JPH0472044A - 高強度且つ低方向性を有する包装容器用アルミニウム合金の製造方法 - Google Patents

高強度且つ低方向性を有する包装容器用アルミニウム合金の製造方法

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JPH0472044A
JPH0472044A JP18492990A JP18492990A JPH0472044A JP H0472044 A JPH0472044 A JP H0472044A JP 18492990 A JP18492990 A JP 18492990A JP 18492990 A JP18492990 A JP 18492990A JP H0472044 A JPH0472044 A JP H0472044A
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JP
Japan
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aluminum alloy
less
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cold rolling
high strength
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JP18492990A
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Takehiko Eto
武比古 江藤
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野) 本発明は、包装容器用アルミニウム合金の製造に係り、
主としてD I (Drawn &  I roned
)缶に適する扱き加工用アルミニウム合金板材の製造方
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)ビール、炭酸
飲料等の飲料缶或いは食缶等に用いられるアルミニウム
缶は、DI加加工−はDRD(Drawn & Red
rawn)加工の何れかによって作られており、前者の
加工方式により得られたものをDI缶、後者の加工方式
により得られたものをDRD缶と称されている。 DI缶は、通常、缶底厚さ0.30−0.35m+aの
缶であり、これを製造する代表的工程としては、素材→
絞り加工(通常2回)→扱き加工(通常3回)→内面塗
装→外面塗装→ネッキング→フランジングからなる工程
である。この際、素材のアルミニウム合金板材としては
、以下の■〜■の特性を備えていることが特に重要であ
る。 ■必要な缶底強度を得るための素材強度。 ■扱き加工時に金型との耐焼付き性に優れること。すな
わち、素材自体が自己潤滑作用を有していること。 ■DI加工後の耳の発生が小さいこと。すなわち、方向
性が小さいこと。 ■エンドとの巻き締め部のフランジ加工性に優れること
。 前記■については、缶強度(=耐圧)Pは下記の(1)
式で表わされる。 P=にσt1・2   ・・・・・・(1)(ここで、
σ:素材強度(耐力)、t:板厚、k:缶底の形状で決
定される形状係数)したがって1缶の耐圧を上げるには
次の3つの方法が存在することになる。 ■強度の高い素材を使用する。 ■耐圧の高い缶底形状を開発する。 ■素材の板厚を厚くする。 そして、最近では素材の薄肉化の要求が強くなり、高耐
圧缶底形状の開発や素材強度の開発が強く要望されてき
た。 この点、従来よりアルミニウム缶ボディーとして使用さ
れている3004合金材(An−1,2Mn −1、1
Mg)(標準耐力24〜26 kgf/m112)につ
いても、特許第1519469号(特公昭61−746
5号)「キャンボディ用焼付硬化型アルミニウム合金硬
質板及びその製造法」にみられるように、3004系合
金のような非熱処理型合金に対して析出強化の考え方を
導入した高強度材(耐力28〜29 kg/am”)が
開発され、薄肉化材として広く用いられている。 しかし、将来的にも、更なる薄肉化の要求が国外・国内
ともにあり、従来の概念を打破する超高強度材の開発が
必要になった。 本発明は、かNる要請に応えるべくなされたものであっ
て、高強度を有し、DI缶として必要な上記用件を満た
し得る高強度且つ低方向を有する包装容器用アルミニウ
ム合金を製造す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) 上記目的を達成するため、本発明者らはアルミニウム合
金の成分組成、製造条件等につき鋭意研究を重ねた結果
、主要合金元素としてMn、Mg、Cuの添加量の検討
に基づき化学成分を調整すると共に、均質化熱処理、熱
間圧延、冷間圧延、中間焼鈍の各条件の適正化により、
高強度且つ低耳率を有するキャンボディ用材が得られる
ことを見い呂したものである。 すなわち、本発明は、Mn:0.5〜1.5%、Mg:
0.5〜3%及びCu:0.5〜3%を必須成分として
含有し、更にFe:0.7%以下、Si:0.6%以下
、Zn:0.4%以下、Cr:0.3%以下及びTi:
0.05%以下のうちの1種又は2種以上を含有し、残
部がAn及び不純物からなるアルミニウム合金鋳塊に5
00〜600℃で均熱化熱処理を施し、270〜600
℃で熱間圧延を行った後、350〜550℃の中間焼鈍
と冷延率30〜70%の冷間圧延を組み合わせて施すこ
とを特徴とする高強度且つ低方向性を有する包装容器用
アルミニウム合金の製造方法を要旨とするものである。 以下1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。 Mn: Mnは固溶体強化による強度の付与とAnとの金属間化
合物(Mn、 F e) A Q 、を形成し、微細粒
組織の付与並びに扱き加工時に上記金属間化合物による
金型の清浄効果による焼付き防止作用を付与するための
最重要元素である。しかし、0.5%未満では十分な強
度及び焼付き防止作用が得られない。また、Mnが1.
5%を超えると集合組織が発達し、耳率が高くなること
、フランジ加工時に金属間化合物回りの応力集中による
割れが発生し、製缶歩留まりを大きく損ねる。したがっ
て、Mn量は0.5〜1.5%の範囲とする。 Mg: Mgは固溶体強化により強度を付与する元素であるが、
0.5%未満では十分な強度が得られず、また、3%を
超えるとカップ成形中にSSマーク等の発生を招き、D
I缶の生成時に欠陥となり。 かつ、冷間圧延時の加工硬化が異常に大きくなり、材料
の成形性を大きく損ねる。したがって、Mg量は0.5
〜3%の範囲とする。 したがって、Fe量は0.7%以下とする。 Cu: Cuは固溶体強化・析出硬化により強度を付与する元素
であるが、0.5%未満では十分な強度が得られず、ま
た3%を超えて含有すると耐食性を大きく損ね、且つ強
度が大きくなって強度調整が困難となる。したがって、
Cu量は0.5〜3%の範囲であり、好ましくは、析呂
強化相S′CuMgAn2等による強化が期待される0
、6〜3%の範囲である。 以上の元素を必須成分として含有するが、本発明では以
下の元素Fe、Si、Zn、Cr及びTiのうちの1種
又は2種以上を適量含有させる。 Fe: Feは強度の付与に効果があるほか、(Fe、 Mn)
Si□An1□の晶出物として扱き加工時の焼付き防止
の効果をもたらすと同時に、前述のMnと(Mn、Fe
)An、の金属間化合物を形成する元素である。 しかし、0.7%を超えると粗大な金属間化合物(M 
n、Fe)An6を形成し、成形加工性を損ねる。 Si: Siは前述の(Mn、Fe)An6の晶出物として成形
時の焼付き防止効果をもたらす元素であるが、0.6%
を超えると粗大な晶出物が発生し、成形性を損なうこと
になる。したがって、Si量は0゜6%以下とする。 Zn: Znは強度をもたらす効果のほか、晶出物の微細化をも
たらす元素であるが、0.5%を超えると耐食性が劣化
するので、Zn量は0.4%以下とする。 Cr、 Ti: Cr−Tiはともに組織を微細に制御するために添加さ
れる元素であるが、それぞれ0.3%、0゜05%を超
えて添加されると粗大な金属間化合物が発生し、成形性
を損なうので、Cr量は0.3%以下、Ti量は0.0
5%以下とする。 次に本発明の製造方法について説明する。 上述の化学成分を有するアルミニウム合金は常法により
溶解、鋳造して鋳塊とする。鋳塊は例えばDC鋳造法に
より造塊される・ 得られた鋳塊には500〜600℃の温度で均質化熱処
理を施す必要がある。この均質化熱処理はミクロ偏析の
均質化と所望の金属間化合物の形成を目的とするもので
ある。しかし、5oO℃未満では十分なる均質化熱処理
効果と所望の金属間化合物(Mn、 Fe)AI2Gの
形成ができず、また600℃を超えると共晶融解等の恐
れがあるので、好ましくない。なお、加熱時間は特に制
限しないが、上記の温度範囲で3〜24時間の範囲が望
ましい。 次いで、出炉後、600〜270℃の温度で熱間圧延を
行い、約2〜5■mの熱間圧延板とする。 この際、270℃未満の温度で圧延が実施されると冷間
歪みが導入され、十分均一な熱間未再結晶組織が得られ
ない。なお、上記温度600℃は均質化熱処理温度の上
限値600℃により規定される値である。 その後、350〜550’Cの温度で中間焼鈍を実施し
、軟質材とする。中間焼鈍温度は、350℃未満では十
分な軟質材が得られず、また550℃を超えると異常粗
大粒の発生を招くので、350〜550℃の範囲とする
。中間焼鈍の加熱時間は適宜法められるが、350〜4
00℃の温度域では2〜4時間必要であり、連続焼鈍炉
を使用する高温処理の場合は、例えば500℃で0.5
〜10秒の加熱時間を目安とするのがよい。 なお、場合によっては、中間焼鈍に先立って仕上圧延率
調整のために中間圧延を実施することもある。 最後に、得られた材料に冷間圧延(仕上圧延)を付与し
て硬質材とする。この場合、30%未満の冷間圧延率で
は十分な強度が得られない。一方、70%を超える冷間
圧延率では、冷間圧延により優先方向に結晶粒が配向す
る集合組織が発達し、材料に方向性が生じる結果、缶に
成形するときに約3%以上の耳高となり、成形後のトリ
ミング量の増加が必要となって製品価値を著しく低下さ
せたり、過度の冷間加工による素材の加工硬化による缶
製缶時の割れ等の問題を招き易くなる。よって、冷間圧
延率は30〜70%の範囲とする。 以上の工程により、厚さ約0.3〜Q、4mm+の板材
が得られる。この板材は、通常の方法によってDI加工
、焼付は塗装、ネッキング、フランジング等の工程を経
て所望の寸法形状の缶に成形される。 (実施例) 次に本発明の実施例を示す。 失に貫上 第1表に示す化学成分を有する厚さ600m+*のアル
ミニウム合金鋳塊をDC鋳造法にて溶製し、面前後、5
75℃X6hrの均質化熱処理を施し、550〜300
”Cの温度で熱間圧延を行って、厚さ3m+wのホット
コイルとした。 次いで、中間圧延で0.6C)+m厚とし、500”C
X3秒の中間焼鈍を施し、仕上圧延にて0.30mm厚
の硬質板(仕上冷延率50%)とした。 得られた材料について、製造のまま及び塗装熱処理相当
処理(200’CX 20履in)を施した後の機械的
性質を調べると共に、耳率、絞り性(限界絞り率)、フ
ランジ加工性について評価を行った。 その結果を第1表に併記する。 なお、耳率はポンチ径40mmφ、絞り率40%にて求
めた。また、限界絞り率ではポンチ径33φとした。フ
ランジ加工性は0(良好)、0.・(不良)にて評価し
た。 第1表より、本発明例のアルミニウム合金板は何れも、
高強度で、耳率及び絞り加工性、フランジ加工性に優れ
た特性を有していることがわかる。 一方、比較例は強度不足で、耳率、成形加工性等が劣っ
ている。 実施例2 第1表中の&1のアルミニウム合金について、第2表に
示す種々の条件の製造工程にて最終板厚0.30mmの
硬質板を製造した。 得られた材料について実施例1の場合と同様に材料特性
を評価した。その結果を第2表に併記する。 第2表より、本発明例のアルミニウム合金板は何れも、
高強度で、耳率及び絞り加工性、フランジ加工性に優れ
た特性を有していることがわかる。 一方、比較例は強度不足で、耳率、成形加工性等が劣っ
ている。
【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、特定の化学成分
のアルミニウム合金について製造条件を規制して適用す
るので、高強度で且つ低方向性を有する包装用アルミニ
ウム合金硬質板を製造することができる。特にDI缶の
製造に好適であり、その薄肉化に寄与する効果は非常に
大きい。 特許出願人  株式会社神戸製鋼所 代理人弁理士 中  村   尚

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 重量%で(以下、同じ)、Mn:0.5〜1.5%、M
    g:0.5〜3%及びCu:0.5〜3%を必須成分と
    して含有し、更にFe:0.7%以下、Si:0.6%
    以下、Zn:0.4%以下、Cr:0.3%以下及びT
    i:0.05%以下のうちの1種又は2種以上を含有し
    、残部がAn及び不純物からなるアルミニウム合金鋳塊
    に500〜600℃で均熱化熱処理を施し、270〜6
    00℃で熱間圧延を行った後、350〜550℃の中間
    焼鈍と冷延率30〜70%の冷間圧延を組み合わせて施
    すことを特徴とする高強度且つ低方向性を有する包装容
    器用アルミニウム合金の製造方法。
JP18492990A 1990-07-12 1990-07-12 高強度且つ低方向性を有する包装容器用アルミニウム合金の製造方法 Pending JPH0472044A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101039206B1 (ko) * 2008-03-19 2011-06-03 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 전지 케이스용 알루미늄 합금판 및 그의 제조방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101039206B1 (ko) * 2008-03-19 2011-06-03 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 전지 케이스용 알루미늄 합금판 및 그의 제조방법

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