JPH09216074A - BeCu合金クラッド鋼板及びその製造方法 - Google Patents

BeCu合金クラッド鋼板及びその製造方法

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JPH09216074A
JPH09216074A JP4564496A JP4564496A JPH09216074A JP H09216074 A JPH09216074 A JP H09216074A JP 4564496 A JP4564496 A JP 4564496A JP 4564496 A JP4564496 A JP 4564496A JP H09216074 A JPH09216074 A JP H09216074A
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幸彦 馬場
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 長期の防汚機能に優れる材料として、BeC
u合金を合せ材とするクラッド鋼板を提供する。 【解決手段】 Beを0.5〜2.0重量%含有するB
eCu合金を合せ材10とし、合せ材10の合せ面側に
炭素鋼又は低合金鋼からなる母材11が接合されるBe
Cu合金クラッド鋼板であつて、合せ材10の合せ面の
上にCuメッキ層1、Niメッキ層2の順に、2重メッ
キ層が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、BeCu合金クラッド
鋼板及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術及びその課題】従来、発電所、海水淡水化
プラント等の海水配管には、海生物の付着に起因する発
電支障や機器障害を防止するため、塗装等による防汚対
策を行つている。しかしながら、塗装等による防汚対策
にあつては、メンテナンスの手間、付着物の処理、公害
・環境等の問題がある。そこで、例えばCu−Ni合金
(キュプロニッケル)を合せ材とし、鋼を母材とし、こ
の合せ材と母材とを接合させて防汚対策を施したクラッ
ド鋼板が提案されている。
【0003】しかしながら、このような従来のクラッド
鋼板にあつては、比較的短期での海生物の付着防止効果
が認められるが、長期になるとその持続性が低下し、防
汚性が損なわれるので、定期的に清掃が必要とされてい
た。
【0004】このため、本発明者等は、Cu−Ni合金
を使用せずに、海生物の付着しない防汚性に優れるクラ
ッド鋼板の研究を種々行つた。そして、衝撃で火花の出
ない安全工具やコネクター、リレーの接点、海底通信用
中継器等に広く応用されているBeCu合金が、長期防
汚材として有望であることを見出した。しかし、BeC
u合金クラッド鋼板の場合、クラッド鋼板製造時に合せ
材の接合面の酸化防止のため知られているNiメッキ適
用のみでは、BeとNiの金属間化合物が生じ易い。更
に、クラッド鋼板の使用用途によつて焼きならし等の熱
処理を必要とする母材を使用した場合、熱処理によつて
脆弱な金属間化合物が成長して接合強度が低下し、実用
に耐え得なくなるという技術的課題がある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような従
来の技術的課題に鑑みてなされたもので、その構成は、
次の通りである。請求項1の発明は、Beを0.5〜
2.0重量%含有するBeCu合金を合せ材10とし、
合せ材10の合せ面側に炭素鋼又は低合金鋼からなる母
材11が接合されるBeCu合金クラッド鋼板であつ
て、合せ材10の合せ面の上にCuメッキ層1、Niメ
ッキ層2の順に、2重メッキ層が形成されていることを
特徴とするBeCu合金クラッド鋼板である。請求項2
は、Beを0.5〜2.0重量%含有するBeCu合金
を合せ材10とし、合せ材10の合せ面側に炭素鋼又は
低合金鋼からなる母材11が接合されるBeCu合金ク
ラッド鋼板の製造方法であつて、合せ材10の合せ面の
上に100〜500μmの厚さでCuメッキ層1を形成
し、該Cuメッキ層1の上に20〜100μmの厚さで
Niメッキ層2を形成した後、合せ材10のNiメッキ
層2と母材11とを重ね合わせた組合せ体に750〜8
30℃の温度で加熱圧延を行つて接合させ、その後、必
要に応じて780〜820℃の温度で固溶化熱処理を施
すことを特徴とするBeCu合金クラッド鋼板の製造方
法である。
【0006】
【作用】請求項1の発明によれば、合せ材10がBeC
u合金からなるので、長期防汚材が得られる。また、合
せ材10は、Beを0.5〜2.0重量%含有するBe
Cu合金であるので、強固な酸化皮膜が生じ、耐食性に
優れると共に、熱間加工性も良好であり、割れが防止で
きる。また、合せ材10の合せ面の上にCuメッキ層
1、Niメッキ層2の順に、2重メッキ層が形成されて
いるで、Cuメッキ層1によつて合せ材10中のBeの
拡散が抑制でき、Niメッキ層2とBeとが、固くて脆
い金属間化合物相を作ることが良好に防止されると同時
に、Cuメッキ層1の酸化がNiメッキ層2によつて防
止される。
【0007】請求項2によれば、請求項1と同様の作用
が得られる他、次の作用が得られる。すなわち、合せ材
10の合せ面の上に形成するCuメッキ層1が100〜
500μmの厚さを有するので、無益なメッキ作業を抑
制しながら、圧延加熱中に合せ材10中のBeがCuメ
ッキ層1を拡散貫通し、Niメッキ層2と反応して脆弱
な金属間化合物を作り、接合性が低下することが良好に
防止される。また、Cuメッキ層1の上に形成するNi
メッキ層2が20〜100μmの厚さを有するので、C
uメッキ層1の酸化が良好に防止される。
【0008】更に、合せ材10のNiメッキ層2と母材
11とを重ね合わせた組合せ体に、溶解温度以下である
750〜830℃の温度で加熱圧延を行つて接合させる
ので、所定のクラッド比が容易に得られると共に、合せ
材10を形成するBeCu合金の結晶粒が粗大化し、圧
延後、表面肌荒れを起こすことが良好に防止される。B
eCu合金クラッド鋼板に固溶化熱処理を施し、硬化さ
せる必要がある場合には、780〜820℃の温度で処
理する。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1,図2に示すサンドイ
ッチ方式に係るクラッド鋼板の製造方法に使用する組合
せ体に基づいて、本発明の第1実施の形態について説明
する。
【0010】図中において符号10は合せ材を示し、合
せ材10は耐食性を有する軟質材よりなり、具体的には
Beを0.5〜2.0重量%含有するBeCu合金であ
る。この合せ材10の合せ面側には、予め、Cuメッキ
層1及びNiメッキ層2からなる2重メッキ層を形成す
る。Cuメッキ層1は、合せ材10の合せ面に直接形成
し、Niメッキ層2は、Cuメッキ層1の上に形成す
る。
【0011】ここで、Cuメッキ層1の厚さは、100
〜500μmとし、また、Niメッキ層2の厚さは、2
0〜100μmとする。圧延加熱時に合せ材10の接合
面が酸化されることを防止するためだけであるなら、合
せ材10の合せ面に界面酸化防止のために直接Niメッ
キを施せば良い。しかしながら、クラッド化に際して界
面酸化防止のために用いるNiメッキと合せ材10中の
Beとが、固くて脆い金属間化合物相を作るため、バッ
ファ層が必要となつた。そこで、合せ材10の合せ面に
Cuメッキを施せば、合せ材10中のBeの拡散が抑制
でき、金属間化合物の生成を良好に防止できることが分
かつた。このため、合せ材10の合せ面には、Cuメッ
キ層1の上にNiメッキ層2を形成し、Beの拡散を抑
制しながらCuメッキ層1の酸化を防止する。
【0012】Cuメッキ層1の厚さは、100μm以下
では圧延加熱中に合せ材10中のBeがCuメッキ層1
を拡散貫通し、Niメッキ層2と反応して上記金属間化
合物を作り、接合性が低下する。一方、Cuメッキ層1
の厚さが500μm以上になると、Beの拡散の抑制に
とつて過剰厚さとなり、メッキ作業の無駄となる。そこ
で、Cuメッキ層1の厚さは、100〜500μmとす
る。また、Niメッキ層2は、界面酸化防止の目的か
ら、その厚さは20〜100μmとする。更に、合せ材
10中のBeの含有量については、0.5重量%以下で
は、強固な酸化皮膜ができずらく、耐食性に劣ることに
なる一方、2.0重量%以上では、熱間加工性が低下
し、割れが発生しやすくなる。そこで、合せ材10は、
Beを0.5〜2.0重量%含有するBeCu合金(ベ
リリュウム−銅合金)とする。
【0013】11は母材を示し、実用鋼である炭素鋼又
は低合金鋼からなる。この母材11と合せ材10のNi
(ニッケル)メッキ層2とを密着させた重合板を2組用
意し、各合せ材10を内側として対向させ、サンドイッ
チ状に組合せる。この合せ材10と合せ材10との間に
は、分離剤Sを予め塗布してあり、分離剤Sはサンドイ
ッチ状に組合せる前に十分乾燥させる。
【0014】次に、両母材11,11間に通気孔14を
有する接合板15を溶接固定する。具体的には、合せ材
10,10の四周を囲むように、母材11,11間に接
合板15を溶接固定し、合せ材10,10の周囲に、接
合板15によつて区画され、通気孔14によつて外気と
連通する空間16を形成する。この組合せ体には、通気
孔14を通して真空処理を施し、通気孔14を溶接等の
手段によつて閉塞させる。なお、分離剤Sの種類によつ
ては、この真空処理工程を省略することが可能である。
【0015】このようにして製作した組合せ体は、溶解
温度以下の温度、具体的には750〜830℃の範囲の
圧延温度に加熱する。所定温度に加熱した組合せ体は図
外の圧延機によつて所定の圧延比にて圧延し、各組合せ
体の合せ材10と母材11とを接合する。圧延後に、接
合板15付近となる母材11の周縁部を切断除去し、2
枚のクラッド鋼板を得る。分離剤Sの機能により、合せ
材10,10の間の剥離面は容易に分離する。
【0016】加熱圧延温度については、750℃未満で
は、母材11の熱間変形能が著しく低下し、所定のクラ
ッド比(板厚比)を得ることが困難になる。一方、加熱
圧延温度が830℃を超えた場合には、合せ材10を形
成するBeCu合金の結晶粒が粗大化し、圧延後、表面
肌荒れを起こす。このようにして2枚のクラッド鋼板が
得られたなら、その後、必要に応じて780〜820℃
で固溶化熱処理を施し、硬化させる。
【0017】表1には、メッキ層1,2の種類及び厚さ
を異ならせた本発明材〜及び比較材〜に対す
る、圧延後のUT(超音波探傷試験)、圧延まま材及び
固溶化熱処理材のせん断強さ試験(N/mm2 )及び側
曲げ試験(2TR)の結果を示す。せん断強さ試験の規
格は、JIS G3604 >98N/mm2 である。
母材11は、SM400A(37mm〔t〕×130m
m〔w〕×180mm〔L〕)とし、合せ材10,10
(Be2.0重量%)は、それぞれB3130C172
0(9mm〔t〕×120mm〔w〕×170mm
〔L〕)とした。圧延条件は、次の通りである。 加熱条件:800℃×3hrs 圧延比 :2.5 圧下率 :1パス当たり5〜15% また、固溶化熱処理の条件は、800℃×30min、
空冷とした。
【0018】
【表1】
【0019】表1から、本発明材〜は比較材〜
と比較して、次のことが分かる。すなわち、本発明材
〜は、圧延後のUT(超音波探傷試験)の結果、未接
合部が形成されず接合状態が良好である。圧延まま材及
び固溶化熱処理材のせん断強さ共に、良好である。圧延
まま材及び固溶化熱処理材の側曲げ試験の結果について
も、はく離を生ずることなく良好である。
【0020】次に、第3,4図に示す犠牲板方式に係る
クラッド鋼板の製造方法に使用する組合せ体に基づい
て、本発明の第2実施の形態について説明する。但し、
第1実施の形態と同一部分には同一符号を付してある。
【0021】この実施の形態にあつては、犠牲板17を
使用し、1枚の合せ材10及び母材11からなる重合板
に対し、加熱圧延を行う。この合せ材10の母材11と
の合せ面側には、Cuメッキ層1、Niメッキ層2の順
に、2重メッキ層が第1実施の形態と同一厚さで形成さ
れている。合せ材10の合せ面と反対面は、犠牲板17
に対向させ、母材11−合せ材10−犠牲板17の順に
組合せる。合せ材10と犠牲板17との間の剥離面に
は、予め、分離剤Sを塗布し、乾燥させる。更に、母材
11と犠牲板17との間に通気孔14を有する接合板1
5を溶接固定する。
【0022】このような組合せ体は、必要に応じて真空
処理を施し、第1実施の形態と同様の圧延温度(750
〜830℃)にまで加熱し、その後圧延機によつて所定
の圧延比にて圧延し、合せ材10と母材11とを2重メ
ッキ層を介して接合させる。圧延後には、接合板15付
近となる母材11及び犠牲板17の周縁部を切断除去
し、犠牲板17を取り除いて1枚のクラッド鋼板を得
る。クラッド鋼板には、必要に応じて780〜820℃
で固溶化熱処理をする。しかして、この実施の形態によ
つても、第1実施の形態と同様の作用を得ることができ
る。
【0023】
【発明の効果】以上の説明によつて理解されるように、
本発明によれば、長期の防汚機能に優れるBeCu合金
クラッド鋼板が提供される。また、このBeCu合金ク
ラッド鋼板は、高い接合強度が得られ、剥離が発生し難
いと共に、曲げ延性が良好であることもあつて、加工性
に優れる。加えて、実用上の接合強度を確保しながら、
固溶化熱処理を施し、硬化させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施の形態に係る組合せ体を示
す断面図。
【図2】 図1のII−II線断面図。
【図3】 本発明の第2実施の形態に係る組合せ体を示
す断面図。
【図4】 図3のIV−IV線断面図。
【符号の説明】
1:Cuメッキ層、2:Niメッキ層、10:合せ材、
11:母材、15:接合板、17:犠牲板、S:分離
剤。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B32B 15/01 B32B 15/01 D C22C 9/00 C22C 9/00 C23C 28/02 C23C 28/02 (72)発明者 久野 弓彦 愛知県半田市前潟町1番地 日本碍子株式 会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Beを0.5〜2.0重量%含有するB
    eCu合金を合せ材(10)とし、合せ材(10)の合
    せ面側に炭素鋼又は低合金鋼からなる母材(11)が接
    合されるBeCu合金クラッド鋼板であつて、合せ材
    (10)の合せ面の上にCuメッキ層1、Niメッキ層
    2の順に、2重メッキ層が形成されていることを特徴と
    するBeCu合金クラッド鋼板。
  2. 【請求項2】 Beを0.5〜2.0重量%含有するB
    eCu合金を合せ材(10)とし、合せ材(10)の合
    せ面側に炭素鋼又は低合金鋼からなる母材(11)が接
    合されるBeCu合金クラッド鋼板の製造方法であつ
    て、合せ材(10)の合せ面の上に100〜500μm
    の厚さでCuメッキ層(1)を形成し、該Cuメッキ層
    (1)の上に20〜100μmの厚さでNiメッキ層
    (2)を形成した後、合せ材(10)のNiメッキ層
    (2)と母材(11)とを重ね合わせた組合せ体に75
    0〜830℃の温度で加熱圧延を行つて接合させ、その
    後、必要に応じて780〜820℃の温度で固溶化熱処
    理を施すことを特徴とするBeCu合金クラッド鋼板の
    製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006272390A (ja) * 2005-03-29 2006-10-12 Nippon Steel Corp インバー合金と黄銅の複合構造体及びその接合方法

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