JP2016079503A - Aluminum alloy sheet for can-top - Google Patents

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友己 田中
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aluminum alloy sheet for can-top having enough pressure resistance after filling beverage and excellent in rivet moldability and can opening property even with a thin wall with a thickness of about 0.2 mm.SOLUTION: There are provided a 5000 series aluminum alloy sheet containing Mg:3.8 to 5.5 mass%, Fe:0.10 to 0.50 mass%, Si:0.05 to 0.30 mass%, Mn:0.01 to 0.60 mass%, Cu:0.01 to 0.30 mass% and the balance Al with inevitable impurities and galling coating treated after cold rolling with intermediate annealing, which is an aluminum alloy sheet for can-top having enough pressure resistance after filling beverage and excellent in rivet moldability and can opening property even with a thin wall with a thickness of about 0.2 mm having a solid solution amount of Mg measured by a residual extraction method by a heated phenol of 80% or more of the Mg content and subgrain area percentage in a range of 10 to 90% as average as shown in Figure 1 as a structure of a sheet thickness center part.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、缶蓋用アルミニウム合金板に関し、高強度と優れた成形性、及び優れた開缶性を兼備したイージーオープン缶蓋用アルミニウム合金板に関する。   The present invention relates to an aluminum alloy plate for a can lid, and relates to an aluminum alloy plate for an easy open can lid that combines high strength, excellent formability, and excellent can openability.

現在、飲料、食品用途に汎用される包装容器の1つとして、底と側壁が一体構造の有底円筒状の胴部(缶胴、キャンボディ)と、この胴部の開口部に封止されて上面となる円板状の蓋部(缶蓋、キャンエンド)とからなる2ピースのオールアルミ缶が周知である。   At present, as one of the packaging containers widely used for beverages and foods, the bottom and side walls are sealed at the bottomed cylindrical body (can body, can body) and the opening of this body part. A two-piece all-aluminum can having a disk-shaped lid (can lid, can end) on the upper surface is well known.

このようなアルミ缶の材料として、各々に要求される強度、成形性などの違いから、缶胴にはAA乃至JIS3000系(Al−Mn系)のアルミニウム合金板、缶蓋にはAA乃至JIS5000系(Al−Mg系)のアルミニウム合金板などが使い分けられて、汎用されている。   As materials for such aluminum cans, due to differences in strength and formability required for each, the can body is made of AA to JIS3000 (Al-Mn) aluminum alloy plate, and the can lid is made of AA to JIS5000. (Al—Mg-based) aluminum alloy plates and the like are properly used.

このうち、缶蓋用5000系アルミニウム合金板に求められる重要な特性として、蓋加工に耐える成形性と、飲料充填後の缶の内圧に耐える耐圧強度、装着したタブによって正常かつ簡単に蓋が開けられるための開缶性などがあげられる。   Among these, the important characteristics required for a 5000 series aluminum alloy plate for can lids are: moldability that can withstand lid processing, pressure resistance that can withstand the internal pressure of a can after filling, and a tab that is normally and easily opened. Can be opened.

近年、缶の低コスト化の観点から、これら缶蓋、すなわち缶蓋用5000系アルミニウム合金板も、板厚を0.2mm程度に薄肉化することが求められている。このような薄肉化に対する課題としては、耐圧強度の低下、成形性の低下などが挙げられる。このうち、耐圧強度の低下は、アルミニウム合金板の材料強度を高くすることで補うことができるが、このような高強度化に伴って、成形性が低下するという問題が生じる。このため、缶蓋用アルミニウム合金板を薄肉化するには、強度と成形性とを共に向上させることが必要である。   In recent years, from the viewpoint of cost reduction of cans, these can lids, that is, 5000 series aluminum alloy plates for can lids, are also required to have a thickness of about 0.2 mm. Examples of problems with such thinning include a decrease in pressure strength and a decrease in moldability. Among these, the decrease in the pressure strength can be compensated by increasing the material strength of the aluminum alloy plate. However, with such an increase in strength, there arises a problem that the formability decreases. For this reason, in order to reduce the thickness of the aluminum alloy plate for can lids, it is necessary to improve both strength and formability.

缶蓋用5000系アルミニウム合金板を薄肉化しても、材料強度を保ったまま成形性を向上させる技術として、従来から、金属間化合物(開缶性、成形性)、結晶粒径(成形性)、サブグレインあるいは集合組織などの組織制御などが種々行われてきた。   As a technology to improve formability while maintaining material strength even if the thickness of a 5000 series aluminum alloy plate for can lids is reduced, conventionally, intermetallic compounds (can openability, formability), crystal grain size (formability) Various control of the organization such as subgrain or texture has been performed.

例えば、特許文献1には、缶蓋用5000系アルミニウム合金板の前記組織制御のうち、板の内部組織におけるサブグレインの面積占有率を3乃至30%に制御して、缶蓋を缶胴に巻き締める際の、カーリング性及び巻き締め性を向上させることが提案されている。   For example, in Patent Document 1, in the structure control of a 5000 series aluminum alloy plate for can lids, the area occupancy ratio of subgrains in the internal structure of the plate is controlled to 3 to 30%, and the can lid is attached to the can body. It has been proposed to improve curling and tightening properties when tightening.

特開平11−229066号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-229066

ただ、従来の缶蓋用5000系アルミニウム合金板には、缶蓋に成形する際のリベット成形性の向上には未だ課題があり、薄肉化した場合に高強度化すると、リベット成形性が低下し、優れたリベット成形性を得るには材料強度を低下させる必要がある、という課題があった。   However, the conventional 5000 series aluminum alloy plate for can lids still has a problem in improving the rivet formability when it is formed into a can lid, and the rivet formability decreases when the strength is increased when the thickness is reduced. In order to obtain excellent rivet formability, there is a problem that the material strength needs to be reduced.

ここで、缶蓋成形工程について説明する。まず、素材を円板形状に打ち抜いた後に、絞り加工でシェルを成形し、次にコンバージョン成形にて、プレス機で、シェルの中央にタブを取り付けるための凸部を形成するリベット成形を行う。
このリベット成形は、缶蓋中央部を張り出させるバブル成形工程と、この張出部(バブル)を1〜3工程で縮径しつつ急峻な突起とするボタン成形工程とで構成される。
このリベット成形後に、断面がV字形の刃先をした金型を押し付けて、飲み口部の溝である、図2、3のスコア3の成形や、パネルの剛性を高めるための凹凸や文字の成形を行う。その後、ステイク工程として、シェルの中央に加工した凸部に、別途成形したタブをかしめて一体化する。
Here, the can lid forming step will be described. First, after punching the material into a disk shape, a shell is formed by drawing, and then by conversion forming, rivet forming is performed by a press to form a convex portion for attaching a tab to the center of the shell.
This rivet molding is composed of a bubble molding process for projecting the central portion of the can lid and a button molding process for reducing the diameter of the projecting section (bubble) in 1 to 3 steps and making a sharp projection.
After this rivet forming, a die having a V-shaped cutting edge is pressed to form the score 3 in FIGS. 2 and 3 which is the groove of the drinking mouth, and the formation of irregularities and characters to increase the rigidity of the panel I do. After that, as a stake process, a tab formed separately is integrated with a convex portion processed at the center of the shell.

この際、タブを正常に固定するためには、ステイク後のリベット径の大きさを確保する必要があり、そのため、ボタン成形工程終了後の突起(ボタン)高さを十分に高く成形できるリベット成形性が素材に求められる。   At this time, in order to properly fix the tab, it is necessary to ensure the size of the rivet diameter after the stake. Therefore, the rivet molding that can form the protrusion (button) height sufficiently high after the button molding process is completed. Sex is required for the material.

これに対して、前記特許文献1のようにサブグレインの面積占有率を3乃至30%に制御した素材板であっても、高強度化すると、前記リベット成形性が低下し、優れたリベット成形性を得るには、材料強度を低下させる必要があった。すなわち、リベット成形性と高強度化とを両立させることには未だ限界があった。   On the other hand, even in the case of a material plate in which the area occupancy ratio of the subgrains is controlled to 3 to 30% as in Patent Document 1, the rivet formability decreases and the rivet formability is excellent when the strength is increased. In order to obtain the properties, it was necessary to reduce the material strength. That is, there is still a limit in achieving both rivet formability and high strength.

このような課題に対して、本発明は、高い材料強度を有するにも関わらず、十分なリベット成形性を有することができ、薄肉化した場合でも、飲料充填後の耐圧強度に不足がなく、リベット成形性及び開缶性にも優れた缶蓋用アルミニウム合金板を提供することを目的とする。   For such problems, the present invention can have sufficient rivet formability despite having high material strength, and even when it is thinned, there is no shortage in pressure strength after beverage filling, An object of the present invention is to provide an aluminum alloy plate for can lids which is excellent in rivet formability and can openability.

前記課題を解決するための本発明缶蓋用アルミニウム合金板の要旨は、Mg:3.8〜5.5質量%、Fe:0.10〜0.50質量%、Si:0.05〜0.30質量%、Mn:0.01〜0.60質量%、Cu:0.01〜0.30質量%を含有し、残部がAl及び不可避不純物からなり、中間焼鈍を行う冷間圧延後に焼付塗装処理されたアルミニウム合金板であって、熱フェノールによる残渣抽出法で測定されたMgの固溶量が、前記Mg含有量の80%以上であり、圧延面と平行な面における、板厚中心から両厚さ方向に0.05mm(厚さ0.1mm)の領域の組織として、5万倍の倍率の透過型電子顕微鏡により測定されたサブグレイン面積率が平均で10%以上、90%以下であることとする。   The gist of the aluminum alloy plate for can lids of the present invention for solving the above problems is as follows: Mg: 3.8 to 5.5% by mass, Fe: 0.10 to 0.50% by mass, Si: 0.05 to 0 .30% by mass, Mn: 0.01 to 0.60% by mass, Cu: 0.01 to 0.30% by mass, the balance being Al and inevitable impurities, baking after cold rolling with intermediate annealing A coated aluminum alloy plate, the Mg solid solution amount measured by a residue extraction method using hot phenol is 80% or more of the Mg content, and the plate thickness center in a plane parallel to the rolling surface The subgrain area ratio measured by a transmission electron microscope at a magnification of 50,000 times as an organization of 0.05 mm (thickness 0.1 mm) regions in both thickness directions from 10% to 90% on average Suppose that

上記のように本発明で規定する板の組織と特性は、缶蓋用アルミニウム合金板として、冷延板に塗装および塗装焼付け処理を施した後のアルミニウム合金板、あるいは、この板を成形した缶蓋の組織と特性として規定している。また、前記冷延板に、塗装焼付け処理を模擬した、後述する特定条件での熱処理を施した後の板の組織と特性であっても良い。   As described above, the structure and characteristics of the plate defined in the present invention are as follows: an aluminum alloy plate for a can lid, an aluminum alloy plate after a cold-rolled plate is subjected to painting and baking treatment, or a can formed from this plate It is defined as the tissue and characteristics of the lid. Moreover, the structure and the characteristic of the board after performing the heat processing on the specific conditions mentioned later which simulated the coating baking process to the said cold-rolled board may be sufficient.

本発明は、缶蓋用アルミニウム合金板の組織として、サブグレイン面積率を増加させるとともに、Mgの固溶量を増加させた組織として、成形性を保ったまま高強度化する。これによって、本発明は、従来は兼備させることが困難であった、優れたリベット成形性と高強度とを両立させることができる。   The present invention increases the strength of the structure of the aluminum alloy plate for can lids while increasing the subgrain area ratio and increasing the solid solution amount of Mg while maintaining the formability. As a result, the present invention can achieve both excellent rivet formability and high strength, which have been difficult to combine in the past.

したがって、本発明は、従来のように、リベット成形性を得るために、材料強度を低下させる必要が無く、高い材料強度を有するにも関わらず、十分なリベット成形性を有することができる。このため、板厚を0.2mm程度に薄肉化した場合でも、飲料充填後の耐圧強度に不足がなく、リベット成形性及び開缶性にも優れた缶蓋用アルミニウム合金板を提供できる。   Therefore, according to the present invention, in order to obtain rivet formability as in the prior art, it is not necessary to reduce the material strength, and it is possible to have sufficient rivet formability despite having high material strength. For this reason, even when the plate thickness is reduced to about 0.2 mm, there can be provided an aluminum alloy plate for can lids which is not deficient in pressure-resistant strength after beverage filling and is excellent in rivet formability and can openability.

本発明アルミニウム合金板の組織を示す、図面代用写真である。It is a drawing substitute photograph which shows the structure | tissue of this invention aluminum alloy plate. アルミニウム合金板を成形してなる缶蓋の平面図である。It is a top view of the can lid formed by shape | molding an aluminum alloy plate. 開缶性の評価時に使用する缶蓋のスコアの断面図である。It is sectional drawing of the score of the can lid used at the time of evaluation of can opening property. 開缶性の評価時に使用する開缶荷重測定機の概要図である。図4(a)は開缶荷重測定機の斜視図である。図4(b)は開缶荷重測定機の測定時の缶蓋付近の断面模式図である。図4(c)は開缶荷重測定機に缶蓋を設置するときの缶蓋の向きを示す正面模式図である。It is a schematic diagram of the can open load measuring machine used at the time of evaluation of can openability. FIG. 4A is a perspective view of an open load measuring machine. FIG. 4B is a schematic cross-sectional view of the vicinity of the can lid at the time of measurement by the can opening load measuring machine. FIG.4 (c) is a front schematic diagram which shows the direction of a can lid when installing a can lid in an open load measuring machine.

本発明に係る缶蓋用アルミニウム合金板を実施するための形態について、以下に説明する。  The form for implementing the aluminum alloy plate for can lids which concerns on this invention is demonstrated below.

(アルミニウム合金組成)
缶蓋用アルミニウム合金板は、前記した通り、缶蓋に求められる特性として、蓋加工に耐える成形性、飲料充填後の内圧に耐える耐圧強度、正常かつ簡単に開けられるための開缶性を満たす必要がある。
(Aluminum alloy composition)
As described above, the aluminum alloy plate for can lids satisfies the characteristics required for can lids, such as formability to withstand lid processing, pressure resistance to withstand internal pressure after beverage filling, and can openability for normal and easy opening. There is a need.

したがって、本発明に係る缶蓋用アルミニウム合金板の合金組成も、この要求特性を合金組成面から満たすために、Mg:3.8〜5.5質量%、Fe:0.10〜0.50質量%、Si:0.05〜0.30質量%、Mn:0.01〜0.60質量%、Cu:0.01〜0.30質量%を含有し、残部がAl及び不可避不純物からなるものとする。なお、各元素の含有量の%表示は全て質量%の意味である。以下に、含有する各元素の意義につき、順に説明する。   Therefore, the alloy composition of the aluminum alloy plate for can lids according to the present invention is also Mg: 3.8 to 5.5% by mass, Fe: 0.10 to 0.50 in order to satisfy this required characteristic from the surface of the alloy composition. Contains mass%, Si: 0.05 to 0.30 mass%, Mn: 0.01 to 0.60 mass%, Cu: 0.01 to 0.30 mass%, with the balance consisting of Al and inevitable impurities Shall. In addition,% display of content of each element means the mass% altogether. Hereinafter, the significance of each element contained will be described in order.

Mg:3.8〜5.5質量%
Mgは、アルミニウム合金板の強度を向上させる効果がある。Mgの含有量が3.8質量%未満の場合、アルミニウム合金板の強度が不十分であり、缶蓋に成形したときの耐圧強度が不足する。一方、Mgの含有量が5.5質量%を超える場合、アルミニウム合金板の強度が過剰となって、成形性、特にリベット成形性が低下する。従って、Mgの含有量は3.8〜5.5質量%とする。
Mg: 3.8 to 5.5% by mass
Mg has the effect of improving the strength of the aluminum alloy plate. When the content of Mg is less than 3.8% by mass, the strength of the aluminum alloy plate is insufficient, and the pressure strength when formed into a can lid is insufficient. On the other hand, when the Mg content exceeds 5.5% by mass, the strength of the aluminum alloy plate becomes excessive, and the formability, particularly the rivet formability, is lowered. Therefore, the Mg content is set to 3.8 to 5.5% by mass.

Mgの固溶量(固溶濃度)
更に、Mgは、母相に固溶すると、大きな格子ひずみを生じるため、加工硬化特性が向上する。一方、Mgの固溶量が減ると、固溶していないMgは、MgSiもしくはMgAlの化合物として存在し、この化合物は、リベット成形時の割れやくびれの原因となって、リベット成形性を低下させる。
Mg solid solution (solid solution concentration)
Furthermore, when Mg forms a solid solution in the matrix phase, a large lattice strain is generated, so that work hardening characteristics are improved. On the other hand, when the solid solution amount of Mg decreases, Mg that is not solid solution exists as a compound of Mg 2 Si or Mg 2 Al 3 , which causes cracking and constriction during rivet molding, Reduces rivet formability.

本発明では、前記範囲で含有するMgについて、その固溶量を、固溶割合を基準(指標)として、高めて、リベット成形性を保ったまま、高強度化する。Mgの固溶量(Mgの固溶割合)が、前記板のMg含有量の80%未満であると、Mgの化合物(Mgの析出物)が多くなり、リベット成形性が低下する。
従って、Mgの固溶量(固溶割合)は高いほど良く、前記Mg含有量の80%以上、好ましくは88%以上とする。このMgの固溶量(固溶割合)の上限は特に定めないが99%程度である。
In the present invention, the Mg content in the above range is increased with the solid solution ratio as a reference (index) to increase the strength while maintaining the rivet formability. When the Mg solid solution amount (Mg solid solution ratio) is less than 80% of the Mg content of the plate, the amount of Mg compounds (Mg precipitates) increases and the rivet formability decreases.
Therefore, the higher the solid solution amount (solid solution ratio) of Mg, the better. The Mg content is 80% or more, preferably 88% or more. Although the upper limit of the solid solution amount (solid solution ratio) of Mg is not particularly defined, it is about 99%.

Fe:0.10〜0.50質量%
Feは、アルミニウム合金板中にAl−Fe(−Mn)系、Al−Fe(−Mn)−Si系金属間化合物を形成し、缶蓋に成形したときのスコア部の引裂き性を高め、開缶性を向上させる効果がある。Feの含有量が0.10質量%未満の場合、スコア部の引裂き性が向上せず、開缶時にスコア脱線(開缶時にスコア部以外に亀裂が伝播すること)や開缶力の増大によるタブ折れといった開缶不良が生じ易くなる。一方、Feの含有量が0.50質量%を超える場合、アルミニウム合金板中の鋳造や熱延時に生成する金属間化合物の数密度や体積率が大きくなり、リベット成形性が低下する。従って、Feの含有量は0.10〜0.50質量%とする。
Fe: 0.10 to 0.50 mass%
Fe forms Al-Fe (-Mn) -based and Al-Fe (-Mn) -Si-based intermetallic compounds in the aluminum alloy plate, and improves the tearability of the score part when it is molded into a can lid. There is an effect of improving canability. If the Fe content is less than 0.10% by mass, the tearability of the score part does not improve, and score derailment occurs when the can is opened (the crack propagates to other than the score part when the can is opened) and the opening force increases. Opening defects such as tab breakage are likely to occur. On the other hand, when the Fe content exceeds 0.50% by mass, the number density and volume ratio of the intermetallic compound produced during casting or hot rolling in the aluminum alloy plate increase, and the rivet formability decreases. Therefore, the Fe content is set to 0.10 to 0.50 mass%.

Si:0.05〜0.30質量%
Siは、アルミニウム合金板中にMg−Si系、Al−Fe(−Mn)−Si系金属間化合物を形成し、缶蓋に成形したときのスコア部の引裂き性を高め、開缶性を向上させる効果がある。Siの含有量が0.05質量%未満の場合、Feと同様に開缶性が向上しない。また、アルミニウム合金板の原材料に使用するアルミニウム地金の必要純度が高くなるため、コストが増大する。一方、Siの含有量が0.30質量%を超える場合、アルミニウム合金板中の鋳造や熱延時に生成する金属間化合物が多くなり、リベット成形性が低下する。従って、Siの含有量は0.05〜0.30質量%とする。
Si: 0.05-0.30 mass%
Si forms Mg-Si-based and Al-Fe (-Mn) -Si-based intermetallic compounds in an aluminum alloy plate, improves the tearability of the score part when molded into a can lid, and improves can openability There is an effect to make. When the Si content is less than 0.05% by mass, the can opening property is not improved as in the case of Fe. Moreover, since the required purity of the aluminum ingot used for the raw material of an aluminum alloy plate becomes high, cost increases. On the other hand, when the Si content exceeds 0.30% by mass, an intermetallic compound generated during casting or hot rolling in the aluminum alloy plate increases, and rivet formability decreases. Therefore, the Si content is 0.05 to 0.30 mass%.

Mn:0.01〜0.60質量%
Mnは、アルミニウム合金板の強度を向上させる効果があるとともに、アルミニウム合金板中にAl−Fe−Mn系、Al−Fe−Mn−Si系金属間化合物を形成させ、缶蓋に成形したときのスコア部の引裂き性を高め、開缶性を向上させる効果がある。Mnの含有量が0.01質量%未満の場合、アルミニウム合金板の強度向上効果や缶蓋に成形したときの開缶性向上効果が得られない。一方、Mnの含有量が0.60質量%を超える場合、アルミニウム合金板中の鋳造や熱延時に生成する金属間化合物が多くなり、リベット成形性が低下する。従って、Mnの含有量は0.01〜0.60質量%とする。
Mn: 0.01-0.60 mass%
Mn has the effect of improving the strength of the aluminum alloy sheet, and when Al-Fe-Mn and Al-Fe-Mn-Si intermetallic compounds are formed in the aluminum alloy sheet and formed into a can lid. There is an effect of improving the tearability of the score part and improving the can openability. When the content of Mn is less than 0.01% by mass, the effect of improving the strength of the aluminum alloy plate or the effect of improving the openability when formed into a can lid cannot be obtained. On the other hand, when the content of Mn exceeds 0.60% by mass, an intermetallic compound generated during casting or hot rolling in the aluminum alloy plate increases, and rivet formability decreases. Therefore, the Mn content is set to 0.01 to 0.60 mass%.

Cu:0.01〜0.30質量%
Cuは、アルミニウム合金板の強度を向上させる効果がある。また、固溶させることにより、加工硬化特性が向上する。Cuの含有量が0.01質量%末満の場合、母相への固溶量が少なく、強度が低下する。一方、Cuの含有量が0.30質量%を超える場合、アルミニウム合金板の強度が過剰となり、リベット成形性が低下する。従って、Cuの含有量は0.01〜0.30質量%とする。
Cu: 0.01-0.30 mass%
Cu has the effect of improving the strength of the aluminum alloy plate. Moreover, work hardening characteristics improve by making it dissolve. When the Cu content is less than 0.01% by mass, the solid solution amount is small and the strength is lowered. On the other hand, when the Cu content exceeds 0.30% by mass, the strength of the aluminum alloy plate becomes excessive, and the rivet formability decreases. Therefore, the Cu content is set to 0.01 to 0.30 mass%.

不可避不純物
本発明に係るアルミニウム合金は、前記必須成分以外に、残部Alと不可避不純物とからなる。不可避不純物は、Crが0.3質量%以下、Znが0.3質量%以下、Tiが0.1質量%以下、Zrが0.1質量%以下、Bが0.1質量%以下、その他の元素が各々0.05質量%以下の範囲内で許容される。不可避不純物の含有量がこの範囲内であれば、本発明に係るアルミニウム合金板の特性に影響しない。
Inevitable Impurities The aluminum alloy according to the present invention comprises the balance Al and inevitable impurities in addition to the essential components. Inevitable impurities are 0.3 mass% or less for Cr, 0.3 mass% or less for Zn, 0.1 mass% or less for Ti, 0.1 mass% or less for Zr, 0.1 mass% or less for B, etc. Are permitted within a range of 0.05% by mass or less. If the content of inevitable impurities is within this range, it does not affect the characteristics of the aluminum alloy sheet according to the present invention.

(アルミニウム合金板の組織)
本発明では、前記した合金組成とした上で、この缶蓋用アルミニウム合金板の組織として、サブグレイン面積率を増加させ、成形性を保ったまま高強度化する。
(Aluminum alloy plate structure)
In the present invention, the alloy composition described above is used, and as the structure of the aluminum alloy plate for can lids, the subgrain area ratio is increased, and the strength is increased while maintaining the formability.

このために、前記焼付塗装処理された後の缶蓋用アルミニウム合金板の、圧延面と平行な面における、板厚中心から両厚さ方向に0.05mm(厚さ0.1mm)の板厚中心部の領域(以下、単に板厚中心部と言う)の組織として、5万倍の倍率の透過型電子顕微鏡により測定されたサブグレイン面積率が、平均で10%以上、90%以下であることとする。   For this purpose, a thickness of 0.05 mm (thickness 0.1 mm) in both thickness directions from the center of the thickness of the aluminum alloy plate for can lid after the baking coating treatment in a plane parallel to the rolling surface. The subgrain area ratio measured by a transmission electron microscope with a magnification of 50,000 times as the structure of the central region (hereinafter simply referred to as the center portion of the plate thickness) is 10% or more and 90% or less on average. I will do it.

これによって、本発明は、従来は兼備させることが困難であった、リベット成形性と高強度化とを両立させることができる。すなわち、缶蓋用アルミニウム合金板の特性として、冷間圧延後に焼付塗装処理された後の缶蓋用アルミニウム合金板の0.2%耐力と、この板のリベット成形性とを、共に高いレベルとすることができる。   As a result, the present invention can achieve both rivet formability and high strength, which were difficult to combine in the past. That is, as the characteristics of the aluminum alloy plate for can lids, the 0.2% proof stress of the aluminum alloy plate for can lids after being baked and coated after cold rolling and the rivet formability of this plate are both high. can do.

より具体的には、後述する実施例の通り、0.2%耐力が300MPa以上であっても、限界張出高さが1.45mm以上の、高強度、高成形性とすることができる。板の限界張出高さが1.45mm以上であれば、缶蓋の実成形時にも十分な高さの前記した突起(ボタン)を成形することができ、十分なリベット成形性を有している。   More specifically, as in the examples described later, even if the 0.2% proof stress is 300 MPa or more, it is possible to achieve high strength and high formability with a limit overhang height of 1.45 mm or more. If the limit overhang height of the plate is 1.45 mm or more, the above-described protrusion (button) having a sufficient height can be formed even when the can lid is actually formed, and has sufficient rivet formability. Yes.

なお、このデータは、冷間圧延後に焼付塗装処理された後の缶蓋用アルミニウム合金板の特性として、後述する実施例の通り、塗装焼付け処理を模擬した、255℃×20秒の熱処理後の0.2%耐力と、この板のリベット成形性の評価をφ6mmの微小張出試験を行った際の限界張出高さとした場合の、強度と成形性との関係である。   In addition, this data is a characteristic of the aluminum alloy plate for can lids after being baked and coated after cold rolling. This is the relationship between the strength and the formability when the 0.2% proof stress and the evaluation of the rivet formability of this plate are the limit overhang height when a φ6 mm minute overhang test is conducted.

サブグレイン
以下に、サブグレインの規定につき具体的に説明する。
サブグレインは、亜結晶とも称され、小さな不定形の粒であり、冷延などにより加工歪を与えられて転位を導入された材料(組織)が、与えられた温度、時間、応力のもと、エネルギーの低い構造になろうと回復を進めることによって生じる。
Subgrains The details of the subgrain rules are described below.
Subgrains, also called sub-crystals, are small, irregularly shaped grains. A material (structure) introduced with dislocations by processing strain due to cold rolling, etc., is subjected to a given temperature, time, and stress. It is caused by progressing recovery to become a low energy structure.

すなわち、缶蓋用アルミニウム合金板の場合、サブグレインは、冷延によって導入された転位が、焼付け塗装などの加熱によって、合体消滅と再配列することにより、転位セル壁や変形帯などの転位密集領域の転位密度が減少して、シャープな境界になることで生じる。前記転位密集領域は、新たに移動してきた転位と合体消滅する確率が高く、加工硬化特性が低下するが、サブグレインの境界は転位の移動を妨げ、加工硬化特性が向上すると考えられる。加工硬化特性が向上すると均一変形能が向上するため、二軸張出変形であるリベット成形性が向上すると考えられる。また、サブグレインは、リベット成形性の向上効果の他に、強度の向上効果もある。   In other words, in the case of aluminum alloy plates for can lids, subgrains have a high density of dislocations such as dislocation cell walls and deformation bands by rearranging dislocations introduced by cold rolling and coalescence annihilation by heating such as baking coating. This occurs when the dislocation density in the region decreases and becomes a sharp boundary. The dislocation dense region has a high probability of coalescence and annihilation with newly moved dislocations, and the work hardening characteristics are deteriorated. However, the subgrain boundary is considered to prevent the movement of dislocations and improve the work hardening characteristics. It is considered that the rivet formability, which is biaxial overhang deformation, is improved because the uniform deformation ability is improved when the work hardening characteristics are improved. In addition to the effect of improving rivet formability, subgrains also have an effect of improving strength.

このサブグレインは、図1に示す通り、5万倍の倍率の透過型電子顕微鏡により、その境界である外縁形状がシャープ(鮮明で明確)な、内部に転位の少ない、独立あるいは孤立した小さな一つ一つの不定形の粒として識別できる。したがって、この透過型電子顕微鏡の観察視野面積に対する、個々のサブグレインの計測面積の総計の割合として、規定するサブグレイン面積率を算出することができる。   As shown in FIG. 1, this subgrain has a sharp outer edge shape (clear and clear) as a boundary by a transmission electron microscope at a magnification of 50,000 times. It can be identified as a single irregular grain. Therefore, the subgrain area ratio to be defined can be calculated as a ratio of the total measurement area of each subgrain to the observation visual field area of the transmission electron microscope.

これに対して、前記転位密集領域と接するか交わっており、その境界が幅を持っており、独立した小さな粒として識別できにくい粒は、本発明では、サブグレインとは見なさず、カウントしない。このような粒は、具体的には、図1に示すような、その一部か多くの部分が、前記転位密集領域と接するか交わっているか、全体としてその境界(外縁形状)がシャープでなく幅を持っている粒である。このような粒は、独立あるいは孤立した小さな一つ一つの粒として識別できにくいので、サブグレインとは見なさず、カウントしない。これら一連の求め方を総称して、本発明では「5万倍の倍率の透過型電子顕微鏡により測定されたサブグレイン面積率」と称している。   On the other hand, a grain that is in contact with or intersects with the dislocation dense region and has a wide boundary and is difficult to identify as an independent small grain is not regarded as a subgrain and is not counted. Specifically, as shown in FIG. 1, a part or many of such grains are in contact with or intersect with the dislocation dense region, or the boundary (outer edge shape) as a whole is not sharp. A grain with a width. Since such grains are difficult to identify as individual grains that are independent or isolated, they are not regarded as subgrains and are not counted. In the present invention, a series of these determination methods is collectively referred to as “subgrain area ratio measured by a transmission electron microscope with a magnification of 50,000 times”.

本発明では、缶蓋用アルミニウム合金板の板厚中心部における、このようなサブグレイン面積率を平均で10%以上、90%以下であることとする。   In the present invention, such a subgrain area ratio in the central portion of the thickness of the aluminum alloy plate for can lids is 10% or more and 90% or less on average.

このサブグレイン面積率が平均で10%未満と小さいと、板が高強度となるほど、リベット成形性が低下し、優れたリベット成形性と高強度とを両立することができない。すなわち、前記合金組成を満たし、前記Mgの固溶量の規定を満たしたとしても、缶蓋用アルミニウム合金板の成形性を保ったまま高強度化できない。   If this subgrain area ratio is as small as less than 10% on average, the higher the strength of the plate, the lower the rivet formability, making it impossible to achieve both excellent rivet formability and high strength. That is, even if the alloy composition is satisfied and the solid solution amount of the Mg is satisfied, the strength cannot be increased while maintaining the formability of the aluminum alloy plate for can lids.

サブグレイン面積率は大きいほどリベット成形性が向上するが、実際の製造限界から、その面積率の上限を平均で90%とする。
したがって、本発明では、缶蓋用アルミニウム合金板の板厚中心部における、このようなサブグレイン面積率を平均で10%以上、90%以下であることとする。
The larger the subgrain area ratio, the better the rivet formability. However, from the actual production limit, the upper limit of the area ratio is 90% on average.
Therefore, in the present invention, such a subgrain area ratio in the central portion of the thickness of the aluminum alloy plate for can lids is 10% or more and 90% or less on average.

ちなみに、前記特許文献1は、本発明の缶蓋用アルミニウム合金板と、合金組成やサブグレインの面積率(面積占有率)は重複するものの、その製造条件の違いから、Mgの固溶量が低くなる。前記特許文献1は、板の冷間圧延に、シングル圧延機ではなく、圧延スタンドが直列に並ぶタンデム圧延機を使用しており、強制的に冷却しない限り、必然的に温度が上昇して、圧延時の温度が比較的高温となって、Mgの析出が進み、Mgの固溶量が少なくなる。すなわち、缶蓋用アルミニウム合金板の成形性を保ったまま高強度化できずに、本発明とは、同じ強度レベルで比較した場合の、リベット成形性が低下する。   Incidentally, although the said patent document 1 overlaps with the aluminum alloy plate for can lids of this invention, and an alloy composition and the area rate (area occupancy rate) of a subgrain, from the difference in the manufacturing conditions, the amount of solid solution of Mg is Lower. Patent Document 1 uses a tandem rolling mill in which rolling stands are arranged in series instead of a single rolling mill for cold rolling of a plate, and the temperature inevitably rises unless it is forcibly cooled, The temperature at the time of rolling becomes comparatively high, Mg precipitation proceeds, and the solid solution amount of Mg decreases. That is, the strength of the can lid aluminum alloy sheet cannot be increased while maintaining the formability, and the rivet formability when compared with the present invention at the same strength level is lowered.

以上説明した、本発明で規定する板の組織そして特性は、前記した通り、缶蓋用アルミニウム合金板として、冷延板(冷延後の板)に塗装および塗装焼付け処理を施した後のアルミニウム合金板(プレコート板)の組織と特性か、この板を成形した缶蓋の組織と特性である。また、このような塗装や塗装焼付け処理を施さずとも、あるいは缶蓋に成形せずとも、冷延板に、塗装焼付け処理を模擬した、後述する特定条件での熱処理を施した後の、板の組織と特性であっても良い。これらの組織と特性とは、前記塗装焼付け処理と前記熱処理との条件が同じであれば、同じか、あるいは僅差により同じと見なすことができる組織と特性となる。   As described above, the structure and characteristics of the plate defined in the present invention described above are as follows. The aluminum after the cold-rolled plate (the plate after cold-rolling) is coated and baked as an aluminum alloy plate for a can lid It is the structure and characteristics of an alloy plate (pre-coated plate) or the structure and characteristics of a can lid formed with this plate. In addition, the plate after the heat treatment under the specific conditions described later was performed on the cold-rolled plate, which was not subjected to such painting or paint baking treatment, or formed into a can lid, simulating the paint baking treatment. The organization and characteristics of These structures and characteristics are the same or the structures and characteristics that can be considered to be the same or slightly the same if the conditions of the paint baking process and the heat treatment are the same.

(製造方法)
次に、本発明における缶蓋用アルミニウム合金板の製造方法を説明する。
本発明のアルミニウム合金板の製造工程自体は、常法のように、前記組成のアルミニウム合金を溶解、鋳造して鋳塊とする鋳造工程と、鋳塊を熱処理により均質化する均熱処理工程と、均質化した鋳塊を熱間圧延して熱間圧延板とする熱間圧延工程と、熱間圧延板を冷間圧延する冷間圧延工程によって製造される。
(Production method)
Next, the manufacturing method of the aluminum alloy plate for can lids in this invention is demonstrated.
The production process itself of the aluminum alloy plate of the present invention includes, as usual, a casting process in which an aluminum alloy having the above composition is melted and cast to form an ingot, and a soaking process that homogenizes the ingot by heat treatment, It is manufactured by a hot rolling process in which a homogenized ingot is hot-rolled to form a hot-rolled sheet, and a cold rolling process in which the hot-rolled sheet is cold-rolled.

ただ、サブグレインは、冷延によって缶蓋用アルミニウム合金板に導入された転位(転位の密度)が減少することで生じる。また、一旦、均熱で固溶したMgも、続く熱間圧延などで析出しやすい。このため、前記した常法だけでは、固溶Mgとサブグレインとを共に増加させることはできない。このため、本発明では、この公知の工程の中でも、後述する通り、熱延条件や冷延条件などを特に制御する。これによって、サブグレイン面積率と転位密度とを共に増加させることで、本発明のアルミニウム合金板で規定する組織として、成形性を保ったまま、高強度化する。以下、工程順に説明する。   However, subgrains are produced by a decrease in dislocations (dislocation density) introduced into the aluminum alloy plate for can lids by cold rolling. Further, Mg once dissolved by soaking is likely to precipitate by subsequent hot rolling or the like. For this reason, both the solid solution Mg and the subgrain cannot be increased only by the conventional method described above. For this reason, in the present invention, the hot rolling condition, the cold rolling condition, and the like are particularly controlled as will be described later in this known process. As a result, by increasing both the subgrain area ratio and the dislocation density, the structure defined by the aluminum alloy sheet of the present invention is increased in strength while maintaining formability. Hereinafter, it demonstrates in order of a process.

まず、アルミニウム合金を溶解し、DC鋳造法等の公知の半連続鋳造法により、前記組成のアルミニウム合金を鋳造する。   First, an aluminum alloy is melted, and an aluminum alloy having the above composition is cast by a known semi-continuous casting method such as a DC casting method.

次に、鋳塊表層の不均一な組織となる領域を面削にて除去した後、均質化熱処理を施す。これによって、内部応力を除去し、鋳造時に偏析した溶質元素を均質化し、鋳造時に晶出した金属間化合物を拡散固溶させて、組織が均質化される。このために、均質化熱処理は、450℃以上の温度で1時間以上保持する。   Next, after removing the area | region used as an inhomogeneous structure | tissue of an ingot surface layer by chamfering, homogenization heat processing is performed. As a result, internal stress is removed, solute elements segregated during casting are homogenized, and intermetallic compounds crystallized during casting are diffused and solidified to homogenize the structure. For this purpose, the homogenization heat treatment is held at a temperature of 450 ° C. or higher for 1 hour or longer.

均質化熱処理温度が450℃未満か保持時間が1時間未満の場合、Mgの固溶量が減り、板の冷延時の中間焼鈍や、缶成形後の焼付け塗装時の加熱によっても、サブグレイン面積率を規定する平均で10%以上とすることができなくなる。また前記均質化効果が低下して、機械的な特性や開缶性が低下する。保持時間の上限は20時間であり、これを超えても、均質化効果に大差なく、生産性が低下する。   When the homogenization heat treatment temperature is less than 450 ° C or the holding time is less than 1 hour, the amount of Mg solid solution decreases, and the subgrain area is also reduced by intermediate annealing during cold rolling of the plate and baking during can coating. It becomes impossible to make 10% or more on the average which prescribes | regulates a rate. Moreover, the said homogenization effect falls and a mechanical characteristic and can openability fall. The upper limit of the holding time is 20 hours, and even if the upper limit is exceeded, the homogenization effect is not significantly different and the productivity is lowered.

熱間圧延:
この均質化熱処理後、鋳塊を冷却することなく続けて、あるいは所定の開始温度まで冷却して、まず熱間粗圧延し、さらに熱間仕上圧延により、所定の板厚のアルミニウム合金熱間圧延板とする。この際、均熱処理によって確保したMgの固溶量を減らさないように、Mgの析出を抑えて、熱間圧延を行う。
Hot rolling:
After this homogenization heat treatment, the ingot is continuously cooled or cooled to a predetermined starting temperature, first hot rough rolled, and further hot finish rolled to hot-roll aluminum alloy having a predetermined thickness. A board. At this time, hot rolling is performed while suppressing the precipitation of Mg so as not to reduce the solid solution amount of Mg secured by soaking.

このために、熱間粗圧延は10分以内で行うことが好ましく、このため、全てのパスの定常速度を最低でも25m/分以上とし、かつ、パス間における粗圧延板が最低となる温度を450℃以上、好ましくは460℃以上とする。
全てのパスの定常速度について、このうちの1パスでも、25m/分未満の速度となると、圧延時間が長くなって、Mg−Si系の化合物が析出しやすくなり、固溶Mg量が低下し、サブグレイン面積率を規定する平均で10%以上とすることができなくなる。
また、パス間における粗圧延板の最低温度が450℃未満となっても、Mg−Si系の化合物が析出しやすくなり、固溶Mg量が低下し、サブグレイン面積率を規定する平均で10%以上とすることができなくなる。
更に、これら熱間粗圧延時など、熱延時に析出した前記化合物はサイズが大きく、Mgを固溶させるための後述する冷延途中の中間焼鈍条件によっても、固溶しにくい。
For this reason, it is preferable to perform hot rough rolling within 10 minutes. For this reason, the temperature at which the steady speed of all passes is at least 25 m / min and at least the rough rolled plate between passes is the lowest. 450 ° C. or higher, preferably 460 ° C. or higher.
Regarding the steady speeds of all passes, even at one of these passes, if the speed is less than 25 m / min, the rolling time becomes longer, the Mg-Si based compound tends to precipitate, and the amount of solid solution Mg decreases. Therefore, it is impossible to make the average of the subgrain area ratio 10% or more.
Further, even when the minimum temperature of the rough rolled sheet between passes is less than 450 ° C., Mg—Si based compounds are likely to be precipitated, the amount of solid solution Mg is reduced, and the average of defining the subgrain area ratio is 10 % Or more cannot be achieved.
Further, the compound deposited during hot rolling, such as during hot rough rolling, is large in size, and is difficult to dissolve even under intermediate annealing conditions during cold rolling to be described later for dissolving Mg.

この熱間粗圧延に続いて、終了温度を、好ましくは300〜360℃以上とした熱間仕上圧延を、Mg−Si系の化合物析出防止のために、遅滞なく、あるいは連続的に行って、熱延板とする。熱間仕上圧延の終了温度が300℃未満では、圧延荷重が高くなって生産性が低下する。一方、加工組織を多く残さず再結晶組織とするために、熱間仕上圧延の終了温度を高くした場合、この温度が360℃を超えると、Mg−Si系の化合物が析出しやすくなって固溶Mg量が低下する。   Following this hot rough rolling, hot finish rolling with an end temperature of preferably 300 to 360 ° C. or more is performed without delay or continuously in order to prevent precipitation of Mg—Si based compounds, Use hot-rolled sheet. When the finish temperature of hot finish rolling is less than 300 ° C., the rolling load increases and the productivity decreases. On the other hand, in order to obtain a recrystallized structure without leaving a large amount of processed structure, when the finish temperature of hot finish rolling is increased, if this temperature exceeds 360 ° C., an Mg—Si compound tends to precipitate and become solid. The amount of dissolved Mg decreases.

冷間圧延:
次いで、この熱間圧延板を、1次冷間圧延(1次冷延)、中間焼鈍、2次冷間圧延(2次冷延)して冷間圧延板(冷延板)とする。この冷延は、圧延スタンドがシングル(1スタンド)か、圧延スタンドが2スタンド以上直列に配置されたタンデム圧延機で、必要なパス数(通板数)の冷延を行う。
この冷延は、シングル圧延機かタンデム圧延機を、1回あるいは2回以上通板(パス)する1次冷間圧延(1次冷延)工程と、この1次冷延板を焼鈍する中間焼鈍工程と、この中間焼鈍材を再度、シングル圧延機を2回以上通板(パス)するか、タンデム圧延機を1回か2回以上通板(パス)する2次冷間圧延(2次冷延)とからなる。
ここで、通板(パス)数とは、シングル圧延機あるいはタンデム圧延機を通る回数である。また、圧延回数とはスタンドを板が通る回数であり、例えば圧延機が2スタンド直列に配置されたタンデム圧延機の場合、1回通板すると、前記圧延回数(スタンドを板が通る回数)は2回となる。
Cold rolling:
Subsequently, this hot-rolled sheet is subjected to primary cold rolling (primary cold rolling), intermediate annealing, secondary cold rolling (secondary cold rolling) to obtain a cold rolled sheet (cold rolled sheet). This cold rolling is performed by a required number of passes (the number of plates) in a tandem rolling mill in which the rolling stands are single (one stand) or two or more rolling stands are arranged in series.
This cold rolling consists of a primary cold rolling (primary cold rolling) process in which a single rolling mill or a tandem rolling mill is passed once or twice (pass), and an intermediate in which the primary cold rolled sheet is annealed. The secondary cold rolling (secondary rolling) in which the single rolling mill is passed twice (pass) or the tandem rolling mill is passed once or twice (pass) through the annealing step and this intermediate annealing material again. Cold-rolled).
Here, the number of passing plates (passes) is the number of passes through a single rolling mill or a tandem rolling mill. The number of rolling is the number of times the plate passes through the stand. For example, in the case of a tandem rolling mill in which two rolling mills are arranged in series, if the plate is passed once, the number of rolling (the number of times the plate passes through the stand) is 2 times.

前記1次冷延の総圧延率は、好ましくは50%以上とする。総圧延率が50%未満の場合、圧延による蓄積歪みが不足し、次工程の中間焼鈍にて再結晶粒径が大きくなり、リベット成形性を含む成形性が悪くなってしまう。
この1次冷間圧延された冷間圧延板を、中間焼鈍して再結晶させるとともに、Mgの固溶量を増加させる。この中間焼鈍は連続焼鈍工程(設備)で行い、材料保持温度450℃〜550℃の範囲、保持時間が10分以内の条件で行うことが好ましく、保持温度までの加熱速度及び前記保持温度からの冷却速度を、いずれも100℃/min以上とすることが好ましい。加熱速度が100℃/min未満の場合、保持温度が550℃を超える場合、保持時間が10分間を超える場合、そして冷却速度が100℃/min未満の場合、それぞれ焼鈍工程終了後の再結晶粒が大きくなる。このため、リベット成形性が低下する。また、中間焼鈍の保持温度が450℃未満の場合、焼鈍工程終了後のアルミニウム合金板に加工組織が残留するとともに、Mgの固溶量が減り、やはり、リベット成形性が低下する。すなわち、このような中間焼鈍が無ければ、本発明で規定する前記組織とすることが困難となる。
The total rolling ratio of the primary cold rolling is preferably 50% or more. When the total rolling rate is less than 50%, the accumulated strain due to rolling becomes insufficient, the recrystallized grain size becomes large in the subsequent intermediate annealing, and the formability including the rivet formability is deteriorated.
The primary cold-rolled cold-rolled sheet is subjected to intermediate annealing and recrystallization, and the solid solution amount of Mg is increased. This intermediate annealing is performed in a continuous annealing step (equipment), preferably in a material holding temperature range of 450 ° C. to 550 ° C. and a holding time of 10 minutes or less, from the heating rate up to the holding temperature and the holding temperature. The cooling rate is preferably 100 ° C./min or more. When the heating rate is less than 100 ° C./min, when the holding temperature exceeds 550 ° C., when the holding time exceeds 10 minutes, and when the cooling rate is less than 100 ° C./min, recrystallized grains after completion of the annealing step, respectively Becomes larger. For this reason, rivet formability falls. Further, when the holding temperature of the intermediate annealing is less than 450 ° C., the processed structure remains on the aluminum alloy plate after the annealing process is finished, and the solid solution amount of Mg is reduced, so that the rivet formability is also lowered. That is, if there is no such intermediate annealing, it becomes difficult to obtain the structure defined in the present invention.

続いて、前記中間焼鈍した冷延板を、再度、圧延回数(スタンドを板が通る回数)が2回以上で2次冷延するが、この2次冷延の総圧延率は、転位密度を高めるために、60%以上と高くし、好ましくは80%超と高くする。この2次冷延の総圧延率が低いと転位密度が低くなる。また、サブグレインは転位密集領域から形成するが、総圧延率が60%未満と低いと、転位密集領域が少なくなり(不足して)、焼付け塗装後のサブグレイン面積率も減少する。   Subsequently, the intermediate-annealed cold-rolled sheet is secondarily cold-rolled again with the number of rolling times (the number of times the plate passes through the stand) being two times or more. In order to increase it, it is increased to 60% or more, preferably higher than 80%. If the total rolling ratio of this secondary cold rolling is low, the dislocation density is low. Subgrains are formed from dislocation dense regions. If the total rolling rate is as low as less than 60%, the dislocation dense regions are reduced (deficient), and the subgrain area ratio after baking is reduced.

また、2次冷延では、転位密度を高くするために、総圧延率だけでなく、圧延回数(スタンドを板が通る回数)は2回以上行い、最終の圧延以外の、それまでの前スタンドでの圧延後(スタンドの出側)の材料温度は100℃以下とする。より具体的には、シングル圧延機の場合、2回以上通板(パス)し、最終回の圧延(最終通板あるいは最終パス)以外の、前圧延後の材料温度は100℃以下とする。タンデム圧延機の場合には、最終回のスタンド以外の、前スタンドとなる各スタンドの出側での材料温度を100℃以下とする。例えば、スタンドが二つある圧延機の場合、1回の通板で圧延回数は2回となり、1スタンド目の出側での材料温度を100℃以下とする。
これらの2次冷延条件によって、最終圧延前に転位を導入しておくことにより、最終圧延にて、転位がタングル(もつれ、からみ)しやすくなり、セル壁やせん断帯などの転位密集領域が多く形成される。そして、その後の焼付け塗装などの熱処理により、転位密集領域からサブグレインが形成される。
In the secondary cold rolling, in order to increase the dislocation density, not only the total rolling rate but also the number of rolling (the number of times the plate passes through the stand) is performed twice or more, and the previous stand other than the final rolling The material temperature after rolling at (outside of the stand) is 100 ° C. or less. More specifically, in the case of a single rolling mill, the material temperature after pre-rolling is set to 100 ° C. or less except for the last rolling (final feeding plate or final pass). In the case of a tandem rolling mill, the material temperature on the exit side of each stand serving as the front stand other than the last stand is set to 100 ° C. or less. For example, in the case of a rolling mill having two stands, the number of rolling operations is twice with one sheet passing, and the material temperature on the exit side of the first stand is 100 ° C. or less.
By introducing dislocations before final rolling due to these secondary cold rolling conditions, dislocations tend to tangle (entangle and entangle) in the final rolling, and dislocation dense regions such as cell walls and shear bands are formed. Many are formed. Subgrains are then formed from the dislocation dense region by subsequent heat treatment such as baking.

これに対して、2次冷延における最終圧延以外(最終圧延前)の圧延後の材料温度が100℃を超えると、転位の回復が進行し、最終圧延前の転位密度が低くなるため、サブグレイン面積率が少なくなる。ちなみに、2次冷間圧延での圧延率が高いほど、加工発熱が多くなって、圧延後の材料温度が100℃を超えて、150〜160℃の比較的高温になりやすい。このため、最終圧延前の圧延時における、圧延後の(スタンド出側での)材料温度を100℃以下とするために、潤滑油やクーラントの量を、板を冷却するのに十分な量として、圧延される板の加工発熱を抑制して、最終圧延前の通板時における、圧延後の材料温度を100℃以下に制御する。   On the other hand, when the material temperature after rolling other than the final rolling in the secondary cold rolling (before the final rolling) exceeds 100 ° C., the recovery of dislocation proceeds and the dislocation density before the final rolling becomes low. Grain area ratio decreases. By the way, the higher the rolling ratio in the secondary cold rolling, the more the processing heat is generated, and the material temperature after rolling exceeds 100 ° C and tends to be relatively high at 150 to 160 ° C. For this reason, in order to keep the material temperature after rolling (on the stand exit side) at 100 ° C. or less during rolling before final rolling, the amount of lubricating oil or coolant is set to an amount sufficient to cool the plate The processing heat generation of the rolled plate is suppressed, and the material temperature after rolling at the time of passing before final rolling is controlled to 100 ° C. or lower.

以上の工程で製造した缶蓋用アルミニウム合金板は、クロメート系やジルコン系などの表面処理を施し、エポキシ系樹脂や塩ビゾル系、ポリエルテル系などの有機塗料を塗布し、PMT(Peak Metal Temperature:メタル到達温度)が230〜280℃で塗装焼付け処理して、プレコート板とされた後、缶蓋へと成形される。本発明で、強度とリベット成形性の評価のための、塗装焼付け処理を模擬した、前記熱処理は、この塗装焼付け処理条件範囲より、再現性を持たせるために255℃×20秒のワンポイントとして選択している。   The aluminum alloy plate for can lids manufactured by the above process is subjected to a surface treatment such as a chromate type or a zircon type, and an organic paint such as an epoxy resin, a vinyl chloride sol type, or a polyertel type is applied, and PMT (Peak Metal Temperature: A metal baking temperature is 230 to 280 ° C., and a pre-coating plate is formed, and then formed into a can lid. In the present invention, the heat treatment simulating a paint baking process for evaluation of strength and rivet formability is one point of 255 ° C. × 20 seconds in order to have reproducibility from the range of the paint baking process. Selected.

(缶蓋の作製方法)
素材アルミニウム合金板(冷延板)から缶蓋を作製する公知の方法の一例を以下に説明する。
(Production method of can lid)
An example of a known method for producing a can lid from a material aluminum alloy plate (cold rolled plate) will be described below.

前記したように、予め塗装および焼付塗装処理された素材アルミニウム合金板(プレコート板)を円板形状に打ち抜いた(ブランキング加工)ブランク材を、プレス機で絞り加工し、外周部のカール加工を施した後、カール部にシール用のコンパウンドを塗布してシェルを作る。
この後、コンバージョン成形として、以下の成形を行う。プレス機で、シェルの中央にタブを取り付けるための凸部を形成するリベット成形を行う。このリベット成形は、缶蓋中央部を張り出させるバブル成形工程と、この張出部(バブル)を1〜3工程で縮径しつつ急峻な突起とするボタン成形工程とで構成される。
As described above, a blank material obtained by punching a blank aluminum alloy plate (pre-coated plate) that has been pre-painted and baked into a disk shape (blanking) is drawn with a press machine to curl the outer periphery. After application, a sealing compound is applied to the curled portion to make a shell.
Thereafter, the following molding is performed as conversion molding. Using a press machine, rivet forming is performed to form a protrusion for attaching a tab to the center of the shell. This rivet molding is composed of a bubble molding process for projecting the central portion of the can lid and a button molding process for reducing the diameter of the projecting section (bubble) in 1 to 3 steps and making a sharp projection.

次に、断面がV字形の刃先をした金型を押し付けて、飲み口部の溝である、図2、3のスコア3の成形、パネルの剛性を高めるための凹凸や文字の成形を行う。
更に、シェルの中央に加工した凸部に、別途成形したタブをかしめて一体化する(これをステイク工程という)。この一体化した缶蓋の平面図を図2に示す。
そして、別途DI成形され、開口部から内容物(飲料、食品)が充填されたアルミニウム合金製の缶胴の開口部に、この缶蓋を巻き締めて封止される。
Next, a die having a V-shaped cutting edge is pressed to form a score 3 in FIGS. 2 and 3 which is a groove of the drinking mouth, and to form irregularities and letters for increasing the rigidity of the panel.
Further, a tab formed separately is caulked and integrated with the convex portion processed at the center of the shell (this is called a stake process). A plan view of this integrated can lid is shown in FIG.
Then, the can lid is wrapped and sealed in the opening of an aluminum alloy can body that is separately DI-molded and filled with contents (beverage, food) from the opening.

以上、本発明を実施するための形態について述べたが、以下に、本発明の効果を確認した実施例を、本発明の要件を満たさない比較例と対比して具体的に説明する。なお、本発明はこの実施例に限定されるものではない。   As mentioned above, although the form for implementing this invention was described, the Example which confirmed the effect of this invention is demonstrated concretely compared with the comparative example which does not satisfy | fill the requirements of this invention below. In addition, this invention is not limited to this Example.

(供試材アルミニウム合金板)
表1に示す、No.1〜30の組成の各アルミニウム合金を半連続鋳造法(DC)にて鋳造し、各例とも共通して、鋳塊表層を面削してスラブを作製した。このスラブに、各例とも共通して、500℃×4時間の均質化熱処理を施した後、この500℃の温度で熱間粗圧延を開始し、続く熱間仕上げ圧延の終了温度を330℃として、板厚1.3〜5.1mmの熱間圧延板とした。
(Sample aluminum alloy plate)
No. 1 shown in Table 1. Each aluminum alloy having a composition of 1 to 30 was cast by a semi-continuous casting method (DC), and in common with each example, the ingot surface layer was chamfered to produce a slab. The slab was subjected to a homogenization heat treatment of 500 ° C. × 4 hours in common with each example, and then hot rough rolling was started at the temperature of 500 ° C., and the end temperature of the subsequent hot finish rolling was set to 330 ° C. As a hot rolled plate having a plate thickness of 1.3 to 5.1 mm.

この熱間圧延板に対し、各例とも共通して、1次冷間圧延(圧延率65%)後に、最高材料到達温度450℃で、保持時間が1分未満の条件で、連続焼鈍設備にて中間焼鈍を行った。この中間焼鈍の際の、前記保持温度までの加熱速度及び前記保持温度からの冷却速度は、いずれも共通して、100℃/min以上とした。その後、2次冷間圧延を、各例とも共通して、圧延回数2回にて順次行った。   For this hot-rolled sheet, in common with each example, after the first cold rolling (rolling rate of 65%), the maximum material reaching temperature of 450 ° C. and the holding time of less than 1 minute are used for continuous annealing equipment. Intermediate annealing was performed. The heating rate up to the holding temperature and the cooling rate from the holding temperature during the intermediate annealing were both set to 100 ° C./min or more in common. Thereafter, secondary cold rolling was performed sequentially at the number of rollings of 2 times in common with each example.

この際、表1に示すように、前記熱間粗圧延における定常速度やパス間における粗圧延板の最低温度、2次冷延における総圧延率と、最終圧延(2回目の圧延)前の1回目の圧延後(スタンド出側)の材料温度とを種々変えた上で、各例とも共通して、板厚0.215mmの缶蓋用アルミニウム合金板を作製した。   At this time, as shown in Table 1, the steady speed in the hot rough rolling, the minimum temperature of the rough rolled plate between passes, the total rolling rate in the secondary cold rolling, and 1 before the final rolling (second rolling) After changing the material temperature after the second rolling (stand exit side), an aluminum alloy plate for can lid having a plate thickness of 0.215 mm was prepared in common with each example.

このように製造した、表1のNo.1〜30のアルミニウム合金板を、塗装焼付け処理を模擬し、共通して、塗装はせずに、オイルバスによる255℃×20秒の熱処理のみを施したものを、以下の組織や特性の測定、評価のための供試材とした。   No. 1 of Table 1 produced in this way. 1-30 aluminum alloy plates were simulated by painting and baking treatment, and in common, without being painted, only subjected to heat treatment at 255 ° C. for 20 seconds in an oil bath, measurement of the following structure and characteristics This was used as a test material for evaluation.

(Mg固溶量)
前記供試材のMg固溶量(固溶割合)を、以下の要領で測定した。
すなわち、先ず、分解フラスコにフェノールを入れて加熱した後、測定対象となる前記各供試板(板厚中心部)から採取した試料を、この分解フラスコに移し入れて、熱フェノールにより、加熱分解する。次に、メッシュ(捕集粒子径)が0.1μm孔のメンブレンフィルターを用いてろ過し、ろ液をICP(Inductively Coupled Plasma)発光分光分析装置内に導入し、ネブライザーで霧状にして小さなミストのみプラズマ内に吹き込み、Mgの固溶量を測定した。なお、ろ液に0.1μm未満の析出物が含まれていたとしても、前記霧状にした際に大きなミストとして分析されずに排出されるため、分析値には0.1μm未満の析出物も含まれない。そして、このMgの固溶量の、この板のMg含有量に対する割合(%)を計算した。この結果を表1に示す。
(Mg solid solution amount)
The Mg solid solution amount (solid solution ratio) of the test material was measured as follows.
That is, first, after putting phenol into a decomposition flask and heating, the sample taken from each test plate (plate thickness center part) to be measured is transferred to this decomposition flask and heated and decomposed with hot phenol. To do. Next, it is filtered using a membrane filter with a mesh (collected particle diameter) of 0.1 μm, and the filtrate is introduced into an ICP (Inductively Coupled Plasma) emission spectroscopic analyzer, which is atomized with a nebulizer and made into a small mist. Only Mg was blown into the plasma, and the solid solution amount of Mg was measured. Even if the filtrate contains a precipitate of less than 0.1 μm, it is discharged without being analyzed as a large mist when the mist is formed. Is not included. And the ratio (%) with respect to Mg content of this board | plate of the solid solution amount of this Mg was calculated. The results are shown in Table 1.

(サブグレイン面積率)
前記供試材の圧延面と平行な面における、各板厚中心部の組織について、5万倍の倍率の透過型電子顕微鏡によりサブグレイン面積率を測定して、測定視野数に応じた平均値にて算出した。
(Subgrain area ratio)
The subgrain area ratio was measured with a transmission electron microscope at a magnification of 50,000 times for the structure at the center of each plate thickness in the plane parallel to the rolling surface of the test material, and the average value corresponding to the number of measurement fields It calculated in.

具体的には、前記供試材を機械研磨して、板厚中心から両厚さ方向に0.05mm(厚さ0.1mm)とした後、ツインジェット式電解研磨法にて板厚中心から厚さ100nmの薄膜にし、この薄膜を透過型電子顕微鏡(TEM)にて、5万倍の倍率で4視野撮影した。透明のフィルムに撮影画像からサブグレインのみを転写し、画像解析ソフトImage−Pro Plusを用いて撮影範囲内のサブグレインの総面積を測定し、視野面積(撮影面積)に対する、面積率を、前記4視野の平均で算出した。   Specifically, the specimen is mechanically polished to 0.05 mm (thickness 0.1 mm) in both thickness directions from the center of the plate thickness, and then from the center of the plate thickness by a twin jet electrolytic polishing method. A thin film having a thickness of 100 nm was formed, and this thin film was photographed with a transmission electron microscope (TEM) at four magnifications at a magnification of 50,000 times. Only the subgrains are transferred from the photographed image to a transparent film, and the total area of the subgrains within the photographing range is measured using the image analysis software Image-Pro Plus, and the area ratio relative to the visual field area (photographing area) Calculation was performed using an average of 4 fields of view.

ここで、前記した通り、サブグレインとは、幅を持たないシャープな境界で囲まれている粒とし、全体としてその境界(外縁形状)がシャープでなく幅を持っており、独立あるいは孤立した小さな一つ一つの粒として識別できにくい粒は、サブグレインとは見なさず、カウントしなかった。   Here, as described above, the subgrain is a grain surrounded by a sharp boundary having no width, and the boundary (outer edge shape) as a whole has a width rather than a sharp, independent or isolated small Grains that were difficult to identify as individual grains were not considered subgrains and were not counted.

(0.2%耐力)
前記供試材を、引張方向が圧延方向と平行になるようにJIS−5号引張試験片を作製した。この試験片を用い、JIS−Z2241に準じて引張試験を行い、0.2%耐力を求めた。0.2%耐力の適正範囲は300MPa以上であり、この範囲であれば、薄肉化された缶蓋であっても耐圧強度を満足する。
(0.2% yield strength)
A JIS No. 5 tensile test piece was prepared from the specimen so that the tensile direction was parallel to the rolling direction. Using this test piece, a tensile test was performed according to JIS-Z2241, and a 0.2% yield strength was obtained. An appropriate range of 0.2% proof stress is 300 MPa or more, and within this range, even a thin can lid satisfies the compressive strength.

(リベット成形性)
リベット成形性は、前記バブル工程を模擬した試験にてリベット成形性を評価した。すなわち、前記供試材に対し、φ6mmの微小張出試験を行い、くびれや割れが発生しない限界張出高さを求めた。限界張出高さの適正範囲は1.45mm以上とした。アルミニウム合金板の限界張出高さが1.45mm以上であれば、実成形時に十分な高さのボタンを成形することができる。
(Rivet formability)
The rivet formability was evaluated by a test simulating the bubble process. That is, a φ6 mm minute overhang test was performed on the specimen, and the limit overhang height at which no necking or cracking occurred was obtained. The appropriate range of the limit overhang height was 1.45 mm or more. If the limit overhang height of the aluminum alloy plate is 1.45 mm or more, a button having a sufficient height can be formed during actual forming.

(開缶荷重)
前記供試材を、204径フルフォーム・エンド金型にてシェル成型、コンバージョン成形、タブのステイクを行った後に、開缶試験を行った。
図2は、開缶試験に用いた缶蓋の平面図である。
図3は、開缶試験に用いた缶蓋のスコア3の断面図である。
図4は、開缶時の荷重を測定する開缶荷重測定機の概要図である。
図4(a)は開缶荷重測定機5の斜視図である。
図4(b)は開缶荷重測定機5の測定時の缶蓋1付近の断面模式図である。
図4(c)は開缶荷重測定機5に缶蓋1を設置するときの缶蓋1の向きを示す正面模式図である。
(Opening load)
The specimen was subjected to shell molding, conversion molding, and tab stake using a 204-diameter full-form end mold, and then a can open test was performed.
FIG. 2 is a plan view of the can lid used in the can open test.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the score 3 of the can lid used in the can open test.
FIG. 4 is a schematic view of a can opening load measuring machine for measuring the load at the time of opening the can.
FIG. 4A is a perspective view of the opening load measuring machine 5.
FIG. 4B is a schematic cross-sectional view of the vicinity of the can lid 1 when measured by the can opening load measuring device 5.
FIG. 4C is a schematic front view showing the direction of the can lid 1 when the can lid 1 is installed in the can opening load measuring device 5.

缶蓋1をスコア3に対してタブ4が上方となるように、開缶荷重測定機5に缶蓋1を設置する(図4(c))。缶蓋1のタブ4に掛止具6を引っ掛けて、掛止部7とする(図4(b))。掛止具6を水平方向へ引っ張って3Nの引張荷重を負荷し、その状態で掛止具6を静止させた後、缶蓋1をX方向に回転させた。ロードセルにて荷重を測定し、最も高い荷重を開缶荷重とした。開缶荷重の適正範囲は25N以下とした。   The can lid 1 is placed on the can opening load measuring machine 5 so that the tab 4 is positioned above the score 3 with respect to the score 3 (FIG. 4C). A latch 6 is hooked on the tab 4 of the can lid 1 to form a latch 7 (FIG. 4B). The latch 6 was pulled in the horizontal direction to apply a 3N tensile load, and the latch 6 was stationary in that state, and then the can lid 1 was rotated in the X direction. The load was measured with a load cell, and the highest load was taken as the can open load. The appropriate range of the can opening load was 25 N or less.

表1に示すように、本発明の規定範囲内のNo.1〜16の実施例は、成分組成が発明範囲内であり、熱間粗圧延は、好ましい定常速度とされて10分以内で終了し、かつ、パス間における粗圧延板の最低温度も、そして、2次冷延における総圧延率や1回目の圧延後(スタンド出側)の材料温度など、全て好ましい製造条件で製造されている。   As shown in Table 1, No. 1 within the specified range of the present invention. In Examples 1 to 16, the composition of the components is within the scope of the invention, the hot rough rolling is finished within 10 minutes as a preferable steady speed, and the minimum temperature of the rough rolled plate between passes is also set. They are all manufactured under favorable manufacturing conditions such as the total rolling rate in the secondary cold rolling and the material temperature after the first rolling (on the stand exit side).

このため、Mgの固溶量割合が80%以上であり、板厚中心部は、図1に示す組織となって、5万倍の倍率の透過型電子顕微鏡により測定されたサブグレイン面積率が平均で10%以上、90%以下である。すなわち、これら実施例は缶蓋用アルミニウム合金板の組織として、サブグレイン面積率を増加させた組織としている。因みに、この図1は実施例1の例である。   For this reason, the solid solution amount ratio of Mg is 80% or more, and the center part of the plate thickness has the structure shown in FIG. 1 and the subgrain area ratio measured by a transmission electron microscope with a magnification of 50,000 times is obtained. The average is 10% or more and 90% or less. That is, in these examples, the structure of the aluminum alloy plate for can lids is a structure with an increased subgrain area ratio. Incidentally, FIG. 1 is an example of the first embodiment.

この結果、No.1〜16の実施例は、表1に示すように、0.2%耐力及び開缶荷重が適正で、リベット成形性が優れる。すなわち、成形性を保ったまま高強度化させており、リベット成形性と高強度化とを両立させることができている。具体的には、0.2%耐力が300MPa以上、かつ、限界張出高さが1.45mm以上の高強度、高成形性とすることができている。従って、実施例のアルミニウム合金板は、板厚が0.215mmと薄いが、イージーオープン缶蓋用として好適に使用し得る。
なお、前記実施例の中でも、固溶Mg量割合が88%以上である実施例の方が、固溶Mg量割合が80%以上、88%未満である実施例よりも、同じ強度レベルでのリベット成形性は総じて高い。
As a result, no. In Examples 1 to 16, as shown in Table 1, 0.2% proof stress and can open load are appropriate, and rivet formability is excellent. That is, the strength is increased while maintaining the moldability, and both the rivet moldability and the strength increase can be achieved. Specifically, high strength and high formability with a 0.2% proof stress of 300 MPa or more and a limit overhang height of 1.45 mm or more can be achieved. Therefore, although the aluminum alloy plate of an Example is as thin as 0.215 mm, it can be used conveniently for an easy open can lid.
Among the examples, the example in which the solid solution Mg amount ratio is 88% or more has the same strength level than the example in which the solid solution Mg amount ratio is 80% or more and less than 88%. The rivet formability is generally high.

一方、表1のNo.17〜30の比較例は、成分組成、Mgの固溶量割合、板厚中心部の組織としてのサブグレイン面積率、のいずれかが本発明の規定範囲内でなく、下記のとおり、0.2%耐力、開缶荷重及びリベット成形性のいずれかが適正値を満たさない。   On the other hand, no. In Comparative Examples 17 to 30, any one of the component composition, the Mg solid solution amount ratio, and the subgrain area ratio as the structure at the center of the plate thickness is not within the specified range of the present invention. Any of 2% yield strength, can open load, and rivet formability does not satisfy the appropriate values.

No.17は、Mg含有量が下限未満で不足しており、好ましい製造条件で製造され、Mgの固溶量割合や、板厚中心部の組織のサブグレイン面積率を満たしているものの、0.2%耐力が低すぎる。
No.18は、Mg含有量が上限を超えて過剰なため、好ましい製造条件で製造され、Mgの固溶量割合を満たしているものの、限界張出高さが缶蓋のリベット成形性に必要な1.45mmを満たさず、リベット成形性が劣る。
No.19は、Fe含有量が下限未満で不足するため、好ましい製造条件で製造され、Mgの固溶量割合や、板厚中心部の組織のサブグレイン面積率を満たしているものの、開缶荷重が大きい。
No.20は、Fe含有量が上限を超えて過剰なため、好ましい製造条件で製造され、Mgの固溶量割合や、板厚中心部の組織のサブグレイン面積率を満たしているものの、限界張出高さが缶蓋のリベット成形性に必要な1.45mmを満たさず、リベット成形性が劣る。
No.21は、Si含有量が下限未満で不足するため、好ましい製造条件で製造され、Mgの固溶量割合や、板厚中心部の組織のサブグレイン面積率を満たしているものの、開缶荷重が大きい。
No.22は、Si含有量が上限を超えて過剰なため、好ましい製造条件で製造され、Mgの固溶量割合や、板厚中心部の組織のサブグレイン面積率を満たしているものの、限界張出高さが缶蓋のリベット成形性に必要な1.45mmを満たさず、リベット成形性が劣る。
No.23は、Mn含有量が下限未満で不足するため、好ましい製造条件で製造され、Mgの固溶量割合や、板厚中心部の組織のサブグレイン面積率を満たしているものの、0.2%耐力が低すぎ、開缶荷重も大きい。
No.24は、Mn含有量が上限を超えて過剰なため、好ましい製造条件で製造され、Mgの固溶量割合や、板厚中心部の組織のサブグレイン面積率を満たしているものの、限界張出高さが缶蓋のリベット成形性に必要な1.45mmを満たさず、リベット成形性が劣る。
No.25は、Cu含有量が下限未満で不足するため、0.2%耐力が低すぎる。
No.26は、Cu含有量が上限を超えて過剰なため、好ましい製造条件で製造され、Mgの固溶量割合や、板厚中心部の組織のサブグレイン面積率を満たしているものの、限界張出高さが缶蓋のリベット成形性に必要な1.45mmを満たさず、リベット成形性が劣る。
No. No. 17 is insufficient because the Mg content is less than the lower limit and is produced under preferable production conditions, and satisfies the Mg solid solution ratio and the subgrain area ratio of the structure at the center of the plate thickness. % Proof stress is too low.
No. No. 18 is produced under preferable production conditions because the Mg content is excessive beyond the upper limit and satisfies the solid solution amount ratio of Mg, but the limit overhang height is necessary for the rivet formability of the can lid 1 .45 mm is not satisfied and rivet formability is poor.
No. 19 is produced under preferable production conditions because the Fe content is insufficient below the lower limit, and satisfies the solid solution amount ratio of Mg and the subgrain area ratio of the structure at the center of the plate thickness, but the can opening load is large.
No. No. 20 is produced under preferable production conditions because the Fe content is excessive beyond the upper limit, and although it satisfies the solid solution amount ratio of Mg and the subgrain area ratio of the structure at the center of the plate thickness, The height does not satisfy the 1.45 mm required for the rivet formability of the can lid, and the rivet formability is poor.
No. No. 21 is produced under preferable production conditions because the Si content is insufficient below the lower limit, and satisfies the solid solution amount ratio of Mg and the subgrain area ratio of the structure at the center of the plate thickness. large.
No. No. 22 is produced under preferable production conditions because the Si content is excessive beyond the upper limit, and although it satisfies the solid solution amount ratio of Mg and the subgrain area ratio of the structure at the center of the plate thickness, The height does not satisfy the 1.45 mm required for the rivet formability of the can lid, and the rivet formability is poor.
No. No. 23 is produced under preferable production conditions because the Mn content is insufficient below the lower limit, and satisfies the solid solution amount ratio of Mg and the subgrain area ratio of the structure at the center of the plate thickness, but 0.2% The proof stress is too low and the opening load is large.
No. No. 24 is manufactured under preferable manufacturing conditions because the Mn content is excessive beyond the upper limit and satisfies the solid solution amount ratio of Mg and the subgrain area ratio of the structure at the center of the plate thickness. The height does not satisfy the 1.45 mm required for the rivet formability of the can lid, and the rivet formability is poor.
No. No. 25 has a Cu content of less than the lower limit, so that the 0.2% yield strength is too low.
No. No. 26 is produced under preferable production conditions because the Cu content is excessive and exceeds the upper limit, and although the Mg solid solution ratio and the subgrain area ratio of the structure at the center of the plate thickness are satisfied, The height does not satisfy the 1.45 mm required for the rivet formability of the can lid, and the rivet formability is poor.

No.27は、合金組成は本発明範囲内であるものの、熱間粗圧延の最低の定常速度が遅すぎて、熱間粗圧延が10分以内で終了せず、Mgの析出を抑制できず、Mgの固溶量割合が少なすぎ、サブグレイン面積率も少なすぎる。この結果、限界張出高さが缶蓋のリベット成形性に必要な1.45mmを満たさず、リベット成形性が劣る。
No.28は、合金組成は本発明範囲内であるものの、パス間における粗圧延板の最低温度が450℃未満となっており、Mg−Si系の化合物が析出しやすくなり、Mgの析出を抑制できず、Mgの固溶量割合が少なすぎ、サブグレイン面積率も少なすぎる。この結果、限界張出高さが缶蓋のリベット成形性に必要な1.45mmを満たさず、リベット成形性が劣る。
No.29は、合金組成は本発明範囲内であるものの、2次冷延における総圧延率が60%未満と低すぎ、サブグレイン面積率が下限を外れて少なすぎる。この結果、成形性を保ったまま高強度化できない。
No.30は、合金組成は本発明範囲内であるものの、2次冷延における1回目の圧延後の材料温度が100℃を超えて高すぎ、Mgの固溶量割合やサブグレイン面積率が下限を外れて少なすぎる。この結果、リベット成形性が低すぎ、高いリベット成形性と高強度とを兼備できていない。因みに、この比較例30は、前記特許文献1に相当する。
No. No. 27, although the alloy composition is within the range of the present invention, the minimum steady-state speed of hot rough rolling is too slow, hot rough rolling does not finish within 10 minutes, and Mg precipitation cannot be suppressed. The solid solution ratio is too small, and the subgrain area ratio is too small. As a result, the limit overhang height does not satisfy the 1.45 mm necessary for the rivet formability of the can lid, and the rivet formability is poor.
No. No. 28, although the alloy composition is within the scope of the present invention, the minimum temperature of the rough rolled plate between passes is less than 450 ° C., Mg-Si based compounds are likely to precipitate, and Mg precipitation can be suppressed. However, the solid solution amount ratio of Mg is too small, and the subgrain area ratio is too small. As a result, the limit overhang height does not satisfy the 1.45 mm necessary for the rivet formability of the can lid, and the rivet formability is poor.
No. No. 29, although the alloy composition is within the range of the present invention, the total rolling ratio in secondary cold rolling is too low as less than 60%, and the subgrain area ratio is too small beyond the lower limit. As a result, the strength cannot be increased while the moldability is maintained.
No. No. 30, although the alloy composition is within the scope of the present invention, the material temperature after the first rolling in the secondary cold rolling is too high exceeding 100 ° C., and the solid solution amount ratio and the subgrain area ratio of Mg have lower limits. Too little to come off. As a result, the rivet formability is too low, and high rivet formability and high strength cannot be combined. Incidentally, the comparative example 30 corresponds to the above-mentioned Patent Document 1.

以上の結果から、高いリベット成形性と高強度とを兼備するための、本発明の各要件や好ましい製造条件の意義が裏付けられる。   From the above results, the significance of each requirement and preferred production conditions of the present invention for combining high rivet formability and high strength is supported.

以上、本発明は、従来のように、リベット成形性を得るために、材料強度を低下させる必要が無く、高い材料強度を有するにも関わらず、十分なリベット成形性を有することができる。このため、板厚を0.2mm程度に薄肉化した場合でも、飲料充填後の耐圧強度に不足がなく、リベット成形性及び開缶性にも優れた缶蓋用アルミニウム合金板を提供できる。
このため、缶蓋厚さが薄肉化、高強度化され、より厳しい使用条件での高いリベット成形性と高強度とが要求される缶蓋に用いられるアルミニウム合金板に最適である。
As described above, according to the present invention, in order to obtain rivet formability as in the prior art, it is not necessary to reduce the material strength, and it is possible to have sufficient rivet formability despite having high material strength. For this reason, even when the plate thickness is reduced to about 0.2 mm, there can be provided an aluminum alloy plate for can lids which is not deficient in pressure resistance after beverage filling and is excellent in rivet formability and can openability.
For this reason, the can lid thickness is reduced in thickness and strength, and it is optimal for an aluminum alloy plate used for a can lid that requires high rivet formability and high strength under more severe use conditions.

1 缶蓋
2 リベット部
3 スコア
4 タブ
5 開缶荷重測定機
6 掛止具
7 掛止部
1 Can Lid 2 Rivet 3 Score 4 Tab 5 Opening Load Measuring Machine 6 Hook 7 Hook

Claims (1)

Mg:3.8〜5.5質量%、Fe:0.10〜0.50質量%、Si:0.05〜0.30質量%、Mn:0.01〜0.60質量%、Cu:0.01〜0.30質量%を含有し、残部がAl及び不可避不純物からなり、中間焼鈍を行う冷間圧延後に焼付塗装処理されたアルミニウム合金板であって、熱フェノールによる残渣抽出法で測定されたMgの固溶量が、前記Mg含有量の80%以上であり、圧延面と平行な面における、板厚中心から両厚さ方向に0.05mm(厚さ0.1mm)の領域の組織として、5万倍の倍率の透過型電子顕微鏡により測定されたサブグレイン面積率が平均で10%以上、90%以下であることを特徴とする缶蓋用アルミニウム合金板。
Mg: 3.8 to 5.5% by mass, Fe: 0.10 to 0.50% by mass, Si: 0.05 to 0.30% by mass, Mn: 0.01 to 0.60% by mass, Cu: An aluminum alloy plate containing 0.01 to 0.30% by mass, the balance being Al and inevitable impurities, and subjected to baking coating after cold rolling with intermediate annealing, measured by a residue extraction method using hot phenol The solid solution amount of Mg is 80% or more of the Mg content, and in a plane parallel to the rolling surface, the thickness is 0.05 mm (thickness 0.1 mm) in both thickness directions from the thickness center. An aluminum alloy plate for can lids, characterized in that, as a structure, the subgrain area ratio measured by a transmission electron microscope at a magnification of 50,000 times is 10% or more and 90% or less on average.
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