LAMINA ESTIRADA DE ACERO CALMADO CON ALUMINIO Y PROCEDIMIENTO DE FABRICACION DE UN ENVASE A PARTIR DE ESTA LAMINA.

Lámina estirada de acero calmado con aluminio, que comprende en peso entre 0,

060 y 0,080% de carbono, entre 0,10 y 1% de manganeso, entre 0,010 y 0,100% de aluminio, entre 0,0015 y 0,0140% de nitrógeno y el resto es hierro e impurezas que resultan de la elaboración, y porque comprende un contenido de carbono en solución sólida Css de al menos 50 ppm

Lámina estirada de acero calmado con aluminio y procedimiento de fabricación de un envase a partir de esta lámina.

La presente invención se refiere a una lámina estirada de acero calmado con aluminio, destinada a la fabricación de envases, así como a un procedimiento de fabricación de envases, que tienen aplicación en el campo de los envases metálicos, alimentarios, no alimentarios o industriales.

Los envases del tipo de botes de bebidas se fabrican mediante la utilización de láminas de acero, y se distinguen generalmente envases de dos piezas constituidos por un fondo y una estructura, que comprende una pared lateral y un fondo, y envases de tres piezas constituidos por una estructura eléctricamente soldada y dos fondos.

En el caso de los envases de dos piezas, estos se realizan mediante embutición bajo sujeción de retención o mediante embutición/remate para botes de bebidas y generalmente se presentan en forma de botes axialmente simétricos, cilíndricos o troncocónicos.

Cuando se fabrica un fondo para un bote de bebida, por ejemplo, se deposita una junta en la cubeta de engarce después de la etapa de conformación para asegurar la hermeticidad del envase y se somete el conjunto a un tratamiento térmico de polimerización de la junta.

Los grosores de las láminas de acero para envases varían de 0,12 mm a 0,25 mm para la gran mayoría de las aplicaciones, pero pueden alcanzar grosores más importantes, hasta 0,49 mm para aplicaciones muy particulares. Pueden disminuir igualmente hasta 0,08 mm, por ejemplo, en el caso de bandejas alimentarias.

Los fabricantes de envases muestran un interés cada vez más considerable por aceros de grosores cada vez más pequeños, de 0,12 mm a 0,075 mm y, en un esfuerzo por diferenciarse de la competencia, intentan innovar formas cada vez más complejas. Por tanto, existe una demanda de botes de formas originales, fabricados con láminas de acero de grosores pequeños que, aunque presenten mayores dificultades de conformación, deben responder a los criterios de utilización que son particularmente la resistencia mecánica del envase, la resistencia a la carga axial a que son sometidos durante su almacenamiento y apilamiento, la resistencia a la sobrepresión interna a que son sometidos durante el tratamiento térmico de esterilización y a la depresión interna a que son sometidos después del enfriamiento. Las láminas de acero por tanto deben presentar una resistencia a la tracción Rm muy elevada y una buena ductilidad.

Sin embargo, en la práctica se observa una gran dispersión de las propiedades físicas de los envases obtenidos después de conformación y tratamiento térmico de las láminas de acero. Así, para un fondo de envase, los valores de las propiedades, que son la presión de no retorno (PNR) y la presión subyacente, están acusadamente dispersados.

Esta dispersión no permite garantizar que los envases fabricados sean adecuados para cumplir los criterios de utilización anteriormente mencionados. La productividad se encuentra así necesariamente disminuida.

Por tanto, el objetivo de la presente invención es remediar los inconvenientes de las láminas de la técnica anterior poniendo a disposición una lámina que permita fabricar envases de acero que presenten una buena resistencia mecánica y una buena ductilidad y cuyas propiedades físicas presenten una baja dispersión.

A este respecto, un primer objeto de la invención está constituido por una lámina estirada de acero calmado con aluminio, que comprende en peso entre 0,060 y 0,080% de carbono, entre 0,10 y 1% de manganeso, entre 0,010 y 0,100% de aluminio, entre 0,0015 y 0,0140% de nitrógeno, siendo el resto hierro e impurezas que resultan de la elaboración, y que incluye un contenido de carbono en solución sólida Css de al menos 50 ppm.

El presente inventor ha comprobado particularmente que existe un umbral de contenido de carbono en solución sólida en el acero de la lámina antes de su utilización, más allá del cual las características mecánicas de los envases fabricados con estas láminas varían poco. Con carácter comparativo, las láminas de la técnica anterior que contienen carbono en solución sólida presentan valores que van hasta 15 a 30 ppm como máximo.

La lámina según la invención puede presentar además las siguientes características, solas o en combinación:

Se prefiere más particularmente una lámina que permita alcanzar la calidad TH720 (DR10) que presenta un límite de elasticidad superior a 700 mPa, después del estiramiento.

Un segundo objeto de la invención está constituido por un procedimiento de fabricación de un envase de acero calmado con aluminio, que comprende una etapa que consiste en someter a conformación una lámina estirada de acero calmado con aluminio, según la invención, y que comprende eventualmente un tratamiento térmico de dicha lámina conformada.

En un modo de realización preferido, la conformación de la lámina es una operación de embutición.

En otro modo de realización preferida, la conformación de la lámina es una operación de embutición seguida de un remate.

Para la realización de los envases es conocido utilizar aceros estándar basados en carbono y manganeso, calmados con aluminio.

El contenido de carbono previsto en el contexto de la presente invención está comprendido entre 0,060 y 0,080% en peso, ya que se obtienen así láminas que presentan una ductilidad mejorada y que permiten fabricar envases con formas complejas.

El contenido de carbono es escogido para que sea superior a 0,060% para obtener una lámina con una mayor dureza. No obstante se limita el contenido de carbono a 0,080%, ya que más allá se observan dificultades de laminación en frío.

El contenido de manganeso previsto en el contexto de la presente invención está comprendió entre 0,10% y 1%. En un primer modo de realización preferida, el contenido de manganeso está comprendido entre 0,15 y 0,50% en peso, lo que permite obtener láminas menos duras. En un segundo modo de realización preferida, el contenido de manganeso está comprendido entre 0,35 y 0,50% en peso, lo que aumenta la tendencia al envejecimiento de la lámina.

El contenido de nitrógeno previsto en el contexto de la presente invención está comprendido entre 0,0015 y 0,0140% en peso de nitrógeno. No obstante, se prefiere limitar el contenido de nitrógeno entre 0,0020 y 0,0060% con el fin de evitar un endurecimiento excesivo del acero por este elemento, lo que degradaría la capacidad de laminación en frío.

Las láminas de acero que deben ser conformadas mediante el procedimiento según la invención pueden ser obtenidas mediante cualquier procedimiento adaptado. En particular, se pueden fabricar de forma clásica mediante una laminación en caliente de una placa, seguida de laminación en frío con un grado de reducción que está comprendido en general entre 85% y más de 90%, pero que puede variar en función de las características deseadas.

Los factores principales que intervienen en la definición del grado de reducción en frío son el grosor final del producto, así como la incidencia del grado de reducción en frío sobre el estado microestructural y, de forma consecuente, sobre las características mecánicas después de recristalización y recocido. Por tanto, cuanto más aumenta el grado de reducción, más baja es la temperatura de recristalización, más pequeños son los granos y más elevados son los valores de Re y Rm. En particular, el grado de reducción puede tener una influencia muy considerable sobre el coeficiente de Lankford.

Las láminas pueden ser seguidamente recocidas y estiradas en frío en caja de laminación (skin-pass) con un grado de alargamiento variable entre 0,2% y 45% según el nivel de resistencia a la tracción Rm o el límite de elasticidad previstos.

Los ciclos de recocido utilizados para estos aceros para envases son...

1. Lámina estirada de acero calmado con aluminio, que comprende en peso entre 0,060 y 0,080% de carbono, entre 0,10 y 1% de manganeso, entre 0,010 y 0,100% de aluminio, entre 0,0015 y 0,0140% de nitrógeno y el resto es hierro e impurezas que resultan de la elaboración, y porque comprende un contenido de carbono en solución sólida Css de al menos 50 ppm.

2. Lámina según la reivindicación 1, caracterizada porque comprende además entre 0,35 y 0,50% de manganeso, entre 0,0035 y 0,0060% de nitrógeno y entre 0,010 y 0,100% de aluminio.

3. Lámina según una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque ha sido estirada hasta un grado de alargamiento comprendido entre 3 y 8%.

4. Lámina según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque presenta un límite de elasticidad superior a 660 mPa.

5. Lámina según la reivindicación 4, caracterizada porque presenta un límite de elasticidad superior a 700 mPa.

6. Procedimiento de fabricación de un envase de acero calmado con aluminio, caracterizado porque comprende una etapa que consiste en someter a conformación una lámina estirada de acero calmado con aluminio, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, y porque comprende eventualmente un tratamiento térmico de dicha lámina conformada.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque dicha conformación es una operación de embutición.

8. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque dicha conformación es una operación de embutición seguida de un remate.