JP2918903B2

JP2918903B2 - 成形用アルミニウム合金材の製造方法

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Publication number: JP2918903B2
Application number: JP9307089A
Authority: JP
Inventors: 健一小倉; 克己小山; 幹神林
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1989-04-14
Filing date: 1989-04-14
Publication date: 1999-07-12
Anticipated expiration: 2014-07-12
Also published as: JPH02274846A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は成形用アルミニウム合金材の製造方法に関
し、さらに詳しくは成形品の表面性状に優れ、かつ同時
に高強度であり、異方性が小さいキャンボディ用アルミ
ニウム合金板等のアルミニウム合金材の製造方法に関す
るものである。

（従来の技術）従来アルミニウム製の缶胴体には、適度な強度と成形
性を有するAA3004合金が主に用いられてきた。また近年
資源節約等の観点から、缶胴体の薄手のコーティングの
使用や材料のゲージダウンが行われてきつつある。

（発明が解決しようとする課題）上記の薄手のコーティングの使用は成形品その物の表
面性状つまりはフローマーク等が問題となってきてお
り、製品の美観を損なうものとなっていた。また材料の
ゲージダウンはこれに伴って従来のものよりも高強度で
あることも要求されているが、ある程度改善できるもの
の強度を確保すれば耳率が悪くなり、結局要求を十分満
足することは出来ていない。

本発明はこのような従来の成形用アルミニウム合金板
の製造方法の欠点を克服し、缶体成形時の表面性状に優
れ、高強度と低耳率を同時に満足し、生産性を低下させ
ない成形用アルミニウム合金材の製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。

（課題を解決するための手段）すなわち本発明は、（１）Mn0.5〜1.5重量％（以下、
組成を示す％は重量％を示す）、Mg0.8〜1.5％、Cu0.1
〜0.5％、Si0.1〜1.0％及びFe0.2〜0.6％を含有し、残
部が実質的にAlからなるアルミニウム合金を鋳造し、56
0℃以上で均質化処理した後に、99.5％以上の加工度の
熱間圧延を行うとともに該熱間圧延を終了する際にアル
ミニウム合金材の温度を300℃以上とすることにより再
結晶組織を形成させ、次いで直ちに又は５％以下の冷間
圧延を行い再度再結晶を生じさせることなく、露点30℃
以下の雰囲気中にて、400〜600℃の温度に100℃／分以
上の加熱速度で加熱し、該加熱後直ちに又は５分以内保
持した後100℃／分以上の冷却速度で冷却する焼鈍を行
い、その後10％以上かつ86％未満の圧延率で冷間圧延を
行うことを特徴とする成形用アルミニウム合金材の製造
方法（第１発明という）、（２）アルミニウム合金がさらにZn0.01〜0.5重量％を
含有することを特徴とする（１）項記載の成形用アルミ
ニウム合金材の製造方法（第２発明という）、（３）アルミニウム合金がさらにCr0.01〜0.3重量％を
含有することを特徴とする（１）項記載の成形用アルミ
ニウム合金材の製造方法（第３発明という）、（４）アルミニウム合金がさらにZn0.01〜0.5重量％及
びCr0.01〜0.3重量％を含有することを特徴とする
（１）項記載の成形用アルミニウム合金材の製造方法
（第４発明という）、及び（５）アルミニウム合金がさらにTi0.005〜0.2重量％及
び／又はB0.0001〜0.3重量％を含有することを特徴とす
る（１）、（２）、（３）又は（４）項記載の成形用ア
ルミニウム合金材の製造方法（第５発明という）を提供するものである。

以下に本発明に用いられるアルミニウム合金における
各成分の作用及び限定理由を説明する。

Mnは0.5〜1.5％とする。Mnは強度向上に役立つととも
に晶析出相を形成し、しごき成形時の工具の焼き付きを
防止する働きがあり、含有量が0.5％未満ではその効果
が小さく、1.5％を越えると巨大晶出物を生じ、逆に各
種成形性を阻害する。

Mgは0.8〜1.5％とする。Mgは固溶状態において強度を
向上させるとともに塗装工程で生じる析出物の主要元素
でもある。Mg含有量が0.8％未満では強度が不足し、1.5
％を越えると雰囲気に係わらず、中間焼鈍時の高温下で
厚い酸化膜を生じるため、成形品の表面性状を悪化させ
ると同時に成形性も悪くなる。

Cuは0.1〜0.5％とし、固溶あるいは微細に析出して強
度を向上させる。Cu含有量が0.1％未満では強度の向上
は望めず、0.5％を越えると耐食性や成形性を悪化させ
る。

Siは0.1〜1.0％とする。Siは微細な析出物となり強度
を向上させるとともに晶出物の中に入り、しごき成形性
を向上させる。Si含有量が0.1％未満では、所定の効果
は望めず、1.0％を越えると成形性を悪化させる。

Feは0.2〜0.6％とする。FeはMnとほぼ同様の挙動を示
し、鋳造時に晶出する。またその晶出物は再結晶核発生
サイトになるので、再結晶粒を微細にする。Fe含有量が
0.2％未満ではしごき成形時の工具の焼き付きを防止し
きれず、0.6％を越えると巨大晶出物を作り易くなり成
形性を悪くする。

以上の合金組成に加え第２発明では、Zn0.01〜0.5重
量％を含有し、第３発明では、Cr0.01〜0.3重量％を含
有し、第４発明では、Zn0.01〜0.5重量％及びCr0.01〜
0.3重量％を含有するものとする。第１〜第４発明の合
金組成に加え第５発明では、Ti0.005〜0.2重量％及び／
又はB0.0001〜0.3重量％を含有するものとする。

TiあるいはＢは鋳造組織に影響し、晶出物分布を決定
する一要因と考えられる。Ti含有量が0.005％未満ある
いはＢ含有量が0.0001％未満では鋳造組織が粗くなり、
圧延加工や缶成形加工時の成形性が悪化し、Tiが0.2％
を越えあるいはＢが0.3％を越えるとTi、Ｂ系の巨大晶
出物を形成し、成形性を害する。

CrはMn、Feと同様な効果を有し、しごき成形性を向上
させる。添加量の範囲を0.01〜0.3％に規定する理由は
前記のMn、Feと同様である。

Znは固溶状態であるいは微細な析出物を形成して強度
を向上させ、Zn含有量が0.01％未満では強度向上は望め
ず、0.5％を越えると耐食性を害することとなる。

本発明では上記組成のアルミニウム合金を鋳造後、こ
の鋳塊を560℃以上の均質化処理を行うが、この均質化
処理温度が560℃未満では析出物が微細かつ高密度に生
じてしまい、成形性を害するとともに、熱間圧延終了時
の再結晶を阻害し結晶粒径が100μｍを越える粗大なも
のとなり缶表面性状を悪化させる。

また均質化処理後99.5％以上の熱間圧延を行い、かつ
その終了温度を300℃以上、好ましくは390〜320℃とす
ることにより再結晶が完了した熱間圧延板とする。ここ
で熱間圧延加工度が99.5％未満あるいは熱間終了温度が
300℃未満の場合、熱間圧延板は再結晶組織とならず所
定の耳率の低いアルミニウム合金材は得られない。また
上記工程による再結晶粒径は通常100μｍ以下である。

熱間圧延後直ちにあるいは５％以下の冷間圧延を行
い、急速度の加熱を施す熱処理をするが、この際５％を
越える冷間圧延を行うとその後の熱処理において再度再
結晶することになり耳率を悪くする。

その後の焼鈍は、露点30℃以下の雰囲気中で、400〜6
00℃の温度に100℃／分以上の加熱速度で加熱し、加熱
後直ちにまたは５分以内保持した後、100℃／分以上の
冷却速度で冷却する。

本焼鈍はSiあるいはCu元素をより多く固溶させること
により缶の塗装焼き付け時に時効硬化量を大きくするた
めのものであるが、この加熱温度で露点が30℃を越える
と表面の酸化膜が厚くなり、表面性状を悪化させる。ま
た、露点が30℃以下であっても保持時間が５分を越える
とやはり酸化膜は厚くなり、表面性状を悪化させる。

一方400〜600℃の温度ではMnあるいはFe元素が析出し
て強度低下を生じる。このため加熱速度が100℃／分未
満、あるいは400〜600℃の温度での保持時間が５分を越
えたり、冷却速度が100℃／分未満では強度低下の作用
が大きくなり強度が低下してしまう。

上記焼鈍後、10％以上かつ86％未満の圧延率で冷間圧
延を行うが、圧延率が10％未満ではしごき成形性が著し
く悪くなりまた86％以上の圧延率では耳率が著しく大と
なるためである。

（実施例）次に本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明する。

第１表に示す成分のアルミニウム合金を溶解して鋳造
した500mmの鋳塊に所定量の面切削加工により種々の板
厚の試料とした。これら試料に対して第２表に示す工程
により0.3mm厚さのキャンボディ用材料を製造した。

第３表に上記により製造した試料を使用してキャンボ
ディ材として要求される各種性能試験結果を示す。なお
合金組成は重量％である。

なお、第３表において、以下の基準で評価した。

缶体表面性状 ◎：表面荒れなし ○：極くまれに軽い筋状の表面荒れが生じる ×：全面に筋状の表面荒れが生じる成形割れ性成形割れが発生した缶の個数の割合で評価した。

◎：数ppm以下しか割れが生じない ○：数十ppm程度割れが生じる △：数千〜数百ppm程度割れが生じる ×：数％程度しごき割れが生じる工具焼付性 ◎:1万缶成形してもダイスへの凝着が生じない ○:1万缶成形するとダイスの一部にアルミニウムが着く △：千缶成形するとダイスにアルミニウムが着く ×：十缶成形するとダイスにアルミニウムが着くこれら表から明らかなように本発明により作製された
試料は缶表面性状、強度、耳率や成形性がいずれも優れ
る。これに対して比較例は試験項目の内何れかの性能が
劣るかまたは処理項目が多いため生産性が低い。

（発明の効果）以上説明したように、本発明の成形用アルミニウム合
金の製造方法は、キャンボディ用材料として缶表面性
状、強度、耳率及び成形性に優れた効果を奏するととも
に生産性の高い製造方法であるため製造コストの低減を
図ることができる。

フロントページの続き (56)参考文献特開昭58−224142（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−162261（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−125646（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−110744（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−188760（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−182957（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C22F 1/04 - 1/057 C22C 21/00 - 21/18

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】Mn0.5〜1.5％、Mg0.8〜1.5％、Cu0.1〜0.5
％、Si0.1〜1.0％及びFe0.2〜0.6％（以上、％は重量％
を示す）を含有し、残部が実質的にAlからなるアルミニ
ウム合金を鋳造し、560℃以上で均質化処理した後に、9
9.5％以上の加工度の熱間圧延を行うとともに該熱間圧
延を終了する際にアルミニウム合金材の温度を300℃以
上とすることにより再結晶組織を形成させ、次いで直ち
にあるいは５％以下の冷間圧延を行い再度再結晶を生じ
させることなく、露点30℃以下の雰囲気にて、400〜600
℃の温度に100℃／分以上の加熱速度で加熱し、該加熱
後直ちに又は５分以内保持した後100℃／分以上の冷却
速度で冷却する焼鈍を行い、その後10％以上かつ86％未
満の圧延率で冷間圧延を行うことを特徴とする成形用ア
ルミニウム合金材の製造方法。
【請求項２】アルミニウム合金がさらにZn0.01〜0.5重
量％を含有することを特徴とする請求項１記載の成形用
アルミニウム合金材の製造方法。
【請求項３】アルミニウム合金がさらにCr0.01〜0.3重
量％を含有することを特徴とする請求項１記載の成形用
アルミニウム合金材の製造方法。
【請求項４】アルミニウム合金がさらにZn0.01〜0.5重
量％及びCr0.01〜0.3重量％を含有することを特徴とす
る請求項１記載の成形用アルミニウム合金材の製造方
法。
【請求項５】アルミニウム合金がさらにTi0.005〜0.2重
量％及び／又はB0.0001〜0.3重量％を含有することを特
徴とする請求項１、２、３又は４記載の成形用アルミニ
ウム合金材の製造方法。