(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％でＣ：０．１％以下、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる容器用材料鋼片を熱間圧延する際の最終仕上げ圧延を、フェライト単相またはフェライト・オーステナイトの混相となるような温度域で行い、かつこの温度域での最終１パスの圧下率が２０％以下となるように熱間圧延し、熱延板に圧延組織が残存しないように再結晶させた熱延板を得、酸洗した後、冷延圧下率７０〜９８％で冷間圧延し、再結晶温度以上、８００℃以下で３分以下の焼鈍を行い、その後さらに、冷延圧下率１〜７０％でかつ酸洗板から最終製品までの通算冷延圧下率が９２〜９８％となるように再冷延を行うことを特徴とする絞り成形時のイヤリングが著しく小さい容器用鋼板の製造方法。
【請求項２】
前記容器用材料鋼片が、さらにＴｉ、Ｎｂの少なくとも一方を、各元素について０．００２〜０．０８０質量％含有することを特徴とする請求項１記載の絞り成形時のイヤリングが著しく小さい容器用鋼板の製造方法。
【請求項３】
仕上げ熱延終了後、水冷開始までの時間が２秒以上であることを特徴とする請求項１または２記載の絞り成形時のイヤリングが著しく小さい容器用鋼板の製造方法。
【請求項４】
仕上げ熱延終了後、捲取までの冷却を４０℃／秒以下の速さで行うことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の絞り成形時のイヤリングが著しく小さい容器用鋼板の製造方法。
【請求項５】
フェライト単相またはフェライト・オーステナイトの混相域での熱延において潤滑を施しつつ圧延を行うことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の絞り成形時のイヤリングが著しく小さい容器用鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は２ピース缶に代表される飲料缶などの絞り成形を含む容器に利用される鋼板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
絞り成形やそれに続くしごき成形により得られる一体化した缶胴の開口部に缶蓋を巻き締めることで密閉容器とする飲料缶、食品缶などでは、鋼板歩留まりやしごき成形性などを低下させる成形時のイヤリング発生を低く抑えることが望まれている。しかし近年では使用材料の低減による低コスト化を目的とし、容器材料の板厚低減（極薄化）が指向されており、後述するようにイヤリングの増加が懸念されている。
【０００３】
イヤリングは鋼板の集合組織に起因した塑性異方性（ランクフォード値）の鋼板面内方位について異方性により発生することはよく知られている。この面内異方性を小さくすべく種々の検討が行われているが、現状の容器用材料では極薄化を達成するため冷延圧下率を高く設定するとイヤリングは増大してしまう。この状況の中でイヤリングの小さい鋼板の製造方法が特開平５−２８７４４５号公報、特開平６−３０６５３４号公報などで開示されている。しかし、これまでの方法は冷延圧下率は８０％〜９０％程度における技術であり、特に高冷延率での低イヤリング化を指向したものではない。このため極薄化を図るため冷延率を高く設定した場合にはイヤリングは増大してしまい、極薄材でのイヤリングを十分に満足できなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような従来の問題点を解消しようとするものであり、特に９２％以上の高冷延率で製造される極薄容器材料において、絞り成形時のイヤリングが著しく小さくなるような鋼板の製造方法を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは特に９０％以上でのランクフォード値の面内異方性と熱延条件との関係を検討する内、熱延仕上げ温度を通常適用されるオーステナイト単相域以下にし、さらに仕上げ圧延での圧下配分を制御した鋼板ではイヤリングが著しく抑制されることを知見した。さらに、熱延時の潤滑、仕上げ圧延後の水冷開始時間、冷却速度などについても、さらなる検討を加え本発明を達成したものである。
【０００６】
本発明の要旨とするところは、９２％以上の高冷延率でイヤリングの小さな極薄容器用鋼板を製造するにあたり、成分を通常使用される鋼板から大幅に変更することなく製造できる方法を提供するものである。すなわち、熱間圧延の仕上げ温度を通常の圧延温度域より低い温度とし、必要に応じて熱延時の潤滑条件、仕上げ熱延後の冷却条件を制御することにより最終製品の絞り成形時のイヤリングを低減させるものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
まず、成分について説明する。成分はすべて質量％である。
Ｃは、容器の製造過程における縮径時の耐しわ性、フランジ成形性などの点から低い方が好ましく、上限を０．１０００％とする。近年の極薄材においてはフランジ成形性を確保するためより延性が良好な材料が要求され、真空脱ガス処理などによりＣを０．００４０％以下まで低減することが好ましい。特に、延性が良好な材質が必要な場合は、０．００１５％以下まで低減すれば、特性を大幅に向上させることが可能である。
【０００８】
Ｔｉ、ＮｂはＣ含有量が数十ｐｐｍである極低炭素鋼において炭窒化物を形成し固溶Ｃ、Ｎを低減することで鋼板の深絞り性を格段に向上させるので深い絞り加工が必要な場合に必要に応じて一方または両方が添加される。しかし過剰な添加は加工性を劣化させるとともに再結晶温度を上昇させ焼鈍温度上昇の必要が生じエネルギーコスト的に不利となる。添加コストも考慮し０．００２〜０．０８％とする。
極低Ｃ化、およびＴｉ、Ｎｂなどの炭化物形成元素の添加は一般にフランジ成形など２次加工性が劣化する場合がある。このため必要に応じＢを添加しても良い。
【０００９】
本発明では熱間圧延時の温度条件が重要な要件である。熱延に供するスラブはインゴット法、連続鋳造法など製造法は限定されず、また熱延に至るまでの熱履歴にもよらないためスラブ再加熱法、鋳造したスラブを再加熱することなく直接熱延するＣＣ−ＤＲ法、さらには粗圧延などを省略した薄スラブ鋳造によっても本発明の効果を得ることができる。
【００１０】
本発明の効果を得るには熱延仕上げ圧延の出側温度が通常の圧延であるオーステナイト単相温度域より低温であるフェライト単相またはフェライト・オーステナト複相であることが必要である。通常は熱延中に板温は連続的に低下していると考えられるためＡｒ３  変態点以下の温度となる。特に明確な効果を得るには変態温度の３０℃以上低温域とすることが望ましい。下限は特に限定しないが、あまり低温になると熱延作業性に支障を来すため６００℃以上とすることが望ましい。より好ましくは６５０℃以上である。
【００１１】
また、本発明温度域内での圧下量も重要な要件で、発明の効果を得るにはこの温度域での最終１パスの圧下率を２０％以下とすることが必要で、好ましくは１５％以下、より好ましくは１０％以下とする。
【００１２】
仕上げ熱延終了後、水冷開始までの時間を２秒以上、好ましくは３秒以上とすることで、さらに捲取までの冷却を４０℃／秒以下の速さで行うことにより発明の効果が顕著になる。
また熱延時に潤滑を施すことでも本発明の効果はより顕著となる。
【００１３】
これらの熱延条件の制御により最終製品の絞り成形でのイヤリングが低減する理由は熱延板時点での集合組織および結晶粒径の変化が寄与しているものと思われる。詳細は明確ではないが熱延により加工されたフェライト相において、加えられた歪量との関連で熱延板時点で特別な集合組織の集積を助長し、これが特に高い圧下率で冷延された場合、焼鈍後にイヤリングを小さくするような集合組織を形成させるようである。また、熱延板結晶粒径については加工されたフェライト粒を再結晶させ、さらに粒成長を十分させること、即ち圧延組織が残存しないようにすることが製品板でのイヤリング低減に有利に働くようである。
【００１４】
一般には高冷延圧下により｛１００｝集合組織が強く発達するが、本発明による熱延板を高冷延圧下した場合には、上に述べたような本発明内での熱延板時点での集合組織および結晶粒径の状態が、冷延・焼鈍後の｛１００｝近傍の集積を抑えるばかりでなく、これと逆の異方性をしめす｛１１０｝近傍の集合組織の発達を促進していると考えられる。潤滑や仕上げ圧延後の再結晶、粒成長を介して熱延板時点での好ましい組織の発達に寄与するものと予想される。
【００１５】
また、本発明では熱延板時点で組織が再結晶していることが必要である。これは、本発明が対象としている高冷延率で製造される極薄容器材料においては熱延板で圧延組織が残存した場合には加工時に顕著な肌荒れが生じ製品の外観を害するばかりでなく、この肌荒れが割れ、しわなど欠陥発生の起点となるためである。
【００１６】
熱延、酸洗後の冷間圧延工程における冷延圧下率は酸洗後、焼鈍前に行う一次冷延を７０〜９８％、焼鈍後に行う二次冷延を１〜７０％とし、酸洗板から最終製品までの通算冷延率で９２〜９８％とする。これら冷延率配分は冷延能力、一次冷延後の焼鈍工程での通板性確保などとの兼ね合いで決定される。特に硬度調整や焼鈍時の板厚を厚く設定し焼鈍通板性を確保する目的で２０％以上の高い二次冷延を施した硬質な鋼板においても、本発明法によればイヤリング発生を抑制する効果が得られる。
【００１７】
一次冷延の後、焼鈍するがこの温度は再結晶温度以上、８００℃以下とし、時間は３分以下とする。材料特性の均一性、加工性を確保するためには圧延組織を十分再結晶させることが必要であり、また焼鈍の通板性を考え８００℃を上限とする。
【００１８】
通常、本発明によって得られた鋼板は表面処理鋼板用の原板として使用されるが、表面処理により本発明の効果はなんら損なわれるものではない。缶用表面処理としては通常、錫、クロム（ティンフリー）などが施される。また、近年使用されるようになっている有機皮膜を貼ったラミネート鋼板用の原板としても発明の効果を損なうことなく使用できる。
【００１９】
【実施例】
本発明の評価においては耳発生の程度を示す指標として、図１、下記 (1)式によって表されるイヤリング率を使用する。イヤリング率が大きいほど耳発生が顕著となる。なお、通常の２ピース缶用材料としては本式によるイヤリング率で約５％以下のものが使用されている。
イヤリング率＝（ｈｍａｘ−ｈｍｉｎ）／（缶壁平均高さ）…… (1)
表１に示す各成分の鋼について熱間圧延、冷間圧延、焼鈍し、鋼板を製造し、イヤリング率を測定した。表１の内、本発明成分範囲内であるａ材について、熱延仕上げ温度及び最終パス圧下量がイヤリング率に及ぼす影響を図２に示す。
仕上げ温度をＡｒ3 変態温度以下、最終パス圧下量２５％以下の仕上げ圧延とすることで、また潤滑圧延、仕上げ圧延後の冷却条件を制御することでイヤリングが格段に小さくなることが確認できる。その他の鋼についての製造条件および材質を表２に示す。熱延は連続的に７パスで行い最終パスでの出側温度を示す。なお、一次冷延後に行う焼鈍時間は３分以下とした。表２から明らかなように本発明の範囲内で製造されたものは良好な特性が得られている。
【００２０】
【表１】
0003609883.tif 000002
【００２１】
【表２】
0003609883.tif 000003
【００２２】
【発明の効果】
以上述べたごとく本発明によれば、製缶時の鋼板歩留り、生産性を改善できる絞りイヤリング発生が小さな極薄容器用鋼板を高い冷延率で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】イヤリング率測定におけるカップ胴壁高さを示す。
【図２】熱延仕上げ温度とイヤリング率の関係を示す図。
【図１】
0003609883.tif 000004
【図２】
0003609883.tif 000005