JPS6254183B2

JPS6254183B2 -

Info

Publication number: JPS6254183B2
Application number: JP55062547A
Authority: JP
Inventors: Hisao Tanigawa; Yasuo Kobayashi; Hiroshi Ooba; Isao Takeuchi
Original assignee: Mitsubishi Aluminum Co Ltd
Current assignee: MA Aluminum Corp
Priority date: 1980-05-12
Filing date: 1980-05-12
Publication date: 1987-11-13
Also published as: JPS56158854A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、高強度および高延性を有し、特に
深絞り成形に際して耳率の著しく小さいAl合金
板の製造法に関するものである。近年、ビールや炭酸飲料などの缶容器には底付
缶胴と缶フタとからなるオールアルミニウム製２
ピース缶が大量に使用されるようになつてきてい
る。このオールアルミニウム製缶の胴体には
JISA3004のようなAl−Mn−Mg合金の硬質材が
使われている。この材料に要求される特性として
強度が高いこと、および深絞り成形時の耳率発生
が低いことがあげられるが、この２つの特性は互
いに相反するものであつて、強度を高めるために
冷間圧延率を上げると、深絞り成形時に前記Al
合金の硬質材における45゜方位の耳率が大きくな
るという関係があるものであつた。また、一方JISA3004やAA3105などの軟質材も
器物やキヤツプなどに使われているが、この軟質
材においても、その深絞り成形時に45゜方位に耳
発生が見られ、いわゆるNone Ear材とはなつて
いない。そこで、同一出願人は、先に特願昭51−22215
号（特開昭52−105509号公報）として、Mn：0.3
〜1.5％、Si：0.1〜0.5％、Mg：0.3〜3.0％を含有
し、さらに必要に応じてFe：0.3〜0.8％、Cu：
0.01〜0.3％、およびTi：0.005〜0.15％のうちの
１種または２種以上を含有し、残りがAlと不可
避不純物からなる組成（以上重量％、以下％はす
べて重量％を意味する）を有するAl合金の冷延
板に、100℃／min以上の昇温速度で500〜600℃
の温度範囲内の温度に急速加熱し、加熱後、保持
することなく直ちに100℃以下の温度に冷却する
ことからなる急速加熱処理を施すことによつて、
立方体集合組織を発達させ、もつて高強度を保持
した状態で、深絞り成形時における45゜方位の耳
率をできるだけ小さくする方法（以下先行発明方
法という）を提案した。確かに、この先行発明方
法によつて従来のバツチ式焼鈍炉で焼鈍した材料
に比して深絞り成形時に耳率の低い材料を得るこ
とができたが、この改良材料によつても最近のよ
り耳率の著しく低い缶胴用材料の要求を十分に満
足するものではない。発明者等は、上述のような観点から、高強度を
有し、かつ深絞り成形に際して耳発生のほとんど
ないAl合金板を得べく、特に上記の先行発明方
法に着目し研究を行なつた結果、 (a) 均質化処理および熱間圧延を通じて素地中に
微細なAl₆Mnなどの金属間化合物が析出するこ
と。 (b) 上記金属間化合物は、急速加熱処理に際し
て、０−90゜方位耳を発達させ、全体としての
耳率を下げる立方体集合組織の発達を阻害する
ように作用するので好ましくないこと。 (c) したがつて、Mnを素地中に固溶させておけ
ば、急速加熱処理に際して、立方体集合組織の
発達をはかることができ、もつて深絞り成形に
際して耳発生のほとんどないAl合金板が得ら
れること。以上(a)〜(c)に示される知見を得たものである。したがつて、この発明は、上記知見にもとづい
てなされたもので、Mn：0.3〜1.5％、Mg：0.3〜
3.0％を含有し、さらに必要に応じてFe：0.1〜
0.8％、Si：0.1〜0.5％、Cu：0.01〜0.3％、およ
びTi：0.005〜0.15％のうちの１種または２種以
上を含有し、残りがAlと不可避不純物からなる
組成を有するAl合金を、通常の条件にて、鋳造
し、均質化処理し、熱間圧延して成形した熱延板
に対して、550〜650℃の温度範囲内の温度に１時
間以上保持の溶体化処理を施してMnを固溶さ
せ、ついで加工度：40％以上の冷間圧延を施して
冷延板とした後、この冷延板に、500℃／min以
上の昇温速度で500〜600℃の温度範囲内の温度に
急速加熱し、直ちに冷却の急速加熱処理を施して
立方体集合組織を十分に発達せしめることによつ
て深絞り成形に際して耳率のほとんどない軟質材
とし、さらに必要に応じて前記軟質材に加工度：
40〜80％の冷間圧延を施すことによつて所定の高
強度を有する硬質材とすることに特徴を有するも
のである。つぎに、この発明のAl合金板の製造法におい
て、成分組成、溶体化処理条件、加工度、および
急速加熱処理条件を上記の通りに限定した理由を
説明する。Ａ成分組成 (a) Mn成分には固溶体強化作用があるが、そ
の含有量が0.3％未満では前記作用に所望の
効果が得られず、一方1.5％を越えて含有さ
せると、加工性が低下するようになることか
ら、その含有量を0.3〜1.5％と定めた。 (b) Mg Mg成分には、Mnと同様に固溶体を強化す
る作用があるが、その含有量が0.3％未満で
は前記作用に所望の効果が得られず、一方
3.0％を越えて含有させると、所望の固溶体
強化をはかることができなくなることから、
その含有量を0.3〜3.0％と定めた。 (c) Si Si成分には、Mgと結合してMg₂Siを形成
し、合金を析出硬化する作用があるが、その
含有量が0.1％未満では前記作用に所望の効
果が得られず、一方0.5％を越えて合有させ
ると加工性が劣化するようになることから、
その含有量を０・１〜0.5％と定めた。 (d) Cu Cu成分には、Mnと同様固溶体強化作用が
あるが、その含有量が0.01％未満では前記作
用に所望の効果が得られず、一方0.3％を越
えて含有させると、加工性が劣化するように
なることから、その含有量を0.01〜0.3％と
定めた。 (e) Fe Fe成分には、結晶粒を微細化し、かつ深
絞り成形時にダイスに対する焼付きを防止す
る作用があるが、その含有量が0.1％未満で
は前記作用に所望の効果が得られず、一方
0.8％を越えて含有させると加工性が劣化す
るようになることから、その含有量を0.1〜
0.8％と定めた。 (f) Ti Ti成分には、結晶粒を微細化して加工性
を向上させる作用があるが、その含有量が
0.005％未満では前記作用に所望の効果が得
られず、一方0.15％を越えて含有させると、
粗大な化合物を形成して加工性を害するよう
になることから、その含有量を0.005〜0.15
％と定めた。Ｂ溶体化処理条件溶体化処理温度が550℃未満にして、その保
持時間が１時間未満ではMnを完全に固溶させ
ることができず、一方650℃を越えた高温での
溶体化処理は、高温加熱による弊害を伴い望ま
しくないことから、溶体化処理温度を550〜650
℃、同保持時間を１時間以上と定めた。Ｃ加工度：40％以上の冷間圧延溶体化処理後の冷間圧延における加工度が40
％未満では、その後工程での急速加熱処理にお
いて満足する立方体集合組織を得ることができ
ず、加工度：40％以上の場合に立方体集合組織
を容易に確保することができることから、その
加工度を40％以上と定めた。Ｄ急速加熱処理条件昇温速度が速ければ速いほど立方体集合組織
の発達に好影響を及ぼすようになり、その好影
響が顕著に現われるのが昇温速度：500℃／
minからであることから、昇温速度を500℃／
min以上と定めた。また、加熱温度が高ければ
高いほど容易に、かつ確実に立方体集合組織を
得ることができるようになるが、600℃を越え
た加熱温度にするとランニングコストが上り、
かつ焼鈍炉の性能上生産性も損なわれるように
なつて好ましくなく、一方500℃未満の加熱温
度では満足する立方体集合組織を得ることがで
きないことから、その加熱温度を500〜600℃と
定めた。なお、この急速加熱処理は連続焼鈍炉
を用いて行なうのが好ましい。Ｅ加工度：40〜80％の冷間圧延その加工度が40％未満では、所望の強度を有
する硬質材を得ることができず、一方80％を越
えた加工度になると、45゜方位耳の発生が大き
くなるばかりでなく、伸びも小さくなつて深絞
り成形性が劣化するようになることから、軟質
材を硬質材とするために施される冷間圧延の加
工度を40〜80％と定めた。つぎに、この発明の方法を実施例により説明す
る。実施例１ Mn：1.04％、Mg：1.69％を含有し、残りがAl
と不可避不純物からなる組成を有する厚さ：457
mmのAl合金DC鋳塊に、温度：550℃に12時間保持
の均質化処理を施した後、通常の条件にて熱間圧
延を施して厚さ：6.0mmの熱延板とした。つい
で、前記熱延板の一部に、温度：600℃に2.4時間
保持後水冷の溶体化処理を施し、このように溶体
化処理を施した熱延板と、これを施さない熱延板
の両方に対して、加工度：83％の冷間圧延を施し
て厚さ：1.0mmを有する冷延板を成形した。つぎ
に、これらの冷延板に対して、それぞれ約1000
℃／min（連続焼鈍炉使用）および約１℃／min
の昇温速度で、それぞれ350℃、450℃、および
550℃の温度に加熱後、加熱保持することなく直
ちに急冷の急速加熱処理を施

【表】し、さらにそれぞれの一部には加工度：60％の冷
間圧延を施して厚さ：0.4mmの硬質材とした。つぎに、この結果得られたAl合金板のそれぞ
れから、ポンチ径：33mmφ、絞り比：1.67の条件
でカツプを深絞り成形し、その45゜方位の耳率を
測定した。この測定結果を第１表に示した。な
お、第１表において、この発明の範囲から外れた
条件のものには※印を付してある。第１表に示されるように、厚さ：1.0mmの軟質
材および同0.4mmの硬質材とも、急速加熱処理に
おける昇温速度が速いほど、また加熱温度が高い
ほど耳率が小さくなることが示されており、しか
も、この傾向は溶体化処理を施した場合の方が、
これを施さない場合に比して顕著に現われ、特に
この発明の範囲内の条件で製造された本発明材は
きわめてわずかの耳率発生を示すにすぎないこと
が明らかである。実施例２ Al合金DC鋳塊の成分組成を、Mn：0.59％、
Mg：0.52％、Si：0.16％、Alおよび不可避不

【表】

【表】純物：残りとする以外は、上記実施例１における
と同一の条件にて、厚さ：1.0mmの軟質材と同0.4
mmの硬質材とをそれぞれ製造した。この結果得られた軟質材および硬質材につい
て、実施例１におけると同一の条件で耳率を測定
した。この測定結果を第２表に示したが、第２表
には製造条件も合せて示した。第２表に示されるように、実施例２においても
実施例１におけると同様の結果を示し、本発明材
はきわめて小さい耳率を示すにすぎないものであ
つた。実施例３ Al合金DC鋳塊の成分組成を、Mn：1.03％、
Mg：1.09％、Fe：0.49％、Si：0.17％、Cu：
0.12％、Ti：0.04％、Alおよび不可避不純物：残
りとする以外は、上記実施例１におけると同一の
条件で、厚さ：1.0mmの軟質材と同0.4mmの硬質材
とをそれぞれ製造し、ついで実施例１におけると
同一の条件にて耳率を測定した。この測定結果を製造条件と共に第３表に示した

【表】

【表】が、実施例３においても、上記実施例１、２にお
けると同様の結果を示し、本発明材の耳率発生が
きわめて少ないことを示している。上述のように、この発明によれば、深絞り成形
に際して耳率のきわめて小さいAl合金板の軟質
材および硬質材を製造することができ、しかも前
記軟質材は器物やキヤツプなどの成形加工に、ま
た前記硬質材は、例えばオールアルミニウム製２
ピース缶の底付缶胴の深絞り成形に、それぞれ適
するなど工業上有用な効果がもたらされるのであ
る。

Claims

【特許請求の範囲】１ Mn：0.3〜1.5％、Mg：0.3〜3.0％を含有
し、残りがAlと不可避不純物からなる組成（以
上重量％）を有するAl合金を、通常の条件にて
鋳造し、均質化処理し、熱間圧延を施して熱延板
とした後、前記熱延板に550〜650℃の温度範囲内
の温度に１時間以上保持の溶体化処理を施し、つ
いで加工度：40％以上の冷間圧延を施して冷延板
とした後、500℃／min以上の昇温速度で500〜
600℃の温度範囲内の温度に急速加熱し、直ちに
室温まで冷却することを特徴とする耳率の低い深
絞り成形用アルミニウム合金板の製造法。２ Mn：0.3〜1.5％、Mg：0.3〜3.0％を含有
し、さらにFe：0.1〜0.8％、Si：0.1〜0.5％、
Cu：0.01〜0.3％、およびTi：0.005〜0.15％のう
ちの１種または２種以上を含有し、残りがAlと
不可避不純物からなる組成（以上重量％）を有す
るAl合金を、通常の条件にて鋳造し、均質化処
理し、熱間圧延を施して熱延板とした後、前記熱
延板に550〜650℃の温度範囲内の温度に１時間以
上保持の溶体化処理を施し、ついで加工度：40％
以上の冷間圧延を施して冷延板とした後、500
℃／min以上の昇温速度で500〜600℃の温度範囲
内の温度に急速加熱し、直ちに室温まで冷却する
ことを特徴とする耳率の低い深絞り成形用アルミ
ニウム合金板の製造法。３ Mn：0.3〜1.5％、Mg：0.3〜3.0％を含有
し、残りがAlと不可避不純物からなる組成（以
上重量％）を有するAl合金を、通常の条件にて
鋳造し、均質化処理し、熱間圧延を施して熱延板
とした後、前記熱延板に550〜650℃の温度範囲内
の温度に１時間以上保持の溶体化処理を施し、つ
いで加工度：40％以上の冷間圧延を施して冷延板
とした後、500℃／min以上の昇温速度で500〜
600℃の温度範囲内の温度に急速加熱し、直ちに
室温まで冷却し、引続いて加工度：40〜80％の冷
間圧延を施して硬質材とすることを特徴とする耳
率の低い深絞り成形用アルミニウム合金板の製造
法。４ Mn：0.3〜1.5％、Mg：0.3〜3.0％を含有
し、さらにFe：0.1〜0.8％、Si：0.1〜0.5％、
Cu：0.01〜0.3％、およびTi：0.005〜0.15％のう
ちの１種または２種以上を含有し、残りがAlと
不可避不純物からなる組成（以上重量％）を有す
るAl合金を、通常の条件にて鋳造し、均質化処
理し、熱間圧延を施して熱延板とした後、前記熱
延板に550〜650℃の温度範囲内の温度に１時間以
上保持の溶体化処理を施し、ついで加工度：40％
以上の冷間圧延を施して冷延板とした後、500
℃／min以上の昇温速度で500〜600℃の温度範囲
内の温度に急速加熱し、直ちに室温まで冷却し、
引続いて加工度：40〜80％の冷間圧延を施して硬
質材とすることを特徴とする耳率の低い深絞り成
形用アルミニウム合金板の製造法。