JPH06228696A

JPH06228696A - Ｄｉ缶胴用アルミニウム合金板

Info

Publication number: JPH06228696A
Application number: JP4214193A
Authority: JP
Inventors: Akira Tajiri; 彰田尻; Shinji Teruda; 伸二照田; Toshio Komatsubara; 俊雄小松原
Original assignee: Sky Aluminium Co Ltd
Current assignee: Sky Aluminium Co Ltd
Priority date: 1993-02-05
Filing date: 1993-02-05
Publication date: 1994-08-16
Anticipated expiration: 2014-02-24
Also published as: JP2862198B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ＤＩ成形時におけるしごき加工性が優れると
同時に、ＤＩ成形−塗装焼付−ネッキング加工後のフラ
ンジ成形におけるフランジ成形性が優れた缶胴用Ａｌ合
金板を提供する。【構成】請求項１：Ｍｎ０．５〜１．８％、Ｆｅ０．
１〜０．７％、Ｓｉ０．０５〜０．５％、Ｃｕ０．０５
〜０．５％、さらにＴｉ０．００５〜０．２０％を単独
もしくはＢ０．０００１〜０．０５％と組合せて含有
し、その他必要に応じてＣｒおよび／またはＺｎを含有
し、３０％伸びから７０％伸びまでのＮ値が０．１未
満、５μｍ以上の晶出物が５００個／mm²以上、ＤＩ成
形−塗装焼付後の状態で０．５μｍ以上の亜結晶粒が１
０，０００個／mm²以上存在する。請求項２：前記成
分のほか、さらにＭｇ１．５％以下を含有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、２ピースアルミニウ
ム缶の缶胴、すなわちＤＩ缶胴に用いられるＡｌ−Ｍｎ
系のアルミニウム合金板に関するものであり、特にＤＩ
成形時のしごき加工性に優れると同時に、塗装焼付処理
およびネッキング加工後のフランジ成形性が優れたＤＩ
缶胴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】一般に２ピースアルミニウム缶の缶胴の
製造工程としては、ＤＩ成形によって缶胴を成形した
後、トリミングを施し、さらに塗装焼付を行なった後、
ネッキング成形およびフランジ成形を行なうのが通常で
ある。ここで、ＤＩ成形工程は、深絞りおよび再絞り
後、しごき加工を行なう工程であり、また塗装焼付に
は、一般に１８０〜２５０℃で１〜２０分程度の加熱が
含まれ、この加熱によって材料は回復状態となる。さら
にネッキングは、缶胴の縁部を口絞りする加工であっ
て、それに続くフランジ成形は、口絞りされた部分の先
端を口拡げ加工していわゆるつば出しを行なうものであ
る。なおフランジ成形後には、缶蓋（缶エンド）を合わ
せるシーミング加工（巻締め）を行なって密封缶体とす
る。

【０００３】ところで従来のＤＩ缶の缶胴材としては、
Ａｌ−Ｍｇ−Ｍｎ系合金であるＪＩＳ３００４合金硬
質板が広く用いられている。この３００４合金は、しご
き加工性に優れており、強度を高めるために高圧延率で
冷間圧延を施した場合でも、良好な成形性を示すところ
から、ＤＩ缶胴材に最適であるとされている。このよう
な３００４合金硬質板の製造にあたっては、一般に均質
化処理を行なった後、常法に従って熱間圧延を施し、次
いで冷間圧延を施してから、または冷間圧延を施さずに
中間焼鈍を行ない、その後最終の冷間圧延を行なう工程
を適用するのが一般的である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】２ピースアルミニウム
缶については、より薄肉化を図って材料コストの低減を
図ることが強く望まれている。そのためＤＩ缶胴材につ
いては、より高強度化することが要求されているが、薄
肉化に伴なって材料剛性が低下し、また薄肉化のために
高い冷間圧延率を適用すれば成形性が低下する問題が生
じ、そのため現行の材料レベルと比較して大幅な向上は
望めなかったのが実情である。

【０００５】一方、ＤＩ缶の場合、口絞り率を大きくす
れば、缶蓋径が小さくなって缶蓋材料が少なくて済むば
かりでなく、同一強度の材料を用いてもＤＩ缶の耐圧が
増し、そのため従来と同等の材料を用いても、より薄肉
化を図ることが可能となる。

【０００６】しかしながら従来の缶胴材料では、たとえ
しごき加工性が良好でＤＩ成形性が良好であっても、塗
装焼付後のネッキング加工時の絞り込みが大きくなれ
ば、冷間加工度が大きくなることによりフランジ部が硬
くなって、伸びが小さくなってしまい、その結果フラン
ジ成形性が悪くなり、またシーミング加工での成形性も
悪くなる。したがって従来の缶胴材では、実際上はＤＩ
成形後のネッキング加工における縁部（フランジ部）の
口絞り率を余り大きくすることはできなかったのであ
る。したがって口絞り率を大きくすることによってＤＩ
缶の耐圧を高め、薄肉化を図ることは、フランジ成形性
の点から限界があり、従来材の場合、口絞り率を１０％
程度以上にすることは実用上難しいとされていた。

【０００７】この発明は以上の事情を背景としてなされ
たもので、優れたしごき加工性を有するばかりでなく、
フランジ部の口絞り率を大きくしても良好なフランジ成
形性が得られるようにし、特に１０％以上の大きな口絞
り率でも優れたフランジ成形性が得られるようにしたＤ
Ｉ缶胴用アルミニウム合金板を提供することを目的とす
るものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は前述の課題
を解決するべく鋭意実験・検討を重ねた結果、基本的に
は、アルミニウム合金の成分組成を適切に設定すると同
時に、加工硬化指数（Ｎ値）と、金属組織条件、特に晶
出物の分散状態およびＤＩ成形−塗装焼付処理後の亜結
晶粒分散状態を適切に設定することによって、単にしご
き加工性に優れるばかりでなく、ＤＩ缶胴としてネッキ
ング加工後のフランジ成形性が優れ、特に１０％以上の
口絞り率とした場合でも優れたフランジ成形性が得られ
ることを見出し、この発明をなすに至った。

【０００９】具体的には、請求項１発明の缶胴用アルミ
ニウム合金板は、Ｍｎ０．５〜１．８％、Ｆｅ０．１〜
０．７％、Ｓｉ０．０５〜０．５％、Ｃｕ０．０５〜
０．５％を含有し、かつＴｉ０．００５〜０．２０％を
単独でもしくはＢ０．０００１〜０．０５％と組合せて
含有し、さらに必要に応じてＣｒ０．０５〜０．３％、
Ｚｎ０．１〜０．５％のうちの１種以上を含有し、残部
がＡｌおよび不可避的不純物よりなり、しかも３０％伸
びから７０％伸びまでの加工硬化指数（Ｎ値）が０．１
未満であり、板表面に５μｍ以上の径の晶出物が５００
個／mm²以上の密度で分散し、さらにＤＩ成形されかつ
塗装焼付が施された後の状態で０．５μｍ以上の亜結晶
粒が１０，０００個／mm²以上存在することを特徴とす
るものである。

【００１０】また請求項２の発明の缶胴用アルミニウム
合金板は、Ｍｎ０．５〜１．８％、Ｍｇ１．５％以下、
Ｆｅ０．１〜０．７％、Ｓｉ０．０５〜０．５％、Ｃｕ
０．０５〜０．５％を含有し、かつＴｉ０．００５〜
０．２０％を単独でもしくはＢ０．０００１〜０．０５
％と組合せて含有し、さらに必要に応じてＣｒ０．０５
〜０．３％、Ｚｎ０．１〜０．５％のうちの１種以上を
含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物よりなり、し
かも３０％伸びから７０％伸びまでの加工硬化指数（Ｎ
値）が０．１未満であり、板表面に５μｍ以上の径の晶
出物が５００個／mm²以上の密度で分散し、さらにＤＩ
成形されかつ塗装焼付が施された後の状態で０．５μｍ
以上の亜結晶粒が１０，０００個／mm²以上存在するこ
とを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】この発明においては、基本的には、合金成分と
金属組織状態および加工硬化指数（Ｎ値）が重要であ
り、これらが所定の範囲内にあることによってはじめて
しごき加工性、フランジ成形性、そのほかＤＩ缶胴材に
求められる諸要求を満たすことができる。そこで先ず合
金成分組成の限定理由について説明する。

【００１２】Ｍｎ：Ｍｎは強度向上に寄与するとともに
成形性向上に有効な元素である。特にこの発明で目的と
している用途である缶胴材では、ＤＩ成形時にしごき加
工されるため、とりわけＭｎは重要となる。アルミニウ
ム板のしごき加工においては、通常エマルジョンタイプ
の潤滑剤が用いられているが、Ｍｎ系晶出物が少ない場
合には、同程度の強度を有していてもエマルジョンタイ
プ潤滑剤だけでは潤滑能が不足し、ゴーリングと呼ばれ
る擦り疵や焼付きなどの外観不良が発生するおそれがあ
る。Ｍｎ系晶出物はしごき加工時において固体潤滑剤的
な効果をもたらして、しごき成形後の外観不良の発生を
防止するに有効であるが、その効果は、Ｍｎ系晶出物の
大きさ、量に影響されることが知られており、本発明者
等の実験によれば、合金板表面において、５μｍ以上の
Ｍｎ系晶出物が５００個／mm²以上存在すれば、上述の
効果が得られることが判明している。このようにＭｎ系
晶出物を適切に生成させるためにＭｎは不可欠な元素で
ある。さらに、本発明材のようにＮ値の小さい材料にお
いては、積層欠陥エネルギが高い状態で、粗大な晶出物
近傍において加工時に転位が集中しやすく、加工が進め
ば転位が整理される現象、すなわちいわゆる加工軟化現
象を引き起こす。この意味からもＭｎ添加は重要であ
る。Ｍｎ量が１．８％を越えれば、ＭｎＡｌ₆の初晶巨
大金属間化合物が発生し、著しく成形性を損なう。一方
Ｍｎ量が０．５％未満では、Ｍｎ化合物による前述の効
果が得られない。そこでＭｎの範囲は０．５〜１．８％
とした。

【００１３】Ｆｅ：ＦｅはＭｎの晶出や析出を促進し、
アルミニウム基地中のＭｎ固溶量やＭｎ系不溶性化合物
の分散状態を制御するために必要な元素である。適切な
化合物分散状態を得るめたには、Ｍｎ添加量に応じてＦ
ｅを添加することが必要である。Ｆｅ量が０．１％未満
では適切な化合物分散状態を得ることが困難であり、一
方Ｆｅ量が０．７％以上では、Ｍｎ添加に伴なって初晶
巨大化合物が発生しやすくなり、成形性を著しく損な
う。そこでＦｅの範囲は０．１〜０．７％とした。

【００１４】Ｓｉ：Ｓｉの添加はＦｅと同様にＭｎの晶
出や析出を促進し、アルミニウム基地中のＭｎ固溶量や
Ｍｎ−Ｆｅ系不溶性化合物の分散状態を制御するために
必要な元素である。適切な化合物分散状態を得るために
は、Ｍｎ，Ｆｅ添加量に応じてＳｉを添加することが必
要である。またＭｇが添加されておりしかも中間焼鈍に
おいて溶体化効果が期待できる場合には、ＳｉはＭｇと
ともにＭｇ₂Ｓｉ系化合物の析出による時効硬化に寄与
する。Ｓｉ量が０．０５％未満ではその効果が得られ
ず、一方Ｓｉ量が０．５％を越えれば、不溶性化合物の
分散状態を制御する効果が飽和し、またＭｇと同時添加
の場合には、時効硬化は容易に得られる反面、材料が硬
くなりすぎて成形性を阻害する。そこでＳｉの範囲は
０．０５〜０．５％とした。

【００１５】Ｃｕ：この発明では、中間焼鈍において溶
体化効果を期待することができる場合、Ｃｕは、塗装焼
付処理時のＡｌ−ＣｕまたはＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系析出物
の析出過程で起る時効硬化を利用した強度向上に寄与す
る。Ｃｕ量が０．０５％未満ではその効果が得られず、
一方Ｃｕを０．５％を越えて添加した場合には、時効硬
化は容易に得られるものの、硬くなりすぎて成形性を阻
害する。そこでＣｕの範囲は０．０５〜０．５％とし
た。

【００１６】Ｔｉ，Ｂ：通常のアルミニウム合金におい
ては、鋳塊結晶粒微細化のためにＴｉ、あるいはＴｉお
よびＢを微量添加することが行なわれており、この発明
においても微量のＴｉ、もしくはＴｉおよびＢを添加す
る。但し、Ｔｉ量が０．００５％未満ではその効果が得
られず、０．２０％を越えれば初晶ＴｉＡｌ₃が晶出し
て成形性を阻害する。そこでＴｉ量は０．００５〜０．
２０％の範囲とした。またＴｉとともにＢを添加すれ
ば、鋳塊結晶粒微細化の効果が向上する。但しＴｉと併
せてＢを添加する場合、Ｂ量が０．０００１％未満では
その効果がなく、０．０５％を越えればＴｉＢ₂の粗大
粒子が混入して成形性を阻害することから、Ｂは０．０
００１〜０．０５％の範囲とした。

【００１７】以上の各元素のほかは、基本的にはＡｌお
よび不可避的不純物とすれば良いが、請求項２の発明の
場合には、そのほかＭｇを積極添加する。また請求項
１，２のいずれの発明の場合も、必要に応じてＣｒ，Ｍ
ｎのうちの１種または２種を添加しても良い。これらの
元素についてさらに説明する。

【００１８】Ｍｇ：Ｍｇの添加は、Ｎ値を高める作用が
あり、そのためネッキング加工時の加工硬化を大きくし
てフランジ成形性を劣化させるから、Ｍｇの添加量はフ
ランジ成形性の点からは少ない方がよい。しかしなが
ら、連続焼鈍のように溶体化効果を持たせた中間焼鈍を
施す場合には、ＭｇはＳｉやＣｕとの共存によってＭｇ
₂ＳｉあるいはＡｌ−Ｃｕ−Ｍｇ相の析出による時効硬
化を期待することができ、特に塗装焼付処理時の時効硬
化によって塗装焼付処理後の強度低下を抑えるのに有効
である。さらにＭｇは、単独でも固溶強化に効果がある
元素である。そこで請求項２の発明の場合には、特に強
度を必要とする用途向けの缶胴用アルミニウム合金板と
して、Ｍｇを添加することとした。但しＭｇ量を１．５
％を越えて添加した場合には、ＤＩ成形上は問題がない
が、製造方法その他の条件で調整しても、フランジ成形
性の向上は望めないから、Ｍｇの添加量は１．５％以下
とした。

【００１９】Ｃｒ：Ｃｒは強度向上に効果的な元素であ
るが、０．０５％未満ではその効果が少なく、０．３％
を越えれば巨大晶出物生成によって成形性の低下を招く
ため、好ましくない。そこでＣｒを添加する場合のＣｒ
量範囲は０．０５〜０．３％とした。

【００２０】Ｚｎ：Ｚｎの添加は、Ｍｇの添加とともに
Ｍｇ₂Ｚｎ₃Ａｌ₂の時効析出による強度向上に寄与す
る。またＺｎは、単独でも若干の固溶強化が期待でき
る。Ｚｎを添加する場合のＺｎ量は、０．１％未満では
その効果が得られず、０．５％を越えれば強度への寄与
については問題ないが、耐食性を劣化させる。そこでＺ
ｎの範囲は０．１〜０．５％とした。

【００２１】次にこの発明のアルミニウム合金板におけ
る金属組織条件について説明する。

【００２２】先ず合金板表面における金属間化合物分散
状態に関して、５μｍ以上の晶出物が５００個／mm²以
上存在する必要がある。既に述べたように、金属間化合
物晶出物は、しごき加工性を向上させて、ゴーリングに
よる外観不良の発生を防止するに有効であるが、５μｍ
未満の微細な晶出物はしごき加工性の向上にさほど寄与
せず、また５μｍ以上の晶出物の分布密度が５００個／
mm²未満では充分なしごき加工性向上効果が得られな
い。

【００２３】また、しごき加工を含んでＤＩ成形が施さ
れさらに塗装焼付が施された後の状態で、０．５μｍ以
上の亜結晶粒が１０，０００個／mm²以上の分布密度で
存在するような組織状態であることを必要とする。一般
に冷間での加工によって歪（転位の蓄積エネルギ）が導
入されたアルミニウム合金板に対して等温焼なましに相
当する熱処理を行なえば、転位密度の減少とともに、方
位差の小さいセル壁が小角粒界（亜粒界）へ変化して、
亜結晶粒（サブグレイン）が生じ、さらに時間とともに
亜結晶粒の粗大化が生じ、この過程における亜結晶粒の
異常成長粒が核となって再結晶粒が生じ、再結晶組織が
生成される。この発明の場合、上述のような過程のう
ち、亜結晶粒が生じた段階の組織としておくことによっ
て、ネッキング加工における口絞り率が１０％以上と大
きくても、優れたフランジ成形性を得ることができる。
ここで、０．５μｍ未満の微小な亜結晶粒は前述のよう
なフランジ成形性の向上にほとんど寄与せず、またその
０．５μｍ以上の亜結晶粒の密度が１０，０００個／mm
²未満でも充分なフランジ成形性の向上は認められな
い。なおこの発明では、亜結晶粒に関する条件は、飽く
までＤＩ加工を施しさらに焼付塗装処理を施した後の状
態で定めておく必要がある。すなわち、板の製造過程に
おける再結晶後の冷間圧延と、その後のＤＩ成形におけ
るしごき加工とによって冷間加工がなされて冷間加工歪
（転位）が導入され、その後に１８０〜２５０℃程度で
１〜２０分程度の塗装焼付処理を施したときに前述のよ
うな亜結晶粒が生成され、その亜結晶粒がネッキング加
工後のフランジ加工においてフランジ成形性を向上させ
るに寄与するからである。なおまた、この場合に塗装焼
付処理によって前述のような亜結晶粒を生成させるため
には、ＤＩ成形のしごき加工における加工率が４０％以
上であることが望ましい。

【００２４】さらにこの発明のアルミニウム合金板は、
３０％伸びから７０％伸びまでの間における加工硬化指
数（Ｎ値）が０．１未満であることが必要である。この
ような３０％伸びから７０％伸びに至るまでの間のＮ値
とは、荷重最大点の伸び（破断伸び）の３０％、７０％
間の加工硬化指数を意味する。具体的には、図１の荷重
−伸び曲線について示しているように、荷重最大点に相
当する伸びすなわち最大荷重点伸びをｅとし、その最大
荷重点伸びｅの３０％に相当する伸びを３０％伸びｅ₁
（＝０．３ｅ）、最大荷重点伸びｅの７０％に相当する
伸びを７０％伸びｅ₂（＝０．７ｅ）とし、ｅ₁，ｅ₂
に対応する荷重をＰ₁，Ｐ₂とすれば、Ｎ値は次式で与
えられる。

【００２５】

【数１】

【００２６】このようなＮ値は、３０％伸びから７０％
伸びに至るまでの間の応力−歪曲線（Ｓ−Ｓカーブ）の
傾きに相関し、Ｎ値が小さいほど３０％伸びから７０％
伸びまでの間の傾きが小さくなる。そしてこの傾きは、
見掛けの加工硬化に相当し、深絞りや缶胴の縁部に対す
るフランジ加工の如き強加工の場合に、上記のＮ値を
０．１未満として３０％から７０％までの間のＳ−Ｓカ
ーブの傾きを小さくすることが成形荷重を小さくするに
有効である。

【００２７】次にこの発明の缶胴用アルミニウム合金板
を製造する方法について説明する。

【００２８】基本的には、通常のアルミニウム合金硬質
板の製造と同様に、鋳造後に均熱（均質化処理）を行な
ってから、あるいはさらに熱間圧延前予備加熱を行なっ
てから熱間圧延を施し、熱間圧延後ただちに、あるいは
必要に応じて所定の中間板厚まで冷間圧延を施してから
中間焼鈍を行ない、さらに最終板厚まで最終冷間圧延を
行なえば良いが、以下にこれらの工程についての望まし
い条件を説明する。

【００２９】先ず鋳造は、鋳造厚みが２０mm以上で、凝
固界面の移動速度が１０ｍ／min 以下となるような条件
であれば、この発明で規定している成分組成範囲内の合
金について、最終的に前述のような晶出物分散状態を得
ることが可能となる。具体的な鋳造方法としては、ＤＣ
鋳造法（半連続鋳造法）、連続鋳造法のいずれを適用し
ても良い。

【００３０】次いで鋳塊に対して、均質化処理を施した
後に熱間圧延前予備加熱を行なうか、または均質化処理
を兼ねた熱間圧延前予備加熱を施し、引続き熱間圧延を
行なう。これらの均質化処理もしくは均質化処理を兼ね
た熱間圧延前予備加熱は、５００〜６２０℃にて行なえ
ば、その後の圧延には支障なく、またＭｎ等の遷移元素
のアルミニウム基地中への固溶量やＭｎ−Ｆｅ系不溶性
化合物の分散状態を制御できる。

【００３１】熱間圧延は、圧延性やコイル巻取性その他
を考慮すれば、２００〜６００℃で行なわれることが望
ましく、また上り板厚は６mm以下が好ましい。

【００３２】熱間圧延後には、直ちに中間焼鈍を行なう
か、あるいは所要の中間板厚まで冷間圧延を施してか
ら、中間焼鈍を行なう。この中間焼鈍には、箱型焼鈍炉
を用いたバッチタイプの焼鈍、あるいは連続焼鈍炉を用
いた連続焼鈍のいずれを適用しても良いが、溶体化効果
を期待する場合には、高温から急冷する連続焼鈍炉を用
いることが適当である。この中間焼鈍は、冷間圧延時の
エッジ部の耳割れ防止や最終板の深絞り耳率等を考慮し
て、冷間圧延を間に挟んで２回以上行なっても良いが、
いずれにしても少なくとも１回以上は材料が再結晶する
条件で中間焼鈍を行なう必要がある。

【００３３】最終の冷間圧延においては、この発明の所
期の目的を達成するするためには、冷間圧延率を大きく
することが好ましい。そして最終板のＮ値を小さくする
ためには、合金成分との兼ね合いから、６０％以上の冷
間圧延率とすることが望ましい。また、ＤＩ成形、焼付
塗装後の状態で前述のように亜結晶粒を存在させるため
には、再結晶処理に相当する最終の中間焼鈍後（最終冷
間圧延前）の板厚からＤＩ成形を経た後の缶胴縁部の板
厚までの減厚率が７５％以上であることが好ましく、し
たがって最終冷間圧延後のＤＩ成形工程における減厚率
を考慮して最終冷間圧延率を定めることが適当である。

【００３４】最終冷間圧延後には、深絞り性を向上させ
るために最終焼鈍を行なっても良いが、溶体化効果を期
待した焼鈍の場合には、最終焼鈍によってＤＩ成形後の
フランジ部の加工硬化性を高めてしまうから、１５０℃
より低い温度で行なうことが好ましい。また、２５０℃
を越える温度で最終焼鈍を行なえば、部分再結晶が生じ
てＮ値を高めてしまい、またその後の塗装焼付処理によ
って亜結晶粒が生成され難くなるから、最終焼鈍は高く
ても２５０℃以下の温度で行なうことが好ましい。

【００３５】以上のようにして得られた缶胴用アルミニ
ウム合金板を実際に缶胴に用いるにあたっては、ＤＩ成
形を施して缶胴形状とし、さらに塗装焼付処理を行なっ
てから、缶胴の縁部に対してネッキング加工、フランジ
加工を行なう。そしてその後、缶蓋材（缶エンド）と合
わせてシーミング加工を行ない、飲料缶等とする。

【００３６】ここで、ＤＩ成形では、絞り−再絞り−し
ごき加工によって行なわれるが、しごき加工は加工率
（減厚率）を４０％以上とすることが、その後の塗装焼
付処理によって前述のような亜結晶粒存在状態とするた
めに有利である。そして、しごき加工率を４０％とし、
かつ再結晶焼鈍に相当する最終中間焼鈍後の板厚からＤ
Ｉ成形終了後の缶胴縁部の板厚までの減厚率を７５％以
上に設定しておけば、この発明の成分組成範囲内の合金
であれば、通常の塗装焼付処理条件（１８０〜２５０℃
×１〜２０分程度）で、前述のような亜結晶粒存在状態
を得ることができる。

【００３７】以上のような工程を得ることによってこの
発明で目的とする金属組織条件、Ｎ値条件を満たすアル
ミニウム合金板を得ることができる。

【００３８】

【実施例】表１の合金記号Ａ〜Ｇに示す合金について、
常法に従ってＤＣ鋳造し、２，５００mm厚の鋳塊を得、
その後表２に示すような条件で処理した。すなわち鋳塊
に対し先ず表２中に示す条件で均質化処理を施し、５０
０℃で熱間圧延を開始して、表２中に示す板厚の熱延板
を得た。次いで熱延板に対し、表２中に示すように、一
次冷間圧延を施してから、あるいは一次冷間圧延を施さ
ずに、中間焼鈍を施した。ここで、表２中における中間
焼鈍の方式についての「ＣＡＬ」は連続焼鈍をあらわ
し、この場合の加熱・冷却速度は約２０℃／秒である。
また「バッチ」は箱型焼鈍炉によるバッチ焼鈍をあらわ
し、この場合の加熱・冷却速度は約３０℃／時間であ
る。このようにして中間焼鈍を行なった後、再び表２中
に示す条件で最終の冷間圧延を行ない、さらに一部のも
のについては表２中に示す条件で最終焼鈍を施した。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【表２】

【００４１】以上のようにして得られた缶胴用の薄板に
ついて、得られた機械的特性および成形性を調べるとと
もに、表面の晶出物分布および亜結晶粒存在状態につい
て調べたので、その結果を表３、表４に示した。機械的
特性としては、元板（すなわち塗装焼付相当処理を行な
わない状態のもの）について測定するとともに、２００
℃×２０分の加熱による塗装焼付（ベーキング）相当処
理を行なった後の板について測定した。元板について
は、３０％伸びから７０％伸びまでの間の加工硬化指数
（Ｎ値）も調べた。ここでＮ値は、伸びとして測定幅５
０mmに対する伸びの値を用い、前述の式に示した方法で
算出した。また表面の晶出物分布については、表面研磨
後、画像解析装置により２値化して、５μｍ以上の晶出
物の個数を調べた。さらに成形性のうち、「ＤＩ成形
性」については、実際にＤＩ成形を行なってゴーリング
（縦疵）の発生を調べ、ゴーリングの発生のない場合に
○印を、発生したものに×印を付した。さらにフランジ
成形性の指標としては、１３％口絞り後の限界フランジ
伸びの値を調べた。具体的には、板厚０．３mmの缶胴材
に対して、フランジ部板厚０．１６８μｍとなるまでし
ごき加工を行なった後（しごき率４４％）、２００×２
０分の塗装焼付処理を行ない、その後１３％のネッキン
グ（口絞り）成形を行ない、図２に示すように４段ネッ
クの缶胴材１の縁部２にコーン（テーパーパンチ）３を
押込んで、破断に至るまでの穴拡がり長さ（限界フラン
ジ伸び）について測定して、フランジ成形性の指標とし
た。この場合の数値は、大きい方が良好なフランジ成形
性を示す。また表４中のフランジ部の０．５μｍ以上の
亜結晶粒の存在状態については、前記同様に０．３mmの
缶胴材について、しごき率４４％のしごき加工を行なっ
た後、２００℃×２０分の塗装焼付処理を行なってか
ら、透過電子顕微鏡により観察した。

【００４２】

【表３】

【００４３】

【表４】

【００４４】以上の実施例で用いた各合金のうち、合金
記号Ａ〜Ｆの各合金はこの発明で規定する成分組成条件
を満たす発明合金、合金記号Ｇの合金は、従来の５０５
２合金に相当するものであって、Ｍｎ，Ｍｇがこの発明
で規定する範囲を外れている。そして発明合金Ａ〜Ｆに
ついての製造番号１〜８のうち、製造番号１〜５，７に
ついては、晶出物分布状態、亜結晶粒存在状態、Ｎ値条
件のいずれもがこの発明で規定する範囲を満たしてお
り、これらの場合にはいずれもＤＩ成形時のゴーリング
の発生がなく、かつフランジ加工性が後述する製造番号
６の比較例よりも優れていることが判明した。ちなみ
に、亜結晶粒存在状態については、直径０．８μｍ程度
の亜結晶粒が１０，０００個／mm²以上の分布密度で分
散していることが判明した。

【００４５】これに対し製造番号６の場合は、晶出物分
布状態はこの発明の範囲を満たしているため、ＤＩ成形
については特に問題ないが、Ｎ値が高く、また亜結晶粒
の存在が確認されないため、フランジ成形性に劣る結果
となった。

【００４６】さらに製造番号８は従来の５０５２合金
（合金記号Ｇ）を用いたものであり、この場合には、Ｍ
ｎ添加量が少ないため充分な晶出物分布が得られず、そ
のためＤＩ成形時にゴーリングが発生して、頻繁に缶切
れが生じた。またこの場合、Ｍｇの添加量も過剰である
ため、Ｎ値を下げるべく中間焼鈍後の冷間圧延率を大き
くしたが、それでもＮ値が大きく、かつ亜結晶粒の存在
もないため、フランジ成形性に劣る結果となった。

【００４７】

【発明の効果】この発明の缶胴用アルミニウム合金板
は、合金成分組成を適切に設定すると同時に、Ｎ値と晶
出物分布状態および亜結晶粒存在状態を適切に設定する
ことによって、ＤＩ成形における良好なしごき加工性が
得られるばかりでなく、フランジ加工時におけるフラン
ジ成形性が優れ、特に口絞り率１０％以上のネッキング
加工を施した後のフランジ加工においても良好なフラン
ジ成形性を示すことができる。したがってこの発明のア
ルミニウム合金板を用いてＤＩ缶を製造するにあたって
は、ＤＩ缶胴の口絞り率を１０％以上に大きくすること
ができるため、同じ強度の材料を用いても缶の耐圧を大
きくすることができ、したがって従来よりもさらに薄肉
化を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】アルミニウム合金板の荷重−伸び曲線を示す線
図である。

【図２】実施例における限界フランジ伸びの測定方法を
示す略解図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｍｎ０．５〜１．８％（重量％、以下同
じ）、Ｆｅ０．１〜０．７％、Ｓｉ０．０５〜０．５
％、Ｃｕ０．０５〜０．５％を含有し、かつＴｉ０．０
０５〜０．２０％を単独でもしくはＢ０．０００１〜
０．０５％と組合せて含有し、さらに必要に応じてＣｒ
０．０５〜０．３％、Ｚｎ０．１〜０．５％のうちの１
種以上を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物より
なり、しかも３０％伸びから７０％伸びまでの加工硬化
指数（Ｎ値）が０．１未満であり、板表面に５μｍ以上
の径の晶出物が５００個／mm²以上の密度で分散し、さ
らにＤＩ成形されかつ塗装焼付が施された後の状態で
０．５μｍ以上の亜結晶粒が１０，０００個／mm²以上
存在することを特徴とする、しごき加工性に優れかつネ
ッキング加工後のフランジ成形性に優れたＤＩ缶胴用ア
ルミニウム合金板。
【請求項２】Ｍｎ０．５〜１．８％、Ｍｇ１．５％以
下、Ｆｅ０．１〜０．７％、Ｓｉ０．０５〜０．５％、
Ｃｕ０．０５〜０．５％を含有し、かつＴｉ０．００５
〜０．２０％を単独でもしくはＢ０．０００１〜０．０
５％と組合せて含有し、さらに必要に応じてＣｒ０．０
５〜０．３％、Ｚｎ０．１〜０．５％のうちの１種以上
を含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物よりなり、
しかも３０％伸びから７０％伸びまでの加工硬化指数
（Ｎ値）が０．１未満であり、板表面に５μｍ以上の径
の晶出物が５００個／mm²以上の密度で分散し、さらに
ＤＩ成形されかつ塗装焼付が施された後の状態で０．５
μｍ以上の亜結晶粒が１０，０００個／mm²以上存在す
ることを特徴とする、しごき加工性に優れかつネッキン
グ加工後のフランジ成形性に優れたＤＩ缶胴用アルミニ
ウム合金板。