JPH0441681A

JPH0441681A - アルミニウム箔積層鋼板の製造法

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Publication number: JPH0441681A
Application number: JP14434790A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Kanda; 神田　勝美; Masahiro Kai; 政浩甲斐; Takushi Nakamura; 琢司中村; Keiji Yamane; 啓二山根; Yoshikazu Kondo; 近藤　嘉一
Original assignee: Toyo Kohan Co Ltd
Current assignee: Toyo Kohan Co Ltd
Priority date: 1990-06-04
Filing date: 1990-06-04
Publication date: 1992-02-12
Anticipated expiration: 2011-10-16
Also published as: JP2543429B2

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】［産業上の利用分野コ本発明は、Ｚｎ合金あるいはＳｎ合金めっきを施した鋼
板とアルミニウム箔とをロール加圧と加熱により接合し
たアルミニウム箔積層鋼板の製造法に関する。

［従来の技術］アルミニウムは軽量で、耐食性に優れ、また加工硬化が
少ないため、加工性にも優れている。その金属として多
くの優れた特性を持つアルミニウムに、さらに鋼板の特
性を付与する目的で、アルミニウム板と鋼板とのクラツ
ド材の開発が進められている。アルミニウム板と鋼板を
接合する方法には、従来から冷間圧延による接合法（特
開昭５６４０９１８３号、特開昭５８−１４１８８２号
等）が、数多く検討されているが、接合強度を改善する
ために加熱処理を施すと、アルミニウムと鉄からなる脆
い合金層が成長し、加工性を低下させる。これらの欠点
を解決するために、アルゴンなどの非酸化性の低圧気体
雰囲気においてスパッタリングを行い酸化物を除去した
後、直ちに圧延を行い、圧下率を１〜５％に減少させる
方法があるが、大規模な真空設備を必要とする。また、
鋼板とアルミニウム板の界面に銅を介在させ、加熱処理
を行うことにより、大きな圧下なしに両者を接合させる
方法があるが、緩やかな凹凸が発生し、均一な接合およ
び外観を得ることが難しい。また、これらを改善したも
のとして、特開平１−１５４８８６号、特公平１−４２
７９８号、特開昭６１−６７５８１号、特開昭５３−８
５７５９号がある。これらはいずれもアルミニウムより
も低融点の金属を鋼板表面に被覆した後、アルミニウム
箔あるいは板を積層し、５〜７０％の圧下率で圧延する
方法である。しかし、これらの方法においても、特開平
１−１５４８８６号、特公平１−４２７９８号はいずれ
も非酸化性あるいは真空中雰囲気での圧延であり、また
特開昭６１−６７５８１号はアルミニウム板の密着性を
高めるためには高温にする必要があり、その際はわきが
発生する。また特開昭５３−８５７５９号では５〜７０
％の圧下率のため、機械特性を改善するのに高温での熱
処理が必要となり、アルミニウムと鉄の脆弱な合金層を
形成し、加工性が著しく低・下する。

［発明が解決しようとする課題］アルミニウム積層鋼板の製造法において、冷間圧延によ
る方法では、圧下率が高く、加工性が低下する。これを
改善するために、高温で軟化処理を行うとアルミニウム
と鉄の合金層を形成し、加工性が低下する。さらに、低
圧気体中でスパッタを行いアルミニウムおよび基板の酸
化物を除去する方法は作業性および経済性の面で問題が
ある。

［課題を解決するための手段］したがって、本発明はアルミニウム積層鋼板の製造法に
おいて、安価で、しかも耐食性、耐熱性。

加工性、加工密着性、有機皮膜との密着性に優れたアル
ミニウム積層鋼板を提供することを目的とするものであ
る。

その要旨は、Ｏｒ、ＷあるいはＭｏを０．００１〜５％
含むＺｎを主成分とした合金を被覆した鋼板、または、
Ｃｒ　　ＷあるいはＭｏを０．００１〜５％含むＳｎを
主成分とした合金を被覆した鋼板と、厚さ５〜１５０μ
ｍのアルミニウムあるいはアルミニウム合金からなる圧
延箔を重ね合わせて、全体を圧下率１〜８０％で圧着し
、２００°Ｃからアルミニウムあるいはアルミニウム合
金の融点以下の温度で１〜６００秒の熱処理を施し、拡
散接合により、片面あるいは両面に、アルミニウムある
いはアルミニウム合金箔を被覆したアルミニウム箔積層
鋼板を製造することである。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明のアルミニウム積層鋼板に使用される鋼板とは、
軟化焼鈍する前の冷間圧延鋼板あるいは軟化焼鈍後の冷
間圧延鋼板である。銅板には低炭素鋼板、クロム添加鋼
板、ニッケル拡散処理した鋼板が含まれる。もちろん、
アルミニウムあるいはアルミニウム合金箔を被覆しない
面にはクロメート処理、リン酸処理を施すことができる
。

一方、アルミニウムあるいはアルミニウム合金からなる
箔は、圧延法により製造された厚さ５〜１５０μｍのア
ルミニウムあるいはアルミニウム合金である。アルミニ
ウム合金としては、マグネシウム、マンガン、ケイ素な
どを含んだ合金が含まれる。５μｍ未満の厚みでは作業
性が低下し、製造コストが高くなり、不経済である。ま
た１５０μｍを超えると、材料費の面で不経済である。

もちろん、アルミニウムあるいはアルミニウム合金の非
接合面にはクロメート処理、リン酸処理などの化成処理
を施すことができる。また、圧下率が１０％を越えると
きは接合面にクロメート処理あるいはリン酸処理が施さ
れていても差し支えない。

次に、良好な接合力および加工密着性を得るため、鋼板
の接合面上にＣｒ、ＷあるいはＭｏを含むＺｎを主成分
とする合金、または、Ｃｒ、ＷあるいはＭｏを含むＳｎ
を主成分とする合金を被覆する。その場合、接合面での
全めっき量が０．１〜１０ｇ／ｍ２であればよい。Ｚｎ
、Ｓｎともに、１０ｇ／ｍ２を超すと製造コスト面で不
経済である。また、鋼板にＺｎかＳｎを主成分とした合
金を被覆した後に、異種金属を被覆してもよい。このよ
うに鋼板上にＣｒ、ＷあるいはＭｏを含むＺｎかＳｎを
主成分とする合金を被覆すると、熱処理時に強固な接合
層を形成し、脆弱な鉄−アルミニウム合金の生成を抑制
することができ、加熱拡散処理の温度条件を広げること
ができる。これらと−見類似したように見えるものに、
前述した特開昭６１−６７５８１号がある。この方法で
は、ＡＩ！と鋼板との加工密着性を高めるために熱処理
温度を高くすると、合金化してしまい、加工性が低下し
、またその温度許容範囲も狭く、膨れも発生する。それ
に対して、本発明は、Ｚｎめっき層あるいはＳｎめっき
層にＯｒ、ＷあるいはＭｏを添加することによって加熱
処理の許容範囲が広（なり、Ｏｒ、ＷあるいはＭｏの含
有量を高くするほど加熱条件を広げることができる。こ
の構成は本発明の最も重要な点の一つである。

Ｃｒ、ＷあるいはＭｏを含有するＺｎまたはＳｎを主成
分とした合金を被覆する方法は、特に制限されるもので
はないが、これらの方法としては電気めっき法、化学め
っき法がある。Ｚｎを主成分とした合金には、リン１コ
バルト、銅、ニッケル、スズあるいは鉄を含むことがで
きる。Ｓｎを主成分とした合金には、鉄、ニッケル、コ
バルトあるいは亜鉛を含むことができる。

鋼板上に金属をめっき法によって被覆した場合、鋼板に
熱処理を施すと、めっきにより吸蔵した水素などの気体
あるいは液体を脱離させることができ、接合の均一性が
改善される。脱気処理の雰囲気は非酸化性の雰囲気であ
ればよい。たとえば、水素、窒素あるいはアルゴンから
なる雰囲気が好ましい。また、これらのガスからなる混
合ガス雰囲気でもよい。この雰囲気中において、金属を
被覆した鋼板を５０〜５００℃の板温で熱処理を行う。

５０℃未満でも脱気処理は可能であるが処理時間が長く
なり作業性を悪くする。加熱時間は１〜６００秒の範囲
でよいが、被覆する金属の種類、厚みによって異なる。

１秒未満では、接合の均一性が改善されにくい。また、
６００秒以上では効果は飽和し、経済性が劣る。好まし
くは、６０秒であるが、機械的特性を改善するためには
６００秒を要する場合がある。

次に、以上の処理を施した鋼板とアルミニウムあるいは
アルミニウム合金箔を重ね合わせ、全体を圧下率１〜８
０％で圧着する。圧下率は使用する鋼板およびアルミニ
ウムあるいはアルミニウム合金箔の厚さ、硬度によって
異なる。焼鈍処理を施していない鋼板では、１％程度の
圧下率で十分な接合力を得ることができる。また、８０
％以上に圧下率を高くすると作業性が低下するので好ま
しくない。

次いで、圧延により仮接合した鋼板に加熱拡散処理を施
す。板の温度は２００°Ｃからアルミニウムあるいはア
ルミニウム合金の融点以下にするのが好ましい。２００
℃未満では鋼板とアルミニウムあるいはアルミニウム合
金箔との密着性が劣る。加熱時間は１〜６００秒の範囲
でよいが、対象となる金属の種類、厚みにより異なる。

１秒未満では、鋼板とアルミニウムあるいはアルミニウ
ム合金箔とが均一に接合しに（い。６００秒を超えても
接合するが、連続的な高速生産には６０秒以下が好まし
い。もちろん、一定温度以上の拡散処理は、軟化焼鈍を
兼ねることができる。

雰囲気は制限されず、水素、窒素あるいはアルゴンから
なる雰囲気、または、これらのガスからなる混合ガス雰
囲気でもよい。また、空気中で加熱処理を行ってもよい
。なお、加熱時には、加圧力は特に制限されない。

［作用コアルミニウムあるいはアルミニウム合金箔の表面には拡
散を妨げる安定な酸化膜が存在するが、これらを取り除
く前処理をする必要がない。それは、鋼板と重ね合わせ
て圧延をすることにより、接合面では、酸化膜が破壊さ
れ、新生面が出現するためと考えられる。この出現した
新生面により加熱処理による拡散が促進され、鋼板とア
ルミニウムあるいはアルミニウム合金箔を接合させ、接
合力および加工密着性に優れたアルミニウム積層鋼板が
得られるものと考えられる。さらに少量のＣｒ、Ｗある
いはＭｏを含むそれぞれを主成分とする合金層を接合面
に介在させると、脆弱な鉄−アルミニウム合金の形成を
抑制し、上記の接合力および加工密着性に優れたアルミ
ニウム箔積層鋼板を得ることができる拡散処理の加熱条
件を拡大することができる。これにより、圧延にともな
い劣化したエリクセン張り出し特性あるいは曲げ特性な
どの加工特性を軟化焼鈍により圧延前の特性まで改善さ
せることができ、加工性に優れたアルミニウム箔積層鋼
板を容易に製造することができる。

［実施例］本発明を実施例で具体的に説明する。

実施例１厚み０．５０−の鋼板を、常法の前処理を施した鋼板に
、硫酸亜鉛２５０ｇ／ｌ　、　　硫酸アンモニウム３５
ｇ／Ｉ！　、硫酸コバルト５０ｇ／Ｉ！　、モリブデン
酸アンモニウム１．５０ｇ／ｊ７の浴を用い、温度４５
℃，電流密度３５Ａ／ｄｍ２の条件で１０ｇ／ｍ２めっ
きし、窒素ガス９５％と水素ガス５％を含んだ雰囲気中
で、板の温度４００℃の条件で３００秒間加熱処理をし
た。次いで、めっきを施した鋼板と厚み３０μｍのアル
ミニウム箔（ＪＩＳＩｌｏｏ）を重ね、７％の圧下率で
圧延後、空気中で板の温度３００℃の条件で６０秒間加
熱処理を施し、アルミニウム箔積層鋼板を得た。

実施例２〜８における本願の発明の処理は実施例１に準
じて作成した。それらをまとめて第１表に示す。

このようにして得られたアルミニウム箔積層鋼板を用い
て、次のような加工密着性試験を行った。

アルミニウムあるいはアルミニウム合金の表面の張り出
し部にカッターで十字に地鉄部に達するまで傷をつけた
後、エリクセン試験機（東京衡機製造新製）により、ア
ルミニウムあるいはアルミニウム合金側が張り出される
ように、７　ｍｍ張り出した。その後、ピンセットで強
制的に剥離テストを実施した。

その結果、実施例１〜８の本発明によるアルミニウム箔
積層鋼板において、アルミニウムあるいはアルミニウム
合金箔の鋼板からの剥離は認められなかった。

［発明の効果］本発明によるアルミニウム箔積層鋼板の製造法により、
アルミニウムあるいはアルミニウム合金の箔と、鋼板と
を均一に接合し、拡散処理と軟化焼鈍を同時に行うこと
ができ、接合力、加工性および加工密着性に優れた、経
済的なアルミニウム箔積層鋼板が得られた。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）軟鋼板に厚み５〜１５０μｍのアルミニウムある
いはアルミニウム合金箔を、鋼板に積層する方法におい
て、軟鋼板表面上にＣｒ，ＷあるいはＭｏを０．００１
〜５％含むＺｎ合金、またはＣｒ，ＷあるいはＭｏを０
．００１〜５％含むＳｎ合金めっきを０．１〜１０ｇ／
ｍ＾２施し、中性あるいは還元雰囲気中で、めっき鋼板
を、加熱温度５０〜５００℃，加熱時間１〜６００秒の
熱処理を行い、次いで、該めっき鋼板にアルミニウムあ
るいはアルミニウム合金箔を積層し、圧下率１〜８０％
で圧着し、次いで２００℃からアルミニウムあるいはア
ルミニウム合金の融点以下の温度で、加熱時間１〜６０
０秒の熱処理をすることを特徴とするアルミニウム箔積
層鋼板の製造法。