JPH03260040A - 高強度Al―Mn系合金板の製造方法 - Google Patents

高強度Al―Mn系合金板の製造方法

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JPH03260040A
JPH03260040A JP5949890A JP5949890A JPH03260040A JP H03260040 A JPH03260040 A JP H03260040A JP 5949890 A JP5949890 A JP 5949890A JP 5949890 A JP5949890 A JP 5949890A JP H03260040 A JPH03260040 A JP H03260040A
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JP
Japan
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strength
subjected
ingot
alloy
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JP5949890A
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English (en)
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Hisashi Takeuchi
竹内 久司
Takehiko Eto
武比古 江藤
Shigeo Hirose
広瀬 重男
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野) 本発明は、Al−、Mn系合金板の製造に係り、より詳
細には、密封性に優れた高強度キャップ用アルミニウム
合金板に主として用いられるAl−Mn系合金板の製造
方法に関する。 (従来の技術及び解決しようとする課題)飲料等の容器
には、主としてアルミニウム材料が用いられ、熱間圧延
、冷間圧延等の加工後、絞り加工により容器が製造され
ている。 このようなキャップ用アルミニウム材料には以下のよう
な材料特性が要求される。 ■ 強度 ■ 成形性 ■ 低方向性 ■ 表面性状、特にSSマーク(ストレッチャー・スト
レインマーク)、肌荒れのないこと■ 耐食性 ■ 塗膜の密着性 以上の観点から、従来より、Al−Mn系合金板がキャ
ップ材として最適な特性を持ち、広く普及している。 しかしながら、近年、特にビン飲料の普及化、多様化に
伴い、炭酸飲料等のガス圧或いは充填時の温度変化によ
る内圧上昇に耐え、また自動販売機内等におけるハンド
リング(衝撃)に耐え得るキャップ材が必要となってき
ている。すなわち、従来の特性に加え、強度がアップし
たアルミニウム材料が必要となってきている。 キャップ材としては、Al−Mn系合金板の他に、純ア
ルミニウム板及びAl−Mg系合金板も用いられている
が、純アルミニウム板では強度が低すぎてガス圧に耐え
られるものではない6一方。 Al−Mg系合金板では、十分な強度が確保できるもの
の、−射的に強度が高すぎて、引き裂き強度が大きく、
キャップ材としてのもう一つの要求である開栓性が劣る
という問題があった。また、Mg量が多すぎると、表面
性状に悪影響を及ぼし、例えばSSマーク発生によりP
、Pキャンプ等の深絞り加工には適さないことも要因で
あった。 したがって、高強度キャップ材としては、成形性等で優
れた特性、及び適度な強度(引張強さで15−20 k
gf/mm”)を持つAl−Mn系合金板を更に10〜
30%程度強度がアップした材料、つまり、引張強さで
20〜25kgf/am”の材料が適している。 従来の技術においても、このように強度をアップするた
めには、アルミニウム材料の成分組成と製造条件により
可能である。 例えば、成分組成の面ではMn、Mg、Cu量の増加に
より強度は上昇できる。しかし、その反面、加工性、耐
食性、方向性に悪影響を及ぼす問題がある。また、製造
条件のうち中間焼鈍後の圧延率を上げることにより、強
度は上昇するが、方向性、延性を損ねることになる。 よって、従来の成分組成及び圧延条件等を殆ど変更する
ことなく、つまり、従来の材料の持つ特性を変えること
なく、強度アップしたアルミニウム材料の製造法が必要
とされている。 本発明は、このような要求を満たす高強度Al−Mn系
合金を工業的に製造できる方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) 本発明者は、か)る課題を解決すべくアルミニウム合金
板の成分組成及びその製造法について鋭意研究を重ねた
結果、特定量のMn、Mg及びCuを必須成分とするア
ルミニウム合金鋳塊に製造条件の最適化を行なうことで
1強度が上昇するAl−Mn系合金材料の製造法を開発
したのである。 すなわち、本発明は、0.3%≦Mn≦1.5%を必須
成分として含有し、かつMg量0.8%及びCu量0.
3%のうちの1種又は2種を含有し、残部がA、 Q及
び不純物からなる組成のAl−Mn系合金の鋳塊を熱間
圧延後、中間圧延を行い、次いで加熱・冷却速度100
℃/min以上、到達温度500〜550℃で10秒以
内保持する中間焼鈍を施し、更に仕上圧延を行い、その
後、150〜250℃の温度で安定化焼鈍を施すことを
特徴とする高強度Al−Mn系合金板の製造方法を要旨
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の限定理由について説明
する。 Mn: Mnは、0.3%以上含有させると、固溶体強化による
材料の強化とMnAM、分散粒子による微細組織を付与
する効果が得られる6しかし、1.5%を超えると晶出
物による成形性の低下や方向性が高くなる。また、引き
裂き性を重視するキャップ材としては強度が高くなりす
ぎる。したがって、Mn量は0.3%≦Mn≦1.5%
とする。 Mg、Cu: 本発明はAl−Mn系合金材料であり、Mg量は適度な
強度アップを期待する場合に適量を添加する。添加する
場合、0.8%を超えると、強度が上昇しすぎると同時
に絞り加工時のコーナ一部にSSマークが発生し易くな
る。したがって、Mg量はMg量0.8%とする。 また、Cuは、固溶体強化或いはAlとの析出粒子θ’
−CuAl、、S’ −CuMgAl、の生成により、
強度アップをもたらすので、必要に応じて添加できるが
、0.3%を超えると耐食性を損ねるので好ましくない
。したがって、Cu量はCu量0.3%とする。 勿論、本発明においては、上記添加量のMg及びCuの
一方のみを添加しても、或いは双方を添加してもよい。 なお、不純物は、本発明の効果を損なわない限度で許容
される。 例えば、Si、Fe等の不純物は多くなると晶出物が多
くなり、成形性や耐食性を劣化させるので、Siは0.
6%以下、Fel:!0.7%以下に規制するのが望ま
しい。 Cr、Zn、Ti等の不純物は、それぞれ0.05%以
下であれば、本発明に係る高強度Al−Mn系合金板の
特性を変えることがない。 次に本発明の製造方法について説明する。 上記の如く所望の成分組成に調整したAl−Mn系合金
は、通常はDC鋳造法で造塊し、均質化熱処理を施した
後、熱間圧延を行う。均質化熱処理は500〜550℃
の温度で行うのが望ましい。この処理により、材料内の
溶質原子の偏析は少なくなり、かつMnはMnAlGの
金属間化合物を形威し、分散粒子として、次工程以降の
組織の微細化、安定化をもたらす。また、熱間圧延は3
OO〜550℃の温度で行うのが望ましい。なお、熱間
圧延後、中間焼鈍を施しても良い。中間焼鈍を施すと、
より材料組織の制御が容易となる。 次いで、中間圧延(冷間圧延)を施し、その後、中間焼
鈍を施す。 中間焼鈍はMn、Mg、Cuを充分に固溶させることを
目的とする熱処理である。しかし、冷却速度が100℃
/+++in未満では冷却途中に析出を生じて固溶量が
減少するので好ましくなく、また、加熱と冷却は同一ラ
イン内にあり、生産性の点からライン速度は速いほどよ
い。したがって、加熱・冷却速度は100℃/sin以
上とする必要がある。 また、中間焼鈍の加熱温度は低耳材に必要な十分な立方
方位の再結晶とMn、Mg及びCuの溶体化に重要な条
件であるが、500℃未満ではいずれにも不十分であり
、550℃を超える場合には結晶粒の粗大化やバーニン
グの問題を招くので好ましくない。したがって、到達温
度は500〜550℃の範囲とする。なお、保持時間は
10秒以内で十分である。 続いて、仕上圧延(冷間圧延)を行った後、安定化焼鈍
を施す、安定化焼鈍は、キャップ材として衝撃に耐える
もの、すなわち、衝撃エネルギーを一部で吸収する高延
性の特性にすることを目的とする熱処理である。この場
合、温度が150”C未満では内部組織の変化を起こす
のに不十分であり、250℃を超えると高延性になるが
、軟化が進んで十分な強度が得られないので好ましくな
い。よって、安定化焼鈍温度は150〜250℃の範囲
とする。 なお、実際の絞り加工においては、トリミング量を低減
するためにできる限りの低方向性(低耳率)が要求され
るが、これは、上記の成分組成の限定と共に、均質化熱
処理条件、熱間圧延条件、中間焼鈍条件等を低方向性と
なるように適宜決定すればよい。 このようにして得られた高強度のAl−Mn系合金板は
、キャップ材の他に、容器或いは簡易開放缶(イージー
オープン)等の蓋材にも適用でき、従来の特性を損ねる
ことなく高強度化が実現できる。 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の鋳塊
(厚さ50))を面側し、500″Cx8hrの均質化
熱処理を施した後、300〜500 ℃の熱間圧延を施
し、厚さ2〜4mmの熱延板とした。 その後、第2表に示す条件で中間圧延、中間焼鈍(加熱
・冷却速度1000℃/lll1n)、仕上圧延を行い
、更に熱処理を施して、厚さ0.25mmの供試材を得
た。 得られた供試材について引張特性、耳率及び加工性(限
界絞り率)を調査すると共に、絞り加コニによりキャッ
プに加工し、表面性状(SSマーク及び肌荒れ状況)を
調査した。結果を第2表に併記する。 なお、耳率は48%絞りで、限界絞り率は(ブランク径
)/(ポンチ径)の式にて求めた。 第2表より明らかなように、本発明例はいずれも、低耳
、高延性、表面性状などの特性を維持しっつ高強度が得
られている。 具体的には、本発明例Nq1は、比較例No 4と同じ
成分組成のものであるが、高強度化されている6本発明
例Na 2は、比較例Na 7と同じ成分組成のもので
あるが、高強度化されていると共に、高延性を示してい
ることは明らかである。本発明例Ha 3は、比較例N
Q8と同し成分組成のものであるが、やはり高強度化さ
れている。
【以下余白】
(発明の効果) 以上詳述したように、本発明によれば、特定組成のAl
−Mn系合金について特定条件の圧延加工、熱処理を施
すことにより、従来の材料特性を変えることなく、強度
がアップしたアルミニウム材料を得ることができる。特
に密封性に優れた高強度キャップ材用として適している

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 重量%で(以下、同じ)、0.3%≦Mn≦1.5%を
    必須成分として含有し、かつMg≦0.8%及びCu≦
    0.3%のうちの1種又は2種を含有し、残部がAl及
    び不純物からなる組成のAl−Mn系合金の鋳塊を熱間
    圧延後、中間圧延を行い、次いで加熱・冷却速度100
    ℃/min以上、到達温度500〜550℃で10秒以
    内保持する中間焼鈍を施し、更に仕上圧延を行い、その
    後、150〜250℃の温度で安定化焼鈍を施すことを
    特徴とする高強度Al−Mn系合金板の製造方法。
JP5949890A 1990-03-09 1990-03-09 高強度Al―Mn系合金板の製造方法 Pending JPH03260040A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003327262A (ja) * 2002-03-07 2003-11-19 Mitsubishi Materials Corp キャップ及びボトル缶並びにネジ式密封ボトル
JP2006152371A (ja) * 2004-11-29 2006-06-15 Furukawa Sky Kk 鋳造割れ性に優れた食缶用アルミニウム合金
JP2011202283A (ja) * 1999-07-09 2011-10-13 Toyo Aluminium Kk アルミニウム合金、アルミニウム合金箔および容器とアルミニウム合金箔の製造方法
CN112571001A (zh) * 2020-12-25 2021-03-30 镇江龙源铝业有限公司 一种用于动力电池盖板的铝材成型方法

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