罐體用鋁合金板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種作為鋁罐的主體部的材料來使用的罐體用鋁合金板及其制造方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在鋁制的飲料罐的罐體中，存在通過在鋁合金板上施加拉深和變薄拉深（DI， Drawing&Ironing)加工而成形的罐體。在通過DI加工而成形的罐體中，使用了在拉深加工 或變薄拉深加工中成形性良好的3000系鋁合金。
[0003] 近年，從減少材料的使用量，降低運(yùn)輸成本，或者與鋁罐以外的飲料容器的成本競 爭力等觀點(diǎn)出發(fā)，對(duì)罐體的薄壁化的要求更甚以往。為了實(shí)現(xiàn)罐體的薄壁化，有必要使原材 料的鋁合金板高強(qiáng)度化。作為這樣的鋁合金板，例如提出了在專利文獻(xiàn)1中記載的鋁合金 板。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)1日本特開2008-248289號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明要解決的問題
[0008] 但是，專利文獻(xiàn)1的錯(cuò)合金板，在其制造工序中，在均勻化處理后將鑄塊冷卻后， 經(jīng)再次加熱后進(jìn)行了乳制。這樣，為了使具有以往的成分范圍的3000系鋁合金高強(qiáng)度化， 需要在制造工序中進(jìn)行追加的熱處理，因而難以降低制造成本。
[0009] 鑒于以上背景，本發(fā)明的目的在于提供一種高強(qiáng)度且容易制造的罐體用鋁合金 板。
[0010] 解決問題的手段
[0011] 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式在于提供一種罐體用鋁合金板，其特征在于，
[0012] 含有 Mg :1. 0-1. 5% (質(zhì)量％，以下相同）、Mn :0? 8-1. 2%、Cu :0? 20-0. 30%、Fe : 0. 25% -0. 60%、Si :0. 20-0. 40%，余量為A1及不可避免的雜質(zhì)組成的化學(xué)成分，
[0013] 其導(dǎo)電率為 37. 0-40. 0 % IACS，
[0014] 并且，該罐體用鋁合金板經(jīng)多個(gè)道次的冷乳來制造，對(duì)冷乳的終乳道次之前的材 料在150°C的溫度下進(jìn)行10小時(shí)的時(shí)效處理之后的抗拉強(qiáng)度 〇B_及屈服強(qiáng)度〇。.2_與 其在150°C的溫度下進(jìn)行1小時(shí)的時(shí)效處理之后的抗拉強(qiáng)度 〇BU)及屈服強(qiáng)度〇 a2U)滿足 以下關(guān)系：
[0015] 〇 B(10)_ 〇b(d多 5 (MPa)，〇。.2(10)_ 〇。.扣）多 1 (MPa)。
[0016] 另外，本發(fā)明的另一實(shí)施方式在于提供一種罐體用鋁合金板的制備方法，其特征 在于，包括：
[0017] 制備含有 Mg:1.0-1.5% (質(zhì)量％，以下相同）、Mn:0.8-1.2%、Cu:0.20-0.30%、 Fe :0. 25% -0.60%、Si :0. 20-0. 40%，余量為A1及不可避免的雜質(zhì)組成的化學(xué)成分的板 坯，
[0018] 對(duì)該板坯的兩個(gè)乳制面及兩個(gè)側(cè)面進(jìn)行銑面，
[0019] 之后，對(duì)上述板坯進(jìn)行在600-620°C下加熱1-24小時(shí)的均勻化處理，
[0020] 將上述均勻化處理后的上述板坯以40°C /小時(shí)以上的冷卻速度冷卻到500-550°C 之后進(jìn)行熱粗乳，
[0021] 接著，進(jìn)行出口一側(cè)溫度為330_360°C的熱精乳，得到熱乳板，
[0022] 進(jìn)行將該熱乳板以40°C /小時(shí)以下的冷卻速度冷卻到150°C的冷卻處理或者將上 述熱乳板以300°C以上的溫度保持1小時(shí)以上的保持處理中的任意一項(xiàng)，
[0023] 之后，對(duì)溫度為80°C以下的上述熱乳板進(jìn)行冷乳得到溫度為140°C以上的中間冷 乳板，
[0024] 接著，將該中間冷乳板以120°C以上的溫度保持2小時(shí)以上，
[0025] 之后，進(jìn)行壓下率為48-56%的冷乳的終乳道次，得到冷乳的總壓下率為87-90% 且溫度為150°C以上的冷乳板，
[0026] 將該冷乳板以15-30°C/小時(shí)的冷卻速度冷卻到80°C。
[0027] 發(fā)明效果
[0028] 上述罐體用鋁合金板具有上述特定的化學(xué)成分，上述特定范圍的導(dǎo)電率和上述特 定范圍的時(shí)效特性。因此，上述罐體用鋁合金板具有與以往的3000系鋁合金同等的成形 性，同時(shí)強(qiáng)度更高。
[0029] 另外，通過使用上述罐體用鋁合金板的制造方法，能夠更容易制造出上述罐體用 鋁合金板，還能夠期待進(jìn)一步降低制造成本的效果。
【附圖說明】
[0030] 圖1是實(shí)施例1中的用于測定底部起皺高度的再拉深杯的立體圖。
[0031] 圖2是實(shí)施例1中的通過測定起皺高度而得到的起皺高度測定圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 以下，對(duì)上述罐體用鋁合金板進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0033] <Mg>
[0034] 上述罐體用鋁合金板，含有1. 0-1. 5%的Mg。Mg固溶在鋁中，通過固溶強(qiáng)化具有提 高上述鋁合金板的強(qiáng)度的作用。另外，通過Mg與Cu、Si共存，在冷乳的中途在溫度為150°C 前后的期間內(nèi)，能夠微細(xì)地析出Mg與Cu、Si的化合物。上述的鋁合金板，由于這些微細(xì)析 出物的析出強(qiáng)化，因此易于達(dá)到更高強(qiáng)度。
[0035] 另外，含有Mg的鋁合金，在冷乳、DI加工等冷加工中容易通過加工硬化大幅度提 高強(qiáng)度。因此，上述鋁合金板容易抑制DI加工中的拉深起皺或底部起皺。另外，由上述鋁 合金板形成的罐體，其罐壁強(qiáng)度即罐主體穿刺強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度也容易提高。
[0036] 為了提高上述鋁合金板的強(qiáng)度，Mg含量為1. 0%以上，更優(yōu)選為1. 2%以上。在Mg 含量為1.0%以上的情況下，上述鋁合金板的強(qiáng)度足夠高，能夠更容易進(jìn)行罐體的薄壁化。 另外，在這種情況下，由于易于加強(qiáng)DI加工時(shí)的加工硬化，因此易于減少拉深起皺或底部 起皺的產(chǎn)生。
[0037] 在Mg含量不足1. 0%的情況下，有可能會(huì)降低鋁合金板的強(qiáng)度。另外，在這種情況 下，DI加工時(shí)的加工硬化容易不足，有時(shí)容易產(chǎn)生拉深起皺或底部起皺。
[0038] 雖然Mg含量越尚越易于提尚錯(cuò)合金板的強(qiáng)度，但是在Mg含量超過1. 5 %的情況 下，在將鋁合金板沖壓加工成杯狀時(shí)在乳制方向上的制耳（0-180°制耳）有可能會(huì)變得過 大。由此，在將沖壓加工后或DI加工后的上述鋁合金板搬運(yùn)至下一道工序時(shí)有可能會(huì)容易 產(chǎn)生搬運(yùn)上的問題。
[0039] 另外，在這種情況下，冷加工時(shí)的加工硬化有可能會(huì)變得過大。因此，可以認(rèn)為，例 如在DI加工時(shí)對(duì)上述鋁合金板施加的力有可能會(huì)變得過大，根據(jù)不同情況在DI加工中上 述鋁合金板會(huì)斷裂，或者會(huì)產(chǎn)生劃痕。
[0040] 另外，在這種情況下，在均勻化處理時(shí)向板坯表面擴(kuò)散的Mg的量會(huì)增大。因此，在 板坯表面形成的Mg氧化膜容易變厚，有可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生流痕等表面品質(zhì)的低下。進(jìn)一步 的，在這種情況下，由于容易析出與基體的電位差較大的Mg 2Si相，因此有可能會(huì)降低鋁合 金板的耐腐蝕性。
[0041] 如上所述，從提高強(qiáng)度和提高成形性、耐腐蝕性這兩方面的觀點(diǎn)出發(fā)，Mg含量為 1. 0-1. 5%，更優(yōu)選為 1. 2-1. 5%。
[0042] <Mn>
[0043] 上述罐體用鋁合金板含有0. 8-1. 2%的Mn。Mn固溶在鋁中，通過固溶強(qiáng)化具有提 高上述鋁合金板的強(qiáng)度的作用。另外，由于在涂裝燒結(jié)工序等中的加熱，在冷加工時(shí)生成的 加工組織會(huì)發(fā)生回復(fù)，Mn具有延遲這種回復(fù)并抑制軟化的作用。另外，Mn通過與Fe、Si共 存，生成Al 6(Mn，F(xiàn)e)的微細(xì)的結(jié)晶物、a相化合物（Al-Mn-Fe-Si系），具有防止DI加工時(shí) 上述鋁合金板與模具燒結(jié)在一起的作用。
[0044] 為了提高上述鋁合金板的強(qiáng)度及易于得到防止燒結(jié)的效果，Mn含量為0. 8%以 上，更優(yōu)選為1. 〇%以上。在Mn含量為0. 8%以上的情況下，上述鋁合金板的強(qiáng)度容易變得 足夠高。另外，在這種情況下，由于生成足夠多的Al6(Mn、Fe)的微細(xì)的結(jié)晶物、a相化合物 (Al-Mn-Fe-Si系），因此能夠更確實(shí)地防止在DI加工時(shí)上述鋁合金板與模具燒結(jié)在一起。
[0045] 在Mn含量不足0.8%的情況下，除了有可能會(huì)降低鋁合金板的強(qiáng)度以外，還有可 能會(huì)降低防止燒結(jié)的效果。
[0046] 為了提高DI加工等冷加工中的成形性，同時(shí)易于得到延遲冷加工后的回復(fù)的效 果，Mn含量為1. 2%以下。在Mn含量為1. 2%以下的情況下，易于使鋁合金中的Mn的固溶 量足夠多。由此，由于固溶Mn的效果，上述鋁合金板能夠延遲由在涂裝燒結(jié)工序等中的加 熱導(dǎo)致的加工組織的回復(fù)，并易于抑制軟化。
[0047] 在Mn含量超過1. 2%的情況下，Al6(Mn，F(xiàn)e)的結(jié)晶物容易變得粗大，有可能會(huì)降 低DI加工中的成形性或DI加工的后續(xù)工序中的縮頸、翻邊加工中的成形性。另外，在這種 情況下，由于錯(cuò)合金中的Mn含量過大，Mn容易在錯(cuò)合金中結(jié)晶或析出。一旦Mn的結(jié)晶物或 析出物增加，由于Mn的固溶量相對(duì)地減少，延遲冷加工后的回復(fù)的效果就會(huì)不充分。因此， 可以認(rèn)為有可能會(huì)引起空燒時(shí)的回復(fù)位點(diǎn)的增加，并且根據(jù)不同情況在制罐工序中強(qiáng)度會(huì) 下降。另外，可以認(rèn)為伴隨著Mn的結(jié)晶或析出，Si或固溶限低的Fe易于