JP2008144221A - Aluminum alloy sheet for cap and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ボトル缶のキャップ用アルミニウム合金板及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an aluminum alloy plate for a cap of a bottle can and a method for producing the same.
ねじ付きキャップは、ガラス瓶やプラスチック容器などのキャップとして広く利用されている。また、最近では、ねじ付きキャップを備えたアルミニウム合金製のボトル缶も開発されている。このようなボトル缶の材料としては、例えばJIS3004(AA3004)、JIS3104(AA3104)等のAl−Mn系のアルミニウム合金などが使用されている。一方、キャップの材料としては、例えばJIS5154等のAl−Mg系のアルミニウム合金などが使用されている(例えば、特許文献1〜3を参照。)。 Threaded caps are widely used as caps for glass bottles and plastic containers. Recently, aluminum alloy bottle cans with threaded caps have also been developed. As a material for such a bottle can, for example, an Al—Mn-based aluminum alloy such as JIS3004 (AA3004) or JIS3104 (AA3104) is used. On the other hand, as a material for the cap, for example, an Al—Mg-based aluminum alloy such as JIS5154 is used (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
ボトル缶のキャップに要求される品質特性としては、耐圧性や、耐食性、低耳、シーリング性、防爆対応性、深絞り性など多岐に渡っており、且つ、これらの特性が安定していなければならない。また、この種のキャップは大量生産されるため、製造時に材料の無駄が生じないことが望まれる。例えば、深絞り加工によりキャップを成形する際に、アルミニウム合金板の組成や製造条件等によって材料の無駄となる耳がどの程度発生するか、また、如何に低い耳率のまま良好な加工性と高い引張強さ等を確保できるかが重要な課題となる。
ところで、上述したねじ付きキャップを備えたボトル缶は、キャップを開けた後に再びキャップを閉めておくことができるため、非常に便利である。しかしながら、中身が残った状態のままボトル缶を放置した場合、ボトル缶内に混入した雑菌が増殖することによって、ボトル缶内でガスが発生し、ボトル缶の内圧が上昇することがある。例えば、ボトル缶の中身が炭酸飲料等の場合、ボトル缶内の圧力は通常0.2MPa程度であるが、使用環境や温度条件等によってはそれ以上の圧力が発生するとの知見もある。 By the way, since the bottle can provided with the screw cap mentioned above can close the cap again after opening the cap, it is very convenient. However, when the bottle can is left in a state where the contents remain, gas may be generated in the bottle can due to proliferation of germs mixed in the bottle can, thereby increasing the internal pressure of the bottle can. For example, when the content of the bottle can is a carbonated beverage or the like, the pressure in the bottle can is usually about 0.2 MPa, but there is also a knowledge that a higher pressure is generated depending on the use environment, temperature conditions, and the like.
そこで、ボトル缶の内圧が上昇した場合にキャップが外れて中身が飛び出すことがないよう、キャップのネジ部がボトル缶の内圧上昇に耐え得るだけの強度を持たせた防爆キャップが開発されている。また、キャップのナール部にスリットを形成し、ボトル缶の内圧が異常に高くなった場合にキャップが変形して、ナール部のスリットからガスを放出させる構造の防爆キャップも開発されている。したがって、このような高圧が発生するおそれがあるボトル缶用のキャップについては、特に高い強度と伸びを有するキャップ材を用いる必要がある。 Therefore, an explosion-proof cap has been developed in which the screw part of the cap has enough strength to withstand the increase in the internal pressure of the bottle can so that the cap will not come off and the contents will not pop out when the internal pressure of the bottle can rises. . In addition, an explosion-proof cap having a structure in which a slit is formed in the knurled portion of the cap and the cap is deformed when the internal pressure of the bottle can becomes abnormally high and gas is released from the slit of the knurled portion has been developed. Therefore, it is necessary to use a cap material having particularly high strength and elongation for a cap for a bottle can in which such a high pressure may occur.
本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、特に高圧が発生するおそれがあるボトル缶用のキャップ材として、優れた機械的性質や成形性を満足し、また、更なる強度向上により薄肉化も可能とした防爆キャップ用アルミニウム合金板及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of such conventional circumstances, and particularly as a cap material for bottle cans that may generate high pressure, satisfying excellent mechanical properties and moldability, An object of the present invention is to provide an aluminum alloy plate for an explosion-proof cap that can be thinned by further improving the strength and a method for producing the same.
この目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、質量%で、Mg:1.6〜2.0%、Cu:0.10%以下、Mn:0.30%以下、Cr:0.30%以下、Zn:0.4%以下、Si:0.5%以下、Fe:0.50%以下、Ti:0.40%以下を含有し、残部Al及び不可避不純物からなる組成を有し、引張強さが210〜250MPa、耐力が170〜220MPa、伸びが7〜13%であり、ベーキング処理した後の引張強さが210〜250MPa、耐力が160〜210MPa、伸びが7〜13%であり、且つ、ベーキング後の耐力に対する引張強さの比が1.1〜1.4であり、深絞り試験によりカップの開口部に発生する耳の形態が、圧延方向に対して、0゜,45゜方向の6箇所に発生する六方耳、又は、0゜,45゜,90゜方向の8箇所に発生する八方耳であり、なお且つ、絞り比1.97での耳率が2.0%以下であることを特徴とするキャップ用アルミニウム合金板である。 In order to achieve this object, the invention according to claim 1 is, in mass%, Mg: 1.6 to 2.0%, Cu: 0.10% or less, Mn: 0.30% or less, Cr: A composition comprising 0.30% or less, Zn: 0.4% or less, Si: 0.5% or less, Fe: 0.50% or less, Ti: 0.40% or less, the balance being Al and inevitable impurities. And having a tensile strength of 210 to 250 MPa, a yield strength of 170 to 220 MPa, and an elongation of 7 to 13%, a tensile strength after baking of 210 to 250 MPa, a yield strength of 160 to 210 MPa, and an elongation of 7 to 13 %, And the ratio of the tensile strength to the yield strength after baking is 1.1 to 1.4, and the shape of the ears generated in the opening of the cup by the deep drawing test is 0 with respect to the rolling direction. 6 ° ears appearing at 6 ° in 45 ° direction, or 0 ° 45 °, a Happo ear that occurs eight of 90 ° direction, noted and an aluminum alloy plate for a cap, wherein the ear rate in drawing ratio 1.97 is not more than 2.0%.
また、請求項2に記載発明は、請求項1に記載のキャップ用アルミニウム合金板の製造方法であって、スラブに熱間圧延、冷間圧延を行い、最終冷延率を40%を超え80%以下、最終板厚を0.210〜0.260mmとし、最終冷延後に205〜245℃の最終調質焼鈍を行うことを特徴とするキャップ用アルミニウム合金板の製造方法である。 The invention according to claim 2 is a method for producing an aluminum alloy plate for a cap according to claim 1, wherein the slab is hot-rolled and cold-rolled, and the final cold rolling rate exceeds 40% and 80%. %, The final plate thickness is 0.210 to 0.260 mm, and final temper annealing at 205 to 245 ° C. is performed after the final cold rolling.
以上のように、本発明によれば、特に防爆性に優れたキャップ材として良好な機械的強度を有することから、ボトル缶の内圧が上昇した場合にキャップが外れて中身が飛び出すことを未然に防ぐことができる。また、更なる強度向上により薄肉化も可能である。また、良好な伸びも有することから加工性にも優れ、さらに、これらの機械的性質を満たした上で耳率を低くできることから、製造時の材料の無駄が少なくなり、大量生産した場合に低コスト化を実現することができる。 As described above, according to the present invention, since it has a good mechanical strength as a cap material particularly excellent in explosion-proof property, the cap is removed and the contents pop out when the internal pressure of the bottle can rises. Can be prevented. Moreover, the thickness can be reduced by further improving the strength. In addition, because it has good elongation, it has excellent workability, and furthermore, the ear rate can be lowered while satisfying these mechanical properties, so that waste of materials at the time of production is reduced and low when mass-produced. Cost reduction can be realized.
以下、本発明を適用したキャップ用アルミニウム合金板及びその製造方法について詳細に説明する。 Hereinafter, an aluminum alloy plate for a cap to which the present invention is applied and a manufacturing method thereof will be described in detail.
先ず、本発明を適用したキャップ用アルミニウム合金板について説明する。
本発明を適用したキャップ用アルミニウム合金板は、質量%で、Mg:1.6〜2.0%、Cu:0.10%以下、Mn:0.30%以下、Cr:0.30%以下、Zn:0.4%以下、Si:0.5%以下、Fe:0.50%以下、Ti:0.40%以下を含有し、残部Al及び不可避不純物からなる組成を有し、引張強さが210〜250MPa、耐力が170〜220MPa、伸びが7〜13%であり、ベーキング処理した後の引張強さが210〜250MPa、耐力が160〜210MPa、伸びが7〜13%であり、且つ、ベーキング後の耐力に対する引張強さの比が1.1〜1.4であり、深絞り試験によりカップの開口部に発生する耳の形態が、圧延方向に対して、0゜,45゜方向の6箇所に発生する六方耳、又は、0゜,45゜,90゜方向の8箇所に発生する八方耳であり、なお且つ、絞り比1.97での耳率が2.0%以下であることを特徴とするものである。
First, an aluminum alloy plate for a cap to which the present invention is applied will be described.
The aluminum alloy plate for a cap to which the present invention is applied is in mass%, Mg: 1.6 to 2.0%, Cu: 0.10% or less, Mn: 0.30% or less, Cr: 0.30% or less Zn: 0.4% or less, Si: 0.5% or less, Fe: 0.50% or less, Ti: 0.40% or less, having a composition consisting of the balance Al and inevitable impurities, tensile strength Is 210 to 250 MPa, proof stress is 170 to 220 MPa, elongation is 7 to 13%, tensile strength after baking is 210 to 250 MPa, proof stress is 160 to 210 MPa, elongation is 7 to 13%, and The ratio of the tensile strength to the yield strength after baking is 1.1 to 1.4, and the shape of the ears generated in the opening of the cup by the deep drawing test is 0 ° and 45 ° directions with respect to the rolling direction. The hexagonal ears that occur at 6 locations, or 0 °, 5 °, a Happo ear that occurs eight of 90 ° direction, noted and, is characterized in that the ear rate in drawing ratio 1.97 is not more than 2.0%.
以下、本発明のキャップ用アルミニウム合金板に添加された各組成元素及びその添加量を規定した理由、並びに本発明のアルミニウム合金の特定事項について説明する。 Hereinafter, the reasons for defining each composition element added to the aluminum alloy plate for a cap of the present invention and the amount of addition and the specific matters of the aluminum alloy of the present invention will be described.
(Mg:1.6〜2.0%)
Mgは、アルミニウム合金の強度を向上させるのに必要な元素である。しかしながら、Mgが1.6%未満であると、防爆キャップ用としてアルミニウム合金の強度を向上させる効果が不十分となり、Mgが2.0%を超えると、加工性が劣化する。したがって、Mgは、1.6〜2.0%の範囲で含有することが好ましく、より好ましくは1.75〜1.90%の範囲である。
(Mg: 1.6-2.0%)
Mg is an element necessary for improving the strength of the aluminum alloy. However, if Mg is less than 1.6%, the effect of improving the strength of the aluminum alloy for an explosion-proof cap is insufficient, and if Mg exceeds 2.0%, workability deteriorates. Therefore, Mg is preferably contained in the range of 1.6 to 2.0%, more preferably in the range of 1.75 to 1.90%.
(Cu:0.10%以下)
Cuは、アルミニウム合金の強度を向上させる元素である。しかしながら、Cuが0.10%を超えると、アルミニウム合金の耐食性が劣化する。したがって、Cuは、0.10%以下の範囲で添加することが好ましく、より好ましくは0.03〜0.07%の範囲である。
(Cu: 0.10% or less)
Cu is an element that improves the strength of the aluminum alloy. However, if Cu exceeds 0.10%, the corrosion resistance of the aluminum alloy deteriorates. Therefore, Cu is preferably added in a range of 0.10% or less, and more preferably in a range of 0.03 to 0.07%.
(Mn:0.30%以下)
Mnは、アルミニウム合金の強度を向上させる元素である。しかしながら、Mnが0.30%を超えると、加工性が劣化する。したがって、Mnは、0.30%以下の範囲で含有することが好ましく、より好ましくは0.1〜0.2%の範囲である。
(Mn: 0.30% or less)
Mn is an element that improves the strength of the aluminum alloy. However, if Mn exceeds 0.30%, workability deteriorates. Therefore, it is preferable to contain Mn in the range of 0.30% or less, and more preferably in the range of 0.1 to 0.2%.
(Cr:0.30%以下)
Crは、耳率を低減させる元素である。しかしながら、Crが0.30%を超えると、アルミニウム合金の強度が高くなり過ぎてしまい、成形性が劣化する。したがって、Crは、0.30%以下の範囲で添加することが好ましく、より好ましくは0.1〜0.2%の範囲である。
(Cr: 0.30% or less)
Cr is an element that reduces the ear rate. However, if Cr exceeds 0.30%, the strength of the aluminum alloy becomes too high and the formability deteriorates. Therefore, Cr is preferably added in the range of 0.30% or less, and more preferably in the range of 0.1 to 0.2%.
(Zn:0.4%以下)
Znは、結晶粒の微細化を図り、成形性を向上させる元素である。しかしながら、Znが0.4%を超えると、アルミニウム合金の強度が高くなり過ぎてしまい、成形性が劣化する。したがって、Znは、0.4%以下の範囲で添加することが好ましく、より好ましくは0.2〜0.3%の範囲である。
(Zn: 0.4% or less)
Zn is an element that improves crystal formability and improves formability. However, when Zn exceeds 0.4%, the strength of the aluminum alloy becomes too high, and the formability deteriorates. Therefore, Zn is preferably added in a range of 0.4% or less, and more preferably in a range of 0.2 to 0.3%.
(Si:0.5%以下)
Siは、深絞り性を向上させる元素である。しかしながら、Siが0.5%を超えると、逆に深絞り性が劣化する。したがって、Siは、0.5%以下の範囲で添加することが好ましく、より好ましくは0.3〜0.4%の範囲である。
(Si: 0.5% or less)
Si is an element that improves deep drawability. However, when Si exceeds 0.5%, the deep drawability is deteriorated. Therefore, Si is preferably added in the range of 0.5% or less, more preferably in the range of 0.3 to 0.4%.
(Fe:0.50%以下)
Feは、アルミニウム合金の強度を向上させる元素である。しかしながら、Feが0.50%を超えると、深絞り性や耐食性が劣化する。したがって、Feは、0.50%以下の範囲で添加することが好ましく、より好ましくは0.2〜0.4%の範囲である。
(Fe: 0.50% or less)
Fe is an element that improves the strength of the aluminum alloy. However, if Fe exceeds 0.50%, deep drawability and corrosion resistance deteriorate. Therefore, Fe is preferably added in a range of 0.50% or less, and more preferably in a range of 0.2 to 0.4%.
(Ti:0.40%以下)
Tiは、結晶粒の微細化を図り、成形性を向上させる元素である。しかしながら、Tiが0.40%を超えると、肌荒れ等によりアルミニウム合金の表面状態が劣化する。したがって、Tiは、0.40%以下の範囲で添加することが好ましく、より好ましくは0.2〜0.3%の範囲である。
(Ti: 0.40% or less)
Ti is an element that achieves finer crystal grains and improves formability. However, when Ti exceeds 0.40%, the surface state of the aluminum alloy deteriorates due to rough skin or the like. Therefore, Ti is preferably added in a range of 0.40% or less, and more preferably in a range of 0.2 to 0.3%.
(機械的性質)
本発明のキャップ用アルミニウム合金板は、その引張強さが210〜250MPa、耐力が170〜220MPa、伸びが7〜13%であることが好ましい。
引張強さは、210MPa未満になると、ボトル缶用のキャップとしての強度が不足してしまい、250MPaを超えると、キャップに形成するネジ部の成形が困難となる。したがって、引張強さは、210〜250MPaの範囲であることが好ましく、より好ましくは、220〜235MPaの範囲である。
耐力は、170MPa未満になると、深絞り加工時にしわ等の外観不良が発生し易くなり、220MPaを超えると、深絞り加工時に割れが生じ易くなる。したがって、耐力は、170〜220MPaの範囲であることが好ましく、より好ましくは、180〜205MPaの範囲である。
伸びは、7%未満になると、深絞り加工によるキャップの成形性が劣化してしまい、13%を超えると、深絞り加工後のキャップ形状が安定しなくなる。したがって、伸びは、7〜13%の範囲であることが好ましく、より好ましくは、10〜12%の範囲である。
(mechanical nature)
The aluminum alloy plate for a cap of the present invention preferably has a tensile strength of 210 to 250 MPa, a proof stress of 170 to 220 MPa, and an elongation of 7 to 13%.
If the tensile strength is less than 210 MPa, the strength as a cap for a bottle can will be insufficient, and if it exceeds 250 MPa, it will be difficult to mold the screw part formed on the cap. Therefore, the tensile strength is preferably in the range of 210 to 250 MPa, and more preferably in the range of 220 to 235 MPa.
When the proof stress is less than 170 MPa, appearance defects such as wrinkles are likely to occur during deep drawing, and when it exceeds 220 MPa, cracks are likely to occur during deep drawing. Therefore, the proof stress is preferably in the range of 170 to 220 MPa, and more preferably in the range of 180 to 205 MPa.
If the elongation is less than 7%, the formability of the cap by the deep drawing process deteriorates. If the elongation exceeds 13%, the cap shape after the deep drawing process becomes unstable. Therefore, the elongation is preferably in the range of 7 to 13%, more preferably in the range of 10 to 12%.
また、本発明のキャップ用アルミニウム合金板は、200℃で10分ベーキング処理した後の引張強さが210〜250MPa、耐力が160〜210MPa、伸びが7〜13%であることが好ましい。
ベーキング後の引張強さは、210MPa未満になると、ボトル缶用のキャップとしての強度が不足してしまい、250MPaを超えると、キャップに形成するネジ部の成形が困難となる。したがって、引張強さは、210〜250MPaの範囲であることが好ましく、より好ましくは、220〜235MPaの範囲である。
ベーキング後の耐力は、160MPa未満になると、深絞り加工時にしわ等の外観不良が発生し易くなり、210MPaを超えると、深絞り加工時に割れが生じ易くなる。したがって、耐力は、160〜210MPaの範囲であることが好ましく、より好ましくは、170〜195MPaの範囲である。
ベーキング後の伸びは、7%未満になると、深絞り加工によるキャップの成形性が劣化してしまい、13%を超えると、深絞り加工後のキャップ形状が安定しなくなる。したがって、伸びは、7〜13%の範囲であることが好ましく、より好ましくは、10〜12%の範囲である。
The aluminum alloy plate for a cap of the present invention preferably has a tensile strength of 210 to 250 MPa, a proof stress of 160 to 210 MPa, and an elongation of 7 to 13% after being baked at 200 ° C. for 10 minutes.
If the tensile strength after baking is less than 210 MPa, the strength as a cap for a bottle can is insufficient, and if it exceeds 250 MPa, it is difficult to form a screw part formed on the cap. Therefore, the tensile strength is preferably in the range of 210 to 250 MPa, and more preferably in the range of 220 to 235 MPa.
If the yield strength after baking is less than 160 MPa, appearance defects such as wrinkles are likely to occur during deep drawing, and if it exceeds 210 MPa, cracks are likely to occur during deep drawing. Therefore, the yield strength is preferably in the range of 160 to 210 MPa, and more preferably in the range of 170 to 195 MPa.
If the elongation after baking is less than 7%, the formability of the cap by deep drawing deteriorates, and if it exceeds 13%, the cap shape after deep drawing becomes unstable. Therefore, the elongation is preferably in the range of 7 to 13%, more preferably in the range of 10 to 12%.
さらに、本発明のキャップ用アルミニウム合金板では、ベーキング後の耐力に対する引張強さの比が1.1〜1.4であることが好ましい。この比が1.1未満になると、強度が低くなり過ぎてボトル缶の内圧に耐えられないか、耐力が高くなり過ぎて成形性が劣化してしまう。一方、この比が1.4を超えると、強度が高くなり過ぎて開栓が困難となるか、耐力が低くなり過ぎてキャップ形状が不安定となる。したがって、ベーキング後の耐力に対する引張強さの比は、1.1〜1.4の範囲であることが好ましく、より好ましくは、1.2〜1.3の範囲である。 Furthermore, in the aluminum alloy plate for caps of the present invention, the ratio of the tensile strength to the proof stress after baking is preferably 1.1 to 1.4. If this ratio is less than 1.1, the strength becomes too low to withstand the internal pressure of the bottle can, or the yield strength becomes too high and the moldability deteriorates. On the other hand, if this ratio exceeds 1.4, the strength becomes too high and it is difficult to open the cap, or the proof stress becomes too low and the cap shape becomes unstable. Therefore, the ratio of the tensile strength to the yield strength after baking is preferably in the range of 1.1 to 1.4, and more preferably in the range of 1.2 to 1.3.
(深絞り試験)
本発明のアルミニウム合金板は、深絞り試験によりカップの開口部に発生する耳の形態が、圧延方向に対して、0゜(180゜),45゜(135゜,225゜,315゜)方向の6箇所に発生する六方耳、又は、0゜(180゜),45゜(135゜,225゜,315゜),90゜(270゜)方向の8箇所に発生する八方耳であり、なお且つ、絞り比1.97での耳率が2.0%以下であることが好ましい。耳率を2.0%以下とすることによって、製造時の材料の無駄を少なくすることができる。
(Deep drawing test)
In the aluminum alloy plate of the present invention, the shape of the ears generated at the opening of the cup by the deep drawing test is 0 ° (180 °), 45 ° (135 °, 225 °, 315 °) direction with respect to the rolling direction. 6-point ears that occur at 6 points, or 8-point ears that occur at 8 points in the directions of 0 ° (180 °), 45 ° (135 °, 225 °, 315 °), 90 ° (270 °), In addition, it is preferable that the ear ratio at the aperture ratio of 1.97 is 2.0% or less. By making the ear rate 2.0% or less, it is possible to reduce the waste of materials during manufacturing.
ここで、深絞り試験とは、 材料から所定径の円板(ブランク)を打ち抜き、これをポンチ及びダイスを用いて平底付き円筒(絞りカップという。)に絞り加工し、その際に絞りカップの開口部に発生する耳の高さを測定して、材料の深絞り加工性を判定する試験のことを言う。なお、耳率は、ダイス径33.7mm、ポンチ径33mm、ポンチ肩R4mmの金型を用い、ブランク径65mm、絞り比2以下の条件で深絞り試験を行い、そのとき測定した耳の高さから算出した。 Here, the deep drawing test is a method of punching a disc (blank) of a predetermined diameter from a material and drawing it into a cylinder with a flat bottom (called a drawing cup) using a punch and a die. This refers to a test for determining the deep drawability of a material by measuring the height of the ear generated in the opening. The ear rate was determined by performing a deep drawing test using a die having a die diameter of 33.7 mm, a punch diameter of 33 mm, and a punch shoulder R of 4 mm under the conditions of a blank diameter of 65 mm and a drawing ratio of 2 or less. Calculated from
次に、本発明を適用したキャップ用アルミニウム合金板の製造方法について説明する。
本発明を適用したキャップ用アルミニウム合金板の製造方法は、上記組成成分を有するアルミニウム合金を用い、この種のアルミニウム合金を製造する場合に適用する常法を組み合わせることによって製造することができる。すなわち、溶湯からスラブを得た後、このスラブに熱間圧延加工と冷間圧延加工を複数回施し、これら圧延の前後に必要に応じて均質化処理と中間焼鈍を行い、中間焼鈍後に更に冷間圧延加工を複数回施し、その際、最後の中間焼鈍からの冷間圧延率(最終冷延率という。)を40%を超え80%以下とし、最終冷延後に205〜245℃の最終調質焼鈍を行うことを本発明の特徴とするものである。また、最終板厚は0.210〜0.260mmの範囲とすることが好ましい。
Next, the manufacturing method of the aluminum alloy plate for caps which applied this invention is demonstrated.
The manufacturing method of the aluminum alloy plate for caps to which the present invention is applied can be manufactured by using an aluminum alloy having the above composition components and combining conventional methods applied when manufacturing this type of aluminum alloy. That is, after obtaining a slab from the molten metal, the slab is subjected to hot rolling and cold rolling a plurality of times, and before and after the rolling, homogenization treatment and intermediate annealing are performed as necessary, and further cooling is performed after the intermediate annealing. The rolling process is performed a plurality of times, and the cold rolling rate (referred to as the final cold rolling rate) from the last intermediate annealing is set to more than 40% and not more than 80%, and the final adjustment at 205 to 245 ° C. after the final cold rolling. It is a feature of the present invention to perform quality annealing. The final plate thickness is preferably in the range of 0.210 to 0.260 mm.
具体的に、最終冷延率は、40%以下になると強度が不十分となり、80%を超えると耳率が高くなる。例えば、板厚0.6mmから0.25mmに加工した場合の最終冷延率は58%、板厚0.8mmから0.25mmにした場合の最終冷延率は69%であるが、どちらの場合においても耳率が低く、冷間圧延率が高い方が引張強さが向上する。したがって、最終冷延率は、40%を超え80%以下の範囲とすることが好ましく、55〜70%の範囲とすることがより好ましい。これにより、上述した耳の形態を六方耳又は八方耳とし、低い耳率を維持しながら引張強度を向上させることができる。 Specifically, when the final cold rolling rate is 40% or less, the strength is insufficient, and when it exceeds 80%, the ear rate is increased. For example, the final cold rolling rate when processed from a thickness of 0.6 mm to 0.25 mm is 58%, and the final cold rolling rate when the thickness is changed from 0.8 mm to 0.25 mm is 69%. Even in this case, the tensile strength is improved when the ear rate is lower and the cold rolling rate is higher. Therefore, the final cold rolling rate is preferably in the range of more than 40% and 80% or less, and more preferably in the range of 55 to 70%. Thereby, the form of the above-mentioned ear can be a hexagonal ear or an eight-sided ear, and the tensile strength can be improved while maintaining a low ear rate.
目的の引張強さは最終的には最終冷間圧延で得ることができる。一方、最終冷延後に最終調質焼鈍を行わないと伸びが出なくなる。具体的に、最終調質焼鈍は、205℃未満であると伸びが不足し、245℃を超えると素材強度が低下する。したがって、最終調質焼鈍は、205〜245℃の範囲で行うことが好ましく、220〜235℃の範囲で行うことがより好ましい。なお、加熱方法については、バッチ式でも急速加熱方式でもよい。加熱時間については、バッチ式では1〜10時間程度、急速加熱方式では1〜60秒程度である。 The desired tensile strength can be finally obtained by final cold rolling. On the other hand, if the final temper annealing is not performed after the final cold rolling, elongation does not occur. Specifically, if the final temper annealing is less than 205 ° C, the elongation is insufficient, and if it exceeds 245 ° C, the strength of the material is lowered. Therefore, the final temper annealing is preferably performed in the range of 205 to 245 ° C, and more preferably in the range of 220 to 235 ° C. The heating method may be a batch type or a rapid heating method. The heating time is about 1 to 10 hours for the batch method and about 1 to 60 seconds for the rapid heating method.
以上のように作製された本発明のアルミニウム合金板では、特に防爆性に優れたキャップ材として良好な機械的強度を有することから、ボトル缶の内圧が上昇した場合にキャップが外れて中身が飛び出すことを未然に防ぐことができる。また、更なる強度向上により薄肉化も可能である。また、良好な伸びも有することから加工性にも優れ、さらに、これらの機械的性質を満たした上で耳率を低くできることから、製造時の材料の無駄が少なくなり、大量生産した場合に低コスト化を実現することができる。 Since the aluminum alloy plate of the present invention produced as described above has a good mechanical strength as a cap material particularly excellent in explosion-proof property, when the internal pressure of the bottle can rises, the cap comes off and the contents pop out. This can be prevented in advance. Moreover, the thickness can be reduced by further improving the strength. In addition, because it has good elongation, it has excellent workability, and furthermore, the ear rate can be lowered while satisfying these mechanical properties, so that waste of materials at the time of production is reduced and it is low when mass-produced. Cost reduction can be realized.
なお、本発明のアルミニウム合金板は、高圧時にキャップとボトル口部との間でガス抜きを行う防爆対応型のキャップ材として使用できることは勿論、防爆対応型ほど耐圧性能を必要としないキャップ材にも使用でき、キャップ材としての使用範囲は非常に広いものである。 In addition, the aluminum alloy plate of the present invention can be used as an explosion-proof cap material that vents gas between the cap and the bottle mouth at high pressure, and of course, as a cap material that does not require pressure resistance as much as an explosion-proof cap. Can also be used, and the range of use as a cap material is very wide.
以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。 Hereinafter, the effects of the present invention will be made clearer by examples. In addition, this invention is not limited to a following example, In the range which does not change the summary, it can change suitably and can implement.
本実施例では、防爆キャップ用のアルミニウム合金板として、Mn及びSiの含有量を変化させたときの物性の違いについて調べた。具体的には、先ず、質量%で、Mg:1.8%、Cu:0.05%、Cr:0.15%、Zn:0.2%、Fe:0.25%、Ti:0.2%、Mn:0.005〜0.3%、Si:0.15〜0.5%を含有し、残部Al及び不可避不純物からなる組成を有するアルミニウム合金を溶製し、スラブに鋳造した。次に、560℃×4時間の均質化処理を行い、熱間圧延で板厚6mmとした。次に、冷間圧延、連続焼鈍炉(460℃)で中間焼鈍を行い、最終冷延率65%で最終板厚0.25mmまで冷間圧延を行った。最後に、225℃で4hrの調質焼鈍を行い、No.1〜12のアルミニウム合金板を得た。 In this example, the difference in physical properties when the contents of Mn and Si were changed as an aluminum alloy plate for an explosion-proof cap was examined. Specifically, first, by mass, Mg: 1.8%, Cu: 0.05%, Cr: 0.15%, Zn: 0.2%, Fe: 0.25%, Ti: 0.00. An aluminum alloy containing 2%, Mn: 0.005 to 0.3%, Si: 0.15 to 0.5% and having a composition composed of the balance Al and inevitable impurities was melted and cast into a slab. Next, homogenization treatment was performed at 560 ° C. for 4 hours, and the thickness was 6 mm by hot rolling. Next, cold rolling and intermediate annealing were performed in a continuous annealing furnace (460 ° C.), and cold rolling was performed to a final sheet thickness of 0.25 mm at a final cold rolling rate of 65%. Finally, temper annealing was performed at 225 ° C. for 4 hours. 1 to 12 aluminum alloy plates were obtained.
そして、得られたNo.1〜12のアルミニウム合金板について、引張強さ、耐力、伸び、耳率の各測定を行った。その測定結果を表1に示す。なお、耳率は、ダイス径33.7mm、ポンチ径33mm、ポンチ肩R4mmの金型を用い、ブランク径65mm、絞り比2以下の条件で深絞り試験を行い、そのとき測定した耳の高さから算出した。また、No.1〜12のアルミニウム合金板について、200℃で10分ベーキング処理した後の引張強さ、耐力、伸びの各測定を行った。その測定結果を表1に示す。さらに、ベーキング後の耐力(B)に対する引張強さ(A)の比TS/YS(A/B)を算出した。その算出結果を表1に示す。 And the obtained No. About the aluminum alloy board of 1-12, each measurement of tensile strength, yield strength, elongation, and ear rate was performed. The measurement results are shown in Table 1. The ear rate was determined by performing a deep drawing test using a die having a die diameter of 33.7 mm, a punch diameter of 33 mm, and a punch shoulder R of 4 mm under the conditions of a blank diameter of 65 mm and a drawing ratio of 2 or less. Calculated from No. The aluminum alloy plates 1 to 12 were each measured for tensile strength, yield strength, and elongation after baking at 200 ° C. for 10 minutes. The measurement results are shown in Table 1. Furthermore, the ratio TS / YS (A / B) of the tensile strength (A) to the yield strength (B) after baking was calculated. The calculation results are shown in Table 1.
表1に示すように、No.1〜3のアルミニウム合金板は、Mnの含有量が0.2%、Siの含有量が0.3〜0.5%の場合、No.4〜6のアルミニウム合金板は、Mnの含有量が0.3%、Siの含有量が0.3〜0.5%の場合、No.7〜9のアルミニウム合金板は、Mnの含有量が0.25%、Siの含有量が0.15〜0.25%(0.3%未満)の場合、No.10〜12のアルミニウム合金板は、Siの含有量が0.4%、Mnの含有量が0.005〜0.15%(0.2%未満)の場合である。 As shown in Table 1, no. In the case of the aluminum alloy plates 1 to 3 having a Mn content of 0.2% and a Si content of 0.3 to 0.5%, No. 1 to 3 were used. When the Mn content is 0.3% and the Si content is 0.3 to 0.5%, the aluminum alloy plates 4 to 6 are No. When the Mn content is 0.25% and the Si content is 0.15 to 0.25% (less than 0.3%), the aluminum alloy plates 7 to 9 are No. 7-9. The 10 to 12 aluminum alloy sheet is a case where the Si content is 0.4% and the Mn content is 0.005 to 0.15% (less than 0.2%).
表1に示す測定結果から、No.1〜12のアルミニウム合金板は、何れも本発明の組成範囲にあるアルミニウム合金を用いて、最終冷延率を40超え80%以下とし、最終冷延後に205〜245℃の範囲で最終調質焼鈍を行ったものである。 From the measurement results shown in Table 1, no. Each of the aluminum alloy sheets 1 to 12 uses an aluminum alloy within the composition range of the present invention, the final cold rolling rate is set to 40 to 80% and the final tempering is performed in the range of 205 to 245 ° C. after the final cold rolling. Annealed.
これらのアルミニウム合金板は、ベーキング前の引張強さが210〜250MPa、耐力が170〜220MPa、伸びが7〜13%であり、ベーキング後の引張強さが210〜250MPa、耐力が160〜210MPa、伸びが7〜13%であり、且つ、ベーキング後の耐力に対する引張強さの比が1.1〜1.4であり、ベーキング後も良好な機械的性質を維持していることがわかる。このうち、No.6のアルミニウム合金板は、最も良好な結果を示したことから、Mn及びSiの含有量は本発明の数値範囲内でなるべく高い方がよく、これにより、強度を維持しつつ成形性を高めることが可能である。 These aluminum alloy plates have a tensile strength before baking of 210 to 250 MPa, a yield strength of 170 to 220 MPa, and an elongation of 7 to 13%, a tensile strength after baking of 210 to 250 MPa, a yield strength of 160 to 210 MPa, It can be seen that the elongation is 7 to 13%, and the ratio of the tensile strength to the proof stress after baking is 1.1 to 1.4, and good mechanical properties are maintained after baking. Of these, No. Since the aluminum alloy sheet of No. 6 showed the best results, the contents of Mn and Si should be as high as possible within the numerical range of the present invention, thereby improving the formability while maintaining the strength. Is possible.
Claims (2)
引張強さが210〜250MPa、耐力が170〜220MPa、伸びが7〜13%であり、ベーキング処理した後の引張強さが210〜250MPa、耐力が160〜210MPa、伸びが7〜13%であり、且つ、ベーキング後の耐力に対する引張強さの比が1.1〜1.4であり、
深絞り試験によりカップの開口部に発生する耳の形態が、圧延方向に対して、0゜,45゜方向の6箇所に発生する六方耳、又は、0゜,45゜,90゜方向の8箇所に発生する八方耳であり、なお且つ、絞り比1.97での耳率が2.0%以下であることを特徴とするキャップ用アルミニウム合金板。 In mass%, Mg: 1.6 to 2.0%, Cu: 0.10% or less, Mn: 0.30% or less, Cr: 0.30% or less, Zn: 0.4% or less, Si: 0 0.5% or less, Fe: 0.50% or less, Ti: 0.40% or less, and having a composition comprising the balance Al and inevitable impurities,
Tensile strength is 210-250 MPa, yield strength is 170-220 MPa, elongation is 7-13%, tensile strength after baking is 210-250 MPa, yield strength is 160-210 MPa, elongation is 7-13% And the ratio of tensile strength to yield strength after baking is 1.1 to 1.4,
The shape of the ears generated at the opening of the cup by the deep drawing test is six hexagonal ears generated at 0 ° and 45 ° directions with respect to the rolling direction, or 8 at 0 °, 45 ° and 90 ° directions. An aluminum alloy plate for a cap which is an eight-sided ear generated at a location and has an ear rate of 2.0% or less at a drawing ratio of 1.97.
スラブに熱間圧延、冷間圧延を行い、最終冷延率を40%を超え80%以下、最終板厚を0.210〜0.260mmとし、最終冷延後に205〜245℃の最終調質焼鈍を行うことを特徴とするキャップ用アルミニウム合金板の製造方法。 It is a manufacturing method of the aluminum alloy plate for caps according to claim 1,
The slab is hot-rolled and cold-rolled, the final cold rolling rate exceeds 40% and is 80% or less, the final sheet thickness is 0.210 to 0.260 mm, and the final tempering at 205 to 245 ° C. after the final cold rolling. A method for producing an aluminum alloy plate for a cap, which comprises annealing.
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