JP2000144291A - Aluminum alloy sheet for can end excellent in blow-up resistance - Google Patents

Aluminum alloy sheet for can end excellent in blow-up resistance

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JP2000144291A
JP2000144291A JP32734398A JP32734398A JP2000144291A JP 2000144291 A JP2000144291 A JP 2000144291A JP 32734398 A JP32734398 A JP 32734398A JP 32734398 A JP32734398 A JP 32734398A JP 2000144291 A JP2000144291 A JP 2000144291A
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Japan
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aluminum alloy
blow
aluminum
alloy
resistance
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JP32734398A
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Yasunori Nagayoshi
康典 永吉
Hiroshi Saito
洋 齊藤
Koichi Ohori
紘一 大堀
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MA Aluminum Corp
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Mitsubishi Aluminum Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an aluminum alloy sheet which has the strength close to that of a conventional can end formed of 5182 alloy, is excellent in blow-up resistance, high in strength, and excellent in recyclability. SOLUTION: This aluminum alloy sheet has a composition consisting of, by weight, 0.6-1.2% Mn, 1.5-3.5% Mg, 0.2-0.5% Si, 0.1-0.5% Cu, 0.1-0.3% Fe, 0.001-0.2% Ti, and the balance Al with inevitable impurities, and the area ratio of intermetallic compounds whose mean grain size is >=1 μm in their metallic structure is <=3%.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、飲料缶の缶蓋(エ
ンド)用のアルミニウム合金板に関するものであって、
強度、耐食性、成形性などの各種特性を具備すると同時
に、特に内圧によってエンドがバックリングと称される
反転状態となった場合であっても、エンドに亀裂が生じ
ることがなく、エンドから内容物が吹き出すおそれのな
い、即ち、耐ブローアップ性に優れた飲料等の缶エンド
用アルミニウム合金板の改良技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aluminum alloy plate for a can lid (end) of a beverage can,
While having various properties such as strength, corrosion resistance, moldability, etc., even if the end is in an inverted state called buckling due to internal pressure, there is no crack at the end, and the contents from the end The present invention relates to an improvement technique of an aluminum alloy plate for a can end of a beverage or the like which has no fear of blowing out, that is, excellent in blow-up resistance.

【0002】[0002]

【従来の技術】缶入り飲料などの需要増大に伴い、最近
ではその容器として好適なアルミニウム基合金製のいわ
ゆるDI(Deep drawing & Ironing)缶が大量に生産さ
れるようになっている。このアルミニウム基合金製DI
缶の本体の一般的な製造方法としては、アルミニウム基
合金板を多段に深絞り加工し、さらにしごき加工を行っ
て缶本体を成形し、塗装焼付け後に、比較的高価な蓋部
材の材料の使用量を削減するために縮径するネック加工
を行う。ここで使用するアルミニウム基合金板には製缶
後の十分な強度と多段深絞りやしごきに耐える成形性が
共に要求される。
2. Description of the Related Art With an increase in demand for canned beverages and the like, recently, so-called DI (Deep drawing & Ironing) cans made of an aluminum-based alloy suitable for the containers have been mass-produced. This DI made of aluminum base alloy
As a general method of manufacturing a can body, an aluminum-based alloy plate is deep-drawn in multiple stages, then ironed to form a can body, and after baking paint, use of a relatively expensive lid member material Perform neck processing to reduce the diameter to reduce the amount. The aluminum-based alloy sheet used here is required to have both sufficient strength after can making and formability to withstand multi-stage deep drawing and ironing.

【0003】また、飲料用アルミニウム缶は、ボディ
(缶胴)とエンド(缶蓋)の2ピースから構成されてお
り、ボディ用材料としては、深絞りが可能なAl-Mn
系の、例えば、米国アルミニウム協会標準(A.A)3
004合金(Si:0.3%以下、Fe:0.7%以下、
Cu:0.25%以下、Mn:1.0〜1.5%、Mg:
0.8〜1.3%、Zn:0.25%以下、残部Al)等
が広く用いられている。この合金から深絞り用アルミニ
ウム合金板を製造するには、先ずこの合金の鋳塊を熱間
圧延し、次に冷間圧延して適度な板厚の板材とし、この
冷間圧延後の板材に中間焼鈍を施し、さらに要求される
強度に応じて冷間圧延による硬化処理が行われる。
[0003] An aluminum can for beverages is composed of two pieces, a body (can body) and an end (can lid).
System, for example, American Aluminum Association Standard (AA) 3
004 alloy (Si: 0.3% or less, Fe: 0.7% or less,
Cu: 0.25% or less, Mn: 1.0 to 1.5%, Mg:
0.8-1.3%, Zn: 0.25% or less, balance Al) is widely used. In order to manufacture an aluminum alloy sheet for deep drawing from this alloy, first, an ingot of this alloy is hot-rolled, and then cold-rolled to a sheet having an appropriate thickness. Intermediate annealing is performed, and a hardening process by cold rolling is performed according to the required strength.

【0004】一方、缶エンド用材料として、内圧の高い
用途では高強度のAl-Mg系の5182合金(Si:
0.2%以下、Fe:0.35%以下、Cu:0.15%
以下、Mn:0.2〜0.5%、Mg:4.0〜5.0%、
Zn:0.25%以下、Ti:0.1%以下、残部Al)
が主として使用されている。
On the other hand, as a material for a can end, a high strength Al-Mg based 5182 alloy (Si:
0.2% or less, Fe: 0.35% or less, Cu: 0.15%
Hereinafter, Mn: 0.2 to 0.5%, Mg: 4.0 to 5.0%,
Zn: 0.25% or less, Ti: 0.1% or less, balance Al)
Are mainly used.

【0005】ところで、近年、食品容器等のリサイクル
に対する社会的要求が益々高まってきており、使用済み
飲料缶を回収し、再利用する割合、即ち、リサイクル率
も年々高まってきている。しかし一般には、上記のよう
にボディ材とエンド材とが異なる成分系のアルミニウム
合金からなるので、使用済みの缶を再溶解し、これから
ボディ材またはエンド材を製造するには、大幅な添加成
分調整を行う必要があり、リサイクルコストの増大を招
いていた。このため、ボディ材とエンド材を同一成分系
の合金とする、いわゆるユニアロイ化の試みがなされて
いる。
[0005] In recent years, social demands for recycling of food containers and the like have been increasing more and more, and the rate of collecting and reusing used beverage cans, that is, the recycling rate has been increasing year by year. However, in general, the body material and the end material are made of different component aluminum alloys as described above. Adjustments have to be made, which has led to an increase in recycling costs. For this reason, an attempt has been made to make a so-called unialloy in which the body material and the end material are made of the same component alloy.

【0006】しかしながら、缶ボディ用の3004合金
は、缶エンド用の5182合金に比べて強度が低いの
で、5182合金製の缶エンドと同等の耐圧強度とする
ためには、3004合金の板材の厚さを厚くする必要が
生じ、3004合金の圧延性が優れることを考慮して
も、合金使用量が増大するために、缶エンドのリサイク
ル時の製造コストは必ずしも低下しないという問題があ
る。また、5182合金のエンド材では、成形後に時間
が経つと時効軟化により耐圧強度が低下し、必要とされ
る値を下回るおそれがあった。即ち、5182合金はそ
の強度向上のためにMgが添加された組成系のものであ
るが、アルミニウム缶においては10万個に1個の欠陥
があっても好ましくないとの要求がなされているので、
Mgが入ったこの種の硬度の高いアルミニウム合金は、
再利用することが難しいと考えられている。
However, the strength of the 3004 alloy for the can body is lower than that of the 5182 alloy for the can end. In view of the need to increase the thickness, and considering the excellent rollability of the 3004 alloy, there is a problem that the manufacturing cost at the time of recycling the end of the can is not necessarily reduced because the amount of the alloy used is increased. Further, in the case of the end material of the 5182 alloy, with the passage of time after molding, the pressure resistance decreases due to aging softening, and may be lower than a required value. That is, although the 5182 alloy is a composition system to which Mg is added for the purpose of improving the strength, it has been demanded that it is not preferable to have one defect per 100,000 in an aluminum can. ,
This kind of high hardness aluminum alloy containing Mg,
It is considered difficult to reuse.

【0007】そこで本発明者らは、リサイクル性に優
れ、5182合金に比べて強度的に経時変化の少ない、
Al-Mn系合金をエンド材として用いることを目的
に、強度向上法について種々の検討を行った。
Therefore, the present inventors have found that the recyclability is excellent, and the strength of the alloy does not change with time as compared with the 5182 alloy.
For the purpose of using an Al-Mn alloy as an end material, various studies were made on a method for improving strength.

【0008】まず、Al-Mn系合金の強度を高める方
法として、Mg、Mn、Si、Cuなどの添加元素量を
高める方法、最終冷間圧延率を高める方法は周知の方法
である。 また、中間焼鈍を高温で行い、Mg、Si、
CuをAl素地中に容体化する方法も広く行われてい
る。この方法によると、冷間圧延時の加工硬化性が増加
するだけでなく、時効硬化性が付与され、圧延板やその
成形品に焼付け塗装を施す際に、焼鈍軟化を抑制した
り、析出硬化を生じさせることが可能である。更に、容
体化処理を施した圧延板を冷間圧延する際に、途中で時
効処理を施し、引き続き冷間圧延する際の加工硬化性を
著しく増加させる方法が検討されている。
First, as a method of increasing the strength of an Al—Mn alloy, a method of increasing the amount of additional elements such as Mg, Mn, Si, and Cu, and a method of increasing the final cold rolling reduction are known methods. In addition, intermediate annealing is performed at a high temperature, and Mg, Si,
A method of encapsulating Cu in an Al base is also widely used. According to this method, not only the work hardenability at the time of cold rolling is increased, but also the age hardenability is imparted, and when baking is applied to a rolled plate or a molded product thereof, it suppresses annealing softening or precipitation hardening. Can be caused. Further, a method of cold-rolling a rolled sheet that has been subjected to a volume treatment, performing an aging treatment on the way, and significantly increasing the work hardenability during subsequent cold rolling has been studied.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら本発明者
らの研究により、これらの方法で強化したAl-Mn系
合金を用いて缶エンドを製造すると、Al-Mg系合金
と比較し、ブローアップを生じやすいという問題点が明
らかになった。また、現在、飲料缶用のエンドにはエン
ドの中央部に切り起こし用のタブを設けたイージーオー
プン・エンドタイプが広く用いられている。そして、こ
のイージー・オープン・エンドタイプには、飲み口形成
用タブの切り起こし操作を容易にするために、エンドの
切り起こし部分(飲み口を構成する開口部に相当する部
分)に沿ってエンド材の厚さの2/3程度の深さの切り
込みをプレス加工で形成するスコア加工と称される加工
が施されている。このように缶エンドにはタブによる開
口部の開放の際の優れた開口性が要求される一方で、缶
内圧によって開口部が容易に開口しないように、開口部
の高い耐圧性も要求される。
However, according to the study of the present inventors, when a can end is manufactured using an Al-Mn-based alloy reinforced by these methods, blow-up can be performed in comparison with an Al-Mg-based alloy. The problem of easy occurrence became clear. At the present time, an easy open end type in which a tab for cutting and raising is provided at the center of the end of the beverage can is widely used. The easy open end type has an end along a cut-and-raised portion of the end (a portion corresponding to the opening constituting the spout) in order to facilitate the cut-and-raise operation of the spout-forming tab. A process called a score process in which a notch having a depth of about 2/3 of the thickness of the material is formed by a press process is performed. As described above, the can end is required to have an excellent opening property when the opening is opened by the tab, but is also required to have a high pressure resistance of the opening so that the opening is not easily opened by the internal pressure of the can. .

【0010】アルミニウム缶の製造においては3004
合金製のアルミニウム合金板からなるコップ状のボディ
に飲料を充填後、ボディの開口部に5182合金製のエ
ンドを被せてエンド周縁部をボディに巻き締め固定して
構成されている。この状態を図1に示すが、ボディ1の
開口部にエンド2が被着され、エンド2の周縁部がボデ
ィ1の開口部に巻き締めされて接合されている。また、
アルミニウム缶のエンド2の周縁部にはカウンターシン
クと称される凹部2aをアルミニウム缶の内側に形成す
るための周溝2bが形成されている。
In the manufacture of aluminum cans 3004
After a beverage is filled in a cup-shaped body made of an aluminum alloy plate made of an alloy, an end made of a 5182 alloy is placed over an opening of the body, and the end periphery is fixedly wound around the body. This state is shown in FIG. 1, in which the end 2 is attached to the opening of the body 1, and the peripheral edge of the end 2 is wound and joined to the opening of the body 1. Also,
A peripheral groove 2b for forming a concave portion 2a called a countersink inside the aluminum can is formed in a peripheral portion of the end 2 of the aluminum can.

【0011】この構成のアルミニウム缶に内圧を作用さ
せ、内圧を上昇させると、通常、図2に示すようにカウ
ンターシンク部分より内側のエンド2の一部分2dがア
ルミニウム缶の外側に突き出すバックリングと称される
座屈現象を生じるので、この座屈圧力を耐圧強度として
いる。しかしながら、前述の方法で強化したAl-Mn
系合金を用いたエンド2にあっては、エンド2の形状な
どに不具合がある場合、スコア加工されて切り込みが形
成されて開口部になる部分が、前述のようなエンド2の
座屈を発生する前に破損したり、座屈時のエンド2の変
形に伴って開口部に亀裂を生じるおそれがある。 開口
部に亀裂を生じたり破損するようであると、飲料缶の場
合に飲料が噴出して周囲に飛散し、二次的な損害が生じ
るおそれがある。例えば、夏場の直射日光で高温となっ
た自動車内にアルミニウム缶が放置された場合、熱膨張
により缶の内圧が上昇し、缶エンドの開口部が破損ない
しは亀裂を生じると飲料が吹き出すおそれがある。
When an internal pressure is applied to the aluminum can of this structure to increase the internal pressure, a portion 2d of the end 2 inside the countersink portion is usually referred to as a buckling which protrudes outside the aluminum can as shown in FIG. This buckling pressure is used as the pressure resistance strength. However, Al-Mn reinforced by the method described above
In the case of the end 2 using a base alloy, if there is a defect in the shape of the end 2 or the like, the portion that is scored and cut to form an opening causes the buckling of the end 2 as described above. There is a possibility that the opening may be broken before the end is formed, or a crack may be generated in the opening due to the deformation of the end 2 at the time of buckling. If the opening seems to crack or break, in the case of a beverage can, the beverage may squirt and scatter around, causing secondary damage. For example, when an aluminum can is left in a car that has become hot due to direct sunlight in summer, the internal pressure of the can increases due to thermal expansion, and if the opening at the end of the can is damaged or cracked, the beverage may be blown out. .

【0012】このような背景からアルミニウム缶にあっ
ては、(破損圧力)>(座屈圧力)の関係、即ち、圧力
の上昇に伴い、先に座屈し、更なる圧力上昇で破損に至
ることが必要であるが、前述の方法で強化したAl-M
n系合金を用いた缶エンドにあっては、前述の如くエン
ドの形状などに不具合がある場合、(破損圧力)≦(座
屈圧力)の関係となることがあり、座屈する前に破損に
至る場合を生じるおそれがあった。即ち、図2に示すバ
ックリングに至る前に内圧によりエンド2が図3に示す
ように外部側に膨出するが、この際に缶エンド2の開口
部の破損ないしは亀裂を生じてしまうことがあった。
[0012] From such a background, in the aluminum can, the relation of (breaking pressure)> (buckling pressure), that is, buckling occurs first with an increase in pressure, and breakage occurs with further increase in pressure. Al-M reinforced by the method described above
In the case of a can end using an n-based alloy, if there is a defect in the shape of the end as described above, a relationship of (breaking pressure) ≦ (buckling pressure) may be obtained, and the breakage may occur before buckling. In some cases. That is, before reaching the buckling shown in FIG. 2, the end 2 swells to the outside as shown in FIG. 3 due to the internal pressure. At this time, the opening of the can end 2 may be damaged or cracked. there were.

【0013】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであって、その目的は、従来の5182合金の缶
エンドに近い強度を有するとともに、耐ブローアップ性
に優れ、高強度であり、更にリサイクル性にも優れたA
l-Mn系の耐ブローアップ性に優れる缶エンド用アル
ミニウム合金板の提供を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has an object to have strength close to that of a conventional 5182 alloy can end, excellent blow-up resistance, and high strength. A with excellent recyclability
An object of the present invention is to provide an aluminum alloy plate for a can end having excellent blow-up resistance of l-Mn.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述のよ
うな観点から、耐ブローアップ性に優れた飲料缶エンド
用Al-Mn系合金を開発すべく研究を行った結果、従
来のAl-Mn合金エンド材には、Al-Fe-Mn系の
粗大な金属間化合物が存在し、これを起点にスコア加工
時に微細クラックを生じやすく、この場合に高い内圧が
作用すると、ブローアップが生じやすいことを知見し
た。また、更なる研究の結果、この系のアルミニウム合
金においてFe量を低減し、平均粒径1μm以上のAl
-Fe-Mn系金属間化合物の面積率を3%以下にするこ
とにより、ブローアップを抑制できることが判明した。
更に、Mg、Cu量を適切な範囲に制御し、塗装または
樹脂フィルムを積層した状態の耐力を270MPa以上
とすることにより、十分な耐圧強度を得ることができる
という研究結果を得た。
SUMMARY OF THE INVENTION The present inventors have conducted research from the above viewpoints to develop Al-Mn alloys for beverage can ends having excellent blow-up resistance. Al-Mn alloy end materials include Al-Fe-Mn coarse intermetallic compounds, which tend to cause fine cracks at the time of scoring from the starting point. In this case, when a high internal pressure acts, blow-up occurs. It was found that it was easy to occur. Further, as a result of further research, it was found that the amount of Fe was reduced in the aluminum alloy of this system, and that the Al alloy having an average particle size of 1 μm or more was used.
It has been found that the blow-up can be suppressed by setting the area ratio of the -Fe-Mn intermetallic compound to 3% or less.
Furthermore, a research result was obtained that a sufficient pressure resistance can be obtained by controlling the amounts of Mg and Cu in an appropriate range and setting the yield strength in a state where the coating or the resin film is laminated to 270 MPa or more.

【0015】そこで上記課題を解決するために本発明
は、Mn:0.6〜1.2%(重量%、以下同じ)、M
g:1.5〜3.5%、Si:0.2〜0.5%、Cu:
0.1〜0.5%、Fe:0.1〜0.3%、Ti:0.0
01〜0.2%を含有し、残部Alと不可避不純物の組
成を有するアルミニウム合金板であって、その金属組織
において平均粒径1μm以上の金属間化合物の面積率が
3%以下であることを特徴とする。
Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a method for producing Mn: 0.6 to 1.2% (% by weight, the same applies hereinafter);
g: 1.5-3.5%, Si: 0.2-0.5%, Cu:
0.1 to 0.5%, Fe: 0.1 to 0.3%, Ti: 0.0
An aluminum alloy sheet containing 0.01 to 0.2% and having a balance of Al and unavoidable impurities, wherein an area ratio of an intermetallic compound having an average grain size of 1 μm or more in the metal structure is 3% or less. Features.

【0016】更に本発明は、先に記載のアルミニウム合
金板に焼付塗装を施すか、または熱可塑性樹脂フィルム
を積層したアルミニウム合金板であって、その耐力が2
70〜330MPaの範囲であることを特徴とする。
Further, the present invention relates to an aluminum alloy plate obtained by subjecting the above-mentioned aluminum alloy plate to baking coating or laminating a thermoplastic resin film, and having a proof stress of 2 or more.
It is in the range of 70 to 330 MPa.

【0017】以下に本発明における合金組成および組織
を前述の通りに限定した理由を説明する。 「Mn」:Mnは、強度を高める効果を有するが、その
含有量が1.2%(重量%、以下同じ)を超えるとA
l、Fe、Siなどと粗大な金属間化合物を形成して靱
性を低下させ、スコア加工時に前記金属間化合物を起点
とする微細クラックを生じやすくし、ブローアップを生
じやすくする。一方においてMnは0.6%未満の含有
量では所望の強度向上効果が得られず、またリサイクル
性が低下する。
The reasons for limiting the alloy composition and structure in the present invention as described above will be described below. "Mn": Mn has an effect of increasing strength, but when its content exceeds 1.2% (% by weight, the same applies hereinafter), A
A coarse intermetallic compound is formed with l, Fe, Si, etc. to reduce the toughness, to facilitate the occurrence of fine cracks starting from the intermetallic compound during score processing, and to facilitate the blow-up. On the other hand, if the content of Mn is less than 0.6%, the desired effect of improving strength cannot be obtained, and the recyclability decreases.

【0018】「Mg」:Mgは素地に固溶して強度を高
める効果を有するが、その含有量が3.5%を超えると
圧延性が著しく低下する上に、合金の融点が低下するた
め、均質化温度や容体化処理を行う中間焼鈍温度を高く
できなくなる。このため、Mn、Mg、Siなどの容体
化が困難となり、かつ、これらの元素の粗大な金属間化
合物の量が増大するため、耐ブローアップ性が低下す
る。一方、Mg含有量が1.5%未満では所望の強度向
上効果が得られない。
"Mg": Mg has the effect of increasing the strength by forming a solid solution in the base material, but if its content exceeds 3.5%, the rollability is remarkably reduced and the melting point of the alloy is lowered. In addition, it is impossible to increase the homogenizing temperature or the intermediate annealing temperature for performing the soaking treatment. For this reason, it becomes difficult to encapsulate Mn, Mg, Si and the like, and the amount of coarse intermetallic compounds of these elements increases, so that the blow-up resistance decreases. On the other hand, if the Mg content is less than 1.5%, the desired strength improving effect cannot be obtained.

【0019】「Si」:Siは微細なMg2Si化合物
として析出して強度を向上させる作用を奏する。しか
し、その含有量が0.5%を超えると完全に容体化する
ことができず、Al-Fe-Mn-Si系、Mg2Siなど
の粗大な金属間化合物を形成するようになるため、上限
は0.5%とした。一方、0.2%未満では、所望の強度
向上効果が得られない。
"Si": Si acts as a fine Mg 2 Si compound to improve the strength. However, if the content exceeds 0.5%, it cannot be completely encapsulated, and a coarse intermetallic compound such as an Al—Fe—Mn—Si system or Mg 2 Si is formed. The upper limit is set to 0.5%. On the other hand, if it is less than 0.2%, a desired strength improving effect cannot be obtained.

【0020】「Fe」:FeはAl、Mn、Siなどと
粗大な金属間化合物を形成し易く、靱性を低下させ、ス
コア加工時に微細クラックを生じ易くし、ブローアップ
を生じ易くする。従って、含有量は少ない方が好ましい
が、0.1%未満では地金純度が高くなり、コストアッ
プにつながる。即ち、Feは通常のアルミニウム地金に
不純物として微量含まれているので、不純物としてのF
e量を0.1%より少なくしたアルミニウム地金は高価
になり、この高価な地金を用いることになるのでコスト
アップにつながる。また、Fe量を0.3%以下に低減
することにより、平均結晶粒径1μm以上のAl-Fe-
Mn系金属間化合物の面積率を3%以下にすることがで
きる。Fe量が0.3%を越える量であると、平均結晶
粒径1μm以上のAl-Fe-Mn系金属間化合物の面積
率が3%を越えるようになる。
"Fe": Fe easily forms a coarse intermetallic compound with Al, Mn, Si, etc., lowers toughness, easily causes fine cracks during score processing, and easily causes blow-up. Therefore, it is preferable that the content is small, but if it is less than 0.1%, the purity of the metal becomes high, leading to an increase in cost. That is, since a small amount of Fe is contained as an impurity in ordinary aluminum ingot, F
The aluminum ingot whose e amount is less than 0.1% is expensive, and this expensive ingot is used, which leads to an increase in cost. Also, by reducing the Fe content to 0.3% or less, the Al-Fe-
The area ratio of the Mn-based intermetallic compound can be reduced to 3% or less. If the Fe content exceeds 0.3%, the area ratio of the Al-Fe-Mn intermetallic compound having an average crystal grain size of 1 µm or more exceeds 3%.

【0021】「Ti」:Tiは鋳造組織を微細化するた
めに添加するものであるが、0.001%未満ではその
効果がなく、0.2%を越えると粗大な晶出物が増え、
成形性と耐ブローアップ性が低下する。
"Ti": Ti is added for refining the cast structure. However, if it is less than 0.001%, its effect is not obtained, and if it exceeds 0.2%, coarse crystals increase.
Moldability and blow-up resistance are reduced.

【0022】次に、最終的に得られた板材において、平
均粒径1μm以上の金属間化合物を面積率で3%以下と
したのは、金属間化合物が面積率で3%を越えると、金
属間化合物を起点にスコア加工時に微細クラックが生じ
易く、高い内圧が作用した場合にブローアップが起こる
ようになるおそれがあるからである。なお、ここでの金
属間化合物としては、Al-Fe-Mn系のものおよびM
2Si化合物を例示することができる。また、先に記
載のアルミニウム合金板に焼付塗装を施すか、または熱
可塑性樹脂フィルムを積層したアルミニウム合金板の耐
力が270〜330MPaの範囲が好ましいとしたの
は、270MPa未満では耐圧強度が不足し、330M
Paを越えるとブローアップが起こり易くなるからであ
る。
Next, the reason why the intermetallic compound having an average particle size of 1 μm or more was made 3% or less in the area ratio in the finally obtained plate material is that if the intermetallic compound exceeds 3% in area ratio, the This is because fine cracks are likely to occur during score processing starting from the inter-compound, and blow-up may occur when a high internal pressure is applied. Here, as the intermetallic compound, Al-Fe-Mn compounds and M
g 2 Si compounds can be exemplified. Further, the baking coating is performed on the aluminum alloy plate described above, or the proof stress of the aluminum alloy plate on which the thermoplastic resin film is laminated is preferably in the range of 270 to 330 MPa. , 330M
If the pressure exceeds Pa, blow-up tends to occur.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳し
く説明する。本発明に係る缶エンド用アルミニウム合金
板は、Mn:0.6〜1.2%(重量%、以下同じ)、M
g:1.5〜3.5%、Si:0.2〜0.5%、Cu:
0.1〜0.5%、Fe:0.1〜0.3%、Ti:0.0
01〜0.2%を含有し、残部Alと不可避不純物の組
成を有するアルミニウム合金板であって、その金属組織
において平均粒径1μm以上の金属間化合物の面積率が
3%以下であることを特徴とする。更に前記アルミニウ
ム合金板に焼付塗装を施すか、または熱可塑性樹脂フィ
ルムを積層したアルミニウム合金板であって、その耐力
が270〜330MPaの範囲であることが好ましい。
Embodiments of the present invention will be described below in detail. The aluminum alloy sheet for a can end according to the present invention has an Mn of 0.6 to 1.2% (% by weight, the same applies hereinafter),
g: 1.5-3.5%, Si: 0.2-0.5%, Cu:
0.1 to 0.5%, Fe: 0.1 to 0.3%, Ti: 0.0
An aluminum alloy sheet containing 0.01 to 0.2% and having a balance of Al and unavoidable impurities, wherein an area ratio of an intermetallic compound having an average grain size of 1 μm or more in the metal structure is 3% or less. Features. Further, the aluminum alloy plate is an aluminum alloy plate obtained by baking or laminating a thermoplastic resin film, and its proof strength is preferably in a range of 270 to 330 MPa.

【0024】以上のようなアルミニウム合金板を製造す
るには、例えば、前記組成の合金溶湯から半連続鋳造で
製造された鋳塊に、均質化処理を施し、熱間圧延処理
後、更に冷間圧延加工を施して所定の中間焼鈍板厚とす
る。前記の均質化処理は、粗大な金属間化合物の体積率
を低下させるため、545℃の以上で融点以下の高温で
施すことが好ましい。均質化処理後に熱間圧延および冷
間圧延されたアルミニウム合金板を10〜200℃/S
の加熱速度で480℃以上の温度であって、融点から5
℃程度低い温度まで加熱し、この温度範囲に0〜30秒
保持(0秒保持とは目的の温度に到達した時点に直ちに
冷却開始すること。)後、100℃以下の温度まで10
〜200℃/Sの冷却速度で冷却する。
In order to produce the aluminum alloy sheet as described above, for example, an ingot produced by semi-continuous casting from a molten alloy having the above-mentioned composition is subjected to a homogenization treatment, and after hot rolling, is further subjected to a cold treatment. Rolling is performed to obtain a predetermined intermediate annealed plate thickness. The homogenization treatment is preferably performed at a high temperature of 545 ° C. or higher and the melting point or lower in order to reduce the volume ratio of the coarse intermetallic compound. After the homogenization treatment, the hot-rolled and cold-rolled aluminum alloy sheet is subjected to 10 to 200 ° C./S
A temperature of 480 ° C. or higher at a heating rate of
After heating to a temperature lower by about 10 ° C. and holding in this temperature range for 0 to 30 seconds (holding for 0 seconds means immediately starting cooling when the target temperature is reached), and then cooling to a temperature of 100 ° C. or less.
Cool at a cooling rate of ~ 200 ° C / S.

【0025】この工程において、熱間圧延および冷間圧
延されたアルミニウム合金板を10〜200℃/Sの加
熱速度で急速加熱し、再結晶させることで、微細で、か
つ等方的な再結晶集合組織が得られる。更に前記工程に
おいて、480℃以上の温度であって、融点から5℃程
度低い温度まで加熱し、この温度範囲に0〜30秒保持
後、100℃以下の温度まで10〜200℃/Sの冷却
速度で冷却することでMg、Cu、Siを十分に容体化
することができる。この場合に容体化が不十分である
と、十分な強度が得られない。
In this step, the aluminum alloy sheet which has been hot-rolled and cold-rolled is rapidly heated at a heating rate of 10 to 200 ° C./S and recrystallized, whereby fine and isotropic recrystallization is performed. A texture is obtained. Further, in the above step, the mixture is heated to a temperature of 480 ° C. or higher and lower than the melting point by about 5 ° C., kept in this temperature range for 0 to 30 seconds, and then cooled to a temperature of 100 ° C. or lower at 10 to 200 ° C./S. By cooling at a speed, Mg, Cu, and Si can be sufficiently encapsulated. In this case, if the embedding is insufficient, sufficient strength cannot be obtained.

【0026】先の工程において100℃以下の温度まで
アルミニウム合金板を冷却したならば、40〜75%の
最終冷間圧延を施し、最終板厚として本発明のアルミニ
ウム合金板を得る。ここでの最終冷間圧延率が40%未
満であると、十分な強度のアルミニウム合金板が得られ
ない。最終板厚の冷間圧延板は、続いて常法によりクロ
メート処理などの表面処理を施した後、焼付塗装する
か、あるいは熱可塑性樹脂のフィルムと積層される。焼
付塗装工程では200〜300℃で2分以下、または、
フィルムの積層過程では200〜280℃の間に3〜6
0秒加熱処理することにより、高い強度が得られる。
When the aluminum alloy sheet is cooled to a temperature of 100 ° C. or less in the previous step, final cold rolling of 40 to 75% is performed to obtain the aluminum alloy sheet of the present invention as the final sheet thickness. If the final cold rolling reduction is less than 40%, an aluminum alloy plate having sufficient strength cannot be obtained. The cold-rolled sheet having the final thickness is subsequently subjected to a surface treatment such as a chromate treatment by an ordinary method, and then baked or laminated with a thermoplastic resin film. In the baking coating process at 200-300 ° C for 2 minutes or less, or
In the process of laminating the film, 3 to 6 between 200 and 280 ° C.
High strength can be obtained by performing the heat treatment for 0 seconds.

【0027】以上の製造方法により得られたアルミニウ
ム合金板にあっては、MnとMgとSiとCuとFeと
Tiを適正な含有量としたアルミニウム合金板であり、
特に飲料缶用とした場合に問題となる内圧上昇に起因す
るブローアップを防止することができる。即ち、前記添
加元素の中でも、FeとMnはAlとともにAl-Fe-
Mn系の1μm以上の粗大な金属間化合物を生成するの
で、この粗大な金属間化合物が面積率で3%を越える程
存在すると、缶エンド材とした場合に、飲料缶の飲み口
を構成するためにスコア加工で切り込みを入れた場合
に、前記金属間化合物を起点として微細クラックを生成
するおそれがあるが、Feの添加量とMnの添加量を適
正な範囲とすることで、粗大な金属間化合物の面積率を
少なくすることができ、スコア加工時の微細クラック生
成を抑制することができる。よって、本発明に係るアル
ミニウム合金板を用いて飲料缶のエンドを構成した場合
に、飲料缶を夏場の高温の自動車内に放置して内圧を上
昇させた場合など、何らかの原因で飲料缶の内部圧力が
異常に上昇しても、微細クラックを起点としてブローア
ップを生じて内容物を吹き出させてしまうおそれはな
い。
The aluminum alloy plate obtained by the above manufacturing method is an aluminum alloy plate having an appropriate content of Mn, Mg, Si, Cu, Fe, and Ti;
In particular, it is possible to prevent blow-up due to an increase in internal pressure, which is a problem when used for beverage cans. That is, among the additive elements, Fe and Mn are Al-Fe- together with Al.
Since a coarse Mn-based intermetallic compound of 1 μm or more is generated, if the coarse intermetallic compound is present in an area ratio exceeding 3%, it constitutes a drinking can mouth when a can end material is used. Therefore, when a cut is made by scoring, fine cracks may be generated starting from the intermetallic compound. However, by setting the added amount of Fe and the added amount of Mn to an appropriate range, coarse metal The area ratio of the inter-compound can be reduced, and the generation of fine cracks at the time of score processing can be suppressed. Therefore, when the end of the beverage can is configured using the aluminum alloy plate according to the present invention, the internal pressure of the beverage can is increased for some reason, such as when the beverage can is left in a high-temperature automobile in summer to increase the internal pressure. Even if the pressure rises abnormally, there is no possibility that blow-up will occur from the fine cracks and the contents will be blown out.

【0028】また、本発明に係る組成を有するアルミニ
ウム合金板であるならば、従来のエンド用材料として用
いられてきた5182合金と同等の強度を有するととも
に、前述の如く耐ブローアップ性に優れ、更に、Mgを
4〜5%程度含有し、Mn含有量の少ない5182合金
に比べてMg量を少なくし、Mn含有量を多くしたAl
-Mn系の組成を維持しながら、Al-Mn系のリサイク
ル性に優れた点を有する特徴がある。
If the aluminum alloy sheet has the composition according to the present invention, it has the same strength as the 5182 alloy which has been used as a conventional end material, and has excellent blow-up resistance as described above. Further, Al containing about 4 to 5% of Mg and having a lower Mg content and a higher Mn content than the 5182 alloy having a low Mn content.
While maintaining the composition of the -Mn system, there is a feature that the recyclability of the Al-Mn system is excellent.

【0029】[0029]

【実施例】以下の表1に示す各組成のアルミニウム合金
をDC鋳造にて鋳塊とした。この鋳塊を面削後、565
℃で8時間の均質化処理を行った。次にこの鋳塊を熱間
圧延して厚さ7mmの板材を得た。更に以下の表2に示
す中間焼鈍厚さまで冷間圧延加工し、520℃で20秒
間の中間焼鈍し、その後に100℃になるまで10℃/
Sで冷却し、厚さ0.31mmになるまで最終冷間圧延
加工を施した。最後に、厚さ12μmのポリエチレンテ
レフタレート(PET)の樹脂フィルムをラミネート
し、260℃で20Sの加熱処理を行い、樹脂フィルム
の接着を強固にした。
EXAMPLES Aluminum alloys having the respective compositions shown in Table 1 below were cast into ingots by DC casting. After facing the ingot, 565
A homogenization treatment was performed at 8 ° C. for 8 hours. Next, the ingot was hot-rolled to obtain a plate having a thickness of 7 mm. Further, cold rolling is performed to the intermediate annealing thickness shown in Table 2 below, intermediate annealing is performed at 520 ° C. for 20 seconds, and then 10 ° C./100° C.
After cooling in S, a final cold rolling was performed until the thickness became 0.31 mm. Finally, a resin film of polyethylene terephthalate (PET) having a thickness of 12 μm was laminated, and heat treatment was performed at 260 ° C. for 20 S to strengthen the adhesion of the resin film.

【0030】 「表1」 試料No. Si Fe Cu Mn Mg Zn Ti 1 0.28 0.18 0.43 1.02 2.84 0.10 0.03 2 0.28 0.17 0.43 0.70 2.79 0.09 0.02 3 0.27 0.17 0.42 1.01 2.85 0.09 0.02 4 0.29 0.28 0.42 0.99 2.82 0.09 0.02 5 0.28 0.40* 0.43 1.03 2.86 0.10 0.02 6 0.27 0.40* 0.42 0.69 2.76 0.09 0.02 7 0.28 0.32* 0.43 0.69 2.86 0.10 0.02 8 0.28 0.28 0.43 0.50* 2.86 0.10 0.02 9 0.27 0.28 0.42 1.40* 2.79 0.09 0.02[Table 1] Sample No. Si Fe Cu Mn Mg Zn Ti 1 0.28 0.18 0.43 1.02 2.84 0.10 0.03 2 0.28 0.17 0.43 0.70 2.79 0.09 0.02 3 0.27 0.17 0.42 1.01 2.85 0.09 0.02 4 0.29 0.28 0.42 0.99 2.82 0.09 0.025 0.28 0.40 * 0.43 1.03 2.86 0.10 0.02 6 0.27 0.40 * 0.42 0.69 2.76 0.09 0.02 7 0.28 0.32 * 0.43 0.69 2.86 0.10 0.02 8 0.28 0.28 0.43 0.50 * 2.86 0.10 0.02 9 0.27 0.28 0.42 1.40 * 2.79 0.09 0.02

【0031】 「表2」 試料No. 中間焼鈍 最終圧 引張強さ 耐力 伸び 面積率 A% B% 板厚(mm) 延率(%) (MPa) (MPa) (%) (%) 1 0.77 60 385 321 8.3 2.0 100 0 2 0.77 60 364 299 8.6 1.4 100 0 3 0.56 45 357 280 8.5 1.5 100 0 4 0.77 60 388 325 8.5 2.8 100 0 5 0.62 50 367 293 7.8 5.2 60 40 6 0.77 60 357 286 7.5 4.1 80 20 7 0.77 60 355 283 8.5 3.2 80 20 8 0.77 60 337 265 8.6 2.2 100 0 9 0.77 60 412 346 7.9 5.0 40 60[Table 2] Sample No. Intermediate annealing Final pressure Tensile strength Yield strength Elongation area ratio A% B% Plate thickness (mm) Elongation (%) (MPa) (MPa) (%) (%) 1 0.77 60 385 321 8.3 2.0 100 0 2 0.77 60 364 299 8.6 1.4 100 0 3 0.56 45 357 280 8.5 1.5 100 0 4 0.77 60 388 325 8.5 2.8 100 0 5 0.62 50 367 293 7.8 5.2 60 40 6 0.77 60 357 286 7.5 4.1 80 20 7 0.77 60 355 283 8.5 3.2 80 20 8 0.77 60 337 265 8.6 2.2 100 0 9 0.77 60 412 346 7.9 5.0 40 60

【0032】表2においてA%、B%はいずれも耐圧試
験時の形態の割合を示し、Aはブローアップせずにバッ
クリングした試料の割合を示し、Bはブローアップした
試料の割合を示す。この耐圧試験においては、アルミニ
ウム合金板を直径60mmの缶エンドに成形し、缶エン
ドにはスコア加工で開口部となる切り込み部を形成し、
この缶エンドを底付きの缶ボディに巻き締めし、巻き締
め後にボディの底を切り取り、底抜きの缶を加圧装置に
セットし、ボディの内部に加圧装置で内圧を付加してゆ
き、巻き締めした缶エンドがバックリングしたのか、ブ
ローアップしたのかを確認した。表2において面積率と
は、晶出物(Al-Fe-Mn系の金属間化合物)の面積
率を言い、これは圧延方向に平行な断面を研磨し、画像
解析により測定した結果を示す。
In Table 2, A% and B% each indicate the ratio of the form during the pressure resistance test, A indicates the ratio of the sample that was buckled without blowing up, and B indicates the ratio of the sample that was blown up. . In this pressure resistance test, an aluminum alloy plate was formed into a can end having a diameter of 60 mm, and a cut portion serving as an opening was formed in the can end by score processing.
This can end is wound around a can body with a bottom, the bottom of the body is cut off after tightening, the bottomed can is set in a pressurizing device, and internal pressure is applied inside the body with a pressurizing device, It was checked whether the wrapped can end buckled or blown up. In Table 2, the term "area ratio" refers to the area ratio of a crystallized substance (Al-Fe-Mn-based intermetallic compound), and shows a result obtained by polishing a cross section parallel to the rolling direction and measuring by image analysis.

【0033】表2に示す結果から明らかなように、本発
明組成のNo.1、2、3、4の試料は、270〜33
0MPaの範囲の耐力を示し、晶出物の面積率が小さ
く、晶出物も少ないことが判明した。更に、No.1、
2、3、4の試料は、内圧の上昇に伴い、ブローアップ
することなくバックリングしたのに対し、その他の試料
は一部バックリングする前にブローアップを生じるもの
があった。
As is clear from the results shown in Table 2, the samples Nos. 1, 2, 3, and 4 of the composition of the present invention were 270 to 33.
It was found that the proof stress was in the range of 0 MPa, the area ratio of the crystallized substance was small, and the crystallized substance was small. In addition, No. 1,
Samples Nos. 2, 3, and 4 buckled without blow-up due to an increase in internal pressure, whereas some other samples caused blow-up before buckling.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように本発明のアルミニウ
ム合金板は、MnとMgとSiとCuとFeとTiを適
正な含有量としたアルミニウム合金板であり、前記添加
元素の中でもAl-Fe-Mn系の粗大な金属間化合物を
生成するFe量とMn量を適正な含有量としたものであ
るので、粗大な金属間化合物の面積率を3%以下とする
ことができる。このような粗大な金属間化合物が面積率
で3%を越える程存在すると、缶エンド材とした場合、
飲料缶の飲み口を構成するためにスコア加工で切り込み
を入れた際に、前記金属間化合物を起点として微細クラ
ックを生成させるおそれがあるが、Feの添加量とMn
の添加量を適正な範囲とすることで、粗大な金属間化合
物の面積率を少なくすることができ、スコア加工時の微
細クラック生成を抑制することができる。よって、本発
明に係るアルミニウム合金板を用いて飲料缶のエンドを
構成した場合、飲料缶を夏場の高温の自動車内に放置し
て内圧を異常に上昇させた場合など、何らかの原因で飲
料缶の内部圧力が異常に上昇しても、微細クラックを起
点としてブローアップを生じて内容物を吹き出させてし
まうおそれはない。
As described above, the aluminum alloy plate of the present invention is an aluminum alloy plate having an appropriate content of Mn, Mg, Si, Cu, Fe, and Ti. Since the Fe content and the Mn content for forming the -Mn-based coarse intermetallic compound are set to appropriate contents, the area ratio of the coarse intermetallic compound can be 3% or less. When such a coarse intermetallic compound is present in an area ratio exceeding 3%, when the can end material is used,
When a cut is made by scoring to form a drinking can mouth, there is a risk that fine cracks will be generated starting from the intermetallic compound, but the amount of Fe added and Mn
By setting the amount of addition in an appropriate range, the area ratio of the coarse intermetallic compound can be reduced, and the generation of fine cracks during score processing can be suppressed. Therefore, when the end of the beverage can is constituted by using the aluminum alloy plate according to the present invention, when the internal pressure is abnormally increased by leaving the beverage can in a high-temperature automobile in summer, for example, the beverage can is caused by any cause. Even if the internal pressure rises abnormally, there is no possibility that blow-up will occur from the fine cracks and the contents will be blown out.

【0035】また、本発明に係る組成を有するアルミニ
ウム合金板であるならば、従来のエンド用材料として用
いられてきた5182合金と同等の強度を有するととも
に、前述の如く耐ブローアップ性に優れる。更に、Mg
を4〜5%程度含有し、Mn含有量の少ない5182合
金に比べ、本発明のアルミニウム合金板は、Mg量を5
182合金よりも少なくし、Mn含有量を5182合金
よりも多くしたAl-Mn系の組成系であり、リサイク
ル性にも優れた特徴を有する効果がある。
The aluminum alloy sheet having the composition according to the present invention has the same strength as the 5182 alloy used as a conventional end material, and also has excellent blow-up resistance as described above. Furthermore, Mg
Aluminum alloy plate of the present invention has a Mg content of 5 to 5% compared with a 5182 alloy having a low Mn content.
This is an Al-Mn-based composition system having a smaller Mn content than the 182 alloy and a larger Mn content than the 5182 alloy, and has an effect of being excellent in recyclability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 一般的なアルミニウム缶のボディとエンドの
接合部の一例を示す断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a joint between a body and an end of a general aluminum can.

【図2】 一般的なアルミニウム缶においてエンド材の
変形によりバックリングを起こした状態を示す断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which buckling is caused by deformation of an end material in a general aluminum can.

【図3】 一般的なアルミニウム缶においてエンド材が
膨出した状態を示す断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which an end material swells in a general aluminum can.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・(缶)ボディ、2・・・(缶)エンド、2a・・・カウ
ンターシンク、2b・・・周溝、2d・・・一部分。
1 ... (can) body, 2 ... (can) end, 2a ... counter sink, 2b ... circumferential groove, 2d ... part.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大堀 紘一 静岡県裾野市平松85番地 三菱アルミニウ ム株式会社技術開発センター内 Fターム(参考) 4F100 AB02B AB02H AB09B AB09H AB10B AB11B AB11H AB12B AB12H AB14B AB14H AB17B AB17H AB31B AK01A AK42B BA02 CC00B GB16 GB23 JB16A JK01B JK20B YY00B ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Koichi Ohori 85-Hiramatsu, Susono-shi, Shizuoka Pref. AK01A AK42B BA02 CC00B GB16 GB23 JB16A JK01B JK20B YY00B

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Mn:0.6〜1.2%(重量%、以下同
じ)、Mg:1.5〜3.5%、Si:0.2〜0.5%、
Cu:0.1〜0.5%、Fe:0.1〜0.3%、Ti:
0.001〜0.2%を含有し、残部Alと不可避不純物
の組成を有するアルミニウム合金板であって、 その金属組織において平均粒径1μm以上の金属間化合
物の面積率が3%以下であることを特徴とする耐ブロー
アップ性に優れた缶エンド用アルミニウム合金板。
1. Mn: 0.6 to 1.2% (% by weight, the same applies hereinafter), Mg: 1.5 to 3.5%, Si: 0.2 to 0.5%,
Cu: 0.1 to 0.5%, Fe: 0.1 to 0.3%, Ti:
An aluminum alloy sheet containing 0.001 to 0.2% and having a balance of Al and unavoidable impurities, wherein an area ratio of an intermetallic compound having an average particle diameter of 1 μm or more in the metal structure is 3% or less. An aluminum alloy plate for a can end having excellent blow-up resistance.
【請求項2】 請求項1に記載のアルミニウム合金板に
焼付塗装を施すか、または熱可塑性樹脂フィルムを積層
したアルミニウム合金板であって、その耐力が270〜
330MPaの範囲であることを特徴とする耐ブローア
ップ性に優れた缶エンド用アルミニウム合金板。
2. An aluminum alloy plate obtained by subjecting the aluminum alloy plate according to claim 1 to baking coating or laminating a thermoplastic resin film, the proof stress of which is 270-270.
An aluminum alloy plate for a can end having excellent blow-up resistance, which is in a range of 330 MPa.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6802197B2 (en) 2002-01-09 2004-10-12 Barrera Maria Eugenia Process for manufacturing a high strength container, particularly an aerosol container, and the container obtained through such process

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