JP5432642B2 - 缶エンド用アルミニウム合金板及びその製造方法。 - Google Patents
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Description
飲料缶のうち、ビール缶、炭酸を含む清涼飲料缶等のような陽圧缶には、その高い缶内圧に耐えられる程度の十分な強度が要求されている。そのため、缶エンド用のアルミニウム合金板には、A5182合金が用いられていた。
従来、缶エンド用アルミニウム合金板は、例えばアルミニウム合金の鋳塊を均質化熱処理した後、熱間圧延、中間焼鈍、及び冷間圧延の各工程を行って製造されていた。缶エンドは、金型によってアルミニウム合金板から例えば真円形状等のブランクを打ち抜き、絞り比の小さい絞り成形に相当する方法で製造される。
缶エンド用アルミニウム合金板の強度を調整する方法としては、例えば合金元素を添加する方法の他、冷間圧延率を高くして加工硬化させる方法等がある。
缶エンド用アルミニウム合金板の製造においては、冷間圧延工程の途中に中間焼鈍を行う手法が主流であるが、この場合には中間焼鈍工程前の冷間圧延工程及び中間焼鈍工程において、冷間加工と再結晶の過程を経るため、Cube方位への集積が弱まる。さらに、中間焼鈍工程後の冷間圧延工程においては冷間圧延集合組織が発達する。そのため、冷間圧延工程途中に中間焼鈍工程を行って製造した缶エンド用アルミニウム合金板(以下、適宜「中間焼鈍材」という)を絞り成形して缶エンドを作製すると、圧延方向に対して45°、135°、225°、及び315°の角度をなす方向に耳が生じる。
すなわち、中間焼鈍材の絞り成形カップは、45°、135°、225°、315°−4山(以下、対象性を考慮し、単に「45°−4山」という)となる。
すなわち、中間焼鈍省略材の絞り成形カップは、0°−45°−135°−180°−225°−315°−6山(以下、対象性を考慮し、単に「0°−45°−6山」という)となる。
飲料メーカーでは内容物を充填後に缶ボディと缶エンドを巻締めるが、密封性を高めるために巻締め部の形状を周方向で均一にする必要がある。そのため、製缶メーカーのブランク金型は真円形状ではなく、材料の異方性をキャンセルするように設計されており、缶エンドの外周部には耳が発生しないようになっている。
具体的には、「45°−4山」の中間焼鈍材を打ち抜く金型は、打ち抜いたブランクの半径が真円ブランクと比べて、45°、135°、225°、315°方向の半径が小さく、0°、90°、180°、270°方向の半径が大きくなる形状に設計されており、この金型で製蓋すると、缶エンドの外周に耳が生じ難くなる。
具体的には、特許文献1には、深絞り耳の小さいアルミニウム合金板及びその製造方法が記載されている。そこには、熱間圧延の終了温度を290℃以上と高くし、引き続き50%以上の冷間圧延を加えることによって、全体として深絞り耳の小さい硬質板となることが記載されている。
特許文献3には、強度の異方性のないアルミニウム合金板の製造方法に関する技術が示され、特許文献4には、缶蓋用アルミニウム硬質板とその製造方法に関する技術が示されている。
また、特許文献2に示されているように、バックリング亀裂の発生を抑制するためにMn量を少なくすると、やはり熱間圧延板のCube方位が発達しすぎ、製品板の0°−180°耳が高くなりすぎてしまう。
また、特許文献5、特許文献6、及び特許文献7に示されている技術は、製品板の成形性や製蓋後の開口性に関するものであり、やはり製品板の絞りカップ耳形状を制御する課題に関しては、根本的な解決とならない。具体的には、いずれの技術も特にFe、Mnの成分範囲が広すぎ、または冷間圧延率が低いため、絞りカップ形状を厳密に制御できない。
Si:0.04〜0.30%(質量%、以下同様)、Fe:0.12〜0.40%、Cu、Cr、Zn:いずれも0.14%以下、Ti:0.10%以下、Mn:0.25〜0.50%、Mg:4.1〜5.0%を含有し、残部が不可避的不純物とアルミニウムからなり、[Mg]≧−1.96×[Mn]+5.0([Mg]及び[Mn]はそれぞれMg含有量(%)及びMn含有量(%))という関係を満足する組成を有し、
板厚が0.215〜0.25mmであり、
0°−180°耳率(A)が5.0〜7.0%であり、45°耳率(B)が6.0〜9.0%であり、
上記(A)と上記(B)との関係が、15.6≦1.33×(A)+(B)≦16.6であり、
圧延方向に対して0°、45°、90°の角度をなす方向に引張試験をしたときの引張強さがいずれの方向についても350MPa以上であることを特徴とする缶エンド用アルミニウム合金板にある(請求項1)。
(ただし、耳率は、上記缶エンド用アルミニウム合金板を直径55mmで切り抜いて試験用のブランクを作製し、該ブランクを絞り比1.67でカップ状に成形したときにカップの開口部に生じる耳の耳率であり、耳率(%)=100×{(山高さの平均)−(圧延方向に対して90°及び270°の角度をなす位置におけるカップ壁の高さの平均)}/[{(山高さの平均+(圧延方向に対して90°及び270°の角度をなす位置におけるカップ壁の高さの平均))}/2]という式で定義する。なお、山高さは、0°−180°耳率(A)においては圧延方向に対して0°及び180°の角度をなす位置におけるカップ壁の高さであり、45°耳率においては圧延方向に対して45°、135°、225°、及び315°の角度をなす位置におけるカップ壁の高さである。)
Si:0.04〜0.30%(質量%、以下同様)、Fe:0.12〜0.40%、Cu、Cr、Zn:いずれも0.14%以下、Ti:0.10%以下、Mn:0.25〜0.50%、Mg:4.1〜5.0%を含有し、残部が不可避的不純物とアルミニウムからなり、かつ[Mg]≧−1.96×[Mn]+5.0([Mg]及び[Mn]はそれぞれMg含有量(%)及びMn含有量(%))という関係を満足する組成のアルミニウム合金鋳塊を準備し、少なくとも温度域400〜460℃における昇温速度が30℃/h以上となるように上記アルミニウム合金鋳塊を加熱し、保持温度460〜540℃で2〜24h保持する均質化熱処理工程と、
該均質化熱処理工程後の上記アルミニウム合金鋳塊を、パスごとの圧延率5〜35%、温度460〜540℃で15分以内に終了するように圧延して粗熱間圧延板を得る粗熱間圧延工程と、
終了温度が300〜370℃となるように上記粗熱間圧延板をさらに圧延して熱間圧延板を得る仕上げ熱間圧延工程と、
上記仕上げ熱間圧延工程における圧延直後の上記熱間圧延板を冷却速度20℃/h以下で冷却するか、あるいは上記熱間圧延板を温度300℃以上で1時間以上に保持する冷却・保持工程と、
該冷却・保持工程後の上記熱間圧延板を、焼鈍することなく、圧延率86〜93%となるように冷間圧延する冷間圧延工程とを有することを特徴とする缶エンド用アルミニウム合金板の製造方法にある(請求項3)。
上述のように規定した耳率及び特性を備えることにより、得られる缶エンド用アルミニウム合金板は、上述したように製缶メーカーで新たな設備投資をすることなく、製蓋することができ、薄肉化しても、強度及び靭性を有する。
また、中間焼鈍を省略することによって、製造コストを低減させ、化石燃料の燃焼によるCO2ガスの排出を抑制することにより、環境負荷を低減することもできる。
そのため、上記缶エンド用アルミニウム合金板は、低コストで、環境負荷を抑えて製造することができる。
なお、上記缶エンド用アルミニウム合金板の化学組成は、上記アルミニウム合金鋳塊の化学組成からほとんど変化することがない。
ここで、上記落下強度とは、内容物充填後の缶を地面等に落とした場合における開口し難さを示す指標である。
Mnの含有量が0.50%を超える場合には、鋳造凝固過程で晶出するAl−Mn、Al−Mn−Fe、及びAl−Mn−Fe−Si系金属間化合物の生成と粗大化を引き起こし、冷間圧延工程において耳割れが発生するおそれがある。また、缶エンドの重要な特性である落下強度が低下するおそれがある。さらに、製蓋後、缶エンドがバックリングしたとき、亀裂の発生位置及び伝播経路となり、バックリング亀裂が発生し易くなるおそれがある。そのため、板厚が薄い場合、強度が高い場合、また、缶内容物の内圧が高い場合は、よりバックリング亀裂が発生し易くなるため、これらの場合は、Mnを0.43%以下に規制するのが良い。
一方、Mgの含有量が4.1%未満の場合には、強度が不十分になり、缶エンド用アルミニウム合金板を陽圧缶用の缶エンドに用いることが困難になるおそれがある。さらに、上述のように熱間圧延工程でのCube方位粒の成長を抑制させることができず、缶エンド用アルミニウム合金板の0°−180°耳を抑制し、45°耳を発達させることができなくなるおそれがある。
この場合には、高い強度を得ることができる。
[Mg]<−1.96×[Mn]+5.0である場合には、薄肉化した場合に所望の耐圧が得られなくなるおそれがある。
Ti含有量が0.1%を超える場合には、Al−Ti化合物が介在物として残存してしまうおそれがある。また、Tiによる上述の効果を得るためには、Tiの含有量は0.01%以上が好ましい。
このような耳率特性を有するように、缶エンド用アルミニウム合金板(中間焼鈍省略材)の異方性を制御することにより、現状のブランク金型(従来の中間焼鈍材に調整された金型)に適合させて製蓋することができる。
つまり、良好な異方性を有し、製缶メーカーで新たな設備投資をすることなく、製蓋することができる。
また、上記(A)が7.0%を超える場合又は上記(B)が6.0%未満の場合には、缶エンドの0°、180°の2山が高くなりすぎ、やはり均一な巻締め形状が得られず、また積層性が低下するおそれがある。
また、上記(B)が9.0%を超える場合には、缶エンドの45°、135°、225°、315°の4山が高くなりすぎ、かつ90°、270°の2谷が低くなりすぎ、やはり均一な巻締め形状が得られず、また積層性が低下するおそれがある。
一方、1.33×(A)+(B)>16.6である場合には、缶エンドの0°、180°の2山、及び45°、135°、225°、315°の4山が高くなりすぎ、均一な巻締め形状が得られず、また積層性が低下するおそれがある。
0°−180°耳率(A)(%)=100×{(0°、180°の山高さの平均)−(90°、270°の谷高さの平均)}/[{(0°、180°の山高さの平均)+(90°、270°の谷高さの平均)}/2]、45°耳率(%)=100×{(45°、135°、225°、315°の山高さの平均)−(90°、270°の谷高さの平均)}/[{(45°、135°、225°、315°の山高さの平均)+(90°、270°の谷高さの平均)}/2]で定義する。
また、45°耳率において、上記(45°、135°、225°、315°の山高さの平均)とは、圧延方向に対して45°、135°、225°、及び315°方向のカップ壁高さの最大値を足して4で割った値であり、また、上記(90°、270°の谷高さの平均)とは、圧延方向に対して90°、270°方向のカップ壁高さの最小値を足して2で割った値である。
ここで、上記の角度については、それぞれ±5°の範囲を許容する。
缶エンド用アルミニウム合金板に求められる要求性能のひとつに耐圧がある。耐圧は、缶内圧の上昇により、本来内側に向かって凸状のカウンターシンク部が、外側に凸状に変形するバックリングが生じるときの缶内圧をいう。缶エンドのバックリングは、素材であるアルミニウム合金板の強度が低い位置から生じる。すなわち、素材の圧延方向に対して、0°、45°、90°方向に引張試験をしたときの引張強さのうち、仮に45°方向に引張試験をした時の引張強さが最も低かった場合、そのアルミニウム合金板から製蓋した缶エンドも、素材の圧延方向に対して45°位置でバックリングする確率が高い。
上記圧延方向に対して、0°、45°、90°方向に引張試験をした引張強さの最高値が350MPa未満の場合には、陽圧缶用缶エンドの耐圧を維持することができない。
上記結晶粒の長さ/幅比は、圧延方向に平行でかつ圧延面に垂直な断面を200倍で偏光子を用いた光学顕微鏡で観察し、20個以上の結晶粒の長さと幅を測定して長さ/幅の値を平均した値である。なお、結晶粒の長さは圧延方向に測定し、幅は圧延方向に垂直な方向に測定する。
上記結晶粒の長さ/幅比が20未満の場合には、冷間圧延による加工が不十分で、冷間圧延集合組織を十分に発達させることができない。そのため、本発明のような中間焼鈍省略材では上記のような耳率特性を得難くなる。
また、中間焼鈍を行って作製した缶エンド用アルミニウム合金板においては、結晶粒の長さ/幅比が小さくなる傾向にあり、結晶粒の長さ/幅比は20未満になる。
この場合には、上記缶エンド用アルミニウム合金板からブランクを打ち抜いて、該ブランクに成形を施す際に、中間焼鈍材用の現行の金型を用いることができるという本発明の作用効果を顕著に得ることができる。
板厚が0.25mmを超える場合には、薄肉化しても強度に優れるという本発明の作用効果を示すことが困難になる。また、軽量化の効果が少なくなる。一方、0.215mm未満の場合には、陽圧缶用の缶エンドとして十分な耐圧を得ることが困難になるおそれがある。
上記均質化熱処理工程においては、まず、上記特定組成のアルミニウム合金鋳塊を準備する(鋳造工程)。上記アルミニウム合金鋳塊は、例えば半連続鋳造法により作製することができる。
上記半連続鋳造方法は、断面矩形の鋳型内に溶湯を供給し、該鋳型内で鋳塊表面を凝固させる一次冷却と、上記凝固した鋳塊を鋳型から引き出しながら冷却水を鋳塊表面に直接供給して冷却する二次冷却とを行って、連続的に板材用の鋳塊を鋳造する方法である。
同様の理由により、400〜460℃という上記温度域における昇温速度を30℃/h以上にすることがよい。
30℃/h未満の場合には、上記温度域で保持される時間が長くなりすぎて、結局は、上記析出物の析出形態が粒径0.5μmに満たない大きさで、密に分布した形態となってしまうおそれがある。
ただし、鋳塊の昇温速度が100℃/hを超える場合には、工業的な規模を有する均質化熱処理炉の雰囲気制御が難しく、鋳塊温度が目標の保持温度をオーバーシュートするおそれがあるため、望ましくない。即ち、昇温速度は100°/h以下がよい。
結局、上記保持温度が上記範囲から外れた場合には、いずれの場合についても、Cube方位粒の成長を抑制することができなくなり、所望の異方性に制御することが困難になるおそれがある。
そのため、熱間圧延板の面質が劣化し、缶エンド用アルミニウム合金板の板面品質にまで悪影響を及ぼすおそれがある。
また、上記仕上げ熱間圧延工程の終了温度が高すぎる場合には、圧延素材の一部が圧延ロールに凝着し、ロール表面が荒れるという問題がある。そのため、熱間圧延板の面質が劣化し、缶エンド用アルミニウム合金板の板面品質にまで悪影響を及ぼすおそれがある。そのため、上記仕上げ熱間圧延工程における終了温度は370℃以下であることが好ましい。
上記仕上げ熱間圧延工程は、3スタンド以上のタンデム式仕上げ圧延機で熱間圧延するのが良い。
本例においては、後述の表1に示す種々の化学成分を有するアルミニウム合金鋳塊(合金試料M1〜M23)を用いて、本発明の実施例及び比較例にかかる缶エンド用アルミニウム合金板(試料X1〜X24)を作製し、特性を評価した。
本例においては、均質化熱処理工程と、粗熱間圧延工程と、仕上げ熱間圧延工程と、冷却・保持工程と、冷間圧延工程とを行って缶エンド用アルミニウム合金板を作製した。
粗熱間圧延工程においては、均質化熱処理工程後のアルミニウム合金鋳塊を、パスごとの圧延率5〜35%、温度460〜540℃で15分以内に終了するように圧延して粗熱間圧延板を得た。
冷却・保持工程においては、仕上げ熱間圧延工程における圧延直後の上記熱間圧延板を冷却速度20℃/h以下で冷却するか、あるいは上記熱間圧延板を温度300℃以上で1時間以上に保持した。
冷間圧延工程においては、冷却・保持工程後の熱間圧延板を、焼鈍することなく、圧延率86〜93%となるように冷間圧延した。
本例においては、上記表1に示す試料M1〜M23という23種類のアルミニウム合金鋳塊をそれぞれ用いて23種類の缶エンド用アルミニウム合金板(試料X1〜試料X23)を製造した。
次いで、冷間圧延により板厚0.72mmの冷間圧延板を得て、連続焼鈍炉により、温度450℃で中間焼鈍を実施した。その後、再度冷間圧延を実施して、厚み0.25mmの缶エンド用アルミニウム合金板(試料X24)を得た。
各試料について、製造時における不具合を後述の表2に示す。なお、表2における「冷延耳割れ」とは、冷間圧延工程の途中で板幅方向の端部に発生する微小な耳割れのことをいう。また、「熱延耳割れ」とは、熱間圧延工程の途中で板幅方向の端部に発生する微小な耳割れのことをいう。
「引張強さ」
まず、各試料から、圧延方向に対して0°、45°、及び90°の角度をなす方向に引張試験を行うための試験片(JIS Z 2201(1998年)「金属材料引張試験片」の5号試験片)を作製した。そして、JIS Z 2241「金属材料引張試験方法」(1998年)に準拠して引張試験を行った。引張強さ(MPa)の測定結果を後述の表2に示す。
各試料から、直径55mmの真円形状の試験用のブランクを切り出し、このブランクを絞り比1.67でカップ状に成形し、その開口部に発生する耳の耳率(0°−180°耳率(A)及び45°耳率(B))を測定した。
耳率(A)=100×(P−Q)/(P+Q)/2
(ただし、P=(P1+P2)/2、Q=(Q1+Q2)/2)
耳率(B)=100×(R−Q)/(R+Q)/2
(ただし、R=(R1+R2+R3+R4)/4、Q=(Q1+Q2)/2)
各試料において圧延方向に平行でかつ圧延面に垂直な断面を、倍率200倍の光学顕微鏡を用いて観察した。そして、20個以上の結晶粒について、長さと幅を測定してその比を算出し、これらを平均した値をもって結晶粒の長さ/幅比とした。その結果を後述の表2に示す。
リップハイトの測定にあたっては、まず、圧延方向に対して0°、45°、90°、135°180°、225°270°、315°という8点の位置にあるリップハイトを測定し、その最大値と最小値を調べた。最大値と最小値との差が0.1mm以下の場合を「○」として判定し、0.1mmを超えた場合を「×」として判定した。その結果を後述の表2に示す。
次いで、内容物(ビール)を充填した缶ボディと缶エンドとを巻締めて、内容物を含んだ缶製品を作製した。
上記のようにして作製した缶製品を、その缶底を鉛直方向下向きに向けて、2mの高さから落下させた。20缶の缶製品を落下させたときに、スコア開口が1缶でも認められた場合を「×」として判定し、スコア開口が全く認められなかった場合を「○」として判定した。その結果を後述の表2に示す。
また、上記のようにして作製した缶エンドを缶ボディに巻締め、空圧にて内圧を20kPa/sの昇圧速度にて上昇させ、缶エンドがバックリングしたときの内圧を耐圧として記録した。このバックリング試験を20回行って、1回でも耐圧が539kPaを下回ったものを「×」として判定し、すべて539kPa以上であったものを「○」として判定した。その結果を後述の表2に示す。
また、上記のようにして作製した缶エンドを缶ボディに巻締め、空圧にて内圧を20kPa/sの昇圧速度にて上昇させ、缶エンドがバックリングしたときに亀裂が発生するかを観察した。このバックリング亀裂試験を20回行い、1回でも亀裂が発生したものを「×」として判定し、1回も亀裂が発生しなかったものを「○」として判定した。その結果を表2に示す。
これに対し、試料X1〜X23は、中間焼鈍を行うことなく作製しているため、製造コストを低減できるとともに、製造時の環境負荷を低減させることができる。
また、中間焼鈍を行わずに作製したアルミニウム合金板(試料X1〜試料X23)は、結晶粒の長さ/幅比が20以上という大きな値を示した。一方、中間焼鈍を行って作製したアルミニウム合金板(試料X24)は、結晶粒の長さ/幅比が20未満(具体的には8.9)という比較的小さな値を示した。
これに対し、試料X5、試料X10、及び試料X16〜X18は、それぞれFe量、Si量、及びMn量が多すぎて、冷間圧延工程の途中で板端部に微小な耳割れが発生した。そのため、その後の冷間圧延を低速で行わざるを得ず、生産性が著しく低下したため、工業製品の製造に適用することは困難であった。
これに対し、試料X1、試料X6、試料X11、及び試料X22は、Mn量に比べてMg量が少なく、[Mg]≧−1.96×[Mn]+5.0という関係式を満足していない(表1参照)。その結果、表2に示すごとく、引張強度が不十分であり、陽圧缶用の缶エンド用アルミニウム合金板としての耐圧が不十分であった。
これに対し、試料X1〜X3、試料X6、試料X8、試料X13、試料X16、及び試料X17は、化学成分が適切でなく、リップハイト分布のバラツキが大きくなっていた。なお、試料X24は中間焼鈍を施して作製したため、本発明において規定する耳率範囲から外れていたが、金型が適合しているためリップハイト分布のバラツキは小さかった。
さらに、中間焼鈍を行わずに作製した各試料のうち、試料X1〜試料X4、試料X6〜試料X9、試料X11〜試料X15、及び試料X19〜X23は、バックリング亀裂が発生しなかったが、Fe量、Si量、及びMn量がそれぞれ多い試料X5、試料X10、及び試料X16〜18は、バックリング亀裂が発生した。
本例においては、缶エンド用アルミニウム合金板の製造条件を変えてこれを作製し、その特性を評価する。
本例においては、下記の表3に示す化学成分を有するアルミニウム合金鋳塊(合金試料M24〜M26)を用い、下記の表4に示す製造条件により、20種類の缶エンド用アルミニウム合金板(試料X25〜X44)を作製した。各試料(試料X25〜X44)は表4に示す製造条件を適用した点を除いては実施例1と同様にして作製した。なお、各試料のうち、試料X42のみは、実施例1の上記試料X24と同様に、冷間圧延により板厚0.65mmの冷間圧延板を得て、連続焼鈍炉により、温度450℃で中間焼鈍を実施した後、再度冷間圧延により厚み0.21mmに圧延して得られた缶エンド用アルミニウム合金板(試料X42)である。各試料について、実施例1と同様に、製造上の不具合の有無、引張強さ、耳率の判定、結晶粒の長さ/幅比、リップハイト分布、落下強度、耐圧、バックリング亀裂の発生の有無を調べた。その結果を表5に示す。
これに対し、均質化熱処理時の昇温速度を小さくして作製した試料X26(表4参照)は、45°耳率(B)が高くなりすぎて、リップハイト分布のバラツキが大きくなった。
また、均質化熱処理時の昇温速度を大きくして作製した試料X34(表4参照)は、0°−180°耳率(A)及び45°耳率(B)のそれぞれの値については本発明の規定の範囲内に制御できたものの、両者の関係が規定の範囲内を満たさなかった。その結果、リップハイト分布のバラツキが大きくなった。
また、均質化熱処理時の保持温度を低くし、それに伴って粗熱間圧延時の最低温度が低くなりすぎた試料X28(表4参照)は、耳率(A)が低くなりすぎ、耳率(B)が高くなりすぎていた(表5参照)。その結果、表5に示すごとく、リップハイト分布のバラツキが大きくなった。
また、板厚を薄くしすぎた試料X41は、均質化熱処理時の保持温度が規定範囲内ながら若干低めであったため(表4参照)、表5に示すごとく、耐圧が不十分であり、またバックリング亀裂が発生した。
また、板厚を薄くしすぎた試料X37は、均質化熱処理時の保持温度が規定範囲内ながら若干低めであったため(表4参照)、表5に示すごとく、耐圧が不十分であり、またバックリング亀裂が発生した。
また、粗熱間圧延時のパスごとの圧延率の最高値を大きくして作製した試料X30は、粗熱間圧延時の最高温度が高くなりすぎていた(表4参照)。その結果、表5に示すごとく、粗熱間圧延時に板面が荒れてしまい、製品板に筋状の欠陥が生じた。
また、冷間圧延率を低くして作製した試料X44(表4参照)は、上記耳率(A)が高くなりすぎ、また上記耳率(B)が低くなりすぎていた(表5参照)。その結果、表5に示すごとく、リップハイト分布のバラツキが大きくなった。
2 缶エンド
20 シェル
25 リップハイト
Claims (3)
- ブランクを打ち抜いて該ブランクに成形を施して缶エンドを製造するために用いられ、熱間圧延後に中間焼鈍を行うことなく冷間圧延を施して作製してなる缶エンド用アルミニウム合金板であって、
Si:0.04〜0.30%(質量%、以下同様)、Fe:0.12〜0.40%、Cu、Cr、Zn:いずれも0.14%以下、Ti:0.10%以下、Mn:0.25〜0.50%、Mg:4.1〜5.0%を含有し、残部が不可避的不純物とアルミニウムからなり、[Mg]≧−1.96×[Mn]+5.0([Mg]及び[Mn]はそれぞれMg含有量(%)及びMn含有量(%))という関係を満足する組成を有し、
板厚が0.215〜0.25mmであり、
0°−180°耳率(A)が5.0〜7.0%であり、45°耳率(B)が6.0〜9.0%であり、
上記(A)と上記(B)との関係が、15.6≦1.33×(A)+(B)≦16.6であり、
圧延方向に対して0°、45°、90°の角度をなす方向に引張試験をしたときの引張強さがいずれの方向についても350MPa以上であることを特徴とする缶エンド用アルミニウム合金板。(ただし、耳率は、上記缶エンド用アルミニウム合金板を直径55mmで切り抜いて試験用のブランクを作製し、該ブランクを絞り比1.67でカップ状に成形したときにカップの開口部に生じる耳の耳率であり、耳率(%)=100×{(山高さの平均)−(圧延方向に対して90°及び270°の角度をなす位置におけるカップ壁の高さの平均)}/[{(山高さの平均+(圧延方向に対して90°及び270°の角度をなす位置におけるカップ壁の高さの平均))}/2]という式で定義する。なお、山高さは、0°−180°耳率(A)においては圧延方向に対して0°及び180°の角度をなす位置におけるカップ壁の高さであり、45°耳率においては圧延方向に対して45°、135°、225°、及び315°の角度をなす位置におけるカップ壁の高さである。) - 請求項1において、上記缶エンド用アルミニウム合金板は、真円形状のブランクに比べて、圧延方向に対して45°、135°、225°、及び315°の角度をなす方向の半径が小さく、圧延方向に対して0°、90°、180°、及び270°の角度をなす方向の半径が大きくなる形状の上記ブランクに適用することを特徴とする缶エンド用アルミニウム合金板。
- 請求項1又は2に記載の缶エンド用アルミニウム合金板の製造方法において、
Si:0.04〜0.30%(質量%、以下同様)、Fe:0.12〜0.40%、Cu、Cr、Zn:いずれも0.14%以下、Ti:0.10%以下、Mn:0.25〜0.50%、Mg:4.1〜5.0%を含有し、残部が不可避的不純物とアルミニウムからなり、かつ[Mg]≧−1.96×[Mn]+5.0([Mg]及び[Mn]はそれぞれMg含有量(%)及びMn含有量(%))という関係を満足する組成のアルミニウム合金鋳塊を準備し、少なくとも温度域400〜460℃における昇温速度が30℃/h以上となるように上記アルミニウム合金鋳塊を加熱し、保持温度460〜540℃で2〜24h保持する均質化熱処理工程と、
該均質化熱処理工程後の上記アルミニウム合金鋳塊を、パスごとの圧延率5〜35%、温度460〜540℃で15分以内に終了するように圧延して粗熱間圧延板を得る粗熱間圧延工程と、
終了温度が300〜370℃となるように上記粗熱間圧延板をさらに圧延して熱間圧延板を得る仕上げ熱間圧延工程と、
上記仕上げ熱間圧延工程における圧延直後の上記熱間圧延板を冷却速度20℃/h以下で冷却するか、あるいは上記熱間圧延板を温度300℃以上で1時間以上に保持する冷却・保持工程と、
該冷却・保持工程後の上記熱間圧延板を、焼鈍することなく、圧延率86〜93%となるように冷間圧延する冷間圧延工程とを有することを特徴とする缶エンド用アルミニウム合金板の製造方法。
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