JP2000204439A - 加工後軟質な硬質容器用鋼板及びその製造方法 - Google Patents

加工後軟質な硬質容器用鋼板及びその製造方法

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JP2000204439A JP781899A JP781899A JP2000204439A JP 2000204439 A JP2000204439 A JP 2000204439A JP 781899 A JP781899 A JP 781899A JP 781899 A JP781899 A JP 781899A JP 2000204439 A JP2000204439 A JP 2000204439A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工前には比較的硬質であるにも関わらず、
加工初期での加工硬化が小さいため、加工終盤での成形
性が良好な鋼板を提供する。 【解決手段】 重量%で、C :0.005〜0.070%、結晶粒径
10μm以下、鋼板断面での 2μm以上の炭化物の密度が
0.01mm2 当り10個以下で、0.2%耐力 200〜450MPa、全伸
び 15%以上、10% の冷延前後の0.2%耐力の差が150MPa以
下の鋼板であることを特徴とする加工後軟質な硬質容器
用鋼板。その製造方法として、特に熱延巻取温度が 500
℃以下、焼鈍工程での 550℃以上の滞在時間を90秒以
下、焼鈍後の冷延による圧下率を8%以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、飲料缶などの金属
容器に利用される鋼板及びその製造方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】飲料缶、食品缶などに代表される容器用
鋼板については、缶コスト低減のため素材の薄手化が求
められている。この時、薄手化に伴う缶強度の低下を補
うため鋼板自体を高強度化する必要がある。一般には高
強度材はSi,Mn,P,Nb,Tiなどの添加により
製造されるが、容器用鋼板は飲料缶、食品缶などにも使
用されるため、食品衛生上の観点や低コストの観点か
ら、これら元素の添加は採用され難い。
【0003】また薄手材では、焼鈍工程においてヒート
バックルと呼ばれる鋼板の腰折れのため生産が阻害され
る場合がある。この対策としては鋼板の焼鈍温度を低く
抑えることや通板板厚を厚くすることが有効であり、再
結晶の観点から焼鈍温度を高く設定せざるを得ない状況
において、焼鈍時には目的の板厚より厚い鋼板を通板
し、その後再冷延(2CR)を施して目的とする板厚を
得る特開平3−257123号公報のような方法が実用
化されている。この方法は缶強度を確保する点で、極薄
材の適用による強度低下分を加工硬化により補うため、
都合のよい製造法である。
【0004】しかし、鋼板の薄手化が進行する中で、既
に冷間加工を受けた2CR材が更に缶加工を受けたこと
による材料の延性劣化に起因した加工性低下が問題とな
っている。その代表例としては、絞り加工やしごき加工
を伴い成形された2ピース缶の缶胴に缶蓋を巻き締める
際に、缶胴端部の径を拡げる加工(フランジ成形)にお
ける割れなどである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、焼鈍工程で
の腰折れによる生産性の低下を回避するため、低い焼鈍
温度とした場合にも比較的良好な加工性を示し、かつ2
CRを必要としない程度に硬質であるにも関わらず、絞
り・しごき加工など缶成形のために必要かつ回避できな
い加工工程での加工硬化の程度を小さくすることによ
り、加工工程終盤でも軟質で良好な延性を持つ鋼板を提
供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、特に2C
R率が8%以下である板厚0.4mm以下の鋼板の成分、
熱延条件及び焼鈍条件と材質との関係を検討した結果、
成分、特に熱延条件及び焼鈍時の550℃以上の高温域
での保持条件を調整することにより、結晶粒径、炭化物
形態を制御し、強度伸びバランスを特定範囲に造り込ん
だ鋼板にすれば、その後の加工により従来鋼ほど加工硬
化せず延性が劣化しないことを知見し、本発明を完成し
たものである。
【0007】本発明は、上記目的を達成するため次の構
成を要旨とする。即ち、重量%で、C:0.005〜
0.070%を含有し、結晶粒径が10μm以下、鋼板
の任意の断面で2μm以上の炭化物の密度が0.01平
方mm当たり10個以下とし、必要に応じ、(AlNとし
て存在するN)/(鋼中N)<0.7とし、さらにTi
<0.005%,B<0.0005%とし、またさらに
強度伸びバランス及び加工硬化挙動を特定範囲に制約し
たことを特徴とする加工後軟質な硬質容器用鋼板であ
る。また上記鋼板の製造工程において、熱延時の巻取り
温度、冷延後の焼鈍条件などを特定範囲に制限すること
により、成形加工前には硬質で、成形加工途中及び加工
後には軟質高延性の鋼板を製造することを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】以下本発明を詳細に説明する。ま
ず、成分について説明する。成分量は全て重量%であ
る。Cは、本発明における熱延条件の制限によって軟質
効果を得られる0.005%から0.070%とする。
C量がこの範囲にない場合には本発明の効果が得られな
い。Cが0.040%超の場合、熱延条件の影響が小さ
くなり、巻取温度などによって好ましい炭化物分散状態
を得るのが困難になる可能性もあるため、0.040%
以下がより好ましい範囲である。
【0009】通常の鋼板に不可避的に含有されるSi,
Mn,P,S,Al,N等は、一般に容器用に用いられ
る鋼板が含有する程度に含有される。その範囲は、S
i:0.001〜0.1%、Mn:0.01〜0.5
%、P:0.002〜0.04%、S:0.002〜
0.04%、Al:0.010〜0.100%、N:
0.0005〜0.0060%である。
【0010】鋼板の粒径は10μm以下に制限する。粒
径は断面積組織観察において得られる結晶粒1個当たり
の平均面積を円に換算した場合の直径である。この径が
10μm超となる場合は、その時の製造条件とも関連
し、以下に述べる炭化物の分散状態も好ましいものとし
難く、本発明の効果を十分に発揮させることができなく
なる。
【0011】鋼中の炭化物形態は本発明の重要な要件で
ある。鋼板断面積の組織観察においてピクリン酸メタノ
ール溶液でのエッチングにより鉄炭化物(セメンタイ
ト)を現出させ、400倍程度以上の光学顕微鏡観察を
行い炭化物のサイズ分布を求めたときに、観察面積0.
01mm2 当たり2μm以上の直径を有する炭化物の個数
が10個以下、より好ましくは1.2μm以上のものが
10個以下とすることが、本発明の効果を得るために必
要である。
【0012】この原因は明確ではないが、光学顕微鏡で
観察できる程度の炭化物の形態を上記の如く制御するよ
うな鋼板製造条件においては、光学顕微鏡では確認でき
ない程に微細な析出物や固溶元素の状態と密接に関係
し、これが鋼板の加工硬化挙動を好ましく変化させてい
ると思われる。析出物形態を変えることで、加工初期に
析出物周辺で集中して起きる転位の複雑な交絡を回避
し、その後の成形時にバウジンガー効果的な挙動により
転位の再配列が起き、破断までの歪みが増大するためと
考えられる。
【0013】微細な析出物が影響していると考えられる
理由の一つとして、鋼中のAlNの存在比率が悪影響を
及ぼすことがあるため、(AlNとして存在するN)/
(鋼中N)<0.7とすることが好ましい。
【0014】また、窒化物に代表される微細な析出物の
形態を変化させるようなTi,Bは少ないことが好まし
い。食品衛生なども考慮すれば、Ti<0.005%、
B<0.0005%とすることが好ましい。
【0015】本発明鋼板の、JIS5号引張試験におけ
る0.2%耐力を200〜450MPa、全伸びを15
%以上、かつ10%の冷間圧延を施した場合の0.2%
耐力の上昇量を150MPa以下とした鋼板では、上記
効果が顕著に現れる。冷延における加工硬化量は通常、
ロール径、パス回数、潤滑、温度などの圧延条件により
僅かに変動するが、本発明では通常の実験室で行うこと
ができる条件、即ちロール径:100〜400mm、パス
回数は1〜5パス、潤滑はパーム油、温度は室温とした
場合の値で評価する。
【0016】次に、本発明の製造方法について説明す
る。鋼板の結晶粒径、炭化物形態、0.2%耐力、全伸
びなどは、成分、熱延、焼鈍、2CR条件により制御可
能であるが、本発明の特徴である加工硬化挙動を好まし
く制御するには、熱延巻取り温度を500℃以下、スラ
ブ加熱温度を1100℃以上、冷延後の焼鈍における5
50℃以上の温度域での滞在時間を90秒未満、かつ最
高到達温度を630℃以下、再結晶焼鈍後の2CR率を
8%以下とすることが有効である。特に巻取り温度の影
響は大きく、200℃以下、より好ましくは30℃以下
の室温程度で巻き取ると、更に顕著な効果が得られる。
【0017】本発明の効果は、焼鈍前の熱履歴、製造履
歴によらない。熱延を行う場合のスラブはインゴット
法、連続鋳造法など製造法は限定されず、また熱延に至
るまでの熱履歴にもよらないため、スラブ再加熱法、鋳
造したスラブを再加熱することなく直接熱延するCC−
DR法、さらには粗圧延などを省略した薄スラブ鋳造に
よっても本発明の効果を得ることができる。
【0018】本発明鋼板は、通常は表面処理鋼板用の原
板として使用されるが、表面処理により本発明の効果は
何ら損なわれるものではない。缶用表面処理としては通
常、錫、クロム(ティンフリー)などが施される。また
近年使用されるようになっている有機被膜を貼ったラミ
ネート鋼板用の原板としても、本発明の効果を損なうこ
となく使用できる。
【0019】以上本発明について、容器への適用を想定
して説明したが、絞り、張り出し、曲げ、引張りなど数
次にわたる加工工程の、特に終盤の工程における加工性
劣化が問題となる用途において、容器用途と同様に本発
明を適用することができる。
【0020】
【実施例】表1に示す各成分の鋼について、表2に示す
熱間圧延、焼鈍、2CRを施して鋼板を製造し、Snメ
ッキ後、一定の絞り及びしごき加工により缶胴を製造し
た。この缶の定位置の缶胴部から引張試験片を作成し、
引張強度及び全伸びを測定した。素材及び絞りしごき加
工後の材質を表3に示す。成分、結晶粒径、炭化物形態
を本発明の範囲内に制御することで、軟質かつ高延性の
材質が得られていることが確認できる。また、素材の材
質や製造条件を制御することにより、缶加工後の材質が
より良好になることも分かる。
【0021】
【表1】
【0022】
【表2】
【0023】
【表3】
【0024】
【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、低温巻
取りによる熱延での高生産性及び低温焼鈍による焼鈍時
の高生産性、結果として低コスト化を達成しつつ、絞り
・しごきなど数次に及ぶ加工後においても軟質高延性で
あるため、フランジ加工など更なる加工においても成形
性の良好な鋼板を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伏谷 一成 北九州市戸畑区飛幡町1−1 新日本製鐵 株式会社八幡製鐵所内 (72)発明者 末廣 正芳 北九州市戸畑区飛幡町1−1 新日本製鐵 株式会社八幡製鐵所内 Fターム(参考) 4K037 EA02 EA18 EA31 FA02 FA03 FE01 FG00 FJ04 FM01

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、 C:0.005〜0.070%を含有し、結晶粒径が1
    0μm以下、鋼板の任意の断面で2μm以上の炭化物の
    密度が0.01平方mm当たり10個以下であることを特
    徴とする加工後軟質な硬質容器用鋼板。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の鋼板において、さらに (AlNとして存在するN)/(鋼中N)<0.7 であることを特徴とする加工後軟質な硬質容器用鋼板。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の鋼板におい
    て、さらに Ti<0.005%、 B <0.0005% であることを特徴とする加工後軟質な硬質容器用鋼板。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の
    鋼板において、さらに、JIS5号試験片による引張試
    験における0.2%耐力:200〜450MPa、全伸
    び:15%以上、かつ10%の冷間圧延後のJIS5号
    試験片による引張試験における0.2%耐力の差が15
    0MPa以下であることを特徴とする加工後軟質な硬質
    容器用鋼板。
  5. 【請求項5】 重量%で、 C:0.005〜0.070%を含有する鋼を、スラブ
    加熱温度1100℃以上で再加熱し、巻取り温度500
    ℃以下で熱間圧延した後、冷間圧延し、550℃以上の
    温度域での滞在時間が90秒未満で、かつ最高到達温度
    が630℃以下となるように焼鈍し、8%以下の再冷延
    を行い、結晶粒径が10μm以下、鋼板の任意の断面で
    2μm以上の炭化物の密度が0.01平方mm当たり10
    個以下の鋼板を得ることを特徴とする加工後軟質な硬質
    容器用鋼板の製造方法。
  6. 【請求項6】 さらに、 (AlNとして存在するN)/(鋼中N)<0.7 とすることを特徴とする請求項5に記載の加工後軟質な
    硬質容器用鋼板の製造方法。
  7. 【請求項7】 さらに、 Ti<0.005%、 B <0.0005% とすることを特徴とする請求項5または6に記載の加工
    後軟質な硬質容器用鋼板の製造方法。
  8. 【請求項8】 さらに、JIS5号試験片による引張試
    験における0.2%耐力:200〜450MPa、全伸
    び:15%以上、かつ10%の冷間圧延後のJIS5号
    試験片による引張試験における0.2%耐力の差が15
    0MPa以下とすることを特徴とする請求項5乃至7の
    いずれか1項に記載の加工後軟質な硬質容器用鋼板の製
    造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005350737A (ja) * 2004-06-11 2005-12-22 Nippon Steel Corp 強い缶体強度と良好なプレス加工性を備えた缶用薄鋼板およびその製造方法

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