JPH02217449A - 成形用アルミニウム合金板の製造方法 - Google Patents

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） 本発明は缶材等の成形用アルミニウム合金板の製造方法
に関するものであり、さらに詳しくは、表面品質および
成形性に優れたアルミニウム合金板の製造方法を提供す
るものである。

（従来の技術） 従来成形用アルミニウム合金材としては、例えばＤＩ缶
用アルミニウム合金材として３００４系合金がよく用い
られており、その製造方法として、一般的には鋳造、均
質化処理、熱間圧延、焼鈍及び冷間圧延の工程が行われ
ている。このような方法の各種条件を設定することで耳
率の低減、強度の向上、成形性の向上をはかる方法が数
多（提案されている。

上記提案のなかで近年最も注目されているのは、中間焼
鈍を連続焼鈍ライン（ＣＡＬ）を用いて実施する方法で
ある。

この方法は成形用薄板の耳率の低減と強度の向上を主た
る目的としており、耳率の低減をはかるために最終冷間
圧延の圧延率を少なくするが、それによって生じる強度
の低下なＣＡＬを用いて補う方法である。すなわち、合
金中のＳｉ、Ｍｇ、Ｃｕを高温加熱により固溶させ、ベ
ーキング等による加熱で析出硬化させることで圧延率低
減により生じた強度不足を補っている。

（発明が解決しようとする課題） 上記のよりなＣＡＬを用いる方法により、耳率、強度の
問題はほぼ解決されたが、しごき加工を行った場合につ
いての成形性はまだ満足のいくものではなく、成形時に
黒い筋が発生したり、板材全体が薄黒く変色する等の表
面品質の低下の問題が未解決であった。

本発明は上記従来技術の問題点を解決して表面品質及び
成形加工性のさらに優れたアルミニウム合金板の製造方
法を提供する目的でなされたものである。

（課題を解決するための手段） すなわち本発明は、Ｓ　ｉ　　０．１〜０．５　ｗｔ％
、Ｆ　ｅ　Ｏ，２〜０．６　ｗ　ｔ％、Ｃｕ　Ｏ，０５
〜０．４　ｗ　ｔ％、Ｍｎ　Ｏ，８〜１．５　ｗｔ％及
びＭｇ　０．８〜１．５ｗｔ％を含有し、残部ＡＩ２を
有するアルミニウム合金鋳塊を均質化処理、熱間圧延し
たのち圧延率９０％以下の冷間圧延を行い、中間焼鈍を
昇温速度２００℃／分以上、保持温度４５０〜６３０℃
、保持時間０．２〜３００秒でかつ水蒸気の露点が４０
℃以下である雰囲気中で行い、さらに中間焼鈍から最終
板厚までの冷間圧延率を３０〜８０％として冷間圧延を
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
方法を提供するものである。

まず本発明に係るアルミニウム合金組成における各成分
の限定理由及び作用を説明する。

Ｓｉ含有量は０．１〜０．５ｗｔ％とする。Ｓｉは中間
焼鈍加熱時にＭｇ、Ｃｕとともに固溶し、後に析出硬化
することで強度を向上させる。さらに均質化処理時に生
じる微細な析出物をａ−Ａｌ２（Ｆｅ、Ｍｎ）Ｓｉ相と
し、鋳造時に生じた晶出物を均質化処理時にα−ＡＪ２
　（Ｆｅ、Ｍｎ）Ｓｉ相に相変態させる。これらα−Ａ
ｌ（Ｆｅ、Ｍｎ）Ｓｉ相、しごき加工時に成形性を向上
させる効果がある。ＳｉがＯ，１ｗｔ％未満では上記効
果が不十分であり、０．５ｗｔ％を越えると逆に成形性
が低下する。

Ｆｅ含有量は０．２〜０．６ｗｔ％とする。

Ｆｅは、鋳造時にＡＮ−Ｆｅ−Ｍｎ系、Ａｊ２−Ｆｅ系
、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ−３ｉ系等の晶出物を生じさせる働
きをする。これら晶出物は中間焼鈍時に再結晶核発生サ
イトとなり、再結晶粒を微細にし成形性を向上させる効
果がある。Ｆｅの量が０．２ｗｔ％未滴の場合上記効果
が不十分であり、０．６ｗｔ％を越えると粗大な晶出物
が数多く生じ、成形加工時に割れを生じるようになり加
工性が低下する。

Ｃｕ含有量は０．０５〜０．４ｗｔ％とする。

Ｃｕは、強度向上のために添加する。含有量が０．０５
ｗｔ％未満ではその効果が不十分であり、０．４ｗｔ％
を越えると板が加工硬化し易くなり成形性が低下する。

Ｍｎ含有量は０．８〜１．５ｗｔ％とする。

Ｍｎは、均質化処理時にａ−Ａｊ２　（Ｆｅ、　Ｓ　ｉ
）Ｍｎ相等の析出相を微細に生じ、成形時の潤滑性を向
上させるとともに、強度を若干向上させる。

Ｍｎ添加量が０．８ｗｔ％未満ではその効果が不十分で
あり、１．５ｗｔ％を越えると、析出相の量が増大しす
ぎ逆に成形性が低下する。

Ｍｇ含有量は０．８〜１．５ｗｔ％とする。

Ｍｇは、固溶強度によって合金の強度を向上させるとと
もに、ＭｇｚＳｉをベーキング時等に生じ、時効硬化に
よって強度を向上させる。Ｍｇ添加量は０．８ｗｔ％未
満ではその効果が十分でなく、１．５ｗｔ％を越えると
表面品質が低下する。

次に本発明の工程について詳細に説明する。

まず、前記合金鋳塊を均質化処理後熱間圧延を行う、均
質化処理条件は、温度５６０〜６２０℃、保持時間１〜
２０時間、５００℃から５６０℃までの昇温速度５００
℃／時間以下が好ましい、これは、上記条件で行った場
合、５００℃までの昇温中に生じている０、０３μｍ以
下の析出物な再固溶させ、析出物の平均粒径を０．１ａ
ｍ程度（０，０７μｍ以上）とするためである。このよ
うに析出物を適度に粗大化させることにより、しごき加
工での潤滑性を向上させる。

鋳塊を面前後均質化処理を行って、そのまま熱間圧延を
行ってもかまわないが、上記均質化処理を行った後、鋳
塊を面削し、５５０℃以下の温度で加熱し、熱間圧延を
行った場合、さらに表面品質が向上する。

熱間圧延は常法通り行えばよい。

上記熱間圧延後冷間圧延及び中間焼鈍を行う。

熱間圧延後、中間焼鈍までの冷間圧延率は９０％以下と
するが、これは中間焼鈍の昇温速度、保持温度と関連し
て決定した値であり、冷間圧延率が９０％を越えた場合
耳率が悪化する。なお熱間圧延直後に１回焼鈍を行って
も本発明では影響はない。

中間焼鈍条件は、昇温速度２００℃／分以上の速度で、
保持温度４５０〜６３０℃、保持時間を０．２〜３００
秒とする。ます昇温速度を２００℃／分以上と定めたの
は、保持温度まで急速に加熱を行うことで、昇温途中の
比較的低い温度で再結晶が進行することを防止するため
である。すなわち、昇温途中の低い温度域で再結晶が進
行する場合、再結晶の核発生サイトが晶出物周囲の高ひ
ずみ領域等に限られるため結晶粒が粗大化し、成形加工
時に肌荒れ等が生じ好ましくない、２００℃／分以上の
昇温速度の場合、そのような再結晶が生じることがなく
、高温で再結晶が生じるため微細な組織となり成形性が
向上する。昇温速度は上記のように２００℃／分以上で
あれば十分であるが、２０００℃／分以上がさらに望ま
しい。これは２０００℃／分以上の昇温速度の場合、再
結晶の進行すべてが所定の保持温度で生じるため均一な
組織が得られることによるものである。

保持温度は４５０℃未満で行った場合、Ｍｇ、Ｓｔ、Ｃ
ｕ等の溶体化が十分になされないため十分な強度が得ら
れない。さらに再結晶粒が粗大化し成形上も好ましくな
い。保持温度が６３０℃を越えると、板が溶解する危険
性がある上、成形加工時に潤滑性作用を有するＭｎ系析
出相が再固溶をはじめ、しごき加工性が低下する０以上
の理由により保持温度は４５０〜６３０℃と定めるが。

均質化処理を前記条件で行った場合に保持温度を５００
℃以上とするとさらに成形性は向上する。

これは５００℃以上の保持温度とした場合、熱間圧延中
に生じた微細な析出物を再固溶させることができ、それ
によって均質化処理時に目標とした適度に粗大化した析
出物の分布を得ることができるためである。

保持時間は０．２秒〜３００秒と定める。これは保持時
間が０．２秒未満では、前記溶体化処理が十分でなく、
さらに完全に再結晶が完了しない場合があり、３００秒
を越えると２次再結晶により逆に再結晶粒が粗大化する
ためである。

以上のように強度、成形性の観点から中間焼鈍気中の水
蒸気の露点を４０℃以下とする。

水蒸気の露点が４０℃を越えた場合、雰囲気中の水蒸気
量が多いため、本発明の合金のようにＭｇを０．８％以
上添加している場合や焼鈍温度を４５０℃以上で行った
場合、板材表面の酸化皮膜が水蒸気と反応し酸化膜が厚
くなり、さらにその特性が変化し、その結果としてしご
き加工時に黒い筋が生じ売り、加工後に全体的に薄黒く
なる等、表面品質上の問題が生じる。

本発明の焼鈍加熱条件および雰囲気条件は、通常用いら
れている連続焼鈍装置では達成容易ではない。これは通
常の連続焼鈍装置では、燃焼ガス雰囲気中で加熱を行っ
ているため、水蒸気の露点が５０〜１００℃程度である
ためである。したがって、本発明は、雰囲気を間接的に
加熱する連続焼鈍装置や電磁誘導加熱によって加熱を行
うタイプの連続焼鈍装置等を用いる必要がある。その場
合の雰囲気はＮ２ガスやＡｒガスもしくは還元性ガスが
望ましいが、大気中で行うこともできる。ただし、大気
中で行う場合、装置を設置しである付近の湿度が９０％
以下でなければならない、これは湿度が９０％を越えた
場合、板材表面に結露を生じる場合があり、その状態で
加熱を行うと結露の生じた部分で前記と同様な酸化皮膜
の反応が生じること、及び連続焼鈍ラインを通板してい
る途中徐々に雰囲気の水蒸気量が増し、本発明の水蒸気
量を上まわることがあるが、９０％以下であれば問題な
い。

本発明では中間焼鈍から最終板厚までの冷間圧延率は３
０〜８０％と定める。

これは、３０％未満では強度が不十分であり、８０％を
越えると耳率が高（なるためである。

最終板厚まで冷間圧延した板は、そのまま成形用板とし
て用いてもよいし、２００℃付近の温度に加熱する安定
化焼鈍を行ってもよい。

（実施例） 次に実施例に基づき本発明をさらに詳細に説明する。

第１表の組成の厚さ５００ｍｍの−ＤＣ鋳塊を第２表に
示す工程で面前、均質化処理、熱間圧延を行い、同表に
示す板厚の熱間圧延板を得た。得られた熱間圧延板から
供試材を作製し、それぞれにつき第３表の条件で冷間圧
延、中間焼鈍を施した。

第３表による処理後に得られた供試板（０，３６ｍｔｓ
厚）にベーキング処理に対応させ２００℃×１０分の加
熱を行った後、その耐力、耳率（４５゜耳）、変色度合
及び黒筋度合について検査を行った。その結果を第４表
に示す。

なお黒変および黒筋の評価は、板材をＤＩ成形後目視に
て評価を行ったものである。

第４表から明らかなように本発明方法によって作製した
ものは、良好な特性を示している。

（発明の効果） 以上のように、本発明により、成形性および表面品質の
優れたアルミニウム合金板が得られ、この板材は缶材等
に特に好適である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｓｉ０．１〜０．５ｗｔ％、Ｆｅ０．２〜０．６ｗｔ％
   、Ｃｕ０．０５〜０．４ｗｔ％、Ｍｎ０．８〜１．５ｗ
   ｔ％及びＭｇ０．８〜１．５ｗｔ％を含有し、残部Ａｌ
   を有するアルミニウム合金鋳塊を均質化処理、熱間圧延
   したのち圧延率９０％以下の冷間圧延を行い、中間焼鈍
   を昇温速度２００℃／分以上、保持温度４５０〜６３０
   ℃、保持時間０．２〜３００秒でかつ水蒸気の露点が４
   ０℃以下である雰囲気中で行い、さらに中間焼鈍から最
   終板厚までの冷間圧延率を３０〜８０％として冷間圧延
   を行うことを特徴とする成形用アルミニウム合金板の製
   造方法。