JPH04107237A - 耐食性に優れたキャンエンド用Ａｌ合金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、ビール及び炭酸飲料用などの缶蓋のＡｎＱ金
板に係り、更に詳しくは、この種の用途に適する耐食性
、特に耐応力腐食割れ性に優れた陽圧（内圧）缶用Ａｎ
合全合板びその製造方法に関するものである。 （従来の技術） 従来より、ビール及び炭酸飲料等の陽圧缶の蓋材として
番よ、ＡＡ５１８２或いはＡＡ５０８２が用いられてい
る。 これらのＡｎ合全合板材、塗装処理が行われて後にワッ
クスが塗布され、蓋として加工される。 ところで、Ａｎ合合板の塗装方法としては、シート状で
塗装する方法とコイルを連続塗装する方法がある。 前者の場合、圧延上がりの板をそのまま塗装すると、塗
装時の熱影響による加工歪の緩和（板そり）が生じ、板
の保持部と材料が接触し、塗装欠陥が発生する場合があ
る。このため、シート塗装の場合は予め加工歪を除去す
ることを目的として１００〜２００℃の温度で歪み取り
焼鈍が実施されている。 （発明が解決しようとする課題） ところで、前述の如〈従来の製造工程で製造されたシー
ト塗装用材料は、耐食性に問題を生じる。 すなわち、加工歪みの除去を目的として１００〜２００
℃の温度で熱処理（歪み取り焼鈍）した場合、従来の５
１８２及び５０８２材はＭｇを多く含有するため、上記
熱処理時にＭｇ原子が格子欠陥の多い結晶粒界に集り、
その部位にβ相（ＭｇｚＡｎ、）が優先的に析出する。 このβ相は母材であるＡｎに比べて電位が卑なため腐食
環境に曝されると優先的に溶解し、粒界腐食、或いは応
力が負荷されている場合には応力腐食割れが生じる。 このような材料を飲料缶の蓋材として用いた場合、缶内
圧による引張り応力と腐食環境が重なった場合、応力腐
食割れによる内容物の漏れが生じる。 なお、飲料用缶蓋は、近年、薄肉高強度化によるコスト
ダウンが進められており、上記問題は今後更に重要とな
る。 このため、加工歪みの除去法として、β相を析出させな
い状態で加工歪みを除去する熱処理、すなわち、連続焼
鈍炉による高温短時間の熱処理が考えられるが、この場
合は、製品板厚が薄いために、設備能力上の規制を受け
ると共に、製品強度にバラツキが生じ易い等の問題を生
じ、また製品のコストアップにもつながる。 一方、２００℃を超える温度で熱処理する方法によれば
、結晶粒内へもβ相が析出し、結晶粒内と粒界の電位差
が小さくなり、若干の改善効果は認められるものの、未
だ不充分である。なお、２００℃を超える熱処理の場合
、圧延油の焼付き防止のために材料の洗浄工程が必要と
なり、コストアップとなる。 上述のように、素材の状態で粒界腐食或いは応力腐食割
れの生じない材料が要求されているのが実情である。 本発明は、かへる要請に応えるにくなされたものであっ
て、ビール及び炭酸飲料用などの缶蓋のＡｎ合金板にお
いて、耐食性、特に耐応力腐食割れ性に優れたＡｌ合金
板を提供し、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、現行材と同等
の強度を有し且つ高耐食性のキャンエンド材を開発すべ
く鋭意研究を重ねた。 その結果、粒界腐食或いは応力耐食割れはＭｇ添加量に
大きく影響を受け、実用上４．０％以下であれば殆ど問
題がないことが判明した。 しかし、Ｍｇ添加量の低下に伴って材料強度も低下する
が、これに対しては耐食性を低下させずに強度を上昇さ
せる元素としてＭｎが最も優れることを見出した。この
場合、Ｍｎ添加量が多くなると金属間化合物が多数形成
され、また強度が高すぎることによる加工割れを招くた
め、適度にコントロールする必要があることが判明した
。 これらの知見に基づき更に実験研究を重ね、ここに本発
明をなしたものである。 すなわち、本発明は、Ｍｇ：２．Ｏ〜４．０％及びＭｎ
：０．５−１．２％を含み、且つ ３．０％≦Ｍｇ　＋Ｍｎ≦５．０％ Ｆｅ十Ｍｎ≦１．５％ を満足し、必要に応じて、更に、Ｃｕ≦０．６％、Ｃｒ
≦０．３％及びＺｎ≦０．５％のうちの少なくとも１種
を含み、残部がＡｎ及び不純物からなり、冷延板の板表
面における晶出物面積占有率が１゜５％以下であること
を特徴とする耐食性に優れたキャンエンド用Ａｎ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Ａｎ合金
鋳塊を均熱化処理した後、熱間圧延し、その後圧延率５
０％以上で冷間圧延を行い、更に中間焼鈍後、５０〜８
０％で冷間圧延し、冷延板の板表面における晶出物面積
占有率が１．５％以下のものを得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。 （作用） 先ず、本発明におけるＡｎ金合金化学成分の限定理由に
ついて説明する。 Ｍｇは強度を付与する重要な元素であり、少なくとも２
．０％以上を添加しない強度が低く、エンド材として使
用できない。一方、４．０％を超えると高強度材が得ら
れるものの、耐食性が著しく低下するため、Ｍｇの添加
量は２．０〜４．０％の範囲とする。 Ｍｎも強度を付与する重要な元素であり、少なくとも０
．５％以上を添加しないとエンド材としての強度が得ら
れない。一方、１．２％を超えると、金属間化合物生成
の増加に伴い加工割れが生じ易くなる。したがって、Ｍ
ｎの添加量は０．５〜１．２％の範囲とする。 但し、ＭｇとＭｎの合計量（Ｍｇ＋Ｍｎ）は強度及び成
形性に大きな影響を及ぼし、Ｍ　ｇ　＋　Ｍ　ｎ量が３
゜０％未満ではエンド材として必要な強度が得られない
。一方、Ｍ　ｇ　＋　Ｍ　ｎ量が５．０％を超えると高
強度化には有効であるものの、成形性が著しく低下する
。したがって、３．０％≦Ｍｇ＋Ｍｎ≦５．０％の関係
を満たす必要がある。 また、ＦｅとＭｎの合計量（Ｆｅ＋Ｍｎ）も成形性に大
きな影響を及ぼし、Ｆｅ＋Ｍｎ量が１．５％を超えると
、巨大晶出物の生成により成形性が著しく低下する。し
たがって、Ｆｅ＋Ｍｎ≦１．５％の関係を満たす必要が
ある。 なお、必要に応じて、Ｃｕ、Ｃｒ及びＺｎの少なくとも
１種を適量にて添加することができる。 Ｃｕは、強度向上に有効な元素であるものの、０．６％
を超えると耐食性が低下（全面腐食）するため、その添
加量は０．６％以下とする。 Ｃｒは、Ｃｕと同様、強度向上に有効であると共に、組
織安定化にも有効であるが、０．３％を超えると巨大晶
出物が生成し、加工割れの原因となるため、その添加量
は０．３％以下とする。 Ｚｎは、晶出物の微細化に有効な元素であるが、０．５
％を超えると耐食性が低下（全面腐食）するため、その
添加量は０．５％以下とする。 次に本発明の製造法について説明する。 上記化学成分を有するＡｎ金合金鋳塊は、常法により均
熱化処理を施した後、熱間圧延し、中間焼鈍を含む冷間
圧延を行う。 但し、中間焼鈍前の冷間圧延率は、結晶粒及び成形性に
影響を及ぼし、５０％未満では後の中間焼鈍時の結晶粒
が大きくなり、成形性の低下を招くため、中間焼鈍前の
冷間圧延率は５０％以上とする必要がある。 なお、中間焼鈍方法は特に規定しないが、完全再結晶粒
が得られることが必須であり、結晶粒の観点からすれば
、連続焼鈍（ＣＡＬ）の使用が好ましい。 また、中間焼鈍後の冷間圧延率は、強度及び成形性に影
響を及ぼし、５０％未満ではエンド材としての必要な強
度が得られない。一方、８０％を超えると高強度化には
有効であるものの、強度が高すぎることによる加工割れ
を招くと共に、素材の異方性が大きくなるので好ましく
ない。したがって、中間焼鈍後の冷間加工率は５０〜８
０％の範囲とする。 また、最終製品厚において板表面における晶出物分布は
、成形性及び開缶時の引き裂き性に影響を及ぼし、晶出
物の面積占有率が１．５％を超えると、引き裂き荷重が
低下し、開缶性に優れるものの、成形性が著しく低下す
るため、晶出物面積占有率は１．５％以下である必要が
ある。 なお、本発明材はシート塗装、コイル連続塗装のいずれ
も適用でき、シート塗装では歪み取り焼鈍を必要としな
い。 （実施例） 以下に本発明の実施例を示す。 大嵐叢圭 第１表に示す化学成分を有するＡｎ合金鋳塊にに、均熱
化処理として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１．Ｏ＋ａｍとした。その後、
ＣＡＬ焼鈍（加熱冷却速度７００℃／ｗｉｎ、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０．３麺肩とした。 また、エンド材は塗装後成形加工されるため、２００″
Ｃｘ２０分のベーキング処理を行い、塗装した場合と同
じ条件とした。 製品厚０．３■鵬のベーキング処理後の機械的性質、成
形性（リベット加工性）、耐食性の評価結果を第２表に
示す。また、晶出物面積占有率も併記する。 なお、リベット加工性は、第１図に示す加工性を用い、
限界張出し高さにて評価した。耐食性は、第２図に示す
Ｕ−Ｂｅｎｄ通電法にて応力腐食割れの割れ寿命にて評
価した。晶出物面積占有率は、表面研磨後、ＳＥＭＩｔ
察による画像処理にて求めた。 第２表において、比較材ＮＱＩは、Ｍｇ量が少ないので
エンド材としての強度が得られず、またＭｇ量が少ない
ためにリベット加工性の低下が生じている。 本発明材のＮα２及び＆３は強度、リベット加工性、耐
食性とも良好である。 比較材Ｎａ　４は、Ｍｎ量が少ないのでエンド材として
の強度が得られず、実用上問題がある。 本発明材Ｎｃ５は強度、リベット加工性、耐食性とも優
れている。 比較材＆６は、晶出物面積占有率が本発明範囲より大き
いのでリベット加工性の著しい低下を招いている。 本発明材Ｎ１１１７は強度、リベット加工性、耐食性と
も優れている６ 従来材のＮα８及びに９は耐食性に問題がある。

【以下余白］ ス１１」里 実施例１の第１表中の）＆１５の化学成分（本発明範囲
内）を有する熱延板について、第３表に示す圧延率条件
にて冷間圧延を行った。 なお、中間焼鈍は実施例１の場合と同じ条件とし、また
最終板厚も実施例１の場合と同一とした。 更に、エンド材は塗装後成形加工されるため、２００’
ＣＸ２０分のベーキング処理を行い、塗装した場合と同
じ条件とした。 製品厚０．３ｍｍのベーキング処理後の機械的性質、成
形性（リベット加工性）、耐食性の評価結果を第３表に
示す。また、異方性、晶出物面積占有率も併記する。 なお、リベット加工性及び耐食性の評価要領並びに晶出
物面積占有率の測定法は実施例１の場合と同様であり、
異方性は４０％絞りカップにて次式で求めた絞り率（％
）で評価した。 間焼鈍前圧延率が少ないため、結晶粒粗大化によるリベ
ット加工性の低下が生じ、エンド材として使用できない
。 比較材魔３は、中間焼鈍後の圧延率が少ないため、エン
ド材としての強度が得られず、使用できない。 本発明材のＮα４及びＮα５は強度、リベット加工性、
耐食性とも良好であり、また異方性も良好である。 比較材翫６は、中間焼鈍後の圧延率が大きく、高強度が
得られているものの、リベット加工性の低下及び異方性
の増大により実用上問題がある。 比較材Ｎａ　７は、比較材Ｎα３と同様、中間焼鈍後の
圧延率が少なく、リベット加工性は最も優れているもの
の、エンド材としての強度が得られていない。 Ｎ１１８及びＮａ　９の本発明材は強度、リベット加工
性、耐食性、異方性とも良好である。 【以下余白】 第３表において、比較材のＮｃ　１及び＆２は、中（発
明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、ビール及び炭酸
飲料缶用のエンド材において、耐応力腐食割れ性の向上
に大きく寄与し、また適度な強度が得られるので、薄肉
高強度化においても本発明材を用いることにより充分対
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）、　（Ｃ）はリベット加工性を評
価する加工法を説明する図で、（ａ）は第１段目、（ｂ
）は第２段目、（ｃ）は第３段目を示し、第２図はＵ−
Ｂｅｎｄ通電法の要領を説明する図である。 （Ｑ） ？ｓｔ 特許出願人　　株式会社神戸製鋼所 代理人弁理士　中　　村　　　尚 （ｂ） ２引ｄ （Ｃ） ｒｄ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で（以下、同じ）、Ｍｇ：２．０〜４．０
   ％及びＭｎ：０．５〜１．２％を含み、且つ３．０％≦
   Ｍｇ＋Ｍｎ≦５．０％ Ｆｅ＋Ｍｎ≦１．５％ を満足し、残部がＡｎ及び不純物からなり、冷延板の板
   表面における晶出物面積占有率が１．５％以下であるこ
   とを特徴とする耐食性に優れたキャンエンド用Ａｌ合金
   板。
2. （２）更に、Ｃｕ≦０．６％、Ｃｒ≦０．３％及びＺｎ
   ≦０．５％のうちの少なくとも１種を含む請求項１に記
   載のＡｌ合金板。
3. （３）請求項１又は２に記載の化学成分を有するＡｌ合
   金鋳塊を均熱化処理した後、熱間圧延し、その後圧延率
   ５０％以上で冷間圧延を行い、更に中間焼鈍後、５０〜
   ８０％で冷間圧延し、冷延板の板表面における晶出物面
   積占有率が１．５％以下のものを得ることを特徴とする
   耐食性に優れたキャンエンド用Ａｌ合金板の製造方法。