JPS6330387B2 - - Google Patents
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- JPS6330387B2 JPS6330387B2 JP10326685A JP10326685A JPS6330387B2 JP S6330387 B2 JPS6330387 B2 JP S6330387B2 JP 10326685 A JP10326685 A JP 10326685A JP 10326685 A JP10326685 A JP 10326685A JP S6330387 B2 JPS6330387 B2 JP S6330387B2
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Landscapes
- Rigid Containers With Two Or More Constituent Elements (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Description
［産業上の利用分野］
本発明は成形性に優れた包装用アルミニウム合
金に関し、さらに詳しくは、ビール、清涼飲料水
用の缶胴部材料であり、絞り、しごき加工後の缶
壁の張出し性の良好な成形性に優れた包装用アル
ミニウム合金に関する。 ［従来技術］ 一般に、アルミニウム飲料缶胴部は、アルミニ
ウム板材に絞り、しごき加工、塗装印刷およびフ
ランジ加工を施して製造されるものであるが、缶
胴部には特に加工を受けないので、従来から絞
り、しごき加工性が特に優れている3004−H19材
が使用されている。 しかして、近年、省エネルギー、省資源と共に
多様化現象が見られ、飲料缶においても各種の容
量の缶、異形缶等が開発されており、このうち、
異形缶には従来と異なる特性が要求されており、
この多様化に伴なう異形缶には従来材では充分に
対応することができない。即ち、しごき加工
（DI加工）後の側壁の張出加工（バルジ加工）に
おいて、従来材は低延性のため割れが生じ易い。
この対策としてしごき加工後、高温加熱を行なう
ことにより或る程度延性を向上させて割れ発生を
防止するのに効果的である。 しかし、この場合の熱処理温度は240℃以上、
また、270℃以上にもなる。この温度はアルミニ
ウム材料の最結晶温度に近いため、材料の部位に
よつては最結晶を起し、大きな強度低下を招くよ
うになる。 しかして、アルミニウム缶はビール、清涼飲料
水等の容器として使用されるので、缶内には５
Kg／cm2以上の圧力が発生するので、アルミニウム
缶に耐圧性が必要となり、缶の強度低下には問題
がある。 また、高温における熱処理は炉の寿命低下およ
びエネルギーの無駄となる。 従つて、異形缶のような成形用途には加工時に
加工硬化が小さく、かつ、比較的低い熱処理温度
で高延性が得られる材料が必要であり、さらに、
割れ起点および割れの伝播が少ない材料が要求さ
れている。 ［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は上記に説明したように従来におけるビ
ール、飲料水等の缶の製造に際して生じる種々の
問題点、特に、低温における熱処理（270℃以下）
では高延性に徳られないこと、また、高温で熱処
理（270℃以上）した場合にもバルジ加工に際し
てはくびれを発生し割れ易いという問題があり、
本発明者はこれらの問題について研究をした結
果、低温の熱処理では高延性が得られないのは、
素材中の微細析出物が転位を強く固着し、亜結晶
粒化を妨げるため延性の向上には高温の熱処理が
必要であり、また、高温になると亜結晶粒は直ち
に再結晶粒となつて強度が低下し、これら微細析
出物はAl−Mn−Fe系のものであること、また、
高温の熱処理でもバルジ加工の際くびれを発生し
割れ易くなるのは、割れの起点は造塊時に晶出す
る比較的大きな金属間化合物（25μｍ以上）であ
り、これらが多く存在すると亀裂が伝播すること
によること、および、しごき性のみに注目してい
た従来材では対処できないこと等を知見し、成形
性に優れた包装用アルミニウム合金板を開発した
のである。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明に係る成形性に優れた包装用アルミニウ
ム合金板の特徴とするところは、 Mn0.5〜0.8wt％、Mg0.5〜2.0wt％ を含有し、残部Alおよび不純物からなるアルミ
ニウム合金であり、中間焼鈍後の平均結晶粒幅が
45μｍ以下、造塊時に生成する金属間化合物の面
積率が１〜３％、この金属間化合物の最大長さが
25μｍ以下、かつ、0.25mm2当りの金属化合物の数
が1000個以下であることにある。 本発明に係る成形性に優れた包装用アルミニウ
ム合金板について以下詳細に説明する。 Mnは一般的にアルミニウム合金の延性不足は
微細析出物によるものであり、これらを抑制する
ためには含有量を低く抑えなえればならず、この
微細析出物の抑制と適正な金属間化合物の生成に
必要な元素であり、含有量が0.5wt％未満では析
出物の生成量が減少して低温における高延性が得
られるが、金属間化合物の減少も伴せて起るの
で、しごき加工における潤滑作用が少なくなり、
しごき加工性に悪影響を与えるようになり、ま
た、0.8wt％を超えて含有されると微細析出物が
多数増大し、低温における亜結晶粒化（高延性
化）を抑制する。よつて、Mn含有量は0.5〜
0.8wt％とする。 Mgは微細析出物に影響を与えずに強度を向上
させるのに有効な元素であり、含有量が0.5wt％
未満では強度向上の効果が少なく、また、2.0wt
％を越えて含有されると強度が高くなり過ぎて加
工不可能となる。よつて、Mg含有量は0.5〜
2.0wt％とする。 中間焼鈍後の平均結晶粒幅を45μｍ以下とする
のは、結晶粒は缶壁のバルジ性に大きな影響を与
え、微細な程好ましいものであり、このことは、
結晶粒が微細な程バルジ加工（張出加工）におい
て均一に変形されるためであり、中間焼鈍後の平
均結晶粒幅が45μｍを越えるとバルジ性が大きく
低下するからである。従つて、中間焼鈍後の平均
結晶粒幅は45μｍ以下とする。なお、製品は冷間
圧延されるので結晶粒は長く伸ばされる、即ち、
製品における結晶粒幅が中間焼鈍後の平均結晶粒
幅となる。 次に金属間化合物について説明すると、この金
属間化合物は造塊時に生成するものであり、その
分布は成分（Fe、Mn）および凝固速度等の造塊
条件に影響される。また、金属間化合物はバルジ
加工の際割れの起点となるものであるが、一方、
しごき加工性向上には絶体必要なものであり、従
つて、金属間化合物の分布には最適な範囲があ
る。 先ず、金属間化合物の面積率が１％未満ではし
ごき加工性が低下して缶胴割れを生じる原因とな
り、また、３％を越えるとバルジ加工の際の亀裂
伝播速度が大きくなり割れ易くなる。 また、金属間化合物の数が多過ぎると亀裂伝播
を増長させるので、金属間化合物の最大長さは
25μｍ以下とし、さらに、0.25mm2当りの金属間化
合物の数は1000個以下にしなければならない。な
お、金属間化合物分布は走査電子顕微鏡（SEM）
により画像処理して測定した。 また、上記に説明したMnおよびMg以外に不
純物として、Fe0.7wt％以下、Si0.5wt％以下、
Cu0.5wt％以下、Cr0.3wt％以下とすることが望
ましく、他の元素も不純物程度であれば許容され
る。 本発明に係る成形性に優れた包装用アルミニウ
ム合金板の製造方法は特に制限はないが、微細析
出物の抑制のためには均質化熱処理は500℃以上
の温度で２時間以上が好ましく、また、熱間圧延
条件は終了板厚（Hot Coil）1.8mm以上、300℃程
度の温度とするのがよく、さらに、中間焼鈍は熱
間圧延後必要に応じて冷間圧延後再結晶させる条
件、例えば、350℃×２時間以上、CALの場合到
達温度500℃程度の条件で行なうのがよく、なお、
製品は耐圧強度の関係で少なくとも30％以上の仕
上冷間圧延を施す必要がある。 ［実施例］ 本発明に係る成形性に優れた包装用アルミニウ
ム合金板の実施例を説明する。 実施例 第１表に示す含有成分および成分割合のアルミ
ニウム合金の小型鋳塊（50t×200w×1451）を造
塊し、面削、均熱処理（540℃×６時間）および
熱間圧延により６mmｔ（終了温度300℃）とした。 その後冷間圧延により１mmｔとし、中間焼鈍
（360℃×２時間）および仕上げ冷間圧延により
0.4mm厚の板を製作した。 第２表に元板における機械的性質と金属組織を
示す。
金に関し、さらに詳しくは、ビール、清涼飲料水
用の缶胴部材料であり、絞り、しごき加工後の缶
壁の張出し性の良好な成形性に優れた包装用アル
ミニウム合金に関する。 ［従来技術］ 一般に、アルミニウム飲料缶胴部は、アルミニ
ウム板材に絞り、しごき加工、塗装印刷およびフ
ランジ加工を施して製造されるものであるが、缶
胴部には特に加工を受けないので、従来から絞
り、しごき加工性が特に優れている3004−H19材
が使用されている。 しかして、近年、省エネルギー、省資源と共に
多様化現象が見られ、飲料缶においても各種の容
量の缶、異形缶等が開発されており、このうち、
異形缶には従来と異なる特性が要求されており、
この多様化に伴なう異形缶には従来材では充分に
対応することができない。即ち、しごき加工
（DI加工）後の側壁の張出加工（バルジ加工）に
おいて、従来材は低延性のため割れが生じ易い。
この対策としてしごき加工後、高温加熱を行なう
ことにより或る程度延性を向上させて割れ発生を
防止するのに効果的である。 しかし、この場合の熱処理温度は240℃以上、
また、270℃以上にもなる。この温度はアルミニ
ウム材料の最結晶温度に近いため、材料の部位に
よつては最結晶を起し、大きな強度低下を招くよ
うになる。 しかして、アルミニウム缶はビール、清涼飲料
水等の容器として使用されるので、缶内には５
Kg／cm2以上の圧力が発生するので、アルミニウム
缶に耐圧性が必要となり、缶の強度低下には問題
がある。 また、高温における熱処理は炉の寿命低下およ
びエネルギーの無駄となる。 従つて、異形缶のような成形用途には加工時に
加工硬化が小さく、かつ、比較的低い熱処理温度
で高延性が得られる材料が必要であり、さらに、
割れ起点および割れの伝播が少ない材料が要求さ
れている。 ［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は上記に説明したように従来におけるビ
ール、飲料水等の缶の製造に際して生じる種々の
問題点、特に、低温における熱処理（270℃以下）
では高延性に徳られないこと、また、高温で熱処
理（270℃以上）した場合にもバルジ加工に際し
てはくびれを発生し割れ易いという問題があり、
本発明者はこれらの問題について研究をした結
果、低温の熱処理では高延性が得られないのは、
素材中の微細析出物が転位を強く固着し、亜結晶
粒化を妨げるため延性の向上には高温の熱処理が
必要であり、また、高温になると亜結晶粒は直ち
に再結晶粒となつて強度が低下し、これら微細析
出物はAl−Mn−Fe系のものであること、また、
高温の熱処理でもバルジ加工の際くびれを発生し
割れ易くなるのは、割れの起点は造塊時に晶出す
る比較的大きな金属間化合物（25μｍ以上）であ
り、これらが多く存在すると亀裂が伝播すること
によること、および、しごき性のみに注目してい
た従来材では対処できないこと等を知見し、成形
性に優れた包装用アルミニウム合金板を開発した
のである。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明に係る成形性に優れた包装用アルミニウ
ム合金板の特徴とするところは、 Mn0.5〜0.8wt％、Mg0.5〜2.0wt％ を含有し、残部Alおよび不純物からなるアルミ
ニウム合金であり、中間焼鈍後の平均結晶粒幅が
45μｍ以下、造塊時に生成する金属間化合物の面
積率が１〜３％、この金属間化合物の最大長さが
25μｍ以下、かつ、0.25mm2当りの金属化合物の数
が1000個以下であることにある。 本発明に係る成形性に優れた包装用アルミニウ
ム合金板について以下詳細に説明する。 Mnは一般的にアルミニウム合金の延性不足は
微細析出物によるものであり、これらを抑制する
ためには含有量を低く抑えなえればならず、この
微細析出物の抑制と適正な金属間化合物の生成に
必要な元素であり、含有量が0.5wt％未満では析
出物の生成量が減少して低温における高延性が得
られるが、金属間化合物の減少も伴せて起るの
で、しごき加工における潤滑作用が少なくなり、
しごき加工性に悪影響を与えるようになり、ま
た、0.8wt％を超えて含有されると微細析出物が
多数増大し、低温における亜結晶粒化（高延性
化）を抑制する。よつて、Mn含有量は0.5〜
0.8wt％とする。 Mgは微細析出物に影響を与えずに強度を向上
させるのに有効な元素であり、含有量が0.5wt％
未満では強度向上の効果が少なく、また、2.0wt
％を越えて含有されると強度が高くなり過ぎて加
工不可能となる。よつて、Mg含有量は0.5〜
2.0wt％とする。 中間焼鈍後の平均結晶粒幅を45μｍ以下とする
のは、結晶粒は缶壁のバルジ性に大きな影響を与
え、微細な程好ましいものであり、このことは、
結晶粒が微細な程バルジ加工（張出加工）におい
て均一に変形されるためであり、中間焼鈍後の平
均結晶粒幅が45μｍを越えるとバルジ性が大きく
低下するからである。従つて、中間焼鈍後の平均
結晶粒幅は45μｍ以下とする。なお、製品は冷間
圧延されるので結晶粒は長く伸ばされる、即ち、
製品における結晶粒幅が中間焼鈍後の平均結晶粒
幅となる。 次に金属間化合物について説明すると、この金
属間化合物は造塊時に生成するものであり、その
分布は成分（Fe、Mn）および凝固速度等の造塊
条件に影響される。また、金属間化合物はバルジ
加工の際割れの起点となるものであるが、一方、
しごき加工性向上には絶体必要なものであり、従
つて、金属間化合物の分布には最適な範囲があ
る。 先ず、金属間化合物の面積率が１％未満ではし
ごき加工性が低下して缶胴割れを生じる原因とな
り、また、３％を越えるとバルジ加工の際の亀裂
伝播速度が大きくなり割れ易くなる。 また、金属間化合物の数が多過ぎると亀裂伝播
を増長させるので、金属間化合物の最大長さは
25μｍ以下とし、さらに、0.25mm2当りの金属間化
合物の数は1000個以下にしなければならない。な
お、金属間化合物分布は走査電子顕微鏡（SEM）
により画像処理して測定した。 また、上記に説明したMnおよびMg以外に不
純物として、Fe0.7wt％以下、Si0.5wt％以下、
Cu0.5wt％以下、Cr0.3wt％以下とすることが望
ましく、他の元素も不純物程度であれば許容され
る。 本発明に係る成形性に優れた包装用アルミニウ
ム合金板の製造方法は特に制限はないが、微細析
出物の抑制のためには均質化熱処理は500℃以上
の温度で２時間以上が好ましく、また、熱間圧延
条件は終了板厚（Hot Coil）1.8mm以上、300℃程
度の温度とするのがよく、さらに、中間焼鈍は熱
間圧延後必要に応じて冷間圧延後再結晶させる条
件、例えば、350℃×２時間以上、CALの場合到
達温度500℃程度の条件で行なうのがよく、なお、
製品は耐圧強度の関係で少なくとも30％以上の仕
上冷間圧延を施す必要がある。 ［実施例］ 本発明に係る成形性に優れた包装用アルミニウ
ム合金板の実施例を説明する。 実施例 第１表に示す含有成分および成分割合のアルミ
ニウム合金の小型鋳塊（50t×200w×1451）を造
塊し、面削、均熱処理（540℃×６時間）および
熱間圧延により６mmｔ（終了温度300℃）とした。 その後冷間圧延により１mmｔとし、中間焼鈍
（360℃×２時間）および仕上げ冷間圧延により
0.4mm厚の板を製作した。 第２表に元板における機械的性質と金属組織を
示す。
【表】
【表】
第２表に示す材料を、しごき加工、ベーキング
（200℃×20分）後のバルジ加工および耐圧試験を
実施した。 その結果を第３表に示す。 しごき加工性としては限界しごき率56％以上、
缶表面の焼付きのないことが望まれる。 また、缶壁のバルジ性は５mmｈ以上、耐圧強度
は6.5Kg／cm2以上が必要である。
（200℃×20分）後のバルジ加工および耐圧試験を
実施した。 その結果を第３表に示す。 しごき加工性としては限界しごき率56％以上、
缶表面の焼付きのないことが望まれる。 また、缶壁のバルジ性は５mmｈ以上、耐圧強度
は6.5Kg／cm2以上が必要である。
【表】
率。
※2)・・エリクセン試験(A法)。
第２表および第３表から、本発明に係る成形性
に優れた包装用アルミニウム合金板は、金属間化
合物の面積率１〜３％、最大長さ25μｍ以下、
0.25mm当りの個数が1000個以下であり、さらに、
結晶粒幅は45μｍ以下になつており、かつ、しご
き加工性、バルジ性および耐圧強度において充分
に満足できるものであるが、比較材は何れかが不
充分で満足できないことがわかる。 なお、しごき加工後の熱処理を200℃×20分と
したが、実際には安定性の関係から230〜250℃と
少し高温度とする必要があるが、従来より20℃以
上も熱処理温度の低下が可能であり、優れたバル
ジ性と共に炉の寿命を向上させることができるも
のである。 ［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係る成形性の優
れた包装用アルミニウム合金板は上記の構成を有
しているから、しごき加工性およびバルジ加工性
に優れており、機械的性質にも優れ、耐圧強度が
要求される缶材料として極めて優れているもので
ある。
※2)・・エリクセン試験(A法)。
第２表および第３表から、本発明に係る成形性
に優れた包装用アルミニウム合金板は、金属間化
合物の面積率１〜３％、最大長さ25μｍ以下、
0.25mm当りの個数が1000個以下であり、さらに、
結晶粒幅は45μｍ以下になつており、かつ、しご
き加工性、バルジ性および耐圧強度において充分
に満足できるものであるが、比較材は何れかが不
充分で満足できないことがわかる。 なお、しごき加工後の熱処理を200℃×20分と
したが、実際には安定性の関係から230〜250℃と
少し高温度とする必要があるが、従来より20℃以
上も熱処理温度の低下が可能であり、優れたバル
ジ性と共に炉の寿命を向上させることができるも
のである。 ［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係る成形性の優
れた包装用アルミニウム合金板は上記の構成を有
しているから、しごき加工性およびバルジ加工性
に優れており、機械的性質にも優れ、耐圧強度が
要求される缶材料として極めて優れているもので
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Mn0.5〜0.8wt％、Mg0.5〜2.0wt％ を含有し、残部Alおよび不純物からなるアルミ
ニウム合金であり、中間焼鈍後の平均結晶粒幅が
45μｍ以下、造塊時に生成する金属間化合物の面
積率が１〜３％、この金属間化合物の最大長さが
25μｍ以下、かつ、0.25mm2当りの金属間化合物の
数が1000個以下であることを特徴とする成形性に
優れた包装用アルミニウム合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10326685A JPS61264149A (ja) | 1985-05-15 | 1985-05-15 | 成形性に優れた包装用アルミニウム合金板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10326685A JPS61264149A (ja) | 1985-05-15 | 1985-05-15 | 成形性に優れた包装用アルミニウム合金板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61264149A JPS61264149A (ja) | 1986-11-22 |
| JPS6330387B2 true JPS6330387B2 (ja) | 1988-06-17 |
Family
ID=14349625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10326685A Granted JPS61264149A (ja) | 1985-05-15 | 1985-05-15 | 成形性に優れた包装用アルミニウム合金板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61264149A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0826428B2 (ja) * | 1987-08-21 | 1996-03-13 | 古河電気工業株式会社 | 成形用アルミニウム合金板材 |
| JPS6487740A (en) * | 1987-09-28 | 1989-03-31 | Sky Aluminium | Aluminum alloy rolled plate for container, ingot for rolled plate and manufacture of rolled plate |
| JP5568031B2 (ja) * | 2010-03-02 | 2014-08-06 | 株式会社神戸製鋼所 | ボトル缶用アルミニウム合金冷延板 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5273112A (en) * | 1975-12-16 | 1977-06-18 | Sumitomo Light Metal Ind | Hard aluminium alloy plate for deep drawing and method of making thereof |
| JPS58224142A (ja) * | 1982-06-22 | 1983-12-26 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 成形性のすぐれたアルミニウム合金板およびその製造方法 |
| JPS59157249A (ja) * | 1983-02-25 | 1984-09-06 | Kobe Steel Ltd | 成形加工用アルミニウム合金板条及びその製造方法 |
| JPS6070158A (ja) * | 1983-09-26 | 1985-04-20 | Kobe Steel Ltd | 包装用高成形性硬質アルミニウム合金板 |
-
1985
- 1985-05-15 JP JP10326685A patent/JPS61264149A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61264149A (ja) | 1986-11-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |