JP2000234158A - 缶胴用アルミニウム合金板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＤＩ缶胴用材料として、低耳率とフランジ成
形性、しごき性、強度が安定して優れたＡｌ合金板の製
造方法を提供する。 【解決手段】 Ａｌ−Ｍｇ−Ｍｎ系合金を鋳造後、均質
化処理を施し、さらに熱間圧延にあたり、開始温度３５
０〜５８０℃、熱間圧延中途の板厚２０〜２００ｍｍの
段階で表面から５０μｍの深さまでの領域に３０％以上
の再結晶を生じさせ、かつ熱間圧延中途の板厚が２０ｍ
ｍ以上の段階から熱間圧延終了までにおいて、総熱間圧
延率９８％以下、その間の各パスの圧延温度２２０〜４
５０℃、各パス歪み速度２〜３５０／ｓｅｃ、各パス間
滞留時間１０分以内として、各パスの再結晶率を１〜８
０％の範囲内に制御し、さらに熱延終了温度２００〜３
３０℃、終了板厚１．０〜７．０ｍｍとし、熱延終了直
後の熱延板の室温までの平均冷却速度を１００℃／時間
以下として、室温で再結晶率９５％以下、耐力７０ＭＰ
ａ以上の熱延板を得、さらに２〜６０％の１次冷間圧延
後、連続焼鈍もしくはバッチ焼鈍を施してから、５０％
以上の最終冷間圧延を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はＤＩ加工（絞り−
しごき加工）による２ピースアルミニウム缶用の缶胴、
すなわちＤＩ缶胴に用いられるＡｌ−Ｍｇ−Ｍｎ系アル
ミニウム合金板の製造方法に関し、特に深絞り耳が低く
かつ塗装焼付後の強度が高く、しかもＤＩ加工時の成形
性および塗装焼付後の成形性に優れたＤＩ缶胴用アルミ
ニウム合金板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に２ピースアルミニウム缶の製造工
程としては、缶胴素材に対して深絞り加工およびしごき
加工によるＤＩ成形を施して缶胴形状とした後、所定の
サイズにトリミングを施して脱脂・洗浄処理を行ない、
さらに塗装および印刷を行なって焼付け（ベーキング）
を行ない、その後、缶胴縁部に対してネッキング加工、
フランジング加工を行ない、その後、別に成形した缶蓋
（缶エンド）と合せてシーミング加工を行なって缶とす
るのが通常である。

【０００３】このようにして製造されるＤＩ缶の素材
（缶胴材）としては、従来からＡｌ−Ｍｇ−Ｍｎ系合金
であるＪＩＳ ３００４合金の硬質板が広く用いられて
いる。この３００４合金は、しごき加工性に優れてい
て、強度を高めるために高圧延率で冷間圧延を施した場
合でも比較的良好な成形性を示すところから、ＤＩ缶胴
材として好適であるとされている。

【０００４】このようなＤＩ缶胴用の３００４合金硬質
板の製造方法としては、ＤＣ鋳造法などによって鋳造
後、鋳塊に対し均質化処理を施し、さらに熱間圧延およ
び冷間圧延を施して所定の板厚とし、かつその過程にお
ける冷間圧延前あるいは冷間圧延中途において中間焼鈍
を施す方法が一般的である。

【０００５】ところでＤＩ缶胴については、主として材
料コスト低減、軽量化の目的から、より薄肉化を図るこ
とが強く望まれている。そしてこのように薄肉化を図る
ためには、薄肉化に伴なって生じる缶の座屈強度低下の
問題を回避するため、材料の高強度化を図ることが不可
欠である。

【０００６】またＤＩ缶胴用材料については、上述のよ
うな薄肉化を図るための高強度化の要請ばかりではな
く、ＤＩ成形時における耳率が低いことが強く望まれ
る。すなわち、ＤＩ成形時の耳率が低いことは、ＤＩ成
形時の歩留りの向上と、缶胴の耳切れに起因する缶胴破
断の防止の点から必要とされている。さらに、ＤＩ缶製
造時におけるフランジ成形性（口拡げ性）、しごき性
（缶切れ性）も重要であり、これらの耳率、フランジ成
形性、しごき性、および強度を缶胴材に要求される主要
４要素と称することができ、これらの４要素をバランス
良く向上させることが強く望まれている。特に耳率は、
これらの４要素のうちでもその制御が難しく、したがっ
てこれらの４要素のバランスの改善には、耳率の適切な
制御が極めて重要な課題となっている。

【０００７】ここで、従来一般の熱間圧延方式として
は、粗圧延機、仕上圧延機としてそれぞれリバーシング
・ミル、リバーシング・ウォームミルを適用するか、あ
るいは粗圧延および仕上圧延兼用の圧延機としてリバー
シング・ミルを用いることが多いが、これらの熱間圧延
方式では、一般に耳率を改善しようとすれば、特にフラ
ンジ成形性の低下を招く問題が生じ、また逆にフランジ
成形性を向上させようとすれば耳率を抑えることが困難
となり、例えば絞り比１．９において耳率を３％以下に
抑えることは困難となる。

【０００８】一方、耳率を改善するための缶胴材製造方
法として、既に特開平５−３１７９１４号では、冷間圧
延中途において２回焼鈍を行なう方法が提案されている
が、このように冷間圧延中途において２回焼鈍を行なっ
た場合、最終冷間圧延の圧延率を大きくとれないため、
強度不足が生じやすいという問題があるほか、焼鈍を２
回行なうために製造コストの上昇を招き、さらには製缶
時の材料の加工硬化量が大きくなってフランジ成形性が
悪化する問題もある。

【０００９】この発明は以上の事情を背景としてなされ
たものであって、缶胴材として望まれる諸要求を充分に
満足し得る材料、すなわち薄肉化を図った場合でも強度
とフランジ成形性、しごき性に優れ、しかも深絞りにお
ける材料の耳率が確実かつ安定して低い缶胴用アルミニ
ウム合金板を製造し得る方法を提供することを基本的な
目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前述のような課題を解決
するべく、本願発明者等が種々実験・検討を重ねた結
果、熱間圧延における材料の再結晶、特に熱間圧延中途
以降における各圧延パスでの再結晶状態を厳密に制御
し、かつ得られた熱間圧延板に対し１次冷間圧延を施し
てから中間焼鈍を行なうことによって、前述の課題を解
決し得ることを見出し、この発明をなすに至ったのであ
る。

【００１１】具体的には、請求項１の発明の缶胴用アル
ミニウム合金板の製造方法は、Ｍｇ０．５〜２．０％
（重量％、以下同じ）、Ｍｎ０．５〜２．０％、Ｆｅ
０．１〜０．７％、Ｓｉ０．０５〜０．５％を含有し、
さらに必要に応じて０．００５〜０．２０％のＴｉを単
独でもしくは０．０００１〜０．０５％のＢと組合せて
含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物よりなるアル
ミニウム合金を鋳造した後、５２０〜６３０℃の範囲内
の温度で１時間以上の均質化処理を施し、さらに熱間圧
延を行なうにあたり、（１） ３５０〜５８０℃の範囲
内の温度で熱間圧延を開始し、（２） 熱間圧延中途の
板厚が２０〜２００ｍｍの範囲内の段階で、表面から５
０μｍの深さまでの領域に再結晶率３０％以上の再結晶
を少なくとも１回生じさせ、（３） 熱間圧延中途の板
厚が２０ｍｍ以上の段階から熱間圧延終了までの間の総
熱間圧延率を９８％以下とし、かつその間における各圧
延パスでの圧延温度を２２０〜４５０℃の範囲内とする
とともに各圧延パスでの歪み速度を２〜３５０／ｓｅｃ
の範囲内とし、しかも各圧延パス間の材料滞留時間を１
０分以内として、熱間圧延中途の板厚が２０ｍｍ以上の
段階から熱延終了までの間の各圧延パス（但し最終パス
を除く）における次パス開始直前までの再結晶率を１〜
８０％の範囲内に制御し、（４） 熱間圧延の終了温度
を２００〜３３０℃の範囲内、終了板厚を１．０〜７．
０ｍｍの範囲内とし、（５） 熱間圧延終了直後の２０
０〜３３０℃の範囲内の温度から室温までの平均冷却速
度を１００℃／ｈｒ以下とし、（６） 以上の（１）〜
（５）により、熱間圧延終了後の室温に冷却された状態
での再結晶率を９５％以下、耐力を７０ＭＰａ以上に制
御し、その後、熱間圧延板に対して、２〜６０％の範囲
内の圧延率で１次冷間圧延を行ない、さらに１〜１００
℃／秒の範囲内の平均昇温速度で３３０〜６２０℃の範
囲内の温度に加熱して保持なしもしくは１０分以下の保
持を行なって、１〜１００℃／秒の範囲内の平均冷却速
度で冷却する連続焼鈍を施し、その後さらに５０％以上
の圧延率で最終冷間圧延を行なうことを特徴とするもの
である。

【００１２】また請求項２の発明の缶胴用アルミニウム
合金板の製造方法は、素材アルミニウム合金として、Ｍ
ｇ０．５〜２．０％、Ｍｎ０．５〜２．０％、Ｆｅ０．
１〜０．７％、Ｓｉ０．０５〜０．５％を含有し、かつ
Ｃｕ０．０５〜０．５％、Ｃｒ０．０５〜０．３％、Ｚ
ｎ０．０５〜０．５％のうちの１種または２種以上を含
有し、さらに必要に応じて０．００５〜０．２０％のＴ
ｉを単独でもしくは０．０００１〜０．０５％のＢと組
合せて含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純物よりな
るアルミニウム合金を用い、請求項１で規定するプロセ
ス条件と同様の条件の均質化処理−熱間圧延−１次冷間
圧延−連続焼鈍−最終冷間圧延のプロセスで製造するも
のである。

【００１３】さらに請求項３の発明の缶胴用アルミニウ
ム合金板の製造方法は、素材合金として請求項１で規定
する合金と同じアルミニウム合金を用い、かつ均質化処
理−熱間圧延−１次冷間圧延を請求項１で規定する条件
で行ない、その後の焼鈍として、０．１℃／秒以下の平
均昇温速度で加熱して２５０〜５００℃の範囲内の温度
に０．５時間以上保持して、０．１℃／秒以下の平均冷
却速度で冷却するバッチ焼鈍を施し、その後請求項１の
方法と同様に５０％以上の圧延率で最終冷間圧延を行な
うものである。

【００１４】そしてまた請求項４の発明の缶胴用アルミ
ニウム合金板の製造方法は、素材アルミニウム合金とし
て請求項２で規定する成分組成と同じ成分組成の合金を
用い、請求項３で規定するプロセスで製造するものであ
る。

【００１５】なお、以上の請求項１〜４の方法におい
て、５０％以上の圧延率で最終冷間圧延を行なった後に
は、さらに８０〜２００℃の範囲内の温度で０．１〜２
４時間保持する最終焼鈍を施しても良く、これを規定し
たのが請求項５の発明である。

【００１６】

【発明の実施の形態】先ずこの発明の方法において用い
られるアルミニウム合金の成分組成の限定理由について
説明する。

【００１７】Ｍｇ：Ｍｇの添加は、Ｍｇそれ自体の固溶
による強度向上に効果があり、またＭｇの固溶に伴なっ
て加工硬化量の増大による強度向上が期待でき、さらに
はＳｉとの共存によるＭｇ₂Ｓｉの時効析出による強度
向上も期待でき、したがってＭｇは缶胴材として必要な
強度を得るためには不可欠の元素である。またＭｇは、
加工時の転位の増殖作用があるため、再結晶粒を微細化
させるためにも有効である。但しＭｇ量が０．５％未満
では上述の効果が少なく、一方２．０％を越えれば、高
強度は容易に得られるものの、ＤＩ加工時の変形抵抗が
大きくなって絞り性やしごき性を悪くする。したがって
Ｍｇ量は０．５〜２．０％の範囲内とした。

【００１８】Ｍｎ：Ｍｎは強度および成形性の向上に寄
与する有効な元素である。特にこの発明で目的としてい
る用途である缶胴材ではＤＩ成形時にしごき加工が加え
られるため、とりわけＭｎは重要となる。アルミニウム
板のしごき加工においては通常エマルジョンタイプの潤
滑剤が用いられているが、Ｍｎ系晶出物が少ない場合に
は同程度の強度を有していてもエマルジョンタイプ潤滑
剤だけでは潤滑能が不足し、ゴーリングと称される擦り
疵や焼付きなどの外観不良が発生するおそれがある。ゴ
ーリングは晶出物の大きさ、量、種類に影響されること
が知られており、その晶出物を形成するためにＭｎは不
可欠な元素である。Ｍｎ量が０．５％未満ではＭｎ系化
合物による固体潤滑的な効果が得られず、一方Ｍｎ量が
２．０％を越えればＡｌ₆Ｍｎの初晶巨大金属間化合物
が発生し、著しく成形性を損なう。そこでＭｎ量は０．
５〜２．０％の範囲内とした。

【００１９】Ｆｅ：Ｆｅは、Ｍｎの晶出や析出を促進し
て、アルミニウム基地中のＭｎ固溶量やＭｎ系金属間化
合物の分散状態を制御するために必要な元素である。適
切な化合物分散状態を得るためには、Ｍｎ添加量に応じ
てＦｅを添加することが必要である。Ｆｅ量が０．１％
未満では適切な化合物分散状態を得ることが困難であ
り、一方Ｆｅ量が０．７％を越えれば、Ｍｎ添加に伴な
って初晶巨大金属間化合物が発生しやすくなり、成形性
を著しく損なう。そこでＦｅ量の範囲は０．１〜０．７
％とした。

【００２０】Ｓｉ：Ｓｉの添加は、Ｍｇ₂Ｓｉ系化合物
の析出による時効硬化を通じて缶胴材の強度向上に寄与
する。またＳｉは、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｓｉ系金属間化
合物を生成して、Ｍｎ系金属間化合物の分散状態を制御
するために必要な元素である。Ｓｉ量が０．０５％未満
では上記の効果が得られず、一方０．５％を越えれば時
効硬化により材料が硬くなりすぎて成形性を阻害する。
そこでＳｉ量の範囲は０．０５〜０．５％とした。

【００２１】Ｔｉ，Ｂ：通常のアルミニウム合金におい
ては、鋳塊結晶粒微細化のためにＴｉ、あるいはＴｉお
よびＢを微量添加することが行なわれており、この発明
においても、必要に応じて微量のＴｉを単独で、あるい
はＢと組合せて添加しても良い。但しＴｉ量が０．００
５％未満ではその効果が得られず、０．２０％を越えれ
ば巨大なＡｌ−Ｔｉ系金属間化合物が晶出して成形性を
阻害するため、Ｔｉを添加する場合のＴｉ量は０．００
５〜０．２０％の範囲内とした。またＴｉとともにＢを
添加すれば鋳塊結晶粒微細化の効果が向上するが、Ｔｉ
と併せてＢを添加する場合、Ｂ量が０．０００１％未満
ではその効果がなく、０．０５％を越えればＴｉ−Ｂ系
の粗大粒子が混入して成形性を害することから、Ｔｉと
ともにＢを添加する場合のＢ量は０．０００１〜０．０
５％の範囲内とした。

【００２２】Ｃｕ，Ｃｒ，Ｚｎ：これらはいずれも強度
向上に寄与する元素であり、必要に応じてこれらのうち
から選ばれた１種または２種以上が添加される。これら
の各元素についてさらに説明する。

【００２３】Ｃｕ：Ｃｕは、焼鈍時にアルミニウム基地
中に溶体化させておき、塗装焼付処理時にＡｌ−Ｃｕ−
Ｍｇ系析出物として析出することによる析出硬化を利用
した強度向上に寄与する。Ｃｕ量が０．０５％未満では
その効果が得られず、一方Ｃｕを０．５％を越えて添加
した場合には、時効硬化は容易に得られるものの、硬く
なりすぎて成形性を阻害し、また耐食性も劣化する。そ
こでＣｕ量の範囲は０．０５〜０．５％とした。

【００２４】Ｃｒ；Ｃｒも強度向上に効果的な元素であ
るが、０．０５％未満ではその効果が少なく、０．３％
を越えれば巨大晶出物生成によって成形性の低下を招く
ため、好ましくない。そこでＣｒ量の範囲は０．０５〜
０．３％とした。

【００２５】Ｚｎ：Ｚｎの添加はＡｌ−Ｍｇ−Ｚｎ系粒
子の時効析出による強度向上に寄与するが、０．０５％
未満ではその効果が得られず、０．５％を越えれば、強
度への寄与については問題がないが、耐食性を劣化させ
る。そこでＺｎ量の範囲は０．０５〜０．５％とした。

【００２６】以上の各元素の残部はＡｌと不可避不純物
とすれば良い。

【００２７】次にこの発明における製造プロセスを、そ
の作用とともに説明する。

【００２８】先ず前述のような合金組成を有するアルミ
ニウム合金鋳塊を常法に従ってＤＣ鋳造法（半連続鋳造
法）などにより鋳造する。次いでその鋳塊に対して均質
化処理を施して、鋳塊の偏析を均質化するとともにＭｎ
系の第２相粒子サイズと分布を最適化する。均質化処理
温度が５２０℃未満では均質化の効果が不充分であり、
一方６３０℃を越えれば共晶融解のおそれがある。均質
化処理は１時間未満では均質化が不充分となる。したが
って均質化処理は５２０〜６３０℃の範囲内の温度で１
時間以上行なう必要がある。なお均質化処理時間の上限
は特に規制しないが、経済性を考慮して通常は４８時間
以下にすることが好ましい。

【００２９】均質化処理を施したスラブに対しては、熱
間圧延を行なう。缶胴材の製造工程中において、熱間圧
延は、再結晶挙動の制御を通じて耳率の制御に重要な影
響を及ぼす。そこでこの発明では、熱間圧延開始温度や
熱間圧延終了温度のみならず、少なくとも板厚が２０ｍ
ｍ以降の段階での各圧延パスの条件などを厳密に細かく
規定することによって、再結晶挙動を厳密に制御してい
る。以下に熱間圧延工程における各条件についてさらに
詳細に説明する。

【００３０】（１） 熱間圧延開始温度を３５０〜５８
０℃の範囲内とする。

【００３１】熱間圧延の開始温度は、熱間圧延中の材料
の回復および再結晶の挙動に強い影響を及ぼし、特に最
終板の深絞り耳を低くするために必要なキューブ方位の
結晶組織（キューブ方位の結晶粒の集合体を以下キュー
ブバンドと称する）の形成に重要な役割を果たしてい
る。熱間圧延開始温度が３５０℃未満では圧延集合組織
を発達させ易いが、熱間圧延中に板のエッジ割れが生じ
やすくなり、一方５８０℃を越えた高温で熱間圧延を開
始すれば、キューブバンドの形成は容易となるものの、
板の表面品質が低下する。したがって熱間圧延開始温度
は３５０〜５８０℃の範囲内とする必要がある。

【００３２】（２） 熱間圧延中途の板厚が２０〜２０
０ｍｍの範囲内の段階で、表面から５０μｍの深さまで
の領域（表層領域）に３０％以上の再結晶率で少なくと
も１回の再結晶を生じさせる。

【００３３】熱間圧延中途における板厚が２０〜２００
ｍｍの範囲内の段階での表層領域の回復や再結晶は、最
終板の耳率にはそれほど大きな影響を与えないが、表面
品質、エッジ割れの改善に影響があり、この表層領域で
３０％以上の再結晶を少なくとも１回以上生じさせてお
くことにより、最終板の表面品質の向上とエッジ割れの
防止に有効となり、ひいてはフランジ成形性、しごき性
の向上に寄与する。ここで、３０％以上の再結晶が生じ
た領域が表面から５０μｍ未満の浅い領域に過ぎない場
合や、表面から５０μｍの深さの領域の再結晶率が３０
％未満の場合には、上記の効果を充分に得ることができ
ない。

【００３４】（３） 熱間圧延中途の板厚が少なくとも
２０ｍｍ以上の段階から熱間圧延終了までの間におい
て、圧延パス（但し最終パスを除く）における次パス開
始直前までの再結晶率を１〜８０％の範囲内に制御す
る。そしてこのように板厚が２０ｍｍ以上の段階以降の
各圧延パスにおいて１〜８０％の再結晶率を確保するた
めに、熱間圧延中途の板厚が２０ｍｍ以上の段階から熱
間圧延終了までの間の総熱間圧延率を９８％以下とし、
かつその間における各圧延パスでの圧延温度を２２０〜
４５０℃の範囲内とするとともに、その間における各圧
延パスでの歪み速度を２〜３５０／ｓｅｃの範囲内と
し、しかも各圧延パス間での材料滞留時間を１０分以内
とする。

【００３５】少なくとも板厚が２０ｍｍ以上の段階以降
の各圧延パスにおける圧延中の再結晶率は、集合組織の
制御に重要な影響を及ぼし、その間の各圧延パスにおけ
る再結晶率を１〜８０％の範囲内、望ましくは５〜４０
％の範囲内に制御することによって、熱間圧延終了後の
材料のキューブ方位密度を高め、最終板の４５°耳を低
くして低耳率を達成することが可能となる。なおここで
規定している各圧延パスにおける再結晶率は、その圧延
パスの開始から次パスでの圧延が開始される直前までに
生じる再結晶を体積率で表したものである。ここで、板
厚が２０ｍｍの段階以降の各圧延パスのうち、１パスで
も再結晶率が８０％を越えたりあるいは１％未満となれ
ば、熱間圧延終了後のキューブ方位結晶粒の密度が低下
し、最終板の４５°耳が高くなってしまう。また板厚が
２０ｍｍより厚い段階における各圧延パスにおける再結
晶率は、最終板の耳率には大きな影響を与えない。但
し、板厚が２０ｍｍよりも大きい段階から各圧延パスの
再結晶率を前述のように制御しても特に不都合を招くこ
とはなく、そこでこの発明では、熱間圧延中途の板厚が
２０ｍｍ以上の段階から後の各圧延パスにおける再結晶
率を規定している。

【００３６】上述のように板厚が２０ｍｍ以上の段階以
降の各圧延パスにおける再結晶率を１〜８０％、好まし
くは５〜４０％の範囲内に制御するためには、圧延温度
と、各圧延パスの歪み速度と、各圧延パス間の材料滞留
時間を適切に制御する必要がある。すなわち、板厚が２
０ｍｍ以上の段階以降において、先ず圧延温度を２２０
〜４５０℃の範囲内とし、また各圧延パスの歪み速度を
２〜３５０／ｓの範囲内とし、さらに各圧延パス間にお
ける滞留時間（前の圧延パスにおける圧延終了から次の
圧延パスにおける圧延開始までの時間）を１０分以内と
する必要がある。ここで、板厚が２０ｍｍ以上の段階以
降での圧延温度が２２０℃未満では、前述の再結晶率の
下限を確保することが困難となるばかりでなく、圧延中
に板のエッジ割れが生じるおそれがあり、一方４５０℃
を越えれば再結晶率が上限を越えるおそれがある。また
各圧延パスにおける歪み速度が２／ｓｅｃ未満となれ
ば、前述の再結晶率の下限を確保することが困難となる
ばかりでなく、生産性も著しく低下してしまい、一方各
圧延パスにおける歪み速度が３５０／ｓｅｃを越えれ
ば、表面品質が低下してしまうおそれがある。さらに各
圧延パスの間における材料の滞留時間が１０分を越えれ
ば、その滞留時間中に再結晶が進行して、各圧延パスで
の再結晶率が上限を越えてしまうおそれがあり、また生
産性も著しく低下してしまう。

【００３７】（４） 熱間圧延終了温度を２００〜３３
０℃の範囲内とし、かつ熱間圧延終了時の板厚を１．０
〜７．０ｍｍの範囲内とする。

【００３８】熱間圧延の終了温度（上がり温度）が２０
０℃未満では、表面品質が低下するばかりでなく、第２
相粒子周辺での再結晶核生成密度が増加して、その後の
再結晶でキューブ方位以外の再結晶粒が多くなり、低耳
率制御に不利となる。一方熱間圧延終了温度が３３０℃
を越えれば、熱間圧延終了後室温まで冷却した状態での
再結晶率を９５％以下、耐力を７０ＭＰａ以上とするこ
とが困難となってしまう。また熱間圧延終了時の板厚
（上がり板厚）が１．０ｍｍ未満では、熱間圧延機にお
ける板厚精度の制御が困難となり、一方熱間圧延終了板
厚が７．０ｍｍを越えれば、焼鈍後の最終的な冷間圧延
において圧延率が高くなり過ぎ、高強度は容易に得られ
るものの、４５°耳が高くなって、耳率が大きくなって
しまう。

【００３９】（５） 熱間圧延終了直後の２００〜３３
０℃の範囲内の温度から室温までの平均冷却速度を１０
０℃／時間以下とする。

【００４０】熱間圧延終了直後の上り材（コイル）の２
００〜３３０℃の範囲内の温度から室温までの冷却過
程、特に１００℃までの冷却過程は、キューブ方位再結
晶粒の核生成が生じる過程であり、この間の冷却速度が
１００℃／時間を越える場合には、キューブ方位再結晶
粒の核生成が不充分となり、最終板の低耳率制御に不利
となる。なお熱間圧延終了直後の２２０〜３３０℃の範
囲内の温度から室温までの平均冷却速度の下限は特に限
定しないが、１℃／時間以上とすることが好ましい。そ
の間の冷却速度が１℃／時間未満の場合は、ほぼ完全に
再結晶してしまい、室温まで冷却した状態での再結晶率
を９５％以下、耐力値を７０ＭＰａ以上とすることが困
難となるおそれがある。

【００４１】（６） 室温まで冷却した状態での熱間圧
延上がり板（熱延板）の再結晶率を９５％以下、耐力値
を７０ＭＰａ以上とする。このことは、熱延板を完全再
結晶状態とはさせずに、部分再結晶状態とすることを意
味する。

【００４２】熱間圧延上り板の室温まで冷却した状態で
の再結晶率と耐力値の規制は、この発明の方法において
重要なポイントであり、これらの値は最終板の低耳率制
御と外観欠陥に大きな影響を及ぼす。すなわち、熱間圧
延上りの２００〜３３０℃の範囲内の温度から室温まで
冷却する間に自己焼鈍が進んで、再結晶率が９５％を越
えてしまった場合（すなわち完全再結晶状態もしくはそ
れに近い再結晶状態）、あるいは耐力値が７０ＭＰａを
下廻ってしまった場合には、その後の１次冷間圧延と焼
鈍によりキューブ方位の再結晶組織を拡大させる効果が
得られなくなり、そのため最終板を低耳率に制御するこ
とが困難となり、また同時に最終板の結晶粒の粗大化を
招いて製缶時の肌荒れやフローライン等の外観欠陥が発
生しやすくなる。したがって室温まで冷却した状態での
再結晶率を９５％以下、耐力値を７０ＭＰａ以上に規制
する必要がある。そしてこの範囲内でも特に再結晶率は
７５％以下、耐力値は９０ＭＰａ以上が好ましい。なお
このように室温まで冷却した状態での再結晶率には、主
として熱間圧延終了温度と、熱間圧延終了温度からの室
温までの冷却速度、さらには合金の成分組成が影響を与
えるから、これらを相互の関係のもとに適切に調整する
ことによって室温での再結晶率を９５％以下に制御する
ことができ、また室温まで冷却した状態での耐力値に
は、上述ような再結晶率と合金成分組成が影響を与える
から、前記同様に熱間圧延終了温度、室温までの冷却速
度、合金の成分組成を相互の関係のもとに適切に調整す
ることによって７０ＭＰａ以上に制御することができ
る。

【００４３】以上の（１）〜（６）の条件を満たすよう
にして得られた部分再結晶状態の熱延板に対しては、圧
延率が２〜６０％の範囲内の１次冷間圧延を施す。この
ように部分再結晶状態の熱延板に対し１次冷間圧延を施
して熱延板に歪みを与えることにより、その後の焼鈍で
キューブ方位の再結晶粒の生成、成長を促進させるとと
もにキューブ方位以外の再結晶粒の生成、成長を抑制す
る効果が得られる。

【００４４】ここで、熱延板に対する１次冷間圧延の圧
延率が２％未満では、歪み量不足によりキューブ方位の
再結晶粒の生成、成長を加速する効果およびキューブ方
位以外の再結晶粒の生成、成長を抑制する効果が不充分
となり、一方圧延率が６０％を越えれば、導入された多
量の歪によりキューブ方位の再結晶粒も壊されてしまう
ため、キユーブ方位再結晶粒組織を充分に得ることが困
難となり、最終板の耳率低減効果が得られなくなる。し
たがって熱延板に対する１次冷間圧延における圧延率は
２〜６０％の範囲内とした。ここで、特にこの発明にお
いては、１次冷間圧延の圧延率が２〜６０％という広い
範囲で許容されることが重要であり、このような広い範
囲内で１次冷間圧延率を最適に調整することによって、
最終板における低耳率のみならず、前述の缶胴材に要求
される４要素のバランスを向上させることが可能となっ
た。なおこのように１次冷間圧延率に広い範囲が許容さ
れるようになったのは、既に述べたように熱間圧延条件
を厳密に規制して、耳率制御に有利となるように熱間圧
延工程での再結晶状態を適切に制御したことによるので
ある。

【００４５】前述のように熱延板に対して圧延率２〜６
０％の１次冷間圧延を施した後には、連続焼鈍（ＣＡ
Ｌ）もしくはバッチ焼鈍によって中間焼鈍を施す。この
中間焼鈍は、材料を完全に再結晶させ、最終冷間圧延後
の最終板の耳率を低くするために必要な工程である。

【００４６】１次冷間圧延後の中間焼鈍に連続焼鈍を適
用する場合、その連続焼鈍は、１〜１００℃／秒の範囲
内の平均昇温速度で３３０〜６２０℃の範囲内の温度に
加熱し、保持なしもしくは１０分以下の保持の後、１〜
１００℃／秒の範囲内の平均冷却速度で冷却する条件と
する。ここで、平均昇温速度、平均冷却速度が１℃／秒
未満では、連続焼鈍（ＣＡＬ）方式においては生産性の
著しい低下を招き、また１００℃／秒を越える平均昇温
速度、平均冷却速度はキューブ方位の再結晶粒の形成に
不利となる。また加熱到達温度が３３０℃未満では再結
晶が生じにくく、一方６２０℃を越える高温では共晶融
解が生じるおそれがある。さらに３３０〜６２０℃に１
０分を越えて保持することは、連続焼鈍の生産性を阻害
する。

【００４７】一方、一次冷間圧延後の中間焼鈍としてバ
ッチ焼鈍を適用する場合、平均昇温速度０．１℃／秒以
下で２５０〜５００℃の範囲内の温度に加熱し、その範
囲内の温度で０．５時間以上保持し、平均冷却速度０．
１℃／秒以下で冷却する。ここで、平均昇温速度および
平均冷却速度が０．１℃／秒を越えれば、バッチ焼鈍方
式では熱延板コイル全体を均一に加熱もしくは冷却でき
なくなる問題が生じる。また加熱保持温度が２５０℃未
満では完全に再結晶させることが困難となり、一方５０
０℃を越える高温では再結晶核が粗大となって、製缶時
に肌荒れやフローラインなどの表面欠陥が発生しやすく
なる。また加熱保持の時間が０．５時間未満では完全に
再結晶させることが困難であり、また熱延板のコイルの
全体を均一に加熱することが困難となる。なおバッチ焼
鈍の場合の加熱保持時間の上限は特に定めないが、通常
は経済性の観点から、２４時間以内とする。

【００４８】以上のように、連続焼鈍もしくはバッチ焼
鈍による中間焼鈍を施した後には、最終板厚としかつ必
要な強度を得るために、５０％以上の圧延率で、最終冷
間圧延を施す。ここで、最終冷間圧延の圧延率が５０％
未満では、加工硬化による強度上昇が少なく、缶胴材用
の最終板に必要な強度を得ることが困難である。

【００４９】最終冷間圧延後の板は、これを最終板とし
てそのままＤＩ成形に供しても良いが、最終冷間圧延後
の板に必要に応じて８０〜２００℃の範囲内の温度で
０．５〜２４時間の最終焼鈍を行なっても良い。この最
終焼鈍は、延性の回復による成形性の向上を目的とした
ものであるが、その温度が８０℃未満では成形性の向上
効果が充分に得られず、一方２００℃を越えれば軟化に
よる強度低下が大きくなり、また焼鈍時間が０．５時間
未満では成形性向上効果を充分に得ることができず、さ
らに焼鈍時間が２４時間を越えれば、成形性向上効果が
飽和し、生産性、経済性を損なうだけである。なお積極
的に最終焼鈍を行なわない場合でも、最終冷間圧延を高
速で行なうことにより発生する加工熱を利用して、前記
同様な焼鈍効果を得ることができる。

【００５０】

【実施例】表１に示す合金記号Ａ〜Ｆの各合金につい
て、常法に従ってＤＣ鋳造法によりスラブに鋳塊した。
その後、均質化処理を施した後、熱間圧延を施した。熱
間圧延の詳細な条件を表２〜表４の製造番号１〜７に示
す。さらに室温まで冷却した後の熱延板に対し、１次冷
間圧延を施した後、中間焼鈍として連続焼鈍もしくはバ
ッチ焼鈍を施し、その後最終冷間圧延を行なった。なお
最終冷間圧延後には、製造番号１，３，５の場合を除い
て最終焼鈍を施した。１次冷間圧延後の詳細な条件を表
５の製造番号１〜７に示す。

【００５１】以上のようにして得られた缶胴用のアルミ
ニウム合金板について、元板の機械的性質（引張強さＴ
Ｓ、耐力ＹＳ、伸びＥＬ）および塗装焼付（ベーキン
グ）を想定した２００℃×２０分の熱処理を行なった後
の機械的性質を調べた。また元板については、ポンチ径
４８ｍｍ、ブランク径９３ｍｍ、クリアランス３０％の
条件にてカップ深絞り試験を行なって耳率を調べた。こ
こで、強度については、塗装焼付（ベーキング）後の耐
力として、２５０ＭＰａ以上の値が必要であり、また耳
率については、３％を越えれば製缶中のトラブルが発生
しやすくなることが知られている。

【００５２】さらにＤＩ缶成形性評価として、缶切れ性
（しごき性）、口拡げ性（フランジ成形性）、シーミン
グ性、および外観欠陥について調べた。ここで、缶切れ
性については苛酷なしごき加工を連続１０，０００缶行
なったときの缶破断の発生状況を調べ、また口拡げ性に
ついては４段ネッキング加工後のフランジ成形性を調
べ、さらにシーミング性については４段ネッキング加工
後のシーミング加工性を調べ、そしてまた外観欠陥につ
いては、ＤＩ缶の缶胴壁の圧延方向に沿ったフローライ
ン状の外観欠陥およびＤＩ方向の縦筋の発生状況を調
べ、それぞれ１〜５の５段階で相対評価した。これらの
結果を表６に示す。なお表６においてＤＩ缶成形性につ
いての５段階評価においては、数字が大きいほど良好で
あり、“３”のランク以上で合格と評価した。

【００５３】

【表１】

【００５４】

【表２】

【００５５】

【表３】

【００５６】

【表４】

【００５７】

【表５】

【００５８】

【表６】

【００５９】表１〜表６において、製造番号１〜５はい
ずれもこの発明で規定する成分組成範囲内の合金につい
て、この発明で規定する製造プロセス条件を満足して製
造したものであり、この場合は表５に示すように、いず
れも耳率が３％を確実に下廻って充分な低耳率を達成で
き、かつベーキング後の耐力が２５０ＭＰａ以上で充分
な強度を有しており、しかもＤＩ缶成形性、特にしごき
性、フランジ成形性も優れていることが明らかである。

【００６０】一方製造番号６は、合金の成分組成はこの
発明で規定する範囲内であるが、製造プロセス条件がこ
の発明で規定する範囲から外れたものである。すなわち
製造番号６のプロセスでは、熱間圧延中途の板厚２５ｍ
ｍの段階から２パス目の再結晶率が９１％と大きくなっ
てこの発明で規定する１〜８０％の範囲を越え、かつ熱
間圧延上り温度が３４０℃であって、この発明で規定す
る２００〜３３０℃の範囲を越え、さらに熱間圧延終了
後の室温まで冷却した状態での再結晶率が１００％であ
って、この発明の再結晶率上限９５％を越えるととも
に、耐力値が６６ＭＰａとこの発明で規定する下限７０
ＭＰａを下廻っており、この場合は最終板の耳率が５．
７％と高く、さらには缶切れ性（しごき性）にも劣って
いた。

【００６１】また製造番号７は、Ｍｇが０．４５％とこ
の発明で規定する範囲を外れた合金Ｆを用いた例であ
り、この場合はベーキング後の強度が低く、また耳率も
高く、ＤＩ成形性に劣っていた。

【００６２】

【発明の効果】前述の実施例からも明らかなように、こ
の発明の方法によれば、ＤＩ缶胴用材料として要求され
る４要素、すなわち耳率とフランジ成形性、しごき性、
強度のバランスが優れたアルミニウム合金板を確実かつ
安定して得ることができる。特にこの発明の方法の場
合、熱間圧延条件を細かく制御することにより、低耳率
を確保しながらも中間焼鈍を挟んでの２回の冷間圧延の
うちの１次の冷間圧延の圧延率を広い範囲で調整するこ
とが可能となり、そのため低耳率と高い強度とを同時か
つ容易に得ることが可能となった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｆ 1/00 ６８２ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６８２ ６８３ ６８３ ６８４ ６８４Ｃ ６８５ ６８５Ｚ ６８６ ６８６Ｂ ６９１ ６９１Ｂ ６９１Ｃ ６９１Ａ ６９２ ６９２Ａ ６９４ ６９４Ｂ ６９４Ａ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｍｇ０．５〜２．０％（重量％、以下同
   じ）、Ｍｎ０．５〜２．０％、Ｆｅ０．１〜０．７％、
   Ｓｉ０．０５〜０．５％を含有し、さらに必要に応じて
   ０．００５〜０．２０％のＴｉを単独でもしくは０．０
   ００１〜０．０５％のＢと組合せて含有し、残部がＡｌ
   および不可避的不純物よりなるアルミニウム合金を鋳造
   した後、５２０〜６３０℃の範囲内の温度で１時間以上
   の均質化処理を施し、さらに熱間圧延を行なうにあた
   り、（１） ３５０〜５８０℃の範囲内の温度で熱間圧
   延を開始し、（２） 熱間圧延中途の板厚が２０〜２０
   ０ｍｍの範囲内の段階で、表面から５０μｍの深さまで
   の領域に再結晶率３０％以上の再結晶を少なくとも１回
   生じさせ、（３） 熱間圧延中途の板厚が２０ｍｍ以上
   の段階から熱間圧延終了までの間の総熱間圧延率を９８
   ％以下とし、かつその間における各圧延パスでの圧延温
   度を２２０〜４５０℃の範囲内とするとともに各圧延パ
   スでの歪み速度を２〜３５０／ｓｅｃの範囲内とし、し
   かも各圧延パス間の材料滞留時間を１０分以内として、
   熱間圧延中途の板厚が２０ｍｍ以上の段階から熱延終了
   までの間の各圧延パス（但し最終パスを除く）における
   次パス開始直前までの再結晶率を１〜８０％の範囲内に
   制御し、（４） 熱間圧延の終了温度を２００〜３３０
   ℃の範囲内、終了板厚を１．０〜７．０ｍｍの範囲内と
   し、（５） 熱間圧延終了直後の２００〜３３０℃の範
   囲内の温度から室温までの平均冷却速度を１００℃／ｈ
   ｒ以下とし、（６） 以上の（１）〜（５）により、熱
   間圧延終了後の室温に冷却された状態での再結晶率を９
   ５％以下、耐力を７０ＭＰａ以上に制御し、 その後、熱間圧延板に対して、２〜６０％の範囲内の圧
   延率で１次冷間圧延を行ない、さらに１〜１００℃／秒
   の範囲内の平均昇温速度で３３０〜６２０℃の範囲内の
   温度に加熱して保持なしもしくは１０分以下の保持を行
   なって、１〜１００℃／秒の範囲内の平均冷却速度で冷
   却する連続焼鈍を施し、その後さらに５０％以上の圧延
   率で最終冷間圧延を行なうことを特徴とする、缶胴用ア
   ルミニウム合金板の製造方法。
2. 【請求項２】 Ｍｇ０．５〜２．０％、Ｍｎ０．５〜
   ２．０％、Ｆｅ０．１〜０．７％、Ｓｉ０．０５〜０．
   ５％を含有し、かつＣｕ０．０５〜０．５％、Ｃｒ０．
   ０５〜０．３％、Ｚｎ０．０５〜０．５％のうちの１種
   または２種以上を含有し、さらに必要に応じて０．００
   ５〜０．２０％のＴｉを単独でもしくは０．０００１〜
   ０．０５％のＢと組合せて含有し、残部がＡｌおよび不
   可避的不純物よりなるアルミニウム合金を鋳造した後、
   ５２０〜６３０℃の範囲内の温度で１時間以上の均質化
   処理を施し、さらに熱間圧延を行なうにあたり、（１）
   ３５０〜５８０℃の範囲内の温度で熱間圧延を開始
   し、（２） 熱間圧延中途の板厚が２０〜２００ｍｍの
   範囲内の段階で、表面から５０μｍの深さまでの領域に
   再結晶率３０％以上の再結晶を少なくとも１回生じさ
   せ、（３） 熱間圧延中途の板厚が２０ｍｍ以上の段階
   から熱間圧延終了までの間の総熱間圧延率を９８％以下
   とし、かつその間における各圧延パスでの圧延温度を２
   ２０〜４５０℃の範囲内とするとともに各圧延パスでの
   歪み速度を２〜３５０／ｓｅｃの範囲内とし、しかも各
   圧延パス間の材料滞留時間を１０分以内として、熱間圧
   延中途の板厚が２０ｍｍ以上の段階から熱延終了までの
   間の各圧延パス（但し最終パスを除く）における次パス
   開始直前までの再結晶率を１〜８０％の範囲内に制御
   し、（４） 熱間圧延の終了温度を２００〜３３０℃の
   範囲内、終了板厚を１．０〜７．０ｍｍの範囲内とし、
   （５） 熱間圧延終了直後の２００〜３３０℃の範囲内
   の温度から室温までの平均冷却速度を１００℃／ｈｒ以
   下とし、（６） 以上の（１）〜（５）により、熱間圧
   延終了後の室温に冷却された状態での再結晶率を９５％
   以下、耐力を７０ＭＰａ以上に制御し、 その後、熱間圧延板に対して、２〜６０％の範囲内の圧
   延率で１次冷間圧延を行ない、さらに１〜１００℃／秒
   の範囲内の平均昇温速度で３３０〜６２０℃の範囲内の
   温度に加熱して保持なしもしくは１０分以下の保持を行
   なって、１〜１００℃／秒の範囲内の平均冷却速度で冷
   却する連続焼鈍を施し、その後さらに５０％以上の圧延
   率で最終冷間圧延を行なうことを特徴とする、缶胴用ア
   ルミニウム合金板の製造方法。
3. 【請求項３】 Ｍｇ０．５〜２．０％、Ｍｎ０．５〜
   ２．０％、Ｆｅ０．１〜０．７％、Ｓｉ０．０５〜０．
   ５％を含有し、さらに必要に応じて０．００５〜０．２
   ０％のＴｉを単独でもしくは０．０００１〜０．０５％
   のＢと組合せて含有し、残部がＡｌおよび不可避的不純
   物よりなるアルミニウム合金を鋳造した後、５２０〜６
   ３０℃の範囲内の温度で１時間以上の均質化処理を施
   し、さらに熱間圧延を行なうにあたり、（１） ３５０
   〜５８０℃の範囲内の温度で熱間圧延を開始し、（２）
   熱間圧延中途の板厚が２０〜２００ｍｍの範囲内の段
   階で、表面から５０μｍの深さまでの領域に再結晶率３
   ０％以上の再結晶を少なくとも１回生じさせ、（３）
   熱間圧延中途の板厚が２０ｍｍ以上の段階から熱間圧延
   終了までの間の総熱間圧延率を９８％以下とし、かつそ
   の間における各圧延パスでの圧延温度を２２０〜４５０
   ℃の範囲内とするとともに各圧延パスでの歪み速度を２
   〜３５０／ｓｅｃの範囲内とし、しかも各圧延パス間の
   材料滞留時間を１０分以内として、熱間圧延中途の板厚
   が２０ｍｍ以上の段階から熱延終了までの間の各圧延パ
   ス（但し最終パスを除く）における次パス開始直前まで
   の再結晶率を１〜８０％の範囲内に制御し、（４） 熱
   間圧延の終了温度を２００〜３３０℃の範囲内、終了板
   厚を１．０〜７．０ｍｍの範囲内とし、（５） 熱間圧
   延終了直後の２００〜３３０℃の範囲内の温度から室温
   までの平均冷却速度を１００℃／ｈｒ以下とし、（６）
   以上の（１）〜（５）により、熱間圧延終了後の室温
   に冷却された状態での再結晶率を９５％以下、耐力を７
   ０ＭＰａ以上に制御し、 その後、熱間圧延板に対して、２〜６０％の範囲内の圧
   延率で１次冷間圧延を行ない、さらに０．１℃／秒以下
   の平均昇温速度で加熱して２５０〜５００℃の範囲内の
   温度に０．５時間以上保持して、０．１℃／秒以下の平
   均冷却速度で冷却するバッチ焼鈍を施し、その後さらに
   ５０％以上の圧延率で最終冷間圧延を行なうことを特徴
   とする、缶胴用アルミニウム合金板の製造方法。
4. 【請求項４】 Ｍｇ０．５〜２．０％、Ｍｎ０．５〜
   ２．０％、Ｆｅ０．１〜０．７％、Ｓｉ０．０５〜０．
   ５％を含有し、かつＣｕ０．０５〜０．５％、Ｃｒ０．
   ０５〜０．３％、Ｚｎ０．０５〜０．５％のうちの１種
   または２種以上を含有し、さらに必要に応じて０．００
   ５〜０．２０％のＴｉを単独でもしくは０．０００１〜
   ０．０５％のＢと組合せて含有し、残部がＡｌおよび不
   可避的不純物よりなるアルミニウム合金を鋳造した後、
   ５２０〜６３０℃の範囲内の温度で１時間以上の均質化
   処理を施し、さらに熱間圧延を行なうにあたり、（１）
   ３５０〜５８０℃の範囲内の温度で熱間圧延を開始
   し、（２） 熱間圧延中途の板厚が２０〜２００ｍｍの
   範囲内の段階で、表面から５０μｍの深さまでの領域に
   再結晶率３０％以上の再結晶を少なくとも１回生じさ
   せ、（３） 熱間圧延中途の板厚が２０ｍｍ以上の段階
   から熱間圧延終了までの間の総熱間圧延率を９８％以下
   とし、かつその間における各圧延パスでの圧延温度を２
   ２０〜４５０℃の範囲内とするとともに各圧延パスでの
   歪み速度を２〜３５０／ｓｅｃの範囲内とし、しかも各
   圧延パス間の材料滞留時間を１０分以内として、熱間圧
   延中途の板厚が２０ｍｍ以上の段階から熱延終了までの
   間の各圧延パス（但し最終パスを除く）における次パス
   開始直前までの再結晶率を１〜８０％の範囲内に制御
   し、（４） 熱間圧延の終了温度を２００〜３３０℃の
   範囲内、終了板厚を１．０〜７．０ｍｍの範囲内とし、
   （５） 熱間圧延終了直後の２００〜３３０℃の範囲内
   の温度から室温までの平均冷却速度を１００℃／ｈｒ以
   下とし、（６） 以上の（１）〜（５）により、熱間圧
   延終了後の室温に冷却された状態での再結晶率を９５％
   以下、耐力を７０ＭＰａ以上に制御し、 その後、熱間圧延板に対して、２〜６０％の範囲内の圧
   延率で１次冷間圧延を行ない、さらに０．１℃／秒以下
   の平均昇温速度で加熱して２５０〜５００℃の範囲内の
   温度に０．５時間以上保持して、０．１℃／秒以下の平
   均冷却速度で冷却するバッチ焼鈍を施し、その後さらに
   ５０％以上の圧延率で最終冷間圧延を行なうことを特徴
   とする、缶胴用アルミニウム合金板の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかの請求項に記載
   の缶胴用アルミニウム合金板の製造方法において、 前記最終冷間圧延を行なった後、さらに８０〜２００℃
   の範囲内の温度で０．１〜２４時間保持する最終焼鈍を
   施すことを特徴とする、缶胴用アルミニウム合金板の製
   造方法。