JPS61264149A - 成形性に優れた包装用アルミニウム合金板 - Google Patents

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１ 本発明は成形性に優れた包装用アルミニウム合金に関し
、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
成形性に優れた包装用アルミニウム合金に関する。

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７ランノ加工を施
して製造されるものであるが、缶胴部には特に加工を受
けないので、従来から絞り、しごき加工性が特に優れて
いる３００４−Ｈ，９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
り成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２４０℃以上、また、
２７０℃以上にもなる。この温度はアルミによっては最
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１こは５ｋｇ／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。

従って、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、割れ起点お上び割れの
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１ 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）では高延性が徳ら
れないこと、また、高温で熱処理（２７０°Ｃ以上）し
た場合にち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
なって強度が低下し、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ル
ジ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（２５
μｍ以上）であり、これらが多（存在すると亀裂が伝播
することによること、および、しごき性のみに注目して
いた従来材では対処できないこと等を知見し、成形性に
優れた包装用アルミニウム合金板を開発したのである。

［問題点を解決するための手段１ 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、 Ｍｎ　　０．５〜０．８ｕｔ％、　Ｍｇ　　０．５〜２
．Ｏｕ＋ｔ％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、中間焼鈍後の平均結晶粒幅が
４５μｍ以下、造塊時に生成する金属間化合物の面積率
が１〜３％、この金属間化合物の最大長さが２５μｍ以
下、かつ、０．２５ｍｍ２当りの金属間化合物の数が１
０００個以下であることにある。

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
について以下詳細に説明する。

Ｍｎは一般的にアルミニウム合金の延性不足は微細析出
物によるものであり、これらを抑制するためには含有量
を低く抑えなえればならず、この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、含有量が
０．５ｗｔ％未満では析出物の生成量が減少して低温に
おける高延性が得られるが、金属間化合物の減少も伴せ
て起るので、しごき加工における潤滑作用が少なくなり
、しごき加工性に悪影響を与えるようになり、また、０
．８ｕ＋ｔ％を越えて含有されると微細析出物が多数増
大し、低温における亜結晶粒化（高延性化）を抑Ｍｇは
微細析出物に影響を与えずに強度を向上させるのに有効
な元素であり、含有量が０．５ｕ＋ｔ％未満では強度向
上の効果が少なく、また、２．０ｗｔ％を越えて含有さ
れると強度が高くなり過ぎて加工不可能となる。よって
、Ｍｇ含有量は０．５〜２．０ｗｔ％とする。

中間焼鈍後の平均結晶粒幅を４５μｍ以下とするのは、
結晶粒は缶壁のバルジ性に大きな影響を与え、微細な程
好ましいものであり、このことは、結晶粒が微細な程バ
ルジ加工（張出加工）において均一に変形されるためで
あり、中間焼鈍後の平均結晶粒幅が４５μｍを越えると
バルジ性が大きく低下するからである。従って、中間焼
鈍後の平均結晶粒幅は４５μｍ以下とする。なお、製品
は冷間圧延されるので結晶粒は長く伸ばされる、即ち、
製品における結晶粒幅が中間焼鈍後の平均結晶粒幅とな
る。

次に金属間化合物について説明すると、この金２朋イＩ
−Ａ　ａｌｎ　ｌ＋　：髪博ｎ左ｔ−ル古十スｔ、ので
本０４　モの分布は成分（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給体必要なものであり、従って、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、金属間化合物の最大長さは２５μｍ以下とし
、さらに、０．２５ｍｍ２当りの金属間化合物の数は１
０００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。

また、上記に説明したＭｎおよびＭｇ以外の成分は、Ｆ
ｅ０．７ｍｔ％以下、Ｓｉ　０．５ｗｔ％以下、Ｃｕ０
．５ｕ＋ｔ％、Ｏｒ　０．３ｗｔ％以下とすることが望
ましく、他の元素も不純物程度であれば許容される。

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　
Ｃｏ１１）　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’ＣＸ
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１ 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
金の小型鋳塊（５０ｔＸ２００ｗＸ　１４５１）を造塊
し、固剤、均熱処理（５４０℃×６時間）および熱間圧
延によ’）６ｍｍｔ（終了温度゛３００℃）とした。

その後冷間圧延により１　ｍｍｔとし、中間焼鈍（３６
０℃×２時間）および仕上げ冷間圧延により０．４ｍｍ
厚の板を製作した。

第２表に元板における機械的性質と金属組織を示す。

第２表に示す材料を、しごき加工、ベーキング（２００
’ＣＸ２０分）後のバルジ加工および耐圧試験を実施し
た。

その結果を第３表に示す。

しごき加工性としては限界しごき率５６％以上、缶表面
の焼付外のないことが望まれる。

また、缶壁のバルジ性は５ＩＩＩＩＩｌｈ以上、耐圧強
度は６．５ｋｇ／ａｍ２以上が必要である。

＊２）・・エリクセン試験（Ａ法）。

第２表および第３表から、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は、金属間化合物の面積率１
〜３％、最大長さ２５μｍ以下、０．２５ｍｍ当りの個
数が１０００個以下であり、さらに、結晶粒幅は４５μ
ｍ以下になっており、かつ、しごき加工性、バルジ性お
よび耐圧強度において充分に満足できるものであるが、
比較材は何れかが不充分で満足できないことがわかる。

なお、しごき加工後の熱処理を２００℃×２０分とした
が、実際には安定性の関係から２３０〜２５０°Ｃと少
し高温度とする必要があるが、従来上り２０℃以上も熱
処理温度の低下が可能であり、優れたバルジ性と共に炉
の寿命を向上させることができるものである。

［発明の効果１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｍｎ０．５〜０．８ｗｔ％、Ｍｇ０．５〜２．０ｗｔ％
   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、中間焼鈍後の平均結晶粒幅が４５μｍ以下
   、造塊時に生成する金属間化合物の面積率が１〜３％、
   この金属間化合物の最大長さが２５μｍ以下、かつ、０
   ．２５ｍｍ＾２当りの金属間化合物の数が１０００個以
   下であることを特徴とする成形性に優れた包装用アルミ
   ニウム合金。