CN111902226B - 金属加工物 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供在为了实现较薄的壁厚或较小的直径的目的而进行的塑性加工期间被加工表面的划伤受到抑制的金属加工物。本发明提供通过为了实现较薄的壁厚或较小的直径而进行的塑性加工而获得的金属加工物，其中所述金属加工物的特征在于被加工表面的沿与加工方向正交的方向测量的算术平均粗糙度Ra1与被加工表面的沿加工方向测量的算术平均粗糙度Ra2的比Ra1/Ra2为0.5～1.5。

Description

金属加工物

技术领域

本发明涉及例如拉深减薄的坯料罐等金属加工物。更具体地，本发明涉及抑制被加工表面在塑性加工期间划伤的金属加工物。

背景技术

广泛用于饮料罐等的铝罐包括使用例如冷却剂等液体通过拉深-减薄加工来制造的两件式铝罐(DI罐)。通常在工厂中连续生产铝罐。然而，随着制罐数量增加，出现被加工部件的金属附着(adheres)至用于拉深-减薄加工的减薄加工用冲模的这样的问题。如果继续使用附着有金属的减薄加工用冲模来进行减薄加工，则主体部外表面沿与减薄方向平行的方向，即，沿罐的高度方向被微细地纵向划伤。罐主体部外表面被纵向划伤导致主体部外表面的镜面性下降并且损害外观，导致镜像取决于观察方向而看起来不同。因此，需要建立用于抑制金属的附着的技术。

作为满足以上要求的技术，专利文献1提出如下的拉深-减薄加工法，所述拉深-减薄加工法通过使用在冲模基材的与金属坯料接触的一侧的表面上涂覆有维氏硬度为2500以上的硬质薄膜的冲模作为减薄加工中的至少最终阶段中的减薄路径(ironing path)中的冲模，所述硬质薄膜的表面粗糙度Ra为 0.05μm以下。即，根据专利文献1的拉深-减薄加工法，通过使用设置有平滑的硬质覆膜的冲模来进行减薄加工，从而抑制金属在冲模表面上的附着。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开No.10-137861

发明内容

发明要解决的问题

然而，根据由本发明人进行的研究，专利文献1中公开的冲模的硬质覆膜由类金刚石碳等形成。此外，这种硬质覆膜具有如下问题；例如，硬质覆膜很可能容易剥离、具有低的耐久性并且在施加高的表面压力的条件下附着抑制效果不足。因此，专利文献1的拉深-减薄加工法不能应用于在严苛的加工条件下制造的饮料罐的制造，而是仅可以用于有限的应用领域。

本发明人先前递交了涉及没有线状的加工痕迹等平滑的并且在光亮性方面也优异的罐的专利申请(日本专利申请No.2016-208532和2016-208533)。然而，这样的罐主要是在不使用冷却剂的所谓的干燥条件下通过拉深-减薄加工来获得。然而，在很多情况下，拉深-减薄加工在使用冷却剂的湿润条件下进行。因此，期望建立即使当在湿润条件下进行拉深-减薄加工时也可以适用的避免附着的技术。

因此，本发明的目的在于提供在旨在使厚度降低或使直径减小而进行的塑性加工期间被加工表面的划伤受到抑制的金属加工物。

用于解决问题的方案

根据本发明，提供具有通过塑性加工获得的降低的厚度或减小的直径的金属加工物，其中在被加工表面上，沿与加工方向正交的方向测量的算术平均粗糙度Ra1与沿加工方向测量的算术平均粗糙度Ra2的比Ra1/Ra2为0.5～1.5。

在本发明的金属加工物中，以下实施方案是优选的：

(1)沿与加工方向正交的方向测量的算术平均粗糙度Ra1为0.030μm以下；

(2)当通过使用多角度分光色度计通过LCH法来评价被加工表面上的反射光时，以沿加工方向和沿与加工方向正交的方向以45度入射的入射光的镜面反射光为基准，相对于沿加工方向的镜面反射光具有15度的角度的反射光的亮度L_15h的值与相对于沿与加工方向正交的方向的镜面反射光具有15度的角度的反射光的亮度L_15w的值的比L_15w/L_15h为0.7～1.3，并且沿加工方向的亮度L_15h的值大于50；

(3)金属加工物由铝合金制成；

(4)塑性加工为减薄加工；和

(5)金属加工物为通过拉深-减薄加工获得的拉深减薄的坯料罐。

根据本发明，进一步提供由铝合金制成并且通过拉深-减薄加工获得的拉深减薄的坯料罐，其中在连续制造35,000个罐之后，沿主体部外表面的圆周方向测量的算术平均粗糙度Ra1与沿主体部外表面的高度方向测量的算术平均粗糙度Ra2的比Ra1/Ra2为0.5～1.5。

根据本发明，进一步提供拉深减薄的坯料罐的制造方法，其特征在于，使通过将金属制的圆板拉深加工而获得的拉深成形罐通过使用设置有金刚石膜并且具有表面粗糙度Ra为0.1μm以下的加工面的减薄加工用冲模来进行拉深-减薄加工，获得拉深减薄的坯料罐。

这里，拉深减薄的坯料罐意指通过拉深-减薄加工获得但是处于进行缩颈加工等之前的成形体。此外，被加工表面意指其上由于塑性加工而导致可能出现作为附着原因之一的磨耗粉末的表面。在拉深减薄的坯料罐的情况下，被加工表面意指主体部外表面。在借助通过使金属板在两个辊之间通过的压延加工而获得的压延板的情况下，表里两面均成为被加工表面。

发明的效果

与通过拉深-减薄加工获得的拉深减薄的坯料罐一样，本发明的金属加工物通过旨在使厚度降低或使直径减小而进行的塑性加工来获得。如果沿加工方向和沿与加工方向正交的方向测量本发明的金属加工物的被加工表面的表面粗糙度，则将会得知表面粗糙度沿两个方向均是小的。该事实表明被加工表面不具有沿加工方向延伸的线状的加工痕迹。即，在本发明的金属加工物的情况下，在塑性加工期间并且特别是在连续制罐时的拉深-减薄加工期间，抑制被加工表面的划伤。

如上所述，可以通过使用具有设置有金刚石膜并且表面粗糙度Ra为 0.1μm以下的加工面的模具通过塑性加工稳定地连续生产具有其上划伤受到抑制的被加工表面的金属加工物。

附图说明

[图1]是根据本发明的实施方案的坯料罐的示意性侧截面图。

[图2]是示意性地示出用于制造坯料罐的冲切加工和拉深加工的图。

[图3]是示意性地示出在图2的拉深加工之后实施的再拉深-减薄加工的图。

[图4]是示出通过使用多角度分光色度计来评价反射光的原理的图。

具体实施方式

本发明涉及金属加工物，并且其实施方案中的一者为例如拉深减薄的坯料罐(下文中简称为坯料罐)。坯料罐通过后述的减薄加工来获得，并且为进行例如缩颈加工等后加工之前的成形体。因此，坯料罐具有如图1中所示的非常简单的形态。现在将通过使用坯料罐来详细地描述本发明。

参照图1，由10表示的本实施方案的坯料罐作为整体具有有底筒状形状，并且包括从上端向下方延伸的笔直的主体部1和与主体部1的下端连续的底部3。

在本实施方案的坯料罐10中，作为被加工表面的主体部外表面几乎不具有沿罐的高度方向延伸的纵向划痕。以如下所述的方式来制造坯料罐。

<坯料罐的制造>

通过主要使用本身已知的金属板通过成形加工来制造本实施方案的坯料罐。要进行成形加工的金属板，例如铝板，可以为纯铝或铝与其它金属的合金例如含有镁、锰等的铝合金。此外，板材可以为铁或者例如钛或镁等其它金属，或者可以为主要含有其它金属的合金，或者可以为例如锡板等镀覆板。然而，期望金属板由铝合金制成。

金属板的表面可以涂覆有树脂，例如可以层压有例如由聚对苯二甲酸乙二醇酯代表的聚酯树脂等热塑性树脂膜。期望罐内表面侧的表面涂覆有树脂以提高罐内表面的耐腐蚀性。或者，通过使用例如喷涂等手段在成形加工后的罐的内表面形成涂膜。罐的外表面侧的表面未涂覆有树脂，这是因为这会损害镜面性。或者即使涂覆，涂层也应当具有小于100nm的厚度。此外，可以通过阳极氧化或化学转化处理等在金属板的表面上形成处理膜。然而，期望地，应当不形成膜，这是因为这会损害镜面性。

对金属板进行包括冲切加工、拉深加工和再拉深减薄加工的成形加工。图2示意性地示出成形加工中的冲切加工和拉深加工。图3示意性地示出再拉深减薄加工。

参照图2，首先，对包括上述金属坯料的坯料板11进行冲切加工以获得用于罐的圆板(坯料)13(参见图2中的 (a))。

通过使用具有与圆板13的直径相当的外径的冲切用冲压机15和保持坯料板11并且具有与圆板13的直径相当的开口的冲模17来进行冲切加工。通过借助使用冲压机15冲切保持在冲模17上的坯料板11来获得预定的尺寸的圆板13。

对获得的圆板13进行拉深加工以获得高度低的拉深成形罐(有底筒状体) 19(参见图2中的 (b))。

在拉深加工中，将圆板13保持在冲模21上。圆板13的周围由坯料保持用夹具23来保持。冲模21具有开口。通过借助使用拉深用冲压机25将圆板13推入冲模21的开口内来获得拉深成形罐19。

冲模21的开口的上端的拐角部(在保持圆板13的一侧)是弯曲的(弯曲部)，使得能够将圆板13在不折断的情况下迅速地推入冲模21的开口内。将冲压机 25的外径设定为与冲模21的开口的直径相比小近似相当于圆板13的厚度的量。因此，在该拉深加工中，厚度几乎不降低。

接下来，对以上获得的拉深成形罐19进行图3中示出的再拉深减薄加工。

由此来成形具有增加的高度和小的直径的坯料罐基体(坯料罐)10。

在图3中示出的再拉深减薄加工中，依次配置环状的再拉深冲模31和多个减薄加工用冲模33a～33c。在位于沿加工方向的最下游侧的减薄加工用冲模33c的下游侧配置导向环35。在更下游侧，依次设置用于底部成形的保持环37和保持杆37a。

减薄加工用冲模33a～33c具有使得它们的直径朝向加工方向下游侧逐渐变小以由此使厚度降低的形状。

为了进行再拉深减薄加工，通过使用保持件41将拉深成形罐19保持在再拉深冲模31上。在该状态下，将减薄加工用冲压机43插入拉深成形罐19的内部。然后使冲压机43沿加工方向移动，同时还使拉深成形罐19的外表面与冲模31、33a～33c的内表面(加工面)压接以进行再拉深减薄加工，通过所述再拉深减薄加工，拉深成形罐19的侧壁取得降低的厚度。由此获得具有降低的厚度和取决于厚度降低的程度而增加的高度的坯料罐10。当在该情况下采用湿润条件时，将例如冷却剂等液体适当地供给至被加工表面上，从而减薄加工不会在没有润滑的情况下进行。

此外，减薄加工用冲压机43的前端部逐渐变小(tapered)并且变细以对应坯料罐10的底部3。设置保持环37以使其沿着加工方向可滑动。将保持杆37a 插入环37的中央部。保持环37的内周面和保持杆37a的上端具有对应于坯料罐10的底部的形状。

即，通过减薄加工用冲压机43将拉深成形罐19通过冲模31、33a～33c而推出。此外，作为拉深成形并且减薄的罐19的加工品的底部推至保持环37和保持杆37a上。因此，赋予底部预定的底部形状并且由此获得坯料罐10。在如上所述使坯料罐10成形之后，减薄加工用冲压机43朝向加工方向上游侧移动。将获得的坯料罐10由导向环35来保持并且从减薄加工用冲压机43中拉出。由此将坯料罐10取出。

在将坯料罐10投入实际使用之前，对坯料罐10进行例如裁切、缩颈加工和卷边加工等后加工。

在图3中，配置三个减薄加工用冲模以在三个阶段进行减薄加工。然而，减薄加工用冲模的个数不仅限于三个，而是可以取决于期望的厚度下降程度和罐的高度为适宜的个数。可以仅使用一个冲模在一个阶段进行减薄加工。或者可以配置两个以上的冲模以通过多个阶段来进行减薄加工。当沿着加工方向配置多个减薄加工用冲模以通过多个阶段进行减薄加工时，当然，如上所述，内径(加工直径)朝向加工方向下游侧变小。

例如，上述减薄加工通常通过使用具有适当的直径和个数的减薄加工用冲模来进行，以使由下式定义的减薄率变为50％以下。

减薄率(％)＝{(减薄加工前的厚度-减薄加工后的厚度)/减薄加工前的厚度}×100

可以在使例如冷却剂等液体持续流动的湿润条件或不使用冷却剂等的干燥条件下进行减薄加工。然而，从容易获得平滑的外表面的观点，在湿润条件下的减薄加工是优选的。

如后文将详细描述的，当在湿润条件下进行再拉深-减薄加工时，最终获得的坯料罐的主体部外表面与在干燥条件下进行再拉深-减薄加工时相比看起来发白。这是因为由于使冷却剂存在于模具与被加工表面之间，因此模具表面向主体部外表面上的转印率降低。因此，使主体部外表面粗糙化，并且不规则反射光相对于全反射光的比例提高。

在本发明中，必要的是，减薄加工用冲模33a～33c在其加工面(与要进行减薄加工的拉深成形罐19的外表面接触的面)上设置有金刚石膜，并且对金刚石膜进行表面研磨以获得高的平滑度。即使在减薄加工要通过配置三个以外的个数的冲模来进行时，必要的是至少最终阶段的减薄加工用冲模必须在其加工面上设置有这样的金刚石膜。

通过使用设置有金刚石膜的冲模的减薄加工有助于有效地避免获得的坯料罐10的外表面沿减薄方向获得线状的加工痕迹。这是因为金刚石膜保持化学稳定，与被加工部件的金属的反应性低，此外，由于其高的硬度而具有优异的耐久性。即使类金刚石碳膜(DLC膜)也无法达到金刚石膜的硬度。

可以示例硬质合金作为用于形成迄今为止广泛采用的减薄加工用冲模的表面的坯料材料。然而，被加工部件的金属附着至表面上的硬质合金。如果继续使用附着有金属的冲模，则主体部外表面沿罐的高度方向被纵向划伤并且最终导致破裂。

假定例如在饮料罐制造工厂连续制造罐。在该情况下，当使用具有由硬质合金制成的表面的减薄加工用冲模时，变得有必要通常每隔数小时除去附着的金属，尽管会取决于制罐速度等条件而变化。如果使用金刚石膜，则可以使除去附着的金属的频率大大降低。在实践中，如后述实施例所示，通过使用相同的模具来连续制罐而不对它们进行研磨。然而，当使用完全由硬质合金制成的模具时，随着制罐数量的增加，主体部外表面沿圆周方向变得粗糙。在制造35,000个罐之后，不能获得满足本发明的规定(Ra1/Ra2)的坯料罐。另一方面，当使用在其表面上设置有金刚石膜的模具时，即使在制造35,000 个罐之后，主体部外表面上的粗糙度也与制罐开始时的粗糙度相同。最终，即使在制造超过160,000个罐之后，粗糙度也保持与制罐开始时的粗糙度相同。

此外，近年来，作为表面覆膜的类金刚石碳膜(DLC膜)受到关注。然而， DLC膜与金刚石膜相比包含大量杂质并且具有低的结晶性。因此，DLC膜容易剥离并且具有低的耐久性。此外，在连续制造饮料罐时的减薄加工期间，在减薄加工用冲模上反复施加特别高的表面压力。在这样的情况下，已知 DLC膜在施加高的表面压力的情况下抑制金属附着的效果低。

在由通常使用的刚性基材制成的减薄加工用冲模33a～33c的至少加工面上设置金刚石膜。作为刚性基材，使用具有足够大以耐受伴有高的表面压力的严苛的减薄加工的刚性和足够大以耐受金刚石膜的成膜时的高温加热的耐热性的材料。作为这样的材料，可以示例通过将碳化钨(WC)与例如钴等金属粘结剂的混合物烧结而获得的所谓的硬质合金，通过将例如碳化钛(TiC) 等金属碳化物或例如碳氮化钛(TiCN)等钛化合物与例如镍或钴等金属粘结剂的混合物烧结而获得的金属陶瓷，和例如碳化硅(SiC)、氮化硅(Si₃N₄)、氧化铝(Al₂O₃)和氧化锆(ZrO₂)等硬质陶瓷。

作为要形成在由上述刚性基材制成的减薄加工用冲模(减薄冲模)的加工面上的金刚石膜，虽然没有特别限制，但是可以优选使用例如由下式(1)表示的强度比为1.0以上并且优选1.2以上的膜：

I_D/I_G (1)

其中，I_D为碳膜表面上的拉曼光谱中在1333±10cm^-1处的最大峰强度，并且I_G为碳膜表面上的拉曼光谱中在1500±100cm^-1处的最大峰强度。

峰强度I_D源自膜中的金刚石组分，而峰强度I_G源自膜中的石墨组分。因此，以上峰强度比越大，石墨含量越少并且形成更接近金刚石晶体的膜(高纯度的金刚石膜)。

该金刚石膜为维氏硬度为8000以上的硬度非常高的膜，并且具有高的化学稳定性，并且进一步抑制在界面处与被加工材料的反应。这改善了滑动性并且由此提供对于严苛的减薄加工非常高的耐性。具有小于以上范围的峰强度比的金刚石膜包含大量例如石墨等金刚石组分以外的组分，具有低的滑动性，具有对减薄加工低的耐性，并且由此倾向于引起成形不良。

这里，如果峰强度比过大，则膜变脆并且会具有受损的耐久性。因此，期望峰强度比为5以下。

通过借助例如等离子体CVD法(例如热丝DVD、微波等离子体CVD或高频等离子体CVD)等已知方法在刚性基材的表面上成膜来制成具有上述峰强度比的金刚石膜。

为了成膜，通常使用通过将例如甲烷、乙烷、丙烷或乙炔等烃气体用氢气稀释至约1％而获得的气体作为原料气体。为了调整膜质和成膜速度，将原料气体与少量的例如氧气、一氧化碳或二氧化碳等气体混合。通过使用原料气体，将刚性基材在700～1000℃的高温下加热并且通过利用微波或高频波来产生等离子体。因此，使原料气体在等离子体中分解以生成活性种(active species)，并且金刚石晶体在刚性基材上生长以由此成膜。在成膜时，在等离子体中解离的氢原子起到选择性地蚀刻在刚性基材上生成的石墨和无定形碳。由此可以使金刚石组分增加，并且可以将膜的拉曼光谱的峰强度比设定为落在上述范围内。

通过例如蒸镀等手段形成的金刚石膜、特别是具有如上所述的峰强度比的金刚石膜在成膜期间伴有石墨或无定形碳的蚀刻，使得金刚石晶体容易生长并且导致表面变得粗糙。金刚石膜是硬质的并且能够耐受严苛的减薄加工。然而，如果将金刚石膜在不研磨其表面的情况下用于减薄加工，则主体部将破裂并且无法使罐成形。或者即使可以使罐成形，也无法使罐主体部外表面平滑。因此，重要的是金刚石膜具有经研磨以获得高的平滑度的表面。

例如，为了获得具有平滑的主体部外表面的坯料罐，对金刚石膜的表面进行研磨以获得0.1μm以下、特别是0.05μm以下的表面粗糙度Ra(JIS B-0601-1994)。下限通常为0.005μm。

金刚石膜的表面研磨可以通过本身已知的方法来进行。例如，可以将金刚石膜的表面以通过使用金刚石磨粒(磨石)来共同磨削碳膜的机械方式来研磨，或者通过利用化学作用来研磨。或者可以通过将机械方法和化学方法复合在一起来研磨其表面。

可以通过上述冲切加工、拉深加工和再拉深-减薄加工来获得具有平滑的主体部外表面的本发明实施方案的坯料罐。

<坯料罐的表面>

(表面粗糙度)

再回到图1，在由此获得的本实施方案的坯料罐10中，即使罐为连续制造的罐之一，沿主体部1的外表面的圆周方向，即，沿与加工方向正交的方向测量的算术平均粗糙度Ra1与沿高度方向，即，沿加工方向测量的算术平均粗糙度Ra2的比Ra1/Ra2也为0.5～1.5，并且优选0.8～1.2，其接近1。此外，期望主体部1的外表面的沿圆周方向的算术平均粗糙度Ra1的值为0.030μm以下。

这里，如果主体部外表面具有微细的纵向划痕，虽然沿罐高度方向的表面粗糙度Ra2与没有纵向划痕时相比变化不大，但沿圆周方向的表面粗糙度 Ra1的值增大，结果，比Ra1/Ra2也增大。

关于主体部1的外表面的最大高度表面粗糙度Rz(JIS-B-0601-2001)，与算术平均粗糙度Ra一样，即使罐为连续制造的罐之一，沿圆周方向的Rz1与沿高度方向的Rz2的比Rz1/Rz2也接近于1，并且具体而言为0.6～1.4。

(镜面性)

如上所述，根据本实施方案的坯料罐，即使为连续制造的罐之一，也具有平滑的主体部外表面；即，主体部具有镜面外表面。

具体而言，可以借助镜面反射率来评价镜面性。镜面性越高，则镜面反射率越高并且通过不规则反射而散射的光越少。本发明使用多角度分光色度计，并且使波长为400～800nm的光以相对于被加工表面5度的角度沿圆周方向在被加工表面上入射。在该情况下，各波长的入射光的镜面反射率高。期望地，光在680±50nm的波长下以73％～90％的比率被镜面反射。

还使光沿罐高度方向以外的方向入射，并且也测量镜面反射率。各波长的入射光的镜面反射率高。期望地，在680±50nm的波长下，镜面反射率为 73％～90％。如上所述，根据本发明，当沿圆周方向测量光时或者当沿罐高度方向测量光时均显示高的镜面反射率。即，罐不仅具有高的镜面性，而且即使在改变观察方向时也维持高的镜面性。

如果主体部外表面具有加工痕迹，虽然沿罐高度方向的镜面反射率变化不大，但是沿圆周方向的镜面反射率下降。

可以如上所述从镜面反射率的观点来确认镜面性的有无。此外，可以通过借助使用多角度分光色度计来测量被加工表面并且通过观察不规则反射光来确认。

特别地，当在如用荧光灯照射时入射光的光量较大的状况下目视观察例如罐主体部外表面等弯曲的被加工表面时，在被加工表面上反射的光源的镜像如此白且炫目以致难以判断在被加工表面上的划痕是否由于眩目的眩光而掩盖。然而，即使在这样的情况下，通常可以通过目视确认不规则反射的状态(在光源的镜像的周围反射的图像的亮度等)来确认镜面性的有无。如上所述，作为与在极端明亮的环境中的目视观察条件相对应的测量，测量不规则反射光是有意义的。

现在将参照图4来描述多角度分光色度计的原理。在图4中，在预定的基板表面51(相当于坯料罐的主体部外表面)上沿相对于表面51为45度的方向入射的光(入射光)的镜面反射光为相对于基板表面51的垂线是轴对称的并且沿相对于基板表面51为45度的方向反射的光。假定将从各种角度观察被加工表面，测量沿相对于镜面反射光为15度、30度和45度的方向反射的光的成分。一般来说，如果光相对于镜面反射光具有大于45度的角度，则光几乎不会不规则地反射。

具体而言，对于被加工表面(在坯料罐的情况下为主体部外表面)，通过使用多角度分光色度计，借助LCH法来测量相对于镜面反射光具有如上所述的角度的反射光的L值(亮度)。

现在将描述LCH法。表示颜色空间(color space)的方法包括L*a*b*法(也称为Lab法)和LCH法。L*a*b*法使用笛卡尔坐标(正交坐标)来表示颜色空间，而LCH法使用极坐标来表示颜色空间。在LCH法的情况下，使用具有以下含义的L、C和h来表示颜色。即，L表示亮度(明亮度)，随着数值接近0而变暗并且随着数值变大而变亮。另一方面，C表示饱和度(鲜艳度)，当数值小时颜色浑浊并且随着数值增大颜色变得鲜艳。此外，h为色相角，由在0～360的范围内的数值表示。色相h在0～90的范围内为红色、橙色或黄色，在90～180 的范围内为黄色、黄绿色或绿色，在180～270的范围内为绿色、青色(蓝绿色) 或蓝色，并且在260～360的范围内为蓝色、紫色或品红色。

本发明使用从相对于罐高度方向以45度入射的入射光反射的镜面反射光作为基准。此外，本发明测量相对于镜面反射光具有15～45度(每15度)的角度的反射光的L值(亮度)，并且进一步，除了使光沿圆周方向入射以外，类似地测量具有15～45度(每15度)的角度的反射光的L值(亮度)。在该情况下，任意角度的反射光显示沿罐高度方向和沿其圆周方向彼此接近的L值。下文中，相对于镜面反射光具有15度的角度的反射光称为15度反射光。例如，沿罐高度方向的15度反射光的亮度L_15h值与沿圆周方向的15度反射光的亮度L_15w值的比L_15W/L_15h为0.7～1.3，优选0.8～1.2，并且变得接近1。在如上所述的本发明中，不规则反射沿罐高度方向和圆周方向也非常相似，表明被加工表面沿加工方向和与加工方向正交的方向均没有划痕。

本实施方案的坯料罐由金属板通过使用在其加工面上具有特定的金刚石膜的减薄加工用冲模通过减薄加工制成。当在拉深-减薄加工时采用湿润条件时，在如前所述的主体部外表面上反射的镜像的不规则反射成分的亮度增加，并且镜像倾向于变白。实际上，当对于再拉深-减薄加工采用湿润条件时，沿加工方向的15度反射光的亮度值L_15h变大，并且期望变为大于50，并且更优选变为大于50且150以下。通常，当采用干燥条件时，模具向被加工表面上的转印率高并且由此获得较高的镜面性，将沿加工方向(其中光被不规则地反射)的15度反射光的亮度L_15h抑制为50以下。

在本说明书中，以坯料罐为例描述本发明。然而，本发明绝不仅限于坯料罐，而是可以采用各种各样的实施方案，只要它们是通过塑性加工具有降低的厚度或减小的直径、仍具有上述特征的金属加工物即可。

例如，本发明的金属加工物可以为通过借助压延加工使金属板的厚度降低而获得的压延材料。在该情况下，压延辊的旋转方向为加工方向，并且与压延辊直接接触的面为被加工表面。当通过使金属板在彼此相对的两个压延辊之间通过来将其压延时，压延材料的表里两面均为被加工表面。

此外，本发明的金属加工物可以为通过使金属制的棒状材料通过具有朝向其前端变窄的开口的冲模而获得的具有减小的直径的拉伸线材。

实施例

现在将通过实施例的方式来描述本发明。在以下实验例中，使用以下方法来测量表面粗糙度、镜面反射率和亮度。

<表面粗糙度Ra>

通过使用由Tokyo Seimitsu Co.制造的表面粗糙度计(SURFCOM 2000SD3)，按照JIS-B-0601测量算术平均粗糙度Ra。

<5°镜面反射率>

通过使用由Shimazu Seisakusho Co.制造的分光光度计UV-3100PC，测量在罐主体部外表面上沿加工方向(罐主体部高度方向)和沿圆周方向以5度入射的入射光的镜面反射率。由作为原材料的压延板制成的罐主体部外表面包括板材的压延方向变得与加工方向平行的区域以及压延方向变为与加工方向正交的区域。在测量时，从这两种区域选取测量对象并且将其平均化。

<亮度>

通过使用由Videojet X-Rite Co.制造的多角度分光色度计，基于LCH法来评价铝罐的主体部外表面的反射光。具体而言，以沿加工方向(罐主体部高度方向)和沿罐主体部圆周方向以45度入射的入射光的镜面反射光为基准，测量沿加工方向的15度反射光的亮度L_15h和沿与正交方向的15度反射光的亮度L_15w，从而求出比L_15w/L_15h。此外，通过使用相同的镜面反射光作为基准，测量沿加工方向的30度反射光的亮度L_30h和沿正交方向的30度反射光的亮度 L_30w，从而求出比L_30w/L_30h。此外，通过使用相同的镜面反射光作为基准，测量沿加工方向的45度反射光的亮度L_45h和沿正交方向的45度反射光的亮度 L_45w，从而求出比L_45w/L_45h。

与镜面反射率的情况一样测量亮度时，也从板材的压延方向变得与加工方向平行的区域以及压延方向变为与加工方向正交的区域二者中选取测量对象，然后将其平均化。

<实验例1>

通过使用通用压机，将厚度为0.29mm的铝合金板A3004冲切成圆形，同时进行拉深加工以成形为有底筒状体(拉深成形罐)。接下来，根据图3中示出的步骤通过拉深-减薄加工来制造坯料罐。在进行冲切之前，将酯系合成油涂布至铝合金板。拉深-减薄加工以约200～约300spm的速度进行，同时还通过供给乳液作为冷却剂来建立湿润条件。通过使用通过在硬质合金基材的表面上设置金刚石膜而获得的减薄加工用冲模来进行拉深-减薄加工，所述硬质合金基材为碳化钨(WC)与钴的金属粘结剂的烧结混合物，所述金刚石膜的表面粗糙度Ra为0.1μm以下。这里使用的冲模为制造了至少40,000个以上的罐之后的冲模。获得的坯料罐在这里称为样品1-1和1-2。沿加工方向和沿与加工方向正交的圆周方向测量样品1-1和1-2的主体部外表面的表面粗糙度。表1示出其比率的结果。

<实验例2>

除了使用用于实际生产的冲模，即，使用用于制造了至少40,000个以上的罐之后的硬质合金制冲模代替拉深-减薄加工用冲模以外，以与实验例1中相同的方式来获得坯料罐。获得的坯料罐称为样品1-3～1-5。样品1-3～1-5是与投放在市场中的那些相同的产品。沿加工方向和沿与加工方向正交的圆周方向测量样品1-3～1-5的主体部外表面的表面粗糙度。表1示出其比率的结果。

[表1]

表1表明，当沿加工方向测量表面粗糙度Ra时，本发明的产品与常规产品之间的差异是小的。然而，当沿与加工方向正交的圆周方向测量时，表面粗糙度存在差异。本发明的产品的算术平均粗糙度Ra为0.030μm以下。在沿圆周方向和沿加工方向的粗糙度的比的方面，常规产品的所述比大于1.5，即，具有低的各向同性，而本发明的产品的所述比为1.5以下，即，具有高的各向同性。这与目视观察到的划痕状况一致。这是因为，本发明的产品有效地避免金属在模具上附着，并且被加工物的划伤得到抑制。

<实验例3和4>

接下来，为了评价镜面性，测量坯料罐的5°镜面反射率。在实验例3中，以与实验例1相同的方式制造坯料罐。在实验例4中，也以与实验例2中相同的方式制造坯料罐。在实验例3中制造的坯料罐称为样品2-1。在实验例4中制造的坯料罐称为样品2-2和2-3。样品2-1为本发明的产品而样品2-2和2-3为常规产品。测量样品2-1～2-3的沿加工方向和沿与加工方向正交的圆周方向的主体部外表面的5°镜面反射率。表2示出其结果。

[表2]

表2表明，当沿加工方向测量镜面反射率时，在本发明的产品与常规产品之间未观察到大的差异。然而，当沿正交方向测量镜面反射率时，在本发明的产品与常规产品之间出现差异。具体而言，在作为常规产品的样品2-2 和2-3的情况下，正交方向的反射率明显小于沿加工方向的测量值。另一方面，在作为本发明的产品的样品2-1的情况下，沿加工方向和沿正交方向的反射率的差小，并且反射率高达超过73％。

<实验例5和6>

不规则反射光也通过使用多角度分光色度计来测量。具体地，在实验例 5中，以与实验例1中相同的方式制造坯料罐。在实验例6中，也以与实验例2 中相同的方式制造坯料罐。在实验例5中制造的坯料罐称为样品3-1。在实验例6中制造的坯料罐称为样品3-2和3-3。样品3-1为本发明的产品，而样品3-2 和3-3为常规产品。沿加工方向和沿正交方向测量样品3-1～3-3的主体部外表面上的亮度L值。表3示出L值和它们的比。

[表3]

表3显示当沿加工方向进行测量时在本发明的产品与常规产品之间没有大的差异。在与镜面反射的角度(偏转角度)为15°的情况下，本发明的产品和常规产品二者的沿加工方向的L值均超过50。这表明样品3-1～3-3不是在干燥条件下而是在湿润条件下通过加工来制造的。从沿正交方向的测量结果来看，本发明的产品具有比常规产品低的L值。这是因为有效地抑制表面被划伤并且由此抑制由于划痕导致的表面的粗糙化，有助于减少不规则反射光。因此，在沿正交方向与沿加工方向的比的方面，本发明的产品的所述比接近1，即，落在0.7～1.3的范围内。

在30°和45°的偏转角度下，同样地，与偏转角度为15°的情况一样，本发明的产品沿罐高度方向和沿圆周方向二者中显示几乎相同的L值。在常规产品的情况下，沿正交方向的L值较大。

<实验例7和8>

进行实验以确认表面涂覆有金刚石膜的平滑的减薄加工用冲模是否发挥附着抑制能力。具体而言，在实验例7中，除了使用未使用的减薄加工用冲模并且连续生产产品以外，以与实验例1中相同的方式来制造坯料罐。获得的坯料罐均称为样品4-1。以与实验例1中相同的方式测量样品4-1的表面粗糙度Ra，并且确认制得的罐的数量和坯料罐的主体部外表面上的粗糙度的变化。此外，在实验例8中，将硬质合金制模具实际用于制造至少40,000个以上的罐，并且，此后，除去附着至模具的金属。通过再次使用该模具，以与实验例7中相同的方式连续生产坯料罐。获得的坯料罐均称为样品4-2。关于样品4-2，同样地，与样品4-1一样，测量制得的罐的数量和坯料罐的主体部的外表面上的粗糙度的变化。表4示出样品4-1和样品4-2的主体部外表面的沿正交方向的算术平均粗糙度Ra1以及沿正交方向与沿加工方向的算术平均粗糙度的比Ra1/Ra2。所述比为在以任意数量制造罐之后任意取出的两个罐的平均值。例如，样品4-1的加工数量为5,000个罐的一栏中记载的Ra1的值“0.020”表示从在实验例7中连续生产的5000±100个罐中任意取出的两个罐的平均值。

[表4]

表4表明，直至加工数量为约2,000个罐，在样品4-1与样品4-2之间在正交方向的表面粗糙度Ra1或者在比Ra1/Ra2方面没有大的差异。在通过使用硬质合金制模具的实验例8(样品4-2)中，随着加工数量增加，沿正交方向的表面粗糙度增大，并且比Ra1/Ra2也增大。虽然取决于个体产品，但随着继续生产超过35,000个罐，表面粗糙度Ra1变得大于0.030μm并且比Ra1/Ra2变得大于1.5。这意味着由于被加工物的组分在模具上的附着而导致被加工午沿加工方向被划伤。在使用表面涂覆有金刚石膜的模具的实验例7中，即使在制造160,000个罐之后，沿正交方向的表面粗糙度Ra1和比Ra1/Ra2二者也保持与初始值相同，有效地抑制被加工物的组分附着在模具上，并且进一步有效地抑制被加工物被附着的金属组分划伤。

Claims (5)

1.一种坯料罐，其具有通过金属的塑性加工而获得的降低的厚度或减小的直径，其中在罐主体部外表面上，沿圆周方向测量的算术平均粗糙度Ra1与沿高度方向测量的算术平均粗糙度Ra2的比Ra1/Ra2为0.5～1.5，所述算术平均粗糙度Ra1为0.030μm以下。

2.根据权利要求1所述的坯料罐，其中当通过使用多角度分光色度计通过LCH法来评价所述主体部外表面上的反射光时，以沿高度方向和沿圆周方向以45度入射的入射光的镜面反射光为基准，相对于沿高度方向的镜面反射光具有15度的角度的反射光的亮度L_15h值与相对于圆周方向的镜面反射光具有15度的角度的反射光的亮度L_15w值的比L_15w/L_15h为0.7～1.3，并且沿所述高度方向的亮度L_15h值大于50。

3.根据权利要求1所述的坯料罐，其中所述坯料罐由铝合金制成。

4.根据权利要求1所述的坯料罐，其由铝合金制成，其中在连续制造35,000个罐之后，所述比Ra1/Ra2也为0.5～1.5。

5.一种权利要求1所述的坯料罐的制造方法，其特征在于，使通过将金属制的圆板拉深加工而获得的拉深成形罐通过使用设置有金刚石膜并且具有表面粗糙度Ra为0.1μm以下的加工面的减薄加工用冲模进行拉深-减薄加工，获得拉深减薄的坯料罐，算术平均粗糙度Ra1为0.030μm以下。

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