JPS5911394B2 - 接合強度のすぐれたクラツド鋼板の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は接合強度のすぐれたクラッド鋼板の製造法に関
する。

クラッド鋼板は多くの分野に使用されてきたが、最近特
に接合強度の高い、性能のすぐれたクラッド鋼板が要求
されている。

従来、クラッド鋼板の製造法としては多数あり、うち工
業的に利用されている代表的なものに、冷間圧接圧延法
、熱間圧接圧延法及び爆接法などがあるが、上記の熱間
圧接圧延法により母材と合材との間で合金元素を拡散さ
せて接合させるクラッド鋼板の製造で、合材との組合せ
によつては拡散による合金層形成により界面の剥離強度
が低下することがあり、その防止法としてニッケルなど
を合材又は母材のいずれか一方にメッキする方法がある
が、これは下記の通りコストの高い欠点がある。即ち合
材あるいは母材のいずれか一方に媒体とすべき金属例え
ば二ｊ５ツケルを施すことはメッキ設備を要しイニシャ
ルコストとなる設備コストが大きく、メッキすべき母材
あるいは合材のハンドリングに人手を要し、またそのた
めの付帯設備を要するほかメッキ槽の大きさに制限があ
り、従つてメッキすべき母材又は合材の大きさに制限が
あり、大きなもののメッキができないのでスラブ単重あ
たりのメッキ費用は必然的に高くなる。その上メッキ厚
みを厚くすることも難かしく、熱間圧延工程における加
工度にも制限が生じ、単重あたりのメッキ費用はます２
５ます高騰するばかりでなくメッキ工程は多くの場合、
電気分解によつてなされるのでランニングコストも極め
て高くつくなどコスト的に引き合わない欠陥を有してい
る。本発明は斯る欠点を改良し、合材と母材の鋼板３０
の両者に拡散し、互に強固な合金接合層を形成する媒材
の金属箔（２０μｍ以上２００μｍ未満の厚み）、ニッ
ケル、モリブデン、これらの合金およびニッケルを重量
比で５０ｑｌ７以上含むニッケル合金箔等で、これらの
金属箔の１種又は２種以上３５の組合せを合材と母材素
材の間に挿入し、熱間圧延を行なうことによりメッキに
よる媒材に比べ低コストで高性能のクラッド鋼板を得る
ものであり、、ク１−合せ面を面削又は研磨等で清浄に
した母材と合材の間に媒材として金属箔を挿入し合せ面
の周縁を溶接固定する際に全周溶接時一部を空気孔とし
て未溶接のま＼残し軽圧下の冷間圧延あるいは冷間プレ
ス押圧などの冷間加工により合せ面の間に微量に残存す
る空気を空気孔を通じて追い出したのち、該空気孔を溶
接補修して全周溶接組み立てスラブとなし、該組み立て
スラブを所定の温度に加熱後所定の厚みまで熱間圧延し
て母材から合材への浸炭を防止すると同時に媒材の金属
箔成分を合材と母材の両側に拡散させて冶金的に強固な
合金接合層を形成させることを特徴とするものである。

このように本発明は母材上に金属箔を敷き、その上に合
材を重ねるだけで特別な設備を必要としないのでイニシ
ヤルコストはゼロであり又組み立てスラブの大きさに何
の制限もないのでスラブ単重あたりのコストは極めて安
くなるほか、メツキ層に比し媒材の厚みを厚くすること
ができるので母材から合材への浸炭をより一層防止する
ことができるばかりでなく金属箔の厚みを厚くすれば熱
間圧延工程に卦ける高加工度圧延も可能であり、スラブ
単重あたりのコストはますます安価なものとなる。その
上金属箔の価格はメツキ費用に比較すれば安価で入手可
能であり、ハンドリングに要する作業費までを勘案すれ
ばメツキ法の大凡数％程度でスラブの組み立てが可能と
なる利点を有する。一般に母材と合材の間に金属箔を挿
入すれば熱間圧延中に金属箔が母材と合材の合せ面の間
で自由に動くので母材及び合材の伸びに一致して金属箔
が一様に伸びることは常識的には考えられなかつたが、
実験の結果は加熱中に卦いて既に金属箔の成分が母材と
合材の両端に拡散し始めて卦り、さらに熱間圧延の進行
とともにますます両側への拡散が進行するので母材と合
材が金属箔という媒材を介して一体となつて圧延され、
結果的に金属箔も一様に伸びていることが判明した。

又金属箔にぱ必ず介在物が含まれて卦り、介在物の大き
さにより薄い厚みまで圧延できるとは常識的に考えられ
なかつたが上記メカニズムで金属箔の厚みが４μｍ程度
になるまで金属箔が破断することなく延伸されることを
知見した。これは全く新しい知見であり本発明は斯る知
見に基くものである。本発明は前述の通り媒材として２
０μｍ以上ノ２００μｍ未満の厚さの金属箔を使用する
ことによりメツキするものに比し低コストで性能のすぐ
れたクラツド鋼板を製造することができるが、さらに製
造するに当り、媒材を挿入した後、合せ面の周縁を溶接
固定する際に、一部を空気孔として未溶接のま＼残し、
軽圧下の冷間圧延或は冷間プレス押圧などの冷間加工に
より合せ面の間に微量に残存する空気を空気孔を通じて
追い出した後、該空気孔を溶接補修して全周溶接して全
周溶接組み立てスラブとするが、この対み立てスラブを
加熱後、熱間王延すれば合せ面の酸化による接合不良が
確実に防止できるので、これが前述の浸炭防止と媒材金
属の拡散と相俟つて、性能にすぐれ且つ歩留りのすぐれ
たクラツド鋼板を得ることができるのである。

媒材としての金属箔の厚みを２０ｍｍ以上２００１ｔｍ
未満としたのは、２０μｍ以下では一般に圧下比が３〜
４以上であり、従つて圧延後の金属箔厚みの均一性則ち
破れなどを生じること又浸炭（母材からの炭素の移動）
を防止する点から２０μｍ以上とした。

又２００μｍ未満としたのは媒材は厚い程浸炭（母材か
らの炭素の移動）を防止するには好ましいが媒材が厚く
なるとせん断強さが減少するので好ましくない。従つて
媒材の厚さは２００μｍ未満とした。尚第５図に媒材と
してＮｉ箔の厚さ別によるせん断強さ（ＪＩＳＧＯ６Ｏ
ｌの規定による）の結果を示す。

炭素鋼板を母材とし、これにステンレス鋼、キユプロニ
ツケルの如きニツケルを含有する合金を合材とする場合
には媒材の金属箔としてニツケルを使用するのが好まし
い。

実施例 下記第１表に示すように合せ面を研削した母材と合材と
の間に金属箔を挿入し、合せ面の周縁を溶接固定する際
に、一部を空気孔として未溶接のま＼残し、軽圧下の冷
間圧延或は冷間プレスの空気抜き処理を行ない、合せ面
間に微量に残存する空気を空気孔を通じて追い出したる
後、該空気孔を溶接補修して全周溶接組み立てスラブと
なし、その後該スラブを加熱し次いで熱間圧延した。

このクラツド製品について超音波検査、せん断強さ及び
側曲げ試験を行なつた結果を第２表に示す。な卦、比較
例として合せ面間に金属箔を挿入せずかつ空気抜き処理
を行なわなかつたもの或は空気抜き処理又は金属箔を挿
入しなかつたものの試験結果も併せて第２表に示した。

さらに符号１及び１１のクラツド製品についてはＥ．Ｐ
．Ｍ．Ａ．により金属箔の母材と合材側への拡散状況を
調べた。

符号１の製品は媒材のＮｉ成分は確実に両側へ拡散浸透
し、冶金的に強固な結合が得られていることが判明した
。第３図にＥ．Ｐ．Ｍ．Ａ．測定結果を示す。又隅肉溶
接試験を行なつたが、溶接歪により合せ面から剥離する
こともなく冶金的に強固な接合が得られることが再確認
でき、Ｎｉ箔を挿入しているため母材から合材への浸炭
現象も確実に阻止され、第４図はそのミクロ組織を示し
たものである。符号１１のクラツド製品の接合が得られ
ている領域についてＥ．Ｐ．Ｍ．Ａ．によりＮｉ媒材の
母材と合材側への拡散状況を調べたが、媒材のＮｉは確
実に両側へ拡散浸透していることが判明した。第１図に
Ｅ．Ｐ．Ｍ．Ａ，測定結果を示す。また第２図はそのミ
クロ組織を示したものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はステンレス鋼を合材とするクラツド鋼板のＥ．
Ｐ．Ｍ．Ａ．測定結果を示した図表、第２図は同鋼板の
断面の顕微鏡写真を示し、第３図はキユプロニツケルを
合材とするクラツド鋼板のＥ．Ｐ．Ｍ．Ａ測定結果を示
した図表、第４図は同鋼板の断面の顕微鏡写真を示し、
第５図は媒材として使用するＮｉ箔の厚さ別によるせん
断強さの結果を示す図表である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 合せ面を清浄にした母材と合材との間に媒材として
   ２０μｍ以上２００ｇｍ未満の金属箔を挿入し、合せ面
   の周縁を溶接固定するに際し一部を空気孔として未溶接
   のまゝ残し、軽圧下の冷間加工により合せ面の間に残存
   する空気を前記空気孔を通じて追い出した後、該空気孔
   を溶接補修して全周溶接組み立てスラブとなし、該組み
   立てスラブを加熱後熱間圧延して母材から合材への浸炭
   を防止すると同時に媒材の金属箔成分を母材と合材の両
   側に拡散させて冶金的に強固な接合層を形成させること
   を特徴とする接合強度のすぐれたクラッド鋼板の製造法
   。