(57)【要約】【課題】本発明は、食用缶のスペックを満たす成分系にて、安定製造可能な低温焼鈍にて再結晶可能であることを満たす、ストレッチャーストレインの発生しないＴ−１〜Ｔ−４の容器用鋼板を提供する。【解決手段】質量％で、Ｃ：０．００１〜０．０１０％、Ｓｉ：０．０２％以下、Ｍｎ：０．６０％以下、Ｐ：０．０２０％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ａｌ：０．００５〜０．２０％、Ｎ：０．００５％以下、Ｔｉ：０．００２〜０．０２％、Ｖ：０．００２〜０．０２％、を含有し、（Ｃ／１２＋Ｎ／１４）／（０．２×Ｖ／５１＋０．８×Ｔｉ／４８）≦１．２の式を満たし、かつ残部が鉄および不可避的不純物からなる、ストレッチャーストレインの発生しない容器用鋼板。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｃ    ：０．００１％以上、０．０１０％以下、
Ｓｉ：０．０２％以下、
Ｍｎ：０．６０％以下、
Ｐ    ：０．０２０％以下、
Ｓ    ：０．０３％以下、
Ａｌ：０．００５％超、０．２０％以下、
Ｎ    ：０．００５％以下、
Ｔｉ：０．００２％超、０．０２％以下、
Ｖ    ：０．００２％超、０．０２％以下、
を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなる、ストレッチャーストレインの発生しない容器用鋼板。
【請求項２】
請求項１に記した鋼の成分において、更に、
（Ｃ／１２＋Ｎ／１４）／（０．２×Ｖ／５１＋０．８×Ｔｉ／４８）≦１．２
の式を満たし、かつ残部が鉄および不可避的不純物からなる、ストレッチャーストレインの発生しない容器用鋼板。
【請求項３】
請求項１に記した鋼の成分において、更に、Ｎｂ：０．０１５％以下を含有し、
（Ｃ／１２＋Ｎ／１４）／（０．２×Ｖ／５１＋０．８×Ｔｉ／４８＋１．０×Ｎｂ／９３）≦１．２
の式を満たし、かつ残部が鉄および不可避的不純物からなる、ストレッチャーストレインの発生しない容器用鋼板。
【請求項４】
請求項１または請求項２または請求項３に記した鋼の成分において、更にＣａ：０．００５％以下を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなる、ストレッチャーストレインの発生しない容器用鋼板。
【請求項５】
鋼板に表面処理を施したことを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３または請求項４に記載のストレッチャーストレインの発生しない容器用鋼板。
【請求項６】
表面処理がクロムめっきまたは錫めっきまたはニッケルめっきであることを特徴とする請求項５に記載のストレッチャーストレインの発生しない容器用鋼板。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記した鋼板に、更にフィルムラミネート処理をするストレッチャーストレインの発生しない容器用鋼板。
【請求項８】
請求項１または請求項２または請求項３または請求項４に記した鋼の成分において、８５０℃以上の仕上温度で熱間圧延を施し、６５０℃以上の温度で捲取り、次いで通常の酸洗の後、圧下率を５０〜９８％として一次冷間圧延後、連続焼鈍工程で６００℃以上７８０℃以下の温度以下に均熱して再結晶焼鈍を施し、次いで圧下率１０％以下の二次冷間圧延を施すことを特徴とするストレッチャーストレインの発生しな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、缶詰及び飲料缶等に用いられる錫めっき鋼板、クロムめっき鋼板、フィルムラミネート鋼板等の容器用鋼板の原板となるストレッチャーストレインの発生しない容器用鋼板及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開昭５８−２７９３３号公報
【特許文献２】特開昭６０−２６２９１８公報
【特許文献３】特開昭５８−１９７２２４公報
【０００３】
従来、Ｔ−１〜Ｔ−４の軟質の容器用鋼板は低炭素アルミキルド鋼に対し箱焼鈍のような長時間の焼鈍を行うことで製造しており、Ｃ、Ｎをそれぞれセメンタイト、ＡｌＮとして析出し、Ｃ、Ｎが固溶状態で存在しないので、錫めっき後の合金化処理を施しても歪時効はせず降伏点のびは発生しない。一方で、近年、生産効率を高めるため、特開昭５８−２７９３３号公報では連続焼鈍での製造技術が提案されたが、Ｃ、Ｎが固溶状態で存在するため歪時効硬化を引き起こし、この鋼板を加工するとストレッチャーストレインが発生し著しく美観を損なう。これに対し、連続焼鈍でストレッチャーストレインを回避する技術として、特開昭６０−２６２９１８公報では多パス圧延にて合計７％以上の調質圧延を施す技術について提案されているが、調質圧延により加工硬化を引き起こすためＴ−１材のような軟質鋼が製造できないといった制約がある。一方で、特開昭５８−１９７２２４公報では、極低炭素鋼にＮｂを添加した鋼を用いることでＣを炭化物として析出させる技術が提案されているが、Ｎｂ添加により再結晶温度が高くなるため高温焼鈍が必要となり、板厚が薄いものにおいて絞り、破断など生産トラブルが発生しやすい。また、自動車分野ではＮｂ添加の他にＴｉ添加によるストレッチャ−ストレインの抑制技術も提案されているが、Ｔｉ添加量が多く、ＡＳＴＭ規格の０．０２％以下の制約では完全に固溶Ｃ、Ｎをなくすことは困難である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、食用缶のスペックを満たす成分系にて、安定製造可能な低温焼鈍にて再結晶可能であることを満たす、ストレッチャーストレインの発生しないＴ−１〜Ｔ−４の容器用鋼板とその製造方法を達成することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成すべく、化学成分、特にＣと合金炭化物を形成する元素について鋭意検討を重ねた結果、ＴｉとＶの複合添加により再結晶温度を高めることなく、食用缶のスペック内でストレッチャーストレインを回避する成分系を開発するに至った。
【０００６】
その要旨は、下記の通りである。
（１）質量％で、
Ｃ    ：０．００１％以上、０．０１０％以下、
Ｓｉ：０．０２％以下、
Ｍｎ：０．６０％以下、
Ｐ    ：０．０２０％以下、
Ｓ    ：０．０３％以下、
Ａｌ：０．００５％超、０．２０％以下、
Ｎ    ：０．００５％以下、
Ｔｉ：０．００２％超、０．０２％以下、
Ｖ    ：０．００２％超、０．０２％以下、
を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなる、ストレッチャーストレインの発生しない容器用鋼板。
（２）    前記、（１）に記した鋼の成分において、更に、
（Ｃ／１２＋Ｎ／１４）／（０．２×Ｖ／５１＋０．８×Ｔｉ／４８）≦１．２
の式を満たし、かつ残部が鉄および不可避不純物からなる、ストレッチャーストレインの発生しない容器用鋼板。
（３）    前記、（１）に記した鋼の成分において、更に、Ｎｂ：０．０１５％以下を含有し、
（Ｃ／１２＋Ｎ／１４）／（０．２×Ｖ／５１＋０．８×Ｔｉ／４８＋１．０×Ｎｂ／９３）≦１．２
の式を満たし、かつ残部が鉄および不可避的不純物からなる、ストレッチャーストレインの発生しない容器用鋼板．
（４）    前記、（１）または（２）または（３）に記した鋼の成分において、更にＣａ：０．００５％以下を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなる、ストレッチャーストレインの発生しない容器用鋼板。
（５）    鋼板に表面処理を施したことを特徴とする（１）または（２）または（３）または（４）に記載のストレッチャーストレインの発生しない容器用鋼板。
（６）    表面処理がクロムめっきまたは錫めっきまたはニッケルめっきであることを特徴とする（５）に記載のストレッチャーストレインの発生しない容器用鋼板。
（７）    （５）または（６）に記した鋼板に、さらにフィルムラミネート処理をするストレッチャーストレインの発生しない容器用鋼板。
（８）    （１）または（２）または（３）または（４）に記した鋼の成分において、８５０℃以上の仕上温度で熱間圧延を施し、６５０℃以上の温度で捲取り、次いで通常の酸洗の後、圧下率を５０〜９８％として一次冷間圧延後、連続焼鈍工程で６００℃以上７８０℃以下の温度以下に均熱して再結晶焼鈍を施し、次いで圧下率１０％以下の二次冷間圧延を施したストレッチャーストレインの発生しない容器用鋼板の製造方法。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明は極低炭素鋼板において、Ｔｉ、Ｖの複合添加により、巻取り中にＴｉ、Ｖの炭化物を複合析出により、固溶Ｃ、Ｎをなくすことでストレッチャーストレインを回避するものである。本発明は以上のような骨子に基づくが、以下に本発明の個々の構成要件について詳細に説明する。
【０００８】
以下に本発明の成分の限定理由について述べる。
Ｃは、深絞り性、延性に大きな影響を与える元素であり、非時効性を劣化させる元素であるため、できるだけ少ないことが望ましい。０．０１０％を超えるとｒ値、Δｒ値、延性とも著しく低減するほか、非時効性を劣化させ、Ｔｉ、ＶをＡＳＴＭ範囲内で添加してもストレッチャーストレインを回避できなくなるため、０．０１０％以下とする。好ましくは、Ｔｉ、Ｖの添加量を低減し、非時効性を確保するために０．００４％以下とすることが望ましい。一方で０．００１％未満ではリジングによる肌荒れが発生するためこれ以上とする。
【０００９】
Ｓｉは、ブリキの耐食性を劣化させるほかに、材質を大きく硬質化する置換型固溶体強化元素であり、延性、加工性を向上させるに好ましくない元素である。また、ＡＳＴＭ規格を満たすためにも低いことが望ましく、０．０２％を上限とする。
【００１０】
Ｍｎは固溶強化により母材材質を高め、加工性が劣化する場合があるため０．６％を上限とする。好ましくは、熱間圧延時の脆化の原因となるＳをＭｎＳとして固定する効果効果を活用するためＭｎ／Ｓ≧１０を満たす添加が望ましい。
【００１１】
Ｐは鋼板の強度を上げる元素で、成形性、耐食性を害するため、できるだけ低減する必要がある。０．０２％以下であれば大きな劣化はないため０．０２％以下とする。
【００１２】
Ｓは鋼中に存在しない方が好ましい元素であり、特に加工性を高めるためには低い方が望ましく上限を０．０３％とする。
【００１３】
Ａｌは、脱酸材として鋼の清浄度を向上させるため添加する。清浄度向上のためには０．００５％超の添加が必要である。但し、０．２０％を超える添加はコストアップとなるため０．２０％以下とする。
【００１４】
Ｎは、Ｃと同様、固溶状態で存在すると製品加工時にストレッチャーストレインの原因となり、また、延性、ｒ値、Δｒ値ともに低減するため少ないほうが望ましい。このため、０．００５％を上限とする。
【００１５】
Ｔｉは、本発明において重要な元素の一つである．ＴｉはＶとともにＣ、Ｎと炭窒化物を形成し、固溶Ｃ、Ｎをなくし、ストレッチャーストレインを回避するのに有効である。この効果を得るためには０．００２％超の添加が必要である。ただし、多量の添加は再結晶温度を上昇させ、かつ、伸びを低減させるほか、ＡＳＴＭ規格から上限が制約されているため０．０２％以下とする。
【００１６】
Ｖは、Ｔｉ同様、本発明において重要な元素である。Ｖは一般に単独ではＣとの析出物を生成しにくいが、Ｔｉの炭窒化物を核に複合析出することで固溶Ｃ、Ｎの低減に寄与する。また、添加による再結晶温度の上昇が少ないため、低温での焼鈍が可能となり生産トラブル回避に有効である。この効果を得るためには０．００２％超の添加が必要である。ただし、多量の添加は伸びを低減させるほか、ＡＳＴＭ規格から上限が制約されているため０．０２％以下とする。
【００１７】
Ｎｂは、Ｔｉ同様、炭窒化物を析出することで固溶Ｃ、Ｎの低減に寄与する。しかし、添加による再結晶温度の上昇が大きいため、製造条件の焼鈍温度を高くしなければならず、絞りや破断といった生産トラブルの原因となるため、生産トラブルの発生しない範囲での添加が望ましい。これより、生産トラブルを回避できる再結晶温度にするためには添加量を０．０１５％以下とする。一方、固溶Ｃ、Ｎ低減するためには下限としては０．００２％超の添加が望ましい。
【００１８】
Ｃａは、介在物の形態制御に有効であり、薄物鋼板の加工性を良くする事や低温脆性を良くすることが可能である。しかし、過剰に存在すると熱間加工性が悪くなり望ましくないため０．００５％以下とする。
【００１９】
ストレッチャーストレインを抑制するためには、固溶Ｃ、Ｎをなくすことが必要であり、このため、本発明ではＴｉ、Ｖの炭窒化物の析出が重要になってくる。発明者は鋭意検討した結果、Ｔｉ単独では固溶Ｃ、Ｎをなくすまでには至らないこと、更に、ＶはＴｉとの複合添加により、これをＴｉの炭窒化物を核にすることで炭窒化物を形成しうることを見出した。そこで、更に検討を続け（１）の関係式を導き出すに至った。
（Ｃ／１２＋Ｎ／１４）／（０．２×Ｖ／５１＋０．８×Ｔｉ／４８）＜１．２    （１）
【００２０】
図１に示すように関係式右辺が１．２以上では固溶Ｃ、Ｎが残存するため、歪時効によりストレッチャーストレインが発生する。ただし、Ｎｂを添加する場合、ＮｂによるＣ、Ｎの低減効果も発揮されるため、（１）式は（２）のようになる。
（Ｃ／１２＋Ｎ／１４）／（０．２×Ｖ／５１＋０．８×Ｔｉ／４８＋１．０×Ｎｂ／９３）≦１．２        （２）
【００２１】
不可避元素としては、例えば、Ｃｕ：０．２％以下、Ｎｉ：０．１５％以下、Ｃｒ：０．１％以下、Ｍｏ：０．０５％以下、Ｃｏ：０．０２％以下、Ｚｎ：０．０２％以下、Ｓｎ：０．０２％以下、Ｎａ：０．０２％以下、Ｂ：０．０００５％以下で含有していても、本発明を逸脱するものではない。
【００２２】
次に製造方法について説明する。
熱延の仕上温度はフェライト粒にひずみが過度に加わり加工性が低下するのを防ぐには熱間圧延を８５０℃以上で行う必要がある。巻取り温度については、Ｔｉ、Ｖの炭窒化物生成のために高温で巻き取ることが望ましく６５０℃以上とする。酸洗後の冷間圧延は、圧下率が低いと鋼板の形状矯正が難しくなるため５０％以上とする。また、９８％を超える圧下率で圧延すると、局部延性の劣化が発生するほか、Δｒ値の劣化も起こりうるためこれを上限とする。さらに、Δｒ値の制約の厳しい場合、８５％以上９５％以下の範囲が望ましい。
【００２３】
連続焼鈍温度は低すぎると未再結晶の状態になり、加工組織が残るため成形性が劣化し、逆に高すぎると粒が粗大化し、絞り、破断など生産トラブルの発生が懸念される他、Ｔｉ、Ｖ系の炭窒化物が再溶解し、ストレッチャ−ストレインが発生するようになるため、６００℃以上７８０℃以下とする。好ましくはこれらの効果を安定して得るため、６００℃以上、７５０℃以下が望ましい。その後二次冷間圧延を行うが、Ｔ１〜Ｔ４の調質度を得るために、適切な圧下率をとれば良い。ただし、加工性の悪化を防ぐため圧延率は１０％以下とする。
【００２４】
なお、本鋼板のめっきは通常のクロムめっき、錫めっき、ニッケルめっき等のいずれにも適用できる。また、鋼板上やめっき鋼板上にフィルムラミネートを行う用途にも適用できる。
【００２５】
【実施例】
次に本発明を実施例に基づいて説明する。
表１に示す成分の鋼を溶製し、常法に従い連続鋳造でスラブとした。符号Ａ〜Ｎが本発明に従った成分の鋼で符号Ｏの鋼はＮ添加量、Ｐの鋼はＣ添加量が本発明の範囲外であり、このため式（１）を満たしていない。また、Ｑの鋼の成分は本発明の範囲内であるが式（１）を満たしていない。Ｒの鋼はＣの添加量が下限値以下となっている。これらの鋼を加熱炉中で１１５０℃以上の温度で加熱し、熱間圧延にて板厚２．２〜３．２ｍｍの熱延鋼板を得た。熱延条件については表２に示す。これに続いて酸洗後、８５％〜９５％の冷間圧延を行い、表２に示す、焼鈍温度にて再結晶焼鈍、調質圧延を行った。このとき、Ｄ４、Ｍ４は焼鈍温度が本発明の範囲外、Ｅ４は捲取温度が本発明の範囲外である。
【００２６】
このようにして得られた鋼板について、硬度を測定（ＨＲ  ３０Ｔ）した。促進時効を模擬した試験として、２００℃で１０ｍｉｎの熱処理を施し、３段絞りにより成形した絞り缶を製造し、缶底部に発生する歪模様を目視にて評価した。結果、本発明鋼には歪模様は観察されなかった。このとき、Ｒ１、Ｒ２にもストレッチャーストレインの歪模様は発生しなかったが表面にリジングとよばれる肌荒れが発生した。これより、本発明鋼がストレッチャーストレインの発生しない、優れた性能を示すことが確認された。
【００２７】
【表１】
2004285419.tif 000003
【００２８】
【表２】
2004285419.tif 000004
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、ＡＳＴＭ規格のスペックを満たす成分系にて、安定製造可能な低温焼鈍にて再結晶可能であることを満たす、ストレッチャーストレインの発生しないＴ−１〜Ｔ−４の容器用鋼板を製造方法することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】式（２）と歪模様の関係を示すグラフである。
【図１】
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