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公開番号2025040346
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-24
出願番号2023147226
出願日2023-09-11
発明の名称キャップ用アルミニウム合金板及びその製造方法
出願人MAアルミニウム株式会社,アルテミラ株式会社,アルテミラ製缶株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類C22C 21/00 20060101AFI20250314BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】本発明は、キャップ用アルミニウム合金板とその製造方法の提供を目的とする。
【解決手段】本発明に係るキャップ用アルミニウム合金板は、質量%で、Mn:0.85～1.1%、Mg:0.85～1.35%、Si:0.2～0.4%、Fe:0.4～0.6%、Cu:0.2～0.3%、Zn:0.1～0.3%を含有し、残部が不可避不純物とAlの組成を具備するアルミニウム合金板であり、ベーキング後における引張強さ:200～230MPa、耐力:140～200MPa、伸び:4%以上、耳率:5.5%以下であり、ベーキング後の圧延方向に対する角度0゜,45゜,90゜におけるn値の平均値が0.15以下であり,これらn値の最大値と最小値の差が0.005以下である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
質量％で、Ｍｎ：０．８５～１．１％、Ｍｇ：０．８５～１．３５％、Ｓｉ：０．２～０．４％、Ｆｅ：０．４～０．６％、Ｃｕ：０．２～０．３％、Ｚｎ：０．１～０．３％を含有し、残部が不可避不純物とＡｌの組成を具備するキャップ用アルミニウム合金板であり、ベーキング後の引張強さ：２００～２３０ＭＰａ、ベーキング後の耐力：１４０～２００ＭＰａ、ベーキング後の伸び：４％以上、耳率：５．５％以下であり、
ベーキング後の圧延方向に対する角度０゜，４５゜，９０゜におけるｎ値の平均値が０．１５以下であり，これらｎ値の最大値と最小値の差が０．００５以下であることを特徴とするキャップ用アルミニウム合金板。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
最終焼鈍時の２００℃以上の回復軟化挙動における最終焼鈍温度１０℃上昇あたりの耐力の減少量が６ＭＰａ以下である請求項１に記載のキャップ用アルミニウム合金板。
【請求項３】
質量％で、Ｍｎ：０．８５～１．１％、Ｍｇ：０．８５～１．３５％、Ｓｉ：０．２～０．４％、Ｆｅ：０．４～０．６％、Ｃｕ：０．２～０．３％、Ｚｎ：０．１～０．３％を含有し、残部不可避不純物とＡｌの組成を具備するアルミニウム合金の鋳塊を鋳造後、均質化処理を５６０～６１０℃で行い、続いて均熱処理を５２０～５５０℃で行い、熱間圧延に続いて複数パスの冷間圧延を施し、パス間の中間焼鈍を３８０～５５０℃で行い、最終冷間圧延を圧延率２０～４５％で行い、最終冷間圧延後に２００～３００℃で安定化焼鈍を施すことを特徴とするキャップ用アルミニウム合金板の製造方法。
【請求項４】
最終焼鈍時の２００℃以上の回復軟化挙動における最終焼鈍温度１０℃上昇あたりの耐力の減少量が６ＭＰａ以下のキャップ用アルミニウム合金板を得ることを特徴とする請求項３に記載のキャップ用アルミニウム合金板の製造方法。
【請求項５】
ベーキング後の引張強さ：２００～２３０ＭＰａ、ベーキング後の耐力：１４０～２００ＭＰａ、ベーキング後の伸び：４％以上、耳率：５．５％以下のキャップ用アルミニウム合金板を得ることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のキャップ用アルミニウム合金板の製造方法。
【請求項６】
ベーキング後の圧延方向に対する角度０゜,４５゜,９０゜におけるｎ値の平均値が０．１５以下であり，これらｎ値の最大値と最小値の差が０．００５以下であることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のキャップ用アルミニウム合金板の製造方法。
【請求項７】
ベーキング後の圧延方向に対する角度０゜,４５゜,９０゜におけるｎ値の平均値が０．１５以下であり，これらｎ値の最大値と最小値の差が０．００５以下であることを特徴とする請求項５に記載のキャップ用アルミニウム合金板の製造方法。
【請求項８】
前記アルミニウム合金の鋳造時に、アルミニウム合金溶湯として使用済みアルミニウム缶と、アルミ材の製造工程及び製缶工程で発生する工程端材などのアルミニウムスクラップを配合することを特徴とする請求項３または請求項４に記載のキャップ用アルミニウム合金板の製造方法。
【請求項９】
前記アルミニウム合金の鋳造時に、アルミニウム合金溶湯として使用済みアルミニウム缶と、アルミ材の製造工程及び製缶工程で発生する工程端材などのアルミニウムスクラップを配合することを特徴とする請求項５に記載のキャップ用アルミニウム合金板の製造方法。
【請求項１０】
前記アルミニウム合金の鋳造時に、アルミニウム合金溶湯として使用済みアルミニウム缶と、アルミ材の製造工程及び製缶工程で発生する工程端材などのアルミニウムスクラップを配合することを特徴とする請求項６に記載のキャップ用アルミニウム合金板の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャップ用アルミニウム合金板及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
アルミニウム飲料缶において、一般に缶胴にはＡＡ３００４やＡＡ３１０４等のＡｌ－Ｍｎ－Ｍｇ系合金が用いられており、缶蓋及びタブにはＡＡ５１８２等のＡｌ－Ｍｇ系合金が用いられている。一方で、アルミニウム飲料ボトル缶にはＡＡ３００４やＡＡ３１０４等のＡｌ－Ｍｎ－Ｍｇ系合金が用いられており、キャップ材にはＡＡ５１５１等のＡｌ－Ｍｇ系合金が用いられている。
これらアルミニウム合金のリサイクルにおいて、使用済みアルミニウム缶（ＵＢＣ：ＵｓｅｄＢｅｖｅｒａｇｅＣａｎ）の合金組成は、前述の合金を混合溶解処理することとなるため、Ａｌ－Ｍｎ－Ｍｇ合金となる。そのため、結果として得られるＵＢＣ合金組成材は缶胴用及びボトル用の原料に利用しやすい化学組成となる。
【０００３】
ＵＢＣリサイクルの一貫処理工程において、鋳造工程ではアルミニウム合金溶湯としてＵＢＣをそのまま溶解したＵＢＣ溶湯を用いるか、純度の高い原料や母合金にＵＢＣと、アルミニウム合金板の製造工程及び製缶工程で発生する工程端材などのアルミニウムスクラップを混合した溶湯を用いる。これら溶湯を鋳造することによって得られたアルミニウム合金をＵＢＣリサイクル材と呼称する。
ＵＢＣ配合率の高いアルミニウム合金板を製造すると、アルミニウム新地金を採用する場合に比べ、ＣＯ２の発生量を大幅に抑制し、環境負荷を低減できる。
【０００４】
例えば、以下の特許文献１には、飲料缶のボトム成形性やボトム強度を勘案してアルミニウム合金の組成を調整し、均質化条件や圧延条件などの製造条件を調整することで飲料缶ボディ用に優れたアルミニウム合金板を提供する技術が開示されている。
また、以下の特許文献２には、３０％以上のリサイクル内容物を含む２０００系～７０００系の溶融アルミニウム合金から、第１熱間圧延ステップでホットバンドを鋳造し、次いで第２の熱間圧延により厚さを５０％減少させたゲージを得る技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第６８５０６３５号公報
特許第６９６４７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＵＢＣリサイクル材はＭｎを比較的高濃度で含有するため、ボトルキャップ用材料へ水平展開することは難しい。
これは、合金系によって加工硬化性が変化するため、現状の製造工程のままＵＢＣリサイクル材を利用すると、例えばキャップ側壁部の絞り成形を受ける箇所の強度が変化し、キャップ各所の強度バランスが崩れてしまうなどの問題があるためである。このため、ＵＢＣリサイクル材はボトルキャップ用材へほとんど利用されていないのが現状である。
【０００７】
本発明者らは上記課題に鑑み、ＵＢＣリサイクル材を利用可能な組成系でありながら、キャップ用として好適な特徴を有するアルミニウム合金板及びその製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本形態のキャップ用アルミニウム合金板は、質量％で、Ｍｎ：０．８５～１．１％、Ｍｇ：０．８５～１．３５％、Ｓｉ：０．２～０．４％、Ｆｅ：０．４～０．６％、Ｃｕ：０．２～０．３％、Ｚｎ：０．１～０．３％を含有し、残部が不可避不純物とＡｌの組成を具備するキャップ用アルミニウム合金板であり、ベーキング後の引張強さ：２００～２３０ＭＰａ、ベーキング後の耐力：１４０～２００ＭＰａ、ベーキング後の伸び：４％以上、耳率：５．５％以下であり、ベーキング後の圧延方向に対する角度０゜，４５゜，９０゜におけるｎ値の平均値が０．１５以下であり，これらｎ値の最大値と最小値の差が０．００５以下であることを特徴とするキャップ用アルミニウム合金板。
（２）本形態のキャップ用アルミニウム合金板において、最終焼鈍時の２００℃以上の回復軟化挙動における最終焼鈍温度１０℃上昇あたりの耐力の減少量が６ＭＰａ以下であることが好ましい。
【０００９】
（３）本形態のキャップ用アルミニウム合金板の製造方法は、質量％で、Ｍｎ：０．８５～１．１％、Ｍｇ：０．８５～１．３５％、Ｓｉ：０．２～０．４％、Ｆｅ：０．４～０．６％、Ｃｕ：０．２～０．３％、Ｚｎ：０．１～０．３％を含有し、残部不可避不純物とＡｌの組成を具備するアルミニウム合金の鋳塊を鋳造後、均質化処理を５６０～６１０℃で行い、続いて均熱処理を５２０～５５０℃で行い、熱間圧延に続いて複数パスの冷間圧延を施し、パス間の中間焼鈍を３８０～５５０℃で行い、最終冷間圧延を圧延率２０～４５％で行い、最終冷間圧延後に２００～３００℃で安定化焼鈍を施すことを特徴とする。
（４）本形態のキャップ用アルミニウム合金板の製造方法において、最終焼鈍時の２００℃以上の回復軟化挙動における最終焼鈍温度１０℃上昇あたりの耐力の減少量が６ＭＰａ以下のキャップ用アルミニウム合金板を得ることが好ましい。
（５）本形態のキャップ用アルミニウム合金板の製造方法において、ベーキング後の引張強さ：２００～２３０ＭＰａ、ベーキング後の耐力：１４０～２００ＭＰａ、ベーキング後の伸び：４％以上、耳率：５．５％以下のキャップ用アルミニウム合金板を得ることが好ましい。
【００１０】
（６）前記（３）または（４）に係る本形態のキャップ用アルミニウム合金板の製造方法において、ベーキング後の圧延方向に対する角度０゜,４５゜,９０゜におけるｎ値の平均値が０．１５以下であり，これらｎ値の最大値と最小値の差が０．００５以下であることが好ましい。
（７）前記（５）に係る本形態のキャップ用アルミニウム合金板の製造方法において、ベーキング後の圧延方向に対する角度０゜,４５゜,９０゜におけるｎ値の平均値が０．１５以下であり，これらｎ値の最大値と最小値の差が０．００５以下であることが好ましい。
（８）前記（３）または（４）に係る本形態のキャップ用アルミニウム合金板の製造方法において、前記アルミニウム合金の鋳造時に、アルミニウム合金溶湯として使用済みアルミニウム缶と、アルミ材の製造工程及び製缶工程で発生する工程端材などのアルミニウムスクラップを配合することが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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