JPH08120426A - フランジ加工性に優れた２ピースアルミニウムｄｉ缶胴体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フランジ加工性に優れた２ピースアルミニウ
ムＤＩ缶胴体の製造方法を提供する。 【構成】 Mg:0.5-2.0%、Mn:0.5-1.8%、Fe:0.1-0.7%、Si:
0.05-0.5%、Cu:0.05-0.5%とTi:0.005-0.20%、B:0.0001-0.
05%と、Cr:0.05-0.3%、Zn:0.1-0.5%の１種以上を含有する
アルミニウム合金を鋳造、均熱・加熱、熱間圧延、一次
冷間圧延を行い、次いで到達温度400-600℃、400℃超の
時間が10分以内の保持後1℃/s以上で冷却する中間焼鈍
を行い、圧延率４０-７０％の最終冷間圧延を施して、
５μｍ以上の晶出物が500個／mm² 以上存在し、表面粗
度が0.1-0.5μｍ、(TS+YS)/2が305N/mm2 以下の圧延板
とし、この圧延板に50-500mg/m² の油性皮膜を設け、し
ごきダイス２枚を用い、かつ後段のダイスによるしごき
率を40%以上、全体で60%以上のしごき加工を行うＤＩ加
工を施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ビールやジュース、
炭酸飲料などの２ピースアルミニウム缶の缶胴体の製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般にＤＩ缶胴材のようにしごき加工が
加わる場合、３０００系の合金が多用される。特に比較
的強度が高く成形性にも優れていること、しごき加工時
の加工硬化が比較的小さくその際にゴーリングが起きに
くいことなどから３００４合金が主に使用されている。
またＤＩ加工前の段階でリオイルのように潤滑油を塗布
して潤滑性を良くしたり、ＤＩ成形加工時の油を種々か
えて缶切れ性（破胴性）や外観品質の改善を図ってい
る。さらに缶切れ性等を向上させるためのその他の方法
として、材料表面の粗度を変更して保油性を向上させる
ことも提案されている。ゴーリング性に寄与する素材特
性は、アルミニウム中に比較的粗大な晶出物が存在する
ことにより、固体潤滑性能、晶出物近傍の空隙での保油
性の向上さらにはシゴキダイスのセルフクリーニング等
の効果が得られる。従って、このＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ系の
晶出物の多い３０００系合金が多用されるのであり、適
当な分散量と大きさが得られれば、しごき加工用途にお
いてゴーリングの発生を少なくし、あるいは皆無とする
ことができる。

【０００３】次にＤＩ加工法の基本的な構成について図
１に基づいて説明する。一般のＤＩ加工装置は軽金属Ｖ
ｏｌ．４０，Ｎｏ．３（１９９０）ｐ２５１等に記載さ
れているように、通常４枚のダイスがタンデムに配列さ
れているのが一般的である。円形の貫通孔１ａを有する
１枚の再絞りダイス１と、この再絞りダイスと同軸で配
列され、円形の貫通孔２ａ、３ａ、４ａを有する３枚の
しごきダイス２、３、４と、前記各貫通孔１ａ〜４ａの
内部に嵌合し、かつ、軸方向に移動自在とされた円筒状
のパンチスリーブ５と、このパンチスリーブ５の外側に
嵌合された円筒状のカップホルダースリーブ６とを備え
ている。各ダイスの間にはスぺーサーが配置され、各ダ
イスの間の距離を一定に保持するようになっている。ま
た再絞りダイス１およびしごきダイス２〜４には、潤滑
と冷却のためのＤＩクーラントが供給されるようになっ
ている。こうした装置によって、図２に示すように順次
加工が施され、製品が製造される。より詳しく説明する
と、図１に示すようにＤＩ加工の前工程であるカッピン
グプレスによってアルミニウムコイルから円板状の素片
（図２ａ）を打ち抜き、得られた有底円筒状のカップ７
（図２ｂ）をパンチスリーブ５と再絞りダイス１との間
に配置し、カップホルダースリーブ６およびパンチスリ
ーブ５を前進させる。カップホルダースリーブ６が再絞
りダイス１の端面にカップ７の底面を押し付ける。次に
カップホルダースリーブ６によりカップ７を押し付けつ
つ、パンチスリーブ５がカップ７を再絞りダイス１の貫
通孔１ａ内に押し込む。これによりカップ７を細長い平
底缶（図２ｃ）に成形する。再絞りダイス１を通過した
平底缶はは、さらにしごきダイス２〜４の貫通孔２ａ〜
４ａを順次通過して行き、徐々にしごき加工が施され
て、３回のしごき加工により所定の肉厚を有する平底缶
（図２ｄ）に成形される。パンチスリーブ５はしごき加
工を終了した平底缶８をさらに前方に押し出し、平底缶
８の底部８ａをドーム部成形用の金型１１に押圧してド
ーム部９ａを成形し、缶胴９を製造する（図２ｅ）。得
られた缶胴９は、この後通常の工程である、トリミング
工程→洗浄／表面処理／乾燥工程→外面塗装／焼付け乾
燥工程→内面塗装／焼き付乾燥工程→ネッキング／フラ
ンジング工程→検査工程を経て最終の製品缶１０（図２
ｆ）となる。

【０００４】なお前記した３回のしごき加工において
は、アルミニウム技術便覧（軽金属協会編）ｐ１４７２
等に記載されているように、１回当たりのしごき率は４
０％未満の低いしごき率に設定して、過酷なしごき加工
が１工程に集中しないようにすることが一般に行われて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】製缶の最終加工工程で
あるネッキング／フランジング工程のネッキングは缶胴
フランジ部の口絞り加工であり、フランジングはその後
のつばだし加工である。近年軽量化の為缶胴側壁部が薄
肉化される傾向にあり、フランジ部９ｂも薄肉化されて
いる。その結果ネッキングでのしわやフランジングでの
割れがしばしば問題となることがある。ネッキングしわ
はフランジングでの割れや蓋との巻き締め時の不良の原
因となり、またフランジ割れは巻き締め不良の原因とな
るため、飲料缶内容物の漏洩問題を引き起こす危険性が
ある。これらのことからＤＩ加工における外観不良や缶
切れ等の発生率を増加させることなく、ネッキングおよ
びフランジング加工性を向上させる必要がある。この発
明は以上の事情を背景としてなされたもので、鋭意検討
した結果、前述のような要求を満たし得るアルミニウム
ＤＩ缶胴体を供給するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の課題を解決する
ための手段について詳細に説明する。

【０００７】ＤＩ加工ではしごき加工による断面減少率
が大きくなるに従い、側壁部に非常に大きな加工硬化を
受け、内部応力も残存することになり、このままではネ
ッキングしわやフランジ割れが生じ易い。ただし通常の
生産ラインでは洗浄や塗装工程の各乾燥炉による加熱に
よって、残留応力はかなり除去されネッキングやフラン
ジング加工性はかなり改善される。本発明者は鋭意研究
の結果、この残留応力の改善効果をさらに発揮させるこ
とにより、ネッキングやフランジング加工性を向上させ
る方法を見いだし本発明に至った。

【０００８】すなわち、ＤＩ加工におけるしごきを２回
とすることにより１回当たりのしごき率を高くし、なお
かつ２回のうち後段はしごき率４０％以上の高加工率と
し、全体で６０％以上のしごき率とする。これにより、
その後の洗浄や塗装工程での加熱による残留応力の除去
効果が向上し、ネッキング及びフランジング加工性のさ
らなる向上が図られる。しかし１回のしごき率４０％以
上、全体で６０％以上のしごき加工に耐えるためには、
特定のアルミニウム素材を用いなければならず、そのた
めに合金成分、アルミニウム素板の組織・表面性状、塗
油量等の最適値を検討しこの発明に至った。

【０００９】すなわち本発明は、Ｍｇ：０．５〜２．０
％、Ｍｎ：０．５〜１．８％、Ｆｅ：０．１〜０．７
％、Ｓｉ：０．０５〜０．５％、Ｃｕ：０．０５〜０．
５％を含有し、かつＴｉ：０．００５〜０．２０％を単
独でもしくはＢ：０．０００１〜０．０５％と組合せて
含有し、さらに必要に応じてＣｒ：０．０５〜０．３
％、Ｚｎ：０．１〜０．５％のうちの１種以上を含有
し、残部がＡｌおよび不可避的不純物よりなるアルミニ
ウム合金を常法により鋳造、均熱・加熱、熱間圧延、一
次冷間圧延を行い、次いで到達温度４００〜６００℃ま
で加熱して材料が４００℃を越える温度にある時間を１
０分以内とする保持を行った後１℃／ｓ以上の速度で冷
却する中間焼鈍を行い、さらに圧延率４０〜７０％の最
終冷間圧延を施し、板表面及び板表面に平行な任意の断
面において５μｍ以上の晶出物が５００個／ｍｍ² 以上
存在し、表面粗度（Ｒａ）が０．１〜０．５μｍ、平均
変形抵抗（ＴＳ＋ＹＳ）／２が３０５Ｎ／ｍｍ² 以下の
圧延板とし、次いで、この圧延板に塗油量が５０〜５０
０ｍｇ／ｍ² の油性皮膜を設けて缶胴体素板とし、これ
にＤＩ加工を施して缶胴体とするに際して、しごきダイ
ス２枚を用い、かつ後段のダイスによるしごき率を４０
％以上、全体で６０％以上のしごき加工を行うことを特
徴とするフランジ加工性に優れた２ピースアルミニウム
ＤＩ缶胴体の製造方法である。

【００１０】

【作用】必須となるのは、合金成分とアルミニウム合金
素板の組織等およびＤＩ加工法であるのでこれを規定し
た。以下それについて説明する。

【００１１】そこで先ずこの発明の合金成分組成の限定
理由を説明する。

【００１２】Ｍｇ：ＭｇはＳｉ・Ｃｕとの共存によりＭ
ｇ₂ ＳｉあるいはＡｌ-Ｃｕ-Ｍｇの時効析出による硬化
が望める。更にＭｇは単独でも固溶体強化の効果がある
元素である。このように強度向上には不可欠な元素であ
るが、Ｍｇ量が０．５％未満では必要強度が得られず、
２％を超えて添加した場合には、しごき成形時に硬くな
りやすくＤＩ時に缶切れが生じやすくなる。

【００１３】Ｍｎ：Ｍｎは強度向上に寄与するとともに
成形性向上に有効な元素である。特にこの発明で目的と
している用途である缶胴材では、ＤＩ成形時にしごき加
工されるため、とりわけＭｎは重要となる。Ｍｎ系晶出
物が少ない場合には、しごき加工時に通常使用されてい
るエマルジョンタイプの潤滑剤だけでは潤滑能が不足
し、ゴーリングと呼ばれる擦り疵や焼付きなどの外観不
良が発生しやすくなる。この現象は、晶出物の大きさ、
量、種類に影響されることが知られており、その適正量
は合金板表面において、５μｍ以上の晶出物が５００個
／ｍｍ² 以上必要となる。その晶出物を形成するために
Ｍｎは不可欠な元素である。さらに、本発明材のように
Ｎ値の小さい材料においては、積層欠陥エネルギーが高
い状態で粗大な晶出物近傍において加工時に転位が集中
しやすく、加工が進めば転位が整理される現象のいわゆ
る加工軟化現象を引き起こす。この意味からもＭｎ添加
は重要である。Ｍｎ量が１．８％を超えれば、ＭｎＡｌ
₆ の初晶巨大金属間化合物が発生し、著しく成形性を損
う。さらに、また、Ｍｎ量が０．５％未満では、Ｍｎ化
合物による前述の効果が得られない。そこでＭｎの範囲
は０．５〜１．８％とした。

【００１４】Ｆｅ：ＦｅはＭｎの晶出や析出を促進し、
アルミニウム基地中のＭｎの固溶量やＭｎ系不溶性化合
物の分散状態を制御するために必要な元素である。適正
な化合物分散状態を得るためには、Ｍｎ添加量に応じて
Ｆｅを添加することが必要である。この発明のＭｎ量で
は、Ｆｅ量が０．１％未満では適正な化合物分散状態を
得ることが困難であり、一方Ｆｅ量が０．７％以上で
は、Ｍｎ添加に伴なって初晶巨大化合物が発生しやすく
なり、成形性を著しく損う。そこでＦｅの範囲は０．１
〜０．７％とした。

【００１５】Ｓｉ：Ｓｉの添加はＦｅと同様にＭｎの晶
出や析出を促進し、アルミニウム基地中のＭｎ固溶量や
Ｍｎ−Ｆｅ系不溶性化合物の分散状態を制御するために
必要な元素である。適正な化合物分散状態を得るために
は、Ｍｎ、Ｆｅ添加量に応じてＳｉを添加することが必
要である。また、本発明材のようにＭｇと共にＳｉが存
在する場合は、溶体化効果がはかれる中間焼鈍によって
Ｍｇ₂ Ｓｉ系化合物の析出による時効硬化作用もある。
ただしＳｉ量が０．０５％未満ではその効果が得られ
ず、０．５％を越えれば不溶性化合物の分散状態を制御
する効果も飽和して、さらにＭｇとＳｉが共存する本発
明材では時効硬化は容易に得られるものの材料が硬くな
りすぎて成形性を阻害する。そこでＳｉの範囲は０．０
５〜０．５％とした。

【００１６】Ｔｉ，Ｂ：通常のアルミニウム合金におい
ては、鋳塊結晶粒微細化のためにＴｉあるいはＴｉおよ
びＢを微量添加することが行なわれており、この発明に
おいても微量のＴｉもしくはＴｉおよびＢを添加する。
但し、Ｔｉ量が０．００５％未満ではその効果が得られ
ず、０．２０％を越えれば初晶ＴｉＡｌ₃ が晶出して成
形性を阻害する。そこでＴｉ量は０．００５〜０．２０
％の範囲とした。またＴｉとともにＢを添加すれば、鋳
塊結晶粒微細化の効果が向上する。但しＴｉと併せてＢ
を添加する場合、Ｂ量が０．０００１％未満ではその効
果がなく、０．０５％を越えればＴｉＢ₂ の粗大粒子が
混入して成形性を害することから、Ｂは０．０００１〜
０．０５％の範囲とした。

【００１７】Ｃｕ：Ｃｕは、塗装焼付処理時のＡｌ−Ｃ
ｕ−Ｍｇ系析出物の析出過程で起る時効硬化を利用した
強度向上に寄与する。Ｃｕ量が０．０５％未満ではその
効果が得られず、一方Ｃｕを０．５％を越えて添加した
場合には、時効硬化は容易に得られるものの、硬くなり
すぎて成形性を阻害する。そこでＣｕの範囲は０．０５
〜０．５％とした。

【００１８】Ｃｒ，Ｚｎはいずれも強度向上に寄与する
元素であり、必要に応じてこれらのうちから選ばれた１
種または２種を添加する。これらの各元素についてさら
に説明する。

【００１９】Ｃｒ：Ｃｒも強度向上に効果的な元素であ
るが、０．０５％未満ではその効果が少なく、０．３％
を越えれば巨大晶出物生成によって成形性の低下を招く
ため、好ましくない。そこでＣｒの範囲は０．０５〜
０．３％とした。

【００２０】Ｚｎ：Ｚｎの添加はＭｇの添加と共にＭｇ
₂Ｚｎ₃Ａｌ₂ の時効析出による強度向上に寄与する。ま
た、単独でも若干の固溶強化も期待できる。添加する場
合には、０．１％未満ではその効果が得られず、０．５
％を越えれば強度への寄与については問題ないが、耐食
性を劣化させる。そこでＺｎの範囲は０．１〜０．５％
とした。

【００２１】以上の各成分の残部はＡｌおよび不可避的
不純物とすれば良い。

【００２２】晶出物：缶切れはゴーリングや潤滑不良さ
らに変形抵抗の大きな材料の場合おきやすいが、この発
明の素材ではアルミニウム中に比較的粗大な晶出物が存
在することにより、固体潤滑性能、晶出物近傍の空隙で
の保油性の向上、さらにはシゴキダイスのセルフクリー
ニング等の効果が得られる。特にこれらの特性のうち晶
出物によるシゴキダイスのセルフクリーニング効果が大
きい。この効果が最も大きい晶出物の粒子サイズは５μ
ｍ以上で、その分散は５００個／ｍｍ² 以上が必要であ
る。従って、この発明では５μｍ以上の晶出物が５００
個／ｍｍ² 以上存在することとする。これより小さいサ
イズの晶出物については悪影響を及ぼさないので特に規
定はしない。

【００２３】塗油量：缶胴材のように冷間圧延により仕
上げられる材料では、ＤＩ用の潤滑油をあらかじめ塗油
してなじませておくこと（リオイル）により、ＤＩ時の
潤滑性が向上する。油性皮膜の量が５０ｍｇ／ｍ² 以下
ではその効果が少なく、一方５００ｍｇ／ｍ² 以上では
油がたれ流れてしまい、板表面に均一に保油させておく
のは難しくなる。従って油性皮膜の量は５０〜５００ｍ
ｇ／ｍ² とする。

【００２４】表面粗度：表面粗度については、油性皮膜
を板上に保持しておくために必要であり、Ｒａが０．１
μｍ未満ではその効果がなく、一方０．５μｍを越える
とＤＩ成形時のしごき加工において保油性は向上する
が、粗度が深くなりすぎて加工後にも消去できなくなる
可能性も有り、成形後に圧延目に添った外観不良を起こ
す場合がある。従って表面粗度はＲａが０．１〜０．５
μｍの範囲とする。

【００２５】平均変形抵抗：元板強度については、図３
に０．３ｍｍ板厚の缶胴材について平均変形抵抗すなわ
ち（ＴＳ＋ＹＳ）／２と、深絞り（カッピング）・再絞
り・２５％しごき成形後５４．４％のしごき成形という
限界しごき率近傍での成形時の成功率との関係を示し
た。この結果、ばらつきはあるものの変形抵抗が３０５
Ｎ／ｍｍ² より大きくなると成形の成功率が下がってい
る。従って、（ＴＳ＋ＹＳ）／２の値は３０５Ｎ／ｍｍ
² 以下とする。

【００２６】次にこの発明におけるアルミニウム合金素
板の製造方法について説明する。

【００２７】鋳造：鋳造厚２０ｍｍ以上でかつ凝固速度
５０℃／ｓ以下の条件で、本発明合金成分であれば、所
望の晶出物分布が得られる。その方法としてはこの条件
を満たす限りＤＣ鋳造でも、連続鋳造でも良い。

【００２８】均熱・加熱：５００〜６２０℃の到達温度
で保持すれば、次工程の圧延性に支障はなく、さらに、
Ｍｎ等の遷移元素のアルミニウム基地中へのＭｎ固溶量
やＭｎーＦｅ系不溶性化合物の分散状態を制御できる。

【００２９】熱間圧延：圧延性、コイルアップ性その他
を考慮して温度は２００〜６００℃で行われるのが望ま
しく、上り板厚は６ｍｍ以下が望ましい。

【００３０】１次冷間圧延：目的の厚さまで行なう。

【００３１】中間焼鈍：中間焼鈍条件は、到達温度４０
０〜６００℃まで加熱して、材料が４００℃を越える温
度にある時間を１０分以内とする保持を行った後、１℃
／ｓ以上の速度で冷却する。到達温度が４００℃以上で
ないとＣｕ、Ｍｇ、Ｓｉ等の金属元素の固溶が充分進ま
ず、したがってその後の塗装焼き付け処理時の時効硬化
が望めなくなり、強度向上をはかれなくなる。また高温
である方がより溶体化効果による強度向上が望めるが、
６００℃より高温になると共晶融解が生じて製造上の不
都合を来すと共に製品の外観品質を損なう恐れがある。
従って到達温度は４００〜６００とする。昇温時の平均
昇温速度は１℃／ｓ以上が好ましく、これより遅いと昇
温過程で合金元素の析出が進み析出物が粗大化してしま
い、高温での加熱保持によっても析出物を固溶させるの
に時間がかかる。保持時間は所定の温度に到達した直後
に冷却するか、もしくは１０分以内の保持となるように
する。いずれの場合も４００℃を越える温度に曝される
時間は１０分以内とする。これより長い時間曝される
と、表面の酸化皮膜の形成により焼鈍終了後の冷間圧延
性を損ない、また製品の外観品質を損なう。さらに到達
温度からの冷却は１℃／ｓ以上の冷却速度とする。これ
より遅いと一旦固溶した元素が析出してしまい、その後
の塗装焼き付け処理時の溶体化効果による強度向上の程
度が少なくなる。

【００３２】最終冷間圧延：４０〜７０％の範囲とす
る。４０％未満では充分な強度が得られない。また７０
％を越えると強度向上には効果があるが、加工硬化しす
ぎるためＤＩ加工において缶切れが発生しやすくなる。

【００３３】最終焼鈍：必要により行なうことにより、
ボトムシワ等の成形性が向上する。その場合到達温度は
１００〜２５０℃が好ましい。１００℃未満ではその効
果が無く、２５０℃を越えると著しく強度が低下し好ま
しくない。

【００３４】最後にＤＩ加工法について説明する。本発
明はＤＩ加工におけるしごきを２回とすることにより１
回当たりのしごき率を高くし、なおかつ２回のうち後段
はしごき率４０％以上の高加工率とし全体で６０％以上
のしごき率とする。しごきを２回とするのは、１回当た
りのしごき率を高くするためである。ＤＩ加工による残
留応力は、通常その後の洗浄や塗装工程での加熱により
除去され、ネッキングやフランジング加工性が改善され
る。この残留応力が除去されるときの主な駆動力は、残
留応力の大きさと加熱温度である。実際の操業条件を考
慮して洗浄や塗装工程での加熱条件を一定とすると、駆
動力は残留応力の大きさにより決まる。残留応力の除去
はいわゆる回復現象であり、残留応力が大きいほど駆動
力が大きくなり除去効果も大きい。本発明のポイント
は、この残留応力を大きくするためにしごき回数を２回
とし、１回あったりのしごき率を高くしたことにある。
２回のしごきのうち後段のしごき率は４０％以上とす
る。４０％未満では改善効果が不十分である。また全体
のしごき率を６０％以上としたのは十分な缶高さを得る
為に必要だからである。また、しごきを１回とすること
も考えられるが、その場合には十分な缶高さを得るため
にはしごき率が６０％以上となり、材料の１回でのしご
き限界を越えるため不可能である。

【００３５】

【実施例】次に本発明の実施例について説明する。表１
に示す化学成分を有するアルミニウム合金を用いて表２
に示す製造方法により圧延、熱処理を行い試料を作成し
た。表１に示す合金Ａは本願発明の合金成分組成を満た
す発明合金である。一方合金Ｂは本願発明の合金成分組
成からはずれるものであり、従来より用いられている５
０００系合金に相当するものである。

【００３６】

【表１】

【００３７】表２の鋳造の欄のＤＣは半連続鋳造法を、
またＣＣは連続鋳造圧延法である。また熱延、冷延の欄
の板厚の単位はｍｍ、焼鈍の欄は方法及び温度×保持時
間を示し、ＢＡＦはバッチ炉、ＣＡＬは連続焼鈍炉、ま
た保持時間が０ｓとなっているのは温度到達後直ちに
（保持無しで）冷却に移ったことを示す。なおＣＡＬの
加熱・冷却速度は約２０℃／ｓ、バッチ炉の加熱・冷却
速度は約３５℃／ｈであった。

【００３８】ここでＮＯ．１は特許請求の範囲にはいる
発明例であり、ＮＯ．２は粗度が請求の範囲からはずれ
て小さすぎる比較例であり、ＮＯ．３は粗度が請求の範
囲からはずれて大きすぎる比較例であり、ＮＯ．４は事
前のリオイルをせず油性皮膜の量がはずれる比較例であ
り、ＮＯ．５は鋳造を上がり板厚６ｍｍ、凝固速度１５
０℃／ｓの条件のＣＣ（連続鋳造圧延）で行い中間焼鈍
をＣＡＬで行ったものであり、ＮＯ．６は中間焼鈍をＢ
ＡＦにて行い、冷間圧延率が請求の範囲から外れる比較
例であり、またＮＯ．７は従来合金を用いた比較例であ
る。

【００３９】

【表２】

【００４０】得られた試料について引張試験により引張
強さ（ＴＳ：Ｎ／ｍｍ² ）、耐力（ＹＳ：Ｎ／ｍｍ² ）
を調べ、組織観察で５μｍ以上の晶出物の個数（個／ｍ
ｍ²）を測定した。またしごき成形性を調べるために実
際に深絞り、再絞りした後、２５％しごき成形さらに５
３．５％のしごき成形という通常の製造条件よりも厳し
い成形限界に近いしごき率で成形してその時の成功率を
調べた。その結果を表３に示す。

【００４１】

【表３】

【００４２】表に示すように、ＮＯ．１の発明例では上
記したような極めて厳しい成形条件においても、１００
％のＤＩ加工成功率を示している。また成形性と共に引
張り強さ、耐力においても充分な値を示している。一
方、ＮＯ．２は粗度が請求の範囲から外れて小さすぎる
比較例であるが、表面粗度が小さく平滑であるため油性
皮膜を板表面に充分保持することが出来ず、その結果成
功率は８０％となり、また弱いながらゴーリングが発生
している。またＮＯ．３は粗度が請求の範囲から外れて
大きすぎる比較例であるが、保油性があり、１００％成
形できるもの表面の凹凸が大きすぎるため、成形後に圧
延方向に沿った外観不良を生じた。ＮＯ．４は事前のリ
オイルを施していない比較例であり、粗大なＭｎ系晶出
物やＭｇ酸化皮膜が固体潤滑油として作用するものの潤
滑性が不足し、その結果ＤＩ加工の成功率は低くなって
おり、また外観不良となっている。ＮＯ．５は鋳造を上
がり板厚６ｍｍ、凝固速度１５０℃／ｓの条件のＣＣ
（連続鋳造圧延）で行い中間焼鈍をＣＡＬで行ったもの
であり、作用において述べたように、凝固速度が速すぎ
るために固体潤滑剤として作用すべき晶出物が極めて少
なく、また望ましい分布が得られず、そのため上記のよ
うな厳しい成形条件では全くＤＩ加工できない結果とな
った。また外観不良も発生している。ＮＯ．６は中間焼
鈍をバッチ炉にて行い、中間焼鈍後の冷間圧延率が請求
の範囲から外れて大きすぎる比較例であり、冷間圧延率
が大きすぎるために中間焼鈍で得られた酸化皮膜が分断
されすぎてしまい充分な固体潤滑効果が得られず、また
加工効果が大きく成りすぎてしまい引張り強さと耐力の
平均値が請求の範囲を越えて大きくなっているため、し
ごき成形性が低下し、その結果缶切れが発生し易くＤＩ
加工成功率はやや低いものとなっている。ＮＯ．７は従
来の合金を用いた比較例であるが、合金成分が外れてい
るために固体潤滑剤として作用する晶出物の数が少ない
ので成功率は極めて低い。また強いゴーリングも発生し
ている。以上の実施例からわかるように、特許請求の範
囲で示した特定のアルミニウム合金素板を用いないとＤ
Ｉ加工において缶切れや外観不良等の問題を生ずること
がある。

【００４３】次に本発明例のアルミニウム合金素板（表
２ ＮＯ．１）の板厚０．３０ｍｍのものを用いて従来
の加工方法および本発明の加工方法により３５０ｍｌ用
缶胴を製作した。缶胴側壁部８の板厚を０．１１０ｍ
ｍ、フランジ部８ｂの板厚を０．１６８ｍｍとした。フ
ランジ加工性の評価を行うためフランジ部板厚は一定と
した。したがってトータルしごき量は６３％一定とな
る。次にこの缶胴をトリミング、洗浄、塗装、２００℃
×２０分のベーング処理後、４段のダイネッキングを施
しフランジ加工性評価の為の試験サンプルとした。試験
方法としては、ネッキングされた缶胴の開口端に頂角７
５°の円錐台形の工具を押し込み、開口端部が破断した
ときの半径方向の拡がり量を測定した。その結果を表４
に示す。

【００４４】

【表４】

【００４５】Ｎｏ．８とＮｏ．９は従来の方法によるＤ
Ｉ加工法であり、３回のしごき加工を行いしごき率はい
ずれも４０％未満の値である。ＮＯ．１０,１１,１２が
本発明によるＤＩ加工法であり、しごき加工を２回とし
２回目のしごき加工のしごき率を４０％以上とした。表
に示すように、本発明の方法によれば開口端部の半径方
向広がり量が従来法よりも優れており、またネッキング
しわの発生もなかった。Ｎｏ．１３はしごきダイスの１
段目のしごき率を４０％以上、２段目を４０％未満とし
た比較例であるが、この場合は性能の改善が見られず従
来法と比べて同等程度であった。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の方法によ
れば、強度およびＤＩ加工性を損なうことなくフランジ
加工性に優れた２ピースアルミニウムＤＩ缶胴体を得る
ことができ、その結果内容物充填・蓋巻き締め後のフラ
ンジ割れが皆無となり、フランジ割れや巻き締め不良に
よる内容物の漏洩という問題がなくなる。また本実施例
では従来の加工装置を用いて、しごきダイスを２枚とす
ることにより缶胴を製作したが、始めからしごきダイス
２枚の加工装置とすることもできる。こうすることによ
り加工装置のストローク長さを短くすることが出来、精
度良く加工装置の回転数を上げることが出来るので生産
性も向上する。またいずれの装置にしても、しごきダイ
スの数が１枚少なくて良いので経済的であるなどさまざ
まな効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の一般的なＤＩ加工装置の要部の断面図で
ある。

【図２】ワークのＤＩ加工にともなう変形状態を示す断
面図である。

【図３】元板の（ＴＳ＋ＹＳ）／２とＤＩ成功率の関係
を示すグラフである。

【符号の説明】 １‥‥‥再絞りダイス １ａ‥‥‥貫通孔 ２、３、４‥‥‥しごきダイス ２ａ、３ａ、４ａ‥‥‥貫通孔 ５‥‥‥パンチスリーブ ６‥‥‥カップホルダースリーブ ７‥‥‥カップ ８Ａ‥‥‥再絞り後の平底缶 ８‥‥‥しごき後の平底缶８ ８ａ‥‥‥平底缶８の底部 １１‥‥‥ドーム部成形用の金型 ９ａ‥‥‥ドーム部 ９‥‥‥缶胴９ １０‥‥‥最終の製品缶１０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】重量％で（以下同じ）、Ｍｇ：０．５〜
   ２．０％、 Ｍｎ：０．５〜１．８％、 Ｆｅ：０．１〜０．７％、 Ｓｉ：０．０５〜０．５％、 Ｃｕ：０．０５〜０．５％を含有し、 かつＴｉ：０．００５〜０．２０％を単独でもしくは
   Ｂ：０．０００１〜０．０５％と組合せて含有し、 さらに必要に応じてＣｒ：０．０５〜０．３％、 Ｚｎ：０．１〜０．５％のうちの１種以上を含有し、残
   部がＡｌおよび不可避的不純物よりなるアルミニウム合
   金を常法により鋳造、 均熱・加熱、 熱間圧延、 一次冷間圧延を行い、 次いで到達温度４００〜６００℃まで加熱して材料が４
   ００℃を越える温度にある時間を１０分以内とする保持
   を行った後１℃／ｓ以上の速度で冷却する中間焼鈍を行
   い、 さらに圧延率４０〜７０％の最終冷間圧延を施し、 板表面及び板表面に平行な任意の断面において５μｍ以
   上の晶出物が５００個／ｍｍ² 以上存在し、 表面粗度（Ｒａ）が０．１〜０．５μｍ、 平均変形抵抗（ＴＳ＋ＹＳ）／２が３０５Ｎ／ｍｍ² 以
   下の圧延板とし、 次いで、この圧延板に塗油量が５０〜５００ｍｇ／ｍ²
   の油性皮膜を設けて缶胴体素板とし、 これにＤＩ加工を施して缶胴体とするに際して、 しごきダイス２枚を用い、 かつ後段のダイスによるしごき率を４０％以上、 全体で６０％以上のしごき加工を行うことを特徴とする
   フランジ加工性に優れた２ピースアルミニウムＤＩ缶胴
   体の製造方法。