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EP1056560A1 - Aluminium alloy strips with high surface homogeneity and method for making same - Google Patents

Aluminium alloy strips with high surface homogeneity and method for making same

Info

Publication number
EP1056560A1
EP1056560A1 EP99903745A EP99903745A EP1056560A1 EP 1056560 A1 EP1056560 A1 EP 1056560A1 EP 99903745 A EP99903745 A EP 99903745A EP 99903745 A EP99903745 A EP 99903745A EP 1056560 A1 EP1056560 A1 EP 1056560A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
less
casting
strip
cylinders
sub
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP99903745A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1056560B1 (en
Inventor
Jean-Luc Hoffmann
Pierre-Yves Menet
Klaus Maiwald
Régine DEBREUX
Martin Peter Schmidt
Yves Scelles
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Novelis Inc Canada
Original Assignee
Pechiney Rhenalu SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pechiney Rhenalu SAS filed Critical Pechiney Rhenalu SAS
Publication of EP1056560A1 publication Critical patent/EP1056560A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1056560B1 publication Critical patent/EP1056560B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0622—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by two casting wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0637—Accessories therefor
    • B22D11/064—Accessories therefor for supplying molten metal
    • B22D11/0642—Nozzles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon

Definitions

  • the invention relates to aluminum alloy strips having a high homogeneity of surface, intended for applications requiring good visual quality or particular optical properties, such as for example reflectors or anodized sheets for building and decoration. It also relates to a process for manufacturing these bands by continuous casting between cylinders.
  • Another surface defect that is usually observed consists of mechanical scratches parallel to the long direction of the strip; it is a roughness defect.
  • the underside has the quality of a usual "mill finish”.
  • British patent application GB 2198976 describes an asymmetrical injector device making it possible to increase the speed of casting and therefore the industrial efficiency of a continuous casting machine between rolls; the document does not report an improvement in the surface of the products obtained, which was not the subject of the invention which it describes.
  • US Patent US 5,350,010 seeks to optimize the surface quality of the strips intended for the manufacture of offset printing plates by fine control of the grain size of the final product, which supposes compliance with a certain composition of the metal. and the control of certain process parameters, which occur downstream of the continuous casting, such as the reduction rate per cold rolling pass. Knowing that the surface defects present on the raw casting strip will not usually disappear during the following cold rolling operations, this approach, in the opinion of the applicant, does not seem to attack the source of the defects but seeks to minimize only their consequences on the finished product.
  • patent application EP 0821074 also discloses a process for transforming a strip obtained by continuous casting between rolls, allowing the manufacture of offset plates. The Applicant notes that none of these approaches makes it possible to obtain surfaces which meet the requirements of high optical and visual homogeneity 4 directly by continuous casting between rolls, optionally followed by one or more cold rolling passes.
  • the object of the present invention is to obtain, by continuous casting between cylinders, strips of aluminum alloys having, on at least one face, a high homogeneity of surface and usable for applications which were not open to them until now. It should be noted that the vast majority of these applications only imperatively require a very homogeneous surface finish for one of the two faces. It is therefore not annoying that the present invention improves the surface condition dramatically for only one of the two faces.
  • the strips according to the invention also have a surface homogeneity such as the value of the asymmetry of the distribution of the 2D roughness amplitude (Sk or skewness parameter), measured by a technique based on an optical scanner described below. , lies between -0.2 and +0.3, and preferably between -0.1 and +0.2
  • the 3D roughness (parameter E k ), determined by a mechanical probe parallel to the rolling direction according to a method described here below, is less than 15, and preferably less than 8
  • the invention also relates to a process for manufacturing strips of aluminum alloy by continuous casting between two cooled cylinders, from a casting tray containing the liquid metal connected to an injector, comprising an upper lip and a lip. lower, bringing the liquid metal into the gap between the two cylinders, in which the upper lip of the injector is set back by at least 2 mm, and preferably by at least 5 mm, relative to the lower lip
  • the height of liquid metal in the pouring pan measured from the median casting plane, is kept less than 30 mm, preferably less than 25 mm.
  • FIG. 1 represents a cross section through a plane perpendicular to the axis of the cylinders of a continuous casting machine between cylinders, according to the invention.
  • FIG. 2 represents an example of recording the optical roughness index S N le along a measurement profile for a strip according to the invention of Example 1
  • FIG. 3 represents an example of recording the optical roughness index S along a measurement profile for a tape of the prior art of example 1 Description of the invention
  • the surface homogeneity of the upper face of the strips is assessed from two different aspects: the presence of roughness defects (mechanical scratches parallel to the long direction), and the presence of gray level oscillations (streaks perpendicular to the long direction) .
  • the optical roughness value S N was measured using an optical surface measurement system RM 400 from RODENSTOCK This device defines and measures S N between 4 and 100, for roughness superficial between 5 and 2000 nm. It is based on the principle of the diffusion of radiation by a rough surface.
  • the surface to be evaluated receives a beam of infrared rays, part of which is re-emitted, the angular distribution of the scattered rays depending on the morphology of the surface.
  • the index S N is measured continuously on profiles of length 5 cm by scanning a beam with a diameter of 0.5 mm, and we measure on each sample 3 profiles in the long direction and 3 profiles in the cross direction taken in the same area with a diameter of about 10 mm. For each profile, the aberrant isolated peaks due to accidental mechanical scratches visible to the naked eye are eliminated, distinguishing them from the wavelets to be characterized.
  • the maximum value, the minimum value and the average value of S N , the difference ⁇ SN between the maximum value and the minimum value, as well as the variation of, are determined from the recorded curve, as indicated in FIGS. 2 and 3. This index, defined by the ratio: ⁇ S N / S N mean.
  • the parameter L * a * b * was calculated according to standard ASTM D2244-89, ⁇ 6 2
  • the samples were characterized by the average value of the parameters L *, and by the standard deviation on this parameter
  • twenty measurements following a generator perpendicular to the oscillations were carried out This allows, with a unilateral risk of 0.05, to differentiate two series of measurements whose standard deviation ratio is 2.17
  • This test makes it possible to reproduce the visual classification of samples, except for samples showing a pitch of oscillation much less than the diameter of the measurement area
  • a third way to characterize the gray level oscillations is the use of a scanner to obtain the gray level mapping, followed by the two-dimensional roughness analysis by numerical methods known to those skilled in the art.
  • the area to be studied has been selected interactively, the reference grid and the edges of the remaining image are eliminated, typically 1 to 3 cm on each edge, and if necessary, peripheral zones showing veils or spots not representative of the gray level oscillations to be characterized
  • the useful zone thus obtained must have a minimum size of 12 cm x 12 cm
  • the four roughness parameters are then calculated.
  • the mean absolute deviation Ra, the mean quadratic deviation Rq, the maximum roughness Rt, and the asymmetry of the amplitude distribution (skewness) Sk defined as
  • the Sk value is between - 0.2 and + 0.3
  • a Sk value between - 0, 1 and + 0.2 is preferred
  • the applicant has found values 9 between - 0.45 and - 1.38 for samples of alloy 8011 obtained by the continuous casting process between cylinders according to the prior art.
  • a three-dimensional mechanical roughness method was used.
  • the sample is placed on a TIXY 200 cross table.
  • the probe (model FRW 750 from Mahr Measurements), with a radius of curvature of 5 ⁇ m, was conditioned by a Perthometer PRK device from Mahr Measurements.
  • the data was recorded using an analog-digital conversion card in a microcomputer.
  • the dimension of the measurement field was 20 mm x 20 mm, with a pitch of 40 ⁇ m in x and y.
  • the theoretical depth resolution was given by the maximum amplitude of the probe (100 ⁇ m) and the characteristics of the microprocessor (16 bit), that is to say approximately 0.024 ⁇ m.
  • the roughness in three dimensions was calculated with software provided by the company Saphir according to the following equations:
  • N M - ⁇ F.
  • N is the number of points in x
  • M the number of points in y
  • Zo the average altitude on the observation surface according to i N M
  • the Ek parameter sometimes called kurtosis in the English language, characterizes the flattening of the distribution; it takes the value of 3 for an ideal Gaussian.
  • the average variation of S N is greater than 50%, both for the raw casting tapes and for the cold rolled tapes
  • the average variation is less than 20% in all cases
  • the difference ⁇ S N is less than 20 for the raw casting tapes, and less than 12 for the cold rolled tapes up to a thickness between 4 and 0.1 mm, and having undergone pickling before anodizing basic.
  • the machine comprises a tundish (1) supplied with liquid aluminum alloy and connected to an injector (2), consisting of a lower lip (3) and an upper lip (4), bringing the liquid metal in the meantime between the two cylinders (5) and (6) rotating in opposite directions.
  • the strip (7) comes out solidified on the other side of the gap between cylinders.
  • the modification according to the invention consists in using an injector having an upper lip (4) set back a distance (d) from the lower lip (3)
  • This withdrawal (d) is at least 2 mm and, preferably at least 5 mm
  • the removal of the upper lip of the injector also allows a finer positioning of the injector, which avoids accidental friction on the surface of the cylinders, and thus indirectly improves the surface condition of the underside of the strip. casting.
  • a metal height of less than 25 mm and a shrinkage of the upper lip of the injector of at least 25 mm the applicant has succeeded in manufacturing shiny products from alloys of the 1000 and 8000 series finished by rolling with polished cylinders (rolling known as "skin pass") which had properties of use identical to known products, developed by the more expensive way of semi-continuous casting and hot rolling. These products could be used for the manufacture of flat, folded or stamped light reflectors.
  • the invention is applicable to all aluminum alloys capable of being continuously cast between cylinders. By way of example, the applicant has obtained good results with certain alloys of the 3000 series and with certain alloys of Al-Mg type with a low magnesium content such as 5005.
  • the invention is particularly advantageous for AlFeSi alloys of the 1000 and 8000 series, containing from 0.01 to 2% by weight of iron, and from 0.1 to 2% of silicon. Indeed, these alloys, when they are continuously cast between cylinders, have significantly higher mechanical characteristics than those obtained by traditional casting and hot rolling, which facilitates their "shiny" rolling.
  • One of the reasons for the higher mechanical strength of the bands obtained by continuous casting for this type of alloy is that the quantity of iron in solid solution in aluminum is higher. For an alloy containing more than 0.01% (100 ppm) of iron, the quantity of iron in solid solution is greater than 50 ppm + 0.03 x (Fe content in ppm).
  • Another advantage of having a high level of iron in solid solution is, for a given iron content, to reduce the intermetallic compounds with iron, the presence of which on the surface is a source of optical defects.
  • the invention is also particularly advantageous for low Mg alloys (Mg ⁇ 1.5%). 12
  • a grain size is obtained at the surface, defined as the average width of the grains at the surface, measured perpendicular to the direction of rolling by image analysis, less than 20 ⁇ m, and often 15 ⁇ m, both on the strips. raw casting only on cold rolled strips, which reduces certain appearance defects such as lineage. This characteristic of the strips according to the invention is also favorable for subsequent shaping, for example by stamping.
  • the metal was treated with argon in an Alpur ® casting ladle from Pechiney Rhenalu, then continuously cast on a JUMBO 3 CM ® casting machine between Pechiney Rhenalu.
  • the diameter of the cylinders was 1150 mm, with an air gap between the two cylinders of 2.3 mm.
  • the Styrite ® brand ceramic injector had an upper lip set back 7 mm from the lower lip, and was fed by a tapping pan with a height of liquid metal of about 18 mm.
  • the casting was made at a width of 1370 mm, a casting strip thickness of 3.6 mm, a casting speed of 1.6 m / min and a force between rolls of 800 rpm of strip width.
  • the strip was then cold rolled to a thickness of 0.4 mm. strips of the same composition were also prepared by the usual method of vertical semi-continuous casting, hot rolling of the plates then cold rolling to the same thickness of 0.4 mm at two different work hardening rates.
  • Strips of the same composition were also prepared, always with continuous casting between JUMBO 3 CM ® cylinders from Pechiney Rhenalu but with an injector from the front without removing the upper lip. These strips followed the same process up to a thickness of 0.4 mm as the strips according to the invention.
  • the strips according to the invention and the strips resulting from a continuous casting between cylinders with an injector of the prior part were then subjected to two finishing passes with glossy cylinders from 0.4 mm to 0.35 mm.
  • electrolytic brightening then anodization with sulfuric acid with a thickness of 1 ⁇ m, the optical properties of the strips were measured by the RM 400 system from the company RODENSTOCK. The results are given in Table 2.
  • Strips according to the invention 7.4 6.4 1 14%
  • the injector also made of Styrite ® ceramic, had an upper lip set back 10 mm from the lower lip and was supplied by a tapping pan with a height of liquid metal of around 18 mm.
  • the strip width was 1370 mm, the thickness of the casting strip 3 mm, the casting speed 2 m / min and the effort between rolls of 900 t per meter of strip width.
  • the strips thus cast were then cold rolled to a thickness of 0.8 mm and then underwent two rolling passes with shiny rolls up to 0.5 mm. Strip samples were taken progressively, first from raw casting strips at 3 mm, then from strips after cold rolling of 0.8 mm, and finally from strips after "glossy” rolling at 0, 5 mm.
  • the samples of raw casting strips at 3 mm were treated by sulfuric anodization with a thickness of 1 ⁇ m.
  • the strip samples after cold rolling to 0.8 mm underwent basic pickling over 10 ⁇ m and then sulfuric anodization with a thickness of 1 ⁇ m.
  • the strip samples after brilliant rolling to 0.5 mm underwent successively an electrolytic brightening and a sulfuric anodization of thickness 1 ⁇ m.
  • Strips of the same composition were also prepared, always with the continuous casting between JUMBO 3 CM ® cylinders from Pechiney Pvhénalu but with an injector from the front without removing the upper lip.
  • Thickness SN S max S n min n max S n S n max-min mm - S n min / n S means
  • grain sizes on the surface of 12 ⁇ m were measured while the strips of the same composition, having undergone the same ranges of cold rolling but resulting from the conventional process (vertical semi-continuous casting then hot rolling of the plates) have grain sizes on the surface of the order of 70 ⁇ m.
  • Casting R5 corresponds to that of Example 1, carried out with the continuous casting process between cylinders according to the invention.
  • Casting R7 corresponds to that of Example 1, carried out according to the prior art with a traditional injector.
  • the value of Sk in 3D rugosimetry according to the procedure described is greater than -2.0 and preferably greater than -1.0;
  • the Ek value in 3D rugosimetry must be less than 15 and preferably less than 8.
  • the surface also has a standard deviation on the average L * value less than 0.5 and preferably less at 0.3.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Coating With Molten Metal (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)

Abstract

A process for manufacturing a strip of aluminum alloy having high surface homogeneity with an upper side showing after a 1 mum thick sulphur anodic treatment, an optical roughness value S<SUB>N </SUB>measured on three 5 cm longitudinal sections and three 5 cm transverse sections, such that its mean variation on each section, defined by the ratio: (Maximum S<SUB>N</SUB>-minimum S<SUB>N</SUB>)/Mean S<SUB>N </SUB>is less than 20%, and the difference DeltaS<SUB>N</SUB>=S<SUB>N </SUB>max -S<SUB>N </SUB>min is less than 20. The strip is manufactured by continuous casting between two cooled rolls from a casting tank containing the liquid metal connected to an injector, and feeding the liquid metal into the gap between the two rolls. The injector has an upper lip recessed by at least 2 mm with reference to a lower lip of the injector.

Description

Bandes en alliage d'aluminium à grande homogénéité de surface et procédé de fabrication de ces bandes Aluminum alloy strips with high surface homogeneity and method of manufacturing these strips
Domaine de l'inventionField of the invention
L'invention concerne des bandes en alliage d'aluminium présentant une grande homogénéité de surface, destinées à des applications nécessitant une bonne qualité visuelle ou des propriétés optiques particulières, comme par exemple des réflecteurs ou des tôles anodisées pour le bâtiment et la décoration. Elle concerne également un procédé de fabrication de ces bandes par coulée continue entre cylindres.The invention relates to aluminum alloy strips having a high homogeneity of surface, intended for applications requiring good visual quality or particular optical properties, such as for example reflectors or anodized sheets for building and decoration. It also relates to a process for manufacturing these bands by continuous casting between cylinders.
Etat de la techniqueState of the art
La coulée continue de bandes entre cylindres refroidis (" twin-roll casting ") est largement utilisée depuis plusieurs dizaines d'années pour la fabrication de feuilles minces ou de laminés courants en alliages d'aluminium. Elle consiste, comme indiqué dans le brevet de base FR 1198006 déposé en 1958 par Pechiney, à introduire le métal liquide, stocké dans un bac d'alimentation, dans l'intervalle compris entre deux cylindres horizontaux refroidis tournant en sens inverse, à l'aide d'un injecteur. Le métal se solidifie sous forme de bande continue, tout en subissant une réduction d'épaisseur due à la pression des cylindres. Ces machines de coulée continue sont très souvent utilisées pour produire des bandes d'épaisseur comprise entre 5 et 12 mm. Dans leurs versions les plus récentes, comme la coulée JUMBO 3 CM ® de Pechiney Rhenalu, elles permettent également de couler des bandes plus minces d'épaisseur inférieure à 5 mm comme décrit, par exemple, dans le brevet FR 2737430. Les bandes issues de ces machines de coulée sont très rarement utilisées brutes de coulée. Elles subissent généralement une première séquence de laminage à froid et pour certaines applications une deuxième séquence de laminage à froid de finition, éventuellement avec des cylindres particuliers.The continuous casting of strips between cooled rolls ("twin-roll casting") has been widely used for several decades for the manufacture of thin sheets or common laminates of aluminum alloys. It consists, as indicated in the basic patent FR 1198006 filed in 1958 by Pechiney, to introduce the liquid metal, stored in a feed tank, in the interval between two cooled horizontal cylinders rotating in opposite directions, using an injector. The metal solidifies in the form of a continuous strip, while undergoing a reduction in thickness due to the pressure of the cylinders. These continuous casting machines are very often used to produce strips of thickness between 5 and 12 mm. In their most recent versions, such as the JUMBO 3 CM ® casting from Pechiney Rhenalu, they also allow thinner strips of thickness less than 5 mm to be cast as described, for example, in patent FR 2737430. The strips from these casting machines are very rarely used raw casting. They generally undergo a first cold rolling sequence and for certain applications a second finishing cold rolling sequence, possibly with particular rolls.
Ces machines habituelles de coulée continue entre cylindres permettent d'obtenir des bandes d'aspect homogène, mais pour des applications très exigeantes en matière 2 d'état de surface, associées à un traitement de surface de la bande susceptible de révéler des défauts de surface existants, ou d'en créer à partir des hétérogénéités métallurgiques, par exemple une anodisation, un brillantage chimique ou électrolytique, un décapage, un satinage chimique, une cataphorèse ou un laquage, les bandes issues d'une coulée continue entre cylindres n'ont pas actuellement une qualité de surface suffisante. La face supérieure de la bande coulée présente le plus souvent des vaguelettes (" ripples "), qui se présentent sous forme de lignes perpendiculaires à la direction de coulée (sens travers-long), et dont l'origine serait l'oscillation du ménisque de métal liquide au cours de la coulée. Après anodisation, ces vaguelettes deviennent visibles sous forme de stries parallèles ; c'est un défaut visuel qui se manifeste par une différence de niveaux de gris avec un pas de l'ordre d'un à quelques (par exemple dix) millimètres.These usual machines for continuous casting between rolls make it possible to obtain bands of homogeneous appearance, but for very demanding applications in terms of material. 2 of surface condition, associated with a surface treatment of the strip capable of revealing existing surface defects, or of creating them from metallurgical heterogeneities, for example anodization, chemical or electrolytic brightening, pickling, chemical satin finishing, cataphoresis or lacquering, the strips resulting from a continuous casting between cylinders do not currently have a sufficient surface quality. The upper face of the casting strip most often has ripples, which are in the form of lines perpendicular to the direction of casting (transverse-long direction), and whose origin is the oscillation of the meniscus of liquid metal during casting. After anodizing, these wavelets become visible in the form of parallel streaks; it is a visual defect which is manifested by a difference in gray levels with a pitch of the order of one to a few (for example ten) millimeters.
Un autre défaut de surface que l'on observe habituellement consiste en des griffures mécaniques parallèles au sens long de la bande ; il s'agit un défaut de rugosité. La face inférieure a la qualité d'un " mill finish " habituel.Another surface defect that is usually observed consists of mechanical scratches parallel to the long direction of the strip; it is a roughness defect. The underside has the quality of a usual "mill finish".
A ces deux types des défauts de surface s'ajoutent occasionnellement des rayures accidentelles, qui ne sont pas spécifiques à la technique de coulée continue entre cylindres.To these two types of surface defects are occasionally added accidental scratches, which are not specific to the technique of continuous casting between rolls.
L'amélioration de l'aspect de surface des bandes obtenues par coulée continue correspond à un besoin ressenti depuis longtemps, et un certain nombre de solutions ont été proposées.The improvement in the surface appearance of the strips obtained by continuous casting corresponds to a need which has been felt for a long time, and a certain number of solutions have been proposed.
A titre d'exemple, le brevet américain US 4461152 décrit un procédé de traitement du métal liquide débutant par l'injection dans le métal liquide d'un gaz contenant du chlore, suivi du passage du métal liquide à travers une série de chambres de coalescence, et terminé par une filtration, permettant ainsi la diminution du taux d'inclusions dans le métal liquide, conduisant à l'amélioration de l'aspect de surface de bandes en alliages 5086 et 5182 pour disques d'ordinateur. Toutefois, les industriels cherchent aujourd'hui plutôt à minimiser l'usage de gaz chlorés. La demande de brevet allemand DE 2443068 de 1974 divulgue une machine de coulée continue entre courroies d'acier qui vise à améliorer l'aspect de surface des bandes en aluminium ou alliage d'aluminium de façon à pouvoir fabriquer des bandes 3 pour anodisation décorative. La solution technique proposée dans cette demande de brevet ne peut être appliquée à la coulée continue entre cylindres, pour trois raisons : La qualité de surface d'une bande obtenue par coulée continue entre courroies est intrinsèquement moins bonne que par coulée continue entre cylindres, ce qui est probablement dû aux vibrations des courroies. Les conditions de solidification du métal sont totalement différentes, puisque dans le cas d'une coulée continue entre courroies, la solidification du centre de la bande se fait en aval du plan des axes des cylindres proches de l'injecteur, tandis que dans le cas de la coulée continue entre cylindres, elle se fait en amont de cet axe. Et finalement, la coulée continue entre courroies ne permet pas d'obtenir des bandes minces d'une épaisseur inférieure à 5 mm, et par conséquent, l'entrefer entre les cylindres est plus petit dans une machine de coulée continue entre cylindres.By way of example, American patent US Pat. No. 4,461,152 describes a method for treating liquid metal starting with the injection into the liquid metal of a gas containing chlorine, followed by the passage of the liquid metal through a series of coalescence chambers , and terminated by filtration, thus allowing the reduction of the rate of inclusions in the liquid metal, leading to the improvement of the surface appearance of strips of alloys 5086 and 5182 for computer discs. However, manufacturers today seek rather to minimize the use of chlorinated gases. German patent application DE 2443068 of 1974 discloses a continuous casting machine between steel belts which aims to improve the surface appearance of aluminum or aluminum alloy strips so as to be able to manufacture strips 3 for decorative anodizing. The technical solution proposed in this patent application cannot be applied to continuous casting between cylinders, for three reasons: The surface quality of a strip obtained by continuous casting between belts is intrinsically less good than by continuous casting between cylinders, this which is probably due to the vibrations of the belts. The conditions for solidification of the metal are completely different, since in the case of a continuous casting between belts, the solidification of the center of the strip takes place downstream of the plane of the axes of the cylinders close to the injector, while in the case continuous casting between cylinders, it is done upstream of this axis. And finally, continuous casting between belts does not make it possible to obtain thin strips with a thickness of less than 5 mm, and consequently, the air gap between the rolls is smaller in a continuous casting machine between rolls.
La demande de brevet britannique GB 2198976 décrit un dispositif d'injecteur dissymétrique permettant d'augmenter la vitesse de coulée et donc le rendement industriel d'une machine de coulée continue entre cylindres ; le document ne fait pas état d'une amélioration de la surface des produits obtenus, qui ne faisait pas l'objet de l'invention qu'il décrit.British patent application GB 2198976 describes an asymmetrical injector device making it possible to increase the speed of casting and therefore the industrial efficiency of a continuous casting machine between rolls; the document does not report an improvement in the surface of the products obtained, which was not the subject of the invention which it describes.
Le brevet américain US 5 350 010 cherche à optimiser la qualité de surface des bandes destinées à la fabrication de plaques d'impression offset par le contrôle fin de la taille de grain du produit final, qui suppose le respect d'une certaine composition du métal et le contrôle de certains paramètres du procédé, qui interviennent en aval de la coulée continue, tel que le taux de réduction par passe de laminage à froid. Sachant que les défauts de surface présents sur la bande brute de coulée ne disparaîtront habituellement pas lors des opérations de laminage à froid qui suivent, cette approche, selon l'avis de la demanderesse, ne semble pas s'attaquer à la source des défauts mais cherche à minimiser uniquement leurs conséquences sur le produit fini. En suivant une approche technique semblable, la demande de brevet EP 0821074 divulgue également un procédé de transformation d'une bande obtenue par coulée continue entre cylindres, permettant la fabrication de plaques offset. La demanderesse constate qu'aucune de ces approches ne permet d'obtenir des surfaces qui satisfont aux exigences de grande homogénéité optique et visuelle 4 directement par coulée continue entre cylindres, éventuellement suivie d'une ou plusieurs passes de laminage à froid.US Patent US 5,350,010 seeks to optimize the surface quality of the strips intended for the manufacture of offset printing plates by fine control of the grain size of the final product, which supposes compliance with a certain composition of the metal. and the control of certain process parameters, which occur downstream of the continuous casting, such as the reduction rate per cold rolling pass. Knowing that the surface defects present on the raw casting strip will not usually disappear during the following cold rolling operations, this approach, in the opinion of the applicant, does not seem to attack the source of the defects but seeks to minimize only their consequences on the finished product. By following a similar technical approach, patent application EP 0821074 also discloses a process for transforming a strip obtained by continuous casting between rolls, allowing the manufacture of offset plates. The Applicant notes that none of these approaches makes it possible to obtain surfaces which meet the requirements of high optical and visual homogeneity 4 directly by continuous casting between rolls, optionally followed by one or more cold rolling passes.
Objet de l'inventionSubject of the invention
Le but de la présente invention est d'obtenir, par coulée continue entre cylindres, des bandes en alliages d'aluminium présentant, sur au moins une face, une grande homogénéité de surface et utilisables pour des applications qui ne leur étaient pas ouvertes jusqu'à maintenant. Il convient de noter que la grande majorité de ces applications n'exigent impérativement un état de surface très homogène que pour l'une des deux faces. Il n'est donc pas gênant que la présente invention n'améliore l'état de surface de façon spectaculaire que pour l'une des deux faces. Les bandes selon l'invention, coulées en continu entre deux cylindres, d'épaisseur inférieure à 12 mm, de préférence inférieure à 5 mm, présentent une face supérieure dont l'état de surface peut être caractérisé à trois stades de fabrication différents, correspondant à trois types de produits industriels plus ou moins élaborés, sur des échantillons ayant subi une préparation particulière, représentant un traitement de surface industriel typique qui révèle les défauts de surface: a) Les bandes brutes de coulée présentent à la surface (hormis les rayures mécaniques accidentelles visibles à l'oeil nu) de leur face supérieure, après création par anodisation sulfurique d'une couche d'oxyde anodique d'une épaisseur de 1 μm, un indice de rugosité optique SN, mesuré sur trois profils de longueur 5 cm dans le sens long et trois profils de longueur 5 cm dans le sens travers, tel que sa variation moyenne sur chaque profil, définie par le rapport: (SN maximum - SN minimum)/SN moyen est inférieure à 20%, et la différence: ΔSN = SN max - SN min est inférieure à 20. b) Les bandes après laminage à froid à une épaisseur comprise entre 4 et 0, 1 mm, de préférence entre 2 et 0, 1 mm, présentent à la surface de leur face supérieure un indice de rugosité optique SN, mesuré dans les mêmes conditions, sur un échantillon ayant subi un traitement de décapage basique sur 10 μm, puis d' anodisation sulfurique conduisant à la création d'une couche d'oxyde anodique d'une épaisseur de 1 μm, tel 5 que sa variation moyenne sur chaque profil est inférieure à 20% et ΔSN est inférieur àThe object of the present invention is to obtain, by continuous casting between cylinders, strips of aluminum alloys having, on at least one face, a high homogeneity of surface and usable for applications which were not open to them until now. It should be noted that the vast majority of these applications only imperatively require a very homogeneous surface finish for one of the two faces. It is therefore not annoying that the present invention improves the surface condition dramatically for only one of the two faces. The strips according to the invention, continuously cast between two rolls, of thickness less than 12 mm, preferably less than 5 mm, have an upper face whose surface condition can be characterized at three different stages of manufacture, corresponding to three types of more or less developed industrial products, on samples having undergone a particular preparation, representing a typical industrial surface treatment which reveals surface defects: a) The raw tapes of casting present on the surface (apart from mechanical scratches accidental visible to the naked eye) of their upper face, after creation by sulfuric anodization of an anodic oxide layer with a thickness of 1 μm, an optical roughness index SN, measured on three profiles of length 5 cm in the long direction and three profiles of length 5 cm in the cross direction, such as its average variation on each profile, defined by the ratio: (SN maximum - minimum SN) / average SN is less than 20%, and the difference: ΔSN = S N max - S N min is less than 20. b) Strips after cold rolling to a thickness between 4 and 0.1 mm , preferably between 2 and 0.1 mm, have an optical roughness index SN, measured under the same conditions, on the surface of their upper face, on a sample having undergone a basic pickling treatment on 10 μm, then anodization sulfuric leading to the creation of an anodic oxide layer with a thickness of 1 μm, such 5 that its average variation on each profile is less than 20% and ΔS N is less than
12. c) Les bandes ayant subi un premier laminage à froid suivi d'un laminage de finition à une rugosité Ra < 0,2 μm et brillantées électrolytiquement présentent à la surface de leur face supérieure, après création par anodisation sulfurique d'une couche d'oxyde anodique d'une épaisseur de 1 μm, un indice de rugosité optique S tel que sa variation moyenne sur chaque profil est inférieure à 20% et ΔS est inférieur à 3,5, et même à 0,512. c) The strips having undergone a first cold rolling followed by a finishing rolling with a roughness R a <0.2 μm and electrolytically brightened present on the surface of their upper face, after creation by sulfuric anodization of a anodic oxide layer with a thickness of 1 μm, an optical roughness index S such that its average variation on each profile is less than 20% and ΔS is less than 3.5, and even 0.5
Les bandes selon l'invention présentent également une homogénéité de surface telle que la valeur de l'asymétrie de la distribution de l'amplitude de rugosité 2D (paramètre Sk ou skewness), mesuré par une technique basée sur un scanneur optique décrite ci-dessous, se situe entre -0,2 et +0,3, et préférentiellement entre -0, 1 et +0,2 La rugosité 3D (paramètre Ek), déterminée par un palpeur mécanique parallèle au sens de laminage selon une méthode décrite ci-dessous, est inférieure à 15, et de préférence à 8The strips according to the invention also have a surface homogeneity such as the value of the asymmetry of the distribution of the 2D roughness amplitude (Sk or skewness parameter), measured by a technique based on an optical scanner described below. , lies between -0.2 and +0.3, and preferably between -0.1 and +0.2 The 3D roughness (parameter E k ), determined by a mechanical probe parallel to the rolling direction according to a method described here below, is less than 15, and preferably less than 8
L'invention a également pour objet un procédé de fabrication de bandes en alliage d'aluminium par coulée continue entre deux cylindres refroidis, à partir d'un bac de coulée contenant le métal liquide relié à un injecteur, comportant une lèvre supérieure et une lèvre inférieure, amenant le métal liquide dans l'intervalle entre les deux cylindres, dans lequel la lèvre supérieure de l'injecteur est en retrait d'au moins 2 mm, et de préférence d'au moins 5 mm, par rapport à la lèvre inférieure La hauteur de métal liquide dans le bac de coulée, mesuré à partir du plan médian de coulée, est maintenue inférieure à 30 mm, de préférence inférieure à 25 mm.The invention also relates to a process for manufacturing strips of aluminum alloy by continuous casting between two cooled cylinders, from a casting tray containing the liquid metal connected to an injector, comprising an upper lip and a lip. lower, bringing the liquid metal into the gap between the two cylinders, in which the upper lip of the injector is set back by at least 2 mm, and preferably by at least 5 mm, relative to the lower lip The height of liquid metal in the pouring pan, measured from the median casting plane, is kept less than 30 mm, preferably less than 25 mm.
Description des figuresDescription of the figures
La figure 1 représente une section droite par un plan perpendiculaire à l'axe des cylindres d'une machine de coulée continue entre cylindres, suivant l'invention La figure 2 représente un exemple d'enregistrement de l'indice de rugosité optique SN le long d'un profil de mesure pour une bande suivant l'invention de l'exemple 1FIG. 1 represents a cross section through a plane perpendicular to the axis of the cylinders of a continuous casting machine between cylinders, according to the invention. FIG. 2 represents an example of recording the optical roughness index S N le along a measurement profile for a strip according to the invention of Example 1
La figure 3 représente un exemple d'enregistrement de l'indice de rugosité optique S le long d'un profil de mesure pour une bande de l'art antérieur de l'exemple 1 Description de l'inventionFIG. 3 represents an example of recording the optical roughness index S along a measurement profile for a tape of the prior art of example 1 Description of the invention
L'homogénéité de surface de la face supérieure des bandes est appréciée sous deux aspects différents : la présence de défauts de rugosité (griffures mécaniques parallèles au sens long), et la présence d'oscillations de niveau de gris (stries perpendiculaires au sens long).The surface homogeneity of the upper face of the strips is assessed from two different aspects: the presence of roughness defects (mechanical scratches parallel to the long direction), and the presence of gray level oscillations (streaks perpendicular to the long direction) .
Pour la caractérisation des oscillations de niveau de gris, trois techniques différentes et complémentaires ont été utilisées par la demanderesse:For the characterization of the gray level oscillations, three different and complementary techniques have been used by the applicant:
L'indice de rugosité optique (optical roughness value) SN a été mesuré à l'aide d'un système de mesure optique de surface RM 400 de la société RODENSTOCK Cet appareil définit et mesure SN entre 4 et 100, pour des rugosités superficielles comprises entre 5 et 2000 nm. Il est basé sur le principe de la diffusion d'un rayonnement par une surface rugueuse. La surface à évaluer reçoit un faisceau de rayons infrarouges, dont une partie est rediffusée, la distribution angulaire des rayons diffusés dépendant de la morphologie de la surface.The optical roughness value S N was measured using an optical surface measurement system RM 400 from RODENSTOCK This device defines and measures S N between 4 and 100, for roughness superficial between 5 and 2000 nm. It is based on the principle of the diffusion of radiation by a rough surface. The surface to be evaluated receives a beam of infrared rays, part of which is re-emitted, the angular distribution of the scattered rays depending on the morphology of the surface.
L'indice SN est mesuré en continu sur des profils de longueur 5 cm par balayage d'un faisceau de diamètre 0,5 mm, et on mesure sur chaque échantillon 3 profils dans le sens long et 3 profils dans le sens travers pris dans une même zone d'un diamètre d'environ 10 mm. Pour chaque profil, on élimine les pics isolés aberrants dus aux rayures mécaniques accidentelles visibles à l'œil nu, en les distinguant des vaguelettes à caractériser. On détermine à partir de la courbe enregistrée, comme indiqué sur les figures 2 et 3, la valeur maximum, la valeur minimum et la valeur moyenne de SN , la différence ΔSN entre la valeur maximum et la valeur minimum, ainsi que la variation de cette indice, définie par le rapport: ΔSN / SN moyen. On fait la moyenne des 6 différences et variations correspondant aux 3 mesures sens long et aux 3 mesures sens travers, ce qui donne la différence et la variation moyennes.The index S N is measured continuously on profiles of length 5 cm by scanning a beam with a diameter of 0.5 mm, and we measure on each sample 3 profiles in the long direction and 3 profiles in the cross direction taken in the same area with a diameter of about 10 mm. For each profile, the aberrant isolated peaks due to accidental mechanical scratches visible to the naked eye are eliminated, distinguishing them from the wavelets to be characterized. The maximum value, the minimum value and the average value of S N , the difference ΔSN between the maximum value and the minimum value, as well as the variation of, are determined from the recorded curve, as indicated in FIGS. 2 and 3. this index, defined by the ratio: ΔS N / S N mean. We make the average of the 6 differences and variations corresponding to the 3 long directions and the 3 cross directions, which gives the average difference and variation.
Un autre moyen pour caractériser les oscillations de niveau de gris est la détermination du paramètre L*a*b*. Cette mesure a été effectuée à l'aide d'un 7 colorimètre Minolta ChromaMeter CR-221, avec une aire de mesure de diamètre 3 mm, un angle d'éclairage de 45° et un angle d'observation de 0° L'éclairage a été fourni par une lampe à xénon puisée. Le spectre de référence était le spectre CLE D6jAnother way to characterize the gray level oscillations is the determination of the parameter L * a * b *. This measurement was made using a 7 Minolta ChromaMeter CR-221 colorimeter, with a 3 mm diameter measurement area, a 45 ° lighting angle and a 0 ° viewing angle The lighting was provided by a pulsed xenon lamp. The reference spectrum was the CLE D 6 d spectrum
Le paramètre L*a*b* a été calculé selon la norme ASTM D2244-89, § 6 2 Les échantillons ont été caractérisés par la valeur moyenne du paramètres L*, et par l' écart-type sur ce paramètre Pour chaque échantillon, vingt mesures suivant une génératrice perpendiculaire aux oscillations ont été effectuées Ceci permet avec un risque unilatéral de 0,05 de différencier deux séries de mesures dont le rapport des écarts-type est de 2,17 La demanderesse a trouvé que cet essai permet de reproduire le classement visuel des échantillons, sauf pour les échantillons montrant un pas d'oscillation très inférieur au diamètre de l'aire de mesureThe parameter L * a * b * was calculated according to standard ASTM D2244-89, § 6 2 The samples were characterized by the average value of the parameters L *, and by the standard deviation on this parameter For each sample, twenty measurements following a generator perpendicular to the oscillations were carried out This allows, with a unilateral risk of 0.05, to differentiate two series of measurements whose standard deviation ratio is 2.17 The Applicant has found that this test makes it possible to reproduce the visual classification of samples, except for samples showing a pitch of oscillation much less than the diameter of the measurement area
Un troisième moyen pour caractériser les oscillations de niveau de gris est l'utilisation d'un scanneur pour obtenir la cartographie des niveaux de gris, suivi de l'analyse rugosimétrique en deux dimensions par des méthodes numériques connus de l'homme de métierA third way to characterize the gray level oscillations is the use of a scanner to obtain the gray level mapping, followed by the two-dimensional roughness analysis by numerical methods known to those skilled in the art.
On pose une tôle métallique de taille minimale 14 cm x 14 cm, et de préférence d'une taille proche du format dit DIN A4, à caractériser sur la plaque du scanneur On pose à côté, bien à plat, une grille de niveaux de gris calibrée qui sert à chaque mesure comme référence interne. Les essais ont été effectués avec une grille de référence commercialisée par la société Kodak; cette grille présente vingt plages de gris de progression 0,10 incluses entre une plage blanche de densité 0,00 et une plage pratiquement noire de densité 1,90 II s'est avéré utile d'obturer la plage blanche de densité 0,00 afin de ne pas saturer le système de détection Un scanneur de type UMAX a été utilisé Cet appareil permet d'obtenir une résolution de 150 dpi (digit per inch) x 150 dpi avec 256 niveaux de gris 11 était relié à un micro-ordinateur qui enregistrait l'image digitalisée en niveaux de gris II s'est avéré utile d'effectuer d'abord un enregistrement (scan) de calibrage avec la grille calibrée seule, afin de permettre au dispositif de sélectionner, en mode automatique, le contraste approprié Ensuite, on effectue la digitalisation avec l'échantillon et la grille de référence A condition d'utiliser toujours une grille de référence calibrée, l'homme du métier est 8 capable d'utiliser d'autres modèles de scanneurs de performance au moins comparableWe place a metal sheet of minimum size 14 cm x 14 cm, and preferably of a size close to the format known as DIN A4, to characterize on the plate of the scanner We place next to it, very flat, a gray level grid calibrated which is used for each measurement as an internal reference. The tests were carried out with a reference grid marketed by the company Kodak; this grid has twenty gray areas of progression 0.10 included between a white range of density 0.00 and a practically black range of density 1.90 It has proved useful to close the white range of density 0.00 in order not to saturate the detection system A UMAX type scanner was used This device allows to obtain a resolution of 150 dpi (digit per inch) x 150 dpi with 256 levels of gray 11 was connected to a microcomputer which recorded the digital image in grayscale II proved useful to first carry out a recording (scan) of calibration with the calibrated grid only, in order to allow the device to select, in automatic mode, the appropriate contrast Then, digitization is carried out with the sample and the reference grid Provided that a calibrated reference grid is always used, the person skilled in the art is 8 capable of using other models of at least comparable performance scanners
A l'aide d'un logiciel (en l'occurrence Spyglass Transform 3 02 ©), la zone à étudier a été sélectionnée de façon interactive, on élimine la grille de référence et les bords de l'image restant, typiquement 1 à 3 cm sur chaque bord, et si nécessaire, des zones périphériques montrant des voiles ou taches non représentatives des oscillations du niveau de gris à caractériser La zone utile ainsi obtenue doit avoir une taille minimale de 12 cm x 12 cmUsing software (in this case Spyglass Transform 3 02 ©), the area to be studied has been selected interactively, the reference grid and the edges of the remaining image are eliminated, typically 1 to 3 cm on each edge, and if necessary, peripheral zones showing veils or spots not representative of the gray level oscillations to be characterized The useful zone thus obtained must have a minimum size of 12 cm x 12 cm
On analyse ensuite le profil de rugosité en deux dimension sur sept lignes parallèles au sens de laminage (c'est-à-dire perpendiculairement aux oscillations de niveau de gris) d'au moins 100 mm de long, choisie au hasard dans la zone utile Si la ligne de base de ce profil montre une dérive (notamment due à un défaut d'éclairage du scanneur), il est alors nécessaire de le redresser d'une façon qui n'affecte pas la rugosité elle- même Cette correction peut être effectuée par la méthode dite des boîtes, connue de l'homme du métier, la taille de la boîte (box size) étant ajustée de façon à reproduire au mieux le pas et l'amplitude du profilWe then analyze the roughness profile in two dimensions on seven lines parallel to the direction of rolling (that is to say perpendicular to the gray level oscillations) at least 100 mm long, chosen at random from the useful area If the baseline of this profile shows a deviation (due in particular to a scanner lighting defect), then it is necessary to straighten in a manner that does not affect the roughness itself this correction can be carried out by the so-called box method, known to those skilled in the art, the size of the box (box size) being adjusted so as to best reproduce the pitch and the amplitude of the profile
On calcule ensuite les quatre paramètres de rugosité, connus de l'homme du métier l'écart absolu moyen Ra, l'écart quadratique moyen Rq, la rugosité maximale Rt, et l'asymétrie de la distribution de l'amplitude (skewness) Sk défini commeThe four roughness parameters, known to those skilled in the art, are then calculated. The mean absolute deviation Ra, the mean quadratic deviation Rq, the maximum roughness Rt, and the asymmetry of the amplitude distribution (skewness) Sk defined as
S7 ^ κ q ~ »∑ ,_ , (yyy S 7 ^ κ q ~ »∑, _, (y y y
ouor
-J3 y ldx-J3 y l dx
\ m o et où lm correspond à la ligne moyenne, sachant que pour une distribution gaussienne idéale, Sk =0\ mo and where l m corresponds to the mean line, knowing that for an ideal Gaussian distribution, Sk = 0
La demanderesse a observé que pour les échantillons de surface homogène, la valeur Sk se situe entre - 0,2 et + 0,3 Pour être apte par exemple à la fabrication de réflecteurs optiques, une valeur Sk comprise entre - 0, 1 et + 0,2 est préférée Les échantillons de surface non homogène, correspondant à l'art antérieur, ont une valeur Sk inférieure à - 0,4 A titre d'exemple, la demanderesse a trouvé des valeurs 9 comprises entre - 0,45 et - 1,38 pour des échantillons en alliage 8011 obtenus par le procédé de coulée continue entre cylindres selon l'art antérieur.The Applicant has observed that for samples of homogeneous surface, the Sk value is between - 0.2 and + 0.3 To be suitable for example for the manufacture of optical reflectors, a Sk value between - 0, 1 and + 0.2 is preferred Non-homogeneous surface samples, corresponding to the prior art, have a Sk value of less than - 0.4 By way of example, the applicant has found values 9 between - 0.45 and - 1.38 for samples of alloy 8011 obtained by the continuous casting process between cylinders according to the prior art.
Pour la caractérisation des défauts de rugosité, une méthode de rugosimétrie mécanique en trois dimensions a été utilisée. L'échantillon est posé sur une table croisée TIXY 200. La palpeur (modèle FRW 750 de la société Mahr Mesures), avec un rayon de courbure de 5 μm, était conditionné par un appareil Perthometer PRK de la société Mahr Mesures. Les données étaient enregistrées à l'aide d'une carte de conversion analogique - digital dans un micro-ordinateur. La dimension du champ de mesure était 20 mm x 20 mm, avec un pas de 40 μm en x et y. La résolution théorique en profondeur était donnée par l'amplitude maximale du palpeur (100 μm) et les caractéristiques du microprocesseur (16 bit), soit environ 0,024 μm. La rugosité en trois dimensions a été calculée avec un logiciel fourni par la société Saphir selon les équations suivantes :For the characterization of roughness defects, a three-dimensional mechanical roughness method was used. The sample is placed on a TIXY 200 cross table. The probe (model FRW 750 from Mahr Measurements), with a radius of curvature of 5 μm, was conditioned by a Perthometer PRK device from Mahr Measurements. The data was recorded using an analog-digital conversion card in a microcomputer. The dimension of the measurement field was 20 mm x 20 mm, with a pitch of 40 μm in x and y. The theoretical depth resolution was given by the maximum amplitude of the probe (100 μm) and the characteristics of the microprocessor (16 bit), that is to say approximately 0.024 μm. The roughness in three dimensions was calculated with software provided by the company Saphir according to the following equations:
N MN M
RR
N M -∑∑F. où N est le nombre de points en x, M le nombre de points en y, Zo l'altitude moyenne sur la surface d'observation selon i N MN M -∑∑F. where N is the number of points in x, M the number of points in y, Zo the average altitude on the observation surface according to i N M
_V M_V M
R*. =R *. =
N M ∑∑y -z» iV M sk = — - — τy y iz„ - z{ ι 3 k N M R? 3 r , 0NM ∑∑y -z »iV M s k = - - - τ yy iz„ - z { ι 3 k NMR ? 3 r, 0
i N Mi N M
1 x-. x-. l „ „ ,41 x-. x-. l „„, 4
Ek N M M λ , R D4 \Z. Z0 E k N M M λ , R D 4 \ Z. Z 0
Le paramètre Ek, appelé parfois kurtosis en langue anglaise, caractérise l'aplatissement de la distribution ; il prend la valeur de 3 pour une Gaussienne idéale.The Ek parameter, sometimes called kurtosis in the English language, characterizes the flattening of the distribution; it takes the value of 3 for an ideal Gaussian.
Toutes ces mesures peuvent être faites sur la face supérieure, c'est-à-dire la face ayant été au contact du cylindre supérieur, en dehors de zones qui montrent des défauts accidentels tels que les rayures dues à la manutention ou des taches, pour des bandes 10 brutes de coulée, des bandes simplement laminées à froid ou des bandes laminées à froid puis ayant subi des passes de finition avec des cylindres brillants (polis) Pour être représentatives de l'application visée, les mesures sont toutes effectuées sur des échantillons traités par anodisation sulfurique dans les conditions suivantes concentration en acide sulfurique 200 g/1, température 20°C voltage 15 V Ce traitement conduit à une épaisseur de couche d'oxyde de 1 μm II est éventuellement précédé d'un décapage basique préalable (par exemple, à une température de 60°C et pendant 7 minutes dans un bain à 50 g/1 d'ALUMTNUX 138, produit commercial à base de soude) Pour les bandes élaborées par coulée continue entre cylindres de l'art antérieur, la variation moyenne de SN est supérieure à 50%, aussi bien pour les bandes brutes de coulée que pour les bandes laminées à froid Pour les bandes selon l'invention, la variation moyenne est inférieure à 20% dans tous les cas La différence ΔSN est inférieure à 20 pour les bandes brutes de coulée, et inférieure à 12 pour les bandes laminées à froid jusqu'à une épaisseur comprise entre 4 et 0, 1 mm, et ayant subi avant anodisation un décapage basique. Elle est inférieure à 3,5, et même souvent à 0,5 pour les bandes ayant subi un laminage à froid final dit " brillant ", c'est-à-dire conduisant à une rugosité Ra inférieure à 0,2 μm, puis brillantées électrolytiquement avant P anodisation de 1 μm. D'une manière surprenante, il a été constaté que l'homogénéité de la surface de la face supérieure des bandes coulées par coulée continue entre cylindres est nettement améliorée par une légère modification de la machine de coulée représentée schématiquement à la figure 1 La machine comporte un bac de coulée (1) alimenté en alliage d'aluminium liquide et relié à un injecteur (2), constitué d'une lèvre inférieure (3) et d'une lèvre supérieure (4), amenant le métal liquide dans l'intervalle entre les deux cylindres (5) et (6) tournant en sens inverse. La bande (7) sort solidifiée de l'autre côté de l'intervalle entre cylindres. La modification selon l'invention consiste à utiliser un injecteur ayant une lèvre supérieure (4) en retrait d'une distance (d) par rapport à la lèvre inférieure (3) Ce retrait (d) est d'au moins 2 mm et, de préférence, d'au moins 5 mm Pour éviter que cette disposition n'entraîne un afflux trop important de métal liquide dans l'intervalle entre les deux cylindres, il est souhaitable de réduire la pression 11 métallostatique, c'est-à-dire la hauteur de métal, dans le bac de coulée (1), mesurée à partir du plan médian de coulée, à moins de 30 mm, de préférence à moins de 25 mm, et ce d'autant plus que le retrait (d) est plus important. Le retrait de la lèvre supérieure de l'injecteur permet en outre un positionnement plus fin de l'injecteur, ce qui évite le frottement accidentel sur la surface des cylindres, et améliore ainsi indirectement l'état de surface de la face inférieure de la bande coulée. Avec une hauteur de métal inférieure à 25 mm et un retrait de la lèvre supérieure de l'injecteur d'au moins 25 mm, la demanderesse a réussi a fabriquer des produits brillants en alliages des séries 1000 et 8000 finis par un laminage avec cylindres polis (laminage dit « skin pass ») qui avaient des propriétés d'usage identiques aux produits connus, élaborés par la voie plus coûteuse de coulée semi-continue et laminage à chaud. Ces produits ont pu être utilisés pour la fabrication de réflecteurs de lumière plats, plies ou emboutis. L'invention est applicable à tous les alliages d'aluminium susceptibles d'être coulés en continu entre cylindres. A titre d'exemple, la demanderesse a obtenu de bons résultats avec certains alliages de la série 3000 et avec certains alliages de type Al-Mg à faible teneur en magnésium tels que le 5005.All these measurements can be made on the upper face, that is to say the face which has been in contact with the upper cylinder, outside of zones which show accidental defects such as scratches due to handling or stains, for tapes 10 blanks, strips simply cold-rolled or strips cold-rolled then having undergone finishing passes with shiny (polished) cylinders To be representative of the intended application, the measurements are all carried out on samples treated by sulfuric anodization under the following conditions sulfuric acid concentration 200 g / 1, temperature 20 ° C voltage 15 V This treatment results in an oxide layer thickness of 1 μm II is optionally preceded by a basic stripping (for example, at a temperature of 60 ° C. and for 7 minutes in a 50 g / l bath of ALUMTNUX 138, a commercial product based on soda) For the strips produced by continuous casting between cylinders of the prior art, the average variation of S N is greater than 50%, both for the raw casting tapes and for the cold rolled tapes For the tapes according to the invention, the average variation is less than 20% in all cases The difference ΔS N is less than 20 for the raw casting tapes, and less than 12 for the cold rolled tapes up to a thickness between 4 and 0.1 mm, and having undergone pickling before anodizing basic. It is less than 3.5, and even often 0.5 for the strips having undergone a final cold rolling called "gloss", that is to say leading to a roughness R a of less than 0.2 μm, then electrolytically polished before anodizing of 1 μm. Surprisingly, it has been found that the uniformity of the surface of the upper face of the strips cast by continuous casting between rolls is significantly improved by a slight modification of the casting machine shown diagrammatically in FIG. 1 The machine comprises a tundish (1) supplied with liquid aluminum alloy and connected to an injector (2), consisting of a lower lip (3) and an upper lip (4), bringing the liquid metal in the meantime between the two cylinders (5) and (6) rotating in opposite directions. The strip (7) comes out solidified on the other side of the gap between cylinders. The modification according to the invention consists in using an injector having an upper lip (4) set back a distance (d) from the lower lip (3) This withdrawal (d) is at least 2 mm and, preferably at least 5 mm To prevent this arrangement from causing an excessive influx of liquid metal in the interval between the two cylinders, it is desirable to reduce the pressure 11 metallostatic, that is to say the height of metal, in the casting tank (1), measured from the median plane of casting, within 30 mm, preferably within 25 mm, and this d 'the more so as the withdrawal (d) is more important. The removal of the upper lip of the injector also allows a finer positioning of the injector, which avoids accidental friction on the surface of the cylinders, and thus indirectly improves the surface condition of the underside of the strip. casting. With a metal height of less than 25 mm and a shrinkage of the upper lip of the injector of at least 25 mm, the applicant has succeeded in manufacturing shiny products from alloys of the 1000 and 8000 series finished by rolling with polished cylinders (rolling known as "skin pass") which had properties of use identical to known products, developed by the more expensive way of semi-continuous casting and hot rolling. These products could be used for the manufacture of flat, folded or stamped light reflectors. The invention is applicable to all aluminum alloys capable of being continuously cast between cylinders. By way of example, the applicant has obtained good results with certain alloys of the 3000 series and with certain alloys of Al-Mg type with a low magnesium content such as 5005.
L'invention est particulièrement intéressante pour les alliages AlFeSi des séries 1000 et 8000, contenant de 0,01 à 2% en poids de fer, et de 0,1 à 2% de silicium. En effet, ces alliages, lorsqu'ils sont coulés en continu entre cylindres, présentent des caractéristiques mécaniques nettement plus élevées que celles obtenues par coulée traditionnelle et laminage à chaud, ce qui facilite leur laminage " brillant ". Une des raisons de la résistance mécanique plus élevée des bandes obtenues par coulée continue pour ce type d'alliage est que la quantité de fer en solution solide dans l'aluminium est plus élevée. Pour un alliage contenant plus de 0,01% (100 ppm) de fer, la quantité de fer en solution solide est supérieure à 50 ppm + 0,03 x (teneur Fe en ppm). Un autre avantage d'avoir un taux élevé de fer en solution solide est, pour une teneur donnée en fer, de diminuer les composés intermétalliques au fer , dont la présence en surface est une source de défauts optiques. Pour des raisons de même nature, l'invention est également particulièrement intéressante pour les alliages à bas Mg (Mg < 1,5%). 12The invention is particularly advantageous for AlFeSi alloys of the 1000 and 8000 series, containing from 0.01 to 2% by weight of iron, and from 0.1 to 2% of silicon. Indeed, these alloys, when they are continuously cast between cylinders, have significantly higher mechanical characteristics than those obtained by traditional casting and hot rolling, which facilitates their "shiny" rolling. One of the reasons for the higher mechanical strength of the bands obtained by continuous casting for this type of alloy is that the quantity of iron in solid solution in aluminum is higher. For an alloy containing more than 0.01% (100 ppm) of iron, the quantity of iron in solid solution is greater than 50 ppm + 0.03 x (Fe content in ppm). Another advantage of having a high level of iron in solid solution is, for a given iron content, to reduce the intermetallic compounds with iron, the presence of which on the surface is a source of optical defects. For similar reasons, the invention is also particularly advantageous for low Mg alloys (Mg <1.5%). 12
Par ailleurs, on obtient en surface une taille de grains, définie comme la largeur moyenne des grains en surface, mesurée perpendiculairement au sens de laminage par analyse d'image, inférieure à 20 μm, et souvent à 15 μm, aussi bien sur les bandes brutes de coulée que sur les bandes laminées à froid, ce qui diminue certains défauts d'aspect comme le lignage. Cette caractéristique des bandes suivant l'invention est également favorable pour une mise en forme ultérieure, par exemple par emboutissage.In addition, a grain size is obtained at the surface, defined as the average width of the grains at the surface, measured perpendicular to the direction of rolling by image analysis, less than 20 μm, and often 15 μm, both on the strips. raw casting only on cold rolled strips, which reduces certain appearance defects such as lineage. This characteristic of the strips according to the invention is also favorable for subsequent shaping, for example by stamping.
Exemple 1Example 1
On a préparé un alliage EN AW-1085 (selon la norme NF EN 573-3) de composition (% en poids): Si = 0,040 Fe = 0,038 Cu = 0,0017 Mn ≈ 0,0022 Mg = 0,0032 Zn - 0,002 Ti - 0,02 avec addition de 3 kg/t d'affinant au titane-bore. Le métal a été traité à l'argon dans une poche de coulée Alpur ® de Pechiney Rhenalu, puis coulé en continu sur une machine de coulée entre cylindres JUMBO 3 CM ® de Pechiney Rhenalu. Le diamètre des cylindres était de 1150 mm, avec un entrefer entre les deux cylindres de 2,3 mm. L'injecteur en céramique de marque Styrite ® comportait une lèvre supérieure en retrait de 7 mm par rapport à la lèvre inférieure, et était alimenté par un bac de coulée avec une hauteur de métal liquide d'environ 18 mm. La coulée a été faite à une largeur de 1370 mm, une épaisseur de bande coulée de 3,6 mm, une vitesse de coulée de 1,6 m/mn et un effort entre cylindres de 800 t/m de largeur de bande. La bande a été ensuite laminée à froid à une épaisseur de 0,4 mm. On a préparé par ailleurs des bandes de même composition par la méthode habituelle de coulée semi-continue verticale, laminage à chaud des plateaux puis laminage à froid jusqu'à la même épaisseur de 0,4 mm à deux taux d'écrouissage différents. On a comparé les caractéristiques mécaniques des bandes à savoir la résistance à la rupture Rm (en MPa), la limite d'élasticité Ro,2 (en MPa), l'allongement (en %) et le taux d'écrouissage n (en %). Les résultats sont donnés au tableau 1 et montrent qu'on obtient pour cet alliage 1085, selon l'invention, des valeurs de Rm > 165 Mpa, Ro.2 > 160 Mpa et A > 6%. 13 Tableau 1An alloy EN AW-1085 (according to standard NF EN 573-3) of composition (% by weight) was prepared: Si = 0.040 Fe = 0.038 Cu = 0.0017 Mn ≈ 0.0022 Mg = 0.0032 Zn - 0.002 Ti - 0.02 with the addition of 3 kg / t of titanium-boron refiner. The metal was treated with argon in an Alpur ® casting ladle from Pechiney Rhenalu, then continuously cast on a JUMBO 3 CM ® casting machine between Pechiney Rhenalu. The diameter of the cylinders was 1150 mm, with an air gap between the two cylinders of 2.3 mm. The Styrite ® brand ceramic injector had an upper lip set back 7 mm from the lower lip, and was fed by a tapping pan with a height of liquid metal of about 18 mm. The casting was made at a width of 1370 mm, a casting strip thickness of 3.6 mm, a casting speed of 1.6 m / min and a force between rolls of 800 rpm of strip width. The strip was then cold rolled to a thickness of 0.4 mm. Strips of the same composition were also prepared by the usual method of vertical semi-continuous casting, hot rolling of the plates then cold rolling to the same thickness of 0.4 mm at two different work hardening rates. The mechanical characteristics of the bands were compared, namely the tensile strength Rm (in MPa), the elastic limit Ro , 2 (in MPa), the elongation (in%) and the work hardening rate n (in %). The results are given in Table 1 and show that values of Rm> 165 Mpa, Ro are obtained for this alloy 1085, according to the invention. 2 > 160 Mpa and A> 6%. 13 Table 1
Provenance Rm (MPa) Ro,2 (MPa) A (%) n (%) coulée continue JUMBO 3 CM 173 167 7,7 80 coulée semi-continue. 155 148 7 93 coulée semi-continue. 165 158 6,2 96 Origin R m (MPa) Ro, 2 (MPa) A (%) n (%) continuous casting JUMBO 3 CM 173 167 7.7 80 semi-continuous casting. 155 148 7 93 semi-continuous casting. 165 158 6.2 96
On constate que la coulée continue conduit à la fois à une résistance mécanique plus élevée avec un taux d'écrouissage plus faible, facilitant ainsi le laminage brillant, ainsi qu'à un meilleur allongement permettant une mise en forme plus aisée. On a constaté également que la taille des grains en surface, déterminée par analyse d'image, était de 7 μm pour des bandes suivant l'invention et de 80 μm pour les bandes issues de la coulée semi-continue verticale.It is found that continuous casting leads both to higher mechanical strength with a lower work hardening rate, thus facilitating brilliant rolling, as well as to better elongation allowing easier shaping. It was also found that the size of the grains on the surface, determined by image analysis, was 7 μm for strips according to the invention and 80 μm for strips coming from vertical semi-continuous casting.
On a préparé également des bandes de même composition toujours avec la coulée continue entre cylindres JUMBO 3 CM ® de Pechiney Rhenalu mais avec un injecteur de Part antérieur sans retrait de la lèvre supérieure. Ces bandes ont suivi jusqu'à une épaisseur de 0,4 mm le même processus que les bandes suivant l'invention. Les bandes suivant l'invention et les bandes issues d'une coulée continue entre cylindfes avec un injecteur de Part antérieur ont subi ensuite deux passes de finition avec des cylindres brillants de 0,4 mm jusqu'à 0,35 mm. Après brillantage électrolytique puis anodisation à l'acide sulfurique d'une épaisseur de 1 μm, on a mesuré des propriétés optiques des bandes par le système RM 400 de la Société RODENSTOCK. Les résultats sont donnés au tableau 2 .Strips of the same composition were also prepared, always with continuous casting between JUMBO 3 CM ® cylinders from Pechiney Rhenalu but with an injector from the front without removing the upper lip. These strips followed the same process up to a thickness of 0.4 mm as the strips according to the invention. The strips according to the invention and the strips resulting from a continuous casting between cylinders with an injector of the prior part were then subjected to two finishing passes with glossy cylinders from 0.4 mm to 0.35 mm. After electrolytic brightening then anodization with sulfuric acid with a thickness of 1 μm, the optical properties of the strips were measured by the RM 400 system from the company RODENSTOCK. The results are given in Table 2.
Tableau 2Table 2
SN max SN min SN max SN max - SN min -SNmin/SN moyenSN max SN min SN max SN max - S N min -SNmin / SN average
Bandes suivant l'invention 7,4 6,4 1 14%Strips according to the invention 7.4 6.4 1 14%
Bandes suivant Part antérieur 11 7 4 50% Bands according to Previous share 11 7 4 50%
Des enregistrements de l'indice de rugosité sur les bandes sont données en fig. 2 et 3. 14Records of the roughness index on the strips are given in fig. 2 and 3. 14
Exemple 2Example 2
On a préparé un alliage EN AW-1070A (selon la norme NF EN 573-3) : Si = 0,06 Fe = 0,12 Ti = 0,015 avec addition de 1,5 kg/t d'affinant au titane-bore. Le métal a été coulé en continu sur la même machine de coulée entre cylindre JUMBO 3 CM ® de Pechiney Rhenalu que celle de l'exemple 1.An EN AW-1070A alloy was prepared (according to standard NF EN 573-3): Si = 0.06 Fe = 0.12 Ti = 0.015 with the addition of 1.5 kg / t of titanium-boron refiner. The metal was cast continuously on the same casting machine between JUMBO 3 CM ® cylinder from Pechiney Rhenalu as that of Example 1.
L'injecteur, également en céramique de marque Styrite ®, comportait une lèvre supérieure en retrait de 10 mm par rapport à la lèvre inférieure et était alimenté par un bac de coulée avec une hauteur de métal liquide d'environ 18 mm. La largeur de bande était de 1370 mm, l'épaisseur de la bande coulée de 3 mm, la vitesse de coulée de 2 m/mn et l'effort entre cylindres de 900 t par mètre de largeur de bande. Les bandes ainsi coulées ont ensuite été laminées à froid jusqu'à une épaisseur de 0,8 mm puis ont subi deux passes de laminage avec des cylindres brillants jusqu'à 0,5 mm. Des échantillons de bandes ont été prélevés au fur et à mesure, d'abord de bandes brutes de coulée à 3 mm, ensuite de bandes après laminage à froid de 0,8 mm, et enfin de bandes après laminage " brillant " à 0,5 mm.The injector, also made of Styrite ® ceramic, had an upper lip set back 10 mm from the lower lip and was supplied by a tapping pan with a height of liquid metal of around 18 mm. The strip width was 1370 mm, the thickness of the casting strip 3 mm, the casting speed 2 m / min and the effort between rolls of 900 t per meter of strip width. The strips thus cast were then cold rolled to a thickness of 0.8 mm and then underwent two rolling passes with shiny rolls up to 0.5 mm. Strip samples were taken progressively, first from raw casting strips at 3 mm, then from strips after cold rolling of 0.8 mm, and finally from strips after "glossy" rolling at 0, 5 mm.
Les échantillons de bandes brutes de coulée à 3 mm ont été traitées par anodisation sulfurique d'une épaisseur de 1 μm. Les échantillons de bandes après laminage à froid à 0,8 mm ont subi un décapage basique sur 10 μm puis une anodisation sulfurique d'une épaisseur de 1 μm. Les échantillons de bandes après laminage brillant à 0,5 mm ont subi successivement un brillantage électrolytique et une anodisation sulfurique d'épaisseur 1 μm. On a préparé par ailleurs des bandes de même composition toujours avec la coulée continue entre cylindres JUMBO 3 CM ® de Pechiney Pvhénalu mais avec un injecteur de Part antérieur sans retrait de la lèvre supérieure. Les bandes ont suivi jusqu'à 0,5 mm le même processus que les bandes suivant l'invention et ont subi, comme celles- ci, un brillantage électrolytique et une anodisation sulfurique d'épaisseur 1 μm. On a mesuré les propriétés optiques de l'ensemble des échantillons par le système RM 400 de la Société RODENSTOCK. Les résultats sont donnés au tableau 3. 15 Tableau 3The samples of raw casting strips at 3 mm were treated by sulfuric anodization with a thickness of 1 μm. The strip samples after cold rolling to 0.8 mm underwent basic pickling over 10 μm and then sulfuric anodization with a thickness of 1 μm. The strip samples after brilliant rolling to 0.5 mm underwent successively an electrolytic brightening and a sulfuric anodization of thickness 1 μm. Strips of the same composition were also prepared, always with the continuous casting between JUMBO 3 CM ® cylinders from Pechiney Pvhénalu but with an injector from the front without removing the upper lip. The strips followed the same process up to 0.5 mm as the strips according to the invention and, like these, underwent electrolytic brightening and sulfuric anodization with a thickness of 1 μm. The optical properties of all the samples were measured by the RM 400 system from the company RODENSTOCK. The results are given in Table 3. 15 Table 3
Epaisseur SN max Sn min Snmax Sn max- Sn min en mm - Sn min / Sn moyenThickness SN S max S n min n max S n S n max-min mm - S n min / n S means
Bandes brutes de coulée, J 53 44 9 19% anodisées, suivant l'inventionRaw casting tapes, J 53 44 9 19% anodized, according to the invention
Bandes laminées décapées, 0,8 36 32 4 11% anodisées, suivant l'inventionPickled laminated strips, 0.8 36 32 4 11% anodized, according to the invention
Bandes laminées " brillant ", 0,5 10 8,5 1,5 17% anodisées, suivant l'inventionLaminated strips "gloss", 0.5 10 8.5 1.5 17% anodized, according to the invention
Bandes laminées " brillant ", 0,5 19 13 6 37% anodisées,"Glossy" laminated strips, 0.5 19 13 6 37% anodized,
Suivant Part antérieur Next Previous part
Par ailleurs on a mesuré sur les bandes suivant l'invention des tailles de grains en surface de 12 μm alors que les bandes de même composition, ayant subi les mêmes gammes de laminage à froid mais issues du procédé classique (coulée semi-continue verticale puis laminage à chaud des plateaux) ont des tailles de grains en surface de l'ordre de 70 μm.Furthermore, on the strips according to the invention, grain sizes on the surface of 12 μm were measured while the strips of the same composition, having undergone the same ranges of cold rolling but resulting from the conventional process (vertical semi-continuous casting then hot rolling of the plates) have grain sizes on the surface of the order of 70 μm.
Exemple 3Example 3
Par coulée continue entre cylindres, on a effectué sept coulées différentes avec les caractéristiques suivantes: 16 Tableau 4By continuous casting between cylinders, seven different castings were carried out with the following characteristics: 16 Table 4
référence Alliage teneur en Fe et Si vitesse de épaisseur coulée de couléereference Alloy Fe and Si content thickness rate casting rate
RI 8011 Fe 0,60 ; Si 0,75 0,96 m/mn 7,0 mmRI 8011 Fe 0.60; If 0.75 0.96 m / min 7.0 mm
R3 1050 Fe 0,20 ; Si 0,14 3,0 mmR3 1050 Fe 0.20; If 0.14 3.0 mm
R4 1235 Fe 0,37 ; Si 0,14 2,5 m/mn 2,7 mmR4 1235 Fe 0.37; If 0.14 2.5 m / min 2.7 mm
R5 1085 voir exemple 1R5 1085 see example 1
R6 8011 Fe 0,70 , Si 0,73 1,6 m/mn 3, 1 mmR6 8011 Fe 0.70, Si 0.73 1.6 m / min 3.1 mm
R7 1085 voir exemple 1 R7 1085 see example 1
La coulée R5 correspond à celle de l'exemple 1, effectuée avec le procédé de coulée continue entre cylindres selon l'invention.Casting R5 corresponds to that of Example 1, carried out with the continuous casting process between cylinders according to the invention.
La coulée R7 correspond à celle de l'exemple 1, effectuée selon Part antérieur avec un injecteur traditionnel.Casting R7 corresponds to that of Example 1, carried out according to the prior art with a traditional injector.
Les autres coulées ont été effectuées avec une machine de coulée continue semblable à celle décrite dans l'exemple 1.The other castings were carried out with a continuous casting machine similar to that described in Example 1.
Les résultats des caractérisations optiques et rugosimétriques, après décapage et anodisation des bandes brutes de coulée, étaient les suivants : The results of the optical and roughness characterizations, after pickling and anodizing the raw casting tapes, were as follows:
17 Tableau 517 Table 5
Caractérisation des oscillations de niveau de grisCharacterization of gray level oscillations
Référence Mesure L *a*b*Reference Measure L * a * b *
L* moyen Ecart- classement visuel type (1 : le meilleur Sur 7: le moins bon) L* moyenL * average Deviation - standard visual classification (1: the best Out of 7: the worst) L * average
RI 74,74 0,26 7RI 74.74 0.26 7
R2 75,47 0,31 3R2 75.47 0.31 3
R3 77,98 0,45 4R3 77.98 0.45 4
R4 79,42 0,20 2R4 79.42 0.20 2
R5 82,50 0,23 1R5 82.50 0.23 1
R6 74,54 0,46 5R6 74.54 0.46 5
R7 74,99 0,77 6 R7 74.99 0.77 6
Tableau 6 Caractérisation des défauts de rugosité par rugosimétrie 3DTable 6 Characterization of roughness defects by 3D roughness measurement
réf. Ra Rq Sk Ek μm μmref. Ra Rq Sk Ek μm μm
RI 2,622 4,401 - 4,124 35,830RI 2,622 4,401 - 4,124 35,830
R3 2,111 2,745 - 0,784 4,640R3 2.111 2.745 - 0.784 4.640
R4 3,158 4,060 - 0,643 4,364R4 3.158 4.060 - 0.643 4.364
R5 2,905 3,661 - 0,614 3,542R5 2,905 3,661 - 0,614 3,542
R6 1,759 2,316 - 0,856 6,168R6 1.759 2.316 - 0.856 6.168
R7 2,681 4,033 - 2,678 27,002 R7 2,681 4,033 - 2,678 27,002
On constate que l'écart-type sur le paramètre L*moyen correspond à la réponse visuelle, à l'exception de l'échantillon RI pour lequel le pas d'oscillation du niveau de gris est trop faible par rapport au diamètre de Paire d'une mesure individuelle. Sur le 18 plan industriel, les échantillons RI et R7 ne sont pas utilisables pour les applications visées, car leur état de surface est esthétiquement et optiquement inacceptable.We note that the standard deviation on the average parameter L * corresponds to the visual response, with the exception of the sample RI for which the pitch of oscillation of the gray level is too small compared to the diameter of Pair d '' an individual measure. On the In industrial terms, the RI and R7 samples cannot be used for the intended applications, since their surface finish is aesthetically and optically unacceptable.
La demanderesse a constaté qu'en rugosimétrie 3D, seuls les paramètres Sk et Ek permettent de discriminer les produits selon l'invention des produits inaptes à des applications exigeantes en matière d'aspect de surface.The Applicant has found that in 3D roughness, only the parameters Sk and Ek make it possible to discriminate the products according to the invention from the products unsuitable for demanding applications in terms of surface appearance.
La demanderesse a constaté par ailleurs que pour avoir une surface qui permet les applications visées, il faut que l'une ou préférentiellement toutes les deux des conditions suivantes soient remplies:The Applicant has also found that to have a surface which allows the intended applications, it is necessary that one or preferably both of the following conditions are met:
- la valeur de Sk en rugosimétrie 3D selon la procédure décrite soit supérieure à -2,0 et préférentiellement supérieure à -1,0 ;the value of Sk in 3D rugosimetry according to the procedure described is greater than -2.0 and preferably greater than -1.0;
- la valeur Ek en rugosimétrie 3D doit être inférieure à 15 et préférentiellement inférieure à 8.- the Ek value in 3D rugosimetry must be less than 15 and preferably less than 8.
La demanderesse a observé qu'il est préférable qu'en plus de l'une ou des deux conditions qui viennent d'être mentionnées, la surface ait également un écart-type sur la valeur L*moyen inférieur à 0,5 et préférentiellement inférieur à 0,3. The Applicant has observed that it is preferable that in addition to one or both of the conditions which have just been mentioned, the surface also has a standard deviation on the average L * value less than 0.5 and preferably less at 0.3.

Claims

19REVENDICATIONS 19 CLAIMS
1. Bande en alliage d'aluminium à grande homogénéité de surface issue d'une coulée continue entre cylindres, caractérisée en ce que sa face supérieure présente, après anodisation sulfurique à une épaisseur de 1 μm, un indice de rugosité optique SN, mesuré sur trois profils de longueur 5 cm dans le sens long et trois profils de longueur 5 cm dans le sens travers, tel que sa variation moyenne sur chaque profil, définie par le rapport:1. A strip of aluminum alloy with high surface homogeneity resulting from a continuous casting between cylinders, characterized in that its upper face has, after sulfuric anodization to a thickness of 1 μm, an optical roughness index S N , measured on three profiles of length 5 cm in the long direction and three profiles of length 5 cm in the cross direction, such as its average variation on each profile, defined by the ratio:
(SN maximum - SN minimum)/SN moyen est inférieure à 20%, et la différence ΔSN - SN max - SN min est inférieure à 20.(SN maximum - SN minimum) / SN average is less than 20%, and the difference ΔS N - S N max - S N min is less than 20.
2. Bande en alliage d'aluminium à grande homogénéité de surface issue d'une coulée continue entre cylindres puis laminée à froid jusqu'à une épaisseur comprise entre 4 et 0,1 mm de préférence entre 2 et 0,1 mm, caractérisée en ce que sa face supérieure, après un traitement de décapage acide sur une épaisseur de 10 μm, puis d'anodisation sulfurique d'une épaisseur de 1 μm, présente un indice de rugosité optique SN , mesuré sur trois profils de longueur 5 cm dans le sens long et trois profils de longueur 5 cm dans le sens travers, tel que sa variation soit inférieure à 20% et la différence ΔSN inférieure à 12.2. Strip of aluminum alloy with high surface homogeneity resulting from continuous casting between cylinders then cold rolled to a thickness of between 4 and 0.1 mm, preferably between 2 and 0.1 mm, characterized in that its upper face, after an acid pickling treatment to a thickness of 10 μm, then sulfuric anodization with a thickness of 1 μm, has an optical roughness index S N , measured on three profiles of length 5 cm in the long direction and three profiles of length 5 cm in the cross direction, such that its variation is less than 20% and the difference ΔS N less than 12.
3. Bande en alliage d'aluminium à grande homogénéité de surface issue d'une coulée continue entre cylindres, caractérisée en ce que sa face supérieure présente, après décapage et anodisation sulfurique, présente au moins une des caractéristiques suivantes :3. A strip of aluminum alloy with high surface homogeneity resulting from continuous casting between cylinders, characterized in that its upper face has, after pickling and sulfuric anodization, exhibits at least one of the following characteristics:
(a) une valeur de Sk déterminée par rugosimétrie 3D supérieure à -2,0 et préférentiellement supérieure à -1,0 ;(a) a Sk value determined by 3D roughness greater than -2.0 and preferably greater than -1.0;
(b) une valeur de Ek déterminée par rugosimétrie 3D inférieure à 15 et préférentiellement inférieure à 8. 20(b) a value of Ek determined by 3D roughness less than 15 and preferably less than 8. 20
4. Bande selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'écart-type sur la valeur L* déterminée selon ASTM D2244-89, § 6.2, calculé sur la base de 20 mesures individuelles suivant une génératrice parallèle au sens long, est inférieur à 0,5 et préférentiellement inférieur à 0,3.4. Strip according to claim 3, characterized in that the standard deviation on the value L * determined according to ASTM D2244-89, § 6.2, calculated on the basis of 20 individual measurements according to a generatrix parallel in the long sense, is less 0.5 and preferably less than 0.3.
5. Bande en alliage d'aluminium à grande homogénéité de surface issue d'une coulée continue entre cylindres, caractérisée en ce que sa face supérieure présente, après décapage et anodisation sulfurique, une valeur de Sk, obtenu par analyse rugosimétrique 2D des images obtenues avec un scanneur optique, comprise entre -0,2 et +0,3 et préférentiellement entre -0, 1 et +0,2.5. A strip of aluminum alloy with high surface homogeneity resulting from continuous casting between cylinders, characterized in that its upper face has, after pickling and sulfuric anodization, a Sk value, obtained by 2D roughness analysis of the images obtained with an optical scanner, between -0.2 and +0.3 and preferably between -0.1 and +0.2.
6. Bande en alliage d'aluminium à grande homogénéité de surface issue d'une coulée continue entre cylindres, laminée à froid jusqu'à une épaisseur comprise entre 4 et 0, 1 mm de préférence 2 et 0, 1 mm ayant subi au moins une passe de finition avec des cylindres brillants, ayant une rugosité Ra < 0,2 μm, caractérisée en ce que sa face supérieure, après brillantage électrolytique puis anodisation sulfurique d'une épaisseur de 1 μm, présente un indice de rugosité optique SN. mesuré sur trois profils de longueur 5 cm dans le sens long et trois profils de longueur 5 cm dans le sens travers, tel que sa variation soit inférieure à 20% et la différence ΔSN inférieure à 3,5.6. Aluminum alloy strip with high surface homogeneity resulting from continuous casting between rolls, cold rolled to a thickness of between 4 and 0.1 mm, preferably 2 and 0.1 mm, having undergone at least a finishing pass with glossy cylinders, having a roughness R a <0.2 μm, characterized in that its upper face, after electrolytic polishing then sulfuric anodization with a thickness of 1 μm, has an optical roughness index S N . measured on three profiles of length 5 cm in the long direction and three profiles of length 5 cm in the cross direction, such that its variation is less than 20% and the difference ΔS N less than 3.5.
7. Bande selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle présente, en surface de sa face supérieure, une taille de grains, mesurée par analyse d'image, inférieure à 20 μm, de préférence inférieure à 15 μm.7. Strip according to one of claims 1 to 6, characterized in that it has, on the surface of its upper face, a grain size, measured by image analysis, of less than 20 μm, preferably less than 15 μm.
8. Bande selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'alliage d'aluminium est un alliage de la série 1000 ou de la série 8000 contenant entre 0,01 et 2 % de fer et entre 0,01 et 2% de silicium et que la teneur en fer en solution solide dans l'aluminium est supérieure à 50 ppm + 0,03 x ppm Fe total.8. Strip according to one of claims 1 to 7, characterized in that the aluminum alloy is an alloy of the 1000 series or of the 8000 series containing between 0.01 and 2% of iron and between 0.01 and 2% silicon and that the content of iron in solid solution in aluminum is greater than 50 ppm + 0.03 x ppm total Fe.
9. Bande selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'alliage d'aluminium est un alliage de la série 5000 contenant moins de 1,5% de Mg. 219. Strip according to one of claims 1 to 7, characterized in that the aluminum alloy is an alloy of the 5000 series containing less than 1.5% of Mg. 21
10. Procédé de fabrication d'une bande à grande homogénéité de surface par coulée continue entre deux cylindres (5) et (6) refroidis, à partir d'un bac de coulée (1) contenant le métal liquide relié à un injecteur (2) constitué d'une lèvre inférieure (3) et d'une lèvre supérieure (4), amenant le métal liquide dans l'intervalle entre les deux cylindres, caractérisé en ce que la lèvre supérieure (3) de l'injecteur (2) est en retrait d'au moins 2 mm par rapport à la lèvre inférieure (4).10. Method for manufacturing a strip with high surface homogeneity by continuous casting between two cooled cylinders (5) and (6), from a casting tray (1) containing the liquid metal connected to an injector (2 ) consisting of a lower lip (3) and an upper lip (4), bringing the liquid metal into the gap between the two cylinders, characterized in that the upper lip (3) of the injector (2) is set back at least 2 mm from the lower lip (4).
11. Procédé de fabrication d'une bande à grande homogénéité de surface selon la revendication 10, caractérisé en ce que la lèvre supérieure (3) de l'injecteur (2) est en retrait d'au moins 5 mm par rapport à la lèvre inférieure (4).11. A method of manufacturing a strip with high surface homogeneity according to claim 10, characterized in that the upper lip (3) of the injector (2) is set back by at least 5 mm relative to the lip lower (4).
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 et 11, caractérisé en ce que la hauteur de métal liquide dans le bac de coulée (1), mesurée à partir du plan médian de coulée, est inférieure à 30 mm.12. Method according to any one of claims 10 and 11, characterized in that the height of liquid metal in the casting tank (1), measured from the median casting plane, is less than 30 mm.
13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la hauteur de métal liquide dans le bac de coulée (1), mesurée à partir du plan médian de coulée, est inférieure à 25 mm.13. Method according to claim 12, characterized in that the height of liquid metal in the casting tank (1), measured from the median casting plane, is less than 25 mm.
13. Procédé de fabrication d'une bande selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 par coulée continue entre deux cylindres (5) et (6) refroidis, à partir d'un bac de coulée (1) contenant le métal liquide relié à un injecteur (2) comportant une lèvre inférieure (3) et une lèvre supérieure (4), amenant le métal liquide dans l'intervalle entre les deux cylindres, caractérisé en ce que la lèvre supérieure (3) de l'injecteur (2) est en retrait d'au moins 2 mm par rapport à la lèvre inférieure (4).13. A method of manufacturing a strip according to any one of claims 1 to 9 by continuous casting between two rolls (5) and (6) cooled, from a casting tray (1) containing the connected liquid metal to an injector (2) comprising a lower lip (3) and an upper lip (4), bringing the liquid metal into the gap between the two cylinders, characterized in that the upper lip (3) of the injector (2 ) is set back at least 2 mm from the lower lip (4).
14. Procédé de fabrication d'une bande selon la revendication 13, caractérisé en ce que la lèvre supérieure (3) de l'injecteur (2) est en retrait d'au moins 5 mm par rapport à la lèvre inférieure (4). 14. A method of manufacturing a strip according to claim 13, characterized in that the upper lip (3) of the injector (2) is set back at least 5 mm relative to the lower lip (4).
22 15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 ou 14, caractérisé en ce que la hauteur de métal liquide dans le bac de coulée (1), mesurée à partir du plan médian de coulée, est inférieure à 30 mm. 22 15. Method according to any one of claims 13 or 14, characterized in that the height of liquid metal in the casting tray (1), measured from the median casting plane, is less than 30 mm.
16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que la hauteur de métal liquide dans le bac de coulée (1), mesurée à partir du plan médian de coulée, est inférieure à 25 mm.16. The method of claim 15, characterized in that the height of liquid metal in the casting pan (1), measured from the median casting plane, is less than 25 mm.
17. Utilisation d'une bande selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 pour la fabrication de réflecteurs optiques.17. Use of a strip according to any one of claims 1 to 9 for the manufacture of optical reflectors.
18. Utilisation d'une bande selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 pour la fabrication de tôles anodisées et éventuellement laquées pour le bâtiment.18. Use of a strip according to any one of claims 1 to 9 for the manufacture of anodized and optionally lacquered sheets for the building.
19. Utilisation d'une bande selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 pour la fabrication de pièces embouties.19. Use of a strip according to any one of claims 1 to 9 for the manufacture of stamped parts.
20. Bande en alliage 1085, élaborée par coulée continue entre cylindres selon l'une des revendications 10 à 16, caractérisée en ce que après une ou plusieurs passes de laminage à froid avec un taux d'écrouissage total inférieur à 85%, elle présente au moins un des groupes de propriétés suivantes:20. Strip of alloy 1085, produced by continuous casting between rolls according to one of claims 10 to 16, characterized in that after one or more cold rolling passes with a total work hardening rate of less than 85%, it has at least one of the following property groups:
(a) Rm > 165 MPa et A > 6%,(a) Rm> 165 MPa and A> 6%,
(b) o,2 > 160 MPa et A > 6%. (b) o, 2> 160 MPa and A> 6%.
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