(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｃ：０．０２〜０．０６％、
Ｓｉ：０．０００１〜０．０２０％、
Ｍｎ：０．１０〜０．６０％、
Ｐ：０．０００１〜０．０２％、
Ｓ：０．０００１〜０．０２％、
トータルＡｌ：０．０１０〜０．１００％、
Ｎ：０．００２〜０．００６％、
を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物であって、Ａｌ含有量［Ａｌ］％と窒素含有量［Ｎ］％が［Ａｌ］／［Ｎ］が４未満又は７超となる化学成分を有し、かつ［均一伸び］と［全伸び］に［均一伸び］／［全伸び］≧０．８なる関係と、板厚［ｔ］と内包する炭化物平均粒径［φ］に［φ］／［ｔ］≦０．０１なる関係を有していることを特徴とする、HR３０T換算で６２から８５の硬度でかつ板厚０．１〜０．４ｍｍのネックイン加工に次ぐフランジ加工での耐フランジ割れ性に優れた溶接缶用表面処理鋼板。
【請求項２】
請求項１に記載の化学成分を有するスラブを１１５０〜１２５０℃に加熱し、Ａｒ３変態点以上の温度で板厚２．０〜３．０ｍｍに熱間圧延し、４５０〜６５０℃の温度で巻き取り、酸洗し、伸び率８５〜９５％で一次冷間圧延し、６００〜６６０℃の温度で連続焼鈍し、伸び率１〜３７％で調質圧延し、容器用表面処理を施す請求項１に記載の溶接缶用表面処理鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抵抗シーム溶接によって飲料缶等に使われるネックイン溶接缶胴において、ネックイン加工に次いでフランジ加工を行う工程での耐フランジ割れ性に優れた溶接缶用表面処理鋼板及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
缶胴の接合方法の中で抵抗シーム溶接法は従来の半田付け、樹脂接着付けより鋼板歩留りが優れており果汁、コーヒー等の飲料缶や非食缶のエアゾール缶等に広く用いられている。抵抗シーム溶接法は缶胴のサイドシーム部を鋼板が発する電気抵抗熱で溶融し圧着するものである。サイドシーム部が圧着された後は缶蓋をつけるために缶胴両端部を直径方向外側に向かって張り出す。これをフランジ加工と称すが、その際に張り出し先端が割れる加工不良を生じることがある。この割れをフランジ割れと称し、それを抑える鋼板特性を耐フランジ割れ性と称す。フランジ割れ原因には缶胴の接合強度不足、鋼板の延性不足があり、前者の接合強度不足を生じる鋼板因子は溶接部近傍の組織変化であり、後者の延性不足を生じる鋼板因子は内包された介在物や析出物などである。
【０００３】
最近では蓋材に高価なアルミニウムを使うことが多くなり、鋼板の使用量を節減する目的から缶蓋の径を小さくすることが常態化しており、その手段として缶胴の両端を直径方向内側に絞り込むネックイン加工が一回ないしは複数回行われるようになった。ネックイン加工は、フランジ加工に先立つ加工なので缶胴両端には強い加工歪みが加わり、全伸びや均一伸びで表される鋼板延性が不足してフランジ割れの新たな原因となっている。さらに省資源の観点から鋼板の薄肉化が進展しており、その手段として熱延し、冷延し、連続焼鈍を選択して鋼板強度を増し、再度冷延してさらに強化を進める二回冷延法が行われている。二回冷延法はダブルレデュースと称され２ＣＲと略称されるが、ネックイン加工同様に鋼板に強い加工歪みを付加するため、これも新たなフランジ割れ原因となっている。
【０００４】
これらの問題を解決する方法がすでにいくつか提案されている。例えば鋼板の薄肉化による割れの抑制と鋼板強度確保の観点から、特にDHCR製法の製造条件を適正化することにより微細フェライト組織および固溶N量を制御する技術が、特許文献１に開示されている。しかし特許文献１には、ネックイン加工によって既に加工硬化が加えられた鋼板におけるフランジ加工については何も言及されておらず、この場合に問題となる鋼中の介在物の影響については考慮されていない。加えて微細フェライト組織および固溶N量を制御するためにDHCR製法が必須であり製造技術的な制約がある。
【０００５】
また新たな割れ因子である加工歪みの抑制には、連続焼鈍を選択しても鋼板が強化されない製法が開示されている。例えば特許文献２の開示技術は、鋼板の化学成分のうちＡｌ含有量［Ａｌ］％と窒素含有量［Ｎ］％に［Ａｌ］／［Ｎ］≧１５なる関係を持たせれば連続焼鈍法を使っても調質度Ｔ−３以下の軟質鋼板が得られるとしている。しかし、特許文献２の方法は調質度Ｔ−３以下という極めて軟質な鋼板の製造方法であり、省資源の観点から進められている鋼板の薄肉化での、鋼板強度確保という目的は満たすことができない。加えてＯＡ処理によって再結晶粒内のセメンタイト析出物が成長し粗大化するため本発明を構成する［φ］／［ｔ］≦０．０１なる要件を作り難い課題がある。
【０００６】
介在物によるフランジ割れ、また薄肉化における鋼板強度低下に対して座屈強度に優れた製法が特許文献３に開示されている。特許文献３では、ドーム状に加工された缶底部の座屈強度に優れた薄肉化深絞りしごき缶用鋼板を得るための、Al/N、焼鈍均熱温度、焼鈍均熱時間を規定しているが、フランジ加工のように伸びが加工の主要因となる場合は考慮されておらず、特許文献１、特許文献２と同様、薄肉化によるフランジ割れ発生の主要な要因となる介在物粒径のサイズ、鋼板の全伸びにおける均一伸びの割合についても言及されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−７２６４０号公報
【特許文献２】特開平８−７３９４３号公報
【特許文献３】特開平２００３−１８３７３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、溶接製缶に当ってネックイン加工後のフランジ加工の工程でフランジ割れを起こさず、特に薄肉化を進める上で優れた溶接缶用表面処理鋼板及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明者らはネックイン加工後にフランジ加工を施して割れた缶の欠陥部を詳細に観察した。その結果、フランジ割れは溶接部近傍で生じておりほぼ同位置で割れていることを確認した。本発明で称す溶接部とは溶接缶製胴時の電気抵抗熱と通電部を介した加圧により鋼板組織と機械特性値が強化された部分であり、溶接部近傍とは母材の厚みを有しつつ電気抵抗熱を限定的に受けた熱影響部（以下、ＨＡＺと略す）と見做される部分である。それに対して溶接熱の影響を受けていない大半の部分を母材と称す。この溶接部近傍＝ＨＡＺにフランジ割れが生じやすい理由は母材部分よりも板厚が厚い溶接部と熱影響を受けず軟化しない母材との間にあって比較的軟質であるために応力集中しやすいためと考えられる。つまり形状的に大きな変化があり比較的軟質であればそこに応力が集中して割れるのである。従って耐フランジ割れ性を有する鋼板とはＨＡＺ強度≧母材強度の関係を製缶終了まで維持できるものと考えられる。本発明者らはその製法を鋭意検討した結果、化学成分の［Ｃ］量範囲を０．０２〜０．０６％に限定し、かつ［Ａｌ］量と［Ｎ］量が［Ａｌ］／［Ｎ］が４未満又は７超とすることで、４〜７にならないよう制御した鋼板に優れた耐フランジ割れ性を見出した。その鋼板で溶接缶を試作し母材材質を調べたところ［均一伸び］と［全伸び］に［均一伸び］／［全伸び］≧０．８なる関係があり、かつ溶接缶胴の板厚［ｔ］と内包する炭化物平均粒径［φ］に［φ］／［ｔ］≦０．０１なる関係を有していることを知見した。溶接缶の場合、胴部の板厚は素材となる表面処理鋼板の板厚と等しい。このような成分を有する鋼板は母材強度がＨＡＺ強度に比べ軟質かつ均一であるため、応力集中が起り難く母材が容易に張り出し加工される特性を有していた。また本発明の［Ｃ］量、［Ａｌ］量、［Ｎ］量を組合せた鋼板を伸び率１〜３７％で調質圧延し、さらにネックイン加工を一回ないしは複数回行ってもＨＡＺ強度≧母材強度の関係が維持されることを確認した。
【００１０】
すなわち本発明は質量％で、Ｃ：０．０２〜０．０６％、Ｓｉ：０．０００１〜０．０２０％、Ｍｎ：０．１０〜０．６０％、Ｐ：０．０００１〜０．０２％、Ｓ：０．０００１〜０．０２％、トータルＡｌ：０．０１０〜０．１００％、Ｎ：０．００２〜０．００６％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる化学成分を有し、Ａｌ含有量［Ａｌ］％と窒素含有量［Ｎ］％に［Ａｌ］／［Ｎ］が４未満又は７超の鋼片を、１１５０〜１２５０℃に加熱し、Ａｒ３変態点以上の温度で板厚２．０〜３．０ｍｍに熱間圧延し、４５０〜６５０℃の温度で巻き取り、酸洗し、伸び率８５〜９５％で一次冷間圧延し、６００〜６６０℃の温度で連続焼鈍し、伸び率１〜３７％で調質圧延し、容器用表面処理を施した後、溶接缶胴となした鋼板の［均一伸び］と［全伸び］に［均一伸び］／［全伸び］≧０．８なる関係と溶接缶胴の板厚［ｔ］と内包する炭化物平均粒径［φ］に［φ］／［ｔ］≦０．０１なる関係を有していることを特徴とするHR３０T換算で６２から８５の硬度かつ板厚０．１〜０．４ｍｍのネックイン加工に次ぐフランジ加工での耐フランジ割れ性に優れた溶接缶用表面処理鋼板である。本発明によればネック成形性に優れた薄肉化溶接缶用鋼板が提供されるのみならず、缶のコストダウンや省資源化の市場要請に応えられる種々の強度レベルのゲージダウン鋼板を提供することが可能である。
【発明の効果】
【００１１】
上述した構成からなる、本発明を適用した溶接缶用表面処理鋼板によれば、板厚０．１〜０．４ｍｍの鋼板を容易に低コストで製造できる利点があり、一般に使用される溶接機で製缶が可能であり、ネック成形およびフランジ成形等の加工性に優れて省資源であり、省エネルギーであるため、その経済的な価値は極めて高い。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】［N］量と、［Al］／［N］量の関係に対するフランジ割れの傾向について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明について詳細に説明する。本発明においては質量％でＣ：０．０２〜０．０６％、Ｓｉ：０．０００１〜０．０２０％、Ｍｎ：０．１０〜０．６０％、Ｐ：０．０００１〜０．０２％、Ｓ：０．０００１〜０．０２％、トータルＡｌ：０．０１０〜０．１００％、Ｎ：０．００２〜０．００６％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる化学成分を有し、Ａｌ含有量［Ａｌ］％と窒素含有量［Ｎ］％に［Ａｌ］／［Ｎ］が４未満又は７超とすることで、それが４〜７なる関係を除いた連続鋳造鋼片を用いる。以下、各成分の組成は、全質量に対する質量％で表すこととし、その質量％を表すときには単に％と記載して表すこととする。
【００１４】
［Ｃ：０．０２〜０．０６％］
Ｃは本発明において重要な元素のひとつである。母材の強度とＨＡＺの耐フランジ割れ性を確保するためにその量は厳格に管理されなければならない。含有量が０．０２％未満では強度を確保することが困難であるばかりでなく、０．０００１〜０．０２％未満の領域ではわずかな添加量の変化が大きな強度ばらつきとなり溶接缶の安定製造を阻害する。一方、含有量が０．０６％超では母材が硬質化し過ぎてフランジ加工性を劣化させ、また熱延後の巻き取り段階で炭化物析出に偏りが生じてフランジ割れ起因となる。さらに溶接時の電気抵抗熱によって溶接部やＨＡＺにオーステナイト相を生じて硬質相が析出しフランジ割れ起因となる。上述の理由からＣの下限は０．０２％、好ましくは０．０２５％、より好ましく０．０３％であり、Ｃの上限は０．０６％、好ましくは０．０５％、より好ましく０．０４％である。
【００１５】
［Ｓｉ：０．０００１〜０．０２０％］
Ｓｉは缶用鋼板の耐食性に有害な元素であるが０．０２０％以下であれば実用缶の流通期間内に問題を生じることがない。確実な耐食性保証には０．０１０％以下が望ましい。Ｓｉの下限については特に規定する必要はなく、含有量を可及的に低減させることが好ましいが低減させるために要するコストの観点から０．０００１％を下限とする。上述の理由からＳｉの下限は０．０００１％であり、Ｓｉの上限は０．０２０％、好ましくは０．０１０％、より好ましくは０．００５％である。
【００１６】
［Ｍｎ：０．１０〜０．６０％］
ＭｎはＣと同様に鋼板強度を確保するために使用される。しかしその含有量が０．１０％未満では強化が認められず、その含有量が０．６０％を超えると著しく合金コストが上がり商用鋼板としての魅力を失うので０．１０〜０．６０％とする。上述の理由からＭｎの下限は０．１０％、好ましくは０．２０％、より好ましくは０．３０％であり、Ｍｎの上限は０．６０％、好ましくは０．５０％、より好ましくは０．４０％である。
【００１７】
［Ｐ：０．０００１〜０．０２％］
Ｐは結晶粒を微細化し母材の変形抵抗を増してＨＡＺへの応力集中を助長する働きがある。またＳｉ同様に耐食性に有害な元素でもあり上限を０．０２％とした。Ｐの下限については特に規定する必要はなく、含有量を可及的に低減させることが望ましいが低減させるために要するコストの観点から０．０００１％を下限とする。上述の理由からＰの下限は０．０００１％であり、Ｐの上限は０．０２％、好ましくは０．０１０％、より好ましくは０．００５％である。
【００１８】
［Ｓ：０．０００１〜０．０２％］
Ｓは熱延中に赤熱脆性を起こしＳ起因疵を発生する元素であり、Ｓｉ、Ｐ同様に耐食性に有害な元素である。赤熱脆性はＭｎ／Ｓ≧８で疵解消ができるのでＳの上限を０．０２％とする。下限については特に規定する必要はなく、含有量を可及的に低減させることが望ましいが低減させるために要するコストの観点から０．０００１％を下限とする。上述の理由からＳの下限は０．０００１％であり、Ｓの上限は０．０２％、好ましくは０．０１０％、より好ましくは０．００５％である。
【００１９】
［トータルＡｌ：０．０１０〜０．１００％］
ＡｌはＮと共に本発明の重要な元素であり、Ａｌは脱酸と鋼中のＮをＡｌＮとして固定するために添加する。特に熱延巻き取り時にＮを窒化アルミニウム（以下、ＡｌＮと略す）として析出させないと連続焼鈍時に極微細なＡｌＮが析出して再結晶を遅延させ、母材強度がＨＡＺより高まりフランジ割れを生じる。一方、Ａ１点近傍の高温巻き取りでＡｌＮ析出を促進すると粗大ＡｌＮ等が多数析出してフランジ割れ起点となるほか母材強度や延性に偏りが生じてフランジ割れを助長する。本発明者らはこれらの不都合なＡｌＮ状態とならない巻き取り温度域でフランジ割れを生じない好ましい［Ａｌ］量、［Ｎ］量バランスを検討した。その結果、［Ｎ］量が２０〜６０ｐｐｍにあって［Ａｌ］／［Ｎ］が４〜７の場合にフランジ割れが生じやすいことを知見した。本発明者らが発見したフランジ割れ誘発域は、冶金的メカニズムは明らかでないが、ＡｌＮ析出に好ましい熱延巻き取り温度４５０〜６５０℃にありながら特異的にＡｌＮ析出し難く連続焼鈍時に極微細なＡｌＮが析出して再結晶を遅延させ、母材強度がＨＡＺより高まりフランジ割れを誘発する領域と考えられる。またＡｌは介在物によるフランジ割れを抑制する上でその量を厳格に管理しなければならない。製鋼で混入する介在物は粗大ＡｌＮ同様にフランジ割れ原因になるので０．０１０％以上を脱酸剤として溶鋼に添加し介在物を除くことが重要である。一方、Ａｌ量の増大はコスト高や母材の硬質化を招くのでその上限を０．１００％とする。上述の理由からＡｌの下限は０．０１０％、好ましくは０．０３０％、より好ましく０．０５０％であり、Ａｌの上限は０．１００％、好ましくは０．０８０％、より好ましく０．０６０％である。
【００２０】
［Ｎ：０．００２〜０．００６％］
ＮはＡｌで述べたように本発明の重要な元素であり、かつ固溶強化によってHR３０T換算で６２から８５の硬度に鋼板強度を制御する上で不可欠な元素である。固溶強化効果は０．００２％以上を添加すれば安定して得られる。一方、０．００６％を超えて添加すると連続鋳造時の鋼片割れ起因となり、熱延巻取り時に粗大ＡｌＮ析出を促進してフランジ割れ起点を作る等の不具合を生じるので上限を０．００６％とする。上述の理由からＮの下限は０．００２％、好ましくは０．００３％、より好ましく０．００４％であり、Ｎの上限は０．００６％、好ましくは０．００５５％、より好ましく０．００５％である。
【００２１】
[［Ａｌ］／［Ｎ］が４未満又は７超]
フランジ割れを生じない範囲について、後述する実施例に示すように、実験的な検討をした結果、［Ａｌ］／［Ｎ］が４以上であり７以下の場合には、フランジ割れが生じやすくなってしまうことが分かった。このため本発明では、フランジ割れが生じにくい範囲として、［Ａｌ］／［Ｎ］を４未満又は７超に限定している。
【００２２】
また、本発明では上記化学成分の鋼片を熱間圧延し、酸洗し、冷間圧延し、連続焼鈍した後、伸び率が１〜３７％の調質圧延を施す。
【００２３】
［上記化学成分を有するスラブの加熱温度：１１５０〜１２５０℃］
熱間圧延は精錬後に高温の鋼片となしたままＡｒ３変態点未満に冷却することなく施す形態や一旦鋼片をＡｒ３変態点未満〜常温まで冷却した後、再加熱して施す形態のどちらを採ってもよいがＡｒ３変態点未満で熱間圧延すると鋼板が混粒組織となり母材強度の均一性を損なうので熱間圧延前の上記化学成分を有するスラブの加熱温度は１１５０℃以上が好ましく、１２５０℃を超えて高温になるとスケール生成が増加し歩留り低下が大きくなるので上限を１２５０℃とする。
【００２４】
熱間圧延は常温大気中で施されるため空気や圧延ロールへの抜熱が極めて大きく、鋼板全長をＡｒ３変態点以上で熱間圧延するには下限の板厚が２．０ｍｍ以上が好ましい。また薄肉化する場合に３．０ｍｍを超えると冷間圧延負荷が大きくなり圧延中の破断が生じやすくなるので上限を３．０ｍｍとする。
【００２５】
熱間圧延で最も温度管理が厳密な工程が仕上げ圧延で、その温度がＡｒ３変態点以上であれば熱延鋼板が均一整粒化して母材の結晶粒径ばらつきや母材強度、延性の偏りを抑制することができる。熱延鋼板のＡｒ３変態点は使用する鋼材の化学成分などによって異なるため実機操業などから実験的に求めてよい。
【００２６】
［巻取り温度：４５０〜６５０℃］
巻取り温度制御は水冷で行われるため鋼板端部と中央部の温度ばらつきが生じやすく、ばらつきが最小化する巻取り温度範囲を限定する必要がある。強い冷却を施し４５０℃未満とする低温巻取りは鋼板温度ばらつきが最小化する好ましい条件であるがＮをＡｌＮとして析出させない条件でありＨＡＺ強度≧母材強度の関係を損なうので下限を４５０℃とする。一方、６５０℃超の高温巻取りではＡｌＮ析出が促進されて粗大ＡｌＮ等が多数析出しフランジ割れ起点となるほか母材強度や延性に偏りが生じてフランジ割れを助長するので上限を６５０℃とする。
【００２７】
［冷間圧延伸び率：８５〜９５％］
連続焼鈍で再結晶後に均質整粒組織が安定して得られる圧延率を適用する。圧延率は低いほど再結晶組織を構成する結晶粒を粗大かつ混粒にする。下限は８５％以上で、かつ一般的な冷間圧延機能力上限に相当する９５％を上限とすることが好ましい。
【００２８】
［連続焼鈍温度：６００〜６６０℃］
ネック加工後に安定した耐フランジ割れ性を付与するためにはコイル全体を均一に再結晶処理ができる連続焼鈍を適用することが好ましい。連続焼鈍温度を６００℃未満にすると完全には再結晶せず母材が硬質化する。また６６０℃超にすると連続焼鈍炉内で鋼板絞りや破断が発生しやすくなる。従って連続焼鈍時の下限温度を６００℃とし、上限を６６０℃とする。なお焼鈍時間は再結晶組織の均一性を損なわない１５秒以上とし、６０秒を超えても均一性向上は僅かなため生産性を考慮して６０秒以下が好ましい。
【００２９】
［調質圧延伸び率：１〜３７％］
連続焼鈍後、調質圧延を行う。調質圧延の目的は加工強化による母材の強度調整と薄肉化を容易にすることである。薄肉化の調整は伸び率１〜３７％の範囲が好ましい。伸び率が１％未満では鋼板の加工強化が弱くHR３０T換算で６２から８５の硬度を得ることが困難になるためである。一方、伸び率が３７％を超えると母材の延性が無くなり、加工に対応できる可塑性を失ってネック加工、フランジ加工で座屈しわや割れが多発するためである。上述の理由から調質圧延の下限は１％、好ましくは３％、より好ましく６％であり、調質圧延の上限は３７％、好ましくは２５％、より好ましく１０％である。
【００３０】
［製品板厚：０．１〜０．４ｍｍ］
調質圧延された鋼板の最終板厚は薄肉化による溶接缶の軽量化、省資源の観点から０．４ｍｍ以下である。好ましくは０．３ｍｍ以下、より好ましく０．１５ｍｍ以下である。このような方法で得られた鋼板は切板、コイル、鋼箔として用いられる。表面処理の種類は特に限定されるものはなく、電解クロム酸処理鋼板（ティンフリースチール）、錫メッキ鋼板、薄錫メッキ鋼板、Ｎｉメッキ鋼板あるいはそれらを組み合わせた複合メッキ鋼板を適用することができる。化成処理にはクロム水和酸化物、あるいは上層がクロム水和酸化物層で下層が金属クロム層からなる２層構造を持つ電解クロム酸処理被膜あるいはＺｒ、Ｐ、Ｔｉ、フェノール樹脂、シランカップリング剤等を少なくとも１種以上含む処理液で電解処理あるいは塗布処理を行うことにより生成される化成処理被膜等を用いることもできる。
【００３１】
［溶接缶胴母材の均一伸び／全伸び≧０．８］
フランジ割れ原因には缶胴の接合強度不足、鋼板の延性不足がある。後者の延性不足の鋼板は溶接缶製胴時の電気抵抗熱と通電部の加圧を受けても容易にラップが潰れず板厚が厚い溶接部を形成する。加えて延性不足の鋼板は硬質であるため溶接缶の母材も硬質である。板厚の厚い溶接部と硬質な母材との間にあって加熱軟化したＨＡＺは応力が集中しやすく割れやすい。つまり形状的に大きな変化があり母材より軟質なＨＡＺであればそこに応力が集中して割れるのである。本発明者らは溶接ラップ部の潰れやすさを鋼板で見極めるため延性の指標である全伸び値、均一伸び値との関係を調査した。その結果、溶接缶胴となした鋼板の［均一伸び］と［全伸び］に［均一伸び］／［全伸び］≧０．８なる関係があれば溶接部が容易に潰れ、フランジ割れが出難いことを見出した。
【００３２】
全伸びと均一伸びを支配する冶金因子は多くあり、かつ相互に影響するため非常に複雑なためメカニズム解明ができているとは言い難いが、本発明の範囲内で制御された鋼板であれば本発明の好ましい効果を確実に得られる。
【００３３】
［溶接缶胴の板厚ｔと内包する炭化物平均粒径φがφ／ｔ≦０．０１］
ネックイン加工で付加される缶胴両端の強い加工歪み、さらに省資源の観点から鋼板の薄肉化に使われる調質圧延で付加される強い加工歪みは鋼板の全伸びや均一伸び値を小さくしてフランジ割れ原因となる。フランジ割れはＨＡＺの延性を超えるほどの加工によって生じる延性破断の１形態であり、その破断面には必ず起点となった介在物、析出物が存在している。本発明者らはそれらの不純物の種類と大きさと溶接缶胴の厚みの関係を調査した。その結果、主たる不純物は炭化物であり、溶接缶同の板厚［ｔ］と内包する炭化物平均粒径［φ］に［φ］／［ｔ］≦０．０１なる関係があればＨＡＺはフランジ加工に耐えてフランジ割れが出難いことを見出した。溶接缶胴の板厚は素材となる表面処理鋼板の板厚と等しい。炭化物平均粒径は、鋼板の200μm×200μm視野中に存在する炭化物粒を大きい方から10個取り出し、長径の長さを測り平均したものである。炭化物はＣを主に本発明成分のほとんどが影響して形成されるものであり、固溶状態にあるもの、炭化物の土台となる析出物を形成するもの、その量と種類は多様であり非常に複雑なためメカニズム解明ができているとは言い難いが、本発明の範囲内で制御された鋼板であれば本発明の好ましい効果を確実に得られる。
【実施例】
【００３４】
以下に実施例を説明する。以下の表１および表２に示すＮｏ．１〜４３の化学成分の鋼を連続鋳造して得られた鋼片を２．５ｍｍまで熱間圧延後、酸洗し、タンデム式６段冷間圧延機にて０．２２ｍｍまで圧延した。これらＮｏ．１〜４３の化学成分のうち、Ｎｏ．１〜１２は、本発明において規定した範囲の成分を満たし、かつ製造条件も本発明の範囲に含まれる本発明例であり、Ｎｏ１３〜４３は、上述した本発明において規定した範囲の成分（特にＮ、Ａｌ/Ｎ）から逸脱するものか、或いは製造条件（巻取温度）が本発明の範囲から逸脱する比較例である。ちなみに、本発明の成分を逸脱する条件には下線を示す。
【００３５】
この鋼板を連続焼鈍後、０．２０ｍｍまで調質圧延し、錫メッキを施した。次いで溶接のためのニスよけ部分を除いて鋼板を塗装し焼付け乾燥し、缶胴寸法に切断し、スードロニック溶接機ＦＢＢ−１０８０を使用して溶接缶胴と成した。その後、缶胴ダイネッカーで２段ネックイン加工を施し、フランジ加工し、耐フランジ割れ性を評価した。フランジ加工率は商用缶より大きくとり、２段ネックイン加工缶内径［ｄ］とフランジ外径［Ｄ］とした［Ｄ］／［ｄ］をフランジ加工率と定め、その条件が１．２５となるように加工した。フランジ割れ缶数はそれぞれの供試材を溶接機で１万缶製造し、ネックインとフランジ加工を連続して施し、出来た缶のフランジ割れを１缶毎に目視観察して集計した。フランジ割れ発生率は（［フランジ割れ缶数］／１万缶）×１００（％）で算出した。すでに一般に使用されている溶接缶用錫メッキ鋼板の中で最もフランジ割れの生じやすい板厚０．１５ｍｍぶりき鋼板を予め同様の方法で評価したところフランジ割れ発生率が０．０５％であった。これを実用上限値として本発明鋼板、比較鋼板の耐フランジ割れ性を評価した。
【００３６】
【表１】
0005464223.tif 000002
【００３７】
【表２】
0005464223.tif 000003
【００３８】
表１および表２に示すＮｏ．１〜４３で本発明を満たす鋼板例はフランジ割れ発生率が０．０５％以下であり商用鋼板相当の優れた加工性を有しており、一方、本発明と異なる比較例の製造条件の鋼板例は０．０５％超のフランジ割れ発生率を有しており商用鋼板として使用不可能な特性であった。図１は横軸を［N］量、縦軸に［Al］質量％／［N］質量％比として、フランジ割れ発生率が０．０５％未満を○、０．０５％超を×として表示した。
【００３９】
この図１に示すように、横軸［N］量が０．００２〜０．００６の範囲であり、縦軸［Al］質量％／［N］質量％比が４未満又は７超とすることにより、フランジ割れが０．５％未満とすることができることが示されていた。これに対して、横軸［N］量が０．００２〜０．００６の範囲を逸脱した場合、又は横軸［N］量が０．００２〜０．００６の範囲であっても縦軸［Al］質量％／［N］質量％比が４〜７の範囲にある場合には、フランジ割れが０．５％を超えることが示されていた。
【００４０】
以上の図１の傾向より、本発明では、Ｎについて０．００２〜０．００６％とし、［Ａｌ］／［Ｎ］を４未満又は７超としている。
【図１】
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