JPH01317689A - クラッド材の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 紅　産業上の利用分舒 本発明は、金属板材の性質に応じて選択的に加熱を施し
た後、加圧接合するクラッド材の圧延製造方法に関する
。

Ｂ９発明の概要 本発明は、常温での硬度に差のある異種の金属板材より
クラッド材を製造するに際し、これらを全体的、総体的
に加熱するのではなく、その性質に応じ、あるいはその
性質を利用して選択的に誘導加熱後に加圧接合するので
、所望の条件のクラッド材を製造することができろ。

Ｃ１従来の技術 従来より金属材料において単体では得ることが困難な特
性、例えば高い強度と共に優れた耐食性を併有する材料
を得るため、異なる種類の金属板材を加圧接合や圧延に
よって一体化したクラッド材が提供されている。

このクラッド材をロールによる冷間加圧接合等の方法で
製造する場合、硬度が高（変形抵抗の大きい金属板材が
含まれていると接合のために大きな加圧力を加えること
が必要となり、大規模な圧延機を要したり、または接合
できる金属板材の幅や厚さに制限が生じる。

そこて金属板材を加温して温間加圧接合す永方法が行な
われている。そして加熱のために第１１図に示す装置が
用いられていた。即ち、性質の異なる金属板材１０１，
１０２，１０３は重ね合せられて燃焼炉あるいは電気炉
からなる加熱炉１０４を通過して、加熱され、その後ロ
ールからなる加圧機構によって加圧され、一体止したク
ラッド材１０６となっていた。加熱炉１０４としては、
輻射又は熱ガスの対流による加熱手段あるいは両者を併
用した手段が用いられていた。加熱炉１０４は、金属板
材１０１，１０２，１０３の全てが均−ｍ度になる充分
な炉長を備えていた。

Ｄ、　発明が解決しようとする課題 しかしながら、従来の方法では、複数の金属板材１０１
，１０２，１０３を均一な温度に全体的に加熱するので
、性質（例えば硬度）の異なる金属板材を使用すると接
合が困難ないしは不適切となることがあった。例えば、
アルミニウムと鉄鋼など硬度即ち変形抵抗の著しく異な
る金属板材を重ね合せて接合する場合、変形抵抗は温度
の上昇に併って低下するが、いずれの金属板材も同じ温
度に加熱されるので、鉄鋼はほとんど変形しないのに対
しアルミニウムが大きく変形していた。このように変形
量が大きく異なると良好なりラッド材といえず、また、
アルミニウムの変形を抑えようとして、加圧力を低下さ
せると接合が困難となる。

一方、上記加熱炉１０４は輻射又は熱ガスとの対流によ
って加熱するので、両板の金属板材１０１，１０３は効
率よく昇温するが、中央の金属板材１０２は熱伝導によ
るので昇温の効率が低かった。また、全ての金属板材１
０１．１０２，１０３が同一温度にまで加熱されるまで
充分な時間をかけて加熱するので加熱炉１０４の炉長を
長く必要とし、その占有面積を多く必要としていた。

そこで、これらの問題を解決する加熱方法として誘導加
熱が提案されている。ここで誘導加熱は、交番磁界を金
属板材に加えて、過電流損で発熱させる方法であるが、
磁束の方向により横断磁束加熱（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ
　Ｆｌｕｘ　Ｈｅａｔｉｎｇ：以下ＴＲＣ加熱という）
又は縦断磁束加熱（Ｌｏｎｄｉｔｕｄｉｎａｌ　Ｆｌｕ
ｘ　Ｈｅａｔｉｎｇ：以下ＬＮＣ加熱という）に分けら
れている。

しかし、これらＴＲＣ加熱、ＬＮＣ加熱では加熱の対象
の種類によっては、効率が極端に悪く、また局部的加熱
が生じていた。例えば非磁性材の低電気抵抗部材（１０
μΩ・−未満）や磁性材を中周波数（１５００〜５００
〇七）のＴＲＣ加熱すると、エツジ部にオーバーと−ト
が発生し易い。また、非磁性材の高電気抵抗部材（１０
μΩ・ａｍ以上）を低周波数（３００〜１０００七）の
ＴＲＣ加熱すると、効率が３０％以下と悪くなる。更に
、非磁性材をＬＮＧ加熱すると、高周波（Ｍセ）で加熱
しなければならず、効率も３０％以下と悪かった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、複数の金
属板材をその性質に応じて選択的に加熱することができ
、加熱に際しては金属板材の特性に適合した誘導加熱方
法により金属板材を選択的に加熱した後に加圧接合する
クラッド材の製造方法を提供することを目的とするもの
である。

Ｅ、　上記課題を解決するための手段及びその作用 本発明では、常温での硬度に差のある複数の金属板材を
重ね合せた後、これらを加圧して一体化したクラッド材
とする方法において、重ね合せる前又は後に少なくとも
１つの金属板材、例えば他よりも硬度の大きいものを選
択的に誘導加熱することによって常温での変形抵抗が大
である金属板材の変形抵抗を下げて、複数の異なる金属
板材の変形抵抗の差違を減らした状態で加圧ロール間に
搬送して加圧接合を行なうものである。ここで、誘導加
熱としてＴＲＣ加熱又はＬＮＣ加熱を用いることによし
性質の異なる複数の加熱対象の材質に対して適当な加熱
方法を選択できると共にまた重ね合せた後にも選択的に
加熱することができる。

Ｆ、＊施例 以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説
明する。

第１図に本発明の第１の実施例を示す。第１図は２種類
の金属板材よりクラッド材を製造する装置である。即ち
、板状をなすオーステナイト系ステンレスｆｉｌとアル
ミニウム（または鋼）　２が繰出ロール３，４から各々
繰り出されて、ガイドロール５により、案内されて重ね
合せられ、その後、加圧ロール６を有する圧延機７にて
加圧されて接合し一体化したクラッド材８となり巻取ロ
ール９に巻き取られてゆく。ここで、オーステナイト系
ステンレス＃ｌｌｌは常温での硬度がビッカース硬度（
Ｈｖ）１６０程度で変形抵抗が著しく大きいのに対し、
アルミニウム（または銅）　　　゛は常温でも硬度がビ
ッカース硬度（Ｈｖ）４０程度で変形抵抗が小さい。こ
のため、そのまま加圧すると、アルミニウム（または銅
）の変形が大きくなり過ぎることとなる。そこで、本’
Ａｍｆｌ’４では、オーステナイト系ステンレス鋼１を
重ね合せる前において、加熱して変形抵抗を下げるため
ＴＦＬＣ加熱部加熱及１０イドローラ１１を設けている
。このＴＲＣ加熱加工部１０中周波数（１５００〜５０
００Ｈｚ）のＴＲＣ加熱によりオーステナイト系ステン
レス鋼１を昇温させる。加熱温度は、圧延時に２５０℃
以下で充分な効果が得られた。この後、圧延機７によっ
てアルミニウム（又は鋼）２と加圧されるが、変形抵抗
が低下しているため良好に接合することとなる。更に、
本実施例で誘導加熱としてＴＲＣ加熱を行ったのは次の
理由による。即ち、本発明者が先に出願した特願昭６２
−２２７９８０号又は特願昭６２−２２７９８１号に示
したように、誘導加熱方法および加熱のための電力の周
波数とその対象との間には適合性があってこれを適切に
選ばないと有効に加熱することができないからである。

その関係を表−１に示すように、非磁性体高抵抗率部材
であるオーステナイト系ステンレスｆｌＩ４１に対して
は、中周波数のＴＲＣ加熱が適している。そこで、上述
したようにＴＲＣ加熱加工部１０けたのである。

第１表 次に、第２図を参照して第２の実施例を説明する。本実
施例は２種３枚の金属板材によるクラッド材を製造する
ものである。即ち、板状をなすアルミニウム（又は銅）
１２とその上下において炭素鋼１３，１４が繰出０−ル
１５，１６，１７から繰り出され、ガイドロール１８に
案内されて３重に重ね合された後、加圧ロール１９によ
り加圧されて接合し、一体のクラッド材２０となって巻
取ロール２１に巻き取られる。ここで炭素ｆｉ１３．１
４は常温での硬度がビッカース硬度（Ｈｖ）１６０程度
と著しく大きい。そこで、重ね合せられる前の炭素ｆＲ
１３，１４を加熱するＬＮＧＮ熱加熱２．２３が設けら
れている。これらのＬＮＧＮ熱加熱２．２３には炭素鋼
板１３゜１４の厚みに応じた周波数の電力を供給して炭
素鋼１３．１４を加熱する。加熱温度としては、加圧時
に２５０℃以下で充分な効果が得られた。その後、加熱
されて変形抵抗の小さくなった炭素鋼１３，１４は加圧
ローラ１９によって加圧され、アルミニウム１２と良好
に接合することとなる。本実施例で誘導加熱としてＬＮ
Ｇ加熱を用いたのは、上記表−１に示すように、磁性材
である炭素ｆｉ１３．１４に対してはＬＮＣ加熱の適合
性が良いからである。

次に、第３図を参照して第３の実施例を示す。この実施
例は、第２の実施例の変形例であり、炭素鋼１３．１４
及びアルミニウム（又は＠）１２を重ね合せた後に、Ｌ
ＮＧＮ熱加熱４により加熱するようにしたのである。

即ち、アルミニウム（又は銅）１２は非磁性体であるか
ら上記表−１に示すようにＬＮＧ加熱と適合性が悪（、
加熱されない。このため、アルミニウム（又は銅）１２
はＬＮＣ加熱部２４を通過しても加熱されず、ＬＮＧＮ
熱加熱４によって加熱されるのは、炭素ｔＲ１３゜１４
ｔ′！けである。このように本実施例では、重ね合せた
後に誘導加熱するので、重ね合せる前に誘導加熱する第
２の実施例に比べ加熱部を一台にできる利点がある。尚
、熱伝導を避けるため各金属板材間には隙間を設けろほ
うが良い０また、アルミニウム（又は銅）１２は上下の
炭素鋼１３．１４からの輻射熱によっていくらかは昇温
する。

次に、第４図を参照して第４実施例について説明する。

本実施例は、３種類の金属板材よりクラッド材を製造す
る方法である。即ち、本実施例で使用する非磁性のニッ
ケル合金２５゜アルミニウム２６．炭素ｗ４２７の常温
での硬度に関しては、炭素鋼２７〉ニッケル合金２５）
アルミニウム２６の関係がある。このように常温での硬
度が大きく異なり変形抵抗に差違がある場合、金属板材
の材質に従って加熱する１度を変えて圧延時の変形抵抗
をできるだけ揃えるようにするのが望ましい。そこで非
磁性の高抵抗材としてのニッケル合金２５を加熱する１
５００〜５０００セのＴｌｔＣ加熱部２８、および磁性
材としての炭素鋼２７を加熱するＬＮＧ加熱加熱部会９
け、ニッケル合金２５を加熱する温度を例えば２００℃
、炭素鋼２７を加熱する温度を例えば２５０℃とした。

アルミニウム２６は炭素鋼２７と重なり合ってＬＮＧ加
熱加熱部会９過するが、加熱されないのでほぼ常温のま
まである。このように異なる温度に加熱されたニッケル
合金２５、アルミニウム２６．炭素ｔｆ４２７は加圧ロ
ーラ１９による加圧される際、変形抵抗が揃うので良好
に接合されろこととなる。尚、その他の構成は、第２図
に示す第２実施例と同機となっている。

ところで、加熱部から圧延機までの間に搬送される金属
板材は放熱により温度が低下する。特に板材の板幅方向
両端部では放熱量が大きく、温度低下が特に顕著となる
。例えば、加熱部の出口での板幅方向の温度分布が第７
図（ａｌに示すようにほぼ均一であるように加熱された
場合、圧延機入口での温度分布は同図（ｂ）に示すよう
に両端部で低下しｔこものとなって好しくない。また、
第６図（ａｌに示すように加熱部出口で板幅方向の温度
分布が両端部で既に低い場合には、圧延機入口では同図
（ｂｌに示すように一層低くなってしまい更に不適当な
ものとなる。

そこで、搬送途中における端部での温度低下が他より大
きい分だけを見込んで、第５図（ａｌに示すように加熱
部出口における板幅方向両端部を他の部分よりも５０〜
１００℃程度高くなるように加熱しておけば、圧延機入
口での温度分布は同図（ｂｌに示すようにほぼ均一とな
って良好な圧延接合結果が得られることになる。

第５図（ａｌに示すように板材の両端部を他の部分より
も高く加熱する方法としては、薄板は誘導加熱によりも
ともと板の両端部がオーバーヒートＬｉやすい傾向にあ
るので、次の方法が適当である。

（１）　　周波数を低く抑えて両端部のオーバーヒート
を緩和して両端部の温度が他より適度に高い程度とする
。

（２）第８図（ａ）　（ｂｌに加熱部を示すように、磁
束の漏洩を防ぐためにコイル導体４８を囲んで鉄心４９
が設けられているが、板材５０の両端部に対向する部分
の鉄心を取り除いて両端部でのオーバーヒートを緩和す
るようにしても良い。

（３）横断磁束型フィルに関しては、特願６２−８５５
８２号のように板幅方向に延在する複数のコイル導体間
の間隔を広げるか縮めろことにより板幅方向の温度分布
を調整する。

（４）第９図（ａ）に示すように板材５１とコイル５２
．５３との間隔を両端部はど広くするか、あるいは同図
（ｂｌに示すようにその反対に狭くして板幅方向の温度
分布７ｉ−調整する。

（５）第１θ図に示すように加熱部の直後に、板＠５４
の両端部のみを加熱する加熱コイル５５．５６をエツジ
に沿って配置する。

上記（１）〜（５）の方法のいずれかの方法を組合せて
使用して第５図（ａ）に示す加熱分布とするようにして
も良い。

Ｇ、　発明の効果 以上、実施例に基づいて具体的に説明したように本発明
は性質の異なる金属板材よりクラッド材を製造するに際
し、これらを全体的。

総体的に加熱するのでなく、その性質に応じて選択的に
加熱し、夫々の金属板材に適した加圧接合時の温度を設
定し、夫々の温度に選択的に加熱して性質の異る金属板
材の変形抵抗の差異を解消または縮小して良好な加圧接
合を行なうことができる。従ってまた常温での硬度や変
形抵抗に大きな差異のある金属板材を組合せて良好なり
ラッド材を製造することが容易となる。また、金属板材
を加熱するに際して、その板幅方向の両端部の温度を他
の部分より高い温度に加熱し、加圧開始時の板幅方向の
温度分布をほぼ均一な状態として加圧接合を行うことに
より良好なりラッド材を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、第４図はそれぞれ本発明の第
１．第２．第３．第４の実施例を示す概略構造図、第５
図（ａｌ　（ｂｌ　ｊ第６図（ａ）　（ｂ）　、第７図
（ａｌ　（ｂ）はいずれも板幅方向の温度分布を示すグ
ラフ、第８図（ａ）　（ｂ）はそれぞれ鉄心を一部取り
除いた加熱部の斜視図、正面図、第９図（ａ）　（ｂｌ
はそれぞれコイルの間隔が変化する加熱部の説明図、第
１０図は板材両端部の追加加熱装置の斜視図、第１１図
は従来の加熱方法の説明図である。 図　面　中、 ｌはオーステナイト系ステンレス鋼、 ２．１２．２６はアルミニウム（又は銅）、３．４，１
５，１［ｉ、１７は繰出ロール、５．１８はガイドロー
ル、 ６．１９は加圧ロール、 ７は圧延機、 ８．２０はクラッド材、 ９．２１は巻取ロール、 １０．２８はＴＲＣ加熱部、 １３．１４は炭素鋼、 ２２．２３，２４．２９はＬＮＧ加熱部、２５はニッケ
ル合金である。 特　　許　　出　　願　　人 株式会社　　明　　　電　　　舎 代　　　　　理　　　　　人

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）常温での硬度に差のある複数の異種の金属板材を
   重ね合せた後、これらを加圧して一体化したクラッド材
   とする方法において、重ね合せられる前又は後の前記金
   属板材の少なくとも一つを誘導加熱によって選択的に加
   熱した後、加圧接合することを特徴とするクラッド材の
   製造方法。
2. （２）前記金属板材の板幅方向両端部を他の部分よりも
   高い温度に誘導加熱し、加圧開始時において前記金属板
   材の板幅方向両端部の温度が他の部分以上であることを
   特撮とする特許請求の範囲第１項記載のクラッド材の製
   造方法。