Furukawa-Sky Review No.2 (April 2006)

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技術論文

缶胴のボトムしわ発生に及ぼすアルミニウム合金板の材料特性の影響
Effect of Material Properties of Aluminum Alloy Sheet on Bottom Wrinkling of Can Body

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  • 鈴木 覚
    Satoshi Suzuki
  • 藤田 和子
    Kazuko Fujita

飲料用缶は製缶技術の進歩とともに軽量化され,缶胴用材の薄肉化もこれに伴って進行してきた。この場合,缶胴の製造工程における再絞り工程においてボトムしわと呼ばれる現象が発生しやすくなる。このボトムしわ発生を抑制するには素材強度の低下が効果的であると従来から考えられてきたが,缶体強度の観点からそのような対応には限界がある。また素材特性と耐ボトムしわ性の関係についての報告は少ないが,加工硬化性の増大によりボトムしわが発生しにくくなるという報告がある。
本報告では3004合金板のMnの固溶析出状態を変化させて加工硬化性と耐ボトムしわ性への影響を調査し,さらに両特性間の相関について検討した。特にMn固溶量を増加させた場合の加工硬化性の増大,それに伴うボトムしわ発生の抑制が顕著であった。Mn固溶量の多い材料はしわ発生域での軸方向のひずみが大きくなっている事が確認され,再絞り時の縮径化による余肉が軸方向の変形に吸収されてしわ発生が抑制されているものと考えられた。

Weight reduction of aluminum cans has been achieved along with technical progress, and the downgauging of material has continued simultaneously. But in this case, bottom wrinkling tends to occur easily during the redrawing process of the can body. So far, lowering of material strength has been thought to be an effective measure to prevent bottom wrinkling, but there are limits to such an approach, because the can strength is reduced. A few papers have discussed the relationship between material properties and bottom wrinkling. In some reports, it is said that increasing the work-hardening rate prevents bottom wrinkling. In this paper, we investigated the effect of the solid solution and precipitation state of Mn in A3004 alloy on the work-hardening rate and bottom wrinkling, and examined the correlation between the two properties. It was found that an increase of Mn solid solution content causes an increase of the work-hardening rate and a marked improvement of bottom wrinkling. It was verified for a material of high Mn solid solution content that the axial strain is large in the wrinkling-prone area. It was thought that wrinkling is suppressed because the excess thickness caused by diameter reduction when redrawing is absorbed by the axial deformation.

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