(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｃ  ：０．０１０〜０．０５０％、    Ｓｉ：０．００１〜０．５％、
Ｍｎ：０．０２〜１．０％、          Ｐ  ：０．００２〜０．０８％、
Ｓ  ：０．００２〜０．０５％、      Ａｌ：０．０１０〜０．１００％、
Ｎ  ：０．０００５〜０．００６０％、
を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、０．２％耐力が５００ＭＰａ以下で、１０％の冷延加工を加えた際の０．２％耐力の上昇が２５０ＭＰａ以下、４０％および５０％の冷延加工を加えた材料の０．２％耐力の差が１００ＭＰａ以下、Ｘ線による集合組織測定において｛２００｝面の強度比が１．５以上および｛１１１｝面の強度比が７．０以下、かつ｛１１１｝面の強度比／｛２００｝面の強度比が４．７以下であることを特徴とする一次加工後の耐しわ性に優れた容器用鋼板。
【請求項２】
質量％で、
Ｃ  ：０．０１０〜０．０５０％、    Ｓｉ：０．００１〜０．５％、
Ｍｎ：０．０２〜１．０％、          Ｐ  ：０．００２〜０．０８％、
Ｓ  ：０．００２〜０．０５％、      Ａｌ：０．０１０〜０．１００％、
Ｎ  ：０．０００５〜０．００６０％、
を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなるスラブを、最高温度１１５０℃以下に加熱し、熱延仕上げ圧延をその一部又は全部がフェライト単相又はフェライト・オーステナイト混相となる温度域で行い、７３０℃以下で捲取った後、熱延板を冷間圧延し、該冷延板を再結晶焼鈍し、その再結晶焼鈍温度及び時間を焼鈍中の最高温度が７３０℃以下の場合は６００秒以下、７３０℃超の場合は２０秒以下とし、その後スキンパス圧延を行って、最終製品の０．２％耐力が５００ＭＰａ以下で、１０％の冷延加工を施した際の０．２％耐力の上昇が２５０ＭＰａ以下、４０％および５０％の冷延加工を施した材料の０．２％耐力の差が１００ＭＰａ以下、Ｘ線による集合組織測定において、｛２００｝面の強度比が１．５以上および｛１１１｝面の強度比が７．０以下、かつ｛１１１｝面の強度比／｛２００｝面の強度比が４．７以下となるようにすることを特徴とする一次加工後の耐しわ性に優れた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ピース缶の製造に代表される絞り、しごき、引き延ばし加工、それに続く縮径成形により製造される缶用材料として利用される、縮径時の耐しわ性が良好な極薄容器材料を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
飲料缶、食品缶などの製造分野では、製造された缶胴の開口部に缶蓋を捲き締める目的で缶開口部の径を縮める加工（ネック加工）が行われるが、縮径部にしわが発生する（耐ネックしわ性の劣化）という問題が起きている。
【０００３】
一般に、耐しわ性を向上させるには、降伏応力（降伏点が観測されない場合には０．２％耐力）を低くすることが有効とされるため、Ｃ含有量を低減した極低炭素鋼の適用が検討されている。例えば、特開平５−２８７４４３号公報においては、Ｔｉ添加によるＩＦ化により、塗装焼き付け時の硬化を抑止し、ネック加工部を軟質に保つことで耐ネックしわ性の劣化を避ける技術が開示されている。
【０００４】
しかし、ＴｉやＮｂを含有したＩＦ鋼を容器材料に適用した場合、ＴｉやＮｂ添加により形成する微細な炭窒化物や固溶Ｔｉ，Ｎｂが、鋼板の再結晶温度を上昇させるため、冷間圧延後の再結晶焼鈍温度を一般的なアルミキルド鋼より高くせねばならず、容器に利用されるような厚さ０．３mm以下の薄手材料においては、焼鈍時にヒートバックルと呼ばれる鋼板の腰折れが発生し、生産効率が低下する。このためＴｉ，Ｎｂを含有しないアルミキルド鋼を適用し、再結晶温度の上昇を抑えた鋼板が、特聞昭６１−２９１９２２号公報、特開昭６１−２６７２４号公報などで開発されている。しかし、これらの鋼板では薄手容器材料で問題となる耐ネックしわ性に対する考慮がなされていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、容器製造時に缶胴の開口部を縮径する際のしわ発生を回避できる鋼板を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、アルミキルド鋼をべースに、ネック縮径時のしわ発生抑制について検討するうち、材料の加工硬化特性を適当な範囲に制御することでしわ発生を抑止できることを知見した。
【０００７】
このメカニズムについては明確ではないが、焼鈍後の結晶粒径、集合組織形成なども複合して、主として材料の硬さおよび加工硬化率に影響を及ばすことで、耐ネックしわ性（以下、耐しわ性という）に関与していると考えられる。また、焼鈍後の冷延、絞り、しごき、引き延ばし、縮径における一連の加工においては加工方向が各工程で異なり、いわゆるバウシンガー効果的な要素も影響していると考えられる。結晶粒径については、粗大なほど、集合組織は｛２００｝面強度が高く、｛１１１｝面強度が低いほど、そして、析出物については粗大かつ密度が低いほど、耐しわ性は向上する。
【０００８】
さらに、焼鈍時のヒートバックルを抑制するため比較的低い温度域で焼鈍した場合の加工性なども考慮し、本発明を達成した。
【０００９】
すなわち、本発明の要旨とするところは、低炭素アルミキルド鋼において、製缶前の鋼板の冷間圧延時の加工硬化挙動および集合組織を制御することで、絞り、しごき、引き延ばし加工後のネック縮径時のしわ発生を抑制しうる鋼板を得ることである。
【００１０】
具体的には、質量％で、
Ｃ  ：０．０１０〜０．０５０％、    Ｓｉ：０．００１〜０．５％、
Ｍｎ：０．０２〜１．０％、          Ｐ  ：０．００２〜０．０８％、
Ｓ  ：０．００２〜０．０５％、      Ａｌ：０．０１０〜０．１００％、
Ｎ  ：０．０００５〜０．００６０％、
を含有し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、０．２％耐力が５００ＭＰａ以下の鋼板において、さらに、
（１）１０％の冷延加工を加えた際の０．２％耐力の上昇が２５０ＭＰａ以下、
（２）４０％および５０％の冷延加工を加えた材料の０．２％耐力の差が１００ＭＰａ以    下、
（３）Ｘ線による集合組織測定において｛２００｝面の強度比が１．５以上および｛１１    １｝面の強度比が７．０以下、かつ｛１１１｝面の強度比／｛２００｝面の強度比が    ４．７以下、
を具備する鋼板である。
【００１１】
この鋼板を得るには、
熱間圧延におけるスラブ加熱時の最高温度を１１５０℃以下とすることが有効で、さらに、
熱間圧延における最終仕上げ圧延が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としたり、
熱間圧延における熱延板捲取温度を７３０℃以下としたり、
熱間圧延、冷間圧延後の再結晶焼鈍時間を、焼鈍中の最高温度が７３０℃以下の場合には６００秒以下、焼鈍中の最高温度が７３０℃超の場合には２０秒以下としたり、
あるいはこれらの条件を相互に組合せることが有効である。
【００１２】
【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、含有量が多いと鋼中で粗大なセメンタイトを形成する。粗大なセメンタイトは表面に露出した場合、鋼板のめっき性を劣化させることがある。また粗大なセメンタイトは、容器の製造過程におけるしごき、引き延ばし、フランジ成形時に割れの発生起点となる場合もある。このため、Ｃの上限を０．０５０％とする。特に、しごき、引き延ばし、フランジ成形時に延性が良好な材質が必要な場合は、０．０３０％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。しかし、０．０１０％未満の領域での中途半端な低減は再結晶温度が上昇し、固溶Ｃの残存により時効性の制御が困難となるばかりでなく、鋼板を軟質にし、缶強度不足をまねくので、下限を０．０１０％とする。
【００１３】
通常の鋼板に不可避的に含有されるＳｉ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓ，Ａｌ，Ｎ等は、一般に加工用に用いられる鋼板に含有される程度に含有される。その範囲は、Ｓｉ：０，００１〜０．５％、Ｍｎ：０．０２〜１．０％、Ｐ：０．００２〜０．０８％、Ｓ：０．００２〜０．０５％、Ａｌ：０．０１０〜０．１００％、Ｎ：０．０００５〜０．００６０％である。
【００１４】
鋼板の強度は、本発明鋼では５００ＭＰａ以下に限定する。これは、本発明が対象とする容器への用途では、原板強度がこれ以上の強度になると耐しわ性が顕著に劣化するためである。
【００１５】
鋼板の加工硬化挙動の限定が本発明の重要な要件である。加工硬化挙動は、一般には引張試験の応力−歪曲線における加工硬化指数、いわゆるｎ値で表される場合が多いが、本発明鋼が対象としている耐しわ性の指標にはならない。本発明で限定すべき加工硬化挙動の指標および限定範囲は、鋼板に１０％の冷間圧延を施した場合の０．２％耐力の上昇量を２５０ＭＰａ以下にすること、または４０％および５０％の冷間圧延を施した材料の０．２％耐力の差を１００ＭＰａ以下とすることである。
【００１６】
冷延における加工硬化量は、通常、ロール径、パス回数、圧下配分、潤滑、温度などの圧延条件によりわずかに変動するが、本発明で限定すべき加工硬化挙動は通常の実験室で行うことができる条件、すなわちロール径１００mm〜４００mm、パス回数は圧下率にもよるが１〜１０パス、圧下配分は１パス当たり２０％以下、潤滑はパーム油、温度は室温とした場合の値で評価される。加工硬化挙動がこの範囲に無い場合は、製缶工程でのネック縮径加工における耐しわ性が顕著に劣化する。
【００１７】
また、一般に結晶方位により加工硬化挙動は異なることが知られているが、本発明鋼では加工硬化挙動を制御する上で、特に集合組織の影響が強いことから、Ｘ線による集合組織測定において｛２００｝面の強度比を１．５以上および｛１１１｝面の強度比を７．０以下、かつ｛１１１｝面の強度比／｛２００｝面の強度比を４．７以下と限定することでも本発明の効果を得ることができる。
【００１８】
集合組織を上記のように調整する手段は、特に限定されるものではないが、スラブ加熱温度、熱延仕上げ温度、焼鈍温度、時間、焼鈍後の冷間圧延の圧下率等によって調整できるが、特にこのようなに集合組織を含め加工硬化挙動を制御するには製造工程全般にわたる熱履歴が重要で、スラブ加熱温度、特にスラブ加熱中の最高温度を１１５０℃以下とすること、最終仕上げ圧延については仕上げ圧延の一部または全部が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うこと、熱延板捲取温度については７３０℃以下とすることが発明の効果を得るのに有効である。
【００１９】
熱間圧延、冷間圧延後の再結晶焼鈍については、温度と時間の関連が見られ、高温かつ長時間では発明の効果が消失する。焼鈍時間を、焼鈍中の最高温度が７３０℃以下の場合には６００秒以下、焼鈍中の最高温度が７３０℃超の場合には２０秒以下とすることが発明の効果を得るのに有効である。
【００２０】
これらの原因は明らかではないが、炭化物、窒化物または硫化物の析出形態、熱延時の結晶回転、焼鈍時の粒成長および析出物の再溶解、再析出を介して、析出物、粒径、集合組織が変化し、焼鈍以降の加工工程における加工硬化挙動に影響を及ぼすためと考えられる。
【００２１】
容器の強度をもたせるため、容器用鋼板の製造において焼鈍の後、２ＣＲ圧延し、鋼板を硬質化させた場合にも本発明法によれば、絞り、しごきなど、さらなる加工後の耐しわ性の向上効果が得られる。また、Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐなどの強化元素を添加し、鋼板強度を高めた場合、また耐食性など各種特性向上のための元素添加をした場合にも本発明の効果が失われるものではない。
【００２２】
通常、本発明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何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被覆し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。
【００２３】
【実施例】
本発明の評価は、表１に示す成分の鋼について表２の条件で製造した鋼板で行った。耐しわ性については、絞り比、しごき加工率を一定とした缶において、通常の実製缶で行われるのと同様の方法により縮径を行い、しわが発生する限界の縮径量として下記（１）式による限界縮径率を求めた。限界縮径率が高いほど実操業での材質の余裕度が大きいため、しわ発生を抑止することができる。
限界縮径率＝（初期径−しわ発生径）／（初期径）・・・・（１）
表３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、耐しわ性が良好である。
【００２４】
【表１】
0003878329.tif 000002
【００２５】
【表２】
0003878329.tif 000003
【００２６】
【表３】
0003878329.tif 000004
【００２７】
【発明の効果】
以上述べたごとく本発明によれば、一次加工後に二次的なネック縮径加工を行う際のしわ発生率を低減することができる。