JP2623432B2

JP2623432B2 - 薄肉化深絞り缶用途に適した鋼板およびその製造法

Info

Publication number: JP2623432B2
Application number: JP19782793A
Authority: JP
Inventors: 台三佐藤; 茂嘉西山; 敏福山
Original assignee: Toyo Kohan Co Ltd
Current assignee: Toyo Kohan Co Ltd
Priority date: 1993-07-14
Filing date: 1993-07-14
Publication date: 1997-06-25
Anticipated expiration: 2012-06-25
Also published as: JPH0734194A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は食品缶、飲料缶等の容器
材料に関し、特に深絞り加工性に優れ、肌荒れ性が良
く、耐食性の優れた薄肉化深絞り缶用途に適した鋼板お
よびその製造法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、側面無継目（サイドシームレス）
缶の成形法として、表面処理鋼板を成形した後の缶の内
外に有機塗料を施す方法と、成形前の金属板にあらかじ
め樹脂フィルムを被覆し、樹脂フィルムを一種の成形潤
滑剤とし、缶側壁となる部分の金属板を薄肉化する、い
わゆる薄肉化絞り缶成形法とがある。後者の例として、
本発明者らは先に、金属板の平均結晶粒径及び平均表面
粗さを特定することにより、製缶後の耐肌荒れ性および
耐食性に優れた薄肉化絞り缶用の金属板を提案した（特
開平４−３１４５３５号参照）。

【０００３】

【産業上の利用分野】本発明は食品、飲料缶等の缶容器
材料に関し、特に深絞り加工性に優れ、肌荒れ性が良
く、耐食性の優れた薄肉化深絞り缶用途に適した鋼板お
よびその製造法に関するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
あらかじめ樹脂フィルムを被覆した金属板を用いて薄肉
化絞り缶を成形すると、完成後の缶側壁が極めて肌荒れ
しやすいという問題がある。すなわち、ダイスとポンチ
のクリアランスが缶側壁の厚みより大きく、加工時にお
いて缶側壁がポンチとダイスに拘束されず、いわゆる自
由表面となっているので、ＤＩ（ＤｒａｗａｎｄＩ
ｒｏｎｉｎｇ）成形法と比べ缶側壁が肌荒れしやすいと
いう問題がある。この肌荒れ状態が生ずると、原板とフ
ィルムの密着力が減少し、フィルム剥離の一因ともな
る。また肌荒れは、輸送中の缶同士の接触などの外部か
らの衝撃が引き金になり、フィルム面に微細なクラック
を生じさせ、ひいては耐食性の劣化を招くという問題も
ある。通常、薄肉化深絞り缶は被覆金属板を円板状に打
ち抜き、これを二段階の絞り加工によって成形される。
この二段目の絞り加工（再絞り加工）時においては、フ
ランジ部に高いしわ押え力を加え、缶側壁の絞り−張り
出し加工を行なうことにより、缶側壁の厚みを減少させ
ている。上記の加工法において、再絞り加工は極めて過
酷な成形法であるため、連続成形時に破胴が起こりやす
いという問題があった。このような破胴が起こると高速
製缶加工の生産性を損なうため、破胴が起こりにくく、
しかも加工性に優れた薄肉化深絞り缶用途に適した鋼板
を開発することは急務であった。本発明は上記問題点を
解決することを目的とし、肌荒れ性、耐食性が優れ、連
続高速製缶加工時において、破胴が起きず、しかも加工
性に優れた薄肉化深絞り缶用途に適した鋼板およびその
製造法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題解決のための手段】本発明の薄肉化深絞り缶用途
に適した鋼板は、Ｃ：０．０１〜０．０８％、Ｓｉ≦
０．０５％、Ｍｎ≦０．９％、Ｐ≦０．０４％、Ｓ≦
０．０４％、Ａｌ：０．０１５〜０．１０％、Ｎ：０．
００２０〜０．０１５％、Ｎｂ：０．００１〜０．０２
％、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる熱延鋼板
を、冷間圧延、連続焼鈍、伸び率が０．５〜２．０％の
調質圧延を順次行い、前記調質圧延後の結晶粒径が６．
０μｍ以下であることを特徴とする。また、Ｃ：０．０
１〜０．０８％、Ｓｉ≦０．０５％、Ｍｎ≦０．９％、
Ｐ≦０．０４％、Ｓ≦０．０４％、Ａｌ：０．０１５〜
０．１０％、Ｎ：０．００２０〜０．０１５％、Ｎｂ：
０．００１〜０．０２％、残部Ｆｅおよび不可避的不純
物からなる熱延鋼板を、冷間圧延、連続焼鈍、圧下率が
２０〜５０％のＤＲ圧延を順次行い、前記ＤＲ圧延後の
結晶粒径が６．０μｍ以下である鋼板も好適に用いられ
る。さらに、本発明の薄肉化深絞り缶用途に適した鋼板
の製造法は、Ｃ：０．０１〜０．０８％、Ｓｉ≦０．０
５％、Ｍｎ≦０．９％、Ｐ≦０．０４％、Ｓ≦０．０４
％、Ａｌ：０．０１５〜０．１０％、Ｎ：０．００２０
〜０．０１５％、Ｎｂ：０．００１〜０．０２％、残部
Ｆｅおよび不可避的不純物からなる熱延鋼板を、冷間圧
延、連続焼鈍、伸び率が０．５〜２．０％の調質圧延、
を順次行う、ことを特徴とする。また、Ｃ：０．０１〜
０．０８％、Ｓｉ≦０．０５％、Ｍｎ≦０．９％、Ｐ≦
０．０４％、Ｓ≦０．０４％、Ａｌ：０．０１５〜０．
１０％、Ｎ：０．００２０〜０．０１５％、Ｎｂ：０．
００１〜０．０２％、残部Ｆｅおよび不可避的不純物か
らなる熱延鋼板を、冷間圧延、連続焼鈍、圧下率が２０
〜５０％のＤＲ圧延を、順次行う製造法も好適に用いら
れる。

【０００６】

【作用】本発明の鋼板にポリエステル等の樹脂フィルム
を被覆し、円板状に打ち抜き、これを二段階の絞りの高
速製缶加工を行っても、加工性に優れ破胴が起きず、し
かも肌荒れ性、耐食性に優れた薄肉化深絞り缶を成形で
きる。

【０００７】

【実施例】

熱延鋼板の成分鋼成分はＣ：０．０１〜０．０８％、Ｓｉ≦０．０５
％、Ｍｎ≦０．８％、Ｐ≦０．０４％、Ｓ≦０．０４
％、Ａｌ：０．０１５〜０．１０％、Ｎ：０．００２０
〜０．０１５％、Ｎｂ：０．００１〜０．０１５％、残
部Ｆｅおよび不可避的不純物より成る。以下に鋼成分に
規制理由を述べる。Ｃは少ない方が伸び性が良く、深絞
り性に有利であるが、反面少なすぎると結晶粒微細化の
効果が十分でなくなる。０．０１％より少なくなると結
晶粒が粗大化していまい、０．０８％を越えると連続焼
鈍では加工性が損なわれるため、Ｃの範囲をを０．０１
〜０．０８％とした。Ｓｉは、缶用材料としては耐食性
に有害な元素であるが、Ａｌキルド鋼としては、不可避
的に含有される元素であり、上限を０．０４％とした。
Ｍｎは不純物であるＳによる熱延中の赤熱脆性を防止す
るために必要な成分であるが、一方０．９％を超えると
スラブ圧延中に割れを生ずるので、上限を０．９％とし
た。Ｐは結晶微細化成分であり、また原板の強度を高め
ることから一定の割合で添加されるが、一方で耐食性を
阻害する。本発明用途の缶用鋼板としてはＰが０．００
４％を越えると耐食性、特に耐孔明性が著しく低下する
ため限値を０．０４％とした。Ｓは熱延中の赤熱脆性を
生じる不純物成分であり、極力少ないことが望ましい
が、不可避的に含有されるものであり、上限を０．０４
％とした。Ａｌは製鋼に際し、脱酸材として鋼浴中に添
加され、スラグとして除かれる。添加量が少ないと安定
した脱酸効果が得られないため０．０１５％を下限とし
た。０．１０％以上の添加は技術上の効果が少なく、経
済上好ましくないので上限を０．１０％とした。Ｎは
０．００２％より少なくなると結晶化の効果がなくな
り、０．０１５％を越える添加は製鋼時に添加するフェ
ロ窒化物の歩留の低下が著しく、安定性に欠ける。さら
に連続鋳造時の表面に割れが生じ易く、鋳造欠陥となる
ため上限を０．０１５％とした。Ｎｂは結晶粒の細粒化
とＮｂＣの形成のため添加されるので、０．００１％未
満では細粒化の効果が得られず、一方０．０２０％を超
えると固溶Ｎｂ量が増して逆に加工性の劣化を招くこと
から０．００１〜０．０２０％とした。

【０００８】熱間圧延スラブ加熱温度、熱間圧延条件は本発明では特定するも
のではないが、スラブ加熱温度はＮの積極的分解固溶お
よび熱間圧延温度の安定的確保の見地から１１００℃以
上とするのが望ましい。熱間圧延仕上温度をＡｒ3点以
下にすると、熱延鋼板の組織が混粒化するとともに粗大
化するので熱間圧延仕上げ温度はＡｒ3点以上とした。
巻取温度は熱延時のコイルの幅方向、長手方向の品質安
定を考慮して４５０℃を下限とし、巻取温度が６５０℃
を越えると熱延時、および連続焼鈍時に結晶粒が大きく
なり、肌荒れが生じるため、巻取温度は６５０℃を上限
した。

【０００９】冷間圧延工程冷間圧延は、圧下率が７５％未満では焼鈍工程で結晶粒
の粗大化もしくは混粒化し、結晶粒を十分細粒化するこ
とができないので、冷間圧延の圧下率は７５％を下限と
することが望ましい。

【００１０】連続焼鈍工程連続焼鈍は再結晶温度以上の焼鈍温度が必要であるが、
焼鈍温度が高すぎると結晶粒が粗大化し、加工後の肌荒
れが大きくなってしまうので７５０℃を上限とすること
が望ましい。

【００１１】調質圧延調質圧延（ＳＲ，ＳｉｎｇｌｅＲｅｄｕｃｅＲｏｌ
ｌｉｎｇの略）は、伸び率が０．５〜２．０％の範囲で
あれば、ストレッチャストレインの発生が防止されるた
め、この範囲が適当である。

【００１２】ＤＲ圧延ＤＲ圧延は成形後の缶強度をもたせるために必要である
が、圧下率は２０〜５０％とする。２０％未満では、十
分な缶強度が得られず、５０％を越えると鋼板が高強度
となり、缶成形加工に困難を来す。ここでＤＲ圧延と
は、ＤｏｕｂｌｅＲｅｄｕｃｅＲｏｌｌｉｎｇの
略であり、調質圧延よりも、より積極的に板厚を減少さ
せ、板強度を増加させる圧延法である。本発明では、上
記調質圧延とＤＲ圧延とを含めて、二次冷延とする。

【００１３】つぎに、本発明に用いられる鋼板として
は、シ−ト状およびコイル状の鋼板、鋼箔およびそれら
の鋼板に表面処理を施したものがあげられる。特に、下
層が金属クロム、上層がクロム水和酸化物の２層構造を
もつ電解クロム酸処理鋼板あるいは極薄錫めっき鋼板、
ニッケルめっき鋼板、亜鉛めっき鋼板およびこれらのめ
っき鋼板にクロム水和酸化物あるいは上層がクロム水和
酸化物、下層が金属クロム層からなる２層構造をもつ表
面処理をほどこしたものがポリエステル樹脂との接触性
に優れている。

【００１４】平均結晶粒径結晶粒径の特定について図１および図２に基づいて説明
する。図１は平均結晶粒径と製缶加工後の缶側壁の肌荒
れ性との関係を示したものである。図１から平均結晶粒
径が大きくなると製缶加工後の表面の肌荒れ性が劣化す
ることがわかる。平均結晶粒径が６μｍを越えると、表
面の肌荒れ性が劣化し、缶としての見栄えや特性が損な
われる。このため平均結晶粒径は６μｍを越えないこと
とする。また図２は平均結晶粒径と耐食性との関係を示
したものである。図２からも平均結晶粒径が６μｍを越
えない範囲で耐食性がよいことがわかる。なお、耐食性
の評価は次のようにした。製缶加工後の缶を１３０℃で
２０分の熱処理を行い、水を充填し、３７℃、２週間経
時後の缶内面の腐食（黒化）程度を目視で評価した。

【００１５】

【表１】

【００１６】

【表２】

【００１７】評価本発明の実施例Ｎｏ，１〜７は本発明の成分範囲内で、
連続焼鈍を実施しており結晶粒径が６．０μｍ以下であ
り、肌荒れ性、耐食性、加工性とも優れている。比較例
Ｎｏ，８、９は箱焼鈍を実施しているため結晶粒が大き
くなっているため肌荒れ性、耐食性が劣っている。比較
例Ｎｏ，１０はＣ量が少なく結晶粒が大きいため肌荒れ
性、耐食性が劣っている。比較例Ｎｏ，１１、１２、１
４はＮｂが未添加のため細粒化せず肌荒れ性、耐食性が
劣っている。比較例の，１３はＣ量が多く加工性が劣っ
ている。肌荒れ性の評価は、薄肉化深絞り缶成形後の缶
内面の缶側壁の表面粗さを測定し、Ｒａが１μｍ以下を
◎（最良）とし、１〜１．５μｍを○（良）とし、１．
５〜２μｍを△（やや不良）とし、２μｍ以上を×（不
良）として評価した。また耐食性の評価は薄肉化深絞り
缶成形後、１３０℃×２０分の熱処理を行い、水を充填
し、３７℃で２週間経時後の缶内面の腐食（黒化）程度
を目視で評価した。表面が全く黒化していないものを◎
（最良）とし、黒化の程度が微小なものを○（良）と
し、黒化の範囲が小のもの（直径５ｍｍ以下）を△（や
や不良）とし、大（直径５ｍｍ以上）を×（不良）とし
て評価した。加工性の評価は、薄肉化深絞り缶成形時に
しわ押さえ圧を上げていって、破胴するするまでのしわ
押さえ圧の大小で評価した。しわ押さえ圧が５トン以下
で破胴したものを△（やや不良）とし、５〜７トンで破
胴したものを○（良）とし、７トン以上で破胴したもの
を◎（最良）とした。

【００１８】

【発明の効果】本発明の製造法により、肌荒れ性、耐食
性に優れ、連続高速製缶加工時において、破胴が起き
ず、しかも加工性に優れた薄肉化深絞り缶用途に適した
鋼板を提供することができる。なお、本発明の製造法に
より提供される鋼板は、缶用途として鋼板単独でも使用
可能であるが、この鋼板に表面処理をして、ぶりき、Ｔ
ＦＳ、ニッケルめっき鋼板等としても利用できる。さら
に、これらの表面処理鋼板にポリエステル等の樹脂フィ
ルムを被覆してもよい。また、鋼板にエポキシ等の塗料
をコーティングしたものも薄肉化深絞り缶用途に適用で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】平均結晶粒径と製缶加工後の缶側壁の肌荒れ性
との関係を示したものである。

【図２】平均結晶粒径と耐食性との関係を示したもので
ある。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｃ：０．０１〜０．０８％、Ｓｉ≦０．
０５％、Ｍｎ≦０．９％、Ｐ≦０．０４％、Ｓ≦０．０
４％、Ａｌ：０．０１５〜０．１０％、Ｎ：０．００２
０〜０．０１５％、Ｎｂ：０．００１〜０．０２％、残
部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる熱延鋼板を、冷間
圧延、連続焼鈍、伸び率が０．５〜２．０％の調質圧延
を順次行い、前記調質圧延後の結晶粒径が６．０μｍ以
下である薄肉化深絞り缶用途に適した鋼板。
【請求項２】Ｃ：０．０１〜０．０８％、Ｓｉ≦０．
０５％、Ｍｎ≦０．９％、Ｐ≦０．０４％、Ｓ≦０．０
４％、Ａｌ：０．０１５〜０．１０％、Ｎ：０．００２
０〜０．０１５％、Ｎｂ：０．００１〜０．０２％、残
部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる熱延鋼板を、冷間
圧延、連続焼鈍、圧下率が２０〜５０％のＤＲ圧延を順
次行い、前記ＤＲ圧延後の結晶粒径が６．０μｍ以下で
ある薄肉化深絞り缶用途に適した鋼板。
【請求項３】Ｃ：０．０１〜０．０８％、Ｓｉ≦０．
０５％、Ｍｎ≦０．９％、Ｐ≦０．０４％、Ｓ≦０．０
４％、Ａｌ：０．０１５〜０．１０％、Ｎ：０．００２
０〜０．０１５％、Ｎｂ：０．００１〜０．０２％、残
部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる熱延鋼板を、冷間
圧延、連続焼鈍、伸び率が０．５〜２．０％の調質圧
延、を順次行う、薄肉化深絞り缶用途に適した鋼板の製
造法。
【請求項４】Ｃ：０．０１〜０．０８％、Ｓｉ≦０．
０５％、Ｍｎ≦０．９％、Ｐ≦０．０４％、Ｓ≦０．０
４％、Ａｌ：０．０１５〜０．１０％、Ｎ：０．００２
０〜０．０１５％、Ｎｂ：０．００１〜０．０２％、残
部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる熱延鋼板を、冷間
圧延、連続焼鈍、圧下率が２０〜５０％のＤＲ圧延を、
順次行う、薄肉化深絞り缶用途に適した鋼板の製造法。