JPH03215646A - 缶底成形性に優れるアルミ缶体材 - Google Patents
缶底成形性に優れるアルミ缶体材Info
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- JPH03215646A JPH03215646A JP1124590A JP1124590A JPH03215646A JP H03215646 A JPH03215646 A JP H03215646A JP 1124590 A JP1124590 A JP 1124590A JP 1124590 A JP1124590 A JP 1124590A JP H03215646 A JPH03215646 A JP H03215646A
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Landscapes
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
（産業上の利用分野）
本発明は缶装用アルミ缶体材に係り、より詳細には、再
絞り加工又はしごき加工後に缶底成形工程を含む２ピー
ス缶用に好適なアルミ缶体材に関する。 （従来の技術） アルミニウム材料は軽量性，耐食性，成形性等に優れて
いることから、飲料缶、食品缶等の包装容器用材料とし
て多用されている。 アルミニウム缶としては２ピース缶、３ピース缶などが
あるが、例えば、２ピース缶は、一般に、アルミニウム
素材のコイルからブランクを打ち抜き、これに絞り加工
→再絞り加工又はしごき加工→ドーミング→トリミング
→洗浄（しごき加工時のみ）→外面印刷→焼付→内面印
刷及び焼付（しごき加工時のみ）→ネッキング加工→フ
ランジ加工→検缶→バレタイザーの工程が採用され、製
造されている。 （発明が解決しようとする課題） これらの工程のうち、絞り加工でカップ状に成形し、続
く再絞り加工又はしごき加工で壁引き伸ばしが行なわれ
、続くドーミング工程で缶底成形が行われる。缶底形状
は、近年、エンドの小径化及びスタック性の改善から、
第１図（ａ）→（ｄ）に示すように、大きな径で底部が
広いＡボトム→ＣＶボトム→ＣＶＮボトムのように変化
し、ＣＶＮボトムにより缶径の小径化を図ると共に底部
突起を大きくしスタッカブルな底部とする形状になって
きている。 ところで、このようなＣＶＮボトム（スタッヵプルタイ
プ）は板厚の薄肉化と共に採用されてきているが、ドー
ミング時に缶底にしわが入り易く（第２図参照）、外観
上の美観を損ねたり、またスタック性が悪くなるという
問題がある。すなわち、缶底成形（ドーミング）はしご
き加工（又は再絞り加工）後に行われ、第３図に示す如
く素材２にパンチ３を挿入しドーミングダイ４によって
行われるが、一般的にはしごき加工（再絞り加工）時の
しわ押え力が弱い場合に発生し易い。 本発明は上記従来技術の欠点を解消し，缶底成形時にし
わの発生がない優れた缶底成形性を有するアルミ缶体材
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、本発明者は缶底成形時にしわ
が発生する原因を究明するべく研究を行なったところ、
ＣＶＮボトムについての缶底しわは再絞り又はしごき加
工時のメタルフローに起因して発生するもので、しわ押
え力が十分でないことに起因することから、第４図に示
す如く、パンチ３の先端コーナーに接触する素材２にお
いて、缶底肩部の内面長さＡ’ Ｂ’ と外面長さＡＢ
の関係がＡＢ＞Ａ’ Ｂ’となることを抑制し得る方策
について鋭意研究を重ねた。 その結果、加工性の優れたアルミニウム材料においてし
ごき加工又は再絞り加工時にしわ押え力がかかり易い条
件として、耐力並びに表面粗度を併せて制御することに
より、可能であることを見い出したものである。 すなわち、本発明に係る缶底成形性に優れるアルミ缶体
材は、Ｍｎ：０．８〜ｌ，８％、Ｍｇ：０．８−２．０
％、Ｃｕ：０．０５’０１３３０．３５％、Ｆｅ：０．
２５〜１．０％及びＳｉ：０．０ ５〜０．５ ０％を
含み、残部がＡＱ及び不可避的不純物からなり、圧延後
焼鈍されたときの耐力が２５〜２８ｋｇｆ／＋ｏｍ２で
、素材表面粗度Ｒａが０．３ ０−０．７０μｍである
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。 まず、アルミ缶体材の化学成分については、絞り加工を
考慮すると５加工性の優れた素材としてＡＱ−Ｍｎ−Ｍ
ｇ−Ｃｕ−Ｆｅ−Ｓｉ系とすることが必要である。本合
金系は３００４、３１０４に準ずる合金であり、具体的
には、缶体としての材料強度を確保するために、Ｍｎ０
．８〜１．８％、Ｍｇ０．８−２．０％及びＣｕ０．０
５〜０．３５％を含有させ、更には、しごき加工性の向
上のためにＦｅＯ．２５〜４．０％及びＳｉ０．０５〜
０．５０％を含有させる。 次に，ドーミング前の再絞り又はしごき工程は、第４図
に示すように、素材２にパンチ３及びしわ押えリング５
を挿入し、再絞りダイス６により、又はアイアニング工
具７によるアイアニング（１ｓｔ、２ｎｄ、３ｒｄ）に
より壁厚を薄肉化するが、実際の缶底成形性の改善のた
めには、前述の如く、素材２の缶底肩部においてＡＢ＞
Ａ’ Ｂ’ となることを抑制すればよい。本発明にお
いては、そのために、再絞り時によりしわ押えがかかり
易い条件とし、素材強度及び表面粗度を制御するのであ
る。 まず、素材強度については、強度が高ければ高いほど、
再絞り又はしごき時のしわ押えがかかりにくくなるので
、一定の強度以下に制御する必要がある。本発明者の研
究によれば、圧延後に焼鈍されたときの耐力が２ ８
ｋｇｆ／ｍｍ”以下であれば、缶底しわが発生しないこ
とが判明した。 但し、硬質材を使用する場合には、缶の耐圧及び挫屈を
考慮すると、塗装熱処理後もある一定値以上の強度を有
しなければならず、２ ５ ｋｇｆ ／ ｙａｒｎ”以
上の耐力が必要である。 したがって、本発明においては、圧延後に焼鈍されたと
きの耐力が２５〜２ ８ ｋｇｆ ／ ｍｍ２の範囲と
する。なお、この値は圧延後に適当な条件（１００〜２
００℃）で焼鈍を施すことにより調整することができる
。 一方、素材表面粗度も缶底しわの発生に影響を与える因
子であり、その関係は第５図に示すとおりである。しわ
押えは表面粗度（Ｒａ）が大きいほどかかり易く、しご
き性も優れるが、絞り性は劣る傾向にある。したがって
、表面粗度（Ｒａ）が０．３０〜０．７０μ票の範囲で
あれば、しわ押えかがかり易く、しごき性が優れると共
に良好な絞り性が得られるので、缶底しわ防止のために
は最適である。 第６図は種々の表面粗度のもとでの耐カと缶底しわ発生
との関係を示したものであり、表面粗度（Ｒａ）が０．
６０μｍ、Ｑ．３５μｍのときは耐カが２５〜２ ８
ｋｇｆ ／ ｍｍ２の範囲で缶底しわが発生しない。な
お、耐力が２ ５ ｋｇｆ ／ ｎ＋ｍ”よりも低くと
も缶底しわの発生はみられないが、耐圧強度が不足して
実用性に欠ける。一方、表面粗度が０．２０／Ａｌ１の
ときは耐力２ ６ ｋｇｆ ／ ＩＩｌｍ”以下にして
も缶底しゎの発生を完全に防止できないことがわかる。 次に本発明の実施例を示す。 （実施例） ＡＱ−１％Ｍｎ−１．５％Ｍｇ−０．２％Ｃｕ−０，５
０％Ｆｅ−０．２５％Ｓｉ合金を常法により溶解、鋳造
し，均質化処理、熱間圧延した後、冷間圧延により０．
３２０ｍｍ、０．３４０ｍｍ厚にし、次いで焼鈍を施し
た。焼鈍後の耐力値は加熱温度を１ｏＯ〜２００℃の範
囲で変えて調整した。 得られた材料について、耐力を調べると共に表面粗度（
Ｒａ）を測定した。その結果を第１表に示す。 また、得られた材料（コイル）からブランクを打ち抜き
、絞り加工→しどき加工→ドーミングの工程によりＣＶ
Ｎボトムを有するカップを製造し、缶底しわの発生状況
を調べた。その結果を第１表に併記する。 第１表より、焼鈍後の耐力２５〜２ ８ ｋｇｆ ／
ａｍ２、表面粗度（Ｒａ）０．３０〜０．７０μ鳳の双
方を満たす本発明例はいずれも缶底しわの発生が認めら
れなかった。一方、缶底しわが発生しなかった比較例Ｎ
α７は耐圧器用度が低くすぎて実用的でなく、同様に比
較例ＮＩＩＩＯは板厚が厚すぎて薄肉化の要求には不充
分である。また、比較例Ｎｃｉｌ〜Ｎα２、Ｎｎ８〜＆
９は缶底しわが発生している。 なお、再絞り加工により缶底成形した場合にも本発明例
は缶底しわの発生がないことが確認されている。
絞り加工又はしごき加工後に缶底成形工程を含む２ピー
ス缶用に好適なアルミ缶体材に関する。 （従来の技術） アルミニウム材料は軽量性，耐食性，成形性等に優れて
いることから、飲料缶、食品缶等の包装容器用材料とし
て多用されている。 アルミニウム缶としては２ピース缶、３ピース缶などが
あるが、例えば、２ピース缶は、一般に、アルミニウム
素材のコイルからブランクを打ち抜き、これに絞り加工
→再絞り加工又はしごき加工→ドーミング→トリミング
→洗浄（しごき加工時のみ）→外面印刷→焼付→内面印
刷及び焼付（しごき加工時のみ）→ネッキング加工→フ
ランジ加工→検缶→バレタイザーの工程が採用され、製
造されている。 （発明が解決しようとする課題） これらの工程のうち、絞り加工でカップ状に成形し、続
く再絞り加工又はしごき加工で壁引き伸ばしが行なわれ
、続くドーミング工程で缶底成形が行われる。缶底形状
は、近年、エンドの小径化及びスタック性の改善から、
第１図（ａ）→（ｄ）に示すように、大きな径で底部が
広いＡボトム→ＣＶボトム→ＣＶＮボトムのように変化
し、ＣＶＮボトムにより缶径の小径化を図ると共に底部
突起を大きくしスタッカブルな底部とする形状になって
きている。 ところで、このようなＣＶＮボトム（スタッヵプルタイ
プ）は板厚の薄肉化と共に採用されてきているが、ドー
ミング時に缶底にしわが入り易く（第２図参照）、外観
上の美観を損ねたり、またスタック性が悪くなるという
問題がある。すなわち、缶底成形（ドーミング）はしご
き加工（又は再絞り加工）後に行われ、第３図に示す如
く素材２にパンチ３を挿入しドーミングダイ４によって
行われるが、一般的にはしごき加工（再絞り加工）時の
しわ押え力が弱い場合に発生し易い。 本発明は上記従来技術の欠点を解消し，缶底成形時にし
わの発生がない優れた缶底成形性を有するアルミ缶体材
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、本発明者は缶底成形時にしわ
が発生する原因を究明するべく研究を行なったところ、
ＣＶＮボトムについての缶底しわは再絞り又はしごき加
工時のメタルフローに起因して発生するもので、しわ押
え力が十分でないことに起因することから、第４図に示
す如く、パンチ３の先端コーナーに接触する素材２にお
いて、缶底肩部の内面長さＡ’ Ｂ’ と外面長さＡＢ
の関係がＡＢ＞Ａ’ Ｂ’となることを抑制し得る方策
について鋭意研究を重ねた。 その結果、加工性の優れたアルミニウム材料においてし
ごき加工又は再絞り加工時にしわ押え力がかかり易い条
件として、耐力並びに表面粗度を併せて制御することに
より、可能であることを見い出したものである。 すなわち、本発明に係る缶底成形性に優れるアルミ缶体
材は、Ｍｎ：０．８〜ｌ，８％、Ｍｇ：０．８−２．０
％、Ｃｕ：０．０５’０１３３０．３５％、Ｆｅ：０．
２５〜１．０％及びＳｉ：０．０ ５〜０．５ ０％を
含み、残部がＡＱ及び不可避的不純物からなり、圧延後
焼鈍されたときの耐力が２５〜２８ｋｇｆ／＋ｏｍ２で
、素材表面粗度Ｒａが０．３ ０−０．７０μｍである
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。 まず、アルミ缶体材の化学成分については、絞り加工を
考慮すると５加工性の優れた素材としてＡＱ−Ｍｎ−Ｍ
ｇ−Ｃｕ−Ｆｅ−Ｓｉ系とすることが必要である。本合
金系は３００４、３１０４に準ずる合金であり、具体的
には、缶体としての材料強度を確保するために、Ｍｎ０
．８〜１．８％、Ｍｇ０．８−２．０％及びＣｕ０．０
５〜０．３５％を含有させ、更には、しごき加工性の向
上のためにＦｅＯ．２５〜４．０％及びＳｉ０．０５〜
０．５０％を含有させる。 次に，ドーミング前の再絞り又はしごき工程は、第４図
に示すように、素材２にパンチ３及びしわ押えリング５
を挿入し、再絞りダイス６により、又はアイアニング工
具７によるアイアニング（１ｓｔ、２ｎｄ、３ｒｄ）に
より壁厚を薄肉化するが、実際の缶底成形性の改善のた
めには、前述の如く、素材２の缶底肩部においてＡＢ＞
Ａ’ Ｂ’ となることを抑制すればよい。本発明にお
いては、そのために、再絞り時によりしわ押えがかかり
易い条件とし、素材強度及び表面粗度を制御するのであ
る。 まず、素材強度については、強度が高ければ高いほど、
再絞り又はしごき時のしわ押えがかかりにくくなるので
、一定の強度以下に制御する必要がある。本発明者の研
究によれば、圧延後に焼鈍されたときの耐力が２ ８
ｋｇｆ／ｍｍ”以下であれば、缶底しわが発生しないこ
とが判明した。 但し、硬質材を使用する場合には、缶の耐圧及び挫屈を
考慮すると、塗装熱処理後もある一定値以上の強度を有
しなければならず、２ ５ ｋｇｆ ／ ｙａｒｎ”以
上の耐力が必要である。 したがって、本発明においては、圧延後に焼鈍されたと
きの耐力が２５〜２ ８ ｋｇｆ ／ ｍｍ２の範囲と
する。なお、この値は圧延後に適当な条件（１００〜２
００℃）で焼鈍を施すことにより調整することができる
。 一方、素材表面粗度も缶底しわの発生に影響を与える因
子であり、その関係は第５図に示すとおりである。しわ
押えは表面粗度（Ｒａ）が大きいほどかかり易く、しご
き性も優れるが、絞り性は劣る傾向にある。したがって
、表面粗度（Ｒａ）が０．３０〜０．７０μ票の範囲で
あれば、しわ押えかがかり易く、しごき性が優れると共
に良好な絞り性が得られるので、缶底しわ防止のために
は最適である。 第６図は種々の表面粗度のもとでの耐カと缶底しわ発生
との関係を示したものであり、表面粗度（Ｒａ）が０．
６０μｍ、Ｑ．３５μｍのときは耐カが２５〜２ ８
ｋｇｆ ／ ｍｍ２の範囲で缶底しわが発生しない。な
お、耐力が２ ５ ｋｇｆ ／ ｎ＋ｍ”よりも低くと
も缶底しわの発生はみられないが、耐圧強度が不足して
実用性に欠ける。一方、表面粗度が０．２０／Ａｌ１の
ときは耐力２ ６ ｋｇｆ ／ ＩＩｌｍ”以下にして
も缶底しゎの発生を完全に防止できないことがわかる。 次に本発明の実施例を示す。 （実施例） ＡＱ−１％Ｍｎ−１．５％Ｍｇ−０．２％Ｃｕ−０，５
０％Ｆｅ−０．２５％Ｓｉ合金を常法により溶解、鋳造
し，均質化処理、熱間圧延した後、冷間圧延により０．
３２０ｍｍ、０．３４０ｍｍ厚にし、次いで焼鈍を施し
た。焼鈍後の耐力値は加熱温度を１ｏＯ〜２００℃の範
囲で変えて調整した。 得られた材料について、耐力を調べると共に表面粗度（
Ｒａ）を測定した。その結果を第１表に示す。 また、得られた材料（コイル）からブランクを打ち抜き
、絞り加工→しどき加工→ドーミングの工程によりＣＶ
Ｎボトムを有するカップを製造し、缶底しわの発生状況
を調べた。その結果を第１表に併記する。 第１表より、焼鈍後の耐力２５〜２ ８ ｋｇｆ ／
ａｍ２、表面粗度（Ｒａ）０．３０〜０．７０μ鳳の双
方を満たす本発明例はいずれも缶底しわの発生が認めら
れなかった。一方、缶底しわが発生しなかった比較例Ｎ
α７は耐圧器用度が低くすぎて実用的でなく、同様に比
較例ＮＩＩＩＯは板厚が厚すぎて薄肉化の要求には不充
分である。また、比較例Ｎｃｉｌ〜Ｎα２、Ｎｎ８〜＆
９は缶底しわが発生している。 なお、再絞り加工により缶底成形した場合にも本発明例
は缶底しわの発生がないことが確認されている。
（発明の効果）
以上詳述したように、本発明によれば、アルミ缶材とし
て成形性の優れるＡ Ｑ − Ｍｎ − Ｍｇ − Ｃ
ｕ−Ｆｅ−Ｓｉ系合金を用い、圧延後に焼鈍されたとき
の強度（耐力）並びに素材表面粗度を制御するので、缶
底成形性に優れたアルミ缶体材を提供することができる
。したがって、缶底成形時に缶底しわの発生を防止でき
、特にエンド小径化及び薄肉化によるＣＶＮボトム形状
（スタッカプルタイプ）の採用によっても缶底しわがな
く、商品美観が優れ、スタック性も改善されたアルミ缶
を製造できる。
て成形性の優れるＡ Ｑ − Ｍｎ − Ｍｇ − Ｃ
ｕ−Ｆｅ−Ｓｉ系合金を用い、圧延後に焼鈍されたとき
の強度（耐力）並びに素材表面粗度を制御するので、缶
底成形性に優れたアルミ缶体材を提供することができる
。したがって、缶底成形時に缶底しわの発生を防止でき
、特にエンド小径化及び薄肉化によるＣＶＮボトム形状
（スタッカプルタイプ）の採用によっても缶底しわがな
く、商品美観が優れ、スタック性も改善されたアルミ缶
を製造できる。
第１−図は缶径（ｍｍ）と缶底形状を示す断面図で、（
ａ）はＡボトム、（ｂ）はＣボトム、（Ｃ）はＣＶＮボ
トム（トリプルネック）、（ｄ）はＣＶＮボトム（スピ
ンネック）の場合を示し、 第２図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ缶底しわの発生状況を
示す図で、（ａ）は大きいしわの場合、（ｂ）は小さい
しわの場合であり、 第３図はドーミングダイによる缶底成形を説明する図、 第４図はしわ押えリングを用いて再絞り加工又はしごき
加工する状況を説明する図、 第５図はしわ押え性、しごき加工性及び絞り加工性に及
ぼす表面粗度（Ｒａ）の関係を示す図、第６図は種々の
素材表面粗度における素材強度（耐力）と缶底しわの関
係を示す図である。 １・・缶底しわ、２・・・素材，３・・・パンチ、４・
・・ドーミングダイ、５・・しわ押えリング、６・・・
再絞りダイス、７・・・アイアニング工具。
ａ）はＡボトム、（ｂ）はＣボトム、（Ｃ）はＣＶＮボ
トム（トリプルネック）、（ｄ）はＣＶＮボトム（スピ
ンネック）の場合を示し、 第２図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ缶底しわの発生状況を
示す図で、（ａ）は大きいしわの場合、（ｂ）は小さい
しわの場合であり、 第３図はドーミングダイによる缶底成形を説明する図、 第４図はしわ押えリングを用いて再絞り加工又はしごき
加工する状況を説明する図、 第５図はしわ押え性、しごき加工性及び絞り加工性に及
ぼす表面粗度（Ｒａ）の関係を示す図、第６図は種々の
素材表面粗度における素材強度（耐力）と缶底しわの関
係を示す図である。 １・・缶底しわ、２・・・素材，３・・・パンチ、４・
・・ドーミングダイ、５・・しわ押えリング、６・・・
再絞りダイス、７・・・アイアニング工具。
Claims (1)
- （１）重量％で（以下、同じ）、Ｍｎ：０．８〜１．８
％、Ｍｇ：０．８〜２．０％、Ｃｕ：０．０５〜０．３
５、Ｆｅ：０．２５〜１．０％及びＳｉ：０．０５〜０
．５０％を含み、残部がＡｌ及び不可避的不純物からな
り、圧延後焼鈍されたときの耐力が２５〜２８ｋｇｆ／
ｍｍ＾２で、素材表面粗度Ｒａが０．３０〜０．７０μ
ｍであることを特徴とする缶底成形性に優れるアルミ缶
体材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1124590A JPH03215646A (ja) | 1990-01-20 | 1990-01-20 | 缶底成形性に優れるアルミ缶体材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1124590A JPH03215646A (ja) | 1990-01-20 | 1990-01-20 | 缶底成形性に優れるアルミ缶体材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03215646A true JPH03215646A (ja) | 1991-09-20 |
Family
ID=11772558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1124590A Pending JPH03215646A (ja) | 1990-01-20 | 1990-01-20 | 缶底成形性に優れるアルミ缶体材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03215646A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004094679A1 (en) * | 2003-04-24 | 2004-11-04 | Alcan International Limited | Alloys from recycled aluminum scrap containing high levels of iron and silicon |
| US20220290281A1 (en) * | 2021-03-09 | 2022-09-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing aluminum alloy forged material |
-
1990
- 1990-01-20 JP JP1124590A patent/JPH03215646A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004094679A1 (en) * | 2003-04-24 | 2004-11-04 | Alcan International Limited | Alloys from recycled aluminum scrap containing high levels of iron and silicon |
| US20220290281A1 (en) * | 2021-03-09 | 2022-09-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing aluminum alloy forged material |
| US12018355B2 (en) * | 2021-03-09 | 2024-06-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing aluminum alloy forged material |
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