JPH032590B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、鋼材の表面に任意の厚みの銅又は銅
合金を強固に接合してなるクラツド鋼板の製造方
法に関するものである。 （従来技術） 炭素鋼、低炭素鋼、高合金鋼をはじめとする鉄
鋼材料の表面に銅又は銅合金層を形成したクラツ
ド鋼板は、銅又は銅合金の特徴を生かして、より
高度な材質への要求、即ち耐食性、防汚性等への
厳しい要求に応えうる複合金属材料であり、石油
精製装置、海水淡化装置、海水熱交換器等に広汎
に使用されるとともに、近年では船体外板にも適
用が検討されている。 銅又は銅合金クラツド鋼板の製造には、これま
で爆着圧延法、拡散圧延法、圧延接合法（オープ
ンサンドイツチ型、サンドイツチ型、セミサンド
イツチ型）等が用いられてきたが、これらの技術
には、以下のような難点があり、必ずしも満足し
得るべき方法とは言えない。 爆着圧延法、拡散圧延法、オープンサンドイ
ツチ型圧延接合法等の製造方法によりつくられ
る銅又は銅合金クラツド鋼板の合せ材表面に
は、加熱によつて酸化スケールが形成されるだ
けでなく、圧延過程でスケール疵あるいは鋼の
押し込み疵等が発生することから合せ材の表面
品質は極めて劣悪な状態となる。 サンドイツチ型圧延接合法やセミサンドイツ
チ型圧延接合法においては、分離材に起因して
生じる合せ材の表面品質の劣化が生じ、即ち、
圧延過程での分離材の押し込み疵、あるいは圧
延時の分離材の潤滑不良による表面粗度の増
大、また、分離材それ自身あるいは分離材から
の放出ガス等の合せ材への侵入による合せ材表
面材質特性の劣化、さらにはこれらの劣化に起
因した合せ材の表面割れ等が生じた。また、分
離材からの放出ガスに起因した合せ材と母材の
接合不良部が発生した。 、のために、従来の製造技術において
は、合せ材表面のスケール疵、割れあるいは合
せ材と母材鋼の接合不良部等の容接補修工程並
びに合せ材表面の研磨工程が不可避となること
から、スラブ設計の段階で予め疵、割れの手入
代とスケール除去のための研磨代を確保する必
要があつた。このため、歩留の低下をもたら
し、銅又は銅合金クラツド鋼板の製造コストを
低減し得ないという経済的難点があつた。 さらに、疵、割れあるいは接合不良部の溶接
補修部においては、合せ材と同等の材料特性、
特に耐食性を保証する必要があることから、そ
れらの溶接補修に際しては、母材鋼からの成分
希釈をできるだけ低く抑えるために、溶接入熱
を小さくしなければならないのみならず、多パ
ス溶接法の採用により一定数以上の積層数を確
保することが不可避となつてくる。この結果と
して、上記の溶接補修部の品質保証をし得る合
せ材の厚さの下限値が限定されてくる。加え
て、軽微な表面割れ、疵、スケール等を除去す
るための表面研磨工程においては、クラツド鋼
板の初期変形や研磨時に誘起される歪等のため
に研磨量を厳密に制御し得ない。これ故、合せ
材厚公差を部分的に満足しない個所が発生する
危険性があるのみならず、極薄の合せ材を形成
したクラツド鋼板の場合には、溶接補修すらし
得ない。 また、クラツド鋼板の製造において、現状技術
では上記のように補修工程および研磨工程を不可
避とすることから、薄被覆合せ材厚を有するクラ
ツド鋼板が製造し得ないという極めて大きな技術
的課題もあつた。 本発明者等は、特願昭58−212148号の特許出願
において、上記の難点を解決するため、分離材と
して窒化硼素（BN）を用いる合せ材の圧延後の
表面品質のすぐれたクラツド鋼のサンドイツチ型
およびセミサンドイツチ型圧延接合法を提案し
た。この方法においては、合せ材原板の両表面を
清浄にし、該両表面のうちの片方の表面粗度を
70μｍ以下に確保した面に窒化硼素を配置した
後、二個の合せ材原板の該一表面を向かい合わせ
且つ母材鋼と合せ材の各接合面が相対する形にし
てなるサンドイツチ型コンポジツトを、もしく
は、合せ材原板の該一表面とダミー鋼表面とを向
かい合わせ且つ母材鋼と合せ材の各接合面が相対
してなる形のセミサンドイツチ型コンポジツト
を、１パス当り３〜35％の圧下率で熱間圧延す
る。この方法において、圧延後の合せ材表面が無
疵で金属光沢を有し、且つ、該表面の粗度が
100μｍ以下に制御することができる。 ところで、この方法を銅又は銅合金クラツド鋼
に適用する場合、合せ材（銅又は銅合金）の融点
は比較的低く、熱間圧延温度が銅又は銅合金の融
点に近づくと、クラツド鋼の表面品質が劣化する
という不具合が生じる。 （発明の目的） 本発明の目的は、圧延接合法において、圧延後
のクラツド鋼板の合せ材の表面品質のすぐれた銅
又は銅合金クラツド鋼板の製造方法を提供するこ
とである。 下記の実施例に示すように、圧延後分離される
べき合せ材と合せ材（サンドイツチ型）あるいは
合せ材とダミー鋼（セミサンドイツチ型）との間
隙に配置する分離材として、窒化硼素を用い、且
つ、熱間圧延開始温度を合せ材の固相線より100
℃以上低い温度域に制限することが、合せ材の表
面品質に優れたクラツド鋼板を製造する上で有効
であることが判明した。その結果、製造方法とし
てサンドイツチ型あるいはセミサンドイツチ型圧
延接合法を採用し、圧延後分離されるべき合せ材
と合せ材あるいは合せ材とダミー材の間隙の窒化
硼素を配置し、且つ、熱間圧延開始温度を合せ材
の固相線より100℃以上低い温度域に制限するこ
とで、従来技術のもつ技術的経済的難点を一挙に
解決し得た。 （発明の構成） 本発明においては、銅又は銅合金クラツド鋼板
の圧延接合法において、合せ材原板の両表面を清
浄にし、該両表面のうちの片方の表面粗度を70μ
ｍ以下に確保した面に窒化硼素を塗布し、二個の
合せ材原板の該一表面を向かい合わせ且つ母材鋼
と合せ材の各接合面が相対する形にしてなるサン
ドイツチ型コンポジツトを加熱し、もしくは、合
せ材原板の該一表面とダミー鋼表面とを向かい合
わせ且つ母材鋼と合せ材の各接合面が相対してな
る形のセミサンドイツチ型コンポジツトを加熱
し、熱間圧延開始温度を合せ材の固相線より100
℃以上低い温度として、３〜35％／パスの圧下率
で熱間圧延する。この方法において、圧延後の合
せ材表面が無疵で金属光沢を有し、且つ、該表面
の粗度を100μｍ以下に制御することができる。 第１図は、本発明に従つて銅又は銅合金クラツ
ド鋼板を製造するに際してのサンドイツチ型コン
ポジツト組立例を示す概略断面図である。第１図
において、１は母材鋼スラブ、２は合せ材として
の銅又は銅合金原板、３は分離材即ち窒化硼素、
４はインサート金属、５はZr、Ti等の酸化物窒
化物形成物質、６は枠材、７は排気口、８は排気
用パイプ、９はシールド溶接部、１０は合せ材同
志の溶接部をそれぞれ示す。なお、１１は接合面
であり、１２は分離面である。 まず、合せ材２の清浄な表裏面のうち、分離面
となる一方の面の表面粗度を70μｍ以下とする。
第１図に示すように、合せ材２の分離面間隙に窒
化硼素３を配置する。しかる後、母材鋼１の一方
の面を清浄にし、第１図に示す如く、インサート
金属４を介して、合せ材２と母材鋼１のそれぞれ
の清浄な面が向かい合うように配置する。枠材６
と合せ材２との間隙にZr、Ti等のガス吸収物質
５を装入し、枠材６と母材鋼１をシールド溶接部
９で溶接後、排気口７と排気パイプ８を通して、
強制排気し、コンポジツト内部と外気とを遮断す
る。次いで、加熱し、熱間圧延開始温度を合せ材
の固相線より100℃以上低い温度にして１パス当
り３〜35％の圧下率で熱間圧延する。圧延後、両
端部を切断し、二枚のクラツド鋼板を分離する。 ここで、接合をより強固なものとするために、
(1)合せ材２と母材鋼１の間にイサート金属４を装
入する。(2)合せ材２と母材鋼１の接合面をより清
浄な面に保ち、また、接合不良部発生の原因とな
るコンポジツト内部の残留ガスおよび加熱時の放
出ガスを除去するために、ガス吸収物質５による
ガスの吸収および排気口７を介しての強制排気を
併用する。この結果、熱間圧延過程において、健
全な接合を図ることができる。 第２図は、セミサンドイツチ型コンポジツトの
概略断面図である。合せ材２の清浄な表裏面のう
ち、分離面となる一方の面１２の表面粗度を70μ
ｍ以下とする。このコンポジツトの組立において
は、合せ材２とダミー鋼１３との間隙に窒化硼素
３を配置する。しかる後、母材鋼１の一方の面を
清浄にし、合せ材１の清浄な面１１と向かい合う
ように配置する。枠材６と合せ材２との間隙にガ
ス吸引物質５を装入し、枠材６と母材鋼１をシー
ルド溶接する。９はシールド溶接部、１０は合せ
材原板２とダミー鋼１３との溶接部である。溶接
後、排気口７と排気パイプ８を通して強制排気
し、コンポジツト内部と外気とを遮断する。次い
で、加熱し、熱間圧延開始温度を合せ材の固相線
より100℃以上低い温度として、１パス当り３〜
35％の圧下率で熱間圧延する。 以下では、具体的な実施例を、主として、サン
ドイツチ型圧延接合法による銅又は銅合金クラツ
ド鋼板について説明するが、下記は単なる代表例
についての説明であり、特許請求の範囲の趣旨に
反しない範囲での変更実施はすべて本発明の範疇
に含まれる。たとえば、圧延接合法の他のタイ
プ、即ちセミサンドイツチ型によるクラツド鋼板
の製造あるいは２層以上の銅又は銅合金クラツド
鋼板の製造においても、下記の方法に準じあるい
は一部変更して実施することができ、それらが本
発明に含まれることは言うまでもない。 （実施例） 実施例 １ コンポジツト素材の合せ材として90／10キユプ
ロニツケル（CN）原板を用い、また、母材鋼と
してSM41Bの母材鋼スラブを用い、本発明の構
成に記載した手順にて第１図の如くのコンポジツ
トを多数組立てた。圧延後の分離されるべき合せ
材と合せ材の間隙には窒化硼素（BN）を配置し
ている。これらのコンポジツトを用い、圧延後の
合せ材の表面粗度に及ぼす圧延開始温度の影響を
調査した。調査結果を第１表及び第３図に示す。
すべてのクラツド鋼板の合せ材表面には、全く
疵、割れ等が発生しておらず、その表面は金属光
沢を保つている。また、第１表及び第３図から、
合せ材原板の表面粗度を70μｍ以下とし、分離材
として窒化硼素を用い、且つ、圧延開始温度を合
せ材の固相線から100℃低い温度（1000℃）以下
に制限することによつて、圧延後の合せ材の表面
粗度を100μｍ以下に制御できることが明らかで
ある。 実施例 ２ 第２表に示す大型の90／10キユプロニツケル
（CN）クラツド鋼用コンポジツトを実施例１と
同じ手順にて作製し、圧延開始温度を合せ材の固

【表】

【表】 表面状況………いずれも無疵、金属光沢

【表】 合せ材の表面状況………いずれも無疵、金
属光沢
相線より100℃低い1000℃として圧延した。圧延
後の合せ材の縦方向（Ｌ）と横方向(C)の表面粗度
の測定結果は、第２表に示すとおりである。同表
から、合せ材原板の表面粗度を70μｍ以下とし、
分離材として窒化硼素（BN）を用い、圧延開始
温度を合せ材の固相線から100℃低い温度（1000
℃）以下にすれば、圧延後の合せ材表面粗度を
100μｍ以下に制御できることがわかる。また、
圧延後の合せ材の表面は、実施例１の場合と同
様、無疵で金属光沢を保つている。 以上より、サンドイツチ型圧延接合法におい
て、合せ材原板の分離面の表面粗度を70μｍ以下
とし、また、窒化硼素を分離材として用い、且
つ、圧延開始温度を合せ材の固相線より100℃以
上低い温度に制限し、３〜35％／パスの圧下率の
熱間圧延条件のもとで熱間圧延を実施すれば、圧
延後の合せ材表面は無疵であり、かつ、金属光沢
外観を呈し、さらに合せ材表面粗度を100μｍ以
下に制御できることが判明した。 （発明の効果） 本発明では、分離材として窒化硼素を用いてい
ること、及び、圧延開始温度を合せ材の固相線よ
り100℃以上低い温度に制限して、３〜35％／パ
スの圧下率の範囲で熱間圧延を行うこと等によつ
て、窒化硼素が有効に機能して、製造されたクラ
ツド鋼板の合せ材表面は、金属光沢を有し、該表
面には疵、割れが全く発生せず、しかも合せ材表
面粗度を100μｍ以下にすることができる。 その結果、銅又は銅合金クラツド鋼板の製造に
おける合せ材の表面研磨工程も表面溶接補修工程
もともに省略できるという効果が得られるととも
に、従来の技術では製造し得なかつた薄被覆の銅
又は銅合金クラツド鋼板の製造が可能となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、サンドイツチ型コンポジツトの概略
断面図である。第２図は、セミサンドイツチ型コ
ンポジツトの概略断面図である。第３図は、試作
材における合せ材の表面粗度に及ぼす熱間圧延開
始温度の影響を示すグラフである。 １……母材鋼、２……合せ材、３……窒化硼
素、１１……接合面、１２……分離面（圧延後の
合せ材表面）、１３……ダミー鋼。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 銅又は銅合金を合せ材とした銅又は銅合金ク
   ラツド鋼板の製造方法において、合せ材原板の両
   表面を清浄にし、該両表面のうちの片方の表面粗
   度を70μｍ以下に確保した面に窒化硼素を配置し
   た後、二枚の合せ材原板の該一表面を向かい合わ
   せ且つ母材鋼と合せ材の各接合面が相対する形に
   してなるサンドイツチ型コンポジツトを加熱し、
   もしくは、合せ材原板の該一表面とダミー鋼表面
   とを向かい合わせ且つ母材鋼と合せ材の各接合面
   が相対してなる形のセミサンドイツチ型コンポジ
   ツトを加熱し、圧延開始温度を合せ材の固相線よ
   り100℃以上低い温度として熱間圧延することに
   よつて圧延後の合せ材表面が無疵で金属光沢を有
   し、且つ、該表面の粗度を100μｍ以下に制御す
   ることを特徴とした、接合性の優れた表面研磨省
   略型の銅又は銅合金クラツド鋼板の製造方法。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載されたクラツド
   鋼板の製造方法において、上記のサンドイツチ型
   もしくはセミサンドイツチ型コンポジツトの熱間
   圧延における１パス当りの圧下率を３〜35％とし
   たことを特徴とした銅又は銅合金クラツド鋼板の
   製造方法。