JPH03271358A - 炭素鋼とアルミニウムよりなるクラッド板の製造方法 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は炭素鋼とアルミニウムよりなるクラッド板を特
殊な設備を用いることなく圧延圧接により廉価かつ容易
に製造する方法に関するものである。

〈従来の技術及び発明が解決しようとする課題〉周知の
ごとく、従来よりクラフト板の工業規模での生産は、圧
延圧接法が最も効率的で量産に適していると言われてい
る。

しかしながら、炭素鋼とアルミニウムよりなるクラッド
板を圧延圧接法により製造する場合には２つの大きな問
題がある。

第１の問題は、原料として使用される炭素鋼板より、該
炭素鋼板の防錆を目的として塗布された油の除去である
。

油除去方法としては湿式清浄による脱脂、あるいは非酸
化雰囲気加熱炉中で揮発脱脂する方法等が考えられるが
、作業性や経済性の点で必ずしも満足し得る方法とは言
えない。

第２の問題は、炭素鋼板とアルミニウム板を常温で圧延
圧接するだけでは十分な接合強度が得られない点にある
。

高温で圧延圧接する方法も考えられるが、この場合には
炭素鋼板に錆が発生し、かえって接合強度は低下する。

このような圧延圧接時の鯖の問題さらには圧延圧接の困
難性を改良するために、炭素鋼板上にアルミニウム合金
粉末の懸濁液を塗布し、加熱乾燥した後、冷間圧延で１
〜７０μｍのアルミニウム合金層を形威し、熱間圧延す
る方法（特開昭６３−１４３２４３号公報）、炭素鋼板
上に０．５〜５０μｍのアルミニウムメツキする、また
はアル逅ニウム箔を介在させる方法（特開平１−１３８
０７８号公報）、溶融アルミメツキ鋼板を使用し、熱間
で圧延圧接する方法（特公昭５７−１３３９６号公報〉
、アルミニウム板のみを３５０℃以上に加熱し、炭素鋼
板は１６５℃以下の薄スケールの発生しない温度状態で
圧延機に供給し圧延圧接する方法（特開昭６４−５６８
３号公報）等が提案されているが、いずれの方法も作業
性や経済性の点で必ずしも満足される方法ではない。

また原理的には、非酸化雰囲気中で熱間で圧延圧接すれ
ぽ接合するはずであるが、該方法は非酸化雰囲気を提供
する特殊設備が必要となる為、コスト高となる。

く課題を解決するための手段〉 かかる事情に鑑み、本発明者らは作業性や経済性の点で
優れた炭素鋼とアルミニウムよりなるクラッド板の製造
方法を見出すべく、鋭意検討した結果、遂に本発明方法
を完成するに至った。

すなわち本発明は、皮材として炭素鋼板、母材としてア
ルミニウム板を積層し、圧延圧接法により炭素鋼とアル
ミニウムよりなるクラッド板を製造する方法において、
炭素鋼板を２５０〜３５０℃、６０分以内で脱脂し、炭
素鋼板及びアルミニウム板の接合面を研磨、粗面化した
後、これを積層し、大気雰囲気中で該積層板が１８０〜
２５０℃になるまで加熱した後、アルミニウム母材の圧
下率３０〜５０％で圧延圧接し、次いで２５０〜５ｏｏ
℃の温度に加熱することを特徴とする炭素鋼とアルミニ
ウムよりなるクラッド板の製造方法を提供するものであ
る。

本発明においてアルミニウム板なる記載はアルミニウム
合金板をも包含するものである。

以下、本発明方法をさらに詳細に説明する。

本発明方法の実施に際し、炭素鋼板は圧延圧接する前に
、その表面より防錆油を完全に除去することを目的とし
約２５０〜３５０℃の温度で約６０分以内、好ましくは
約２５０〜３００℃の温度で約５分〜４０分加熱脱脂す
る。

加熱温度が２５０℃未満では脱脂不十分であり、他方、
加熱温度が３５０℃を越える場合、或いは該温度におけ
る保持時間が約６０分を越える場合には鯖が成長し、後
工程で研磨処理をしても完全な脱スケールが望めない。

昇温後の保持は炭素鋼板上よりの脱脂をより完全に行う
ことを目的として実施するものであるが、加熱温度が高
い場合には鯖の成長も著しいので、予備実験により最適
保持時間を決定し実施することが推奨される。

２５０〜３５０℃、６０分以内の加熱でも鯖は発生する
が、薄くて均一なのでワイヤブラシ研磨により完全に除
去が可能である。

加熱処理後の炭素鋼板及びアルミニウム板は次いで接合
面をワイヤブラシやショツトブラスト等で研磨、粗面化
した後、炭素鋼板とアルミニウム板を積層し、約１８０
〜２５０ｔの温度まで大気雰囲中で加熱し、その温度に
達すると直ちにアルミニウム母材の圧下率３０〜５０％
で圧延圧接する。

１８０℃未満の温度ではアルミニウム板が軟化しておら
ず、圧延圧接しても十分な接合強度が得られない。

また、２５０℃を越えると炭素鋼に鯖が発生し十分な接
合強度が得られない。

それ故炭素鋼板が約１８０〜２５０℃に達すると、直ち
にアル逅ニウム母材の圧下率３０〜５０％、好ましくは
約４０〜５０％で圧延圧接する必要がある。

圧延すると炭素鋼板は余り伸びず、アルミニウム板のみ
が伸びるので、アルミニウム母材の圧下率で圧下率を規
定するのが妥当である。

アルミニウム母材の圧下率が３０％未満では十分な接合
強度が得られず、他方５０％を越えると圧延性が極めて
悪くなる。

圧延圧接により得られたクラッド板は、この状態では接
合強度が不十分であるため約２５０〜約５００℃の温度
まで加熱することによる拡散熱処理を行う。

この拡散熱処理は、通常クラッド板が上記温度に昇温す
るのみで効果を有するが、加熱温度によっては、更に保
持することにより接合強度を高めることもできるので、
簡単な予備実験により適切な保持時間を決定すればよい
が、通常昇温後約３時間以内の範囲で保持すればよく、
高温程短時間の処理でよい。

拡散熱処理は、金属結合部の原子の相互拡散により接合
強度を高めるものであり、２５０℃未満の温度では十分
な接合強度が得られず、５００℃より高い温度では、界
面に非常に脆い金属間化合物が生成するために接合強度
が低下す本発明方法の実施に際し、脱脂を目的とした炭
素鋼板の加熱、炭素鋼とアルミニウムとの積層板の加熱
、さらにはクラッド板の拡散熱処理のための加熱はそれ
ら素材の大きさ、使用する炉の形態等により一義的でな
いが、通常、昇温速度約り０℃／分以上、好ましくは約
り５℃／分以上で実施される。

〈発明の効果〉 以上詳述したように、本発明方法は何ら特別な処理や特
別な設備を設置することなく、通常要求される接合強度
が約２０ｋｇ／１ｎｃｈ以上のクラッド板を容易に製造
することを可能ならしめたもので、その工業的価値は頗
る大である。

〈実施例〉 以下、本発明方法を実施例により説明するが本発明方法
はこれに限定されるものではない。

（実施例１） 厚さ０，３１の炭素鋼板（ＪＩＳ　　Ｇ３１４１の５Ｐ
ＣＣ−５Ｄ相当品）を大気雰囲気の電気炉中で第１表に
示すごとく加熱温度、時間を変えて加熱しく昇温速度５
０℃／分）炭素鋼板に付着した油の脱脂状況、及び加熱
後の炭素鋼を人力でワイヤブラシを用い研磨した後の脱
スケール状況を目視観察した。その結果を第１表に示す
。

第　　１　　表 厚さのアルミニウム板（ＪＩＳ　　１０５０相当品）の
接合面をワイヤブラシで研磨、粗面化し炭素銅板を皮材
として３層に積層した。

この積層材を大気雰囲気の電気炉で加熱し、２３０℃（
昇温速度２５℃／分）に達すると直ちにアルミニウム母
材の圧下率４５％で圧延圧接した。

このクラッド板を第２表に示す各種条件で拡散熱処理し
、接合強度を測定した。その結果を第２表に示す。

尚、接合強度はＡＳＴＭ−Ｄｌ　８７６のＴ剥離試験方
法によった。

（実施例２） ３００℃、１５分間の加熱脱脂した０、３ｍ厚さの炭素
鋼板（実施例Ｉと同等）、及び４．０ｎ第 ２ 表 熱処理時間ＯＨｒとは、その温度に達して直ちに取出し
たサンプルを言う。

（実施例３） 実施例２の方法と同様にアルミニウム板を母材、炭素鋼
板を皮材として３層に積層した。

この積層材を、第３表に示す各種加熱条件（昇温速度２
５℃／分）及び各種アルミニウム母材圧下率で圧延圧接
した。　このクラッド板を３００℃、ＩＨｒ　（昇温速
度２０℃／分）で拡散熱処理し、接合強度を測定した。

その結果を第３表に示す。

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Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　皮材として炭素鋼板、母材としてアルミニウム板を積
   層し、圧延圧接法により炭素鋼とアルミニウムよりなる
   クラッド板を製造する方法において、炭素鋼板を２５０
   〜３５０℃、６０分以内で脱脂し、炭素鋼板及びアルミ
   ニウム板の接合面を研磨、粗面化した後、これを積層し
   、大気雰囲気中で該積層板が１８０〜２５０℃になるま
   で加熱した後、アルミニウム母材の圧下率３０〜５０％
   で圧延圧接し、次いで２５０〜５００℃の温度で加熱処
   理することを特徴とする炭素鋼とアルミニウムよりなる
   クラッド板の製造方法。