罐盖用铝合金板的制作方法

罐盖用铝合金板的制作方法
【专利摘要】本发明其目的在于，提供一种不使材料强度降低，而具有优异的铆钉成形性的罐盖用铝合金板。根据本发明的一个实施方式，可提供一种罐盖用铝合金板，其特征在于，所述铝合金板含有Mg：3.8～5.5质量％、Fe：0.1～0.5质量％、Si：0.05～0.3质量％、Mn：0.01～0.6质量％、Cu：0.3质量％以下，余量由Al和不可避免的杂质构成，当量圆直径为10nm以上且300nm以下的金属间化合物的数密度为80个/μm3以下，当量圆直径高于300nm的金属间化合物的面积率为0.3％以上且2.0％以下。
【专利说明】
罐盖用铝合金板
技术领域
[0001] 本发明涉及罐盖用铝合金板，特别是涉及材料强度和铆钉成形性的平衡良好的易 开罐盖用铝合金板。
【背景技术】
[0002] 作为罐盖用铝合金板所要求的特性，可列举有耐盖加工的成形性、耐饮料填充后 内压的耐压强度、及正常且简单地用于打开的开罐性。
[0003] 另一方面，近年来，从低成本化的观点出发，要求罐盖用铝合金板的薄壁化。但是， 若使铝合金板薄壁化，则罐盖的耐压强度降低。作为抑制罐盖的耐压强度降低的方法之一， 考虑使铝合金自身高强度化，但伴随着高强度化，会产生成形性降低这样的问题。因此，为 了使罐盖用铝合金板薄壁化，需要使强度与成形性的平衡提高。
[0004] 作为在保持罐盖用铝合金板(罐盖用A1 - Mg系合金板）的材料强度的状态下使成 形性提高的技术之一，进行的是控制金属间化合物的粒径，和控制金属间化合物的存在状 态和结构等。
[0005] 例如在专利文献1中，记述有一种罐盖用铝合金板，其分别规定了存在于直径50mi 的视野内的直径为3wii以上的金属间化合物的粒子数、和存在于0.2mm2内的直径为lym以上 的金属间化合物的粒子数。在专利文献2中，记述有一种罐盖用铝合金板，其规定了存在于 1mm 2内的长度为1 mi以上的金属间化合物的粒子数、和板厚方向1 /4的部分的乳制结构成 分。在专利文献3中记述有一种罐盖用铝合金板，其规定了存在于1mm2内的当量圆直径为 〇.7wii以上的金属间化合物的粒子数和涂膜形成后的屈服强度。
[0006] 【先行技术文献】
[0007] 【专利文献】
[0008] 专利文献1:日本国特开平05 - 302139号公报 [0009] 专利文献2:日本国特开2002 -105574号公报 [0010] 专利文献3:日本国特开2007 - 277694号公报
[0011] 专利文献1~3所述尺寸（当量圆直径为0.7M1以上）的金属间化合物在铆钉成形时 成为裂纹的起点。因此，如专利文献1~3所述，通过减少这一尺寸的金属间化合物在每单位 面积中的粒子数，或缩小面积率，从而能够抑制在铆钉成形时发生的裂纹。
[0012] 但是，即使在铆钉成形时不发生裂纹，若缩颈发生，则存在立粧（只于<夕）（为了 将拉环安在盖上而敲击铆钉部将其捣毁的加工)时发生裂纹的可能性。而且，在现有的技术 中，铆钉成形时的缩颈还不能控制，要求抑制缩颈的更好的铆钉成形性。

【发明内容】

[0013] 本发明其目的在于，提供一种不会使材料强度降低，而具有优异的铆钉成形性的 罐盖用铝合金板。
[0014] -般认为，A1 - Mg系合金若变形进展，则形成微带，该微带发展而缩颈发生。本发 明者们推测，微带的起点为亚微米尺寸的金属间化合物，关于尺寸比以前加以控制的尺寸 (当量圆直径为〇.7wii以上)要小的金属间化合物，考虑控制其分布状态，从而抑制缩颈的发 生。以此想法为基础，本
【发明人】们反复实验?研究的结果，发现了亚微米尺寸的金属间化合 物的最佳的分布状态，并达成了本发明的一个实施方式。
[0015] 即，本发明的一个实施方式的罐盖用铝合金板，其特征在于，含有Mg: 3.8~5.5质 量％、卩6:0.1~0.5质量％、51:0.05~0.3质量％、]?11 :0.01~0.6质量％、〇1:0.3质量％以 下，余量由A1和不可避免的杂质构成，当量圆直径为10nm以上且300nm以下的金属间化合物 的数密度为80个/mi 3以下，当量圆直径高于300nm的金属间化合物的面积率为0.3%以上且 2.0%以下。在上述罐盖用错合金板中，优选当量圆直径为10nm以上且300nm以下的金属间 化合物的数密度在60个/mi 3以下。
[0016] 另外，作为不使罐盖用铝合金板(A1 - Mg系合金板）的材料强度降低，而使铆钉成 形性提高的手段，考虑借助固溶元素浓度增加带来的固溶强化量增加和加工硬化特性(均 匀变形能力）的提高。固溶强化和加工硬化是由于作用于位错和溶质原子之间的相互作用， 致使位错的运动受到妨碍而产生的。在铝合金中，母相(A1)与溶质原子(Mg、Cu、Mn)之间的 原子半径的差，一般被认为支配着所述相互作用的大小。Mg、Cu、Mn与母相(A1)的原子半径 差大，则固溶强化量大，但是，若Mg和Mn增加添加量，则不仅固溶量增加，晶化物也增加，由 于晶化物的增加导致成形性降低。因此，本
【发明人】们着眼于Cu的固溶量的增加，考虑不使材 料强度降低而使成形性提高，特别是要抑制铆钉成形时的缩颈的发生。
[0017] 即，本发明的另一个实施方式的罐盖用铝合金板，其特征在于，所述铝合金板含有 1% :3.8~5.5质量％、卩6:0.1~0.5质量％、51:0.05~0.3质量％、]?11 :0.01~0.6质量％、〇1: 0.06~0.3质量％以下，余量由A1和不可避免的杂质构成，其中，Cu固溶浓度为0.06质量％ 以上，当量圆直径高于300nm的金属间化合物的面积率为0.3%以上、2.0%以下。
[0018] 至今为止的盖材用铝合金板，若进行高强度化，则铆钉成形性降低，反之，为了得 到优异的铆钉成形性，则需要使材料强度降低。另一方面，本发明的盖材用铝合金板，尽管 具有高材料强度，但却具有优异的铆钉成形性。根据本发明，即便在使罐盖用铝合金板薄壁 时，饮料填充后的耐压强度也不会不足，能够提供铆钉成形性和开罐性都优异的罐盖用铝 合金板。
【附图说明】
[0019] 图1是由铝合金板构成的罐盖的俯视图。
[0020] 图2是在开罐性的评价时所使用的罐盖的刻痕的剖面图。
[0021] 图3(a)~（c)是开罐性的评价时所使用的开罐载荷测量仪的概要图。图3(a)是开 罐载荷测量仪的立体图。图3(b)是开罐载荷测量仪在测量时的罐盖附近的剖面示意图。图3 (c)是表示在开罐载荷测量仪上设置罐盖时的罐盖的方向的正面示意图。
【具体实施方式】
[0022] 以下，对于本发明的罐盖用铝合金板及其制造方法详细地加以说明。还有，在本说 明书中，以质量为基准的百分率(质量％)，等同于以重量为基准的百分率(重量％)。
[0023] <第一实施方式>
[0024] 首先，对于本发明的一个实施方式（以下，也称为第一实施方式）的罐盖用铝合金 板及其制造方法，详细地加以说明。
[0025] 本发明的第一实施方式的罐盖用铝合金板，其特征在于，含有Mg : 3.8~5.5质 量％、卩6:0.1~0.5质量％、51:0.05~0.3质量％、]?11 :0.01~0.6质量％、〇1:0.3质量％以 下，余量由A1和不可避免的杂质构成，当量圆直径为10nm以上且300nm以下的金属间化合物 的数密度为80个/mi 3以下，当量圆直径高于300nm的金属间化合物的面积率为0.3%以上且 2.0%以下。
[0026](铝合金的成分组成）
[0027] Mg:3.8 ~5.5 质量 ％
[0028] Mg具有使铝合金板的强度提高的效果。但是，Mg的含量低于3.8质量％时，铝合金 板的强度不充分，成形为罐盖时的耐压强度不足。另一方面，Mg的含量高于5.5质量％时，铝 合金板的强度过剩，铆钉成形性降低。因此，Mg的含量为3.8~5.5质量％。
[0029] Fe:0.1 ~0.5 质量 ％
[0030] Fe在铝合金板中形成Al-Fe(-Mn)系、六1-?6(-1111)一51系金属间化合物，提高成 形为罐盖时的刻痕部的可撕裂性，具有使开罐性提高的效果。但是，Fe的含量低于0.1质 量％时，刻痕部的可撕裂性无法提高，开罐时由于刻痕离轨(开罐时龟裂传播到刻痕部以 外）和开罐力的增大造成的拉环断裂这样的开罐不良容易发生。另一方面，Fe的含量高于 0.5质量％时，铝合金板中的高于300nm的金属间化合物的面积率比规定的范围大，铆钉成 形性降低。因此，Fe的含量为0.1~0.5质量％。
[0031] Si:0.05 ~0.3 质量 ％
[0032] Si在铝合金板中形成Mg -Si系、Al-Fe(-Mn)系、Al-Fe(-Mn)-Si系金属间化 合物，提高成形为罐盖时的刻痕部的可撕裂性，具有使开罐性提高的效果。但是，Si的含量 低于0.05质量％时，与Fe同样，开罐性无法提高。另外，能够用于铝合金板的原材料的废料 量减少，且铝基体金属的所需的纯度变高，因此成本增大。另一方面，Si的含量高于0.3质 量％时，铝合金板中的高于300nm的金属间化合物的面积率比规定的范围大，铆钉成形性降 低。因此，Si的含量为0.05~0.3质量％。
[0033] Mn:0.01 ~0.6 质量 ％
[0034] Mn具有使铝合金板的强度提高的效果，并且在铝合金板中使A1 - Fe-Mn系、A1 - Fe-Mn - Si系金属间化合物形成，提高成形为罐盖时的刻痕部的可撕裂性，具有提高开罐 性的效果。但是，Mn的含量低于0.01质量％时，得不到铝合金板的强度提高效果和成形为罐 盖时的开罐性提尚效果。另一方面，Mn的含量尚于0.6质量％时，错合金板中的尚于300nm的 金属间化合物的面积率比规定的范围大，铆钉成形性降低。因此，Mn的含量为0.01~0.6质 量％。
[0035] Cu:0.3质量％ 以下
[0036] Cu具有使铝合金板的强度提高的效果。但是，Cu的含量高于0.3质量％时，铝合金 板的强度过剩，铆钉成形性降低。因此，Cu的含量为0.3质量％以下。
[0037] 不可避免的杂质
[0038]本实施方式的铝合金，除含有所述添加成分以外，余量为A1和不可避免的杂质。不 可避免的杂质中，允许Cr在0.3质量％以下，Zn在0.3质量％以下，Ti在0.1质量％以下，Zr在 0.1质量％以下，B在0.1质量％以下，其他的元素分别在0.05质量％以下的范围内。只要不 可避免的杂质的含量在此范围内，则不会影响到本实施方式的铝合金板的特性。
[0039](铝合金板中的金属间化合物）
[0040]在错合金板中，通过使当量圆直径高于300nm的金属间化合物适度地分布，能够得 到的效果是，提高将铝合金板成形为罐盖时的刻痕部的可撕裂性，使开罐性提高。在铝合金 板的板表面中，当量圆直径高于300nm的金属间化合物的面积率比0.3 %小时，刻痕部的可 撕裂性降低，开罐性恶化。另一方面，在板表面，当量圆直径高于300nm的金属间化合物的面 积率高于2.0%时，铆钉成形时由于金属间化合物导致龟裂发生，并且容易传播，成形性降 低。因此，当量圆直径高于300nm的金属间化合物的面积率为0.3%以上且2.0%以下。其面 积率的上限优选为1.0%，下限优选为0.4%。
[0041 ]另一方面，亚微米尺寸的金属间化合物之中，当量圆直径为10nm以上、300nm以下 的金属间化合物，在铆钉成形时成为微带的起点，该微带发达而成为缩颈。若当量圆直径为 10nm以上且300nm以下的金属间化合物的数密度高于80个/wii 3,则铆钉成形时大量发生微 带，容易变得发达，缩颈发生。因此，当量圆直径为l〇nm以上且300nm以下的金属间化合物的 数密度为80个/ym 3以下。当量圆直径为10nm以上且300nm以下的金属间化合物的数密度越 少越好，优选为60个/ym3以下。
[0042](铝合金板的制造方法）
[0043]本实施方式的铝合金板，能够由铸造、均质化热处理、热乳、一次冷乳、中间退火、 二次冷乳的工序制造。在铸造、均质化热处理、热乳、中间退火等之中，A1 -（Fe，Mn)系和 Mg2Si的金属间化合物生成，在冷乳后的卷取的自退火和烘烤涂装退火中，A1 - Cu-Mg等的 析出物生成。由自退火和烘烤涂装退火生成的析出物的尺寸为数nm，认为不会变成铆钉成 形时的裂纹和微带的起点。因此，为了将金属间化合物的尺寸和数密度及面积率控制在上 述特定的范围内，以使优异的开罐性、和强度与铆钉成形性的平衡的提高显现，截止到中间 退火的工序很重要。
[0044]本实施方式的铝合金板的制造方法，特别是在使均质化热处理在400 °C~550 °C的 温度范围保持1~10小时这一点上，及连续进行2次中间退火这一点上具有特征。以下，对于 各工序进行说明。
[0045] 首先，通过DC铸造法等的公知的半连续铸造法铸造铝合金。
[0046] 其次，通过端面车削除去铸块表层的形成不均匀的组织的区域后，实施均质化热 处理。均质化热处理在400~550°C的温度范围保持1~10小时。均质化热处理低于400°C时 或保持时间低于1小时时，当量圆直径高于300nm的金属间化合物的面积率比规定的范围 小，开罐性降低。另外，均质化热处理温度高于550°C时，热乳时发生过烧。另外，保持时间高 于10小时时，生产率降低。
[0047]均质化热处理后，不进行冷却而继续进行热乳，优选在300°C以上结束热乳。制作 的热乳材成为再结晶组织。
[0048]以总乳制率50~80 %冷乳（1次冷车L)所述热乳板。总乳制率低于50 %时，乳制带来 的累积应变不足，在后道工序的中间退火中再结晶粒径变大，包含铆钉成形性在内的成形 性变差。另一方面，总乳制率高于80%时，乳制道次数变多，生产率降低。
[0049]接着，对所述冷乳板进行中间退火使之再结晶，并且使300nm以下的金属间化合物 的数密度减少。该中间退火连续进行2次。第一次中间退火以材料温度380 °C~550 °C的范 围、保持时间10分钟以内的条件进行，冷却至室温后，再加热，进行第二次中间退火。第二次 中间退火，以相同的材料温度380°C~550°C的范围、保持时间10分钟以内的条件进行。第二 次中间退火后的冷却速度为l〇〇°C/min以上。中间退火的保持温度低于380°C时，当量圆直 径为10~300nm的金属间化合物的数密度比规定的范围大，铆钉成形性降低。保持温度高于 550°C时，或保持时间超过10分钟时，使金属间化合物减少的效果饱和，成本升高。另外，中 间退火的次数为1次时，或第二次的冷却速度低于100°C/min时，当量圆直径为10~300nm的 金属间化合物的数密度比规定的范围大，铆钉成形性降低。
[0050]接着，对于所述经退火的冷乳板，以总乳制率50~85%进行再度冷乳（2次冷乳）， 由此能够制造本实施方式的铝合金板。总乳制率低于50 %时，乳制带来的加工硬化小，强度 降低，成形为罐盖时的耐压强度不足。另一方面，总乳制率高于85%时，罐盖用铝合金板的 强度过高，包括铆钉成形性在内的制品板的成形性降低。因此，总乳制率为50~85%。
[0051]由以上的工序制造的罐盖用铝合金板，在实施铬酸盐系和锆系等的表 面处理，涂布环氧系树脂、氯乙烯系和聚酯系等的有机涂料，在PMT ( Peak Me ta 1 Temperature:金属到达温度)为230~280°C左右进行烘烤处理后，成形为罐盖。
[0052] <第二实施方式>
[0053]接着，对于本发明的另一实施方式（以下，也称为第二实施方式）的罐盖用铝合金 板及其制造方法详细地加以说明。
[0054]本发明的第二实施方式的罐盖用铝合金板，其特征在于，所述铝合金板含有Mg: 3.8~5.5质量％、卩6:0.1~0.5质量％、51:0.05~0.3质量％、]?11 :0.01~0.6质量％、〇1: 0.06~0.3质量％以下，余量由A1和不可避免的杂质构成，Cu固溶浓度为0.06质量％以上， 当量圆直径高于300nm的金属间化合物的面积率为0.3%以上且2.0%以下。
[0055](铝合金的成分组成）
[0056] 在第二实施方式的罐盖用铝合金板的铝合金的成分组成中，关于Mg(3.8~5.5质 量％)、卩6(0.1~0.5质量％)、31(0.05~0.3质量％)、]?11(0.01~0.6质量％)、及余量(厶1和 不可避免的杂质），此各成分的含量及其控制理由与第一实施方式同样，因此在此省略详细 说明。以下，对于Cu的含量及其控制理由进行说明。
[0057] Cu:0.06 ~0.3质量 ％
[0058] Cu具有使铝合金板的强度提高的效果。另外，通过使之固溶，成形性也提高。但是， Cu的含量低于0.06质量％时，对母相的固溶量少，强度与成形性的平衡降低，铆钉成形性无 法提高。另一方面，Cu的含量高于0.3质量％时，铝合金板的强度过剩，铆钉成形性降低。因 此，在本实施方式中，Cu的含量为0.06~0.30质量％。
[0059] (Cu固溶浓度）
[0060] 如所述，若Cu向母相(A1)的固溶浓度大，则由于固溶强化量的增加导致材料强度 增加，并且加工硬化特性(均匀变形能力）提高，能够抑制铆钉成形时的缩颈的发生。但是， 若Cu固溶浓度比0.06质量％少，则其效果不足。因此，Cu固溶浓度为0.06质量％以上，优选 为0.09质量％以上，更优选为0.12质量％以上。还有，Cu的固溶量相对于添加量的比例（Cu 固溶浓度/Cu含量)优选为0.75以上，更优选为0.87以上。
[00611 (铝合金板中的金属间化合物）
[0062]在错合金板中，通过使当量圆直径高于300nm的金属间化合物适度分布，能够得到 的效果是，提高将铝合金板成形为罐盖时的刻痕部的可撕裂性，使开罐性提高。在铝合金板 的板表面，当量圆直径高于300nm的金属间化合物的面积率比0.3%小时，刻痕部的可撕裂 性降低，开罐性恶化。另一方面，在板表面，当量圆直径超过300nm的金属间化合物的面积率 高于2.0%时，铆钉成形之时由于金属间化合物导致龟裂发生，并且容易传播，成形性降低。 因此，当量圆直径高于300nm的金属间化合物的面积率为0.3%以上且2.0%以下。其面积率 的上限优选为1.0%，下限优选为0.4%。
[0063](铝合金板的制造方法）
[0064]本实施方式的铝合金板，通过以铸造、均质化热处理、热乳、1次冷乳、中间退火、2 次冷乳的工序制造。本实施方式的铝合金板的制造方法，特别是在使均质化热处理在400 °C ~550°C的温度范围保持1~10小时保持这一点上，以及连续进行2次中间退火这一点上具 有特征。在此，关于本实施方式的铝合金的制造方法的中间退火以外的各工序(铸造、均质 化热处理、热乳、1次冷乳和2次冷乳），与第一实施方式同样，因此，这里省略详细说明。以 下，对于本实施方式的铝合金的制造方法的中间退火进行说明。
[0065]在本实施方式的制造方法中，与第一实施方式同样，在经铸造、均质化热处理、热 乳及冷乳（1次冷乳)而得到冷乳板后，对于该冷乳板进行中间退火使之再结晶，并且使Cu的 固溶浓度增加。该中间退火连续进行2次。第一次中间退火，以材料温度380 °C~550 °C的范 围、保持时间10分钟以内的条件进行，冷却到室温后，再加热而进行第二次中间退火。第二 次中间退火，同样以材料温度380°C~550°C的范围、保持时间10分钟以内的条件进行。第二 次中间退火后的冷却速度为100 °C /min以上。中间退火的保持温度高于550 °C时，或保持时 间超过10分钟时，退火工序结束后的再结晶晶粒变大，制品板的成形性降低。中间退火的保 持温度低于380°C时，Cu的固溶浓度不在规定的范围内，铆钉成形性无法提高。另外，中间退 火的次数为1次时，或第二次冷却速度低于l〇〇°C/min时，Cu的固溶浓度不在规定的范围内， 柳钉成形性无法提尚。
[0066]接着，对于经所述退火的冷乳板，与第一实施方式同样，使总乳制率为50~85 %而 再度进行冷乳(2次冷乳），从而能够制造本实施方式的铝合金板。
[0067]由以上的工序制造的罐盖用铝合金板，在实施铬酸盐系和锆系等的表面处理，涂 布环氧系树脂、氯乙稀系和聚酯系等的有机涂料，以PMT(Peak Metal Temperature:金属到 达温度)为230~280°C左右进行烘烤处理后，成形为罐盖。
[0068]【实施例】
[0069] 以下，将确认到本发明的效果的实施例，与不满足本发明的要件的比较例进行对 比而具体地加以说明。还有，本发明不受此实施例限定。
[0070] (第一实施方式的实施例）
[0071] 以半连续铸造法(DC)铸造表1所示的铝合金(除No.32以外），对于铸块表层进行端 面车削，制作板坯。对该板坯实施均质化热处理之后，进行热乳而成为热乳板，对于该热乳 板，依次进行1次冷乳(乳制率70 % )、中间退火、2次冷乳(乳制率79 % )，制作板厚0.215_的 罐盖用铝合金板。其中，No. 33的铝合金在热乳后，只进行1次冷乳(乳制率93%)，不进行中 间退火。另外，No.32的铝合金，为了模拟专利文献1的发明而以连续铸造法(CC)进行铸造， 对连续铸造板不实施均质化处理，依次进行1次冷乳(乳制率70 % )、中间退火、2次冷乳(乳
[0076]以所制造的No. 1~33的铝合金板为供试材，按以下所述的要领，测量当量圆直径 为10nm以上且300nm以下的金属间化合物的数密度，当量圆直径高于300nm的金属间化合物 的面积率，0.2%屈服强度，铆钉成形性及开罐载荷。其结果显示在表2中。
[0077](当量圆直径为10nm~300nm的金属间化合物的数密度）
[0078] 机械研磨错合金板的表面，达到厚度0.1mm后，以双喷式电解研磨法形成厚100nm 的薄膜，对于该薄膜用透射型电子显微镜(TEM)，以50万倍拍摄4个视野。从摄影图像上只将 金属间化合物转印到透明的膜上，用图像分析软件Image-Pro Plus，测量摄影范围内的金 属间化合物的数量和各个粒子面积，由所述粒子面积求得当量圆直径，求得当量圆直径为 10nm以上且300nm以下的粒子的数密度。
[0079](当量圆直径高于300nm的金属间化合物的面积率）
[0080] 经抛光研磨使铝合金板的乳制方向平行截面成为镜面，在该镜面化的面上，用扫 描型电子显微镜(SEM)，以加速电压15kV拍摄倍率500倍的组成像(C0MP0像)20个视野(合计 面积0.75mm 2以上）。在该组成像之中，以比母相白的对比度得到的粒子视为A1 - Fe(-Mn) 系、A1 - Fe(-Mn)-Si系金属间化合物，以黑的对比度得到的粒子视为Mg - Si系金属间化合 物。根据该组成像，通过图像处理计算当量圆直径高于300nm的金属间化合物的面积率(相 对于拍摄面积的百分率）。
[0081] (0.2%屈服强度）
[0082]对于铝合金板，实施模拟涂装?烘烤工序的由油浴进行的255°C X 20秒的热处理 之后，使拉伸方向与乳制方向平行而制作JIS - 5号拉伸试验片。使用该试验片，依据JIS - Z2241进行拉伸试验，求得0.2%屈服强度。0.2%屈服强度的适当范围为300MPa以上，如果 在此范围，则即使薄壁化的罐盖仍满足耐压强度。
[0083](铆钉成形性）
[0084] 铆钉成形工序，由如下工序构成:使罐盖中央部胀大的膜泡成形工序;一边以1~3 工序使胀形部(膜泡)缩径一边使之成为急剧的突起的钮扣成形工序;在突起(钮扣)上组装 拉环后压碎所述突起而铆接拉环的立粧工序。为了正常地固定拉环，需要确保立粧后的铆 钉直径的大小，因此，要求能够使钮扣成形工序结束后的突起(钮扣)高度形成得足够高的 铝合金板。
[0085] 在此，以模拟膜泡工序的试验评价铆钉成形性。即，对于铝合金板，实施模拟涂 装?烘烤工序的由油浴进行255°CX20秒的热处理的后，进行的微胀形试验，求得未 发生缩颈和裂纹的极限胀形高度。极限胀形高度的适当范围为1.45mm以上。如果铝合金板 的极限胀形高度为1.45mm以上，则能够实际成形时成形出充分高度的钮扣。
[0086] (开罐载荷）
[0087]对于铝合金板，实施模拟涂装?烘烤工序的由油浴进行的255°C X 20秒的热处理 后，以204直径全泡沫?终端模具（204径7少7才一A ?工金型）进行壳体成型、转换 成形、拉环的立粧后，进行开罐试验。图1是用于开罐试验的罐盖的俯视图。图2是用于开罐 试验的罐盖的刻痕3的剖面图。图3(a)~(c)是测量开罐时的载荷的开罐载荷测量仪的概要 图。图3(a)是开罐载荷测量仪5的立体图。图3(b)是开罐载荷测量仪5在测量时的罐盖1附近 的剖面示意图。图3(c)是在开罐载荷测量仪5上设置罐盖1时的表示罐盖1的方向的正面示 意图。针对罐盖1，相对于刻痕3而使拉环4位于上方，如此在开罐载荷测量仪5上设置罐盖1 (图3(c))。在罐盖1的拉环4上卡挂卡定件6，作为卡定部7(图3(b))。将卡定件6沿水平方向 拉伸，负荷3N的拉伸载荷，在此状态下使卡定件6静止后，使罐盖1沿X方向旋转。以测力传感 器测量载荷，将最高载荷作为开罐载荷。开罐载荷的适当范围在25N以下。还有，在所述微胀 形试验中，关于极限胀形高度低于1.45mm的铝合金，由于得不到需要的突起(钮扣）高度而 不能正常安装拉环，所以不进行测量开罐载荷的试验。
[0088] 如表1、2所示，成分组成、当量圆直径为10nm~300nm的金属间化合物的数密度（以 下，称为l〇nm~300nm的金属间化合物的数密度）、及当量圆直径高于300nm的金属间化合物 的面积率（以下，称为高于300nm的金属间化合物的面积率)在第一实施方式的规定范围内 的No. 1~17(实施例），0.2%屈服强度和开罐载荷适当，铆钉成形性优异。因此，No. 1~17的 铝合金板，虽然壁厚薄至〇. 215_，但能够适合作为易开罐盖用途使用。
[0089] 另一方面，No. 18~33(比较例）中，成分组成、10nm~300nm的金属间化合物的数密 度、及高于300nm的金属间化合物的面积率的任意一项不在第一实施方式的规定范围内，如 下述，0.2%屈服强度、开罐载荷及铆钉成形性的某一项不满足恰当值。
[0090] No. 18因为Mg含量不足，所以0.2 %屈服强度低，No. 19因为Mg含量过剩，所以铆钉 成形性差。
[0091] No. 20因为Fe含量不足，所以高于300nm的金属间化合物的面积率小，开罐载荷大。 No. 21因为Fe含量过剩，所以高于300nm的金属间化合物的面积率大，铆钉成形性差。
[0092] No. 22因为Si含量不足，所以高于300nm的金属间化合物的面积率小开罐载荷大。 No. 23因为Si含量过剩，所以高于300nm的金属间化合物的面积率大，铆钉成形性差。
[0093] No. 24因为Mn含量不足，所以0.2%屈服强度低，高于300nm的金属间化合物的面积 率小开罐载荷大。No. 25因为Mn含量过剩，所以高于300nm的金属间化合物的面积率大，铆钉 成形性差。
[0094] No. 26因为Cu含量过剩，所以铆钉成形性差。
[0095] No . 27因为中间退火的保持温度低，所以10nm~300nm的金属间化合物的数密度 高，铆钉成形性差。No. 28因为第二次中间退火后的冷却速度小，所以10nm~300nm的金属间 化合物的数密度高，铆钉成形性差。No . 29因为中间退火只有1次，所以10nm~300nm的金属 间化合物的数密度高，铆钉成形性差。
[0096] No. 30因为均质化处理的保持温度低，所以高于300nm的金属间化合物的面积率 小，开罐载荷大。No. 31因为均质化处理的保持时间短，所以高于300nm的金属间化合物的面 积率小开罐载荷大。No. 32因为没有进行均质化处理，所以高于300nm的金属间化合物的面 积率小，开罐载荷大。
[0097] No. 33因为没有进行中间退火，所以10nm~300nm的金属间化合物的数密度高，铆 钉成形性差。
[0098](第二实施方式的实施例）
[0099] 以半连续铸造法(DC)铸造表3所示的铝合金(除No.60以外），对于铸块表层进行端 面车削而制作板坯。对该板坯实施均质化热处理后，进行热乳而成为热乳板，对此热乳板， 依次进行1次冷乳(乳制率70 % )、中间退火、2次冷乳(乳制率79 % )，制作板厚0.215mm的罐 盖用铝合金板。另外，No. 60的铝合金，为了模拟专利文献1的发明而以连续铸造法(CC)铸 造，对于连续铸造板不实施均质化处理，而依次进行1次冷乳(乳制率70%)、中间退火、2次 冷乳(乳制率79%)，制作板厚0.215mm的罐盖用铝合金板。均质化热处理和中间退火条件显 示在表3、4中。
[0100] 【表3】
[0103]
[0104]以所制造的No.34~66的铝合金板作为供试材，按以下所示的要领，测量Cu的固溶 浓度、当量圆直径高于300nm的金属间化合物的面积率、0.2%屈服强度、铆钉成形性及开罐 载荷。其结果显示在表4中。
[0105] (Cu固溶浓度）
[0106] 以苯酚分解铝合金板后，使用O.lym孔的过滤器进行过滤，将滤液导入ICP (Inductively Coupled Plasma)发光分光分析装置内，只将以雾化器使之呈雾状的细小的 喷雾喷入等离子体内，测量Cu的固溶浓度。还有，即使滤液中包含低于0. lym的析出物，成为 雾状时也不作为大的雾被分析，而是被排出，因此分析值也不包含低于0. lwii的析出物。
[0107] (当量圆直径高于300nm的金属间化合物的面积率、0.2%屈服强度、铆钉成形性和 开罐载荷）
[0108] 关于当量圆直径高于300nm的金属间化合物的面积率、0.2%屈服强度、铆钉成形 性及开罐载荷，与No. 1~33同样而进行测量。
[0109] 如表3、4所示，成分组成、Cu的固溶浓度、及当量圆直径高于300nm的金属间化合物 的面积率（以下，称为高于300nm的金属间化合物的面积率)在第二实施方式的规定范围内 的No. 34~49(实施例），0.2 %屈服强度和开罐载荷适当，铆钉成形性优异。因此，No. 34~49 的铝合金板，虽然壁厚薄至0.215_，但是能够适用为易开罐盖用。
[0110] 另一方面，如.50~66(比较例）中，成分组成、〇1的固溶浓度、及高于30〇11111的金属 间化合物的面积率的任意一项不在第二实施方式的规定范围内，如下述，0.2%屈服强度、 开罐载荷及铆钉成形性的某一项不满足恰当值。
[0111] No . 50因为Mg含量过剩，所以铆钉成形性差，No. 51因为Mg含量不足，所以0.2 %屈 服强度低。
[0112] No. 52因为Fe含量过剩，所以高于300nm的金属间化合物的面积率大，铆钉成形性 差，No.53因为Fe含量不足，所以高于300nm的金属间化合物的面积率小，开罐载荷大。
[0113] No. 54因为Si含量过剩，所以高于300nm的金属间化合物的面积率大，铆钉成形性 差，No.55因为Si含量不足，所以高于300nm的金属间化合物的面积率小，开罐载荷大。
[0114] No. 56因为Mn含量过剩，所以高于300nm的金属间化合物的面积率大，铆钉成形性 差，No. 57因为Mn含量不足，所以0.2%屈服强度低，高于300nm的金属间化合物的面积率小， 开罐载荷大。
[0115] No. 58因为Cu含量过剩，所以铆钉成形性差，No. 59因为Cu含量不足，所以Cu的固溶 浓度低，铆钉成形性差。
[0116] No. 60因为没有进行均质化热处理，所以高于300nm的金属间化合物的面积率小， 开罐载荷大。No.61因为均质化处理的保持温度低，所以高于300nm的金属间化合物的面积 率小，开罐载荷大。No.62因为均质化处理的保持时间短，所以高于300nm的金属间化合物的 面积率小，开罐载荷大。
[0117] No . 63因为中间退火的保持温度低，所以Cu的固溶浓度未增加，铆钉成形性差。 No. 64、65因为中间退火只有1次，所以Cu的固溶浓度未增加，铆钉成形性差。No. 66因为第二 次中间退火后的冷却速度小，所以Cu的固溶浓度低，铆钉成形性差。
[0118] 参照特定的方式详细地说明了本发明，但不脱离本发明的精神和范围而可以进行 各种变更和修改，这结于从业者来说很清楚。
[0119] 还有，本申请基于在2014年2月18日申请的日本专利申请（专利申请2014 - 028184)和在2014年2月18日申请的日本专利申请（专利申请2014 - 028185)，其整体通过引 用而援引。
[0120] 【符号的说明】
[0121] 1 罐盖
[0122] 2铆钉部
[0123] 3 刻痕
[0124] 4 拉环
[0125] 5开罐载荷测量仪
[0126] 6卡定件
[0127] 7卡定部
【主权项】
1. 一种罐盖用铝合金板，其特征在于，所述铝合金板含有Mg: 3.8~5.5质量％、Fe: Ο . 1 ~0.5质量％、Si :0.05~0.3质量％、Μη:0.01~0.6质量％、Cu:0.3质量％以下，余量由A1和 不可避免的杂质构成，其中，当量圆直径为lOnm以上且300nm以下的金属间化合物的数密度 为80个/μπι 3以下，当量圆直径高于300nm的金属间化合物的面积率为0.3%以上且2.0%以 下。2. 根据权利要求1所述的罐盖用铝合金板，其特征在于，当量圆直径为lOnm以上且 300nm以下的金属间化合物的数密度为60个Λ? 3以下。3. -种罐盖用铝合金板，其特征在于，所述铝合金板含有Mg: 3.8~5.5质量％、Fe: 0.1 ~0.5质量％、Si :0.05~0.3质量％、Μη:0·01~0.6质量％、Cu:0.06~0.3质量％以下，余量 由A1和不可避免的杂质构成，Cu固溶浓度为0.06质量％以上，当量圆直径高于300nm的金属 间化合物的面积率为〇. 3 %以上且2.0 %以下。
【文档编号】C22F1/047GK106029923SQ201580008711
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年2月17日
【发明人】田中友己, 有贺康博, 山口正浩
【申请人】株式会社神户制钢所