由用过的饮料罐废料制成的可热处理的铝合金

摘要

本公开涉及由用过的饮料罐废料制成的可热处理的铝合金。铝合金可包含0.45重量％至0.85重量％的硅、0.15重量％至0.25重量％的铜、0.40重量％至0.80重量％的铁、1.20重量％至1.65重量％的镁和0.80重量％至1.10重量％的锰，其中余量为铝和附带杂质。该合金可包括用过的饮料罐(UBC)废料。

说明书

本专利申请根据35 U.S.C.§119(e)要求2019年9月25日提交的名称为“HEAT-TREATABLE ALUMINUM ALLOY MADE FROM USED BEVERAGE CAN SCRAP”的美国专利申请序列号62/905,819的权益，并且根据35U.S.C.§119(e)要求2019年12月17日提交的名称为“HEAT-TREATABLE ALUMINUM ALLOY MADE FROM USED BEVERAGE CAN SCRAP”的美国专利申请序列号62/949,048的权益，这些专利申请中的每一者全文以引用方式并入本文。

技术领域

本公开涉及可包含用过的饮料罐废料的铝合金。本公开还涉及一种包括再生铝基底和表面层的包覆体。

背景技术

铝可对碳足迹造成一部分影响。减少碳足迹和铝矿开采的最有效方法之一是通过增加再生铝，尤其是消费后再生(PCR)铝的使用。PCR铝的主要来源之一是用过的饮料罐(UBC)废料。增加的循环再利用可对减少碳足迹和原生铝消耗具有很大影响。

仍然需要开发用于将UBC废料回收制成可热处理的铝合金的技术。

发明内容

在一个实施方案中，铝合金可包含0.45重量％至0.85重量％的硅、0.15重量％至0.40重量％的铜、0.40重量％至0.80重量％的铁、1.20重量％至1.65重量％的镁和0.8重量％至1.10重量％的锰，其中余量为铝和附带杂质。

在一个实施方案中，包覆体可包括由铝合金形成的基底。该包覆体可包括设置在基底的第一表面上的第一表面层，该表面层由具有与基底不同的化学组分的铝合金形成。

在一个实施方案中，提供了一种由该包覆体制造产品的方法。该方法可包括热轧包覆体的第一表面层和基底以形成包覆体。该方法还可包括冷轧该包覆体以形成经轧制的包覆体。该方法还可包括对经轧制的包覆体进行固溶热处理以形成经轧制的包覆体。该方法还可包括由经轧制的包覆体形成产品。

在以下描述中部分地阐述了另外的实施方案和特征，并且本领域技术人员在审阅说明书之后将明白或者通过所公开的主题的实践来学习这些实施方案和特征。可通过参考构成本公开的一部分的说明书和附图的其余部分来实现本公开的特点和优点的进一步理解。

附图说明

参考以下附图和数据图更将全面地理解本说明书，这些附图和数据图呈现为本公开的各种实施方案，并且不应当被理解为对本公开范围的完整详述，其中：

图1A示出了根据本公开的第一实施方案的包覆体构型；

图1B示出了根据本公开的第二实施方案的包覆体构型；

图2A示出了本公开的一个实施方案中的用于形成包覆体的热轧；

图2B示出了本公开的一个实施方案中的图2A的横截面的光学图像；

图2C示出了本公开的一个实施方案中的由图2A的包覆体形成的卷；

图3示出了本公开的一个实施方案中的包括用于由再生UBC废料制造产品的步骤的流程图；

图4示出了本公开的一个实施方案中的定制铝合金的估计屈服强度与硅(Si)组分的关系；

图5示出了本公开的一个实施方案中的定制铝合金的估计最高允许加工温度与硅(Si)组分的关系；

图6示出了本公开的一个实施方案中的定制铝合金的估计热导率与硅(Si)组分的关系；

图7示出了本公开的一个实施方案中的定制铝合金的测量屈服强度；并且

图8示出了本公开的一个实施方案中的定制铝合金的测量拉伸强度。

具体实施方式

通过结合如下所述的附图，参考以下详细描述可以理解本公开。应当指出的是，出于说明清楚的目的，各种附图中的某些元件可以不按比例绘制。

由再生材料诸如UBC废料制造美观的铝合金是非常困难的。然而，可以包覆表面层和基底，例如由再生材料诸如UBC废料形成的基底。该表面层可具有提供美观吸引力的各种特性。基底可包含先前用过的铝诸如UBC废料，这可增加铝再生的总量。包覆体可被设计成使得基底的一种或多种特性在表面层的特性范围内。

定制合金可被设计成包含高含量的UBC废料。定制合金还可被设计成与常规包覆工艺兼容，并且与用于包覆体构型中的表面层的装饰性合金兼容。图1A示出了根据本公开的第一实施方案的包覆体构型。如图所示，包覆体100A可包括位于基底104上方的表面层102，该基底诸如由包含UBC废料的再生铝或者包含UBC废料的合金或定制合金形成的基底。

图1B示出了根据本公开的第二实施方案的包覆体构型。如图所示，包覆体100B可包括位于顶表面层102A和底表面层102B之间的基底104。两个表面层之间的基底也可称为芯。基底104可由再生材料(例如，包含UBC废料)或包含再生材料的定制合金形成。

该包覆体提供同时具有美观吸引力和耐久性的合金。另外，实现美观且耐用的表面层可允许使用非装饰性基底，诸如再生材料。这与其中表面层通常由纯铝形成的传统包覆层不同。这些纯铝合金虽然可能是美观的，但柔软且缺乏耐久性。该表面层可具有再生材料中不可用的美观特性或其他特性。例如，表面层可具有不同于基底或芯的硬度、热导率或耐腐蚀性，等等。在一些实施方案中，表面层可具有比基底或芯更高或更低的硬度、更高或更低的热导率、更好的耐腐蚀性。

在一些变型中，表面层可包括2000系列铝合金(例如，2024合金)、6000系列铝合金(例如，6063、6061、6111或6022合金)或7000系列铝合金(例如，7050或7075合金)，所有这些都是可热处理的。

在一些变型中，表面层可以是装饰层。表面层可包含6000系列或6xxx铝合金，其具有0.35重量％至0.80重量％的硅、0.45重量％至0.95重量％的镁、0.10重量％至0.50重量％的铁、0.005重量％至0.09重量％的锰和0.01重量％至0.05重量％的铜，余量为铝和附带杂质。2018年8月9日提交的名称为“Recycled Aluminum Alloys from Manufacturingscrap with Cosmetic Appeal”的美国专利申请62/716,606(代理人案卷号P37073USP1)中公开了一种包含高达100％制造废料的再生铝合金，该专利申请全文以引用方式并入本文。

在一些变型中，基底是来源于再生材料(诸如UBC废料)的在外观上不具吸引力的材料。再生材料可具有大于0.15重量％的铜和大于0.4重量％的铁。在一些变型中，再生铝合金可用陶瓷颗粒(例如，金属基质复合材料)等加固。

在一些变型中，再生材料是包含用过的饮料罐(UBC)废料并添加其他合金组分的可热处理的定制合金。UBC由不可热处理的3000系列和5000系列铝(例如，3104和5182合金)形成。

可对包覆体的美观性、冲压型材性能、稠度和耐腐蚀性等等进行测试。

在一些变型中，可使用由美观且耐用的表面层形成的包覆体以及再生材料来制造消费类电子应用。本领域的技术人员应当理解，包覆体也可用于其他应用。

合金可被定制为包含UBC废料并且具有与表面合金类似的特性，即使定制合金在外观上不具吸引力。所得的定制合金具有与表面层上所使用的铝合金类似的特性。

在一些变型中，定制合金可被设计成包含再生铝(例如，UBC废料)以便用于包覆体构型中。存在若干方面可有助于选择定制合金以包含用于包覆应用的UCB废料。在一些变型中，定制合金与表面层的一个或多个生产工艺兼容，包括热轧、固溶热处理和成形(例如，冲压)等等。在一些变型中，定制合金可以是可时效硬化的(age-hardenable)。在一些变型中，定制合金可以具有与表面层的合金匹配的特性。在一些变型中，定制合金可以使用市场上可用UCB废料的很大一部分。

为了设计定制合金，收集UBC废料组分数据。合金的特性可通过测量或计算工具(例如，Thermocalc)来确定。可调整定制合金的合金组分，使得合金可具有与表面层类似或在其范围内的一个或多个特性，诸如与表面层的机械强度匹配的机械强度。还可选择合金组分以防止在包覆体加工温度下的初熔。合金组分可进一步被选择为具有比未改性的再生废料中更高的热导率和更高的耐腐蚀性。这些特性可包括可与表面层匹配的机械特性、熔化温度、重结晶温度、热导率和耐腐蚀性等等。

基于模拟分析，定制合金被设计成允许比商用可热处理合金更高量的合金元素，并且将允许包含至少90％或更多的UBC废料。当合金组分范围变窄时，合金可具有更一致的批次间特性。

定制合金被设计成允许很高含量的镁、铁和锰，这些组分通常以较低量存在于其他可热处理合金中，并同时具有一个或多个特性出人意料地类似于可用作装饰层的合金的特性。

在一些变型中，定制合金可包含高达100％的UBC废料。在一些变型中，包覆体可包括在0％UBC下的10％的装饰层和在100％UBC下的90％的基底。

定制合金是可热处理的合金。定制合金包含镁和硅以用于可热处理硬化，但允许高含量的铜、铁和锰作为合金元素。一些商用合金可具有重叠组分，诸如5140铝合金。5140铝合金可包含最多0.7的硅、最多0.6的铁、最多0.6的铜、0.7至1.3的锰、1.1至1.5的镁、最多0.1的铬、最多0.4的锌、最多0.1的钛。然而，5140合金为可加工硬化但不可热处理的合金。

在一些变型中，定制合金可包括来自再生材料(诸如UBC废料)的高含量的镁、铜、铁和锰。

定制合金可包含具有对应于表面层的特性但由再生铝开发而来的组分。铝合金可包含0.45重量％至0.85重量％的硅、0.15重量％至0.40重量％的铜、0.40重量％至0.80重量％的铁、1.20重量％至1.65重量％的镁和0.8重量％至1.1重量％的锰，其中余量为铝和附带杂质。合金可任选地具有至多0.25重量％的锌、至多0.1重量％的铬、至多0.10重量％的钛、至多0.05重量％的钙和至多0.05重量％的钠。

定制合金可包含硅(Si)以有助于强化合金。合金可包含镁，镁可例如通过时效处理(aging)形成含镁相(诸如Mg

含铁颗粒对硅的捕获减少了可用于强化的硅的量。因此，更多的硅被添加到本文所公开的定制合金中。定制合金具有比常规合金更高的硅和更高的铁。与预期相反，该合金的各种特性与具有此类不期望铁量的合金一致或比其更好。

在一些变型中，定制合金可具有范围从0.45重量％至0.80重量％的硅。

在一些变型中，合金可具有等于或大于0.45重量％的硅。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.50重量％的硅。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.55重量％的硅。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.60重量％的硅。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.65重量％的硅。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.66重量％的硅。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.67重量％的硅。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.68重量％的硅。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.69重量％的硅。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.70重量％的硅。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.71重量％的硅。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.72重量％的硅。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.73重量％的硅。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.74重量％的硅。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.75重量％的硅。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.76重量％的硅。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.77重量％的硅。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.78重量％的硅。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.79重量％的硅。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.80重量％的硅。

在一些变型中，合金可具有等于或小于0.50重量％的硅。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.55重量％的硅。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.60重量％的硅。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.66重量％的硅。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.67重量％的硅。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.68重量％的硅。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.69重量％的硅。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.70重量％的硅。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.71重量％的硅。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.72重量％的硅。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.73重量％的硅。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.74重量％的硅。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.75重量％的硅。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.76重量％的硅。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.77重量％的硅。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.78重量％的硅。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.79重量％的硅。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.80重量％的硅。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.85重量％的硅。

定制合金可包含镁，镁可例如通过时效处理形成含镁相(诸如Mg

在一些变型中，定制合金可具有范围从1.20重量％至1.65重量％的镁。

在一些变型中，合金可具有等于或大于1.20重量％的镁。在一些变型中，合金可具有等于或大于1.25重量％的镁。在一些变型中，合金可具有等于或大于1.30重量％的镁。在一些变型中，合金可具有等于或大于1.35重量％的镁。在一些变型中，合金可具有等于或大于1.40重量％的镁。在一些变型中，合金可具有等于或大于1.45重量％的镁。在一些变型中，合金可具有等于或大于1.49重量％的镁。在一些变型中，合金可具有等于或大于1.50重量％的镁。在一些变型中，合金可具有等于或大于1.51重量％的镁。在一些变型中，合金可具有等于或大于1.52重量％的镁。在一些变型中，合金可具有等于或大于1.53重量％的镁。在一些变型中，合金可具有等于或大于1.54重量％的镁。在一些变型中，合金可具有等于或大于1.55重量％的镁。在一些变型中，合金可具有等于或大于1.60重量％的镁。

在一些变型中，合金可具有等于或小于1.65重量％的镁。在一些变型中，合金可具有等于或小于1.60重量％的镁。在一些变型中，合金可具有等于或小于1.55重量％的镁。在一些变型中，合金可具有等于或小于1.54重量％的镁。在一些变型中，合金可具有等于或小于1.53重量％的镁。在一些变型中，合金可具有等于或小于1.52重量％的镁。在一些变型中，合金可具有等于或小于1.51重量％的镁。在一些变型中，合金可具有等于或小于1.50重量％的镁。在一些变型中，合金可具有等于或小于1.45重量％的镁。在一些变型中，合金可具有等于或小于1.40重量％的镁。在一些变型中，合金可具有等于或小于1.35重量％的镁。在一些变型中，合金可具有等于或小于1.30重量％的镁。在一些变型中，合金可具有等于或小于1.25重量％的镁。

如上所述，UBC废料包括比常规6000系列铝合金更多的铁。定制合金中的大量铁将消耗硅以形成粗颗粒AlFeSi或AlFeMnSi。

在一些变型中，定制合金可具有范围从0.40重量％至0.8重量％的铁。

在一些变型中，合金可具有等于或大于0.40重量％的铁。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.42重量％的铁。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.44重量％的铁。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.46重量％的铁。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.48重量％的铁。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.50重量％的铁。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.55重量％的铁。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.60重量％的铁。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.65重量％的铁。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.70重量％的铁。

在一些变型中，合金可具有等于或小于0.8重量％的铁。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.7重量％的铁。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.65重量％的铁。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.60重量％的铁。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.55重量％的铁。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.50重量％的铁。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.48重量％的铁。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.46重量％的铁。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.44重量％的铁。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.42重量％的铁。

定制合金不同于商用合金，因为大多数商用合金仅包含铁的上限。

定制合金可包含铜，铜可对机械强度产生影响。铜可形成消耗镁和硅的Q相(Al-Cu-Mg-Si)，由于镁和硅无法用于形成MgSi强化颗粒，因此可降低强度。然而，Q相还可提供一些强化，部分地抵消了由消耗镁和硅而造成的强度损失。

在一些变型中，定制合金可具有范围从0.15重量％至0.40重量％的铜。

在一些变型中，合金可具有等于或大于0.15重量％的铜。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.16重量％的铜。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.17重量％的铜。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.18重量％的铜。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.19重量％的铜。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.20重量％的铜。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.21重量％的铜。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.22重量％的铜。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.23重量％的铜。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.24重量％的铜。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.25重量％的铜。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.30重量％的铜。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.35重量％的铜。

在一些变型中，合金可具有等于或小于0.40重量％的铜。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.35重量％的铜。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.30重量％的铜。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.25重量％的铜。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.24重量％的铜。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.23重量％的铜。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.22重量％的铜。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.21重量％的铜。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.20重量％的铜。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.19重量％的铜。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.18重量％的铜。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.17重量％的铜。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.16重量％的铜。

定制合金可包含锰，由于锰以高含量存在于UBC废料中，因此选择锰的范围以控制高含量锰的负面影响。例如，锰可形成AlMn相，其可具有美观性和腐蚀性影响。锰还可形成AlFeSiMn相，其可具有美观性、腐蚀性和强度影响。

在一些变型中，定制合金可具有范围从0.80重量％至1.10重量％的锰。

在一些变型中，合金可具有等于或大于0.80重量％的锰。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.85重量％的锰。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.90重量％的锰。在一些变型中，合金可具有等于或大于0.95重量％的锰。在一些变型中，合金可具有等于或大于1.00重量％的锰。在一些变型中，合金可具有等于或大于1.05重量％的锰。

在一些变型中，合金可具有等于或小于1.10重量％的锰。在一些变型中，合金可具有等于或小于1.05重量％的锰。在一些变型中，合金可具有等于或小于1.00重量％的锰。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.95重量％的锰。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.90重量％的锰。在一些变型中，合金可具有等于或小于0.85重量％的锰。

定制合金不同于商用合金，因为大多数商用合金仅包含锰的上限。

可控制定制合金中可影响腐蚀性和美观性的元素。例如，可控制一些元素诸如铬(Cr)、锌(Zn)、钛(Ti)、钙(Ca)、钠(Na)、镓(Ga)、锡(Sn)、钒(V)、硼(B)、锆(Zr)、锂(Li)、镉(Cd)、铅(Pb)、镍(Ni)和磷(P)等等以少量存在，以改善耐腐蚀性并具有良好的美观吸引力。

在一些变型中，定制合金可以具有至多0.10重量％的铬。在一些变型中，合金可具有至多0.09重量％的铬。在一些变型中，合金可具有至多0.08重量％的铬。在一些变型中，合金可具有至多0.07重量％的铬。在一些变型中，合金可具有至多0.06重量％的铬。在一些变型中，合金可具有至多0.05重量％的铬。在一些变型中，合金可具有至多0.04重量％的铬。在一些变型中，合金可具有至多0.03重量％的铬。

在一些变型中，合金可具有至多0.25重量％的锌。在一些变型中，合金可具有至多0.20重量％的锌。在一些变型中，合金可具有至多0.15重量％的锌。在一些变型中，合金可具有至多0.10重量％的锌。在一些变型中，合金可具有至多0.05重量％的锌。在一些变型中，合金可具有至多0.01重量％的锌。

在一些变型中，合金可具有至多0.10重量％的钛。在一些变型中，合金可具有至多0.09重量％的钛。在一些变型中，合金可具有至多0.08重量％的钛。在一些变型中，合金可具有至多0.07重量％的钛。在一些变型中，合金可具有至多0.06重量％的钛。在一些变型中，合金可具有至多0.05重量％的钛。

在一些变型中，合金可具有至多0.050重量％的钙。在一些变型中，合金可具有至多0.040重量％的钙。在一些变型中，合金可具有至多0.030重量％的钙。在一些变型中，合金可具有至多0.020重量％的钙。在一些变型中，合金可具有至多0.010重量％的钙。在一些变型中，合金可具有至多0.005重量％的钙。

在一些变型中，合金可具有至多0.05重量％的钠。在一些变型中，合金可具有至多0.04重量％的钠。在一些变型中，合金可具有至多0.03重量％的钠。在一些变型中，合金可具有至多0.02重量％的钠。

在一些变型中，合金可具有至多0.20重量％的镓。在一些变型中，合金可具有至多0.10重量％的镓。在一些变型中，合金可具有至多0.05重量％的镓。

在一些变型中，合金可具有至多0.20重量％的锡。在一些变型中，合金可具有至多0.10重量％的锡。在一些变型中，合金可具有至多0.05重量％的锡。

在一些变型中，合金可具有至多0.20重量％的钒。在一些变型中，合金可具有至多0.10重量％的钒。在一些变型中，合金可具有至多0.05重量％的钒。

在一些变型中，合金可具有至多0.01重量％的硼。

在一些变型中，合金可具有至多0.01重量％的锆。

在一些变型中，合金可具有至多0.01重量％的锂。

在一些变型中，合金可具有至多0.01重量％的镉。

在一些变型中，合金可具有至多0.01重量％的铅。

在一些变型中，合金可具有至多0.01重量％的镍。

在一些变型中，合金可具有至多0.01重量％的磷。

该合金可由各种重量％的元素以及特定的特性来描述。在本文所述的合金的所有描述中，应当理解，合金的重量％余量为铝和附带杂质。附带杂质可例如作为加工和制造的副产物存在。在各种实施方案中，附带杂质可以不超过任何一种附加元素(即，单一杂质)的0.05重量％，并且不超过所有附加元素(即，总杂质)的总量的0.10重量％。附带杂质可小于或等于约0.10重量％，或者小于或等于约0.05重量％，或者小于或等于约0.01重量％，或者小于或等于约0.001重量％。

本公开提供了一种用于将消费后再生(PCR)材料加工成包覆体以及用于由该包覆体形成美观壳体的方法。该方法增加了材料再生并且减少了碳足迹。

图2A示出了本公开的一个实施方案中的用于形成包覆体的热轧。如图所示，表面层202和再生基底204可通过辊208轧制在一起以形成包覆体200。轧制是一种金属成形工艺，其中金属料穿过一对或多对辊以减小厚度。根据轧制的金属的温度对轧制进行分类。如果金属的温度高于其重结晶温度，则该工艺被称为热轧。如果金属的温度低于其重结晶温度，则该工艺被称为冷轧。

在该示例中，使用热轧将表面层202(例如，装饰层)粘结到由包含UBC废料的定制合金形成的高度再生基底204，以形成包覆体200。

图2B示出了本公开的一个实施方案中的图2A的横截面的光学图像。如图所示，包覆体的表面层202的微结构不同于由包含UBC废料的定制合金或再生合金形成的基底204的微结构。

图2C示出了本公开的一个实施方案中的由图2A的包覆体形成的卷。

与由原材料制成的合金相比，废料可具有大的表面积/体积比例。废料的大表面积可包括大量氧化物(诸如氧化铝)。与6000系列铝合金的原合金相比，废料还可能包括杂质诸如铁或铜等。

清洁工艺可包括通过重新熔化废料和流动氧化物并且剥去氧化物来去除氧化物。清洁工艺还可包括通过化学溶剂或化学溶液来去除有机污染物。

在一些实施方案中，可通过加热废料以熔化UBC来制备合金熔体。在将熔体冷却至室温后，合金可经历各种热处理，诸如铸造、均化、片材轧制、固溶热处理和时效处理等。

熔化的废料可进行坯料铸造，然后被均化。在一些实施方案中，可通过加热至升高的温度并且在升高的温度下保持一段时间(诸如在520℃至620℃的升高的温度下保持一段时间，例如8至12小时)使铸造合金均化。均化可用于片材轧制。均化可减少化学离析或冶金离析，这可能作为某些合金凝固的自然结果而发生。可对均化进行控制以防止定制合金在后续操作期间熔化。经均化的合金可被片材轧制。

图3示出了本公开的一个实施方案中的包括用于由再生材料制造产品的步骤的流程图。方法300可包括在操作302处热轧表面层(例如，装饰层)和再生基底以形成包覆体卷。热轧可在较高的高温(例如，约250℃至500℃)下同时发生。

在操作304处，可对热轧之后的包覆体卷进行冷轧，然后进行各种热处理，诸如固溶热处理和时效处理等等。

在冷轧之后，可由连续退火作业线(CAL)之后的包覆体200形成经软化的卷206。CAL可用于在冷轧之后软化材料。在冷轧之后，当一卷铝合金进入熔炉中时，CAL处理该卷，连续移动通过熔炉，并且在离开熔炉之后形成经软化的卷。CAL是铝合金的固溶热处理，包括加热到高温并在该温度下保持足够长的时间以允许所需组分进入固溶体，然后快速冷却以将该组分保持在固溶体中。固溶处理旨在将所有合金元素溶解在固溶体中。

方法300还可包括在操作306处的包覆体的固溶热处理(例如，CAL)。固溶热处理可改变合金的强度。固溶热处理可在较高的高温(例如，500℃或更高)下进行。在固溶热处理之后，在操作308处，可在125℃至225℃的温度下对包覆体时效处理约一段时间(例如，6至10小时)，然后用水或空气淬灭。时效处理是在高温下进行热处理，并且可引起形成沉淀物Mg

方法300还可包括在操作310处将包覆体200形成为由包覆体而成的产品。该形成可包括冲压以及其他方法。包覆体可具有足够的强度和附着力以经受住冲压而不使再生基底从表面层分离。

合金是可热处理的。方法300还可包括在操作312处对产品进行时效处理。

在一些变型中，包覆体200能够固溶热处理并且是可时效硬化的。

使用Thermocalc和其他模型进行模拟以评价组分对各种特性(包括屈服强度、熔化温度和热导率)的影响。在本公开中受权利要求书保护的硅、镁和铜的整个范围内进行模拟。

图4示出了本公开的一个实施方案中的定制铝合金的估计屈服强度与硅(Si)组分的关系。虚线402和404表示定制合金(诸如用于装饰层的6000系列铝合金)的典型屈服强度的上限和下限，例如介于200MPa和250MPa之间。圆点406表示具有本文所公开的组分的定制合金的预测屈服强度。如图4所示，定制合金的预测屈服强度主要在虚线402和404内，这表明定制合金具有类似于装饰合金(诸如用于装饰层的6000系列合金)的屈服强度。

表面铝合金可为6000系列铝合金，并且具有如下组分：0.35重量％至0.80重量％的硅、0.45重量％至0.95重量％的镁、0.10重量％至0.50重量％的铁、0.005重量％至0.009重量％的锰和0.03重量％至0.05重量％的铜，其中余量为铝和附带杂质。如图4中的圆点406所示，定制合金具有屈服强度，该屈服强度具有随硅含量增加而增加的趋势。例如，定制合金在0.5％的硅处具有略低于190MPa的屈服强度，并且在0.7重量％的硅处具有约225MPa的屈服强度，这可与表面层匹配。定制合金在0.8重量％的硅处具有约230MPa的屈服强度。对于包含如此大量元素(诸如至少0.5重量％的铁和0.05重量％的铜)的定制合金而言，具有如此高的屈服强度是很出奇的。所有这些屈服强度均源于计算。

定制合金可被设计成防止在高温加工(诸如均化、热轧和CAL)期间熔化。高温加工可在表面层的加工温度下执行。通过使用凝固模拟，预测铸造之后存在的相。

图5示出了本公开的一个实施方案中的定制铝合金的预测最高加工温度与硅(Si)组分的关系。虚线504表示在生产定制合金(诸如作为装饰层的6000系列合金)期间通常遇到的最高温度550℃。圆点502表示具有本文所公开的组分的定制合金的预测最高加工温度。如图5所示，圆点502都在虚线504上方，这表明定制合金可以用典型的6000系列铝合金以包覆体构型来生产。

如圆点502所示，预测的最高加工温度随着硅含量的增加而降低。例如，定制合金在0.5重量％的硅处具有高于575℃的预测最高加工温度，该温度高于表面层的550℃的加工温度。定制合金在0.8重量％的硅处还具有约575℃的预测最高加工温度，该温度也高于表面层的550℃的加工温度。

为了以包覆体构型加工定制合金与表面层，通过热轧和CAL工艺，希望定制合金具有更高的预测最高加工温度，该最高加工温度可高于表面层的加工温度。

根据图5所示的结果，受控的均化可防止定制合金在CAL期间熔化。定制合金的均化可在520℃时进行8小时，然后在560℃时退火16小时。

还希望提高合金的热导率。图6示出了本公开的一个实施方案中的定制铝合金的估计热导率与硅(Si)组分的关系。虚线602和604表示定制合金(诸如用于装饰层的6000系列合金)的典型热导率的上限和下限，例如介于150W/mK和220W/mK之间。圆点606表示具有本文所公开的组分的定制合金的预测热导率，其在虚线602和604之间，如图6所示。这表明定制合金具有与用于装饰层的装饰性6000系列铝合金类似的热导率。

如圆点606所示，定制合金具有热导率，该热导率具有随着硅含量的增加而增加的趋势。例如，定制合金在0.5重量％的硅处具有低于185W/mK的热导率，并且在0.7重量％的硅处具有约185W/mK的热导率。定制合金在0.8重量％的硅处具有高于185W/mK的热导率。对于包含如此大量的非预期元素(诸如至少0.5重量％的铁和0.05重量％的铜)的定制合金而言，具有如此高的热导率是很出奇的。

具有受权利要求书保护的组分的定制合金的样本是在各种时效处理条件下制备的。时效处理是在高温下热处理一段时间，并且可引起形成沉淀物Mg

在一些变型中，时效温度可在160℃至200℃的范围内。在一些变型中，时效温度等于或大于160℃。在一些变型中，时效温度等于或大于165℃。在一些变型中，时效温度等于或大于170℃。在一些变型中，时效温度等于或大于175℃。在一些变型中，时效温度等于或大于180℃。在一些变型中，时效温度等于或大于185℃。在一些变型中，时效温度等于或大于190℃。在一些变型中，时效温度等于或大于195℃。

在一些变型中，时效温度等于或小于165℃。在一些变型中，时效温度等于或小于170℃。在一些变型中，时效温度等于或小于175℃。在一些变型中，时效温度等于或小于180℃。在一些变型中，时效温度等于或小于185℃。在一些变型中，时效温度等于或小于190℃。在一些变型中，时效温度等于或小于195℃。在一些变型中，时效温度等于或小于200℃。

在一些变型中，时效时间可在2小时至24小时的范围内。在一些变型中，时效时间等于或大于2小时。在一些变型中，时效时间等于或大于4小时。在一些变型中，时效时间等于或大于6小时。在一些变型中，时效时间等于或大于8小时。在一些变型中，时效时间等于或大于10小时。在一些变型中，时效时间等于或大于12小时。在一些变型中，时效时间等于或大于14小时。在一些变型中，时效时间等于或大于16小时。在一些变型中，时效时间等于或大于18小时。在一些变型中，时效时间等于或大于20小时。在一些变型中，时效时间等于或大于22小时。

在一些变型中，时效时间等于或小于4小时。在一些变型中，时效时间等于或小于6小时。在一些变型中，时效时间等于或小于8小时。在一些变型中，时效时间等于或小于10小时。在一些变型中，时效时间等于或小于12小时。在一些变型中，时效时间等于或小于14小时。在一些变型中，时效时间等于或小于16小时。在一些变型中，时效时间等于或小于18小时。在一些变型中，时效时间等于或小于20小时。在一些变型中，时效时间等于或小于22小时。在一些变型中，时效时间等于或小于24小时。

图7示出了本公开的一个实施方案中的定制铝合金的测量屈服强度。如图7所示，圆点706表示在各种时效处理条件下具有受权利要求书保护的组分的定制合金的测量屈服强度。典型装饰性6xxx系列合金的屈服强度在虚线702上的上限值250MPa和虚线704上的下限值200MPa内。

图8示出了本公开的一个实施方案中的定制铝合金的测量拉伸强度。如图8所示，圆点806表示在各种时效处理条件下具有受权利要求书保护的组分的定制合金的测量拉伸强度。典型装饰性6xxx系列合金的屈服强度在虚线802上的上限值300MPa和虚线804上的下限值230MPa内。测量结果表明，定制合金具有与装饰性6xxx合金类似的屈服强度和拉伸强度。

需注意，图7中的测量屈服强度落入如图4所示的预测屈服强度内。

饮料罐由3000系列和5000系列铝合金(例如，3104铝片材)制成。3104铝片材具有良好的深拉伸特性，适用于减薄可拉伸轻质材料以减少材料的量。用于制造罐的工艺包括热轧、冷轧和修整。典型的饮料罐合金是不可热处理的。

收集用于UBC的合金组分。由于材料成本低和再生工艺的污染，UBC通常非常“脏”，并且包含许多不期望的元素。例如，UBC包含大量不适用于装饰和材料用途的铁和铜。UBC中的元素硅、镁、铁、锰、铜、锌、钛和铬中的每一者的组分数据提供如下。

UBC废料包括3000和5000系列铝合金的混合物，其具有大量合金元素镁、锰和铜，以及不期望的元素铁、锌、钛、铬等。这使得UBC废料不适合用于典型的可热处理且美观的铝合金。

UBC废料可包含约1.2重量％的镁、约0.3重量％的硅、约0.8重量％的锰、约0.4重量％的铁和约0.2重量％的铜。UBC废料组分可随市场和废料来源而显著变化。

在一些变型中，对于3000系列铝合金，UBC废料可包含0.8至1.3的镁、0至0.6的硅、0.05至0.25的铜、0.8至1.4的锰、0至0.8的铁，并且对于5000系列铝合金，UBC废料可包含4.0至5.0的镁、0至0.2的硅、0至0.15的铜、0.2至0.5的锰和0至0.35的铁。

在一些变型中，定制合金可以包含UBC并且添加更多的硅、镁等等。

在一些变型中，定制合金可包含高达100％的UBC废料。

在一些变型中，定制合金可包含大于80.0％的UBC废料。在一些变型中，定制合金可包含大于85.0％的UBC废料。在一些变型中，定制合金可包含大于90.0％的UBC废料。在一些变型中，定制合金可包含大于95％的UBC废料。在一些变型中，定制合金可包含大于99.0％的UBC废料。在一些变型中，定制合金可包含大于99.5％的UBC废料。在一些变型中，定制合金可包含大于99.8％的UBC废料。

所公开的合金和方法可以用于制造电子设备。本文的电子设备可以指本领域已知的任何电子设备。例如，这些设备可以包括可穿戴设备，诸如手表(如，

本文所引用的任何范围均包括端值在内。在本说明书的全文中所用的术语“基本上”和“约”用于描述和说明小的波动。例如，它们可指小于或等于±5％，诸如小于或等于±2％、诸如小于或等于±1％、诸如小于或等于±0.5％、诸如小于或等于±0.2％、诸如小于或等于±0.1％、诸如小于或等于±0.05％。

描述了几个实施方案，本领域的技术人员能够认识到，可使用多种修改、另选结构和等价物而不背离本发明的精神。此外，许多公知的过程和元素没有描述以避免不必要地模糊本发明。因此，不应将上述描述视为限制本发明的范围。本领域的技术人员将会知道，本发明所公开的实施方案以示例而非限制性的方式来教导。因此，包含在上面的描述中或者在附图中示出的内容应该被解释为说明性的而不是限制性的。以下权利要求旨在涵盖本文描述的所有通用和特定特征以及方法和系统的范围的所有陈述，由于语言的问题，所有这些陈述应当落入到通用和特定特征两者之间。