JPS63444A - 耳率が小さく強度と延性に優れたアルミニウム硬質板の製造方法 - 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、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］ 飲料缶蓋に使用されるＡＡ合金番号５ｏ５２．５０８２
．５１８２合金板等は必要な強度を確保するために、最
終の冷間圧延量７０％以上の硬！？状態で使用されるが
、アルミニウム合金板は冷間圧延量が増すと加工硬化し
て強度か高まる一方、絞り加工した缶蓋材に発生する４
５°方向の耳が大きくなり、缶の”ＡＬ上問題が生じる
。従って必要十分な強度を確保しつつ、発生づる４５°
耳率を限度以下にするために最終冷間圧延量の適正範囲
が制限される。

特許第１．２８７．３１４号のアルミニウム合金硬１貿
板の￥Ｊ造方法では、再結晶処理後に冷間圧延率８５％
以下の仕上冷間圧延を行なって、耳率の小さい硬質板を
１ｑている。

ＥＩＨに使用されるこの種の合金は、従来鋳塊を均質化
処理した後熱間圧延で３〜５ｍｍ厚とし、冷間圧延−中
間焼鈍−最終冷間圧延して０．３〜０．４ｕ厚の！＋！
質板とされる。中間焼鈍する板厚は、最終硬質板に要求
される十分高い強度と限度以下の４５°耳率を得るに必
要十分な冷間圧延量と硬質板の厚さの関係から決定され
る。

［発明が解決しようとする問題点１ 一般に、缶惹材としてのアルミニウム合金硬質板は、必
要十分な強度を得るために加工度が８０％以上の最終冷
間圧延が好ましく、このとき４５°耳率ｔよ約５〜７％
で必って、絞り加工する場合には材料歩留りの低下、加
工時のトラブルを’Ｒ＜ため好ましくない。

他方、最終冷間圧延の加工度が７５％より小さいと強度
か低いために材料板厚を厚くする必要が生じ、また合金
成分を変えて高い強度を１ｑることは加工性・耐食性な
どを損う。

そこで、本発明は、前記のような問題点を解決して、高
い加工度の仕上冷間圧延を施すことによって、十分な強
度を有するとともに、他方絞り加工の際の耳率が小さく
、また延性に優れたアルミニウム合金硬質板を製造する
方法を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明による、耳率が小さく強度と延性に優れたアルミ
ニウム合金硬質板の製造方法は、前記問題点を解決する
ための手段として、以下のとおりに構成される。

すなわち、本発明は下記（１）または（２）のいずれか
の組成を有するアルミニウム合金の鋳塊を熱間圧延する
段階と、熱間圧ｆ後、熱延板を再結晶ざμる段階と、再
結晶した熱延板を３０％以下の加工度で予備的に冷間圧
延する段階と、これにより１ｑられた冷延板を再結晶）
届度より低い温度で焼鈍する段階と、更にこのように焼
鈍された冷延板を７５％以上の加工度で仕上冷間圧延す
る段階とから成っている。

（１）、ＭＱ　：　　２．０〜６．０％を含み、残部は
実質上△１゜ （２）、ＭＱ　：　　２０〜６．０％を含み、更にＭｎ
Ｏ，１〜０．７％、Ｃｕ　：　０．０１〜０．５％、Ｃ
ｒ二〇、０１〜０．３５％、Ｚ　ｒ　：　０．０１〜０
．０５％、Ｖ：０、００５〜０．１２？／、、及び’ｌ
−ｉ：０．０５％以下の１種又は２種以上を加えて含み
、残部は実質上Ａｌ゜ 以下本発明の詳細な説明すると、使用材料の合金組成に
おける２〜６％のＭＱは硬質板の強度を支配づるしので
、２％より少ないと強度が不十分て、６％を越えると圧
延加工困難であるとともに硬質板の加工ｉ生を低下させ
る。

０．１〜０．７％Ｍ　ｎは強度を（＝Ｉ加的に高める効
果があり０．０１〜０．０５％７ｒ及び０．００５〜０
．１２％Ｖは硬質板を塗装−焼付込埋したと８の強度低
下を小さくする。０．０５％以下のＴｉは鋳塊結晶粒を
微細化し、材料持斗を均一化させる。

Ｍ　ｎ、ｚｒ、ｖはいずれも限度量より少量では効果が
期待できず、またｌｉと共に限度を越えるｍの添加は粗
大な金属間化合物となって材料内に存在して硬質板の加
工性を損なう。

ＣＵは絞り加工性を向上ざＵｏる、その量が０．０１％
より少ないと効果が不十分でおり、０．５％を越えると
耐食性が低下する。

Ｃｒは絞り加工性を害することなく強度増加に有効でお
る。

このような組成の合金は常法によって鋳造した後熱間圧
延に先立ってその鋳塊を均質化処理するのが望ましい。

鋳塊均質化逍理は、造塊時に晶出する金属間化合物を微
細化することによって硬質（反の加工性を向上させるも
ので、４８０〜５４０℃で３〜１０１！；’Ｊ間行われ
る。

その後、鋳塊は通常のごと＜　５００’Ｃ前後に加熱し
て熱間圧延する。熱間圧延後の再情晶は３００〜３５０
℃の温度で１時間程度の中間焼鈍を施すことによって達
せられる。この中間焼鈍によって、熱間圧延された材料
の軟化再結晶を完了させて硬質板の耳率を小さく安定化
させることができるとともに合金成分、主に、ＭＯの析
出を促して硬質板の加工性を向上させる。温度が３００
℃より低温では不十分であり、３５０’Ｃを越えると再
結晶した結晶粒が粗大に成長し、この粗大再結晶粒組織
は加工性を低下させる危険があると同時に、特定方位の
結晶粒が優先的に成長して耳率に悪影響（硬質板の４５
°耳を大ぎくする）を及ばず。

中間焼鈍を急速焼鈍炉を用いて高温短時間で行なう場合
には、３５０°Ｃをこえる温度に数分間加熱する。

もつとも、この再結晶は熱間圧延終了時の材料温度を前
記温度範囲に制御することによっても達することができ
、中間焼鈍は、これを行なえば前記するように加工性を
向上させることができて好ましいが省略可能である。

熱間圧延終了時の材料温度制御は、熱間圧延開始時の材
料加熱温度、熱間圧延中の潤滑油による冷却、ロールへ
の伝熱、大気中への放熱、圧延により発生する加工熱、
等によって調整される。

本発明では、熱延された厚さで再結晶処理を施し、硬質
板の耳率を小さくする。

従来方法においては、冷延途中で中間焼鈍した場合、冷
間圧延集合組織と合金成分Ｍｇの相互作用によって、中
間焼鈍後２％以上の９０’方向耳率が得られない。しか
し、熱間圧延終了時に再結晶させると５〜６％の９０°
方向耳率を容易に得られ、ひきつづき同じ加工度の最終
冷間圧延を加えた硬質仮においては後記実施例において
説明するように、小さい４５°方向耳率が得られる。

再結晶処理後、施す３０％以下の冷間圧延は材料内部に
転位と呼ばれる格子欠陥を導入するのが目的である。

引き続き行われる低温焼鈍は冷間圧延で導入された転位
上に合金成分であるＭｇ、Ｍｎなどを析出させるために
行なう。

この一連の処理によって材料の強度を支配する可動転位
は合金元素の析出によって移動が困難となって、材料強
度が上昇する。また、マトリックスに固溶していた合金
成分がより多く転位上に析出することによって、マトリ
ックスのアルミニウム純度が上り、材料が変形しやすく
なって延性が向上する。

予備的冷間圧延量が３０％を超えると、導入される転位
の密度が高くなりすぎて、低温焼鈍での析出が微細に起
りすぎて好ましくない。

また、冷間圧延による結晶粒の方位回転が大きくなって
、低温焼鈍でその方位変化が回復することなく、むしろ
強調、固定（安定化）され硬質仮の耳率を悪化させるの
で好ましくない。

合金成分の転位上への析出を促す低温焼鈍は、再結晶温
度より低くなければならず、１３０℃〜２５０℃、最も
好ましくは１８０〜２３０℃で数時間保持するのがよい
。

再結晶温度以上で焼鈍すると再結晶に伴なう結晶方位変
化が起って硬質仮の耳率が悪化するほか、転位も消滅し
てしまうため強度向上効果がなくなる。保持する温度が
低ければ合金成分の析出に時間がかかる。最も析出速度
が大ぎいのは２００〜２１０’Ｃ（＝Ｊ近で、この温度
では１時間程度の保持で十分な強度と延性の向上効果が
得られる。

低温焼鈍されたアルミニウム合金板はそのあと７５％以
上の仕上冷間圧延によって最終硬質板とされる。８５％
をこえる仕上冷間圧延は、硬質板の耳率を好ましい限度
３−５９６以上にするので好ましくない。

なお、最終冷間圧延後に２５０’Ｃ以下で安定化処理を
行なうのが望ましい。この処理は硬質仮の至温装置によ
る自然軟化を促進安定化さＵるとともに加工性を改善し
て、より高度の加工を可能とする。

最終硬７１板は、その後塗装、印刷等か施される。塗装
等の焼付処理として１８０〜２１０℃で１０〜２０分程
度の熱処理の効果を示す。

なお、耳率を特に問題としない場合、又は仕上圧延の加
工度が小さくて、４５°耳が大きくならない（Ｈ１４、
ＨＩ３）場合には、再結晶処理の前に、冷間圧延を介在
させることができる。

以下、本発明を実施例と比較例とにより具体的に説明す
る。

［実施例］ （１）、実施例１〜３、比較例１〜４ 各例共に、表１に示す組成の合金の鋳塊を通常の方法に
よって得て、これに５２５°ＣＸｌ０時間で均質化処理
を行なった。次いで熱間圧延で２．２ｍｍ厚の板とした
後、実施例１を除いて、この板に３５０°ＣＸ１時間で
中間焼鈍を施した。なお、熱間圧延終了時の仮温度は３
２０°Ｃであった。実施例１は直接に、実施例２．３と
比較例１は中間焼鈍後に、それぞれ予備的冷間圧延を２
０％の加工度で行ない、次いで下記表２に示すように、
１５０〜３５０℃間の異なる温度で低温焼鈍を行なった
後、８４％の加工度で仕上冷間圧延を行なって硬質板を
１ｑだ。

他方、比較例２は、予備的冷間圧延を行なわずに２１０
°ＣＸ１時間の低温焼鈍を行なった後に、比較例３．４
は予備的冷間圧延と低温焼鈍を共に行なわずに直接に、
それぞれ表２に示す加工度で仕上冷間圧延を行なって硬
質板を得た。

以上のようにして製造した各側の硬質板の特性を表２に
併せて示す。

なお、特性値は、硬質紙に塗装焼付処理に相当する、２
０５°ｘ２０分の短時間熱処理を施してから測定したも
のである。

表２から明らかなように、各実施例による硬質板は、耳
率が小さいまま、強度、伸び、エリクレン値が向上して
いるので、成形用硬質板として好ましいものでおる。こ
れに対して各比較例によるものは、予Ｉｎ的冷間圧延、
低温焼鈍、仕上冷間圧延の−又は二以上の工程の条件が
不適切なため、強度、伸び、エリクセン値が低く、又は
更に耳率か大ぎいので、成形用材料として不適当である
。

（２）、実施例４〜７、比較例５〜８ 表　３　　　　　　　　　　　　　　（％）各側共に表
３に示す組成の合金鋳塊を常法により得て、これに５２
５℃Ｘ１０時間の均質化処理を施した後、熱間圧延して
３ｍｍ厚さの板とした。

この熱延仮に対し、表４に示すとおりの条件で中間焼鈍
を行なった後、比較例７を除いて１０〜５０％間の異な
る加工度で予備冷間圧延を行ない、次いで各側は１８０
°Ｃ〜３５０°Ｃ間の異なる温度で低温焼鈍を行ない、
続いて８０％の仕上冷間圧延を行なって硬質板を得た。

各側によって冑た硬質板について、２０５°ＣＸ１０分
で塗装炉側は処理に相当の熱処理を施してから測定した
特性値を表４に併せて示す。

表４ 表４が示すように、実施例４．５．６．７によって得た
、これら硬質板は強度が高く、伸びが大きく、更に耳率
が小さい。これに対して、比較例５では予備的冷間圧延
の加工度が大ぎいため、高強度は得られるものの伸びが
小ざく、また耳率が大ぎい。比較例６では低温焼鈍が材
料合金Ｂの再結晶温度（３２５°Ｃ）より高温で行われ
たため、強度上昇効果が無く、伸び、耳率も改善されな
い。比較例８は低温焼鈍の温度が高すぎるため、再結晶
粒が粗大化し、強度、伸びを悪化させる結果となってい
る。

（３）、実施例８〜１０、比較例９．１０各例共に、表
５に示す組成の合金鋳塊を常法により得、これを５００
℃×８時間で均質化処理した後、熱間圧延して１．７ｍ
ｍ厚の板とした。この板厚で３５０°ＣＸ１時間の中間
焼鈍を施した後、８例ごとに表６に示す条件で、予備的
冷間圧延（比較例９を除く）と低温焼鈍を順次施し、続
いて仕上冷間を施して硬質板を１ｑた。

以上のように、８例に従って製造した硬質、　板それぞ
れに、塗装焼付は処理に相当する、１９０’　ｘ２０分
の熱処理を施してから、その特性１直を測定した。８例
による硬質板の特性値は、表６に併せて示す。

表６ コ 表６から明らかなように、実施例８〜１０によれば、硬
質板に強度、伸び、耳率の向上が認められる。これに対
して、比較例９では予備的冷間圧延を行なわないため、
強度が低く、比較例１０では低温焼鈍の温度が高すぎる
ため、耳率が大きい。また両比較例共に伸びの向上がな
い。

［発明の効果］ 本発明により、耳率が３．５％以下であり、しかも強度
と延性が向上したアルミニウム合金硬質板を製造するこ
とができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｍｇ：２．０〜６．０％を含み、又はＭｇ：２．
   ０〜６．０％と共に、更にＭｎ：０．１〜０．７％、Ｃ
   ｕ：０．０１〜０．５％、Ｃｒ：０．０１〜０．３５％
   、Ｚｒ：０．０１〜０．０５％、Ｖ：０．００５％〜０
   ．１２％、及びＴｉ：０．０５％以下の１種あるいは２
   種以上を含み、残部が実質上Ａｌであるアルミニウム合
   金鋳塊を熱間圧延する段階と、熱間圧延後再結晶させる
   段階と、以下順次に行なう、３０％以下の加工度で予備
   的冷間圧延する段階と、再結晶温度より低い温度で焼鈍
   する段階と、７５％以上の加工度で仕上冷間圧延する段
   階とから成る、耳率が小さく強度と延性に優れたアルミ
   ニウム合金硬質板の製造方法。
2. （２）仕上冷間圧延を７５％以上、８５％以下の加工度
   で行なう、特許請求の範囲第（１）項記載のアルミニウ
   ム合金硬質板の製造方法。