JPH0557461A - 軟質複合金属板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷間圧延ままの複数の金属板を用い、軟質化
と同時に圧着を行なうことにより、加工性の良い軟質複
合金属板を低コストで得る。 【構成】 複数の冷間圧延ままの金属板それぞれに１ま
たは２以上の通電ロールを設け、前記通電ロール間に電
流を流し、それぞれの金属板の再結晶温度以上まで加熱
しつつ、これらの金属板が重なるように圧着ロール間に
連続的に送り込む。圧着ロールの圧下率は３０％以下で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気機器、日用品、装飾
品、自動車などに用いる薄板の複合金属板、すなわちク
ラッド材であって、加工性の良い軟質のものを生産する
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複合金属板の製造技術は多様なものがあ
り、たとえば製造工程の初めの段階から複合化を行なう
ものとしては鋳込み圧延法と称し、一方の材料を鋳型の
中に吊しておき鋳ぐるみした鋳塊を作る方法がある。ま
た厚さ数百ミリメートルといったスラブの段階で素材を
重ね合わせ周辺を溶接して酸化を防止した上、加熱して
圧延して接合する熱間圧延法と一般に云われている方法
もある。

【０００３】上記いずれの方法も以降の圧延・焼鈍など
の工程があることが前提になっているが、複合金属板は
本来的に異質の材料を組合せるものであるから焼鈍すべ
き温度が相違しているのは通常であり、素材本来の特性
を発揮させるのは困難である。また広い範囲の材料の組
合せに適用できるものとして、火薬が爆発するとき発生
する高圧力を利用する爆着法が知られているが、厚板で
はそのまま最終製品とすることができても、薄板ではあ
とで圧延することを考えねばならず、やはり前述の鋳込
み圧延法等と同様な問題を生ずる。

【０００４】もっぱら薄板のクラッド材に適用される方
法として重ね圧延法といわれるものが知られている。こ
れは冷間または温間で素材の板を重ねて圧延機に送り込
んで圧下し、圧着するものでコイル状に連続的に作られ
るのが普通である。この方法は材料としては最終製品と
なるべき素材の金属板を使って複合化することが前提で
ある。この重ね圧延法においてはその名の示すごとく接
合の駆動力は圧延にあり、加熱する場合においても熱は
補助的役割をするだけである。すなわち十分な接合が行
なわれるためには１パスでの圧下をできるだけ大きくす
ることが条件とされているため、ある程度加熱して材料
を軟化させ圧下を容易にしようとするものである。

【０００５】したがって接合された材料は加熱した場合
でも冷間圧延後と同様な結晶粒が伸びて硬化した組織に
なっており、絞り加工等の加工用の用途には軟化のため
焼鈍を行なわねばならない。しかしながら異質の材料の
複合金属板の場合に両方の材料の要求を満足するような
焼鈍を行なうことは困難である。したがって材質的には
ある程度妥協したものにならざるを得なかった。

【０００６】従来の重ね圧延法においては加熱が不十分
であることに着目して加熱手段を中心に開発した技術に
特開平２−３０７６８７号のものがある。これは複数の
金属板それぞれに１または２以上の通電ロールを設け、
この通電ロール間に電流を流しつつ複数の金属板が重な
るように圧着ロール間に連続的に送り込んで複合金属板
を製造する方法である。 すなわち図１に示すように素
材の金属板１には２個の通電ロール１１、１４、金属板
２には１つの通電ロール１２が設けられ、それぞれの通
電ロール間に電源２１、２３を接続して電流を流しつ
つ、素材の金属板が重なるように圧着ロール４間に送り
込むことにより複合金属板５が製造される。

【０００７】電源は低周波の交流電源、直流電源等いず
れも使用できる。電源２１の電流は一方の通電ロール１
１から一方の素材の金属板１を通り、圧着ロール４の部
分を経て他方の素材の金属板２を通り他方の通電ロール
１２に至る。すなわち各素材の金属板１、２における電
流値は同一である。たとえば素材の金属板１が銅板、２
が鋼板であるとすると、銅板の方が鋼板に比べて極端に
薄い場合でない限り、鋼板の方が電気抵抗が高い。この
ため同じ電流値では鋼板の方がより強く加熱される。銅
板の方が接合に必要な加熱温度は低いが、それでもなお
加熱が不足することが多いので、補助加熱用の通電ロー
ル１４を設け、電源２３により電流を流して加熱を補助
する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記の特開平２−３０
７６８７号の技術は電源として商用周波数のもので済む
ので高周波加熱などに比べて電気設備の費用が著しく安
いと共に温度調節が容易である。また板幅方向の温度分
布の均一性も良いので所望の十分な温度に加熱すること
ができる。

【０００９】しかし一方このような方法は複合金属板の
製品の一歩前の段階において複合化するので、各素材の
金属板の製品としてのコストに複合化のためのコストが
上乗せされることになる。したがって複合金属板の材質
特性を向上させつつできる限り低コストで製造する方法
を開発する必要がある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するものであって、複数の金属板を重ね合わせて軟質複
合金属板を製造する方法において、前記金属板として冷
間圧延のままの金属板を用い、これら金属板それぞれに
１または２以上の通電ロールを設け、前記通電ロール間
に電流を流し、それぞれの金属板の再結晶温度以上まで
加熱しつつ、これら金属板が重なるように圧着ロール間
に連続的に送り込むことを特徴とするものである。ま
た、あわせて圧着ロールによる圧下率が３０％以下であ
ることも特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明においては素材の金属板として冷間圧延
のままのものを用いる。従来の重ね圧延法においては良
好な圧着をさせるためには１パスの圧下をできるだけ大
きくすることがポイントになっており、素材としては焼
鈍によりできるだけ軟化させた材料を用いるのが当然と
されてきたが、本発明においては冷間圧延後焼鈍をしな
い材料を用いるのである。

【００１２】これは後に述べる本発明で適用される加熱
方法において焼鈍工程も兼ねさせることが可能であるか
らであり、これにより焼鈍工程の省略によるコスト低減
が図られる。最終製品における厚みに近い素材を用いる
複合金属板の製造においては、素材厚みはいきおい薄い
ものにならざるを得ないが、このような薄い金属板たと
えば０．４ｍｍ以下の焼鈍は装置としても特別なものが
必要で、焼鈍コストが高い。本発明においては冷間圧延
のままの材料を用いることによりコスト低下に加えて素
材厚みの選択の幅を薄い方に広げることができる。

【００１３】なお、本発明でいうところの冷間圧延のま
まの金属板とは、後に焼鈍をすることを前提とした素材
としては中間製品のことである。たとえば薄鋼板では絞
り加工時などに生ずるストレッチャーストレインを防止
するため焼鈍後に数％の圧下率の調質圧延（スキンパ
ス）を行なうことがあるが、このようなものは本発明で
いう冷間圧延のままの金属板ではない。また銅、アルミ
ニウム等の材料でも最終的に軽度の圧下を加えて硬度を
調整する場合もあるが、これらも本来中間製品でないか
ら該当しない。

【００１４】上記の冷間圧延のままの金属板を重ねて圧
着ロール間に送り込んで複合金属板とするが、この際金
属板に通電することにより加熱する。これは先に図１に
よって説明した装置を用い、各金属板それぞれに１また
は２以上の通電ロールを設け、この通電ロール間に電流
を流して行なう。従来の重ね圧延法において圧着の駆動
力は圧延にあり、加熱は補助的なものであったが、本発
明においては高温時の接合界面における拡散を主たる駆
動力としている。

【００１５】このため加熱条件は材料の複合化のための
接合に適当な条件と焼鈍による材料特性の発現に適当な
条件を両立させねばならない。前記の通電ロール間にお
ける通電による加熱方法では圧着ロールに金属板が入る
瞬間まで昇温が続くことになる。一般に金属材料の再結
晶焼鈍の温度としてはある温度に一定時間保持すること
を前提として定められる。この時間は連続焼鈍であれば
数十秒ないし数分であり、バッチ焼鈍であれば数時間に
もなるが、いずれにしてもある保定時間を前提としてい
る。ところが本発明の方法で用いる通電加熱において
は、前記したように急速加熱であるうえ一定温度に保持
する時間をとることは不可能である。このため本発明お
いては一般の連続焼鈍炉などでの目標焼鈍温度に対し、
これと同様の焼鈍結果を得るには数十度といったやや高
い温度が必要である。

【００１６】一方、上記の再結晶焼鈍に適した温度に加
熱すれば通常は圧着による接合にも適した温度となり、
少ない圧下率で良好に行なわれる。圧着ロールの間に金
属板がかみ込まれるとこの間では加熱は行なわれないの
でロールとの接触により急激に温度低下が起きる。した
がって圧下が大きい場合、再結晶することなく材料が硬
化することが多い。したがって本発明が目的とする加工
用の用途に適する軟質の複合金属板を製造する場合、圧
下率は３０％以下にすることが望ましい。前記したよう
な素材の金属板が十分に加熱されている場合には５％以
上の圧下率があれば十分な圧着が行なわれる。

【００１７】また本発明の複合金属板の製造方法におい
ては金属板の加熱温度が再結晶温度以上であるから、多
くの金属では酸化防止の手段を講ずる必要がある。たと
えば鋼の場合窒素雰囲気中で酸化防止のため酸素量３％
以下にする。

【００１８】

【実施例】図１に示した装置を用い２層の複合金属板を
製造した。素材の金属板としてはいずれも冷間圧延のま
まのもので、０．００４％の炭素鋼、ＪＩＳ規格ＳＵＳ
３０４ステンレス鋼、アルミニウム、銅を用い、これら
を組み合わせて用いた。再結晶温度以上の加熱温度とし
て、炭素鋼については８５０℃、ステンレス鋼について
は１１００℃、アルミニウムについては３５０℃、銅に
ついては６００℃とし、表１の実施例１から４に示す組
み合わせで複合金属板を製造した。いずれも１８０度曲
げ試験で剥離なく良好に接合しており、また硬さも低く
エリクセン値も良好で十分に軟質化していることがわか
る。

【００１９】

【表１】

【表２】 一方比較例を表２に示す。比較例１は焼鈍材を素材とし
たものであるが、実施例と製品特性は同等であり、本発
明において冷延材を使用することが合理的であることが
わかる。また比較例２においては、炭素鋼の加熱温度が
６５０℃と再結晶温度以下のため接合はするものの製品
の硬度は高く、加工性も悪い。

【００２０】実施例５は図２に示す装置を用い３層の複
合金属板を製造した例である。鋼板２とアルミニウム板
１を通電ロール１１、１２間で電源２１により加熱し、
鋼板３とアルミニウム板１を通電ロール１３、１２間で
電源２２により通電して加熱する。この場合２つの電源
２１、２２の電流の和がアルミニウム板１に流れるよう
電源２１、２２の位相を定める。さらにアルミニウム板
１を補助加熱するため通電ロール１６と１２の間にも電
源２５により電流を流すようにしている。

【００２１】表１の実施例５に示すように曲げ試験によ
る剥離はなく、硬さも低く、加工性は良好であった。こ
れに対し比較例３はそれぞれの相当する素材の金属板の
焼鈍材を用い、同じ条件で複合金属板にしたもので、実
施例５と同等の特性を有している。したがって冷間圧延
のままの材料を使用しても品質上の差が生じないことが
わかる。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、各素材の金属板に適し
た焼鈍条件で加熱しつつ接合するので各素材の金属板の
特性を損なうことなく、加工性の良い軟質の複合金属板
を作ることができる。このような加熱条件では圧着のた
めの圧下量は少なくてすむので加工性を害することな
く、また冷間圧延のままの素材を用いるのでコストが低
減し、素材としても焼鈍作業が難しく薄い材料を圧延の
まま用いることができ適用範囲も広くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法に使用する装置の例を示す図

【図２】本発明の製造方法に使用する装置の例を示す図

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林田 輝樹 兵庫県姫路市広畑区富士町１番地 新日本 製鐵株式会社広畑製鐵所内 (72)発明者 永瀬 隆夫 兵庫県姫路市広畑区富士町１番地 新日本 製鐵株式会社広畑製鐵所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の金属板を重ね合わせて軟質複合金
   属板を製造する方法において、前記金属板として冷間圧
   延のままの金属板を用い、これら金属板それぞれに１ま
   たは２以上の通電ロールを設け、前記通電ロール間に電
   流を流し、それぞれの金属板の再結晶温度以上まで加熱
   しつつ、これら金属板が重なるように圧着ロール間に連
   続的に送り込むことを特徴とする軟質複合金属板の製造
   方法。
2. 【請求項２】 圧着ロールによる圧下率が３０％以下で
   あることを特徴とする請求項１記載の軟質複合金属板の
   製造方法。