JPS61264150A - バルジ加工性に優れた包装用アルミニウム合金板 - 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］ 本発明はバルジ加工性に優れた包装用アルミニウム合金
板に関し、さらに詳しくは、ビール、清涼飲料水用の缶
胴部材料であり、絞り、しごぎ加工後の缶壁の張出し性
の良好な）（ルジ加工性に優れた包装用アルミニウム合
金板に関する。

［従来技術１ 一般に、アルミニウム飲料缶胴部は、アルミニウム板材
に絞り、しごき加工、塗装印刷および７ランジ加工を施
して製造されており、また、従来の飲料缶は紘り、しご
き加工（ＤＩ加工）後、缶壁土部にはネッキングおよび
フラッシング加工を受けるが、缶胴部には特に加工を受
けないので、絞り、しごき加工性に特に優れている３０
０４−ＨＩ９材が使用されている。

しかして、近年、省エネルギー、省資源と共に多様化現
象が見られ、飲料缶においても各種の容量の缶、異形缶
等が開発されており、このうち、異形缶には従来と異な
る特性が要求されており、この多様化に伴なう異形缶に
は従来材では充分に対応することができない。即ち、し
ごき加工（ＤＩ加工）後の側壁の張出加工（バルジ加工
）において、従来材は低延性のため割れが生じ易い。こ
の対策としてしごき加工後、高温加熱を行なうことによ
り成る程度延性を向上させて割れ発生を防止するのに効
果的である。

しかし、この場合の熱処理温度は２５０″Ｃ以上また、
２７０℃以上にもなる。この温度はアルミニウム材料の
再結晶温度に近（・ため、材料の部位によっては再結晶
を起し、大きな強度低下を招くようになる。

しかして、アルミニウム缶はビール、清涼飲料水等の容
器として使用されるので、缶内には５ｋｇ／ｃｍ２以上
の圧力が発生するので、アルミニウム缶に耐圧性が必要
となり、缶の強度低下には問題がある。

また、高温における熱処理は炉の寿命低下およびエネル
ギーの無駄となる。

従って、異形毎のような成形用途には加工時に加工硬化
が小さく、かつ、比較的低い熱処理温度で高延性が得ら
れる材料が必要であり、さらに、割れ起点および割れの
伝播が少ない材料が要求されている。

［発明が解決しようとする問題点１ 本発明は上記に説明したように従来におけるビール、飲
料水等の缶の製造に際して生じる種々の問題点、特に、
低温における熱処理（２７０’Ｃ以下）では高延性が得
られないこと、また、高温で熱処理（２７０℃以上ルた
場合にもバルジ加工に際しては（びれを発生し割れ易い
という問題があり、本発明者はこれらの問題について研
究をした結果、低温の熱処理では高延性が得られないの
は、素材中の微細析出物が転位を強く固着し、亜結晶粒
化を妨げるため延性の向上には高温の熱処理が必要であ
り、また、高温になると亜結晶粒は直ちに再結晶粒とな
って強度が低下し、これら微細析出物はＡｌＭｎ−Ｆｅ
系のものであること、また、高温の熱処理でもバルブ加
工の際くびれを発生し割れ易くなるのは、割れの起点は
造塊時に晶出する比較的大きな金属間化合物（２５μｍ
以上）であり、これらが多く存在すると（びれおよび亀
裂が伝播することによること、これもまた、Ａｌ−Ｆｅ
−Ｍｎ系であること、および、しごき加工性のみに注目
していた従来材では対処できないこと等を知見し、バル
ジ加工性に優れた包装用アルミニウム合金板を開発した
のである。

［問題点を解決するための手段１ 本発明に係る成形性に優れた包装用アルミニウム合金板
の特徴とするところは、 Ｚｎ　０．０５〜１ｗｔ％、Ｍｎ　０．５〜０，８ｕ＋
ｔ％、Ｍｇ　０．５−Ｚ、０ＩＩｌｔ％、Ｆｅ　０．Ｚ
〜０．７ｕ＋ｔ％を含有し、残部Ａｌおよび不純物から
なるアルミニウム合金であり、圧延板表面からみた金属
間化合物の面積占有率が１〜３％、この金属間化合物の
大きさが２５μｍ以下、かつ、板面０，２５ｎ＋ｍ２当
りの金属間化合物の数が９００個以下であることにある
。

本発明に係るバルジ加工性に優れた包装用アルミニウム
合金板について以下詳細に説明する。

先ず、本発明に係るバルジ加工性に優れた包装用アルミ
ニウム合金板の含有成分および成分割合について説明す
る。

Ｚｎは金属間化合物の成長および生成量の発生を抑制し
、特に、低温における熱処理により高延枡ｂ７＋に＋λ
ｔ、ので本ｎ　今右倍６ｆ００ら一気夫満ではこの効果
が少なく、また、１ｕｓｔ％を越えて含有されると耐蝕
性に問題がある。よって、Ｚｎ含有量は０．０５〜１ｗ
ｔ％とする。

Ｍｎｊよ微細析出物の抑制と適正な金属間化合物の生成
に必要な元素であり、かつ、強度に影響をおよぼし、含
有量が０．５ｗｔ％未満では微細析出物および金属間化
合物の生成量が減少して低温における高延性およびバル
ジ加工に際してくびれが発生しないという効果が得られ
るが、強度の大幅な低下と金属間化合物の大幅な減少も
伴せて起るので、しごき加工性の低下を招き包装容器と
して問題であり、また、１，０ｗｔ％を越えて含有され
ると微細析出物および金属間化合物が増大し、バルブ加
工性に悪影響を与える。よって、Ｍｎ含有量は０．５〜
１．０…ｔ％とする。

Ｍｇは強度を向上させるのに有効な元素であり、含有量
が０．５ｗＬ％未満では強度向上の効果が少なく、包装
容器として問題があり、また、２．０ｗｔ％を越えて含
有されると強度が高くなり過ぎ、表面に成形性に悪影響
を与える酸化皮膜ＭｇＯを形成するので加工不可能とな
る。よって、Ｍｇ含有量は０．５〜２．０ｗｔ％とする
。

Ｆｅは微細析出物および金属間化合物に影響をおよぼし
、含有量が０，２ｗｔ％未満では金属間化合物の大幅な
減少をおこし、しごき加工性の低下を促し、また、０．
７１１ｔ％を越えて含有されると微細析出物および金属
間化合物の増大を招き、バルブ加工性の低下につながる
。よって、Ｆｅ含有量は０．２−０．７ｕｔ％とする。

これらの成分以外に、Ｓｉ、Ｃｕ含有量は０．ｈｔ％以
下、Ｃｒ含有量は０，３ｕ＋ｔ％以下およびその他の成
分も不純物程度であれば許容することができる。

次に、金属間化合物について説明すると、この金属間化
合物は造塊時に生成するものであり、その分布は成分（
Ｆｅ、　Ｍｎ）および凝固速度等の造塊条件に影響され
る。また、金属間化合物はバルジ加工の際割れの起点と
なるものであるが、一方、しご軽加工性向上には給体必
要なものであり、従って、金属間化合物の分布には最適
な範囲がある。

先ず、金属間化合物の面積率が１％未満ではしごき加工
性が低下して缶胴割れを生じる原因となり、また、３％
を越えるとバルジ加工の際の亀裂伝播速度が大きくなり
割れ易くなる。

また、金属間化合物の数が多過ぎると亀裂伝播を増長さ
せるので、金属間化合物の大きさは２５μｍ以下とし、
さらに、０．２５ｍｍ２当りの金属間化合物の数は９０
０個以下にしなければならない。なお、金属間化合物分
布は走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）により画像処理して測定
した。

さらに、板面の結晶粒は缶壁におけるバルジ加工性に影
響を与え、微細な程好ましく、これは、結晶粒が微細な
程バルブ加工の際均−に変形を起させることができ、中
間焼鈍後の平均結晶粒は４５μｍ以下とすることが望ま
しい。なお、製品は冷間圧延が施されるのと結晶粒は長
く伸ばされ、従って、製品板における結晶粒幅が平均４
５μｍ以下であることが望ましい。

本発明に係る成形性に優れた包装用アルミニウム合金板
の製造方法は特に規制はないが、微細析出物の抑制のた
めには均質化熱処理は５００°Ｃ以上の温度で２時間以
上が好ましく、また、熱間圧延条件は終了板厚（Ｈｏｔ
　Ｃｏ１１）　１．８ル以上、３００℃程度の温度とす
るのがよく、さらに、中間焼鈍は熱間圧延後必要に応じ
て冷開圧延後再結晶させる条件、例えば、３５０℃×２
時間以上、ＣＡＬの場合到達温度ｓ　ｏ　ｏ　’ｃ程度
の条件で行なうのがよく、なお、製品は耐圧強度の関係
で少なくとも３０％以上の仕上冷間圧延を施す必要があ
る。

［実施例１ 本発明に係るバルジ加工性に優れた包装用アルミニウム
合金板の実施例を説明する。

実施例 第１表に示す含有成分および成分割合のアルミニウム合
金の５０ｍ＋ｅ厚さの小型鋳塊に鋳遺し、５７０℃×６
時間の均熱処理後、熱間圧延および冷間圧延を行ない、
１　、２ｎｏｎ厚で３６０℃×３時間の中間焼鈍を施し
て、製品板厚０．４ｍｍＮさとした。

第２表に、これら供試材の晶出物分布と絞り、しごき加
工後の側壁張出性（Ｅｒ値）および耐圧性について示す
。

この第２表から明らかであるが、本発明に係るバルン加
工性に優れた包装用アルミニウム合金板のＮｏ、５およ
びＮｏ、６は、比較的低いベーキング条件で優れた缶側
壁の張出性を示しており、これは、Ｍｎ％Ｆｅ含有量を
特定したことによる微細析出物の減少およびＺｎ含有に
よる金属間化合物の減少によるものであり、これに対し
、比較材Ｎｏ。

１およびＮｏ、２はベーキング後の缶側壁張出性におい
て劣っており、比較材Ｎｏ、３は缶側壁の張出性（バル
ブ性）には優れているが、耐圧性に問題があり、さらに
、しごき加工時に焼付き（缶表面に疵）を生じ量産化に
は問題がある。

［発明の効果１ 以上説明したように、本発明に係る成形性の優れた包装
用アルミニウム合金板は上記の構成を有しているか呟　
しごき加工性お上びバルジ加工性に優れており、機械的
性質にも優れ、耐圧強度が要求される缶材料として極め
て優れ、さらに、炉の寿命を向上させ、かつ、省エネル
ギーにも有効であるという効果を有する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｚｎ０．０５〜１ｗｔ％、Ｍｎ０．５〜１．０ｗｔ％、
   Ｍｇ０．５〜２．０ｗｔ％、Ｆｅ０．２〜０．７ｗｔ％
   を含有し、残部Ａｌおよび不純物からなるアルミニウム
   合金であり、圧延板表面からみた金属間化合物の面積占
   有率が１〜３％、この金属間化合物の大きさが２５μｍ
   以下、かつ、板面０．２５ｍｍ＾２当りの金属間化合物
   の数が９００個以下であることを特徴とするバルジ加工
   性に優れた包装用アルミニウム合金板。