JPH1112676A - 成形用アルミニウム合金硬質板、前記硬質板を用いた缶蓋、および前記硬質板の製造方法 - Google Patents
成形用アルミニウム合金硬質板、前記硬質板を用いた缶蓋、および前記硬質板の製造方法Info
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- JPH1112676A JPH1112676A JP16483897A JP16483897A JPH1112676A JP H1112676 A JPH1112676 A JP H1112676A JP 16483897 A JP16483897 A JP 16483897A JP 16483897 A JP16483897 A JP 16483897A JP H1112676 A JPH1112676 A JP H1112676A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 局部的張出加工性などに優れる成形用Al合金
硬質板とその製造方法を提供する。 【解決手段】 Mgを 3.0〜5.0wt%、Cuを0.05〜0.2wt%、
Mnを 0.2〜0.7wt%、Feを0.3wt%以下（0wt%を含む）、Cr
を0.1wt%以下（0wt%を含む）、Tiを0.001 〜0.05wt% 含
有し、残部がAlと不可避不純物からなるAl合金の硬質板
に焼付塗装が施され、前記焼付塗装後のAl合金硬質板の
(200) 結晶面のＸ線回折角２θの半価巾が0.16度以下、
Cuの含有量の50％以上がAlマトリックスに固溶している
成形用Al合金硬質板、および前記組成のAl合金に均質化
処理、熱間圧延、冷間圧延中間焼鈍、最終冷間圧延、焼
付塗装の各工程を所定の条件で施す製造方法。 【効果】 Cuの固溶率が50％以上と高いため、必要強度
が低冷間圧延率で得られ、従って、局部的張出加工性に
優れ、また経時的軟化が起き難いため缶蓋などに用いた
とき開缶性や耐圧性などが長期間良好に保持される。
硬質板とその製造方法を提供する。 【解決手段】 Mgを 3.0〜5.0wt%、Cuを0.05〜0.2wt%、
Mnを 0.2〜0.7wt%、Feを0.3wt%以下（0wt%を含む）、Cr
を0.1wt%以下（0wt%を含む）、Tiを0.001 〜0.05wt% 含
有し、残部がAlと不可避不純物からなるAl合金の硬質板
に焼付塗装が施され、前記焼付塗装後のAl合金硬質板の
(200) 結晶面のＸ線回折角２θの半価巾が0.16度以下、
Cuの含有量の50％以上がAlマトリックスに固溶している
成形用Al合金硬質板、および前記組成のAl合金に均質化
処理、熱間圧延、冷間圧延中間焼鈍、最終冷間圧延、焼
付塗装の各工程を所定の条件で施す製造方法。 【効果】 Cuの固溶率が50％以上と高いため、必要強度
が低冷間圧延率で得られ、従って、局部的張出加工性に
優れ、また経時的軟化が起き難いため缶蓋などに用いた
とき開缶性や耐圧性などが長期間良好に保持される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リベット成形性な
どの局部的張出加工性に優れ、缶蓋などに用いたときの
開缶性や耐圧性が長期間良好に保持される成形用アルミ
ニウム合金硬質板、前記硬質板を用いた缶蓋、および前
記硬質板の製造方法に関する。
どの局部的張出加工性に優れ、缶蓋などに用いたときの
開缶性や耐圧性が長期間良好に保持される成形用アルミ
ニウム合金硬質板、前記硬質板を用いた缶蓋、および前
記硬質板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、飲料缶の缶蓋などに用いられる成
形用アルミニウム合金硬質板には、強度、成形性の観点
から、主に、ＪＩＳ−５０８２合金、ＪＩＳ−５１８２
合金などＭｇを４wt％以上含有するアルミニウム合金が
使用されている。また前記成形用アルミニウム合金硬質
板の製造は、アルミニウム合金鋳塊を均質化処理したの
ち、下記またはの方法により、０．４ｍｍ以下の厚
さの硬質板に加工し、この硬質板に、外的環境から保護
するため、２００〜３００℃で５〜３０秒の高温短時間
の焼付塗装（コイルコート）を施して行われる。前記
の方法は、均質化処理後の鋳塊を、厚さ３〜５ｍｍの板
材に熱間圧延し、この熱間圧延板に冷間圧延、中間焼鈍
（４５０〜５５０℃）、最終冷間圧延を施す方法であ
る。前記の方法は、均質化処理後の鋳塊を、厚さ２ｍ
ｍ程度の板材に熱間圧延し、この熱間圧延板に中間焼鈍
を施すか、または熱間圧延後そのまま最終冷間圧延を施
す方法である。この他、成形用アルミニウム合金硬質板
には、ディンプル加工やリベット成形のような局部的張
出加工性が良好なことが要求されている。しかし、前記
ＪＩＳ−５１８２合金などを用いた成形用アルミニウム
合金硬質板は、前記焼付塗装工程で強度が大幅に低下す
るため、前記最終冷間圧延率を大きくして焼付塗装前の
初期強度を高めておく必要がある。しかし、最終冷間圧
延率を大きくすると、ディンプル加工やリベット成形の
ような局部的張出加工性が悪化するという問題がある。
また成形用アルミニウム合金硬質板を、たとえば、缶蓋
に用いる場合は、缶蓋成形後、開缶性および耐圧性が経
時的に低下するという問題がある。開缶性が悪くなる
と、缶を開ける際スコア以外の部分が裂けることがあり
安全性に問題がある。また耐圧性が低下すると缶の内圧
により凹状エンドが凸状に反転してしまうことがある。
形用アルミニウム合金硬質板には、強度、成形性の観点
から、主に、ＪＩＳ−５０８２合金、ＪＩＳ−５１８２
合金などＭｇを４wt％以上含有するアルミニウム合金が
使用されている。また前記成形用アルミニウム合金硬質
板の製造は、アルミニウム合金鋳塊を均質化処理したの
ち、下記またはの方法により、０．４ｍｍ以下の厚
さの硬質板に加工し、この硬質板に、外的環境から保護
するため、２００〜３００℃で５〜３０秒の高温短時間
の焼付塗装（コイルコート）を施して行われる。前記
の方法は、均質化処理後の鋳塊を、厚さ３〜５ｍｍの板
材に熱間圧延し、この熱間圧延板に冷間圧延、中間焼鈍
（４５０〜５５０℃）、最終冷間圧延を施す方法であ
る。前記の方法は、均質化処理後の鋳塊を、厚さ２ｍ
ｍ程度の板材に熱間圧延し、この熱間圧延板に中間焼鈍
を施すか、または熱間圧延後そのまま最終冷間圧延を施
す方法である。この他、成形用アルミニウム合金硬質板
には、ディンプル加工やリベット成形のような局部的張
出加工性が良好なことが要求されている。しかし、前記
ＪＩＳ−５１８２合金などを用いた成形用アルミニウム
合金硬質板は、前記焼付塗装工程で強度が大幅に低下す
るため、前記最終冷間圧延率を大きくして焼付塗装前の
初期強度を高めておく必要がある。しかし、最終冷間圧
延率を大きくすると、ディンプル加工やリベット成形の
ような局部的張出加工性が悪化するという問題がある。
また成形用アルミニウム合金硬質板を、たとえば、缶蓋
に用いる場合は、缶蓋成形後、開缶性および耐圧性が経
時的に低下するという問題がある。開缶性が悪くなる
と、缶を開ける際スコア以外の部分が裂けることがあり
安全性に問題がある。また耐圧性が低下すると缶の内圧
により凹状エンドが凸状に反転してしまうことがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このようなことから、
特性を安定化させるために、最終冷間圧延後、安定化熱
処理を施す対策が取られており、このため生産性が著し
く低下するという問題があった。本発明者らは上記課題
を解決するため鋭意研究を行い、たとえば、前記の開缶
性や耐圧性の経時的低下は、加工組織の回復（転位密度
の低減）によること、この加工組織の回復は、Ｆｅの含
有量を規制し、またＣｕの固溶量を調整することにより
抑制できることを知見し、さらに研究を進めて本発明を
完成させるに至った。本発明は、リベット成形性などの
局部的張出加工性に優れ、缶蓋などに用いたときの開缶
性や耐圧性が長期間良好に保持される成形用アルミニウ
ム合金硬質板、前記硬質板を用いた缶蓋、および前記硬
質板の製造方法の提供を目的とする。
特性を安定化させるために、最終冷間圧延後、安定化熱
処理を施す対策が取られており、このため生産性が著し
く低下するという問題があった。本発明者らは上記課題
を解決するため鋭意研究を行い、たとえば、前記の開缶
性や耐圧性の経時的低下は、加工組織の回復（転位密度
の低減）によること、この加工組織の回復は、Ｆｅの含
有量を規制し、またＣｕの固溶量を調整することにより
抑制できることを知見し、さらに研究を進めて本発明を
完成させるに至った。本発明は、リベット成形性などの
局部的張出加工性に優れ、缶蓋などに用いたときの開缶
性や耐圧性が長期間良好に保持される成形用アルミニウ
ム合金硬質板、前記硬質板を用いた缶蓋、および前記硬
質板の製造方法の提供を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
Ｍｇを３．０〜５．０wt％、Ｃｕを０．０５〜０．２wt
％、Ｍｎを０．２〜０．７wt％、Ｆｅを０．３wt％以下
（０wt％を含む）、Ｃｒを０．１wt％以下（０wt％を含
む）、Ｔｉを０．００１〜０．０５wt％含有し、残部が
アルミニウムと不可避不純物からなるアルミニウム合金
の硬質板に焼付塗装が施され、前記焼付塗装後のアルミ
ニウム合金硬質板の（２００) 結晶面のＸ線回折角２θ
の半価巾が０．１６度以下、Ｃｕの含有量の５０％以上
がアルミニウムマトリックスに固溶していることを特徴
とする成形用アルミニウム合金硬質板である。
Ｍｇを３．０〜５．０wt％、Ｃｕを０．０５〜０．２wt
％、Ｍｎを０．２〜０．７wt％、Ｆｅを０．３wt％以下
（０wt％を含む）、Ｃｒを０．１wt％以下（０wt％を含
む）、Ｔｉを０．００１〜０．０５wt％含有し、残部が
アルミニウムと不可避不純物からなるアルミニウム合金
の硬質板に焼付塗装が施され、前記焼付塗装後のアルミ
ニウム合金硬質板の（２００) 結晶面のＸ線回折角２θ
の半価巾が０．１６度以下、Ｃｕの含有量の５０％以上
がアルミニウムマトリックスに固溶していることを特徴
とする成形用アルミニウム合金硬質板である。
【０００５】請求項２記載の発明は、請求項１記載の成
形用アルミニウム合金硬質板が用いられていることを特
徴とする缶蓋である。
形用アルミニウム合金硬質板が用いられていることを特
徴とする缶蓋である。
【０００６】請求項３記載の発明は、Ｍｇを３．０〜
５．０wt％、Ｃｕを０．０５〜０．２wt％、Ｍｎを０．
２〜０．７wt％、Ｆｅを０．３wt％以下（０wt％を含
む）、Ｃｒを０．１wt％以下（０wt％を含む）、Ｔｉを
０．００１〜０．０５wt％含有し、残部がアルミニウム
と不可避不純物からなるアルミニウム合金を溶解鋳造し
て鋳塊とし、この鋳塊に、均質化処理、熱間圧延、冷間
圧延、中間焼鈍、最終冷間圧延、焼付塗装の各工程を順
に施すアルミニウム合金硬質板の製造方法において、前
記均質化処理を４５０〜５５０℃の温度範囲で１時間以
上加熱して施し、中間焼鈍を１０℃／秒以上の昇温速度
で加熱し、４００〜５４０℃の温度範囲で２分以内保持
したのち、２００℃までを１℃／秒以上の冷却速度で冷
却し、２００℃を過ぎてから１００℃までを５℃／秒以
上の冷却速度で冷却して施し、最終冷間圧延を５０％以
上８０％未満の圧延率で施し、焼付塗装を２００℃まで
を５℃／秒以上の昇温速度で加熱し、２００℃を超えて
から１℃／秒以上の昇温速度で３００℃以下の所定温度
まで加熱し、２００〜３００℃の所定温度に６０秒以内
保持したのち１０℃／秒以上の冷却速度で冷却して施す
ことを特徴とする請求項１記載の成形用アルミニウム合
金硬質板の製造方法である。
５．０wt％、Ｃｕを０．０５〜０．２wt％、Ｍｎを０．
２〜０．７wt％、Ｆｅを０．３wt％以下（０wt％を含
む）、Ｃｒを０．１wt％以下（０wt％を含む）、Ｔｉを
０．００１〜０．０５wt％含有し、残部がアルミニウム
と不可避不純物からなるアルミニウム合金を溶解鋳造し
て鋳塊とし、この鋳塊に、均質化処理、熱間圧延、冷間
圧延、中間焼鈍、最終冷間圧延、焼付塗装の各工程を順
に施すアルミニウム合金硬質板の製造方法において、前
記均質化処理を４５０〜５５０℃の温度範囲で１時間以
上加熱して施し、中間焼鈍を１０℃／秒以上の昇温速度
で加熱し、４００〜５４０℃の温度範囲で２分以内保持
したのち、２００℃までを１℃／秒以上の冷却速度で冷
却し、２００℃を過ぎてから１００℃までを５℃／秒以
上の冷却速度で冷却して施し、最終冷間圧延を５０％以
上８０％未満の圧延率で施し、焼付塗装を２００℃まで
を５℃／秒以上の昇温速度で加熱し、２００℃を超えて
から１℃／秒以上の昇温速度で３００℃以下の所定温度
まで加熱し、２００〜３００℃の所定温度に６０秒以内
保持したのち１０℃／秒以上の冷却速度で冷却して施す
ことを特徴とする請求項１記載の成形用アルミニウム合
金硬質板の製造方法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に本発明の成形用アルミニウ
ム合金硬質板の合金成分について説明する。Ｍｇは基本
的合金元素で強度向上に寄与する。Ｍｇの含有量を３．
０〜５．０wt％に規定する理由は、Ｍｇが３．０wt％未
満では缶蓋などに要求される強度が十分に得られず、
５．０wt％を超えると局部的張出加工性などが低下し、
また熱延時に割れが生じ易くなり生産性が低下するため
である。
ム合金硬質板の合金成分について説明する。Ｍｇは基本
的合金元素で強度向上に寄与する。Ｍｇの含有量を３．
０〜５．０wt％に規定する理由は、Ｍｇが３．０wt％未
満では缶蓋などに要求される強度が十分に得られず、
５．０wt％を超えると局部的張出加工性などが低下し、
また熱延時に割れが生じ易くなり生産性が低下するため
である。
【０００８】ＭｎはＭｇと同じように強度向上に寄与
し、さらにＡｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系化合物を生成してスコア
部分の引裂き性を高める。その含有量を０．２〜０．７
wt％に規定する理由は、０．２wt％未満ではその効果が
十分に得られず、０．７wt％を超えるとＡｌ−Ｆｅ−Ｍ
ｎ系化合物が粗大化して、局部的張出加工性が低下する
ためである。
し、さらにＡｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系化合物を生成してスコア
部分の引裂き性を高める。その含有量を０．２〜０．７
wt％に規定する理由は、０．２wt％未満ではその効果が
十分に得られず、０．７wt％を超えるとＡｌ−Ｆｅ−Ｍ
ｎ系化合物が粗大化して、局部的張出加工性が低下する
ためである。
【０００９】Ｃｕは、その含有量（添加量）の一部がア
ルミマトリックスに固溶する。この固溶したＣｕは合金
の加工硬化能を高めて強度向上に寄与する。その含有量
（添加量）を０．０５〜０．２wt％に規定する理由は、
０．０５wt％未満ではその効果が十分に得られず、０．
２wt％を超えると加工性および耐食性が低下するためで
ある。
ルミマトリックスに固溶する。この固溶したＣｕは合金
の加工硬化能を高めて強度向上に寄与する。その含有量
（添加量）を０．０５〜０．２wt％に規定する理由は、
０．０５wt％未満ではその効果が十分に得られず、０．
２wt％を超えると加工性および耐食性が低下するためで
ある。
【００１０】本発明において、Ｃｕの固溶率をＣｕの含
有量（添加量）の５０％以上に規定する理由は、５０％
未満では、缶蓋などとして必要な強度を得るために最終
冷間圧延率を高めることになり、その結果、局部的張出
加工性が低下し、また加工組織の回復（合金の軟化）が
大きくなり、缶蓋などに用いたときに開缶性や耐圧性が
経時的に低下するためである。このように最終冷間圧延
率を下げると、耳率の低下、強度異方性の低下、曲げ加
工性の向上などの利点も得られる。
有量（添加量）の５０％以上に規定する理由は、５０％
未満では、缶蓋などとして必要な強度を得るために最終
冷間圧延率を高めることになり、その結果、局部的張出
加工性が低下し、また加工組織の回復（合金の軟化）が
大きくなり、缶蓋などに用いたときに開缶性や耐圧性が
経時的に低下するためである。このように最終冷間圧延
率を下げると、耳率の低下、強度異方性の低下、曲げ加
工性の向上などの利点も得られる。
【００１１】ところで、金属材料においては、特定の結
晶面のＸ線回折角２θの半価巾は、結晶格子間隔の乱れ
により変化し、加工率が大きい程、つまり転位密度が高
い程大きくなることが知られている。すなわち、転位密
度ρと半価巾ΔＳの間には、ΔＳ＝Ｋρ1/2 （Ｋは定
数）の関係がある。本発明では、局部的張出加工性に優
れ、缶蓋などに用いたときの開缶性や耐圧性が長期に渡
り良好に保持されるための成形用アルミニウム合金硬質
板の適正な最終冷間圧延率を、前記半価巾を指標にして
制御するのである。本発明において、硬質板の（２０
０) 結晶面のＸ線回折角２θの半価巾を０．１６度以下
に規定する理由は、前記半価巾が０．１６度を超えるほ
どに転位密度が高くなると、局部的張出加工性が低下
し、また転位密度が高いことによる回復（軟化）の駆動
力が大きくなり、短期間のうちに開缶性や耐圧性などが
低下するためである。なお、前記半価巾は、Ｘ線を下記
条件で照射したときの値とする。 Ｘ線：ＣｕのＫα線（波長１．５４０５Å）、発散スリ
ット：１°、発光スリット：０．１５ｍｍ、散乱スリッ
ト：１°。 本発明において、前記半価巾の上限値である０．１６度
は、本発明者等が多くの実験を基にして明らかにしたも
のである。
晶面のＸ線回折角２θの半価巾は、結晶格子間隔の乱れ
により変化し、加工率が大きい程、つまり転位密度が高
い程大きくなることが知られている。すなわち、転位密
度ρと半価巾ΔＳの間には、ΔＳ＝Ｋρ1/2 （Ｋは定
数）の関係がある。本発明では、局部的張出加工性に優
れ、缶蓋などに用いたときの開缶性や耐圧性が長期に渡
り良好に保持されるための成形用アルミニウム合金硬質
板の適正な最終冷間圧延率を、前記半価巾を指標にして
制御するのである。本発明において、硬質板の（２０
０) 結晶面のＸ線回折角２θの半価巾を０．１６度以下
に規定する理由は、前記半価巾が０．１６度を超えるほ
どに転位密度が高くなると、局部的張出加工性が低下
し、また転位密度が高いことによる回復（軟化）の駆動
力が大きくなり、短期間のうちに開缶性や耐圧性などが
低下するためである。なお、前記半価巾は、Ｘ線を下記
条件で照射したときの値とする。 Ｘ線：ＣｕのＫα線（波長１．５４０５Å）、発散スリ
ット：１°、発光スリット：０．１５ｍｍ、散乱スリッ
ト：１°。 本発明において、前記半価巾の上限値である０．１６度
は、本発明者等が多くの実験を基にして明らかにしたも
のである。
【００１２】ＦｅはＡｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系晶出物を生成し
て開缶性を向上させる。また結晶粒を微細化して合金の
加工性を大幅に向上させる。その含有量を０．３wt％以
下に規定する理由は、０．３wt％を超えると、加工硬化
能を高めるＣｕの固溶率が５０％未満に低下するととも
に、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系晶出物が粗大化して、加工性が
低下するためである。
て開缶性を向上させる。また結晶粒を微細化して合金の
加工性を大幅に向上させる。その含有量を０．３wt％以
下に規定する理由は、０．３wt％を超えると、加工硬化
能を高めるＣｕの固溶率が５０％未満に低下するととも
に、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系晶出物が粗大化して、加工性が
低下するためである。
【００１３】Ｃｒは強度向上に寄与する他、結晶粒を微
細化して加工性を高める。その含有量を０．１wt％以下
に規定した理由は、０．１wt％を超えると粗大な晶出物
が生成して局部的張出加工性などが低下するためであ
る。なお、Ｃｒは０．０１wt％以上含有されることによ
りその効果が十分発揮される。
細化して加工性を高める。その含有量を０．１wt％以下
に規定した理由は、０．１wt％を超えると粗大な晶出物
が生成して局部的張出加工性などが低下するためであ
る。なお、Ｃｒは０．０１wt％以上含有されることによ
りその効果が十分発揮される。
【００１４】Ｔｉは鋳造組織を微細化し加工性を向上さ
せる。その含有量を０．００１〜０．０５wt％に規定し
た理由は、０．００１wt％ではその効果が十分に得られ
ず、０．０５wt％を超えると粗大な晶出物が増加して成
形性が低下するためである。
せる。その含有量を０．００１〜０．０５wt％に規定し
た理由は、０．００１wt％ではその効果が十分に得られ
ず、０．０５wt％を超えると粗大な晶出物が増加して成
形性が低下するためである。
【００１５】Ｓｉは不純物として含まれる。Ｓｉは０．
２wt％以下であれば成形性などを低下させるようなこと
はない。０．２wt％を超えると結晶粒界にＭｇ2 Ｓｉ晶
出物が多量に生成し耐応力腐食割れ性が低下する。した
がって０．２wt％以下に規定する。
２wt％以下であれば成形性などを低下させるようなこと
はない。０．２wt％を超えると結晶粒界にＭｇ2 Ｓｉ晶
出物が多量に生成し耐応力腐食割れ性が低下する。した
がって０．２wt％以下に規定する。
【００１６】次に、本発明の成形用アルミニウム合金硬
質板の製造方法について説明する。本発明の硬質板は、
本発明で規定する組成のアルミニウム合金を連続鋳造、
または半連続鋳造など常法により鋳造し、得られる鋳塊
に、均質化処理、熱間圧延、冷間圧延、中間焼鈍、最終
冷間圧延、塗装焼付けの諸工程を順に施して製造され
る。本発明において、前記均質化処理を４５０〜５５０
℃で１時間以上加熱して施す理由は、４５０℃未満では
均質化に長時間を要し不経済であり、５５０℃を超える
と局部的な溶融が起きて表面欠陥の原因になり、また均
質化処理時間が１時間未満では均質化が十分進まないた
めである。
質板の製造方法について説明する。本発明の硬質板は、
本発明で規定する組成のアルミニウム合金を連続鋳造、
または半連続鋳造など常法により鋳造し、得られる鋳塊
に、均質化処理、熱間圧延、冷間圧延、中間焼鈍、最終
冷間圧延、塗装焼付けの諸工程を順に施して製造され
る。本発明において、前記均質化処理を４５０〜５５０
℃で１時間以上加熱して施す理由は、４５０℃未満では
均質化に長時間を要し不経済であり、５５０℃を超える
と局部的な溶融が起きて表面欠陥の原因になり、また均
質化処理時間が１時間未満では均質化が十分進まないた
めである。
【００１７】本発明において、熱間圧延および冷間圧延
は常法により行う。冷間圧延後の中間焼鈍を４００〜５
４０℃の温度範囲で２分以内施す理由は、４００℃未満
ではＣｕが十分固溶せず、５４０℃を超えると部分的な
溶解が起き、溶解部分が表面欠陥の原因となり、また保
持時間が２分を超えると結晶粒が粗大化して加工性が低
下するためである。なお、保持時間は０秒でも良い。す
なわち所定の中間焼鈍温度に到達後直ちに冷却しても良
い。また、昇温速度が１０℃／秒未満だとやはり結晶粒
が粗大化して加工性が低下する。さらに最高到達温度か
ら２００℃までの冷却速度を１℃／秒以上、２００℃未
満の冷却速度を５℃／秒以上とするのは冷却過程でＣｕ
などが析出するのを防ぐためであり、この条件を外れる
と所要の強度が得られない。最高到達温度から２００℃
までの温度範囲では、Ｃｕを含む化合物の析出の心配は
あまりなく冷却速度は１℃／秒以上で十分であるが、２
００℃を過ぎ１００℃までの温度範囲では析出し易いの
で冷却速度を５℃／秒以上に速める必要がある。
は常法により行う。冷間圧延後の中間焼鈍を４００〜５
４０℃の温度範囲で２分以内施す理由は、４００℃未満
ではＣｕが十分固溶せず、５４０℃を超えると部分的な
溶解が起き、溶解部分が表面欠陥の原因となり、また保
持時間が２分を超えると結晶粒が粗大化して加工性が低
下するためである。なお、保持時間は０秒でも良い。す
なわち所定の中間焼鈍温度に到達後直ちに冷却しても良
い。また、昇温速度が１０℃／秒未満だとやはり結晶粒
が粗大化して加工性が低下する。さらに最高到達温度か
ら２００℃までの冷却速度を１℃／秒以上、２００℃未
満の冷却速度を５℃／秒以上とするのは冷却過程でＣｕ
などが析出するのを防ぐためであり、この条件を外れる
と所要の強度が得られない。最高到達温度から２００℃
までの温度範囲では、Ｃｕを含む化合物の析出の心配は
あまりなく冷却速度は１℃／秒以上で十分であるが、２
００℃を過ぎ１００℃までの温度範囲では析出し易いの
で冷却速度を５℃／秒以上に速める必要がある。
【００１８】本発明において、最終冷間圧延を施すのは
缶蓋として必要な強度を付与するためである。最終冷間
圧延率を５０％以上８０％未満に規定する理由は、圧延
率が５０％未満では十分な強度が得られず、８０％を超
えると、缶蓋などに用いたときに開缶性や耐圧性などが
経時的に低下するためである。また８０％を超えると、
圧延中に板材端部に割れが生じたり、材料異方性（耳率
など）が大きくなったりする。
缶蓋として必要な強度を付与するためである。最終冷間
圧延率を５０％以上８０％未満に規定する理由は、圧延
率が５０％未満では十分な強度が得られず、８０％を超
えると、缶蓋などに用いたときに開缶性や耐圧性などが
経時的に低下するためである。また８０％を超えると、
圧延中に板材端部に割れが生じたり、材料異方性（耳率
など）が大きくなったりする。
【００１９】焼付塗装はロールコータ等で高分子樹脂塗
料を塗布し、これを所定温度に加熱して行う。本発明に
おいて、焼付塗装を２００〜３００℃の温度に６０秒以
内保持して行う理由は、保持温度が３００℃を超える
か、もしくは保持時間が６０秒を超えると、材料の加工
組織が回復（転位密度の低減）して所要の強度が得られ
なくなり、加熱温度が２００℃未満では硬質板内部の残
留応力を完全に除去することができず、室温時効による
強度などの材料特性の変化を抑制することができないた
めである。なお、保持時間は、中間焼鈍と同じように０
秒でも良い。すなわち所定の焼付塗装温度に到達後直ち
に冷却しても良い。さらに焼付塗装での常温から２００
℃までの昇温速度を５℃／秒以上、２００℃から最高到
達温度までの昇温速度を１℃／秒以上とするのは昇温過
程でＣｕを含む化合物が析出するのを防ぐためであり、
この条件を外れると強度の低下を招く。常温から２００
℃までの温度域では析出し易いので昇温速度を５℃／秒
以上に速める必要があるが、２００℃を超え最高到達温
度までの温度範囲ではＣｕを含む化合物はあまり析出し
ないので、１℃／秒以上の昇温速度で十分である。
料を塗布し、これを所定温度に加熱して行う。本発明に
おいて、焼付塗装を２００〜３００℃の温度に６０秒以
内保持して行う理由は、保持温度が３００℃を超える
か、もしくは保持時間が６０秒を超えると、材料の加工
組織が回復（転位密度の低減）して所要の強度が得られ
なくなり、加熱温度が２００℃未満では硬質板内部の残
留応力を完全に除去することができず、室温時効による
強度などの材料特性の変化を抑制することができないた
めである。なお、保持時間は、中間焼鈍と同じように０
秒でも良い。すなわち所定の焼付塗装温度に到達後直ち
に冷却しても良い。さらに焼付塗装での常温から２００
℃までの昇温速度を５℃／秒以上、２００℃から最高到
達温度までの昇温速度を１℃／秒以上とするのは昇温過
程でＣｕを含む化合物が析出するのを防ぐためであり、
この条件を外れると強度の低下を招く。常温から２００
℃までの温度域では析出し易いので昇温速度を５℃／秒
以上に速める必要があるが、２００℃を超え最高到達温
度までの温度範囲ではＣｕを含む化合物はあまり析出し
ないので、１℃／秒以上の昇温速度で十分である。
【００２０】以上に述べたように、本発明は、Ｃｕをそ
の含有量の５０％以上固溶させることにより合金の加工
硬化能を高め、その分最終冷間圧延率を下げて、転位密
度の低減（軟化）による開缶性や耐圧性などの特性の経
時的低下を抑制したものである。本発明の製造方法は、
合金の特性変化を抑制する目的で施す安定化熱処理が不
要で、従来法に比べて製造工程が短縮され生産性に優れ
る。
の含有量の５０％以上固溶させることにより合金の加工
硬化能を高め、その分最終冷間圧延率を下げて、転位密
度の低減（軟化）による開缶性や耐圧性などの特性の経
時的低下を抑制したものである。本発明の製造方法は、
合金の特性変化を抑制する目的で施す安定化熱処理が不
要で、従来法に比べて製造工程が短縮され生産性に優れ
る。
【００２１】
【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明す
る。 （実施例１）表１に示す種々組成のアルミニウム合金を
通常のＤＣ鋳造法により鋳造して鋳塊とし、この鋳塊を
５００℃で６時間均質化処理したのち熱間圧延した。熱
間圧延は開始温度４８０℃、終了温度３１０±１０℃で
行った。次いで熱間圧延板を冷間圧延し、次いで中間焼
鈍を５２０℃で０秒行い、その後５２０℃から２００℃
までを３℃／秒の冷却速度で冷却し、２００℃を過ぎて
からは１０℃／秒の速度で冷却し、その後、最終冷間圧
延を圧延率７０％で行って厚さ０．２５ｍｍの板材を製
造した。この板材に、焼付塗装に相当する熱処理を施し
て成形用アルミニウム合金硬質板を製造した。前記熱処
理は２００℃までを１０℃／秒で昇温し、２００℃から
２５０℃までを３℃／秒で昇温し、２５０℃で３０秒間
保持した後１０℃／秒の速度で冷却して施した。
る。 （実施例１）表１に示す種々組成のアルミニウム合金を
通常のＤＣ鋳造法により鋳造して鋳塊とし、この鋳塊を
５００℃で６時間均質化処理したのち熱間圧延した。熱
間圧延は開始温度４８０℃、終了温度３１０±１０℃で
行った。次いで熱間圧延板を冷間圧延し、次いで中間焼
鈍を５２０℃で０秒行い、その後５２０℃から２００℃
までを３℃／秒の冷却速度で冷却し、２００℃を過ぎて
からは１０℃／秒の速度で冷却し、その後、最終冷間圧
延を圧延率７０％で行って厚さ０．２５ｍｍの板材を製
造した。この板材に、焼付塗装に相当する熱処理を施し
て成形用アルミニウム合金硬質板を製造した。前記熱処
理は２００℃までを１０℃／秒で昇温し、２００℃から
２５０℃までを３℃／秒で昇温し、２５０℃で３０秒間
保持した後１０℃／秒の速度で冷却して施した。
【００２２】得られた各々の硬質板について、Ｘ線回
折による（２００）面のＸ線回折角２θの半価巾、Ｃ
ｕの固溶率、リベット成形性、耐圧性を調べた。ま
た前記硬質板を１００℃で１日間保持したのち耐圧性
を調べた。さらに前記硬質板を缶蓋にプレス成形し１０
０℃で１日間保持（加速処理）したのち開缶性を調べ
た。結果を表２に示す。なお、前記１００℃で１日間保
持する加速処理は、室温で１年間保持することに相当す
る。また、リベット成形性が不良なものは開缶性は調査
しなかった。
折による（２００）面のＸ線回折角２θの半価巾、Ｃ
ｕの固溶率、リベット成形性、耐圧性を調べた。ま
た前記硬質板を１００℃で１日間保持したのち耐圧性
を調べた。さらに前記硬質板を缶蓋にプレス成形し１０
０℃で１日間保持（加速処理）したのち開缶性を調べ
た。結果を表２に示す。なお、前記１００℃で１日間保
持する加速処理は、室温で１年間保持することに相当す
る。また、リベット成形性が不良なものは開缶性は調査
しなかった。
【００２３】前記〜の試験方法は下記の通りであ
る。 Ｘ線回折：Ｃｕをターゲットとし、波長１．５４０５
ÅのＸ線を用いた。 Ｃｕの固溶率：硬質板をフェノールに溶解し、穴径が
０．１μｍのフィルターで漉して固形残渣を捕集し、こ
の固形残渣中に含まれるＣｕの定量分析値Ｂを下式に代
入して求めた。式中ＡはＣｕの含有量（添加量）であ
る。 Ｃｕの固溶率＝〔（Ａ−Ｂ）／Ａ〕×１００％ リベット成形性：試験個数５０個すべてが割れずに成
形できたとき良好（○）、１個でも割れたとき不良
（×）と判定した。 耐圧性：シェル成形体内部を窒素ガスで加圧して調べ
た。加速処理前のものは耐圧強度が６８５ＫＰａ以上を
良好（○）、６８５ＫＰａ未満を不良（×）と判定し
た。加速処理後のものは加速処理前と比べた強度低下が
５０ＫＰａ未満のとき良好（○）、５０ＫＰａ以上のと
き不良（×）と判定した。 開缶性：試験個数５０個すべてがスコア部分で切れた
とき良好（○）、スコア部分以外で切れたものが１個で
もあれば不良（×）と判定した。
る。 Ｘ線回折：Ｃｕをターゲットとし、波長１．５４０５
ÅのＸ線を用いた。 Ｃｕの固溶率：硬質板をフェノールに溶解し、穴径が
０．１μｍのフィルターで漉して固形残渣を捕集し、こ
の固形残渣中に含まれるＣｕの定量分析値Ｂを下式に代
入して求めた。式中ＡはＣｕの含有量（添加量）であ
る。 Ｃｕの固溶率＝〔（Ａ−Ｂ）／Ａ〕×１００％ リベット成形性：試験個数５０個すべてが割れずに成
形できたとき良好（○）、１個でも割れたとき不良
（×）と判定した。 耐圧性：シェル成形体内部を窒素ガスで加圧して調べ
た。加速処理前のものは耐圧強度が６８５ＫＰａ以上を
良好（○）、６８５ＫＰａ未満を不良（×）と判定し
た。加速処理後のものは加速処理前と比べた強度低下が
５０ＫＰａ未満のとき良好（○）、５０ＫＰａ以上のと
き不良（×）と判定した。 開缶性：試験個数５０個すべてがスコア部分で切れた
とき良好（○）、スコア部分以外で切れたものが１個で
もあれば不良（×）と判定した。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】表２より明らかなように、本発明例の No.
Ａ〜Ｋは、缶蓋として必要な特性をすべて満足した。こ
れに対して比較例の No.ＬはＭｇが少ないため No.Ｎは
Ｍｎが少ないため、いずれも硬質板の耐圧性および加速
処理後の開缶性が劣った。 No.Ｍ、Ｏ、Ｐ、Ｒ、Ｓ、Ｔ
は、それぞれＭｇ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｔｉが多
いためリベット成形性が劣った。 No.ＱはＦｅが多いた
めＣｕの固溶率が減少し、リベット成形性および加速処
理後の耐圧性が低下した。
Ａ〜Ｋは、缶蓋として必要な特性をすべて満足した。こ
れに対して比較例の No.ＬはＭｇが少ないため No.Ｎは
Ｍｎが少ないため、いずれも硬質板の耐圧性および加速
処理後の開缶性が劣った。 No.Ｍ、Ｏ、Ｐ、Ｒ、Ｓ、Ｔ
は、それぞれＭｇ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｔｉが多
いためリベット成形性が劣った。 No.ＱはＦｅが多いた
めＣｕの固溶率が減少し、リベット成形性および加速処
理後の耐圧性が低下した。
【００２７】（実施例２）表１に示すNo. Ｆの合金を用
い、表３に示す種々の製造条件により厚さ０．２５ｍｍ
のアルミニウム合金硬質板を製造した。缶蓋としての試
験評価は、実施例１と同じ方法により行った。結果を表
４に示す。
い、表３に示す種々の製造条件により厚さ０．２５ｍｍ
のアルミニウム合金硬質板を製造した。缶蓋としての試
験評価は、実施例１と同じ方法により行った。結果を表
４に示す。
【００２８】
【表３】
【００２９】
【表４】
【００３０】表４より明らかなように、本発明例のNo.1
〜16は、缶蓋として必要な特性をすべて満足した。これ
に対し、比較例の No.17は中間焼鈍での昇温速度が遅い
ため、 No.18は中間焼鈍での保持温度が低いため、No.1
7 は中間焼鈍での昇温速度が遅いため、No. 18は中間焼
鈍での保持温度が低かったため、No.19 は中間焼鈍での
保持時間が長過ぎたため、 No.20は中間焼鈍での冷却速
度が遅かったため、 No.21は中間焼鈍での冷却速度が遅
かったため、 No.22は冷間圧延率が低かったため、 No.
23は冷間圧延率が高かったため、 No.24は焼付塗装時の
２００℃までの昇温速度が遅かったため、 No.25は焼付
塗装時の２００℃を超えたときの昇温速度が遅かったた
め、 No.26,27 は焼付塗装時の保持温度が高いか、低か
ったため、 No.28は焼付塗装時の保持時間が長かったた
め、 No.29は焼付塗装時の冷却速度が遅かったため、い
ずれもＣｕの固溶率が５０％未満となるなどして、リベ
ット成形性、加速処理前後の耐圧性、加速処理前後の開
缶性のいずれかが低下した。
〜16は、缶蓋として必要な特性をすべて満足した。これ
に対し、比較例の No.17は中間焼鈍での昇温速度が遅い
ため、 No.18は中間焼鈍での保持温度が低いため、No.1
7 は中間焼鈍での昇温速度が遅いため、No. 18は中間焼
鈍での保持温度が低かったため、No.19 は中間焼鈍での
保持時間が長過ぎたため、 No.20は中間焼鈍での冷却速
度が遅かったため、 No.21は中間焼鈍での冷却速度が遅
かったため、 No.22は冷間圧延率が低かったため、 No.
23は冷間圧延率が高かったため、 No.24は焼付塗装時の
２００℃までの昇温速度が遅かったため、 No.25は焼付
塗装時の２００℃を超えたときの昇温速度が遅かったた
め、 No.26,27 は焼付塗装時の保持温度が高いか、低か
ったため、 No.28は焼付塗装時の保持時間が長かったた
め、 No.29は焼付塗装時の冷却速度が遅かったため、い
ずれもＣｕの固溶率が５０％未満となるなどして、リベ
ット成形性、加速処理前後の耐圧性、加速処理前後の開
缶性のいずれかが低下した。
【００３１】以上、本発明の成形用アルミニウム合金硬
質板を缶蓋に用いた場合について説明したが、本発明の
前記硬質板は、缶蓋以外の成形品に適用してもその効果
が十分に発現されるものである。
質板を缶蓋に用いた場合について説明したが、本発明の
前記硬質板は、缶蓋以外の成形品に適用してもその効果
が十分に発現されるものである。
【００３２】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明の成形用ア
ルミニウム合金硬質板は、Ｃｕの固溶率が５０％と高い
ため、成形用として必要な強度が、低冷間圧延率つまり
低転位密度で得られる。従って、局部的張出加工性に優
れ、また経時的軟化が起き難いため、缶蓋などとして用
いたとき、開缶性や耐圧性が長期間良好に保持される。
本発明の成形用アルミニウム合金硬質板は条件を特定し
た通常の製造方法で容易に製造でき、特性を安定化させ
るための熱処理などを要さず生産性に優れる。依って工
業上顕著な効果を奏する。
ルミニウム合金硬質板は、Ｃｕの固溶率が５０％と高い
ため、成形用として必要な強度が、低冷間圧延率つまり
低転位密度で得られる。従って、局部的張出加工性に優
れ、また経時的軟化が起き難いため、缶蓋などとして用
いたとき、開缶性や耐圧性が長期間良好に保持される。
本発明の成形用アルミニウム合金硬質板は条件を特定し
た通常の製造方法で容易に製造でき、特性を安定化させ
るための熱処理などを要さず生産性に優れる。依って工
業上顕著な効果を奏する。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６８２ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６８２ ６８５ ６８５Ｚ ６８６ ６８６Ｂ ６９１ ６９１Ａ ６９１Ｂ ６９１Ｃ ６９２ ６９２Ａ ６９４ ６９４Ａ
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｍｇを３．０〜５．０wt％、Ｃｕを０．
０５〜０．２wt％、Ｍｎを０．２〜０．７wt％、Ｆｅを
０．３wt％以下（０wt％を含む）、Ｃｒを０．１wt％以
下（０wt％を含む）、Ｔｉを０．００１〜０．０５wt％
含有し、残部がアルミニウムと不可避不純物からなるア
ルミニウム合金の硬質板に焼付塗装が施され、前記焼付
塗装後のアルミニウム合金硬質板の（２００) 結晶面の
Ｘ線回折角２θの半価巾が０．１６度以下、Ｃｕの含有
量の５０％以上がアルミニウムマトリックスに固溶して
いることを特徴とする成形用アルミニウム合金硬質板。 - 【請求項２】 請求項１記載の成形用アルミニウム合金
硬質板が用いられていることを特徴とする缶蓋。 - 【請求項３】 Ｍｇを３．０〜５．０wt％、Ｃｕを０．
０５〜０．２wt％、Ｍｎを０．２〜０．７wt％、Ｆｅを
０．３wt％以下（０wt％を含む）、Ｃｒを０．１wt％以
下（０wt％を含む）、Ｔｉを０．００１〜０．０５wt％
含有し、残部がアルミニウムと不可避不純物からなるア
ルミニウム合金を溶解鋳造して鋳塊とし、この鋳塊に、
均質化処理、熱間圧延、冷間圧延、中間焼鈍、最終冷間
圧延、焼付塗装の各工程を順に施すアルミニウム合金硬
質板の製造方法において、前記均質化処理を４５０〜５
５０℃の温度範囲で１時間以上加熱して施し、中間焼鈍
を１０℃／秒以上の昇温速度で加熱し、４００〜５４０
℃の温度範囲で２分以内保持したのち、２００℃までを
１℃／秒以上の冷却速度で冷却し、２００℃を過ぎてか
ら１００℃までを５℃／秒以上の冷却速度で冷却して施
し、最終冷間圧延を５０％以上８０％未満の圧延率で施
し、焼付塗装を２００℃までを５℃／秒以上の昇温速度
で加熱し、２００℃を超えてから１℃／秒以上の昇温速
度で３００℃以下の所定温度まで加熱し、２００〜３０
０℃の所定温度に６０秒以内保持したのち１０℃／秒以
上の冷却速度で冷却して施すことを特徴とする請求項１
記載の成形用アルミニウム合金硬質板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16483897A JPH1112676A (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | 成形用アルミニウム合金硬質板、前記硬質板を用いた缶蓋、および前記硬質板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16483897A JPH1112676A (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | 成形用アルミニウム合金硬質板、前記硬質板を用いた缶蓋、および前記硬質板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1112676A true JPH1112676A (ja) | 1999-01-19 |
Family
ID=15800892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16483897A Pending JPH1112676A (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | 成形用アルミニウム合金硬質板、前記硬質板を用いた缶蓋、および前記硬質板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1112676A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002348629A (ja) * | 2001-05-22 | 2002-12-04 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 塗装性およびプレス成形性に優れた輸送関連構造体用アルミニウム合金板材 |
| WO2005061744A1 (ja) * | 2003-12-19 | 2005-07-07 | Nippon Light Metal Company, Ltd. | 耐焼付軟化性に優れたアルミニウム合金板 |
| JP2010053367A (ja) * | 2008-08-26 | 2010-03-11 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 缶エンド用アルミニウム合金板およびその製造方法 |
| JP2015189997A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 株式会社神戸製鋼所 | 缶蓋用アルミニウム合金板 |
| US10041154B2 (en) | 2011-07-25 | 2018-08-07 | Nippon Light Metal Company, Ltd. | Aluminum alloy sheet and method for manufacturing same |
-
1997
- 1997-06-23 JP JP16483897A patent/JPH1112676A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002348629A (ja) * | 2001-05-22 | 2002-12-04 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 塗装性およびプレス成形性に優れた輸送関連構造体用アルミニウム合金板材 |
| WO2005061744A1 (ja) * | 2003-12-19 | 2005-07-07 | Nippon Light Metal Company, Ltd. | 耐焼付軟化性に優れたアルミニウム合金板 |
| US8524015B2 (en) | 2003-12-19 | 2013-09-03 | Nippon Light Metal Company, Ltd. | Aluminum alloy sheet excellent in resistance to softening by baking |
| JP2010053367A (ja) * | 2008-08-26 | 2010-03-11 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 缶エンド用アルミニウム合金板およびその製造方法 |
| US10041154B2 (en) | 2011-07-25 | 2018-08-07 | Nippon Light Metal Company, Ltd. | Aluminum alloy sheet and method for manufacturing same |
| JP2015189997A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 株式会社神戸製鋼所 | 缶蓋用アルミニウム合金板 |
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