JP2571166B2 - Di缶用表面処理鋼板の製造方法 - Google Patents
Di缶用表面処理鋼板の製造方法Info
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- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
- C21D8/04—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips to produce plates or strips for deep-drawing
- C21D8/0478—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips to produce plates or strips for deep-drawing involving a particular surface treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/34—Pretreatment of metallic surfaces to be electroplated
- C25D5/36—Pretreatment of metallic surfaces to be electroplated of iron or steel
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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- Coating With Molten Metal (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ぶりきDI缶(Dra
w & Ironed can)用表面処理鋼板の製造
方法に関し、詳しくは、鋼成分、製造工程を定めること
により、成形性、耐食性に優れるとともに、特に経済性
に優れたDI缶用表面処理鋼板の製造方法に関するもの
である。
w & Ironed can)用表面処理鋼板の製造
方法に関し、詳しくは、鋼成分、製造工程を定めること
により、成形性、耐食性に優れるとともに、特に経済性
に優れたDI缶用表面処理鋼板の製造方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】炭酸飲料、ビール等の内圧飲料缶容器と
して、アルミおよびぶりきDI缶が、競合しつつ広く利
用されている。ぶりきDI缶は、板厚0.25〜0.3
5mmの箱型焼鈍あるいは連続焼鈍ぶりき(HR30T
硬度:49〜64)を、絞り加工、しごき加工後、缶端
部がトリミングされ、その後、蓋を巻締めるためのフラ
ンジ加工(つばだし加工)され、製造される。なお、通
常、フランジ加工に先立ち、缶端部口径を小さくする加
工、すなわちネックイン加工がおこなわれる。それゆ
え、DI缶用表面処理鋼板としては、絞り加工性、しご
き加工性、ネックイン加工性、フランジ加工性、かつ耐
食性に優れ、同時に経済的であることが重要とされる。
して、アルミおよびぶりきDI缶が、競合しつつ広く利
用されている。ぶりきDI缶は、板厚0.25〜0.3
5mmの箱型焼鈍あるいは連続焼鈍ぶりき(HR30T
硬度:49〜64)を、絞り加工、しごき加工後、缶端
部がトリミングされ、その後、蓋を巻締めるためのフラ
ンジ加工(つばだし加工)され、製造される。なお、通
常、フランジ加工に先立ち、缶端部口径を小さくする加
工、すなわちネックイン加工がおこなわれる。それゆ
え、DI缶用表面処理鋼板としては、絞り加工性、しご
き加工性、ネックイン加工性、フランジ加工性、かつ耐
食性に優れ、同時に経済的であることが重要とされる。
【0003】ここで、DI缶をより経済的なものとする
方法の一つとして、板厚の薄肉化が挙げられるが、その
場合、缶底の耐圧の点から、材料は高強度なものとする
ことが必要となる。ここで、材料を高強度にすると、絞
り、しごき加工性とりわけフランジ加工性が問題とな
る。材料の高強度化を果たすと同時にフランジ加工性を
改善するものとして、特開昭51−88415がある。
特開昭51−88415は、鋼成分であるC量、S量あ
るいはAl/C比を、それぞれ0.02%以下、0.0
1%以下、3.5以上と限定すること等により、圧下率
80%以上の冷延組織を有する高強度鋼板としつつフラ
ンジ成形性、すなわちフランジ加工における割れ発生率
を数%レベルに改善している。ここでフランジ加工にお
いて割れが発生するのは、フランジ加工が、缶端部の口
径を拡げる加工であるためであり缶端部の材料の延性が
乏しいことによる。
方法の一つとして、板厚の薄肉化が挙げられるが、その
場合、缶底の耐圧の点から、材料は高強度なものとする
ことが必要となる。ここで、材料を高強度にすると、絞
り、しごき加工性とりわけフランジ加工性が問題とな
る。材料の高強度化を果たすと同時にフランジ加工性を
改善するものとして、特開昭51−88415がある。
特開昭51−88415は、鋼成分であるC量、S量あ
るいはAl/C比を、それぞれ0.02%以下、0.0
1%以下、3.5以上と限定すること等により、圧下率
80%以上の冷延組織を有する高強度鋼板としつつフラ
ンジ成形性、すなわちフランジ加工における割れ発生率
を数%レベルに改善している。ここでフランジ加工にお
いて割れが発生するのは、フランジ加工が、缶端部の口
径を拡げる加工であるためであり缶端部の材料の延性が
乏しいことによる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明も、DI缶を経
済的なものとするため、表面処理鋼板を高強度化する点
において、特開昭51−88415と同じであるが、本
発明においては、フランジ加工性を、さらに重視かつ問
題視する。すなわち、特開昭51−88415が優れる
とするフランジ割れ発生率数%は、本発明の目標である
現状の箱型焼鈍材連続焼鈍材のフランジ割れ発生率約1
0ppmに対比し、はるかに高く許容しうるものではな
く、また特開昭51−88415のフランジ割れ評価法
と推察されかつ一般に実施されている口径の拡大を伴う
フランジ加工(図2)においては、特開昭51−884
15の示すごとくフランジ割れ改善は、発生率を数%程
度にするのが限界であろうと推察する。
済的なものとするため、表面処理鋼板を高強度化する点
において、特開昭51−88415と同じであるが、本
発明においては、フランジ加工性を、さらに重視かつ問
題視する。すなわち、特開昭51−88415が優れる
とするフランジ割れ発生率数%は、本発明の目標である
現状の箱型焼鈍材連続焼鈍材のフランジ割れ発生率約1
0ppmに対比し、はるかに高く許容しうるものではな
く、また特開昭51−88415のフランジ割れ評価法
と推察されかつ一般に実施されている口径の拡大を伴う
フランジ加工(図2)においては、特開昭51−884
15の示すごとくフランジ割れ改善は、発生率を数%程
度にするのが限界であろうと推察する。
【0005】それゆえ、また別の種々の課題を内包する
加工方法ではあるが、缶端部より缶高さ方向で内なる部
位を、半径方向内側に絞り込むことにより、缶端部口径
を拡大することなくフランジを形成しうる口絞り方式ネ
ック・フランジ加工(図1)が、高強度鋼板をDI缶に
適用するに最適な方法であると考え、本方法を前提とし
研究を進めた。すなわち、口絞り方式ネック・フランジ
加工に適すると同時に耐食性、その他の成形性の点でも
優れた表面処理鋼板を導くべく検討を重ねた。
加工方法ではあるが、缶端部より缶高さ方向で内なる部
位を、半径方向内側に絞り込むことにより、缶端部口径
を拡大することなくフランジを形成しうる口絞り方式ネ
ック・フランジ加工(図1)が、高強度鋼板をDI缶に
適用するに最適な方法であると考え、本方法を前提とし
研究を進めた。すなわち、口絞り方式ネック・フランジ
加工に適すると同時に耐食性、その他の成形性の点でも
優れた表面処理鋼板を導くべく検討を重ねた。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、DI缶をより
経済的なものとしうる高強度DI缶用表面処理鋼板を導
くことを目的とする。ここで、高強度とする手段として
は、現在実施されている焼鈍工程を省略することを前提
とした。すなわち高強度化によるコスト低減のみなら
ず、焼鈍コストの削減をも図るものである。そして、こ
のような高強度鋼板をDI缶に適用するに際し、缶端部
口径の拡がりを伴う加工法(図2)によりフランジ加工
を行えば、フランジ割れは避けられないものと考え、フ
ランジ形成法を前記口絞り方式ネック・フランジ加工
(図1)に限定して検討を行った。この口絞りネック・
フランジ加工法は、径を縮小させる加工であるが、板厚
の減少を伴う張り出し加工であり、フランジ割れは起こ
り難いものの、加工により肌あれが生じやすく、その結
果、塗膜割れが生じやすい。また口絞り加工缶壁割れ
(缶端より少し内側の缶径縮小部に発生する缶壁金属割
れ)、フランジしわ等も生じ易いという問題点を有す
る。本発明は、多くの研究を重ねた結果、焼鈍工程を省
略することによる高強度、および口絞りネック・フラン
ジ加工に必要な特性を具備すると同時に、耐食性、その
他の成形性の点で優れた高強度DI缶用表面処理鋼板の
製造方法を導きえたものである。以下にその限定理由に
ついてのべる。
経済的なものとしうる高強度DI缶用表面処理鋼板を導
くことを目的とする。ここで、高強度とする手段として
は、現在実施されている焼鈍工程を省略することを前提
とした。すなわち高強度化によるコスト低減のみなら
ず、焼鈍コストの削減をも図るものである。そして、こ
のような高強度鋼板をDI缶に適用するに際し、缶端部
口径の拡がりを伴う加工法(図2)によりフランジ加工
を行えば、フランジ割れは避けられないものと考え、フ
ランジ形成法を前記口絞り方式ネック・フランジ加工
(図1)に限定して検討を行った。この口絞りネック・
フランジ加工法は、径を縮小させる加工であるが、板厚
の減少を伴う張り出し加工であり、フランジ割れは起こ
り難いものの、加工により肌あれが生じやすく、その結
果、塗膜割れが生じやすい。また口絞り加工缶壁割れ
(缶端より少し内側の缶径縮小部に発生する缶壁金属割
れ)、フランジしわ等も生じ易いという問題点を有す
る。本発明は、多くの研究を重ねた結果、焼鈍工程を省
略することによる高強度、および口絞りネック・フラン
ジ加工に必要な特性を具備すると同時に、耐食性、その
他の成形性の点で優れた高強度DI缶用表面処理鋼板の
製造方法を導きえたものである。以下にその限定理由に
ついてのべる。
【0007】Cは、多くなると鋼を硬質化し、しごき加
工性を悪化させる。一方、少なくなるとしごきエネルギ
ーを少なく、しごき性を改善するものの、口絞り方式ネ
ック・フランジ加工の面からは好ましくなく、肌あれに
よる塗膜割れ、缶壁自体の加工割れ(口絞り割れ)を生
じ易い。これらの理由によりC量の上限、下限を定め
た。Siも多いと鋼を硬質化し、かつ口絞り加工割れを
もたらし易いためその上限を0.03%とした。Mnも
鋼を硬質化させる元素であり、少ないことを好ましいと
するが、Sによる熱間脆性を防止するため、S量との関
係で添加し、Mn/S重量比をできうる限り小さく、7
〜14、望ましくは7〜10のMn量とする。ここで、
Sは、DI缶に充填される飲料として比重の高いリン酸
系飲料に対し、鋼の耐食性を改善することから0.01
%以上添加する。Sの上限は、耐食性改善に対する効果
の飽和、およびS量に応じて、鋼を硬質化させるMn添
加量も増加する必要があることより0.03%を上限と
した。Alは、脱酸のために最低0.02%以上添加
し、多すぎると表面疵が発生しやすく、またコストアッ
プとなるため0.10%を上限とする。N、Pも鋼を極
めて硬質化するため、それぞれ0.006%以下、0.
03%以下とする。冷間圧延後の硬さの上限はDI缶の
缶底のしわとの関連で定める。しわは、底成形時に缶底
に放射状に発生するが、外観上商品価値を損ない好まし
くない。缶底のしわ発生は、硬度と板厚の影響が大き
く、硬度を高くすれば、しわ抑制の点から板厚を厚くす
る必要があり、高強度化の目的である薄肉化が果たされ
なくなる。この点から上限を定め、また下限は、それ以
下の硬度であると、十分な薄肉化が果たされないため、
硬さ(HR30T)の下限を73とした、板厚は、硬度
との関係で発生するしわ、および経済性を考慮し、上、
下限を定めた。次にめっき量の限定理由について説明す
る。缶外面となる面の錫めっき量については、1.0g
/m2以下になると、しごき加工時、疵が発生しやすく
なり、連続的なしごき加工が困難となる。また缶内面側
となる面の錫めっき量下限は、耐食性、耐錆性、ストリ
ッピング性(ポンチからの缶の取り外し性)を考慮して
0.1g/m2とした。めっき量の上限は内、外面とも
経済性を考慮して定めた。
工性を悪化させる。一方、少なくなるとしごきエネルギ
ーを少なく、しごき性を改善するものの、口絞り方式ネ
ック・フランジ加工の面からは好ましくなく、肌あれに
よる塗膜割れ、缶壁自体の加工割れ(口絞り割れ)を生
じ易い。これらの理由によりC量の上限、下限を定め
た。Siも多いと鋼を硬質化し、かつ口絞り加工割れを
もたらし易いためその上限を0.03%とした。Mnも
鋼を硬質化させる元素であり、少ないことを好ましいと
するが、Sによる熱間脆性を防止するため、S量との関
係で添加し、Mn/S重量比をできうる限り小さく、7
〜14、望ましくは7〜10のMn量とする。ここで、
Sは、DI缶に充填される飲料として比重の高いリン酸
系飲料に対し、鋼の耐食性を改善することから0.01
%以上添加する。Sの上限は、耐食性改善に対する効果
の飽和、およびS量に応じて、鋼を硬質化させるMn添
加量も増加する必要があることより0.03%を上限と
した。Alは、脱酸のために最低0.02%以上添加
し、多すぎると表面疵が発生しやすく、またコストアッ
プとなるため0.10%を上限とする。N、Pも鋼を極
めて硬質化するため、それぞれ0.006%以下、0.
03%以下とする。冷間圧延後の硬さの上限はDI缶の
缶底のしわとの関連で定める。しわは、底成形時に缶底
に放射状に発生するが、外観上商品価値を損ない好まし
くない。缶底のしわ発生は、硬度と板厚の影響が大き
く、硬度を高くすれば、しわ抑制の点から板厚を厚くす
る必要があり、高強度化の目的である薄肉化が果たされ
なくなる。この点から上限を定め、また下限は、それ以
下の硬度であると、十分な薄肉化が果たされないため、
硬さ(HR30T)の下限を73とした、板厚は、硬度
との関係で発生するしわ、および経済性を考慮し、上、
下限を定めた。次にめっき量の限定理由について説明す
る。缶外面となる面の錫めっき量については、1.0g
/m2以下になると、しごき加工時、疵が発生しやすく
なり、連続的なしごき加工が困難となる。また缶内面側
となる面の錫めっき量下限は、耐食性、耐錆性、ストリ
ッピング性(ポンチからの缶の取り外し性)を考慮して
0.1g/m2とした。めっき量の上限は内、外面とも
経済性を考慮して定めた。
【0008】また、熱間圧延後の巻取り温度を600°
C以上を望ましいとするのは、巻取り後の自己焼鈍によ
る熱延板の軟質化、固溶Nの低減などにより、DI加工
時の加工エネルギーの低減、および口絞り方式ネック・
フランジ加工性を改善するためである。一方、巻取り温
度を750°C以上とすると、生成するスケールが、以
後の酸洗で除去し難いものとなる。以上の理由により、
巻取り温度の上、下限を定めた。また熱延板を冷間圧延
する圧延率の望ましい範囲を、60〜90%とする。本
願は、前記のごとく最終板厚を、0.18〜0.28m
mとするが、この板厚を圧延率60%以下で製造する場
合、熱延板の板厚を、0.5mm程度以下とする必要が
ある。現状の熱延板製造技術では、板厚を0.5mm程
度としたとき、種々の特性の均質性に問題がある。熱延
板の均質性から、冷間圧延率の下限を60%とした。ま
た上限は、絞り、しごき加工性、口絞り方式ネック・フ
ランジ加工性を考慮してさだめた。
C以上を望ましいとするのは、巻取り後の自己焼鈍によ
る熱延板の軟質化、固溶Nの低減などにより、DI加工
時の加工エネルギーの低減、および口絞り方式ネック・
フランジ加工性を改善するためである。一方、巻取り温
度を750°C以上とすると、生成するスケールが、以
後の酸洗で除去し難いものとなる。以上の理由により、
巻取り温度の上、下限を定めた。また熱延板を冷間圧延
する圧延率の望ましい範囲を、60〜90%とする。本
願は、前記のごとく最終板厚を、0.18〜0.28m
mとするが、この板厚を圧延率60%以下で製造する場
合、熱延板の板厚を、0.5mm程度以下とする必要が
ある。現状の熱延板製造技術では、板厚を0.5mm程
度としたとき、種々の特性の均質性に問題がある。熱延
板の均質性から、冷間圧延率の下限を60%とした。ま
た上限は、絞り、しごき加工性、口絞り方式ネック・フ
ランジ加工性を考慮してさだめた。
【0009】
【実施例】以下に、実施例について説明する。表1に示
す鋼を転炉で溶製し、連続鋳造により作成した厚み22
0mmの鋼片を熱間圧延し熱延板とした。その後、表2
に示す圧延率で冷間圧延し、ついで清拭、電気すずめっ
き(内外面とも2.8g/m2)を行った。その後、絞
り、しごき加工により211サイズ(直径65mm)の
しごき缶とし、スプレー塗装後、口絞り方式ネック・フ
ランジ加工によりフランジ形成を行った。評価は絞りし
ごき加工性(限界絞り比、しごきエネルギー)しごき加
工工程で行う缶底成形時のしわ、ネック・フランジ加工
時の塗膜割れ、口絞り加工割れ、耐食性について行っ
た。耐食性の評価は、りん酸系飲料(コーラ)を腐食液
として行った。本発明の実施例を比較材と対比して表2
に示す。表2の結果から明らかなように、本発明で製造
された表面処理鋼板は、高強度であり、かつ絞り、しご
き加工性、缶底しわ、口絞り方式ネック・フランジ加工
性、耐食性の点で優れていることが分かる。
す鋼を転炉で溶製し、連続鋳造により作成した厚み22
0mmの鋼片を熱間圧延し熱延板とした。その後、表2
に示す圧延率で冷間圧延し、ついで清拭、電気すずめっ
き(内外面とも2.8g/m2)を行った。その後、絞
り、しごき加工により211サイズ(直径65mm)の
しごき缶とし、スプレー塗装後、口絞り方式ネック・フ
ランジ加工によりフランジ形成を行った。評価は絞りし
ごき加工性(限界絞り比、しごきエネルギー)しごき加
工工程で行う缶底成形時のしわ、ネック・フランジ加工
時の塗膜割れ、口絞り加工割れ、耐食性について行っ
た。耐食性の評価は、りん酸系飲料(コーラ)を腐食液
として行った。本発明の実施例を比較材と対比して表2
に示す。表2の結果から明らかなように、本発明で製造
された表面処理鋼板は、高強度であり、かつ絞り、しご
き加工性、缶底しわ、口絞り方式ネック・フランジ加工
性、耐食性の点で優れていることが分かる。
【0010】
【表1】
【0011】
【表2】
【0012】
【発明の効果】以上説明したように、鋼成分、製造プロ
セス、製造条件を定めることにより、しごき加工後のフ
ランジ形成法は限定されるものの、極めて経済的なDI
缶を提供することができる。
セス、製造条件を定めることにより、しごき加工後のフ
ランジ形成法は限定されるものの、極めて経済的なDI
缶を提供することができる。
【図1】口絞り方式ネック・フランジ加工の模式図であ
る。実線が加工前、破線が加工後を示す。
る。実線が加工前、破線が加工後を示す。
【図2】口径の拡がりを伴うフランジ形成法の模式図で
ある。実線が加工前、破線が加工後を示す。
ある。実線が加工前、破線が加工後を示す。
1 缶側壁 2 缶端部 3 缶中心部 4 缶底
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C22C 38/06 C22C 38/06 C25D 5/26 C25D 5/26 B
Claims (2)
- 【請求項1】 重量比にてC:0.005%〜0.04
%、Si:0.03%以下、Mn:0.1〜0.4%、
S:0.01〜0.03%、Al:0.02〜0.10
%、N:0.006%以下、P:0.03%以下で、残
部が、鉄および不可避的不純物からなる熱延鋼板を、熱
間圧延に続く冷間圧延により硬さ(HR30T)を、7
3〜83、板厚を0.18mm〜0.28mmとし、そ
の後、缶外面となる面、缶内面となる面それぞれにおい
て、1.0〜11.0g/m2、0.1〜11.0gm
2の錫めっきをすることを特徴とするDI缶用表面処理
鋼板の製造方法。 - 【請求項2】 熱間圧延後の巻取り温度が、600〜7
50°Cであり、その後に続く冷間圧延の圧延率が、6
0〜90%であることを特徴とする請求項1のDI缶用
表面処理鋼板の製造方法。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3276042A JP2571166B2 (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | Di缶用表面処理鋼板の製造方法 |
US07/823,494 US5265319A (en) | 1991-07-29 | 1992-01-21 | Drawn and ironed can made of a high strength steel sheet |
GB9201405A GB2263705B (en) | 1991-07-29 | 1992-01-23 | Method for manufacturing a high strength drawn and ironed can |
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