JPH01107984A - アルミクラッド鋼板の製造方法 - Google Patents
アルミクラッド鋼板の製造方法Info
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- JPH01107984A JPH01107984A JP26358387A JP26358387A JPH01107984A JP H01107984 A JPH01107984 A JP H01107984A JP 26358387 A JP26358387 A JP 26358387A JP 26358387 A JP26358387 A JP 26358387A JP H01107984 A JPH01107984 A JP H01107984A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/04—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of a rolling mill
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
(産業上の利用分野)
本発明はアルミクラッド鋼板の製造に係り、特に、接合
強度が高く平坦度の優れたアルミクラッド鋼板の製造方
法に関するものである。 (従来の技術及び解決しようとする問題点)鋼板にアル
ミニウム板をクラッドしたいわゆるアルミクラッド鋼板
は、機械的性質、耐食性等々の複合機能を有する金属材
料として各種方面で要請されている。 従来、アルミクラッド鋼板を製造する方法の代表的なも
のとして、直接熱間圧延による方法がある。鋼板とアル
ミニウム板を直接熱間圧延により接合する場合には、加
熱中の鋼板の酸化防止を図る必要がある。 例えば、特開昭58−47584号公報には、接合すべ
き鋼板とアルミニウム材の少なくとも鋼材側の合わせ面
に亜鉛又は亜鉛基合金の皮膜層を形成した後、両者を圧
延接合する方法が提案されている。しかし乍ら、この方
法による場合、板厚2 、5 am以下の薄板であれば
、市販の亜鉛鉄板を鋼板として使用でき、比較的手軽に
アルミクラッド鋼板を製造できるが、板厚6mm以上の
厚板になると、亜鉛皮膜層を有する鋼板の入手が困難な
場合が多いという難しい事情があり、また通常の鋼板に
比べて亜鉛鉄板の使用はコスト高となる等の問題がある
。 本発明は、か−る事情のもとでなされたものであって、
接合強度が高く、平坦度の優れたアルミクラッド鋼板を
安価に製造できる方法を提供することを目的とするもの
である。 (問題を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明者は、従来のアルミク
ラッド鋼板の製造法では平坦度をあまり考慮せずに検討
されていた点を鑑みて、接着強度と共に反りのないアル
ミクラッド鋼板を製造し得る方策について鋭意研究を重
ねた結果、使用する鋼板として積層鋼板を用いて反りの
発生を防止し、更に材料の組立、加熱、圧延方法を規制
して殊にアルミニウムの塑性変形によるアルミ−銅接合
界面の酸化膜崩壊作用を利用することにより、亜鉛皮膜
層の形成を必要とせずに、優れた性能のアルミクラッド
鋼板を容易に製造可能であることを見出したものである
。 すなわち、本発明に係るアルミクラッド鋼板の製造方法
は、2枚の積層鋼板とアルミニウム板とをその合わせ面
を清浄にした後、 (1)積層鋼板をアルミニウム板で包み、アルミ−鋼−
鋼−アルミの4層構造にした後、非酸化性雰囲気中で加
熱し、或いは (2)積層鋼板をアルミニウム板で包み込んで密封して
アルミ−鋼−鋼−アルミの4層構造にし、減圧した後、 これを圧延することにより鋼板とアルミニウム板とを圧
着させるに際し、圧延条件として。 ■加熱温度:100〜600℃、■少なくとも1パスは
アルミニウムの圧下率が20%以上となるようにするこ
とを特徴とするものである。 以下に本発明を更に詳細に説明する。 まず1本発明においては、アルミクラッド鋼板の素材と
して、2枚の積層鋼板を使用することが特徴の1つであ
って、この積層鋼板の周りをアルミニウム板で包み込み
、アルミ−鋼−鋼−アルミの4M構造にすることが重要
であり、これにより、アルミニウムと鋼との圧着を容易
にし、しかも反りのない平坦度の良好なアルミクラッド
鋼板を得るのに役立っている。 すなわち、外層にアルミニウムを置くことは、内層の鋼
の塑性変形量を小さく抑えて、アルミニウムに大きな塑
性変形を与えることが可能となるためであり、また内層
の鋼板が2枚であるので。 加熱によっても反りの発生が効果的に抑制することが可
能となる。 なお、積層鋼板としては、アルミクラッド鋼板に対する
所望の複合機能に応じ、適宜材質、板厚の2枚の鋼板を
適当な手段により積層したものでよい。圧延後に4M構
造のものを一対のアルミ−鋼からなるアルミクラッド鋼
板に分離する。この場合、側面の拘束部を除去すれば、
分離できるが、積層鋼板の間に予め適当な分離剤を塗布
しておくのがよい。分離剤としてはBN、AQ、○1等
々を使用することができる。その際、分離予定面と接合
予定面とを全加工工程を通じて(組立中、加熱中、圧延
中)別空間に完全に遮断し、分離剤により接合予定面が
汚染されないように配慮する必要がある。 また、アルミニウム板としては、所望の複合機能に応じ
、純アルミニウム又は適宜組成のアルミニウム合金、厚
さのものを用いることができる。 次にこのような積層鋼板をアルミニウム板で包むに先立
って、鋼板とアルミニウム板の合わせ面を清浄にしてお
く必要がある。例えば、研磨、ブラスト、或いは機械加
工などを施して凹凸をつけることは、アルミニウムー鋼
の接合強度をより高めるために効果的である。凹凸の程
度はRs+ax2μm以上が好ましい。勿論1合わせ面
には油、脂肪、はこりなどが付着しているので、脱脂す
るのが好ましい。 積層鋼板をアルミニウム板で包む態様としては、通常は
両者を層状に重ね、端部で固定するが、この場合には1
次の加熱工程では非酸化性雰囲気中で加熱する。しかし
、アルミニウムー鋼の合わせ面をより強固に圧着するに
は、積層鋼板をアルミニウム板で包み込んで密封し、こ
のコンポジットを減圧する態様が好ましい。なお、減圧
の程度は10−’Torr以下でよい、この態様の場合
には。 非酸化性雰囲気中で加熱する必要はなく、酸化性雰囲気
又は大気中で加熱できる。 次いで、か)る4層構造のコンポジットを圧延し、鋼板
とアルミニウム板を圧着する。圧延に際しては、積層鋼
板とアルミニウム板を単に包んだ場合は、加熱雰囲気を
非酸化性にする。これにより、#Iの酸化を防ぎ、より
完全な圧着が可能となる。勿論、コンポジットを密封減
圧した場合は非酸化性雰囲気にする必要はない。 加熱温度は、アルミニウムの融点以下にすることは当然
であるが、100”C未満では、アルミ−鋼の圧着に大
きな圧下量が必要となるため、圧延後の鋼板の平坦度が
悪くなり、好ましくなく、また、600℃を超える加熱
温度の場合は、アルミニウムが部分的に溶融することが
ある。したがって、適切な加熱温度は100〜600℃
の範囲である。 また、圧下率は、本発明において特に重要な条件であり
、少なくとも1バスはアルミニウムの圧下率が20%以
上となるバスとする必要がある。 これは、アルミニウムの塑性流動を利用し、アルミニウ
ムと鋼の合わせ面に生じている酸化膜を崩壊せしめ、そ
の直後に圧着させるために必要不可欠な要素である。圧
下率が20%未満では接合強度が極端に低下するので好
ましくない。パス回数は1回又は数回でよい。 なお、アルミ−鋼の2M構造であっても、そり緩和措置
を講じた圧延を行えば、4層構造のコンポジットの場合
と同等のアルミクラッド′鋼板を得ることが可能である
。 次に本発明の実施例を示す。 (実施例) 第1表に示す材質、厚さのアルミニウム板(合せ材)と
鋼板(母材)を準備し、第2表に示す条件で組立て、加
熱し、圧延を行った。 圧延後、平坦度を調べると共に超音波探傷(UST)に
より非接合部の有無を調べ、またせん断強さを調べた。 その結果を第2表に併記する。 なお、平坦度は、得られたアルミクラッド鋼板を定盤上
に載置し、圧延方向に生じたすきまをテーパーゲージで
測定することにより、すきまが1.6mm以下の場合に
o印、1.6mm超えの場合にX印を付して評価した。 第2表より明らかなように、本発明例はいずれも、非接
合部が全く認められず、しかも接合強度が5 、0 k
gf/mm”以上と高く、平坦度も良好である。 これに対し、加熱温度が本発明範囲の上限を超えた比較
例Nα6は、加熱時にアルミニウムの一部が溶損したが
、本実施例のものにはこのような不具合は生じなかった
。また比較例Nα7は加熱温度が本発明範囲の下限に達
しないものであり、本発明例に比べ、せん断強さが著し
く低く、非接合部が多数発生し、平坦度も悪い。これに
対して、本実施例のものはせん断強さが5 、0 kg
f/+am2以上と高く、非接合部は全く認められなか
った。また、平坦度も良好であった。 また、比較例Na8はアルミニウム板の圧下率が本発明
範囲の下限に達していないものであり、非接合部が多発
し、せん断強さも本発明例の値に比べて低い。 参考例&5は、アルミ−鋼の2層構造のものであるが、
反り緩和措置(異周速圧延)を講じたので、本発明例と
同様の効果が得られた。
強度が高く平坦度の優れたアルミクラッド鋼板の製造方
法に関するものである。 (従来の技術及び解決しようとする問題点)鋼板にアル
ミニウム板をクラッドしたいわゆるアルミクラッド鋼板
は、機械的性質、耐食性等々の複合機能を有する金属材
料として各種方面で要請されている。 従来、アルミクラッド鋼板を製造する方法の代表的なも
のとして、直接熱間圧延による方法がある。鋼板とアル
ミニウム板を直接熱間圧延により接合する場合には、加
熱中の鋼板の酸化防止を図る必要がある。 例えば、特開昭58−47584号公報には、接合すべ
き鋼板とアルミニウム材の少なくとも鋼材側の合わせ面
に亜鉛又は亜鉛基合金の皮膜層を形成した後、両者を圧
延接合する方法が提案されている。しかし乍ら、この方
法による場合、板厚2 、5 am以下の薄板であれば
、市販の亜鉛鉄板を鋼板として使用でき、比較的手軽に
アルミクラッド鋼板を製造できるが、板厚6mm以上の
厚板になると、亜鉛皮膜層を有する鋼板の入手が困難な
場合が多いという難しい事情があり、また通常の鋼板に
比べて亜鉛鉄板の使用はコスト高となる等の問題がある
。 本発明は、か−る事情のもとでなされたものであって、
接合強度が高く、平坦度の優れたアルミクラッド鋼板を
安価に製造できる方法を提供することを目的とするもの
である。 (問題を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明者は、従来のアルミク
ラッド鋼板の製造法では平坦度をあまり考慮せずに検討
されていた点を鑑みて、接着強度と共に反りのないアル
ミクラッド鋼板を製造し得る方策について鋭意研究を重
ねた結果、使用する鋼板として積層鋼板を用いて反りの
発生を防止し、更に材料の組立、加熱、圧延方法を規制
して殊にアルミニウムの塑性変形によるアルミ−銅接合
界面の酸化膜崩壊作用を利用することにより、亜鉛皮膜
層の形成を必要とせずに、優れた性能のアルミクラッド
鋼板を容易に製造可能であることを見出したものである
。 すなわち、本発明に係るアルミクラッド鋼板の製造方法
は、2枚の積層鋼板とアルミニウム板とをその合わせ面
を清浄にした後、 (1)積層鋼板をアルミニウム板で包み、アルミ−鋼−
鋼−アルミの4層構造にした後、非酸化性雰囲気中で加
熱し、或いは (2)積層鋼板をアルミニウム板で包み込んで密封して
アルミ−鋼−鋼−アルミの4層構造にし、減圧した後、 これを圧延することにより鋼板とアルミニウム板とを圧
着させるに際し、圧延条件として。 ■加熱温度:100〜600℃、■少なくとも1パスは
アルミニウムの圧下率が20%以上となるようにするこ
とを特徴とするものである。 以下に本発明を更に詳細に説明する。 まず1本発明においては、アルミクラッド鋼板の素材と
して、2枚の積層鋼板を使用することが特徴の1つであ
って、この積層鋼板の周りをアルミニウム板で包み込み
、アルミ−鋼−鋼−アルミの4M構造にすることが重要
であり、これにより、アルミニウムと鋼との圧着を容易
にし、しかも反りのない平坦度の良好なアルミクラッド
鋼板を得るのに役立っている。 すなわち、外層にアルミニウムを置くことは、内層の鋼
の塑性変形量を小さく抑えて、アルミニウムに大きな塑
性変形を与えることが可能となるためであり、また内層
の鋼板が2枚であるので。 加熱によっても反りの発生が効果的に抑制することが可
能となる。 なお、積層鋼板としては、アルミクラッド鋼板に対する
所望の複合機能に応じ、適宜材質、板厚の2枚の鋼板を
適当な手段により積層したものでよい。圧延後に4M構
造のものを一対のアルミ−鋼からなるアルミクラッド鋼
板に分離する。この場合、側面の拘束部を除去すれば、
分離できるが、積層鋼板の間に予め適当な分離剤を塗布
しておくのがよい。分離剤としてはBN、AQ、○1等
々を使用することができる。その際、分離予定面と接合
予定面とを全加工工程を通じて(組立中、加熱中、圧延
中)別空間に完全に遮断し、分離剤により接合予定面が
汚染されないように配慮する必要がある。 また、アルミニウム板としては、所望の複合機能に応じ
、純アルミニウム又は適宜組成のアルミニウム合金、厚
さのものを用いることができる。 次にこのような積層鋼板をアルミニウム板で包むに先立
って、鋼板とアルミニウム板の合わせ面を清浄にしてお
く必要がある。例えば、研磨、ブラスト、或いは機械加
工などを施して凹凸をつけることは、アルミニウムー鋼
の接合強度をより高めるために効果的である。凹凸の程
度はRs+ax2μm以上が好ましい。勿論1合わせ面
には油、脂肪、はこりなどが付着しているので、脱脂す
るのが好ましい。 積層鋼板をアルミニウム板で包む態様としては、通常は
両者を層状に重ね、端部で固定するが、この場合には1
次の加熱工程では非酸化性雰囲気中で加熱する。しかし
、アルミニウムー鋼の合わせ面をより強固に圧着するに
は、積層鋼板をアルミニウム板で包み込んで密封し、こ
のコンポジットを減圧する態様が好ましい。なお、減圧
の程度は10−’Torr以下でよい、この態様の場合
には。 非酸化性雰囲気中で加熱する必要はなく、酸化性雰囲気
又は大気中で加熱できる。 次いで、か)る4層構造のコンポジットを圧延し、鋼板
とアルミニウム板を圧着する。圧延に際しては、積層鋼
板とアルミニウム板を単に包んだ場合は、加熱雰囲気を
非酸化性にする。これにより、#Iの酸化を防ぎ、より
完全な圧着が可能となる。勿論、コンポジットを密封減
圧した場合は非酸化性雰囲気にする必要はない。 加熱温度は、アルミニウムの融点以下にすることは当然
であるが、100”C未満では、アルミ−鋼の圧着に大
きな圧下量が必要となるため、圧延後の鋼板の平坦度が
悪くなり、好ましくなく、また、600℃を超える加熱
温度の場合は、アルミニウムが部分的に溶融することが
ある。したがって、適切な加熱温度は100〜600℃
の範囲である。 また、圧下率は、本発明において特に重要な条件であり
、少なくとも1バスはアルミニウムの圧下率が20%以
上となるバスとする必要がある。 これは、アルミニウムの塑性流動を利用し、アルミニウ
ムと鋼の合わせ面に生じている酸化膜を崩壊せしめ、そ
の直後に圧着させるために必要不可欠な要素である。圧
下率が20%未満では接合強度が極端に低下するので好
ましくない。パス回数は1回又は数回でよい。 なお、アルミ−鋼の2M構造であっても、そり緩和措置
を講じた圧延を行えば、4層構造のコンポジットの場合
と同等のアルミクラッド′鋼板を得ることが可能である
。 次に本発明の実施例を示す。 (実施例) 第1表に示す材質、厚さのアルミニウム板(合せ材)と
鋼板(母材)を準備し、第2表に示す条件で組立て、加
熱し、圧延を行った。 圧延後、平坦度を調べると共に超音波探傷(UST)に
より非接合部の有無を調べ、またせん断強さを調べた。 その結果を第2表に併記する。 なお、平坦度は、得られたアルミクラッド鋼板を定盤上
に載置し、圧延方向に生じたすきまをテーパーゲージで
測定することにより、すきまが1.6mm以下の場合に
o印、1.6mm超えの場合にX印を付して評価した。 第2表より明らかなように、本発明例はいずれも、非接
合部が全く認められず、しかも接合強度が5 、0 k
gf/mm”以上と高く、平坦度も良好である。 これに対し、加熱温度が本発明範囲の上限を超えた比較
例Nα6は、加熱時にアルミニウムの一部が溶損したが
、本実施例のものにはこのような不具合は生じなかった
。また比較例Nα7は加熱温度が本発明範囲の下限に達
しないものであり、本発明例に比べ、せん断強さが著し
く低く、非接合部が多数発生し、平坦度も悪い。これに
対して、本実施例のものはせん断強さが5 、0 kg
f/+am2以上と高く、非接合部は全く認められなか
った。また、平坦度も良好であった。 また、比較例Na8はアルミニウム板の圧下率が本発明
範囲の下限に達していないものであり、非接合部が多発
し、せん断強さも本発明例の値に比べて低い。 参考例&5は、アルミ−鋼の2層構造のものであるが、
反り緩和措置(異周速圧延)を講じたので、本発明例と
同様の効果が得られた。
(発明の効果)
以上詳述したように、本発明によれば1通常容易に入手
できる鋼板(積層鋼板)とアルミニウム板とを準備し、
特定の条件にて組立て、加熱し、圧延を行うので、接合
強度が高く、しかも平坦度が良好であり、従来にない優
れた性能を有するアルミクラッド鋼板を製造でき、しか
も安価に得られる。 なお、本発明は、合わせ材として融点が800℃以下の
もの、例えば、アルミニウム合金のほか、亜鉛、亜鉛合
金などを使用し、母材としてステンレス鋼等の鋼板のほ
か、銅、銅合金などを使用したクラツド材の製造にも応
用できる。 特許出願人 株式会社神戸製鋼所 代理人弁理士 中 村 尚 手続補正書(方式) %式% 1事件の表示 昭和62年特許願第263583号 2発明の名称 アルミクラッド鋼板の製造方法 3補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 神戸市中央区脇浜町1丁目3番18号名称 (1
19)株式会社神戸製鋼所 4代理人 住所 〒116東京都荒川区西日暮里5丁目35番5号
7M]止り1台 の記載を削除する。 (2)同第3頁第6行目と第7行目の間に、「3、発明
の詳細な説明」の記載を加入する。
できる鋼板(積層鋼板)とアルミニウム板とを準備し、
特定の条件にて組立て、加熱し、圧延を行うので、接合
強度が高く、しかも平坦度が良好であり、従来にない優
れた性能を有するアルミクラッド鋼板を製造でき、しか
も安価に得られる。 なお、本発明は、合わせ材として融点が800℃以下の
もの、例えば、アルミニウム合金のほか、亜鉛、亜鉛合
金などを使用し、母材としてステンレス鋼等の鋼板のほ
か、銅、銅合金などを使用したクラツド材の製造にも応
用できる。 特許出願人 株式会社神戸製鋼所 代理人弁理士 中 村 尚 手続補正書(方式) %式% 1事件の表示 昭和62年特許願第263583号 2発明の名称 アルミクラッド鋼板の製造方法 3補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 神戸市中央区脇浜町1丁目3番18号名称 (1
19)株式会社神戸製鋼所 4代理人 住所 〒116東京都荒川区西日暮里5丁目35番5号
7M]止り1台 の記載を削除する。 (2)同第3頁第6行目と第7行目の間に、「3、発明
の詳細な説明」の記載を加入する。
Claims (8)
- (1)2枚の積層鋼板とアルミニウム板とをその合わせ
面を清浄にした後、積層鋼板をアルミニウム板で包み、
アルミ−鋼−鋼−アルミの4層構造にした後、非酸化性
雰囲気中で加熱し、これを圧延することにより鋼板とア
ルミニウム板とを圧着させるに際し、圧延条件として、
(1)加熱温度:100〜600℃、(2)少なくとも
1パスはアルミニウム板の圧下率が20%以上となるよ
うにすることを特徴とするアルミクラッド鋼板の製造方
法。 - (2)前記積層鋼板の間に予めBN、Al_2O_3等
の分離剤を塗布した特許請求の範囲第1項に記載の方法
。 - (3)前記積層鋼板とアルミニウム板とをその合わせ面
を清浄にするに際し、研磨、ブラスト、機械加工等によ
り該合わせ面に凹凸をつける特許請求の範囲第1項又は
第2項に記載の方法。 - (4)前記積層鋼板とアルミニウム板とをその合わせ面
を清浄にした後、層状に重ね、両者を端部で固定した後
、非酸化性雰囲気中で加熱する特許請求の範囲第1項乃
至第3項の何れかに記載の方法。 - (5)2枚の積層鋼板とアルミニウム板とをその合わせ
面を清浄にした後、積層鋼板をアルミニウム板で包み込
んで密封してアルミ−鋼−鋼−アルミの4層構造にし、
減圧した後、加熱し、これを圧延することにより鋼板と
アルミニウム板とを圧着するに際し、圧延条件として、
(1)加熱温度:100〜600℃、(2)少なくとも
1パスはアルミニウム板の圧下率が20%以上となるよ
うにすることを特徴とするアルミクラッド鋼板の製造方
法。 - (6)前記減圧が10^−^1torr以下である特許
請求の範囲第5項に記載の方法。 - (7)前記積層鋼板の間に予めBN、Al_2O_3等
の分離剤を塗布した特許請求の範囲第5項又は第6項に
記載の方法。 - (8)前記積層鋼板とアルミニウム板とをその合わせ面
を清浄にするに際し、研磨、ブラスト、機械加工等によ
り該合わせ面に凹凸をつける特許請求の範囲第5項乃至
第7項の何れかに記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26358387A JPH01107984A (ja) | 1987-10-19 | 1987-10-19 | アルミクラッド鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26358387A JPH01107984A (ja) | 1987-10-19 | 1987-10-19 | アルミクラッド鋼板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01107984A true JPH01107984A (ja) | 1989-04-25 |
Family
ID=17391568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26358387A Pending JPH01107984A (ja) | 1987-10-19 | 1987-10-19 | アルミクラッド鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01107984A (ja) |
-
1987
- 1987-10-19 JP JP26358387A patent/JPH01107984A/ja active Pending
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