三片罐用鋼板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及適于用于食品或飲料罐的三片罐的材料的罐用鋼板及其制造方法。本 發(fā)明的三片罐用鋼板在通過在成形為圓筒狀并焊接后進一步沿圓周方向賦予拉伸應(yīng)變而 加工成具有美觀性的形狀時的加工性優(yōu)異。另外，使用本發(fā)明的三片罐用鋼板制造的罐的 相對于外力的罐身部的壓曲強度高。
【背景技術(shù)】
[0002] 從減輕環(huán)境負擔及削減成本的觀點出發(fā)，追求用于食品罐和飲料罐的鋼板的使用 量的削減，鋼板的薄壁化不斷發(fā)展。但是，伴隨著鋼板的薄壁化，出現(xiàn)以下問題：因制罐、內(nèi) 容物填充、搬送及市場中的處理時作用的外力而導(dǎo)致罐身變形，或由于因內(nèi)容物的加熱殺 菌處理等中的罐內(nèi)外的壓力增減對罐施加的力而導(dǎo)致罐身變形（壓曲）。
[0003] 作為其對策，為了提高罐身的強度而進行鋼板的高強度化。但是，在通過縫焊將罐 身接合的三片罐的情況下，因鋼板的高強度化，導(dǎo)致縫焊前將罐體成形為圓筒狀的輥軋成 形（rollforming)工序中的定形性降低，存在在焊接時在鋼板的重疊部無法確保適當?shù)膶?度從而在焊接工序中產(chǎn)生不良的情況。
[0004] 另外，鋼板的高強度化同時伴隨延性的降低，從而導(dǎo)致對焊接后的罐身施加的縮 口加工、凸緣加工等的加工性的劣化。
[0005]另外，在用于咖啡罐等飲料容器的三片罐中，多為沿相對于鋼板的軋制方向為 90°的方向、即鋼板的寬度方向進行輥軋成形的罐體。通常，鋼板的寬度方向的機械特性相 對于軋制方向為高強度、低延性，高強度化的鋼板難以適用于這種罐。
[0006] 這樣，鋼板的高強度化作為對伴隨鋼板薄壁化的耐變形性的劣化進行補償?shù)姆椒?并不一定是最佳的。
[0007] 罐身的壓曲本來就是由于因罐身部的板厚被薄壁化導(dǎo)致的罐體剛性的降低而產(chǎn) 生的。因此，考慮到為了提高耐壓曲性，提高鋼板的楊氏模量（縱向彈性模量）本身來提高 罐身的剛性的方法是有效的。楊氏模量與晶體取向具有很強的相關(guān)性。已知在<110 >方 向與軋制方向平行的晶體取向群（a纖維）多的情況下，相對于軋制方向為90°的方向上 的楊氏模量提高。作為實現(xiàn)了高楊氏模量的罐用鋼板，公開有以下技術(shù)。
[0008] 在專利文獻1中公開了如下容器用鋼板的制造技術(shù)：在冷軋退火后，進行壓下率 超過50%的二次冷軋，形成強的a纖維，提高了相對于軋制方向為90°的方向上的楊氏模 量。
[0009] 在專利文獻2中公開了如下不進行退火的容器用鋼板的制造技術(shù)：以60%以上的 壓下率對熱軋板進行冷軋，形成強的a纖維，提高了相對于軋制方向為90°的方向上的楊 氏模量。
[0010] 在專利文獻3中公開了如下容器用鋼板的制造技術(shù)：在極低碳素鋼中添加Ti、Nb、 Zr、B，在Ar3相變點以下的溫度下至少以50%以上的壓下率進行熱軋，在冷軋后在400°C以 上且再結(jié)晶溫度以下進行退火，由此提高了相對于軋制方向為90°的方向上的楊氏模量。
[0011] 另一方面，近年來存在如下情況：為了使罐體具有美觀性，在將鋼板成形為圓筒狀 并焊接后進一步沿圓周方向賦予拉伸應(yīng)變而將其加工為特征性的形狀。像這樣進行加工后 的罐被稱為異型罐。作為該異型罐的罐身的形狀方面的效果，罐身的剛性提高，罐身的強度 提高。尤其是，該高強度化對于由內(nèi)容物的加熱殺菌處理等中罐內(nèi)外的壓力增減引起的壓 曲能夠有效地發(fā)揮作用。用于這種異型罐的鋼板需要具備延性，使得不會因加工而產(chǎn)生斷 裂。另外，為了使其不會產(chǎn)生拉伸應(yīng)變（stretcherstrain)，需要將用于異型罐的鋼板的屈 服點伸長率抑制得較低。另外，為了使其不會產(chǎn)生表面劣化（surfacedeterioration)，需 要防止用于異型罐的鋼板的晶粒粗大化。另外，為了不會減小罐高度，需要使用于異型罐的 鋼板的塑性應(yīng)變比（r值）較低。
[0012] 尤其是，在用于咖啡罐等飲料容器的三片罐中，以使相對于鋼板的軋制方向為 90°的方向、即鋼板的寬度方向為罐身周向的方式進行焊接的情況較多。在該情況下，因?qū)?異型罐的加工而導(dǎo)致在罐身的周向上產(chǎn)生拉伸變形。伴隨著周向的由拉伸引起的伸長，罐 高度方向相反地在收縮方向上產(chǎn)生變形，由此，罐高度減小。為了對此進行抑制，減小周向 的r值是有效的。作為具有這樣的特性的鋼板，公開有以下的技術(shù)。
[0013] 在專利文獻4中公開了如下制造方法：將以質(zhì)量％計含有C:超過0.05%且為 0? 1% 以下、Mn:0? 3 ~1. 5%、A1 :0? 01 ~0? 1%、B:0? 0002 ~0? 01%、N:0? 0030% 以下的鋼 素材，加熱至加熱溫度：1050~1300°C后，實施精軋溫度為800~1000°C的精軋，在以卷繞 溫度：500~750°C進行卷繞后，進行酸洗以及接下來的冷軋，然后以再結(jié)晶溫度以上720°C 以下的溫度進行連續(xù)退火，之后實施壓下率：超過8%且為10%以下的二次冷軋。該技術(shù)通 過在鋼的含有成分中特別地適當調(diào)整Mn、B的添加量來進行r值的降低和時效性的改善。
[0014] 在專利文獻5中公開了如下技術(shù)：將含有C:0. 0005~0. 05wt%、B:0. 0002~ 0.Olwt%的鋼坯在精軋溫度為800°C~1000°C的條件下進行熱軋后，在500~750°C的溫度 范圍內(nèi)進行卷繞，經(jīng)過一次冷軋，進行在再結(jié)晶溫度~850°C的溫度范圍內(nèi)以60sec以下的 均熱時間進行均熱的退火，接下來以壓下率20%以下進行二次冷軋，由此，使軋制方向及軋 制垂直方向中的至少一個方向的r值為1. 0以下。該技術(shù)通過規(guī)定r值來進行由加工引起 的罐高度減小的抑制。
[0015] 在先技術(shù)文獻
[0016] 專利文獻
[0017] 專利文獻1:日本特開平06 - 212353號公報
[0018] 專利文獻2:日本特開平06 - 248332號公報
[0019] 專利文獻3:日本特開平06 - 248339號公報
[0020] 專利文獻4:日本特開平11 一 124654號公報
[0021] 專利文獻5:日本特開平10 - 245655號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0022] 但是，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，存在以下所示的問題。
[0023] 在專利文獻1的技術(shù)中，為了得到高的楊氏模量，需要晶粒長徑相對于短徑之比 平均為4以上的加工組織。為了使組織成為該加工組織，在進行二次冷軋的鋼板的制造方 法中，必須使二次冷軋的壓下率超過50%，鋼板強度變得過高。另外，由于增加了二次冷軋 的工序，所以導(dǎo)致制造成本上升。
[0024] 在專利文獻2的技術(shù)中，為了得到高的楊氏模量而冷軋60%以上，并且之后完全 不進行退火，因此，鋼板不僅鋼板強度過高，而且伸長率也較差。因此，在鋼板的縮口加工和 凸緣加工中產(chǎn)生不良情況。
[0025] 在專利文獻3的技術(shù)中，為了得到高楊氏模量鋼板而必須在再結(jié)晶溫度以下進行 退火。其結(jié)果為，在鋼板的組織中殘留冷軋后的組織，不僅鋼板強度過高而且伸長率也較 差。因此，在鋼板的縮口加工和凸緣加工中產(chǎn)生不良情況。
[0026] 在專利文獻4的技術(shù)中，由于通過B的添加使容易變高的r值降低，所以需要實施 壓下率超過8%的二次冷軋。結(jié)果，鋼板的強度增加，同時延性降低。由于該延性的降低，擔 心由高加工度的罐身加工導(dǎo)致的斷裂、縮口加工性的劣化、凸緣加工性的劣化，在板厚減小 方面存在極限。
[0027] 在專利文獻5的技術(shù)中，由于使用鋼板的強度低的極低碳素鋼，所以鋼板的耐壓 曲性降低。為了抑制該降低，需要通過二次冷軋來提高鋼板的強度。通過由此來提高強度， 鋼板的伸長率降低，有可能導(dǎo)致高加工度的罐身加工中的鋼板的斷裂、縮口加工性的劣化、 凸緣加工性的劣化，在板厚的減少方面存在極限。
[0028]即，若為了防止由鋼板的薄壁化導(dǎo)致的罐體的耐壓曲性的降低而使用高強度材 料，則會伴隨縮口加工性和凸緣加工性的劣化。因此，在使罐體具有美觀性的異型罐的罐體 剛性的提高中，為了在維持罐身的加工性的同時充分確保罐體的耐壓曲強度，在板厚的減 少方面也存在極限。
[0029] 本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于，解決上述的現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供 一種罐用鋼板及其制造方法，相對于外力的罐身的壓曲強度高，另外通過在將鋼板成形為 圓筒狀后進一步沿圓周方向賦予拉伸應(yīng)變而加工為具有美觀性的形狀時的加工性也優(yōu)異。
[0030] 本申請發(fā)明人為了解決上述課題進行了深入研宄，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過以極低碳素鋼 為基并將化學成分等最優(yōu)化，能夠?qū)崿F(xiàn)相對于外力的罐身部的壓曲強度優(yōu)異的三片罐用鋼 板的制造，并基于該見解完成了本發(fā)明。即，本發(fā)明的要旨如下所述。
[0031] (1) -種三片罐用鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計，含有以下成分：C:0. 0005%以 上 0? 0035% 以下、Si:0? 050% 以下、Mn:超過 0? 60%且為 1. 00% 以下、P:0? 030% 以下、 S:0? 02