JPS5976864A - 深絞り用アルミニウム合金薄板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は深絞り成形加工に好適なアルミニウム合金薄板
の製造方法に関する。

アルミニウム金属相の成形性、耐腐食性、軽量性等に着
目してアルミニウム製の缶がビール、ジュース等の清涼
飲料あるいはその他液体の容器として多量に使用されて
きている。これ等のアルミニウム製の缶は一般に深絞り
加工後にしごき加工して製造されるため、これに供され
るアルミニウム合金板は強度が高く且っ深絞シで生じる
耳率が低く、シかも成形性に優れたものであることが要
求される。殊に深絞シ加工で生じる耳は太きければ大き
い程搬送工程で障害となって製缶工程上好ましくなく、
シかも切シそろえる際の切除量の増犬は材料歩留全悪化
させることになる。従ってアルミニウム合金板による製
缶等の深絞シを含む成形工程でｔユ、如伺に耳の大きさ
く高さ）を小さくする（通常耳率４係以下）かが重要と
なる。

このよう々耳は被加工板の有する集合組織で定まシ、一
般に冷延集合組織の形成された被加工板を深絞りすると
異方性が助長されて冷間圧延方向に対して４５°傾いた
４方向すなわち４５°方位への耳が発現する。また強度
を高めるために冷間加工率を大きくした被加工板はどこ
れらの耳の発現が強調される。これに対し、再結晶率が
大きく再結晶集合組織の形成が大きい被加工板はど熱間
圧延方向およびこれと直交する４方向へのいわゆる０゜
−９０°方位の耳の発現が太きい。

従ってこれらのことから、深絞シ成形加工するアルミニ
ウム合金板は深絞りにより生じる耳が４５°方位および
０°−９０°方位に鈎合って発現するような集合組織を
有し、且つ適正左強度を備えていることが望まれている
。

上述の点に鑑み、本出願人は先にとれらを満足ｆ　ルＡ
ｔ−Ｍｎ　−Ｍｇ系のアルミニウム合金薄板の製造方法
を提案した。との方法を要約すれば次の通シである。累
月はＡｔ−Ｍｎ　−Ｍｇ　　系鋳塊である。

順序　　　工　程　　　　　　　主なる条件■、均質化
熱処理　５３０〜６１０℃で１〜２４時間２、　熱　間
　圧　延　板厚３〜１０ｍｍまで圧延ａ　第１回目の冷
間圧延　加工率５０〜８５係本部分焼鈍２３０〜２７０
℃、１０分〜２時間５、　第２回目の冷間圧延　加工率
５〜３５係７　最終冷間圧延　加工率５０〜９０係上記
工程によって得た薄板は深絞シ加工を行うと耳率が小さ
く、且つ成形加工に耐える強度の、充分に大きなもので
あることが確認されている。

しかしこの方法は工程数が多く複雑であシ、製造コスト
が大巾に高くなることを避けられない欠点があり、しか
も仕掛り品の管理および工程管理が複雑となって多大の
努力が強いられる欠点もあった。

本発明は上述の欠点を解消するためになされたものであ
シ、製造工程を簡略化し且つ製品の特性を損わない成形
加工用アルミニウム合金薄板の製造方法の提供を目的と
する。

この製造方法は幾多の試験の結果として、０．８〜１．
８重量係のＭｇ、０．８〜１．８重酸チの■ｑ、　Ｑ　
ｌ　５−（１，３０重量係のＦｅ、および０１０〜０．
３０重量％の８１を含有するいわゆるＡｔ−Ｍｇ−Ｍｎ
　　系アルミニウム合金で特にＩｉ”６と８１との比率
Ｆｅ／Ｓｉ　’ｆｃ　０．５〜１．５とした素材を上述
の如く圧延して形成せる薄板を使用して深絞シした場合
に耳率が小さくなること、および上記素材の圧延工程に
おける熱間圧延工程において温度を再結晶温度よシ多少
低く設定することによシ前述の工程における冷間圧延、
部分焼鈍および冷間圧延の３工程’ｔ１回の冷間圧延工
程にて代替できることを見出し、これに着目して創案さ
れたのである。

ここで使用されるアルミニウム合金鋳塊の組成について
説明すれば、 鳩が０．８係以下では容器として要求される適正な強度
を得られず、捷た１、８係を超えると加工割れなどが発
生して成形性が低下する。

Ｍｎも０．８係以下では充分な強度を得られず、しかも
金属間化合物の形成量が少く力って深絞シ加工時に焼ｔ
１が生じ易くなる。１．８チを超えると鋳造時に粗大外
初期化合物が生成され、加工割れ等の原因となるので好
ましくない。

Ｆｅｅｄ　Ｏ，１５％以下では深絞り加工時に焼付が生
じ易くな９．０．３０係を超えると４５°方位の耳の生
成が助長されてしまう。

Ｓｉは０．　ｌ　０％以下では均質化処理時にＭｎを充
分に析出できず、焼鈍によｌ）　Ｍｎが析出して４５°
方位の耳を生成する集合組織の形成が強くなる。０１３
０ヂを超えると強度低下の原因となる。

上記組成に加え、０．３０％までのＣｕ　％０２５％ま
でのＺｎ、０．１０％までのＴ１そ【７て鋳塊に不可避
的に混入する元素で一般的な通常の量程度のものは本発
明に悪影響を及ぼさないのでさしつかえない。

とのようなことから合金組成が定めら肛たのである。特
に本発明の特徴として、Ｆｅ／Ｓｉ比ｉ０．５〜１．５
の範囲に設定すると耳率の減小に多大の効果を与えるこ
とが見出されたのである。

しかしながらこの合金組成のＡｔ　−Ｍｇ、　−Ｍｎ　
系合金鋳塊を使用して冷間圧延、部分焼鈍、冷間圧延の
３工程全１工程の冷間圧延にて代替しても耳率を所期の
目標値（４係以下）にすることができない。このために
本発明ではさらに熱間圧延工程における温度を再結晶温
度よシ多小低い温度とすることで工程省略の達成できる
ことを見出したのである。ここで、本発明の工程を要約
すれば次の通りである。

順序　　　工　程　　　　　　主なる条件■、　　均質
化熱処理　　５３０〜５８０℃で２〜２４時間５〜ｌＯ
咽の板厚まで圧延 ａ　　冷　間　圧　延　　加工率４０％以上４、　　焼
　　　　　　鈍　　３００〜・５５０℃、３０分以上５
　　最終冷間圧延　　加工率６０％以上上記工程につい
てさらに説明すると、鋳塊は先ず１段もしくは多段で加
熱して均質化処理が行われる。勿論これは最終製品の強
度、靭性、深絞シ加工性の向上、耳率のバラツキ減少等
のために行われる。特に５３０℃〜５８０℃の範囲とし
たのは、これら以下の揚上に例えば廁の充分な析出が得
られず、その後の焼鈍時に連続再結晶を促進して４５°
方位の耳の形成を増大させる傾向を示すからである。

均質化熱処理に続く熱間圧延は繰返して述べるが再結晶
温度よシ多少低い２５０〜３２０℃の温度範囲とし、板
厚を５〜ｌ　Ｏｍｍ　Ｖで圧延することが重要である。

この板厚値は、最終板厚を０３〜０．６ｍｍ程度とする
場合であり、以後の加工率が関係してくる。す々わち５
闘以下では００−９０°方位の耳の発生が、またｉｏ＋
ｎ＋＋＋以上でｔま４５°方位の耳の発生が優勢と々る
。再結晶温度より多少低い温度に設定したのは、終了時
に圧延板の再結晶を防止し、焼鈍時に再結晶を生ぜしめ
るための蓄積エネルギーを充分に蓄えるととを主眼とす
る。この蓄積エネルギーが小さいと焼鈍時に均一な再結
晶が生じ難いのである。これにより析出している粗大な
粒子の箇所における選択的な再結晶核が生成する仁とが
防止される。一方、２５０℃以下では変形抗力が著しく
太きくなシ、圧延回訓となって生産性を著しく悪化させ
るので好壕しくない。

次に加工率４０係頃土で冷間圧延し、適正寿加工歪全付
与する。この加工率の設定は焼鈍時の再結晶を引起す駆
動エイルギーを考慮したものであシ、４０％以下ではそ
れ迄に析出した粒子の回シに優先的に再結晶が発生して
均一な再結晶が行い得なくなる。この場合、深絞シ加工
で均一な塑性加工ができず、耳率のバラツキとなって現
われ、好１しくない。

焼鈍工程の条件は常法に従う。通常は３００〜５５０℃
の温度範囲で３０分〜１２時間程度保持し、再結晶を生
せしめて加工歪および格子歪を解放する。これによシ０
°−９０°方位へ耳の発生する集合組織が形成される。

この際前段階での熱間圧延および冷間圧延における上述
の設定条件により適正且つ充分左再結晶が行われ、最終
冷間圧延による４５°方位の耳の発現と好ましく均合っ
た０°−９０°方位の耳の発現のための集合組織が形成
できるのである。

このように焼鈍された合金板を最終冷間圧延して望まれ
る厚さく０．３〜０，６晒厚）の薄板とされる。

この冷間圧延では製品薄板に充分な強度を与えるために
加工率６０係以上で行われる。勿論過度の加工率は深絞
υ加工等に際しての割れ等の原因となシ好ましくない。

従って９０係程度に止めるととが望ましい。この範囲内
の加圧率で圧延した場合、薄板を深絞９して生じる耳は
０°−９０°方位および４５°方位に関してほぼ均合い
がとれ、４％以下の耳率に抑えることが充分可能となる
。

以上説明したように、本発明は少い工程数で所望される
強度および耳率の特性を有する薄板を製造できる。しか
も均質化熱処理の後の熱間圧延によって作る板厚が５〜
ｌｏｍと設定されるため、設備費の安価なジングルスタ
ンド圧延機においても容易に製造できるなど、工業的に
多大な効果をあげられる。

次に本発明の製造方法の特徴および効果をさらに明確と
するため、実施例によるデータを示す。

実施例１ ＦｅとＳｉとの含有比率を変化させて調整した第１表に
示す合金組成の溶湯を、非金属介在物除去の目的でフィ
ルターによシ濾過し、半連続鋳造法によシ断面５００削
Ｘ　ｌ　０５０ｍｍ　の鋳塊を得た。次にこの鋳塊を本
発明の方法に基いて先ず５５０℃で１０時間保持し、均
質化処理を施した。次に再結晶温度よシ低い温度で熱間
圧延し、６鮨厚にまで圧延した。この際の終了温度Ｕ２
８０℃であった。

次にこの板を厚さ２闘まで冷間圧延した後、３５０℃に
て１時間保持して焼鈍した。然る後０．６　ｙｎ＋ｎ　
ｔで冷間圧延して薄板製品を得た。

第　　１　　表 ことで、第１表中合金番号１〜６は本発明の特徴の１つ
であるＦｅ／Ｓｉ比が０．５〜１．５の範囲にある合金
であシ、合金番号７〜１１はこの範囲に含１れない合金
であって、１〜６のグループとの比較のために使用され
た。

このようにして得た０、６ｍｍ厚の薄板について機械的
性質を測定し、また深絞シにおける耳率の測定を行った
。この結果を第２表に示す。同、深絞９耳率の測定条件
はポンチ径５０叫φ、絞シ率５２％、ダイクリヤランス
１９％、しわ押え荷重ｉ　ｏ　ｏ　ｏ　ｘ＜ｇである。

第　　２　　表 この第２表の結果からｐｅ／Ｓｉ比率が０．５〜１．０
の範囲にある場合耳率を確実に４％以下に抑えられるが
、この範囲を外れた場合には４％以内に抑えることので
きないことが示さ！する。すなわちＦｅ／Ｓｉ比率が耳
率に極めて大きく影響し、これを選定することで耳率を
小さくし得るということ、が明らかである。またこれは
特にその他の機械的性質には影響しないことも判る。

実施例２ 次に熱間圧延時の温度すなわち終了温度ならびに冷間圧
延における加工率を変化させることにより、本発明の特
徴の１つである熱間圧延の温度条件寿らびに冷間圧延に
おける加工率の効果を調べた。

これに利用した合金は第１表の番号４で示されるもので
あシ、同様にして得た鋳塊を５７０℃で１０時間保持し
て均質化熱処理し、次に終了温度３５０℃、３２５℃、
３００℃、２８０℃、２５０℃　のそれぞれに関しての
圧延により６問屋の試料を得、それぞれ３５係および６
０％の加工率での冷間圧延、４００℃１時間の焼鈍を行
い、そして０．６０＋ｍｎ厚まで最終冷間圧延した。こ
れにより得た各試料の機械的性質および耳率を前述と同
様に測定した結果を第３表に示す。

第３表の結果から、圧延終了温度をある程度低くした方
が耳率を小さくできる傾向が認められた。

すなわちこれは通常の如く高温で行うと充分な蓄積エイ
・ルギーが蓄えられず、再結晶温度よシ多少低くしてこ
の蓄積エイ・ルギーを高めることが後続の焼鈍時の再結
晶に灯影＃を与え、４５°方位および０°−９０°方位
の耳の発生バランスに好結果を及ぼすという本発明の特
徴の効果を示している。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ０、８〜１．８重量％のＭｇ％Ｏ１８〜１．８重量％の
   Ｍｎ　ｓｏ、１５〜０．３００重量％Ｆｅ、および０．
   ｌＯ〜０．３００重量％Ｓｉｔ含有し、この中でＦｅと
   ８１の含有量の比（Ｆｅ／Ｓｉ　）が０゜５〜１．５で
   あるアルミニウム合金鋳塊を、５３０〜５８０℃の温度
   ＶＣ２〜２４時間保持する均質化熱処理を行い。その後
   終了温度を２５０〜３２０℃の範囲として熱間圧延を施
   し、その時の終了板厚を５〜・１０ｍｍとし、次いで中
   間焼鈍前冷間圧延を圧延率４０係以上で行い、更に中間
   焼鈍に次いで仕上げ冷間圧延を圧延率６０饅以上で行う
   ことを特徴とする成形加工用アルミニウム合金薄板の製
   造方法。