(57)【要約】【課題】高い強度と優れた曲げ加工性とを有する缶蓋用アルミニウム合金板及びこのアルミニウム合金板を安価に製造可能な製造方法を提供する。【解決手段】缶蓋用アルミニウム合金板は、Ｓｉ：０．０１０〜０．２０％（質量％、以下同じ）、Ｆｅ：０．０１０〜０．３５％、Ｃｕ：０．００５０〜０．１５％、Ｍｎ：０．２０〜０．５０％、Ｍｇ：４．０〜５．０％及びＣｒ：０．００５０〜０．１０％を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる化学成分と、板表面におけるＣｕｂｅ方位密度がランダム方位試料の１．５倍以上である集合組織とを有している。缶蓋用アルミニウム合金板の引張強さは３５０〜４３０ＭＰａであり、０．２％耐力は３００〜３８０ＭＰａである。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉ：０．０１０〜０．２０％（質量％、以下同じ）、Ｆｅ：０．０１０〜０．３５％、Ｃｕ：０．００５０〜０．１５％、Ｍｎ：０．２０〜０．５０％、Ｍｇ：４．０〜５．０％及びＣｒ：０．００５０〜０．１０％を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる化学成分と、
板表面におけるＣｕｂｅ方位密度がランダム方位試料の１．５倍以上である集合組織とを有しており、
引張強さが３５０〜４３０ＭＰａであり、
０．２％耐力が３００〜３８０ＭＰａである、缶蓋用アルミニウム合金板。
【請求項２】
板表面におけるＣｕｂｅ方位密度がランダム方位試料の１．５〜１０倍である上記集合組織を有する、請求項１に記載の缶蓋用アルミニウム合金板。
【請求項３】
Ｓｉ：０．０１０〜０．２０％（質量％、以下同じ）、Ｆｅ：０．０１０〜０．３５％、Ｃｕ：０．００５０〜０．１５％、Ｍｎ：０．２０〜０．５０％、Ｍｇ：４．０〜５．０％、Ｃｒ：０．００５０〜０．１０％を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる化学成分を有する鋳塊を準備し、
該鋳塊を４５０〜５４０℃で１時間以上加熱して均質化処理を行い、
上記鋳塊に、最終パスにおける圧下率を５〜４５％、ひずみ速度を５〜３０／ｓｅｃとし、終了時の板温度が４００〜５００℃となるようにして複数パスの熱間粗圧延を行い、
次いで、１パス目のひずみ速度を１〜２０／ｓｅｃとし、総圧下率が８０〜９５％かつ終了時の板温度が３１０〜３９０℃となるようにして複数パスの熱間仕上圧延を行うことにより、厚み方向における板中央から板表面までの全範囲において、Ｃｕｂｅ方位密度がランダム方位試料の５．０倍以上である集合組織を有する熱延板を作製し、
その後、該熱延板に冷間圧延を行う、缶蓋用アルミニウム合金板の製造方法。
【請求項４】
板中央から板表面までの厚み方向の全範囲において、Ｃｕｂｅ方位密度がランダム方位試料の５．０〜３５倍である上記集合組織を有する上記熱延板を作製する、請求項３に記載の缶蓋用アルミニウム合金板の製造方法。
【請求項５】
上記冷間圧延における総圧下率は８０〜９５％である、請求項３または４に記載の缶蓋用アルミニウム合金板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、缶蓋用アルミニウム合金板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スチール缶やアルミニウム缶は、飲料や食品の包装容器として広く使用されている。これらの缶は、内容物を密封するための缶胴及び缶蓋と、缶蓋を開口させるためのタブとを有している。
【０００３】
缶蓋の製造工程は、通常、厚さ０．２〜０．３ｍｍ程度のアルミニウム合金板を円盤状に打ち抜いた後に深絞り成形を行うシェル工程と、缶胴との巻締性を高めるためのカール成形工程と、タブを取り付けるためのリベットを形成するリベット成形工程と、飲み口を形成するスコア加工工程と、タブを取り付けるステーク工程とを有している。これらの工程のうち、例えばシェル工程では、深絞り成形や曲げ成形等により、アルミニウム合金板が複雑な加工を受ける。また、ステーク工程では、タブを接合するため、リベットが強い曲げ加工を受ける。
【０００４】
このように、缶蓋の製造過程ではアルミニウム合金板が種々の曲げ加工を受ける。そのため、従来、缶蓋の素材としては、ＪＩＳ  Ａ５１８２合金板、ＪＩＳ  Ａ５０５２合金板及びＪＩＳ  Ａ５０２１合金板等の強度及び曲げ加工性の両方に優れたアルミニウム合金板が広く用いられている。また、ビールや炭酸飲料等を内容物とする場合には、缶の内圧が比較的高くなる。そのため、この場合には、５０００系アルミニウム合金の中でも比較的高い強度を有するＡ５１８２合金板が用いられることが多い。
【０００５】
コスト削減の観点からは、板厚の薄いアルミニウム合金板を缶蓋の素材として用いることが好ましい。アルミニウム合金板を薄肉化しつつ得られる缶蓋の強度を十分に確保するためには、アルミニウム合金板を高強度化する必要がある。ところが、高強度のアルミニウム合金板は、曲げ加工性が低いため、缶蓋の製造過程で割れや亀裂が発生しやすいという問題があった。
【０００６】
そこで、高い強度と優れた曲げ加工性とを両立させたアルミニウム合金板およびその製造方法が検討されている。例えば、特許文献１には、金属間化合物の数を制御するとともに、圧延集合組織であるβファイバーに属する方位密度を制御することにより、リベット成形性を高めたアルミニウム合金板およびその製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１０５５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、近年では、缶蓋用アルミニウム合金板の板厚を従来よりも一層薄くすることが強く望まれている。かかる要求に対応するために特許文献１のアルミニウム合金板の板厚を更に薄くしようとすると、曲げ加工の際にアルミニウムマトリクスと金属間化合物との界面に集中する応力が過度に大きくなる。その結果、缶蓋の製造過程において割れや亀裂が発生するおそれがある。
【０００９】
また、特許文献１のアルミニウム合金板は、製造過程において、加工性を確保するための中間焼鈍や最終焼鈍を行っている。これらの焼鈍は、工程数の増加、ひいては製造コストの増加を招く。そのため、焼鈍を行わない製造プロセスが強く望まれている。
【００１０】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、高い強度と優れた曲げ加工性とを有する缶蓋用アルミニウム合金板及びこのアルミニウム合金板を安価に製造可能な製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様は、Ｓｉ（シリコン）：０．０１０〜０．２０％（質量％、以下同じ）、Ｆｅ（鉄）：０．０１０〜０．３５％、Ｃｕ（銅）：０．００５０〜０．１５％、Ｍｎ（マンガン）：０．２０〜０．５０％、Ｍｇ（マグネシウム）：４．０〜５．０％及びＣｒ（クロム）：０．００５０〜０．１０％を含有し、残部がＡｌ（アルミニウム）及び不可避的不純物からなる化学成分と、
板表面におけるＣｕｂｅ方位密度がランダム方位試料の１．５倍以上である集合組織とを有しており、
引張強さが３５０〜４３０ＭＰａであり、
０．２％耐力が３００〜３８０ＭＰａである、缶蓋用アルミニウム合金板にある。
【００１２】
本発明の他の態様は、Ｓｉ：０．０１０〜０．２０％（質量％、以下同じ）、Ｆｅ：０．０１０〜０．３５％、Ｃｕ：０．００５０〜０．１５％、Ｍｎ：０．２０〜０．５０％、Ｍｇ：４．０〜５．０％、Ｃｒ：０．００５０〜０．１０％を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなる化学成分を有する鋳塊を準備し、
該鋳塊を４５０〜５４０℃で１時間以上加熱して均質化処理を行い、
上記鋳塊に、最終パスにおける圧下率を５〜４５％、ひずみ速度を５〜３０／ｓｅｃとし、終了時の板温度が４００〜５００℃となるようにして複数パスの熱間粗圧延を行い、
次いで、１パス目のひずみ速度を１〜２０／ｓｅｃとし、総圧下率が８０〜９５％かつ終了時の板温度が３１０〜３９０℃となるようにして複数パスの熱間仕上圧延を行うことにより、厚み方向における板中央から板表面までの全範囲において、Ｃｕｂｅ方位密度がランダム方位試料の５．０倍以上である集合組織を有する熱延板を作製し、
その後、該熱延板に冷間圧延を行う、缶蓋用アルミニウム合金板の製造方法にある。
【発明の効果】
【００１３】
上記缶蓋用アルミニウム合金板は、上記特定の化学成分と、上記特定の集合組織とを有している。上記アルミニウム合金板は、少なくとも上記特定の化学成分を有していることにより、上記特定の範囲の引張強さ及び０．２％耐力を容易に実現することができる。そして、上記特定の範囲の引張強さ及び０．２％耐力を有する上記アルミニウム合金板は、缶蓋の強度を確保しつつ、従来のアルミニウム合金板よりも板厚を薄くすることができる。
【００１４】
また、上記アルミニウム合金板は、板表面におけるＣｕｂｅ方位密度がランダム方位試料の１．５倍以上である集合組織を有している。Ｃｕｂｅ方位（｛００１｝＜１００＞）の方位密度が上記特定の範囲内である上記アルミニウム合金板は、曲げ変形中の応力集中を緩和することができる。それ故、上記アルミニウム合金板は、缶蓋の製造過程において、割れや亀裂の起点となる微小なクラックの発生を抑制することができる。その結果、従来のアルミニウム合金板よりも曲げ加工性を向上させることができる。
【００１５】
このように、上記アルミニウム合金板は、上記特定の化学成分及び集合組織を有していることにより、高い強度と優れた曲げ加工性とを両立させることができる。
【００１６】
また、上記アルミニウム合金板の製造方法は、上記熱間粗圧延及び上記熱間仕上圧延の条件を上記特定の範囲とすることにより、熱間粗圧延時のパス間や、熱間仕上圧延時のパス間等に起こる再結晶を抑制することができる。その結果、Ｃｕｂｅ方位密度が高い上記熱延板を作製することができる。そして、上記熱延板に冷間圧延を行うことにより、上記アルミニウム合金板のＣｕｂｅ方位密度を、容易に上記特定の範囲にすることができる。
【００１７】
また、上記製造方法によれば、上記熱延板のＣｕｂｅ方位密度を十分に高くすることができる。そのため、熱間仕上圧延終了後から冷間圧延終了までの間に、中間焼鈍を実施してＣｕｂｅ方位密度を高める必要がない。従って、上記製造方法によれば、従来よりも熱処理工程を削減することができる。その結果、上記アルミニウム合金板の製造コストを従来よりも低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例における、完全な再結晶組織の一例を示す図面代用写真である。
【図２】実施例における、圧延組織の一例を示す図面代用写真である。
【図３】実施例における、シェル蓋の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
上記アルミニウム合金板における化学成分の限定理由について説明する。
【００２０】
・Ｓｉ（シリコン）：０．０１０〜０．２０％
Ｓｉは、Ｍｇと共存した場合、Ｍｇ2Ｓｉ析出物を形成する。この析出物は、塗装焼付時などに上記アルミニウム合金板が軟化することを抑制する効果を有する。Ｓｉの含有量を上記特定の範囲とすることにより、上記アルミニウム合金板の軟化を抑制するとともに、曲げ加工性を向上させることができる。
【００２１】
Ｓｉの含有量が０．０１０％未満の場合には、上記アルミニウム合金板の軟化を抑制する効果が不十分となる。また、この場合には、鋳造時に高純度のアルミニウム地金を使用する必要があるため、生産性の悪化や製造コストの増大を招く。これらの問題を回避する観点からは、Ｓｉの含有量は０．０３０％以上であることが好ましい。
【００２２】
一方、Ｓｉ量の含有量が０．２０％を超える場合には、Ｓｉを含有する金属間化合物の含有量が増加する。この金属間化合物が上記アルミニウム合金板中に多量に存在すると、曲げ時の亀裂の発生や進展が促進されることに加え、集合組織のランダム化を招く。その結果、上記アルミニウム合金板の曲げ加工性が悪化するおそれがある。曲げ加工性の悪化を回避する観点からは、Ｓｉの含有量は０．１５％以下であることが好ましい。
【００２３】
・Ｆｅ（鉄）：０．０１０〜０．３５％
Ｆｅは、塗装焼付時などに上記アルミニウム合金板が軟化することを抑制する効果を有する。Ｆｅの含有量を上記特定の範囲にすることにより、上記アルミニウム合金板の軟化を抑制するとともに、曲げ加工性を向上させることができる。
【００２４】
Ｆｅの含有量が０．０１０％未満の場合には、上記アルミニウム合金板の軟化を抑制する効果が不十分である。また、この場合には、鋳造時に高純度のアルミニウム地金を使用する必要があるため、生産性の悪化や製造コストの増大を招く。これらの問題を回避する観点からは、Ｆｅの含有量は０．０５０％以上であることが好ましい。
【００２５】
一方、Ｆｅの含有量が０．３５％を超える場合には、Ｆｅを含有する金属間化合物が増加する。この金属間化合物が上記アルミニウム合金板中に多量に存在すると、曲げ加工時の亀裂の発生や進展が促進されることに加え、集合組織のランダム化を招く。その結果、上記アルミニウム合金板の曲げ加工性が悪化するおそれがある。曲げ加工性の悪化を回避する観点からは、Ｆｅの含有量は０．３０％以下であることが好ましい。
【００２６】
・Ｃｕ（銅）：０．００５０〜０．１５％
Ｃｕは、固溶強化により、上記アルミニウム合金板の強度を向上させる効果を有する。Ｃｕの含有量を上記特定の範囲にすることにより、高い強度と優れた曲げ加工性とを容易に両立させることができる。
【００２７】
Ｃｕの含有量が０．００５０％未満の場合には、上記アルミニウム合金板の引張強さ及び／または０．２％耐力が上記特定の範囲よりも低くなるおそれがある。上記アルミニウム合金板の強度をより高くするためには、Ｃｕの含有量は０．０１０％以上であることが好ましい。
【００２８】
一方、Ｃｕの含有量が０．１５％を超える場合には、上記アルミニウム合金板の引張強さ及び／または０．２％耐力が過度に高くなり、上記アルミニウム合金板の曲げ加工性の悪化を招くおそれがある。曲げ加工性の悪化を回避する観点からは、Ｃｕの含有量は０．１３％以下であることが好ましい。
【００２９】
・Ｍｎ（マンガン）：０．２０〜０．５０％
Ｍｎは、固溶強化により、上記アルミニウム合金板の強度を向上させる効果を有する。Ｍｎの含有量を上記特定の範囲にすることにより、高い強度と優れた曲げ加工性とを容易に両立させることができる。
【００３０】
Ｍｎの含有量が０．２０％未満の場合には、上記アルミニウム合金板の引張強さ及び／または０．２％耐力が上記特定の範囲よりも低くなるおそれがある。上記アルミニウム合金板の強度をより高くするためには、Ｍｎの含有量は０．２５％以上であることが好ましい。
【００３１】
一方、Ｍｎの含有量が０．５０％を超える場合には、上記アルミニウム合金板の引張強さ及び／または０．２％耐力が過度に高くなるおそれがある。また、この場合には、Ｍｎを含有する金属間化合物が増加する。この金属間化合物が上記アルミニウム合金板中に多量に存在すると、曲げ時の亀裂の発生や進展が促進されることに加え、集合組織のランダム化を招く。これらの結果、上記アルミニウム合金板の曲げ加工性が悪化するおそれがある。曲げ加工性の悪化を回避する観点からは、Ｍｎの含有量は０．４５％以下であることが好ましい。
【００３２】
・Ｍｇ（マグネシウム）：４．０〜５．０％
Ｍｇは、固溶強化により、上記アルミニウム合金板の強度を向上させる作用を有する。Ｍｇの含有量を上記特定の範囲とすることにより、高い強度と優れた曲げ加工性とを容易に両立させることができる。
【００３３】
Ｍｇの含有量が４．０％未満の場合には、上記アルミニウム合金板の引張強さ及び／または０．２％耐力が上記特定の範囲よりも低くなるおそれがある。上記アルミニウム合金板の強度をより高くするためには、Ｍｇの含有量は４．２％以上であることが好ましい。
【００３４】
一方、Ｍｇの含有量が５．０％を超える場合には、上記アルミニウム合金板の引張強さ及び／または０．２％耐力が過度に高くなり、曲げ加工性の悪化を招くおそれがある。また、この場合には、熱間圧延性を悪化させ、圧延中に板幅方向における端部が割れてしまうおそれがある。これらの問題を回避する観点からは、Ｍｇの含有量は４．９％以下であることが好ましい。
【００３５】
・Ｃｒ（クロム）：０．００５０〜０．１０％
Ｃｒは、固溶強化により、上記アルミニウム合金板の強度を向上させる作用を有する。Ｃｒの含有量を上記特定の範囲とすることにより、高い強度と優れた曲げ加工性とを容易に両立させることができる。
【００３６】
Ｃｒの含有量が０．００５０％未満の場合には、上記アルミニウム合金板の引張強さ及び／または０．２％耐力が上記特定の範囲よりも低くなるおそれがある。上記アルミニウム合金板の強度をより高くするためには、Ｃｒの含有量が０．０１０％以上であることが好ましい。
【００３７】
一方、Ｃｒの含有量が０．１０％を超える場合には、Ｃｒを含有する粗大な金属間化合物が形成される。この金属間化合物が形成されると、曲げ時の亀裂の発生や進展が促進される、あるいは上記アルミニウム合金板の引張強さ及び／または０．２％耐力が過度に高くなる等の問題が生じ、上記アルミニウム板の曲げ加工性の悪化を招く。曲げ加工性の悪化を回避する観点からは、Ｃｒの含有量は０．０８０％以下であることが好ましい。
【００３８】
・引張強さ：３５０〜４３０ＭＰａ、０．２％耐力：３００〜３８０ＭＰａ
上記アルミニウム合金板の引張強さは３５０〜４３０ＭＰａであり、０．２％耐力は３００〜３８０ＭＰａである。上記特定の範囲の引張強さ及び０．２％耐力を有する上記アルミニウム合金板は、高い強度と優れた曲げ加工性とを両立させることができる。高い強度と優れた曲げ加工性とを両立させる観点からは、上記アルミニウム合金板の引張強さを３６０〜４２０ＭＰａとすることが好ましい。また、同様の観点から、上記アルミニウム合金板の０．２％耐力を３１０〜３７０ＭＰａとすることが好ましい。
【００３９】
引張強さまたは０．２％耐力が上記特定の範囲よりも低い場合には、上記アルミニウム合金板の強度が不足するため、缶蓋に要求される耐圧を満足することが難しい。一方、引張強さまたは０．２％耐力が上記特定の範囲を超える場合には、上記アルミニウム合金板の強度が過度に高くなるため、曲げ加工性の低下を招くおそれがある。
【００４０】
・集合組織
上記アルミニウム合金板は、板表面におけるＣｕｂｅ方位密度がランダム方位試料の１．５倍以上である集合組織を有している。これにより、上記アルミニウム合金板の曲げ加工性を向上させることができる。なお、板表面とは、上記アルミニウム合金板から缶蓋を作製した際に、缶の外側となる面をいう。また、ランダム方位試料とは、試料中の結晶方位が特定の方向に配向していない試料をいう。
【００４１】
アルミニウム合金板のＣｕｂｅ方位密度が１．５倍未満の場合には、曲げ時の応力集中の緩和が不十分となる。その結果、曲げ時の亀裂の発生や進展を抑制する効果が不十分となり、曲げ加工性の悪化を招くおそれがある。
【００４２】
上記アルミニウム合金板の曲げ加工性を向上させるためには、Ｃｕｂｅ方位密度を高くすることが好ましい。しかし、アルミニウム合金板のＣｕｂｅ方位密度を高くするためには、Ｓｉ、Ｆｅ及びＭｎの含有量を低減する、あるいは熱間粗圧延における圧延パスを多くする等の方法を採用する必要がある。それ故、アルミニウム合金板のＣｕｂｅ方位密度を過度に高くしようとすると、かえって製造コストや生産性の悪化を招く。かかる問題を回避する観点からは、アルミニウム合金板のＣｕｂｅ方位密度は、ランダム方位試料の１０倍以下であることが好ましい。
【００４３】
次に、上記アルミニウム合金板の製造方法を説明する。まず、上記特定の範囲の化学成分を有するアルミニウム合金から鋳塊を作製する。鋳塊の作製には、例えば半連続鋳造等の従来公知の方法を採用することができる。次に、得られた鋳塊を４５０〜５４０℃で１時間以上加熱して均質化処理を施す。加熱温度及び加熱時間を上記特定の範囲内にすることにより、十分に均質化を行うことができる。その結果、上記アルミニウム合金板の曲げ加工性を向上させることができる。
【００４４】
均質化処理における加熱温度が４５０℃未満の場合には、均質化が不十分となるおそれがある。その結果、上記アルミニウム合金板の曲げ加工性が悪化するおそれがある。かかる問題を回避する観点からは、加熱温度を４７０℃以上にすることが好ましい。
【００４５】
一方、均質化処理における加熱温度が５４０℃を越える場合には、鋳塊表面に酸化や膨れが生じ、表面品質の低下を招くおそれがある。かかる問題を回避する観点からは、加熱温度を５２０℃以下にすることが好ましい。
【００４６】
均質化処理における加熱時間が１時間未満の場合には、均質化が不十分となるおそれがある。その結果、上記アルミニウム合金板の曲げ加工性が悪化するおそれがある。かかる問題を回避する観点からは、加熱時間を２時間以上にすることが好ましい。
【００４７】
一方、加熱時間が２４時間を越える場合には、生産性が悪くなる。かかる問題を回避する観点からは、加熱時間を２４時間以下にすることが好ましい。
【００４８】
均質化処理の後、熱間粗圧延及び熱間仕上圧延を行い、熱延板を作製する。熱間粗圧延においては、通常、リバース式圧延機を用いて複数パスの圧延を行う。熱間粗圧延は、最終パスにおける圧下率を５〜４５％、ひずみ速度を５〜３０／ｓｅｃとし、終了時の板温度が４００〜５００℃となるように実施する。かかる条件で熱間粗圧延を行うことにより、熱間仕上圧延に供する板の厚みや集合組織を適正な範囲にすることができる。
【００４９】
最終パスにおける圧下率が５％未満となる場合には、熱間粗圧延における総パス数が過度に多くなるため、熱間粗圧延終了時の板温度の低下を招く。その結果、熱間仕上圧延中に板の端部が割れるおそれがある。かかる問題を回避する観点からは、最終パスにおける圧下率を１０％以上にすることが好ましい。
【００５０】
一方、最終パスにおける圧下率が４５％を超える場合には、再結晶駆動力が高くなり、パス間での再結晶が促進される。その結果、集合組織がランダム化し、上記アルミニウム合金板の曲げ加工性の悪化を招くおそれがある。かかる問題を回避する観点からは、最終パスにおける圧下率を４０％以下にすることが好ましい。
【００５１】
また、最終パスにおけるひずみ速度が５／ｓｅｃ未満の場合には、熱間粗圧延終了時の板温度が低下するため、熱間仕上圧延中に板の端部が割れるおそれがある。かかる問題を回避する観点からは、最終パスにおけるひずみ速度を１０／ｓｅｃ以上にすることが好ましい。
【００５２】
一方、最終パスにおけるひずみ速度が３０／ｓｅｃを越える場合には、再結晶駆動力が高くなり、パス間での再結晶が促進される。その結果、集合組織がランダム化し、上記アルミニウム合金板の曲げ加工性の悪化を招くおそれがある。かかる問題を回避する観点からは、最終パスにおけるひずみ速度を２５／ｓｅｃ以下にすることが好ましい。
【００５３】
また、熱間粗圧延の終了時における板温度が４００℃未満である場合には、板温度が低すぎるため、熱間仕上圧延中に板の端部が割れるおそれがある。かかる問題を回避する観点からは、熱間粗圧延の終了時における板温度を４２０℃以上にすることが好ましい。
【００５４】
一方、熱間粗圧延の終了時における板温度が５００℃を超える場合には、再結晶駆動力が高くなる。その結果、集合組織がランダム化し、上記アルミニウム合金板の曲げ加工性の悪化を招くおそれがある。かかる問題を回避する観点からは、熱間粗圧延の終了時における板温度を４９０℃以下にすることが好ましい。
【００５５】
熱間仕上圧延においては、通常、タンデムミルを用いて複数パスの圧延を行う。熱間仕上圧延は、１パス目のひずみ速度を１〜２０／ｓｅｃとし、総圧下率が８０〜９５％、終了時における熱延板の温度が３１０〜３９０℃となるように実施する。上記特定の条件で熱間仕上圧延を行うことにより、熱延板の厚みや集合組織を適正な範囲にすることができる。
【００５６】
熱間仕上圧延における１パス目のひずみ速度が１／ｓｅｃ未満の場合には、パス間での再結晶の進行により、Ｃｕｂｅ方位密度が低下するおそれがある。その結果、上記アルミニウム合金板の曲げ加工性の悪化を招くおそれがある。かかる問題を回避する観点からは、１パス目のひずみ速度を３／ｓｅｃ以上にすることが好ましい。
【００５７】
一方、１パス目のひずみ速度が２０／ｓｅｃを超える場合には、潤滑不足により板面が荒れてしまい、表面品質の低下を招くおそれがある。かかる問題を回避する観点からは、１パス目のひずみ速度を１５／ｓｅｃ以下にすることが好ましい。
【００５８】
また、総圧下率が８０％未満の場合には、熱延板に圧延組織が残存するおそれがある。その結果、アルミニウム合金板のＣｕｂｅ方位密度が低くなり、曲げ加工性の悪化を招くおそれがある。一方、総圧下率が９５％を越える場合には、再結晶駆動力が高くなる。その結果、集合組織がランダム化し、上記アルミニウム板の曲げ加工性の悪化を招くおそれがある。
【００５９】
また、熱間仕上圧延の終了時における熱延板の温度が３１０℃未満の場合には、熱延板中に圧延組織が残存するおそれがある。その結果、アルミニウム合金板のＣｕｂｅ方位密度が低くなり、曲げ加工性の悪化を招くおそれがある。かかる問題を回避する観点からは、熱延板の温度を３２０℃以上にすることが好ましい。
【００６０】
一方、熱延板の温度が３９０℃を超える場合には、圧延中の温度が高いため、潤滑が不足するおそれがある。その結果、板面が荒れ、表面品質の低下を招くおそれがある。かかる問題を回避する観点からは、延板の温度を３７０℃以下にすることが好ましい。
【００６１】
熱間粗圧延及び熱間仕上圧延を上記特定の条件で行うことにより、厚み方向における板中央から板表面までの全範囲において、Ｃｕｂｅ方位密度がランダム方位試料の５．０倍以上である熱延板を作製することができる。上記熱延板の集合組織を上記特定の範囲に制御することにより、上記アルミニウム合金板のＣｕｂｅ方位密度を高くすることができる。その結果、高い曲げ加工性を有するアルミニウム合金板を容易に作製することができる。
【００６２】
熱延板のＣｕｂｅ方位密度がランダム方位に対して５．０倍未満の場合には、上記アルミニウム合金板のＣｕｂｅ方位密度を上記特定の範囲にすることが難しくなるおそれがある。
【００６３】
上記アルミニウム合金板のＣｕｂｅ方位密度を高くするためには、熱延板のＣｕｂｅ方位密度を高くすることが好ましい。しかし、熱延板のＣｕｂｅ方位密度を高くするためには、Ｓｉ、Ｆｅ及びＭｎの含有量を低減する、あるいは熱間粗圧延における圧延パスを多くする等の方法を採用する必要がある。それ故、熱延板のＣｕｂｅ方位密度を過度に高くしようとすると、製造コストや生産性が悪化するおそれがある。かかる問題を回避する観点からは、熱延板のＣｕｂｅ方位密度をランダム方位試料の３５倍以下にすることが好ましい。
【００６４】
熱間仕上圧延を行った後、熱延板に冷間圧延を行う。このとき、熱間仕上圧延が完了してから冷間圧延を行うまでの間に、必要に応じて熱延板に中間焼鈍を行ってもよい。熱間粗圧延及び熱間仕上圧延を上記特定の条件で行った場合には、中間焼鈍を実施することなく冷間圧延を行うことができる。
【００６５】
冷間圧延は、総圧下率が８０〜９５％となるようにして実施することが好ましい。これにより、高い強度と優れた曲げ加工性とを両立させたアルミニウム合金板を容易に作製することができる。総圧下率が８０％未満の場合には、上記アルミニウム板の強度が不足し、缶蓋に要求される耐圧を満足できなくなるおそれがある。かかる問題を回避する観点からは、冷間圧延の総圧下率を８０％以上にすることが好ましく、８４％以上にすることがより好ましい。
【００６６】
一方、総圧下率が９５％を超える場合には、Ｃｕｂｅ方位密度が低下する、あるいはアルミニウム合金板の強度が過度に高くなる等の問題が生じるおそれがある。その結果、アルミニウム合金板の曲げ加工性が悪化するおそれがある。かかる問題を回避する観点からは、冷間圧延の総圧下率を９５％以下にすることが好ましく、９３％以下にすることがより好ましい。
【００６７】
冷間圧延終了後、必要に応じて塗装処理を実施してもよい。塗装焼付条件は、塗膜物性に応じて適宜決定することができる。一般的には、シート塗装の場合には焼付温度１８０〜２２０℃、加熱時間１０〜３０分の条件で塗装焼付が行われる。また、コイル塗装の場合には焼付温度２４０〜３００℃、加熱時間１０〜６０秒の条件で塗装焼付が行われる。焼付温度及び加熱時間がこれらの範囲であれば、焼付後のアルミニウム合金板の曲げ加工性や強度に悪影響を与えるおそれはない。
【実施例】
【００６８】
上記アルミニウム合金板の実施例を以下に説明する。なお、本発明は、この実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更することができる。
【００６９】
本例においては、まず、ＤＣ鋳造法により、表１に示す化学成分を有するアルミニウム合金（合金Ａ〜Ｐ）の鋳塊を製造した。この鋳塊に、表２に示す条件（条件ａ〜ｓ）で均質化処理、熱間粗圧延及び熱間仕上圧延を行い、熱延板を作製した。次いで、この熱延板に、表２に示す条件で冷間圧延を行った。その後、常法によりシート塗装を行い、アルミニウム合金板（試験材１〜４４）を製造した。なお、熱間粗圧延においては、リバース式圧延機を用いて複数パスの圧延を行った。また、熱間仕上圧延は、４スタンドのタンデムミルを用いて行った。冷間圧延においては、シングルミルを用いて４〜８パスの圧延を行った。
【００７０】
＜熱延板の評価＞
・熱間圧延性
熱間仕上圧延後の熱延板を目視観察し、端部の割れの有無及び表面品質を評価した。その結果を表３及び表４に示した。なお、表３及び表４中の「端部の割れ」の欄には、割れが無かった場合にはＡ、割れがあった場合にはＢの記号を記載した。また、同表中の「表面品質」の欄には、ピックアップ等の欠陥が無かった場合にはＡ、欠陥があった場合にはＢの記号を記載した。
【００７１】
また、各試験材の製造途中で熱延板の一部を採取し、組織観察及び集合組織の解析を行った。
【００７２】
・組織観察
バーカー法を用いて熱延板を研磨し、圧延方向に平行な板断面（Ｌ−ＳＴ面）を観察した。その結果を表３及び表４に示した。なお、表３及び表４中の「組織観察」の欄には、組織観察の結果、完全な再結晶組織であった場合にＡ、圧延組織が残存していた場合はＢの記号を記載した。
【００７３】
完全な再結晶組織は、例えば図１に示すように、多数の粒状結晶から構成されている。一方、圧延組織は、例えば図２に示すように、圧延方向に伸びた繊維状の組織となる。なお、図１及び図２における縦方向は厚み方向（ＳＴ方向）であり、横方向は圧延方向（Ｌ方向）である。
【００７４】
・集合組織の解析
ＳＥＭ−ＥＢＳＤ（走査電子顕微鏡−電子線後方散乱回折）法により、組織観察を行った上記の板断面（Ｌ−ＳＴ面）のＣｕｂｅ方位密度を算出した。そして、厚み方向における中央から板表面までの全範囲のＣｕｂｅ方位密度を平均した。この平均値を、別途算出したランダム方位試料のＣｕｂｅ方位密度に対する倍率に換算し、表３及び表４の「Ｃｕｂｅ方位密度」の欄に示した。なお、Ｃｕｂｅ方位密度は、Ｃｕｂｅ方位の面指数である｛００１｝＜１００＞から傾角１５°以内の全ての結晶粒から算出した。ランダム方位試料としては、集合組織を持たないアルミニウム粉末を使用した。また、集合組織の解析には、ＴＳＬ社製ＯＩＭ（Orientation  Imaging  Microscopy）を使用した。
【００７５】
＜試験材の評価＞
各試験材について、引張特性、集合組織、耐圧、蓋成形性及びＥＲＶ（Enamel  Rater  Value）を評価した。
【００７６】
・引張特性
各試験材からＪＩＳ５号引張試験片を採取し、シート塗装により形成された塗膜を除去した。その後、ＪＩＳ  Ｚ２２４１の規定に従って引張試験を行い、引張強さ及び０．２％耐力を評価した。なお、試験片は、長手方向が圧延方向と平行になるように採取した。
【００７７】
・集合組織
Ｘ線回折法により、板表面のＣｕｂｅ方位密度を測定した。そして、板表面のＣｕｂｅ方位密度を、別途算出したランダム方位試料のＣｕｂｅ方位密度に対する倍率に換算し、表３及び表４の「Ｃｕｂｅ方位密度」の欄に示した。なお、Ｃｕｂｅ方位密度は、熱延板の評価と同様に、Ｃｕｂｅ方位の面指数である｛００１｝＜１００＞から傾角１５°以内の全ての結晶粒から算出した。また、ランダム方位試料としては、集合組織を持たないアルミニウム粉末を使用した。
【００７８】
・蓋成形性
各試験材から図３に示すφ２０４のシェル蓋１を５０枚ずつ作製した。これらのシェル蓋１を目視観察し、割れの有無を評価した。その結果を表３及び表４に示した。なお、表３及び表４の「蓋成形性」の欄には、５０枚全てに割れが無かった場合にはＡ、１枚以上割れが発生した場合にはＢの記号を記載した。
【００７９】
・耐圧
各試験材から作製したφ２０４のシェル蓋１と缶胴との巻締を行った後、缶胴から缶底部分をトリミングしてテストピースを作製した。このテストピースを測定装置に取り付け、テストピースの内部に圧縮空気を送り込んで内部を加圧した。そして、シェル蓋１が缶の外側へ向かって凸状となるように反転変形した際の内圧を測定した。表３及び表４の「耐圧」の欄に、シェル蓋１が反転した際の内圧が５００ｋＰａ以上であった場合にはＡ、５００ｋＰａ未満の場合にはＢの記号を記載した。
【００８０】
・ＥＲＶ
各試験材から作製したφ２０４のシェル蓋１を用いてＥＲＶ測定を行った。この測定により得られたＥＲＶの値が大きい場合には、製造過程においてシェル蓋１に亀裂などが発生し、それに伴ってシェル蓋１表面の塗膜に割れが発生した可能性がある。表３及び表４の「ＥＲＶ」の欄に、ＥＲＶが１０ｍＡ未満であった場合にはＡ、１０ｍＡ以上であった場合にはＢの記号を記載した。なお、ＥＲＶ測定の測定液には、１．０質量％のＮａＣｌ及び０．０２質量％の界面活性剤を含む水溶液を用いた。また、印加電圧は６．４Ｖ、通電時間は１０秒とした。
【００８１】
【表１】
2017150043.tif 000003
【００８２】
【表２】
2017150043.tif 000004
【００８３】
【表３】
2017150043.tif 000005
【００８４】
【表４】
2017150043.tif 000006
【００８５】
表１〜表３に示すように、試験材１〜２０は、上記特定の範囲の化学成分及び集合組織を有するとともに、引張強さ及び０．２％耐力が上記特定の範囲内であった。それ故、これらの試験材は、高い強度と優れた曲げ加工性とを両立することができた。そして、これらの試験材から作製したシェル蓋は、曲げ加工の際に割れや亀裂が発生せず、耐圧、ＥＲＶ及び表面品質などの諸特性が良好であった。
【００８６】
表１、表２及び表４に示すように、試験材２１及び２２は、Ｓｉ量またはＦｅ量のいずれかが上記特定の範囲よりも多かった。そのため、金属間化合物が多量に形成されるとともに、集合組織のランダム化によりＣｕｂｅ方位密度が低下した。その結果、これらの試験材の曲げ加工性が低下し、シェル蓋の製造過程において割れや亀裂が発生した。
【００８７】
試験材２３、２５、２７及び２９は、Ｃｕ量、Ｍｎ量、Ｍｇ量またはＣｒ量のいずれかが上記特定の範囲よりも少なかったため、引張強さ及び０．２％耐力が上記特定の範囲よりも低くなった。それ故、これらの試験材から作製したシェル蓋は、耐圧が不十分であった。
【００８８】
試験材２４は、Ｃｕ量が上記特定の範囲よりも多かったため、引張強さ及び０．２％耐力が上記特定の範囲よりも高くなった。それ故、試験材２４の曲げ加工性が低下し、シェル蓋の製造過程において割れや亀裂が発生した。
試験材２６は、Ｍｎ量が上記特定の範囲よりも多かった。そのため、引張強さ及び０．２％耐力が上記特定の範囲よりも高くなるともに、集合組織のランダム化によりＣｕｂｅ方位密度が低下した。これらの結果、試験材２６の曲げ加工性が低下し、シェル蓋の製造過程において割れや亀裂が発生した。
【００８９】
試験材２８は、Ｍｇ量が上記特定の範囲よりも多かったため、熱間圧延中に板端部に割れが発生した。そのため、冷間圧延を行うことなく、試験材２８の製造を中止した。
試験材３０は、Ｃｒ量が上記特定の範囲よりも多かった。そのため、引張強さ及び０．２％耐力が上記特定の範囲よりも高くなるともに、粗大な金属間化合物が形成された。これらの結果、試験材３０の曲げ加工性が低下し、シェル蓋の製造過程において割れや亀裂が発生した。
【００９０】
試験材３１は、均質化温度が上記特定の範囲よりも高かったため、表面が強く酸化した。その結果、熱間圧延時にピックアップが発生し、表面品質が低下した。そのため、熱間圧延以降の工程を行うことなく、試験材３１の製造を中止した。
【００９１】
試験材３２は、熱間粗圧延における最終パスの圧下率が上記特定の範囲よりも小さかったため、熱間粗圧延におけるパス数が増え、熱間粗圧延の終了時における板温度が上記特定の範囲よりも低くなった。その結果、熱間仕上圧延時に板端部に割れが発生した。そのため、冷間圧延を行うことなく、試験材３２の製造を中止した。
【００９２】
試験材３３は、熱間粗圧延における最終パスの圧下率が上記特定の範囲よりも大きかった。これにより熱間圧延中の再結晶が進行した結果、Ｃｕｂｅ方位密度が上記特定の範囲よりも低くなった。そのため、試験材３３の曲げ加工性が低下し、シェル蓋の製造過程において割れや亀裂が発生した。
【００９３】
試験材３４は、熱間粗圧延における最終パスのひずみ速度が上記特定の範囲よりも小さかったため、熱間粗圧延の終了時における板温度が上記特定の範囲よりも低くなった。その結果、熱間仕上圧延時に板端部に割れが発生した。そのため、冷間圧延を行うことなく、試験材３４の製造を中止した。
【００９４】
試験材３５は、熱間粗圧延における最終パスのひずみ速度が上記特定の範囲よりも大きかった。これにより熱間圧延中の再結晶が進行した結果、Ｃｕｂｅ方位密度が上記特定の範囲よりも低くなった。そのため、試験材３５の曲げ加工性が低下し、シェル蓋の製造過程において割れや亀裂が発生した。
【００９５】
試験材３６は、熱間粗圧延の終了時における板温度が上記特定の範囲よりも高かった。これにより熱間圧延中の再結晶が進行したため、Ｃｕｂｅ方位密度が上記特定の範囲よりも低くなった。その結果、試験材３６の曲げ加工性が低下し、シェル蓋の製造過程において割れや亀裂が発生した。
【００９６】
試験材３７は、熱間仕上圧延の１パス目におけるひずみ速度が上記特定の範囲よりも小さかった。これにより熱間圧延中の再結晶が進行した結果、Ｃｕｂｅ方位密度が上記特定の範囲よりも低くなった。それ故、試験材３７の曲げ加工性が低下し、シェル蓋の製造過程において割れや亀裂が発生した。
【００９７】
試験材３８は、熱間仕上圧延の１パス目におけるひずみ速度が上記特定の範囲よりも大きかったため、圧延中の潤滑が不足した。その結果、板面が荒れ、表面品質が低下した。それ故、冷間圧延を行うことなく、試験材３８の製造を中止した。
【００９８】
試験材３９は、熱間仕上圧延における総圧下率が上記特定の範囲よりも大きかった。これにより熱間圧延中の再結晶が進行したため、Ｃｕｂｅ方位密度が上記特定の範囲よりも低くなった。その結果、試験材３９の曲げ加工性が低下し、シェル蓋の製造過程において割れや亀裂が発生した。
【００９９】
試験材４０は、熱間仕上圧延における総圧下率が上記特定の範囲よりも小さかった。そのため、熱延板に加工組織が残存し、Ｃｕｂｅ方位密度が上記特定の範囲よりも低くなった。その結果、試験材４０の曲げ加工性が低下し、シェル蓋の製造過程において割れや亀裂が発生した。
【０１００】
試験材４１は、熱延板の温度が上記特定の範囲よりも高かったため、圧延中の潤滑が不足した。その結果、板面が荒れ、表面品質が低下した。それ故、冷間圧延を行うこと無く、試験材４１の製造を中止した。
【０１０１】
試験材４２は、熱延板の温度が上記特定の範囲よりも低かった。そのため、熱延板に加工組織が残存し、Ｃｕｂｅ方位密度が上記特定の範囲よりも低くなった。その結果、試験材４２の曲げ加工性が低下し、シェル蓋の製造過程において割れや亀裂が発生した。
【０１０２】
試験材４３は、冷間圧延における総圧下率が上記特定の範囲よりも小さかったため、引張強さ及び０．２％耐力が上記特定の範囲よりも低くなった。その結果、試験材４３から作製したシェル蓋は、耐圧が不十分であった。なお、冷間圧延における総圧下率が上記特定の範囲よりも小さい場合には、化学成分を調整して合金自体の強度をより高くすることにより、得られるアルミニウム合金板の引張強さ及び０．２％耐力を上記特定の範囲にすることができると考えられる。
【０１０３】
試験材４４は、冷間圧延における総圧下率が上記特定の範囲よりも大きかったため、引張強さ及び０．２％耐力が上記特定の範囲よりも高くなった。その結果、試験材４４の曲げ加工性が低下し、シェル蓋の製造過程において割れや亀裂が発生した。なお、冷間圧延における総圧下率が上記特定の範囲よりも大きい場合には、化学成分を調整して合金自体の強度をより低くすることにより、得られるアルミニウム合金板の引張強さ及び０．２％耐力を上記特定の範囲にすることができると考えられる。
【符号の説明】
【０１０４】
１  シェル蓋
【図１】
2017150043.tif 000007
【図２】
2017150043.tif 000008
【図３】
2017150043.tif 000009