JPS60258454A - 成形用アルミニウム合金硬質板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は化ボディ及び缶エンド成形用として好適な、低
異方性、高強度アルミニウム合金硬質板の製造方法に関
する。

（従来の技術） 従来、アルミニウム製のＤＩ缶等には、適度な強度と成
形性を有する３００４合金のＨ１９調質材が主に用いら
れてきた。しかしながら、この材料は成形時の耳率が比
較的低いが焼付塗装工程での強度低下が大きく、これは
、特にビール、炭酩飲料缶のようにガス圧に対する耐圧
性が要求される缶にとっては重大な問題である。

その上、近年アルミニウム缶を一層薄肉化して強度を出
すことが要求されるようになってきたが３００４合金で
は十分その要求を満たすことはできなかった。

そこで強度、特に塗装焼付後の強度を向」ニさせる方法
が研究され、アルミニウム合金を連続焼鈍炉等で溶体化
、焼入の効果をねらって高温短時間焼鈍を行い、Ｍｇ−
３ｉ、Ａ文−Ｍｇ−５ｉＡｆｌ−Ｍｇ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｍ
ｇ−Ｃｕ−３ｉ系化合物を微細析出させる方法が開発さ
れた。この方法の例として、アルミニウム合金を均熱処
理後、熱間圧延し、焼鈍後冷間圧延処理する、特開昭５
７−１４９４５９号に開示された、成形用アルミニウム
合金板の製造方法がある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしこのような方法では、焼付塗装時の強度は向」；
するものの、耳率は高くなる。また耳率を低く押えよう
とすると今度は強度の向上が小さく、目的とする大幅な
薄肉化が困難であった。すなわち、一般に連続焼鈍炉は
昇温速度が大きいため、立方体方位を発達させることが
難かしく、強度を高くするために冷延率を上げると、成
形品の４５°耳が大きくなってしまうのである。

本発明はこのような従来の成形用アルミニウム合金板の
製造方法の欠点を克服し、耳率を低くし、成形性を良好
に保ったまま強度を大幅に向上させた、焼付塗装時の強
度低下の小さい薄肉アルミニウム缶成形用として好適な
アルミニウム合金板の製造を目的としてなされたもので
ある。

（問題点を解決するための手段） すなわち本発明は、（ａ）　Ｍｎ　０．５−１．５％、
Ｍｇ　０．８〜２．０％、Ｃｕ　Ｏ，２〜０．５％、Ｓ
ｉ０．２〜０．８％、ＦｅＯ，３−０，８％（以上重量
％）を含有するアルミニウム合金鋳塊を鋳造しくｂ）こ
の鋳塊を５８０℃以上で均質化処理に付しくＣ）次いで
板厚４ｍｍ１７下になるよう熱間圧延を行い（ｄ）次い
で直ちに、あるいは１５％以下の冷間圧延を行、てから
１００℃／ｈｏｕｒ以下の昇温速度で３２０°Ｃ以上に
昇温し、この温度で１時間以」二保持しくｅ）冷間圧延
しくｆ）　５５０°Ｃ以上テｌＯ分以内保持後１００°
Ｃ以下の温度に１分以内に冷却しくｇ）３０〜７０％の
冷間圧延を行う、工程からなることを特徴とする成形用
アルミニウム合金硬質板の製造方法を提供するものであ
る。

本発明に用いられるアルミニウム合金において各成分の
作用、及びその限定意義は次の通りである。

ＭｎはＡ　ｌ　−Ｍ　ｎ　−Ｆ　ｅ系、Ａｌ１−Ｍｎ−
Ｆｅ−５ｔ系の化合物を形成し、しごき成形時の工具焼
付を防止する働きがあり、０．５％未満ではその効果が
小さく、＋古’ｌを越えると巨大晶出物をつくりやすく
なり、成形性を阻害する結果となる。

Ｍｇは固溶体、あるいはＭｇ−３ｉ、Ａ９．−Ｍｇ−３
ｉ、　ＡＭ−Ｍｇ−Ｃｕ−３ｉ系の化合物の微細析出物
として強度を向」ニさせる。Ｍｇが０．８％未満では強
度が不足し、　２．０％を越えると成形性が悪くなると
共に、工具焼付をひきおこす。

Ｃｕは固溶し、あるいはＡｎ−Ｍｇ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｍｇ
−Ｃｕ−３ｉ系化合物の微細な析出物を形成し強度を向
」ニさせる。この量が０．２％未満では強度の向上が望
めず、０．５％を越えると耐食性、成形性を悪化させる
。

ＳｉはＭｇ−３ｉ、Ａｌ−Ｍｇ−３ｉ、Ａｌ−Ｍｇ−Ｃ
ｕ−３ｉ系化合物の微細な析出物として強度を向上させ
る共に、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−３ｉ系の化合物を生成して
、しごき成形時の工具の焼付を防止する。この量が０．
２％未満では、所望の効果が小さく、０．９％を越える
と成形性が悪くなる。

ＦｅはＡｌ−Ｍ　ｎ　−Ｆ　ｅ系、Ａｎ−Ｍｎ−Ｆｅ−
５１系の化合物となりしごき成形時の工具の焼付を防止
する。Ｆｅが０．３％未満ではこの効果が小さく、　０
．８％を越えるとＡＭ−Ｍｎ−Ｆｅ系化合物の巨大晶出
物をつくりやすく、また成形品の耳も大きくなる。

本発明方法では、上記組成のアルミニウム合金鋳塊を前
記の工程により加工して、アルミニウム缶材用などとし
て好適なアルミニウム合金硬質板を得る。

この加工において、均質化処理は、粗大晶出物の分割、
粒状化による成形性向上、Ａｌ−Ｍ　ｎ　−Ｆｅあるい
はＡ見−Ｍｎ−Ｆｅ−３ｉ系の粗大析出物によるしごき
成形性向上及び熱間圧延、焼鈍時の再結晶粒度の微細化
を可能とするなどの作用効果がある。５８０℃未満では
このような効果が期待できない。保持時間は５時間以上
が望ましい。

均質化処理を行ったのち４＋ｓｍ以下、好ましくは４ｍ
ｍ〜１ｍ１１の厚さに熱間圧延を行い、熱延板を直接あ
るいは１５％以下の冷間圧延後に、温度３２０°Ｃ以上
に昇温速度１００℃／ｈｏｕｒ以下で加熱し、１時間以
上保持する。この場合、熱間圧延後の板厚が４１１Ｉｍ
を越えると冷間圧延率が高くなり、耳率を低くできなく
なる。なお昇温速度を比較的遅い１００°（！／ｈｏｕ
ｒ以下として焼鈍を行うのは立方体方位をもった再結晶
を優先成長させるためであり、冷間圧延率が１５％を越
え、昇温速度が１００℃／ｈｏｕｒを越えると立方体方
位の成長が望めない。

また３２０℃以下、保持時間１時間未満では、完全に再
結晶しない。この焼鈍により、グレンサイズが粗大にな
る傾向があるが、前記条件のソーキングを実施すれば粗
大化を防ぐことができる。

上記焼鈍処理後、所定の板厚まで冷間圧延を行う、ここ
で所定の板厚とは、次工程の溶体化処理時の板厚から最
終板厚までの、冷間圧延率が３０〜７０％の範囲にとれ
る板厚であり、溶体化処理に供する板厚である。例えば
、最終板厚を０．３５ｍｍ　（冷間圧延率５０％）、溶
体化処理時の板厚を０．７１１！＋とし、熱間圧延、次
いで焼鈍後の板厚を２．５ｍ＋＊とした場合、２．５ｍ
＋ｓから０．７ｍ■（所定板厚）まで冷間圧延すること
になる。

こうして冷間圧延処理を終了したアルミニウム合金板に
ついて、溶体化処理を施す。すなわちこのアルミニウム
合金板を５５０℃以上の温度まで加熱し、１０分以内の
時間保持したのちに、　１００℃以下まで１分以内に急
冷する。この処理は合金元素い６また保持時間が１０分
より長いと粒成長が生じ肌荒れが生じる。また加熱後急
冷するのは粗大な析出物を防ぐためであり、冷却速度が
遅いと十分な時効硬化が期待できない。

この加熱処理ののち、３０〜７０％の最終冷延を行うが
、これが３０％未満では強度が不足し、７０％を越える
と成形性が低下するので好ましくない。

なお、本発明方法では、この冷間圧延の途中、あるいは
後に低温保持を行ってもよい。好ましくはこの低温保持
は冷延の途中、約１００〜１８０℃で１〜６時間行われ
、時効硬化による強度向上を図ることができる。

（実施例） 次に本発明方法を実施例に基づきさらに詳細に説明する
。

実施例 第１表に示す組成のアルミニウム合金を常法により鋳塊
とした。

第１表の組成のアルミニウム合金鋳塊をそれぞれ、第２
表に示す処理法Ａ−Ｇで処理して最終板厚０．３５ｍｍ
の素板を成形した。この素板の強度（塗装焼付前及び焼
付後）耳率及び成形性を試験した結果を第３表に示す。

」二記表から明らかなように本発明方法により得られた
素板は強度（塗装焼付前及び焼付後）及び耳率の点です
ぐれ、また成形性もよい。これに対し比較例の素板は試
験項目のうちいずれかが劣る。例えば実施例Ｎｏ、１（
１，１１，１３，１５及び２２は４５°耳率が高い。実
験Ｎｏ、１２．１４．１６〜１９及び２３は４５°耳率
は低いが塗装焼付後の降伏強度（σｏ、２）が低い。ま
た実験Ｎｏ、２０〜２３は工具焼付を起す。

（発明の効果） 以上のように本発明方法によれば耳率、成形性を良好に
維持し、強度、特に焼付塗装後の強度が大幅に向上され
た低異方性、高強度アルミニウム合金硬質板が得られる
。この硬質板は缶用として好適であり、缶ボディ材の薄
肉化を達成できる。また缶エンド用としても適しており
、従来の５１８２合金に匹敵する成形性と強度を有して
おり、缶エンドに適用して缶ボディとの同一材化による
リサイクルの容易化を図ることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　（ａ）　Ｍｎ　０．５〜１．５％、Ｍｇ　０．
   ８〜２．０％、Ｃｕ０．２〜０．５％、Ｓｉ０．２〜０
   ．９％、Ｆｅ０１３〜０．８％（以上重量％）を含有す
   るアルミニウム合金鋳塊を鋳造しくｂ）この鋳塊を５６
   ０℃以上で均質化処理に付しくｃ）次いで板厚４鵬腫以
   下になるよう熱間圧延を行い（ｄ）次いで直ちに、ある
   いは１５％以下の冷間圧延を行なってから１００°Ｃ／
   ｈｏｕｒ以下の昇温速度で３２０℃以上に昇温し、この
   温度で１時間以上保持しくｅ）冷間圧延しくｆ）　５５
   ０℃以上で１０分以内保持後１００℃以下の温度に１分
   以内に冷却しくｇ）３０〜７０％の冷間圧延を行なう、
   工程からなることを特徴とする成形用アルミニウム合金
   硬質板の製造方法。