JPH02149634A - 繰り返し曲げ性に優れたタブ用Al合金板とその製造方法 - Google Patents

繰り返し曲げ性に優れたタブ用Al合金板とその製造方法

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JPH02149634A
JPH02149634A JP30302188A JP30302188A JPH02149634A JP H02149634 A JPH02149634 A JP H02149634A JP 30302188 A JP30302188 A JP 30302188A JP 30302188 A JP30302188 A JP 30302188A JP H02149634 A JPH02149634 A JP H02149634A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野) 本発明は、タブ用A12合金板に係り、更に詳しくは、
繰り返し曲げ性に優れ、食缶、医薬品等のキャップに用
いられるタブ材として適するAl合金板及びその製造方
法に関するものである。 (従来の技術) 食缶、医薬品等に用いられているキャップは、国内の飲
料缶等に主に用いられているパーシャルオープンエンド
の開口方法とは異なり、タブを結合しているリベット加
工部を支点としてタブを引き上げることにより、タブ先
端がスコア加工部を押し下げてスコア部を裂く機構とな
っている。 従来、このようなキャップに用いられているタブ材とし
ては、AA5082(Al−Mg系)、AA 5182
 (A Q −Mg−Mn系)等の組成を有するA2合
金鋳塊を熱間圧延した後、高圧延率で冷間圧延し、その
後必要に応じて仕上焼鈍を施して強度を調整する方法に
て製造されている。 例えば、米国特許第3,502,448号明細書に開示
されているように、仕上冷延率を85%以上と高くする
方法である。タブ材はこの工程後に仕上焼鈍が施される
。 (発明が解決しようとする課題) ところで、上記の如〈従来製造工程で製造されたタブ材
は、飲料缶等のパーシャルオープンエンド用のタブ材と
しては適しているものの、食缶及び医薬品等に用いられ
るキャップ用のタブとしては問題がある。 すなわち、食缶、医薬品等に用いられているキャップの
タブは、繰り返し曲げ性が重要であるが。 従来の製造方法により製造されたタブ材は強度が高く、
繰り返し曲げ性に問題がある。また、従来の製造方法で
は高冷間圧延を要するため、結晶粒が偏平伸長粒となり
、圧延方向に対するOo、45°、90°方向の繰り返
し曲げの特性に異方性が生じるという問題がある。特に
圧延方向に対してOoに曲げ及び繰り返し曲げ変形を受
けた場合、割れが生じ易い。 更に詳細に説明すると、食缶及び医薬品等に用いられて
いるタブはエンドとリベット加工で結合され、タブを引
き上げることにより、タブ先端がスコア加工部を押し下
げてスコア部を裂く機構であるが、この時、タブは曲げ
変形を受ける。特にスコア部の一部を裂いた後、更にタ
ブを引き上げ開口する場合、タブが繰り返し曲げ変形を
受け、割れが生じてタブが取れてしまう場合がある。 これを防止するためには、1繰り返し曲げ性を向上する
ことが必要である。 この点、従来は繰り返し曲げ性については特に配慮され
ておらず、キャンボディ材、エンド材、タブ材として単
に曲げ加工性だけが評価されているだけである。 本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、繰り返し曲げ
性に優れたタブ用12合金板を提供し、またその製造方
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) 前記目的を達成するため、本発明者は、優れた繰り返し
曲げ性を実現し得る方策を見い出すべく鋭意研究を重ね
た。 その結果、Af1合金板素材において結晶粒が小さいほ
ど繰り返し曲げ性が優れ、また冷間圧延率が少ないほど
等軸に近い結晶粒となって圧延方向に対する0°、45
°、90°方向の繰り返し曲げの特性の異方性が小さく
なること、また素材強度における引張強さと耐力との強
度比を規制することにより、優れた繰り返し曲げ性が得
られるとの知見を得た。そして、この知見に基づき、A
1合金組成、製造条件等について詳細に検討を加えた結
果、MgとMnの各員並びにその量比を適切に規制し、
且つ製造条件をコントロールすることにより、可能であ
ることを見い出し、ここに本発明をなしたものである。 すなわち、本発明に係る繰り返し曲げ性に優れたタブ用
AΩ合金板は、Mg: 3 、5〜5.5%及びMn:
0.1〜0.5%を含み、且つMgとMn量が次式 %式%) を満たし、必要に応じて更にCr≦0.25%を含み、
残部がAl及び不可避的不純物からなり、更に次式 %式% (但し、σ8:引張強さ、σ。、2:耐力)を満たす強
度比を有することを特徴とするものである。 また、該タブ用12合金板の製造方法は、前記化学成分
を有するA2合金鋳塊を均質化処理した後、熱間圧延し
、その後、圧延率50%以上で冷間圧延を行い、更に中
間焼鈍を施した後、圧延率40〜80%で冷間圧延し、
次いで150〜250℃で仕上焼鈍することを特徴とす
るものである。 以下に本発明を更に詳細に説明する。 (作用) 先ず、本発明におけるAn合金の化学成分の限定理由に
ついて説明する。 Mg: Mgは強度を付与する重要な元素であるが、タブ材とし
て少なくとも3.5%以上添加しないと強度が低く、使
用できない。しかし、5.5%を超えて過多に添加する
と強度が高すぎることによる成形加工性の低下を生じる
。したがって、Mg量は3.5〜5.5%の範囲とする
。 Mn: Mnは強度向上及び結晶粒微細化に大きな効果を有する
元素である。しかし、0.1%未満ではその効果が少な
く、一方、0.5%を超えると巨大品出物が生成し、晶
出物生成の数が多くなり、繰り返し曲げ性の低下を招く
。したがって、Mnは0.1〜0.5%の範囲とする。 但し、これらMgとMnの関係は強度及び組織安定化の
ために適度にコントロールする必要があることが判明し
た。すなわち、MgとMn量がM g <(4,5−0
,33XMn)の関係ではタブ材としての強度が得られ
ず、また、Mg>(6,0−0,33XMn)の関係で
は結晶粒が微細化されるものの、強度が高くすぎること
により成形性が低下し、圧延時に耳割れが生じ易くなる
。したがって、MgとMnは、上記添加量の範囲で (4,5−0,33X Mn)≦Mg≦(6,0−0,
33X Mn)の関係を満たすように含有させる。 Cr: CrはMnと同じく強度向上及び結晶粒微細化に大きな
効果を有する元素であり、必要に応じて添加することが
できる。しかし、0.25%を超えて過多に添加すると
巨大品出物が生成し、晶出物の数が多くなり、繰り返し
曲げ性の低下を招くので好ましくない、したがって、C
rを添加する場合は、’0.25%以下の範囲とする。 次にタブ用Al合金板の製造工程について説明する。 上記化学成分を有するAl金合金鋳塊は、常法により均
質化処理した後、熱間圧延、及び中間焼鈍を含む冷間圧
延を行う。 中間焼鈍前の冷間圧延率は、結晶粒、繰り返し曲げ性に
影響を及ぼし、50%未満では後の中間焼鈍時の結晶粒
が大きくなり、繰り返し曲げ性の低下を招くため、50
%以上とする。 また、中間焼鈍後の冷間圧延率も強度、結晶粒及び繰り
返し曲げ性に影響を及ぼし、40%未満では繰り返し曲
げ性は優れるものの、必要な強度が得られないので、4
0%以上とする必要がある。 一方、強度向上には冷間圧延率の増大が必要なものの、
冷間圧延率が80%を超えると圧延直後の強度が高くな
るため、その後の仕上焼鈍温度が高く、温度交差が少な
くなるため好ましくないし、また、結晶粒が偏平伸長粒
となるため、繰り返し曲げ性の異方性が大きくなる。し
たがって、中間焼鈍後の冷間圧延率は40〜80%の範
囲とする。 なお、中間焼鈍方法及び条件は特に規定しないが、完全
結晶粒が得られることが必須であり、結晶粒の観点から
すれば、連続焼鈍(CAL)の使用が好ましい。 冷間圧延後、仕上焼鈍を施すが、仕上焼鈍は中間焼鈍後
の冷間圧延率と必要強度の関係にて決められるものであ
る。しかし、150℃未満では適正な強度にならず、繰
り返し曲げ性が劣る。一方、250℃を超えると強度回
復が進みすぎ、必要な強度が得られない場合がある。し
たがって、仕上焼鈍温度は150〜250℃とする。 なお、仕上焼鈍後に得られる素材においては、引張強さ
(σB)及び耐力(σ。、2)の関係が繰り返し曲げ性
に大きな影響を及ぼすので、その強度比が適切にコント
ロールされている必要がある。すなわち、引張強さと耐
力との比σB/σ、2の値が1.25未満では繰り返し
曲げによる割れが生じ易くなるので、σB/σ、2≧1
.25とする。 (実施例) 次に本発明の実施例を示す。 失庭五よ 第1表に示す化学成分を有するAl合金鋳塊に対し、均
質化処理として500℃の温度で3時間保持し、その後
、熱間圧延にて5n+m厚とした。 その後、冷間圧延にて0.875mo厚としてからCA
L焼鈍(加熱、冷却速度700℃/分、到達温度450
℃、保持2秒)を施し、その後、冷間圧延にて製品厚さ
Q、35mmとした。 更に、&1〜!!15については、強度を一定とするた
めに、Nα1は235℃、Nα2は240℃、Nα3は
220℃、尚4は255℃、&5は185℃の温度で2
時間の仕上焼鈍を実施した。なお、Nα6とNα7は従
来材であり、仕上焼鈍を行なわない材料である。 次いで、タブ材は塗装後、成形加工されるため、200
℃X20分のベーキング処理を施し、塗装した場合と同
じ状態とした。 得られた素材(1!ii品板厚Q、35mn+)につい
てベーキング処理後の機械的性質、繰り返し曲げ性、強
度比(σB/σ。、2)及び圧延性を調べた。その結果
を第2表に示す。 なお、繰り返し曲げ性は、第1図に示すように。 圧延方向に対し0°方向、90°方向にそれぞれ90”
繰り返し曲げを行い、1サイクルを1回として破断回数
により評価した。 第2表より、以下の如く考察される。 本発明材のNα1、Nα2、Nα3はいずれも食缶。 医薬品等のキャップに用いられるタブ材としての必要強
度が得られていると共に繰り返し曲げ性に優れている。 一方、比較材のNα4は強度及び繰り返し曲げ性ともタ
ブ材としての必要特性を満足しているものの、仕上焼鈍
温度が高温で、且つ温度交差が小さいので実用上問題が
あると共に、圧延性が著しく低下(耳割れ発生)するた
め、生産性を阻害し、実用的でない。 比較材翫5はタブ材としての必要強度は得られているも
のの、強度比σB/σ。、2の値が小さく、縁り返し曲
げ性が劣っている。 また、従来材のNα6(5082)、&7(5182)
はいずれも高い強度が得られているものの、強度比σB
/σ11112の値が小さく、繰り返し曲げ性が劣って
いる。
【以下余白】
去JfMJL圀 第1表に示したN13のA12合金について実施例1で
得られた熱間圧延板を、第3表に示す圧延率(中間焼鈍
前圧延率、中間焼鈍前圧延率)で冷間圧延し、製品厚さ
0.35mmとした。なお、中間焼鈍は実施例1と同じ
条件で行った。 その後、Aは255℃、Bは250℃で2時間の仕上焼
鈍を行った。Cは仕上焼鈍を行なわなかった。 次いで、タブ材は塗装後、成形加工されるため、200
℃X20分のベーキング処理を施し、塗装した場合と同
じ状態とした。 得られた素材(製品板厚0.35nuw)についてベー
キング処理後の機械的性質、繰り返し曲げ性、強度比(
σB/σ。、2)について調べた結果を第4表に示す。 第4表において本発明材Nα2(実施例1)と比較する
と明らかなように、比較材A、Bは食缶、医薬品等のキ
ャップ用タブ材としての必要強度並びに強度比(σB/
σ。、2≧1.25)を満足しているものの、繰り返し
曲げ性に異方性が生じ、実用上問題がある。また比較材
Cは強度が低すぎるため、タブ折れ等の問題を生じ易く
、また繰り返し曲げ性が劣っている。
【以下余白】
(発明の効果) 以上詳述したように、本発明によれば、タブ用Al合合
板の組成を調整すると共に製造条件をコントロールして
強度比を確保するので、繰り返し曲げ性を顕著に向上さ
せることができ、現有材において問題とされている繰り
返し曲げ変形時の割れ発生を極力小さくし、開口時のタ
ブ取れを防止できるので、食缶、医薬品等に用いられる
タブ材として好適である。
【図面の簡単な説明】
第1図は90°繰り返し曲げ試験の要領を示す説明図で
ある。 特許出願人   株式会社神戸製鋼所 代理人弁理士  中  村   尚

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)重量%で(以下、同じ)、Mg:3.5〜5.5
    %及びMn:0.1〜0.5%を含み、且つMgとMn
    量が次式 (4.5−0.33×Mn)≦Mg≦(6.0−0.3
    3×Mn)を満たし、残部がAl及び不可避的不純物か
    らなり、更に次式 σ_B/σ_0_._2≧1.25 (但し、σ_B:引張強さ、σ_0_._2:耐力)を
    満たす強度比を有することを特徴とする繰り返し曲げ性
    に優れたタブ用Al合金板。
  2. (2)前記Al合金が更にCr≦0.25%を含むもの
    である請求項1に記載のAl合金板。
  3. (3)請求項1又は2に記載の化学成分を有するAl合
    金鋳塊を均質化処理した後、熱間圧延し、その後、圧延
    率50%以上で冷間圧延を行い、更に中間焼鈍を施した
    後、圧延率40〜80%で冷間圧延し、次いで150〜
    250℃で仕上焼鈍することを特徴とする繰り返し曲げ
    性に優れたタブ用Al合金板の製造方法。
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