JPH05320808A - Ｄｉ成形用アルミニウム合金板 - Google Patents
Ｄｉ成形用アルミニウム合金板Info
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- JPH05320808A JPH05320808A JP15577592A JP15577592A JPH05320808A JP H05320808 A JPH05320808 A JP H05320808A JP 15577592 A JP15577592 A JP 15577592A JP 15577592 A JP15577592 A JP 15577592A JP H05320808 A JPH05320808 A JP H05320808A
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Landscapes
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ビール缶等ＤＩ缶に用いられる強度とＤＩ加
工性に優れたＤＩ成形用アルミニウム合金板を提供す
る。 【構成】 Ｍｎ０．８〜１．５wt％、Ｍｇ０．７〜１．
３wt％を含み、さらにＣｕ０．０５〜０．３wt％、Ｓｉ
０．１〜０．３wt％、Ｆｅ０．１〜０．７wt％、Ｚｎ
０．１〜０．２５wt％のうちの１種または２種以上を含
み、残部がＡｌと不可避的不純物とからなり、かつ、水
素含有量が０．１２ml／１００ｇ未満であることを特徴
とするＤＩ成形用アルミニウム合金板。
工性に優れたＤＩ成形用アルミニウム合金板を提供す
る。 【構成】 Ｍｎ０．８〜１．５wt％、Ｍｇ０．７〜１．
３wt％を含み、さらにＣｕ０．０５〜０．３wt％、Ｓｉ
０．１〜０．３wt％、Ｆｅ０．１〜０．７wt％、Ｚｎ
０．１〜０．２５wt％のうちの１種または２種以上を含
み、残部がＡｌと不可避的不純物とからなり、かつ、水
素含有量が０．１２ml／１００ｇ未満であることを特徴
とするＤＩ成形用アルミニウム合金板。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は成形用アルミニウム合金
板に関するものであり、特にＤＩ缶等しごき加工を施し
て成形する用途に用いるＤＩ成形用アルミニウム合金板
に関するものである。
板に関するものであり、特にＤＩ缶等しごき加工を施し
て成形する用途に用いるＤＩ成形用アルミニウム合金板
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】アルミニウム製ビール缶ある
いは一般飲料缶の胴材としてこれまでＡＡ３００４合金
（Ａｌ−１．２５wt％Ｍｎ−１．０５wt％Ｍｇ合金）が
使用されている。本合金は本来高い加工度の冷間圧延に
よりある程度成形性に優れかつ胴材として必要な強度を
有しているために使用されているものである。しかしな
がら近年さらなるコストダウンを目的として材料の薄肉
化が求められており、これに対応して飲食缶の胴材に要
求される強度は従来よりも高くなって来ている。この強
度向上のために開発されたものとしては、特開昭５２−
１０５５０９号公報のようにＭｇ2 Ｓｉの析出を利用し
たもの、あるいは特開昭５７−１２０６４８号公報のよ
うにＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系の析出物による析出硬化を利用
したアルミニウム合金板の製造方法が知られている。ま
た一方コストダウンの方法として成形工程での不具合を
低減することによる生産性の向上も大きな課題となって
いる。特に薄肉化かつ高強度化が進むことによりしごき
加工時の割れの発生が問題となる。このため析出物と冷
延との相互作用について検討した特公昭６３−６５７４
５号公報が知られている。従来までの検討では強度の向
上と成形性の向上とが相反する結果をもたらし、高強度
が得られる材料は一般的に成形性が劣る結果となってい
た。ところで金属材料中の水素原子は従来、熱処理時に
膨れを生じ表面欠陥となるためにこれを規制していた。
この水素含有量を低減する方法として鋳造前に不活性ガ
スを溶湯中に吹き込む脱ガス処理を行っており、通常
０．３ml／１００ｇ以下程度の水素含有量において上記
問題を回避している。
いは一般飲料缶の胴材としてこれまでＡＡ３００４合金
（Ａｌ−１．２５wt％Ｍｎ−１．０５wt％Ｍｇ合金）が
使用されている。本合金は本来高い加工度の冷間圧延に
よりある程度成形性に優れかつ胴材として必要な強度を
有しているために使用されているものである。しかしな
がら近年さらなるコストダウンを目的として材料の薄肉
化が求められており、これに対応して飲食缶の胴材に要
求される強度は従来よりも高くなって来ている。この強
度向上のために開発されたものとしては、特開昭５２−
１０５５０９号公報のようにＭｇ2 Ｓｉの析出を利用し
たもの、あるいは特開昭５７−１２０６４８号公報のよ
うにＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系の析出物による析出硬化を利用
したアルミニウム合金板の製造方法が知られている。ま
た一方コストダウンの方法として成形工程での不具合を
低減することによる生産性の向上も大きな課題となって
いる。特に薄肉化かつ高強度化が進むことによりしごき
加工時の割れの発生が問題となる。このため析出物と冷
延との相互作用について検討した特公昭６３−６５７４
５号公報が知られている。従来までの検討では強度の向
上と成形性の向上とが相反する結果をもたらし、高強度
が得られる材料は一般的に成形性が劣る結果となってい
た。ところで金属材料中の水素原子は従来、熱処理時に
膨れを生じ表面欠陥となるためにこれを規制していた。
この水素含有量を低減する方法として鋳造前に不活性ガ
スを溶湯中に吹き込む脱ガス処理を行っており、通常
０．３ml／１００ｇ以下程度の水素含有量において上記
問題を回避している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
強度および成形性にともに影響する要因以外にＤＩ成形
性に影響を与える要因を探すことによりなされたもの
で、強度に変化をもたらすことなくＤＩ成形性、特にし
ごき加工性を改善したＤＩ成形用アルミニウム合金板を
提供するものである。
強度および成形性にともに影響する要因以外にＤＩ成形
性に影響を与える要因を探すことによりなされたもの
で、強度に変化をもたらすことなくＤＩ成形性、特にし
ごき加工性を改善したＤＩ成形用アルミニウム合金板を
提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】即ち本発明は、Ｍｎ０．
８〜１．５wt％、Ｍｇ０．７〜１．３wt％を含み、さら
にＣｕ０．０５〜０．３wt％、Ｓｉ０．１〜０．３wt
％、Ｆｅ０．１〜０．７wt％、Ｚｎ０．１〜０．２５wt
％のうちの１種または２種以上を含み、残部がＡｌと不
可避的不純物とからなり、かつ水素含有量が０．１２ml
／１００ｇ未満であることを特徴とするＤＩ成形用アル
ミニウム合金板である。
８〜１．５wt％、Ｍｇ０．７〜１．３wt％を含み、さら
にＣｕ０．０５〜０．３wt％、Ｓｉ０．１〜０．３wt
％、Ｆｅ０．１〜０．７wt％、Ｚｎ０．１〜０．２５wt
％のうちの１種または２種以上を含み、残部がＡｌと不
可避的不純物とからなり、かつ水素含有量が０．１２ml
／１００ｇ未満であることを特徴とするＤＩ成形用アル
ミニウム合金板である。
【０００５】
【作用】本発明においてＭｎはＦｅおよびＳｉとともに
金属間化合物を形成し、しごき加工時のダイスへの焼き
付きを防止するためにＤＩ成形用材料には不可欠な元素
である。０．８wt％（以下単に％と略記）未満ではこの
効果が少なく、長時間におよぶ成形には不向きとなる。
また１．５％を超えると通常の鋳造条件では巨大な化合
物を形成し易くなり、成形時の亀裂発生の起点となる大
きな第２相となる可能性が高い。ＭｇはＣｕと同様、主
に固溶することにより本発明合金の強度を向上させる重
要な元素である。また溶体化処理および焼き入れにより
過飽和の固溶状態とすることにより缶成形後の塗装焼き
付けにおける２００℃前後の熱処理時にＭｇ2 Ｓｉある
いはＡｌ−Ｍｇ−Ｃｕ系析出物を形成し、さらに強度向
上を図ることができる。Ｍｇ添加量が０．７％未満では
必要な強度を維持できず、１．３％を超えると焼き付き
が発生し易くなる。凝固速度の速い特別な鋳造方法を用
いることにより、耐焼き付き性の高いＭｎ系の析出物の
密度を上げることで、さらにＭｇ添加量を２．５％まで
増すことは可能である。ＦｅもＭｇと同様に強度向上の
効果があるが０．１％未満ではその効果が少なく、０．
７％を超える添加ではＭｎ元素と同様、巨大化合物の形
成をもたらす。ここで鋳造時の冷却速度が著しく速い連
続鋳造法等を行う場合には上記化合物の大きさを小さく
抑えることが可能になるためＭｎ、Ｆｅの添加量をさら
に２倍まで多くすることができる。ＣｕはＭｇと同様の
効果が期待できる。したがって０．０５％未満では強度
の向上効果が期待できず、０．３％を超えると成形性を
害するとともに耐食性の点においても問題を生じる。Ｓ
ｉはそれ自体の固溶硬化性は低いが、熱処理の初期段階
において形成される微細化合物が他の元素の析出物の核
生成場所となることによって、他の元素の析出を促進す
る。そのためＳｉ添加はＦｅ、Ｍｎの固溶量を下げると
ともに析出硬化をもたらすＡｌ−Ｍｇ−Ｃｕ系化合物の
析出を促進する。またさらに多いＳｉの添加によりさら
に微細なＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ−Ｓｉ系化合物（Ａｌ5 Ｃｕ
2 Ｍｇ8 Ｓｉ6 のＱ相の準安定相）を新たに生じる。強
度向上を図るためには事実上０．１％以上を必要とす
る。しかしこれら析出物は強度の向上に有効であるが後
者の化合物は前者と比較してより微細であり、成形性を
著しく低下させる。そのためＳｉ添加量は０．３０％以
下とする必要がある。Ｚｎは主に固溶状態においてその
強度を増加させる。したがってその添加量が０．１％未
満ではその作用が期待されず、また０．２５％を超える
と耐食性を害するようになる。
金属間化合物を形成し、しごき加工時のダイスへの焼き
付きを防止するためにＤＩ成形用材料には不可欠な元素
である。０．８wt％（以下単に％と略記）未満ではこの
効果が少なく、長時間におよぶ成形には不向きとなる。
また１．５％を超えると通常の鋳造条件では巨大な化合
物を形成し易くなり、成形時の亀裂発生の起点となる大
きな第２相となる可能性が高い。ＭｇはＣｕと同様、主
に固溶することにより本発明合金の強度を向上させる重
要な元素である。また溶体化処理および焼き入れにより
過飽和の固溶状態とすることにより缶成形後の塗装焼き
付けにおける２００℃前後の熱処理時にＭｇ2 Ｓｉある
いはＡｌ−Ｍｇ−Ｃｕ系析出物を形成し、さらに強度向
上を図ることができる。Ｍｇ添加量が０．７％未満では
必要な強度を維持できず、１．３％を超えると焼き付き
が発生し易くなる。凝固速度の速い特別な鋳造方法を用
いることにより、耐焼き付き性の高いＭｎ系の析出物の
密度を上げることで、さらにＭｇ添加量を２．５％まで
増すことは可能である。ＦｅもＭｇと同様に強度向上の
効果があるが０．１％未満ではその効果が少なく、０．
７％を超える添加ではＭｎ元素と同様、巨大化合物の形
成をもたらす。ここで鋳造時の冷却速度が著しく速い連
続鋳造法等を行う場合には上記化合物の大きさを小さく
抑えることが可能になるためＭｎ、Ｆｅの添加量をさら
に２倍まで多くすることができる。ＣｕはＭｇと同様の
効果が期待できる。したがって０．０５％未満では強度
の向上効果が期待できず、０．３％を超えると成形性を
害するとともに耐食性の点においても問題を生じる。Ｓ
ｉはそれ自体の固溶硬化性は低いが、熱処理の初期段階
において形成される微細化合物が他の元素の析出物の核
生成場所となることによって、他の元素の析出を促進す
る。そのためＳｉ添加はＦｅ、Ｍｎの固溶量を下げると
ともに析出硬化をもたらすＡｌ−Ｍｇ−Ｃｕ系化合物の
析出を促進する。またさらに多いＳｉの添加によりさら
に微細なＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ−Ｓｉ系化合物（Ａｌ5 Ｃｕ
2 Ｍｇ8 Ｓｉ6 のＱ相の準安定相）を新たに生じる。強
度向上を図るためには事実上０．１％以上を必要とす
る。しかしこれら析出物は強度の向上に有効であるが後
者の化合物は前者と比較してより微細であり、成形性を
著しく低下させる。そのためＳｉ添加量は０．３０％以
下とする必要がある。Ｚｎは主に固溶状態においてその
強度を増加させる。したがってその添加量が０．１％未
満ではその作用が期待されず、また０．２５％を超える
と耐食性を害するようになる。
【０００６】アルミニウム合金中の水素原子は母相の原
子配列の乱れた部分に偏析する。母相の原子配列が乱れ
た場所として粒界、晶出物や析出物の界面あるいはせん
断帯などが上げられる。偏析した水素原子はその界面の
強度を低下させる。そのため成形限界に近い状態になっ
た場合に弱くなったこれら界面を起点として亀裂が生じ
ることとなることが判った。逆にこれら界面の強度を維
持することにより、析出処理などにより本発明合金の積
極的な強度向上を図った場合の成形性低下を回避でき
る。亀裂発生点の強度を維持するためには水素含有量と
して１００ｇのアルミニウム合金中に０．１２ml未満、
さらに望ましくは０．１ml未満の水素量であることが要
求される。特に多段成形が施されるＤＩ成形缶の最終し
ごき加工においてその影響が明白となる。このような低
濃度の水素含有量を得るためには鋳造直前に順次不活性
ガスを吹き込み、十分水素含有量を低減させたのち、直
ちに凝固させる必要がある。
子配列の乱れた部分に偏析する。母相の原子配列が乱れ
た場所として粒界、晶出物や析出物の界面あるいはせん
断帯などが上げられる。偏析した水素原子はその界面の
強度を低下させる。そのため成形限界に近い状態になっ
た場合に弱くなったこれら界面を起点として亀裂が生じ
ることとなることが判った。逆にこれら界面の強度を維
持することにより、析出処理などにより本発明合金の積
極的な強度向上を図った場合の成形性低下を回避でき
る。亀裂発生点の強度を維持するためには水素含有量と
して１００ｇのアルミニウム合金中に０．１２ml未満、
さらに望ましくは０．１ml未満の水素量であることが要
求される。特に多段成形が施されるＤＩ成形缶の最終し
ごき加工においてその影響が明白となる。このような低
濃度の水素含有量を得るためには鋳造直前に順次不活性
ガスを吹き込み、十分水素含有量を低減させたのち、直
ちに凝固させる必要がある。
【０００７】
【実施例】以下本発明を実施例により更に詳細に説明す
る。表１に示す各組成のＡｌ合金溶湯を２段のフィルタ
ーに通し、５００mm厚の水冷鋳造鋳塊を作製した。ここ
で各々のフィルターにアルゴンガスを吹き込み、介在物
の除去とともに脱ガス処理を行った。これら鋳塊に６０
０℃で５時間の均質化処理を施した後、通常の熱間圧延
により３mm厚とし、４００℃の温度の焼鈍を２時間施
し、引き続いて冷間圧延により最終板厚０．３mmの圧延
板とした。これら供試材に対して水素含有量の測定と引
張試験およびＤＩ加工における割れ発生率を測定した。
通常の成形体の場合、塗装焼き付け処理を施された後の
材料の耐力値が特に問題となる。そこで試料の機械的性
能として焼き付け処理に対応する２００℃で１５分間の
熱処理後の耐力値を用いた。また成形性評価方法とし
て、ＤＩ加工は板厚減少率を６４％と一定にした条件に
て内容量が３５０mlの標準的な缶を１０００缶連続成形
し、この時の割れ発生缶数により評価した。評価基準と
しては割れ無し：優れる、１〜４缶割れ：現行並、５缶
以上割れ：劣るとした。表２にこれら試料の水素含有
量、引張性能および成形試験結果を示す。
る。表１に示す各組成のＡｌ合金溶湯を２段のフィルタ
ーに通し、５００mm厚の水冷鋳造鋳塊を作製した。ここ
で各々のフィルターにアルゴンガスを吹き込み、介在物
の除去とともに脱ガス処理を行った。これら鋳塊に６０
０℃で５時間の均質化処理を施した後、通常の熱間圧延
により３mm厚とし、４００℃の温度の焼鈍を２時間施
し、引き続いて冷間圧延により最終板厚０．３mmの圧延
板とした。これら供試材に対して水素含有量の測定と引
張試験およびＤＩ加工における割れ発生率を測定した。
通常の成形体の場合、塗装焼き付け処理を施された後の
材料の耐力値が特に問題となる。そこで試料の機械的性
能として焼き付け処理に対応する２００℃で１５分間の
熱処理後の耐力値を用いた。また成形性評価方法とし
て、ＤＩ加工は板厚減少率を６４％と一定にした条件に
て内容量が３５０mlの標準的な缶を１０００缶連続成形
し、この時の割れ発生缶数により評価した。評価基準と
しては割れ無し：優れる、１〜４缶割れ：現行並、５缶
以上割れ：劣るとした。表２にこれら試料の水素含有
量、引張性能および成形試験結果を示す。
【０００８】
【表１】
【０００９】
【表２】
【００１０】表２から明らかなように本発明例No．１〜
３は成形性特にしごき加工性に優れるとともに強度の維
持が図られることが示される。これに対し水素含有量が
本発明の範囲より多い比較例No．４、５はしごき加工性
が現行並または劣ることが判る。
３は成形性特にしごき加工性に優れるとともに強度の維
持が図られることが示される。これに対し水素含有量が
本発明の範囲より多い比較例No．４、５はしごき加工性
が現行並または劣ることが判る。
【００１１】
【発明の効果】以上述べたように本発明ＤＩ成形用アル
ミニウム合金板は機械的強度を維持したまま、しごき加
工性が非常に優れている。そのため本発明アルミニウム
合金板を使用することにより、ＤＩ缶の生産性が向上す
るとともに、最近の厳しい成形条件、コストの低減の要
請に対応することができる。
ミニウム合金板は機械的強度を維持したまま、しごき加
工性が非常に優れている。そのため本発明アルミニウム
合金板を使用することにより、ＤＩ缶の生産性が向上す
るとともに、最近の厳しい成形条件、コストの低減の要
請に対応することができる。
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｍｎ０．８〜１．５wt％、Ｍｇ０．７〜
１．３wt％を含み、さらにＣｕ０．０５〜０．３wt％、
Ｓｉ０．１〜０．３wt％、Ｆｅ０．１〜０．７wt％、Ｚ
ｎ０．１〜０．２５wt％のうちの１種または２種以上を
含み、残部がＡｌと不可避的不純物とからなり、かつ水
素含有量が０．１２ml／１００ｇ未満であることを特徴
とするＤＩ成形用アルミニウム合金板。
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|---|---|---|---|
| JP4155775A JP2994140B2 (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | Ｄｉ成形用アルミニウム合金板 |
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|---|---|---|---|
| JP4155775A JP2994140B2 (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | Ｄｉ成形用アルミニウム合金板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05320808A true JPH05320808A (ja) | 1993-12-07 |
| JP2994140B2 JP2994140B2 (ja) | 1999-12-27 |
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|---|---|---|---|
| JP4155775A Expired - Fee Related JP2994140B2 (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | Ｄｉ成形用アルミニウム合金板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2994140B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20190132445A (ko) * | 2017-03-23 | 2019-11-27 | 노벨리스 인크. | 재활용 알루미늄 스크랩 주조 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62188738A (ja) * | 1986-02-15 | 1987-08-18 | Honda Motor Co Ltd | 燃結ａｌ合金製構造物用部材 |
| JPS63199834A (ja) * | 1987-02-13 | 1988-08-18 | Japan Metals & Chem Co Ltd | Ａｌ−Ｓｉ基合金の製造方法 |
| JPH02156052A (ja) * | 1988-12-08 | 1990-06-15 | Kobe Steel Ltd | アルミニウム合金硬質板材の製造方法 |
-
1992
- 1992-05-22 JP JP4155775A patent/JP2994140B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN111051545A (zh) * | 2017-03-23 | 2020-04-21 | 诺维尔里斯公司 | 铸造再生铝废料 |
| JP2020514556A (ja) * | 2017-03-23 | 2020-05-21 | ノベリス・インコーポレイテッドＮｏｖｅｌｉｓ Ｉｎｃ． | リサイクルされたアルミニウムスクラップの鋳造 |
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| JP2994140B2 (ja) | 1999-12-27 |
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