JPS6310219B2

JPS6310219B2 -

Info

Publication number: JPS6310219B2
Application number: JP10326785A
Authority: JP
Inventors: Takashi Inaba; Tooru Takahashi
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1985-05-15
Filing date: 1985-05-15
Publication date: 1988-03-04
Also published as: JPS61264150A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明はバルジ加工性に優れた包装用アルミニ
ウム合金板に関し、さらに詳しくは、ビール、清
涼飲料水用の缶胴部材料であり、絞り、しごき加
工後の缶壁の張出し性の良好なバルジ加工性に優
れた包装用アルミニウム合金板に関する。〔従来技術〕一般に、アルミニウム飲料缶胴部は、アルミニ
ウム板材に絞り、しごき加工、塗装印刷およびフ
ランジ加工を施して製造されており、また、従来
の飲料缶は紘り、しごき加工（DI加工）後、缶
壁上部にはネツキングおよびフラツジング加工を
受けるが、缶胴部には特に加工を受けないので、
絞り、しごき加工性に特に優れている3004−H₁₉
材が使用されている。しかして、近年、省エネルギー、省資源と共に
多様化現象が見られ、飲料缶においても各種の容
量の缶、異形缶等が開発されており、このうち、
異形缶には従来と異なる特性が要求されており、
この多様化に伴なう異形缶には従来材では充分に
対応することができない。即ち、しごき加工
（DI加工）後の側壁の張出加工（バルジ加工）に
おいて、従来材は低延性のため割れが生じ易い。
この対策としてしごき加工後、高温加熱を行なう
ことにより或る程度延性を向上させて割れ発生を
防止するのに効果的である。しかし、この場合の熱処理温度は250℃以上、
また、270℃以上にもなる。この温度はアルミニ
ウム材料の再結晶温度に近いため、材料の部位に
よつては再結晶を起し、大きな強度低下を招くよ
うになる。しかして、アルミニウム缶はビール、清涼飲料
水等の容器として使用されるので、缶内には５
Kg／cm²以上の圧力が発生するので、アルミニウム
缶に耐圧性が必要となり、缶の強度低下には問題
がある。また、高温における熱処理は炉の寿命低下およ
びエネルギーの無駄となる。従つて、異形缶のような成形用途には加工時に
加工硬化が小さく、かつ、比較的低い熱処理温度
で高延性が得られる材料が必要であり、さらに、
割れ起点および割れの伝播が少ない材料が要求さ
れている。［発明が解決しようとする問題点］本発明は上記に説明したように従来におけるビ
ール、飲料水等の缶の製造に際して生じる種々の
問題点、特に、低温における熱処理（270℃以下）
では高延性が得られないこと、また、高温で熱処
理（270℃以上）した場合にもバルジ加工に際し
てはくびれを発生し割れ易いという問題があり、
本発明者はこれらの問題について研究をした結
果、低温の熱処理では高延性が得られないのは、
素材中の微細析出物が転位を強く固着し、亜結晶
粒化を妨げるため延性の向上には高温の熱処理が
必要であり、また、高温になると亜結晶粒は直ち
に再結晶粒となつて強度が低下し、これら微細析
出物はAl−Mn−Fe系のものであること、また、
高温の熱処理でもバジル加工の際くびれを発生し
割れ易くなるのは、割れの起点は造塊時に晶出す
る比較的大きな金属間化合物（25μｍ以上）であ
り、これが多く存在するとくびれおよび亀裂が伝
播することによると、これもまた、Al−Fe−Mn
系であること、および、しごき加工性のみに注目
していた従来材では対処できないこと等を知見
し、バジル加工性に優れた包装用アルミニウム合
金板を開発したのである。［間題点を解決するための手段］本発明に係る成形性に優れた包装用アルミニウ
ム合金板の特徴とするところは、 Zn0.05〜1wt％、Mn0.5〜0.8wt％、 Mg0.5〜2.0wt％、Fe0.2〜0.7wt％を含有し、残部Alおよび不純物からなるアルミ
ニウム合金であり、圧延板表面からみた金属間化
合物の面積占有率が１〜３％、この金属間化合物
の大きさが25μｍ以下、かつ、板面0.25mm²当りの
金属間化合物の数が900個以下であることにある。本発明に係るバルジ加工性に優れた包装用アル
ミニウム合金板について以下詳細に説明する。先ず、本発明に係るバルジ加工性に優れた包装
用アルミニウム合金板の含有成分および成分割合
について説明する。 Znは金属間化合物の成長および生成核の発生
を抑制し、特に、低温における熱処理により高延
性を付与するものであり、含有量が0.05wt％未満
ではこの効果が少なく、また、1wt％を越えて含
有されると耐蝕性に問題がある。よつて、Zn含
有量は0.05〜1wt％とする。 Mnは微細析出物の抑制と適正な金属間化合物
の生成に必要な元素であり、かつ、強度に影響を
およぼし、含有量が0.5wt％未満では微細析出物
および金属間化合物の生成量が減少して低温にお
ける高延性およびバルジ加工に際してくびれが発
生しないという効果が得られるが、強度の大幅な
低下と金属間化合物の大幅な減少も伴せて起るの
で、しごき加工性の低下を招き包装容器として問
題であり、また、1.0wt％を越えて含有されると
微細析出物および金属間化合物が増大し、バルジ
加工性に悪影響を与える。よつて、Mn含有量は
0.5〜1.0wt％とする。 Mgは強度を向上させるのに有効な元素であ
り、含有量が0.5wt％未満では強度向上の効果が
少なく、包装容器として問題があり、また、
2.0wt％を越えて含有されると強度が高くなり過
ぎ、表面に成形性に悪影響を与える酸化皮膜
MgOを形成するので加工不可能となる。よつて、
Mg含有量は0.5〜2.0wt％とする。 Feは微細析出物および金属間化合物に影響を
およぼし、含有量が0.2wt％未満では金属間化合
物の大幅な減少をおこし、しごき加工性の低下を
促し、また、0.7wt％を越えて含有されると微細
析出物および金属間化合物の増大を招き、バルジ
加工性の低下につながる。よつて、Fe含有量は
0.2〜0.7wt％とする。これらの成分以外に、Si、Cu含有量は0.5wt％
以下、Cr含有量は0.3wt％以下およびその他の成
分も不純物程度であれば許容することができる。次に、金属間化合物について説明すると、この
金属間化合物は造塊時に生成するものであり、そ
の分布は成分（Fe、Mn）および凝固速度等の造
塊条件に影響される。また、金属間化合物はバル
ジ加工の際割れの起点となるものであるが、一
方、しごき加工性向上には絶体必要なものであ
り、従つて、金属間化合物の分布には最適な範囲
がある。先ず、金属間化合物の面積率が１％未満ではし
ごき加工性が低下して缶胴割れを生じる原因とな
り、また、３％を越えるとバルジ加工の際の亀裂
伝播速度が大きくなり割れ易くなる。また、金属間化合物の数が多過ぎると亀裂伝播
を増長させるので、金属間化合物の大きさは25μ
ｍ以下とし、さらに、0.25mm²当りの金属間化合物
の数は900個以下にしなければならない。なお、
金属間化合物分布は走査電子顕微鏡（SEM）に
より画像処理して測定した。さらに、板面の結晶粒は缶壁におけるバルジ加
工性に影響を与え、微細な程好ましく、これは、
結晶粒が微細な程バルジ加工の際均一に変形を起
させることができ、中間焼鈍後の平均結晶粒は
45μｍ以下とすることが望ましい。なお、製品は
冷間圧延が施されるのど結晶粒は長く伸ばされ、
従つて、製品板における結晶粒幅が平均45μｍ以
下であることが望ましい。本発明に係る成形性に優れた包装用アルミニウ
ム合金板の製造方法は特に規制はないが、微細析
出物の抑制のためには均質化熱処理は500℃以上
の温度で２時間以上が好ましく、また、熱間圧延
条件は終了板厚（Hot Coil）1.8mm以上、300℃程
度の温度とするのがよく、さらに、中間焼鈍は熱
間圧延後必要に応じて冷間圧延後再結晶させる条
件、例えば、350℃×２時間以上、CALの場合到
達温度500℃程度の条件で行なうのがよく、なお、
製品は耐圧強度の関係で少なくとも30％以上の仕
上冷間圧延を施す必要がある。［実施例］本発明に係るバルジ加工性に優れた包装用アル
ミニウム合金板の実施例を説明する。実施例第１表に示す含有成分および成分割合のアルミ
ニウム合金の50mm厚さの小型鋳塊に鋳造し、570
℃×６時間の均熱処理後、熱間圧延および冷間圧
延を行ない、1.2mm厚で360℃×３時間の中間焼鈍
を施して、製品板厚0.4mm厚さとした。第２表に、これら供試材の晶出物分布と絞り、
しごき加工後の側壁張出性（Er値）および耐圧
性について示す。この第２表から明らかであるが、本発明に係る
バルジ加工性に優れた包装用アルミニウム合金板
のNo.５およびNo.６は、比較的低いベーキング条件
で優れた缶側壁の張出性を示しており、これは、
Mn、Fe含有量を特定したことによる微細析出物
の減少およびZn含有による金属間化合物の減少
によるものであり、これに対し、比較材No.１およ
びNo.２はベーキング後の缶側壁張出性において劣
つており、比較材No.３は缶側壁の張出性（バルジ
性）には優れているが、耐圧性に問題があり、さ
らに、しごき加工時に焼付き（缶表面に疵）を生
じ量産化には問題がある。

【表】

【表】［発明の効果］以上説明したように、本発明に係る成形性の優
れた包装用アルミニウム合金板は上記の構成を有
しているから、しごき加工性およびバルジ加工性
に優れており、機械的性質にも優れ、耐圧強度が
要求される缶材料として極めて優れ、さらに、炉
の寿命を向上させ、かつ、省エネルギーにも有効
であるという効果を有する。

Claims

【特許請求の範囲】１ Zn0.05〜1wt％、Mn0.5〜1.0wt％、 Mg0.5〜2.0wt％、Fe0.2〜0.7wt％を含有し、残部Alおよび不純物からなるアルミ
ニウム合金であり、圧延板表面からみた金属間化
合物の面積占有率が１〜３％、この金属間化合物
の大きさが25μｍ以下、かつ、板面0.25mm²当りの
金属間化合物の数が900個以下であることを特徴
とするバルジ加工性に優れた包装用アルミニウム
合金板。