JPH09192854A - 接合界面が平坦なクラッド材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属の帯を圧接したクラッド材において、接
合界面が平坦で、従って特性が全面にわたって均一なも
のを製造する。 【解決手段】 接合しようとする表面の少なくとも一方
にワイヤブラシによるブラッシングを施して活性化を行
なった後、表面が平滑（粗さＲmax ＝２μｍ以下）なセ
ラミックロールを用いてスキンパス圧延を行ない、ブラ
ッシングにより生じた表面の凹凸をつぶしてからロール
圧接を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属のクラッド材
の製造方法の改良に関し、異種金属の接合界面が平坦
で、従って特性が均一なクラッド材を製造する方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】たとえばステンレス鋼の表面に薄いアル
ミニウムの層を設けたクラッド材の製造においては、ス
テンレス鋼の接合すべき面にワイヤブラシでブラッシン
グを施してからロール圧接を行なう。 これは、ステン
レス鋼の帯は、製造時の焼鈍などの結果、表面が酸化被
膜で覆われていて、圧接のためには表面を更新する活性
化が必要だからである。

【０００３】ところが、クラッド製品において、位置に
よる物性値のバラツキが無視できない大きさになること
が経験された。 この問題は、とくにアルミニウム層が
１０μｍ程度に薄い場合、著しくなる。

【０００４】その原因をしらべたところ、ブラッシング
による表面の荒れが決定的であることがわかった。 す
なわち、図１に模式的に示すように、ステンレス鋼のコ
イルを巻き戻した状態（Ａ）では、ステンレス鋼帯
（１）の表面に酸化被膜（図示してない）が存在するの
で、これをブラッシングして表面を活性化し（Ｂ）、そ
れにアルミニウムの帯を圧接する。 そうすると、変形
抵抗の差からステンレス鋼の側はほとんど変形せずアル
ミニウムが変形して接合が行なわれる結果、ステンレス
鋼の帯の表面のアラサが保存されたままクラッド材がで
き（Ｃ）、場所によってアルミニウム層（２）の厚さが
大きく異なることになる。

【０００５】ワイヤブラシによるブラッシングは、対象
となる金属およびブラシによって多少異なるものの、粗
さＲmax が少なくとも２μｍ、通常５μｍまたはそれ以
上に達する。 そこへ厚さ１０μｍ程度のアルミニウム
の帯を圧接したならば、アルミニウム層の厚さは、最大
／最小の比が２を超えることになり、物性値に差が出る
のは当然である。 このようなアルミニウム層の厚さの
不均一は、たとえば拡散により接合界面付近に化合物を
生成させようとする場合、生成の状況が場所によって異
なるという結果を招き、特性の不均一な製品ができてし
まうので不都合である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、クラ
ッド材の製造における上記の問題を解決し、軟い金属の
薄い帯を圧接した場合でもその厚さが場所によってあま
り異ならず、従って物性値が均一であるような、接合界
面が平坦なクラッド材の製造方法を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の接合界面が平坦
なクラッド材の製造方法は、図２に示すように、２枚の
金属の帯（１，２）をロール圧接してクラッド材を製造
する方法において、接合すべき面の少なくとも一方にワ
イヤブラシ（４）によるブラッシングを施したのち、こ
のブラッシングを施した金属の帯（１）に対し、表面が
平滑なセラミックロール（５）を用いて無潤滑状態でス
キンパス圧延を行ない、ブラッシングにより生じた表面
の凹凸を除去してから圧延ロール（６）による圧接を行
なうことを特徴とする。

【０００８】

【作用】前述したところに続いてステンレス鋼／アルミ
ニウムのクラッドに例をとって説明すれば、コイルから
巻き戻したステンレス鋼の帯は、図２の段階（Ｉ）にお
いては図１の（Ａ）と同様であって図３の（Ｉ）に示す
とおりであり、ワイヤブラシ（４）によるブラッシング
を施した段階（II）においては図１の（Ｂ）と同様であ
って図３の（II）に示すとおりである。 セラミックロ
ール（５）を用いたスキンパス圧延を行なったところ
は、図３の（III)に示すように、ブラッシングで生じた
凹凸の山がつぶされた上に谷が少し埋められた断面形状
となり、全体として粗さは小さくなる。

【０００９】前述のように、ブラッシングを施すと粗さ
が少なくともＲmax ＝２μｍ以上、通常５μｍまたはそ
れ以上になるから、表面粗さが２μｍ以下である平滑な
セラミックロールを使用することにより、ステンレス鋼
の帯（１）の表面の粗さを、Ｒmax＝２μｍ程度または
それ以下に低減することができる。

【００１０】このスキンパス圧延は、ブラッシングによ
り活性化された表面を保存したまま圧接に役立てるた
め、無潤滑で行なわなければならない。 常用の冷間圧
延用の金属ロールで無潤滑の圧延を行なうと、ロールと
被圧延材との焼き付きがすぐ生じるから、サイアロン、
炭化タングステンなどのセラミック製のロールを用いな
ければならない。

【００１１】容易に理解されるように、ここで用いる
「セラミックロール」とは、全体がセラミック材料でで
きているものに限らず、金属製の軸の表面をセラミック
材料が被覆している構造のものも包含する。

【００１２】上記のようにして粗さを低減したステンレ
ス鋼の帯にアルミニウムの帯（２）を圧接することによ
り、図３の（IV）に示すような断面をもった、接合界面
(３)が図１の（Ｃ）にくらべて大いに平坦になったクラ
ッド材が得られる。 このクラッド材は、接合界面が平
坦であるためアルミニウム層（２）の厚さがほぼ均一で
あり、それに伴って特性もほとんど均一である。

【００１３】

【実施例】厚さ０．５mmのＳＵＳ３０４ステンレス鋼の
帯と厚さ１０μｍのアルミニウムの帯とを、図２に示し
た構成の装置によりクラッドした。 ワイヤブラシによ
るブラッシング後のステンレス鋼を、炭化タングステン
製であって表面粗さがＲmax＝１.１μｍのワークロール
で無潤滑スキンパス圧延し、直ちにアルミニウムとクラ
ッドした。

【００１４】クラッド材を水酸化ナトリウム溶液で処理
してアルミニウム層を除去し、露出したステンレス鋼の
表面の粗さを測定することによって、接合界面の粗さを
測定した。 本発明に従った場合、粗さはＲmax＝１.６
μｍであり、これに対してスキンパス圧延を省略して製
造したクラッド材の粗さは、Ｒmax＝５.６μｍに達して
いた。 この結果から、接合界面の粗さは、スキンパス
圧延に使用したワークロールの表面粗さに近い値にでき
ることが確認された。

【００１５】比較のため、ハイス製ワークロールを用い
て無潤滑でステンレス鋼の圧延を試みたところ、低い加
工率から焼き付きが生じた。 炭化タングステン製ロー
ルを用いた場合と比較して、実験データを、図４に示
す。

【００１６】無潤滑の必要を確かめるため、ハイス製の
ロールに市販の潤滑油「ステンレスロールオイルＸ」
（出光興産製）を用いた場合と、炭化タングステン製ロ
ールを用いて無潤滑の場合とあわせて、クラッド材の製
造を行なった。 スキンパス圧延は、加工率３％程度で
ある。 クラッド材の表面を観察して非接合面積がどの
程度あるかをしらべた結果を、図５に示す。 図５のグ
ラフは、潤滑油を使用したときは、クラッドしたコイル
の長さが増大するにつれて非接合部が増大するのに対
し、無潤滑であれば非接合部は生じないことを示してい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来技術によるクラッド材において、接合界
面が平坦にならないことを示す、材料の模式的な断面
図。

【図２】 本発明の、接合界面が平坦なクラッド材の製
造方法を説明するための、装置の側面図。

【図３】 本発明により、接合界面が平坦なクラッド材
が得られる機構を説明する、図１に対応する断面図。

【図４】 本発明の実施例のデータであって、無潤滑で
ロール圧延を行なったときに焼き付きが生じる程度を、
加工率との関係で、セラミックロールとハイスロールと
比較して示したグラフ。

【図５】 本発明の実施例のデータであって、ブラッシ
ング後のスキンパス圧延に潤滑油を用いた場合と用いな
い場合とを比較して、非接合部の面積が接合したコイル
の長さによりどう変化するかを示したグラフ。

【符号の説明】

１ 接合する金属の帯（ステンレス鋼） ２ 接合する金属の帯（アルミニウム） ３ 接合界面 ４ ワイヤブラシ ５ ワークロール（スキンパス圧延用） ６ 圧接ロール

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２枚の金属の帯をロール圧接してクラッ
   ド材を製造する方法において、接合すべき二つの面の少
   なくとも一方にワイヤブラシによるブラッシングを施し
   たのち、このブラッシングを施した金属の帯に対し、表
   面が平滑なセラミックロールを用いて無潤滑状態でスキ
   ンパス圧延を行ない、ブラッシングにより生じた表面の
   凹凸を除去してからロール圧接を行なうことを特徴とす
   る接合界面が平坦なクラッド材の製造方法。
2. 【請求項２】 表面が平滑なセラミックロールとして、
   表面粗さがＲmax＝２μｍ以下のセラミックロールを使
   用して実施する請求項１の製造方法。