JP3434905B2 - 溶接缶用鋼板の製造方法 - Google Patents

溶接缶用鋼板の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は加工組織を有するにもか
かわらず、溶接部のフランジ割れが生じにくい溶接缶用
鋼板に関するものである。 【0002】 【従来の技術】容器用原板はDI(Drawing & Ironing)
缶に代表される2ピース缶、溶接缶、接着缶などの3ピ
ース缶、それに缶蓋などに使われる。最近は缶の軽量化
の促進に従い、原板の薄手化が進められている。しか
し、従来のように冷延後、焼鈍を行ない1%から8%程
度のスキンパスをして容器用原板を製造しようとする
と、焼鈍時の板厚が薄くなり過ぎ、連続焼鈍をしようと
すると通板性が悪く、途中で破断したり、形状が変化し
たりする問題がある。そのため、焼鈍時の板厚を比較的
厚く保ち、焼鈍後に20%から50%の圧延を行なうD
R(Double Reduce)法による容器用原板の製造方法が特
公平1−52451号公報に開示されている。 【0003】しかし、この方法では焼鈍することを前提
にしているので、製造コスト的には大幅なコストダウン
は達成できない。そこで、より低廉価な容器用原板の製
造方法として冷延後の焼鈍を省略した技術が特公昭54
−1244号公報に開示されている。当時の容器用鋼板
は比較的厚く、加工度も低かった関係で、フランジ割れ
の起こる頻度は小さかった。しかし、近年の鋼板の薄手
化に伴い、冷延まま材を用いて容器を成形するとフラン
ジ加工部で割れの発生、とくに溶接缶における溶接HA
Z部のフランジ加工時およびその後の巻締め時の割れの
頻度が著しく高くなった。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】本発明は製造コストの
低い冷延まま材を用いて容器を成形する際、フランジ加
工において割れが極力発生しない鋼板を提供することを
目的とする。 【0005】 【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の要旨
とするところは、重量%で、C :0.02%以上、
0.1%以下、Mn:0.15%以上、1.5%以下、
Al:0.005%以上、0.5%以下、N :0.1
%以下、Nb,Ti,Zr,Mo,V,Cr,Bの内、
1種あるいは2種以上を0.1%<10(Ti+Nb+
Zr)+200B+2V+Cr+Mo<1%の条件式を
満足するように添加し、残部が不可避的不純物からなる
鋼をAr3 変態点以上で熱延し、700℃以下、500
℃以上の温度で巻き取り、酸洗後、60%以上、95%
以下の冷延を行なって、板厚を0.05mm以上、0.2
5mm以下とし、その後、焼鈍を行なわないことを特徴と
する溶接缶用鋼板の製造方法にある。 【0006】以下に、本発明を詳細に説明する。本発明
者は様々な熱延鋼板を50%以上冷延し、冷延まま材を
用いて溶接缶を製造し、フランジ加工性を検討した。そ
の結果、最もフランジ割れが生じやすい部位は溶接HA
Z部であることが明らかになった。詳細な検討の結果、
割れの発生する頻度はHAZ部と溶接部ならびにHAZ
部と母材の硬度差に大きく依存することが分かった。す
なわち、硬度差が大きいほど割れの発生頻度は高くな
る。この原因は局所的に軟化した場所にひずみが集中
し、くびれを起こすためと推測される。 【0007】そこで、本発明者は成分を限定することに
より、溶接缶の溶接部ならびにHAZ部の硬度が冷延ま
まの母材の硬度に比較的近くすることができることを見
いだした。このような缶は溶接部近傍からのフランジ割
れの頻度が著しく減少することを併わせて見いだした。 【0008】本発明の製造基本思想は再結晶抑制元素を
添加し、HAZ部での再結晶を抑え、かつ溶接部の硬度
はγ→α変態温度を低下させる元素を添加して、硬度低
下を抑えることにより、冷延ままの加工硬化状態の母材
の硬度と大きな差を生じさせないことにより、溶接缶の
フランジ加工性を向上させようとするものである。 【0009】本発明は、これらの知見に基づくものであ
り以下に本発明の限定理由を述べる。C量の下限添加量
を0.02%としたのは、これ以下のC量では溶接部の
硬度を母材並に高くするのが難しいためである。また、
上限を0.1%としたのは、これ以上の添加では逆に溶
接部の硬度が高くなり過ぎHAZ部との硬度差が大きく
なるためである。 【0010】Mn量の下限添加量を0.15%としたの
は、これ以下のMn量では溶接部の硬度を母材並に高く
するのが難しいためである。また、上限を1.5%とし
たのは、これ以上の添加では逆に溶接部の硬度が高くな
り過ぎHAZ部との硬度差が大きくなるためである。 【0011】Al量の限定は、0.005%以下では他
の脱酸元素が添加されない場合、脱酸が不十分になるた
めで、Tiなどの脱酸元素が添加されている場合は、こ
れらの高価な元素が脱酸に使用されてしまうためであ
る。一方、上限を0.5%としたのは、これ以上の添加
は加工性、溶接性に好ましくないためである。 【0012】Nb,Ti,Zr,Mo,V,Crの1種
あるいは2種以上を0.1%<10(Ti+Nb+Z
r)+200B+2V+Cr+Mo<1%の条件式を満
足するとしたのは、これらの炭窒化物形成元素の添加が
0.1%<10(Ti+Nb+Zr)+200B+2V
+Cr+Moを満足しないと溶接時にHAZ部で再結晶
が進行し、硬度の著しい低下が起こり、HAZ部からの
フランジ割れが顕著に起こるためである。一方、10
(Ti+Nb+Zr)+200B+2V+Cr+Mo<
1%としたのは、この条件式以上にこれらの元素を添加
しても再結晶抑制効果に対して飽和する傾向があるため
である。 【0013】次に、製造プロセスの限定条件について述
べる。熱延の仕上温度をAr3 変態点以上と限定したの
は、本発明鋼の成分系では、Ar3 変態点以下で熱延を
行なうとフェライト組織が粗粒化し、フランジ加工性に
不利になるためで、γ域で熱延を終了する必要がある。 【0014】巻取温度を700℃以下、500℃以上と
限定したのは、700℃以上の巻き取りでは炭窒化物が
粗大化し、500℃以下では炭窒化物がほとんど生成せ
ず、共に溶接時の再結晶の抑制力が小さいためである。
ここでいう炭窒化物はFeとC,Nの析出物を除く、T
i,Nb,Mo,V,Zr,Cr等を含む微細炭化物を
意味する。この微細炭化物は溶接時に転位の動きを著し
く抑制し、再結晶を抑える。700℃以下、500℃以
上で巻き取ることにより、このような微細析出物を得る
ことができる。 【0015】冷延率を60%以上、95%以下と限定し
たのは、今後容器用原板として使用されると考えられる
板厚範囲である0.05mmから0.25mmの冷延鋼板を
製造するに当たって熱延で製造可能な板厚および実現可
能な冷延率ならびに缶強度の観点から決定したものであ
る。 【0016】 【実施例】表1に本発明鋼と比較鋼の化学成分を示す。
これらの鋼は転炉精練を行なった連続鋳造材である。表
2はこれらの鋼種を用いて容器用原板を製造した時の製
造条件と、この原板を用いてラボの製缶機で100缶溶
接缶を製缶し、フランジ加工を行なった時の割れの発生
頻度を、その際の不良缶発生率として%で示した。 【0017】熱延は250mm厚のスラブを1100℃か
ら1250℃の間で加熱し、熱延を行なっている。錫め
っき量は1平方メーター当たり1gである。溶接はラッ
プ代0.5mm、加圧力45kgf 、溶接速度40m/minで
行ない、溶接電流はチリが発生しない限界電流に近い値
を用い、200A前後であった。ネック加工はスピンネ
ッカーを用いて行なった。また、フランジ加工にはスピ
ンフランジアーを用いた。 【0018】 【表1】 【0019】 【表2】【0020】本発明の範囲内である実験番号1,2,
3,4,5,10,11,12,13,14,15,1
6,17,20はフランジ加工に割れがみられず良好で
ある。一方、仕上温度がAr3 変態点以下となった実験
番号6では割れの発生頻度が高かった。これは組織が粗
大化したことと圧延中に析出物が粗大に析出したことが
原因と思われる。巻取温度が高かった実験番号7では析
出物が大きくなり溶接時にHAZ部が顕著に軟化したた
め割れの発生頻度が高かったものと思われる。逆に、巻
取温度の低かった実験番号8では温度が低すぎて再結晶
を抑制する微細析出物が生成しなかったことが原因で割
れの発生率が高くなったと思われる。冷延率が96%と
本発明の範囲外である実験番号9では加工度が高いため
にフランジ割れが起こる頻度が高かった。また、成分が
本発明の範囲外であった実験番号18,19,21もフ
ランジ割れが起こる頻度が高くなった。 【0021】 【発明の効果】本発明により、容器用原板の製造におい
て焼鈍工程を省略でき、かつ缶材のさらなる薄手化が可
能になり省エネルギー、省資源に結びつき、工業的意味
は大きい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−248332(JP,A) 特開 平6−212353(JP,A) 特開 平5−70838(JP,A) 特開 平5−345925(JP,A) 特開 平3−36215(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C21D 8/02 C21D 8/04 C21D 9/46 C21D 9/48

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 重量%で、 C :0.02%以上、0.1%以下、 Mn:0.15%以上、1.5%以下、 Al:0.005%以上、0.5%以下、 N :0.1%以下、 Nb,Ti,Zr,Mo,V,Cr,Bの内、1種ある
    いは2種以上を0.1%<10(Ti+Nb+Zr)+
    200B+2V+Cr+Mo<1%の条件式を満足する
    ように添加し、残部が不可避的不純物からなる鋼をAr
    3 変態点以上で熱延し、700℃以下、500℃以上の
    温度で巻き取り、酸洗後、60%以上、95%以下の冷
    延を行なって、板厚を0.05mm以上、0.25mm以下
    とし、その後、焼鈍を行なわないことを特徴とする溶接
    缶用鋼板の製造方法。
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