[发明专利]用回收废铝制造冲击挤压容器

说明书

相关专利申请对照参考

根据美国专利法35第119条规定，本申请权利要求的优先权日为2011年9月16日提交第61/535,807号美国临时专利申请的日期，该临时申请已全部并入此案以供参考。

技术领域

本发明通常涉及合金，包括从回收材料制造的合金以及以冲击挤压过程制造铝质容器时所用的合金。具体而言，本发明涉及在以冲击挤压过程制造容器和其他制品时所用毛坯的制造过程中使用的方法、设备和合金组合。

背景技术

冲击挤压是一种制造具有独特形状的金属容器和其他制品的过程。这些产品通常由含钢、镁、铜、铝、锡或铅的软化金属毛坯制成。该容器在封闭铸模内由一个与冲头接触的冷毛坯形成。冲头产生的冲力使该金属毛坯在沿铸模外围和冲头内围发生形变。雏形形成后，该容器或其他器械被一个反向顶杆从冲头上除去，然后再使用其他缩颈和成形工具将该器件形成所需的形状。传统的冲击挤压容器包括强度要求高的喷雾剂容器和其他气压容器，因而使用比传统铝制饮料容器较厚和较重的材料。由于这些容器对厚度和强度的要求，与常规的通常采用3104铝金属饮料容器相比，制造这些容器的成本可能会很高。由于其独特的物理特性，常规的冲击挤压过程都使用几乎纯铝或“原始”铝，通常又称为“1070”或“1050”铝，这种铝由至少约99.5%的纯铝组成。

由于用软金属例如铝形成复杂形状的过程非常复杂，为了使冲击挤压过程能起作用，必须具有关键的冶金特性。这包括但不限于使用纯度非常高又很软的，通常含至少约99%纯度原始铝的铝合金。由于这一要求，将回收的材料，例如铝合金3104、3105或3004废铝用于喷雾剂和饮料容器的冲击挤压过程一直是不可行的。

因此很有必要找到一种重量轻但强度高的铝合金，用于形成冲击挤压容器及其他有用制品，并利用其他制造过程产生的废铝，以利于环境保护及节省宝贵的自然资源。

发明内容

因此，本发明涵盖了用一种新颖的系统、装置和各种方法，将废铝材料，例如3104、3004、3003、3013、3103和3105铝与其他金属材料结合，创造一种独特和新型的铝合金，这种铝合金可用于冲击挤压过程以形成各种形状的容器和其他制品。虽然在本文中一般被称为“容器”，但应该理解为，本过程和合金组合可用于冲击挤压过程形成具有任何形状的容器或其他制品。

所以，在本发明的一个实施例中呈现的是一个金属毛坯雏形的新合金，在冲击挤压过程中形成一种金属容器。在一个实施例中，该合金由一种回收的3105或3104铝，和一种较纯的1070铝组成，形成一种新的回收合金。在一个实施例中，一种利用40%3104合金的回收铝合金与一种1070合金混合，其组成包括下列成分：

大约98.47%Al；

大约0.15%Si；

大约0.31%Fe；

大约0.09%Cu；

大约0.41%Mn；

大约0.49%Mg；

大约0.05%Zn；

大约0.02%Cr；以及

大约0.01%Ti。

如下文诸表、权利要求书和详细说明中所提供，本文提供和涵盖了各种铝合金组合。对于每种合金，每种成分即Si、Fe、Cu等的含量都可以大约有15%幅度的变动，以达到令人满意的结果。而且，本领域技术人员都知道，本文中所述和用于冲击挤压过程的新型合金组合不一定完全或部分地由回收的成分和合金组成。相反，这种合金也可从以前从未用过，或以前从未投入生产或加工过程的库存材料融合而成。

本发明的另一方面，即可以提供一种新颖的形成独特合金的制造过程，而且该过程可包括但不限于将不同废料与其他纯金属混合，以产生一种特别适合于冲击挤压过程的独特合金。

本发明的另一方面，包括将某些特殊工具如缩颈器和容器制造业中的其他装置用于与冲击挤压过程结合的新型合金。本发明还进一步涵盖了与新型合金组合相关的新颖制造技术。

本发明的另一方面，提供了一种具有独特形状的容器或其他制品，其由本文提供和叙述的一种或多种新的回收合金组成。虽然这些容器最适宜于喷雾剂容器和其他类型的压力容器，但本文所述的组合和过程可用于制造任何形状的金属容器。