JPH07238355A - 成形用Al合金硬質板の製造方法 - Google Patents
成形用Al合金硬質板の製造方法Info
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- JPH07238355A JPH07238355A JP2968494A JP2968494A JPH07238355A JP H07238355 A JPH07238355 A JP H07238355A JP 2968494 A JP2968494 A JP 2968494A JP 2968494 A JP2968494 A JP 2968494A JP H07238355 A JPH07238355 A JP H07238355A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 キャンボディ材等の異方性の減少、強度及び
成形性の向上をさせることができる成形用AlーMnー
Mg系合金硬質板の製造方法を提供する。 【構成】 Mg:0.2〜2.8wt%,Mn:0.2
〜3.0wt%,Cu:0.1〜1.0wt%,Si:
0.01〜0.5wt%,Fe:0.05〜1.0wt
%を含み、残部がAlと不可避的不純物からなるAl合
金を溶解鋳造して鋳塊とし、これを常法に従って均質化
熱処理した後、熱間圧延し、続いて冷間圧延と中間焼
鈍、最終冷間圧延を行うか、又は更に安定化熱処理を行
って製造するAl合金硬質板の製造工程において、前記
鋳造した鋳塊を、昇温速度300℃/hr以下で150
〜300℃の温度まで昇温し、150〜300℃の温度
で1〜30hr保持した後、続いて昇温速度300℃/
hr以下で均質化熱処理温度まで昇温し均質化熱処理す
ることを特徴とする成形用Al合金硬質板の製造方法。
成形性の向上をさせることができる成形用AlーMnー
Mg系合金硬質板の製造方法を提供する。 【構成】 Mg:0.2〜2.8wt%,Mn:0.2
〜3.0wt%,Cu:0.1〜1.0wt%,Si:
0.01〜0.5wt%,Fe:0.05〜1.0wt
%を含み、残部がAlと不可避的不純物からなるAl合
金を溶解鋳造して鋳塊とし、これを常法に従って均質化
熱処理した後、熱間圧延し、続いて冷間圧延と中間焼
鈍、最終冷間圧延を行うか、又は更に安定化熱処理を行
って製造するAl合金硬質板の製造工程において、前記
鋳造した鋳塊を、昇温速度300℃/hr以下で150
〜300℃の温度まで昇温し、150〜300℃の温度
で1〜30hr保持した後、続いて昇温速度300℃/
hr以下で均質化熱処理温度まで昇温し均質化熱処理す
ることを特徴とする成形用Al合金硬質板の製造方法。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主としてキャンボディ
用等に好適な成形用Al合金硬質板の製造方法に関する
ものである。
用等に好適な成形用Al合金硬質板の製造方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】Al合金2ピースキャンは、深絞り、し
ごき(DI)加工によるキャンボディとキャンエンドと
によって組立られる。これらのうちキャンボディ用板材
は、深絞り性、しごき加工性、又塗装焼付け後のネッキ
ング加工性、フランジング加工性などに優れていること
が要求され、普通AlーMnーMg系のJIS3004
合金が多用されている。さらに最近コストダウンのた
め、ボディ材の薄肉化が進められ、ボディ材の強度がよ
り高くなるように望まれている。
ごき(DI)加工によるキャンボディとキャンエンドと
によって組立られる。これらのうちキャンボディ用板材
は、深絞り性、しごき加工性、又塗装焼付け後のネッキ
ング加工性、フランジング加工性などに優れていること
が要求され、普通AlーMnーMg系のJIS3004
合金が多用されている。さらに最近コストダウンのた
め、ボディ材の薄肉化が進められ、ボディ材の強度がよ
り高くなるように望まれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】現状では、特に材料の
異方性により深絞り、しごき加工後の耳率はしばしば高
くなり、歩留が低下するのみならず、製造上も多くの問
題がある。また本AlーMnーMg系合金は加工硬化型
合金であり、冷間加工で導入される歪の蓄積により強度
が得られるが、キャンボディ材に使用されるJIS30
04合金は、ほとんど強度が最も高い冷間加工度である
H19材(加工硬化材)やH39材(安定化熱処理材)
であるため、これ以上の強度の向上は困難となる。本発
明は、これに鑑み種々検討の結果、キャンボディ材等の
異方性の減少、強度及び成形性の向上をさせることがで
きる成形用AlーMnーMg系合金硬質板の製造方法を
開発したものである。
異方性により深絞り、しごき加工後の耳率はしばしば高
くなり、歩留が低下するのみならず、製造上も多くの問
題がある。また本AlーMnーMg系合金は加工硬化型
合金であり、冷間加工で導入される歪の蓄積により強度
が得られるが、キャンボディ材に使用されるJIS30
04合金は、ほとんど強度が最も高い冷間加工度である
H19材(加工硬化材)やH39材(安定化熱処理材)
であるため、これ以上の強度の向上は困難となる。本発
明は、これに鑑み種々検討の結果、キャンボディ材等の
異方性の減少、強度及び成形性の向上をさせることがで
きる成形用AlーMnーMg系合金硬質板の製造方法を
開発したものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】即ち本願発明は、Mg:
0.2〜2.8wt%,Mn:0.2〜3.0wt%,
Cu:0.1〜1.0wt%,Si:0.01〜0.5
wt%,Fe:0.05〜1.0wt%を含み、残部が
Alと不可避的不純物からなるAl合金を溶解鋳造して
鋳塊とし、これを常法に従って均質化熱処理した後、熱
間圧延し、続いて冷間圧延と中間焼鈍、最終冷間圧延を
行うか又は更に安定化熱処理を行って製造するAl合金
硬質板の製造工程において、前記鋳造した鋳塊を、昇温
速度300℃/hr以下で150〜300℃の温度まで
昇温し、150〜300℃の温度で1〜30hr保持し
た後、続いて昇温速度300℃/hr以下で均質化熱処
理温度まで昇温し均質化熱処理することを特徴とする成
形用Al合金硬質板の製造方法である。
0.2〜2.8wt%,Mn:0.2〜3.0wt%,
Cu:0.1〜1.0wt%,Si:0.01〜0.5
wt%,Fe:0.05〜1.0wt%を含み、残部が
Alと不可避的不純物からなるAl合金を溶解鋳造して
鋳塊とし、これを常法に従って均質化熱処理した後、熱
間圧延し、続いて冷間圧延と中間焼鈍、最終冷間圧延を
行うか又は更に安定化熱処理を行って製造するAl合金
硬質板の製造工程において、前記鋳造した鋳塊を、昇温
速度300℃/hr以下で150〜300℃の温度まで
昇温し、150〜300℃の温度で1〜30hr保持し
た後、続いて昇温速度300℃/hr以下で均質化熱処
理温度まで昇温し均質化熱処理することを特徴とする成
形用Al合金硬質板の製造方法である。
【0005】
【作用】本発明において、Al合金組成を前記のように
限定したのは、以下の理由によるものである。
限定したのは、以下の理由によるものである。
【0006】Mgはアルミニウム母材に固溶することに
より、合金の強度を向上させる。その含有量を0.2〜
2.8wt%としたのは、0.2wt%未満ではその効
果が小さく、2.8wt%を越えると鋳造、圧延時に割
れを生じやすくなり、歩留が低下するためである。
より、合金の強度を向上させる。その含有量を0.2〜
2.8wt%としたのは、0.2wt%未満ではその効
果が小さく、2.8wt%を越えると鋳造、圧延時に割
れを生じやすくなり、歩留が低下するためである。
【0007】Mnは塗装焼付時に合金の軟化を防ぐのに
有効な元素である。その量を0.2〜3.0wt%とし
たのは、0.2wt%未満では合金の軟化の防止効果が
小さく、3.0wt%を越えると鋳造時にFeやSiと
粗大な金属間化合物を作り、合金の性質に悪影響を及ぼ
すからである。
有効な元素である。その量を0.2〜3.0wt%とし
たのは、0.2wt%未満では合金の軟化の防止効果が
小さく、3.0wt%を越えると鋳造時にFeやSiと
粗大な金属間化合物を作り、合金の性質に悪影響を及ぼ
すからである。
【0008】Cuは塗装焼付時に、G.P.ゾーン、S
, 相(中間相)などを析出し強度を向上させる。その量
を0.1〜1.0wt%としたのは、0.1wt%未満
では強度向上が小さく、1.0wt%を越えると耐蝕性
が低下するからである。
, 相(中間相)などを析出し強度を向上させる。その量
を0.1〜1.0wt%としたのは、0.1wt%未満
では強度向上が小さく、1.0wt%を越えると耐蝕性
が低下するからである。
【0009】Siは塗装焼付時にMg2 Si相を析出し
強度を向上させ、固溶Feの析出をさせ、成形性を向上
させる効果がある。その量を0.01〜0.5wt%と
したのは、0.01wt%未満では強度や成形性の向上
が小さく、0.5wt%を越えると成形性が低下する。
強度を向上させ、固溶Feの析出をさせ、成形性を向上
させる効果がある。その量を0.01〜0.5wt%と
したのは、0.01wt%未満では強度や成形性の向上
が小さく、0.5wt%を越えると成形性が低下する。
【0010】Feは、通常アルミニウム地金に不純物と
して含まれるものであるが、その量を0.05〜1.0
wt%としたのは、0.05wt%未満では高純度のア
ルミニウム地金を用いることになってコストが高くな
り、1.0wt%を越えると成形性が低下する。また、
前記以外の不可避的不純物、例えばZn、Ti、B等
は、0.25wt%以下であれば本発明の製造方法によ
る効果を妨げない。
して含まれるものであるが、その量を0.05〜1.0
wt%としたのは、0.05wt%未満では高純度のア
ルミニウム地金を用いることになってコストが高くな
り、1.0wt%を越えると成形性が低下する。また、
前記以外の不可避的不純物、例えばZn、Ti、B等
は、0.25wt%以下であれば本発明の製造方法によ
る効果を妨げない。
【0011】次に本発明方法におけるAl合金鋳塊の熱
処理方法とその作用効果について説明する。AlーMn
ーMg系合金鋳塊は、均質化熱処理温度まで昇温する途
中、150〜300℃の低温領域において硬化析出相で
あるMg2 Si相を生じ、300℃以上の高温領域にな
るとMg2 Si相の上にAl(Fe、Mn)Si分散相
が不均一析出する。約450℃以上の温度になると、M
g2 Si相が再固溶し、分散相のみが残る。従来の溶解
鋳造した鋳塊を均質化熱処理した場合、鋳造時に凝固偏
析が起こることによって、均質化熱処理しても分散相の
分布が粗大、不均一になる。このためその後の熱間圧
延、冷間圧延時に均一な加工組織が得られなく、最終的
に材料の異方性が顕著に残され、深絞り、しごき加工後
のキャンボディの耳率は高くなる。また、塗装焼付時
に、すでに偏析したAl(Fe、Mn)Si分散相上に
粗大なMg2 Si相やS相(安定相)が優先的に不均一
析出するため、最終的に析出相の分布が不均一になり、
合金の高い強度が得られない。
処理方法とその作用効果について説明する。AlーMn
ーMg系合金鋳塊は、均質化熱処理温度まで昇温する途
中、150〜300℃の低温領域において硬化析出相で
あるMg2 Si相を生じ、300℃以上の高温領域にな
るとMg2 Si相の上にAl(Fe、Mn)Si分散相
が不均一析出する。約450℃以上の温度になると、M
g2 Si相が再固溶し、分散相のみが残る。従来の溶解
鋳造した鋳塊を均質化熱処理した場合、鋳造時に凝固偏
析が起こることによって、均質化熱処理しても分散相の
分布が粗大、不均一になる。このためその後の熱間圧
延、冷間圧延時に均一な加工組織が得られなく、最終的
に材料の異方性が顕著に残され、深絞り、しごき加工後
のキャンボディの耳率は高くなる。また、塗装焼付時
に、すでに偏析したAl(Fe、Mn)Si分散相上に
粗大なMg2 Si相やS相(安定相)が優先的に不均一
析出するため、最終的に析出相の分布が不均一になり、
合金の高い強度が得られない。
【0012】本発明者等は以上の知見に基づいて、Al
ーMnーMg系合金硬質板の強度及び成形性を向上し、
深絞り・しごき加工後の耳率の減少ができる合金鋳塊の
熱処理方法について検討し、本発明の熱処理方法を見出
した。即ち、所定組成のAl合金を溶解鋳造して鋳塊と
し、これを均質化熱処理した後、熱間圧延、冷間圧延、
中間焼鈍、最終冷間圧延するか又は更に安定化熱処理し
て製造する硬質板の製造工程について、それぞれ検討し
た結果、鋳塊を均質化熱処理する前に低温で予備熱処理
することが前記特性の向上に効果があることを見出し
た。これは、通常の方法により合金を溶解鋳造後、図1
に示すように鋳塊を、先ず(A)300℃/hr以下の
昇温速度で昇温し、(B)150〜300℃の温度範囲
に達した時に、この温度で1〜30hr保持し、その後
(C)均質化熱処理温度まで再び300℃/hr以下の
昇温速度で昇温してから、(D)均質化熱処理を行うこ
とにより、硬質板の強度及び成形性を向上し、深絞り、
しごき加工後の耳率を減少するものである。なお、均質
化熱処理後は、常法に従って熱間圧延温度まで冷却
(E)し、熱間圧延に供される。また均質化熱処理後い
ったん常温まで冷却(E)し、再熱して熱間圧延に供し
てもよい。
ーMnーMg系合金硬質板の強度及び成形性を向上し、
深絞り・しごき加工後の耳率の減少ができる合金鋳塊の
熱処理方法について検討し、本発明の熱処理方法を見出
した。即ち、所定組成のAl合金を溶解鋳造して鋳塊と
し、これを均質化熱処理した後、熱間圧延、冷間圧延、
中間焼鈍、最終冷間圧延するか又は更に安定化熱処理し
て製造する硬質板の製造工程について、それぞれ検討し
た結果、鋳塊を均質化熱処理する前に低温で予備熱処理
することが前記特性の向上に効果があることを見出し
た。これは、通常の方法により合金を溶解鋳造後、図1
に示すように鋳塊を、先ず(A)300℃/hr以下の
昇温速度で昇温し、(B)150〜300℃の温度範囲
に達した時に、この温度で1〜30hr保持し、その後
(C)均質化熱処理温度まで再び300℃/hr以下の
昇温速度で昇温してから、(D)均質化熱処理を行うこ
とにより、硬質板の強度及び成形性を向上し、深絞り、
しごき加工後の耳率を減少するものである。なお、均質
化熱処理後は、常法に従って熱間圧延温度まで冷却
(E)し、熱間圧延に供される。また均質化熱処理後い
ったん常温まで冷却(E)し、再熱して熱間圧延に供し
てもよい。
【0013】本発明において、予備熱処理及び均質化熱
処理温度までの昇温速度を300℃/hr以下としたの
は原子の拡散をさせながら、Al(Fe、Mn)Si分
散相を均一に析出させるためであり、300℃/hrを
越えると分散相の析出が不均一となる。また予備熱処理
温度を150〜300℃としたのは、分散相の核生成を
充分させて最終的に均一な分散相の分布を得るためであ
り、150℃未満では分散相の核生成が起こりにくく、
また300℃越えると分散相が粗大化しやすい。更にこ
の温度で保持する時間を1〜30hrとしたのは、均一
な分散相の分布を得るためであり、1hr未満では分散
相の核生成が不充分であり、また30hrを越えると合
金が充分均質化されないうちに、分散相が粗大化する。
処理温度までの昇温速度を300℃/hr以下としたの
は原子の拡散をさせながら、Al(Fe、Mn)Si分
散相を均一に析出させるためであり、300℃/hrを
越えると分散相の析出が不均一となる。また予備熱処理
温度を150〜300℃としたのは、分散相の核生成を
充分させて最終的に均一な分散相の分布を得るためであ
り、150℃未満では分散相の核生成が起こりにくく、
また300℃越えると分散相が粗大化しやすい。更にこ
の温度で保持する時間を1〜30hrとしたのは、均一
な分散相の分布を得るためであり、1hr未満では分散
相の核生成が不充分であり、また30hrを越えると合
金が充分均質化されないうちに、分散相が粗大化する。
【0014】なお、本発明における均質化熱処理、熱間
圧延、冷間圧延、必要に応じて行う中間焼鈍、最終冷間
圧延、また必要に応じて行う最終安定化熱処理の各々の
条件は、AlーMnーMg系合金の硬質板(H19、H
39)の製造に通常行われている条件が採用される。
圧延、冷間圧延、必要に応じて行う中間焼鈍、最終冷間
圧延、また必要に応じて行う最終安定化熱処理の各々の
条件は、AlーMnーMg系合金の硬質板(H19、H
39)の製造に通常行われている条件が採用される。
【0015】
【実施例】表1に示す合金組成を有するAl合金を通常
の方法により溶解鋳造して圧延用鋳塊400mm×15
00mm×2000mmを製造した。この鋳塊について
両面面削後、表2に示す熱処理を施した。即ち本発明の
熱処理は、鋳塊をまず150〜300℃の温度まで30
0℃/hr以下の昇温速度で昇温し、150〜300℃
の温度で1〜30hr保持してから、均質化熱処理温度
まで300℃/hr以下の昇温速度で昇温し、560℃
で6hr均質化熱処理を行った。なお比較のため、従来
の熱処理条件や本発明方法の範囲外の熱処理条件でも鋳
塊について熱処理を行った。続いて均質化熱処理温度か
ら熱間圧延温度まで下げ、通常の方法により熱間圧延
(400〜300℃)して板厚5.0mmとし、これを
0.8mmまで冷間圧延し、これを520℃で10秒間
中間焼鈍し、これを更に最終冷間圧延を行って厚さ0.
3mmの板材(H19)とした。これらの板材につい
て、引張試験、エリクセン張出試験、耳率測定を行っ
た。引張試験はJIS5号張出試験片により測定し、エ
リクセン張出試験はJISZ2247A法により、張出
高さを測定した。また、耳率(ブランク径=φ55m
m、平底ポンチ径=φ33mmで評価)を測定した。そ
の結果を表3〜6に示す。
の方法により溶解鋳造して圧延用鋳塊400mm×15
00mm×2000mmを製造した。この鋳塊について
両面面削後、表2に示す熱処理を施した。即ち本発明の
熱処理は、鋳塊をまず150〜300℃の温度まで30
0℃/hr以下の昇温速度で昇温し、150〜300℃
の温度で1〜30hr保持してから、均質化熱処理温度
まで300℃/hr以下の昇温速度で昇温し、560℃
で6hr均質化熱処理を行った。なお比較のため、従来
の熱処理条件や本発明方法の範囲外の熱処理条件でも鋳
塊について熱処理を行った。続いて均質化熱処理温度か
ら熱間圧延温度まで下げ、通常の方法により熱間圧延
(400〜300℃)して板厚5.0mmとし、これを
0.8mmまで冷間圧延し、これを520℃で10秒間
中間焼鈍し、これを更に最終冷間圧延を行って厚さ0.
3mmの板材(H19)とした。これらの板材につい
て、引張試験、エリクセン張出試験、耳率測定を行っ
た。引張試験はJIS5号張出試験片により測定し、エ
リクセン張出試験はJISZ2247A法により、張出
高さを測定した。また、耳率(ブランク径=φ55m
m、平底ポンチ径=φ33mmで評価)を測定した。そ
の結果を表3〜6に示す。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】
【表3】
【0019】
【表4】
【0020】
【表5】
【0021】
【表6】
【0022】表3〜6より明らかなように、本発明方法
で製造した合金板は、従来の製造方法や比較製造方法で
製造した合金板と比べて、強度が高くなるにもかかわら
ず、伸び、成形性、耳率が優れていることがわかる。
で製造した合金板は、従来の製造方法や比較製造方法で
製造した合金板と比べて、強度が高くなるにもかかわら
ず、伸び、成形性、耳率が優れていることがわかる。
【0023】
【発明の効果】このように本発明法によれば、従来の製
造方法で製造した合金板と比較して特に成形性や耳率が
優れており、また強度においても向上するなど、キャン
ボディ等の成形用材料の製造方法として最適であり、こ
れら材料の成形性及び強度の向上、さらには材料の薄肉
化に貢献するところが大きい等顕著な効果を奏する。
造方法で製造した合金板と比較して特に成形性や耳率が
優れており、また強度においても向上するなど、キャン
ボディ等の成形用材料の製造方法として最適であり、こ
れら材料の成形性及び強度の向上、さらには材料の薄肉
化に貢献するところが大きい等顕著な効果を奏する。
【図1】本発明に係る熱処理法の説明図である。
A 昇温 B 予備熱処理 C 昇温 D 均質化熱処理 E 冷却
Claims (1)
- 【請求項1】 Mg:0.2〜2.8wt%,Mn:
0.2〜3.0wt%,Cu:0.1〜1.0wt%,
Si:0.01〜0.5wt%,Fe:0.05〜1.
0wt%を含み、残部がAlと不可避的不純物からなる
Al合金を溶解鋳造して鋳塊とし、これを常法に従って
均質化熱処理した後熱間圧延し、続いて冷間圧延と中間
焼鈍、最終冷間圧延を行うか又は更に最終安定化熱処理
を行って製造するAl合金硬質板の製造工程において、
前記鋳造した鋳塊を、昇温速度300℃/hr以下で1
50〜300℃の温度まで昇温し、150〜300℃の
温度で1〜30hr保持した後、続いて昇温速度300
℃/hr以下で均質化熱処理温度まで昇温し、均質化熱
処理することを特徴とする成形用Al合金硬質板の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2968494A JPH07238355A (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 成形用Al合金硬質板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2968494A JPH07238355A (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 成形用Al合金硬質板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07238355A true JPH07238355A (ja) | 1995-09-12 |
Family
ID=12282941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2968494A Pending JPH07238355A (ja) | 1994-02-28 | 1994-02-28 | 成形用Al合金硬質板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07238355A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1081947A (ja) * | 1996-04-10 | 1998-03-31 | Toyo Kohan Co Ltd | 絞りしごき缶用樹脂被覆アルミニウム合金板の製造方法 |
| JP2014084473A (ja) * | 2012-10-19 | 2014-05-12 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 缶ボディ用アルミニウム合金板およびその製造方法 |
| US20210292878A1 (en) * | 2015-12-25 | 2021-09-23 | Uacj Corporation | Aluminum alloy sheet for can body, and process for producing the same |
-
1994
- 1994-02-28 JP JP2968494A patent/JPH07238355A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1081947A (ja) * | 1996-04-10 | 1998-03-31 | Toyo Kohan Co Ltd | 絞りしごき缶用樹脂被覆アルミニウム合金板の製造方法 |
| JP2014084473A (ja) * | 2012-10-19 | 2014-05-12 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 缶ボディ用アルミニウム合金板およびその製造方法 |
| US20210292878A1 (en) * | 2015-12-25 | 2021-09-23 | Uacj Corporation | Aluminum alloy sheet for can body, and process for producing the same |
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