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FR3122666A1 - 5xxx ALUMINUM SHEETS FOR CAN MAKING - Google Patents

5xxx ALUMINUM SHEETS FOR CAN MAKING Download PDF

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FR3122666A1
FR3122666A1 FR2104673A FR2104673A FR3122666A1 FR 3122666 A1 FR3122666 A1 FR 3122666A1 FR 2104673 A FR2104673 A FR 2104673A FR 2104673 A FR2104673 A FR 2104673A FR 3122666 A1 FR3122666 A1 FR 3122666A1
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weight
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hot rolling
ingot
5xxx series
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Constellium Rolled Products Singen
Constellium Neuf Brisach SAS
Constellium Muscle Shoals LLC
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Abstract

FEUILLES D’ALUMINIUM 5xxx POUR FABRICATION DE CANETTES L’invention concerne une feuille d’aluminium de la série 5xxx constituée d’un alliage comprenant en % en poids : Mg : 2,5 – 4,0, Mn : 0,7 – 1,2, Fe : 0,25 – 0,55, Si : 0,20 – 0,50, Cu : 0,10 – 0,25, Cr : jusqu’à 0,1, Zn : jusqu’à 0,25, Ti : jusqu’à 0,1, le solde étant de l’aluminium et des impuretés inévitables jusqu’à 0,05 chacune et jusqu’à 0,15 au total. Le procédé pour produire la feuille d’aluminium de la série 5xxx de l’invention comprend les étapes de la coulée d’un lingot avec une composition selon l’invention, le préchauffage du lingot généralement à une température de 440°C à 550°C, le laminage brut à chaud sur un laminoir réversible avec une température d’entrée de laminage brut à chaud de plus de 440°C, le laminage à chaud de finition du lingot avec une température de sortie de laminage à chaud d’au moins 300°C, le laminage à froid pour obtenir une feuille laminée à froid, facultativement le revêtement de la feuille laminée à froid. L’invention concerne également une extrémité de canette obtenue à partir d’une feuille selon l’invention et d’une canette de boisson obtenue à partir d’une extrémité de canette de l’invention et d’un corps de canette constitué d’un alliage AA3xxx. 5xxx ALUMINUM SHEETS FOR CAN MANUFACTURING The invention relates to a 5xxx series aluminum sheet made of an alloy comprising in weight %: Mg: 2.5 – 4.0, Mn: 0.7 – 1.2, Fe: 0.25 – 0.55, Si: 0.20 – 0.50, Cu: 0.10 – 0.25, Cr: up to 0.1, Zn: up to 0.25, Ti: up to 0.1 , the balance being aluminum and unavoidable impurities up to 0.05 each and up to 0.15 in total. The process for producing the 5xxx series aluminum foil of the invention comprises the steps of casting an ingot with a composition according to the invention, preheating the ingot generally to a temperature of 440°C to 550° C, rough hot rolling on a reversible rolling mill with a rough hot rolling inlet temperature of more than 440°C, finishing hot rolling of the ingot with a hot rolling outlet temperature of at least 300°C, cold rolling to obtain a cold rolled sheet, optionally coating the cold rolled sheet. The invention also relates to a can end obtained from a sheet according to the invention and to a beverage can obtained from a can end of the invention and to a can body made of an AA3xxx alloy.

Description

FEUILLES D’ALUMINIUM 5xxx POUR FABRICATION DE CANETTES5xxx ALUMINUM SHEETS FOR CAN MAKING

DOMAINE DE L’INVENTIONFIELD OF THE INVENTION

La présente invention concerne une feuille d’alliage d’aluminium de la série 5xxx et son procédé de fabrication, utile en particulier dans le secteur de la fabrication de canettes.The present invention relates to a 5xxx series aluminum alloy sheet and its method of manufacture, particularly useful in the can manufacturing industry.

CONTEXTE DE L’INVENTIONBACKGROUND OF THE INVENTION

Les canettes de boissons en aluminium constituent une solution efficace et écologique reconnue pour le conditionnement de boissons.Aluminum beverage cans are a recognized efficient and environmentally friendly solution for beverage packaging.

Afin de minimiser les émissions de CO2, les fabricants de canettes s’efforcent de réduire le poids du corps et de l’extrémité de la canette et d’augmenter le contenu recyclé de leurs solutions. Il convient de remarquer que l’utilisation de 1 tonne de scrap au lieu de 1 tonne de métal primaire réduit les émissions de CO2de 10 tonnes.In order to minimize CO 2 emissions, can manufacturers are working to reduce can body and end weight and increase the recycled content of their solutions. It should be noted that the use of 1 tonne of scrap instead of 1 tonne of primary metal reduces CO 2 emissions by 10 tonnes.

En ce qui concerne l’extrémité de la canette, également appelée couvercle, les fabricants de canettes ont progressivement réduit les diamètres de coque de 68,3 mm à 54 mm, puis 50,8 mm, en utilisant des conceptions optimisées. La combinaison d’un diamètre réduit et d’une nouvelle conception de coque a permis une réduction de calibre de 223 µm à environ 203 µm et une réduction de poids significative associée.Regarding the end of the can, also called the lid, can manufacturers gradually reduced shell diameters from 68.3 mm to 54 mm and then 50.8 mm, using optimized designs. The combination of a reduced diameter and a new shell design has enabled a reduction in caliber from 223µm to approximately 203µm and an associated significant weight reduction.

Néanmoins, la réduction de poids de couvercle plafonne depuis quelques années et il est devenu de plus en plus difficile de réduire le calibre à moins de 200 µm.Nevertheless, lid weight reduction has leveled off for a few years and it has become increasingly difficult to reduce the caliber to less than 200 µm.

L’alliage utilisé pour fabriquer les couvercles est généralement l’alliage AA5182. En raison de ses grandes propriétés mécaniques, l’AA5182 exige un haut niveau de pureté (par exemple Fe, Si) pour obtenir les propriétés de formation nécessaires. Un tel niveau élevé de pureté de l’AA5182 limite son contenu recyclé et implique que l’élaboration de l’extrémité de canette en AA5182 repose sur de l’aluminium primaire. L’utilisation d’aluminium primaire accroît les émissions de CO2.The alloy used to make the covers is usually the AA5182 alloy. Due to its great mechanical properties, AA5182 requires a high level of purity (eg Fe, Si) to obtain the necessary forming properties. Such a high level of purity of AA5182 limits its recycled content and means that AA5182 can end construction relies on primary aluminum. The use of primary aluminum increases CO 2 emissions.

Il est également préférable de pouvoir recycler l’extrémité de canette et le corps de canette conjointement puisque la quantité de métal est plus grande dans le corps de canette que dans l’extrémité de canette. C’est pourquoi des alliages spécifiques ont été développés pour l’extrémité de canette et le corps de canette.It is also preferable to be able to recycle the bobbin end and the bobbin body together since the amount of metal is greater in the bobbin body than in the bobbin end. This is why specific alloys have been developed for the bobbin end and the bobbin body.

La demande de brevet WO2013/103957 A2 divulgue un alliage d’aluminium et un procédé de recyclage dans lequel les récipients de boissons usagés recyclés forment une composition d’alliage utile avec relativement peu d’ajustements de composition pour le matériau de base de corps.Patent application WO2013/103957 A2 discloses an aluminum alloy and recycling process in which recycled used beverage containers form a useful alloy composition with relatively few compositional adjustments to the base body material.

La demande de brevet WO2014/107188 A1 divulgue un alliage d’aluminium et un procédé de recyclage dans lequel les récipients de boissons usagés recyclés forment une composition d’alliage utile avec relativement peu voire pas d’ajustements de composition pour les matériaux de base de corps, d’extrémité et de languette, en dehors des niveaux de magnésium.Patent application WO2014/107188 A1 discloses an aluminum alloy and recycling process in which recycled used beverage containers form a useful alloy composition with relatively little or no compositional adjustments to the base materials of body, tip and tongue, outside of magnesium levels.

La demande de brevet WO2015/200570 A2 divulgue des alliages d’aluminium 3xxx utiles dans la fabrication des extrémités de canettes et des languettes utilisées pour ouvrir les canettes, en particulier les alliages d’aluminium AA3104 et AA3204,Patent application WO2015/200570 A2 discloses 3xxx aluminum alloys useful in the manufacture of can ends and tabs used to open cans, in particular AA3104 and AA3204 aluminum alloys,

La demande de brevet WO2016/002226 A1 divulgue une feuille d’alliage d’aluminium pour un corps de canette de boisson, comprenant en masse, 0,45 % de Si, 0,35-0,60 % de Fe, 0,1-0,3 % de Cu, 0,5-1,5 % de Mn, 0,8-1,5 % de Mg, 0,1 % ou moins de Ti, et 0,05 % ou moins de B, le solde étant de l’Al et des impuretés inévitables.Patent application WO2016/002226 A1 discloses an aluminum alloy sheet for a beverage can body, comprising by mass, 0.45% Si, 0.35-0.60% Fe, 0.1 -0.3% Cu, 0.5-1.5% Mn, 0.8-1.5% Mg, 0.1% or less Ti, and 0.05% or less B, the balance being Al and unavoidable impurities.

Dans le domaine de la fabrication de canettes, il existe un besoin pour un produit en feuille d’aluminium amélioré pour fabriquer l’extrémité de canette qui combine un juste équilibre entre différents critères : résistance, formabilité et grande aptitude au recyclage.In the field of can manufacturing, there is a need for an improved aluminum foil product for manufacturing the can end that combines the right balance between different criteria: strength, formability and high recyclability.

Un premier objet de l’invention est une feuille d’aluminium de la série 5xxx constituée d’un alliage comprenant en % en poids :A first object of the invention is an aluminum sheet of the 5xxx series consisting of an alloy comprising in% by weight:

Mg : 2,50 – 4,00,
Mn : 0,70 – 1,20,
Fe : 0,25 – 0,55,
Si : 0,20 – 0,50,
Cu : 0,10 – 0,60,
Cr : jusqu’à 0,10,
Zn : jusqu’à 0,25,
Ti : jusqu’à 0,10,
le solde étant de l’aluminium et des impuretés inévitables jusqu’à 0,05 chacune et jusqu’à 0,15 au total.Mg: 2.50 – 4.00,
Min: 0.70 – 1.20,
Fe: 0.25 – 0.55,
If: 0.20 – 0.50,
Cu: 0.10 – 0.60,
Cr: up to 0.10,
Zn: up to 0.25,
Ti: up to 0.10,
the balance being aluminum and unavoidable impurities up to 0.05 each and up to 0.15 in total.

Un autre objet de l’invention est un procédé pour produire une feuille d’aluminium de la série 5xxx selon l’invention comprenant les étapes successives de :Another object of the invention is a process for producing an aluminum sheet of the 5xxx series according to the invention comprising the successive steps of:

- coulée d’un lingot avec une composition selon l’invention,
- préchauffage du lingot de préférence à une température de 440°C à 550°C,
- laminage brut à chaud du lingot sur un laminoir réversible avec une température d’entrée de laminage brut à chaud de plus de 440°C,
- laminage à chaud de finition du lingot avec une température de sortie de laminage à chaud d’au moins 300°C,
- laminage à froid pour obtenir une feuille laminée à froid,
- facultativement, revêtement de la feuille laminée à froid.- casting an ingot with a composition according to the invention,
- preheating of the ingot preferably at a temperature of 440°C to 550°C,
- rough hot rolling of the ingot on a reversible rolling mill with a raw hot rolling inlet temperature of more than 440°C,
- finishing hot rolling of the ingot with a hot rolling exit temperature of at least 300°C,
- cold rolling to obtain a cold rolled sheet,
- optionally, coating of the cold rolled sheet.

Un autre objet de l’invention est une extrémité de canette obtenue à partir d’une feuille selon l’invention.Another object of the invention is a can end obtained from a sheet according to the invention.

Un autre objet de l’invention est une canette de boisson obtenue à partir d’une extrémité de canette selon l’invention et d’un corps de canette constitué d’un alliage AA3xxx.Another object of the invention is a beverage can obtained from a can end according to the invention and a can body made of an AA3xxx alloy.

Claims (11)

Feuille d’aluminium de la série 5xxx constituée d’un alliage comprenant en % en poids :
Mg : 2,50 – 4,00,
Mn : 0,70 – 1,20,
Fe : 0,25 – 0,55,
Si : 0,20 – 0,50,
Cu 0,10 – 0,60,
Cr jusqu’à 0,10,
Zn jusqu’à 0,25,
Ti jusqu’à 0,10,
le solde étant de l’aluminium et des impuretés inévitables jusqu’à 0,05 chacune et jusqu’à 0,15 au total.Aluminum sheet of the 5xxx series made of an alloy comprising in % by weight:
Mg: 2.50 – 4.00,
Min: 0.70 – 1.20,
Fe: 0.25 – 0.55,
If: 0.20 – 0.50,
Cu 0.10 – 0.60,
Cr up to 0.10,
Zn up to 0.25,
Ti up to 0.10,
the balance being aluminum and unavoidable impurities up to 0.05 each and up to 0.15 in total. Feuille d’aluminium de la série 5xxx selon la revendication 1, dans laquelle la teneur en Mg est de 3,10 % en poids à 3,65 % en poids.The 5xxx series aluminum foil according to claim 1, wherein the Mg content is 3.10 wt% to 3.65 wt%. Feuille d’aluminium de la série 5xxx selon l’une quelconque des revendications 1 et 2, dans laquelle la teneur en Mn est de 0,90 % en poids à 1,10 % en poids.The 5xxx series aluminum foil according to any one of claims 1 and 2, wherein the Mn content is 0.90 wt% to 1.10 wt%. Feuille d’aluminium de la série 5xxx selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle la teneur en Cr est de 0,01 % en poids à 0,03 % en poids.The 5xxx series aluminum foil according to any one of claims 1 to 3, wherein the Cr content is 0.01 wt% to 0.03 wt%. Feuille d’aluminium de la série 5xxx selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle, pour une teneur en Fe d’au moins 0,50 % en poids, la somme Mg + 7,9 Mn est au plus 11,4 % en poids, de préférence au plus 10,7 % en poids et plus préférentiellement au plus 10,1 % en poids ; pour une teneur en Fe d’au moins 0,44 % en poids, la somme Mg + 7,9 Mn est au plus 12,1 % en poids, de préférence au plus 11,4 % en poids et plus préférentiellement au plus 10,8 % en poids ; pour une teneur en Fe d’au moins 0,40 % en poids, la somme Mg + 7,9 Mn est au plus 12,5 % en poids, de préférence au plus 11,8 % en poids et plus préférentiellement au plus 11,2 % en poids ; pour une teneur en Fe d’au moins 0,35 % en poids, la somme Mg + 7,9 Mn est au plus 12,8 % en poids, de préférence au plus 12,1 % en poids et plus préférentiellement au plus 11,5 % en poids ; pour une teneur en Fe d’au moins 0,30 % en poids, la somme Mg + 7,9 Mn est au plus 13,1 % en poids, de préférence au plus 12,4 % en poids et plus préférentiellement au plus 11,8 % en poids ; pour une teneur en Fe d’au moins 0,25 % en poids, la somme Mg + 7,9 Mn est au plus 13,5 % en poids, de préférence au plus 12,8 % en poids et plus préférentiellement au plus 12,2 % en poids.The 5xxx series aluminum foil according to any one of claims 1 to 4, wherein, for an Fe content of at least 0.50% by weight, the sum of Mg + 7.9 Mn is at most 11 4% by weight, preferably at most 10.7% by weight and more preferably at most 10.1% by weight; for an Fe content of at least 0.44% by weight, the sum Mg + 7.9 Mn is at most 12.1% by weight, preferably at most 11.4% by weight and more preferably at most 10 .8% by weight; for an Fe content of at least 0.40% by weight, the sum Mg + 7.9 Mn is at most 12.5% by weight, preferably at most 11.8% by weight and more preferably at most 11 .2% by weight; for an Fe content of at least 0.35% by weight, the sum Mg + 7.9 Mn is at most 12.8% by weight, preferably at most 12.1% by weight and more preferably at most 11 .5% by weight; for an Fe content of at least 0.30% by weight, the sum Mg + 7.9 Mn is at most 13.1% by weight, preferably at most 12.4% by weight and more preferably at most 11 .8% by weight; for an Fe content of at least 0.25% by weight, the sum Mg + 7.9 Mn is at most 13.5% by weight, preferably at most 12.8% by weight and more preferably at most 12 .2% by weight. Feuille d’aluminium de la série 5xxx selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, qui est revêtue et de préférence dans un état métallurgique H48.5xxx series aluminum foil according to any one of claims 1 to 5, which is coated and preferably in an H48 metallurgical temper. Procédé pour produire une feuille d’aluminium de la série 5xxx selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 comprenant les étapes successives de :
- coulée d’un lingot avec une composition selon l’une quelconque des revendications 1 à 5,
- préchauffage du lingot de préférence à une température de 440°C à 550°C,
- laminage brut à chaud du lingot sur un laminoir réversible avec une température d’entrée de laminage brut à chaud de plus de 440°C,
- laminage à chaud de finition du lingot à une température de sortie de laminage à chaud d’au moins 300°C,
- laminage à froid pour obtenir une feuille laminée à froid,
- facultativement, revêtement de la feuille laminée à froid.A process for producing a 5xxx series aluminum sheet according to any one of claims 1 to 6 comprising the successive steps of:
- casting an ingot with a composition according to any one of claims 1 to 5,
- preheating of the ingot preferably at a temperature of 440°C to 550°C,
- rough hot rolling of the ingot on a reversible rolling mill with a raw hot rolling inlet temperature of more than 440°C,
- finishing hot rolling of the ingot at a hot rolling exit temperature of at least 300°C,
- cold rolling to obtain a cold rolled sheet,
- optionally, coating of the cold rolled sheet. Procédé selon la revendication 7, dans lequel le métal liquide contient plus de 50 % en poids de scraps recyclés.Process according to claim 7, in which the liquid metal contains more than 50% by weight of recycled scrap. Procédé selon la revendication 8, dans lequel les scraps recyclés contiennent plus de 50 % en poids de scraps de canettes de boissons usagées.
A method according to claim 8, wherein the recycled scrap contains more than 50% by weight used beverage can scrap.
 Extrémité de canette obtenue à partir d’une feuille selon l’une quelconque des revendications 1 à 6.A can end obtained from a sheet according to any one of claims 1 to 6. Canette de boisson obtenue à partir d’une extrémité de canette selon la revendication 10 et d’un corps de canette constitué d’un alliage AA3xxx, de préférence un alliage sélectionné parmi AA3002, AA3102, A A3003, AA3103, AA3103 A, AA3103B, AA3203, AA3403, AA3004, AA3004A, AA3104, AA3204, AA3304, AA3005, AA3005A, AA3105, AA3105A, AA3105B, AA3007, AA3107, AA3207, AA3207A, AA3307, AA3009, AA3010, AA3110, AA3011, AA3012, AA3012A, AA3013, AA3014, AA3015, AA3016, AA3017, AA3019, AA3020, AA3021, AA3025, AA3026, AA3030, AA3130, et AA3065, de manière préférée entre toutes sélectionné parmi AA3004, AA3004A et AA3104.
Beverage can obtained from a can end according to claim 10 and a can body made of an AA3xxx alloy, preferably an alloy selected from AA3002, AA3102, A A3003, AA3103, AA3103 A, AA3103B, AA3203, AA3403, AA3004, AA3004A, AA3104, AA3204, AA3304, AA3005, AA3005A, AA3105, AA3105A, AA3105B, AA3007, AA3107, AA3207, AA3207A, AA3307, AA3009, AA3010, AA3110, AA3011, AA3012, AA3012A, AA3013, AA3014, AA3015, AA3016, AA3017, AA3019, AA3020, AA3021, AA3025, AA3026, AA3030, AA3130, and AA3065, most preferably selected from AA3004, AA3004A, and AA3104.
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