JPH0273940A

JPH0273940A - 非炭酸缶エンド用Ａｌ合金板

Info

Publication number: JPH0273940A
Application number: JP22607288A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Kaneda; 豊金田
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1988-09-09
Filing date: 1988-09-09
Publication date: 1990-03-13

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、果汁、コーヒー缶等の非炭酸缶用エンド材に
係り、更に詳しくは１曲げ性及びリベット加工性に優れ
た非炭酸缶エンド用Ａｌ合金板及びその製造方法に関す
るものである。

（従来の技術及び解決しようとする課題）非炭酸缶とは
果汁、コーヒー飲料等、炭酸を含まない内容物が充填さ
れ、缶内部が負の圧力を受ける容器である。

従来より、非炭酸缶用エンド材としては、ＡＡ５０５２
等の成分を有するＡｌ合金鋳塊を熱間圧延した後、比較
的高い圧延率で冷間圧延された材料が用いられている。

一方、近年、非炭酸缶エンドの薄肉化に伴い、比較的強
度が高く、しかもエンド材の重要な特性である曲げ加工
性及びリベット加工性に優れた材料が要望されている。

すなわち、非炭酸缶は缶内部が負の圧力状態であるが、
内容物の殺菌処理（いわゆるレトルト処理）時には、缶
内部は加熱により２〜３ｋｇ／ｃｍ”の加圧を受け、エ
ンドの変形を防止するための適度な強度が必要である。

また、開缶時、エン１−は曲げ変形を受け、素材の曲げ
性が悪い場合にはクラックを生し、飲み口金面が開口さ
れない場合がある。更に、非炭酸缶エンド材の薄肉、高
強度化に伴いリベット加工性が低下するため、従来材に
比べ高強度で曲げ性及びリベット加工性に優れた非炭酸
缶エンド材が要望されているのである。

しかし乍ら、従来の前記Ａ　Ａ　５０５２で強度を向」
二させるためには、更に高冷間圧延する必要があるが、
高冷間圧延した場合には結晶粒が偏平伸長粒となり、曲
げ性及びリベット加工性の低下を招くという問題がある
。

また、ビール、炭酸飲料缶等に用いられているＡＡ５０
８２、ＡＡ５１８２等を非炭酸缶エンド材として用いた
場合には、高強度化には有効なものの、強度が高すぎる
ために曲げ性及びリベット加工性の低下を招くという問
題がある。更に、これらの合金材を用いた場合、仕上焼
鈍が必須となるが、仕上焼鈍は比較的高温（２８０℃程
度）で行なわれるため、圧延油の焼付を防止する目的で
通常は脱脂処理が必要となり、更には仕」二焼鈍温度の
範囲が狭く、また焼鈍温度の精度が重要となるため、焼
鈍設備も精度のよいものが必要となる等、従来材に比べ
て製造コストが高くなるという問題がある。

例えば、米国特許筒３，５０２，４４８号明細書に開示
されている製造方法はビール、炭酸飲料缶エンド材に関
する従来法であり、仕上圧延率を８５％以上とし、この
工程後に仕上焼鈍が施されるが、非炭酸缶用エンド材に
適用するためには更に高温での焼鈍が必要となる。

また、特公昭６２−９１７７公報にはキャン用Ａｆ１合
金板としてキャンボディー、エンド、タブが示されてい
るが、これは従来のＡＡ５０５２に比べて強度が高すぎ
るため、曲げ性、リベット加工性の低下を招くという問
題があり、また、このようなキャン用Ａｌ合金材料に仕
上焼鈍を施すことにより曲げ性、リベット加工性の向上
が図れるが、製造コス１〜が高くほか、仕上焼鈍温度の
範囲が狭く、実用上困難である。

本発明は、上記従来技術の問題点を解決して前記要望に
応えるへくなされたものであって、特に曲げ性及びリベ
ット加工性に優れた非炭酸缶エンド用Ａｌ、合金板及び
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、本発明者らは、現有材料を用
いて高強度にした場合の曲げ性及びリベット加工性の低
下について着目し、比較的低コストで高強度且つ曲げ性
及びリベット加工性に優れた非炭酸缶エンド用Ａｌ合余
材料の開発を目的として、鋭意研究を重ねた。

まず、本発明者らが曲げ性及びリベット加工性について
調査した結果、結晶粒が小さいほどこれらの特性が優れ
、これは中間焼鈍前の圧延率に大きな影響を受けること
が判明した。更に、中間焼鈍後の圧延率を適度にコント
ロールすることにより、比較的高強度で曲げ性、リベッ
ト加工性に優れた異方性の小さな非炭酸缶エンド用材料
が仕上焼鈍なしで得られることを見い出した。そこで、
力いる知見に基づき化学成分を調整すると共に、特に冷
間圧延工程の条件を規制することにより、初期の目的が
達成可能であることを見い出し、ここに本発明をなした
ものである。

すなわち、本発明は、Ｍｇ：３．０〜４．０％を必須成
分として含み、更に必要に応じてＳｉ≦０．３０％、Ｆ
ｅ５０．４０％、Ｃｕ≦０．２０％、Ｍｎ≦０．５０％
、Ｃｒ≦０．２５％、Ｚｎ≦０．３０％、Ｚｒ≦０．１
５％及びＴｉ≦０．２０％のうちの１種又は２種以上を
含み、残部がＡｆｌ及び不可避的不純物からなることを
特徴とする曲げ性及びリベット加工性に優れた非炭酸缶
エンド用Ａｌ合金板を要旨とするものである。

また、その製造方法は、上記化学成分を有するＡｌ金合
金鋳塊を均質化熱処理した後、熱間圧延を行ない、更に
８０％以上で冷間圧延した後、中間焼鈍を行なって、そ
の圧延板表面から見た結晶粒度を１５μｍ以下にし、更
に該中間焼鈍後、圧延率が３０〜７０％で冷間圧延する
ことを特徴とする曲げ性及びリベット加工性に優れた非
炭酸缶エン１−用Ａｌ合金板の製造方法を要旨とするも
のである。

以下に本発明を更に詳細に説明する。

（作用）先ず、本発明において用いるＡｌ金合金化学成分の限定
理由について説明する。

Ｍｇ：Ｍｇは強度を付与する重要な元素であり、本発明では必
須成分とするものである。非炭酸缶用エンド材として少
なくとも、３．０％以上添加しないと強度が低く、使用
できない。しかし、過多に添加されると強度が高すぎる
ことによる成形性の低下を招くため、添加量の上限は４
．０％である。

したがって、Ｍｇの添加量は３．０〜４．０％の範囲と
する。

本発明では、上記Ｍｇを必須成分とするほか、以下の元
素の１種又は２種以上を必要に応じて含有させることが
できる。

Ｆｅ：Ｆｅの添加は結晶粒微細化に大きな効果を示し、その添
加量が多い程微細化される。しかし、４゜０％を超えて
過多に添加されると結晶粒微細化には有効なものの、晶
出物生成の数が多くなり、曲げ性の低下を招く。したが
って、Ｆｅの添加量は０．４０％以下とする。

Ｓｊ　：Ｓｉの添加は、Ｆｅと同様、結晶粒微細化に効果を示す
ものの、０．３０％を超えて過多に添加されると晶出物
の生成、特にＭｇ２Ｓｉの晶出物が多く生成され、曲げ
性の低下を招く。゛したがって、Ｓｉの添加量は０．３
０％以下とする。

Ｃｕ：Ｃｕの添加は強度向上に効果を示す。しかし、０．２０
％を超えて過多に添加されると強度が高すぎることによ
る成形加工性の低下及び耐食性が劣化する。したがって
、Ｃｕの添加量は０．２０％以下とする。

Ｍｎ、Ｃｒ：Ｍｎ、Ｃｒの添加は強度向上及び結晶粒微細化に大きな
効果を示す。しかし、過多に添加されると巨大品出物の
生成及び晶出物の生成の数が多くなり１曲げ性の低下を
招く。それぞれの上限はＭｎが０．５０％、Ｃｒは０．
２５％である。したがって、Ｍｎは０．５０％以下、Ｃ
ｒは０．２５％以下とする。

Ｚｎ：Ｚｎの添加は曲げ性、張り出し性等の成形性を向上させ
、圧延板表面から見た（Ｍ　ｎ　、　Ｆ　ｅ）　Ａ　Ｑ
　６の金属間化合物の晶出物を小さくする効果がある、
しかし、０．３０％を超えて過多に添加されると耐食性
の低下を招く。したがって、Ｚｎの添加量は０．３０％
以下とする。

Ｚｒ、ＴｉニＺｒ及びＴｉは組織を安定化させるための有効な元素で
あるものの、その添加量が多いと巨大化合物を生成して
曲げ性を低下させる。それぞれの条件はＺｒが０．１５
％、Ｔｉが０．２０％である。したがって、Ｚｒは０．
１５％以下、Ｔｉは０．２０％以下とする。

次に本発明の製造工程について説明する。

上記化学成分を有するＡｌ金合金、常法により溶解、鋳
造され、鋳塊について均質化熱処理を施した後、熱間圧
延が行われる。

熱間圧延後、冷間圧延を行なうが、本発明法では、以下
に示すように、中間焼鈍を含む冷間圧延工程を特定の条
件で行なうことが最も特徴としている。

中間焼鈍前の冷間圧延率は中間焼鈍後の結晶粒度に大き
な影響を及ぼす条件であり、圧延率が８０％未満では中
間焼鈍後の結晶粒が大きく、後の製品厚での曲げ性、リ
ベット加工性が低下する。

したがって、中間焼鈍前の圧延率は８０％以」−とする
。

次いで中間焼鈍を行なうが、中間焼鈍後の結晶粒度は小
さい程、曲げ性及びリベット加工性に優れ、その圧延板
表面から見た結晶粒の大きさは１５μＩＩ＋以下が好ま
しい。したかって、中間焼鈍は力いる大きさの結晶粒が
得られるような条件で行なう。

中間焼鈍後の冷間圧延での圧延率は強度、曲げ性、リベ
ット加工性及び異方性に影響する条件であり、圧延率が
３０％未満では曲げ性、リベット性及び異方性に対し好
ましいものの、必要な強度が得られない。

また、強度向上には圧延率の増大が有効なものの、圧延
率が７０％を超えると強度が高すぎることによる曲げ性
、リベット加工性の低下を招くと共に異方性が大きくな
る。したがって、中間焼鈍後の冷間圧延率は３０〜７０
％の範囲とする。

（実施例）次に本発明の実施例を示す。

矢−施−例」− 第１表に示す化学成分を有するへΩ合金の鋳塊に均質化
熱処理として５００℃の温度で３時間保持の処理を施し
、その後熱間圧延にて板厚４ｍｍとした。

次いで、冷間圧延により、１４ｑ１は１．２５ｍｍ、Ｈ
ａ　２−１は０．５５ｍｍ、Ｎｎ３は０．５５ｍｍ、Ｎ
ａ４１は０．３３ｍｍ、Ｎａ４−２は１．２５ｍｍとし
た。また、Ｎα２−２は中間焼鈍前圧延率が５０％とな
るよう、板厚１．１ｍｍで一旦軟質化処理した後、更に
冷間圧延にて０．５５ｍｍとした。

その後、ＣＡＬ焼鈍（加熱冷却速度７００℃／分、到達
温度４５０℃、保持時間２秒）を施し、更に冷間圧延に
て製品厚さ０．２５ｍｍとした。ここで、中間焼鈍時の
板厚が異なるのは強度を一定にするために調整したもの
であり、それぞれの中間焼鈍前圧延率及び中間焼鈍前圧
延率を第２表に示す。なお、Ｎｏ　４−２は製品厚に冷
間圧延した後、２７０″Ｃ，Ｘ２時間の仕上焼鈍を行な
った。

また、エンド材は塗装後成形加工されるため、２００　
’ＣＸ　２０分のベーキング処理を行ない、塗装した場
合と同じ条件とした。

製品板厚０．２５ｍｍのもののベーキング処理後の材料
特性（機械的性質、曲げ性、リベット張り出し高さ及び
結晶粒度）を第３表に示す。

なお、曲げ性は、Ｏ°力方向ＲＤに直角方向）及び１８
０°方向（ＲＤ力方向にそれぞれ１８０°密着曲げ試験
（第１図参照）を実施し、曲げ部のクラック発生程度に
応して判定し、◎（優）→Ｏ→△→×（劣）にて評価し
た。また、リベット張り出し高さは、第２図に示すよう
に、第３］二程目の限界張り出し高さｈ３（＋＋＋ＩＩ
＋）を求めて評価した。結晶粒度は中１７１１焼鈍後に
」ｑ定した。

第３表より、以下の如く考察される。

本発明例のＮｎ　２−１、Ｎａ　３は結晶粒度が小さく
、曲げ性及びリベット張り出し性に優れている。また適
切な高強度が得られている。

しかし、比較例＆４．−１は、前記本発明例と同様に結
晶粒度が小さく、曲げ性及びリベット張り出し性に優れ
るものの、中間焼鈍時の板厚が薄く、ＣＡ　Ｌ　＃を鈍
の場合は通板性に問題を生じ、更に、中間焼鈍がバッチ
式の場合においては、表面性状に問題を生じ、実用上問
題がある。

比較例Ｎｕ　］は従来材（ＡＡ５０５２）であり、曲げ
性及びリベット張り出し性ともに劣り、比較例Ｎａ　２
−２は結晶粒度が大きく、曲げ性及びリベット張り出し
性が劣っている。また、比較例Ｎ０４−２はＡＡ５０８
２であって仕上焼鈍を施した例であり、曲げ性及びリベ
ット張出し性が劣ると共に、異方性が大きい。

【以下余白）去１１粗λ 実施例１で第１表の１Ｊａ２及びＮａ　３に示した化学
成分（本発明範囲内）を有するＡｌ合金の熱間圧延板に
ついて、冷間圧延にて１．００ｍｍ（Ａ）、０．５６　
ｍｍ＋（Ｂ　）及び０．３３ｍｍ（Ｃ）とした後、ＣＡ
、　Ｌ焼鈍（条件：実施例１と同じ）を施し、その後冷
間圧延にて製品厚さ０．２５ｍｎ＋とした。上記Ａ、Ｂ
及びＣのそれぞれの中間焼鈍前の冷延率は７５％、８６
％、９２％であり、中間焼鈍後の冷延率は７５％、５５
％、２４％である。

また、エンド材は塗装後成形加工されるため、実施例１
と同様、２００℃Ｘ２０分のベーキング処理を行ない、
塗装した場合と同じ条件とした。

製品板厚０．２５ｍｍのもののベーキング処理後の材料
特性（機械的性質１曲げ性、リベット張り出し高さ及び
結晶粒度）を第４表に示す。なお、各特性の評価方法は
実施例１の場合と同様である。

第４表中、Ｎα２−Ｂ及びＮａ　３−Ｂはそれぞれ実施
例１のＮｎ　２−１、Ｎα３の結果であり、いずれも曲
げ性及びリベット張出し性に優れ、強度が適切である。

しかし、比較例Ｎａ　２−　Ａ及びＮ１１３−Ａは強度
が高すぎることによる加工性の低下を招き、Ｎα２−Ｃ
及びＮα３−Ｃは強度が低く、レトルト処理時の内圧に
耐えられない場合があり、実用」二問題がある。

（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、果汁、コーヒー
缶等の非炭酸缶用エンド材において、曲げ性及びリベッ
ト加工性を向上させることができるので、現有材におい
て問題とされる曲げ変形時の割れを極力小さくし、リベ
ット張り出し性を向上させ、更には適切な強度かえられ
るので、高強度薄肉化においても本発明材を用いること
により充分に対応できるものである。また、製造面（安
定性、コスト）でも優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ１８０°密着曲げ試験
の要領を説明する図で、（ａ）はＲＤ力方向直角に曲げ
た場合、（ｂ）はＲＤ力方向曲げた場合を示し、第２図（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ第１〜第３工程からな
るリベット張り出し加工後の張り出し高さを示す説明図
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

【特許請求の範囲】

（１）重量％で（以下同じ）、Ｍｇ：３．０〜４．０％
を必須成分として含み、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曲げ性及びリベット加工性に
優れた非炭酸缶エンド用Ａｌ合金板。
（２）Ｍｇ：３．０〜４．０％を必須成分として含み、
更にＳｉ≦０．３０％、Ｆｅ≦０．４０％、Ｃｕ≦０．
２０％、Ｍｎ≦０．５０％、Ｃｒ≦０．２５％、Ｚｎ≦
０．３０％、Ｚｒ≦０．１５％及びＴｉ≦０．２０％の
うちの１種又は２種以上を含み、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曲げ性及びリベット
加工性に優れた非炭酸缶エンド用Ａｌ合金板。
（３）請求項１又は２に記載の化学成分を有するＡｌ合
金の鋳塊を均質化熱処理した後、熱間圧延を行ない、更
に８０％以上で冷間圧延した後、中間焼鈍を行なって、
その圧延板表面から見た結晶粒度を１５μｍ以下にし、
更に該中間焼鈍後、圧延率が３０〜７０％で冷間圧延す
ることを特徴とする曲げ性及びリベット加工性に優れた
非炭酸缶エンド用Ａｌ合金板の製造方法。