JPH02170940A - 焼付塗装用の高強度アルミニウム合金薄板及びその製造方法 - 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） 本発明はアルミニウム合金薄板の製造に係り、食品容器
、特に水産類等、腐食性のきびしい内容物の包装材とし
て好適であり、焼付塗装して使用されるアルミニウム合
金薄板及びその製造方法に関するものである。

（従来の技術） 一般に、飲料缶や食缶等の包装材料としては、ＡＡ規格
３００４．５０５２或いは５　Ｆ、　８２等のアルミニ
ウム合金が使用されている。

包装材料に対しては、一般に （ａ）成形性がよいこと。

（ｂ）強度が高いこと、 （ｃ）耐食性がよいこと、 等の品質特性が要求され、上記のＡＱ−Ｍｇ系。

ＡＱ−Ｍｇ−Ｍｎ系のアルミニウム合金薄板が焼付塗装
されて使用されている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、これらのアルミニウム合金を高強度にしようと
する場合、Ｍｇｉを多くしたり、単に冷間加工率を上げ
る方法があるが、成形性の低下は免れないところである
。また、水産類等、塩分が高く、塩素イオンを高濃度で
含有する腐食性のきびしい内容物の容器材料として用い
る場合には、孔食が発生し、（Ｆｊ頼性が不充分と云う
点でも問題がある。

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになさ
れたものであって、焼付塗装して使用されるアルミニウ
ム合金薄板として、高強度を有し、各種包装用材料、特
に水産類等、腐食性のきびしい内容物の包装材として適
するアルミニウム合金薄板を提供し、またその製造方法
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） 前記目的を達成するため、本発明者は、各種容器用材料
として必要な強度、成形性を有し、また優れた耐食性も
具備し得る方策について鋭意研究を重ねた。その結果、
Ｍｇ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｃｒを必須成分とし、Ｆｅ量とＦｅ
／Ｍｎ比を規制するように成分調整し、また製造条件に
ついては特に中間焼鈍条件を規制することにより、可能
であることを見い出し１本発明をなしたものである。

すなわち、本発明は、Ｍｇ：３〜４％、Ｍｎ：０゜３〜
１．３％、Ｃｕ：０．２〜０．８％及びＣｒ：　０　、
０５〜０．３５％を含み、更にＦｅを０．３％以下。

Ｆｅ／Ｍｎ比を０．５以下にそれぞれ規制し、残部がＡ
Ｑ及び不可避的不純物からなること、或いは板厚方向か
らみた平均結晶粒径が８０μｍ以下であることを特徴と
する焼付塗装用の高強度アルミニウム合金薄板を要旨と
するものである。

また、該アルミニウム合金薄板の製造方法は、上記化学
成分を有するアルミニウム合金につき。

熱間圧延後の冷間圧延に際して行う中間焼鈍として、４
００〜６００℃の温度に１００℃／＋ｉｎ以上の加熱速
度で加熱し、加熱後直ちに又は１０分以内保持した後、
１００℃／ｈｒ以上の冷却速度で冷却し、その後、最終
加工率が３０％以上８０％以下の冷間圧延を行うことを
特徴とするものである。

以下に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を説明する。

Ｍｇ： Ｍｇは強度の向上に有効な元素であり、塗装焼付した後
、所要の強度（およそ３０　ｋｇｆ　／　ｍｍ”の耐力
）を得るためには、３％以上が必要である。しかし、４
％を超えると耐食性が低下するので好ましくない、した
がって、Ｍｇ量は３〜４％の範囲とする。

Ｍｎ： Ｍｎは、Ｍｇと同様、強度を向上するのに必要な元素で
あるほか、電位を向上する効果があり、容器材料として
アルミニウムよりも電位の高いスチール等と複合使用さ
れた場合に懸念のある電食に対する腐食を抑制するため
に必要である。更に、不純物として不可避的に存在する
ＦｅをＡＱ−Ｍｎ−Ｆｅ系の金属間化合物として固定す
る作用があるため、耐食性を向上する効果がある。Ｍｎ
量が０．３％未満では上記のような作用が小さく、また
１、３％を超えると巨大な金属間化合物が生成する恐れ
があり、成形性を低下させることになるため好ましくな
い、したがって、Ｍｎ量は０．３〜１．３％の範囲とす
る。

Ｃｕ： ＣｕはＭｎと同様に電位と強度を高める作用がある。し
かし、０．２％未満では所望の効果は期待できず、また
０、８％を超えると粒界腐食感受性が増大するので好ま
しくない、したがって、Ｃｕ量は０．２〜０．８％の範
囲とする。

Ｃｒ： Ｃｒは強度を高めると共に、Ｍｎと同様、耐食性の向上
を図ることが可能である。そのためには０゜０５％以上
が必要であるが、０．３５％を超えると巨大金属間化合
物が生成し、成形性が低下する恐れがある。したがるっ
て、Ｃｒ量は０．０５〜０゜３５％の範囲とする。

Ｆｅ： Ｆｅは耐食性を阻害する元素であり、特に高塩素内容物
用の容器材料として用いる場合、充分な耐食性を確保す
るためには０．３％以下に抑制する必要がある。また、
前述した如く、Ｍｎとの共存において、その悪影響は小
さくなるが、Ｆａ／Ｍｎ比を０．５以下に規制すること
によって所望の効果（耐食性の向上）が得られる。

次に本発明の製造条件について説明する。

本発明は、アルミニウム合金の成分を−Ｅ記の如く調整
した点が第１のポイントであるが、かする組成のアルミ
ニウム合金の鋳塊は、通常の固剤、均熱処理、熱間圧延
等の工程に従い中間材を製造する。

次いで中間焼鈍を含む冷間圧延を行うが、中間焼鈍の条
件を規制した点が本発明の第２のポイントである。

すなわち、中間焼鈍条件を前記の如く規制したのは、必
須成分であるＣｕを固溶せしめ、より効果的に電位を高
めること、及び微細な結晶粒を得るためである。

具体的には、中間焼鈍温度が４００℃未満ではＣＩＪの
固溶が充分行われず、また６００℃を超えるとバーニン
グを起こして特性の低下を招く恐れがあるので、中間焼
鈍温度は４００〜６００℃の範囲とする。その際、加熱
速度を１００℃／ｍｉｎ以上とし、加熱後直ちに又は１
０分以内に保持した後、１００℃／ｈｒ以上の冷却速度
で冷却する。

これにより、板厚方向からみた平均結晶粒径が８０μｍ
以下となり、所望の成形性が得られる。これらの範囲外
の条件では前述の中間焼鈍効果が得られず、また加熱保
持を１０分を超えて行ってもエネルギーの無駄である。

加熱冷却速度は２００’Ｃ／　履ｉ　ｎ以上（例、８０
０℃／ｍ１ｎ）が望ましい。

なお、中間焼鈍前の冷間圧延条件は特に制限されない。

中間使用鈍後に仕上げ圧延を行うが、加工率を３０％以
上とすることが重要であり、前記の中間焼鈍条件と相俟
って板厚方向にみた平均結晶粒径が８０μ−以下となり
、所望の強度と成形性が得られる。但し、加工率の上限
は８０％とする。

かくして得られたアルミニウム合金薄板は、常法により
表面処理を施して各種用途に使用される。

一般的には、りん酸クロメート等の化成処理を施した後
、エポキシ系或いは塩ビオルガノゾル系室料を塗布し、
約２００〜３００℃で数秒〜１０分の焼付を行う。

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アルミニウム合金鋳塊に
５９０℃×４時間の均熱処理を施した後、熱間圧延によ
り４ｍｍ厚の熱間圧延板とし、次いで厚さ１ｍｍに冷間
圧延し、中間焼鈍を５００℃×Ｏ秒（昇降温速度８００
℃／分）の条件で行った。次に冷間圧延を行って厚さ０
．３３ｍｍとした。

得られたアルミニウム合金薄板について、焼付塗装を想
定した２００℃Ｘ２０分の加熱を施した後の機械的性質
、成形性、結晶粒径及び耐食性を調査した。その結果を
第２表に示す。

なお、成形性は、クランクプレスを使用し、６゜０腸腸
φ（１伸）→４．Ｏｍｍφ（２伸）→３　、２　ｍ＋ｗ
φ（３伸）のポンチ径で限界張り出し高さを求めて評価
した。

耐食試験は、第１図に示すように、それぞれ同一面積（
１ｃａ＋２）の供試材１とブリキ５を銅線７で接続して
カップルを組み、供試材１の露出部４とブリキ５の露出
部間を塩化ビニルパイプ２を介して対向させ、該パイプ
に腐食性のきびしいモデル液としてＣＱ８００ｐｐｎ＋
、ｐＨ３（食塩、クエン酸、クエン酸ナトリウム）を満
たし、この液中で３８℃にて１０日間放置後、孔食深さ
を測定することにより評価した（ｎ＝５）。

第２表に示すとおり１本発明材はいずれも高強度で、し
かも優れた成形性を維持しており、更に良好な耐食性を
示しているので、食品容器等の焼付塗装されて使用され
る包装材料として好適であることがわかる。

一方、比較材や従来材はいずれも成形性が得られていて
も附食性が劣っており。

更に強度が得ら れないものもある。

【以下余白］ （発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、Ｍｇ：３〜４％
のほかに特定量のＭｎ、Ｃｕ、Ｃｒを必須成分とし、更
にＦｅ０．３％以下に規制すると共にＦｅ／Ｍｎ比を規
制して成分調整し、また成分７Ａ整と併せて特に中間焼
鈍条件を規制することにより結晶粒径を８０μｍ以下と
するので、高強度で。

良好な成形性及び耐食性が得られ、焼付塗装して使用さ
れる食品容器、特に水産類等のきびしい内容物の包装材
に適している。

【図面の簡単な説明】

第１図は腐食試験の要領を説明する図である。 １・・・供試材（アルミニウム合金）、２・・・塩化ビ
ニルパイプ、３・・・内容物（腐食液）、４・・・供試
材露出部、５・・・ブリキ、６・・・ブリキ露出部、７
・・・銅線。 特許出願人　　　株式会社神戸ｖｉ鋼所代理人弁理士　
　中　　村　　　尚

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で（以下、同じ）、Ｍｇ：３〜４％、Ｍｎ
   ：０．３〜１．３％、Ｃｕ：０．２〜０．８％及びＣｒ
   ：０．０５〜０．３５％を含み、更にＦｅを０．３％以
   下、Ｆｅ／Ｍｎ比を０．５以下にそれぞれ規制し、残部
   がＡｌ及び不可避的不純物からなることを特徴とする焼
   付塗装用の高強度アルミニウム合金薄板。
2. （２）前記アルミニウム合金の板厚方向からみた平均結
   晶粒径が８０μｍ以下である請求項１に記載の焼付塗装
   用の高強度アルミニウム合金薄板。
3. （３）請求項２に記載のアルミニウム合金薄板を製造す
   るに当たり、熱間圧延後の冷間圧延に際して行う中間焼
   鈍として、４００〜６００℃の温度に１００℃／ｍｉｎ
   以上の加熱速度で加熱し、加熱後直ちに又は１０分以内
   保持した後、１００℃／ｈｒ以上の冷却速度で冷却し、
   その後、最終加工率が３０％以上８０％以下の冷間圧延
   を行うことを特徴とする焼付塗装用の高強度アルミニウ
   ム合金薄板の製造方法。