JPH0422981B2

JPH0422981B2 -

Info

Publication number: JPH0422981B2
Application number: JP63022311A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Eto; Manabu Nonaka; Takashi Inaba
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1988-02-02
Filing date: 1988-02-02
Publication date: 1992-04-21
Also published as: JPH01198454A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は主としてDRD缶に適する包装用アル
ミニウム合金の製造方法に関するものである。（従来の技術及び解決しようとする課題）ビール、炭酸飲料等の飲料缶或いは食缶等に用
いられるアルミニウム缶は、DRD（Drawn and
Redrawn：絞り・再絞り）加工或いはDI（Drawn
and Ironed：絞り・しごき）加工のいずれかに
よつて作られており、前者の加工方式により得ら
れたものをDRD缶、後者の加工方式により得ら
れたものをDI缶と称されている。 DRD缶は、通常、板厚0.20〜0.25mmの缶であ
り、これを製造する代表的な工程としては、塗装
コイル→ドロープレス（抜絞り加工）→リドロ−
プレス→ビーデイングプレス（必要に応じて、サ
イドビード、ネツクビード加工）からなる工程で
ある。この際、素材のアルミニウム合金として
は、以下(1)〜(4)の特性を備えていることが特に重
要である。 (1) 必要な缶底強度を得るための素材強度、 (2) 表面外観を損なう歪模様（「アルミニウムの
基礎と工業技術」軽金属協会発行（1986）
p.139参照）が発生しないこと、 (3) 再絞り後の耳の発生が小さいこと、すなわ
ち、方向性が小さいこと、 (4) エンドとの巻き締め部のフランジ加工性に優
れること。ところが、従来、要件(1)のために多量のMgを
添加したアルミニウム合金は(2)の欠点が現れてし
まい、冷間圧延率を高くすると耳の高い材料とな
つて要件(3)を満足しないという欠点があつた。こ
のため、DRD缶として必要な要件(1)〜(4)を同時
に満足する材料が強く要求されていた。本発明は、かゝる要請に応えるべくなされたも
のであつて、主としてDRD缶としての上記要件、
特に高強度で表面歪模様がなく、且つ方向性の低
い包装用アルミニウム合金を製造する方法を提供
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）上記目的を達成するため、本発明者は、アルミ
ニウム素材の製造条件について鋭意研究を重ねた
結果、化合成分の調整と共に均質化熱処理、熱間
圧延、中間焼鈍の各条件を規制して特定サイズ、
量の金属間化合物分散粒子（dispersoids）を有
する組織とし、これに適正な仕上冷延することに
より可能であることを見出したものである。すなわち、本発明は、Mg：1.2〜1.8％、Mn：
0.7〜1.5％及びCu：0.05〜1.0％を必須成分として
含有し、更にFe：0.7％以下、Si：0.4％以下、
Zn：0.5％以下、Cr：0.05％以下及びTi：0.05％
以下のうちの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アルミニウム合金鋳塊に
均質化熱処理、熱間圧延、中間圧延、中間焼鈍及
び仕上冷延を施すに際し、500〜600℃の均質化熱
処理温度、270〜600℃の熱間圧延温度、350〜550
℃の中間焼鈍温度を適正に組合せて、中間焼鈍後
において直径が５×10²〜１×10⁴Åの金属間化合
物分散粒子を体積分率で１〜３％有する組織を得
て、その後冷間圧延率40〜50％の仕上冷延を施す
ことを特徴とする高強度で表面歪模様がなく且つ
低方向性を特徴とする包装用アルミニウム合金硬
質板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）従来、包装用アルミニウム合金硬質板の製造に
おいて金属間化合物の晶出物（constituents）の
量（面積率）や大きさ等について制御する開発思
想はあつたが、本発明は、これとは異なり、分散
粒子（dispersoids）と呼ばれる金属間化合物を
制御する新たな開発思想に基づくものであつて、
分散粒子のサイズと量（体積分率）を所定の値に
制御したものである。なお、以下において「金属間化合物」とは金属
間化合物の分散粒子（dispersoids）を意味して
いる。次に、本発明における科学成分の限定理由につ
いて説明する。 Mg： Mgは強度を付与する元素であるが、1.2％未満
では十分な強度が得られず、また1.8％を超える
と成形中に缶表面に歪模様が発生し易くなり、缶
の美感を著しく低下させるので好ましくない。し
たがつて、Mg量は1.2〜1.8％の範囲とする。 Mn： Mnは強度の付与とAlとの金属間化合物（Mn、
Fe）Al₆の形成に必要な元素であるが、0.7％未満
では十分な強度を付与できず、体積分率で１％以
上の属間化合物を形成できない。またMnが1.5％
を超えると粗大な金属間化合物（＞１×10⁴Å）
が多くなり、所望のサイズ（５×10²〜１×10⁴
Å）の金属間化合物の割合が３％を超えてフラン
ジ成形性が低下する。したがつて、Mn量は0.7〜
1.5％の範囲とする。 Cu： Cuは強度を付与するために必要な元素である
が、0.05％未満では十分な効果が得られず、また
1.0％を超えると強度が高くなつて、強度の調整
が難しくなると共に耐食性が劣化するので好まし
くない。したがつて、Cu量は0.05〜1.0％の範囲
とする。以上の各元素を必須成分として含有するが、本
発明では以下の元素Fe、Si、Zn、Cr及びTiのう
ちの１種又は２種以上を適量で含有させる。 Fe： Feは強度の付与に効果があるほか、（Fe、Mn）
Si₃Al₁₂の晶出物として成形時の焼き付き防止の
効果をもたらすと同時に前述のMnと（Mn、Fe）
Al₆の金属間化合物を形成する元素である。しか
し、0.7％を超えると粗大な金属間化合物（Mn、
Fe）Al₆が形成し、所望のサイズ（５×10²〜１
×10⁴Å）で且つ所望の体積分率（１〜３％）の
ものが得られない。したがつて、Fe量は0.7％以
下とする。 Si： Siは前述の（Fe、Mn）Si₃Al₁₂の晶出物として
成形時の焼付防止効果をもたらす元素であるが、
0.4％を超えると粗大な晶出物が発生し、成形性
を損うことになる。したがつて、Si量は0.4％以
下とする。 Zn： Znは強度をもたらす元素であるが、0.5％を超
えると耐食性が劣化するので、Zn量は0.5％以下
とする。 Cr、Ti： Cr、Tiはともに組織を微細に制御するために
添加される元素であるが、それぞれ0.05％を超え
ると粗大な金属間化合物が発生し、成形性を損う
ので、Cr量、Ti量は各々0.05％以下とする。次に本発明の製造方法について説明する。上述の化学成分を有するアルミニウム合金は常
法により溶解、鋳造して鋳塊とする。鋳塊は例え
ばDC鋳造法による造塊される。得られた鋳塊には500〜600℃の温度で均質化熱
処理を施す必要がある。この均質化熱処理はミク
ロ偏析の均質化と所望の金属間化合物の形成を目
的とするものである。しかし、500℃未満では十
分なる均質化熱処理（ミクロ偏析の均質化）と所
望の金属間化合物（Mn、Fe）Al₆（直径５×10²
−１×10⁴Å、体積分率１〜３％）の形成ができ
ず、また600℃を超えると共晶融解等の恐れがあ
るので、好ましくない。なお、加熱時間は特に制
限しないが、上記温度で３〜24時間の範囲が望ま
しい。次いで、出炉後、600〜270℃の温度で熱間圧延
を行い、約２〜５mmの熱間圧延板とする。この
際、270℃未満の温度で圧延が実施されると冷間
歪が導入され、十分均一な熱間未再結晶組織が得
られない。なお、上限温度600℃は均質化熱処理
温度の上限値600℃により規定される値である。その後、中間圧延（冷間圧延）を行い、350〜
550℃の温度で中間焼鈍を実施し、軟質材とする。
中間焼鈍温度は、350℃未満では十分な軟質材が
得られず、550℃を超えると異常粗大粒の発生を
招くので、350〜550℃の範囲とする。なお、中間
焼鈍の加熱時間は350〜400℃の温度域では２〜４
時間必要であるが、連続焼鈍炉を使用する高温処
理の場合は、例えば500℃で0.5〜10秒の加熱時間
を目安とするのがよい。上記製造工程により、本発明の特徴とする所望
の金属間化合物を有する組織が得られる。主な金属間化合物としては（Mn、Fe）Al₆で
あり、冶金学的には分散粒子（Dispersoids）に
属するものが中心であり、前述のように、化学
成分（特にMn、Fe量）、均質化熱処理、及び
熱間圧延温度の最適な組合せが肝要であり、こ
れによつて始めて平均直径５×10²〜１×10⁴Åで
且つ体積分率１〜３％のものが得られる。サイズ
が５×10²Å未満では材料の強度が高くなりすぎ、
成形性を低下させることになり、また１×10⁴Å
より大きいものが多くなること成形加工中に割れ
等が発生する恐れがあるので好ましくない。ま
た、体積分率が１％未満では組織を十分細かくす
ることができず、３％を超えると成形加工性を低
下させるので好ましくない。したがつて、金属間
化合物の寸法、量は上述の通りとする。最後に、以上の所望の金属間化合物を有する軟
質材に冷間圧延を付与して硬質材とするのである
が、40％未満の冷間圧延率では十分な強度が得ら
れない。一方50％を超える冷間圧延率では、冷間
圧延により優先方向に結晶粒が配向する集合組織
が発達し、材料に方向性が生じることとなり、缶
に成形する時に約３％以上の耳高となり、成形後
のトリミングの増加が必要となつて製品価値を著
しく低下させる。よつて、仕上冷延の冷間圧延率
は40〜50％の範囲とする。以上の工程により厚さ約0.20〜0.25mmの板材が
得られる。この板材は、通常の方法により、塗装
後、２〜３回の絞りを行うDRD加工で所要の缶
に成形される。（実施例）次に本発明の実施例を示す。実施例１第１表に示す化学成分を有する厚さ600mmのア
ルミニウム合金鋳塊をDC鋳造法にて溶製し、面
削後、575℃×6hrの均質化熱処理を施し、550〜
300℃の温度で熱間圧延を行つて厚さ3.5mmのホツ
トコイルとした。次いで、中間圧延で0.40mmｔのコイルとし、連
続焼鈍炉で500℃×3secの中間熱処理を施し、仕
上冷延（冷間加工率45％）にて0.22mmｔの硬質板
とした。得られた材料について、金属間化合物のサイズ
及び量を透過型電子顕微鏡観察により調べ、また
製造まま及び塗装熱処理（200℃×20min）後の
機械的性質を調べると共に、耳率、表面歪模様、
フランジ加工性についても評価した。その結果を
第１表に併記する。なお、耳率はポンチ径40mmφ、絞り率40％にて
求めた、また表面歪模様とフランジ加工性は○
（良）、〓、●（不良）の印を付して評価した。第１表より、本発明例No.１〜No.５のアルミニウ
ム合金板はいずれも、本発明範囲内のサイズ、量
の金属間化合物を有し、高強度で表面歪模様がな
く、耳率及びフランジ加工性に優れた特性を有し
ていることがわかる。一方、比較例は高強度を示
すものの、表面歪模様が生じ、殆どが耳率やフラ
ンジ加工性が劣つている。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】

１重量％で（以下、同じ）、Mg：1.2〜1.8％、
Mn：0.7〜1.5％及びCu：0.05〜1.0％を必須成分
として含有し、更にFe：0.7％以下、Si：0.4％以
下、Zn：0.5％以下、Cr：0.05％以下及びTi：
0.05％以下のうちの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アルミニウム合金
鋳塊に均質化熱処理、熱間圧延、中間圧延、中間
焼鈍及び仕上冷延を施すに際し、500〜600℃の均
質化熱処理温度、270〜600℃の熱間圧延温度、
350〜550℃の中間焼鈍温度を適正に組合せて、中
間焼鈍後において直径が５×10²〜１×10⁴Åの金
属間化合物分散粒子を体積分率で１〜３％有する
組織を得て、その後冷間圧延率40〜50％の仕上冷
延を施すことを特徴とする高強度で表面歪模様が
なく且つ低方向性を特徴とする包装用アルミニウ
ム合金硬質板の製造方法。