3104 La bobina de aluminio es una aleación ampliamente utilizada para la fabricación de cuerpos, especialmente para bebidas y contenedores de alimentos donde la resistencia, la formabilidad y la resistencia a la corrosión son críticos. Como una aleación de aluminio-manganeso-magnesio en la serie 3xxx, 3104 ofrece un equilibrio favorable de propiedades mecánicas y trabajabilidad, lo que lo convierte en una opción superior para la producción de carrocería dibujada y planchada (D&I) y de dos piezas.
Funciones y ventajas de 3104 bobina de aluminio
Excelente formabilidad: 3104 proporciona propiedades de alta alargamiento y uniformes que permiten procesos de dibujo y planchado profundos, lo que permite cuerpos livianos y de pared delgada sin grietas.
Buena resistencia: en comparación con el aluminio puro (serie 1xxx) y algunas otras aleaciones 3xxx, 3104 exhibe una resistencia a la tracción mejorada debido a la adición de magnesio, lo que permite un espesor de calibre reducido para ahorros de peso.
Resistencia a la corrosión: el contenido de manganeso mejora la resistencia a la corrosión general, importante para el envasado de alimentos y bebidas.
Soldabilidad y capacidad de unión: compatible con las operaciones de fabricación típicas de la lata, incluida la costura mecánica y la soldadura de resistencia.
Compatibilidad de acabado superficial y recubrimiento: 3104 responde bien a los tratamientos de superficie y lacas utilizadas dentro de las latas para evitar la interacción de productos metálicos y extender la vida útil del estante.
Rentable: ofrece un equilibrio de rendimiento y precio adecuado para aplicaciones de embalaje de alto volumen.
Aplicaciones principales
Latas de bebidas (bebidas carbonatadas, cerveza, jugos)
Latas de alimentos (comida para mascotas, productos enlatados)
Contenedores de aerosol (donde corresponda)
Se pueden utilizar un empaque especializado que requiere un dibujo profundo/aluminumia formable: para extremos y tapas, otras aleaciones (por ejemplo, 5182, 6016 para llantas protegidas con aluminio, o 3004/3104 variantes); 3104 se optimiza principalmente para los cuerpos de CAN.
Estándares relevantes y cumplimiento típico
ASTM B209-Hoja y placa de aluminio y aleación de aluminio
ASTM B221-Barras extruidas de aluminio y aleación de aluminio, varillas, alambre, perfiles y tubos (relevantes para comparables)
EN 573 / EN 485 - Composición química y propiedades mecánicas de las aleaciones de aluminio y aluminio (estándares europeos)
ISO 6361 - Hoja de aleación de aluminio y aluminio forjado, tira y placa (a menudo referenciada regionalmente)
Regulaciones nacionales/regionales de contacto de alimentos para envases (por ejemplo, FDA CFR para el contacto de alimentos, Regulación de la UE No 1935/2004): los recubrimientos internos de la lata deben cumplir cuando el abastecimiento, verificar las certificaciones de la fábrica de proveedores (ISO 9001, ISO 14001, etc.) e informes de prueba según las especificaciones del comprador.
Composición química (típica de aleación 3104) Nota: Los valores a continuación son rangos típicos; Consulte los certificados de la fábrica de proveedores para obtener valores de lotes exactos.
Aluminio (AL): Balance (≥ 96.0–97.5% típico)
Silicon (Si): ≤ 0.6%
Hierro (Fe): ≤ 0.7%
Cobre (con): ≤ 0.1%
Manganeso (MN): 1.0–1.5% (elemento de aleación primaria)
Magnesio (mg): 0.5–1.0%
Zinc (zn): ≤ 0.25%
Titanio (Ti): ≤ 0.2%
Otros (cada uno): ≤ 0.05–0.10%; (Total de otros elementos): ≤ 0.15–0.20%
Propiedades mecánicas (típicas, depende del temperamento y el calibre)
Temperamento: o (recocido) a H19, H24, etc. - temperamento de fabricación seleccionado para formar etapas
Resistencia a la tracción (RM):
O temperamento: ~ 95–155 MPa (varía con el calibre)
H19/H24 (recocido endurecido por la tensión/parcial): más alto, típicamente 170–240 MPa Rango dependiendo del temperamento exacto
Resistencia al rendimiento (RP0.2): ~ 40–150 MPa dependiendo del temperamento
Alargamiento (a): 6–35% dependiendo del temperamento y el grosor
Dureza (Brinell o Vickers): baja a moderada, dependiente del temperamento
Condiciones de templado de aleación y usos típicos en la producción de lata
O (recocido): formabilidad máxima, utilizada cuando se requiere una mayor dibujo. A menudo se usa como bobina de arranque para dibujar y planchar.
H1X (endurecido por la cepa, sin tratamiento térmico): Ejemplo H18/H19: mayor resistencia a través del trabajo en frío; Usado donde se necesita una mayor resistencia del cuerpo, pero aún puede requerir cierta formabilidad.
H2X (algunos temperaturas estabilizadas): H24 - deformación endurecida y parcialmente recocida para un equilibrio entre resistencia y formabilidad; comúnmente utilizado para cuerpos de lata después de ciertos pasos de procesamiento.
H3X (solución tratada con calor y envejecido naturalmente): menos común para la serie 3xxx; Las variantes de temperamento H3 son limitadas. Guía de selección:
Para los cuerpos de D&I, las bobinas se suministran en los temperatura optimizados para el dibujo profundo, a menudo recocido (o) antes de formar o en los temperatura controlados que permiten planchar el medidor final sin agrietarse.
Para las líneas de dos piezas dibujadas y hierbas (D&I), el material debe mostrar valores R consistentes (anisotropía de plástico) y coeficientes de Lankford adecuados para un dibujo profundo.
Propiedades físicas (aproximadas)
Densidad: 2.70 g/cm3
Rango de fusión: 640–660 ° C (aleaciones ricas en aluminio)
Conductividad térmica: ~ 138–165 w/m · k (depende de la aleación)
Conductividad eléctrica: más bajo que la AL pura debido a la aleación, típicamente 30-40% de IACS
Parámetros de superficie y bobina (especificaciones típicas para bobinas de carrocería de lata)
Grosor (calibre): a menudo 0.18–0.40 mm para latas de bebidas; Los medidores comunes de Canal incluyen 0.19 mm, 0.21 mm, 0.24 mm dependiendo del diseño y el proceso.
Ancho: Custom para los requisitos del cliente y las líneas de deslizamiento; anchos comunes de 200 mm a 1600 mm para varias líneas de lata.
ID de bobina/OD: dimensiones estándar del cuerpo de la bobina por molino y equipo del cliente (por ejemplo, ID 508 mm/610 mm; OD por peso)
Temperador/acabado de superficie pasada por la piel: requiere una superficie lisa, rugosidad controlada para garantizar la adhesión de laca y la calidad de la impresión.
Condición del borde: los bordes de hendidura deben estar libres de rebabas para evitar problemas de línea; especificaciones de recorte de borde por comprador.
Valores de prueba típicos y control de calidad
Análisis de composición química (espectrometría) por lote
Prueba mecánica: tracción, rendimiento, alargamiento
Parámetros de llanura y devanado de bobina
Rugosidad de la superficie e inspección visual (para defectos de la superficie)
Pruebas de dibujo de copa y ensayos de formación (para evaluar el rendimiento profundo del sorteo)
Análisis de microestructura y tamaño de grano (según lo solicitado)
Pruebas de adhesión de recubrimiento para sábanas lacadas (pruebas de cáscara, pruebas de ampolla)
Consideraciones de corrosión y recubrimiento
3104 proporciona resistencia a la corrosión natural útil para los cuerpos de la lata, pero los recubrimientos internos (lacas o recubrimientos fenólicos epoxi) son esenciales para muchos productos de alimentos y bebidas para prevenir la interacción de productos metálicos y la corrosión de los contenidos ácidos.
Las superficies exteriores se pueden imprimir y luego barnizadas/barnizadas para decoración y protección.
La compatibilidad con los sistemas de recubrimiento de la lata y los ciclos de curación debe verificarse con proveedores de recubrimiento.
Notas de procesamiento y fabricación
Los ciclos de precalentamiento y recocido deben seguir las recomendaciones del molino para evitar el sobreengo o la fragilidad.
Los parámetros de lubricación y prensa son críticos durante el dibujo y planchado profundos para minimizar los defectos del flujo de metal.
El control de la planitud de la bobina y el estrés residual es importante para evitar arrugas durante el sorteo.
Al reducir el medidor a través de la plancha, asegúrese de que el temperamento de la aleación y la dureza sean consistentes para evitar dividir.
Comparaciones con aleaciones similares
3003/3004 vs 3104: 3104 típicamente ofrece mayor resistencia y una capacidad de dibujo ligeramente mejor que 3003 debido a MN y MG agregados, lo que lo hace favorable para los medidores de canal de lata más delgados.
5182: Mg más alto (aleación Al-Mg) generalmente se usa para los extremos de la lata (buena capacidad de dibujo y mayor resistencia). 3104 sigue siendo popular para los cuerpos debido al equilibrio de propiedades y costos.
Tabla de especificación típica (resumida)
Aleación: 3104
Uso principal: Cuerpos (latas de bebidas/alimentos dibujadas y planchadas)
Química típica. Composición: MN 1.0–1.5%; Mg 0.5–1.0%; Fe ≤0.7%; Si ≤0.6%; Cu ≤0.1%; equilibrar todo
Tempers: O, H18, H19, H24 (seleccionado por necesidades de formación)
Rango de espesor: ~ 0.18–0.40 mm (la bebida típica puede medir: 0.19–0.24 mm)
Densidad: 2.70 g/cm3
Resistencia a la tracción: ~ 95–240 MPa (dependiendo del temperamento)
Alargamiento: ~ 6–35% (dependiendo del temperamento y el grosor)
Consejos de compras y especificaciones
Solicite los certificados de prueba de la fábrica (químico y mecánico) y el certificado de cumplimiento para el contacto de los alimentos si se aplican recubrimientos internos.
El objetivo de suministro puede diseñar (calibre final, diámetro de lata, relación de dibujo) para que el molino pueda recomendar el temperamento apropiado y el grosor inicial de la bobina.
Especifique los requisitos de acabado superficial, la compatibilidad de la laca y las tolerancias de borde de fragmento.
Considere el ciclo de vida y la reciclabilidad: 3104 es totalmente reciclable, y el manejo de chatarra aumenta la rentabilidad.
3104 La bobina de aluminio es una opción probada y rentable para los cuerpos de lata que requieren una excelente formabilidad, resistencia adecuada y buena resistencia a la corrosión. Elegir el temperamento correcto, el medidor de la bobina y los tratamientos superficiales permiten a los fabricantes producir latas livianas y de alta calidad para los mercados de bebidas y alimentos. Para la adquisición, garantice el cumplimiento de los estándares ASTM/EN/ISO aplicables y valida las propiedades del material a través de certificados de fábrica y formaciones de ensayos para que coincidan con su línea de producción específica y requisitos de productos.
