JPH11335779A - 一次加工後の耐しわ性に優れた容器用鋼板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工硬化挙動および集合組織を制御した、絞
り、しごき、引き延はし加工後のネック縮径時の耐しわ
が良好な鋼板を提供する。 【解決手段】 C:0.010〜0.050%、 N:0.0040%以下、0.2%
耐力が500MPa以下の鋼板において、10％の冷延加工を加
えた際の0.2%耐力の上昇が250MPa以下、 40%および50%
の冷延加工を加えた材料の0.2%耐力の差が100MPa以下、
Ｘ線による集合組織測定の強度比が {200}面:1.5以上ま
たは {111}面:7.0以下、かつ {111}面/{200}面:4.7以下
であり、熱間旺延におけるスラブ加熱時の最高温度を11
50℃以下、熱間圧延における最終仕上げ圧延がフェライ
ト単相またはフェライト、オーステナイトの混相となる
ような温度域、再結晶焼鈍が 730℃以下で 600秒以下、
または 730℃以上で20秒以下で製造された容器用鋼板。 【効果】 絞り、しごき、引き延ばし加工後のネック縮
径時のしわ発生率を低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２ピース街の製造
に代表される絞り、しごき、引き延ばし加工、それに続
く縮径成形により製造される缶用材料として利用され
る、縮径時の耐しわ性が良好な極薄容器材料を提供する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】飲料缶、食品缶などの製造分野では、製
造された缶胴の開口部に缶蓋を捲き締める目的で缶開口
部の径を縮める加工（ネック加工）が行われるが、縮径
部にしわが発生する（耐ネックしわ性の劣化）という問
題が起きている。

【０００３】一般に、耐しわ性を向上させるには、降伏
応力（降伏点が観測されない場合には０．２％耐力）を
低くすることが有効とされるため、Ｃ含有量を低減した
極低炭素鋼の適用が検討されている。例えば、特開平５
−２８７４４３号公報においては、Ｔｉ添加によるＩＦ
化により、塗装焼き付け時の硬化を抑止し、ネック加工
部を軟質に保つことで耐ネックしわ性の劣化を避ける技
術が開示されている。

【０００４】しかし、ＴｉやＮｂを含有したＩＦ鋼を容
器材料に適用した場合、ＴｉやＮｂ添加により形成する
微細な炭窒化物や固溶Ｔｉ，Ｎｂが、鋼板の再結晶温度
を上昇させるため、冷間圧延後の再結晶焼鈍温度を一般
的なアルミキルド鋼より高くせねばならず、容器に利用
されるような厚さ０．３mm以下の薄手材料においては、
焼鈍時にヒートバックルと呼ばれる鋼板の腰折れが発生
し、生産効率が低下する。このためＴｉ，Ｎｂを含有し
ないアルミキルド鋼を適用し、再結晶温度の上昇を抑え
た鋼板が、特聞昭６１−２９１９２２号公報、特開昭６
１−２６７２４号公報などで開発されている。しかし、
これらの鋼板では薄手容器材料で問題となる耐ネックし
わ性に対する考慮がなされていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、容器製造時
に缶胴の開口部を縮径する際のしわ発生を回避できる鋼
板を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、アルミキ
ルド鋼をべースに、ネック縮径時のしわ発生抑制につい
て検討するうち、材料の加工硬化特性を適当な範囲に制
御することでしわ発生を抑止できることを知見した。

【０００７】このメカニズムについては明確ではない
が、焼鈍後の結晶粒径、集合組織形成なども複合して、
主として材料の硬さおよび加工硬化率に影響を及ばすこ
とで、耐ネックしわ性に関与していると考えられる。ま
た、焼鈍後の冷延、絞り、しごき、引き延ばし、縮径に
おける一連の加工においては加工方向が各工程で異な
り、いわゆるバウシンガー効果的な要素も影響している
と考えられる。結晶粒径については、粗大なほど、集合
組織は｛２００｝面強度が高く、｛１１１｝面強度が低
いほど、そして、析出物については粗大かつ密度が低い
ほど、耐しわ性は向上する。

【０００８】さらに、焼鈍時のヒートバックルを抑制す
るため比較的低い温度域で焼鈍した場合の加工性なども
考慮し、本発明を達成した。

【０００９】すなわち、本発明の要旨とするところは、
低炭素アルミキルド鋼において、製缶前の鋼板の冷間圧
延時の加工硬化挙動および集合組織を制御することで、
絞り、しごき、引き延ばし加工後のネック縮往時のしわ
発生を抑制しうる鋼板を得ることである。

【００１０】具体的には、重量で、Ｃ：０．０１０〜
０．０５０％、０．２％耐力が５００ＭＰａ以下の鋼板
において、さらに、（１）１０％の冷延加工を加えた際
の０．２％耐力の上昇が２５０ＭＰａ以下、（２）４０
％および５０％の冷延加工を加えた材料の０．２％耐力
の差が１００ＭＰａ以下、（３）Ｘ線による集合組織測
定において｛２００｝面の強度比が１．５以上または
｛１１１｝面の強度比が７．０以下、かつ｛１１１｝面
の強度比／｛２００｝面の強度比が４．７以下のいずれ
かを具備する鋼板である。

【００１１】この鋼板を得るには、熱間圧延におけるス
ラブ加熱時の最高温度を１１５０℃以下とすることが有
効で、さらに、熱間圧延における最終仕上げ圧延がフェ
ライト単相またはフェライト、オーステナイトの混相と
なるような温度域としたり、熱間圧延における熱延板捲
取温度を７３０℃以下としたり、熱間圧延、冷間圧延後
の再結晶焼鈍時間を、焼鈍中の最高温度が７３０℃以下
の場合には６００秒以下、焼鈍中の最高温度が７３０℃
以上の場合には２０秒以下としたり、あるいはこれらの
条件を相互に組合せることが有効である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
まず、成分について説明する。成分はすべて重量％であ
る。Ｃは、含有量が多いと鋼中で粗大なセメンタイトを
形成する。粗大なセメンタイトは表面に露出した場合、
鋼板のめっき性を劣化させることがある。また粗大なセ
メンタイトは、容器の製造過程におけるしごき、引き延
ばし、フランジ成形時に割れの発生起点となる場合もあ
る。このため、Ｃの上限を０．０５０％とする。特に、
しごき、引き延ばし、フランジ成形時に延性が良好な材
質が必要な場合は、０．０３０％以下まで低減すれば、
特性を大幅に向上させることが可能である。しかし、
０．０１０％未満の領域での中途半端な低減は再結晶温
度が上昇し、固溶Ｃの残存により時効性の制御が困難と
なるばかりでなく、鋼板を軟質にし、缶強度不足をまね
くので、下限を０．０１０％とする。

【００１３】通常の鋼板に不可避的に含有されるＳｉ，
Ｍｎ，Ｐ，Ｓ，Ａｌ，Ｎ等は、一般に加工用に用いられ
る鋼板に含有される程度に含有される。その範囲は、Ｓ
ｉ：０，００１〜０．５％、Ｍｎ：０．０２〜１．０
％、Ｐ：０．００２〜０．０８％、Ｓ：０．００２〜
０．０５％、Ａｌ：０．０１０〜０．１００％、Ｎ：
０．０００５〜０．００６０％である。

【００１４】鋼板の強度は、本発明鋼では５００ＭＰａ
以下に限定する。これは、本発明が対象とする容器への
用途では、原板強度がこれ以上の強度になると耐しわ性
が顕著に劣化するためである。

【００１５】鋼板の加工硬化挙動の限定が本発明の重要
な要件である。加工硬化挙動は、一般には引張試験の応
力−歪曲線における加工硬化指数、いわゆるｎ値で表さ
れる場合が多いが、本発明鋼が対象としている耐しわ性
の指標にはならない。本発明で限定すべき加工硬化挙動
の指標および限定範囲は、鋼板に１０％の冷間圧延を施
した場合の０．２％耐力の上昇量を２５０ＭＰａ以下に
すること、または４０％および５０％の冷間圧延を施し
た材料の０．２％耐力の差を１００ＭＰａ以下とするこ
とである。

【００１６】冷延における加工硬化量は、通常、ロール
径、パス回数、圧下配分、潤滑、温度などの圧延条件に
よりわずかに変動するが、本発明で限定すべき加工硬化
挙動は通常の実験室で行うことができる条件、すなわち
ロール径１００mm〜４００mm、パス回数は圧下率にもよ
るが１〜１０パス、圧下配分は１パス当たり２０％以
下、潤滑はパーム油、温度は室温とした場合の値で評価
される。加工硬化挙動がこの範囲に無い場合は、製缶工
程でのネック縮径加工における耐ネックしわが顕著に劣
化する。

【００１７】また、一般に結晶方位により加工硬化挙動
は異なることが知られているが、本発明鋼では加工硬化
挙動を制御する上で、特に集合組織の影響が強いことか
ら、Ｘ線による集合組織測定において｛２００｝面の強
度比を１．５以上または｛１１１｝面の強度比を７．０
以下、かつ｛１１１｝面の強度比／｛２００｝面の強度
比を４．７以下と限定することでも本発明の効果を得る
ことができる。

【００１８】集合組織を上記のように調整する手段は、
特に限定されるものではないが、スラブ加熱温度、熱延
仕上げ温度、焼鈍温度、時間、焼鈍後の冷間圧延の圧下
率等によって調整できるが、特にこのようなに集合組織
を含め加工硬化挙動を制御するには製造工程全般にわた
る熱履歴が重要で、スラブ加熱温度、特にスラブ加熱中
の最高温度を１１５０℃以下とすること、最終仕上げ圧
延については仕上げ圧延の一部または全部がフェライト
単相またはフェライト、オーステナイトの混相となるよ
うな温度域で行うこと、熱延板捲取温度については７３
０℃以下とすることが発明の効果を得るのに有効であ
る。

【００１９】熱間圧延、冷間圧延後の再結晶焼鈍につい
ては、温度と時間の関連が見られ、高温かつ長時間では
発明の効果が消失する。焼鈍時間を、焼鈍中の最高温度
が７３０℃以下の場合には６００秒以下、焼鈍中の最高
温度が７３０℃以上の場合には２０秒以下とすることが
発明の効果を得るのに有効である。

【００２０】これらの原因は明らかではないが、炭化
物、窒化物または硫化物の析出形態、熱延時の結晶回
転、焼鈍時の粒成長および析出物の再溶解、再析出を介
して、析出物、粒径、集合組織が変化し、焼鈍以降の加
工工程における加工硬化挙動に影響を及ぼすためと考え
られる。

【００２１】容器の強度をもたせるため、容器用鋼板の
製造において焼鈍の後、２ＣＲ圧延し、鋼板を硬質化さ
せた場合にも本発明法によれば、絞り、しごきなど、さ
らなる加工後の耐ネックしわ性の向上効果が得られる。
また、Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐなどの強化元素を添加し、鋼板強
度を高めた場合、また耐食性など各種特性向上のための
元素添加をした場合にも本発明の効果が失われるもので
はない。

【００２２】通常、本発明鋼板は表面処理鋼板用の原板
として使用されるが、表面処理により本発明の効果は何
ら損なわれるものではない。缶用表面処理としては、通
常、錫、クロム（ティンフリー）などが施される。ま
た、近年使用されるようになっている有機皮膜を被覆し
たラミネート鋼板用の原板としても発明の効果を損なう
ことなく使用できる。

【００２３】

【実施例】本発明の評価は、表１に示す成分の鋼につい
て表２の条件で製造した鋼板で行った。耐ネックしわ性
については、絞り比、しごき加工率を一定とした缶にお
いて、通常の実製缶で行われるのと同様の方法により縮
径を行い、しわが発生する限界の縮径量として下記
（１）式による限界縮径率を求めた。限界縮径率が高い
ほど実操業での材質の余裕度が大きいため、しわ発生を
抑止することができる。 限界縮軽率＝（初期径−しわ発生径）／（初期径）・・・・（１） 表３から明らかなように、本発明の範囲内で製造された
ものは、耐ネックしわ性が良好である。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【表２】

【００２６】

【表３】

【００２７】

【発明の効果】以上述べたごとく本発明によれば、一次
加工後に二次的なネック縮径加工を行う際のしわ発生率
を低減することができる。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．０１０〜０．０５０
   ％を含み、０．２％耐力が５００ＭＰａ以下で、１０％
   の冷間圧延を施した際の０．２％耐力の上昇が２５０Ｍ
   Ｐａ以下であることを特徴とする一次加工後の耐しわ性
   に優れた容器用鋼板。
2. 【請求項２】 重量％で、Ｃ：０．０１０〜０．０５０
   ％を含み、０．２耐力が５００ＭＰａ以下で、４０％お
   よび５０％の冷間圧延を施した材料の０．２％耐力の差
   が１００ＭＰａ以下であることを特徴とする一次加工後
   の耐しわ性に優れた容器用鋼板。
3. 【請求項３】 重量％で、Ｃ：０．０１０〜０．０５０
   ％を含み、０．２耐力が５００ＭＰａ以下で、Ｘ線によ
   る集合組織測定において｛２００｝面の強度比が１．５
   以上または｛１１１｝面の強度比が７．０以下、かつ
   ｛１１１｝面の強度比／｛２００｝面の強度比が４．７
   以下であることを特徴とする一次加工後の耐しわ性に優
   れた容器用鋼板。
4. 【請求項４】 重量％で、Ｃ：０．０１０〜０．０５０
   ％を含んだスラブを、最高温度１１５０℃以下に加熱
   し、最終製品の０．２％耐力が５００ＭＰａ以下で、１
   ０％の冷間加工を施した際の０．２％耐力の上昇が２５
   ０ＭＰａ以下となるように、熱延条件、焼鈍条件等の工
   程条件を調整することを特徴とする一次加工後の耐しわ
   性に優れた容器用鋼板の製造方法。
5. 【請求項５】 重量％で、Ｃ：０．０１０〜０．０５０
   ％を含んだスラブを、最高温度１１５０℃以下に加熱
   し、最終製品の０．２％耐力が５００ＭＰａ以下で、４
   ０％および５０％の冷間加工を施した材料０．２％耐力
   の差が１００ＭＰａ以下となるように、熱延条件、焼鈍
   条件等の工程条件を調整することを特徴とする一次加工
   後の耐しわ性に優れた容器用鋼板の製造方法。
6. 【請求項６】 重量％で、Ｃ：０．０１０〜０．０５０
   ％を含んだスラブを、最高温度１５０℃以下に加熱し、
   最終製品の０．２％耐力が５００ＭＰａ以下で、Ｘ線に
   よる集合組織測走において、｛２００｝面の面強度比が
   １．５以上または｛１１１｝の面強度比が７．０以下、
   かつ｛１１１｝面の強度比／｛２００｝面の面強度とな
   るように、熱延条件、焼鈍条件等の工程条件を調整する
   ことを特徴とする一次加工後の耐しわ性に優れた容器用
   鋼板の製造方法。