JPH0578771A - 引き裂き性に優れた高強度アルミニウム合金板 - Google Patents
引き裂き性に優れた高強度アルミニウム合金板Info
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- JPH0578771A JPH0578771A JP27330791A JP27330791A JPH0578771A JP H0578771 A JPH0578771 A JP H0578771A JP 27330791 A JP27330791 A JP 27330791A JP 27330791 A JP27330791 A JP 27330791A JP H0578771 A JPH0578771 A JP H0578771A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 引き裂き性に優れた高強度アルミニウム合金
板を得る。 【構成】 Ｆe:０.３〜０.５％、Ｍn:０.９〜１.３％及
びＭg:１.１〜１.５％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であって、材料の表面から見
た１〜１０μmの金属間化合物が単位面積当り３０００
個／mm2以上有することを特徴としている。高強度(引張
強さ２５０〜３５０Ｎ／mm2)で、しかも引き裂き性に優
れたアルミニウム合金板であり、炭酸飲料用のキャップ
又は簡易開放缶の蓋(Ｅasy Ｏpen Ｅnd)用に適してい
る。
板を得る。 【構成】 Ｆe:０.３〜０.５％、Ｍn:０.９〜１.３％及
びＭg:１.１〜１.５％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であって、材料の表面から見
た１〜１０μmの金属間化合物が単位面積当り３０００
個／mm2以上有することを特徴としている。高強度(引張
強さ２５０〜３５０Ｎ／mm2)で、しかも引き裂き性に優
れたアルミニウム合金板であり、炭酸飲料用のキャップ
又は簡易開放缶の蓋(Ｅasy Ｏpen Ｅnd)用に適してい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高強度(引張強さ２５
０〜３５０Ｎ／mm2)で引き裂き性に優れたアルミニウム
合金板に関し、更に詳しくは、キャップ或いは簡易開放
缶の蓋(ＥasyＯpen Ｅnd)に使用される引き裂き性の優
れるアルミニウム合金板に関する。
０〜３５０Ｎ／mm2)で引き裂き性に優れたアルミニウム
合金板に関し、更に詳しくは、キャップ或いは簡易開放
缶の蓋(ＥasyＯpen Ｅnd)に使用される引き裂き性の優
れるアルミニウム合金板に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、キャップ或いは簡易開放缶の蓋
に要求される特性としては、絞り加工性が良好なこ
と、絞り加工後の耳が低いこと、ガス圧をかけて密
封する場合、内圧に耐えられる強度を有すること、ス
コアを利用して引き裂く場合、低い引き裂き力であるこ
と、耐食性に優れること、等が挙げられる。
に要求される特性としては、絞り加工性が良好なこ
と、絞り加工後の耳が低いこと、ガス圧をかけて密
封する場合、内圧に耐えられる強度を有すること、ス
コアを利用して引き裂く場合、低い引き裂き力であるこ
と、耐食性に優れること、等が挙げられる。
【０００３】従来、キャップ或いは簡易開放缶の蓋の用
途には１１００合金、３００３合金、３１０５合金、５
０５２合金、５１８２合金が用いられていた。しかし、
ガス圧がかかる炭酸飲料用では、材料強度が低い場合、
キャップでは容器から外れたり、蓋では中央部が膨出
(変形)したりする。材料強度が低い材料を用いる場合
は、材料板厚を大きくすればよいこととなるが、コスト
低減のために一般には行われない。よって、１１００合
金、３００３合金、３１０５合金では、引張強さは高々
２００Ｎ／mm2であり、強度不足である。炭酸飲料用の
キャップ或いは簡易開放缶の蓋では引張強さ２５０〜３
５０Ｎ／mm2が必要であり、５０５２合金或いは５１８
２合金等は強度的に適しているが、強度が高くかつ加工
硬化も大きいことからスコア加工された場合、引き裂き
強度も高いという欠点があった。
途には１１００合金、３００３合金、３１０５合金、５
０５２合金、５１８２合金が用いられていた。しかし、
ガス圧がかかる炭酸飲料用では、材料強度が低い場合、
キャップでは容器から外れたり、蓋では中央部が膨出
(変形)したりする。材料強度が低い材料を用いる場合
は、材料板厚を大きくすればよいこととなるが、コスト
低減のために一般には行われない。よって、１１００合
金、３００３合金、３１０５合金では、引張強さは高々
２００Ｎ／mm2であり、強度不足である。炭酸飲料用の
キャップ或いは簡易開放缶の蓋では引張強さ２５０〜３
５０Ｎ／mm2が必要であり、５０５２合金或いは５１８
２合金等は強度的に適しているが、強度が高くかつ加工
硬化も大きいことからスコア加工された場合、引き裂き
強度も高いという欠点があった。
【０００４】本出願人は、先に特公昭６２−３２２６４
号にて、高強度(引張強さ２７５〜３８０Ｎ／mm2)で引
き裂き性に優れたアルミニウム合金を提案した。そのア
ルミニウム合金は、金属間化合物の最大径(３０μm)と
金属間化合物の面積率(５〜１０％)のみを規制したもの
であるが、この条件を満たすアルミニウム合金であって
も、必ずしも引き裂き性に効果が現れれない場合が生じ
てきた。また、金属間化合物の面積率が５％未満であっ
ても引き裂き性の良好な場合も生じた。
号にて、高強度(引張強さ２７５〜３８０Ｎ／mm2)で引
き裂き性に優れたアルミニウム合金を提案した。そのア
ルミニウム合金は、金属間化合物の最大径(３０μm)と
金属間化合物の面積率(５〜１０％)のみを規制したもの
であるが、この条件を満たすアルミニウム合金であって
も、必ずしも引き裂き性に効果が現れれない場合が生じ
てきた。また、金属間化合物の面積率が５％未満であっ
ても引き裂き性の良好な場合も生じた。
【０００５】本発明は、先の提案による技術を改善し、
より引き裂き性に優れた高強度アルミニウム合金板を提
供することを目的とするものである。
より引き裂き性に優れた高強度アルミニウム合金板を提
供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明者は、先の提案に係るアルミニウム合金の場
合において、必ずしも引き裂き性に効果が現れれない場
合があったり、或いは金属間化合物の面積率が５％未満
であっても引き裂き性の良好な場合もあることを勘案し
て、アルミニウム合金の化学成分及び組織面について更
に研究を重ねた。その結果、引き裂き性は金属間化合物
の最大径と面積率の関係よりも、むしろ金属間化合物の
分布状況と密接に関係していることを究明し、特定量の
成分を含有させると、金属間化合物の大きさ及びその個
数(分布状況)を適正にコントロールでき、引き裂き性が
良好になることを見い出した。
め、本発明者は、先の提案に係るアルミニウム合金の場
合において、必ずしも引き裂き性に効果が現れれない場
合があったり、或いは金属間化合物の面積率が５％未満
であっても引き裂き性の良好な場合もあることを勘案し
て、アルミニウム合金の化学成分及び組織面について更
に研究を重ねた。その結果、引き裂き性は金属間化合物
の最大径と面積率の関係よりも、むしろ金属間化合物の
分布状況と密接に関係していることを究明し、特定量の
成分を含有させると、金属間化合物の大きさ及びその個
数(分布状況)を適正にコントロールでき、引き裂き性が
良好になることを見い出した。
【０００７】すなわち、本発明は、Ｆe:０.３〜０.５
％、Ｍn:０.９〜１.３％及びＭg:１.１〜１.５％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で
あって、材料の表面から見た１〜１０μmの金属間化合
物が単位面積当り３０００個／mm2以上有することを特
徴とする引張強さ２５０〜３５０Ｎ／mm2で引き裂き性
に優れたアルミニウム合金板を要旨とするものである。
％、Ｍn:０.９〜１.３％及びＭg:１.１〜１.５％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で
あって、材料の表面から見た１〜１０μmの金属間化合
物が単位面積当り３０００個／mm2以上有することを特
徴とする引張強さ２５０〜３５０Ｎ／mm2で引き裂き性
に優れたアルミニウム合金板を要旨とするものである。
【０００８】以下に本発明を更に詳述する。
【０００９】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。
について説明する。
【００１０】Ｆe：Ｆeは金属間化合物の大きさや存在割
合に非常に重要な元素であるが、含有量が０.３％未満
では(Ｆe・Ｍn)Ａl6等の金属間化合物の生成が助長され
なく、引き裂き性が悪くなるので、０.３％以上が必要
である。しかし、０.５％を超えると、絞り性等の加工
性が失われる。また１０μmを超える巨大な金属間化合
物となり易くなり、後で述べるように引き裂き性を良好
にする比較的小さな(１〜１０μm)金属間化合物の生成
を妨げるので、Ｆe量の上限は０.５％とする。
合に非常に重要な元素であるが、含有量が０.３％未満
では(Ｆe・Ｍn)Ａl6等の金属間化合物の生成が助長され
なく、引き裂き性が悪くなるので、０.３％以上が必要
である。しかし、０.５％を超えると、絞り性等の加工
性が失われる。また１０μmを超える巨大な金属間化合
物となり易くなり、後で述べるように引き裂き性を良好
にする比較的小さな(１〜１０μm)金属間化合物の生成
を妨げるので、Ｆe量の上限は０.５％とする。
【００１１】Ｍn：ＭnはＦeと共に(Ｆe・Ｍn)Ａl6等の金
属間化合物を生成し、引き裂き性を良好にする効果があ
る。また、Ｍnは強度の向上効果を有する元素である。
０.９％未満では密封性、つまり強度を必要とするキャ
ップ材、蓋材としては効果が少ない。よって、０.９％
以上が必要である。但し、１.３％を超えて含有すると
強度が高くなり、成形性が低下するので望ましくない。
また、Ｆeと同様に１０μmを超える巨大な金属間化合物
となり易くなる。したがって、Ｍn量の上限は１.３％と
する。
属間化合物を生成し、引き裂き性を良好にする効果があ
る。また、Ｍnは強度の向上効果を有する元素である。
０.９％未満では密封性、つまり強度を必要とするキャ
ップ材、蓋材としては効果が少ない。よって、０.９％
以上が必要である。但し、１.３％を超えて含有すると
強度が高くなり、成形性が低下するので望ましくない。
また、Ｆeと同様に１０μmを超える巨大な金属間化合物
となり易くなる。したがって、Ｍn量の上限は１.３％と
する。
【００１２】Ｍg：ＭgもＭnと同様に強度を付与する元
素であるが、１.１％未満では効果が少ない。よって、
１.１％以上が必要である。しかし、１.５％を超える
と、強度が高く成形性が低下する。したがって、Ｍg量
の上限は１.５％とする。
素であるが、１.１％未満では効果が少ない。よって、
１.１％以上が必要である。しかし、１.５％を超える
と、強度が高く成形性が低下する。したがって、Ｍg量
の上限は１.５％とする。
【００１３】なお、不純物としてはＳi、Ｃu、Ｃr、Ｚ
n、Ｔi等が挙げられるが、いずれも可及的に少ない方が
好ましく、許容限は以下のとおりである。
n、Ｔi等が挙げられるが、いずれも可及的に少ない方が
好ましく、許容限は以下のとおりである。
【００１４】Ｓiは絞り性の向上、強度の向上、耳率の
低下の効果をもつ元素であるが、０.５％を超えると絞
り性等の加工性が劣化する(例えば、しわ発生)ので、
０.５％以下が許容される。Ｃuは強度を付与し深絞り性
を高める元素であるが、０.５％を超えると耐食性が低
下するので、０.５％以下が許容される。
低下の効果をもつ元素であるが、０.５％を超えると絞
り性等の加工性が劣化する(例えば、しわ発生)ので、
０.５％以下が許容される。Ｃuは強度を付与し深絞り性
を高める元素であるが、０.５％を超えると耐食性が低
下するので、０.５％以下が許容される。
【００１５】また、上記元素以外の不純物Ｃr、Ｚn、Ｔ
iは、それぞれ０.０５％以下であれば、本発明で得られ
る引き裂き性に優れたアルミニウム合金板の特性を変え
ることがないので、それぞれ０.０５％まで許容され
る。
iは、それぞれ０.０５％以下であれば、本発明で得られ
る引き裂き性に優れたアルミニウム合金板の特性を変え
ることがないので、それぞれ０.０５％まで許容され
る。
【００１６】金属間化合物は、材料の引き裂き時、母相
との界面で剥離し亀裂伝播の経路となり、引き裂き性を
向上する効果がある。特に、１〜１０μmの金属間化合
物が多く適正に分布される方がその効果が顕著となる。
更に、その個数は３０００個／mm2以上で効果が大き
い。よって、本発明においては、１〜１０μmの金属間
化合物を単位面積当り３０００個／mm2以上とする。
との界面で剥離し亀裂伝播の経路となり、引き裂き性を
向上する効果がある。特に、１〜１０μmの金属間化合
物が多く適正に分布される方がその効果が顕著となる。
更に、その個数は３０００個／mm2以上で効果が大き
い。よって、本発明においては、１〜１０μmの金属間
化合物を単位面積当り３０００個／mm2以上とする。
【００１７】なお、圧延後の平均結晶粒径は、特に規定
しないが、大きい場合、蓋ではリベット加工時に、キャ
ップでは深絞り加工等において割れ発生の起点となった
り、方向性が強くなり、耳率が高くなる。したがって、
圧延後の平均結晶粒幅は２５μm以下、平均結晶粒長は
７０μm以下が望ましい。
しないが、大きい場合、蓋ではリベット加工時に、キャ
ップでは深絞り加工等において割れ発生の起点となった
り、方向性が強くなり、耳率が高くなる。したがって、
圧延後の平均結晶粒幅は２５μm以下、平均結晶粒長は
７０μm以下が望ましい。
【００１８】次に、本発明に係る引き裂き性の優れるア
ルミニウム合金板の製造方法の一例について説明する。
ルミニウム合金板の製造方法の一例について説明する。
【００１９】本発明に係る引き裂き性の優れるアルミニ
ウム合金板は、上記成分を含むアルミニウム合金を鋳造
→面削→均熱→熱間圧延→(冷間圧延)→焼鈍→冷間圧延
の工程で製造される。
ウム合金板は、上記成分を含むアルミニウム合金を鋳造
→面削→均熱→熱間圧延→(冷間圧延)→焼鈍→冷間圧延
の工程で製造される。
【００２０】特に本発明に係る引き裂き性の良好なアル
ミニウム合金においては、鋳造時に特定量の成分、特に
ＦeとＭnにより金属間化合物の大きさと個数が決まり、
鋳造条件は通常の工業的方法、反連続鋳造法でよい。但
し、均熱時には比較的高温(５５０℃以上)にする。これ
は金属間化合物のコーナー部の再固溶により、適正なサ
イズになり易いためである。よって、均熱条件は、鋳塊
厚さにより変化するが５５０〜６００℃(好ましい温度
は５８０℃)の温度で４時間以上(好ましくは１０時間以
上)行う。
ミニウム合金においては、鋳造時に特定量の成分、特に
ＦeとＭnにより金属間化合物の大きさと個数が決まり、
鋳造条件は通常の工業的方法、反連続鋳造法でよい。但
し、均熱時には比較的高温(５５０℃以上)にする。これ
は金属間化合物のコーナー部の再固溶により、適正なサ
イズになり易いためである。よって、均熱条件は、鋳塊
厚さにより変化するが５５０〜６００℃(好ましい温度
は５８０℃)の温度で４時間以上(好ましくは１０時間以
上)行う。
【００２１】続いて行う熱間圧延は、特に圧延量、温度
等をコントロールする必要はなく、通常の工業的方法で
よい。次に熱間圧延したまま、又は必要に応じて冷間圧
延を行ってから加熱(焼鈍)を行う。焼鈍は、圧延後の平
均結晶粒幅を２５μm以下とするには、温度４００〜６
００℃で加熱冷却速度１００℃／min以上に設定できる
連続式の加熱炉(ＣＡＬ)を用いる。その場合、保持時間
は１０秒以内で十分である。
等をコントロールする必要はなく、通常の工業的方法で
よい。次に熱間圧延したまま、又は必要に応じて冷間圧
延を行ってから加熱(焼鈍)を行う。焼鈍は、圧延後の平
均結晶粒幅を２５μm以下とするには、温度４００〜６
００℃で加熱冷却速度１００℃／min以上に設定できる
連続式の加熱炉(ＣＡＬ)を用いる。その場合、保持時間
は１０秒以内で十分である。
【００２２】焼鈍後、冷間圧延を行うが、焼鈍後の冷間
圧延率は、５０％未満では十分な強度が得られず、また
７０％を超えると方向性が強くなり、耳率が高くなる。
また結晶粒長を７０μm以下とするには７０％以下が望
ましい。よって、冷間圧延率は５０〜７０％である。
圧延率は、５０％未満では十分な強度が得られず、また
７０％を超えると方向性が強くなり、耳率が高くなる。
また結晶粒長を７０μm以下とするには７０％以下が望
ましい。よって、冷間圧延率は５０〜７０％である。
【００２３】次に本発明の実施例を示す。
【００２４】
【表１】 に示す化学成分を有するアルミニウム合金鋳塊を反連続
鋳造法により厚さ５５mmに造塊し、５０mm厚に面削した
後、５８０℃の温度で４時間加熱の均熱処理を施し、５
００〜３００℃の熱間圧延で１.５mm厚とした。次いで
冷間圧延により０.６mm厚とし、５１０℃の温度で焼鈍
した後、再び冷間圧延により０.２５mm厚とした(焼鈍後
の冷間圧延率は５８％)。その後、１９０℃の温度で１
０分間加熱(通常のキャップ、蓋の塗装焼き付け条件に
相当する)し、図１に示す幅１０mmの平行スコアを加工
し、スコア間の素材を一方から引き上げ、その時の引き
裂き力(図２参照)を測定した。なお、スコアの深さは１
００μmとした。１９０℃、１０分間加熱後の機械的性
質、引き裂き力、金属間化合物の分布状況を
鋳造法により厚さ５５mmに造塊し、５０mm厚に面削した
後、５８０℃の温度で４時間加熱の均熱処理を施し、５
００〜３００℃の熱間圧延で１.５mm厚とした。次いで
冷間圧延により０.６mm厚とし、５１０℃の温度で焼鈍
した後、再び冷間圧延により０.２５mm厚とした(焼鈍後
の冷間圧延率は５８％)。その後、１９０℃の温度で１
０分間加熱(通常のキャップ、蓋の塗装焼き付け条件に
相当する)し、図１に示す幅１０mmの平行スコアを加工
し、スコア間の素材を一方から引き上げ、その時の引き
裂き力(図２参照)を測定した。なお、スコアの深さは１
００μmとした。１９０℃、１０分間加熱後の機械的性
質、引き裂き力、金属間化合物の分布状況を
【表２】 に示す。
【００２５】表２より、本発明例は、圧延後の特定寸法
の金属間化合物の単位面積当りの個数が適正分布されて
いるので、高強度で引き裂き性の良好なアルミニウム合
金板が得らられていることがわかる。
の金属間化合物の単位面積当りの個数が適正分布されて
いるので、高強度で引き裂き性の良好なアルミニウム合
金板が得らられていることがわかる。
【００２６】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
特定量の元素を成分調整すると圧延後の特定寸法の金属
間化合物の単位面積当りの個数が適正分布されているの
で、高強度で引き裂き性の優れたアルミニウム合金板を
得ることができる。
特定量の元素を成分調整すると圧延後の特定寸法の金属
間化合物の単位面積当りの個数が適正分布されているの
で、高強度で引き裂き性の優れたアルミニウム合金板を
得ることができる。
【図１】平行スコア加工(斜線部を固定してスコアを切
る)と引き裂き試験の要領を説明する図である。
る)と引き裂き試験の要領を説明する図である。
【図２】引き裂き力を説明する図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 重量％で(以下、同じ)、Ｆe:０.３〜０.
５％、Ｍn:０.９〜１.３％及びＭg:１.１〜１.５％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
であって、材料の表面から見た１〜１０μmの金属間化
合物が単位面積当り３０００個／mm2以上有することを
特徴とする引張強さ２５０〜３５０Ｎ／mm2で引き裂き
性に優れたアルミニウム合金板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27330791A JPH0578771A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 引き裂き性に優れた高強度アルミニウム合金板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27330791A JPH0578771A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 引き裂き性に優れた高強度アルミニウム合金板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0578771A true JPH0578771A (ja) | 1993-03-30 |
Family
ID=17526048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27330791A Pending JPH0578771A (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 引き裂き性に優れた高強度アルミニウム合金板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0578771A (ja) |
-
1991
- 1991-09-25 JP JP27330791A patent/JPH0578771A/ja active Pending
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