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JP4121932B2 - Aluminum alloy plate for cap and method for producing the same - Google Patents
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JP4121932B2 - Aluminum alloy plate for cap and method for producing the same - Google Patents

Aluminum alloy plate for cap and method for producing the same Download PDF

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Description

本発明は、低異方性が要求される容器キャップ用のアルミニウム合金板及びその製造方法に関するものであり、特に、ボトル缶のキャップ用アルミニウム合金板及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to an aluminum alloy plate for a container cap that requires low anisotropy and a method for producing the same, and more particularly to an aluminum alloy plate for a cap of a bottle can and a method for producing the same.

近年、胴体部と口部とからなるアルミニウム製のボトル缶と、前記口部に取り付けられるスクリューキャップとを備えてなる飲料用容器が開発されている。ボトル缶のアルミニウム化に伴って、スクリューキャップの材質もボトル缶用として適したものが望まれている。   In recent years, a beverage container comprising an aluminum bottle can having a body part and a mouth part and a screw cap attached to the mouth part has been developed. With the aluminumization of bottle cans, screw cap materials suitable for bottle cans are desired.

一般にアルミニウム合金は、異方性を厳密に制御しないと、スクリューキャップ成形時に耳部が大きくなる。この耳部を取り除くためにトリミング処理が必要となり、また耳部の発生は材料のロスに直結する。従って、スクリューキャップの低コスト化を達成するためには、アルミニウム合金の異方性を低下させることが重要な課題となっている。   In general, when the anisotropy of an aluminum alloy is not strictly controlled, the ear portion becomes large during screw cap molding. Trimming is necessary to remove the ears, and the occurrence of the ears directly leads to material loss. Therefore, in order to achieve cost reduction of the screw cap, it is an important issue to reduce the anisotropy of the aluminum alloy.

また最近のスクリューキャップの製造工程では、キャップ成形を行う前に、アルミニウム合金板に対して印刷処理を行う場合が増えている。異方性が高いアルミニウム合金板に印刷を行ってからキャップを成形すると、印刷された模様が歪んでしまう場合がある。こうした点からも、異方性の低いアルミニウム合金が望まれている。   In recent screw cap manufacturing processes, there is an increasing number of cases where a printing process is performed on an aluminum alloy plate before cap forming. If a cap is formed after printing on an aluminum alloy plate having high anisotropy, the printed pattern may be distorted. From these points, an aluminum alloy with low anisotropy is desired.

異方性の低いアルミニウム合金としては、従来から、下記の文献に記載のAl−Mg合金が知られている。
特開平4-268054号公報
As an aluminum alloy having low anisotropy, Al-Mg alloys described in the following documents are conventionally known.
JP-A-4-68054

しかし、特許文献1に記載のAl−Mg合金は、強度と成形性のバランスに難があり、スクリューキャップの材質として十分なものではなかった。   However, the Al—Mg alloy described in Patent Document 1 has difficulty in balancing strength and formability, and is not sufficient as a material for the screw cap.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、アルミニウム合金板の結晶方位を厳密に制御することにより、強度と成形性が良好であるとともに、異方性を低くしたキャップ用アルミニウム合金板及びその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and by controlling the crystal orientation of an aluminum alloy plate strictly, the aluminum alloy for caps has good strength and formability and low anisotropy. It aims at providing a board and its manufacturing method.

上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明のキャップ用アルミニウム合金板は、Mg、Fe、Mn及びCrを含有するとともに残部がAl及び不可避的不純物からなり、集合組織のキューブ方位密度が以下であり、かつβファイバに属する各方位の最大方位密度が15以下であり、引張強度が190MPa以上290MPa以下の範囲であり、Mg、Fe、Mn及びCrの含有率がそれぞれ、Mg:1.5質量%以上2.1質量%以下、Fe:0.4質量%以下、Mn:0.2質量%以下、Cr:0.2質量%以下の範囲であることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following configuration.
The aluminum alloy plate for a cap of the present invention contains Mg, Fe, Mn and Cr, the balance is made of Al and inevitable impurities, the cube orientation density of the texture is 7 or less, and each orientation belonging to the β fiber and the maximum orientation density is 15 or less, a tensile strength Ri 290MPa the range der least 190 MPa, Mg, Fe, each content of Mn and Cr, Mg: 1.5 mass% or more 2.1 wt% or less Fe: 0.4% by mass or less, Mn: 0.2% by mass or less, Cr: 0.2% by mass or less .

上記のキャップ用アルミニウム合金板を成形することによって、有底円筒形状であって円周部にスクリュー部が設けられたキャップが得られる。
上記構成のキャップ用アルミニウム合金板を用いてキャップを製造することにより、円周部の縁部から耳が発生することがなく、トリミング工程が不要となる。即ち、キューブ方位密度を以下にすることにより、アルミニウム合金の圧延方向に対して0°及び90°の方向に耳が発生することがない。また、βファイバに属する各方位の最大方位密度を15以下にすることにより、アルミニウム合金の圧延方向に対して±45°の方向に耳が発生することがない。
また、引張強度が上記の範囲なので、キャップの強度が十分なものとなり、キャップのスクリュー部に割れが生じる虞もない。
By molding the above-described aluminum alloy plate for cap, a cap having a bottomed cylindrical shape and having a screw portion on the circumferential portion is obtained.
By manufacturing the cap using the aluminum alloy plate for a cap having the above-described configuration, ears are not generated from the edge of the circumferential portion, and a trimming step is not necessary. That is, by setting the cube orientation density to 7 or less, ears are not generated in the directions of 0 ° and 90 ° with respect to the rolling direction of the aluminum alloy. Further, by setting the maximum orientation density of each orientation belonging to the β fiber to 15 or less, no ears are generated in the direction of ± 45 ° with respect to the rolling direction of the aluminum alloy.
Further, since the tensile strength is in the above range, the cap has sufficient strength, and there is no possibility that the screw portion of the cap is cracked.

また、上記の構成により、成形性及び強度に優れるとともに、耳率をほぼ0%にすることができる。 Moreover, with the above configuration, the moldability and strength are excellent, and the ear rate can be reduced to approximately 0%.

また、本発明のキャップ用アルミニウム合金板は、不純物として、0.3質量%以下のSi、0.3質量%以下のCu、0.2質量%以下のZn、0.1質量%以下のTiを含有していても良い。   Further, the aluminum alloy plate for a cap according to the present invention includes, as impurities, Si of 0.3 mass% or less, Cu of 0.3 mass% or less, Zn of 0.2 mass% or less, Ti of 0.1 mass% or less. It may contain.

また本発明のキャップ用アルミニウム合金板は、先に記載のキャップ用アルミニウム合金板であり、伸び率が2.0%以上であることを特徴とする。この構成により、キャップの成型を容易に行うことができる。特に、キャップのスクリュー部の成型時に、割れなどが発生する虞がない。   Moreover, the aluminum alloy plate for caps of the present invention is the aluminum alloy plate for caps described above, and has an elongation of 2.0% or more. With this configuration, the cap can be easily molded. In particular, there is no risk of cracking or the like when the screw portion of the cap is molded.

次に、本発明のキャップ用アルミニウム合金板の製造方法は、先のいずれかに記載のキャップ用アルミニウム合金板の製造方法であって、Mg、Fe、Mn及びCrを含有するとともに残部がAl及び不可避的不純物からなり、Mgが1.5質量%以上2.1質量%以下であり、Feが0.4質量%以下であり、Mn及びCrがそれぞれ0.2質量%以下の組成の合金を、溶製してから鋳造した後に、450℃以上590℃以下の均質化温度で均質化処理を行い、続いて熱間圧延、冷間圧延、68.8%以上80%以下の圧下率の最終冷間圧延を順次行った後、150℃以上300℃以下の焼鈍温度で最終調質焼鈍を行うことを特徴とする。 Next, a method for producing an aluminum alloy plate for a cap according to the present invention is a method for producing an aluminum alloy plate for a cap according to any one of the above, and contains Mg, Fe, Mn, and Cr, with the balance being Al and An alloy composed of inevitable impurities, Mg having a composition of 1.5% by mass or more and 2.1% by mass or less, Fe of 0.4% by mass or less, and Mn and Cr each having a composition of 0.2% by mass or less. , After casting after casting, homogenization treatment is performed at a homogenization temperature of 450 ° C. or more and 590 ° C. or less, followed by hot rolling, cold rolling, and final reduction of 68.8% or more and 80% or less. After performing cold rolling sequentially, final temper annealing is performed at an annealing temperature of 150 ° C. or higher and 300 ° C. or lower.

上記の構成によれば、キューブ方位密度が以下であり、かつβファイバに属する各方位の最大方位密度が15以下であり、引張強度が190MPa以上290MPa以下のアルミニウム合金板を得ることができる。
特に、圧下率を上記の範囲にすることで、引張強度とβファイバに属する各方位の最大方位密度を上記の範囲に設定することができる。また最終調質焼鈍を行うことで、アルミニウム合金板の強度の経時劣化を防止することができる。
According to the above configuration, an aluminum alloy plate having a cube orientation density of 7 or less, a maximum orientation density of each orientation belonging to the β fiber of 15 or less, and a tensile strength of 190 MPa or more and 290 MPa or less can be obtained.
In particular, by setting the rolling reduction in the above range, the tensile strength and the maximum azimuth density in each direction belonging to the β fiber can be set in the above range. Moreover, the time aging deterioration of the intensity | strength of an aluminum alloy plate can be prevented by performing final temper annealing.

特に、本発明においては、Mg、Fe、Mn及びCrを含有するとともに残部がAl及び不可避的不純物からなり、Mgが1.9質量%以上2.1質量%以下であり、Feが0.4質量%以下であり、Mn及びCrがそれぞれ0.15質量%以上0.2質量%以下の組成の合金の場合は、溶製してから鋳造した後に、520℃以上590℃以下の均質化温度で均質化処理を行い、続いて熱間圧延、冷間圧延、66.5%以上73.3%以下程度の圧下率の最終冷間圧延を順次行った後、200℃以上260℃以下の焼鈍温度で最終調質焼鈍を行った場合に、優れたキャップ用アルミニウム合金板を得ることができる。   In particular, in the present invention, Mg, Fe, Mn and Cr are contained, the balance is made of Al and inevitable impurities, Mg is 1.9% by mass to 2.1% by mass, and Fe is 0.4%. In the case of an alloy having a composition of Mn and Cr of 0.15% by mass or more and 0.2% by mass or less, respectively, after melting and casting, a homogenization temperature of 520 ° C. or more and 590 ° C. or less Followed by hot rolling, cold rolling, and final cold rolling at a rolling reduction of about 66.5% to 73.3%, followed by annealing at 200 ° C. to 260 ° C. When the final temper annealing is performed at a temperature, an excellent aluminum alloy plate for a cap can be obtained.

更に、本発明においては、Mg、Fe、Mn及びCrを含有するとともに残部がAl及び不可避的不純物からなり、Mgが1.5質量%以上1.7質量%以下であり、Feが0.4質量%以下であり、Mn及びCrがそれぞれ0.2質量%以下の組成の合金の場合は、溶製してから鋳造した後に、520℃以上590℃以下の均質化温度で均質化処理を行い、続いて熱間圧延、冷間圧延、66.5%以上73.3%以下程度の圧下率の最終冷間圧延を順次行った後、160℃以上220℃以下の焼鈍温度で最終調質焼鈍を行った場合に、優れたキャップ用アルミニウム合金板を得ることができる。   Furthermore, in the present invention, Mg, Fe, Mn and Cr are contained, the balance is made of Al and inevitable impurities, Mg is 1.5% by mass to 1.7% by mass, and Fe is 0.4%. In the case of an alloy having a composition of not more than% by mass and Mn and Cr of not more than 0.2% by mass, the alloy is homogenized at a temperature of 520 ° C. or more and 590 ° C. or less after casting after casting. Subsequently, hot rolling, cold rolling, and final cold rolling at a rolling reduction of about 66.5% to 73.3% are sequentially performed, followed by final temper annealing at an annealing temperature of 160 ° C. to 220 ° C. When performing this, an excellent aluminum alloy plate for a cap can be obtained.

以上説明したように、本発明のキャップ用アルミニウム合金板によれば、強度と成形性が良好であるとともに、異方性が低くなり、スクリュー部を有するボトル缶用のキャップを容易に成形することができる。   As described above, according to the aluminum alloy plate for a cap of the present invention, the strength and formability are good, the anisotropy is low, and a cap for a bottle can having a screw part can be easily formed. Can do.

以下、本発明の実施の形態を説明する。
本実施形態のキャップ用アルミニウム合金板は、Mg、Fe、Mn及びCrを含有するとともに残部がAl及び不可避的不純物からなり、合金を溶製してから鋳造した後に、熱間圧延、冷間圧延及び所定の圧下率で最終冷間圧延され、更に均質化処理及び最終調質焼き鈍しされて得られたものであり、個々の結晶方位が異方性を示すものの、その異方性の程度が小さい集合組織を有するものである。
Embodiments of the present invention will be described below.
The aluminum alloy plate for a cap of the present embodiment contains Mg, Fe, Mn and Cr, and the balance is made of Al and unavoidable impurities. After casting the alloy after casting, hot rolling, cold rolling In addition, it is obtained by final cold rolling at a predetermined rolling reduction, further homogenization treatment and final temper annealing, and each crystal orientation exhibits anisotropy, but the degree of anisotropy is small. It has a texture.

即ち、本実施形態のキャップ用アルミニウム合金板は、集合組織の結晶方位異方性を方位密度分布関数で評価した場合に、キューブ方位密度が以下であり、かつβファイバに属する各方位の最大方位密度が15以下を示すものである。 That is, the aluminum alloy plate for caps of this embodiment has a cube orientation density of 7 or less and the maximum of each orientation belonging to the β fiber when the crystal orientation anisotropy of the texture is evaluated by an orientation density distribution function. The orientation density is 15 or less.

また、このキャップ用アルミニウム合金板は、引張強度が190MPa以上290MPa以下の範囲であり、伸び率が2.0%以上を示すものである。   Moreover, this aluminum alloy plate for caps has a tensile strength in the range of 190 MPa or more and 290 MPa or less and an elongation of 2.0% or more.

このキャップ用アルミニウム合金板は、Mg、Fe、Mn及びCrの含有率がそれぞれ、Mg:1.5質量%以上2.1質量%以下、Fe:0.4質量%以下、Mn:0.2質量%以下、Cr:0.2質量%以下の範囲であり、残部がAl及び不可避的不純物からなるものである。また、不純物として、0.3質量%以下のSi、0.3質量%以下のCu、0.2質量%以下のZn、0.1質量%以下のTiを含有していても良い。   In this aluminum alloy plate for cap, the contents of Mg, Fe, Mn, and Cr are Mg: 1.5 mass% or more and 2.1 mass% or less, Fe: 0.4 mass% or less, Mn: 0.2 It is the range of mass% or less and Cr: 0.2 mass% or less, and the remainder consists of Al and inevitable impurities. Moreover, you may contain 0.3 mass% or less Si, 0.3 mass% or less Cu, 0.2 mass% or less Zn, and 0.1 mass% or less Ti as an impurity.

次に、キャップ用アルミニウム合金板を特定する各パラメータの限定理由について説明する。   Next, the reasons for limiting each parameter specifying the aluminum alloy plate for cap will be described.

キューブ方位密度:7以下
キューブ方位は、結晶の〈100〉方向が圧延方向と平行になり、{001}面が圧延面に平行になる方位の略称である。アルミニウム合金板の組織中にこの方位成分を有する結晶が多くなってその方位密度がを超えるものは、深絞り成形によるキャップ成形の際に、合金の圧延方向及び圧延方向に直交する方向に対応する位置に耳が発生してしまう。本発明では耳の発生を防ぐために、キューブ方位密度を7以下にした。これにより、圧延方向に対して0°、180°、±90°の方向で耳がほとんど発生しない。
Cube orientation density: 7 or less The cube orientation is an abbreviation for an orientation in which the <100> direction of the crystal is parallel to the rolling direction and the {001} plane is parallel to the rolling surface. In the structure of aluminum alloy sheet, the number of crystals having this orientation component increases and the orientation density exceeds 7 corresponds to the rolling direction of the alloy and the direction orthogonal to the rolling direction during cap forming by deep drawing. Ears will be generated at the position to be. In the present invention, the cube orientation density is set to 7 or less in order to prevent the generation of ears. Thereby, ears hardly occur in directions of 0 °, 180 °, and ± 90 ° with respect to the rolling direction.

βファイバに属する各方位の最大方位密度:15以下
βファイバは、結晶の〈110〉方向が板法線方向から圧延方向へ60°傾いた方向に平行する方位群の略称である。アルミニウム合金板の組織中にこの方位群成分を有する結晶が多くなって、その各方位の最大方位密度が15を超えるものは、深絞り成形によるキャップ成形の際に、圧延方向の±45°方向及び±135°方向に対応する位置に耳が発生してしまう。本発明ではこの耳の発生を防ぐために、βファイバの各方位の最大方位密度を15以下にした。これにより、圧延方向の±45°方向及び±135°方向で耳がほとんど発生しない。
Maximum orientation density of each orientation belonging to β-fiber: 15 or less β-fiber is an abbreviation for an orientation group in which the <110> direction of a crystal is parallel to a direction inclined by 60 ° from the plate normal direction to the rolling direction. In the structure of the aluminum alloy plate, there are many crystals having this orientation group component, and those whose maximum orientation density in each orientation exceeds 15 is the ± 45 ° direction of the rolling direction during cap forming by deep drawing. And an ear | edge will generate | occur | produce in the position corresponding to a +/- 135 degree direction. In the present invention, in order to prevent the occurrence of this ear, the maximum orientation density of each orientation of the β fiber is set to 15 or less. Thereby, ears hardly occur in the ± 45 ° direction and the ± 135 ° direction of the rolling direction.

引張強度:190MPa以上290MPa以下
引張強度が190MPa未満では、成型して得られたキャップの強度が不足するので好ましくない。また、引張強度が290MPaを超えると、成形性が低下し、キャップのスクリュー部の成形が困難になるので好ましくない。
Tensile strength: 190 MPa or more and 290 MPa or less When the tensile strength is less than 190 MPa, the strength of the cap obtained by molding is not preferable. On the other hand, if the tensile strength exceeds 290 MPa, the moldability deteriorates and it becomes difficult to mold the screw part of the cap, which is not preferable.

伸び率:2.0%以上
伸びが2.0%未満では成形性が劣化し、キャップの成形が困難になるので好ましくない。
Elongation: When the elongation is 2.0% or more and less than 2.0%, the moldability deteriorates and it becomes difficult to mold the cap, which is not preferable.

Mg:1.5質量%以上2.1質量%以下
Mgはアルミニウム合金板の強度を向上させる。Mgが1.5%未満では引張強度が低下する。また、Mgが2.1質量%を超えると塑性加工性が低下する。
特に、Mg量は、キャップ用アルミニウム合金板の製造時の圧下率、均質化温度及び最終調質焼鈍温度との関係で調整することが好ましい。例えば、Mgを1.9質量%以上2.1質量%以下の範囲にした場合は、均質化温度を520℃以上590℃以下の範囲とし、圧下率を66.5%以上73.3%以下の範囲とし、最終調質焼鈍温度を200℃以上260℃以下の範囲とした場合に、キューブ方位密度及びβファイバに属する各方位の最大方位密度をより小さくすることができ、合金の異方性をより低減できる。
Mg: 1.5 mass% or more and 2.1 mass% or less Mg improves the strength of the aluminum alloy plate. If Mg is less than 1.5%, the tensile strength decreases. Moreover, when Mg exceeds 2.1 mass%, plastic workability will fall.
In particular, it is preferable to adjust the Mg amount in relation to the rolling reduction, the homogenization temperature, and the final tempering annealing temperature during the production of the cap aluminum alloy plate. For example, when Mg is in the range of 1.9 mass% to 2.1 mass%, the homogenization temperature is in the range of 520 ° C. to 590 ° C., and the rolling reduction is 66.5% to 73.3%. When the final temper annealing temperature is in the range of 200 ° C. or higher and 260 ° C. or lower, the cube orientation density and the maximum orientation density of each orientation belonging to the β fiber can be further reduced, and the anisotropy of the alloy Can be further reduced.

また、Mgを1.5質量%以上1.7質量%以下の範囲にした場合には、均質化温度を520℃以上590℃以下の範囲とし、圧下率を66.5%以上73.3%以下の範囲とし、最終調質焼鈍温度を160℃以上220℃以下の範囲とした場合に、キューブ方位密度及びβファイバに属する各方位の最大方位密度をより小さくすることができ、合金の異方性をより低減できる。   Further, when Mg is in the range of 1.5 mass% to 1.7 mass%, the homogenization temperature is in the range of 520 ° C. to 590 ° C., and the rolling reduction is 66.5% to 73.3%. When the final tempering annealing temperature is in the range of 160 ° C. or higher and 220 ° C. or lower, the cube orientation density and the maximum orientation density of each orientation belonging to the β fiber can be further reduced, and the alloy is anisotropic. Can be further reduced.

Fe:0.4質量%以下
Feはアルミニウム合金板の強度を向上させる。しかし、Feが0.4質量%を超えると、鋳造時に粗大な化合物粒子が晶出し、塑性加工性及び成形性が劣化するので好ましくない。
Fe: 0.4% by mass or less Fe improves the strength of the aluminum alloy sheet. However, if the Fe content exceeds 0.4% by mass, coarse compound particles are crystallized during casting and the plastic workability and formability deteriorate, which is not preferable.

Mn:0.2%質量以下、Cr:0.2質量%以下
MnとCrはどちらも再結晶粒を微細化させ、アルミニウム合金板の機械的性質、成形性を向上させる効果を有する。しかし、Mnが0.2質量%を超えると、βファイバに属する各方位の最大方位密度が高くなり、合金の異方性が増大するので好ましくない。またCrが0.2質量%を超えると、鋳造時に粗大な化合物粒子が晶出し、塑性加工性及び成形性が劣化するので好ましくない。
Mn: 0.2% by mass or less, Cr: 0.2% by mass or less Both Mn and Cr have the effect of refining the recrystallized grains and improving the mechanical properties and formability of the aluminum alloy sheet. However, if Mn exceeds 0.2% by mass, the maximum orientation density of each orientation belonging to the β fiber increases, and the anisotropy of the alloy increases. On the other hand, if Cr exceeds 0.2% by mass, coarse compound particles are crystallized during casting, and the plastic workability and formability deteriorate, which is not preferable.

その他の不純物として、質量%で、Si:0.3%以下、Cu:0.3%以下、Zn:0.2%以下、Ti:0.1%以下は許容される。   As other impurities, Si: 0.3% or less, Cu: 0.3% or less, Zn: 0.2% or less, Ti: 0.1% or less are allowed in mass%.

上記のキャップ用アルミニウム合金板を成形することによって、有底円筒形状であって円周部にスクリュー部が設けられたボトル缶用のキャップが得られる。
上記構成のキャップ用アルミニウム合金板を用いてキャップを製造することにより、円周部の縁部から耳が発生することがなく、トリミング工程が不要となる。即ち、キューブ方位密度を以下にすることにより、アルミニウム合金の圧延方向に対して0°、180°及び±90°の方向に耳が発生することがない。また、βファイバに属する各方位の最大方位密度を15以下にすることにより、アルミニウム合金の圧延方向に対して±45°及び±135°の方向に耳が発生することがない。
このため、耳の発生しなくなることによって材料のロスが少なくなり、またトリミング工程が不要になって工程を省力化できる。
By forming the above-described aluminum alloy plate for cap, a cap for a bottle can having a bottomed cylindrical shape and having a screw portion at the circumferential portion is obtained.
By manufacturing the cap using the aluminum alloy plate for a cap having the above-described configuration, ears are not generated from the edge of the circumferential portion, and a trimming step is not necessary. That is, by setting the cube orientation density to 7 or less, ears are not generated in directions of 0 °, 180 °, and ± 90 ° with respect to the rolling direction of the aluminum alloy. Further, by setting the maximum orientation density of each orientation belonging to the β fiber to 15 or less, no ears are generated in the directions of ± 45 ° and ± 135 ° with respect to the rolling direction of the aluminum alloy.
For this reason, the loss of material is reduced by eliminating the occurrence of ears, and the trimming process is not required, thereby saving labor.

次に、本実施形態のキャップ用アルミニウム合金板の製造方法について説明する。
キャップ用アルミニウム合金板の製造方法は、Mg、Fe、Mn及びCrの所定量を含有するとともに残部がAl及び不可避的不純物からなる合金を、溶製してから鋳造した後に、450℃以上590℃以下の均質化温度で均質化処理を行い、続いて熱間圧延、冷間圧延、68.8%以上80%以下の圧下率の最終冷間圧延を順次行った後、150℃以上300℃以下の焼鈍温度で最終調質焼鈍するという方法である。
Next, the manufacturing method of the aluminum alloy plate for caps of this embodiment is demonstrated.
The manufacturing method of the aluminum alloy plate for caps is 450 ° C. or more and 590 ° C. after casting an alloy containing a predetermined amount of Mg, Fe, Mn and Cr and the balance being Al and inevitable impurities, and then casting. Homogenization treatment is performed at the following homogenization temperature, followed by hot rolling, cold rolling, and final cold rolling at a reduction rate of 68.8% to 80%, and then 150 ° C to 300 ° C. The final tempering annealing is performed at the annealing temperature.

この製造方法では、熱間圧延、冷間圧延及び最終冷間圧延後に、最終調質焼鈍を行うことにより、再結晶化を促進させると同時に、再結晶粒の結晶方位の異方性を小さくすることにより、合金自体の機械的な異方性を小さくすることができる。具体的には、先に説明した組成の合金を用いるとともに、均質化温度、圧下率及び最終調質焼鈍温度を制御することによって、結晶方位の異方性を小さくする。以下、製造条件について詳細に説明する。   In this manufacturing method, by performing final temper annealing after hot rolling, cold rolling and final cold rolling, the recrystallization is promoted and the anisotropy of the crystal orientation of the recrystallized grains is reduced. As a result, the mechanical anisotropy of the alloy itself can be reduced. Specifically, the anisotropy of the crystal orientation is reduced by using the alloy having the composition described above and controlling the homogenization temperature, the rolling reduction, and the final temper annealing temperature. Hereinafter, manufacturing conditions will be described in detail.

均質化処理温度:450℃以上590℃以下
均質化処理は、鋳造時に生じた合金元素のミクロ偏析を無くす効果を持つ。具体的には、均質化処理を行ったアルミニウム合金板は、諸特性のばらつきが小さくなる。均質化処理温度が450℃未満ではミクロ偏析が残存し、諸特性のばらつきが大きくなって、キャップ用アルミニウム合金板の品質が低下する。また均質化温度が590℃を超えると、局部的に溶融が生じる危険性がある。よって、本発明では均質化処理温度を450℃以上590℃以下とした。
尚、均質化処理温度を保持する保持時間は、3〜10時間の範囲が好ましい。
Homogenization treatment temperature: 450 ° C. or more and 590 ° C. or less The homogenization treatment has the effect of eliminating the microsegregation of the alloy elements generated during casting. Specifically, the aluminum alloy sheet that has been subjected to the homogenization treatment has less variation in various characteristics. When the homogenization treatment temperature is less than 450 ° C., microsegregation remains, and variations in various characteristics become large, and the quality of the aluminum alloy plate for caps is lowered. Further, if the homogenization temperature exceeds 590 ° C., there is a risk of local melting. Therefore, in this invention, the homogenization process temperature was 450 degreeC or more and 590 degrees C or less.
The holding time for holding the homogenization temperature is preferably in the range of 3 to 10 hours.

最終冷間圧下率:68.8%以上80%以下
冷間圧延は、強度を高める効果があるが、圧延率の増加とともにβファイバの方位密度が増加し、結晶組織の異方性が増大する。圧下率が68.8%未満では合金の強度が不十分となり、圧下率が80%を超えると、異方性が高くなる。よって、本発明では圧下率を68.8%以上80%以下とした。
Final cold rolling reduction: 68.8% or more and 80% or less Cold rolling has the effect of increasing the strength, but the orientation density of the β fiber increases and the anisotropy of the crystal structure increases as the rolling rate increases. . If the rolling reduction is less than 68.8% , the strength of the alloy is insufficient, and if the rolling reduction exceeds 80%, the anisotropy increases. Therefore, in the present invention, the rolling reduction is set to 68.8% or more and 80% or less.

最終調質焼鈍温度:150℃以上300℃以下
最終調質焼鈍は、最終冷間圧下率に合わせて目標の機械的性質を得る役割を果たす。最終冷延後のアルミニウム合金板の強度は、室温で長期間放置すると若干低下する。また、塗装焼き付けを施した際に軟化が生じる。最終調質焼鈍はこのような強度の低下を防止する効果がある。最終調質焼鈍温度が150℃未満では、強度の低下防止の効果が不十分となり、300℃を超えると却って強度の低下が大きくなる。従って本発明では最終調質焼鈍温度を150℃以上300℃以下とした。
尚、最終調質焼鈍の加熱方式はバッチ式でも急速加熱方式でも良い。加熱時間はバッチ式では1〜15時間の範囲が良く、急速加熱方式では10〜120秒の範囲がよい。
Final tempering annealing temperature: 150 ° C. or higher and 300 ° C. or lower Final tempering annealing plays a role of obtaining target mechanical properties in accordance with the final cold rolling reduction. The strength of the aluminum alloy sheet after the final cold rolling slightly decreases when left at room temperature for a long time. Also, softening occurs when paint baking is performed. Final temper annealing has the effect of preventing such a decrease in strength. If the final tempering annealing temperature is less than 150 ° C., the effect of preventing the decrease in strength is insufficient, and if it exceeds 300 ° C., the decrease in strength increases. Accordingly, in the present invention, the final temper annealing temperature is set to 150 ° C. or more and 300 ° C. or less.
The heating method for the final temper annealing may be a batch method or a rapid heating method. The heating time is preferably in the range of 1 to 15 hours in the batch method, and in the range of 10 to 120 seconds in the rapid heating method.

本発明の製造方法は、低異方性を持ちながら、目的に合った機械的性質を有するキャップ用アルミニウム合金板を提供するものである。この目的を達成するためには、合金成分と製造条件とを別個に制御するのではなく、合金成分にあわせて、均質化処理、最終冷延、最終調質焼鈍の各工程を適切に制御することが望ましい。   The production method of the present invention provides an aluminum alloy plate for a cap having low anisotropy and having mechanical properties suitable for the purpose. To achieve this goal, the alloy components and production conditions are not controlled separately, but the homogenization, final cold rolling, and final temper annealing processes are appropriately controlled according to the alloy components. It is desirable.

例えば、Mgを1.9質量%以上2.1質量%以下の範囲にした場合は、均質化温度を520℃以上590℃以下の範囲とし、圧下率を66.5%以上73.3%以下の範囲とし、最終調質焼鈍温度を200℃以上260℃以下の範囲とすることが好ましい。
また、Mgを1.5質量%以上1.7質量%以下の範囲にした場合には、均質化温度を520℃以上590℃以下の範囲とし、圧下率を66.5%以上73.3%以下の範囲とし、最終調質焼鈍温度を160℃以上220℃以下の範囲とすることが好ましい。
For example, when Mg is in the range of 1.9 mass% to 2.1 mass%, the homogenization temperature is in the range of 520 ° C. to 590 ° C., and the rolling reduction is 66.5% to 73.3%. The final temper annealing temperature is preferably in the range of 200 ° C. or higher and 260 ° C. or lower.
Further, when Mg is in the range of 1.5 mass% to 1.7 mass%, the homogenization temperature is in the range of 520 ° C. to 590 ° C., and the rolling reduction is 66.5% to 73.3%. It is preferable that the final temper annealing temperature be in the range of 160 ° C. or higher and 220 ° C. or lower.

また、最終調質焼鈍工程の前に、中間焼鈍工程を設けても良い。中間焼鈍温度は、合金成分を考慮して上で、少なくとも再結晶化温度以上にすることが望ましい。   Further, an intermediate annealing step may be provided before the final tempering annealing step. The intermediate annealing temperature is preferably at least the recrystallization temperature in consideration of the alloy components.

Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、Zn及びTiの所定量を含有するとともに残部がAl及び不可避的不純物からなる合金を溶製し、スラブに鋳造した。次に、400℃〜580℃の均質化温度で4時間をかけて均質化処理を行った。続いて熱間圧延により板厚を6mmに調整した。続いて冷間圧延を行い、更に450℃の連続焼鈍炉に導入して中間焼鈍を行った。そして、47.8%〜82.5%の圧下率で最終冷間圧延を行った後、130℃〜330℃の焼鈍温度で4時間の最終調質焼鈍を行った。このようにして、実施例1〜9、参考例1〜2及び比較例1〜9のキャップ用アルミニウム合金板を製造した。アルミニウム合金の組成、均質化温度、最終冷間圧下率及び最終調質焼鈍温度を表1に示す。 An alloy containing a predetermined amount of Si, Fe, Cu, Mn, Mg, Cr, Zn, and Ti and the balance being Al and inevitable impurities was melted and cast into a slab. Next, the homogenization process was performed over 4 hours at the homogenization temperature of 400 degreeC-580 degreeC. Subsequently, the plate thickness was adjusted to 6 mm by hot rolling. Subsequently, cold rolling was performed, and further intermediate annealing was performed by introducing into a continuous annealing furnace at 450 ° C. And after performing the last cold rolling by the reduction rate of 47.8%-82.5%, the final temper annealing for 4 hours was performed at the annealing temperature of 130 to 330 degreeC. Thus, the aluminum alloy plate for caps of Examples 1-9 , Reference Examples 1-2, and Comparative Examples 1-9 was manufactured. Table 1 shows the composition, homogenization temperature, final cold reduction rate, and final temper annealing temperature of the aluminum alloy.

このように作製したアルミニウム合金板のキューブ方位密度、βファイバの各方位の最大方位密度、引張強度、耐力、伸び率及び機械的強度の経時変化を測定した。結果を表2に示す。キューブ方位密度およびβファイバ方位密度は、X線回折装置で〈111〉、〈200〉、〈220〉の不完全極点図(中心から70°まで)を測定し、この不完全極点図から解析して求めた。また、機械的強度の経時変化の有無は、作製したアルミニウム合金板を25℃恒温機中に一年間放置した場合の耐力の変化幅で判断した。耐力が5%以上低下した場合を「不良」、5%未満の場合を「良」とした。   The cube orientation density of the aluminum alloy plate thus produced, the maximum orientation density in each orientation of the β fiber, the tensile strength, the yield strength, the elongation rate, and the mechanical strength were measured over time. The results are shown in Table 2. Cube orientation density and β fiber orientation density were measured by measuring the incomplete pole figures (up to 70 ° from the center) of <111>, <200>, and <220> with an X-ray diffractometer. Asked. Also, the presence or absence of a change in mechanical strength with time was determined by the width of change in yield strength when the produced aluminum alloy plate was left in a thermostatic chamber at 25 ° C. for one year. The case where the proof stress was reduced by 5% or more was judged as “bad”, and the case where it was less than 5% was judged as “good”.

表1及び表2に示すように、実施例1〜実施例9のアルミニウム合金は、良好な特性を示しており、特にキューブ方位密度及びβファイバ方位密度が小さくなっており、深絞り成型を行った場合でも耳が発生しないことが分かる。 As shown in Table 1 and Table 2, the aluminum alloys of Examples 1 to Example 9 shows good properties, in particular smaller cube orientation density and β fiber orientation density, subjected to deep draw molding It can be seen that ears do not occur even if

一方、比較例1についてはMg含有率が過剰であったために、引張強度及びキューブ方位密度がともに増大した。
また、比較例2についてはMg含有率が低すぎたために、引張強度が低下し、βファイバ方位密度が増大した。
On the other hand, in Comparative Example 1, since the Mg content was excessive, both the tensile strength and the cube orientation density increased.
In Comparative Example 2, since the Mg content was too low, the tensile strength decreased and the β fiber orientation density increased.

次に、比較例3については圧下率が高すぎたために、βファイバ方位密度が増大した。また、比較例4については圧下率が低すぎたために、キューブ方位密度が増大した。   Next, in Comparative Example 3, the β fiber orientation density increased because the rolling reduction was too high. Moreover, since the reduction rate was too low about the comparative example 4, the cube orientation density increased.

次に、比較例5についてはMn含有率が過剰であり、比較例6についてはCr含有率が過剰であったために、βファイバ方位密度がともに増大した。   Next, since the Mn content was excessive for Comparative Example 5 and the Cr content was excessive for Comparative Example 6, both the β-fiber orientation densities increased.

次に、比較例7については均質化処理温度及び最終調質焼鈍温度がともに低すぎたために、βファイバ方位密度及び引張強度がともに増大し、経時変化が5%を越えて「不良」になった。   Next, in Comparative Example 7, since both the homogenization temperature and the final temper annealing temperature were too low, both the β fiber orientation density and the tensile strength increased, and the change with time exceeded 5% and became “bad”. It was.

次に比較例8についてはCu含有率が過剰であったために、引張強度が増大した。更に比較例9については最終調質焼鈍温度が高すぎたために、引張強度が大幅に低下した。   Next, in Comparative Example 8, since the Cu content was excessive, the tensile strength increased. Furthermore, since the final temper annealing temperature was too high for Comparative Example 9, the tensile strength was significantly reduced.

Figure 0004121932
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Figure 0004121932
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Claims (3)

Mg、Fe、Mn及びCrを含有するとともに残部がAl及び不可避的不純物からなり、集合組織のキューブ方位密度が以下であり、かつβファイバに属する各方位の最大方位密度が15以下であり、引張強度が190MPa以上290MPa以下の範囲であり、
Mg、Fe、Mn及びCrの含有率がそれぞれ、Mg:1.5質量%以上2.1質量%以下、Fe:0.4質量%以下、Mn:0.2質量%以下、Cr:0.2質量%以下の範囲であることを特徴とするキャップ用アルミニウム合金板。
It contains Mg, Fe, Mn and Cr and the balance is made of Al and inevitable impurities, the cube orientation density of the texture is 7 or less, and the maximum orientation density of each orientation belonging to the β fiber is 15 or less, tensile strength Ri 290MPa following range der more than 190MPa,
The content ratios of Mg, Fe, Mn and Cr are respectively Mg: 1.5% by mass to 2.1% by mass, Fe: 0.4% by mass or less, Mn: 0.2% by mass or less, Cr: 0.00%. An aluminum alloy plate for a cap, which is in a range of 2% by mass or less .
伸び率が2.0%以上であることを特徴とする請求項1に記載のキャップ用アルミニウム合金板。 2. The aluminum alloy plate for a cap according to claim 1 , wherein the elongation percentage is 2.0% or more. 請求項1ないし請求項2のいずれかに記載のキャップ用アルミニウム合金板の製造方法であり、
Mg、Fe、Mn及びCrを含有するとともに残部がAl及び不可避的不純物からなり、Mgが1.5質量%以上2.1質量%以下であり、Feが0.4質量%以下であり、Mn及びCrがそれぞれ0.2質量%以下の組成の合金を、溶製してから鋳造した後に、450℃以上590℃以下の均質化温度で均質化処理を行い、続いて熱間圧延、冷間圧延、68.8%以上80%以下の圧下率の最終冷間圧延を順次行った後、150℃以上300℃以下の焼鈍温度で最終調質焼鈍を行うことを特徴とするキャップ用アルミニウム合金板の製造方法。
A method for producing an aluminum alloy plate for a cap according to any one of claims 1 to 2 ,
Mg, Fe, Mn and Cr are contained, the balance is made of Al and inevitable impurities, Mg is 1.5 mass% to 2.1 mass%, Fe is 0.4 mass% or less, Mn And after melting and casting an alloy having a composition of 0.2% by mass or less, Cr is homogenized at a homogenization temperature of 450 ° C. or higher and 590 ° C. or lower, followed by hot rolling and cold An aluminum alloy plate for a cap, which is subjected to final temper annealing at an annealing temperature of 150 ° C. or higher and 300 ° C. or lower after sequentially performing rolling and final cold rolling at a reduction ratio of 68.8% or higher and 80% or lower. Manufacturing method.
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