JPS63149348A

JPS63149348A - 包装用アルミニウム合金の製造方法

Info

Publication number: JPS63149348A
Application number: JP29546686A
Authority: JP
Inventors: Takahisa Sawada; 沢田　隆久; Koichi Hatanaka; 畑中　孝一; Masanobu Fukui; 福井　正信
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1986-12-11
Filing date: 1986-12-11
Publication date: 1988-06-22
Also published as: JPH0320458B2

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】し産業上の利用分野］本発明は包装用アルミニウム合金およびその製造方法に
関し、さらに詳しくは、成形性、耐圧性、開缶性、耐孔
蝕性に優れ、かつ、平均結晶粒度を微細にすることによ
り、張り出し性、リベット成形性、絞り性等の成形性に
優れ、さらに、焼付塗装により硬化し、耐圧性、剛性を
向上させることができ、開缶性にも優れ、腐蝕性の激し
い内容物に対して耐孔蝕性に優れた包装用アルミニウム
合金およびその製造方法に関する。

［従来技術］一般に、キャンエンド用アルミニウム合金板は、アルミ
ニウム合金板に塗装印刷を施した後、（＋）ンエル加工
。

（２）多段張り出し加工。

（３）スコア加工。

（４）リベット加工。

等の加工が行なわれるが、この加工の中で最も重要視さ
れる加工は多段張り出し加工であり、機誠的性質、金属
間化合物の分布および結晶粒径等に影響を受ける。

また、成形されたキャンエンドは、（１）耐圧性。

（２）開缶性。

（３）タブ抜は性。

（４）耐蝕性。

等が要求され、特に、素材の薄肉化には耐圧性の向上（
高強度化）が必要である。

そして、近年、コストダウンの観点から素材の薄肉化、
高強度化が進んでいるが、素材の薄肉化および高強度化
は成形性の低下を沼来し、素材の薄肉化には高成形性と
高強度化か要求される。

一方、生産性の向上のため成形スピードの高速化が進み
、さらに、加工性の低下につながっている。しかし、従
来から使用されている５０５２．５０５８．５１８２等
の素材では、塗装印刷後のベーキングにおいて強度が著
しく低下するので、高強度とするために固溶元素を含有
させ、最終冷間圧延率を上昇させることが必要である。

この場合、伸びの低下および結晶粒の長径化を招いて張
り出し性等の成形性を低下させる。また、開缶性の向上
を目的として開缶のだめの蓋に圧入されているスコアの
形状の種々の検討がなされているか、例えば、スコア加
工部の残厚の減少は開缶性の向上に効果は認められるも
のの、減少し過ぎるとスコア部に亀裂が発生し、内容物
の漏れる原因となり、残圧の減少には限界かある。

また、上記した従来使用されている、５０５２．５０８
２．５１８２等のアルミニウム合金ては、内容物中のＣ
Ｉイオンが数百ｐｐｍ以上と多い場合等腐蝕性の激しい
場合等においては、アルミニウム合金の保護酸化皮膜は
容易に破壊され、局部的な溶解が生じて孔蝕となり、容
器として致命的な事故につながる可能性があるので、そ
の用途には自ずから制限がある。

特に缶胴としてブリキ、チンフリースチール（ＴＦＳ）
、スチール等アルミニウム或いはアルミニウム合金より
電気的に責な材料を用いる場合には、内容物自体の腐蝕
作用の他にガルバニック作用が付加されるため、アルミ
ニウム或いはアルミニウム合金の材料に発生する孔蝕の
進行速度は増大されるところとなり、内容物によるアル
ミニウム或いはアルミニウム合金の材料の用途制限はさ
らに厳しくなる。

［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従来の包装用アルミニウム合金
の種々の問題点に鑑み、本発明者が鋭意研究を行い、検
討を重ねた結果、塗装印刷時のベーキングにおいて強度
が殆ど低下させず、また、強度が向上するベークハード
型であって、最終冷間圧延率を小さくすることが可能と
なり、かつ、最終冷間圧延前の結晶粒が微細であるから
、成形性に優れ、さらに、高強度化に伴う開缶性の向上
および耐孔蝕性の向上を一挙に行うことができる包装用
アルミニウム合金およびその製造方法を開発したのであ
る。

［問題点を解決するための手段１本発明に係る包装用アルミニウム合金およびその製造方
法は、（１）　　Ｃｕ　０．０５〜１ｗｔ％、Ｍｎ　０．３〜
１．５ｗｔ％、Ｍｇ　０．３〜２．８ｗｔ％、Ｃｒ　０
．０３〜０．３ｗＬ％を含有し、残部Ａ＋および不可避
不純物からなるアルミニウム合金であり、かつ、圧延板
表面からみた結晶粒の平均値が２５μ以下であることを
特徴とする成形性、耐圧性、開缶性、耐孔蝕性および焼
付塗装により硬化する焼付硬化型包装用アルミニウム合
金を第１の発明とし、（２）　　Ｃｕ　０．０５〜Ｌｗｔ％、Ｍｎ　０．３〜
１．５ｗｔ％、Ｍｇ　０．３〜２．８ｗｔ％、Ｃｒ　０
．０３〜０．３ｉｔ％を含灯し、残部Ａ＋および不可避
不純物からなるアルミニウム合金を溶解、鋳造後、５０
０°Ｃ以上の温度で均熱処理を行い、熱間圧延を行った
後１．１００〜６００℃の温度に１００℃／分以上の加
熱速度で加熱し、ｊＪ口熱後直ちに、または、ｌＯ分以
内保持した後、１００℃／時間以上の冷却速度で冷却し
、平均結晶粒２５μ以下とすると共に焼付硬化に寄与す
る成分を固溶状態に保ち、さらに、３０％以上の冷間圧
延を行うことを特徴とする成形性、耐圧性、開缶性、耐
孔蝕性に優れた焼付硬化型包装用アルミニウム合金の製
造方法を第２の発明とする２つの発明よりなるものであ
る。

本発明に係る包装用アルミニウム合金およびその製造方
法について以下詳細に説明する。

先ず、本発明に係る包装用アルミニウム合金の含有成分
および含有割合について説明する。

ＣｕはＭｇと共存して強度を高める効果を有する元素で
あり、かつ、アルミニウム合金を貴とするものであり、
含有量が０．０５ｖｔ％未満ではベータハード効果は得
られず、また、ｔｗｔ％を越えて含有されると含有され
た程のベータハード効果は期待できず、かつ、粒界腐蝕
感受性を増大させる。

よって、Ｃｕ含有量は０．０５〜１ｗｔ％とする。

Ｍｎはベークハード効果には直接影響を与えないが、強
度の向上、結晶粒の微細化に効果があり、このＭｎはＣ
ｕと同様にアルミニウム合金を電気化学的に貴とし、さ
らに、耐蝕性を向上させ、かつ、金属間化合物［：　Ａ
　Ｉ　ａ　（Ｍ　ｎ　ＳＦ　ｅ）］等の作用により開缶
性を向上させる元素であり、含有量が０４ｗｔ％未満で
はこれらの効果か充分でなく、また、１．５ｗｔ％を越
えて含有されると粗大な金属間化合物を生成し、特にキ
ャンエンドのような多段張り出し加工により割れ発生の
起点となる。よって、Ｍｎ含有量は０．３〜１．５ｗｔ
％とする。

Ｍｇは強度向上に有効な元素であり、特にベークハード
効果を得るためには必須であり、含有量が０．３ｖｔ％
未満では薄肉化するための高強度か得られず、また、２
．８ｖｔ％を越えて含有されると腐蝕減量が大きくなり
、耐蝕性か低下する。よって、Ｍｇ含有量は０．３〜２
．８ｗｔ％とする。

ＣｒはＭｎと同様に電気化学的に貴とし、さらに、耐蝕
性を向上させ、かつ、金属間化合物の作用により開缶性
を向上させるための非常に重要な元素であり、含有量が
０．０３ｗｔ％未満ではこの効果は認められず、また、
０，３ｗｔ％を越えて含有されると金属間化合物のサイ
ズの成長を招き、成形性が劣化する。よって、Ｃｒ含有
量は０．０３〜０．３ｗｔ％とする。

なお、上記以外に含有される元素は、通常市販されてい
る純アルミニウムに含有されている不純物程度であれば
、特に規制はないが、Ｓ＋およびＦｅは少ないほど望ま
しい。

次に、本発明に係る包装用アルミニウム合金の製造方法
について説明する。

上記に説明した含有成分および含有割合のアルミニウム
合金を通常の方法により溶解鋳造して鋳塊とし、この鋳
塊を４５０〜６００℃の温度において均熱処理するので
あるが、この均熱処理は適正な熱間圧延および張り出し
性（特に小径の多段張り出し性）を得るためのものであ
り、４５０℃未満の均熱温度では熱間圧延時に耳割れが
発生し易く、かつ、微細析出物が多く生成し、張り出し
性が低下し、また、６００℃を越える均熱温度ではバー
ニングおよびフクレを発生し、製品特性の加工性、表面
品質の低下につながる。よって、均熱処理温度は４５０
〜６００℃とする。

その後の熱間圧延では特に限定的な条件はないが、２５
０℃以上の温度において熱間圧延を終了するのかよい。

この熱間圧延後に冷間圧延は行っても行わなくてもよい
のである。

次に行う中間焼鈍であるが、これはベークハード効果と
成形性に潰れた特性（微細結晶粒）を得るために重要な
工程であり、加熱温度を４００〜６００℃とするのはベ
ータハードに必要なＭｇとＣｕを固溶するためであり、
４００℃未満の加熱温度では固溶が充分のに行なわれず
、その後のベークハード効果が期待できず、また、６０
０℃を越える加熱温度ではこの効果は飽和してあまり期
待できず、かえって、バーニング等を起こして特性の低
下につながる。よって、加熱温度は４００〜６００℃と
ずろ。この時の加熱速度は１００／分以上および加熱直
後または１０分以内保持後１００℃／時間以上の冷却速
度で２００℃以下の温度まで冷却する必要があり、これ
は成形性に有効な微細結晶粒（２５μｍ以下）とし、か
っ、Ｍｇ、Ｃｕを強制固溶させることにあり、これらの
範囲外においてはベークハード効果および微細結晶粒に
よる高成形性か得られない。なお、保持時間を１０分以
内とするのは１０分を越える時間保持してもベークハー
ド効果は向上せず、かえって、結晶粒の成長とエネルギ
ーの無駄となり、また、２００℃以下の温度まで冷却す
るのはベーキングによる硬化を図るためである。

［実　施　例］本発明に係る包装用アルミニウム合金およびその製造方
法の実施例を説明する。

実施例　１第１表に示す含有成分および含有割合のアルミニウム合
金鋳塊を５９０℃×４時間の均熱処理と熱間圧延により
４ｍ１１１の熱間圧延板とし、次いで、厚さ１開に冷間
圧延し、中間焼鈍は５００℃×θ秒（８００℃／分昇降
温）で行った。次に、冷間圧延を行って厚さ０．３３ｍ
ｍとした。

第２表に機械的性質（圧延まま、ベーキング後）、中間
焼鈍後の結晶粒径、多段張り出し成形性、開缶試験結果
、耐蝕性評価結果を示す。比較例の均熱処理はバーニン
グを起こすため５１０℃×４時間とした。

この第２表から、本発明に係る包装用アルミニウム合金
（Ｎｏ、ｌ、Ｎｏ、２、Ｎｏ、３）は、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍ
ｇ系の微細析出物によりベータハード現象を示し、ベー
キングにより引張強さか向上しており、また、結晶粒径
は本発明に係る包装用アルミニウム合金は全べて２５μ
ｍ以下となっており、多段張り出し性に優れ、さらに、
Ｍｎ、Ｃｒの共存により開缶性も優れ、耐蝕性について
も本発明に係る包装用アルミニウム合金は非常に優れて
いることがわかる。

比較例のＮｏ、６はベークハード現象を示し、結晶粒が
小さく成形性らよいが、Ｃｒを含有していないので開缶
性および耐蝕性に問題がある。

実施例２実施例１における中間焼鈍を３７０℃×２時間、加熱、
冷却速度４０℃／時間で実施した場合の、０　、３　ｍ
ｍ厚さの機械的性質、中間焼鈍後の結晶粒径、多段張り
出し成形性、開缶試験結果および耐蝕性評価結果を第３
表に示す。

この第３表かられかるように、中間焼鈍を従来条件の３
７０℃×２時間、加熱、冷却速度４０℃／時間で実施し
た場合、本発明に係る包装用アルミニウム合金の含有成
分および含有割合においても、ベーキングによる軟化が
大きく、高強度が得られず、また、中間焼鈍後の結晶粒
ら２５μｍ以上となり、現状の板厚では成形上問題はな
いが、薄肉化した場合には問題かある。

実施例３第１表に示すＮｏ、Ｉ合金について、中間焼鈍を第４表
に示す条件で実施し、０．３ｍｍの厚さの機械的性質、
中間焼鈍後の結晶粒を第４表に示す。

なお、到達温度（加熱温度）における保持時間は０秒で
ある。

この第４表から、到達温度（加熱温度）は４００℃以上
が必要であり、バーニング等を考慮すると、４００〜６
００６Ｃの加熱温度としなければならず、また、加熱速
度カ月り０℃／分以下では微細な結晶粒が得られず、冷
却速度が１００℃／時間（１，７℃／分）以下ではベー
タハードに有効なＣｕ。

Ｍｇが冷却時に析出してベーキング時の硬化が得られな
い。

［発明の効果］　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　２以上説明したように、本発明に係る包装用アルミニ
ウム合金およびその製造方法は上記の構成であるから、
塗装印刷時のベーキング工程でベータ　　　（ハード効
果を利用して高強度を保持し、かつ、結　　　６品粒の
微細化により張り出し性、リベット性、絞　　　゛り性
等の成形性に優れ、さらに、開缶性、耐孔蝕性にも優れ
ており、そして、（１）ベークハード効果および結晶粒の微細化により、
高強度で各種成形性に優れ、しかも開缶性、耐蝕性に優
れるため、通常の飲料缶の蓋および胴（ＤＲＤ缶）に最
適である。

（２）耐孔蝕性に浸れるため食塩を含む飲料その他の食
品用オールスチール缶の蓋をイージーオープン型の直に
最適なアルミニウム材に変えることができる。

（３）オールアルミニウム缶においてら本発明に係る包
装用アルミニウム合金板はその蓋材として良好な性質を
存している。

（４）食品缶の缶胴（Ｄｒ（Ｄ缶）にも使用可能である
。

：いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は荷重と伸びの関係を示す図、第２図単にの耐蝕
性試験方法を示す図、第３図はブリキと）組み合わせに
よる耐蝕性試験方法を示す図であ３゜、と　　　　　　　　　　　　　　　　望−→吋

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｃｕ０．０５〜１ｗｔ％、Ｍｎ０．３〜１．５ｗ
ｔ％、Ｍｇ０．３〜２．８ｗｔ％、Ｃｒ０．０３〜０．
３ｗｔ％を含有し、残部Ａｌおよび不可避不純物からな
るアルミニウム合金であり、かつ、圧延板表面からみた
結晶粒の平均値が２５μ以下であることを特徴とする成
形性、耐圧性、開缶性、耐孔蝕性優れた焼付塗装により
硬化する焼付硬化型包装用アルミニウム合金。
（２）Ｃｕ０．０５〜１ｗｔ％、Ｍｎ０．３〜１．５ｗ
ｔ％、Ｍｇ０．３〜２．８ｗｔ％、Ｃｒ０．０３〜０．
３ｗｔ％を含有し、残部Ａｌおよび不可避不純物からな
るアルミニウム合金を溶解、鋳造後、５００℃以上の温
度で均熱処理を行い、熱間圧延を行った後、４００〜６
００℃の温度に１００℃／分以上の加熱速度で加熱し、
加熱後直ちに、または、１０分以内保持した後、１００
℃／時間以上の冷却速度で冷却し、平均結晶粒２５μ以
下とすると共に焼付硬化に寄与する成分を固溶状態に保
ち、さらに、３０％以上の冷間圧延を行うことを特徴と
する成形性、耐圧性、開缶性、耐孔蝕性に優れた焼付硬
化型包装用アルミニウム合金の製造方法。