de la primera superficie se puebla homogéneamente con partículas intermetálicas o exudados. Como se usa en el presente documento, "poblado homogéneamente" en relación con partícula intermetálica y/o exudado significa que las partículas intermetálicas están distribuidas uniformemente dentro del ancho de la superficie. En estos casos, el número de partículas por región del ancho de la superficie es relativamente constante a través de las regiones, como promedio. Como se usa en el presente documento, "relativamente constante" en relación con la distribución de partículas intermetálicas y/o exudados significa que el número de partículas en una primera región del ancho puede diferir del número de partículas en una segunda región del ancho hasta aproximadamente 20 % (por ejemplo, hasta aproximadamente 15 %, hasta aproximadamente 10 %, hasta aproximadamente 5 % o hasta aproximadamente 1 %).
En otros casos, el ancho de la primera superficie se puebla de forma variable con partículas intermetálicas o exudados. Como se usa en el presente documento, "poblado de forma variable" en relación con la distribución de partículas intermetálicas y/o exudados significa que las partículas intermetálicas o exudados no están distribuidas uniformemente dentro del ancho de la superficie. Por ejemplo, puede estar presente un mayor número de partículas intermetálicas en una primera región de la superficie en comparación con el número de partículas intermetálicas presentes en una segunda región de la superficie. Ya sea con población homogénea o con población variable, la primera superficie incluye 50 exudados o menos por cm2 cuando se toma el promedio a lo ancho de la primera superficie.
En algunos casos, cada exudado tiene un tamaño de aproximadamente 50 pm a aproximadamente 300 pm de diámetro como promedio a lo ancho de la primera superficie. Por ejemplo, los exudados pueden tener un diámetro medio de aproximadamente 50 pm, aproximadamente 60 pm, aproximadamente 70 pm,
aproximadamente 80 pm, aproximadamente 90 pm, aproximadamente 100 pm, aproximadamente 110 pm, aproximadamente 120 pm, aproximadamente 130 pm, aproximadamente 140 pm, aproximadamente 150 pm, aproximadamente 160 pm, aproximadamente 170 pm, 
aproximadamente 180 pm, aproximadamente 190 pm, aproximadamente 200 pm, aproximadamente 210 pm, aproximadamente 220 pm, aproximadamente 230 pm, aproximadamente 240 pm, aproximadamente 250 pm, aproximadamente 260 pm, aproximadamente 270 pm, aproximadamente 280 pm, aproximadamente 290 pm, aproximadamente 300 pm o cualquier punto intermedio.
En algunos ejemplos no limitantes, los exudados pueden incluir una pluralidad de partículas intermetálicas que contienen hierro. En algunos ejemplos adicionales, los exudados pueden ser partículas intermetálicas que contienen silicio. Las partículas intermetálicas pueden diferir en composición de la matriz de aluminio y, por lo tanto, pueden tener un potencial electroquímico diferente al de la matriz de aluminio. En base a la composición de la aleación de aluminio, las partículas intermetálicas pueden ser anódicas a la matriz de aluminio o la matriz de aluminio puede ser anódica a las partículas intermetálicas.
Los exudados pueden extenderse desde la primera superficie hacia el interior del producto de aleación de aluminio hasta una cierta profundidad. Opcionalmente, la profundidad es de aproximadamente 10 pm a aproximadamente 100 pm (por ejemplo, de aproximadamente 10 pm a aproximadamente 30 pm). Por ejemplo, la profundidad puede ser de aproximadamente 10 pm, 15 pm, 20 pm, 25 pm, 30 pm, 35 pm, 40 pm, 45 pm, 50 pm, 55 pm, 60 pm, 65 pm, 70 pm, 75 pm, 80 pm, 85 pm, 90 pm, 95 pm, 100 pm o cualquier punto intermedio.
El producto de aleación de aluminio puede tener cualquier calibre adecuado. Por ejemplo, el producto de aleación de aluminio puede ser una placa de aleación de aluminio, una plancha de aleación de aluminio o una lámina de aluminio que tiene un calibre entre aproximadamente 0,5 mm y aproximadamente 200 mm (por ejemplo, aproximadamente 0,5 mm, aproximadamente 1 mm, aproximadamente 2 mm, aproximadamente 3 mm, aproximadamente 4 mm, aproximadamente 5 mm, aproximadamente 6 mm, aproximadamente 7 mm, aproximadamente 8 mm, aproximadamente 9 mm, aproximadamente 10 mm, aproximadamente 15 mm, aproximadamente 20 mm, aproximadamente 25 mm, aproximadamente 30 mm, aproximadamente 35 mm, aproximadamente 40 mm, aproximadamente 45 mm, aproximadamente 50 mm, aproximadamente 55 mm, aproximadamente 60 mm, aproximadamente 65 mm, aproximadamente 70 mm, aproximadamente 75 mm, aproximadamente 80 mm, aproximadamente 85 mm, aproximadamente 90 mm, aproximadamente 95 mm, aproximadamente 100 mm, aproximadamente 110 mm, aproximadamente 120 mm, aproximadamente 130 mm, aproximadamente 140 mm, aproximadamente 150 mm, aproximadamente 160 mm, aproximadamente 170 mm, aproximadamente 180 mm, aproximadamente 190 mm, aproximadamente 200 mm, o cualquier punto intermedio)
Métodos y Sistemas para Colada y procesado
Los productos de aleación de aluminio descritos en el presente documento se cuelan usando un proceso de colada continua (CC). El proceso CC puede incluir, pero sin limitación, el uso de máquinas de colada de doble cinta, máquinas de colada de rodillo doble o máquinas de colada de bloque.
Opcionalmente, la colada descrita anteriormente se puede realizar utilizando un sistema de colada continua como se describe en el presente documento. El sistema de colada continua incluye un par de superficies de colada opuestas en movimiento (por ejemplo, cintas opuestas en movimiento), una cavidad de colada entre el par de superficies de colada opuestas en movimiento y un inyector de metal fundido. El inyector de metal fundido puede tener una abertura final por la que el metal fundido puede salir del inyector de metal fundido y ser inyectado en la cavidad de fundición. La abertura del extremo se denomina en el presente documento boquilla inyectora de metal fundido. El extremo más distal de la boquilla inyectora de metal fundido es el punto en el que el metal fundido pierde contacto con la boquilla inyectora de metal fundido.
En algunos casos, colocar el extremo más distal de la boquilla inyectora de metal fundido a una distancia menor del par de superficies de colada opuestas en movimiento, como se describe a continuación, puede disminuir el espacio entre las marcas de oscilación de menisco. El espacio entre las marcas de oscilación de menisco da como resultado, en parte, desde la altura del inyector desde al menos una de las superficies de colada en movimiento, la velocidad de colada y la frecuencia de la oscilación de menisco (a veces entre alrededor de 100 y alrededor de 150 Hz). Disminuir la distancia entre el extremo más distal de la boquilla inyectora de metal fundido y al menos una de las superficies de colada en movimiento a una distancia como se describe en el presente documento da como resultado una separación entre marcas de menisco disminuida, lo que a su vez da como resultado una formación de exudado reducida.
La Figura 9 contiene un diagrama esquemático que ilustra la colocación del inyector de metal fundido y una de las superficies de colada en movimiento. Como se muestra en la Figura 9, el extremo más distal de la boquilla inyectora de metal fundido, que es donde el metal fundido pierde contacto con el inyector, se coloca a una distancia vertical de la cinta que está etiquetada como la altura de paso.
La boquilla inyectora de metal fundido en el sistema está configurada y colocada de tal manera que el extremo
más distal de la boquilla inyectora de metal fundido está a una distancia vertical (a veces denominada altura de paso) de 1,4 mm o menor desde al menos una de las superficies de colada en movimiento en el par de superficies de colada en movimiento opuestas. La Figura 9 ilustra la distancia vertical d1 entre la superficie de colada en movimiento superior (denominada cinta superior en la Figura 9) y el inyector, así como la distancia vertical d2 entre la superficie de colada en movimiento inferior (denominada cinta inferior en la Figura 9) y el inyector. En algunos casos, la distancia vertical d2 se mide desde la superficie de la superficie de colada en movimiento inferior del par de superficies de colada opuestas en movimiento hasta la superficie exterior inferior del extremo más distal de la boquilla inyectora de metal fundido (es decir, donde el metal fundido pierde contacto con la boquilla inyectora). En algunos casos, la distancia vertical d1 se mide desde la superficie de la superficie de colada en movimiento superior del par de superficies de colada opuestas en movimiento hasta la superficie exterior superior del extremo más distal de la boquilla inyectora de metal fundido (es decir, donde el metal fundido pierde contacto con la boquilla inyectora). En algunos casos, la superficie exterior superior del extremo más distal de la boquilla inyectora de metal fundido donde el metal fundido pierde contacto con la boquilla inyectora es el punto en el que comienza a formarse un menisco superior del metal fundido. En algunos casos, la superficie exterior inferior del extremo más distal de la boquilla inyectora de metal fundido donde el metal fundido pierde contacto con la boquilla inyectora es el punto en el que comienza a formarse un menisco inferior del metal fundido.
Como se mencionó anteriormente, una o ambas distancias verticales d1 y d2 son 1,4 mm o menos. Por ejemplo, una o ambas distancias d1 y d2 pueden ser aproximadamente 1,0 mm o menos. En algunos casos, una o ambas distancias d1 y d2 pueden ser aproximadamente 0,01 mm a aproximadamente 1,4 mm (por ejemplo, de aproximadamente 0,05 mm a aproximadamente 1,0 mm o de aproximadamente 0,1 mm a aproximadamente 0,8 mm). Por ejemplo, una o ambas distancias d1 y d2 pueden ser aproximadamente 1,4 mm o menos, aproximadamente 1,3 mm o menos, aproximadamente 1,2 mm o menos, aproximadamente 1,1 mm o menos, aproximadamente 1,0 mm o menos, aproximadamente 0,9 mm o menos, aproximadamente 0,8 mm o menos, aproximadamente 0,7 mm o menos, aproximadamente 0,6 mm o menos, aproximadamente 0,5 mm o menos, aproximadamente 0,4 mm o menos, aproximadamente 0,3 mm o menos, aproximadamente 0,2 mm o menos, o aproximadamente 0,1 mm o menos. En algunos casos, una o ambas distancias d1 y d2 pueden ser 0 mm. En otras palabras, el extremo más distal de la boquilla inyectora de metal fundido puede tocar al menos una de las superficies de colada en movimiento en el par de superficies de colada opuestas en movimiento . La distancia vertical d1 puede ser la misma que la distancia vertical d2, aunque no tiene por qué serlo.
El uso del sistema de colada descrito en el presente documento, incluida la colocación del extremo más distal de la boquilla inyectora de metal fundido a una distancia de 1,4 mm o menor desde al menos una de las superficies de colada en movimiento, puede dar lugar a niveles reducidos de formación de exudado y marcas de oscilación de menisco dentro de la superficie del producto de aleación de aluminio. En algunos ejemplos no limitativos, eliminar las marcas de oscilación de menisco (o minimizar la separación entre las marcas de oscilación de menisco) al disminuir la distancia vertical entre la boquilla inyectora de metal fundido y al menos una de las superficies de colada puede reducir una cantidad de exudados que se produce en el superficie de la aleación de aluminio colada. El número medio de exudados por cm2 se reduce a 50 o menos. Por ejemplo, el número medio de exudados por cm2 puede reducirse a aproximadamente 45 o menos, aproximadamente 40 o menos, aproximadamente 35 o menos, aproximadamente 30 o menos, aproximadamente 25 o menos, aproximadamente 20 o menos, aproximadamente 15 o menos, aproximadamente 10 o menos, aproximadamente 5 o menos, aproximadamente 1 o menos, o cualquier punto intermedio. En algunos aspectos, los exudados están ausentes de la superficie de la aleación de aluminio colada.
En algunos casos, se pueden eliminar las marcas de oscilación o reducir la separación entre las marcas de oscilación colocando una boquilla inyectora de metal fundido a una distancia del par de superficies de colada opuestas en movimiento que es un factor de una distancia entre marcas de oscilación de menisco que de otro modo se formarían si la boquilla se colocara a una distancia mayor. Por ejemplo, colocar la boquilla inyectora de metal fundido a una distancia de 1,4 mm de al menos uno del par de superficies de colada opuestas en movimiento puede proporcionar marcas de oscilación de menisco que tienen una separación entre cada marca de oscilación de menisco de aproximadamente 1,4 mm como promedio. Colocar la boquilla inyectora de metal fundido a una distancia de aproximadamente 1,0 mm de al menos uno del par de superficies de colada opuestas en movimiento puede proporcionar marcas de oscilación de menisco que tienen una separación entre cada marca de oscilación de menisco de aproximadamente 1,0 mm como promedio La colocación de la boquilla inyectora de metal fundido a una distancia de aproximadamente 0,5 mm de al menos uno del par de superficies de colada opuestas en movimiento puede proporcionar marcas de oscilación de menisco que tienen una separación entre cada marca de oscilación de menisco de aproximadamente 0,5 mm como promedio, reduciendo así o eliminando así la aparición de marcas de oscilación de menisco.
En algunos ejemplos, el método de colada de forma continua de un artículo de metal incluye el uso del sistema descrito anteriormente. El método incluye proporcionar un metal fundido como se describe en este documento e inyectar continuamente el metal fundido desde un inyector de metal fundido en una cavidad de fundición para formar un artículo de metal fundido de forma continua. El método también puede incluir la extracción del artículo
de metal de colada continua, tal como una lámina de metal de colada continua, de una salida de la cavidad de colada.
El artículo de colada de forma continua puede procesarse a continuación mediante cualquier medio conocido por los expertos en la materia. Opcionalmente, las etapas de procesado pueden utilizarse para preparar láminas. Tales etapas de procesado pueden incluir, pero no se limitan a, homogeneización y laminación en caliente. En algunos ejemplos no limitantes, como se explica con más detalle a continuación, una aleación de aluminio de colada de forma continua, como una aleación de aluminio de la serie 6xxx, una aleación de aluminio de la serie 5xxx o una aleación de aluminio de la serie 7xxx, se puede laminar en caliente hasta un calibre final. El procesado se puede realizar sin una etapa de laminación en frío (es decir, el artículo colado de forma continua se puede laminar hasta un calibre final sin laminar en frío). En algunos casos, la laminación en caliente de una aleación de aluminio colada de forma continua hasta un calibre final puede reducir o eliminar el efecto perjudicial de los exudados al dispersar las partículas intermetálicas asociadas con los exudados. La dispersión de las partículas intermetálicas puede disminuir cualquier corrosión localizada que pueda ocurrir.
El método puede incluir opcionalmente una etapa de temple del artículo de metal fundido colado después de la colada. El artículo de metal colado se puede enfriar a una temperatura igual o inferior a aproximadamente 300 °C en la etapa de temple. Por ejemplo, el artículo de metal colado se puede enfriar a una temperatura de o por debajo de aproximadamente 290 °C, de o por debajo de aproximadamente 280 °C, de o por debajo de aproximadamente 270 °C, de o por debajo de aproximadamente 260 °C, de o por debajo de aproximadamente 250 °C, de o por debajo de aproximadamente 240 °C, de o por debajo de aproximadamente 230 °C, de o por debajo de aproximadamente 220 °C, de o por debajo de aproximadamente 210 °C, de o por debajo de aproximadamente 200 °C, de o por debajo de aproximadamente 190 °C , de o por debajo de aproximadamente 180 °C, de o por debajo de aproximadamente 170 °C, de o por debajo de aproximadamente 160 °C, de o por debajo de aproximadamente 150 °C, de o por debajo de aproximadamente 140 °C, de o por debajo de aproximadamente 130 °C, de o por debajo de aproximadamente 120 °C, de o por debajo de aproximadamente 110 °C, de o por debajo de aproximadamente 100 °C. El artículo de metal colado se puede templar inmediatamente después de la colada o dentro de un corto período de tiempo después (por ejemplo, dentro de aproximadamente 10 horas o menos, aproximadamente 9 horas o menos, aproximadamente 8 horas o menos, aproximadamente 7 horas o menos, aproximadamente 6 horas o menos, aproximadamente 5 horas o menos, aproximadamente 4 horas o menos, aproximadamente 3 horas o menos, aproximadamente 2 horas o menos, aproximadamente 1 hora o menos, o aproximadamente 30 minutos o menos). El artículo de metal colado se puede enrollar y almacenar opcionalmente después de colarse y/o templarse.
El artículo de metal colado, en forma enrollada o sin enrollar, se puede recalentar a una cierta temperatura. En algunos casos, el artículo de metal colado se puede recalentar a una temperatura igual o superior a aproximadamente 400 °C. Por ejemplo, el artículo de metal colado se puede recalentar a una temperatura de o por encima de aproximadamente 410 °C, de o por encima de aproximadamente 420 °C, de o por encima de aproximadamente 430 °C, de o por encima de aproximadamente 440 °C, de o por encima de aproximadamente 450 °C, de o por encima de aproximadamente 460 °C, de o por encima de aproximadamente 470 °C, de o por encima de aproximadamente 480 °C, de o por encima de aproximadamente 490 °C, de o por encima de aproximadamente 500 °C, de o por encima de aproximadamente 510 °C, de o por encima de aproximadamente 520 °C, de o por encima de aproximadamente 530 °C, o de o por encima de aproximadamente 540 °C.
El método también incluye una etapa de laminación en caliente del artículo de metal colado. Opcionalmente, la etapa de laminación en caliente se puede realizar inmediatamente después de la colada. Opcionalmente, la etapa de laminación en caliente se puede realizar inmediatamente después del recalentamiento o después del temple. La temperatura de laminación en caliente es de al menos 350 °C. Por ejemplo, la temperatura de laminación en caliente puede ser al menos de aproximadamente 360 °C, al menos aproximadamente 370 °C, al menos aproximadamente 380 °C, al menos aproximadamente 390 °C, al menos aproximadamente 400 °C, al menos aproximadamente 410 °C, al menos aproximadamente 420 °C, al menos aproximadamente 430 °C, al menos aproximadamente 440 °C, al menos aproximadamente 450 °C, al menos aproximadamente 460 °C, al menos aproximadamente 470 °C, al menos aproximadamente 480 °C, al menos aproximadamente 490 °C o al menos aproximadamente 500 °C. En algunos casos, la temperatura de laminación en caliente puede ser de aproximadamente 400 °C a aproximadamente 600 °C (por ejemplo, de aproximadamente 425 °C a aproximadamente 575 °C, de aproximadamente 450 °C a aproximadamente 550 °C, de aproximadamente 450 °C a aproximadamente 600 °C, o de aproximadamente 475 °C a aproximadamente 525 °C). En algunos casos, la temperatura de laminación en caliente puede ser de aproximadamente 350 °C a aproximadamente 600 °C. Opcionalmente, la temperatura de laminación en caliente puede ser la temperatura de recristalización de la aleación de aluminio.
Durante la etapa de laminación en caliente, se reduce el espesor del calibre del artículo de metal colado. El número de exudados, o defectos, por cm2 disminuye proporcionalmente al porcentaje de reducción del calibre durante la etapa de laminación en caliente. La cantidad total de reducción de espesor durante la laminación en caliente es al menos 50 %. Por ejemplo, la etapa de laminación en caliente puede dar como resultado una reducción del espesor del artículo de metal colado en al menos aproximadamente 55%, al menos
aproximadamente 60 %, al menos aproximadamente 65 %, al menos aproximadamente 70 %, al menos aproximadamente 75 %, al menos aproximadamente 80 %, o al menos aproximadamente 85 %. En algunos ejemplos, la reducción del espesor del calibre puede ser de 50 %. En algunos casos, el producto puede ser una lámina de metal en donde el calibre final del producto es de aproximadamente 10 mm o menos, aproximadamente 9 mm o menos, aproximadamente 8 mm o menos, aproximadamente 7 mm o menos, aproximadamente 6 mm o menos, aproximadamente 5 mm o menos, aproximadamente 4 mm o menos, aproximadamente 3 mm o menos, aproximadamente 2 mm o menos, aproximadamente 1 mm o aproximadamente 0,5 mm o menos.
Métodos de uso
Los productos de aleación de aluminio descritos en el presente documento pueden utilizarse en aplicaciones de automoción y otras aplicaciones de transporte, incluidas aplicaciones aeronáuticas y ferroviarias. Por ejemplo, los productos de aleación de aluminio revestidos pueden utilizarse para preparar piezas estructurales de automóviles, tales como paneles exteriores, paneles interiores, paneles laterales, parachoques, largueros laterales, largueros de techo, largueros transversales, refuerzos de pilares (por ejemplo, pilares A, pilares B y pilares C), capós interiores, capós exteriores o paneles de la tapa del maletero. Los productos de aleación de aluminio y métodos descritos en el presente documento también se pueden usar en aplicaciones de vehículos ferroviarios o aeronáuticos, para preparar, por ejemplo, paneles externos e internos.
Los productos y procedimientos de aleación de aluminio descritos en esta invención también se pueden usar en aplicaciones electrónicas. Por ejemplo, los productos y procedimientos de aleación de aluminio descritos en esta invención se pueden usar para preparar carcasas para dispositivos electrónicos, incluidos teléfonos móviles y tabletas. En algunos ejemplos, los productos de aleación de aluminio se pueden usar para preparar láminas y materiales de calidad anodizados.
Los siguientes ejemplos servirán para ilustrar adicionalmente la presente invención sin constituir, al mismo tiempo, ninguna limitación de la misma. Por el contrario, debe entenderse claramente que puede recurrirse a sus diversas realizaciones, modificaciones y equivalentes que, tras una lectura de la descripción del presente documento, puedan sugerir por sí mismas a los expertos en la materia sin apartarse del espíritu de la invención. Durante los estudios descritos en los siguientes ejemplos, se siguieron procedimientos convencionales, a menos que se indique de otra forma. Algunos de los procedimientos se describen a continuación con fines ilustrativos.
Ejemplos
Ejemplo 1: exudados y marcas de oscilación de menisco en material colado
Se coló una aleación de aluminio de la serie 6xxx utilizando un método de colada continua convencional para proporcionar un producto de aleación de aluminio que incluye exudados dentro de la superficie del producto. La Figura 1A es una micrografía SEM que muestra un exudado 100 en la aleación de aluminio antes de cualquier procesado adicional. La figura 1B es una micrografía SEM de mayor aumento del exudado 100. La expulsión de partículas intermetálicas 120 es evidente alrededor del grano 130.
La Figura 2 es una imagen digital de una superficie 200 de aleación de aluminio de la serie 6xxx que muestra marcas 210 de oscilación de menisco en la superficie 200 de aleación de aluminio. La Figura 3 es una micrografía que muestra marcas 210 de oscilación de menisco y exudados 100. Como se muestra en la Figura 3, los exudados 100 se forman preferentemente a lo largo de las marcas 210 de oscilación de menisco.
Ejemplo 2: Procesos de Laminación
Los defectos superficiales de las aleaciones de aluminio preparadas usando colada continua seguida de laminación en frío se compararon con aquellos de las aleaciones de aluminio preparadas usando colada continua seguida de laminación en caliente hasta el calibre final sin una etapa de laminación en frío. Los exudados 100 estaban presentes en cantidades significativas en el material laminado en frío. La Figura 4 es una imagen digital de una superficie 400 de aleación de aluminio de la serie 6xxx laminada en frío comparativa. La superficie de la aleación de aluminio laminada en frío se anodizó directamente para mejorar la apariencia de los exudados. La superficie comparativa de aleación de aluminio laminado en frío contiene una pluralidad de rayas 410 negras. Las rayas 410 negras son un resultado de defectos circulares (por ejemplo, exudados 100) que están presentes durante la laminación en frío y se laminan en la superficie 400 de aleación de aluminio laminada en frío comparativa.
La Figura 5 presenta una serie de imágenes digitales que ilustran la reducción del defecto de exudado, debido a la dispersión de los intermetálicos, en una superficie de aleación de aluminio que se laminó en caliente hasta el calibre final sin una etapa de laminación en frío. La superficie de la aleación de aluminio se anodizó directamente para mejorar la apariencia de los exudados. La Figura 5, Panel A, es una imagen digital de una
superficie de aleación de aluminio laminada en caliente de una aleación de aluminio que se ha colado de forma continua, se ha precalentado a una temperatura de aproximadamente 450 °C, se ha dejado enfriar a una temperatura de aproximadamente 350 °C y se ha laminado en caliente. a una temperatura de aproximadamente 350 °C. Un número mínimo de rayas 410 negras, en comparación con el material laminado en frío, es visible en toda la superficie de aleación de aluminio laminada en caliente. La Figura 5, Panel B es una imagen digital de una superficie de aleación de aluminio laminada en caliente de una aleación de aluminio que se ha colado de forma continua, se ha precalentado a una temperatura de aproximadamente 500 °C, se ha dejado enfriar a una temperatura de aproximadamente 350 °C y se ha laminado en caliente a una temperatura de aproximadamente 350 °C. Un número mínimo de rayas 410 negras, en comparación con el material laminado en frío, es visible en toda la superficie de aleación de aluminio laminada en caliente. Además, el precalentamiento a una temperatura más alta y el laminado en caliente proporcionaron una reducción de los defectos superficiales. La Figura 5, Panel C es una imagen digital de una superficie de aleación de aluminio laminada en caliente de una aleación de aluminio que se ha colado de forma continua, se ha precalentado a una temperatura de aproximadamente 540 °C, se ha dejado enfriar a una temperatura de aproximadamente 350 °C y se ha laminado en caliente a una temperatura de aproximadamente 350 °C. Un número mínimo de rayas 410 negras, en comparación con el material laminado en frío, es visible en toda la superficie de aleación de aluminio laminada en caliente. Además, el precalentamiento a una temperatura todavía más alta y el laminado en caliente proporcionaron una reducción adicional de los defectos superficiales. La Figura 5, Panel D es una imagen digital de una superficie de aleación de aluminio laminada en caliente de una aleación de aluminio que se ha colado de forma continua, se ha precalentado a una temperatura de aproximadamente 500 °C, se ha mantenido a una temperatura de aproximadamente 500 °C y se ha laminado en caliente a una temperatura de aproximadamente 500 °C. Las rayas 410 negras no son visibles en la superficie de aleación de aluminio laminada en caliente. La laminación en caliente a una temperatura elevada proporcionó una superficie de aleación de aluminio con defectos superficiales mínimos o sin ellos.
La Figura 6 es una serie de micrografías que ilustran adicionalmente que la laminación en caliente de una aleación de aluminio colada de forma continua hasta un calibre final puede reducir o eliminar los defectos asociados con los exudados 100 presentes en una superficie de la aleación de aluminio colada de forma continua dispersando los intermetálicos durante la laminación en caliente . Se laminó en caliente una aleación de aluminio a una temperatura de 500 °C hasta un calibre de 2 mm, lo que proporcionó una reducción total del calibre de 80 %. La Figura 6, Panel A y la Figura 6, Panel B muestran que la laminación en caliente a una temperatura elevada puede disminuir el número y la intensidad de las rayas 410 negras. Las partículas intermetálicas 120 pueden ser más difusas (es decir, bien dispersas), proporcionando menos exudados en una superficie de una aleación de aluminio de colada continua laminada en caliente a una temperatura elevada. Una aleación de aluminio laminado en frío comparativa se muestra en la Figura 6, Panel C y en la Figura 6, Panel D. La aleación de aluminio laminado en frío comparativa se laminó en frío a un calibre de 2 mm, lo que representa una reducción de calibre total de 80 %. Las rayas 410 negras están presentes en mayor cantidad y son más grandes. Se muestra que las partículas 120 intermetálicas se agregan sobre una superficie de la aleación de aluminio laminada en frío.
Ejemplo 3: Distribución de Partículas
Las Figuras 7 y 8 contienen imágenes digitales que muestran las superficies de láminas de aluminio 6xxx ilustrativas coladas como se describe en este documento. La Figura 7 muestra la superficie superior y la Figura 8 muestra la superficie inferior de la lámina de aleación de aluminio. La Figura 7, Panel A y la Figura 8, Panel A son imágenes digitales de bajo aumento que muestran secciones de la superficie de 7,62 cm x 7,62 cm (3 x 3 pulgadas). La Figura 7, Paneles B y C y la Figura 8, Paneles B y C son imágenes digitales de mayor aumento que muestran secciones de 2,54 cm x 2,54 cm (1 pulgada x 1 pulgada) de las secciones del Panel A respectivas . Como se muestra en las figuras, las láminas de aluminio laminadas en caliente que se describen en el presente documento incluyen, como promedio, menos de 50 exudados por cm2 en la instantánea tomada desde el ancho de la primera superficie.
Se han descrito diversas realizaciones de la invención en cumplimiento de los diversos objetivos de la invención. Debería reconocerse que estas realizaciones son meramente ilustrativas de los principios de la presente invención. Numerosas modificaciones y adaptaciones de la misma serán fácilmente evidentes para los expertos en la técnica sin apartarse del alcance de la presente invención, como se define en las siguientes reivindicaciones.
Claims (6)
1. Un método para producir una tira de metal, que comprende:
proporcionar un metal fundido;
colar de forma continua para formar un artículo de metal colado a partir del metal fundido, en donde la etapa de colada continua comprende inyectar el metal fundido desde una boquilla inyectora de metal fundido en una cavidad de colada definida entre un par de superficies de colada opuestas en movimiento para formar el artículo de metal colado de forma continua,
en donde la boquilla inyectora de metal fundido está configurada y colocada de tal manera que el extremo más distal de la boquilla inyectora de metal fundido está a una distancia vertical de 1,4 mm o menos desde al menos una de las superficies de colada en movimiento en el par de superficies de colada en movimiento opuestas; y laminar en caliente el artículo de metal fundido después de colar a una temperatura de laminación en caliente de al menos 350 °C para producir una tira de metal, en donde la etapa de laminación en caliente da como resultado una reducción del espesor del artículo de metal fundido de al menos 50%,
donde el artículo de metal fundido es una lámina de aleación de aluminio, donde una primera superficie de la lámina de aleación de aluminio comprende un ancho, donde la primera superficie comprende un promedio de exudados (100) en una cantidad de 50 exudados (100) o menos por cm2 a través del ancho de la primera superficie determinada usando una imagen digital tomada del ancho de la primera superficie.
2. El método de la reivindicación 1, en donde la temperatura de laminación en caliente es de 350 °C a 600 °C.
3. El método de la reivindicación 1 ó 2, en donde el artículo de metal colado es una lámina de aleación de aluminio de la serie 6xxx, una lámina de aleación de aluminio de la serie 5xxx o una lámina de aleación de aluminio de la serie 7xxx.
4. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que el artículo de metal fundido se lamina en caliente después de la fundición a un calibre de 10 mm o menos.
5. El método de la reivindicación 1, en donde los exudados (100) comprenden partículas (120) intermetálicas que contienen hierro.
6. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1-5, que comprende además una etapa de temple del artículo de metal colado y a continuación una etapa de recalentamiento del artículo de metal colado después de la etapa de colada continua y antes de la etapa de laminación en caliente.
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