JPH0414183B2

JPH0414183B2 -

Info

Publication number: JPH0414183B2
Application number: JP63120393A
Authority: JP
Inventors: Teruran Deideie; Ganieeru Jatsuku
Original assignee: SEJUDEYUURU SOC DO TORANSUFUORUMASHION DO RARUMINIOMU PUSHINEI
Current assignee: SEJUDEYUURU SOC DO TORANSUFUORUMASHION DO RARUMINIOMU PUSHINEI
Priority date: 1987-05-19
Filing date: 1988-05-17
Publication date: 1992-03-12
Also published as: MX169312B; KR880014118A; AU599546B2; NO172136C; CN1009374B; GR3002901T3; DE3865524D1; US4855107A; NO172136B; AU1639188A; NZ224639A; FR2615530A1; KR910006022B1; NO882130D0; EP0292411B1; BR8802384A; EG18835A; CA1307141C; EP0292411A1; FR2615530B1

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、食料品および炭酸飲料を収納するた
めの缶の蓋および本体の製造に適する金属薄板の
製造方法に関する。

従来技術の説明アルミニウム合金は現在、固体または液体食料
品ならびに炭酸飲料を収納するための缶の製造に
広く使用されている。これらの缶は２つの部分か
ら構成され、すなわち、側壁に印刷がされている
場合とされていない場合とがあるが一体の底板を
有する本体と、本体に接合されとくに炭酸飲料缶
の場合には開けやすい方式を備えた蓋とからな
る。蓋は一般に200〜400μｍの厚さを有する金属
薄板から切出されて製造され、本体は同様の厚さ
を有し、スタンピング（型打ち）またはスタンピ
ング後に再絞りをすることによつて製造される。

缶の内容物、本体または蓋のいずれに使用する
か、使用される成形方法及び開けやすい方式また
は印刷が存在するか否かに応じて、金属薄板は各
特殊性に適応した特徴を有さなければならない。

したがつて、開けやすい蓋は使用するときに裂
けないように、他の蓋よりさらに大きな機械的強
度を有さなければならない。印刷があつたりまた
は再絞りされたりする本体は、あらかじめ印刷さ
れた文字のひずみまたは蓋を受ける頂部部分のひ
ずみを防止するために、比較的小さなしわ疵率を
有さなければならない。再絞りされた本体は、引
掻ききずの外観さらには割れを避けるために、治
具との接触によりしわが形成されないようにしな
ければならない。

需要の増大に伴ない当業者は、種々の組成を有
する合金から製造された金属薄板を使用するよう
になつた。

したがつて、食料品用の缶の分野では一般に、 −印刷のない蓋および本体には、重量％で下記の
組成を有するアルミニウム協会規格によるH28
状態の5052合金からなる厚さ230μｍの金属薄
板； Si0.25−Fe0.40−Cu0.10−Mn0.10−Mg2.2〜
2.8Cr0.15〜0.35−Zn0.10−その他0.15−残部Al −印刷された缶の本体には、同一合金ではあるが
H24状態のものからなる同一厚さの金属薄板；が使用される。

炭酸飲料用の缶の分野では一般に、 −スタンピング−再絞りで製造される缶の本体に
は、重量％で下記の組成を有するアルミニウム
協会規格によるH19状態の3004合金からなる厚
さ330μｍの金属薄板； Si0.30−Fe0.7−Cu0.25−Mn1.0〜1.5−
Mg0.8〜1.3−Zn0.25−その他0.15−残部Al −缶の蓋には、重量％で下記の組成を有するアル
ミニウム協会によるH19状態の5182合金からな
る厚さ300μｍを有する金属薄板； Si0.20−Fe0.35−Cu0.15−Mn0.20〜0.50−
Mg4.0〜5.0−Cr0.10−Zn0.25−その他0.15−残
部Al が使用される。

上記した組成表から、とくに炭酸飲料用の缶の
分野では、蓋および本体はとくにマグネシウムお
よびマンガンに関してきわめて異なる組成を有す
るアルミニウム合金薄板から製造されていること
がわかる。このため製造に別の製造ラインを必要
とし、その原価も上昇する。しかも、この不利に
加えて、使用後の缶の再生利用の問題が伴なう。
実際に、缶市場におけるアルミニウム合金の使用
増加の観点から、前記缶をスクラツプにしないで
再生利用することにより大きな節約が図られてき
た。しかしながら、本体は蓋から実質的に分離で
きないので、再生利用を経済的に行なうために缶
全体を溶融している。このために本体の組成と蓋
の組成との中間組成を有す合金が得られ、したが
つてこの合金は、純アルミニウムおよび合金元素
を再び添加して各々が規格組成となるように２つ
の成分に分割しなければならない。

したがつて、再生利用という観点から、単一型
の合金を使用することがより有利のように思われ
る。しかしながらこの合金はなお、その使用目
的：食料品か炭酸飲料かにより、またはその形
状：本体か蓋かにより、またはその製造方法：ス
タンピングかまたはスタンピング−再絞りかによ
り、またはさらに蓋の開けやすい方式かあるいは
事前に印刷された文字またはモチーフの適切な形
成のための安定性などのいくつかの特性により、
金属薄板に課されるすべての要求をも満足しなけ
ればならない。

本出願人はこの点にとくに着目した。これよ
り、帯への鋳造後適当に選択される多数の成形作
業および熱処理により、それが受けるであろう
種々の応力に抵抗可能な性質を有する金属薄板の
製造を可能とする合金組成を発見することができ
た。

この問題をこのような方法で解決したのは、も
ちろん本出願人が最初ではない。たとえば、フラ
ンス特許第2432556号が挙げられ、この特許は、 (a) 通常の不純物のほかに主成分として、0.4〜
1.0重量％のマンガンと1.3〜2.5重量％のマグネ
シウムとを含み、マグネシウムとマンガンとの
総含有量は2.0〜3.3重量％であり、マグネシウ
ムのマンガンに対する比が1.4：１〜4.4：１で
あるようなアルミニウム合金の溶融物質を調製
し； (b) 溶融物質を帯鋳造機を用いて帯に連続的に鋳
造し； (c) 圧延率は少なくとも70％とし、熱間圧延の最
初の温度は300℃〜合金の凝固温度でありまた
圧延の終点温度は少なくとも280℃という条件
の鋳造速度で鋳造帯を連続的に熱間圧延し； (d) 熱間圧延帯熱間で巻取り、静止空気中に放置
してほぼ周囲温度まで冷却し； (e) 冷却された熱間圧延帯は最終厚さまで、冷間
圧延すること；を特徴とするスタンピングおよび再絞りにより缶
の本体および蓋を製造するのに適したアルミニウ
ム合金の帯の製造方法を開示している。

帯の鋳造をも含むこの特許においては、蓋には
より硬い帯が必要なので冷間圧延を行なうが、そ
れを除いては間の本体と蓋とに単一の合金と単一
の製造方法とが使用される。

これらの条件下で得られた薄板の機械的性質
は、本体用の薄板では、0.2％降伏応力250〜
310MPa、引張強さ260〜320MPaおよび破壊時の
延び１〜８％であり、蓋用の薄板ではそれぞれ、
310〜370MPa、320〜380MPaおよび１〜５％で
ある。

発明の概要本発明はこれらの性質とくに蓋用の薄板におけ
る性質の改善を目的とした。この目的は、通常の
不純物のほかに、主元素としてマンガンを0.8重
量％以上1.8重量％以下、ケイ素を１重量％を越
え２重量％以下、マグネシウムを0.7重量％以上
３重量％以下、鉄を0.7重量％未満含有する高ケ
イ素含有アルミニウム合金を指向することにより
達成された。高ケイ素含量はマグネシウムと組合
わされて、硬化剤として働くMg₂Siの形成を促進
する。さらに前記特許より高いマンガン平均含有
量の存在は、間本体の再絞りのときにしわ形成現
象を著しく減少する効果を有する。

本発明は、缶の蓋および本体の製造に適する金
属薄板の製造方法に関し、前記方法は、 (a) 通常の不純物のほかに、主元素として、マン
ガンを0.8重量％以上1.8重量％以下、ケイ素を
１重量％を越え２重量％以下、マグネシウムを
0.7重量％以上３重量％以下、鉄を0.7量重％未
満含有するアルミニウム合金の溶融塊を調製
し； (b) 前記塊を４〜20mmの厚さを有する帯に連続的
に鋳造し； (c) 鋳造された帯を500〜620℃において２〜20時
間加熱し； (d) 加熱した帯を放冷後中間厚さまで冷間圧延
し； (e) 薄くした帯を500〜600℃において0.5〜10分
間加熱し、次に空気焼入れし； (f) 帯を製造薄板の最終厚さまで冷間圧延するこ
と；を特徴とする。

マンガンは、機械的性質および最終厚さにおけ
る帯の等方性を改善すると共に缶本体への加工時
のしわ形成現象を抑制する作用を発揮するが、マ
ンガンの添加量が0.8重量％未満では上記した作
用が発揮されず、1.8重量％を越えると熱間脆性
が著しくなるので好ましくない。

マグネシウムはケイ素と組合されてMg₂Siを形
成し、硬化剤として作用する。マグネシウムの下
限量は熱処理により機械的性質を改善するのに十
分な量であり、その上限を越えると缶の蓋および
本体の製造に適した薄板が製造され得ない。ケイ
素の添加量はマグネシウムに捕捉されるに十分な
量である。

鉄も機械的性質を改善するために添加される
が、0.7重量％を越えると熱間脆性が著しくなる。

したがつて、本発明方法によれば、所定組成を
有するアルミニウム合金の溶融塊を調製し、それ
をたとえば圧延機内で４〜20mmの厚さの帯に鋳造
し、圧延機は高い冷却速度により多量のMg、Si
およびMnを固溶体内に保持させて後の溶解をよ
り容易にする。帯は６〜12mmの厚さを有するのが
好ましい。

鋳造後、金属を均一化するために帯を500〜620
℃において２〜20時間加熱する。次に放冷後中間
厚さまで冷間圧延した後に、従来の合金の性質よ
り良好な性質を作るために帯を500〜600℃の温度
で0.5〜10分間加熱し次に空気焼入する。この加
熱処理は、530〜580℃において１〜２分間行なう
のが好ましい。次に帯を最終厚さまで圧延し、任
意ではあるがラツカーを焼付けるために200〜220
℃において５〜15分間再加熱する。

任意ではあるが、工程(e)と工程(f)の間で、100
〜250℃において30分〜２時間の人工時効硬化を
行なつてもよい。

これらの操作は、前記の缶の蓋および本体のす
べての型に適した金属薄板の製造に適用可能であ
る。

フランス特許第2432556号に比較して、本発明
では圧延作業はすべて冷間で行ない、その加熱は
500〜600℃の温度において0.5〜10分間行なうが、
前記フランス特許においては一部熱間圧延を行な
つており、加熱処理温度は350〜500℃であつて、
処理は90秒間行なわれる。

金属薄板を用いた特定の用途に応じて方法を最
適化するために前記の操作条件は修正可能であ
り、任意に補足操作を使用することも可能であ
る。

実施例本発明を以下に実施例により説明する。

炭酸飲料を収納するための缶の蓋を製造するた
めに、 (a) 次の組成を有するアルミニウム合金を厚さ
7.5mmの帯に鋳造した。

Mg：0.80（重量％） Mn：1.08 Si：1.25 Fe：0.40 (b) 鋳造された帯を540℃において６時間加熱し
た。

(c) 放冷後帯を厚さ1.5mmに冷間圧延した。

(d) 薄くした帯を560℃において５分間加熱し、
空気焼入れした。

(e) 帯を最終厚さ0.33mmまで冷間圧延した。

これらの条件下で得られた金属薄板の性質は次
のとおりであつた。

R0.2＝395MPa（0.2％降伏応力） R_n＝410MPa（引張強さ）Ａ％＝４（破壊時の伸び）フランス特許第2432556号に記載の値、すなわ
ちR0.2＝370MPaおよびR_n＝380MPaに比較して
大きな改善が得られたことがわかる。

Claims

【特許請求の範囲】１缶の蓋および本体の製造に適する金属薄板の
製造方法であつて、 (a) 通常の不純物のほかに、主元素として、マン
ガンを0.8重量％以上1.8重量％以下、ケイ素を
１重量％を越え２重量％以下、マグネシウムを
0.7重量％以上３重量％以下、鉄を0.7量重％未
満含有するアルミニウム合金の溶融塊を調製
し； (b) 前記塊を４〜20mmの厚さを有する帯に連続的
に鋳造し； (c) 鋳造された帯を500〜620℃において２〜20時
間加熱し； (d) 加熱された帯を放冷後中間厚さまで冷間圧延
し； (e) 薄くした帯を500〜600℃において0.5〜10分
間加熱し、次に空気焼入れし； (f) 帯を製造薄板の最終厚さまで冷間圧延する；ことを特徴とする前記方法。２６〜12mmの厚さを有する帯に鋳造することを
特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。３薄くした帯を530〜580℃において１〜２分間
加熱することを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載の方法。４工程(e)と工程(f)の間に、100〜250℃において
30分〜２時間の人工時効硬化を導入することを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。５最終金属薄板を200〜220℃において５〜15分
間加熱することを特徴とする特許請求の範囲第１
項に記載の方法。