JPH0127146B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、強度のすぐれた成形用アルミニウム
合金板の製造法に関する。 従来アルミニウム缶の製造においては、強度と
成形性とを共に満足する材料がなく、缶蓋と缶胴
とはそれぞれ別の材料が用いられている。缶蓋の
材料としては、強度が40Kg／cm²に近いものとし
て、5082合金、5182合金、5056合金等のAl−Mg
系合金が実用化されている。40Kg／mm²をこえるも
のとして2011、2014、2017、2024等のAl−Cu系
合金、6066、6262等のAl−Mg−Si系合金、
7001、7075、7079、7178等のAl−Zn−Cu−Mg
系の熱処理型合金材があるが、これらの合金材
は、鋳塊から板への加工が著しく困難で、成形性
も良いとは言えない。又、多量のCuを含む合金
材は耐食性も劣つている。さらに、熱処理型合金
として、焼入れ、焼戻し条件を厳しく管理する必
要があり、スピニングやしごき加工性が劣り、加
工表面に焼付きによる傷、くもりを生じ外観が悪
い欠点がある。缶胴の材料としては3004合金が一
般に使用されているが、強度が十分でなく缶の薄
肉化に限度がある。 本発明は、5082、5182合金よりも高い強度を有
し、3004合金に代る成形性を有する合金板の製造
を目的とし、缶蓋と缶胴の共用を果し、一層その
薄肉化を計るものである。 すなわち、本発明は、Mn0.30〜1.50％、
Mg0.50〜2.00％、Si52〜1.00％、Fe0.20〜0.50％、
Cu0.10〜0.50％およびAlと不純物よりなるアルミ
ニウム合金鋳塊を570℃以上の温度で３時間以上
均質化処理してから熱間圧延し、ついで540℃以
上に10分以下の時間加熱後100℃以下に急冷し、
最終冷間圧延を50％以上行なうことを特徴とする
成形用アルミニウム合金板の製造法である。 本発明では、熱間圧延後急冷するに先立つて冷
間圧延することもあり、又、最終冷間圧延に先立
つて、70％以下の冷間圧延後、120〜150℃で１〜
５時間熱処理することもある。 上記合金において、Mnは主としてAl₆Mnの硬
い化合物となつて分布し、スピニング、しごき加
工時の工具への焼付を防止する。0.30％未満では
その効果が殆どなく、又、1.50％を越えると粗大
化合物となつて加工成形性を低下させる。又、
Mg₂Siの析出を阻害する作用をもつので、強度を
主たる目的とするときには少な目に、焼付防止を
主たる目的とするときには多目に添加する。 MgはSiとともに強度向上に役立つ。0.50％未
満では強度不足となり、2.00％を越えると圧延加
工性が悪く、また高強度になりすぎて成形性が低
下する。 SiはMgとともにMg₂Siなる化合物をつくり、
強度を高める。0.52％未満ではMg₂Siを理想的に
析出させるための熱処理条件が厳しくなり、また
強度が出にくい。又、1.00％を越えるとMg₂Siを
形成してもなおSiが余り、強度は上昇するが加工
性が低下する。 なお、Mg／Si比が1.0〜2.0の範囲が最も強度
が高くなる。また、Feは再結晶組織を微細化し、
最終板の塑性、異方性低減に役立つ。0.20％未満
ではその効果がなく、また、0.50％を越えると
Mn、Siと粗大な化合物を形成しやすくなるので
好ましくない。Cuは強度、成形性を高めるのに
役立つ。0.10％未満ではその効果がなく、また、
0.50％を越えると耐食性が悪化し、成形性を低下
するので好ましくない。その他に不純物として、
B0.10％以下、Cr、Znをそれぞれ0.50％以下、Ti
を0.005％以下含むことができる。 本発明における均質化処理は、合金鋳塊の鋳造
組織の偏析を均質化するために行なうが、特に成
形性改良のためには粒界に晶出している粗大な
Mn化合物を球状化することが望ましい。温度は
570℃以上であるが、それより低いと反応が遅く
均質化に長時間を要するようになる。580℃で８
時間処理すると、上記球状化は80％程度完了し、
実用上望ましい値となる。 均質化処理に続く熱間圧延は460〜550℃で開始
し、300℃以上で終了することが望ましい。開始
温度が550℃と越えると熱間加工割れが生じ、460
℃より低いと変形抵抗が大きく圧延しにくくな
る。したがつて、上記460〜550℃が板の異方性、
熱延性に適する範囲である。終了温度は300℃未
満であると異方性、加工性に悪影響が出る。300
℃以上で終了することにより均一な再結晶組織が
得られ、引き続いて行なわれる540℃以上での熱
処理で粗大粒を生ずることがない。又、最終板の
厚さおよび次の熱処理設備の能力に合せて熱延板
の厚さの設定又は途中での冷間圧延を行なう。 続く熱処理はMgを合金組織内に溶入するため
に行なう。540℃より低いとそのMgの溶入が不
十分である。上限は局部溶融の限界の600℃であ
る。熱処理時間は10分以下がよい。この時間が長
すぎると結晶粒が粗大化することがあり好ましく
ない。ついで100℃以下に急冷すれば熱処理効果
が十分に発揮される。急冷時間は30秒以内がよ
い。 熱処理後、必要ならば70％以下の冷間加工をし
て、120〜150℃で１〜５時間熱処理をする。かか
る工程は加工による転位線上へのMg₂Siの微細析
出をうながし、強度をより高めるために行なうも
のである。 最終の冷間圧延は所定の強度を得るために行な
うもので、50％より少ない加工度では強度が所望
の40Kg／mm²に満たない。又、この加工度は用途に
応じて適宜調整する。 本発明ではさらに必要に応じて220℃以下で短
時間熱処理するとよい。この熱処理により強度を
高めると同時に伸びを増加させ、又成形性を向上
させる。塗装印刷後成形する場合には、塗料の焼
付処理における条件が180〜215℃で10〜20分であ
るので、この焼付処理をもつて代用することがで
きる。この熱処理は220℃を越えると、強度が低
下する。 本発明方法によれば、引張強さが40Kg／mm²を越
える高力合金板を得ることができ、その成形性、
異方性は、5182−H39と同等以上であり、スピニ
ング、しごき加工後の表面は焼付がなく、DI缶
に使われる3004合金と同等以上である。又、塗装
後焼付処理で強度が上昇するので、成形、塗装、
焼付処理する容器例えば缶ビール用容器などに最
適である。そして強度が高いことは缶の薄肉化を
可能とし、さらに強度は現在の缶蓋材の5182より
大で、かつ成形性は現在の缶胴材と同等なので、
缶における蓋と胴とを同一材料で製作し得る効果
がある。 耐食性、アルマイト性も良いので、現在の
3004、5052、5082合金等に代えてそれぞれの用途
に利用し得る。 つぎに実施例並びに比較例とその試験結果を示
す。下記第１表記載のアルミニウム合金を通常の
方法をもつて鋳塊となし出発材料とした。

【表】 上記組成のアルミニウム鋳塊をそれぞれ下記表
２に示す処理法によつて処理して合金板とした。

【表】 上記処理工程によつて得られた合金板につい
て、各素材と処理法との組合せについての試験結
果を表３に示す。表３中の各欄の数値は下記の配
列によるものである。

【表】

【表】 上記合金板を185℃で20分熱処理したものの試
験結果を表４に示す。

【表】 因に、成形材料として広く利用されている最も
強度の大きい材料である5182合金を通常の方法で
処理して得た0.35mm厚（最終冷間圧延85％）の板
の諸特性は、冷間圧延直後において、降伏強度38
〜39Kg／mm²、引張強度40〜42Kg／mm²、伸び５〜６
％、耳率3.0〜3.7％、エリクセン値4.2〜4.6mm、
限界絞り比1.7〜1.8であり、又、185℃で20分熱
処理後において、降伏強度31〜32、引張強度37〜
39、伸び７〜９％、耳率3.0〜3.5％、エリクセン
値4.5〜4.8mm、限界絞り比1.90〜1.95である。 したがつて、本発明製品は従来品に比べて強度
が大で、耳率、エリクセン値、限界絞り比におい
て何等遜色のないものである。 なお、表４における熱処理条件を例えば240℃
で10分間とすると、強度が低下する割に伸びが増
えないので、用途によつて好ましくない場合もあ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ Mn0.30〜1.50％、Mg0.50〜2.00％、Si0.52〜
   1.00％、Fe0.20〜0.50％、Cu0.10〜0.50％および
   Alと不純物よりなるアルミニウム合金鋳塊を570
   ℃以上の温度で３時間以上均質化処埋してから熱
   間圧延し、ついで540℃以上に10分以下の時間加
   熱後100℃以下に急冷し、最終冷間圧延を50％以
   上行うことを特徴とする成形用アルミニウム合金
   板の製造法。