JPH02247363A - 成形用アルミニウム合金材の製造方法 - 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） 本発明は成形用アルミニウム合金材の製造方法に関し、
さらに詳しくは、特に異方性か小さく、高強度なキャン
ボディ用アルミニウム合金板に適するアルミニウム合金
材の製造方法に関するものである。

（従来の技術） 従来アルミニウム製の缶胴体には、適度な強度と成形性
を有するＡＡ３００４合金か主に用いられてきた。しか
し、この材料は成形時の耳率が比較的低いけれども焼き
付°け塗装工程では強度の低下か大きい。缶内圧か加わ
るビールや炭酸飲料ではこの強度の低下か大きな問題と
なる。さらに、近年アルミニウム缶を一層薄肉化してい
くために高強度の材料が要求されているが、ＡＡ３００
４合金では十分要求を満たすことはできなかった。

一方、強度、特に塗装焼き付は後の強度向上の方法とし
て時効硬化に寄与する成分な固溶状態にする高温短時間
の焼鈍を行う工程が提案されている（特開昭５７−１４
９４５９号）。しかしこの方法では強度は向上する反面
、キャンボディ用材料として重要視される特性の異方性
、特に耳率が悪くなるという問題があった。そこで熱間
圧延終了後徐昇温で加熱を行って焼鈍を余分に加えるこ
とによりある程度改善する方法が提案されている（特開
昭６０−２５８４５４号）。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、−ｈ記の従来の方法では強度とともに異
方性を改良して耳率な低くするという点ではまだ不十分
であり、また生産効率上必ずしも満足できるものではな
かった。

本発明はこのような従来の成形用アルミニウム合金板の
製造方法の欠点を克胤し、耳率を低くし強度を大幅【向
上させ、なおかつ生産性の高い成形用アルミニウム合金
材の製造方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは上記目的を達成するため種々検討を重ねた
結果、所定のアルミニウム合金組成を用いて、特定条件
を付した熱間圧延及び急速加熱処理を行うことにより、
高強度かつ低耳率のキャンボディ用材が得られ上記目的
を達成しうることを見出し、この知見に基づき本発明を
なすに至った。

すなわち本発明は、Ｍ　ｎ　０．５〜２．０　ｗ　ｔ％
、Ｍｇ　　０．８〜２．０ｗｔ％、　Ｃｕ　　０．１〜
０．５　　ｗ　ｔ％、Ｓ　ｉ　０．１へｌ、Ｏｗ　ｔ％
及びＦ　ｅ　０．３〜０．８　Ｗ　ｔ％を含有し、残部
か実質的にＡｓＬからなるアルミニウム合金を鋳造し、
５６０℃以上で均質化処理した後に、９９％以上の加工
度の熱間圧延を行うとともに該熱間圧延を終了する際に
アルミニウム合金材の温度を３００℃以上とすることに
より再結晶組織を形成させ、次いて再度再結晶を生じさ
せることなく、４００〜６００℃の温度に１００’Ｃ／
分以上の加熱速度で加熱し、該加熱後１００℃／分以上
の冷却速度で冷却する焼鈍を行い、その後１０％以上か
つ８６％未満の圧延率で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材の製造方法（第１発明とす
る）及びアルミニウム合金がＴ　ｉ　　０．００５〜０
．２％、Ｚｎ　０．０１〜０．５％、Ｃｒ　０．０１〜
０．３％、Ｂ　０．０００２〜０−３％の少なくともい
ずれか一種を含有することを特徴とする請求項ｌ記載の
成形用アルミニウム合金材の製造方法（第２発明とする
）を提供するものである。

以下に本発明に用いられるアルミニウム合金における各
成分の作用及び限定理由を説明する。

Ｍｎは０．５〜２．０ｗｔ％とする。

Ｍｎは強度向上に役立つとともに晶析比相を形成し、し
ごき成形時の工具の焼き付きを防止する働きがあり含有
量が０．５％ｗｔ％未満ではその効果が小さく、２．０
ｗｔ％を越えると巨大品出物を生じ、逆に各種成形性を
阻害する。

Ｍｇは０．８〜２、Ｏｗ　ｔ％とする。

Ｍｇは固溶状態において強度を向上させるとともに塗装
工程で生じる析出物の主要元素でもある。Ｍｇ含有量か
０．８ｗｔ％未満では強度が不足し、２．０ｗｔ％を越
えると成形性が悪くなりまた缶表面状態を悪くする。

Ｃｕは０．１〜０．５ｗｔ％とする。

Ｃｕは固溶状態あるいは微細に析出して強度を向上させ
る。Ｃｕ含有量が０．１ｗｔ％未満では強度の向上は望
めず、０．５ｗｔ％を越えると耐食性や成形性を悪化さ
せる。

Ｓｉは０．１〜１．０ｗｔ％とする。

Ｓｉは微細な析出物となり強度を向上させるとともに晶
出物の中に入り、しごき成形性を向上させる。Ｓｉ含有
量が０．１ｗｔ％未満では、所定の効果は望めず、０．
８ｗｔ％を越えると成形性を悪化させる。

Ｆｅは０．３〜０．８ｗｔ％とする。

ＦｅはＭｎとほぼ同様の挙動を示し、晶析出物としてし
ごき成形性に影響する。Ｆｅ含有量か０．３ｗｔ％未満
ではしごき成形時の工具の焼きつきを防止しきれず、０
．８ｗｔ％を越えると巨大晶出物を作り易くなり成形性
を悪化させる。

上記元素に加え第２発明では、Ｔｉ０．０５〜０．２ｗ
ｔ％、Ｚ　ｎ　　０．０１〜０．５　ｗ　ｔ％、Ｃｒ０
９０１〜０．３ｗｔ％及びＢＯ００００２〜Ｏｊｗｔ％
のうち少なくとも一種を含有するものとする。

ＴｉあるいはＢは鋳造組織に影響し、晶出物分布を決定
する一要因と考えられる。Ｔｉ含有量が０，００５ｗｔ
％未満あるいはＢ含有量が０．０００２ｗｔ％未満では
鋳造組織が粗くなり、圧延加工や缶成形加工時の成形性
が悪化し、Ｔｉ、６イ０．２ｗｔ％を越えあるいはＢが
０．３ｗｔ％を越えるとＴｉ、Ｂ系の巨大晶出物を形成
し、成形性を害する。

ＣｒはＭｎ、Ｆｅと同様な効果を有し、しごき成形性を
向上させる。添加量の範囲を０．０１〜０．３ｗｔ％に
規定する理由は前記のＭｎ、Ｆｅと同様である。

Ｚｎは固溶状態であるいは微細な析出物を形成して強度
を向上させ、Ｚｎ含有量が０．０１％未満ては強度向上
は望めず、０．５ｗｔ％を越えると耐食性を害すること
となる。

本発明では上記組成のアルミニウム合金鋳塊に５６０℃
以上の均質化処理を行う。この均質化処理温度が５６０
″Ｃ未満ては析出物が微細に生じてしまい、１＆形性を
害するとともに熱間圧延終了時の再結晶を阻害し結晶粒
径が１５０μｍを越え粗大化を招くため缶表面性状を悪
化させる。

均質化処理後９９％以上の熱間圧延を行い。

かつその終了温度を３００℃以Ｊ−１好ましくは３９０
〜３２０℃とする。この温度ての保持時間は１０秒〜３
０分が好ましい。本発明において熱間圧延を終了する際
とは、必ずしも熱間圧延工程と一体工程となつているこ
とを意味するものではないが、熱間圧延工程中に組み入
れて行うのが生産効率上好ましい。

ここで熱間圧延加工度か９９％未満あるいは熱間圧延終
了温度が３００℃未満の場合、熱間圧延板は再結晶組織
とならず、目的の耳率の低いアルミニウム合金板は得ら
れない。熱間圧延の終了後の圧延板の平均結晶粒径は５
０〜１５０ｐＬｍとすることが好ましい。これは粒径が
５０ｇｍ未満では耳率が高くなるためであり１粒径が１
５０＃Ｌｍを越えると上記したように缶表面性状を悪化
させる危険性があるためである。

上記熱間圧延の後焼鈍を行うが、その条件は、４００〜
６００℃の温度に１００℃／分以上の加熱速度で加熱し
、その後１００℃／分以上の冷却速度で冷却する。上記
焼鈍のまえに５％以下であれば冷間圧延を施してもよい
、この条件で冷間圧延を行った場合、その後の熱処理で
再度再結晶することはなく、耳率の悪化もない、また上
記焼鈍条件において加熱後１０分以内であれば保持して
もよル）。この範囲内であれば強度が低下することはな
いからである。

本焼鈍はＳｉあるいはＣｕ元素をより多く固溶させるこ
とにより缶の塗装やきつき時に時効硬化量を大きくする
ためのものである。

一方４００〜６００℃の温度ではＭｎあるいはＦｅ元素
が析出して強度低下を生じる。このため加熱速度が１０
０℃／分未満、あるいは４００〜６００℃の温度での保
持時間が１０分を越えたり、冷却速度が１００℃／分未
満では強度低下の作用が大きくなり強度が低下してしま
う。

上記焼鈍後、１０％以上かつ８６％未満の圧延率で冷間
圧延を行うが、圧延率が１０％未満てはしごき成形性が
著しく悪くなりまた８６％以上の圧延率では耳率が著し
く大となるためである。

（実施例） 次に本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明する。

第１表に示す成分のアルミニウム合金を溶解して鋳造し
た５００ｍｍの鋳塊に所定量の面切削加工により種々の
板厚の試料とした。これら試料に対して第２表に示す工
程により０．３ｍｍ厚さのキャンボディ用材料を作成し
た。

第３表に上記により作成した試料を使用してキャンボデ
ィ材として要求される各種性能試験結果を示す。

これら表から明らかなように本発明により作成された試
料は強度、耳率や成形性がいずれも優れる。これに対し
て比較例は試験項目の白河れかの性能が劣るかまたは処
理工程が多いため生産性が低い。

（発明の効果） 本発明方法により得られた成形用アルミニウム合金材は
キャンボディ用材料として強度、成形性及び耳率に優れ
る。また本発明方法は生産性の高い製造方法であるため
製造コストの低減を図ることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）Ｍｎ０．５〜２．０ｗｔ％、Ｍｇ０．８〜２．０ｗ
   ｔ％、Ｃｕ０．１〜０．５ｗｔ％、Ｓｉ０．１〜１．０
   ｗｔ％及びＦｅ０．３〜０．８ｗｔ％を含有し、残部が
   実質的にＡｌからなるアルミニウム合金を鋳造し、５６
   ０℃以上で均質化処理した後に、９９％以上の加工度の
   熱間圧延を行うとともに該熱間圧延を終了する際にアル
   ミニウム合金材の温度を３００℃以上とすることにより
   再結晶組織を形成させ、次いで再度再結晶を生じさせる
   ことなく、４００〜６００℃の温度に１００℃／分以上
   の加熱速度で加熱し、該加熱後１００℃／分以上の冷却
   速度で冷却する焼鈍を行い、その後１０％以上かつ８６
   ％未満の圧延率で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材の製造方法。 ２）アルミニウム合金がＴｉ０．００５〜０．２％、Ｚ
   ｎ０．０１〜０．５％、Ｃｒ０．０１〜０．３％、Ｂ０
   ．０００２〜０．３％の少なくともいずれか一種を含有
   することを特徴とする請求項１記載の成形用アルミニウ
   ム合金材の製造方法。