JPH04100683A - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明はクラッド材の製造方法に関する。

（従来の技術） クラッド材は、複数種類の異なる金属材を重合して接合
し、総体として１種類の金属材では得ることが困難な複
合的な性能を得ることができるようにした材料である。

クラッド材はその用途に基づいて所定の性能を得るよう
に組合せる金属材の種類、全体の板厚および各金属材の
板厚比　（以下クラッド比と称する。）が設定される。

例えばコバール材の両側にニッケル材を組合せて３層の
クラッド材を作製し、このクラッド材を用いて半導体素
子のキャップを構成している。そして、このクラッド材
においては、半導体素子を取付ける基板の熱膨張率を得
るようにクラッド材全体の板厚および各金属材のクラッ
ド比を決めている。

このようなりラッド材は、複数の金属材を重合して圧延
機の圧延ロールに通して圧延を行うことにより各金属材
を圧着接合して作製している。

従来、圧延機において圧延ロールの圧延によりクラッド
材を作製する場合に、作製するクラッド材の板厚を制御
するためには、単体の被加工材の板厚制御と同様に、作
製するクラッド材の板厚を目的値とするように、ロール
圧下装置により一対の圧延ロールの間のギャップの大き
さを調整する方法が採用されている。

また従来、厚延機において圧延ロー′ルの圧延によりク
ラッド材を作製する場合に、作製するクラッド材のクラ
ッド比率を制御するためには、作製するクラッド材のク
ラッド比率を目的値として、一対の圧延ロールの夫々の
回転時の周速を相互に異ならせて圧延する方法が採用さ
れている。すなわち、この方法は、複数の金属材が重合
して一対の圧延ロールの間を通過する時に、一対の圧延
ロルに対応して各圧延ロールに接触する各金属材の圧延
速度を異ならせることにより、その金属材の圧延比を異
ならせて圧延後の各金属材の板厚を制御してその板厚比
すなわちクラッド比を制御する方法である。一対の圧延
ロールの周速を異ならせるためには、同じ直径のロール
の場合には各ロールの回転速度を異ならせる、直径の異
なるロルを用いる方法などが挙げられる。

このように従来のクラッド材の製造方法では、クラッド
材における全体の板厚またはクラッド比のいずれか一方
の項目を主に制御しつつ、他の項目も併せて制御すると
いう方法であった。

（発明が解決しようとする課題） 上述したような従来のクラッド材の製造方法には次に述
べる問題がある。

まず、圧延機の圧延ロール間のギャップを調整してクラ
ッド材に板厚を制御する方法においては、圧着接合する
各金属材相互の変形抵抗などの特性の相違や板厚比によ
り板厚制御中にクラッド材のクラッド比率の変化が生じ
たり、金属材相互間のくびれなどが発生して金属材相互
の接合状態が不安定になるという事態が生してクラッド
材の品質が低下する。

また、作製するクラッド材のクラッド比率を目的値とす
るように、一対の圧延ロールの夫々の回転時の周速を相
互に異ならせてクラッド材のクラッド比率を制御する方
法においては、クラッド材の中で一対の圧延ロールに接
触する２層の金属材の板厚は良好に制御されるが、それ
以外の金属材の板厚は良好に制御できない。すなわち、
例えば３層のクラッド材の場合、両側の各金属材は周速
が異なる２層の圧延ロールに接触して良好に板厚制御さ
れるが、中間の金属材の板厚制御は圧延ロールが直接接
触しないために板厚制御が困難である。このため、３層
以上のクラッド材におけるクラッド比の制御は十分な効
果を得ることが困難である。

このように従来のクラッド材の製造方法では、圧延によ
りクラッド材を作製するに際して、クラッド材の板厚制
御とクラッド比の両方を同時に容易且つ確実に制御する
ことかできなかった。

本発明は前記事情に基づいてなされたもので、圧延によ
りクラッド材を作製するに際して、クラッド材の板厚制
御とクラッド比の両方を同時に容易且つ確実に制御する
ことができ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。

［発明の目的］ （課題を解決するための手段と作用） 前記目的を達成するために本発明のクラッド材の製造方
法は、複数の異なる金属材を重ねて圧延ロールに通して
圧延し、これら金属材を圧着接合したクラッド材を作製
するに際して、前記各金属材を重ねて圧延ロールに通す
時の前記各金属材に対して、圧延ロールを通過した後の
クラッド材の板厚およびクラッド比率に応じた張力およ
び速度を与えることを特徴とするものである。

本発明の発明者は、圧延によりクラッド材を作製するに
際して、クラッド材の全体の板厚とクラッド比を制御す
る方法について種々研究を重ねてきた。

この結果、圧延ロールを通過したクラット材の板厚およ
びクラッド比を制御するためには、圧延ロールを通過す
る前の金属材に加える張力および金属材の速度を制御す
ることが効果的であることを見出した。すなわち、この
方法は圧延ロール通過前の金属材料に加える張力を制御
することにより圧延ロール通過後のクラッド材の板厚を
制御でき、また圧延ロール通過前の金属材の移動速度を
制御することにより圧延ロール通過後のクラッド材の板
厚を制御できるものである。

制御に際しては、まず作製すべきクラッド材の板厚およ
びクラッド比を目標値として設定する。

また、圧延ロール通過前のクラッド材の各金属材の張力
および速度を設定する。圧延ロール通過前のクラッド材
の各金属材の張力は圧延時の条件と各金属材の特性に基
いて設定する。圧延ロール通過前のクラッド材の各金属
材の速度は質量一定（マスフロー一定）の法則に基いて
、圧延ロール通過前の金属材の板厚×圧延ロール通過前
の金属材の速度−圧延ロール通過後の金属材の板厚×圧
延ロール通過後の金属材の速度の式にで設定を行う。す
なわち、圧延ロール通過後のクラッド材のクラッド比を
圧延ロール通過前の金属材速度比として置き換えるもの
である。

上記初期設定の後、圧延ロールによる圧延を行う。圧延
中では、クラッド材の板厚は圧延ロール通過前側に設け
た板厚計により計測して上記設定値となるように調整し
、クラッド材の速度は圧延ロール通過前の金属材速度か
ら判断して上記設定値となるように調整して圧延ロール
通過前のクラッド材の張力を制御する。

例えば圧延ロール通過前側の金属材板厚が目標値より薄
い時には、圧延ロール通過前の金属材の張力を小さくし
て目標値と一致するように圧延ロル通過前の金属材板厚
を制御する。この時、圧延ロール通過前の各金属材の速
度比が目標となるクラッド比を保持するように調整して
各金属材の張力を小さくしていく。また、圧延ロール通
過後の板厚か厚い時にも、圧延ロール通過前の金属材の
張力を小さくして目標値と一致するように圧延ロール通
過前の金属材板厚を制御する。この時、圧延ロール通過
前の各金属材の速度比が目標となるクラッド比を保持す
るように調整して各金属材の張力を大きくしていく。さ
らに、圧延ロール通過後の板厚が目標値と同じ大きさで
あっても、圧延ロール通過前の各金属材の速度比に変化
を生じた場合、クラッド比が変化したものと認識して、
この値が目標値と一致するように圧延ロール通過後の板
厚を保ちながらこの金属材の板厚を制御する。圧延ロー
ル通過前の各金属材の板厚は夫々の張力を調整すること
により制御する。

従って、目標とするクラッド材の板厚に応じた張力およ
び目標とするクラッド材のクラッド比に応じた速度の両
方を考慮して金属材に与える張力を制御する。

具体的には、圧延ロールから出されるクラッド材の全体
の板厚と圧延ロールに入れる各金属材の速度を監視しな
がら、クラッド材の板厚と各金属材の速度か夫々所定の
値になるように圧延ロールに入れる各金属材に与える張
力を制御する。各金属材に与える張力の制御は、金属材
を巻回した各リールのトルク制御を行うことによってな
される。

各リールのトルク制御は電磁ブレーキやエアブレーキに
よって行う。このため、送出側のクラッド材の全体の板
厚と通過前側の各金属材の速度を制御することにより、
クラッド材の板厚とクラッド比の制御を同時に行うこと
ができる。

このように圧延ロールに送入する各金属材に対して個別
に且つ同時に張力と速度を制御することにより、安定し
て精度の良いクラッド材の板厚制御を行うことができる
。特に３層以上のクラッド材のクラッド材を精度良く作
製することができる（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明のクラッド材の製造方法を示す機能構成
図である。この実施例では、コバール材（Ｆｅ　−Ｎｉ
−Ｃｏ系合金）の両側にニッケル材を重合した３層のク
ラッド材を作製する製造方法を示している。

本製造方法を実施するに当たって必要な装置を用意する
。

コバール材１とニッケル材２，３をリール４゜５．６に
夫々巻回して用意しておく。圧延を行うために圧延ロー
ルを用意する。この圧延ロールはワークロール７．７と
バックアップロール８，８を備えたものである。作製さ
れたクラッド材を巻き取るために巻取リール９を用意す
る。また、各リール４，５．６にはコバール材１とニッ
ケル材２．３に夫々張力を加えるために電磁ブレーキや
エアブレーキなどからなる張力発生装置１０゜１１．１
２を用意する。すなわち、これら張力発主装置１０，１
１．１２は、ワークロール７．７の回転に対して各リー
ル４，５．６のトルクを制御して圧延時に各リール４５
，６から圧延ロル７，７に送り込まれるコバール材１と
ニッケル材２，３に加える張力を制御するものである。

これら張力発生装置１０，１１．１２は駆動回路１３．
１４．１５により制御される。巻取リール９には夫々張
力を加えるために電動機またはエアブレーキからなる張
力発生装置１６を用意する。

この張力発生装置ｔ１６は駆動回路１７により制御され
る。

さらに、各リール４，５．６に巻回したコバル材１とニ
ッケル材２，３を圧延ロールに送入する時の速度を計測
する速度計測器１８，１９゜２０を用意する。さらにま
た、圧延ロールから送出されたクラッド材の全体の板厚
を計測する板厚計測器２１を用意する。

圧延ロールのワークロール７．７とバックアップロール
８，８を上下方向に移動してワークロル７，７の間隙調
整を行う圧下装置２２と、ワクロール７．７に加わる荷
重を計測するロードセル２３を用意する。

さらに、各装置からの情報を受けて各装置の駆動を制御
する制御装置２４を用意する。

本発明の製造方法では、このように各装置を用意してク
ラッド材の製造を行う。

予め制御装置２４には必要なデータを入力しておく。す
なわち、作製するクラッド材の板厚およびクラッド比と
、この目標とするクラッド材の板厚に対応して金属材に
加える張力およびクラッド比に対応する送入側金属材の
速度を入力する。金属材の速度は金属材に加える張力の
調整により換算して設定する。また、金属材の材料特性
などのデータも入力する。

圧下装置２２より圧延ロールのワークロール７゜７とバ
ックアップロール８，８を上下方向に移動してワークロ
ール７．７の間隙を作製するクラッド材Ｃの板厚に応じ
た大きさに設定する。また、ワークロール７．７を図示
しない駆動装置より回転駆動する。このワークロール７
．７の回転速度は作製するクラッド材Ｃの板厚に応じて
設定する。

そして、各リール４，５．６に巻回したコバル材１とニ
ッケル材２．３を上下に重ね合せて圧延ロール７．７の
間隙に通して圧延し、各コバル材１とニッケル材２，３
を圧着接合してクラッド材Ｃとして巻取リール９で巻き
取る。

この圧延においてクラッド材Ｃの板厚およびクラッド比
を制御する方法について説明する。

圧延開始時に、制御装置２４がワークロール７゜７に送
入するコバール材１とニッケル材２，３に対して作製す
るクラッド材Ｃの板厚およびクラッド比に応じた値の張
力および速度を与えるために、制御装置２４が各駆動回
路１Ｂ、１４．１５に対して駆動信号を出力する。各駆
動回路１３，１４゜１６は制御装置２４からの信号を受
けて各リール４．５．６に設けた張力付与装置１０，１
１゜１２の駆動を制御してリール４．５．６の回転速度
を制御する。張力付与装置１０，１１．１２が電磁ブレ
ーキである場合には、電磁ブレーキの駆動を制御してリ
ール４，５．６の回転（トルク）を制御する　　張力付
与装置１０，１１．１２がｌ エアブレーキである場合には、エアブレーキの駆動を制
御してリール４，５．６の回転（トルク）速度を制御す
る。リール４，５．６のトルクを制御することによりワ
ークロール７，７に送入するコバール材１とニッケル材
２，３に加える張力を制御する。すなわち、ワークロー
ル７．７の回転を基準にして各リール４，５．６の回転
を制御することにより、各リール４，５．６から繰り出
されてワークロール７．７に入れるコバール材１とニッ
ケル材２．３の張力を制御できる。この場合、本来目標
とするコバール材１とニッケル材２，３に加えるための
張力と、目標とするコバール材１とニッケル材２，３の
速度に応じた張力の両方を組み合せた内容で張力を制御
する。また、この制御はクラッド比に応じてコバール材
１とニッケル材２．３に対して個別に独立して行う。

そして、圧延の進行においては、ワークロール７．７を
通過し圧延されて送出されたクラッド材Ｃの板厚を板厚
計測器２１が連続的に計測し、板厚計側器２１は計測値
を制御装置２４に出力する。

また、各リール４，５．６から繰り出されるコバール材
１とニッケル材２．３の速度を各リール４゜５．６毎に
設けた速度計測器１８，１９．２０で計測し、速度計測
器１８．１９．２０は計測値を制御装置２４に出力する
。

制御装置２４では、板厚計測器２１からのクラッド材板
厚計測値を受けて予め設定した目標のクラッド材板厚値
と比較する。また、制御装置２４では、速度計測器１８
，１９．２０からのコバル材１とニッケル材２，３の夫
々個別の速度計測値を受けて、コバール材１とニッケル
材２，３の夫々予め設定した目標の個別の速度値と比較
する。

そして、制御装置２４は、これらクラッド材板厚計測値
と目標とするクラッド材板厚値、およびコバール材１と
ニッケル材２，３の夫々個別の速度計測値とコバール材
１とニッケル材２，３の夫々目標とする個別の速度値と
か一致するように、各駆動回路１３，１４．１５に対し
て駆動信号を出力する。

これ以降は前述した内容で制御を行う。

このように圧延ロールから送出されるクラッド材Ｃ全体
の板厚と圧延ロールに送入するコバール材１とニッケル
材２，３の速度を監視しながら、クラッド材Ｃの板厚と
材の速度が夫々所定の値になるように圧延ロールに送入
するコバール材１とニッケル材２，３に加える個別に張
力を制御する。

これによりコバール材１とニッケル材２，３を圧着接合
した所定の板厚とクラッド比を有するクラット材Ｃを作
製することができる。

しかして、この実施例の制御では、圧延ロールから送出
されるクラッド材Ｃ全体の板厚と圧延ロルに送入するコ
バール材１とニッケル材２，３の速度を監視しながら圧
延ロールに送入するコバール材１とニッケル材２，３に
加える張力を個別に制御して、コバール材１とニッケル
材２，３に加える張力および速度を調整することにより
、クラッド材Ｃの板厚とクラッド比を同時に且つ精度良
く制御することができる。特に３層以上のクラッド材を
精度良く作製することができる。

本発明は前述した実施例に限定されずに種々変形して実
施することができる。例えばクラッド材は２層、あるい
は４層以上のものでも対象にできる。

［発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、圧延によりクラッ
ド材を作製するに際して、クラッド材の板厚制御とクラ
ッド比の両方を同時に容易且つ確実に制御することがで
き、特に３層以上のクラッド材のクラッド材を精度良く
作製することができるクラッド材の製造方法を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクラッド材の製造方法の一実施例を示
す機能構成図である。 １・・・コバール材、２．３・・ニッケル材、４゜５．
６・・・リール、７，７・・・ワークロール、９・・・
巻取リール、１９，２０．２０・・・速度計測器、２１
・・・板厚計測器、Ｃ・・・クラッド材。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　複数の異なる金属材を重ねて圧延ロールで圧延し、こ
   れら金属材を圧着接合したクラッド材を作製するに際し
   て、前記各金属材を重ねて圧延ロールに通す時の前記各
   金属材に対して、圧延後のクラッド材の板厚およびクラ
   ッド比率に応じた張力および速度を与えることを特徴と
   するクラッド材の製造方法。