JPH01201449A - 包装用アルミニウム合金硬質板の製造法 - Google Patents
包装用アルミニウム合金硬質板の製造法Info
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- JPH01201449A JPH01201449A JP2618888A JP2618888A JPH01201449A JP H01201449 A JPH01201449 A JP H01201449A JP 2618888 A JP2618888 A JP 2618888A JP 2618888 A JP2618888 A JP 2618888A JP H01201449 A JPH01201449 A JP H01201449A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
(産業上の利用分野)
本発明は包装用アルミニウム合金硬質板の製造法に係り
、より詳細には、成形性及び生産性に優れた飲料缶、食
缶等の包装用アルミニウム合金硬質板の製造法に関する
ものである。 (従来の技術) 従来より、薄肉アルミ円筒容器の製造方法にはDI方式
とDRD方式とがある。 前者のDI方式は、(絞り)+くシどき)による方式で
あり、絞り加工後、しごき加工により缶壁厚が天板厚の
約1/3にまで薄肉化され、その後印刷が施されて、主
としてビールや炭酸飲料等の内圧の加わる飲料缶の製造
に用いられている。また、後者のDRD方式は、(絞り
)+(再絞り)+(若干のしごき)による方式であるが
、素材のアルミ合金板上に予め塗装或いは印刷を施した
後、これを加工する方式であり、食缶等の製造に用いら
れている。 これらの加工方式に供されるアルミ素材に要求される特
性としては強度、成形性及び耐食性であるが、従来より
、強度及び耐食性についてはアルミ素材の成分調整によ
り、また成形性については製造条件の適正化により対処
されている。 (発明が解決しようとする課題) 例えば、成形性の改善については、特公昭61−746
5号公報にみられる如く、結晶粒の微細化で対処されて
おり、その方法として具体的には急速加熱処理が示され
ている。急速加熱処理による成形性の改善方法としては
この他に特開昭52−105509号、特公昭57−5
7550号等も提案されている。 ところで、急速加熱する設備としては硝石炉、オイルバ
ス、熱風式連続焼鈍炉(CAL)等があり、−量的には
、硝石炉及びオイルバスはシートを処理するのに使用さ
れ、CALはコイルを処理するのに使用されている。包
装容器用アルミ材の場合はコイルで製造されるため、C
ALが使用されている。この点について、前述の提案に
は、加熱速度を100℃/win以上とする旨記載され
ており、具体的には実施例で1000℃/win前後の
加熱速度が示されている。 しかし乍ら、近年、この種の容器の軽量化及び量的拡大
に伴い、素材面では薄肉高強度高成形性材が必要とされ
、製造の面では生産性向上による短納期、コストダウン
等の要望が強くなってきている事情に鑑みると、前述の
提案では成形性及び生産性の改善が未だ十分とは云えな
い。 本発明はか\る要請に応えるべくなされたものであって
、より成形性及び生産性に優れた包装用アルミニウム合
金硬質板の製造法を提供することを目的とするものであ
る。 (課題を解決するための手段) 前記目的を達成するため、本発明者は、従来と同様に急
速加熱処理による成形性改善の方策について成形性のみ
ならず併わせで生産性をも向上し得る方法を見い出すべ
く鋭意研究を重ねた結果、アルミ素材の化学成分の適切
な調整のもとで急速加熱処理条件、特に加熱速度を規制
することにより可能であることを見出したものである。 すなわち、本発明に係る包装用アルミニウム合金硬質板
の製造法は、Mn:0.5〜2.0%、Mg:0.5〜
2.0%及びCu:0.05〜0.7%を含有し、残部
がAl及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金鋳
塊に均質化熱処理、熱間圧延及び必要に応じて冷間圧延
を施した後、加熱速度(HR)が2000〜b つ通板板厚tとの関係において次式 3式% を満たす速度とし、到達温度400〜600℃、保持時
間10秒以内、冷却速度100℃/sin以上の中間焼
鈍を施し、更に圧延率30%以上の冷間圧延を施すこと
を特徴とするものである。 以下に本発明を更に詳細に説明する。 (作用) まず、本発明における化学成分限定理由について説明す
る。 Mnは強度向上に効果があるが、0.5%未満ではその
効果がなく、また2、0%を超えると粗大化合物の形成
により加工性を低下せしめるので、好ましくない。よっ
て、Mn量は0.5〜2.0%の範囲とする。 Mgは単独で固溶体強化の効果がある他、Al−Mg−
Cu金属間化合物の析出硬化に寄与する元素である。し
かし、0.5%未満ではその効果がなく、また2、0%
を超えると加工性の低下を招くので、好ましくない。よ
って、Mg量は0.5〜2.0%の範囲とする。 CuはMgと同様に強度向上に寄与する元素であるが、
0.05%未満ではその効果は少なく、また0、7%を
超えると造塊及び熱間圧延時に割れを生じ易く、また粒
界にCuが析出して耐食性の低下を招くので好ましくな
い、よって、Cuff1は0.05〜0.7%の範囲と
する。 以上の各元素を必須成分とするアルミニウム合金には不
可避的に不純物が随伴されるが、不純物量は本発明の効
果を損わない限度で許容される。 例えば、Si:0.5%以下、Fa:0.7%以下、Z
n:0.4%以下、Ti: 0 、1%以下であるなら
ば本発明にとって支障はない。 次に製造条件について述べる。 上記化学成分を有するアルミニウム合金は、常法により
溶解、鋳造し、得られた鋳塊には切断及び固剤後、均質
化熱処理を施す。均質化熱処理の条件は特に限定しない
が、500’CX1hr以上で行うことが好ましい。 続いて熱間圧延を施すが、生産性向上の面からは薄肉厚
に仕上げることが好ましい。例えば、仕上厚2〜5mm
とし、その時の熱延終了温度は250〜350°Cの範
囲とする。更に必要に応じて冷間圧延を施す、この時の
板厚は最終製品板厚及び必要強度により決まり、通常、
0.5〜3.5mmの範囲である。 その後1本発明のキーポイントである中間焼鈍を行う。 この中間焼鈍は成形性及び生産性に大きく影響し、特に
加熱速度の影響が大きい。 加熱速度(HR)は、再結晶時の結晶社の大きさ及び加
熱時間(加熱帯炉長)に影響を及ぼす因子であるので、
適切に設定する必要がある。加熱速度HRが2000℃
/win未満では現在使用されているCALと差は少な
く、これ以上の結晶粒の微細化は困難であり、成形性の
向上は望めない。また、加熱速度HRが8000℃/I
IIjnを超えると、到達温度や保持時間にもよるが、
未再結晶の可能性が強くなり、また溶体化処理の点から
すると、Cuが充分に溶体化できなくなり、容器用材と
して要求される成形性及び強度に問題が生じる。よって
、加熱速度HRは2000〜b とする。 但し、加熱速度HRは板厚によって影響を受け、加熱一
定条件のもとでは板厚が厚くなるほど加熱速度は遅くな
るので、通板板厚tを考慮する必要がある。本発明者の
研究によれば、通板板厚しとの関係式t−HRが300
0未満では生産性の向上が期待できなくなり、またt−
Hl(が10000を超えると未再結晶組織が生じて品
質面で問題となるので好ましくない。よって、加熱速度
HRは、上記範囲(2000〜b 次式を満たす速度とする。 3000:ii; t−HR≦10000(但し、0.
5mm≦t≦3 、5 +nm)また、到達温度は、4
00℃未満では未再結晶を生じ易く、成形性の低下につ
ながり、600℃を超える場合にはバーニングの問題が
生じるので好ましくない。よって、到達温度は400〜
600℃の範囲とする。 前記到達温度での保持時間は結晶粒の成長及び生産性に
影響を及ぼし、10秒を超えると成形性及び生産性に問
題を生じることになる。よって、保持時間は10秒以内
とする。 冷却速度は、保持時間と同様の理由により、100℃/
l1in以上とする。なお、冷却方法としては空冷及び
水冷があり、いずれでもよい。 中間焼鈍後は、冷間圧延を施す。この冷間圧延は加工硬
化による強度向上に重要であり、30%未満の圧延率で
は要求される強度が得られない。 よって、冷間圧延率は30%以上とする。 次に本発明の実施例を示す。 (実施例) 第1表に示す化学成分を有するアルミニウム合金鋳塊に
580℃X3hrの均質化熱処理を施した後、熱間圧延
(熱延終了温度310’C)にて4mm板とした。その
後、冷間圧延にて1 、1 mm厚とした後、第2表に
示す条件の中間焼鈍を施し、更に冷間圧延(仕上冷延率
73%)により製品厚0 、3 mmとした。なお、中
間焼鈍での加熱手段としては高周波及び赤外線加熱を利
用し、また冷却手段としてはファン及び水冷を利用した
。 このようにして得られた薄板材について、圧延まま及び
ベーキング(200℃X 20IIin)後に引張試験
を行って機械的性質を調べると共に、耳率の測定及び成
形性(Er値、LDR(限界絞り率)、LIR(限界し
ごき率))の調査を行った。その結果を第3表に示す。 なお、耳率の測定、Er値及びLDRの調査にはエリク
セン試験機を使用し、耳率は33φポンチ、ブランク径
55φ(絞り率40%)にて求めた。 またEr値はA法により求め、LDRは、33φポンチ
を用い、ブランク径を変化させ、次式(ポンチ径) により求めた。LIRは、DI試験機を使用し、L I
R=((to−t)/ to>X100(%)(但し
、t0=元板厚、t=Lどき加工後板厚)の式により求
めた。 第3表から明らかなように、本発明例であるNaIA、
Nα3Aはいずれも成形性に優れ、また加熱速度が速い
ため生産性にも優れている。 一方、本発明範囲内の化学成分を有する比較例のうち、
加熱速度が速すぎる比較例NαIB、&3B、加熱速度
が遅すぎる比較例111alc、Nα3C。 到達温度が低すぎる比較例N113Dは、いずれも耳率
が高く、成形性も劣っており、冷却速度が小さすぎる比
較例Nα3Eは強度不足も示している。 一方、加熱速度が遅すぎる従来例NαIC,Nα3Cは
耳率が高く、成形性も劣っている。 なお、第1表中のNa4については、熱間圧延時に割れ
が発生したため、以降の工程に供さなかった。
、より詳細には、成形性及び生産性に優れた飲料缶、食
缶等の包装用アルミニウム合金硬質板の製造法に関する
ものである。 (従来の技術) 従来より、薄肉アルミ円筒容器の製造方法にはDI方式
とDRD方式とがある。 前者のDI方式は、(絞り)+くシどき)による方式で
あり、絞り加工後、しごき加工により缶壁厚が天板厚の
約1/3にまで薄肉化され、その後印刷が施されて、主
としてビールや炭酸飲料等の内圧の加わる飲料缶の製造
に用いられている。また、後者のDRD方式は、(絞り
)+(再絞り)+(若干のしごき)による方式であるが
、素材のアルミ合金板上に予め塗装或いは印刷を施した
後、これを加工する方式であり、食缶等の製造に用いら
れている。 これらの加工方式に供されるアルミ素材に要求される特
性としては強度、成形性及び耐食性であるが、従来より
、強度及び耐食性についてはアルミ素材の成分調整によ
り、また成形性については製造条件の適正化により対処
されている。 (発明が解決しようとする課題) 例えば、成形性の改善については、特公昭61−746
5号公報にみられる如く、結晶粒の微細化で対処されて
おり、その方法として具体的には急速加熱処理が示され
ている。急速加熱処理による成形性の改善方法としては
この他に特開昭52−105509号、特公昭57−5
7550号等も提案されている。 ところで、急速加熱する設備としては硝石炉、オイルバ
ス、熱風式連続焼鈍炉(CAL)等があり、−量的には
、硝石炉及びオイルバスはシートを処理するのに使用さ
れ、CALはコイルを処理するのに使用されている。包
装容器用アルミ材の場合はコイルで製造されるため、C
ALが使用されている。この点について、前述の提案に
は、加熱速度を100℃/win以上とする旨記載され
ており、具体的には実施例で1000℃/win前後の
加熱速度が示されている。 しかし乍ら、近年、この種の容器の軽量化及び量的拡大
に伴い、素材面では薄肉高強度高成形性材が必要とされ
、製造の面では生産性向上による短納期、コストダウン
等の要望が強くなってきている事情に鑑みると、前述の
提案では成形性及び生産性の改善が未だ十分とは云えな
い。 本発明はか\る要請に応えるべくなされたものであって
、より成形性及び生産性に優れた包装用アルミニウム合
金硬質板の製造法を提供することを目的とするものであ
る。 (課題を解決するための手段) 前記目的を達成するため、本発明者は、従来と同様に急
速加熱処理による成形性改善の方策について成形性のみ
ならず併わせで生産性をも向上し得る方法を見い出すべ
く鋭意研究を重ねた結果、アルミ素材の化学成分の適切
な調整のもとで急速加熱処理条件、特に加熱速度を規制
することにより可能であることを見出したものである。 すなわち、本発明に係る包装用アルミニウム合金硬質板
の製造法は、Mn:0.5〜2.0%、Mg:0.5〜
2.0%及びCu:0.05〜0.7%を含有し、残部
がAl及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金鋳
塊に均質化熱処理、熱間圧延及び必要に応じて冷間圧延
を施した後、加熱速度(HR)が2000〜b つ通板板厚tとの関係において次式 3式% を満たす速度とし、到達温度400〜600℃、保持時
間10秒以内、冷却速度100℃/sin以上の中間焼
鈍を施し、更に圧延率30%以上の冷間圧延を施すこと
を特徴とするものである。 以下に本発明を更に詳細に説明する。 (作用) まず、本発明における化学成分限定理由について説明す
る。 Mnは強度向上に効果があるが、0.5%未満ではその
効果がなく、また2、0%を超えると粗大化合物の形成
により加工性を低下せしめるので、好ましくない。よっ
て、Mn量は0.5〜2.0%の範囲とする。 Mgは単独で固溶体強化の効果がある他、Al−Mg−
Cu金属間化合物の析出硬化に寄与する元素である。し
かし、0.5%未満ではその効果がなく、また2、0%
を超えると加工性の低下を招くので、好ましくない。よ
って、Mg量は0.5〜2.0%の範囲とする。 CuはMgと同様に強度向上に寄与する元素であるが、
0.05%未満ではその効果は少なく、また0、7%を
超えると造塊及び熱間圧延時に割れを生じ易く、また粒
界にCuが析出して耐食性の低下を招くので好ましくな
い、よって、Cuff1は0.05〜0.7%の範囲と
する。 以上の各元素を必須成分とするアルミニウム合金には不
可避的に不純物が随伴されるが、不純物量は本発明の効
果を損わない限度で許容される。 例えば、Si:0.5%以下、Fa:0.7%以下、Z
n:0.4%以下、Ti: 0 、1%以下であるなら
ば本発明にとって支障はない。 次に製造条件について述べる。 上記化学成分を有するアルミニウム合金は、常法により
溶解、鋳造し、得られた鋳塊には切断及び固剤後、均質
化熱処理を施す。均質化熱処理の条件は特に限定しない
が、500’CX1hr以上で行うことが好ましい。 続いて熱間圧延を施すが、生産性向上の面からは薄肉厚
に仕上げることが好ましい。例えば、仕上厚2〜5mm
とし、その時の熱延終了温度は250〜350°Cの範
囲とする。更に必要に応じて冷間圧延を施す、この時の
板厚は最終製品板厚及び必要強度により決まり、通常、
0.5〜3.5mmの範囲である。 その後1本発明のキーポイントである中間焼鈍を行う。 この中間焼鈍は成形性及び生産性に大きく影響し、特に
加熱速度の影響が大きい。 加熱速度(HR)は、再結晶時の結晶社の大きさ及び加
熱時間(加熱帯炉長)に影響を及ぼす因子であるので、
適切に設定する必要がある。加熱速度HRが2000℃
/win未満では現在使用されているCALと差は少な
く、これ以上の結晶粒の微細化は困難であり、成形性の
向上は望めない。また、加熱速度HRが8000℃/I
IIjnを超えると、到達温度や保持時間にもよるが、
未再結晶の可能性が強くなり、また溶体化処理の点から
すると、Cuが充分に溶体化できなくなり、容器用材と
して要求される成形性及び強度に問題が生じる。よって
、加熱速度HRは2000〜b とする。 但し、加熱速度HRは板厚によって影響を受け、加熱一
定条件のもとでは板厚が厚くなるほど加熱速度は遅くな
るので、通板板厚tを考慮する必要がある。本発明者の
研究によれば、通板板厚しとの関係式t−HRが300
0未満では生産性の向上が期待できなくなり、またt−
Hl(が10000を超えると未再結晶組織が生じて品
質面で問題となるので好ましくない。よって、加熱速度
HRは、上記範囲(2000〜b 次式を満たす速度とする。 3000:ii; t−HR≦10000(但し、0.
5mm≦t≦3 、5 +nm)また、到達温度は、4
00℃未満では未再結晶を生じ易く、成形性の低下につ
ながり、600℃を超える場合にはバーニングの問題が
生じるので好ましくない。よって、到達温度は400〜
600℃の範囲とする。 前記到達温度での保持時間は結晶粒の成長及び生産性に
影響を及ぼし、10秒を超えると成形性及び生産性に問
題を生じることになる。よって、保持時間は10秒以内
とする。 冷却速度は、保持時間と同様の理由により、100℃/
l1in以上とする。なお、冷却方法としては空冷及び
水冷があり、いずれでもよい。 中間焼鈍後は、冷間圧延を施す。この冷間圧延は加工硬
化による強度向上に重要であり、30%未満の圧延率で
は要求される強度が得られない。 よって、冷間圧延率は30%以上とする。 次に本発明の実施例を示す。 (実施例) 第1表に示す化学成分を有するアルミニウム合金鋳塊に
580℃X3hrの均質化熱処理を施した後、熱間圧延
(熱延終了温度310’C)にて4mm板とした。その
後、冷間圧延にて1 、1 mm厚とした後、第2表に
示す条件の中間焼鈍を施し、更に冷間圧延(仕上冷延率
73%)により製品厚0 、3 mmとした。なお、中
間焼鈍での加熱手段としては高周波及び赤外線加熱を利
用し、また冷却手段としてはファン及び水冷を利用した
。 このようにして得られた薄板材について、圧延まま及び
ベーキング(200℃X 20IIin)後に引張試験
を行って機械的性質を調べると共に、耳率の測定及び成
形性(Er値、LDR(限界絞り率)、LIR(限界し
ごき率))の調査を行った。その結果を第3表に示す。 なお、耳率の測定、Er値及びLDRの調査にはエリク
セン試験機を使用し、耳率は33φポンチ、ブランク径
55φ(絞り率40%)にて求めた。 またEr値はA法により求め、LDRは、33φポンチ
を用い、ブランク径を変化させ、次式(ポンチ径) により求めた。LIRは、DI試験機を使用し、L I
R=((to−t)/ to>X100(%)(但し
、t0=元板厚、t=Lどき加工後板厚)の式により求
めた。 第3表から明らかなように、本発明例であるNaIA、
Nα3Aはいずれも成形性に優れ、また加熱速度が速い
ため生産性にも優れている。 一方、本発明範囲内の化学成分を有する比較例のうち、
加熱速度が速すぎる比較例NαIB、&3B、加熱速度
が遅すぎる比較例111alc、Nα3C。 到達温度が低すぎる比較例N113Dは、いずれも耳率
が高く、成形性も劣っており、冷却速度が小さすぎる比
較例Nα3Eは強度不足も示している。 一方、加熱速度が遅すぎる従来例NαIC,Nα3Cは
耳率が高く、成形性も劣っている。 なお、第1表中のNa4については、熱間圧延時に割れ
が発生したため、以降の工程に供さなかった。
(発明の効果)
以上詳述したように、本発明によれば、アルミニウム合
金の化学成分を調整すると共に、熱間圧延後の中間焼鈍
及びその後の冷間圧延条件を規制し、特に中間焼鈍時の
加熱速度を大きくしたので、成形性が顕著に向上したア
ルミニウム合金硬質板を生産性よく得ることができ、缶
の軽量化並びに生産性の向上に寄与するところが大きい
。 特許出願人 株式会社神戸製鋼所代理人弁理士
中 村 尚
金の化学成分を調整すると共に、熱間圧延後の中間焼鈍
及びその後の冷間圧延条件を規制し、特に中間焼鈍時の
加熱速度を大きくしたので、成形性が顕著に向上したア
ルミニウム合金硬質板を生産性よく得ることができ、缶
の軽量化並びに生産性の向上に寄与するところが大きい
。 特許出願人 株式会社神戸製鋼所代理人弁理士
中 村 尚
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 重量%で(以下、同じ)、Mn:0.5〜2.0%、M
g:0.5〜2.0%及びCu:0.05〜0.7%を
含有し、残部がAl及び不可避的不純物からなるアルミ
ニウム合金鋳塊に均質化熱処理、熱間圧延及び必要に応
じて冷間圧延を施した後、加熱速度(HR)が2000
〜8000℃/minの範囲で、且つ通板板厚tとの関
係において次式 3000≦t・HR≦10000 (但し、0.5mm≦t≦3.5mm) を満たす速度とし、到達温度400〜600℃、保持時
間10秒以内、冷却速度100℃/min以上の中間焼
鈍を施し、更に圧延率30%以上の冷間圧延を施すこと
を特徴とする包装用アルミニウム合金硬質板の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2618888A JPH01201449A (ja) | 1988-02-06 | 1988-02-06 | 包装用アルミニウム合金硬質板の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2618888A JPH01201449A (ja) | 1988-02-06 | 1988-02-06 | 包装用アルミニウム合金硬質板の製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01201449A true JPH01201449A (ja) | 1989-08-14 |
Family
ID=12186527
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2618888A Pending JPH01201449A (ja) | 1988-02-06 | 1988-02-06 | 包装用アルミニウム合金硬質板の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01201449A (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52105509A (en) * | 1976-03-03 | 1977-09-05 | Mitsubishi Aluminium | Production of aluminium alloy sheet for deep drawing |
JPS6050141A (ja) * | 1983-08-27 | 1985-03-19 | Kobe Steel Ltd | キヤンエンド用アルミニウム合金硬質板およびその製造法 |
JPS617465A (ja) * | 1984-06-20 | 1986-01-14 | Mitsubishi Electric Corp | 超音波検査装置 |
-
1988
- 1988-02-06 JP JP2618888A patent/JPH01201449A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52105509A (en) * | 1976-03-03 | 1977-09-05 | Mitsubishi Aluminium | Production of aluminium alloy sheet for deep drawing |
JPS6050141A (ja) * | 1983-08-27 | 1985-03-19 | Kobe Steel Ltd | キヤンエンド用アルミニウム合金硬質板およびその製造法 |
JPS617465A (ja) * | 1984-06-20 | 1986-01-14 | Mitsubishi Electric Corp | 超音波検査装置 |
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