JPH02290953A

JPH02290953A - 成形加工時にストレッチャー・ストレインマークの発生しないＡｌ―Ｍｇ系合金の製造方法

Info

Publication number: JPH02290953A
Application number: JP11176089A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Eto; 武比古江藤; Hideyoshi Usui; 碓井　栄喜
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1989-04-29
Filing date: 1989-04-29
Publication date: 1990-11-30

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Ａα一Ｍｇ系合金に係り、より詳細には、深絞
り加工を主対象とする成形加工用Ａｌ−Ｍｇ系合金の製
造方法に関する。

（従来の技術及び解決しようとする課題）食缶等の絞り
缶（ＤＲ缶）には主としてアルミニウム材料が使用され
、熱間圧延、冷間圧延等の加工後、深絞り加工により製
造されている。

このような食缶用アルミニウム材料には，以下のような
材料特性が要求される。

■強度 ■成形性 ■低方向性 ■表面性状、特にＳＳマーク（ストレッチャー・ストレ
インマーク）のないこと ■耐食性 ■塗膜の密着性以上の観点から、従来より、我国ではＡｌ−２．５％Ｍ
ｇをベースとする５０５２合金が，また米国では八〇−
３．５Ｍｇをベースとする５０４２合金が主として使わ
れていた。

しかし、最近、食缶でも絞り比が約２．０に近い深絞り
缶の採用に伴い，ＢタイプのＳＳマーク（パラレルバン
ド）が缶胴に発生し、美観のみならず、缶詰の内容物の
保護のため内面に塗装してある塗膜まで損傷する恐れが
出てきた。

このＢタイプのＳＳマークについては、例えば「アルミ
ニウム材料の基礎と工業技術」（社）軽金属協会発行（
昭和６０年）のｐ．１４０に、ｒ（ＢタイプのＳＳマー
ク）については材料面からの防止は困難で、加工速度を
増大する、ひずみ条件を調整するなど、変形条件を変え
る必要がある」と記載されているように、変形条件（加
工条件）からの防止策が挙げられていた。確かに、引張
変形などのような単純加工では変形速度の高速化や低温
変形などは効果的であるが、現実の食缶材の成形ではプ
レス加工速度の増大や温度制御は困難であり、材料面か
らの改善が長年要望されてきた。

本発明者も、これらの要望に応えるべく、食缶用アルミ
ニウム合金として多用され、今後共に使用量が期待され
る５０５２合金（２．５％Ｍｇ）．　５０４２合金（３
．５％Ｍｇ）を対象に、ＳＳマークの発生しない材料を
見い出すべく，材料面からＳＳマークの防止策を図ると
共に、強度等の面も考慮し、工業的に製造可能とする方
策について鋭意研究を重ね、Ａｎ−Ｍｇ基合金を特定条
件で圧延加工，熱処理を施して結晶粒度と共に軟化度を
規制することにより、ＳＳマークを効果的に防止できる
ことを見い出し、先に特願昭６３−２７２３２３号を提
案した。

しかし、この方法では、結晶粒度が１０〜４０μｍであ
り、かつ、次式で定義される軟化度、軟化度＝（σｙａ
−σｙ）ｘｉｏｏ÷σｙ’（％）（ここで、σｙ０：安
定化焼鈍前の材料の耐力σｙ：安定化焼鈍後の材料の耐
力）が１０％以上であることが必要であり、こ九らの組織制
御を製造工程で管理する必要があった。

そして，更に、組成と製造条件との組み合わせによる前
記■〜■の必須要件を満足する材料の開発が望まれてい
た。

本発明は、上記要請に応えるべくなされたものであって
，成形加工時にストレッチャー・ストレインマークの発
生しないＡｌ−Ｍｇ系合金を提供し、またか１るＡｌ−
Ｍｇ系合金を工業的に製造できる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）前記の課題を解決するため，本発明者らはＭｇ量の影響
、組織制御、工業的製造方法の観点より鋭意研究開発を
行い、合金組成の最適化と製造条件の最適化とにより、
ここに成形加工時にストレッチャー・ストレインマーク
の発生しないＡｌ−Ｍｇ系合金材料の製造法を開発した
のである。

すなわち、本発明に係る成形加工時にストレッチャー・
ストレインマークの発生しないＡｌ−Ｍｇ系合金の製造
方法は、Ｍｇ：　０　．　５〜２．２％を必須成分とし
て含有し、更にＣｕ≦０．６％、Ｍｎ≦０．８％．Ｃｒ
≦０．３％及びＺｒ≦０．２％のうちの１種又は２種以
上を含有し、残部がＡｌ及び不純物からなる組成のＡｌ
−Ｍｇ系合金の鋳塊を熱間圧延後、加工率４０％以上の
中間圧延を行い、３００〜５００℃の温度で中間焼鈍を
施し、更に加工率４０％以上の仕上圧延を行い、必要に
応じて更に１５０〜２５０℃の温度で安定化焼鈍を施す
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）まず、本発明における化学成分の限定理由について説明
する。

Ｍｇ：本発明が対象するとするＡｌ合金はＭｇを０．５〜２．
２％含有するＡＤ．　　Ｍｇ系合金である。本系合金の
強度は、Ｍｇ量と冷間加工により導入された転位量によ
り決定されるので，所定量のＭｇを必須成分とする必要
がある。一方、ＳＳマークの主因はＭｇ量であるので、
Ｍｇ量を規制するのがＳＳマーク防止策上有利である。

すなわち、Ｍｇ量が０．５％未満では材料の十分な強度
が得られず、一方、Ｍｇ量が２．２％（すなわち、５０
５２合金の規格下限値）を超えるとＳＳマークの防止が
困難となる。したがって、Ｍｇ量は０．５〜２．２％の
範囲とする。

上記Ｍｇ以外には、以下の成分Ｃｕ．　Ｍｎ．　Ｃｒ、
Ｚｒの１種又は２種以上を適量にて含有させる必要があ
る。

Ｃｕ：Ｃｕは材料の強化をもたらす効果があるが、０．６％を
超えると耐食性を損ねる。したがって、Ｃｕ量は０．６
％以下の範囲とする。

Ｍｎ：Ｍｎは固溶体強化機構による材料の強化と、ＭｎＡｌ，
分散粒子による微細組織を付与する効果があるが、０．
８％を超えると晶出物による成形性の低下や方向性が高
くなるので、Ｍ　ｎ　Ｅｋは０．８％以下の範囲とする
。

Ｃｒ．Ｚｒ：Ｃｒ．Ｚｒはｃ　ｒ　２　Ｍ　ｇ　３　Ａ　ＱＩ　Ｉ又
はＺｒＡｆｌ，として微細組織を付与し、成形性を向上
させるが、Ｃｒは０．３％より、Ｚｒは０．２％よりも
それぞれ多く添加されると巨大品出物が生成し易く、成
形性を損ねるので、Ｏｒ量、ＺｒＪｉはそれぞれ０．３
％以下，０．２％以下の範囲とする。

なお、不純物は本発明の効果を損なわない限度で許容さ
れるが、例えば、Ａｌ地金中に含まれるＳｉ．Ｆｅ等の
不純物は多くなると晶出物が多くなり、成形性や耐食性
を劣化させるので、Ｓｉは０．３％以下、Ｆｅは０．５
％以下に規制するのが望ましい。

次に本発明の製造方法について説明する。

上記の如く所望の組成に調整したＡｌ−Ｍｇ系合金を，
通常はＤＣ鋳造法で造塊し、均質化熱処理を施した後、
熱間圧延を行う。均質化熱処理は５００〜５５０℃の温
度で行うのが望ましい。この処理では、材料内の溶質原
子の偏析は少なくなり，かつＭｎ．Ｃｒ−　Ｚｒ等はそ
れぞれＭｎＡｌ６．０ｒ，Ｍｇ，Ａ　Ａ１，．　ＺｒＡ
　ｆｌ，の金属間化合物を形成し、分散粒子として、次
工程以降の組織の微細化，安定化をもたらす。また、熱
間圧延は３００〜５５０℃の温度で行うのが望ましい。

なお、熱間圧延後，中間焼鈍を施しても良い。中間焼鈍
を施すと、より材料組織の制御が容易となる。

次いで、加工率４０％以上の中間圧延（冷間圧延）を施
す．加工率が４０％未満の圧延では最終的な結晶粒が４
０μ閣よりも大きくなり、成形加工時に肌荒れとなり、
表面品質を損ねるので好ましくない。

その後、中間焼鈍を施すが、３００℃未満では再結晶が
起こらず、５　５　０　℃を超えると結晶粒の粗大化や
バーニングの危険性がある。したがって、温度は３００
〜５５０℃の範囲とする。なお、この熱処理は、バッチ
式の炉では３００〜３５０℃ＸＺｈｒ位で十分であり、
連続式の加熱炉（ＣＡＬ）では５００〜５５０℃×１〜
１０ｓｅｃで十分である。

続く最終的な仕上圧延（冷間圧延）は、４０％以上の加
工率で行う。加工率が４０％未満では十分な強度が得ら
れない。

なお、加工速度が速い、加工温度が高いなどの加工条件
によるＳＳマークの発生の恐れがある場合や、若干のＳ
Ｓマークが見られる場合は、以下の手段が有効である。

すなわち、前記仕上圧延の後、１５０〜２５０℃の温度
で安定化焼鈍を施すのである。この場合、１５０℃未満
では内部組織の変化を起こすのに不十分であり、２５０
゜Ｃを超えると軟化が進んで十分な強度が得られないの
で好ましくない。この安定化焼鈍で固溶Ｍｇ原子は安定
存在状態となり、ＳＳマーグの発生が抑制される。

以上の方法で得られるＡＲ−Ｍｇ系合金において、結晶
粒度が４０μｍを超えると絞り加工時に肌荒れを起こし
、１　０　Ｐｒｎ未満であると加工中の転位の動きが遅
くなり、ＳＳマークが発生し易くなる。したがって、結
晶粒度は１０〜４　０　ＡＬｍの範囲に調整するのが好
ましい。

なお、このようにして得られたＡｌ−Ｍｇ系合金は常法
による成形加工に供されるが、特に絞り比が約２．０に
近い深絞り加工に供してもＳＳマークを防止できる。

次に本発明の実施例を示す。

（実施例）第１表に示す化学成分を有するＡｌ合金の鋳塊（厚さ５
０ｍｍ）を面削し、５００℃Ｘ８ｈｒの均質化熱処理を
施した後、３００〜５００℃の熱間圧延を施し、厚さ２
〜４＋ｎｍの熱延板とした。

その後，第２表に示す条件で加工、熱処理を施して厚さ
０．２５ｍｍの供試材を得た。

得られた供試材について、結晶粒度を調べると共に、引
張特性、ＳＳマーク（パラレルバンド）及び肌荒れ状況
を調査した。その結果を第２表に併記する。

なお、ＳＳマークは、４０ｍｍφ、５０％絞りカップテ
ストを行い、発生なしの場合にＯ、発生した場合に×を
付して評価した。

第２表より、本発明例Ｎα１〜Ｎα９はいずれもＳＳマ
ークの発生がないことがわかる。一方、比較例は，ＳＳ
マークの発生があったり（Ｎα１０〜１７）、肌荒れ（
Ｎｃｉ１８）、強度不足（Ｎ（１２０，２２）や伸び不
足（Ｎα１９）を示し、本発明例よりも劣っていた。

【以下余白１（発明の効果）以上詳述したように、本発明によれば、特定組成のＡｌ
−Ｍｇ系合金に特定条件の圧延加工、熱処理を施すこと
により、成形加工時にストレッチャー・ストレインマー
ク（パラレルバンド）の発生のないアルミニウム材料を
得ることができる．特に絞り比が２．０に近い深絞り加
工においてもストレッチャー・ストレインマークを発生
することなく食缶等の深絞り缶を製造することが可能で
ある。また本発明法によれば工業的製造が容易である．特許出願人　　株式会社神戸ｍｉｌｌ所代理人弁理士　
中　　村　　　尚手続補正書平成１年１１月１４日平成１年特許願第１１１７６０号２．発明の名称成形加工時にストレッチャー・ストレインマークの発生
しないＡｌ−Ｍｇ系合金の製造方法３．補正をする者事件との関係　　特許出願人住所　神戸市中央区脇浜町１丁目３番１８号名称　（１
１９）株式会社神戸製鋼所４．代理人住所　〒１１６東京都荒川区西日暮里５丁目３５７．補
正の対象明細書の発明の詳細な説明の欄８．補正の内容（１）明細書第９頁第８行〜第１４行目の「５５０℃を
超えると・・・・・・で十分である。」の記載を以下の
文章に訂正する。

「５００℃を超えると結晶粒の粗大化が生じる。

したがって、温度は３００〜５ｏｏ℃の範囲とする。」

Claims

【特許請求の範囲】

（１）重量％で（以下、同じ）、Ｍｇ：０．５〜２．２
％を必須成分として含有し、更にＣｕ≦０．６％、Ｍｎ
≦０．８％、Ｃｒ≦０．３％及びＺｒ≦０．２％のうち
の１種又は２種以上を含有し、残部がＡｌ及び不純物か
らなる組成のＡｌ−Ｍｇ系合金の鋳塊を熱間圧延後、加
工率４０％以上の中間圧延を行い、３００〜５００℃の
温度で中間焼鈍を施し、更に加工率４０％以上の仕上圧
延を行うことを特徴とする成形加工時にストレッチャー
・ストレインマークの発生しないＡｌ−Ｍｇ系合金の製
造方法。
（２）前記仕上圧延の後、１５０〜２５０℃の温度で安
定化焼鈍を施すことを特徴とする請求項１に記載の方法
。