JPH02122054A - 成形加工時にストレッチャー・ストレインマークの発生しないＡｌ−Ｍｇ系合金及びその製造方法 - 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Ａｌ−Ｍｇ系合金に係り、より詳細には、深絞
り加工を主対象とする成形加工用Ａｌ−Ｍｇ系合金とそ
の製造方法に関する。

（従来の技術及び解決しようとする課題）食缶等の絞り
缶（ＤＲ缶）には主としてアルミニウム材料が使用され
、熱間圧延、冷間圧延等の加工後、深絞り加工により製
造されている。

このような食缶用アルミニウム材料には、以下のような
材料特性が要求される。

■　強度 ■　成形性 ■　低方向性 ■　表面性状、特にＳＳマーク（ストレッチャー・スト
レインマーク）のないこと （！５）耐食性 ■　塗膜の密着性 以上の観点から、従来より、我国ではＡｌ−２゜５％Ｍ
ｇをベースとする５０５２合金が、また米国ではＡｌ−
３，５Ｍｇをベースとする５０４２合金が主として使わ
れていた。

しかし、最近、食缶でも絞り比が約２．０に近い深絞り
缶の採用に伴い、ＢタイプのＳＳマーク（パラレルバン
ド）が缶胴に発生し、美観のみならず、缶詰の内容物の
保護のため内面に塗装しである塗膜まで損傷する恐れが
出てきた。

このＢタイプのＳＳマークについては、例えば「アルミ
ニラ１１材料の基礎と工業技術」（社）軽金属協会発行
（昭和６０年）のｐ、１４０に、「（ＢタイプのＳＳマ
ーク）については材料面からの防止は困難で、加工速度
を増大する、ひずみ条件を調整するなど、変形条件を変
える必要がある」と記載さ九ているように、変形条件（
加工条件）からの防止策が挙げられていた。確かに、引
張変形などのような単純加工では変形速度の高速化や低
温変形などは効果的であるが、現実の食缶材の成形では
プレス加工速度の増大や温度制御は困難であり。

材料面からの改善が長年要望されてきた。

本発明は、上記要請に応えるべくなされたものであって
、成形加工時にストレッチャー・スＩ・レインマークの
発生しないＡｌ−Ｍｇ系合金を提供し、またか）るＡｌ
−Ｍｇ系合金を工業的に製造できる方法を提供すること
を目的とするものである。

（課題を解決するための手段） ｎ「記目的を達成するため１本発明者等は１食缶用アル
ミニウム合金として多用され、今後共に使用量が期待さ
れる５０５２合金（２，５％Ｍｇ）、５０４２合金（３
，５％Ｍｇ）を対象に、ＳＳマー’ｙの発生しない材料
を見い出すべく、材料面からＳＳマークの防止策を図る
と共に、強度等の面も考慮し、工業的に製造可能とする
方策について鋭、猛研究を重ねた。

その結果、Ａｌ−Ｍｇ基合金を特定条件で圧延加工、熱
処理を施して結晶粒度と共に軟化度を規制することによ
り、ＳＳマークを効果的に防止できることを見い出した
。

すなわち１本発明は、Ｍｇを１．５〜４ｔｖｔ％含有す
るＡｌ−Ｍｇ基合金であって、結晶粒度が１０〜４０μ
ｍであり、且つ、次式で定義される軟化度、 軟化度＝（σｙ０−σｙ）×１００÷σｙ’　（％）（
ここで、σｙ″二安定化焼鈍前の材料の耐力σｙ：安定
化焼鈍後の材料の耐力 が１０％以上であることを特徴とする成形加工時にスト
レッチャー・ストレインマークの発生しないＡｌ−ｆ系
合金を要旨とするものである。

また、その製造方法に係る本発明は、Ｍｇを１゜５〜４
ｗｔ％含有するＡｌ−Ｍｇ基合金の鋳塊を熱間圧延後、
加工率４０％以上の中間圧延を行い、３００〜５００’
Ｃの温度で中間焼鈍を施し、更に加工率４０％以上の仕
上圧延を行い、次いで１５０〜２５０℃の温度で安定化
焼鈍を施すことを特徴とする成形加工時にス１−レッチ
ャー・ストレインマークの発生しないＡｌ−Ｍｇ系合金
の製造方法を要旨とするものである。

以下、本発明を更に詳細に説明する。

（作用） まず、本発明における化学成分の限定理由について説明
する。

本発明が対象とするＡρ８合金、Ｍｇを１．５〜４ｗｔ
％含有するＡｌ１１−Ｍｇ基合金である。本系合金の強
度はＭｇｆｆ１と冷間加工により導入された転位量によ
り決定されるので、所定量のＭＥを必須成分とする必要
がある。すなわち、Ｍｇｆｆ１が１．５ｗｔ％未満では
耐力が２０ｋｇｆ／ｍｍ２以上という目安を達成できな
い。また、Ｍｇが４ｗｔ％を超えると強度は十分に得ら
れるが、プレス加工性が低下する。したがって、Ｍｇ量
は１．５〜４ｗｔ％の範囲とする。

その他の成分については、５０５２合金、５０４２合金
等のＡｆｌ−Ｍｇ系合金に含有される元素を必要に応じ
て適量含有させることができる。例えば１組織制御のた
めにＣｒ（５０５２合金）、Ｍｎ（５０４２合金）など
の遷移元素を含有しても良い。

次に本発明の製造方法について説明する。

上記の如く所望の組成に、ＪｌｌＩＬだＡ１１−Ｍｇ基
合金を、通常はＤ　Ｃｕ進法で造塊し、均質化熱処理を
施した後、熱間圧延を行う。均質化熱処理は５００〜５
５０℃の温度で行うのが望ましい。また、熱間圧延は３
００〜５５０℃の温度で行うのが望ましい。なお、熱間
圧延後、中間焼鈍を施しても良い。中間焼鈍を施すと、
より材料組織の制御が容易となる。

次いで、加工率４０％以上の中間圧延（冷間圧延）を施
す。加工率が４０％未満の圧延では最終的な結晶粒が４
０μｍよりも大きくなり、成形加工時に肌荒れとなり、
表面品質を損ねるので好ましくない。

その後、中間焼鈍を施すが、３００℃未満では再結晶が
起こらず、５５０℃を超えると結晶粒の粗大化やバーニ
ングの危険性がある。したがって、温度は３００〜５５
０℃の範囲とする。なお、この熱処理は、バッチ式の炉
では３００〜３５０’ＣＸ２ｈｒ位で十分であり、連続
式の加熱炉（ＣＡＬ）では５００〜ｂ る。

続く最終的な仕上圧延（冷間圧延）は、４０％以」二の
加工率で行う。加工率が４０％未満では十分な強度が得
られない。

最後に１５０〜２５０℃の湿度で安定化焼鈍を施す。こ
の場合、１５０℃未満では内部組織の変化を起こすのに
不十分であり、２５０℃を超えると軟化が進んで十分な
強度が得られない。

以上の方法で得られるＡｌ−Ｍｇ基合金において、結晶
粒度が４０μｍを超えると絞り加工時に肌荒れを起こし
、１０μｍ未満であると加工中の転位の動きが遅くなり
、ＳＳマークが発生し易くなる。したがって、結晶粒度
は１０〜４０μｍの範囲に調整するのが好ましい。

更に、本発明においては、次式で定義される軟化度を規
制するものである。

軟化度＝（σｙ０−σｙ）×１００÷σｙ’　（％）（
ここで、σｙａ：安定化焼鈍前の材料の耐力σｙ：安定
安定化焼鈍材料の耐力 すなわち、上記軟化度は１０％以上とするが。

これは工業的な安定化焼鈍の目安を与えるもので。

１０％未満ではＳＳマークの原因となる転位が多く、Ｓ
Ｓマークの発生が容易となるので好ましくない。また、
安定化焼鈍を施すことにより、固溶Ｍｇ量も変化し、安
定存在状態となっているようであり、転位との動的反応
を起こりにくくする効果があるので、上記条件で安定化
焼鈍を施すのが好ましい。

なお、このようにして得られたＡｌ−Ｍｇ基合金は常法
による成形加工に供されるが、特に絞り比が約２．０に
近い深絞り加工に供してもＳＳマークを防止できる。

次に本発明の実施例を示す。

（実施例） 第１表に示す化学成分を有するＡｌ合金の鋳塊（厚さ５
０ｍｍ）を面前し、５００℃Ｘ８ｈｒの均質化熱処理を
施した後、３００〜５００℃の熱間圧延を施し、厚さ２
〜４ｍｍの熱延板とした。

その後、第２表に示す条件で加工、熱処理を施して厚さ
０．２５ｍ５の供試材を得た。

得られた供試材について、結晶粒度と軟化度を調べると
共に、引張特性、ＳＳマーク（パラレルバンド）及び肌
荒れ状況を調査した。その結果を第２表に併記する。

なお、ＳＳ−、／−りは、４０１ＩＩＩＩＩφ、５０％
校リカツブテストを行い１発生なしの場合にＯ１発生し
た場合にＸを付して評価した。

第２表より、本発明例Ｎα１〜Ｎα５は、いずれもＳＳ
マークの発生がなく、必要強度（＞　２０　ｋｇ［／１
ＩＬ１１２）が得られていることがわかる。

一方、比較例Ｎα６〜Ｎａ　９は、安定化焼鈍を施さな
いために軟化度が零の例であり、ＳＳマークが発生して
いる。Ｍｇ含有量が本発明範囲外のＡｌ合金についての
比較例Ｎｏ　１０〜Ｎａ１ｌは軟化度が小さく、ＳＳマ
ークが発生している。中間圧延の加工率が低い比較例Ｎ
α１２は結晶粒度が大きくなり、ＳＳマークが発生する
と共に肌荒れが生じている。中間圧延の加工率及び中間
焼鈍温度がともに低い比較例Ｎα１３は再結晶が不七分
であり、軟化度が小さく、ＳＳマークが発生している。

中間焼鈍温度と仕上圧延加工率がともに低い比較例Ｎ。

１４は必要強度が得られず、ＳＳマークが発生している
。安定化焼鈍温度が低い比較例Ｎα１５は軟化度が小さ
く、ＳＳマークが発生し、また安定化焼鈍温度が高い比
較例Ｎα１６は必要強度が得られない。

【以下余白１ （発明の効果） 以」二詳述したように、本発明によれば、特定組成のＡ
１１−Ｍｇ基合金に特定条件の圧延加工、熱処理を施す
ことにより、結晶粒度及び軟化度を規制するので、成形
加工時にストレッチャー・ストレインマーク（パラレル
バンド）の発生のないアルミニウム材料を得ることがで
きる。特に絞り比が２．０に近い深絞り加工においても
ストレッチャー・ストレインマークを発生することなく
食缶等の深絞り缶を製造することが可能である。また本
発明法によれば工業的Ｉ２造が容易である。

特許出願人　　株式会社神戸製鋼所 代理人弁理士　中　　村　　　尚

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｍｇを１．５〜４ｗｔ％含有するＡｌ−Ｍｇ基合
   金の鋳塊を熱間圧延後、加工率４０％以上の中間圧延を
   行い、３００〜５００℃の温度で中間焼鈍を施し、更に
   加工率４０％以上の仕上圧延を行い、次いで１５０〜２
   ５０℃の温度で安定化焼鈍を施すことを特徴とする成形
   加工時にストレッチャー・ストレインマークの発生しな
   いＡｌ−Ｍｇ系合金の製造方法。
2. （２）Ｍｇを１．５〜４ｗｔ％含有するＡｌ−Ｍｇ基合
   金であって、結晶粒度が１０〜４０μｍであり、且つ、
   次式で定義される軟化度、 軟化度＝（σｙ＾０−σｙ）×１００÷σｙ＾０（％）
   （ここで、σｙ＾０：安定化焼鈍前の材料の耐力σｙ：
   安定化焼鈍後の材料の耐力 が１０％以上であることを特徴とする成形加工時にスト
   レッチャー・ストレインマークの発生しないＡｌ−Ｍｇ
   系合金。