JPH11256290A - 缶胴用アルミニウム合金板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ＤＩ缶胴用材料として、強度およびＤＩ成形
性に優れ、かつ深絞り耳率が安定して低いＡｌ合金板の
製造方法を提供する。 【解決手段】 Ｍｇ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｓｉを含有するＡｌ
合金を鋳造後、均質化処理を施し、さらに熱間圧延にあ
たり、粗圧延開始時のスラブ厚み２００ｍｍ以上、粗圧
延開始温度４５０〜５８０℃の範囲内、粗圧延から仕上
圧延を通じての圧延速度４０ｍ／分以上、粗圧延開始時
のスラブ厚みから板厚１５０ｍｍに達するまでの粗圧延
各パスの圧下量１５ｍｍ以上とし、さらに粗圧延開始か
らの圧延率が２５％以上でかつ１５０〜１５ｍｍの範囲
内の板厚の段階までの温度を４００℃以上に維持して、
その後仕上圧延における最終パスまでの温度を２５０〜
４００℃の範囲内に維持する。その後バッチ焼鈍もしく
は連続焼鈍を施してから、６０％以上の冷間圧延を行な
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はＤＩ加工（絞り−
しごき加工）による２ピースアルミニウム缶用の缶胴、
すなわちＤＩ缶胴に用いられるＡｌ−Ｍｇ−Ｍｎ系アル
ミニウム合金板の製造方法に関し、特に深絞り耳が低く
かつ塗装焼付後の強度が高く、しかもＤＩ加工時の成形
性および塗装焼付後の成形性に優れたＤＩ缶胴用アルミ
ニウム合金板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に２ピースアルミニウム缶の製造工
程としては、缶胴素材に対して深絞り加工およびしごき
加工によるＤＩ成形を施して缶胴形状とした後、所定の
サイズにトリミングを施して脱脂・洗浄処理を行ない、
さらに塗装および印刷を行なって焼付け（ベーキング）
を行ない、その後、缶胴縁部に対してネッキング加工、
フランジング加工を行ない、その後、別に成形した缶蓋
（缶エンド）と合せてシーミング加工を行なって缶とす
るのが通常である。

【０００３】このようにして製造されるＤＩ缶の素材
（缶胴材）としては、従来からＡｌ−Ｍｇ−Ｍｎ系合金
であるＪＩＳ ３００４合金の硬質板が広く用いられて
いる。この３００４合金は、しごき加工性に優れてい
て、強度を高めるために高圧延率で冷間圧延を施した場
合でも比較的良好な成形性を示すところから、ＤＩ缶胴
材として好適であるとされている。

【０００４】このようなＤＩ缶胴用の３００４合金硬質
板の製造方法としては、ＤＣ鋳造法などによって鋳造
後、鋳塊に対し均質化処理を施し、さらに熱間圧延およ
び冷間圧延を施して所定の板厚とし、かつその過程にお
ける冷間圧延前あるいは冷間圧延中途において中間焼鈍
を施す方法が一般的である。

【０００５】ところでＤＩ缶胴については、主として材
料コスト低減、軽量化の目的から、より薄肉化を図るこ
とが強く望まれている。そしてこのように薄肉化を図る
ためには、薄肉化に伴なって生じる缶の座屈強度低下の
問題を回避するため、材料の高強度化を図ることが不可
欠である。

【０００６】またＤＩ缶胴用材料については、上述のよ
うな薄肉化を図るための高強度化の要請ばかりではな
く、ＤＩ成形時における耳率が低いことが強く望まれ
る。すなわち、ＤＩ成形時の耳率が低いことは、ＤＩ成
形時の歩留りの向上と、缶胴の耳切れに起因する缶胴破
断の防止の点から必要とされている。さらに、耳率を如
何に制御するかによって、強度、フランジ成形性、耳率
のバランスに影響を及ぼすことになるから、耳率制御は
缶胴材にとって極めて重要な課題となっている。

【０００７】しかしながら、前述のような従来の一般的
な缶胴材製造方法では、耳率を抑えるにも限界があり、
例えば絞り比１．９において耳率を３％以下に抑えるこ
とは困難であった。

【０００８】そこで低耳率を達成するための缶胴材製造
方法が、既に例えば特開平５−３１７９１４号、特開平
９−２４９９３２号、特開平９−２６８３５５号等にお
いて提案されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前述の特開平５−３１
７９１４号においては、冷間圧延中途において２回焼鈍
を行なう方法が提案されているが、このように冷間圧延
中途において２回焼鈍を行なった場合、最終冷間圧延の
圧延率を大きくとれないため、強度不足が生じやすいと
いう問題があるほか、製缶時の材料の加工硬化量が大き
く、フランジ成形性が悪化する問題がある。

【００１０】また特開平９−２４９９３２号において
は、熱間圧延の最終パスにおける圧延速度、減面率、お
よび熱延終了温度を厳密に規制することによって低耳率
を達成する方法が提案されており、この方法は、ある程
度は低耳率達成に有効であるが、依然として製造チャン
スによる耳率の変動は大きく、確実かつ安定して低耳率
を得るには不充分であった。

【００１１】さらに、特開平９−２６８３５５号におい
ては、熱間仕上圧延にタンデム式圧延機を用いる場合に
ついて、熱間仕上圧延条件を細かく規制することにより
低耳率を達成する方法が提案されているが、この発明の
方法は仕上圧延にタンデム式圧延機を用いた場合に限ら
れるものであって、リバーシングミルを用いる場合につ
いては全く考慮されておらず、したがって熱間圧延にリ
バーシングミルを適用した場合の耳率制御には有効では
ない。

【００１２】以上のように、従来提案されている方法
は、缶胴材に対する諸要求を全て充分に満たすことは困
難であり、特にリバーシングミルを用いた場合であって
も缶胴材として必要な諸特性を充分に満たす材料を得る
ことは困難であった。

【００１３】この発明は以上の事情を背景としてなされ
たものであって、缶胴材として望まれる諸要求を充分に
満足し得る材料、すなわち薄肉化を図った場合でも強度
とフランジ成形性に優れ、しかも深絞りにおける材料の
耳率が確実かつ安定して低い缶胴用アルミニウム合金板
を製造し得る方法を提供することを基本的な目的とする
ものである。

【００１４】またこの発明は、熱間圧延設備、特に仕上
圧延機として、リバーシングミルを用いた場合でも、上
述のような缶胴材として優れた性能を有するアルミニウ
ム合金板を製造し得る方法を提供することを目的とす
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前述のような課題を解決
するべく、本願発明者等が種々実験・検討を重ねた結
果、熱間圧延工程の諸条件、特に熱間粗圧延における諸
条件を厳密に規制することによって熱間粗圧延中におけ
る再結晶を適切に制御し、併せて再結晶後の仕上圧延の
諸条件を規制することによって、前述の課題を解決し得
ることを見出し、この発明をなすに至ったのである。

【００１６】具体的には、請求項１の発明の缶胴用アル
ミニウム合金板の製造方法は、Ｍｇ０．５〜２．０％、
Ｍｎ０．５〜２．０％、Ｆｅ０．１〜０．７％、Ｓｉ
０．０５〜０．５％を含有し、さらに必要に応じて０．
００５〜０．２０％のＴｉを単独でもしくは０．０００
１〜０．０５％のＢと組合せて含有し、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スラブに
鋳造した後、そのスラブに対し５２０〜６３０℃の範囲
内の温度で１時間以上の均質化処理を施し、さらにスラ
ブを熱間粗圧延およびそれに続く熱間仕上圧延によって
熱間圧延するにあたり、（１） 熱間粗圧延開始時のス
ラブ厚みを２００ｍｍ以上とし、（２） 熱間粗圧延開
始温度を４５０〜５８０℃の範囲内とし、（３） 熱間
粗圧延から熱間仕上圧延を通じての圧延速度を４０ｍ／
分以上とし、（４） 熱間粗圧延開始時のスラブ厚みか
ら板厚１５０ｍｍに達するまでの熱間粗圧延各パスの１
パス当り圧下量を１５ｍｍ以上とし、（５） 熱間粗圧
延中において、粗圧延開始からの圧延率が２５％以上で
かつ１５０〜１５ｍｍの範囲内の板厚の段階までの温度
を４００℃以上に維持して、その１５０〜１５ｍｍの範
囲内の板厚の段階において板全体に対し体積率で５％以
上の再結晶を少なくとも１回以上生じさせ、（６） 前
記５％以上の再結晶体積率の段階から熱間仕上圧延にお
ける最終パスまでの温度を２５０〜４００℃の範囲内に
維持し、（７） さらに熱間仕上圧延における上り温度
を２００〜３２０℃の範囲内とし、（８） かつ熱間仕
上圧延における上り板厚を１．０〜７．０ｍｍの範囲内
とし、以上の（１）〜（８）の条件によって得られた熱
延板に対して、０．１℃／秒以下の平均昇温速度で加熱
して２５０〜４５０℃の範囲内の温度に０．５時間以上
保持するバッチ焼鈍を行なった後、０．１℃／秒以下の
平均冷却速度で冷却し、その後さらに６０％以上の圧延
率で冷間圧延を行なうことを特徴とするものである。

【００１７】また請求項２の発明の缶胴用アルミニウム
合金板の製造方法は、素材アルミニウム合金として、Ｍ
ｇ０．５〜２．０％、Ｍｎ０．５〜２．０％、Ｆｅ０．
１〜０．７％、Ｓｉ０．０５〜０．５％を含有し、かつ
Ｃｕ０．０５〜０．５％、Ｃｒ０．０５〜０．３％、Ｚ
ｎ０．０５〜０．５％のうちの１種または２種以上を含
有し、さらに必要に応じて０．００５〜０．２０％のＴ
ｉを単独でもしくは０．０００１〜０．０５％のＢと組
合せて含有し、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用い、請求項１で規定するプロセ
ス条件と同様の条件の均質化処理−熱間圧延（粗圧延及
び仕上圧延）−バッチ焼鈍−最終冷間圧延のプロセスで
製造するものである。

【００１８】さらに請求項３の発明の缶胴用アルミニウ
ム合金板の製造方法は、素材合金として請求項１で規定
する合金と同じアルミニウム合金を用い、かつ均質化処
理−熱間圧延（粗圧延及び仕上圧延）を請求項１で規定
する条件で行ない、その後の焼鈍として、１〜１００℃
／秒の範囲内の平均昇温速度で３３０〜５００℃の範囲
内の温度に加熱して保持なしもしくは１０分以下の保持
の連続焼鈍を施した後、１〜１００℃／秒の範囲内の平
均冷却速度で冷却し、さらにその後請求項１の方法と同
様に６０％以上の圧延率で冷間圧延を行なうものであ
る。

【００１９】そしてまた請求項４の発明の缶胴用アルミ
ニウム合金板の製造方法は、素材アルミニウム合金とし
て請求項２で規定する成分組成と同じ成分組成の合金を
用い、請求項３で規定するプロセスで製造するものであ
る。

【００２０】なお、以上の各請求項１〜４の方法におい
て、５％以上の再結晶体積率の段階から熱間仕上圧延に
おける最終パスまでの温度を２５０〜４００℃の範囲内
に維持するため、熱間圧延中において板に対し中間冷却
を施しても良く、これを規定したのが請求項５の発明で
ある。

【００２１】さらに請求項１〜４の方法において、６０
％以上の圧延率で最終冷間圧延を行なった後には、さら
に８０〜２００℃の範囲内の温度で０．５時間以上保持
する最終焼鈍を施しても良く、これを規定したのが請求
項６の発明である。

【００２２】

【発明の実施の形態】先ずこの発明の方法において用い
られるアルミニウム合金の成分組成の限定理由について
説明する。

【００２３】Ｍｇ：Ｍｇの添加は、Ｍｇそれ自体の固溶
による強度向上に効果があり、またＭｇの固溶に伴なっ
て加工硬化量の増大による強度向上が期待でき、さらに
はＳｉとの共存によるＭｇ₂ Ｓｉの時効析出による強度
向上も期待でき、したがってＭｇは缶胴材として必要な
強度を得るためには不可欠の元素である。またＭｇは、
加工時の転位の増殖作用があるため、再結晶粒を微細化
させるためにも有効である。但しＭｇ量が０．５％未満
では上述の効果が少なく、一方２．０％を越えれば、高
強度は容易に得られるものの、ＤＩ加工時の変形抵抗が
大きくなって絞り性やしごき性を悪くする。したがって
Ｍｇ量は０．５〜２．０％の範囲内とした。

【００２４】Ｍｎ：Ｍｎは強度および成形性の向上に寄
与する有効な元素である。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が加え
られるため、とりわけＭｎは重要となる。アルミニウム
板のしごき加工においては通常エマルジョンタイプの潤
滑剤が用いられているが、Ｍｎ系晶出物が少ない場合に
は同程度の強度を有していてもエマルジョンタイプ潤滑
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するおそれがある。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、その晶出物を形成するためにＭｎは不可
欠な元素である。Ｍｎ量が０．５％未満ではＭｎ系化合
物による固体潤滑的な効果が得られず、一方Ｍｎ量が
２．０％を越えればＡｌ₆ Ｍｎの初晶巨大金属間化合物
が発生し、著しく成形性を損なう。そこでＭｎ量は０．
５〜２．０％の範囲内とした。

【００２５】Ｆｅ：Ｆｅは、Ｍｎの晶出や析出を促進し
て、アルミニウム基地中のＭｎ固溶量やＭｎ系金属間化
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。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％を越えれば、Ｍｎ添加に伴な
って初晶巨大金属間化合物が発生しやすくなり、成形性
を著しく損なう。そこでＦｅ量の範囲は０．１〜０．７
％とした。

【００２６】Ｓｉ：Ｓｉの添加は、Ｍｇ₂ Ｓｉ系化合物
の析出による時効硬化を通じて缶胴材の強度向上に寄与
する。またＳｉは、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化
合物を生成して、Ｍｎ系金属間化合物の分散状態を制御
するために必要な元素である。Ｓｉ量が０．０５％未満
では上記の効果が得られず、一方０．５％を越えれば時
効硬化により材料が硬くなりすぎて成形性を阻害する。
そこでＳｉ量の範囲は０．０５〜０．５％とした。

【００２７】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、必要に応じて微量のＴｉを単独で、あるい
はＢと組合せて添加しても良い。但しＴｉ量が０．００
５％未満ではその効果が得られず、０．２０％を越えれ
ば巨大なＡｌ−Ｔｉ系金属間化合物が晶出して成形性を
阻害するため、Ｔｉを添加する場合のＴｉ量は０．００
５〜０．２０％の範囲内とした。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が、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Ｔｉ−Ｂ系
の粗大粒子が混入して成形性を害することから、Ｔｉと
ともにＢを添加する場合のＢ量は０．０００１〜０．０
５％の範囲内とした。

【００２８】Ｃｕ，Ｃｒ，Ｚｎ：これらはいずれも強度
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種以上が添加される。これら
の各元素についてさらに説明する。

【００２９】Ｃｕ：Ｃｕは、焼鈍時にアルミニウム基地
中に溶体化させておき、塗装焼付処理時にＡｌ−Ｃｕ−
Ｍｇ系析出物として析出することによる析出硬化を利用
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し、また耐食性も劣化する。そ
こでＣｕ量の範囲は０．０５〜０．５％とした。

【００３０】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量の範囲は０．０５〜
０．３％とした。

【００３１】Ｚｎ：Ｚｎの添加はＡｌ−Ｍｇ−Ｚｎ系粒
子の時効析出による強度向上に寄与するが、０．０５％
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がないが、耐食性を劣化させ
る。そこでＺｎ量の範囲は０．０５〜０．５％とした。

【００３２】以上の各元素の残部はＡｌと不可避不純物
すれば良い。

【００３３】次にこの発明における製造プロセスを、そ
の作用とともに説明する。

【００３４】先ず前述のような合金組成を有するアルミ
ニウム合金鋳塊を常法に従ってＤＣ鋳造法（半連続鋳造
法）などにより鋳造する。次いでその鋳塊に対して均質
化処理を施して、鋳塊の偏析を均質化するとともにＭｎ
系の第２相粒子サイズと分布を最適化する。均質化処理
温度が５２０℃未満では均質化の効果が不充分であり、
一方６３０℃を越えれば共晶融解のおそれがある。均質
化処理は１時間未満では均質化が不充分となる。したが
って均質化処理は５２０〜６３０℃の範囲内の温度で１
時間以上行なう必要がある。なお均質化処理時間の上限
は特に規制しないが、経済性を考慮して通常は４８時間
以下にすることが好ましい。

【００３５】均質化処理を施したスラブに対しては、熱
間圧延を行なう。この熱間圧延は、粗圧延とそれに続く
仕上圧延とに区分されるが、この発明の方法の場合、粗
圧延にリバーシングミル（可逆式圧延機）を用い、仕上
圧延にリバーシングミルもしくはリバーシングウォーム
ミル（可逆式仕上圧延機）を用いることが適当である
が、それらに限られないことはもちろんである。

【００３６】この熱間圧延工程の条件は、この発明の方
法の場合極めて重要であり、（１）〜（８）の条件に従
って熱間圧延を行なうことが耳率の制御に対して重要で
ある。そこでこれらの（１）〜（８）の条件について詳
細に説明する。

【００３７】（１） 熱間粗圧延開始時のスラブ厚みを
２００ｍｍ以上とする。この熱間粗圧延時のスラブ厚み
は、後述する（４）項の条件と密接に関係し、板厚１５
０ｍｍに達するまでの熱間粗圧延前半の圧下量を確保し
て、転位を充分に蓄積させるためには、熱間粗圧延開始
時のスラブ厚みを２００ｍｍ以上としておく必要があ
り、好ましくは充分な圧下量を得るために４００ｍｍ以
上とする。なおこの熱間粗圧延前半における転位の蓄積
については、（３）項、（４）項において詳細に説明す
る。

【００３８】（２） 熱間粗圧延開始温度を４５０〜５
８０℃の範囲内とする。熱間粗圧延の開始温度は、熱間
圧延中の材料の回復および再結晶の挙動に強い影響を及
ぼし、特に最終板の深絞り耳を低くするために必要なキ
ューブ方位の結晶組織（キューブ方位の結晶粒の集合体
を以下キューブバンドと称する）の形成に重要な役割を
果たしている。熱間粗圧延開始温度が４５０℃未満では
キューブバンドの形成量が不足しやすく、一方５８０℃
を越えた高温で熱間粗圧延を開始すれば、キューブバン
ドの形成は容易となるものの、板の表面品質が低下す
る。したがって熱間粗圧延開始温度は４５０〜５８０℃
の範囲内とする必要がある。

【００３９】（３） 熱間粗圧延から熱間仕上圧延を通
じての圧延速度を４０ｍ／分以上とする。圧延速度は圧
延温度および圧下量と相俟って材料の回復および再結晶
挙動、特に結晶粒および亜結晶粒のサイズに強い影響を
及ぼす。圧延速度が４０ｍ／分未満では転位が蓄積され
にくく、結晶粒、亜結晶粒が粗大となる傾向を示し、キ
ューブバンドの数も少なくなり、材料の耳率および機械
的特性に対して悪い影響を及ぼす。また圧延速度が低け
れば生産性も低下する。したがって圧延速度は４０ｍ／
分以上とする必要があり、より好適には７０ｍ／分以上
とする。圧延速度の上限は特に規制しないが、良好な表
面品質を得るためには、通常は１０００ｍ／分以下が好
ましい。なお、ここで圧延速度とは、熱間粗圧延の各パ
スから熱間仕上圧延の各パスまで全てのパスでの圧延速
度を意味する。したがってこの発明の方法の場合、熱間
粗圧延、仕上圧延の全てのパスについて圧延速度を４０
ｍ／分以上、好ましくは７０ｍ／分以上とする。

【００４０】（４） 熱間粗圧延開始時のスラブ厚みか
ら板厚１５０ｍｍに達するまでの熱間粗圧延各パスの１
パス当り圧下量を１５ｍｍ以上とする。熱間粗圧延開始
時のスラブ厚み（前述のように２００ｍｍ以上、好まし
くは４００ｍｍ以上）から板厚１５０ｍｍまでは、熱間
粗圧延のほぼ前半の段階に相当するが、この段階におけ
る１パス当りの圧下量は、圧延温度および圧延速度と相
俟って材料の回復および再結晶挙動、特に結晶粒サイ
ズ、亜結晶粒サイズに強い影響を及ぼす。その１パス当
りの圧下量が１５ｍｍ未満では転位が蓄積されにくく、
結晶粒・亜結晶粒が粗大となる傾向を示し、またキュー
ブバッドの数も少なく、材料の耳率および機械的特性に
悪影響を及ぼす。そこで１パス当りの圧下量は１５ｍｍ
以上、好ましくは４０ｍｍ以上とする。各パスの圧下量
の上限は特に規制しないが、良好な表面品質を保つた
め、通常は各パスの１パス当りの圧下量を１００ｍｍ以
下とすることが好ましい。

【００４１】（５） 熱間粗圧延中において、粗圧延開
始からの圧延率が２５％以上でかつ１５０〜１５ｍｍの
範囲内の板厚の段階までの温度を４００℃以上に維持し
て、その段階において板全体に対し体積率で５％以上の
再結晶を少なくとも１回以上生じさせる。この発明の方
法においては、熱間粗圧延中において、熱間粗圧延率が
２５％以上でかつ板厚が１５０〜１５ｍｍの範囲内の段
階で板全体に対し体積率で５％以上の再結晶を少なくと
も１回以上生じさせることが、耳率の制御にとって不可
欠である。すなわち、熱間粗圧延率が２５％以上でかつ
板厚が１５０〜１５ｍｍの範囲内の段階での再結晶によ
り形成されたキューブバンドは安定であって熱延上り板
にも残存し、最終冷間圧延後の最終板の耳率の低減に有
効となる。そしてこのように体積率５％以上の再結晶を
生じさせるためには、圧延温度を４００℃以上に維持す
る必要がある。圧延温度が４００℃より低くなれば、体
積率５％以上の再結晶を生起させることが困難となる。
したがってこの発明では、熱間粗圧延中において熱間粗
圧延開始からの圧延率が２５％以上であってかつ板厚が
１５０〜１５ｍｍの範囲内の段階までの圧延温度を４０
０℃以上に維持して、その段階で板全体に対する体積率
で５％以上の再結晶を少なくとも１回生起させることと
したのである。

【００４２】なおここで、熱間粗圧延開始からの熱間粗
圧延率が２５％未満の段階では、歪が少なく、板厚１５
０〜１５ｍｍの範囲内で体積率５％以上の再結晶を起こ
させることが困難である。また１５０ｍｍより厚い段階
で再結晶を起こさせること自体は、この発明の効果に対
して特に悪影響はないが、１５０ｍｍより厚い段階で再
結晶を起こさせて、その後の板厚１５０〜１５ｍｍの範
囲内の段階で体積率５％以上の再結晶を生じさせなかっ
た場合には、耳率の制御の効果が充分に得られない。し
たがって体積率５％以上の再結晶を生じさせる段階は、
粗圧延率が２５％以上でかつ板厚が１５０〜１５ｍｍの
範囲内の段階とした。なおこの段階で体積率５％以上の
再結晶は２回以上生じさせても良いことはもちろんであ
る。またこの段階で生じさせる再結晶は、前述のように
板全体に対する体積率で５％以上が必要であるが、より
好ましくは、体積率１５％以上の再結晶を生じさせるこ
とが望ましい。そしてまた、この段階で体積率５％以
上、好ましくは体積率１５％以上の再結晶を生じさせる
ためには、前述のようにその段階まで圧延温度を４００
℃以上に維持する必要があるが、確実に体積率５％以上
の再結晶を生じさせるために、必要に応じて熱間粗圧延
中途において４００℃以上で１２００秒以内の保持を行
なっても良い。

【００４３】（６） 前記体積率５％以上の再結晶を生
起させた段階から熱間仕上圧延における最終パスまでの
温度を２５０〜４００℃の範囲内に維持すること。前記
（５）項で述べたように板厚１５０〜１５ｍｍの段階で
体積率５％以上の再結晶を生起させた状態から、熱間仕
上圧延最終パス入口までの間においては、適切な転位密
度の蓄積を行なう必要がある。すなわち、板厚が１５０
〜１５ｍｍの範囲内の段階で形成されたキューブバンド
組織の周辺に適切な密度で転位を導入することにより、
熱間圧延上りの状態での自己保有熱による自己焼鈍、さ
らにはその後のバッチ焼鈍もしくは連続焼鈍においてキ
ューブ方位の結晶組織の成長を図ることができ、ひいて
は最終冷間圧延後の最終板の耳率を低く規制することに
有利となる。ここで、体積率５％以上の再結晶状態から
熱間仕上圧延最終パスまでの間に圧延温度が２５０℃よ
り低くなった場合は、表面品質が低下するとともに、粗
大粒子周辺の再結晶核生成数が増加し、その後の再結晶
でキューブ方位以外の再結晶粒が多くなり、低耳率制御
に不利となる。一方その間の温度が４００℃を越える場
合、回復、再結晶が進みやすく、充分な転位を導入する
ことが困難となる。したがって体積率５％以上の再結晶
状態から熱間仕上圧延最終パス入口までの温度を２５０
〜４００℃の範囲内に制御する必要があるが、この範囲
内でも特に２７０〜３７０℃の範囲内が好適である。

【００４４】なお上述のように体積率５％以上の再結晶
状態から熱間仕上圧延最終パス入口までの温度を２５０
〜４００℃、好ましくは２７０〜３７０℃に温度制御す
るためには、体積率５％以上の再結晶率を確保した後、
必要に応じて中間冷却（強制冷却）を行なっても良い。
この中間冷却は、例えば熱間圧延で使用されているクー
ラントで板を強制冷却したり、そのほか水、油、空気な
どの冷却媒体を用いて板を強制冷却したりすれば良い。
なおまた、このように中間冷却を行なう場合、体積率５
％以上の再結晶率の確保とそれに続く中間冷却に要する
時間は、生産性の観点から１８００秒以内とすることが
望ましい。

【００４５】（７） 熱間仕上圧延における上り温度を
２００〜３２０℃の範囲内とする。熱間仕上圧延の上り
温度が２００℃未満では表面品質が低下し、また第２相
粒子周辺での再結晶核生成が増加して、その後の再結晶
でキューブ方位以外の再結晶粒が多くなり、低耳率制御
に不利となる。一方上り温度が３２０℃を越えれば、最
終板の耳率の変動が大きくなり、最終板の耳率を安定し
て確実に低耳率に制御することが困難となる。

【００４６】（８） 熱間仕上圧延の上り板厚を１．０
〜７．０ｍｍの範囲内とする。仕上圧延の上がり板厚が
１．０ｍｍ未満では、焼鈍後の最終的な冷間圧延での圧
延率を充分に確保することが困難となり、最終板の強度
不足が生じやすい。一方上り板厚が７．０ｍｍを越えれ
ば、焼鈍後の最終的な冷間圧延において圧延率が高くな
り過ぎ、耳率が高くなる傾向を示す。

【００４７】以上で述べたような（１）〜（８）の条件
で熱間圧延を終了させた後、その圧延板に対し、バッチ
焼鈍もしくは連続焼鈍により中間焼鈍を施す。この中間
焼鈍は、材料を完全に再結晶させて、最終的な冷間圧延
後の板の耳率を低くするために必要な工程である。

【００４８】ここで、中間焼鈍にバッチ焼鈍を適用する
場合、平均昇温速度０．１℃／秒以下で２５０〜４５０
℃の範囲内の温度に加熱し、その範囲内の温度で０．５
時間以上保持し、平均冷却速度０．１℃／秒以下で冷却
する。ここで、平均昇温速度および平均冷却速度が０．
１℃／秒を越えれば、バッチ焼鈍方式では熱延板コイル
全体を均一に加熱もしくは冷却できなくなる問題が生じ
る。また加熱保持温度が２５０℃未満では完全に再結晶
させることが困難となり、一方４５０℃を越える高温で
は再結晶核が粗大となって、製缶時に肌荒れやフローラ
インなどの表面欠陥が発生しやすくなる。また加熱保持
の時間が０．５時間未満では完全に再結晶させることが
困難であり、また熱延板のコイルの全体を均一に加熱す
ることが困難となる。なおバッチ焼鈍の場合の加熱保持
時間の上限は特に定めないが、通常は経済性の観点か
ら、２４時間以内とする。

【００４９】中間焼鈍として連続焼鈍を適用する場合、
１〜１００℃／秒の範囲内の平均昇温速度で３３０〜５
００℃の範囲内の温度に加熱し、保持なしもしくは１０
分以下の保持の後、１〜１００℃／秒の範囲内の平均冷
却速度で冷却する。ここで、平均昇温速度、平均冷却速
度が１℃／秒未満では、連続焼鈍（ＣＡＬ）方式におい
ては生産性の著しい低下を招き、また１００℃／秒を越
える平均昇温速度、平均冷却速度はキューブ方位の再結
晶粒の形成に不利となる。また加熱到達温度が３３０℃
未満では再結晶が生じにくく、一方５００℃を越える高
温ではキューブ方位の再結晶粒の形成に不利となる。さ
らに３３０〜５００℃に１０分を越えて保持すること
は、連続焼鈍の生産性を阻害する。

【００５０】以上のように、バッチ焼鈍もしくは連続焼
鈍による中間焼鈍を施した後には、最終板厚としかつ必
要な強度を得るために冷間圧延を施す。ここで、最終の
冷間圧延率が６０％未満では、加工硬化による強度上昇
が少なく、缶胴材用の最終板に必要な強度を得ることが
困難である。

【００５１】冷間圧延後の板は、これを最終板としてそ
のままＤＩ成形に供しても良いが、冷間圧延板に必要に
応じて８０〜２００℃の範囲内の温度で０．５時間以上
の最終焼鈍を行なっても良い。この最終焼鈍は、延性の
回復による成形性の向上を目的としたものであるが、そ
の温度が８０℃未満では成形性の向上効果が充分に得ら
れず、一方２００℃を越えれば軟化による強度低下が大
きくなり、また焼鈍時間が０．５時間未満では成形性向
上効果を充分に得ることができない。なお焼鈍時間の上
限は特に定めないが、生産性、経済性の点からは１０時
間以下が望ましい。

【００５２】

【実施例】表１に示す金属記号Ａ〜Ｆの各合金につい
て、常法に従ってＤＣ鋳造法によりスラブに鋳塊した。
その後、均質化処理を施した後、熱間粗圧延および熱間
仕上圧延によって熱間圧延を施した。なお熱間圧延設備
としては、粗圧延機、仕上圧延機ともにリバーシングミ
ルを用い、熱間粗圧延速度は７０〜２００ｍ／分、熱間
仕上圧延速度は１２０〜４００ｍ／分である。その他の
熱間圧延の諸条件を表２の製造番号１〜７に示す。なお
熱間粗圧延においては、製造番号６の場合を除き、５％
以上の再結晶体積率が確保された段階で冷却媒体として
圧延用クーラントを用いて中間冷却を行なった。熱間仕
上圧延後の圧延板に対し、表３中に示す条件でバッチ焼
鈍もしくは連続焼鈍による中間焼鈍を施し、その後冷間
圧延を行なった。冷間圧延後、製造番号５の場合を除い
て最終焼鈍を施した。

【００５３】以上のようにして得られた缶胴用のアルミ
ニウム合金板について、元板の機械的性質（引張強さＴ
Ｓ、耐力ＹＳ、伸びＥＬ）および塗装焼付（ベーキン
グ）を想定した２００℃×２０分の熱処理を行なった後
の機械的性質を調べた。また元板については、ポンチ径
４８ｍｍ、ブランク径９３ｍｍ、クリアランス３０％の
条件にてカップ深絞り試験を行なって耳率を調べた。こ
こで、強度については、塗装焼付（ベーキング）後の耐
力として、２７０ＭＰａ以上の値が必要であり、また耳
率については、３％を越えれば製缶中のトラブルが発生
しやすくなることが知られている。

【００５４】さらにＤＩ缶成形性評価として、缶切れ
性、口拡げ性（フランジ成形性）、シーミング性、およ
び外観欠陥について調べた。ここで、缶切れ性について
は苛酷なしごき加工を連続１０，０００缶行なったとき
の缶破断の発生状況を調べ、また口拡げ性については４
段ネッキング加工後のフランジ成形性を調べ、さらにシ
ーミング性については４段ネッキング加工後のシーミン
グ加工性を調べ、そしてまた外観欠陥については、ＤＩ
缶の缶胴壁の圧延方向に沿ったフローライン状の外観欠
陥およびＤＩ方向の縦筋の発生状況を調べ、それぞれ◎
〜×で相対評価した。これらの結果を表４に示す。

【００５５】

【表１】

【００５６】

【表２】

【００５７】

【表３】

【００５８】

【表４】

【００５９】表１〜表４において、製造番号１〜５はい
ずれもこの発明で規定する成分組成範囲内の合金につい
て、この発明で規定する製造プロセス条件を満足して製
造したものであり、この場合は表４に示すように、いず
れも耳率が３％を確実に下廻って充分な低耳率を達成で
き、かつベーキング後の耐力が２７０ＭＰａ以上で充分
な強度を有しており、しかもＤＩ成形性も優れているこ
とが明らかである。

【００６０】一方製造番号６は、合金の成分組成はこの
発明で規定する範囲内であるが、製造プロセス条件がこ
の発明で規定する範囲から外れたものである。すなわち
この発明の方法の場合、熱間粗圧延工程中において板厚
が１５０〜１５ｍｍの範囲内の段階で体積率５％以上の
再結晶を生じさせた後、熱間仕上圧延最終パス入口まで
の温度を４００〜２５０℃の範囲内に維持する必要があ
るが、製造条件番号６の場合、板厚２０ｍｍで４４％の
再結晶体積率を有する板厚から熱間仕上圧延最終パス入
口までの間の代表的な温度値である熱間粗圧延上り温度
が４１６℃と、この発明で規定する温度範囲（２５０〜
４００℃）を越えており、この場合は最終板の耳率が
５．６％と高く、缶切れ性が劣っていた。

【００６１】また製造番号７は、Ｍｇ量が０．４８％と
この発明で規定する合金のＭｇ量下限よりも低く、この
場合はベーキング後の強度が低く、また耳率も高く、缶
切れ性に劣っていた。

【００６２】

【発明の効果】前述の実施例からも明らかなように、こ
の発明の方法によれば、ＤＩ缶胴用材料として、缶胴の
薄肉化に充分耐え得るような高強度を有すると同時に、
ＤＩ成形性、特にフランジ成形性に優れ、しかも深絞り
耳率が安定して低いアルミニウム合金板を確実に得るこ
とができる。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６３０ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６３０Ａ ６３０Ｋ ６７３ ６７３ ６８２ ６８２ ６８３ ６８３ ６８４ ６８４Ｃ ６８５ ６８５Ｚ ６９１ ６９１Ａ ６９１Ｂ ６９１Ｃ ６９２ ６９２Ａ ６９４ ６９４Ａ ６９４Ｂ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｍｇ０．５〜２．０％（重量％、以下同
   じ）、Ｍｎ０．５〜２．０％、Ｆｅ０．１〜０．７％、
   Ｓｉ０．０５〜０．５％を含有し、さらに必要に応じて
   ０．００５〜０．２０％のＴｉを単独でもしくは０．０
   ００１〜０．０５％のＢと組合せて含有し、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スラ
   ブに鋳造した後、そのスラブに対し５２０〜６３０℃の
   範囲内の温度で１時間以上の均質化処理を施し、さらに
   スラブを熱間粗圧延およびそれに続く熱間仕上圧延によ
   って熱間圧延するにあたり、 （１） 熱間粗圧延開始時のスラブ厚みを２００ｍｍ以
   上とし、 （２） 熱間粗圧延開始温度を４５０〜５８０℃の範囲
   内とし、 （３） 熱間粗圧延から熱間仕上圧延を通じての圧延速
   度を４０ｍ／分以上とし、 （４） 熱間粗圧延開始時のスラブ厚みから板厚１５０
   ｍｍに達するまでの熱間粗圧延各パスの１パス当り圧下
   量を１５ｍｍ以上とし、 （５） 熱間粗圧延中において、粗圧延開始からの圧延
   率が２５％以上でかつ１５０〜１５ｍｍの範囲内の板厚
   の段階までの温度を４００℃以上に維持して、その１５
   ０〜１５ｍｍの範囲内の板厚の段階において板全体に対
   し体積率で５％以上の再結晶を少なくとも１回以上生じ
   させ、 （６） 前記５％以上の再結晶体積率の段階から熱間仕
   上圧延における最終パスまでの温度を２５０〜４００℃
   の範囲内に維持し、 （７） さらに熱間仕上圧延における上り温度を２００
   〜３２０℃の範囲内とし、 （８） かつ熱間仕上圧延における上り板厚を１．０〜
   ７．０ｍｍの範囲内とし、 以上の（１）〜（８）の条件によって得られた熱延板に
   対して、０．１℃／秒以下の平均昇温速度で加熱して２
   ５０〜４５０℃の範囲内の温度に０．５時間以上保持す
   るバッチ焼鈍を行なった後、０．１℃／秒以下の平均冷
   却速度で冷却し、その後さらに６０％以上の圧延率で冷
   間圧延を行なうことを特徴とする、缶胴用アルミニウム
   合金板の製造方法。
2. 【請求項２】 Ｍｇ０．５〜２．０％、Ｍｎ０．５〜
   ２．０％、Ｆｅ０．１〜０．７％、Ｓｉ０．０５〜０．
   ５％を含有し、かつＣｕ０．０５〜０．５％、Ｃｒ０．
   ０５〜０．３％、Ｚｎ０．０５〜０．５％のうちの１種
   または２種以上を含有し、さらに必要に応じて０．００
   ５〜０．２０％のＴｉを単独でもしくは０．０００１〜
   ０．０５％のＢと組合せて含有し、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スラブに鋳造
   した後、そのスラブに対し５２０〜６３０℃の範囲内の
   温度で１時間以上の均質化処理を施し、さらにスラブを
   熱間粗圧延およびそれに続く熱間仕上圧延によって熱間
   圧延するにあたり、 （１） 熱間粗圧延開始時のスラブ厚みを２００ｍｍ以
   上とし、 （２） 熱間粗圧延開始温度を４５０〜５８０℃の範囲
   内とし、 （３） 熱間粗圧延から熱間仕上圧延を通じての圧延速
   度を４０ｍ／分以上とし、 （４） 熱間粗圧延開始時のスラブ厚みから板厚１５０
   ｍｍに達するまでの熱間粗圧延各パスの１パス当り圧下
   量を１５ｍｍ以上とし、 （５） 熱間粗圧延中において、粗圧延開始からの圧延
   率が２５％以上でかつ１５０〜１５ｍｍの範囲内の板厚
   の段階までの温度を４００℃以上に維持して、その１５
   ０〜１５ｍｍの範囲内の板厚の段階において板全体に対
   し体積率で５％以上の再結晶を少なくとも１回以上生じ
   させ、 （６） 前記５％以上の再結晶体積率の段階から熱間仕
   上圧延における最終パスまでの温度を２５０〜４００℃
   の範囲内に維持し、 （７） さらに熱間仕上圧延における上り温度を２００
   〜３２０℃の範囲内とし、 （８） かつ熱間仕上圧延における上り板厚を１．０〜
   ７．０ｍｍの範囲内とし、 以上の（１）〜（８）の条件によって得られた熱延板に
   対して、０．１℃／秒以下の平均昇温速度で加熱して２
   ５０〜４５０℃の範囲内の温度に０．５時間以上保持す
   るバッチ焼鈍を行なった後、０．１℃／秒以下の平均冷
   却速度で冷却し、その後さらに６０％以上の圧延率で冷
   間圧延を行なうことを特徴とする、缶胴用アルミニウム
   合金板の製造方法。
3. 【請求項３】 Ｍｇ０．５〜２．０％、Ｍｎ０．５〜
   ２．０％、Ｆｅ０．１〜０．７％、Ｓｉ０．０５〜０．
   ５％を含有し、さらに必要に応じて０．００５〜０．２
   ０％のＴｉを単独でもしくは０．０００１〜０．０５％
   のＢと組合せて含有し、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スラブに鋳造した後、そ
   のスラブに対し５２０〜６３０℃の範囲内の温度で１時
   間以上の均質化処理を施し、さらにスラブを熱間粗圧延
   およびそれに続く熱間仕上圧延によって熱間圧延するに
   あたり、 （１） 熱間粗圧延開始時のスラブ厚みを２００ｍｍ以
   上とし、 （２） 熱間粗圧延開始温度を４５０〜５８０℃の範囲
   内とし、 （３） 熱間粗圧延から熱間仕上圧延を通じての圧延速
   度を４０ｍ／分以上とし、 （４） 熱間粗圧延開始時のスラブ厚みから板厚１５０
   ｍｍに達するまでの熱間粗圧延各パスの１パス当り圧下
   量を１５ｍｍ以上とし、 （５） 熱間粗圧延中において、粗圧延開始からの圧延
   率が２５％以上でかつ１５０〜１５ｍｍの範囲内の板厚
   の段階までの温度を４００℃以上に維持して、その１５
   ０〜１５ｍｍの範囲内の板厚の段階において板全体に対
   し体積率で５％以上の再結晶を少なくとも１回以上生じ
   させ、 （６） 前記５％以上の再結晶体積率の段階から熱間仕
   上圧延における最終パスまでの温度を２５０〜４００℃
   の範囲内に維持し、 （７） さらに熱間仕上圧延における上り温度を２００
   〜３２０℃の範囲内とし、 （８） かつ熱間仕上圧延における上り板厚を１．０〜
   ７．０ｍｍの範囲内とし、 以上の（１）〜（８）の条件によって得られた熱延板に
   対して、１〜１００℃／秒の範囲内の平均昇温速度で３
   ３０〜５００℃の範囲内の温度に加熱して保持なしもし
   くは１０分以下の保持を行なう連続焼鈍を施した後、１
   〜１００℃／秒の範囲内の平均冷却速度で冷却し、その
   後さらに６０％以上の圧延率で冷間圧延を行なうことを
   特徴とする、缶胴用アルミニウム合金板の製造方法。
4. 【請求項４】 Ｍｇ０．５〜２．０％、Ｍｎ０．５〜
   ２．０％、Ｆｅ０．１〜０．７％、Ｓｉ０．０５〜０．
   ５％を含有し、かつＣｕ０．０５〜０．５％、Ｃｒ０．
   ０５〜０．３％、Ｚｎ０．０５〜０．５％のうちの１種
   または２種以上を含有し、さらに必要に応じて０．００
   ５〜０．２０％のＴｉを単独でもしくは０．０００１〜
   ０．０５％のＢと組合せて含有し、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スラブに鋳造
   した後、そのスラブに対し５２０〜６３０℃の範囲内の
   温度で１時間以上の均質化処理を施し、さらにスラブを
   熱間粗圧延およびそれに続く熱間仕上圧延によって熱間
   圧延するにあたり、 （１） 熱間粗圧延開始時のスラブ厚みを２００ｍｍ以
   上とし、 （２） 熱間粗圧延開始温度を４５０〜５８０℃の範囲
   内とし、 （３） 熱間粗圧延から熱間仕上圧延を通じての圧延速
   度を４０ｍ／分以上とし、 （４） 熱間粗圧延開始時のスラブ厚みから板厚１５０
   ｍｍに達するまでの熱間粗圧延各パスの１パス当り圧下
   量を１５ｍｍ以上とし、 （５） 熱間粗圧延中において、粗圧延開始からの圧延
   率が２５％以上でかつ１５０〜１５ｍｍの範囲内の板厚
   の段階までの温度を４００℃以上に維持して、その１５
   ０〜１５ｍｍの範囲内の板厚の段階において板全体に対
   し体積率で５％以上の再結晶を少なくとも１回以上生じ
   させ、 （６） 前記５％以上の再結晶体積率の段階から熱間仕
   上圧延における最終パスまでの温度を２５０〜４００℃
   の範囲内に維持し、 （７） さらに熱間仕上圧延における上り温度を２００
   〜３２０℃の範囲内とし、 （８） かつ熱間仕上圧延における上り板厚を１．０〜
   ７．０ｍｍの範囲内とし、 以上の（１）〜（８）の条件によって得られた熱延板に
   対して、１〜１００℃／秒の範囲内の平均昇温速度で３
   ３０〜５００℃の範囲内の温度に加熱して保持なしもし
   くは１０分以下の保持を行なう連続焼鈍を施した後、１
   〜１００℃／秒の範囲内の平均冷却速度で冷却し、その
   後さらに６０％以上の圧延率で冷間圧延を行なうことを
   特徴とする、缶胴用アルミニウム合金板の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかの請求項に記載
   の缶胴用アルミニウム合金板の製造方法において、 ５％以上の再結晶体積率の段階から熱間仕上圧延におけ
   る最終パスまでの温度を２５０〜４００℃の範囲内に維
   持するため、熱間圧延の中途の板に対して中間冷却を施
   すことを特徴とする、缶胴用アルミニウム合金板の製造
   方法。
6. 【請求項６】 請求項１〜４のいずれかの請求項に記載
   の缶胴用アルミニウム合金板の製造方法において、 ６０％以上の圧延率で冷間圧延を行なった後、さらに８
   ０〜２００℃の範囲内の温度で０．５時間以上保持する
   最終焼鈍を施すことを特徴とする、缶胴用アルミニウム
   合金板の製造方法。