JPH06346284A - 電池用缶の形成材料及びその製造方法 - Google Patents
電池用缶の形成材料及びその製造方法Info
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- JPH06346284A JPH06346284A JP5134989A JP13498993A JPH06346284A JP H06346284 A JPH06346284 A JP H06346284A JP 5134989 A JP5134989 A JP 5134989A JP 13498993 A JP13498993 A JP 13498993A JP H06346284 A JPH06346284 A JP H06346284A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＤＩ絞り加工で電池用缶を製造する場合に発
生していた問題点を解消し、絞り性、耐食性を向上させ
る。 【構成】 ＤＩ絞り加工で上端開口の円筒形状の電池用
缶を形成するための形成材料であって、Ｆｅ鋼板の表裏
両面に、粒状組織のニッケルメッキ層を備えている。こ
の粒状金属組織は、未焼鈍鋼板の表裏両面にニッケルメ
ッキを施した後、焼鈍して、Ｆｅ−Ｎｉ拡散層を形成す
る共に、ニッケルメッキ層の組織を粒状組織に変態さ
せ、かつ、Ｆｅの金属組織を粒状組織に変態させてい
る。
生していた問題点を解消し、絞り性、耐食性を向上させ
る。 【構成】 ＤＩ絞り加工で上端開口の円筒形状の電池用
缶を形成するための形成材料であって、Ｆｅ鋼板の表裏
両面に、粒状組織のニッケルメッキ層を備えている。こ
の粒状金属組織は、未焼鈍鋼板の表裏両面にニッケルメ
ッキを施した後、焼鈍して、Ｆｅ−Ｎｉ拡散層を形成す
る共に、ニッケルメッキ層の組織を粒状組織に変態さ
せ、かつ、Ｆｅの金属組織を粒状組織に変態させてい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＤＩ(Ｄrawing and Ｉ
roning)絞り加工した電池用缶及び該電池用缶の缶材料
の製造方法に関するものである。
roning)絞り加工した電池用缶及び該電池用缶の缶材料
の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近時、一端閉鎖面と、他端開口部を有す
る円筒形状の電池用缶を製造する方法として、図５に示
すような、ＤＩ絞り加工方法が近時開発されている。こ
のＤＩ絞り加工方法はシート鋼板Ｓから基材Ｍを打ち抜
く際に、底壁Ｍ−１と周壁Ｍ−２とを有する浅底円筒形
状のカップとして絞りながら打ち抜き、このカップを次
の一工程の深絞り加工で所要の深さと径を有する円筒形
状に加工するものである。
る円筒形状の電池用缶を製造する方法として、図５に示
すような、ＤＩ絞り加工方法が近時開発されている。こ
のＤＩ絞り加工方法はシート鋼板Ｓから基材Ｍを打ち抜
く際に、底壁Ｍ−１と周壁Ｍ−２とを有する浅底円筒形
状のカップとして絞りながら打ち抜き、このカップを次
の一工程の深絞り加工で所要の深さと径を有する円筒形
状に加工するものである。
【０００３】上記ＤＩ絞り加工を用いる場合、カップを
深絞りする工程で、周壁のみを引き伸ばし加工するた
め、例えば、底壁の板厚０.４ｍｍで、 周壁の板厚を０.
１５ｍｍまで絞ることが可能で、板厚に対するしごき率
(減少率)は従来の２倍強とすることが出来る。このよう
に、周壁を薄肉とすると中空部の容積が大となり、充填
剤が増加して電池特性を向上させることが出来る。ま
た、加工工程が缶形成材料となるシート鋼板からカップ
を打ち抜く一工程のカッピング工程と、絞り加工するＤ
Ｉ工程の一工程との合計二工程のみで良いため、加工工
程の大幅な減少、それに伴う製造コストの低減を図るこ
とが出来る。
深絞りする工程で、周壁のみを引き伸ばし加工するた
め、例えば、底壁の板厚０.４ｍｍで、 周壁の板厚を０.
１５ｍｍまで絞ることが可能で、板厚に対するしごき率
(減少率)は従来の２倍強とすることが出来る。このよう
に、周壁を薄肉とすると中空部の容積が大となり、充填
剤が増加して電池特性を向上させることが出来る。ま
た、加工工程が缶形成材料となるシート鋼板からカップ
を打ち抜く一工程のカッピング工程と、絞り加工するＤ
Ｉ工程の一工程との合計二工程のみで良いため、加工工
程の大幅な減少、それに伴う製造コストの低減を図るこ
とが出来る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記Ｄ
Ｉ絞り加工方法を用いる場合、カッピング工程及びＤＩ
工程において、缶形成材の縦方向、横方向及び斜め方向
の伸び率が一定でない場合、及び板厚が均一でない場合
には、図６に示すように、円筒部開口端に５ｍｍ程度の
大きな高低差が生じる所謂イヤリング（耳高低差）が発
生しやすい。このイヤリングはカッピング工程で発生
し、ＤＩ工程でさらに助長される。
Ｉ絞り加工方法を用いる場合、カッピング工程及びＤＩ
工程において、缶形成材の縦方向、横方向及び斜め方向
の伸び率が一定でない場合、及び板厚が均一でない場合
には、図６に示すように、円筒部開口端に５ｍｍ程度の
大きな高低差が生じる所謂イヤリング（耳高低差）が発
生しやすい。このイヤリングはカッピング工程で発生
し、ＤＩ工程でさらに助長される。
【０００５】具体的には、図７に示す鋼板において、圧
延方向（縦方向Ｘ）に一様な伸び限度以上のひずみを与
えた時、板幅をＷx0,Ｗx、板厚をｔx0,ｔxとすると、上
記圧縦方向Ｘの力に対する変形の異方性（ランクホード
値ｒx）は下記の式（１）により表される。
延方向（縦方向Ｘ）に一様な伸び限度以上のひずみを与
えた時、板幅をＷx0,Ｗx、板厚をｔx0,ｔxとすると、上
記圧縦方向Ｘの力に対する変形の異方性（ランクホード
値ｒx）は下記の式（１）により表される。
【０００６】 ｒx＝ｌｎ（Ｗx／Ｗx0）／ｌｎ（ｔx／ｔxo）…（１）
【０００７】横方向Ｙの力や縦方向Ｘと４５度の角度を
なす斜め方向Ｚの力についてのランクホード値ｒy,ｒz
も上記式（１）と同様に表され、縦方向Ｘ、横方向Ｙ及
び斜め方向Ｚの間での異方性（面内異方性△ｒ）は下記
の式（２）で表される。 △ｒ＝（ｒx＋ｒy）／２−ｒz…（２）
なす斜め方向Ｚの力についてのランクホード値ｒy,ｒz
も上記式（１）と同様に表され、縦方向Ｘ、横方向Ｙ及
び斜め方向Ｚの間での異方性（面内異方性△ｒ）は下記
の式（２）で表される。 △ｒ＝（ｒx＋ｒy）／２−ｒz…（２）
【０００８】本出願人の実験より、上記ランクホード値
ｒと面内異方性△ｒによりイヤリング発生率が異なるこ
とが判明している。即ち、上記各ランクホード値ｒは所
要値以上でなければイヤリングが発生しやすく、かつ、
上記△ｒは（＋）でも（−）でも、その絶対値が大きく
なればイヤリング発生率が高くなり、円筒部開口端に９
０度間隔をあけて突出した山部が発生し所謂４つ耳とな
る。絶対値が（＋）側になるとＸ方向に対して０度と９
０度に４つ耳が発生し、絶対値が（−）側になるとＸ方
向に対して４５度に４つ耳が発生し、絶対値が０に近づ
く程、６つ耳となりイヤリングの発生は押さえられてい
る。
ｒと面内異方性△ｒによりイヤリング発生率が異なるこ
とが判明している。即ち、上記各ランクホード値ｒは所
要値以上でなければイヤリングが発生しやすく、かつ、
上記△ｒは（＋）でも（−）でも、その絶対値が大きく
なればイヤリング発生率が高くなり、円筒部開口端に９
０度間隔をあけて突出した山部が発生し所謂４つ耳とな
る。絶対値が（＋）側になるとＸ方向に対して０度と９
０度に４つ耳が発生し、絶対値が（−）側になるとＸ方
向に対して４５度に４つ耳が発生し、絶対値が０に近づ
く程、６つ耳となりイヤリングの発生は押さえられてい
る。
【０００９】上記イヤリングが発生した際、上記図６に
示すように、イヤリングの最高位置がＡ点で、最低位置
がＢ点であり、必要な電池用缶とするための位置がＣ点
である場合、最低位置のＢ点でカットしなければならな
いが、Ｂ点はＣ点より下方で電池用缶の長さとしては不
足することになる。上記した所要長さより短い部分が生
じないようにするため、円筒部の長さが長くなるように
絞り、最低位置のＢ点をＣ点より上げるようにすると、
今度はＣ点と最高位置のＡ点との差が大きくなり、材料
が無駄になる欠点がある。
示すように、イヤリングの最高位置がＡ点で、最低位置
がＢ点であり、必要な電池用缶とするための位置がＣ点
である場合、最低位置のＢ点でカットしなければならな
いが、Ｂ点はＣ点より下方で電池用缶の長さとしては不
足することになる。上記した所要長さより短い部分が生
じないようにするため、円筒部の長さが長くなるように
絞り、最低位置のＢ点をＣ点より上げるようにすると、
今度はＣ点と最高位置のＡ点との差が大きくなり、材料
が無駄になる欠点がある。
【００１０】上記した問題はイヤリングの発生を防止で
きれば解消できるが、 イヤリング発生防止のためには、
缶形成材料の長さ方向（圧延方向）である縦方向、幅方
向の横方向及び斜め方向の各ランクホード値ｒを一定以
上で、これらランクホード値の差である面内異方性△ｒ
を０に近づけることが必要であるが、極めて困難であっ
た。
きれば解消できるが、 イヤリング発生防止のためには、
缶形成材料の長さ方向（圧延方向）である縦方向、幅方
向の横方向及び斜め方向の各ランクホード値ｒを一定以
上で、これらランクホード値の差である面内異方性△ｒ
を０に近づけることが必要であるが、極めて困難であっ
た。
【００１１】また、ＤＩ絞り加工で電池用缶に形成する
場合、材料の延性が十分でないと、底壁と周壁との曲げ
部分において、クラックが発生しやすく、クラックが生
じると耐食性が悪化する問題があった。
場合、材料の延性が十分でないと、底壁と周壁との曲げ
部分において、クラックが発生しやすく、クラックが生
じると耐食性が悪化する問題があった。
【００１２】本発明は上記した問題に鑑みてなされたも
ので、缶材料となるメッキ鋼板の延性を良好としてクラ
ック発生の防止、それに伴う耐食性の向上を図ると共
に、缶材料となるメッキ鋼板の縦方向、横方向及び斜め
方向のランクホード値ｒを所要以上とすると共に、ラン
クホード値の差△ｒを０に近づけて、ＤＩ絞り加工時
に、 開口部端面でのイヤリングが発生しないようにする
ことを目的としている。
ので、缶材料となるメッキ鋼板の延性を良好としてクラ
ック発生の防止、それに伴う耐食性の向上を図ると共
に、缶材料となるメッキ鋼板の縦方向、横方向及び斜め
方向のランクホード値ｒを所要以上とすると共に、ラン
クホード値の差△ｒを０に近づけて、ＤＩ絞り加工時
に、 開口部端面でのイヤリングが発生しないようにする
ことを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、一端開
口の円筒形状の電池用缶をＤＩ(Ｄrawing and Ｉronin
g)絞り加工で形成するために用いる形成材料であって、
Ｆｅ鋼板の表裏両面に、粒状組織のニッケルメッキ層を
備えていることを特徴とする電池用缶の形成材料を提供
するものである。上記Ｆｅ鋼板は炭素含有量が少ない低
炭素材である程、絞り加工性の点より好ましい。
口の円筒形状の電池用缶をＤＩ(Ｄrawing and Ｉronin
g)絞り加工で形成するために用いる形成材料であって、
Ｆｅ鋼板の表裏両面に、粒状組織のニッケルメッキ層を
備えていることを特徴とする電池用缶の形成材料を提供
するものである。上記Ｆｅ鋼板は炭素含有量が少ない低
炭素材である程、絞り加工性の点より好ましい。
【００１４】さらに、本発明は、未焼鈍冷延鋼板の表裏
両面に、ニッケルメッキを施した後、焼鈍を行って、上
記ニッケルメッキ層の針状（金属）組織を粒状（金属）
組織に変態化させると同時に、冷延鋼板の上記メッキ層
の間にＦｅ−Ｎｉ拡散層を形成し、かつ、Ｆｅの金属組
織を粒状組織とすることを特徴とするＤＩ絞り加工され
る電池用缶の缶材料の製造方法を提供するものである。
両面に、ニッケルメッキを施した後、焼鈍を行って、上
記ニッケルメッキ層の針状（金属）組織を粒状（金属）
組織に変態化させると同時に、冷延鋼板の上記メッキ層
の間にＦｅ−Ｎｉ拡散層を形成し、かつ、Ｆｅの金属組
織を粒状組織とすることを特徴とするＤＩ絞り加工され
る電池用缶の缶材料の製造方法を提供するものである。
【００１５】上記方法において、ニッケルメッキ層は、
２μｍ〜５μｍの厚さで施した後、焼鈍を６００℃〜９
００℃で０.５分〜２分行うことが好ましい。さらに、
上記焼鈍後に、０.５〜２.０％の調質圧延を行い、連続
焼鈍で再結晶化して生成した粒状組織を細粒化して靭性
を高めていることが好ましい。
２μｍ〜５μｍの厚さで施した後、焼鈍を６００℃〜９
００℃で０.５分〜２分行うことが好ましい。さらに、
上記焼鈍後に、０.５〜２.０％の調質圧延を行い、連続
焼鈍で再結晶化して生成した粒状組織を細粒化して靭性
を高めていることが好ましい。
【００１６】
【作用】上記未焼鈍冷延鋼板にニッケルメッキを施す
と、Ｆｅ鋼板の表裏両面に電積溶着される軟質ニッケル
メッキの金属組織は針状組織となっており、このままで
は延性が悪く、曲げ加工時に曲げ部分にクラックが入り
耐食性が悪い。これに対して、メッキ後に連続焼鈍をお
こなって針状組織を粒状組織に変態化させていることに
より、延性が向上し、加工時に曲げ部分にクラックが入
らず、耐食性を向上させることができる。
と、Ｆｅ鋼板の表裏両面に電積溶着される軟質ニッケル
メッキの金属組織は針状組織となっており、このままで
は延性が悪く、曲げ加工時に曲げ部分にクラックが入り
耐食性が悪い。これに対して、メッキ後に連続焼鈍をお
こなって針状組織を粒状組織に変態化させていることに
より、延性が向上し、加工時に曲げ部分にクラックが入
らず、耐食性を向上させることができる。
【００１７】さらに、上記メッキ後の連続焼鈍で、鋼板
とメッキ層の間にＦｅ−Ｎｉ拡散層が形成されると共
に、Ｆｅ金属組織が再結晶して粒状組織ができる。この
ように再結晶で金属組織が粒状組織になると、上記ラン
クホード値ｒが平均１.２以上で、ランクホード値ｒの
差である面内異方性△ｒを±０.１５以下として、イヤ
リングの発生を大幅に低減でき、 円筒部開口端の高さを
略均一にする事が出来る。
とメッキ層の間にＦｅ−Ｎｉ拡散層が形成されると共
に、Ｆｅ金属組織が再結晶して粒状組織ができる。この
ように再結晶で金属組織が粒状組織になると、上記ラン
クホード値ｒが平均１.２以上で、ランクホード値ｒの
差である面内異方性△ｒを±０.１５以下として、イヤ
リングの発生を大幅に低減でき、 円筒部開口端の高さを
略均一にする事が出来る。
【００１８】
【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例により詳細
に説明する。図１及び図２は本発明に係る形成材料であ
るニッケルメッキ鋼板から形成した電池用缶１を示し、
底壁２及び周壁３を備えた上端開口の深底円筒形状であ
る。この缶１の底壁２にプラス側接点２ａを形成してお
り、底壁２と周壁３に囲繞された中空部に充填剤（図示
せず）を充填した後、 上端開口にマイナス側接点を形成
した蓋（図示せず）を被せて固着し、 電池を組み立てて
いる。尚、上記プラス側接点及びマイナス側接点は底壁
側及び開口側に取り付ける蓋のいずれの側に設けても良
い。
に説明する。図１及び図２は本発明に係る形成材料であ
るニッケルメッキ鋼板から形成した電池用缶１を示し、
底壁２及び周壁３を備えた上端開口の深底円筒形状であ
る。この缶１の底壁２にプラス側接点２ａを形成してお
り、底壁２と周壁３に囲繞された中空部に充填剤（図示
せず）を充填した後、 上端開口にマイナス側接点を形成
した蓋（図示せず）を被せて固着し、 電池を組み立てて
いる。尚、上記プラス側接点及びマイナス側接点は底壁
側及び開口側に取り付ける蓋のいずれの側に設けても良
い。
【００１９】上記電池用缶１を形成するためのニッケル
メッキ鋼板は図３に示す順序で製造している。即ち、第
１ステップとして、未焼鈍冷延鋼板の表裏両面に２μｍ
〜５μｍの厚さでニッケルメッキ層を電気メッキにより
設ける。第２ステップで、ガス雰囲気中で、６００℃〜
９００℃で０.５分〜２.０分の間連続焼鈍を行う。尚、
上記温度及び時間は第１ステップで施すニッケルメッキ
層の厚さが薄い程、温度を低くすると共に時間を短くし
ている一方、厚さが厚くなる程、温度を高くすると共に
時間を長くしている。この焼鈍により、第１ステップで
未焼鈍冷延鋼板５の表面に電積溶着した軟質ニッケルメ
ッキ層の金属組織全体を図４（Ａ）に示す針状組織より
図４（Ｂ）に示す粒状組織へと変態化させる。同時に、
鋼板５とメッキ層の間のＦｅ−Ｎｉ拡散層を形成すると
共に、鋼板５を再結晶して金属組織を粒状とする。第３
ステップで、調質圧延を圧下率０.５〜２.０％で行う。
メッキ鋼板は図３に示す順序で製造している。即ち、第
１ステップとして、未焼鈍冷延鋼板の表裏両面に２μｍ
〜５μｍの厚さでニッケルメッキ層を電気メッキにより
設ける。第２ステップで、ガス雰囲気中で、６００℃〜
９００℃で０.５分〜２.０分の間連続焼鈍を行う。尚、
上記温度及び時間は第１ステップで施すニッケルメッキ
層の厚さが薄い程、温度を低くすると共に時間を短くし
ている一方、厚さが厚くなる程、温度を高くすると共に
時間を長くしている。この焼鈍により、第１ステップで
未焼鈍冷延鋼板５の表面に電積溶着した軟質ニッケルメ
ッキ層の金属組織全体を図４（Ａ）に示す針状組織より
図４（Ｂ）に示す粒状組織へと変態化させる。同時に、
鋼板５とメッキ層の間のＦｅ−Ｎｉ拡散層を形成すると
共に、鋼板５を再結晶して金属組織を粒状とする。第３
ステップで、調質圧延を圧下率０.５〜２.０％で行う。
【００２０】上記第１ステップから第３ステップで電池
用缶の形成材料１０が製造され、該電池用缶の形成材料
は前記図２の断面図に示すように、鋼板からなる基板１
１の両側にＦｅ−Ｎｉ拡散層１２Ａ,１２Ｂと、粒状組
織を有するニッケルメッキ層１３Ａ,１３Ｂを有する。
上記ニッケルメッキ鋼板からなる缶形成材料１０を、次
に、前記図５に示すＤＩ絞り方法により図１及び図２に
示す形状の電池用缶１として成形加工している。
用缶の形成材料１０が製造され、該電池用缶の形成材料
は前記図２の断面図に示すように、鋼板からなる基板１
１の両側にＦｅ−Ｎｉ拡散層１２Ａ,１２Ｂと、粒状組
織を有するニッケルメッキ層１３Ａ,１３Ｂを有する。
上記ニッケルメッキ鋼板からなる缶形成材料１０を、次
に、前記図５に示すＤＩ絞り方法により図１及び図２に
示す形状の電池用缶１として成形加工している。
【００２１】上記ＤＩ絞り加工時において、重要なこと
は、上記第２ステップの焼鈍でニッケルメッキ層の金属
組織を図４（Ａ）に示す針状組織より、図４（Ｂ）に示
す粒状金属組織としている点である。上記のように、ニ
ッケルメッキ層の針状組織を粒状組織とすると、ニッケ
ルメッキ層の延性が良好となり、電池用缶への加工時に
曲げ部分にクラックが発生しにくくなり、耐食性を向上
させることができる。また、基板１１の金属組織を粒状
組織とすることにより、前記図７に示す圧延鋼板の縦方
向（圧延方向）Ｘ、横方向Ｙ、斜め方向Ｚの各ランクホ
ード値ｒが平均１.２以上、 かつ、これらランクホード
値ｒの差である面内異方性△ｒを±０.１５以下とする
事が出来る。
は、上記第２ステップの焼鈍でニッケルメッキ層の金属
組織を図４（Ａ）に示す針状組織より、図４（Ｂ）に示
す粒状金属組織としている点である。上記のように、ニ
ッケルメッキ層の針状組織を粒状組織とすると、ニッケ
ルメッキ層の延性が良好となり、電池用缶への加工時に
曲げ部分にクラックが発生しにくくなり、耐食性を向上
させることができる。また、基板１１の金属組織を粒状
組織とすることにより、前記図７に示す圧延鋼板の縦方
向（圧延方向）Ｘ、横方向Ｙ、斜め方向Ｚの各ランクホ
ード値ｒが平均１.２以上、 かつ、これらランクホード
値ｒの差である面内異方性△ｒを±０.１５以下とする
事が出来る。
【００２２】尚、上記第２ステップの連続焼鈍におい
て、高温にて長時間焼鈍を行った場合、金属組織が急激
に生長し、表層部の金属組織が粗大粒(ミックスグレー
ン)となり、内部と表層部との差が生じることがある。
そのため、上記連続焼鈍では、ニッケルメッキ層では針
状金属組織が粒状金属組織へと変態化するが、鋼板のＦ
ｅでは金属組織が生長して粗大粒とならないように、加
熱温度と加熱時間とを上記したように６００℃〜９００
℃の範囲で０.５〜２.０分の非常に短い時間範囲に限定
し、かつ、２μｍ〜５μｍのニッケルメッキ層の厚さに
応じて、上記範囲内で加熱温度と加熱時間を設定してい
る。このように設定して連続焼鈍を行うと、ニッケルメ
ッキ層の針状金属組織を直径が略１μｍ〜５μｍの粒状
組織に変態化させることができる。
て、高温にて長時間焼鈍を行った場合、金属組織が急激
に生長し、表層部の金属組織が粗大粒(ミックスグレー
ン)となり、内部と表層部との差が生じることがある。
そのため、上記連続焼鈍では、ニッケルメッキ層では針
状金属組織が粒状金属組織へと変態化するが、鋼板のＦ
ｅでは金属組織が生長して粗大粒とならないように、加
熱温度と加熱時間とを上記したように６００℃〜９００
℃の範囲で０.５〜２.０分の非常に短い時間範囲に限定
し、かつ、２μｍ〜５μｍのニッケルメッキ層の厚さに
応じて、上記範囲内で加熱温度と加熱時間を設定してい
る。このように設定して連続焼鈍を行うと、ニッケルメ
ッキ層の針状金属組織を直径が略１μｍ〜５μｍの粒状
組織に変態化させることができる。
【００２３】さらに、上記第２ステップの連続焼鈍後
に、第３ステップで０.５〜２.０％の調質圧延を行うこ
とにより、粒状金属組織の結晶粒は、表面側及び内部側
のいずれにおいても、ＪＩＳ−Ｇ−０５５２に規定され
る粒度Ｎo.９〜Ｎo.１０の小さい結晶粒、直径が略１０
μｍ〜１５μｍとなるようにしている。
に、第３ステップで０.５〜２.０％の調質圧延を行うこ
とにより、粒状金属組織の結晶粒は、表面側及び内部側
のいずれにおいても、ＪＩＳ−Ｇ−０５５２に規定され
る粒度Ｎo.９〜Ｎo.１０の小さい結晶粒、直径が略１０
μｍ〜１５μｍとなるようにしている。
【００２４】このように、上記工程で製造されたニッケ
ルメッキ鋼板１０では、そのニッケルメッキ層１３Ａ,
１３Ｂの金属組織は粒状組織となっており、しかも、基
板１１の表層部と内部との粒径が略均一で、小さい粒で
あるため、縦方向Ｘ、横方向Ｙ及び斜め方向Ｚの伸び、
即ち、Ｘ方向の幅変形度／Ｘ方向の板厚変形度、Ｙ方向
の幅変形度／Ｙ方向の板厚変形度、Ｚ方向の幅変形度／
Ｚ方向の板厚変形度である各ランクホード値ｒを平均
１.２以上と高くでき、しかも、これらランクホード値
ｒの差である面内異方性△ｒを±０.１５以下と０に近
づける事が出来る。このように、面内異方性△ｒを小さ
く出来ることにより、絞り加工時に円筒缶の開口端にイ
ヤリングの発生するのを防止でき、絞り性を良好とする
ことができる。
ルメッキ鋼板１０では、そのニッケルメッキ層１３Ａ,
１３Ｂの金属組織は粒状組織となっており、しかも、基
板１１の表層部と内部との粒径が略均一で、小さい粒で
あるため、縦方向Ｘ、横方向Ｙ及び斜め方向Ｚの伸び、
即ち、Ｘ方向の幅変形度／Ｘ方向の板厚変形度、Ｙ方向
の幅変形度／Ｙ方向の板厚変形度、Ｚ方向の幅変形度／
Ｚ方向の板厚変形度である各ランクホード値ｒを平均
１.２以上と高くでき、しかも、これらランクホード値
ｒの差である面内異方性△ｒを±０.１５以下と０に近
づける事が出来る。このように、面内異方性△ｒを小さ
く出来ることにより、絞り加工時に円筒缶の開口端にイ
ヤリングの発生するのを防止でき、絞り性を良好とする
ことができる。
【００２５】また、焼鈍により粒状組織に変態化したニ
ッケルメッキ層１３Ａ,１３Ｂは延性がすぐれ、よっ
て、加工時に曲げ部分にクラックが入りにくく、耐食性
が優れていることが、下記の実験データから実証され
た。
ッケルメッキ層１３Ａ,１３Ｂは延性がすぐれ、よっ
て、加工時に曲げ部分にクラックが入りにくく、耐食性
が優れていることが、下記の実験データから実証され
た。
【００２６】
【実験例１】電積されたニッケルメッキ層の金属組織及
び伸びが、焼鈍するとどのように変化するかを測定し
た。尚、未焼鈍冷延鋼板にニッケルメッキを施した後に
焼鈍を行っても、ニッケルメッキ層のみの金属組織及び
機械特性を観察及び測定することが困難であるため、ニ
ッケルメッキ層のみに相当するニッケル箔を用いて焼鈍
し、その金属組織を観察するとともに、機械特性を測定
した。即ち、ニッケル箔（電積）４９μｍ〜５４μｍ
（縦方向２５０ｍｍ、横方向２５０ｍｍ、厚さ５０μ
ｍ）を、縦方向３００ｍｍ、横方向３００ｍｍ、厚さ２
５０ｍｍの実験炉に入れ、水素７５％、窒素２５％のガ
ス雰囲気中で、加熱温度６５０℃、加熱時間１分で、焼
鈍を行った。
び伸びが、焼鈍するとどのように変化するかを測定し
た。尚、未焼鈍冷延鋼板にニッケルメッキを施した後に
焼鈍を行っても、ニッケルメッキ層のみの金属組織及び
機械特性を観察及び測定することが困難であるため、ニ
ッケルメッキ層のみに相当するニッケル箔を用いて焼鈍
し、その金属組織を観察するとともに、機械特性を測定
した。即ち、ニッケル箔（電積）４９μｍ〜５４μｍ
（縦方向２５０ｍｍ、横方向２５０ｍｍ、厚さ５０μ
ｍ）を、縦方向３００ｍｍ、横方向３００ｍｍ、厚さ２
５０ｍｍの実験炉に入れ、水素７５％、窒素２５％のガ
ス雰囲気中で、加熱温度６５０℃、加熱時間１分で、焼
鈍を行った。
【００２７】上記実験結果は下記の表１に示す通り、焼
鈍により、引張力（Ｔ.Ｓ）は低く、伸び（ＥＬ.）は大
きくなり、金属組織は粒状組織となっていた。
鈍により、引張力（Ｔ.Ｓ）は低く、伸び（ＥＬ.）は大
きくなり、金属組織は粒状組織となっていた。
【００２８】
【表１】 Ｔ.Ｓ（kgf/mm) ＥＬ．(％) Ｇ.Ｓ 焼鈍前 ５５.６ ７ 針状金属組織(１３〜１４μｍ) 焼鈍後 ３０.９ １４ 粒状金属組織（１〜５μｍ）
【００２９】
【実験例２】上記実施例のニッケルメッキ鋼板を製造し
て、その引張力、伸び、ニッケルメッキ層の金属組織、
及び曲げ面の耐食性テストをＪＩＳ規格(ＪＩＳ−Ｚ−
２３７１）に準ずる塩水噴霧テストで測定した。未焼鈍
冷延鋼板の表裏両面に３.５μｍの厚さでニッケルメッ
キを施した後、６５０℃で１分間連続焼鈍してニッケル
メッキ鋼板を製造した。上記ニッケルメッキ鋼板の引張
力、伸び、表面硬度（ＨＶ）、ニッケルメッキ層の金属
組織は下記の表２の示す通りであった。また、上記ニッ
ケルメッキ鋼板を９０度（Ｒ１）に曲折し、該曲折部の
曲げ面に塩水を噴霧して上記ＪＩＳ規格に基づき、限界
時間を測定した。
て、その引張力、伸び、ニッケルメッキ層の金属組織、
及び曲げ面の耐食性テストをＪＩＳ規格(ＪＩＳ−Ｚ−
２３７１）に準ずる塩水噴霧テストで測定した。未焼鈍
冷延鋼板の表裏両面に３.５μｍの厚さでニッケルメッ
キを施した後、６５０℃で１分間連続焼鈍してニッケル
メッキ鋼板を製造した。上記ニッケルメッキ鋼板の引張
力、伸び、表面硬度（ＨＶ）、ニッケルメッキ層の金属
組織は下記の表２の示す通りであった。また、上記ニッ
ケルメッキ鋼板を９０度（Ｒ１）に曲折し、該曲折部の
曲げ面に塩水を噴霧して上記ＪＩＳ規格に基づき、限界
時間を測定した。
【００３０】
【表２】 Ｔ.Ｓ ＥＬ． ＨＶ ＧＳ 塩水噴霧時間 ｒ △ｒ 焼鈍前 ７６ ３ ２００ 針状 １時間 １.０ ＋０.２焼鈍後 ３３ ３９ １０５ 粒状 ８時間 １.３ ＋０.０ ＊ＨＶ（荷重１kg） ＊ｒ ランクホード値 ＊△ｒ 面内異方性
【００３１】上記表２に示すように、ニッケルメッキ層
を焼鈍して粒状組織とすることにより、焼鈍前と比較し
て、即ち、焼鈍しないものと比較して、限界時間を８倍
とすることができ、高耐食性を備えていることが確認さ
れた。
を焼鈍して粒状組織とすることにより、焼鈍前と比較し
て、即ち、焼鈍しないものと比較して、限界時間を８倍
とすることができ、高耐食性を備えていることが確認さ
れた。
【００３２】尚、本発明は上記実施例に限定されず、第
３ステップの調質圧延工程の後、絞り加工で外面側とな
る面に硬質ニッケルメッキあるいは光沢ニッケルメッキ
を施して、耐食性及び外観性をさらに向上させても良
い。また、第２ステップの連続焼鈍に代えてバッチ焼鈍
を用いても良いが、ニッケルメッキを施した鋼板がコイ
ル状である場合は、連続焼鈍の方が好ましい。さらに、
上記構造のニッケルメッキ鋼板からＤＩ絞り加工で電池
用缶を成形した後、その内周面に導電性材をコーティン
グして、電池特性を高めることが好ましい。
３ステップの調質圧延工程の後、絞り加工で外面側とな
る面に硬質ニッケルメッキあるいは光沢ニッケルメッキ
を施して、耐食性及び外観性をさらに向上させても良
い。また、第２ステップの連続焼鈍に代えてバッチ焼鈍
を用いても良いが、ニッケルメッキを施した鋼板がコイ
ル状である場合は、連続焼鈍の方が好ましい。さらに、
上記構造のニッケルメッキ鋼板からＤＩ絞り加工で電池
用缶を成形した後、その内周面に導電性材をコーティン
グして、電池特性を高めることが好ましい。
【００３３】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
では、ニッケルメッキ鋼板をＤＩ絞り加工で上端開口の
円筒形状の電池用缶とする形成材料において、表裏両面
のニッケルメッキ層の金属組織を一定の粒状組織として
いるため、延性を高めて加工時に曲げ部分におけるクラ
ックの発生を低減することができる。このように、クラ
ックの発生を低減することにより耐食性を高めることが
できる。
では、ニッケルメッキ鋼板をＤＩ絞り加工で上端開口の
円筒形状の電池用缶とする形成材料において、表裏両面
のニッケルメッキ層の金属組織を一定の粒状組織として
いるため、延性を高めて加工時に曲げ部分におけるクラ
ックの発生を低減することができる。このように、クラ
ックの発生を低減することにより耐食性を高めることが
できる。
【００３４】さらに、メッキ後の連続焼鈍により、鋼板
の金属組織が粒状組織となり、よって、縦方向、横方向
及び斜め方向の伸びを所要値以上の大きなものとするこ
とができると共に、これら各方向への伸びの差を一定値
以下にしているため、ＤＩ絞り加工時に加工性が良好と
なるとともに、開口端縁にイヤリングが発生するのを防
止できる。よって、材料の歩留まりを良くして、コスト
ダウンを図ることが出来る。
の金属組織が粒状組織となり、よって、縦方向、横方向
及び斜め方向の伸びを所要値以上の大きなものとするこ
とができると共に、これら各方向への伸びの差を一定値
以下にしているため、ＤＩ絞り加工時に加工性が良好と
なるとともに、開口端縁にイヤリングが発生するのを防
止できる。よって、材料の歩留まりを良くして、コスト
ダウンを図ることが出来る。
【図１】 本発明に係わる電池用缶の正面図である。
【図２】 図１の一部拡大断面図である。
【図３】 本発明に係わる電池用缶の形成材料の製造方
法を示すフローチャートである。
法を示すフローチャートである。
【図４】 （Ａ）は焼鈍前のニッケルメッキ層の針状組
織を示す概略断面図、（Ｂ）は焼鈍後のニッケルメッキ
層の粒状組織を示す概略断面図である。
織を示す概略断面図、（Ｂ）は焼鈍後のニッケルメッキ
層の粒状組織を示す概略断面図である。
【図５】 ＤＩ絞り方法による電池用缶の製造方法を示
す図面である。
す図面である。
【図６】 ＤＩ絞り方法により缶を製造した場合の問題
点を示す斜視図である。
点を示す斜視図である。
【図７】 電池用缶の材料における伸び方向を示す図面
である。
である。
１ 電池用缶 ２ 底壁 ３ 周壁 １１ 基板 １２Ａ,１２Ｂ ＦｅーＮｉ拡散層 １３Ａ,１３Ｂ ニッケルメッキ層 １０ 電池用缶の形成材料
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年８月２５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】具体的には、図７に示す鋼板において、圧
延方向（縦方向Ｘ）に一様な伸び限度以下のひずみを与
えた時、板幅をＷx0,Ｗx、板厚をｔx0,ｔxとすると、上
記圧延方向Ｘの力に対する変形の異方性（ランクホード
値ｒx）は下記の式（１）により表される。
延方向（縦方向Ｘ）に一様な伸び限度以下のひずみを与
えた時、板幅をＷx0,Ｗx、板厚をｔx0,ｔxとすると、上
記圧延方向Ｘの力に対する変形の異方性（ランクホード
値ｒx）は下記の式（１）により表される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】上記電池用缶１を形成するためのニッケル
メッキ鋼板は図３に示す順序で製造している。即ち、第
１ステップとして、未焼鈍冷延鋼板の表裏両面に２μｍ
〜５μｍの厚さでニッケルメッキ層を電気メッキにより
設ける。第２ステップで、ガス雰囲気中で、６００℃〜
９００℃で０.５分〜２.０分の間連続焼鈍を行う。尚、
上記温度及び時間は第１ステップで施すニッケルメッキ
層の厚さが薄い程、温度を低くすると共に時間を短くし
ている一方、厚さが厚くなる程、温度を高くすると共に
時間を長くしている。この焼鈍により、第１ステップで
未焼鈍冷延鋼板５の表面に電積溶着したニッケルメッキ
層の金属組織全体を図４（Ａ）に示す針状組織より図４
（Ｂ）に示す粒状組織へと変態化させる。同時に、鋼板
５とメッキ層の間のＦｅ−Ｎｉ拡散層を形成すると共
に、鋼板５を再結晶して金属組織を粒状とする。第３ス
テップで、調質圧延を圧延率０.５〜２.０％で行う。
メッキ鋼板は図３に示す順序で製造している。即ち、第
１ステップとして、未焼鈍冷延鋼板の表裏両面に２μｍ
〜５μｍの厚さでニッケルメッキ層を電気メッキにより
設ける。第２ステップで、ガス雰囲気中で、６００℃〜
９００℃で０.５分〜２.０分の間連続焼鈍を行う。尚、
上記温度及び時間は第１ステップで施すニッケルメッキ
層の厚さが薄い程、温度を低くすると共に時間を短くし
ている一方、厚さが厚くなる程、温度を高くすると共に
時間を長くしている。この焼鈍により、第１ステップで
未焼鈍冷延鋼板５の表面に電積溶着したニッケルメッキ
層の金属組織全体を図４（Ａ）に示す針状組織より図４
（Ｂ）に示す粒状組織へと変態化させる。同時に、鋼板
５とメッキ層の間のＦｅ−Ｎｉ拡散層を形成すると共
に、鋼板５を再結晶して金属組織を粒状とする。第３ス
テップで、調質圧延を圧延率０.５〜２.０％で行う。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２６】
【実験例１】電積されたニッケルメッキ層の金属組織及
び伸びが、焼鈍するとどのように変化するかを測定し
た。尚、未焼鈍冷延鋼板にニッケルメッキを施した後に
焼鈍を行っても、ニッケルメッキ層のみの金属組織及び
機械特性を観察及び測定することが困難であるため、ニ
ッケルメッキ層のみに相当するニッケル箔を用いて焼鈍
し、その金属組織を観察するとともに、機械特性を測定
した。即ち、ニッケル箔（電積）４９μｍ〜５４μｍ
（縦方向２５０ｍｍ、横方向２５０ｍｍ、厚さ５０μ
ｍ）を、縦方向３００ｍｍ、横方向３００ｍｍ、高さ２
５０ｍｍの実験炉に入れ、水素７５％、窒素２５％のガ
ス雰囲気中で、加熱温度６５０℃、加熱時間１分で、焼
鈍を行った。
び伸びが、焼鈍するとどのように変化するかを測定し
た。尚、未焼鈍冷延鋼板にニッケルメッキを施した後に
焼鈍を行っても、ニッケルメッキ層のみの金属組織及び
機械特性を観察及び測定することが困難であるため、ニ
ッケルメッキ層のみに相当するニッケル箔を用いて焼鈍
し、その金属組織を観察するとともに、機械特性を測定
した。即ち、ニッケル箔（電積）４９μｍ〜５４μｍ
（縦方向２５０ｍｍ、横方向２５０ｍｍ、厚さ５０μ
ｍ）を、縦方向３００ｍｍ、横方向３００ｍｍ、高さ２
５０ｍｍの実験炉に入れ、水素７５％、窒素２５％のガ
ス雰囲気中で、加熱温度６５０℃、加熱時間１分で、焼
鈍を行った。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２８】
【表１】 Ｔ.Ｓ（kgf/mm) ＥＬ．(％) 組織 焼鈍前 ５５.６ ７ 針状金属組織 焼鈍後 ３０.９ １４ 粒状金属組織（１〜５μm）
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３０】
【表２】 Ｔ．Ｓ ＥＬ． ＨＶ 組織 塩水噴霧時間 ｒ △ｒ 焼鈍前 ７６ ３ ２００ 針状 １時間 １.０ ＋０.２焼鈍後 ３３ ３９ １０５ 粒状 ８時間 １.３ ＋０.００５ ＊ＨＶ（荷重１kg） ＊ｒ ランクホード値 ＊△ｒ 面内異方性
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】
Claims (4)
- 【請求項１】 一端開口の円筒形状の電池用缶をＤＩ
(Ｄrawing and Ｉroning)絞り加工で形成するために用
いる形成材料であって、 Ｆｅ鋼板の表裏両面に、粒状組織のニッケルメッキ層を
備えていることを特徴とする電池用缶の形成材料。 - 【請求項２】 未焼鈍冷延鋼板の表裏両面にニッケルメ
ッキを施した後、 焼鈍を行って、上記ニッケルメッキ層の針状組織を粒状
組織に変態化させると同時に、冷延鋼板の上記メッキ層
の間にＦｅ−Ｎｉ拡散層を形成し、かつ、Ｆｅの金属組
織を粒状組織とすることを特徴とするＤＩ絞り加工され
る電池用缶の缶材料の製造方法。 - 【請求項３】 上記ニッケルメッキ層は、２μｍ〜５μ
ｍの厚さで施した後、焼鈍を６００℃〜９００℃で０.
５分〜２分行うことを特徴とする請求項２記載の製造方
法。 - 【請求項４】 上記焼鈍後に調質圧延を行っている請求
項２あるいは３のいずれか１項に記載の製造方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5134989A JP2785902B2 (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | 電池用缶の形成材料および該形成材料を用いた電池缶 |
| ES94101200T ES2106376T3 (es) | 1993-06-04 | 1994-01-27 | Vaso de baterias; chapa para formar un vaso de baterias y metodo para fabricar dicha chapa. |
| EP94101200A EP0629009B1 (en) | 1993-06-04 | 1994-01-27 | Battery can, sheet for forming battery can, and method for manufacturing sheet |
| DE69404765T DE69404765T2 (de) | 1993-06-04 | 1994-01-27 | Batteriebehälter, Blech für die Formgebung des Batteriebehälters und Verfahren für die Herstellung des Bleches |
| US08/187,000 US5576113A (en) | 1993-06-04 | 1994-01-27 | Battery can, sheet for forming battery can, and method for manufacturing sheet |
| US08/373,438 US5840441A (en) | 1993-06-04 | 1995-01-17 | Battery can, sheet for forming battery can, and method for manufacturing sheet |
| US08/423,721 US5603782A (en) | 1993-06-04 | 1995-04-18 | Battery can, sheet for forming battery can, and method for manufacturing sheet |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5134989A JP2785902B2 (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | 電池用缶の形成材料および該形成材料を用いた電池缶 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10055547A Division JPH10212595A (ja) | 1998-03-06 | 1998-03-06 | 電池用缶の形成材料の製造方法および該形成材料からなる電池缶 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06346284A true JPH06346284A (ja) | 1994-12-20 |
| JP2785902B2 JP2785902B2 (ja) | 1998-08-13 |
Family
ID=15141336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5134989A Expired - Lifetime JP2785902B2 (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | 電池用缶の形成材料および該形成材料を用いた電池缶 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2785902B2 (ja) |
Cited By (11)
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|---|---|---|---|---|
| JPH0917399A (ja) * | 1995-06-29 | 1997-01-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アルカリ電池 |
| JPH09306441A (ja) * | 1996-05-17 | 1997-11-28 | Katayama Tokushu Kogyo Kk | 電池缶形成材料および該材料により形成された電池缶 |
| US6022631A (en) * | 1995-06-01 | 2000-02-08 | Toyo Kohan Co. Ltd. | Nickelled steel sheet proofed against tight adhesion during annealing and process for production thereof |
| US6447947B1 (en) | 1999-12-13 | 2002-09-10 | The Gillette Company | Zinc/air cell |
| JP2004193073A (ja) * | 2002-12-13 | 2004-07-08 | Yazaki Corp | 圧着端子 |
| KR100659852B1 (ko) * | 2005-04-25 | 2006-12-19 | 삼성에스디아이 주식회사 | 캔형 이차 전지 |
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| JP2010257927A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-11-11 | Nippon Steel Corp | 金属溶出による電圧低下の少ないリチウムイオン電池の金属外装ケース用素材および金属外装ケースならびにリチウムイオン電池 |
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-
1993
- 1993-06-04 JP JP5134989A patent/JP2785902B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JP2015032346A (ja) * | 2013-07-31 | 2015-02-16 | 東洋鋼鈑株式会社 | 電池容器用表面処理鋼板、電池容器および電池 |
| US9887396B2 (en) | 2013-07-31 | 2018-02-06 | Toyo Kohan Co., Ltd. | Surface-treated steel sheet for battery containers, battery container, and battery |
| WO2020137887A1 (ja) * | 2018-12-27 | 2020-07-02 | 日本製鉄株式会社 | Ｎｉめっき鋼板、及びＮｉめっき鋼板の製造方法 |
| CN113195795A (zh) * | 2018-12-27 | 2021-07-30 | 日本制铁株式会社 | 镀Ni钢板、及镀Ni钢板的制造方法 |
| US11618965B2 (en) | 2018-12-27 | 2023-04-04 | Nippon Steel Corporation | Ni-plated steel sheet and method for manufacturing Ni-plated steel sheet |
Also Published As
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|---|---|
| JP2785902B2 (ja) | 1998-08-13 |
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