JPH08302440A - 高強度を有するAl合金板材 - Google Patents

高強度を有するAl合金板材

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JPH08302440A
JPH08302440A JP13285895A JP13285895A JPH08302440A JP H08302440 A JPH08302440 A JP H08302440A JP 13285895 A JP13285895 A JP 13285895A JP 13285895 A JP13285895 A JP 13285895A JP H08302440 A JPH08302440 A JP H08302440A
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JP
Japan
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alloy sheet
particle size
area ratio
high strength
strength
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JP13285895A
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Akira Watabe
晶 渡部
Yasu Ishii
鎮 石井
Goro Fuchizawa
護郎 淵澤
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MA Aluminum Corp
Original Assignee
Mitsubishi Aluminum Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高強度を有するAl合金板材を提供する。 【構成】 Al合金板材が、重量%で、Mg:0.3〜
1.5%、Mn:2.1〜2.5%、Fe:0.2〜
0.8%、Si:0.2〜0.8%、Cu:0.01〜
0.5%を含有し、さらに必要に応じてZn:0.01
〜0.5%、Cr:0.01〜0.5%、Zr:0.0
3〜0.2%、Ti:0.005〜0.15%、および
B:0.001〜0.01%のうちの1種または2種以
上を含有し、残りがAlと不可避不純物からなる組成、
並びに素地に分散分布する金属間化合物の平均粒径、最
大粒径、および面積率が、それぞれ1.2〜2.5μ
m、5μm以下、および6〜9%である組織を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、高強度を有し、深絞
りおよびしごき加工(以下、DI加工という)性や、ネ
ッキングなどの成形性にもすぐれ、したがって、例えば
これらの特性が要求される2ピースアルミニウム缶の缶
胴部材として使用するのに適したAl合金板材に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば2ピースアルミニウム缶の
缶胴部材として、上記の通り強度、DI性、および成形
性が要求されることから、これらの特性を具備したJI
SA3004(Al−Mn−Mg系合金)に規定する成
分組成をもったAl合金板材が広く用いられている。ま
た、上記の従来Al合金板材が、所定の成分組成に調製
したAl合金溶湯を半連続鋳造法にてインゴットに鋳造
し、これを例えば大気中、570℃の温度に所定時間保
持の条件で均質化処理して鋳造組織を除去した後、例え
ば540℃の温度で熱間圧延を開始して厚さ:6mmの熱
延板とし、この熱延板に中間焼鈍を加えながら冷間圧延
を施して厚さ:0.2〜0.5mmの冷延板とすることに
よって製造されることも知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】近年、省力化および省
エネ化、さらに経済性の面から、例えば2ピースアルミ
ニウム缶の缶胴部材にも薄肉化が強く要求されている
が、上記の従来Al合金板材においては、すぐれたDI
性および成形性を有するものの、強度が不十分なため
に、これの要求には満足に対応することができないのが
現状である。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、特に2ピースアルミニウム缶の
缶胴部材に要求される特性を有し、かつ高強度を有する
Al合金板材を開発すべく研究を行なった結果、Al合
金を、重量%で(以下、組成に関する%は重量%を示
す)、Mg:0.3〜1.5%、 Mn:2.1〜
2.5%、Fe:0.2〜0.8%、 Si:0.
2〜0.8%、Cu:0.01〜0.5%、を含有し、
さらに必要に応じて、Zn:0.01〜0.5%、
Cr:0.01〜0.5%、Zr:0.03〜0.2
%、 Ti:0.005〜0.15%、B:0.00
1〜0.01%、のうちの1種または2種以上、を含有
し、残りがAlと不可避不純物からなる組成を有するA
l合金に特定した上で、このAl合金の溶湯を、半連続
鋳造法によりインゴットに形成するのではなく、双ロー
ル法などの直接連続鋳造法(ストリップキャスト法)に
て3m/min 以上の鋳造速度で厚さ:2〜4mmの急冷板
に形成すると、前記半連続鋳造法によるインゴットで
は、均質化処理後も素地に分散分布するAl6 (Mn,
Fe)やα−Al(Mn,Fe)Si、さらにMg2
iなどの金属間化合物の平均粒径および面積率がそれぞ
れ3μm以上および2〜4%であったものが、前記急冷
板では、金属間化合物の平均粒径および面積率を1μm
以下および3〜5%とすることができ、さらに上記の従
来Al合金板材の製造では行なわれていない熱処理、す
なわち、大気中、450〜600℃の温度に5〜50時
間保持の条件での熱処理を前記急冷板に施して、前記金
属間化合物を、平均粒径で1.2〜2.5μmに粗大化
し、かつ面積率で6〜9%に増加させ、この状態で熱間
圧延を行なうことなく、中間焼鈍を加えながら冷間圧延
を施して厚さ:0.2〜0.5μmのAl合金板材を製
造すると、上記の従来Al合金板材では、金属間化合物
の平均粒径および面積率が3〜5μmおよび2〜4%と
上記インゴットにおけるそれとほぼ同じであるが、前記
Al合金板材では、金属間化合物の平均粒径および面積
率が1.2〜2.5μmおよび6〜9%と相対的に微細
な金属間化合物が多重に分散分布するようになり、これ
は前記熱処理後におけるとほぼ同じであるが、5μmを
越えた粒径の金属間化合物が存在しないものとなり、こ
の結果すぐれたDI性および成形性を具備した上で、一
段と高い強度をもつようになるという研究結果を得たの
である。
【0005】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、Mg:0.3〜1.5%、
Mn:2.1〜2.5%、Fe:0.2〜0.8%、
Si:0.2〜0.8%、Cu:0.01〜0.
5%、を含有し、さらに必要に応じて、Zn:0.01
〜0.5%、 Cr:0.01〜0.5%、Zr:
0.03〜0.2%、 Ti:0.005〜0.15
%、B:0.001〜0.01%、のうちの1種または
2種以上、を含有し、残りがAlと不可避不純物からな
る組成、並びに素地に分散分布する金属間化合物の平均
粒径、最大粒径、および面積率が、 平均粒径:1.2〜2.5μm、 最大粒径:5μm以下、 面積率:6〜9%、 である組織を有する、高強度をもち、かつDI性および
成形性にもすぐれたAl合金板材に特徴を有するもので
ある。
【0006】つぎに、この発明のAl合金板材におい
て、成分組成および金属間化合物を上記の通りに限定し
た理由を説明する。 (a) Mg Mg成分には、素地に固溶すると共に、Mg2 Siなど
の金属間化合物を形成して強度を向上させる作用がある
が、その含有量が0.3%未満では所望の強度向上効果
が得られず、一方その含有量が1.5%を越えると成形
性が低下するようになることから、その含有量を0.3
〜1.5%、望ましくは0.9〜1.2%と定めた。
【0007】(b) Mn Mn成分には、Mg成分と同様に素地に固溶して強度を
向上させるほか、上記の通りAl6 (Mn,Fe)やA
l(Mn,Fe)Siなどの金属間化合物を形成して強
度を向上させ、かつしごき加工時の工具焼き付きを抑制
する作用があるが、その含有量が2.1%未満では所望
の強度向上効果が得られず、一方その含有量が2.5%
を越えると巨大な晶出物が生成して強度を低下させるこ
とから、その含有量を2.1〜2.5%と定めた。
【0008】(c) Fe Fe成分には、上記の通り金属間化合物を形成して、強
度を向上させ、かつしごき加工時の焼き付きを抑制する
作用があるが、その含有量が0.2%未満では前記作用
に所望の効果が得られず、一方その含有量が0.8%を
越えると、金属間化合物が針状に成長し、強度が低下す
るばかりでなく、しごき加工時の焼き付き抑制作用も低
下するようになることから、その含有量を0.2〜0.
8%と定めた。
【0009】(d) Si Si成分には、上記の通り各種の金属間化合物を形成し
て、強度およびしごき加工時の耐焼き付き性を向上させ
る作用があるが、その含有量が0.2%未満では前記作
用に所望の効果が得られず、一方その含有量が0.8%
を越えると成形性が低下するようになることから、その
含有量を0.2〜0.8%と定めた。
【0010】(e) Cu Cu成分には、素地に固溶して強度を向上させる作用が
あるが、その含有量が0.01%未満では所望の強度向
上効果が得られず、一方その含有量が0.5%を越える
と耐食性低下の原因となることから、その含有量を0.
01〜0.5%、望ましくは0.1〜0.3%と定め
た。
【0011】(f) Zn,Cr,Zr,Ti、および
B これらの成分には、素地に固溶(Zn,Cr、およびZ
r)するか、あるいは結晶粒を微細化(Ti,B)する
かして、強度を向上させる作用があるので、必要に応じ
て含有されるが、その含有量が、それぞれZn:0.0
1%未満、Cr:0.01%未満、Zr:0.03%未
満、Ti:0.005%未満、およびB:0.001%
未満では所望の強度向上効果が得られず、一方その含有
量が、それぞれZn:0.5%、Cr:0.5%、Z
r:0.2%、Ti:0.15%、およびB:0.01
%を越えると成形性が低下するようになることから、そ
の含有量をZn:0.01〜0.5%、望ましくは0.
05〜0.25%、Cr:0.01〜0.5%、望まし
くは0.05〜0.35%、Zr:0.03〜0.2
%、望ましくは0.05〜0.15%、Ti:0.00
5〜0.15%、望ましくは0.005〜0.01%、
およびB:0.001〜0.01%、望ましくは0.0
01〜0.005%と定めた。
【0012】(g) 金属間化合物 その平均粒径が1.2μm未満でも、またその面積率が
6%未満でも、しごき加工時に焼き付きが発生し易くな
り、一方その平均粒径および最大粒径がそれぞれ2.5
μmおよび5μmを越えても、またその面積率が9%を
越えても強度が急激に低下するようになることから、そ
の平均粒径、最大粒径、および面積率をそれぞれ1.2
〜2.5μm、5μm以下、および6〜9%と定めた。
【0013】
【実施例】つぎに、この発明のAl合金板材を実施例に
より具体的に説明する。通常の高周波溶解炉にて、それ
ぞれ表1,2に示される成分組成をもったAl合金溶湯
を溶製し、これを双ロール法にもとづいて、水平に平行
配置され、相互に内向き回転する2本の水冷銅ロールの
間隙に注入し、4m/min の鋳造速度で厚さ:2.8mm
の急冷板を形成し、これに大気中、480〜600℃の
範囲内の所定温度に8〜42時間の範囲内の所定時間保
持の条件で熱処理を施した後、冷間圧延にて厚さ:0.
8mmの冷延板とし、この冷延板に、大気中、温度:52
0℃に20秒間保持の中間焼鈍を施し、引続いて0.3
5mmの厚さに冷間圧延することにより本発明Al合金板
材1〜27をそれぞれ製造した。
【0014】また、比較の目的で、表2に示される通
り、JISA3004に相当する成分組成を有するAl
合金溶湯を溶製し、半連続鋳造法にて、厚さ:500mm
×幅:1000mm×長さ:3000mmのインゴットに鋳
造し、前記インゴットを、大気中、温度:570℃に7
時間保持の条件で均質化処理し、ついで前記インゴット
を540℃の温度で熱間圧延を開始して厚さ:6mmの熱
延板とし、この熱延板に冷間圧延を施して厚さ:0.8
mmとした後、大気中、温度:520℃に20秒間保持の
中間焼鈍を施し、引続いて0.35mmの厚さに冷間圧延
することにより従来Al合金板材を製造した。
【0015】ついで、この結果得られた各種のAl合金
板材について、画像解析装置を用いて、金属間化合物の
平均粒径、最大粒径、および面積率を測定し、さらに焼
き付け塗装条件に相当する温度:210℃に10分間保
持の条件で加熱を行なった状態で引張試験を行ない、引
張強さと伸びを測定した。これらの測定結果を表3,4
に示した。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】
【表3】
【0019】
【表4】
【0020】
【発明の効果】表1〜4に示される結果から、本発明A
l合金板材1〜27は、いずれも従来Al合金板材に比
して、微細な金属間化合物が多量に存在し、これによっ
て高強度をもつようになることが明らかである。上述の
ように、この発明のAl合金板材は、高強度を有し、か
つJISA3004のAl合金板材に相当するすぐれた
DI性および成形性を具備するので、例えば2ピースア
ルミニウム缶の缶胴部材として適用した場合に、これの
薄肉化をはかることができるなど工業上有用な特性を有
するのである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、 Mg:0.3〜1.5%、 Mn:2.1〜2.5
    %、 Fe:0.2〜0.8%、 Si:0.2〜0.8
    %、 Cu:0.01〜0.5%、を含有し、残りがAlと不
    可避不純物からなる組成、並びに素地に分散分布する金
    属間化合物の平均粒径、最大粒径、および面積率が、 平均粒径:1.2〜2.5μm、 最大粒径:5μm以下、 面積率:6〜9%、である組織を有することを特徴とす
    る高強度を有するAl合金板材。
  2. 【請求項2】 重量%で、 Mg:0.3〜1.5%、 Mn:2.1〜2.5
    %、 Fe:0.2〜0.8%、 Si:0.2〜0.8
    %、 Cu:0.01〜0.5%、を含有し、さらに、 Zn:0.01〜0.5%、 Cr:0.01〜0.
    5%、 Zr:0.03〜0.2%、 Ti:0.005〜
    0.15%、 B:0.001〜0.01%、のうちの1種または2種
    以上、を含有し、残りがAlと不可避不純物からなる組
    成、並びに素地に分散分布する金属間化合物の平均粒
    径、最大粒径、および面積率が、 平均粒径:1.2〜2.5μm、 最大粒径:5μm以下、 面積率:6〜9%、である組織を有することを特徴とす
    る高強度を有するAl合金板材。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016536465A (ja) * 2013-09-06 2016-11-24 アルコア インコーポレイテッド アルミニウム合金製品及び該製品を製造する方法
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