JP6054658B2 - 缶ボディ用アルミニウム合金板及びその製造方法 - Google Patents
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Mn:0.5〜1.5%(mass%、以下同じ)、Mg:0.8〜1.5%、Fe:0.2〜0.6%、Si:0.25〜0.4%、Cu:0.1〜0.3%、Zn:0.25%以下、Ti:0.1%以下、B:0.05%以下を含有し、残部がAlと不可避的不純物からなり、
断面において、円相当径で1μm以下のαAlMnFeSi金属間化合物相の面積率が2.3%以下であり、
断面において、材料組織を、面積0.035μm2を有する六角形の微小要素に区切って前記微小要素ごとの平均方位を測定し、任意の前記微小要素とそれに隣接する前記微小要素との方位差の平均値をθ°としたとき、θの値が0.9以下であり、
圧延方向の引張強さが320MPa以下であることを特徴とする。
本発明のアルミニウムアルミニウム合金板の製造方法は、
Mn:0.5〜1.5%(mass%、以下同じ)、Mg:0.8〜1.5%、Fe:0.2〜0.6%、Si:0.25〜0.4%、Cu:0.1〜0.3%、Zn:0.25%以下、Ti:0.1%以下、B:0.05%以下を含有し、残部がAlと不可避的不純物からなるアルミニウム合金鋳塊に対し、550〜620℃の温度で1時間以上の均質化処理を施し、
以下の式1が成立する条件で冷却し、
開始パスから最終パスまでにおいて450〜500℃の温度範囲内にある積算保持時間が600秒以内となる条件で、板厚が20〜40mmとなるまで熱間粗圧延を行い、
出側温度が300〜360℃の条件で、板厚が1.5〜3.0mmとなるまで熱間仕上圧延を行い、
板厚が0.20〜0.35mmとなるまで冷間圧延を行うことを特徴とする。
(式1) H(T1+T2)/2≦1000(℃・h)
T1:前記アルミニウム合金鋳塊の表層から40mmの深さにおける、前記均質化処理のときの材料温度(℃)
T2:前記アルミニウム合金鋳塊の表層から40mmの深さにおける、前記熱間粗圧延の開始時の材料温度(℃)
H:前記アルミニウム合金鋳塊の表層から40mmの深さにおける材料温度が、T1からT2に達するまでに要する時間(h)
本発明により製造された缶ボディ用アルミニウム合金板は、Siの含有量が多くても、塗装焼付工程における缶体強度の低下の問題、及びDI成形時における胴切れの問題を軽減できる。
(式1) H(T1+T2)/2≦1000(℃・h)
T1:前記アルミニウム合金鋳塊の表層から40mmの深さにおける、前記均質化処理のときの材料温度(℃)
T2:前記アルミニウム合金鋳塊の表層から40mmの深さにおける、前記熱間粗圧延の開始時の材料温度(℃)
H:前記アルミニウム合金鋳塊の表層から40mmの深さにおける材料温度が、T1からT2に達するまでに要する時間(h)
なお、温度T1、T2は、鋳塊に穴あけ加工し、表層より40mmの深さに熱電対を埋め込むことで測定できる。
表1に示す成分組成を有する、A1〜A10のアルミニウム合金を常法により溶解し、半連続鋳造により、アルミニウム合金鋳塊を作製した。
2.缶ボディ用アルミニウム合金板の評価
A1〜A10の缶ボディ用アルミニウム合金板のそれぞれについて試験材を作成し、以下の評価を行った。評価結果を上記表1に示す。
(1)圧延方向の引張強さ(塗装焼付工程を施していない状態での値)
試験材の圧延方向よりJIS 11号試験材を成形し、JIS Z 2241に従って引張試験を実施し、圧延方向の引張強さ(TS)を測定した。
(2)205℃で10分間熱処理した後の圧延方向での引張強さ
試験材に塗装焼付工程相当の熱処理(205℃で10分間)を施した後、上記(1)と同様に引張り試験を実施し、熱処理した後の圧延方向での引張強さ(ABTS)を測定した。
(3)板厚減少率が66%となる冷間圧延を行った場合における引張強さの増加量
試験材(塗装焼付工程を施していない状態)に、板厚減少率が66%となる冷間圧延(CR)を行った。冷間圧延前後の試料材の引張強さをそれぞれ測定しておき、冷間圧延による引張強さの増加量を算出した。
(4)αAlMnFeSi金属間化合物相の面積率
試験材(塗装焼付工程を施していない状態)の断面を、ペーパーおよびバフ研磨により鏡面仕上した。その後、電界放射型電子銃を備えた走査型電子顕微鏡により、加速電圧10kV、倍率1000倍において、試験材の断面における板厚中心部付近を観察した。試験材の断面を撮像した写真を画像解析し、円相当径で1μm以下のαAlMnFeSi金属間化合物相の面積率(全面積に対し、円相当径で1μm以下のαAlMnFeSi金属間化合物相が占める面積の比率)を測定した。解析には10視野以上の写真を用い、画像解析した総面積は10000μm2以上である。
(5)θの測定
試験材(塗装焼付工程を施していない状態)の断面を、ペーパーおよびバフ研磨により鏡面仕上した。その後、電界放射型電子銃を備えた走査型電子顕微鏡により、加速電圧10kVにて、面積0.035μm2を有する六角形の微小要素でEBSP解析を実施した。
(6)製缶性評価
一般的な製缶装置によりしごき率66%で製缶を行い、製缶可否を確認するとともに、缶壁の焼付きを目視評価した。
(比較例1)
表2に示す成分組成にて、前記実施例1と同一の製造方法により、R1〜R13の試験材を作製した。
R1の試験材では、Mnの含有量が少なく、ABTSが低くなったことに加え、αAlMnFeSi粒子の総量が少なくなり、缶壁に焼付きが生じた。
R4の試験材では、Mgの含有量が多く、TSが高くなり過ぎたことに加え、66%冷間圧延による引張強さの増加量が大きくなった。その結果、製缶時に胴切れを起こした。
R6の試験材では、Feの含有量が多く、粗大な金属間化合物粒子が多くなって、製缶時に胴切れを起こした。
R8の試験材では、Siの含有量が多く、θの値が大きくなり、塗装焼付工程による強度低下が大きく、ABTSが低くなった。
R10の試験材では、Cuの含有量が多く、TSが高くなり過ぎたことに加え、66%冷間圧延による引張強さの増加量が大きくなった。その結果、製缶時に胴切れを起こした。
R12の試験材では、Tiの含有量が多く、粗大な金属間化合物が多く存在したため、製缶時に胴切れを起こした。
表3にみられるように、B1〜B7の缶ボディ用アルミニウム合金板は、塗装焼付工程を施していない状態での圧延方向の引張強さ(TS)が高過ぎず、製缶性が良好であった。また、B1〜B7の缶ボディ用アルミニウム合金板は、Si含有量が多くても、熱処理した後の圧延方向での引張強さ(ABTS)が高く、耐熱軟化性において優れていた。
(比較例2)
前記実施例1におけるA9の成分組成を用い、表4に示す製造条件で、R14〜R20の試験材を製造した。なお、基本的な製造方法は前記実施例1の場合と同様とし、熱間粗圧延の上り板厚は30mm、熱間仕上圧延の上がり板厚は2.4mmとした。また、冷間圧延のパス数は3とし、上がり板厚は0.28mmとした。また、冷間圧延最終パスの出側温度は145〜155℃であった。
R14の試験材では、均質化処理温度が低く、鋳塊の均質化処理が不十分となった。その結果、微細なαAlMnFeSi粒子が増加し、θ値の値が大きくなり、ABTSが小さくなった。
R16の試験材では、均質化処理時間が短く、鋳塊の均質化処理が不十分となった。その結果、微細なαAlMnFeSi粒子が増加し、θの値が大きくなり、ABTSが小さくなった。
R20の試験材では、熱間仕上圧延の出側温度が高く、冷却過程でαAlMnFeSi粒子が析出して、ABTSが小さくなった。
θx1、θx2、θx3、θx4、θx5、θx6・・・方位差
Claims (3)
- Mn:0.5〜1.5%(mass%、以下同じ)、Mg:0.8〜1.5%、Fe:0.2〜0.6%、Si:0.25〜0.4%、Cu:0.1〜0.3%、任意に含有される成分であるZn:0.25%以下、任意に含有される成分であるTi:0.1%以下、任意に含有される成分であるB:0.05%以下を含有し、残部がAlと不可避的不純物からなり、
断面において、円相当径で1μm以下のαAlMnFeSi金属間化合物相の面積率が2.3%以下であり、
断面において、材料組織を、面積0.035μm2を有する六角形の微小要素に区切って前記微小要素ごとの平均方位を測定し、任意の前記微小要素とそれに隣接する前記微小要素との方位差の平均値をθ°としたとき、θの値が0.9以下であり、
圧延方向の引張強さが320MPa以下であり、
205℃で10分間熱処理した後の圧延方向での引張強さが275MPa以上であることを特徴とする缶ボディ用アルミニウム合金板。 - 板厚減少率が55%〜75%となる製缶又は冷間圧延を行った場合における引張強さの増加量が50MPa以下であることを特徴とする請求項1記載の缶ボディ用アルミニウム合金板。
- Mn:0.5〜1.5%(mass%、以下同じ)、Mg:0.8〜1.5%、Fe:0.2〜0.6%、Si:0.25〜0.4%、Cu:0.1〜0.3%、任意に含有される成分であるZn:0.25%以下、任意に含有される成分であるTi:0.1%以下、任意に含有される成分であるB:0.05%以下を含有し、残部がAlと不可避的不純物からなるアルミニウム合金鋳塊に対し、550〜620℃の温度で1時間以上の均質化処理を施し、
以下の式1が成立する条件で冷却し、
開始パスから最終パスまでにおいて450〜500℃の温度範囲内にある積算保持時間が600秒以内となる条件で、板厚が20〜40mmとなるまで熱間粗圧延を行い、
出側温度が300〜360℃の条件で、板厚が1.5〜3.0mmとなるまで熱間仕上圧延を行い、
板厚が0.20〜0.35mmとなるまで冷間圧延を行うことを特徴とする請求項1又は2記載の缶ボディ用アルミニウム合金板の製造方法。
(式1) H(T1+T2)/2≦1000(℃・h)
T1:前記アルミニウム合金鋳塊の表層から40mmの深さにおける、前記均質化処理のときの材料温度(℃)
T2:前記アルミニウム合金鋳塊の表層から40mmの深さにおける、前記熱間粗圧延の開始時の材料温度(℃)
H:前記アルミニウム合金鋳塊の表層から40mmの深さにおける材料温度が、T1からT2に達するまでに要する時間(h)
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