JP5335189B2 - Aluminum alloy plate for cap and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、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 and a method for producing the same.
近年、胴体部と口部とからなるボトル缶と、前記口部に取り付けられるスクリュー式のキャップとを備えてなる飲料用容器が用いられるようになっている。また、ボトル缶のアルミニウム化に伴い、キャップについても、ボトル缶用として適したアルミニウム材質のものが使用されている。
一般に、ボトル缶の材質としては、ＪＩＳ ３００４（ＡＡ３００４）またはＪＩＳ ３１０４（ＡＡ３１０４）等、Ａｌ−Ｍｎ系のＡｌ合金（３０００系）が用いられており、また、キャップの材質としては、ＡＡ５１５１のようなＡｌ−Ｍｇ系のＡｌ合金（５０００系）が用いられている。
In recent years, a beverage container comprising a bottle can comprising a body part and a mouth part and a screw-type cap attached to the mouth part has been used. In addition, with the aluminumization of bottle cans, caps made of an aluminum material suitable for bottle cans are used.
In general, Al—Mn Al alloy (3000 series) such as JIS 3004 (AA3004) or JIS 3104 (AA3104) is used as the material of the bottle can, and the material of the cap is AA5151. Al-Mg based Al alloy (5000 type) is used.
このようなキャップに用いられるアルミニウム合金材料として、重量％でＭｇ：１.５〜２.１％を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなる組成を有し、引張強さが２１５〜２７０ＭＰａ、伸びが３.０％以上、耳率が３.５％以下とされたキャップ用アルミニウム合金材が提案されている（例えば、特許文献１）。 As an aluminum alloy material used for such a cap, Mg contains 1.5 to 2.1% by weight, the balance has a composition consisting of Al and inevitable impurities, and a tensile strength of 215 to 270 MPa, An aluminum alloy material for a cap having an elongation of 3.0% or more and an ear rate of 3.5% or less has been proposed (for example, Patent Document 1).
また、重量％でＭｇ：０.８〜２.０％を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなる組成を有し、引張強さが１７０〜２１４ＭＰａ、伸びが５％以上、耳率が３％以下、限界絞り比が１.９以上とされたキャップ用アルミニウム合金材が提案されている（例えば、特許文献２）。 Further, Mg contains 0.8 to 2.0% by weight, the balance is composed of Al and inevitable impurities, the tensile strength is 170 to 214 MPa, the elongation is 5% or more, and the ear ratio is 3 %, And a limit drawing ratio of 1.9 or more has been proposed (for example, Patent Document 2).
また、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｍｎ及びＣｒを含有するとともに残部がＡｌ及び不可避的不純物からなり、集合組織のキューブ方位密度が９以下であり、かつβファイバに属する各方位の最大方位密度が１５以下であり、引張強度が１９０ＭＰａ以上２９０ＭＰａ以下の範囲とされたキャップ用アルミニウム合金材が提案されている（例えば、特許文献３）。 Further, it contains Mg, Fe, Mn and Cr, and the balance is made of Al and inevitable impurities, the cube orientation density of the texture is 9 or less, and the maximum orientation density of each orientation belonging to the β fiber is 15 or less. There has been proposed an aluminum alloy material for caps having a tensile strength in a range of 190 MPa or more and 290 MPa or less (for example, Patent Document 3).
また、近年、上述のようなアルミニウム合金材からなるキャップが備えられたアルミニウム製ボトル缶が、緑茶や紅茶、コーヒー等のホット飲料用としても使用されるようになってきている。このようなボトル缶に飲料を充填し、加熱してホット飲料とした場合、ボトル缶の内圧が上昇し、ボトル缶に螺着したキャップが外れて飛び出す現象が生じることがある。
上述のような、ボトル缶からのキャップの飛び出しを防止するには、ボトル缶のねじ部とキャップのねじ部との嵌合を強固にする必要がある。この場合、ボトル缶及びキャップが加熱された状態において、ボトル缶のねじ部とキャップのねじ部との螺着による嵌合が維持されている必要がある。 In order to prevent the cap from popping out of the bottle can as described above, it is necessary to strengthen the fitting between the screw portion of the bottle can and the screw portion of the cap. In this case, in a state where the bottle can and the cap are heated, it is necessary to maintain the fitting by screwing between the screw portion of the bottle can and the screw portion of the cap.
しかしながら、特許文献１〜３の何れに記載されたキャップ用アルミニウム合金材は、何れも耐熱性が低いため、加熱された際に変形が生じやすくなる。このため、これらのアルミニウム合金材からなるキャップをホット飲料が充填されたボトル缶に嵌合し、この状態で加熱した場合には、ボトル缶の内圧が上昇した際にキャップに圧力が加わるので、キャップのねじ部が変形することがある。このように、キャップのねじ部が変形すると、キャップのねじ部とボトル缶のねじ部との間に螺着の緩みが生じ、最悪の場合、キャップが外れて飛び出してしまう虞がある。 However, since all the aluminum alloy materials for caps described in Patent Documents 1 to 3 have low heat resistance, they are likely to be deformed when heated. For this reason, when a cap made of these aluminum alloy materials is fitted into a bottle can filled with a hot beverage and heated in this state, pressure is applied to the cap when the internal pressure of the bottle can rises. The screw part of the cap may be deformed. As described above, when the screw portion of the cap is deformed, loosening of the screw occurs between the screw portion of the cap and the screw portion of the bottle can, and in the worst case, the cap may come off and jump out.
一般に、特許文献１〜３に記載のような、キャップに用いられるＡｌ−Ｍｇ系のＡｌ合金（５０００系）からなるアルミニウム合金板を製造する際には、熱間及び冷間圧延処理を施した後、加工硬化後に１３０〜１７０℃での低温加熱によって安定化処理する、Ｈ３ｎ（ＪＩＳ Ｈ０００１）の安定化焼鈍（最終焼鈍）が行なわれる。このようなＨ３ｎの安定化焼鈍は、５０００系のようなＭｇを含み、常温下で徐々に軟化するＡｌ合金に用いられる。 Generally, when manufacturing an aluminum alloy plate made of an Al-Mg-based Al alloy (5000-based) used for a cap as described in Patent Documents 1 to 3, hot and cold rolling treatments were performed. Thereafter, stabilization annealing (final annealing) of H3n (JIS H0001) is performed, which is stabilized by low-temperature heating at 130 to 170 ° C. after work hardening. Such stabilization annealing of H3n is used for Al alloys containing Mg such as 5000 series and gradually softening at room temperature.
しかしながら、上述のようなＭｇを含む５０００系のＡｌ合金は、キャップとして加工した後、経時変化によって強度にばらつきが生じることがある。このため、このようなキャップを、ホット飲料が充填されたボトル缶のねじ部に取り付けて螺着し、この状態で加熱した場合、上述のように、キャップのねじ部が変形してボトル缶に対する螺着に緩みが生じ、キャップが外れて飛び出す虞があった。 However, a 5000 series Al alloy containing Mg as described above may have variations in strength due to changes over time after being processed as a cap. For this reason, when such a cap is attached and screwed to the screw portion of the bottle can filled with hot beverage and heated in this state, as described above, the screw portion of the cap is deformed to There was a risk that the screwing would loosen and the cap would come off and jump out.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、耐熱性に優れ、製造コストを増大させることなく、ボトル缶にホット飲料を充填して加熱した場合であっても、キャップが飛び出すのを防止することができる、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 made in view of the above circumstances, and is excellent in heat resistance, and prevents the cap from popping out even when the bottle can is filled with a hot beverage and heated without increasing the manufacturing cost. An object of the present invention is to provide an aluminum alloy plate for a cap and a method for producing the same.
本発明者等は鋭意検討した結果、Ｍｇを適正範囲で含有するとともに、元板の機械的特性、並びにベーキング後の機械的特性を適正範囲とすることにより、耐熱性、つまり高温下における強度特性に優れたキャップ用アルミニウム合金板が得られることを見出した。
さらに、本発明者等は、Ｍｇを適正範囲で含有するＡｌ合金からなるアルミニウム合金板に対し、冷間圧延の工程中において適正温度での中間焼鈍を行い、また、中間焼鈍及び冷間圧延を行なった後、適正温度による最終調質焼鈍を施すことにより、加工性が良く、また、伸びが得られるとともに、安定化と強度のバランスが良好となり、耐熱性に優れたキャップ用アルミニウム合金板が得られることを見出し、本発明を完成させた。
本発明は、以下に関する。
As a result of intensive studies, the present inventors have included Mg in an appropriate range, and by making the mechanical properties of the base plate and the mechanical properties after baking appropriate ranges, heat resistance, that is, strength properties at high temperatures. It was found that an aluminum alloy plate for a cap excellent in the above can be obtained.
Furthermore, the present inventors perform intermediate annealing at an appropriate temperature during the cold rolling process on an aluminum alloy plate made of an Al alloy containing Mg in an appropriate range, and also perform intermediate annealing and cold rolling. After carrying out the final tempering annealing at an appropriate temperature, the workability is good, the elongation is obtained, the balance between stabilization and strength is good, and the aluminum alloy plate for caps with excellent heat resistance is obtained. As a result, the present invention was completed.
The present invention relates to the following.
（１）請求項１に記載の発明
質量％で、Ｍｇ：１．６１〜１．９％、Ｃｕ：０．０５％以下、Ｍｎ：０．１％以下、Ｃｒ：０．０５％以下、Ｚｎ：０．２％以下、Ｓｉ：０．３％以下、Ｆｅ：０．０５〜０．４％、Ｔｉ：０．２％以下を含有し、残部が不可避不純物を含むＡｌからなるスラブに、熱間圧延を必要回数行なってアルミニウム合金板とし、次いで、前記アルミニウム合金板に冷間圧延を必要回数行なうとともに、前記冷間圧延の工程間において、中間焼鈍を３５０〜５００℃の温度で連続焼鈍によって行い、
次いで、冷間圧延率６０％以上７０％以下の範囲で最終冷間圧延を行なった後、２２０℃以上２３５℃以下の温度で最終調質焼鈍を行なうことで製造されるキャップ用アルミニウム合金板であって、元板の引張強さが２１０〜２２３ＭＰａ、耐力が１７４〜１８５ＭＰａ、伸びが８．３〜１０．６％の範囲であり、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°方向、４５°方向の６箇所に発生する六方耳であり、なお且つ、絞り比１．９７における耳率が０．８〜１．１％であり、温度１９５℃で１０分間加熱するベーキング後の引張強さが２１１〜２２５ＭＰａ、耐力が１６７〜１７７ＭＰａ、伸びが８．４〜１０．９％の範囲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。
（２）請求項２に記載の発明
質量％で、Ｍｇ：１．６１〜１．９％、Ｃｕ：０．０５％以下、Ｍｎ：０．１％以下、Ｃｒ：０．０５％以下、Ｚｎ：０．２％以下、Ｓｉ：０．３％以下、Ｆｅ：０．０５〜０．４％、Ｔｉ：０．２％以下を含有し、残部が不可避不純物を含むＡｌからなるスラブに、熱間圧延を必要回数行なってアルミニウム合金板とし、
次いで、前記アルミニウム合金板に冷間圧延を必要回数行なうとともに、前記冷間圧延の工程間において、中間焼鈍を３５０〜５００℃の温度で連続焼鈍によって行い、
次いで、冷間圧延率６０％以上７０％以下の範囲で最終冷間圧延を行なった後、２２０℃以上２３５℃以下の温度で最終調質焼鈍を行なうことによって、元板の引張強さが２１０〜２２３ＭＰａ、耐力が１７４〜１８５ＭＰａ、伸びが８．３〜１０．６％の範囲であり、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°方向、４５°方向の６箇所に発生する六方耳であり、なお且つ、絞り比１．９７における耳率が０．８〜１．１％であり、温度１９５℃で１０分間加熱するベーキング後の引張強さが２１１〜２２５ＭＰａ、耐力が１６７〜１７７ＭＰａ、伸びが８．４〜１０．９％の範囲であるキャップ用アルミニウム合金板を得る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。
(1) Invention of Claim 1 By mass%, Mg: 1.61-1.9%, Cu: 0.05% or less, Mn: 0.1% or less, Cr: 0.05% or less, Zn : 0.2% or less, Si: 0.3% or less, Fe: 0.05 to 0.4%, Ti: 0.2% or less, and the balance is heated to slab made of Al containing inevitable impurities. During the cold rolling process, intermediate annealing is performed by continuous annealing at a temperature of 350 to 500 ° C. Done
Then, after performing the final cold rolling in the range of cold rolling rate of 60% or more and 70% or less, the final temper annealing is performed at a temperature of 220 ° C. or more and 235 ° C. or less. The tensile strength of the base plate is 210 to 223 MPa, the proof stress is 174 to 185 MPa, and the elongation is 8.3 to 10.6 %. The shape is hexagonal ears occurring at 6 locations in the 0 ° direction and 45 ° direction with respect to the rolling direction, and the ear rate at the drawing ratio of 1.97 is 0.8 to 1.1% , and the temperature An aluminum alloy plate for a cap, characterized in that the tensile strength after baking at 195 ° C. for 10 minutes is 211 to 225 MPa, the yield strength is 167 to 177 MPa, and the elongation is 8.4 to 10.9 %. .
(2) Invention of Claim 2 By mass%, Mg: 1.61-1.9%, Cu: 0.05% or less, Mn: 0.1% or less, Cr: 0.05% or less, Zn : 0.2% or less, Si: 0.3% or less, Fe: 0.05 to 0.4%, Ti: 0.2% or less, and the balance is heated to slab made of Al containing inevitable impurities. Inter-rolling is performed the required number of times to make an aluminum alloy plate,
Subsequently, the aluminum alloy plate is subjected to cold rolling as many times as necessary, and during the cold rolling process, intermediate annealing is performed by continuous annealing at a temperature of 350 to 500 ° C.,
Next, after performing the final cold rolling in the range of the cold rolling rate of 60% or more and 70% or less, the final temper annealing is performed at a temperature of 220 ° C. or more and 235 ° C. or less , whereby the tensile strength of the base plate is 210. ~ 223 MPa, proof stress is 174 ~ 185 MPa, elongation is in the range of 8.3 to 10.6 %, and the form of the ears generated at the opening of the cup in the deep drawing test is 0 ° to the rolling direction. Tensile after baking which is a hexagonal ear generated at six locations in the 45 ° direction, and has an ear ratio of 0.8 to 1.1% at a drawing ratio of 1.97 and heated at a temperature of 195 ° C. for 10 minutes. A method for producing an aluminum alloy plate for a cap, comprising: obtaining an aluminum alloy plate for a cap having a strength of 211 to 225 MPa, a proof stress of 167 to 177 MPa, and an elongation of 8.4 to 10.9 %.
本発明のキャップ用アルミニウム合金板によれば、成分組成を上記範囲とし、特に、強度向上効果を有するＭｇの含有量を規定するとともに、元板の機械的特性並びにベーキング後の機械的特性を上記範囲で規定することにより、耐熱性、つまり高温下における強度が向上するので、高温で加熱され、且つ、高圧が加えられた場合であっても変形が生じるのを抑制することができる。
これにより、本発明のキャップ用アルミニウム合金板を用いてキャップを構成すれば、ホット飲料を充填したボトル缶並びにキャップを加熱した際にボトル缶内部の圧力上昇が生じても、キャップがボトル缶から外れて飛び出したりすることのないキャップとすることが可能となる。また、上述の条件を規定し、最終冷間圧延の冷間圧延率を規定の範囲、最終調質焼鈍を特定の温度範囲で行って得られたキャップ用アルミニウム合金板は、絞り比１．９７における耳率を低くできる。
従って、耐熱性に優れたキャップ用アルミニウム合金板を、安価な構成で実現することができる。
According to the aluminum alloy plate for caps of the present invention, the component composition is in the above range, and in particular, the content of Mg having a strength improving effect is specified, and the mechanical properties of the base plate and the mechanical properties after baking are set forth above. By defining the range, the heat resistance, that is, the strength at a high temperature is improved, so that even when heated at a high temperature and a high pressure is applied, deformation can be suppressed.
Thereby, if a cap is comprised using the aluminum alloy plate for caps of this invention, even if the pressure rise inside a bottle can arises when a bottle can filled with a hot beverage and the cap are heated, the cap is removed from the bottle can. It is possible to make a cap that does not come off and jump out. Moreover, the aluminum alloy sheet for caps obtained by prescribing the above-described conditions, performing the cold rolling rate of the final cold rolling in a predetermined range, and performing the final temper annealing in a specific temperature range has a drawing ratio of 1.97. Ear rate can be lowered.
Therefore, the aluminum alloy plate for caps excellent in heat resistance can be realized with an inexpensive configuration.
また、本発明のキャップ用アルミニウム合金板の製造方法によれば、成分組成を上記範囲とし、特に、強度向上効果を有するＭｇの含有量を規定するとともに、熱間及び冷間圧延後であって、好適な最終冷間圧延率で最終冷間圧延した後に適正温度による最終調質焼鈍を施すことにより、伸びが得られ、加工性が向上するとともに、元板の機械的特性並びにベーキング後の機械的特性を上記範囲で規定することができ、安定化と強度のバランスが良好となり、耐熱性に優れたキャップ用アルミニウム合金板が得られる。
また、最終冷間圧延の冷間圧延率を規定の範囲、最終調質焼鈍を特定の温度範囲で行って得られたキャップ用アルミニウム合金板は、絞り比１．９７における耳率を低くできる。
Moreover, according to the method for producing an aluminum alloy plate for a cap of the present invention, the component composition is in the above range, and in particular, the content of Mg having an effect of improving the strength is specified, and after hot and cold rolling, , After final cold rolling at a suitable final cold rolling rate, and by performing final temper annealing at an appropriate temperature, elongation is obtained, workability is improved , mechanical properties of the base plate and machine after baking Characteristics can be defined within the above range, the balance between stabilization and strength is good, and an aluminum alloy plate for a cap excellent in heat resistance can be obtained.
Moreover, the aluminum alloy sheet for caps obtained by performing the cold rolling rate of the final cold rolling in a specified range and performing the final temper annealing in a specific temperature range can reduce the ear rate at a drawing ratio of 1.97.
以下、本発明に係るキャップ用アルミニウム合金板及びその製造方法の実施の形態について説明する。
本発明のキャップ用アルミニウム合金板は、質量％で、Ｍｇ：１．６１〜１．９％、Ｃｕ：０．０５％以下、Ｍｎ：０．１％以下、Ｃｒ：０．０５％以下、Ｚｎ：０．２％以下、Ｓｉ：０．３％以下、Ｆｅ：０．０５〜０．４％、Ｔｉ：０．２％以下を含有し、残部が不可避不純物を含むＡｌからなり、元板の引張強さが２０２〜２３５ＭＰａ、耐力が１７１〜２００ＭＰａ、伸びが７〜１２％の範囲であり、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°方向、４５°方向の６箇所に発生する六方耳、又は、０°方向、４５°方向、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における耳率が１．５％以下であり、ベーキング後の引張強さが２０２〜２３５ＭＰａ、耐力が１６０〜１９５ＭＰａ、伸びが７〜１２％の範囲として概略構成されている。
本発明のキャップ用アルミニウム合金板は、例えば、アルミニウム材料からなり胴体部と口部とを備えるボトル缶の前記口部に取り付けられる、スクリュー式のキャップの材料として用いるのに適する。
Embodiments of an aluminum alloy plate for a cap and a method for producing the same according to the present invention will be described below.
The aluminum alloy plate for a cap of the present invention is, by mass, Mg: 1.61 to 1.9%, Cu: 0.05% or less, Mn: 0.1% or less, Cr: 0.05% or less, Zn : 0.2% or less, Si: 0.3% or less, Fe: 0.05 to 0.4%, Ti: 0.2% or less, the balance is made of Al containing inevitable impurities, The tensile strength is 202 to 235 MPa, the yield strength is 171 to 200 MPa, the elongation is 7 to 12%, and the shape of the ears generated at the opening of the cup by the deep drawing test is the 0 ° direction with respect to the rolling direction. It is a hexagonal ear that occurs at six locations in the 45 ° direction, or an eight-way ear that occurs at eight locations in the 0 ° direction, 45 ° direction, and 90 ° direction, and the ear rate at the aperture ratio of 1.97 is 1. 5% or less, tensile strength after baking is 202 to 235 MPa, proof stress is 160 to It is schematically configured as a range of 195 MPa and elongation of 7 to 12%.
The aluminum alloy plate for a cap of the present invention is suitable for use as a screw-type cap material that is attached to the mouth portion of a bottle can made of an aluminum material and provided with a body portion and a mouth portion, for example.
また、本発明のキャップ用アルミニウム合金板は、質量％で、Ｍｇ：１．６１〜１．９％、Ｃｕ：０．０５％以下、Ｍｎ：０．１％以下、Ｃｒ：０．０５％以下、Ｚｎ：０．２％以下、Ｓｉ：０．３％以下、Ｆｅ：０．０５〜０．４％、Ｔｉ：０．２％以下を含有し、残部が不可避不純物を含むＡｌからなるスラブに、熱間圧延を必要回数行なってアルミニウム合金板とし、次いで、前記アルミニウム合金板に冷間圧延を必要回数行なうとともに、前記冷間圧延の工程間において、中間焼鈍を３５０〜５００℃の温度で連続焼鈍によって行い、次いで、冷間圧延率５０％超７５％以下の範囲で最終冷間圧延を行なった後、２００〜２５０℃の温度で最終調質焼鈍を行なう方法により、製造することができる。 Moreover, the aluminum alloy plate for caps of this invention is mass%, Mg: 1.61-1.9%, Cu: 0.05% or less, Mn: 0.1% or less, Cr: 0.05% or less Zn: 0.2% or less, Si: 0.3% or less, Fe: 0.05 to 0.4%, Ti: 0.2% or less, and the balance is made of Al containing inevitable impurities. Then, hot rolling is performed as many times as necessary to obtain an aluminum alloy sheet, and then the aluminum alloy sheet is subjected to cold rolling as many times as necessary, and intermediate annealing is continuously performed at a temperature of 350 to 500 ° C. during the cold rolling process. It can be manufactured by a method of performing annealing and then performing final temper annealing at a temperature of 200 to 250 ° C. after performing the final cold rolling in the range of more than 50% and 75% or less.
［キャップ用アルミニウム合金板］
以下に、本発明に係るキャップ用アルミニウム合金板において限定する成分組成、並びに合金板特性について説明する。
[Aluminum alloy plate for cap]
Below, the component composition limited in the aluminum alloy plate for caps which concerns on this invention, and an alloy plate characteristic are demonstrated.
＜成分組成＞
以下に記載する各元素の含有量は、特に規定しない限り質量％であり、また、特に規定しない限り上限と下限を含むものとする。従って、例えば０.０５〜０.４％は、０.０５％以上、０.４％以下を意味する。
<Ingredient composition>
The content of each element described below is mass% unless otherwise specified, and includes an upper limit and a lower limit unless otherwise specified. Therefore, for example, 0.05 to 0.4% means 0.05% or more and 0.4% or less.
「Ｍｇ」１．６１〜１．９％
Ｍｇは、本発明のキャップ用アルミニウム合金板において、固溶体強化作用を有し、圧延加工時に加工硬化性を高めるとともに、ＳｉやＣｕと共存することで分散硬化と析出硬化作用を発揮し、強度を向上させる元素である。
Ｍｇの含有量が１．６１％未満だと、上述した耐熱性向上の効果が充分に得られない。
Ｍｇの含有量が１．９％を超えると、強度が高くなりすぎ、加工性が低下するとともに、成形加工されたキャップをボトル缶に組み付けた場合、開栓が困難になる。
従って、Ｍｇの含有量は、１．６１〜１．９％の範囲内とすることがより好ましい。
“Mg” 1.61 to 1.9%
In the aluminum alloy plate for caps of the present invention, Mg has a solid solution strengthening action, improves work hardenability at the time of rolling, and exhibits dispersion hardening and precipitation hardening action by coexisting with Si and Cu. It is an element to improve.
If the Mg content is less than 1.61%, the above-described effect of improving heat resistance cannot be obtained sufficiently.
If the Mg content exceeds 1.9%, the strength becomes too high, the workability is lowered, and when the molded cap is assembled to a bottle can, it is difficult to open the cap.
Therefore, the Mg content is more preferably in the range of 1.61 to 1.9%.
本発明のキャップ用アルミニウム合金板は、特に強度向上の効果を有するＭｇの含有量を上記範囲に規定し、詳細を後述する機械的特性を規定することにより、高温下における高い強度特性と優れた加工性を両立させることが可能となり、また、成形加工してキャップを構成し、ボトル缶に組み付けた際の開栓容易性を確保することも可能となる。 The aluminum alloy plate for caps of the present invention is particularly excellent in high strength properties at high temperatures by prescribing the content of Mg having the effect of improving strength within the above range and by defining the mechanical properties described in detail later. It becomes possible to achieve both workability, and it is also possible to secure the ease of opening when a cap is formed by molding and assembled to a bottle can.
「Ｃｕ」０.０５％以下
Ｃｕは、本発明のキャップ用アルミニウム合金板において、Ｍｇ等と金属間化合物を形成し、固溶硬化、析出硬化及び分散硬化作用で強度を高める効果を有する。
Ｃｕの含有量が０.０５％を越えると、強度が高くなりすぎ、成形加工されたキャップをボトル缶に組み付けた場合、開栓が困難になる。また、Ｍｇ、Ｓｉ、Ａｌとの金属間化合物が溶体化できなくなり、靭性低下によって加工性が低下する。
“Cu” 0.05% or less In the aluminum alloy plate for a cap of the present invention, Cu forms an intermetallic compound with Mg or the like, and has an effect of increasing strength by solid solution hardening, precipitation hardening and dispersion hardening.
If the Cu content exceeds 0.05%, the strength becomes too high, and when the molded cap is assembled to a bottle can, it is difficult to open the cap. Moreover, the intermetallic compound with Mg, Si, and Al cannot be made into a solution, and the workability is lowered due to a decrease in toughness.
「Ｍｎ」０.１％以下
Ｍｎは、本発明のキャップ用アルミニウム合金板において、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ系金属間化合物を形成し、晶出相及び分散相となって分散硬化作用を発揮し、強度を高める効果を有する。
Ｍｎの含有量が０．１％を越えると、強度が高くなりすぎ、成形加工されたキャップをボトル缶に組み付けた場合、開栓が困難になる。また、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ系金属間化合物の量が多くなりすぎ、靭性低下によって加工性が低下する。
"Mn" 0.1% or less Mn forms an Al-Mn-Fe intermetallic compound in the cap aluminum alloy plate of the present invention, and exhibits a dispersion hardening action as a crystallization phase and a dispersed phase. Has the effect of increasing strength.
If the Mn content exceeds 0.1%, the strength becomes too high, and when the molded cap is assembled to a bottle can, it is difficult to open the cap. In addition, the amount of the Al—Mn—Fe intermetallic compound is excessively increased, and the workability is reduced due to a decrease in toughness.
「Ｃｒ」０．０５％以下
Ｃｒは、結晶を微細化して成形性を向上させるとともに、強度を向上させる効果を有する。また、Ｃｒは、Ｃｕとともに添加することにより、複合的に効果が大きくなる。
Ｃｒの含有量が０．０５％を越えると、強度が高くなりすぎ、成形加工されたキャップをボトル缶に組み付けた場合、開栓が困難になる。
“Cr” 0.05% or less Cr has the effect of improving crystal formability to improve formability and strength. In addition, Cr is added together with Cu to increase the effect in a complex manner.
If the Cr content exceeds 0.05%, the strength becomes too high, and it is difficult to open the cap when the molded cap is assembled to a bottle can.
「Ｚｎ」０．２％以下
Ｚｎは、析出するＭｇ、Ｓｉ、Ｃｕの金属間化合物を微細化する作用を有する。
Ｚｎの含有量が０．２％を越えると、加工性と耐食性が劣化するとともに、強度が高くなりすぎ、成形加工されたキャップをボトル缶に組み付けた場合、開栓が困難になる。
“Zn” 0.2% or less Zn has an effect of refining the precipitated intermetallic compound of Mg, Si, and Cu.
If the Zn content exceeds 0.2%, the workability and corrosion resistance deteriorate, the strength becomes too high, and when the molded cap is assembled to a bottle can, it is difficult to open the cap.
「Ｓｉ」０.３％以下
Ｓｉは、本発明のキャップ用アルミニウム合金板において、同時に含有されるＭｇ等とともに化合物を形成し、固溶硬化、析出硬化及び分散硬化作用で強度を向上させる他、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ系金属間化合物を形成する効果を有する。
Ｓｉの含有量が０.３％を越えると、強度が高くなりすぎ、成形加工されたキャップをボトル缶に組み付けた場合、開栓が困難になる。また、Ｍｇ、Ｃｕ、Ａｌとの金属間化合物が溶体化できなくなり、靭性が低下する。
"Si" 0.3% or less Si, in the aluminum alloy plate for caps of the present invention, forms a compound together with Mg or the like contained at the same time, and improves the strength by solid solution hardening, precipitation hardening and dispersion hardening action, It has the effect of forming an Al-Mn-Fe intermetallic compound.
If the Si content exceeds 0.3%, the strength becomes too high, and when the molded cap is assembled to a bottle can, it is difficult to open the cap. Moreover, the intermetallic compound with Mg, Cu, and Al cannot be solutionized, and the toughness is lowered.
「Ｆｅ」０.０５〜０.４％
Ｆｅは、本発明のキャップ用アルミニウム合金板において、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ系の金属間化合物の析出量を増加させ、結晶を微細化する効果を有する。金属間化合物の量や大きさ等を適正に制御することにより、加工性を向上させることができる。
Ｆｅの含有量が０.０５％未満だと、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ系金属間化合物の析出量が少なくなりすぎ、上述の加工性向上の効果が得られず、また、耐熱性が不足する虞がある。
Ｆｅの含有量が０.４％を超えると、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ系金属間化合物の量が多くなりすぎ、靭性低下によって加工性が低下し、また、成形加工されたキャップをボトル缶に組み付けた場合、開栓が困難になる。
"Fe" 0.05-0.4%
Fe has the effect of increasing the amount of Al—Mn—Fe-based intermetallic compound precipitated and making the crystals finer in the aluminum alloy plate for a cap of the present invention. Workability can be improved by appropriately controlling the amount and size of the intermetallic compound.
When the Fe content is less than 0.05%, the precipitation amount of the Al—Mn—Fe intermetallic compound becomes too small, and the above-mentioned effect of improving workability cannot be obtained, and the heat resistance may be insufficient. There is.
If the Fe content exceeds 0.4%, the amount of Al-Mn-Fe intermetallic compound becomes too large, the workability decreases due to a decrease in toughness, and the molded cap is assembled to a bottle can. In this case, it becomes difficult to open the plug.
「Ｔｉ」０．２％以下
Ｔｉは、本発明のキャップ用アルミニウム合金板において、結晶粒を微細化し、加工性を改善する効果を有する。
Ｔｉの含有量が０．２％を越えると、粗大な化合物が生じて加工性が低下するとともに、強度が高くなりすぎ、成形加工されたキャップをボトル缶に組み付けた場合、開栓が困難になる。
“Ti” 0.2% or less Ti has the effect of refining crystal grains and improving workability in the aluminum alloy plate for a cap of the present invention.
If the Ti content exceeds 0.2%, a coarse compound is produced, the workability deteriorates, the strength becomes too high, and when the molded cap is assembled to a bottle can, it is difficult to open the cap. Become.
＜アルミニウム合金板の機械的特性＞
以下に、本発明に係るキャップ用アルミニウム合金板で規定する各機械的特性について説明する。
<Mechanical properties of aluminum alloy sheet>
Below, each mechanical characteristic prescribed | regulated with the aluminum alloy plate for caps which concerns on this invention is demonstrated.
「元板の機械的特性」
本発明のキャップ用アルミニウム合金板では、詳細を後述するベーキング後の機械的特性を得るため、元板の機械的特性を、以下に説明する特性で規定した。
“Mechanical properties of base plate”
In the aluminum alloy plate for caps of the present invention, in order to obtain mechanical properties after baking, which will be described in detail later, the mechanical properties of the base plate are defined by the properties described below.
（元板の引張強さ）２０２〜２３５ＭＰａ
本発明のキャップ用アルミニウム合金板は、元板の引張強さが２０２〜２３５ＭＰａの範囲とされていることが好ましい。
元板の引張強さを上記範囲とすることにより、本発明のキャップ用アルミニウム合金板を成形加工及び塗装焼付してキャップを構成し、ボトル缶に組み付けられた際、高温で加熱された場合であっても高い強度を確保することが可能となり、高い耐熱性が得られる。
元板の引張強さが２０２ＭＰａ未満だと、上述のような高い耐熱性が得られなくなる。また、元板の引張強さが２３５ＭＰａを超えると、加工性が低下する虞が有る。
なお、本発明で説明する元板とは、キャップ用アルミニウム合金板を製造する工程において、熱間及び冷間圧延、最終調質焼鈍を施した後、ベーキングを施す前のアルミニウム合金板のことを言う。
(Tensile strength of base plate) 202-235 MPa
As for the aluminum alloy plate for caps of this invention, it is preferable that the tensile strength of a base plate shall be the range of 202-235 MPa.
By making the tensile strength of the base plate within the above range, the cap aluminum alloy plate of the present invention is molded and painted and baked to form the cap, and when it is assembled at the bottle can, it is heated at a high temperature. Even if it exists, it becomes possible to ensure high intensity | strength and high heat resistance is acquired.
When the tensile strength of the base plate is less than 202 MPa, the high heat resistance as described above cannot be obtained. Moreover, when the tensile strength of the base plate exceeds 235 MPa, the workability may be reduced.
The base plate described in the present invention refers to an aluminum alloy plate before baking after hot and cold rolling and final temper annealing in the process of manufacturing an aluminum alloy plate for a cap. say.
（元板の耐力）１７１〜２００ＭＰａ
本発明のキャップ用アルミニウム合金板は、元板の耐力が１７１〜２００ＭＰａの範囲とされていることが好ましい。
元板の耐力を上記範囲とすることにより、本発明のキャップ用アルミニウム合金板を成形加工及び塗装焼付してキャップを構成し、ボトル缶に組み付けられた際、高温で加熱された場合であっても高い強度を確保することが可能となり、高い耐熱性が得られる。
元板の耐力が１７１ＭＰａ未満だと、上述のような高い耐熱性が得られなくなる。また、元板の耐力が２００ＭＰａを超えると、加工性が低下する虞が有る。
(Strength of the base plate) 171 to 200 MPa
As for the aluminum alloy plate for caps of this invention, it is preferable that the yield strength of a base plate shall be the range of 171-200 MPa.
By making the proof stress of the base plate within the above range, the cap aluminum alloy plate of the present invention is formed and painted and baked to form a cap, and when it is assembled to a bottle can, it is heated at a high temperature. In addition, high strength can be ensured, and high heat resistance can be obtained.
When the proof stress of the base plate is less than 171 MPa, the high heat resistance as described above cannot be obtained. Moreover, when the proof stress of a base plate exceeds 200 MPa, there exists a possibility that workability may fall.
（元板の伸び）７〜１２％
本発明のキャップ用アルミニウム合金板は、元板の伸びが７〜１２％の範囲とされていることが好ましい。
元板の伸びを上記範囲とすることにより、本発明のキャップ用アルミニウム合金板を成形加工及び塗装焼付してキャップを構成し、ボトル缶に組み付けられた際、高温で加熱された場合であっても高い強度を確保することが可能となり、高い耐熱性が得られる。
元板の伸びが７％未満だと、成形加工されたキャップをボトル缶に組み付けた場合、開栓が困難になる。また、元板の伸びが１２％を超えると、上述のような高い耐熱性が得られなくなる。
(Elongation of base plate) 7-12%
In the aluminum alloy plate for a cap of the present invention, the base plate preferably has an elongation of 7 to 12%.
By making the elongation of the base plate within the above range, the cap aluminum alloy plate of the present invention is molded and paint baked to form a cap, and when it is assembled at a bottle can, it is heated at a high temperature. In addition, high strength can be ensured, and high heat resistance can be obtained.
If the elongation of the base plate is less than 7%, it is difficult to open the cap when the molded cap is assembled to the bottle can. Further, when the elongation of the base plate exceeds 12%, the high heat resistance as described above cannot be obtained.
「深絞り試験（耳率）」
本発明のキャップ用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°）方向、４５°（１３５°、２２５°、３１５°）方向の６箇所に発生する六方耳、又は、０°（１８０°）方向、４５°（１３５°、２２５°、３１５°）方向、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における耳率を１．５％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 (ear rate)"
In the aluminum alloy plate for a cap of the present invention, the shape of the ear generated at the opening of the cup by the deep drawing test is 0 ° (180 °) direction, 45 ° (135 °, 225 °, 315 °) with respect to the rolling direction. ) Hexagonal ears that occur at 6 locations in the direction, or 8 ears that occur at 8 locations in the 0 ° (180 °), 45 ° (135 °, 225 °, 315 °), and 90 ° (270 °) directions. In addition, by setting the ear ratio at a drawing ratio of 1.97 to 1.5% or less, it is possible to reduce the waste of materials during manufacturing.
「ベーキング後の機械的特性」（１９５℃×１０分）
本発明のキャップ用アルミニウム合金板を成形加工して得られるキャップは、洗浄、化成処理後の乾燥時、外面印刷または内面塗装後の焼付け処理によって約１９５℃の温度に加熱される。このような加熱処理により、一般に、キャップの天板や胴部の強度が変化する。この、加熱後の強度は、キャップ成形時の歪量によって異なる。天板は成形時の歪みが小さいため、その加熱後の強度は加工前の素材であるキャップ用アルミニウム合金板を加熱した後の強度とほぼ等しくなる。このため、強度の目安として、素材であるキャップ用アルミニウム合金板をベーキング（加熱）した後の強度を用いることができる。本発明では、このための加熱条件を、１９５℃×１０分としている。
本発明のキャップ用アルミニウム合金板では、元板の特性を上述のように規定し、さらに、ベーキング後の機械的特性を以下に説明する特性で規定した。
“Mechanical properties after baking” (195 ° C. × 10 minutes)
The cap obtained by forming the aluminum alloy plate for a cap of the present invention is heated to a temperature of about 195 ° C. by the outer surface printing or the baking treatment after the inner surface coating at the time of drying after cleaning and chemical conversion treatment. Such heat treatment generally changes the strength of the top plate and the trunk of the cap. The strength after heating varies depending on the amount of strain during cap molding. Since the top plate has a small distortion at the time of forming, the strength after heating is almost equal to the strength after heating the aluminum alloy plate for cap which is a raw material before processing. For this reason, the intensity | strength after baking (heating) the aluminum alloy plate for caps which is a raw material can be used as a standard of intensity | strength. In the present invention, the heating condition for this is 195 ° C. × 10 minutes.
In the aluminum alloy plate for caps of the present invention, the properties of the base plate are defined as described above, and the mechanical properties after baking are defined by the properties described below.
（ベーキング後の引張強さ）２０２〜２３５ＭＰａ
本発明のキャップ用アルミニウム合金板は、上記条件でベーキングを行なった後の引張強さが２０２〜２３５ＭＰａの範囲とされていることが好ましい。
ベーキング後の引張強さを上記範囲とすることにより、本発明のキャップ用アルミニウム合金板を成形加工及び塗装焼付してキャップを構成し、ボトル缶に組み付けられた際、高温で加熱された場合であっても高い強度を確保することが可能となり、高い耐熱性が得られる。
ベーキング後の引張強さが２０２ＭＰａ未満だと、上述のような高い耐熱性が得られなくなる。また、ベーキング後の引張強さが２３５ＭＰａを超えると、加工性が低下するとともに、強度が高くなりすぎ、成形加工されたキャップをボトル缶に組み付けた場合、開栓が困難になる。
(Tensile strength after baking) 202-235 MPa
The aluminum alloy plate for caps of the present invention preferably has a tensile strength in the range of 202 to 235 MPa after baking under the above conditions.
By making the tensile strength after baking in the above range, the cap aluminum alloy plate of the present invention is molded and baked to form a cap, and when it is assembled to a bottle can, it is heated at a high temperature. Even if it exists, it becomes possible to ensure high intensity | strength and high heat resistance is acquired.
If the tensile strength after baking is less than 202 MPa, the high heat resistance as described above cannot be obtained. On the other hand, if the tensile strength after baking exceeds 235 MPa, the workability deteriorates and the strength becomes too high, and when the molded cap is assembled to a bottle can, it is difficult to open the cap.
（ベーキング後の耐力）１６０〜１９５ＭＰａ
本発明のキャップ用アルミニウム合金板は、上記条件でベーキングを行なった後の耐力が１６０〜１９５ＭＰａの範囲とされていることが好ましい。
ベーキング後の耐力を上記範囲とすることにより、本発明のキャップ用アルミニウム合金板を成形加工及び塗装焼付してキャップを構成し、ボトル缶に組み付けられた際、高温で加熱された場合であっても高い強度を確保することが可能となり、高い耐熱性が得られる。
ベーキング後の耐力が１６０ＭＰａ未満だと、上述のような高い耐熱性が得られなくなる。また、ベーキング後の耐力が１９５ＭＰａを超えると、加工性が低下するとともに、強度が高くなりすぎ、成形加工されたキャップをボトル缶に組み付けた場合、開栓が困難になる。
(Yield strength after baking) 160-195 MPa
The aluminum alloy plate for caps of the present invention preferably has a yield strength after baking under the above conditions in the range of 160 to 195 MPa.
By making the proof strength after baking within the above range, the cap aluminum alloy plate of the present invention is molded and painted and baked to form a cap, which is then heated at a high temperature when assembled into a bottle can. In addition, high strength can be ensured, and high heat resistance can be obtained.
When the yield strength after baking is less than 160 MPa, the high heat resistance as described above cannot be obtained. On the other hand, when the yield strength after baking exceeds 195 MPa, the workability deteriorates, the strength becomes too high, and when the molded cap is assembled to a bottle can, it is difficult to open the cap.
（ベーキング後の伸び）７〜１２％
本発明のキャップ用アルミニウム合金板は、上記条件でベーキングを行なった後の伸びが７〜１２％の範囲とされていることが好ましい。
ベーキング後の伸びを上記範囲とすることにより、本発明のキャップ用アルミニウム合金板を成形加工及び塗装焼付してキャップを構成し、ボトル缶に組み付けられた際、高温で加熱された場合であっても高い強度を確保することが可能となり、高い耐熱性が得られる。
ベーキング後の伸びが７％未満だと、成形加工されたキャップをボトル缶に組み付けた場合、開栓が困難になる。また、ベーキング後の伸びが１２％を超えると、上述のような高い耐熱性が得られなくなる。
(Elongation after baking) 7-12%
The aluminum alloy plate for caps of the present invention preferably has an elongation of 7 to 12% after baking under the above conditions.
By making the elongation after baking within the above range, the cap aluminum alloy plate of the present invention is molded and painted and baked to form a cap, which is then heated at a high temperature when assembled into a bottle can. In addition, high strength can be ensured, and high heat resistance can be obtained.
If the elongation after baking is less than 7%, it is difficult to open the cap when the molded cap is assembled to a bottle can. Moreover, when the elongation after baking exceeds 12%, the high heat resistance as described above cannot be obtained.
［キャップ用アルミニウム合金板の製造方法］
本発明に係る本発明のキャップ用アルミニウム合金板の製造方法の一例について、以下に説明する。
本実施形態の製造方法は、上述したように、質量％で、Ｍｇ：１．６１〜１．９％、Ｃｕ：０．０５％以下、Ｍｎ：０．１％以下、Ｃｒ：０．０５％以下、Ｚｎ：０．２％以下、Ｓｉ：０．３％以下、Ｆｅ：０．０５〜０．４％、Ｔｉ：０．２％以下を含有し、残部が不可避不純物を含むＡｌからなるスラブに、熱間圧延を必要回数行なってアルミニウム合金板とし、次いで、前記アルミニウム合金板に冷間圧延を必要回数行なうとともに、前記冷間圧延の工程間において、中間焼鈍を３５０〜５００℃の温度で連続焼鈍によって行い、次いで、冷間圧延率５０％超７５％以下の範囲で最終冷間圧延を行なった後、２００〜２５０℃の温度で最終調質焼鈍を行なう方法である。
[Method for producing aluminum alloy plate for cap]
An example of the method for producing an aluminum alloy plate for a cap according to the present invention will be described below.
As described above, the manufacturing method of the present embodiment is, in mass%, Mg: 1.61 to 1.9%, Cu: 0.05% or less, Mn: 0.1% or less, Cr: 0.05%. Hereinafter, a slab made of Al containing Zn: 0.2% or less, Si: 0.3% or less, Fe: 0.05 to 0.4%, Ti: 0.2% or less, and the balance containing inevitable impurities. In addition, hot rolling is performed as many times as necessary to obtain an aluminum alloy sheet, and then the aluminum alloy sheet is subjected to cold rolling as many times as necessary, and intermediate annealing is performed at a temperature of 350 to 500 ° C. during the cold rolling process. This is a method of performing the final temper annealing at a temperature of 200 to 250 ° C. after performing the continuous annealing and then performing the final cold rolling in the range of the cold rolling rate of more than 50% and 75% or less.
＜製造工程＞
本実施形態の製造方法では、まず、上記成分組成を含有するアルミニウム合金を溶解して溶湯とし、これを脱ガス処理、介在物除去処理等を行なった後、半連続鋳造により、所定サイズのスラブに鋳造する。このスラブに対して均熱化処理を施した後、所定の厚さとなるまで必要回数の熱間圧延を施すことにより、アルミニウム合金板とする。また、熱間圧延前に、均質化処理を行っても良い。
次いで、上記アルミニウム合金板に対し、必要回数の冷間圧延を施す。また、必要に応じて、冷間圧延の工程間において、後述の温度条件で中間焼鈍を行なう。
次いで、上記アルミニウム合金板に対し、後述の条件で最終冷間圧延を施し、所定の板厚とする。なお、最終冷間圧延は、複数回の圧延処理として行なっても良い。
そして、最終冷間圧延を完了して所定の板厚とされた上記アルミニウム合金板に対し、後述の温度条件で最終調質焼鈍を施し、本発明のキャップ用アルミニウム合金板が得られる。さらに、本実施形態の製造方法では、キャップ用アルミニウム合金板に対し、必要に応じてリン酸クロメート処理などの表面処理を施す方法としても良い。
以下に、本発明の製造方法で限定する各条件について説明する。
<Manufacturing process>
In the manufacturing method of the present embodiment, first, an aluminum alloy containing the above component composition is melted to form a molten metal, which is subjected to degassing treatment, inclusion removal processing, and the like, and then semi-continuous casting to obtain a slab of a predetermined size. Cast into. After the soaking process is performed on the slab, the aluminum alloy sheet is obtained by subjecting the slab to hot rolling as many times as necessary until a predetermined thickness is obtained. Moreover, you may perform a homogenization process before hot rolling.
Next, the aluminum alloy sheet is cold rolled as many times as necessary. Further, if necessary, intermediate annealing is performed between the cold rolling steps under the temperature conditions described later.
Next, the aluminum alloy plate is subjected to final cold rolling under the conditions described later to obtain a predetermined plate thickness. The final cold rolling may be performed as a plurality of rolling processes.
Then, final temper annealing is performed on the above-described aluminum alloy plate which has been subjected to final cold rolling and has a predetermined thickness, under the temperature conditions described later, and the aluminum alloy plate for a cap of the present invention is obtained. Furthermore, in the manufacturing method of this embodiment, it is good also as a method of performing surface treatments, such as a phosphoric acid chromate process, with respect to the aluminum alloy plate for caps as needed.
Below, each condition limited with the manufacturing method of this invention is demonstrated.
「中間焼鈍温度」３５０〜５００℃
中間焼鈍温度は、３５０〜５００℃の範囲とすることが好ましい。
中間焼鈍温度をこの範囲とすることにより、成形加工を行ってキャップとした際、高温で加熱された場合であっても高い強度を有し、耐熱性に優れた本発明のキャップ用アルミニウム合金板が得られる。
また、本発明の製造方法では、前記中間焼鈍を、前記冷間圧延の工程間において、連続焼鈍炉を用いて行うことが好ましい。
"Intermediate annealing temperature" 350-500 ° C
The intermediate annealing temperature is preferably in the range of 350 to 500 ° C.
By setting the intermediate annealing temperature within this range, when the cap is formed by molding, the aluminum alloy plate for a cap of the present invention has high strength and excellent heat resistance even when heated at a high temperature. Is obtained.
Moreover, in the manufacturing method of this invention, it is preferable to perform the said intermediate annealing using the continuous annealing furnace between the processes of the said cold rolling.
「最終冷間圧延率」５０％超７５％以下
最終冷間圧延における冷間圧延率は、５０％超７５％以下の範囲であることが好ましい。
最終冷間圧延率をこの範囲とすることにより、成形加工を行ってキャップとした際、高温で加熱された場合であっても高い強度を有し、耐熱性に優れた本発明のキャップ用アルミニウム合金板が得られる。
最終冷間圧延率が５０％以下だと、上述のような高い耐熱性が得られなくなる。また、最終冷間圧延率が７５％を超えると、強度が高くなりすぎ、成形加工されたキャップをボトル缶に組み付けた場合、開栓が困難になる。
また、最終冷間圧延率の下限は５６％であることがより好ましい。さらに、最終冷間圧延率の上限は６９％であることがより好ましく、６８％であることが最も好ましい。
"Final cold rolling rate" More than 50% and 75% or less The cold rolling rate in the final cold rolling is preferably in the range of more than 50% and 75% or less.
By making the final cold rolling rate within this range, when forming into a cap, the cap aluminum of the present invention has high strength and excellent heat resistance even when heated at a high temperature. An alloy plate is obtained.
When the final cold rolling reduction is 50% or less, the high heat resistance as described above cannot be obtained. When the final cold rolling rate exceeds 75%, the strength becomes too high, and when the molded cap is assembled to a bottle can, it is difficult to open the cap.
The lower limit of the final cold rolling rate is more preferably 56%. Furthermore, the upper limit of the final cold rolling reduction is more preferably 69%, and most preferably 68%.
「最終調質焼鈍温度」２００〜２５０℃
最終調質焼鈍の温度は、２００〜２５０℃の範囲であることが好ましい。
最終調質焼鈍の温度をこの範囲とすることにより、成形加工を行ってキャップとした際、高温で加熱された場合であっても高い強度を有し、耐熱性に優れた本発明のキャップ用アルミニウム合金板が得られる。
最終調質焼鈍温度が２００℃未満だと、成形加工されたキャップをボトル缶に組み付けた場合、開栓が困難になる。また、最終調質焼鈍温度が２５０℃を超えると、上述のような高い耐熱性が得られなくなる。
また、最終調質焼鈍温度は、２１５〜２３５℃の範囲であることがより好ましい。
"Final tempering annealing temperature" 200-250 ° C
The temperature of the final temper annealing is preferably in the range of 200 to 250 ° C.
By setting the temperature of the final temper annealing within this range, when the cap is formed by molding, the cap of the present invention has high strength and excellent heat resistance even when heated at a high temperature. An aluminum alloy plate is obtained.
If the final tempering annealing temperature is less than 200 ° C., it is difficult to open the cap when the molded cap is assembled to a bottle can. Moreover, when the final temper annealing temperature exceeds 250 degreeC, the above high heat resistance will no longer be obtained.
The final temper annealing temperature is more preferably in the range of 215 to 235 ° C.
本発明のキャップ用アルミニウム合金板の製造方法は、最終調質焼鈍温度を上記範囲とし、上述のＨ３ｎ（ＪＩＳ Ｈ０００１）で規定された焼鈍温度である１３０〜１７０℃よりも高めの温度で最終調質焼鈍を行なう方法としている。このように、アルミニウム合金板を加工硬化させた後、２００〜２５０℃の範囲の温度条件で熱処理を施すことにより、所定の強度を有し、また、伸びがあることから、加工性に優れるとともに、成形加工されたキャップをボトル缶に組み付けた際の開栓が容易なキャップ用アルミニウム合金板が得られる。 The method for producing an aluminum alloy sheet for a cap according to the present invention is such that the final tempering annealing temperature is in the above range, and the final tempering temperature is higher than 130 to 170 ° C., which is the annealing temperature defined by H3n (JIS H0001). It is a method of performing quality annealing. As described above, after the work hardening of the aluminum alloy plate, the heat treatment is performed under the temperature condition in the range of 200 to 250 ° C., so that it has a predetermined strength and has elongation, so that it has excellent workability. Thus, an aluminum alloy plate for a cap that can be easily opened when the molded cap is assembled to a bottle can is obtained.
以上説明したように、本発明のキャップ用アルミニウム合金板によれば、成分組成を上記範囲とし、特に、強度向上効果を有するＭｇの含有量を規定するとともに、元板の機械的特性並びにベーキング後の機械的特性を上記範囲で規定することにより、耐熱性、つまり高温下における強度が向上するので、高温で加熱され、且つ、高圧が加えられた場合であっても変形が生じるのを抑制することができる。
これにより、本発明のキャップ用アルミニウム合金板を用いてキャップを構成すれば、ホット飲料を充填したボトル缶並びにキャップを加熱した際にボトル缶内部の圧力上昇が生じても、キャップがボトル缶から外れて飛び出したりすることのないキャップとすることが可能となる。
従って、耐熱性に優れたキャップ用アルミニウム合金板を、安価な構成で実現することができる。
As explained above, according to the aluminum alloy plate for a cap of the present invention, the component composition is in the above range, and in particular, the content of Mg having an effect of improving the strength is specified, and the mechanical properties of the base plate and after baking By defining the mechanical properties of the above in the above range, the heat resistance, that is, the strength at high temperatures is improved, so that deformation is prevented even when heated at high temperatures and high pressure is applied. be able to.
Thereby, if a cap is comprised using the aluminum alloy plate for caps of this invention, even if the pressure rise inside a bottle can arises when a bottle can filled with a hot beverage and the cap are heated, the cap is removed from the bottle can. It is possible to make a cap that does not come off and jump out.
Therefore, the aluminum alloy plate for caps excellent in heat resistance can be realized with an inexpensive configuration.
本発明では、キャップ用アルミニウム合金板の成分組成に関し、特に、強度向上の効果があるＭｇの含有量を１．６１〜１．９％の範囲とし、さらに、元板及びベーキング後のキャップ用アルミニウム合金板の機械的特性について規定している。
本発明者等が鋭意研究したところ、アルミニウム合金板からなるキャップは、引張強さが高いほど加工性が低下するとともに開栓が困難となるものの強度が向上し、また、伸びが大きいほど強度が低下するものの開栓が容易になるとともに加工性が向上する。本発明では、Ｍｇの含有量を上記範囲としたうえで、上述の機械的特性を、強度面と開栓容易性のバランスを考慮した関係とする範囲に規定しているので、高温で加熱された場合であっても、高い強度を有しながら開栓の容易さを確保することが可能となる。
In the present invention, regarding the component composition of the aluminum alloy plate for caps, the content of Mg, which has an effect of improving the strength, is in the range of 1.61 to 1.9%, and further, the base plate and the aluminum for caps after baking It defines the mechanical properties of alloy plates.
As a result of intensive studies by the present inventors, the cap made of an aluminum alloy plate has improved workability as the tensile strength is higher and the difficulty of opening is improved, and the strength is increased as elongation is increased. Although it is lowered, it is easy to open the plug and the workability is improved. In the present invention, the Mg content is set in the above range, and the above-mentioned mechanical properties are defined in a range that takes into consideration the balance between strength and openability. Even in such a case, it is possible to ensure the ease of opening while having high strength.
また、本発明のキャップ用アルミニウム合金板の製造方法によれば、熱間及び冷間圧延後に適正温度による最終調質焼鈍を施すことにより、伸びが得られ、加工性が向上するとともに、安定化と強度のバランスが良好となり、耐熱性に優れたキャップ用アルミニウム合金板が得られる。 In addition, according to the method for producing an aluminum alloy plate for a cap of the present invention, by applying a final temper annealing at an appropriate temperature after hot and cold rolling, elongation is obtained, workability is improved, and stabilization is achieved. And the balance of strength becomes good, and an aluminum alloy plate for caps excellent in heat resistance is obtained.
本発明では、Ｍｇを適正範囲で含有するＡｌ合金からなるアルミニウム合金板に対し、冷間圧延の工程中において中間焼鈍を行い、また、熱間及び冷間圧延後に２００〜２５０℃の範囲の温度で最終調質焼鈍を行なう方法としている。
上述したように、Ａｌ−Ｍｇ系のＡｌ合金（５０００系）からなるアルミニウム合金板を製造する際は、圧延処理を行った後、加工硬化後に１３０〜１７０℃の低温加熱によって安定化処理する最終焼鈍（Ｈ３ｎ：ＪＩＳ Ｈ０００１）が行なわれる。しかしながら、このような条件で最終焼鈍が施された５０００系のＡｌ合金は、キャップとして成形加工した後、経時変化によって強度にばらつきが生じてしまう。このようなキャップをホット飲料が充填されたボトル缶のねじ部に取り付けて螺着し、この状態で加熱した場合、キャップのねじ部が変形してボトル缶に対する螺着に緩みが生じ、キャップが外れて飛び出す虞がる。
In the present invention, an aluminum alloy plate made of an Al alloy containing Mg in an appropriate range is subjected to intermediate annealing during the cold rolling process, and a temperature in the range of 200 to 250 ° C. after hot and cold rolling. In this method, the final temper annealing is performed.
As described above, when manufacturing an aluminum alloy plate made of an Al—Mg-based Al alloy (5000 series), after the rolling process, the final stabilization process is performed by low-temperature heating at 130 to 170 ° C. after work hardening. Annealing (H3n: JIS H0001) is performed. However, a 5000 series Al alloy that has been subjected to final annealing under such conditions has a variation in strength due to changes over time after being molded as a cap. When such a cap is attached to a screw portion of a bottle can filled with a hot beverage and screwed, and heated in this state, the screw portion of the cap is deformed and loosening is caused in the screw attachment to the bottle can. There is a risk of coming off and jumping out.
これに対し、本発明は、上述のＨ３ｎ（ＪＩＳ Ｈ０００１）よりも高めの温度（２００〜２５０℃）で最終調質焼鈍を行なう方法であり、アルミニウム合金板を加工硬化させた後、上記条件の熱処理を施すことによって、所定の強度が有するとともに、伸びがあるキャップ用アルミニウム合金板が得られる。このようなキャップ用アルミニウム合金板から構成されるキャップは、高温で加熱され、且つ、高圧が加えられた場合であっても変形が生じ難い。これにより、ホット飲料を充填したボトル缶並びにキャップを加熱した際にボトル缶内部の圧力上昇が生じても、キャップがボトル缶から外れて飛び出したりすることのないキャップとすることが可能となる。 On the other hand, the present invention is a method of performing final temper annealing at a temperature (200 to 250 ° C.) higher than the above H3n (JIS H0001), and after the work hardening of the aluminum alloy plate, By performing the heat treatment, an aluminum alloy plate for a cap having a predetermined strength and elongation can be obtained. A cap composed of such an aluminum alloy plate for a cap is hardly deformed even when heated at a high temperature and a high pressure is applied. Thereby, even when the bottle can filled with the hot beverage and the cap are heated, even if the pressure inside the bottle can rises, the cap can be prevented from coming off the bottle can and jumping out.
以下、実施例を示して、本発明のキャップ用アルミニウム合金板を更に詳しく説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものでは無い。
本実施例では、下記表１に示す成分組成及び製造条件にて、以下の工程で本発明のキャップ用アルミニウム合金板（実施例）及び比較例のキャップ用アルミニウム合金板を作製し、後述の各項目について評価を行った。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is shown and the aluminum alloy plate for caps of this invention is demonstrated in more detail, this invention is not limited to this Example.
In this example, the cap alloy alloy plate of the present invention (Example) and the comparative example cap alloy plate of the present invention were prepared in the following steps under the composition and production conditions shown in Table 1 below. Items were evaluated.
［作製工程］
質量％で、Ｍｇ：１．７５％、Ｃｕ：０．０２％、Ｍｎ：０．０７％、Ｃｒ：０．０３％、Ｚｎ：０．１０％、Ｓｉ：０．２０％、Ｆｅ：０．２５％、Ｔｉ：０．１０％を含有し、残部Ａｌ及び不可避不純物からなる成分組成を有するアルミニウム合金を溶解し、この溶湯を常法により脱ガス、介在物除去を行い、半連続鋳造によりスラブに鋳造した。次いで、このスラブに均質化処理を施した後、熱間圧延を施して所定の板厚のアルミニウム合金板とした。次いで、このアルミニウム合金板に冷間圧延を施し、連続焼鈍炉を用いて中間焼鈍（４６０℃）を行なった後、下記表１に示す最終冷間圧延率で、０．２５０ｍｍの最終板厚となるまで最終冷間圧延を行なった。そして、下記表１に示す温度条件によって最終調質焼鈍を行ない、各実施例及び比較例のキャップ用アルミニウム合金板を得た。
[Production process]
By mass%, Mg: 1.75%, Cu: 0.02%, Mn: 0.07%, Cr: 0.03%, Zn: 0.10%, Si: 0.20%, Fe: 0.00. 25%, Ti: containing 0.10%, melting an aluminum alloy having a component composition consisting of the balance Al and inevitable impurities, degassing the molten metal by a conventional method, removing inclusions, and slab by semi-continuous casting Cast into. Next, the slab was homogenized and then hot-rolled to obtain an aluminum alloy plate having a predetermined thickness. Next, after cold rolling the aluminum alloy sheet and performing intermediate annealing (460 ° C.) using a continuous annealing furnace, the final sheet thickness of 0.250 mm was obtained at the final cold rolling rate shown in Table 1 below. The final cold rolling was performed until And final temper annealing was performed according to the temperature conditions shown in the following Table 1, and aluminum alloy sheets for caps of Examples and Comparative Examples were obtained.
［キャップ用アルミニウム合金板の評価］
上述のようにして得られた各実施例及び比較例のキャップ用アルミニウム合金板のサンプルについて、元板の状態、並びにベーキング後の状態の各条件で、引張強さ、０．２％耐力、及び伸び率を各々測定した。ここで、キャップ用アルミニウム合金板のベーキングは、１９５℃の温度で１０分間加熱することにより行なった。
[Evaluation of aluminum alloy plate for cap]
With respect to the samples of the aluminum alloy plates for caps of Examples and Comparative Examples obtained as described above, the tensile strength, 0.2% proof stress, and the conditions of the state of the base plate and the state after baking, and Each elongation was measured. Here, the aluminum alloy plate for caps was baked by heating at a temperature of 195 ° C. for 10 minutes.
表１に、各実施例及び比較例の作製条件、並びに評価結果の一覧を示す。 Table 1 shows a list of production conditions and evaluation results for each example and comparative example.
［評価結果］
表１に示す結果より、本発明で規定する成分組成及び機械的特性を有し、また、本発明で規定する製造条件によって得られた、Ｎｏ．４〜Ｎｏ．８の各例に示す本発明のキャップ用アルミニウム合金板は、何れも、元板の引張強さが２０２〜２３５ＭＰａ、耐力が１７１〜２００ＭＰａ、伸びが７〜１２％の範囲内となっている。また、ベーキング後のキャップ用アルミニウム合金板は、何れの実施例及び比較例においても、引張強さが２０２〜２３５ＭＰａ、耐力が１６０〜１９５ＭＰａ、伸びが７〜１２％の範囲内となっている。
また、Ｎｏ．５〜Ｎｏ．７の実施例は、比較例と比べて耳率が小さくなっている。
これに対し、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３及びＮｏ．９，１０の比較例のキャップ用アルミニウム合金板は、何れも、本発明で規定する範囲外の作製条件となっているため、上記各特性が劣る結果となっている。
このように、各実施例に示す本発明のキャップ用アルミニウム合金板は、何れも高い機械的特性を示しており、耐熱性、つまり高温下における強度特性に優れ、また、加工性に優れていることが明らかである。
[Evaluation results]
From the results shown in Table 1, the composition having the component composition and mechanical properties specified in the present invention, and obtained under the production conditions specified in the present invention, No. 1 was obtained. 4-No. Each of the aluminum alloy plates for caps of the present invention shown in the respective examples 8 has a tensile strength of the base plate of 202 to 235 MPa, a proof stress of 171 to 200 MPa, and an elongation of 7 to 12%. Moreover, the aluminum alloy plate for caps after baking has the tensile strength of 202 to 235 MPa, the proof stress of 160 to 195 MPa, and the elongation of 7 to 12% in any of the examples and comparative examples.
No. 5-No. The ear rate of Example 7 is smaller than that of the comparative example.
In contrast, no. 1-No. 3 and no. The aluminum alloy plates for caps of Comparative Examples 9 and 10 all have production conditions outside the range defined in the present invention, and thus the above characteristics are inferior.
As described above, each of the aluminum alloy plates for caps of the present invention shown in each example shows high mechanical properties, and is excellent in heat resistance, that is, strength properties at high temperature, and in workability. It is clear.
以上の結果により、本発明で規定された各種特性を有するキャップ用アルミニウム合金板が、耐熱性に優れ、高温で加熱された際にも高い強度を有していることがわかる。これにより、本発明のキャップ用アルミニウム合金板を用いてキャップを構成し、ホット飲料が充填されたボトル缶に組み付け、加熱した場合であっても、キャップが飛び出すのを防止することができることが明らかである。 From the above results, it can be seen that the aluminum alloy plate for caps having various characteristics defined in the present invention is excellent in heat resistance and has high strength even when heated at a high temperature. This makes it possible to prevent the cap from popping out even when the cap is constructed using the aluminum alloy plate for a cap of the present invention, assembled to a bottle can filled with a hot beverage, and heated. It is.
Claims (2)
次いで、前記アルミニウム合金板に冷間圧延を必要回数行なうとともに、前記冷間圧延の工程間において、中間焼鈍を３５０〜５００℃の温度で連続焼鈍によって行い、
次いで、冷間圧延率６０％以上７０％以下の範囲で最終冷間圧延を行なった後、２２０℃以上２３５℃以下の温度で最終調質焼鈍を行なうことで製造されるキャップ用アルミニウム合金板であって、
元板の引張強さが２１０〜２２３ＭＰａ、耐力が１７４〜１８５ＭＰａ、伸びが８．３〜１０．６％の範囲であり、
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°方向、４５°方向の６箇所に発生する六方耳であり、なお且つ、絞り比１．９７における耳率が０．８〜１．１％であり、
温度１９５℃で１０分間加熱するベーキング後の引張強さが２１１〜２２５ＭＰａ、耐力が１６７〜１７７ＭＰａ、伸びが８．４〜１０．９％の範囲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: 1.61 to 1.9%, Cu: 0.05% or less, Mn: 0.1% or less, Cr: 0.05% or less, Zn: 0.2% or less, Si: 0 .3% or less, Fe: 0.05 to 0.4%, Ti: 0.2% or less, and a slab made of Al containing the inevitable impurities in the balance, hot-rolled the required number of times to obtain an aluminum alloy sheet age,
Subsequently, the aluminum alloy plate is subjected to cold rolling as many times as necessary, and during the cold rolling process, intermediate annealing is performed by continuous annealing at a temperature of 350 to 500 ° C.,
Then, after performing the final cold rolling in the range of cold rolling rate of 60% or more and 70% or less, the final temper annealing is performed at a temperature of 220 ° C. or more and 235 ° C. or less. There,
The base plate has a tensile strength of 210 to 223 MPa, a proof stress of 174 to 185 MPa, and an elongation of 8.3 to 10.6 %.
The shape of the ears generated at the opening of the cup in the deep drawing test is hexagonal ears generated at six locations of 0 ° direction and 45 ° direction with respect to the rolling direction, and the ear rate at a drawing ratio of 1.97. Is 0.8 to 1.1% ,
An aluminum alloy for caps, characterized in that the tensile strength after baking at 195 ° C. for 10 minutes is 211 to 225 MPa, the yield strength is 167 to 177 MPa, and the elongation is 8.4 to 10.9 %. Board.
次いで、前記アルミニウム合金板に冷間圧延を必要回数行なうとともに、前記冷間圧延の工程間において、中間焼鈍を３５０〜５００℃の温度で連続焼鈍によって行い、
次いで、冷間圧延率６０％以上７０％以下の範囲で最終冷間圧延を行なった後、２２０℃以上〜２３５℃以下の温度で最終調質焼鈍を行なうことによって、
元板の引張強さが２１０〜２２３ＭＰａ、耐力が１７４〜１８５ＭＰａ、伸びが８．３〜１０．６％の範囲であり、
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°方向、４５°方向の６箇所に発生する六方耳であり、なお且つ、絞り比１．９７における耳率が０．８〜１．１％であり、
温度１９５℃で１０分間加熱するベーキング後の引張強さが２１１〜２２５ＭＰａ、耐力が１６７〜１７７ＭＰａ、伸びが８．４〜１０．９％の範囲であるキャップ用アルミニウム合金板を得る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。 In mass%, Mg: 1.61 to 1.9%, Cu: 0.05% or less, Mn: 0.1% or less, Cr: 0.05% or less, Zn: 0.2% or less, Si: 0 .3% or less, Fe: 0.05 to 0.4%, Ti: 0.2% or less, and a slab made of Al containing the inevitable impurities in the balance, hot-rolled the required number of times to obtain an aluminum alloy sheet age,
Subsequently, the aluminum alloy plate is subjected to cold rolling as many times as necessary, and during the cold rolling process, intermediate annealing is performed by continuous annealing at a temperature of 350 to 500 ° C.,
Next, after performing the final cold rolling in the range of the cold rolling rate of 60% or more and 70% or less, the final temper annealing is performed at a temperature of 220 ° C. or more and 235 ° C. or less ,
The base plate has a tensile strength of 210 to 223 MPa, a proof stress of 174 to 185 MPa, and an elongation of 8.3 to 10.6 %.
The shape of the ears generated at the opening of the cup in the deep drawing test is hexagonal ears generated at six locations of 0 ° direction and 45 ° direction with respect to the rolling direction, and the ear rate at a drawing ratio of 1.97. Is 0.8 to 1.1 %,
To obtain an aluminum alloy plate for a cap having a tensile strength after baking of 211 to 225 MPa, a proof stress of 167 to 177 MPa, and an elongation of 8.4 to 10.9 %, which are heated at a temperature of 195 ° C. for 10 minutes. The manufacturing method of the aluminum alloy plate for caps characterized by the above-mentioned.
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