JPH09272938A

JPH09272938A - アルミニウム箔およびその製造方法

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Publication number: JPH09272938A
Application number: JP10645496A
Authority: JP
Inventors: Yasuhisa Nishikawa; 泰久西川; Takahiko Watai; 孝彦渡井
Original assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Current assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Priority date: 1996-04-04
Filing date: 1996-04-04
Publication date: 1997-10-21
Anticipated expiration: 2016-04-04
Also published as: JP3605662B2

Abstract

(57)【要約】【目的】強度が高く伸びのある絞り成形性の良好なア
ルミニウム箔およびその製造方法の提供。【構成】箔厚中心部に再結晶粒が存在し、箔厚表面層
は再結晶粒が存在しないサブグレイン組織であるアルミ
ニウム箔。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム箔お
よびその製造方法に係り、例えば箔シートまたは絞り成
形用等に使用されるアルミニウム箔に関して、強度が高
く伸びのある絞り成形性の良好なアルミニウム箔および
その製造方法を提供しようとするものである。

【０００２】

【従来の技術】再結晶組織またはサブグレイン組織ある
いはサブグレイン組織中に再結晶粒が一様に混在してい
る混在組織である１０００系、３０００系、５０００系
等のアルミニウム乃至アルミニウム合金は強度もあり、
伸びもあることから包装等のアルミニウム箔として使用
され、また絞り成形性が良好なことから各種の容器に使
用されている。例えば、食品を入れる皺有り容器の場合
は、箔厚５０〜２００μｍの箔を用いて、ダイスとポン
チで絞り加工し、フランジ部、容器壁共に皺を寄せて製
造している。

【０００３】なお上述のような厚さ５０〜２００μｍの
箔は、ＤＣ鋳造して厚さ４００〜５５０ｍｍの鋳塊を
得、この鋳塊を均質化熱処理、熱間圧延、冷間圧延、焼
鈍処理、冷間加工して所定の厚さ（１〜３ｍｍ）の薄板
とし、調質焼鈍して所定の硬さとした後、箔圧延して所
定の厚さの箔を製造している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記したような１００
０系のアルミニウム合金などは加工がし易く多用されて
いるが、コスト低減から薄箔化が求められ、薄箔化によ
って強度の低下する分製箔工程で加工度を増し硬化させ
強度の向上を計っているが、硬化させると伸びが低下す
ると共に特に絞り成形性の低下する問題点がある。ま
た、ＤＣ鋳造による箔の製造は、鋳塊の厚さが厚く従っ
てその後の圧延に多くの工程を要する不利がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記したよ
うな従来技術における課題を解消することについて鋭意
研究したた結果、箔厚中心部にのみ再結晶粒が存在する
サブグレイン組織である箔は強度が高くて伸びもあり、
しかも絞り成形性に良好であることを見出して本発明を
完成したものであって、強度が高く伸びがあって、絞り
成形性の良好なアルミニウム箔および製造工程の容易な
該アルミニウム箔の製造方法を提供することに成功した
ものであって、以下の如くである。

【０００６】（１）箔厚中心部に再結晶粒が存在し、
箔厚表面層は再結晶粒が存在しないサブグレイン組織で
あることを特徴とするアルミニウム箔。

【０００７】（２）ｗｔ％で、Ｆｅ：0.１０〜0.８
％、Ｔｉ：0.００１〜0.０２％を含有し、残部が不可避
的不純物およびＡｌからなり、不可避的不純物中Ｓｉが
0.１５％未満であり、箔厚中心部に再結晶粒が存在し、
箔厚表面層は再結晶粒が存在しないサブグレイン組織で
あることを特徴とするアルミニウム箔。

【０００８】（３）箔厚中心部に存在する再結晶粒の
割合が圧延方向に沿った断面における面積率で１〜３０
％であることを特徴とする前記（１）項または（２）項
の何れか１つに記載のアルミニウム箔。

【０００９】（４）箔厚中心部に存在する再結晶粒の
大きさが５〜５０μｍであることを特徴とする前記
（１）〜（３）項の何れか１つに記載のアルミニウム
箔。

【００１０】（５）再結晶粒が存在する箔厚中心部の
層厚範囲が全箔厚の１／４〜３／４であることを特徴と
する前記（１）〜（４）項の何れか１つに記載のアルミ
ニウム箔。

【００１１】（６）箔が連続鋳造圧延材であることを
特徴とする前記（１）〜（５）項の何れか１つに記載の
アルミニウム箔。

【００１２】（７）ｗｔ％で、Ｆｅ：0.１０〜0.８
％、Ｔｉ：0.００１〜0.０２％を含有し、残部が不可避
的不純物およびＡｌからなり、不可避的不純物中Ｓｉが
0.１５％未満であるアルミニウム合金連続鋳造圧延箔で
あって、箔厚中心部に再結晶粒が存在し、その再結晶粒
が存在する箔厚中心部の層厚範囲が全箔厚の１／４〜３
／４であり、その他の箔厚表面層は再結晶粒が存在しな
いサブグレイン組織であることを特徴とするアルミニウ
ム箔。

【００１３】（８）箔が絞り成形容器用の箔であるこ
とを特徴とする前記（１）〜（７）項の何れか１つに記
載のアルミニウム箔。

【００１４】（９）ｗｔ％で、Ｆｅ：0.１０〜0.８
％、Ｔｉ：0.００１〜0.０２％を含有し、残部が不可避
的不純物およびＡｌからなり、不可避的不純物中Ｓｉが
0.１５％未満であるアルミニウム合金溶湯を連続鋳造し
てから圧下率９５％以上の冷間圧延を行い、しかる後２
５０〜３００℃の温度で４時間以上１０時間以下の調質
焼鈍を行うことを特徴とするアルミニウム箔の製造方
法。

【００１５】

【発明の実施の形態】箔厚中心部にのみ再結晶粒が存在
するサブグレイン組織であるアルミニウム箔は、所謂複
合組織の箔であって、箔全体が一様なサブグレイン組織
あるいは再結晶組織のものに比較して強度および伸びが
バランスされ、絞り成形性も優れる。即ち絞り成形性に
ついて述べれば、絞り成形時において従来技術のように
板全体が一様なサブグレイン組織であると、サブグレイ
ン組織は伸びが良好なことからポンチ肩部に変形が集中
して割れ欠陥を呈し易く、また再結晶粒が箔表面にも混
在しているような金属組織は、再結晶組織はサブグレイ
ン組織に比べて加工硬化し易いので、変形歪みを拡散す
る効果は有するものの再結晶組織の所で肌荒れを生じや
すくまた割れ発生の起点となって割れ欠陥を呈し易い。

【００１６】これに対し、本発明による上記のような複
合組織であるとポンチ肩部で変形歪みが集中することを
阻止し良好な絞り加工が可能となる。然して本発明の複
合組織の箔は、箔厚中心部に存在する再結晶の割合は、
断面面積率で１〜３０％であることが好ましく、このよ
うにすることにより絞り成形時ポンチ肩部における箔表
面における変形集中の進行を的確に阻止する。即ち、１
％未満ではポンチ肩部での割れを防止し難く、また３０
％を超えると絞り成形時に加工硬化が大きくなる結果、
変形時の割れの起点となる虞れがある。

【００１７】また上記のような本発明複合組織箔で箔中
心部における再結晶粒の大きさを５〜５０μｍとするこ
とによって絞り加工時においてポンチ肩部における変形
歪みの集中を適切に阻止する。即ち、この再結晶粒の大
きさが５μｍ未満または箔厚中心部における再結晶粒の
存在割合が１％未満のような場合、ポンチ肩部での割れ
発生を防止しきれない虞れがあり、また５０μｍを超え
る再結晶粒割合が３０％を超えるような場合には絞り成
形時に割れの起点となる虞れがある。

【００１８】本発明による複合組織箔は図１に示す如く
箔厚中心部において再結晶粒２の存在する層の厚さを、
同じく図１のように箔厚の１／４〜３／４の範囲とし、
箔厚表面層は再結晶粒の存在しないサブグレイン組織１
による層とすることにより絞り加工時におけるポンチ肩
部での変形歪みの集中を効果的に阻止する。すなわち、
１／４未満のような薄い層または箔厚中心部に存在する
再結晶粒の割合が断面面積率で１％未満のような場合に
表面変形の内部への進行を阻止しきれない虞れがあり、
また３／４を超える厚い層では再結晶粒の割合が断面面
積率で３０％を超えるような場合に組成加工による硬化
でポンチ肩部で割れの起点となる虞れがある。

【００１９】本発明による複合組織のアルミニウム箔
は、その組成がｗｔ％で、Ｆｅ：0.１０〜0.８％、Ｔ
ｉ：0.００１％以上0.０２％未満、残部不純物からな
り、不可避的不純物としてのＳｉが0.１５％未満とする
ことにより、強度を向上でき、箔シートとしてばかりで
なく好ましい絞り成形容器用箔を得しめる。Ｆｅ含有量
が0.１０％未満であると、例えば容器として成形後の強
度が低くて箔として適用し難く、またＦｅが0.８ｗｔ％
超えとなると延性が不足して絞り成形時に割れが発生す
る虞がある。Ｔｉ含有量が0.００１ｗｔ％未満では鋳造
時の結晶微細化が不足して鋳造割れが生じる虞れがあ
り、また0.０２ｗｔ％を超えても鋳造割れ防止効果は飽
和している。

【００２０】なお、成形性および耐蝕性を低下させない
ように、代表的な不純物としてＳｉを0.１５ｗｔ％未満
とする。またＳｉ以外の不純物についてもＣｕは0.１５
ｗｔ％未満、Ｍｎ0.０３ｗｔ％未満、Ｃｒ、ＶおよびＺ
ｒそれぞれ0.０１５ｗｔ％未満とすることが好ましい。

【００２１】本発明の複合組織箔は連続鋳造技術による
鋳片の圧延板であることにより、合金元素の固溶量が多
くなり、強度を有効に付与できるので好ましい。

【００２２】本発明による複合組織箔の製造については
以下に説明する方法に限定されるものではないが、好ま
しい製造方法の要件としては成分組成、連続鋳造圧延条
件、および調質焼鈍があり、成分組成から説明すると以
下の如くである。

【００２３】Ｆｅ：0.１０〜0.８ｗｔ％。Ｆｅは、連続鋳造圧延で十分に固溶させて強度と絞り成
形性を付与し、爾後の調質焼鈍で析出させて箔厚中心部
に再結晶粒を存在せしめ、箔表面層に再結晶粒が存在し
ないサブグレイン組織とするために含有させるものであ
って、Ｆｅ含有量が0.１０ｗｔ％未満では好ましい強度
付与ができず、また0.８ｗｔ％超えでは粗大な金属間化
合物を生じて成形性を低下させると共に、爾後の調質焼
鈍で箔厚中心部に再結晶粒が存在し、板表面層に再結晶
粒が存在しないサブグレイン組織とすることができな
い。このようなＦｅ含有量のより好ましい範囲は0.７ｗ
ｔ％以下である。

【００２４】Ｔｉ：0.００１ｗｔ％〜0.０２ｗｔ％。Ｔｉは連続鋳造時の結晶粒を微細化して鋳造割れを防止
するために含有させるものである。このＴｉの含有量が
0.００１ｗｔ％未満であると上述の効果が低下し、0.０
２ｗｔ％超えとなると、鋳造割れ防止効果が飽和すると
共に、箔全体が微細なサブグレイン組織となってしま
い、爾後の調質焼鈍で板厚中心部のみに再結晶粒が存在
し、板表面層に再結晶粒が存在しないサブグレイン組織
とすることができない。Ｔｉ含有量の好ましい上限は0.
０１５ｗｔ％未満である。Ｔｉの添加はＡｌ−Ｔｉ母合
金またはＡｌ−Ｔｉ−Ｂ母合金を用いると好ましい。な
おＡｌ−Ｔｉ母合金を使用した場合はＢが含有される
が、その量が0.００２ｗｔ％以下であれば本発明のアル
ミニウム箔の効果を阻害しない。

【００２５】不可避的不純物不純物としては、成形性および耐蝕性を低下させないよ
うに、代表的なものとしてＳｉを0.１５ｗｔ％未満とす
るが、その他の不純物としてもＣｕを0.１５ｗｔ％未
満、Ｍｎは0.０３ｗｔ％未満、Ｃｒ、ＶおよびＺｒそれ
ぞれ0.０１５ｗｔ％未満とすることが好ましい。

【００２６】連続鋳造圧延条件。連続鋳造圧延箔は、連続的に鋳造して得られたスラブを
中間で焼鈍することなく圧下率で９５％以上の冷間圧延
を施して所望の厚さの箔とするものである。この連続鋳
造圧延は、急冷凝固してスラブを鋳造し、連続して圧延
できる方法であればそれ以上に限定するものではない。
例えば、対設した一対の内部冷却回転ロールの間にアル
ミニウム溶湯を注入し、鋳造されたスラブを焼鈍するこ
となく圧延する水冷ロール法があり、その他の方法とし
ても、他側を冷却した一対の回転板の間にアルミニウム
溶湯を注入し、鋳造されたスラブを焼鈍することなく圧
延する方法などがある。なお鋳造の条件は、たとえば、
溶湯の温度は６８０〜７３０℃で、スラブの厚さは７０
ｍｍ以下、好ましくは５０ｍｍ以下、さらに好ましくは
３０ｍｍ以下である。６ｍｍ以下では本発明の主旨とす
る複合組織を実現し難くする。スラブの引き出し速度は
５０〜１５０ｃｍ／分である。

【００２７】調質焼鈍。上記のように圧下率９５％以上の冷間圧延を施した後、
２５０〜３００℃の温度で４時間〜１０時間の調質焼鈍
処理を行う。この処理は、アルミニウム箔に高強度を付
与するための調質焼鈍処理であって、ＦｅおよびＴｉを
適度に析出させ、箔厚中心部における箔厚の１／４〜３
／４に再結晶粒が断面面積率で１〜３０％の割合で存在
し、他の箔表面層においてはサブグレイン組織であっ
て、これら再結晶粒とサブグレイン組織の複合組織とす
るためのものである。圧下率が９５％未満であり、また
調質焼鈍温度が２５０℃未満で、かつ４時間未満では上
記したような再結晶粒を得ることができない。また調質
焼鈍温度が３００℃を超えると再結晶粒の面積割合が増
え過ぎたり、再結晶粒が大きくなり過ぎては本発明の目
的とする好ましい複合金属組織を得難くする。この調質
焼鈍が１０時間以上となることは経済的でない。

【００２８】

【実施例】次の表１に示すような本発明合金、比較合金
および従来合金の組成（ｗｔ％）を有するアルミニウム
合金溶湯を、水冷ロール法により厚さ７ｍｍのスラブに
鋳造し、冷間圧延して厚さ0.１００ｍｍの薄板とした。

【００２９】

【表１】

【００３０】上記のようにして得られた各箔は引続き次
の表２に示すような焼鈍条件で調質焼鈍を行い、またこ
のようにして得られたアルミニウム箔に対しては次いで
それぞれ絞りを形成して成形性を評価した結果はこの表
２における後段に併せて示す如くである。なおその他の
特性値としてＦｅ固溶量、再結晶粒の存在する範囲の板
厚、再結晶粒の占める割合、機械的性質限界絞り比（Ｌ
ＤＲ）を測定したが、それらの結果も表２において併せ
て示す如くである。

【００３１】

【表２】

【００３２】前記した表２における評価および測定条件
について説明すると以下の如くである。＊絞り成形性（ＬＤＲ）の測定ポンチ径３３Φ、肩部Ｒ３のものを使用。一定ポンチを
使い、ブランク径を替えて、カップに絞れる径のものに
ついて、Ｌ．Ｄ．Ｒとして評価した。しわ押えは無し
で、潤滑はワックスを使用した。

【００３３】また前記表１および表２の比較合金箔およ
び従来合金箔のものは表１に示したような組成の合金を
ＤＣ鋳造して得られたスラブ厚さ５８０ｍｍの鋳塊を６
３０℃で１時間均質化処理し、熱間圧延で厚さ７ｍｍと
し、冷間圧延で0.１００ｍｍの箔としたものである。ま
たこの箔を引続き調質焼鈍を施したが、調質焼鈍条件は
表２に示す如くで、このようにして得られたアルミニウ
ム箔を絞り形成して成形性を評価したが、その評価方法
は前記した実施例の場合と同じであり、その評価結果は
表２に併せて示した如くである。

【００３４】然して上記したような表３の結果によれ
ば、本発明によるものが何れにしても強度、伸びが共に
バランスして高く、限界絞り比も高いことが明かであ
る。これに対しＤＣ鋳造法によって得られた従来合金箔
は同一強度で伸びが低く、また同一限界絞り比において
強度の低いことが明かである。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したような本発明によるもの
は、強度および伸びが共にバランスして高く、限界絞り
比も高いので、比較的薄い箔を箔シートとして各種包装
などに使用することができ、該箔シートにより容器など
を容易且つ的確に絞り成形することができて低コストに
好ましい容器を提供し得るなどの効果を有し、工業的に
その効果の大きい発明である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるアルミニウム箔の断面構成を略解
的に示した説明図である。

【符号の説明】

１サブグレイン２再結晶粒

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】箔厚中心部に再結晶粒が存在し、箔厚表
面層は再結晶粒が存在しないサブグレイン組織であるこ
とを特徴とするアルミニウム箔。
【請求項２】ｗｔ％で、Ｆｅ：0.１０〜0.８％、Ｔ
ｉ：0.００１〜0.０２％を含有し、残部が不可避的不純
物およびＡｌからなり、不可避的不純物中Ｓｉが0.１５
％未満であり、箔厚中心部に再結晶粒が存在し、箔厚表
面層は再結晶粒が存在しないサブグレイン組織であるこ
とを特徴とするアルミニウム箔。
【請求項３】箔厚中心部に存在する再結晶粒の割合が
圧延方向に沿った断面における面積率で１〜３０％であ
ることを特徴とする請求項１または２の何れか１つに記
載のアルミニウム箔。
【請求項４】箔厚中心部に存在する再結晶粒の大きさ
が５〜５０μｍであることを特徴とする請求項１〜３の
何れか１つに記載のアルミニウム箔。
【請求項５】再結晶粒が存在する箔厚中心部の層厚範
囲が全箔厚の１／４〜３／４であることを特徴とする請
求項１〜４の何れか１つに記載のアルミニウム箔。
【請求項６】箔が連続鋳造圧延材であることを特徴と
する請求項１〜５の何れか１つに記載のアルミニウム
箔。
【請求項７】ｗｔ％で、Ｆｅ：0.１０〜0.８％、Ｔ
ｉ：0.００１〜0.０２％を含有し、残部が不可避的不純
物およびＡｌからなり、不可避的不純物中Ｓｉが0.１５
％未満であるアルミニウム合金連続鋳造圧延箔であっ
て、箔厚中心部に再結晶粒が存在し、その再結晶粒が存
在する箔厚中心部の層厚範囲が全箔厚の１／４〜３／４
であり、その他の箔厚表面層は再結晶粒が存在しないサ
ブグレイン組織であることを特徴とするアルミニウム
箔。
【請求項８】箔が絞り成形容器用の箔であることを特
徴とする請求項１〜７の何れか１つに記載のアルミニウ
ム箔。
【請求項９】ｗｔ％で、Ｆｅ：0.１０〜0.８％、Ｔ
ｉ：0.００１〜0.０２％を含有し、残部が不可避的不純
物およびＡｌからなり、不可避的不純物中Ｓｉが0.１５
％未満であるアルミニウム合金溶湯を連続鋳造してから
圧下率９５％以上の冷間圧延を行い、しかる後２５０〜
３００℃の温度で４時間以上１０時間以下の調質焼鈍を
行うことを特徴とするアルミニウム箔の製造方法。