JPH06248339A - 高剛性容器用鋼板の製造方法 - Google Patents

高剛性容器用鋼板の製造方法

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JPH06248339A
JPH06248339A JP3795793A JP3795793A JPH06248339A JP H06248339 A JPH06248339 A JP H06248339A JP 3795793 A JP3795793 A JP 3795793A JP 3795793 A JP3795793 A JP 3795793A JP H06248339 A JPH06248339 A JP H06248339A
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武秀 瀬沼
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 容器用原板の薄手化を可能とする製造方法を
提供する。 【構成】 重量比でC:0.003%以下、Si:0.
1%以下、Mn:0.4%以下、S:0.015%以
下、P:0.02%以下、Al:0.01%以上0.1
%以下、N:0.005%以下および必要に応じてT
i,Nb,Zr,Bを含有し、残部がFeおよび不可避
的不純物からなる鋼をAr3 変態点以下の温度で少なく
とも50%以上の熱間圧延をし、酸洗後50%以上の冷
間圧延をした後、400℃以上再結晶温度以下で焼鈍す
る。 【効果】 付加的な工程である2CRを経ることなく、
高剛性のすなわち弾性率の高い容器用の鋼板を製造する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は剛性に優れた、ストレッ
チャーストレインの発生しない容器用めっき原板の経済
的な製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】容器用材料に求められる特性は、主とし
て耐蝕性および加工性であるが、近年省資源の観点から
鋼板の薄手化を指向する動きが強まっている。これに伴
い、容器の剛性の劣化が顕在化してきており、これらに
対する対応要請が年々強くなってきている。
【0003】容器の剛性を高める方法としては、容器の
サイズや形状を最適化する方法が考えられるが、材料で
ある鋼板の弾性係数を高めることが考えられる。弾性係
数の高い(即ち高強度の)冷延鋼板を得る方法として
は、 合金を添加して、その固溶強化や析出強化を利用する
方法、 焼鈍後の急冷による焼き入れ組織を利用する方法、が
一般的であるが、これらの方法に加えて、 集合組織を改善して最大弾性係数を上げる、という方
法がある。
【0004】このの技術によって、容器用材料の最大
弾性係数を高める技術として、本発明者らは先に「C:
0.02%以下、P:0.05%以下、S:0.008
%以下、Al:0.05〜0.1%、N:0.004%
以下の鋼を熱間圧延し、冷間圧延し、焼鈍し、二次冷間
圧延を行なう容器用材料の製造方法において、二次冷間
圧延の圧下率を50%以上とし最大弾性係数が2300
00MPa 以上の容器用材料を得る」技術を発明し出願し
た。この技術は、鋼板の集合組織の改善により最大弾性
係数を高めるものであるが、焼鈍を挟んで2回の冷間圧
延を行なうため、工程が増えて製造コスト高となる問題
がある。
【0005】また、再結晶温度以下で焼鈍して容器用鋼
板を製造する技術を開示したものとして特公昭48−1
8486号公報がある。これは「板厚0.1〜0.5mm
の冷延鋼板に対し、再結晶組織を生ぜしめない焼鈍を行
い、硬度及び引張強さの高い容器用鋼板を得る」もので
ある。しかしながら、同公報には、成分、熱延条件、冷
延条件を限定して、高い弾性係数の容器用鋼板を得る技
術は、何等開示されていない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、さ
らに集合組織改善方法を検討した結果、成分限定(高純
化)および熱延条件、冷延条件、焼鈍条件を限定するこ
とにより、付加的な工程である2CRを経ることなく、
高剛性(高弾性率)の容器用鋼板の製造法を提供するこ
とを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは下記の通りである。すなわち、重量比でC :0.
003%以下、 Si:0.1%以下、Mn:0.4
%以下、 S :0.015%以下、P :0.
02%以下、 Al:0.005%〜0.1%、N
:0.005%以下と、必要に応じて、さらにTi:
0.05%以下、 Nb:0.05%以下、Zr:
0.05%以下、 B :0.005%以下のうち
少なくとも1種を含み、残部がFeおよび不可避的不純
物からなる鋼を、Ar3 変態点以下の温度で少なくとも
全圧下率が50%以上の熱間圧延をし、酸洗後、圧下率
50%以上の冷間圧延をしてから、400℃以上、再結
晶温度以下で焼鈍することを特徴とする容器用鋼板の製
造方法である。
【0008】以下に本発明を詳細に説明する。本発明者
は、容器用材料の加工性に及ぼす成分および製造条件の
影響について研究を重ねた結果、鋼の高純化により必ず
しも鋼板が冷延後、焼鈍時に完全再結晶をしなくても缶
成形に必要な加工性が確保できることを明らかにした。
【0009】また、本発明者らは弾性係数と集合組織形
成の関係に関する研究を重ねた結果、冷延率の増加に従
う圧延の集合組織の形成が面内における最大の弾性係数
の値を大きくすることを明らかにした。特に、熱延をA
3 変態温度以下で行ないその後冷延した場合その効果
が大きいことを見いだした。この弾性係数の増加は剛性
の増加を意味し、容器材料の薄手化に伴う剛性の劣化を
補い、市場ニーズであるより薄い容器材料の開発を可能
にした。しかし、通常の容器用鋼板では冷延率が50%
を超えると焼鈍ままあるいは、再結晶焼鈍後では加工硬
化が著しくなり、容器材の加工で通常行なわれるフラン
ジ加工時に割れが発生しやすく、実用化が困難であっ
た。
【0010】そこで、本発明者らは容器材料の成分系を
抜本的に見直し、高冷延率材でも未再結晶焼鈍を行なう
ことにより良フランジ加工性を示し、かつ優れた剛性を
持つ鋼板の製造法について研究し、成分と焼鈍温度を規
制することにより、一般の缶製造過程で必要な加工工程
で割れが生じず、優れた剛性を有する鋼板を製造するこ
とに成功した。
【0011】次に、以上の知見を考慮し本発明の限定条
件を述べる。まず、成分の限定条件について述べる。C
量を0.003%以下としたのは、これ以上Cを添加す
るとストレッチャーストレインが発生するためである。
Nは固溶状態で鋼中に残るとストレッチャーストレイン
発生の原因になるので、通常AlN,TiNなどのよう
な析出物の状態にするが、析出物の量が増えると加工性
が劣化するので、Nの添加量自体を0.005%以下と
限定した。Al量はNを窒化アルミとして固定するに必
要であり、最低で0.01%必要である。しかし、他に
Ti,Nb,Zr,Bなどの窒化物形成元素が添加され
る場合は、Al脱酸を十分に実行することを主眼に置
き、0.005%以上の添加が必要である。また、多量
の添加はコストアップになるだけでなく、加工性も劣化
させるので、添加量の上限は0.1%とする。
【0012】Si,Mn,S,Pの添加量をSi:0.
1%以下、Mn:0.4%以下、S:0.015%以
下、P:0.02%以下と限定したのは、これ以上これ
らの合金を添加すると、加工性の劣化や耐食性を阻害す
る要因になるからである。特に、C,S,Nを低減する
ことは焼鈍時に回復により顕著な軟化が起こるので、大
幅な作り分けを安定して行なうにはC<0.002%、
S<0.01%、N<0.002%が好ましい。また、
Ti,Nb,Zr,Bの添加は炭窒化物を形成し、固溶
C,Nを排除することにより加工性を向上するが、多量
の添加はコスト高になるばかりか、逆に加工性を劣化す
るので、それぞれの添加量の上限をTi:0.05%以
下、Nb:0.05%以下、Zr:0.05%以下、
B:0.005%以下とした。
【0013】次に、製造条件の限定について述べる。最
終成品板の剛性に及ぼす熱延温度の影響は著しく、Ar
3 変態点以下の温度での全圧下率が50%以上になると
最終成品板の最大弾性係数は顕著に増加する。図1はそ
の1例を示したもので、表1のA材を種々の条件で熱間
圧延および冷間圧延を施し、500℃×1分の焼鈍を行
なった後最大弾性係数を測定したものである。変態点以
上の仕上温度で熱間圧延された材料およびAr3 変態点
以下の温度で圧下率50%以下の熱延に供された材料に
比べて、Ar3 変態点以下の温度で圧下率50%以上の
熱延に供された材料は明らかに高い最大弾性係数を示
す。特に、熱延板組織が未再結晶組織の方が高い最大弾
性係数を示す。ここで、Ar3 変態点以下の温度で圧下
率が小さい材料の方が変態点以上の仕上温度で熱間圧延
された材料より、低い弾性係数を示したのは〈100〉
方向が、鋼板面と垂直方向にそろった熱延集合組織が増
えたことが原因と推定される。また、この図に見られる
ように、最大弾性係数は冷延率が50%以上で大きい。
【0014】このように、Ar3 変態点以下の温度での
熱延の圧下率および冷延の圧下率が高くなることによっ
て、最終成品板の最大弾性係数が大きくなるのは強い集
合組織が形成されるためである。このようにして形成さ
れた強い集合組織も、冷延後、再結晶するような温度で
焼鈍に供されると、集合組織が弱くなり、最終成品板の
最大弾性係数は小さくなる。一方、焼鈍温度が低すぎる
と、すなわち400℃以下であると十分な軟化が起き
ず、缶成形に必要な加工時に支障をきたす。
【0015】以上の結果より、Ar3 変態点以下の温度
での全圧下率の下限を50%、冷間圧延率の下限を同様
に50%、焼鈍温度の上限を再結晶温度、下限を400
℃とした。ここで、再結晶温度の定義は、集合組織の再
結晶の進行による変化がほとんどみられない、再結晶率
が10%になる温度と定義する。ここで、焼鈍法は特に
限定する必要はなく、連続焼鈍でも箱焼鈍でもよい。ま
た、焼鈍時の加熱速度を2000℃/secまで変化させた
実験を行なったが、本発明鋼では材質に及ぼす加熱速度
の影響はほとんど認められなかったので、加熱速度は強
いて限定しない。以上のように、本発明の基本構成は、
熱延、冷延での集合組織制御を利用し高剛性を有する容
器用鋼板を製造するに当たって、未再結晶組織でも缶成
形に必要な加工性を確保でき、かつ焼鈍時の回復による
軟化度を大きくできる成分系を明確にしたものである。
【0016】
【実施例】表1に本発明鋼と比較鋼の化学成分を示す。
また、表2は表1の材料を用いて、ストレッチャースト
レインの発生の有無、硬さHR30T、横振動法で測定した
板面内の最大弾性係数および加工性の良否を調べた結果
である。ストレッチャーストレインの発生の有無は観察
により判断する方法もあるが、主観が入りやすいため、
250℃で3秒の時効処理後、引張試験を行ない、降伏
点伸びを測定した。一般に降伏点伸びが0.3%以下で
はストレッチャーストレインは生成しないと考えられ
る。また、加工性の評価は6mmのゲージレンクスをもっ
たR付き試験片で測定した伸び(ここでは局部伸びと称
する)で判断し、その値が10%以下だと缶成形で通常
行なわれるフランジ加工時に割れが生じる頻度が多くな
る。試験片は、2mm厚の熱延板を冷間圧延で板厚0.2
4mmとし、その後、約10℃/secで加熱し、所定の温度
に達した後、空冷し、1%のスキンパス圧延をした後、
250℃で3秒の時効処理をした材料から作製したもの
である。この表が示すように、本発明鋼はストレッチャ
ーストレインの発生がなく、高い弾性率ならびに優れた
加工性を有することが分かる。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】
【0019】
【発明の効果】本発明により、付加的な工程である2C
Rを経ることなく、高剛性のすなわち弾性率の高い容器
用の鋼板を製造することができる。また2CRのような
付加的な工程を必要としないため、経済的な新しい高剛
性容器用原板の製造方法として工業的意味が大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明鋼の面内の最大弾性係数と熱延条件およ
び冷延率の関係を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量比で C :0.003%以下、 Si:0.1%以下、 Mn:0.4%以下、 S :0.015%以下、 P :0.02%以下、 Al:0.01%〜0.1%、 N :0.005%以下 を含み、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼
    を、Ar3 変態点以下の温度で少なくとも全圧下率が5
    0%以上の熱間圧延をし、酸洗後、50%以上の冷間圧
    延をしてから、400℃以上、再結晶温度以下で焼鈍す
    ることを特徴とする容器用鋼板の製造方法。
  2. 【請求項2】 重量比で C :0.003%以下、 Si:0.1%以下、 Mn:0.4%以下、 S :0.015%以下、 P :0.02%以下、 Al:0.005%〜0.1%、 N :0.005%以下 を含み、さらに Ti:0.05%以下、 Nb:0.05%以下、 Zr:0.05%以下、 B :0.005%以下のうち少なくとも1種を含み、
    残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼を、Ar3
    変態点以下の温度で少なくとも全圧下率が50%以上の
    熱間圧延をし、酸洗後、50%以上の冷間圧延をしてか
    ら、400℃以上、再結晶温度以下で焼鈍することを特
    徴とする容器用鋼板の製造方法。
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