(57)【要約】【課題】缶の蓋に適用可能であり、特にＥＯＥ用の材料として好適である高強度高加工性の缶蓋用鋼板およびその製造方法を提供する。【解決手段】質量％で、Ｃ：０．０７０％以上０．０８０％未満、Ｓｉ：０．００３％以上０．１００％以下、Ｍｎ：０．５１％以上０．８０％以下、Ｐ：０．００１％以上０．１００％以下、Ｓ：０．００１％以上０．０２０％以下、Ａｌ：０．００５％以上０．１００％以下、Ｎ：０．０１０％超え０．０２０％以下を含有し、残部はＦｅ及び不可避的不純物からなる鋼を用いて、圧延方向断面における平均結晶粒径を５．０μｍ以上、結晶粒の展伸度を２．０以下、表面側のビッカース硬度と内部側のビッカース硬度の差を特定の範囲に調整して、引張強度が５００ＭＰａ以上、破断伸びが１０％以上の缶蓋用鋼板にする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃ：０．０７０％以上０．０８０％未満、Ｓｉ：０．００３％以上０．１００％以下、Ｍｎ：０．５１％以上０．８０％以下、Ｐ：０．００１％以上０．１００％以下、Ｓ：０．００１％以上０．０２０％以下、Ａｌ：０．００５％以上０．１００％以下、Ｎ：０．０１０％超０．０２０％以下を含有し、残部はＦｅ及び不可避的不純物からなり、
圧延方向断面において、平均結晶粒径が５．０μｍ以上、結晶粒の展伸度が２．０以下であり、
上面側及び下面側が、下記不等式（Ｉ）及び（ＩＩ）を満たし、
引張強度が５００ＭＰａ以上であり、
破断伸びが１０％以上であることを特徴とする缶蓋用鋼板。
［不等式（Ｉ）］
（板厚の３／８深さから板厚４／８深さまでの間の断面の平均ビッカース硬度）−（表面から板厚の１／８深さまでの間の断面の平均ビッカース硬度）≧１０      （Ｉ）
［不等式（ＩＩ）］
（板厚の３／８深さから板厚４／８深さまでの間の断面の最大ビッカース硬度）−（表面から板厚の１／８深さまでの間の断面の最大ビッカース硬度）≧２０      （ＩＩ）
【請求項２】
質量％で、Ｃ：０．０７０％以上０．０８０％未満、Ｓｉ：０．００３％以上０．１００％以下、Ｍｎ：０．５１％以上０．８０％以下、Ｐ：０．００１％以上０．１００％以下、Ｓ：０．００１％以上０．０２０％以下、Ａｌ：０．００５％以上０．１００％以下、Ｎ：０．０１０％超０．０２０％以下を含有し、残部はＦｅ及び不可避的不純物からなる鋼をスラブとし、
前記スラブに熱間圧延を施した後、６２０℃未満の温度で巻取り、
前記巻取り後、合計の一次冷間圧延率が８５％超かつ、一次冷間圧延の最終スタンド圧延率を３０％以上として一次冷間圧延を行い、
前記冷間圧延後、アンモニアガスの濃度が０．０２０ｖｏｌ％未満の還元雰囲気で焼鈍を行い、
前記焼鈍後、２０％以下の圧延率で二次冷間圧延を行うことを特徴とする缶蓋用鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高強度高加工性の缶蓋用鋼板及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
飲料缶や食缶の蓋や底、３ピース缶の胴及び絞り缶等を製造する際に、ＤＲ（Ｄｏｕｂｌｅ  Ｒｅｄｕｃｅ）材と呼ばれる鋼板が用いられる場合がある。焼鈍の後に再度冷間圧延してなるＤＲ材は、焼鈍の後に軽圧下の調質圧延のみを施してなるＳＲ（Ｓｉｎｇｌｅ    Ｒｅｄｕｃｅ）材に比べて板厚を薄くすることが容易である。
【０００３】
ところで、製缶コストを低下させるためには、まず、使用部材の重量を減らすことが考えられる。例えば、蓋においては材料の薄肉化などで軽量化を図ることができる。つまり、ＤＲ材を用いる等して、製造に使用する鋼板を薄くすると、製缶コストを低減することが可能となる。
【０００４】
薄くすることで製缶コストを低減させることができるが、蓋の強度を低下させないために、より高強度の鋼板を使用する必要がある。例えば、薄いＤＲ材を使用する場合には、缶強度を確保するために、約５００ＭＰａ以上の引張強度が必要となる。しかし、従来用いていた鋼板より薄肉高強度材を用いると、鋼板が加工に耐えられない場合がある。具体的には、従来から、ブランキング、シェル加工、カール加工（カーリング）をプレス成形で順次行って蓋が製造され、その後、蓋を缶胴に取り付けるため、あらかじめ蓋の外径部にカール加工をさらに施し、缶胴のフランジ部と蓋のカール加工部を巻き締めて、缶を密封する方法で缶が製造される。しかし、蓋の周辺部で行っているカール加工でシワが発生し加工性が低下する問題がある。
【０００５】
薄肉高強度材を用いて蓋を製造しようとすると、カール加工でブランク材より径が小さくなる縮径加工を実施するときに、周方向での座屈が発生する課題がある。この座屈が発生しにくいように、内型と外型を用いてカール加工を施す方法なども一部実施されている。しかし、新規のカール加工設備を導入するには多大な設備投資が必要である。
【０００６】
また、ＤＲ材は焼鈍後に冷聞圧延を施すことで加工硬化が生じるため、薄くて硬い鋼板であるが、ＤＲ材は延性に乏しいため、ＳＲ材に比べて加工性に劣る。したがって、ＤＲ材を用いるためには、加工性の改善を求められる場合が特に多い。
【０００７】
さらに、近年、サニタリーエンド以外に、缶切不要のＥＯＥ（Ｅａｓｙ  Ｏｐｅｎ  Ｅｎｄ）缶が普及してきている。ＥＯＥを製造する際には、タブを取り付けるためのリベットを張り出し加工および絞り加工によって成形する必要がある。この加工に要求される材料の延性は、引張試験における約１０％の伸びに相当する。
【０００８】
従来用いられてきたＤＲ材では、上記のような延性と強度を両立することは困難である。しかし、現在、製缶コスト低減の観点から、ＥＯＥや飲料缶を製造するときにも、ＤＲ材を適用する要求が高まっている。
【０００９】
特許文献１によれば、低炭素鋼を用い、一次冷間圧延率８５％以下に設定してＤＲ材を製造することにより、ｒ値が高く、フランジ加工性に優れた鋼板が得られる。
【００１０】
特許文献２には、低炭素鋼の焼鈍工程において窒化処理を施すことにより、硬度と加工性を両立するＤＲ材の製造方法が開示されている。
【００１１】
特許文献３には、Ｃ：０．０１〜０．０８％、Ｍｎ：０．０５〜０．５０％、Ａｌ：０．０１〜０．１５％を含有する鋼スラブに対して、Ａｒ３変態点以下の熱間仕上げ圧延を行い、次いで冷間圧延を行った後、連続焼鈍により再結晶焼鈍を施し、その後５〜１０％の圧延率でスキンパスして得た板厚０．２１ｍｍ未満の薄鋼板を用いて、スコア残厚／鋼板厚の比が０．４以下となるスコア加工を行うイージーオープン缶蓋の製造方法が開示されている。
【００１２】
特許文献４には、Ｃ：０．０４〜０．０８％、Ｓｉ：０．０３％以下、Ｍｎ：０．０５〜０．５０％、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．０２％以下、Ａｌ：０．０２〜０．１０％、Ｎ：０．００８〜０．０１５％を含有し、鋼板中の（Ｎｔｏｔａｌ−Ｎ  ａｓ  ＡｌＮ）量が０．００７％以上で、Ｘ≧１０％及びＹ≧−０．０５Ｘ＋１．４の関係を満たす場合に（圧延方向の破断伸び値をＸ、平均値をＹ）、バッチ焼鈍ＤＲ鋼板同等以上の優れたフランジ加工性を有する溶接缶用連続焼鈍ＤＲ鋼板および製造方法が開示されている。
【００１３】
特許文献５には、Ｃ：０．０２％以下、Ｓｉ：０．０５％以下、Ｍｎ：０．６％以下、Ｓ：０．０２０％以下、Ｂ：０．０１０〜０．０２０％、Ａｌ：０．０１０％以下、Ｎ：０．０２％以下、Ｏ：０．０１０〜０．０３０％を含有する鋼板が開示されている。この鋼板ではリベット成形性を向上させるためにＣ量を低減させる。また、この鋼板ではＢを０．０１％以上添加して、Ｂ析出物の粒径を０．１〜２０μｍの範囲に制御することにより、リベット成形性の劣化も小さい。このように、特許文献５には、リベット成形性の劣化が小さく、開蓋性を顕著に向上させる缶用鋼板およびその製造方法、ならびにイージーオープン缶蓋が開示されている。
【００１４】
特許文献６には、曲げ加工性に優れた缶蓋材およびその製造方法、特に内容物充填後、内圧が加わる陽圧缶の缶蓋材として好適に使用される缶蓋材およびその製造方法が開示されている。
【００１５】
特許文献７には、Ｃ：０.００５％以下、Ｍｎ：０．３％以下およびＳｏｌ．Ａｌ：０．００３〜０．１０％を含み、さらにＮｂおよびＴｉのうち１種又は２種を合計で０．００３〜０．０３％含有し、ロックウェル硬さ（ＨＲ３０Ｔ）で５７以下の鋼板が開示されている。引用文献７の鋼板によれば、ビッカース硬さ（Ｈｖ）が１００〜２２０、スコア残厚（τ）が４０〜８０μｍ、及び２５０≦Ｈｖ＋２．９５ｔ≦４００の関係を満足するスコア加工部を備える開缶性の良好なイージーオープン蓋を成形できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開昭６３−７３３６号公報
【特許文献２】特開２００４−３２３９０５号公報
【特許文献３】特開昭６２−９６６１８号公報
【特許文献４】特開２００７−１７７３１５号公報
【特許文献５】特開平１０−２５１７９９号公報
【特許文献６】特開平０８−６０２８４号公報
【特許文献７】特開昭６３−４０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、上記従来技術は、いずれも以下に示す問題点がある。
【００１８】
特許文献１に記載の製造方法では、一次冷間圧延率を小さくする必要があるため、熱間圧延の仕上げ厚の制約により、極薄の鋼板は製造できない。熱間圧延の仕上げ厚を小さくすると、仕上げ圧延温度が低くなり、所定の温度に保つことが困難である。
【００１９】
特許文献２に記載の製造方法では、再結晶が終了した後に窒化処理を施す必要があるため、連続焼鈍工程において窒化処理を施す場合でもラインスピードの低下や加熱炉長の増加などのコスト増が避けられない。
【００２０】
特許文献３および特許文献４に記載の製造方法ではＭｎ量が０．０５〜０．５０％と低く抑えられており、薄肉化による耐圧強度確保のための高強度化に対応することができない。
【００２１】
特許文献５に記載の製造方法ではＢを０．０１０〜０．０２０％と多量に添加することが必要である。Ｂ酸化物が圧延時に異物として残ると表面欠陥が発生する場合がある。また、Ｂ窒化物となったときは、高強度化に有効な固溶Ｎ量が減少し、目標とする材料強度に到達することができない。
【００２２】
特許文献６に記載の製造方法では、アルミ合金を使用しているため、耐圧強度が３００〜４００ＭＰａと低くなり、十分な強度を得ることができない。また、耐食性確保のための塗装を実施するために、熱処理をすると耐圧強度は低下し軟質化する。その結果、さらに缶の耐圧強度が低下する。
【００２３】
特許文献７に記載の製造方法では、ロックウェル硬さ（ＨＲ３０Ｔ）が５７以下で、目標としている引張強度５５０ＭＰａ（ＨＲ３０Ｔで７３）より低く、缶の耐圧強度に問題がある。
【００２４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、缶の蓋に適用可能であり、特にＥＯＥ用の材料として好適である高強度高加工性の缶蓋用鋼板およ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】
【００２５】
発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を行い下記の知見を得た。
【００２６】
高強度材で延性を確保するには、板厚の３／８深さから板厚４／８深さまでの間の断面のビッカース硬度と、表面から板厚の１／８深さまでの間の断面のビッカース硬度との差を所定の範囲にする必要があることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００２７】
本発明は、以上の知見に基づきなされたもので、その要旨は以下のとおりである。
【００２８】
（１）質量％で、Ｃ：０．０７０％以上０．０８０％未満、Ｓｉ：０．００３％以上０．１０％以下、Ｍｎ：０．５１％以上０．８０％以下、Ｐ：０．００１％以上０．１００％以下、Ｓ：０．００１％以上０．０２０％以下、Ａｌ：０．００５％以上０．１００％以下、Ｎ：０．０１０％超０．０２０％以下を含有し、残部はＦｅ及び不可避的不純物からなり、圧延方向断面において、平均結晶粒径が５．０μｍ以上、結晶粒の展伸度が２．０以下であり、上面側及び下面側が、下記不等式（Ｉ）及び／又は（ＩＩ）を満たし、引張強度が５００ＭＰａ以上であり、破断伸びが１０％以上であることを特徴とする缶蓋用鋼板。
［不等式（Ｉ）］
（板厚の３／８深さから板厚４／８深さまでの間の断面の平均ビッカース硬度）−（表面から板厚の１／８深さまでの間の断面の平均ビッカース硬度）≧１０      （Ｉ）
［不等式（ＩＩ）］
（板厚の３／８深さから板厚４／８深さまでの間の断面の最大ビッカース硬度）−（表面から板厚の１／８深さまでの間の断面の最大ビッカース硬度）≧２０      （ＩＩ）
（２）質量％で、Ｃ：０．０７０％以上０．０８０％未満、Ｓｉ：０．００３％以上０．１０％以下、Ｍｎ：０．５１％以上０．８０％以下、Ｐ：０．００１％以上０．１００％以下、Ｓ：０．００１％以上０．０２０％以下、Ａｌ：０．００５％以上０．１００％以下、Ｎ：０．０１０％超０．０２０％以下を含有し、残部はＦｅ及び不可避的不純物からなる鋼をスラブとし、前記スラブに熱間圧延を施した後、６２０℃未満の温度で巻取り、前記巻取り後、合計の一次冷間圧延率が８５％超かつ、一次冷間圧延の最終スタンド圧延率を３０％以上として一次冷間圧延を行い、前記冷間圧延後、アンモニアガスの濃度が０．０２０ｖｏｌ％未満の還元雰囲気で焼鈍を行い、前記焼鈍後、２０％以下の圧延率で二次冷間圧延を行うことを特徴とする缶蓋用鋼板の製造方法。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、引張強度が５００ＭＰａ以上でかつ破断伸びが１０％以上の高強度高加工性の缶蓋用鋼板を得ることができる。その結果、ＥＯＥのリベット加工時に割れを生じにくい。また、本発明の缶蓋用鋼板はカール加工性が向上しているので、カール加工時にシワが発生しにくい。したがって、板厚の薄いＤＲ材としても容易に缶蓋を製造可能となるから、缶蓋用鋼板の大幅な薄肉化が達成される。
【００３０】
本発明によれば、Ｂ酸化物が原因となる表面欠陥や、Ｂ窒化物の生成による固溶Ｎ量の減少が原因となる材料強度の低下が生じにくい。
【００３１】
本発明では、再結晶が終了した後に窒化処理を施す必要がないため、これによるラインスピードの低下や加熱炉長の増加などのコスト増を避けることができる。
【００３２】
本発明では、アルミ合金を使用する必要がないため、アルミ合金による耐圧強度の低下を抑えられる。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００３４】
本発明の缶蓋用鋼板は、引張強度が５００ＭＰａ以上でかつ破断伸びが１０％以上の缶蓋用鋼板である。
【００３５】
本発明の缶蓋用銅板の成分組成について説明する。以下、成分の含有量を表す「％」は「質量％」を意味する。
【００３６】
Ｃ：０．０７０％以上０．０８０％未満
本発明の缶蓋用鋼板においては、二次冷間圧延率を抑えて伸びを確保する一方、Ｃ量を多くすることで高強度を発揮する。Ｃ量が０．０７０％未満であると、必要な引張強度５００ＭＰａが得られないため、缶蓋用鋼板の薄肉化による顕著な経済効果を得ることが難しい。したがって、Ｃ量は０．０７０％以上とする。一方、Ｃ量が０．０８０％以上では缶蓋用鋼板が過剰に硬質となり、二次冷間圧延後の加工性の確保が困難になる。したがって、Ｃ量の上限は０．０８０％未満とする。
【００３７】
Ｓｉ：０．００３％以上０．１００％以下
Ｓｉ量が０．１００％を超えると、表面処理性の低下、耐食性の劣化等の問題を引き起こすので、Ｓｉ量の上限は０．１００％とする。一方、Ｓｉ量を０．００３％未満とするには精錬コストが過大となるため、Ｓｉ量の下限は０．００３％とする。
【００３８】
Ｍｎ：０．５１％以上０．８０％以下
Ｍｎは、Ｓによる熱延中の赤熱脆性を防止し、結晶粒を微細化する作用を有するので、所望の材質を確保する上で必要な元素である。さらに、薄肉化した缶蓋用鋼板で強度を満足するには材料の高強度化が必要である。この高強度化に対応するためにはＭｎ量を０．５１％以上にすることが必要である。一方、Ｍｎを多量に添加し過ぎると、耐食性が劣化し、また鋼板が過剰に硬質化するので、Ｍｎ量の上限は０．８０％とする。
【００３９】
Ｐ：０．００１％以上０．１００％以下
Ｐは、鋼を硬質化させ、缶蓋用鋼板の加工性を悪化させると同時に、耐食性をも悪化させる有害な元素である。そのため、Ｐ量の上限は０．１００％とする。一方、Ｐを０．００１％未満とするには脱Ｐコストが過大となる。よって、Ｐ量の下限は０．００１％とする。
【００４０】
Ｓ：０．００１％以上０．０２０％以下
Ｓは、鋼中で介在物として存在し、延性の低下、耐食性の劣化をもたらす有害な元素である。そのため、Ｓ量の上限は０．０２０％とする。一方、Ｓ量を０．００１％未満とするには脱硫コストが過大となる。よって、Ｓ量の下限は０．００１％とする。
【００４１】
Ａｌ：０．００５％以上０．１００％以下
Ａｌは、製鋼時の脱酸材として必要な元素である。Ａｌ量が少ないと、脱酸が不十分となり、介在物が増加し、缶蓋用鋼板の加工性が劣化する。Ａｌ量が０．００５％以上であれば十分に脱酸が行われているとみなすことができる。一方、Ａｌ量が０．１００％を超えると、アルミナクラスターなどに起因する表面欠陥の発生頻度が増加する。よって、Ａｌ量は０．００５％以上０．１００％以下とする。
【００４２】
Ｎ：０．０１０％超０．０２０％以下
Ｎは多量に添加すると、熱間延性が劣化し、連続鋳造においてスラブの割れが発生する。よって、Ｎ量の上限は０．０２０％とする。なお、Ｎ量を０．０１０％以下とすると、必要な引張強度５００ＭＰａが得られないので、Ｎ量は０．０１０％超とする。
【００４３】
なお、残部はＦｅおよび不可避的不純物とする。
【００４４】
続いて、本発明の缶蓋用鋼板の性質や組織等について説明する。本発明の缶蓋用鋼板は、以下の性質や組織等を有することで、強度と優れた加工性を両立できる。
【００４５】
先ず、本発明の缶蓋用鋼板の機械的性質について説明する。本発明の缶蓋用鋼板の引張強度は、５００ＭＰａ以上である。引張強度が５００ＭＰａ未満であると、缶蓋としての強度を確保しながら、顕著な経済効果が得られるほど鋼板を薄くすることができない。よって、引張強度は５００ＭＰａ以上とする。
【００４６】
本発明の缶蓋用鋼板の破断伸びは１０％以上である。破断伸びが１０％未満であると、ＥＯＥに適用した場合のリベット加工の際に割れを生じる。
【００４７】
なお、上記引張強度および上記破断伸びは「ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１」に示される金属材料引張試験方法により測定することができる。
【００４８】
次に、本発明の缶蓋用鋼板の結晶粒について説明する。圧延方向断面における平均結晶粒径は５．０μｍ以上とする。本発明の缶蓋用鋼板の最終的な機械的性質には結晶粒の状態が大きく影響する。圧延方向断面における平均結晶粒径が５．０μｍ未満であると、鋼板の伸びが不足し、加工性を損なうことになる。また、結晶粒の粗大化は引張強度を低下させる場合があるため、１３μｍ以下が好ましい。
【００４９】
また、本発明では、圧延方向断面における結晶粒の展伸度を２．０以下とする。展伸度とは、「ＪＩＳ  Ｇ  ０２０２」に示されるように、加工によってフェライト結晶粒が展伸された度合いを表す値であり、ｅ：展伸度、ｎ１：結晶粒の展伸された方向に直角な一定長さの線分によって切断された結晶粒の数、ｎ２：結晶粒の展伸された方向に平行な ｎ１を求めた線分と同一長さの線分によって切断された結晶粒の数としたとき、ｅ＝ｎ１／ｎ２によって計算する。圧延方向断面における結晶粒の展伸度が２．０を超えると、フランジ加工性やネック加工性に重要な圧延直角方向の伸びが不足する。二次冷間圧延の圧延率とともに展伸度は増加するが、２０％程度までの二次冷間圧延率で上記の展伸度に抑えるためには、鋼が０．０７０％以上のＣを含んでいる必要がある。すなわち、Ｃが０．０７０％未満であると熱間圧延後に析出するセメンタイト粒の数が少なくなり、結果的に固溶Ｃが多く残存する。固溶Ｃは焼鈍時の粒成長を抑えるため、一次冷間圧延によって扁平した結晶粒の形状が残存し、展伸度は大きくなる。展伸度の下限値は特に限定されないが、圧延方向と圧延直角方向の材質の違いが顕著になるという理由で０．５以上が好ましい。
【００５０】
なお、上記圧延方向断面における平均結晶粒径および上記圧延方向断面における結晶粒の数は「ＪＩＳ  Ｇ  ０５５１」に示される結晶粒度の顕微鏡試験方法により測定することができる。
【００５１】
本発明の缶蓋用鋼板は、上面側及び下面側が、以下の不等式（Ｉ）及び不等式（ＩＩ）を満たす状態にある。
［不等式（Ｉ）］
（板厚の３／８深さから板厚４／８深さまでの間の断面の平均ビッカース硬度）−（表面から板厚の１／８深さまでの間の断面の平均ビッカース硬度）≧１０      （Ｉ）
［不等式（ＩＩ）］
（板厚の３／８深さから板厚４／８深さまでの間の断面の最大ビッカース硬度）−（表面から板厚の１／８深さまでの間の断面の最大ビッカース硬度）≧２０      （ＩＩ）
また、ビッカース硬度は「ＪＩＳ  Ｚ  ２２４４」に示される硬度試験方法により測定することができる。
【００５２】
不等式（Ｉ）、（ＩＩ）において、それぞれ硬度の上限値は特に限定されないが、それぞれ、表層が軟質化すると蓋を取り付ける巻締時に鋼板表面に傷が発生するという理由で２００以下が好ましい。
【００５３】
本発明の缶蓋用鋼板は、上面側及び下面側の表面が軟質であり、内部がそれより硬質であることが特徴の１つである。不等式（Ｉ）、（ＩＩ）はこのことを表す。なお、上面側の表面及び下面側の表面は、同様の性質を有する。したがって、いずれも軟質である。
【００５４】
缶用鋼板の中でも缶蓋用鋼板は、大きく曲げられる等の特に大きな加工が施される。例えば、曲げの際には鋼板の表面側に強い引張力や圧縮力が加わるため、表面側が硬いと、鋼板が缶蓋への加工が困難になる。
【００５５】
なお、鋼板表面の硬度と鋼板内部の硬度は、測定方法を統一するために、いずれも、鋼板を樹脂に埋め込み、鏡面に研磨した鋼板断面で行った。すなわち、鋼板表面の硬度は、表面から板厚の１／８の深さまでの間での平均情報となるように、板厚の１／１６の深さを中心としたビッカース硬度測定を１０点で行い、不等式（Ｉ）では平均値を用い、不等式（ＩＩ）では、最大値を用いた。また、鋼板内部の硬度は、板厚の３／８の深さから板厚の４／８の深さまでの間での平均情報となるように、板厚の７／１６の深さを中心としたビッカース硬度測定を１０点で行い、不等式（Ｉ）では平均値を用い、不等式（ＩＩ）では、最大値を用いた。鋼板の表裏（上面側、下面側）とも同様に測定を行った。
【００５６】
また、不等式（Ｉ）及び（ＩＩ）の両方を満たす場合、上面側及び下面側のいずれについても、表面側の平均結晶粒径、内部側の平均結晶粒径が以下の不等式（ＩＩＩ）を満たす関係にあると好ましい。以下の不等式（ＩＩＩ）を満たせば、缶蓋用鋼板は強度と優れた加工性を特に両立しやすいものとなる。
［不等式（ＩＩＩ）］
（表面から板厚の１／８の深さまでの間の平均結晶粒径）−（板厚の３／８の深さから板厚の４／８の深さまでの間の平均結晶粒径）≧１．０μｍ      （ＩＩＩ）
なお、平均結晶粒径は、ＪＩＳ  Ｇ  ０５５１に示される、結晶粒度の顕微鏡試験方法により測定することができる。
【００５７】
不等式（ＩＩＩ）において平均結晶粒径の差の上限は特に限定されないが、表層粒が粗大化すると表面に目視で確認できる凹凸が生じる梨地肌（オレンジピール）が発生するという理由で１３μｍ以下が好ましい。
【００５８】
ここで、平均結晶粒径は、圧延方向鋼板断面における平均結晶粒径とし、「ＪＩＳ  Ｇ  ０５５１」に記載の直線試験線による切断法により測定した。
【００５９】
また、不等式（Ｉ）及び（ＩＩ）の両方を満たす場合、上面側及び下面側のいずれについても、表面側の平均Ｎ量（窒素原子の含有量）、内部側の平均Ｎ量が以下の不等式（ＩＶ）を満たす関係にあることが好ましい。以下の不等式（ＩＶ）を満たすことが、缶蓋用鋼板の強度と優れた加工性の両立に大きく寄与する。特に、不等式（ＩＶ）を満たすことは加工性の改善に寄与する。
［不等式（ＩＶ）］
（板厚の３／８の深さから板厚の４／８の深さまでの間の平均Ｎ量）−（表面から板厚の１／８の深さまでの間の平均Ｎ量）≧１０ｐｐｍ      （ＩＶ）
なお、平均Ｎ量の測定は以下の方法で行った。先ず、表面から板厚の１／８の深さまでを電解研磨し、研磨液に含まれる平均Ｎ量を原子吸光法で分析した。次いで、板厚の１／８の深さから板厚の３／８の深さまで電解研磨を行い、研磨液を洗い流すために洗浄を行った。続けて、板厚の３／８の深さから板厚の４／８の深さまでの間の電解研磨を行い、研磨液中に含まれる平均Ｎ量を原子吸光法で分析した。
【００６０】
不等式（ＩＶ）において平均Ｎ量の差の上限は特に限定されないが、平均Ｎ量の差を大きくするためには、鋼中に組成分布ができるようにＮを拡散させることが必要となり、製造コストが増大するという理由で２００ｐｐｍ以下が好ましい。
【００６１】
また、不等式（Ｉ）及び（ＩＩ）の両方を満たす場合、上面側及び下面側のいずれについても、表面側の平均窒化物数密度が以下の不等式（Ｖ）又は（ＶＩ）を満たす関係にあることが好ましい。以下の不等式（Ｖ）又は（ＶＩ）を満たせば、缶蓋用鋼板において、強度と優れた加工性を両立しやすくなる。特に、不等式（Ｖ）や（ＶＩ）を満たすことは加工性の改善に寄与する。
［不等式（Ｖ）］
（表面から板厚の１／８の深さまでの間の平均窒化物数密度）＜（表面から板厚の１／４の深さまでの間の平均窒化物数密度）      （Ｖ）
［不等式（ＶＩ）］
（表面から板厚の１／２０の深さまでの間の平均窒化物数密度）／（表面から板厚の１／４の深さまでの間の平均窒化物数密度）＜１．５      （ＶＩ）
ただし、不等式（Ｖ）、（ＶＩ）において、平均窒化物数密度は直径０．０２μｍ以上１．０μｍ以下の窒化物に関する。
【００６２】
ここで、平均窒化物数密度の測定は、所定の位置までシュウ酸などで化学研磨した後、ＳＰＥＥＤ法を用いて１０μｍ電解し、抽出レプリカを作製して、ＴＥＭを用いて１μｍ四方の単位視野あたりの窒化物の個数を測定した。窒化物は、ＥＤＸを用いて分析を行い同定した。
【００６３】
また、不等式（Ｉ）及び（ＩＩ）の両方を満たす場合、鋼板中に固溶する固溶Ｃが５１ｐｐｍ以上であることが好ましい。ここで、固溶Ｃの量は内部摩擦のピークより算出した。固溶Ｃの量が５１ｐｐｍ以上であれば、強度を高めやすいため好ましい。なお、ｐｐｍは質量ｐｐｍを意味する。
【００６４】
次に、本発明の缶蓋用鋼板の製造方法の一例について説明する。
【００６５】
本発明の缶蓋用鋼板は、連続鋳造によって製造された上記組成からなる鋼スラブを用い、熱間圧延を行った後に６２０℃未満の温度で巻き取り、次いで、合計の一次冷間圧延率が８５％超の冷間圧延を行い、引き続きアンモニアガスの濃度が０．０２０ｖｏｌ％未満の還元雰囲気で焼鈍を行い、次いで、２０％以下の圧延率で二次冷間圧延を行う方法で製造される。
【００６６】
通常、一回の冷間圧延のみでは顕著な経済効果が得られるような薄い板厚とすることは困難である。すなわち、一回の冷間圧延で薄い板厚を得るには圧延機への負荷が過大であり、設備能力によっては不可能である。例えば、最終板厚を０．１５ｍｍとする場合には、熱間圧延後の板厚を２．０ｍｍとすると、９２．５％と大きな一次冷間圧延率が必要となる。
【００６７】
また、冷間圧延後の板厚を小さくするために熱間圧延の段階で通常よりも薄く圧延することも考えられるが、熱間圧延の圧延率を大きくすると、圧延中の鋼板の温度低下が大きくなり、所定の仕上げ圧延温度を設定しにくくなる。さらに、焼鈍前の板厚を小さくすると、連続焼鈍を施す場合は、焼鈍中に鋼板の破断や変形等のトラブルが生じる可能性が大きくなる。これらの理由により、本発明においては焼鈍後に二回目の冷間圧延を施す方法で好適に極薄の鋼板を得ることができる。以下、好ましい製造条件について、その限定理由を説明する。
【００６８】
熱間圧延後の巻き取り温度：６２０℃未満
熱間圧延後の巻き取り温度が６２０℃以上であると、形成するパーライト組織が粗大となり、これが脆性破壊の起点となるために局部伸びが低下して１０％以上の破断伸びが得られない。よって、熱間圧延後の巻き取り温度は６２０℃未満とする。より好ましくは、５６０℃〜６２０℃である。
【００６９】
一次冷間圧延率（一次冷間圧延の合計）：８５％超
本発明では一次冷間圧延において、複数のスタンドに通す圧延を行う。一次冷間圧延率の合計が小さい場合、最終的に極薄の缶蓋用鋼板を得るために熱間圧延と二次冷間圧延の圧延率を大きくする必要がある。熱間圧延率を大きくすることは上述の理由から好ましくなく、二次冷間圧延率は後述する理由により制限する必要がある。以上の理由により、一次冷間圧延率の合計を８５％以下とすると、本発明の缶蓋用鋼板の製造が困難となる。したがって、一次冷間圧延率の合計は８５％超とする。より好ましくは、９０〜９２％である。
【００７０】
一次冷間圧延の最終スタンド圧延率：３０％以上
缶蓋用鋼板の表面側を粗大粒として軟質化するためには最終スタンドの圧延率を大きくし、缶蓋用鋼板の表面側に歪を導入することによって、焼鈍時のフェライト粒成長を促進する。一次冷間圧延の最終スタンド圧延率を３０％以上とすれば、内部側と比較して表面側の結晶粒径を１．０μｍ以上粗大化させることができる。
【００７１】
焼鈍
焼鈍では、缶蓋用鋼板の表面側の窒化を抑制するために、還元雰囲気中のアンモニアガスの濃度を０．０２０ｖｏｌ％未満とする。アンモニアガスが多いと鋼板の表層が窒化して硬質化するという問題が生じるからである。アンモニアガス濃度は、好ましくは０．０１８ｖｏｌ％以下であり、より好ましくは０．０１６ｖｏｌ％以下である。焼鈍における還元雰囲気には水素ガス、窒素ガスを含むことが好ましい。
【００７２】
意図的にアンモニアガスを加えなくても、還元雰囲気中にアンモニアガスが発生する。このとき、還元雰囲気中のアンモニアガスの量を調整するためには、還元雰囲気中の水素ガスの分圧、窒素ガスの分圧、均熱温度等の条件を調整すればよい。例えば、アンモニアガスの量が所望の範囲よりも多すぎる場合には、水素ガスの分圧をより小さく変化させることで、還元雰囲気中のアンモニアガスの量を低下させることができる。また、窒素ガスの分圧をより小さくすることで、還元雰囲気中のアンモニアガスの量を低下させることができる。また、均熱温度をより高くすることで、還元雰囲気中のアンモニアガスの量を低下させることができる。
【００７３】
また、焼鈍により再結晶が完了する必要がある。操業効率および薄鋼板の焼鈍中の破断防止の観点から均熱温度は６００〜７５０℃とすることが好ましい。
【００７４】
二次冷間圧延率：２０％以下
二次冷間圧延率は２０％以下とする。二次冷間圧延率を２０％超とすると、二次冷間圧延による加工硬化が過大となり、１０％以上の破断伸びが得られなくなる。したがって、二次冷間圧延率は２０％以下とする。好ましくは１８％以下、より好ましくは１５％以下である。また、二次冷間圧延率の下限は特に限定されないが、１．０％以上であることが安定的に製造可能という理由で好ましい。
【００７５】
缶蓋の製造
二次冷間圧延以降は、めっき等の工程を常法通り行い、その後、缶蓋に成形する。そのときの縮径率Ｒは、カール成形前の蓋外径Ｄ１（ｍｍ）とカール成形後の蓋外径Ｄ２（ｍｍ）よりＲ＝（Ｄ１−Ｄ２）／Ｄ１］×１００より算出できる。
【００７６】
縮径率は０．３〜１０％とすることが好ましい。縮径率が０．３％より小さくなると周方向に均一に加工することが難しくなる場合がある。縮径率が１０％より大きくなるとカール部が大きくなりすぎて蓋として巻き締めを行うのが困難となる場合がある。
【００７７】
板厚：０．１〜０．３４ｍｍ
板厚は０．１〜０．３４ｍｍとすることが好ましい。板厚が０．１ｍｍより小さくなると冷間圧延の負荷が大きくなり圧延することが困難になる場合がある。板厚が０．３４ｍｍより大きくなると、板厚が厚くなりすぎて缶軽量化のメリットが損なわれる場合がある。引張強度ＹＰ（ＭＰａ）と板厚ｔ（ｍｍ）が以下の関係を満たすことが好ましい。
５．５≦ＹＰ・ｔ２≦６５
【実施例】
【００７８】
表１に示す成分組成を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる鋼を実機転炉で溶製し、連続鋳造法により鋼スラブを得た。得られた鋼スラブを１２３０℃で再加熱した後、表２に示す条件で熱間圧延、一次冷間圧延を施した。熱間圧延の仕上げ圧延温度は８９０℃とし、圧延後には酸洗を施している。次いで、一次冷間圧延の後、均熱温度６７０℃、均熱時間２０秒の連続焼鈍および表２に示す条件で二次冷間圧延を施した。
【００７９】
以上により得られた鋼板にＳｎめっきを両面に連続的に施して、片面Ｓｎ付着量２．８ｇ／ｍ２のめっき鋼板（ブリキ）を得た。このブリキを用いた試験について以下に示し、その試験結果を表２、表３、表４に示す。
【００８０】
引張強度及び破断伸びの評価
以上により得られたブリキに対して、２１０℃、１０分の塗装焼付け相当の熱処理を行った後、引張試験を行った。引張試験は、ＪＩＳ５号サイズの引張試験片を用いて、引張速度１０ｍｍ／ｍｉｎで引張強度（破断強度）および破断伸びを測定した。結果を表２に示した。
【００８１】
平均結晶粒径（圧延方向断面）及び展伸度の評価
めっき鋼板のサンプルを採取し、圧延方向断面における、平均結晶粒径および結晶粒の展伸度を測定した。圧延方向断面における平均結晶粒径および結晶粒の展伸度は、めっき鋼板の垂直断面を研磨しナイタルエッチングにより粒界を現出させた上で、「ＪＩＳ  Ｇ  ０５５１」に記載の直線試験線による切断法により測定した。結果を表２に示した。
【００８２】
ビッカース硬度の測定
鋼板を樹脂に埋め込み、鏡面に研磨した鋼板断面で、板厚方向の所定の位置にビッカース圧痕が入るようにして、荷重２５ｇｆで１０点測定した値の平均値と最大値を求めた。
【００８３】
表面から板厚の１／８の深さまでの硬度は、板厚の１／１６の深さを中心としたビッカース硬度測定を１０点で行い、板厚の３／８の深さから板厚の４／８の深さまでの硬度は、板厚の７／１６の深さを中心としたビッカース硬度測定を１０点で行った。結果は表３に示した。
【００８４】
平均結晶粒径の評価
板厚の３／８の深さから板厚の４／８の深さまでの間の平均結晶粒径、表面から板厚の１／８の深さまでの間の平均結晶粒径の測定は、鋼板を樹脂に埋め込み研磨しエッチングした後、板厚方向の板厚の３／８深さから板厚４／８深さまでの間、表面から板厚の１／８の深さまでの間の位置で、「ＪＩＳ  Ｇ  ０５５１」に記載の直線試験線による切断法により行った。結果は表３に示した。
【００８５】
平均Ｎ量の測定
表面から板厚の１／８の深さまでを電解研磨し、研磨液に含まれる平均Ｎ量を原子吸光法で分析して、表面から板厚の１／８の深さまでの間の平均Ｎ量とした。次いで、板厚の１／８の深さから板厚の３／８の深さまで電解研磨を行い、研磨液を洗い流すために洗浄を行った。続けて、板厚の３／８の深さから板厚の４／８の深さまでの間の電解研磨を行い、研磨液中に含まれる平均Ｎ量を原子吸光法で分析して、板厚の３／８の深さから板厚の４／８の深さまでの間の平均Ｎ量とした。結果は表３に示した。
【００８６】
平均窒化物数密度の測定
板厚の１／８の深さ、板厚の１／４の深さ、板厚の１／２０の深さの位置までシュウ酸などで化学研磨した後、ＳＰＥＥＤ法（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｐｏｔｅｎｔｉｏｓｔａｔｉｃ  Ｅｔｃｈｉｎｇ  ｂｙ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ  Ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ  ｍｅｔｈｏｄ）を用いて１０μｍ電解し、抽出レプリカを作製して、ＴＥＭを用いて１μｍ四方の単位視野あたりの窒化物の個数を測定することにより、表面から板厚の１／８の深さまでの間の平均窒化物数密度、表面から板厚の１／４の深さまでの間の平均窒化物数密度、表面から板厚の１／２０の深さまでの間の平均窒化物数密度を測定した。結果は表３に示した。
【００８７】
固溶Ｃ量の評価
ねじり振動型内部摩擦測定装置を用い、周波数範囲０．００１〜１０Ｈｚにおいて自由減衰法を用い、スネークピークを算出することにより、固溶Ｃ量を測定した。測定結果を表３に示した。
【００８８】
耐圧強度の評価
耐圧強度の測定は、板厚０．２１ｍｍのサンプル（めっき鋼板）を６３ｍｍΦの蓋に成形したのち、６３ｍｍΦの溶接缶胴に巻締めて取り付け、缶内部に圧縮空気を導入し、缶蓋が変形したときの圧力を測定した。内部の圧力が０．２ＭＰａ超でも缶蓋が変形しなかったときを◎、内部の圧力が０．１９〜０．２０ＭＰａまで上昇させても缶蓋が変形しなかったときを○、０．２ＭＰａ未満で缶蓋が変形したときを×とした。
【００８９】
成形性の評価
成形性は、板厚０．２１ｍｍのサンプルを用いＪＩＳ  Ｂ  ７７２９に規定された試験機を用いて、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４７に規定された方法で試験を実施した。エリクセン値（貫通割れ発生時の成形高さ）が６．５ｍｍ以上を「◎」、６．５ｍｍ未満で６ｍｍ以上を「○」、６ｍｍ未満を「×」とした。結果を表３に示した。
【００９０】
【表１】
2015193885.tif 000002
【００９１】
【表２】
2015193885.tif 000003
【００９２】
【表３】
2015193885.tif 000004
【００９３】
表１〜３より発明例であるＮｏ．６，７および１３〜１６は引張強度に優れており、極薄の缶蓋用鋼板として必要な引張強度５００ＭＰａ以上を達成している。また、加工性にも優れており、蓋加工に必要な１０％以上の破断伸びを有している。
【００９４】
一方、比較例のＮｏ．１は、Ｃ含有量が少なすぎるため、引張強度が不足している。そして、耐圧強度の評価も悪い。
【００９５】
比較例のＮｏ．２は、Ｃ含有量が多すぎるため、二次冷間圧延により延性が損なわれ、破断伸びが不足している。そして、成形性の評価も悪い。
【００９６】
比較例のＮｏ．３は、Ｍｎ含有量が少なすぎるため、引張強度が不足している。そして、耐圧強度の評価も悪い。
【００９７】
比較例のＮｏ．４は、Ｍｎ含有量が多すぎるため、二次冷間圧延により延性が損なわれ、全伸びが不足している。そして、成形性の評価も悪い。
【００９８】
比較例のＮｏ．５は、Ｎ含有量が少なすぎるため、降伏強度が不足している。そして、成形性の評価も悪い。
【００９９】
比較例のＮｏ．８は、巻き取り温度が高すぎるため、結晶粒が粗大化し（平均結晶粒径（圧延方向断面）が大きくなり）、引張強度が不足している。そして、耐圧強度の評価も悪い。
【０１００】
比較例のＮｏ．９は、最終スタンドの二次冷間圧延率が小さすぎるため、平均結晶粒径が大きく、引張強度が不足している。そして、耐圧強度の評価も悪い。
【０１０１】
比較例のＮｏ．１０は、二次冷間圧延率が大きすぎるため、二次冷間圧延により延性が損なわれ、破断伸びが不足している。そして、成形性の評価も悪い。
【０１０２】
比較例のＮｏ．１１、１２は、還元雰囲気中のアンモニアガスの濃度が高すぎるため、表層が硬質化することにより延性が損なわれ、破断伸びが不足している。そして、成形性の評価も悪い。