JPH03173752A - 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低耳、高強度Ａｌ―Ｍｇ系合金の製造方法 - 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Ａｌ−Ｍｇ系合金の製造に係り、よす詳細には
、深絞り加工を主対象とする成形加工用高強度Ａｌ−Ｍ
ｇ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Ａ　Ｑ
　−３，５％Ｍｇ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１缶詰の内容物の
保護のため内面に塗装しで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９．１４０に、「（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、Ａｌ−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１次式で定義される軟化度、軟化度＝（ｔｙｙ
ｏ−ｃｒｙ）Ｘ　１００　÷ａｙ０（％）（ここで、σ
ｙｏ：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、これらの組織制
御を製造工程で管理する必要があった。 そして、更に１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。 そこで１本発明者は、更に改良を図り、ＳＳマークを防
止し得るＡｌ−Ｍｇ系合金の製造法を開発し、先に特願
平１−１１１７６０号を提案した。 しかし、この方法では、高強度材を得るには、Ｍｇ量を
２％以上とし、冷間圧延量を高くする等のように、組成
と製造条件の適正な組合せが必要であり、また低耳材が
得られないため１Ｍｇ２％以下で、容易に低耳、高強度
材が得られる材料の開発が要望されていた。 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
生しない低耳、高強度Ａｌ−Ｍｇ系合金を工業的に容易
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
の発生しない低耳、高強度Ａｆｉ−Ｍｇ系合金材料の製
造法を開発したのである。 すなわち、本発明は、Ｍｇ：０．５〜１．８％、Ｍｎ：
０．０５〜０．６％及びＣｕ：０．３〜０．６％を必須
成分として含有し、更にＣｒ≦０．３％を必要に応じて
含有し、残部がＡｌ及び不純物からなる組成のＡΩ−Ｍ
ｇ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、５００〜５５０℃の温度で中間焼鈍を施し
、更に加工率４０％以上の仕上圧延と１５０〜２５０℃
の温度で安定化焼鈍を施す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低耳
、高強度Ａｎ−Ｍｇ系合金の製造方法を要旨とするもの
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金合金Ｍｇを０．５〜１．
８％含有するＡｌ−Ｍｇ系合金である０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１Ｍｇ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１．８％を超えると、絞り
比が２を超える加工時や、角絞り加工時のコーナ一部に
ＳＳマークが発生し易くなる。 したがって、Ｍｇ量は０．５〜１．８％の範囲とする。 Ｃｕ： Ｃｕは固溶体強化或いはＡｌとの析出粒子θ′−ＣｕＡ
ｌ、、Ｓ　’−ＣｕＭｇＡｌ　２の生成により。 強度をもたらす元素である。このためには本系合金では
０．３％以上が必要である。しかし、０．６％を超える
と耐食性を損ねるので好ましくない。 したがって、Ｃｕ量は０．３〜０．６％の範囲とする。 Ｍｎ： Ｍｎは、０．０５％以上含有すると固溶体強化による材
料の強化とＭｎＡｌｌ、分散粒子による微細組織を付与
する効果があるが、０．６％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、Ｍｎ量は０．０５
〜０．６％の範囲とする。 Ｃｒ： ＣｒはＣｒ２Ｍｇ、　Ａ　Ｑ　ｔｓとして微細組織を付
与し、成形性を向上させるので、必要に応じて添加する
ことができる。添加する場合には、０．３％よりも多い
と巨大晶出物が生成し易く、成形性を損ねるので、Ｃｒ
量は０．３％以下の範囲とするのが好ましい。 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、Ｆａ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。 上記の如く成分調整したＡＭ−Ｍｇ系合金を、通常はＤ
Ｃ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等はそれぞれＭｎＡｌ、
、Ｃｒ、Ｍｇ、Ａｌ、。 の金属間化合物を形成し１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−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、５００℃未満ではＭｇ、Ｃ
ｕ、Ｍｎの十分な固溶、並びに低耳材に必要な十分な立
方方位の再結晶が完了しない、一方、５５０℃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、中間焼鈍の温度は５００〜５５０℃の範囲とする
。なお、時間は１〜１ｏｓｅｃ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、しかし、本発明の場合、余り加工率を高くしな
くとも高強度材が得られるので、加工率は５０％以下に
とどめるのが製造上望ましい。 最後に１５０〜２５０℃の温度で安定化焼鈍を施す。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℃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、絞り比が２．０以
上であってもＳＳマークの発生が抑制される。 以上の方法で得られるＡＭ−Ｍｇ系合金において、結晶
粒度が４０ｐ１１を超えると絞り加工時に肌荒れを起こ
し、１０μ自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１０〜４０μｍ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２．０以上
の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）を固剤し、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
〜４ｍｍ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
０．２５ｍｎ＋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）。 耳率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、３３ｍ５＋φ、５０％絞りカップ
テストを行って評価した。また、耳率は、４０ｍｍφポ
ンチ、ブランク径６６．７ｍ＋ａφ（絞り率４０％）に
て測定した。 第２表より、本発明例はいずれも、所望の高強度が得ら
れると共に、２．０以上の絞り比でもＳＳマークの発生
がなく、耳率が低く、表面品質が良好であることがわか
る。一方、比較例のものは、たとえ高強度が得られても
ＳＳマーク、耳率、表面品質のいずれも満足できない。

【以下余白】

（発明の効果） 以上詳述したように１本発明によれば、Ｍｇ量が１．８
％以下で特定組成のＡｌ−Ｍｇ系合金に特定条件の圧延
加工、熱処理を施すので、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）の発生のない低
耳、高強度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以上の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ととなく食缶等の深
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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 重量％で（以下、同じ）、Ｍｇ：０．５〜１．８％、Ｍ
   ｎ：０．０５〜０．６％及びＣｕ：０．３〜０．６％を
   必須成分として含有し、更にＣｒ≦０．３％を必要に応
   じて含有し、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、５００〜５５０℃の温度で中間焼鈍を
   施し、更に加工率４０％以上の仕上圧延と１５０〜２５
   ０℃の温度で安定化焼鈍を施す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
   低耳、高強度Ａｌ−Ｍｇ系合金の製造方法。