JPH04138847A - 金属と合金よりなる急冷凝固クラッド箔およびその製造方法 - Google Patents

金属と合金よりなる急冷凝固クラッド箔およびその製造方法

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JPH04138847A
JPH04138847A JP25916990A JP25916990A JPH04138847A JP H04138847 A JPH04138847 A JP H04138847A JP 25916990 A JP25916990 A JP 25916990A JP 25916990 A JP25916990 A JP 25916990A JP H04138847 A JPH04138847 A JP H04138847A
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JP
Japan
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alloy
solidified
metal
rolls
foil
Prior art date
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JP25916990A
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English (en)
Inventor
Yuichi Sato
有一 佐藤
Michio Endo
遠藤 道雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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  • Continuous Casting (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は急冷凝固法により、金属と、この周囲を囲繞す
るごとく接合した合金箔との3層構造としたクラッド箔
およびその製造方法に関するものであり、特に、電解コ
ンデンサの電極素材や加工用耐食材料のように異なった
特性を同時に具備する有用なりラッド箔およびその製造
方法に係る。
(従来の技術) 従来、急冷凝固法によって製造された金属箔には、種々
のものがあり、その一つに例えばA7ベース箔がある。
これは、製造および取扱いが容易であり、しかも良導電
性であることから電解コンデンサ用の電極材料に用いら
れるようになっている。
この電解コンデンサ電極用材料は、静電容量を高めるた
めに電解エツチング処理で粗面化して表面積を拡大する
と共に陽極酸化処理をして絶縁被膜を形成する。
すなわち、大容量のコンデンサを製造するには、電極材
料の表面積を大きくし、また、薄く、かつ絶縁性のよい
被膜を表面に形成することが必要とされている。従来用
いられているAI箔は、これを酸化処理して、 AJ 
203 被膜を生成するが、A7203 の誘電率は、
およそ7〜10であり、他の金属例えばTaやTiの酸
化被膜(Ta20゜やTi0i )に比べてそれほど高
くない。そのため機械的手段あるいは電気化学的なエツ
チング方法によって、表面積を増大すると共に一方で酸
化被膜の形成に、陽極化成処理を改善し、例えばホウ酸
溶液による化成被膜と、リン酸溶液による化成被膜の複
合被膜を形成する方法などによって静電容量を高める試
みも行われているが、これらの方法によっても、十分に
高い特性改善には至っていない。
近時、陽極材料として、純Alに誘電率を高める他の合
金元素(いわゆるバルブメタル)を加えた合金を使用し
、この合金を急冷凝固法で製造することにより、大容量
の電解コンデンサを得ることを、本出願人等が提案した
。すなわち、例えば特開平1−124212号公報がそ
れであるが、これには、AI中に、T 1 s T a
 s Z r s HfおよびNbなどのバルブメダル
の少くとも1種を含み、これらのバルブメタルと、AI
との金属間化合物を微細に分散析出させた合金箔電極を
提示している。
このような合金箔に析出する金属間化合物は硬く、合金
箔の延性を低下させる。特に静電容量確保のため、合金
元素添加量を増加させると、この傾向が大きくなり、電
解コンデンサ電極材(箔)の重要な特性の一つである折
り曲げ強度が低下する。従って現在量も広く用いられて
いる電極春画タイプの電解コンデンサへの適用に、困難
を伴うことがある。
この曲げ強度を改良するために、AI箔を芯材とし、急
冷凝固法で製造した11合金箔を両側に積層した電解コ
ンデンサ用電極材料が、特開平1−290217号公報
に開示されている。
一方、双ロール急冷凝固法による多層非晶賀合金の製造
装置が実公昭61−4440号公報に開示されている。
これによると異種溶融合金の一つを一方のロール上に噴
出し、これが完全に固化する前に、他の溶融合金をその
表面に噴出し、接合面を拡散接合させることが記述され
ている。
さらに、双ロール急冷凝固法による複合体の製造方法と
して、特開昭58−25847号公報があり、これには
、高速回転する各ロール上に溶融金属を供給すると共に
、このロール間に微粉末を供給して、急冷凝固した金属
管に上記微粉末の分散層を形成し、構成するの材料に応
じた特性を持つテープ状の複合体を提供することが開示
されている。
(発明が解決しようとする課題) 異なった金属(合金を含む)の箔を複合したクラッド箔
は、前記した先行例によってすでに開示されているが、
両金属を接合するにあたり、特開平1−290217号
公報の発明は、具体的な手段として圧延法をあげており
一一方実公昭61−4440号公報には、急冷凝固中に
拡散接合することを開示している。
しかし、圧延法を採用すると工程付加となり製造コスト
が上昇する。また拡散接合させる場合は、接合しようと
するそれぞれの金属や合金の温度を十分に高くしなけれ
ばならず、特に前記実公昭のような急冷凝固法による重
ね噴出では、後に噴出した溶融金属によって表面固化し
ていない先の金属表面を打ち破る虞れがあり、均一な厚
みとならないか、破断の起こる可能性もありうる。また
、前記溶融金属があふれ出ることもあり、製造上困難を
伴う。
一方、特開昭58−25847号公報におけるような、
急冷凝固金属へ微粉末を供給したとしても、この微粉が
金属中へ均一に分散することは困難であり、充分に均一
な所望の特性を有する箔を得ることは難しいという問題
がある。
このように、複合した材料特性を充分に生かしたクラッ
ド箔を急冷凝固法によって製造する技術は現状では見当
たらない。
本発明は、このような現状に鑑みて、例えば前記した電
解コンデンサ用電極材料において、機械的特性や電極と
しての導電性を良好にする金属箔を芯材とし、この周囲
に誘電率などの静電容量を増大する合金箔を、一体に接
合した3層複合クラッド箔体を、およびこのクラッド箔
を急冷凝固法で製造する方法を提供することを目的とす
る。
(課題を解決するための手段) 本発明は上記目的を達成するために以下の構成を要旨と
する、 (1)急冷凝固法によって製造され、芯部金属の周囲に
、合金箔を囲撓接合して3層構造としたことを特徴とす
る金属と合金よりなる急冷凝固クラッド箔、 (2)高速回転する2つの近接ロールの表面に、溶融合
金を供給するに際し、凝固形成されうる箔の幅方向にお
いて、少なくともその一端部が他部分より厚肉になるよ
うに、溶融合金の少なくとも一方の供給量を調整しつつ
、前記各ロール上に連続的に噴出し、凝固させてロール
キス部に搬送し、該キス部の直上位置で、ロール上を搬
送された前記凝固合金箔の間で且つその薄厚部分に、溶
融金属を連続供給して、凝固接合することを特徴とする
金属と合金よりなる急冷凝固クラッド箔の製造方法、 (3)近接する各ロール上に配置し、溶融金属を収容す
る各容器において、該容器に設けたスリット状ノズルの
少なくともその一方を、凝固形成する箔の幅方向に相当
する端部の少なくともその一方が幅広になるように形成
し、前記各ロール上に溶融金属を噴出することを特徴と
する前項記載の金属と合金よりなる急冷凝固クラッド箔
の製造方法、 (4)少なくとも一方のロール表面中央部に溝を穿設す
ると共に、該溝の外側であってロール幅方向に延びると
共に前記溝に連続する浅溝を周方向に間欠的に設け、こ
のように形成したロールを近接させて高速回転し、この
近接ロールの溝部に、溶融合金を供給するに際L1凝固
形成されうる箔の幅方向において、少なくともその一端
部が他部分より厚内になるように、溶融合金の少なくと
も一方の供給量を調整しつつ、前記各ロール上に連続的
に噴出し、凝固させてロールキス部に搬送し、該キス部
の直上位置で、ロール上を搬送された前記凝固合金箔の
間で且つその薄厚部分に、溶融金属を連続供給して、凝
固接合することを特徴とする金属と合金よりなる急冷凝
固クラッド箔の製造方法。
以下に本発明の詳細な説明する。
本発明のクラッド箔は、急冷凝固法によって製造する3
層構造の複合体であり、第1図に模式的に断面図で示す
ように、芯材1の外側に合わせ材2および3が、芯材1
を囲繞し、接合したものである(第1図は、わかりやす
くするために、芯材、合わせ材のそれぞれを離して図示
した。)。すなわち、芯材1と、合わせ材2および3は
拡散接合し、合わせ材2と3のそれぞれの両端部2E、
2E′と3E、3E’は圧着接合している。
このような3層クラッド材を構成する各材料は、目的と
する用途によって選択すればよく、例えば、電解コンデ
ンサ電極(陽極)用の材料であるならば、静電容量を高
めるAI −Z r、 AI −T i等のAIベース
合金を合わせ材2.3とし、芯材には良導電体であり、
かつ延性のよい純AIを使用する。また、耐摩耗材料の
ように、表面合せ材を鋳鉄のような高硬度材とし、芯材
に靭性の高い、例えば低C材とすることもできる。
第1図は、芯材1を合わせ材2,3が完全に囲繞接合し
た状態を示したが、本発明は、後述する製造方法によっ
て、芯材の一部が合せ材端部より突出していてもよく、
本発明のクラッド材は、このような構成をも包含するも
のである。
3層クラッド材を製造する方法は、その実施例を篤2図
に示すように、高速回転する二つの冷却ロール4.およ
び5の直上に合せ材となる溶融金属(あるいは合金、以
下同じ)A、およびBを別々に収容した容器6および7
を配置し、前記各冷却ロール4.5の表面に各容器のノ
ズル8.9より溶融金属ASBをそれぞれ噴出する。ノ
ズル8および9に設けたスリット状の溶融金属噴出口1
0および11を第3図に示すように合せ材の幅方向の端
部(2E、3E)に相当する端部10E、10E′およ
びIIE、11E′が、中間部より幅広に形成され、こ
の部分から溶融金属の噴出量が、中間部より多量となる
ように構成されている。端部10E111Eの開口幅は
中間部の開口幅の2倍程度とすることが好ましい。
このようなノズルから噴出された溶融金属A1Bは、ロ
ール表面で急速に凝固し、第1図に例示したような端部
2Eあるいは3Eが肉厚となった合せ材としての箔2.
3七なってロールに搬送され、各ロールのキス部12に
達する。
さらに、ロールキス部12の直上には異種の溶融金属C
を収容した容器13を配置し、ノズル14より、ロール
キス部に向け、かつ前記溶融金属AおよびBによって形
成されたロールキス部にある凝固箔(合せ材2および3
)間に、溶融金属Cを噴出する。前記ノズル14は、第
3図に示すように等幅スリツト状の噴出口15を有し、
しかも、前記溶融金属A、Bを噴出する噴出口10.1
1の中間部に相当する長さとしている。そのため、前記
凝固箔(合せ材2.3)の中間部(第1図の2E、2E
’3E、3E’ を除いた部分)の薄肉部に溶融金属C
が噴出されることになる。
前記凝固箔(合せ材)2.3は、容器13より噴出した
溶融金属Cをそれぞれの端部2E、3Eおよび2E’ 
 3E’ で堰止め、包囲しながら、ロールキス部12
で軽度の圧下をかけられ、これと同時に溶融金属は、凝
固し、それぞれが接合して第1図に示す3層のクラッド
材100を形成する。
第4図および第5図は、本発明の他の例であるが、本発
明の急冷ロールの少なくとも一方には、その表面に溶融
金属を噴出する幅に溝を形成してもよい。第4図は、急
冷ロール4および5の両方に溝16.17を設けた例を
示しており、この溝16.17中に、溶融金属ASBを
噴出することにより、凝固箔端部(2E、3E)により
均一な肉厚とすることができる。
また第4図に示すように、急冷ロールの一端に浅い溶融
金属Cの流出溝18を間欠的に設置しておくと、第5図
に拡大断面で図示したように、ロールキス部で溝18に
よって形成される各ロール4および5間の間隙が大きく
なり、すなわち、溝18部の圧下が小さくなるため、溶
融金属が流出し、芯材1の1部がクラッド箔100より
突出したフィン19を形成することができる。このよう
なフィン19は、例えば、電解コンデンサの電極に使用
する場合、リードの役割を果たすことが可能となる。
また第6図に示すように、容器6.7の噴出口10.1
1に幅広いスリット部20.20’ 〜を幅方向に複数
設けると共に、容器13の噴出口15は、前記幅広スリ
ット20と20′ 間に入る距離に相当する長さとする
ことにより、噴出した溶融金属は、凝固後第7図に模式
的断面に示したように、合せ財21.22は、芯材23
.23’ 、23’をそれぞれ被包接合したクラッド材
(箔)となる。そして、C−C部でカットすれば、内部
に芯材を有する3層のクラッド箔となり、例えばチップ
型電解コンデンサの電極材として用いることができる。
なお、本発明において、前記第3図および第6図に示し
たノズル8.9の噴出口10.11は、図示のものに限
定するものでなく、噴出口10.11の少なくとも一方
において、あるいは、それぞれの逆方向位置(第3図の
場合)において、広幅スリットを形成してもよい。
(実施例) 以下本発明の詳細な説明する。
直径300−1幅80コの銅製ロール2個を、第1図に
示すようにロール間(ギャップ)を0.3mに近接させ
、各ロール最頂上に配置した容器6および7には、kl
−3at%Zrよりなる溶融合金を収容し、またロール
キス部直上に配設した容器13には溶融純AI (99
,99%)を収容し、500rpmで回転する前記各ロ
ール上へは0.3kg/aIrの圧力で溶融合金CAB
−3at%Zr)をそれぞれ噴出し、些かな時間遅れで
、ロールキス部に溶融純1を同じ圧力で噴出した。
使用した各容器のノズル噴出口の形状は第8図に示す通
りである(数字の単位は=)。
ロールキス部で溶融AIは凝固したAl−Zr合金で包
囲され、はぼ30%加圧が加えられた後、第1図に示す
ような3層の芯AI、外側囲繞合せ材(Af−Zr合金
)よりなる厚さ約0’、3+a+、幅約40a+mのク
ラッド箔を得ることができた。
上記クラッド箔から長さ20mmのサンプルを採取し、
室温から200℃まで昇温2分、冷却2分のヒートサイ
クルを103回繰り返しをする剥離テストを行ったが、
上記基材料は全く剥離が生じなかった。
また、本実施例で得たクラッド材は、A1合金が全体を
囲繞しており、これをエツチングすることにより、金属
間化合物が露出して表面積の増大がはかれ、電解コンデ
ンサ陽極として優れた特性を持っている。しかも、芯材
が純AIであるため、延性がよく、曲げ強度も良好であ
った。
(発明の効果) 以上のように、本発明法により、異種の金属や合金、ま
たはこれらを組み合わせた3層構造のクラッド材を融液
から直接製造することが可能となった。そして、従来の
圧延法によっていた方法に比ベニ程が省略され、コスト
低減が可能となり、その工業的な価値は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明クラッド箔の断面を示す図、第2図は本
発明法の実施例を示す図、第3図は、第1図の溶融金属
噴出ノズルの噴出口形状の一例を示す図、第4図は、本
発明法の他の実施例の冷却ロールの構成を示す図、第5
図は、第4図の拡大断面説明図、第6図および第7図は
本発明の他の実施例であって、ノズル噴出口形状(第6
図)およびこれによって製造した3層クラッド箔の断面
(第7図)を示す。第8図は、実施例におけるノズル噴
射口の形状を示す図である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)急冷凝固法によって製造され、芯部金属の周囲に
    、合金箔を囲撓接合して3層構造としたことを特徴とす
    る金属と合金よりなる急冷凝固クラッド箔。
  2. (2)高速回転する2つの近接ロールの表面に、溶融合
    金を供給するに際し、凝固形成されうる箔の幅方向にお
    いて、少なくともその一端部が他部分より厚肉になるよ
    うに、溶融合金の少なくとも一方の供給量を調整しつつ
    、前記各ロール上に連続的に噴出し、凝固させてロール
    キス部に搬送し、該キス部の直上位置で、ロール上を搬
    送された前記凝固合金箔の間で且つその薄厚部分に、溶
    融金属を連続供給して、凝固接合することを特徴とする
    金属と合金よりなる急冷凝固クラッド箔の製造方法。
  3. (3)近接する各ロール上に配置し、溶融金属を収容す
    る各容器において、該容器に設けたスリット状ノズルの
    少なくともその一方を、凝固形成する箔の幅方向に相当
    する端部の少なくともその一方が幅広になるように形成
    し、前期各ロール上に溶融金属を噴出することを特徴と
    する請求項1記載の金属と合金よりなる急冷凝固クラッ
    ド箔の製造方法。
  4. (4)少なくとも一方のロール表面中央部に溝を穿設す
    ると共に、該溝の外側であってロール幅方向に延びると
    共に前記溝に連続する浅溝を周方向に間欠的に設け、こ
    のように形成したロールを近接させて高速回転し、この
    近接ロールの溝部に、溶融合金を供給するに際し、凝固
    形成されうる箔の幅方向において、少なくともその一端
    部が他部分より厚肉になるように、溶融合金の少なくと
    も一方の供給量を調整しつつ、前記各ロール上に連続的
    に噴出し、凝固させてロールキス部に搬送し、該キス部
    の直上位置で、ロール上を搬送された前記凝固合金箔の
    間で且つその薄厚部分に、溶融金属を連続供給して、凝
    固接合することを特徴とする金属と合金よりなる急冷凝
    固クラッド箔の製造方法。
JP25916990A 1990-09-28 1990-09-28 金属と合金よりなる急冷凝固クラッド箔およびその製造方法 Pending JPH04138847A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1506825A1 (en) * 2003-08-04 2005-02-16 DANIELI & C. OFFICINE MECCANICHE S.p.A. Device and method for the continous casting of a bimetallic strip through a twin roll casting machine
WO2026093921A1 (en) * 2024-10-31 2026-05-07 Novelis Koblenz Gmbh Clad aluminum alloy products for aerospace applications and related processes

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