JPH06277701A - 加工性に優れた容器用溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法 - Google Patents

加工性に優れた容器用溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法

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JPH06277701A
JPH06277701A JP6854993A JP6854993A JPH06277701A JP H06277701 A JPH06277701 A JP H06277701A JP 6854993 A JP6854993 A JP 6854993A JP 6854993 A JP6854993 A JP 6854993A JP H06277701 A JPH06277701 A JP H06277701A
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aluminum
steel sheet
rolling
hot
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JP6854993A
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Tadaaki Ochiai
忠昭 落合
Yozo Suga
洋三 菅
Hirobumi Nakano
寛文 中野
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はめっき金属の加工密着性に優れた容
器用溶融アルミニウムめっき鋼板の製造法を提供するこ
と。 【構成】 鋼板の表面に10μm以上50μm以下のア
ルミニウム皮膜またはアルミニウム合金皮膜を有する溶
融アルミニウムめっき鋼板を、圧延温度200〜380
℃、圧下率5%以上50%未満でクロス圧延し、鋼板と
めっき金属間に面積率で5%以上の金属間結合を有する
ことを特徴とする容器用溶融アルミニウムめっき鋼板の
製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は加工性、耐食性に優れた
容器用溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】ビール、炭酸飲料等に用いられる絞りと
しごき加工による缶(DI缶)には、アルミニウム合金
板、あるいは鋼板に錫めっきを施したぶりきが使用され
ている。DI缶用材料としては、缶外面における高度な
加工潤滑性と缶内面における優れた耐食性が必要とされ
るために、これらの特性を備えたアルミニウム合金が広
く使用されている。一方、容器用ブリキは、高度のしご
き加工に対して優れた潤滑性を有するものの、DI成形
後の内面塗装が不十分であると、塗膜の欠陥部より鉄溶
出が起こり、フレーバー(味)の低下をもたらす。その
ため、缶内面塗装の回数は、アルミ缶が1回ですむのに
対し、ブリキの場合、2回を必要とする。
【0003】しかし、他方では鋼板はアルミニウムより
もかなり強度が高いため薄手化しても高い缶体強度が確
保され、また、磁力による搬送のハンドリング性が良
く、コスト的にも安い等の利点を有している。従って、
鋼板とアルミニウムが有する、優れた特性を兼ね備えた
材料の開発が望まれている。これらの要求に答えられる
可能性を持った材料として、アルミめっき鋼板が挙げら
れる。
【0004】しかしながら、従来の溶融アルミめっき鋼
板には、溶融アルミと地鉄が反応し、かなり厚い合金層
が生成している。そのため、厳しい加工を与えると、合
金層よりアルミニウム皮膜が剥離することから、容器用
材料には使用されていなかった。この合金層の生成を抑
制する方法として、溶融めっきを行う前に予備めっきを
行い、鋼板とアルミニウムめっき層との間に形成される
合金層の量を低減させる方法が、例えば特開昭57−7
6176号公報、特開昭57−140864号公報、特
開昭56−33463号公報、特開昭57−11465
0号公報、特開昭57−70268号公報等に提案され
ている。しかし、これらの方法でも合金層の低減は不十
分であり、加工性の良好な鋼板を得ることは困難であ
る。そこで、さらに加工性を改良する方法が、特開平1
−298142号公報に提案されている。この技術は、
冷間圧延により地鉄とめっき層間に金属間結合を生じさ
せるものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この方法によれば、確
かにDI成形性は改善されると言える。しかしながら、
加工密着性の異方性を小さくするために、高圧下率が必
要となり、機械的性質が劣化する。そのため、DI成形
後のフランジ加工ができなくなる。現在、容器用鋼板は
板厚の減少が求められており、フランジ部分の加工性の
要求はさらに厳しくなっている。板厚が減少した場合、
鋼板の機械的特性の異方性、特にΔrが大きいほどフラ
ンジ加工性が劣化する。そのため、溶融アルミニウムめ
っき鋼板を容器用に適用する場合には、鋼板特性の異方
性が小さいことも要求される。本発明の目的は、従来の
アルミニウムめっき鋼板の欠点を解消して、加工性、耐
食性の優れた容器用溶融アルミニウムめっき鋼板の製造
方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、加工密着
性の異方性をなくし、低圧下率の冷間圧延でめっき金属
の十分な加工密着性を有し、鋼板特性の異方性Δrを最
小にし得る方法を種々検討し、本発明を完成した。すな
わち、本発明の要旨は、鋼板の表面に10μm以上50
μm以下のアルミニウム皮膜またはアルミニウム合金皮
膜を有する溶融アルミニウムめっき鋼板を、圧延温度2
00〜380℃、圧下率5%以上50%未満でクロス圧
延し、鋼板とめっき金属間に面積率で5%以上の金属間
結合を有することを特徴とする容器用溶融アルミニウム
めっき鋼板の製造方法にある。
【0007】なお、ここでいう金属間結合とは、鉄とめ
っき金属との界面に実質的に合金層が存在しない状態を
示すものであり、例えば電気めっきによって金属をめっ
きした場合の鉄とめっき金属との界面に類似したもので
ある。アルミニウム合金とは、シリコン、マンガン、マ
グネシウム、チタン、銅、鉄等をアルミニウムに配合し
て合金化させたものをいう。
【0008】
【作用】以下、本発明について詳細に説明する。本発明
は、めっき金属の加工密着性を得るため、地鉄とめっき
金属間に面積で5%以上の金属間結合を確保する。金属
間結合の面積率としては、10〜20%が好ましい。金
属間結合の面積率は、溶融アルミニウムめっき鋼板のL
方向断面を顕微鏡で観察して、線状に観察される合金層
部分の全長(観察視野全長)に対する破線部(合金層が
破壊されている部分)の長さの合計の百分率をもって表
す。本発明の目的を達成するには、めっき層を剥離させ
ることなく部分的に合金層を破壊し、5%以上の金属間
結合を持たせる必要がある。
【0009】その達成方法として温間圧延法が有効であ
る。温間圧延の温度は、低圧下で良好な加工密着性を得
るために、アルミ合金の再結晶化温度である200℃以
上とする。また、圧延中の合金化を防ぐために380℃
以下とする。さらに、この温間圧延をクロス圧延するこ
とによって、めっき金属の加工密着性の異方性を無く
し、より一層低圧下率で十分な加工密着性が得られる。
また、鋼板特性の異方性Δrの増加を小さくすることが
できる。温間圧延によって5%以上の金属間結合を得る
ためには、圧下率として5%以上が必要である。しか
し、圧下率が高すぎると、機械的特性が劣化してDI加
工性およびフランジ加工性も劣化させるので上限を50
%とする。通常は、10〜20%の範囲が好ましい。な
お、クロス温間圧延のかけ方としては、多パス圧延を行
う場合には前段で高圧下率を採用するほうが良好な密着
性を得ることが出来る。
【0010】次に、アルミニウムまたはアルミニウム合
金のめっき条件について述べる。本発明では、アルミニ
ウムまたはアルミニウム合金の皮膜厚みを10μm以上
50μm以下に規定する。その理由は、皮膜厚みが10
μm未満ではアルミニウム特有の特性を得ることが難し
く、50μm超ではめっき操業の生産性が低下し、アル
ミニウム特有の特性も飽和するためである。なお、めっ
き層の厚さについては、合金層量と非合金化アルミニウ
ムまたはアルミニウム合金の比率も比較的重要な要因で
あり、溶融めっき時点にて非合金化アルミニウムまたは
アルミニウム合金は合金層の2倍以上存在することが必
要である。それは、金属間結合を増して、めっき密着性
を向上させる一方、軟らかい金属層を存在させて、固い
合金層の存在を緩和するためである。DI加工時の缶外
面表面傷の発生を防止するためには、合金層の2倍以上
の非合金化アルミニウムまたはアルミニウム合金の存在
が必要である。
【0011】本発明においては、アルミニウムをめっき
した後に生成される合金層の量と質も重要である。合金
層の量が多い時(4〜10μm程度)は、50%以上の
鉄〜アルミニウム間の金属間結合が必要になる。そのた
め30〜70%程度の圧下率が必要となり、機械的性質
の劣化によりフランジ成形性が難しくなる。そこで、溶
融めっき浴中へ浸入する直前の板温を浴温度より50〜
100℃低くすることにより、合金層を1〜4μm(望
ましくは2μm以下)に抑えることができて、5〜30
%程度の圧下率ですむようになる。以上の如く、本発明
の効果を十分に発揮するためには、優れた機械的特性を
期待できるめっき原板と少ない合金層量、脆く砕け易い
性質の合金層が好ましい。
【0012】
【実施例】
実施例1 板厚0.225mmの冷間圧延後の薄鋼板を、連続溶融
アルミニウムめっきラインに通板し、シリコンを10%
含む溶融アルミニウムめっきを行った。その際、合金層
の厚さを1〜2μm、金属アルミニウムめっき層の厚さ
を20μmに調整した。めっき後、全板厚0.265m
mの鋼板を、遊星式クロス圧延装置を用い、300℃の
温間圧延にて10%の圧下率(1段目10%)にて0.
240mmまで圧延した。この鋼板の断面を光学顕微鏡
で観察したところ、合金層が破壊された鉄〜アルミニウ
ム間で金属結合が生じている部分の比率は約10%であ
った。この時のΔrの変化は、−0.25から−0.3
0程度、つまり、イヤリング率で1.5%から2.5%
程度となり、許容範囲内であった。
【0013】圧延により約15μmの厚みとなったアル
ミニウム皮膜を有する鋼板は、ブランク径139mmに
切断後、2回の絞り加工により内径66mmのカップに
成形した。その後、3段に及ぶしごき加工により、缶高
さ130mmに成形した。最終製品における最も厚みの
薄い部分は0.080mmであり、トリミング後のフラ
ンジ部分の厚さは0.140mmであった。DI成形缶
を、脱脂・化成処理したのち、外面印刷・内面塗装し
て、ネックドイン・フランジ成形した。ネックドイン加
工としては、トリプルネックドイン方式により、蓋巻き
締め後の外径が60mmになるように成形した。このよ
うな一連の成形加工段階において溶融アルミニウムめっ
き皮膜はまったく剥離することなく成形に耐え、最終製
品において鉄に対する被覆性は完全なものであった。
【0014】缶内面塗装としては、1缶あたり40mg
のエポキシ系塗料をスプレー塗装、焼き付け後、ビール
を内容物として充填し、室温にて6カ月経過後のアルミ
ニウム、鉄の溶出量を測定したところ、0.14ppm
のアルミニウム溶出が分析されたが、鉄については分析
の検出限界以下(<0.01ppm)であり、実用的に
極めて優れた耐食性を有することが確認できた。
【0015】実施例2 板厚0.185mmの鋼板に両面合計30μmの純アル
ミニウムめっきを行った。その際、合金層の厚さは1〜
3μmであった。めっき後、全板厚0.215mmの鋼
板を、遊星式クロス圧延装置を用い、300℃の温間圧
延にて15%の圧下率(1段目10%,2段目5%)に
て板厚0.183mmまで圧延した。この鋼板の鉄〜ア
ルミニウム金属間結合の比率は約15%であった。圧延
後、電解脱脂・酸洗による表面調整を行い、フッ素イオ
ンを含むクロム酸中にて電解クロメート処理し32mg
/m2 のクロメート皮膜を施した。
【0016】この鋼板の片面(缶内面相当面)に塩ビオ
ルガノゾル系の塗料を約13μm塗布し、缶外面相当面
にはエポキシ系の塗料を約5μm施した。その後、ブラ
ンク寸法173mmより缶径65mm、缶高さ115m
mの缶を合計3回の絞り加工(DRD、DTR加工)に
より行った。絞り加工後の缶内外面の皮膜を詳細に観察
した結果、溶融アルミニウムめっき皮膜は全く剥離する
ことなく成形に耐え、最終製品において鉄に対する被覆
性は完全なものであった。
【0017】また、加工後の有機塗膜の被覆性も従来製
品と大差なく良好であった。この缶体を用い、魚肉(鮪
フレーク味付け)を内容物とする実缶試験を行った。5
5℃にて6カ月貯蔵後、缶内面の腐食状態を観察した。
外観的には全く異常は認められず、内面塗装を溶剤にて
剥離後、鋼板表面を観察したところ、数点の腐食点が観
察されたが、その腐食はアルミニウム層のみで鉄の素地
に達するものではなく、実用的に優れた耐食性を有する
ものであった。
【0018】比較例1 板厚0.285mmの冷間圧延後の薄鋼板を、連続溶融
アルミニウムめっきラインに通板し、シリコンを10%
含む溶融アルミニウムめっきを行った。その際、合金層
の厚さを平均3μm、金属アルミニウムめっき層の厚さ
を20μmに調整した。めっき後、全板厚0.325m
mの鋼板を、2スタンドの冷間圧延ミルにて25%の圧
下率(1段目15% 2段目10% 圧延時鋼板温度1
00℃)にて0.243mmまで圧延した。この鋼板の
断面を光学顕微鏡で観察したところ、合金層が破壊され
た鉄〜アルミニウム間で金属間結合が生じている部分の
比率は10%以下であった。この鋼板を実施例1と同様
の方法でDI成形したところ、絞り・アイアニング加工
性は良好であったが、缶の内外面ともテーピングテスト
により、アルミニウム皮膜の剥離が認められた。
【0019】比較例2 板厚0.285mmの冷間圧延後の薄鋼板を、連続溶融
アルミニウムめっきラインに通板し、シリコンを10%
含む溶融アルミニウムめっきを行った。その際、合金層
の厚さを平均3μm、金属アルミニウムめっき層の厚さ
を20μmに調整した。めっき後、全板厚0.325m
mの鋼板を、2スタンドの圧延ミルにて25%の圧下率
(1段目15% 2段目10% 圧延時鋼板温度300
℃)にて0.243mmまで温間圧延した。この鋼板の
断面を光学顕微鏡で観察したところ、合金層が破壊され
た鉄〜アルミニウム間で金属間結合が生じている部分の
比率は20%以上であった。この鋼板を実施例1と同様
の方法でDI成形したところ、絞り・アイアニング加工
性は良好であり、缶の内外面ともテーピングテストによ
るアルミニウム皮膜の剥離は認められなかった。しかし
ながら、この時のΔrの変化は−0.25から−0.7
5、つまり、イヤリング率で1.5%から5.8%とな
り、許容範囲外となった。
【0020】
【発明の効果】本発明により、加工性に優れた溶融アル
ミニウムめっき鋼板の製造方法を提供することができ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼板の表面に10μm以上50μm以下
    のアルミニウム皮膜またはアルミニウム合金皮膜を有す
    る溶融アルミニウムめっき鋼板を、圧延温度200〜3
    80℃、圧下率5%以上50%未満でクロス圧延し、鋼
    板とめっき金属間に面積率で5%以上の金属間結合を有
    することを特徴とする容器用溶融アルミニウムめっき鋼
    板の製造方法。
JP6854993A 1993-03-26 1993-03-26 加工性に優れた容器用溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法 Withdrawn JPH06277701A (ja)

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JP6854993A JPH06277701A (ja) 1993-03-26 1993-03-26 加工性に優れた容器用溶融アルミニウムめっき鋼板の製造方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003105445A (ja) * 2001-09-28 2003-04-09 Nippon Steel Corp 外観の優れためっき鋼板の加熱成形方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003105445A (ja) * 2001-09-28 2003-04-09 Nippon Steel Corp 外観の優れためっき鋼板の加熱成形方法

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