JPH01198445A - Ｄｉ缶用鋼板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、しごき加工性、フランジ加工性に優れ、かつ
容器重量の軽量化に適したＤＩ缶用鋼板に関する。

（従来の技術） 本願鋼板が対象とするＤＩ缶は、錫めっきされた鋼板（
ぶりき板）から円板を打ち抜き後、絞り加工（Ｄｒａｗ
ｉｎｇ　）　、１．ごき加工（Ｉｒｏｎｉｎｇ　）など
の工程を経て製造され、その代表的工程であるＤｒａｗ
ｉｎｇ　、およびＩｒｏｎｉｎｇをも、−ＣＤＩ缶と称
される。なお、しごき加工された缶は、缶上部を縁切り
後洗浄、塗装、さらにネックイン加工、フランジ加工さ
れ、蓋を巻き締めうる状態とされる。

ここでしごき加工においては、容器側壁部のみが薄くさ
れ、缶底の厚みは、加工前のぶりき板の厚みとほぼ同じ
厚みに保たれる。本願が対象とするＤＩ缶用ぶりきの一
般的な板厚は、０．２８〜０．３３■であり、その厚み
から、蓋が巻き締められる缶上部（フランジ部）は、約
０．１６ｍの厚みまで、缶上部を除く側壁部Ｃ；おいて
は、約０．１０−まで、しごき加工され薄くされる。こ
のように、ＤＩ缶の側壁厚は、約０．１０ｍ＋ａと薄い
ため、缶内が負圧となるような状態、いわゆる減圧缶と
しての利用はされておらず、炭酸飲料、ビール、あるい
は窒素を封入するなど、内圧が、数ｋｇ／ａｌ〜７　ｋ
ｇ／ａｎ”である状態で利用される。ここで内圧が負荷
された場合に問題になるのは、缶底の耐圧であり、耐圧
を考慮して、ぶりき板の板厚とテンパー（降伏強度）の
組み合せが選択される。穐々の組み合せの中から、現在
、板厚は、０．２８〜０．３３閣、テンパーＴ−１〜Ｔ
−１５（降伏強度２０〜２８に９／ｌｌｌ２）の組み合
せが選択されている。Ｔ−１〜Ｔ−１５のような軟質材
の方が、絞り加工性、しごき加工性が優れ、さらにしご
き加工後のフランジ加工性も優れるという考えから、ま
ずテンパーが定まり、そのテンパーで必要耐圧を確保す
るということから板厚が定まりだものである。またＤＩ
Ｉ缶の鋼としては、Ｍ脱酸の連鋳材が用いられ、通常の
ストリップ工程に従い、熱間圧延、冷間圧延、箱型式に
よる再結晶焼鈍後、１〜２％の圧延率での調質圧延を経
て、ＤＩ用ぶりき原板とされる。この原板に、主として
、しごき加工時の潤滑効果を得るため、通常２．８６／
ｍ２あるいは５．６９／ｎ２の錫がめっきされ、ＤＩＩ
缶ぶりきとされている。なお、Ｍ製ＤＩ缶との競合が激
しくなっている最近においては、より経済的なりＩ缶を
提供するという観点から、ぶりき板の薄肉化、すなわち
高降伏強度化への取り組みがなされており、特開昭５７
−５７８３５が開示されている。

この発明の要旨は、冷間圧廷後の再結晶焼鈍を連続焼鈍
とすること５二より高降伏強度化を果すものであるが、
しごき荷重が大きいこと、フランジ割れが起こり易いこ
と、また得られる降伏強度も４０　ｋｓ／ｍｍ２弱とそ
れほど大きくないなど、本願の目的とする１、、シごき
成形性、フランジ成形性に優れ、板厚０．１８〜０．２
５　ｍｍまでの十分な薄肉化を果しうるぶりき板たり得
ないものである。なお、薄肉化を果すための高降伏強度
化を果す一般的な方法として、Ｃ、Ｍｎ％Ｐ、Ｎ等の強
化元素の添加による固溶強化、析出強化、時効硬化、結
晶粒微細化による強化等があり、またさらに圧延加工等
の歪を付加する全強化があるが、これらの方法によるも
のもしごき荷重の増大、フランジ割れ等の問題があり、
本願の意図するような高降伏強度化、薄肉化が進んでい
ないのが実情である。

（発明が解決しようとする課題） 本願の目的は、ＤＩ缶を、軽量な、すなわち経済的なも
のとするためＣ二高降伏強度で薄肉のぶりき板を提供す
ることにあるが、前記のようにしごき荷重の増大、フラ
ンジ割れの増加が、ぶりき板の高降伏強度化を阻害して
いる。フランジ割れが発生すれば缶としての用を成さな
いし、しごき荷重の増大は、しごき加工時の缶外面の疵
つき、缶の破断、ダイス摩耗の増大をきたす。高降伏強
度であって、かつ、しごき成形性、フランジ成形性に優
れるぶりき板を得ることが本願の課題である。

（課題を解決するための手段） 本願は、前記課題を達成するため鋼の材質面から多くの
研究を重ねた結果、高降伏強度化を果しつつ、しごき荷
重の低減、それに基づく、シごき加工時の缶外面の疵つ
き、ダイス摩耗の低減、およびフランジ成形性の改善等
を果しうろことを知見したものである。以下に本願内容
を説明するにあたり、その理解を容易にするため、本願
が対象とするしごき荷重、フランジ成形性について説明
する。しごき加工は、間隔を置き連続的に配置された３
〜４個のダイスとポンチの組み合せにより実施するもの
で、ダイス内径とポンチ外径のすきま、すなわちクリア
ランスを段階的１：小さくし、缶の側壁厚みを段階的に
薄くする加工である。ここで、しごき加工時、ポンチに
負荷される力をしごき荷重と称するが、その大小は、被
加工材料の変形抵抗、ポンチおよびダイスと被加工材料
の摩擦力、各ダイスにおける減厚率等に依存する。減厚
率を変えることなく、シごき荷重を下げるためには、材
料の変形抵抗、摩擦力を小さくすることが必要である。

ここで、摩擦力は、めっき錫量を多くすることにより低
減し得るが、めっき錫量の増量は、薄肉化による経済的
効果を相殺するもので不適切である。それゆえ、しごき
荷重の低減は、変形抵抗を小さくするという観点から検
討すべきものとなる。変形抵抗は、絞り加工、しごき加
工が進むに従い加工硬化により増大し、しごき加工の最
終ダイスで最大となる。また、最終ダイスでは、それま
でのダイスでうけたしごき加工のため、缶側壁の単位面
積当りの付′５Ｉｔｕｊ量も鮫も少い状態となっており
、最終ダイスにおける加工条件が最も過酷なものである
。それゆえ、しごき加工時の缶外面の傷つき、破断、金
型摩耗は、最終ダイスにおいて最も問題となる。以上述
べたことから明らかなように、耐圧の点からは、高い降
伏強度（変形抵抗）を有し、以後の加工による硬化がで
きうるかぎり小さい材′料、すなわち、変形抵抗増加の
小さい材料が本願の目的に適する材料である。

また本願が対象とするもう一つの特性であるフランジ加
工性は、主として材料の延性に依存し、しごき加工され
たフランジ部の延性が乏しいとフランジ割れが発生しや
すくなる。なお、鋼の強度と延性は、一般１；逆相関を
示し、ぶりき板の高降伏強度化、および加工硬化はフラ
ンジ割れを、よりもたらしやすくする。以上、しごき荷
重とフランジ成形性（二ついて述べたが、これら２つの
特性の改善を、高降伏強度化と同時に果すべく研究を行
い、鋼材質等を以下のものとすることにより本願の目的
を達成し得ることを知見した。

すなわち組成が、Ｃ：０．０３％以下、Ｍｎ：０．０５
〜０．２５％、Ｐ：０．０２％以下、ＡＪ　：　０．０
１〜０、１０％、残部が鉄および不可避的不純物であり
、降伏強度が４０〜６５　ｋｇ／ｍｍ２であり、かつ２
００℃で１時間加熱による降伏強度上昇が１．５ｋｇ／
ｍｍ２以下であるぶりき板が、しごき加工性、フランジ
成形性にすぐれ、板厚を０．１８〜０．２５　ｍｍとし
ても必要耐圧を確保でき、軽量ＤＩ缶用のぶりき板どし
て優れていることを見い出した。

以下本発明の限定理由について説明する。

Ｃ量は、ＪＩＳ規格においては、ｏ、　１ａ　％以下と
され、製造者と使用者間の協定により通常０．０３〜０
．０８％のものが缶用材料として用いられている。

セして旨降伏強度化を果すためには添加すべき元素であ
るが、Ｃ量が多くなると絞り加工、しごき加工における
加工硬化が大きなものとなり。

かつフランジ成形性も著しく悪化するため、通常の缶用
鋼板の下限程度以下の０．０３％以下とすることが不可
欠である。Ｍｎ量は、ＪＩＳ規格において、０．６％以
下と規定され、通常、協定Ｃ＝より０．２〜０．５　％
のものが使用されている。Ｍｎについても、高降伏強度
化の点からは、添加すべき゛元素であるが、加工硬化を
著しく増大させ、フランジ成形性の点でも好ましくない
ため、可能な限り低減することが好ましく、よって上限
を０．２５％とし、下限は不可避的に存在するＳの弊害
を防止するため０．０５％とした。Ｐも、加工硬化の点
から好ましくなく、その上限を０．０２％とした。Ｍは
、脱酸Ｃ二必要な０．０１％を下限とし、多くなるとコ
スト高を招き、かつ介在物が多くなるため、その上限を
０．１％とした。また２００℃で１時間加熱後の降伏強
度上昇を１．５　ｋｇ／ｍｍ２以下としたのは、１．５
ｋａ／ｍｍ２以上の降伏強度上昇を生じるものは、Ｃｌ
Ｍｎ％Ｐを前記範囲としても、以後の加工による硬化が
極めて大きく、かつフランジ加工性に対しても好ましく
ないためである。

図面に降伏強度上昇値と加工硬化の関係を示す。

図中Ｘ−１、Ｘ−２は、Ｃ：　０．０２　％、Ｍｎ　：
　０．１９％、Ｐ：０．０１７％を含有し、Ｙ−１、Ｙ
−２は、ｃ　：　０．０４５％．Ｍｎ：　０．３　ｓ％
、Ｐ：０．０１８％を含有する鋼板である。Ｘ−１、Ｘ
−２、Ｙ−１、Ｙ−２は、いずれも通常のストリップ工
程における冷間圧延後、箱型式再結晶焼鈍を行い、Ｘ−
２、Ｙ−２は、さらに連続式焼鈍相当の急速加熱、急速
冷却を行ったものである。いずれもその後、降伏強度が
４０　ｋｇ／ｍｍ”となるよう２；調質圧延を施した。

そして降伏強度４０　ｋｓ＋／ｌｌｍ２を始点とし、４
０ｋｇ／Ｉｎｌ１１２以降の加工硬化を比較した。降伏
強度４０ｋｇ／ｍｍ２の状態のものを、２００℃で１時
間加熱した時の降伏強度上昇値は、Ｘ−１：０．５ｋＧ
／＝２、Ｙ−１：１．２ｋＧ／＝２、Ｘ−２：　７．５
ｋｇ／ｍｍ２、Ｙ　−２：　９．　Ｏｋｇ／ｍｍ”であ
り、降伏強度上昇値の大きなものは、著しく加工硬化が
大きなものとなる。前記４種の鋼板について、調質圧延
により降伏強度を５５ｋｇ／ｌＩｎ２とした時、その時
の加熱による降伏強度上昇値と、以後の加工硬化の関係
も、降伏強度が４０　ｋｇ／ｍｍ”の場合と同じ傾向を
示す。なお、加熱による降伏強度上昇値の大小は、転位
密度と固溶Ｃ１固溶Ｎ量Ｃ二より定まるものと考えられ
るが、再結晶温度、時間の適正化による焼鈍時の吸Ｎの
抑制、再結晶焼鈍後の冷却速度を緩慢なものとすること
による固溶Ｃの低減などにより、加熱（＝よる降伏強度
上昇値を低いものとすることができる。次に降伏強度、
板厚の限定理由について述べる、板厚、降伏強度いずれ
も缶底の耐圧と関連を有し、板厚を薄肉化すればするほ
ど、降伏強度は高くすることが必要となる。より経済的
なりＩ缶を製造するという点からは、ぶりき板の厚みは
薄い方が良いが、薄肉化、高降伏強度化いずれもが、絞
り加工での破断、缶底成形時のしわ発生といった不良現
象Ｃ二つながる。この点から板厚の下限を０．１８ｍｍ
とし、経済的効果の点から０．２５　ｍを上限とした。

降伏強度については、板厚との関連で定め、板厚の下限
値における絞り成形性、耐圧を考慮して降伏強度の上限
値を定め、板厚の上限値における耐圧を考慮して降伏強
度の下限値を定めた。以上のように、本願は、Ｃ，Ｍｎ
量が通常缶用鋼板の下限程度以下と低いこと、２００℃
で１時間加熱による降伏強度上昇値が１．　ｓ　ｋｓ／
■２であることを必須要件とし、同時に高降伏強度、薄
肉であることを特徴とする軽量ＤＩ缶用鋼板である。こ
こで高降伏強度化を果す方法としては、種々の強化方法
のうち、圧延加工によるものが経済的である。従来、し
ごき成形性、フランジ成形性の点で好ましくないとされ
ていた圧延による強化も、本願の必須要件確保により加
工硬化因子の低減、すなわち歪の蓄積する因子の低減が
果され、しごき成形性、フランジ成形性を阻害すること
なく適用しうるものである。

（実施例） 以下本発明の実施例について説明する。

第１表に示す化学成分の鋼を転炉にて溶製し、連続鋳造
によりスラブとした。該スラブを通常のス）リップ工程
楓；従い板厚２０■まで態量圧延し、熱延後、酸洗、１
次冷間圧延、再結晶焼鈍、２次冷間圧延し、第２表１＝
示す降伏強度、板厚のぶりき原板とした。第２表におい
て、再結晶焼鈍方法を示す記号ＢＡＦは、均熱温度６０
０℃で８時間加熱し、１５℃／ｈｒの冷却速度で冷却す
る箱型焼鈍を示し、記号ＣＡＬは、均熱温度７００℃で
１分間加熱後、２０℃／　ｓｅｃの冷却速度で冷却する
連続焼鈍を示す。再結晶焼鈍後、第２表中に示す圧延率
で圧延し、表中の板厚に仕上げ、そののち、両面１．２
　ｇ　７ｍ２の錫めっきをし、ぶりき板とした。

第１表 該ぶりき板を、直径５３ｍｍの絞り缶とし、さらに直径
５２．．７ＩＩＩＩ１１ノボ＞ｆと、クリアランスが０
．２０ａａ（ｋｌダイＸ）　、０．１５＋ｍａ　（Ｎａ
２ダイス）、０．０９５ｍｍ　（Ｎａ３ダイス）となる
ダイスを用いてしごき加工を行い、以下の評価試験を行
った。しごき荷重の評価は、Ｎａｌ、Ｎ１１２．Ｎａ３
ダイスの順にしごき加工を３工程行い、嵐３ダイスでの
しごき荷重の最大値をもって評価し、しごき缶の外面の
疵つき性についても、しごき荷重と同様、しごき加工を
３工程行い、Ｎ１１３ダイス後の缶外面で評価した。ま
たフランジ成形性については、しごき加工後の缶の開口
端を縁切り後、スピンフランジ加工を行い、割れを生じ
ることなく張り出し得る最大のフランジ中をもって、フ
ランジ成形性の優劣を評価した。なお、巻き締めに必要
なフランジ中は１４ｍであり、フランジ巾２．５ｍｍＵ
上を優れる範囲とした。また、しごき荷重（二影響する
と先に述べた変形抵抗については、３工程しごき後の缶
の側壁から切り出した引張り試片により比較した。

（発明の効果） 本発明鋼板は、鋼材質に特徴を有し、しごき加工性、フ
ランジ加工性に優れた高降伏強度薄鋼板であり、経済的
なりＩ缶を製造するに適するものである。

【図面の簡単な説明】

図面は、２００℃で１時間加熱による降伏強度上昇値と
加工硬化の関係を示した線図である。 圧延率（％）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｃ：０．０３％以下、Ｍｎ：０．０５〜０．２５％、Ｐ
   ：０．０２％以下、Ａｌ：０．０１〜０．１０％、残部
   が鉄および不可避的不純物からなり、降伏強度が４０〜
   ６５ｋｇ／ｍｍ＾２、２００℃で１時間加熱による降伏
   強度上昇が１．５ｋｇ／ｍｍ＾２以下である板厚０．１
   ８〜０．２５ｍｍのＤＩ缶用鋼板。