易拉罐拉环及罐盖用铝合金带材

易拉罐拉环及罐盖用铝合金带材介绍

铝合金带材因其卓越的综合性能，成为制作易拉罐拉环和罐盖的材料。

为何选用铝合金制作易拉罐拉环和罐盖？
耐腐蚀性：铝会形成一层天然的氧化层，保护金属不受腐蚀，这对于食品和饮料包装应用来说至关重要。
重量轻：减轻了整体包装的重量，节省了运输成本，并且使产品更易于搬运。
强度与延展性：既需要足够的强度来承受开启易拉罐时的拉力，又要有足够的延展性，以便能被加工成所需的形状而不发生破裂。这种合金在易拉罐开合过程中必须能够承受反复的弯曲。
可成型性：必须能够通过冲压和拉伸工艺轻松地塑形和成型，以制作出拉环和罐盖复杂的几何形状。
可回收性：铝具有高度可回收性，使其成为一种可持续的包装选择。
食品安全：铝无毒，不会给罐内的食品或饮料带来任何味道或气味。
成本效益：与其他具有类似性能的材料相比，成本相对较低。
可焊接性：对于某些罐盖设计，铝合金可以进行焊接。
产品特性

常用的铝合金种类：
所使用的具体合金取决于制造商以及期望的性能特点，但以下是一些最常见的铝合金：

5182 合金（铝 - 镁合金）：这可能是拉环和罐盖使用最广泛的合金。它在强度、可成型性和耐腐蚀性方面达到了良好的平衡。镁的含量有助于提高其强度以及冷加工硬化（通过冷加工强化）的能力。其典型成分包括：
镁（Mg）：4.0 - 5.0%
锰（Mn）：0.20 - 0.50%
铁（Fe）：0.35%
硅（Si）：0.25%
铜（Cu）：0.15%
锌（Zn）：0.25%
铝（Al）：余量

5052 合金（铝 - 镁合金）：另一种含镁合金，以其出色的耐腐蚀性而闻名，尤其是在海洋环境中。它比 5182 合金更容易焊接。有时用于罐盖以及特定的应用中。
其典型成分包括：
镁：2.2 - 2.8%
硅：0.25%
铁：0.40%
铜：0.10%
锰：0.10%
铬：0.15 - 0.35%
锌：0.10%
铝：余量

3004 合金（铝 - 锰 - 镁合金）：通常用于制作罐体本身，但在某些情况下也可用于易开盖 / 罐盖。它具有良好的强度和可焊接性。
锰：1.0 - 1.5%
镁：0.8 - 1.3%
铁：0.7%
硅：0.6%
铜：0.25%
锌：0.25%
铝：余量

选择合金的关键性能及注意事项：
抗拉强度：材料在开始颈缩（局部变细）之前所能承受应力。这对于拉环来说很重要，以确保在开启时不会断裂。
屈服强度：材料开始发生永久变形时的应力。
伸长率：衡量材料在断裂前能够拉伸的程度。它表示材料的延展性和可成型性。一般来说，较高的伸长率更有利于成型。
制耳：这是指在深拉深过程中形成的 “耳朵” 或波浪形边缘。合金的选择和适当的轧制工艺可以将制耳现象降到低分贝。
硬度状态：硬度状态标识（例如，H19）表示冷加工硬化的程度。H19 是一种非常硬的硬度状态，常用于拉环，可提高强度。如果需要更多的成型操作，则会使用较软的硬度状态。
晶粒尺寸：更细的晶粒尺寸通常会带来更好的可成型性和表面光洁度。
表面处理：铝合金带材可能会进行表面处理，如化学转化涂层（例如，铬酸盐转化处理），以进一步提高耐腐蚀性，并为印刷或涂层提供良好的表面。然而，出于对环境的考虑，越来越多地使用无铬替代品。
轧制润滑剂：在带材生产过程中使用专门的轧制润滑剂，以提高表面质量、减少摩擦并控制厚度。
厚度（规格）：带材的厚度对于实现所需的强度和开启性能至关重要，需要严格控制。
各向异性：这是指轧制带材中性能随方向的变化。尽量减少各向异性对于均匀成型很重要。

制造工艺：
铸造：铝合金通常被铸造成大铸锭或铸坯。
热轧：将铸锭加热并通过轧辊以减小其厚度。
冷轧：通过冷轧进一步减小厚度，同时也提高了材料的强度。可能需要进行多次轧制和退火处理。
纵切：将宽的带材纵切成所需宽度的窄带材，用于罐盖和拉环的生产。
热处理（退火）：退火用于软化材料，以便更容易成型。使用不同的退火周期来达到特定的硬度状态。
表面处理（可选）：可以进行化学转化涂层处理。
涂层（可选）：可以涂覆清漆或其他涂层，用于防腐蚀或提供特定的表面光洁度。
成型和冲压：然后将铝合金带材送入高速压力机，在那里进行冲压和成型，制成拉环或罐盖的形状。