(57)【要約】【課題】缶用鋼板にとって充分な強度を持った、加工性に優れ、非時効性に優れた缶用鋼板とその製造方法について提供する。【解決手段】重量％にてＣ：０．００６％以下、Ｓｉ：０．０４％以下、Ｍｎ：０．５０〜０．６０％、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．０２％以下、Ａｌ：０．００５〜０．１％、Ｎ：０．０１％以下、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鋼板を下式（Ａ）〜（Ｃ）を満たすことによって、強度を保ち、加工性や非時効性に優れた缶用鋼板を製造する。Ｃ≦−0.01×Ｍｎ2 ＋0.012 ×Ｍｎ＋0.0014              （Ａ）Ｃ＋0.02×Ｍｎ2 −0.0048×Ｍｎ−0.01×Ｐ≦0.007712    （Ｂ）Ｃ＋0.167 ×Ｍｎ＋0.25×Ｓｉ＋0.01×Ｐ≧0.1           （Ｃ）【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量％にて
Ｃ  ：０．００６％以下、
Ｓｉ：０．０４％以下、
Ｍｎ：０．５０％超、０．６０％以下、
Ｐ  ：０．０２％以下
Ｓ  ：０．０２％以下
Ａｌ：０．００５％超〜０．１％以下、
Ｎ  ：０．０１％以下、
を含有し、
Ｃ≦−0.01×Ｍｎ2 ＋0.012 ×Ｍｎ＋0.0014              （Ａ）
Ｃ＋0.02×Ｍｎ2 −0.0048×Ｍｎ−0.01×Ｐ≦0.007712    （Ｂ）
Ｃ＋0.167 ×Ｍｎ＋0.25×Ｓｉ＋0.01×Ｐ≧0.1           （Ｃ）
のいずれの式も満たし、かつ残部が鉄および不可避的不純物からなる、非時効性、加工性、脆性に優れた缶用鋼板。
【請求項２】
前記、請求項１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、非時効性、加工性、脆性に優れた缶用鋼板。
【請求項３】
鋼板に表面処理を施したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の非時効性、加工性、脆性に優れた缶用鋼板。
【請求項４】
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３に記載の非時効性、加工性、脆性に優れた缶用鋼板。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記した鋼板に、さらにフィルムラミネート処理をする非時効性、加工性、脆性に優れた缶用鋼板。
【請求項６】
前記、請求項１または２に記した鋼の成分において、Ar3 点以上の仕上温度で熱間圧延を施し、５００〜８００℃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℃以上オーステナイト化温度以下に均熱して再結晶焼鈍を施し、次いで圧下率４０％以下の二次冷間圧延を施した非時効性、加工性、脆性に優れた缶用鋼板の製造方法。
【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缶用鋼板の原板となる深絞り性、非時効性に優れた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５９−３５６３２号公報
【特許文献２】特開平１−１８８６２７号公報
【０００３】
従来の２ピース缶用鋼板は加工性の良い軟質原板が用いられていた。ところが、近年では鋼板の板厚がより薄いものが要求されるようになったが、この極薄材はｒ値が低いため、深絞り性が悪く、加工途中でカップの底周辺が破断することがあった。そのため、深絞り鋼板を利用するようになった。
【０００４】
この深絞り鋼板では、一般にＴｉやＮｂを添加して炭化物を生成することで固溶Ｃを削減する製法がとられてきた。しかし、コストアップや食品衛生上の問題があり、缶用鋼板にはＴｉ、Ｎｂの添加は無い方が好ましい。そこで、Ｔｉ、Ｎｂ無添加の成分系での製造が考えられたが、強度を保つためにはＣ量を増やす必要があり、降伏点伸びが発生し非時効性が悪くなる問題が発生した。更に求められる鋼板の板厚が薄くなってきており、充分な加工性は保ちつつ加えてある程度の強度も求められるようになった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、加工性の高い深絞り鋼板で、リジング性を保ちかつ非時効性の高い缶用鋼板及びその製造を達成することにある。深絞り性を上げるにはＣ量を低減することが必要であるが、リジング性が悪くなる課題があり、また強度を保つためにＣ量を増加すると非時効性が悪くなる課題が発生する。本発明は非時効性に対するＣ、Ｍｎの影響を明らかにし、また加工性や強度、低温脆性の要求も満たす成分系を発明し、上記課題を解決する缶用鋼板を製造することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成すべく種々実験、検討を重ねた結果、非時効性や加工性、強度を満たすＣとＭｎとＰの関係式を見出した。この結果、主要５元素を中心とした成分系である深絞り鋼板にて、非時効性に優れた缶用鋼板を製造することを可能とするに至ったのである。その要旨は、下記の通りである。
【０００７】
（１）重量％にて
Ｃ  ：０．００６％以下、
Ｓｉ：０．０４％以下、
Ｍｎ：０．５０％超、０．６０％以下、
Ｐ  ：０．０２％以下
Ｓ  ：０．０２％以下
Ａｌ：０．００５％超〜０．１％以下、
Ｎ  ：０．０１％以下、
を含有し、
Ｃ≦−0.01×Ｍｎ2 ＋0.012 ×Ｍｎ＋0.0014              （Ａ）
Ｃ＋0.02×Ｍｎ2 −0.0048×Ｍｎ−0.01×Ｐ≦0.007712    （Ｂ）
Ｃ＋0.167 ×Ｍｎ＋0.25×Ｓｉ＋0.01×Ｐ≧0.1           （Ｃ）
のいずれの式も満たし、かつ残部が鉄および不可避的不純物からなる、非時効性、加工性、脆性に優れた缶用鋼板。
（２）前記、（１）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、非時効性、加工性、脆性に優れた缶用鋼板。
（３）鋼板に表面処理を施したことを特徴とする（１）又は（２）に記載の非時効性、加工性、脆性に優れた缶用鋼板。
（４）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（３）に記載の非時効性、加工性、脆性に優れた缶用鋼板。
（５）（３）又は（４）に記した鋼板に、さらにフィルムラミネート処理をする非時効性、加工性、脆性に優れた缶用鋼板。
（６）前記、（１）または（２）に記した鋼の成分において、Ar3 点以上の仕上温度で熱間圧延を施し、５００〜８００℃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℃以上オーステナイト化温度以下に均熱して再結晶焼鈍を施し、次いで圧下率４０％未満の二次冷間圧延を施した非時効性、加工性、脆性に優れた缶用鋼板の製造方法。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は０．００６％以下のＣを含有する鋼にＭｎを添加、更にＳｉ、Ｐ、Ｓ、Ａｌ、Ｎを若干量添加、必要に応じてＣａを添加した缶用鋼板である。そして、ＣとＭｎとＰ量の関係から、加工性と強度を保ち、かつ非時効性を強化し、低温脆性にも優れたものである。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。
【０００９】
Ｃの含有量が多くなると固溶Ｃが増えるために非時効性が悪化する。一方でＭｎにはそれを抑制する効果があるため、下式（Ａ）の範囲を指定する。
Ｃ≦−0.01×Ｍｎ2 ＋0.012 ×Ｍｎ＋0.0014              （Ａ）
図１の結果から、式（Ａ）で示したある特定範囲にて非時効性が良い事が言える。
【００１０】
また、加工性を得るためには一定以上のｒ値が必要であり、更にイヤリング性を良くするためにはΔｒ値を０に近づけることが重要だが、これにはＭｎ添加量を抑える必要がある。加えて結晶粒径を小さくすることも加工性が良くなることに繋がるが、Ｃ、Ｍｎ、Ｐを添加することで効果が表れる。ただしある量以上に添加しても効果はあがらない。以上をふまえて下式（Ｂ）で範囲を指定する。
Ｃ＋0.02×Ｍｎ2 −0.0048×Ｍｎ−0.01×Ｐ≦0.007712    （Ｂ）
図２の結果から、式（Ｂ）で示したある特定範囲にて加工性が良い事が言える。
【００１１】
缶用鋼板では軽量化が求められ鋼板の板厚は従来から薄いものが求められており、そのため強度も必要になってくる。よって下式（Ｃ）を満たすものとする。
Ｃ＋0.167 ×Ｍｎ＋0.25×Ｓｉ＋0.01×Ｐ≧0.1           （Ｃ）
図３の結果から、式（Ｃ）で示したある特定範囲にて加工性が良い事が言える。尚、強度を保つためにはＭｎは０．５％超が望ましい。
【００１２】
以下に本発明の成分の限定理由について述べる．
Ｃは、鋼の時効性に影響を及ぼす元素であり、含有量が多くなる固溶Ｃが増えるために非時効性は悪化する。従って、非時効性を得るために０．００６％以下とする。また、添加量が増加すると加工性が劣化し深絞り性が損なわれるために０．００４％以下が更に望ましい。一方でリジングの問題があるために０．００１％以上が望ましい。
【００１３】
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。そこで、０．０４% を上限とする。
【００１４】
Ｍｎは、式（Ａ）から（Ｃ）において決定される。更に０．５％以下では、強度を保つことが厳しくなり、かつ固溶Ｃによる降伏点伸び発生を抑制することが難しくなるために０．５％超が望ましい。また、０．６％を越えると加工性が劣化する場合があるため０．６％を上限とすることが望ましい。
【００１５】
Ｐは鋼板の強度を上げる元素であり、硬質化により加工性が悪くなる。また、耐食性を劣化させる元素であるため、上限を０．０２％とする。
【００１６】
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０．０２％とする。
【００１７】
Ａｌは、ＡｌＮとしてＮをトラップし固溶Ｎを減少させることが好ましいので０．００５％超添加する。ただし添加量が増加すると加工性が劣化するため０．１％以下を上限とする。
【００１８】Ｎは、加工性を確保するためには少ない方が良い。０．０１％を越えると加工性が劣化してくるので、０．０１% を上限とする。
【００１９】
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。
【００２０】
次に製造方法について説明する。製造方法は一般に行われている熱延鋼板、冷延鋼板、めっき鋼板の製造方法で構わない。特に熱間圧延で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Ａｒ3 以上で行い、また、高温すぎても焼鈍後の再結晶粒径は必要以上に粗大化するため、９４０℃以下が望ましい。巻き取り温度については、高温にすれば再結晶や粒成長が促進され、加工性の向上が望まれるが、熱間圧延時に発生するスケール生成も促進され酸洗性が低下するので、８００℃以下とする。一方で低温になりすぎると、リジングのような不均一変形を生じる集合組織が生じることがあり、また炭化物が生成しにくくなるので時効性も悪くなるため、５００℃以上とする。
【００２１】
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ことがあるため望ましくない。さらに、加工性を良くするために高ｒ値にしたいため、好ましくは７０％以上９５％以下の範囲が良い。
【００２２】
連続焼鈍温度は低すぎると未再結晶の状態になり硬質化し、逆に高すぎると粒が粗大化するという問題点があるので、６００℃以上オーステナイト温度域以下とする。その後二次冷間圧延を行うが、Ｔ１〜Ｔ６、ＤＲ８〜ＤＲ１０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４０％以下とする。
【００２３】
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。
【００２４】
【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１〜２１が本発明に従った成分の鋼で符号２２〜２４は式（Ａ）から逸脱するものであり、符号２５〜２７は式（Ｂ）から逸脱するものであり、符号２８〜３０は式（Ｃ）から逸脱するものである。これらの鋼を加熱炉中で１１６０℃〜１２５０℃で加熱し、８７０℃〜９００℃の仕上げ温度で熱間圧延を行い、６５０℃〜７５０℃にて巻き取る。これに続いて酸洗後、冷間圧延を行い、６５０℃〜７５０℃×６０ｓｅｃの再結晶焼鈍、３２％の圧下率で二次冷間圧延を行い冷延鋼板となした。
【００２５】
得られた鋼板のうち符号１〜７、２２〜２４をＪＩＳ５号引張試験片に加工し、２２０℃×１００ｓの状態で放置した後、機械特性値の評価を行った。各試験片の降伏点伸びを表２に示す。この結果、１〜７の本発明に従った成分では降伏点伸びは０．０４％以下と小さくストレッチャーストレインの発生は認められない。しかし、比較例としてあげている２２〜２４では降伏点伸びが１％を超え、非時効性が悪いことがいえる。
【００２６】
続いて符号８〜１４、２５〜２７をＪＩＳ５号試験片に加工しｒ値とΔｒ値の評価を行った。その結果を表３に示す。この結果、本発明範囲内であればｒ値が高く、かつΔｒ値も比較例よりもはるかに良い値を示しており、深絞り性、加工性に優れた缶用鋼板が得られたことが明らかである。
【００２７】
続いて符号１５〜２１、２８〜３０をＪＩＳ５号試験片に加工し引張強度の評価を行った。その結果を表４に示す。今回ＤＲ９にて６２０±３０MPa を狙ったものであるが、本発明範囲内であれば条件を満たすが、比較例では強度が足りないことがいえる。尚、二次冷延率をこれ以上高くしてもほとんど強度は高くならない。
【００２８】
【表１】
2004197199.tif 000002
【００２９】
【表２】
2004197199.tif 000003
【００３０】
【表３】
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【００３１】
【表４】
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【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、十分な成形性と強度を有しかつ、非時効性に優れた缶用鋼板を製造することが出来る。本発明の方法による鋼板は、従来の鋼板と比較してｒ値が高くかつ面内異方性も低いため、深絞り性や加工性が良く成形時のトラブルが減り歩留も上がるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の式（Ａ）と非時効性の関係を示す説明図である。
【図２】本発明の式（Ｂ）と加工性の関係を示す説明図である。
【図３】本発明の式（Ｃ）と強度の関係を示す説明図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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