JPS61206580A - 異種金属クラッド板の連続製造方法 - Google Patents

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］ 本発明は、異種金属クラッド板の連続製造装置に係り、
特に、連続的に極薄板状のクラッド板を製造することが
できる連続製造装置に関する。

［従来の技術］ 一般に、ある母材（金属板）の表面に、異種の金属板を
積層して接着し、完全な一枚の板すなわちクラッド板を
製造する方法はすでに知られている。

例えばこのクラッド板の製造方法としては、鋳造法、冷
間圧接法、爆発圧着法、ろう付法、超音波振動法、熱拡
散法等が知られているが、接着力が大きいことから特公
昭５２−８６２４号公報に示すごとき熱拡散法乃至装置
が採用されているが、これら製造方法はいずれもクラッ
ド板の連続製造を行うことができず、バッチ式製造であ
った。

通常、クラッド板は非常に薄い極薄板状で使用に供され
るので製造に際しては、生産性を向上する必要から母材
とこれに積層される異種金属板とをそれぞれ予め極薄板
状に圧延成形しておき、これらを直接クラッド処理する
ことも考えられる。

しかしながら、これら極薄板状金属同士を施工すると、
板が波打ってしまって母材と異種金属板間に間隙ができ
るため、上記方法が採用できながった。

そのため上述した公報に示す従来方法にあっては、まず
、クラッドすべき異質の比較的肉厚の金属板を積層し、
この積層板を絶縁処理された平面状の電熱体に更に重ね
合せ、全体を所定の温度に維持加熱した状態でこれらを
積層方向からプレス等により均一に加圧乃至挟圧して、
これにより母材と異種金属板との接触面に中間合金層を
形成してこれらを接合し、その後、加熱を止めて挟圧状
態で放冷することによりクラッド板を作っていた。

そして、製造された肉厚なりラッド板に、その後圧延及
び熱処理を何回も繰り返し施して極薄板状に成型し、使
用に供するクラッド板を製造していた。

［発明が解決しようとする問題点コ しかしながら、上記した製造方法乃至装置例にあっては
、次のごとき問題点があった。

■　比較的肉厚な母材と肉厚な異種金属とを予め　。

クラッドにより接着し、その優、圧延及び熱処理を行な
うこととしているので作業性が悪くて連続操業ができず
、生産性を充分に上げることができなかった。

■　クラッドを施すときには、材料の酸化等を防止する
必要から還元乃至不活性雰囲気中に維持された炉或いは
ジャケット内で行なわれるが、この炉或いはジャケット
の大きさに制限があるために１回で製造できる肉厚クラ
ッド板の大きさが限られてしまい、長尺物を製造するこ
とができなかった。

■　加熱成型した肉厚クラッド板を冷却する場合、ヒー
タを停止してクラッド板が光輝状態になるまでこれを放
置することとしているので、冷却に多くの時間を要し、
生産性の効率を一層低下させていた。

［発明の目的］ 本発明の目的は、連続的に極薄板状のクラッド板を製造
できる連続製造装置を提供するにある。

［発明の概要］ 本発明の構成は、帯板状に成型された母材と異種金属板
を重ね合わせて積層して移送する移送手段と、これによ
って移送される被処理積層板を還元雰囲気中で積層方向
からカーボン板により挟圧しながら所定の時間加熱して
積層板相互に中間合金層を形成して積層板をクラッドす
るクラッド形成部と、これにより搬出される板を還元性
雰囲気で光輝状態で冷却処理する冷却部とを備えて、移
送される被処理積層板を連続的に加熱挟圧してクラッド
したことを要旨とする。

［実施例］ 以下に、本発明の好適一実施例を添付図面に基づいて詳
述する。

第１図は本発明に係る異種金属クラッド板の連続製造装
置を示す平面図、第２図はクラッド形成部を示す部分破
断平面図、第３図は第２図中Ａ部拡大図、第４図は冷却
部を示す縦断面図、第５図は冷却部の内部構造を示す部
分破断斜視図である。

第１図に示すごときこの連続製造装置は、帯板状に成形
された母材と異種金属とを重ね合せて積層して移送する
移送手段１と、その移送手段１によって移送される被処
理積層板をＨ２等の還元雰囲気中で加熱しつつ挟圧して
クラッド処理するクラッド形成部２と、ここで加熱され
た板を光輝状態で冷却処理する冷却部３とにより主に構
成されている。

具体的には、上記移送手段１は、被処理積層板Ｓを供給
するロール搬入装置４と、この積層板Ｓの移送方向最下
流側に位置されてこの積層板Ｓを引き込むことによって
積層板全体を移送する駆動ローラボックス装［５と、積
層板の移送方向最下流に位置されて製造されたクラッド
板を巻き取る巻取り装置６とにより構成されている。

上記ロール搬入装置４はロール搬入架台７上にテンショ
ンローラ８を回転自在に支持して構成されている。この
テンションローラ８にはクラッド処゛理すべく予め極薄
の帯板状に成形された母材と異種金属板を積層させてロ
ール状に巻回することにより形成した帯状ロール９が取
付けられており、これを巻出すことにより被処理積層板
Ｓを順次供給できるようになされている。また上記駆動
ローラボックス装置５は架台１０上にすでに製造された
クラッド板りを上下より挟持する一対の駆動ローラ１１
．１１を移送方向へ２組設けることにより構成されてお
り、各駆動ローラをモータ等の駆動源１２から伝達され
る駆動力により送り出し方向へ回転することにより被処
理積層板Ｓが上記帯状ロール９から巻出されて移送され
ることになる。

そして、上記巻取り装置６は、架台１３上に巻取りドラ
ム１４を回転自在に取付けて成り、これを巻き取り方向
へ回転することにより製造されたクラッド板りを巻き取
るようになされている。そして、クラッド形成部２の上
流側には、この形成部２へ被処理積層板Ｓを直線状に導
入するために多数のピンチローラ１５・・・を配置した
案内装置１６が設けられている。

一方、前記クラッド形成部２は、第２図に示す如く全体
が断面略矩形状のハウジング１７により気密に被われて
おり、被処理積層板Ｓの搬入口１８及び搬出口１９には
それぞれシール部材（図示せず）が介設されている。そ
して、このハウジング１７内には加熱時における積層板
Ｓの酸化を防止するために例えばＨ２の如き還元性ガス
が充填されて還元性雰囲気になされている。尚、操業当
初等においては、１−ｈａ換を行う前に、ハウジング１
７内に予め不活性ガス（ＣＯ２）等を導入し、この不活
性ガスをＨ２と置換するようにして爆発を防止する。そ
して、第３図にも示す如くこのハウジング１７内におい
ては、この中に通過して移送される積層板Ｓを中心とし
て上下方向に、この積層板Ｓを上下方向から所定圧によ
り挟圧するためのカーボン板２０．２０と、上記カーボ
ン板２０．２０の上記積層板Ｓに圧接する面の反対側部
上に鋼製均一板２１．２１を介して積層されて且つ上下
がマイカ２２．２２により被覆されて絶縁された電熱ヒ
ータ２３，２３と、このヒータ２３゜２３による放熱を
防止するためにアスベスト等よりなる断熱材２４．２４
と、上記カーボン板２０゜２０により上記積層板Ｓをそ
の積層方向からすなわち上下方向から所定圧により挟圧
するための挟圧手段２５．２５とがそれぞれ順次積層さ
れている。

上記挟圧手段２５は、例えば肉厚の炭素鋼より成る押板
２６と、上側押板２６を上記ハウジング１７の外側より
下方へ押圧するプレス部材２７とにより構成されており
、これを作用させることにより積層板Ｓにその積層方向
（上下方向）から所定圧を付与するようになっている。

そして、上記プレス部材２７の上下動を許容する必要か
ら、ハウジング１７の上部は上下方向へ可撓性を有して
いる。また、積層板Ｓはカーボン板２０．２０間で挟圧
された状態で摺動移動させる必要から、上記プレス部材
２７としてはバネ等の弾発部材を用いて上下から弾力を
もたぜて加圧する。また、上記カーボン板２０．２０に
代えて、ステンレス鋼等を用いてこれを直接積層板と接
触させることも考えられるが、この場合には、ステンレ
ス鋼がかじりを生ずるため採用することができない。特
に、上記カーボン板２０．２０は、スベリも好く、更に
は、酸化し難く、この種圧力にも充分耐え得るという優
れた特性を有している。

また、上記電熱ヒータ２３，２３には、これに給電する
給電線２８．２８が接続されており、積層板Ｓの加熱温
度は積層板Ｓの母材と異種金属板とがその接合部におい
て中間合金層を作り得る温度で且つ母材及び異種金属の
融点より低い温度（通常ａＯＯ℃近傍）に設定する。

一方、前記冷却部３は、第４図及び第５図に示す如く前
記クラッド形成部２と同様に全体が断面矩形状のハウジ
ング２９により気密に被われており、クラッド形成部２
側から移送されてくる板を搬入する搬入口３０及びこれ
を搬出する搬出口３１にはそれぞれシール部材（図示せ
ず）が介設されている。そして、このハウジング２９内
には未だ高温状態にある積層板Ｓの酸化を防止する目的
でＨ２の如き還元性ガスが充填されて還元性雰囲気にな
されている。すなわち、クラッド板は、空気中において
は約１００℃以上で酸化して変色等を起すので、冷却中
においても酸化を防止する必要からハウジング内を還元
性雰囲気に形成するのである。従って、上記クラッド形
成部２の搬出口１９とこの冷却部３の搬入口３０との間
は密閉された連通路３２により接続され、この中に還元
性ガスを充填することにより、この連通路３２内に移送
される板の酸化を防止している。

そして、上記ハウジング２９内において、この中を通過
して移送される積層板Ｓすなわちクラッド板りを中心と
して上下方向からこれを挟持するためのカーボン板３３
．３３と、このカーボン板３３．３３の上記クラッド板
りを挟持する面の反対側面に位置される冷却ジャラケッ
ト３４．３４とが順次積層されている。上記冷却ジャケ
ット３４．３４は、その外殻が熱伝導性の良好な材料、
例えばアルミニウムなどにより長尺な箱体３５として成
形されている。この箱体３５内にはその幅方向へ交互に
多数の邪魔板３６・・・を配設しており、これら邪魔板
３６・・・の相互間にクラッド板の搬送方向に沿って蛇
行状に冷媒流路３７を形成している。そして、クラッド
板りの搬送方向上流側の箱体３５の側部に冷媒導入口３
８が、下流側に冷媒用Ｏ（図示せず）が形成されており
、この冷却ジャケット３４．３４に流通させる水の如き
冷媒の冷熱により、カーボン板３３．３３間に挟持され
つつ移動するクラッド板り乃至積層板Ｓを徐々に間接的
に光輝状態で冷却処理するようになっている。　次に、
以上のように構成された本発明の作用について説明する
。

まず、クラッド処理すべき母材と異種金属板としての表
皮金属板とをそれぞれ極薄帯板状に予め成形しておき、
これらを重ね合せて積層してロール状に巻回し帯状ロー
ル９を製造しておく。本実施例にあっては母材としてリ
ン青銅板を用いてこれを肉厚１〜１．５１１１に成型し
、異種金属板として合板または銀板を用いてこれを肉厚
３／　１００〜０．１−に形成しておく。この肉厚は、
従来例の母材の肉厚的１３ｇ１ｓ、異種金属板の肉厚的
０．５ｍｍに比較してはるかに薄くされている。そして
、製造された帯状ロール９を移送手段１の一部を構成す
るロール搬入袋Ｗ１４のテンションローラ８に取付けて
、この被処理積層板Ｓの先端部を、クラッド形成部２．
冷却部３等を通過させて巻取り装置６の巻取りドラム１
４に巻付は固定しておく。尚、操業当初においては、表
皮金属板の無駄をなくすために母材にはこの表皮金属板
を途中から積層させておく。

このような状態で装置全体を稼動させると、駆動ローラ
ボックス装置５の駆動ローラ１１・・・が搬送方向に回
転することから、帯状ローラ９から積層板Ｓが順次巻出
され、積層板全体が巻取り装置６に向けて移送されて行
く。この間において、案内装置１６のピンチローラ１５
により、クラッド形成部２に導入する積層板Ｓの導入方
向が直線状に維持され、このクラッド形成部２において
は積層板Ｓの挟圧加熱処理がなされ、冷却部３において
は光輝状態で冷却処理が順次行われてクラッド板りが連
続的に製造されていく。

まず、クラッド形成部２においては、挟圧手段２５の一
部を構成するプレス部材２７を作動することによりハウ
ジング１７上から下方に向けて弾力をもたせて圧力を加
える。これによりハウジング１７内の最上部と最下部と
に積層された押板２６．２６門に抑圧が加わり、カーボ
ン板２０．２０間を摺動移動する積層板Ｓにその積層方
向から所定の挟圧力が付与される。この場合、上下方向
に弾力を持たせて加圧しているので、積層板Ｓが挟置に
挟持されることはなく、この摺動移動を許容している。

これと同時に、電熱ヒータ２３．２３には給電線２８．
２８を介して通電されており、これからの発熱が鋼性均
−板２１．２１及びカーボン板２０．２０を介して被処
理積層板Ｓに伝達されてこれを高温に加熱する。この加
熱温度は熱拡散現象により積層板の母材と異種金属板と
の接合部が中間合金層を作り得る温度で且つ母材と異種
金属のそれぞれの融点より低い温度となるように設定す
る。この温度は、使用する金属材料にもよるが通常８０
０℃前後に設定する。

このように、積層板Ｓを所定の温度で加熱し、且つ所定
の圧力で、挟圧するようにしたので、積層板Ｓはクラッ
ドされる。この場合、積層板Ｓに直接接触する部材とし
てカーボン板２０．２０を用いたので、積層板Ｓのスベ
リがよく、安定したクラッド処理を行うことができる。

また、各押板２６．２６の内側には断熱材２４２４を介
設しであることから、電熱ヒータ２３゜２３からの熱が
ここで遮断されてしまい押板２６゜２６に洩れる熱損失
を最小限にできる。そして、各カーボン板２０．２０の
外側には鋼製均一板２１．２１を介設しであることから
、万一押板２６゜２６側から不均一荷重が付加されても
上記均一板２１．２１の作用により積層板Ｓには平面的
に均一な荷重を付与することができる。

また、このハウジング１７内においては積層板Ｓが約８
００℃もの高温に熱せられることから非常に酸化しやす
い傾向となるが、このハウジング１７内及びこれに接続
される連通路３２内はＨ２等の還元性雰囲気が充填され
ているので、積層板Ｓが酸化することはない。

操業開始時に、このハウジング１７内及び後述する冷却
部のハウジング２９内の雰囲気をＨ２と置換する場合に
は、爆発を防ぐためにこれらの中を予め不活性ガス、例
えばＣＯ２で置換して空気を抜いて置き、その後このＣ
ＯｚをＨ２で置換する。この方法は、操業停止時にＨ２
をハウジング内から排除する場合にも用いる。

とごろで、クラッド形成部２における加熱時間及び加圧
時間の調整は、駆動ローラ１１・・・の回転速度すなわ
ち積層板Ｓの移動速度を調節することにより行なう。

このようにして、クラッド処理された板はクラッド形成
部２の搬出口１９から搬出されて還元性雰囲気で充填さ
れた連通路３２を通過した後、冷却部３へ導入される。

この冷却部３においては、カーボン板３３．３３の上下
に設けた冷却ジャケット３４．３４内に冷媒としての冷
水が積層板Ｓの搬送方向に沿って蛇行状に流通させてお
り、その冷熱によりカーボン板３３．３３間を摺動移動
して行く比較的温度の高いクラッド板を間接的に冷却し
て光輝状態で熱処理を行なっている。

この場合、積層板Ｓ乃至クラッド板りの冷却温度は冷却
部３の搬出口３１において、１００℃以下となるように
調整する。これは、クラッド板りの温度が１００℃以下
となると、酸化し難くなるからである。従って、冷却部
３内を通過するクラッド板りの温度は未だ１００℃以上
であることから、酸化を防止する目的で、クラッド成形
部２と同様にこのハウジング２９内には還元性雰囲気を
充填しておく。

そして、この冷却部３の搬出口３１から搬出された最終
製品としてのクラッド板りはその後流側に位置する巻取
りドラム１４により順次巻取られる。

このように、本実施例にあっては、被処理積層板Ｓと直
接接触してこれを挟圧する部材として、摺動性すなわち
スベリが良いカーボン板を用いるようにしたので、予め
薄帯板状に成形された母材と異種金属とを積層し、これ
らを加熱挟圧した状態でもカーボン板間に摺動移動させ
ることができる。

これにより、予め薄帯板状に成形した材料（母材等）に
より、クラッド板を連続的に生産することができる。

尚、上記実施例にあっては、加熱圧延及び冷却処理をそ
れぞれ１回だけ行なう工程であるが、更に後続させて、
同種クラッド成形部及び冷却部をそれぞれ複数段設けて
同様な処理を連続して行なうようにしてもよい。

［発明の効果１ 以上要するに、本発明によれば次のような優れた効果を
発揮することができる。

（１）被処理積層板を還元雰囲気中で積層方向からカー
ボン板により挟圧しながら加熱して積層板をクラッドす
るクラッド成形部と、これより搬出される板を還元性雰
囲気で光輝状態で冷却処理する冷却部とを備えるように
したので、従来できなかったクラッド板の連続製造を可
能にすることができる。

（り　従って、クラッド板の連続製造が可能になったこ
とから、従来例に比較して生産性を大幅に向上させるこ
とができ、しかも従来できなかった長尺物な製造するこ
とができる。

（り　母材及び異種金属板（表皮金属板）として予め極
度に圧延された薄板を使用することができるので、製造
されたクラッド板の圧延処理を無くすことができるか、
或いはこの圧延回数を大幅に減少させることができ、全
体として工程数を大幅に削減させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る異種金属クラッド板の連続製造装
置を示す平面図、第２図はクラッド形成部を示す部分破
断平面図、第３図は第２図中Ａ部拡大図、第４図は冷却
部を示す縦断面図、第５図は冷却部の内部構造を示す部
分破断斜視図である。 尚、図中１は移送手段、２はクラッド成形部、３は冷却
部、１７はクラッド成形部のハウジング、２０はクラッ
ド成形部のカーボン板、２３は電熱ヒータ、２５は押圧
手段、２９は冷却部のハウジング、３３は冷却部のカー
ボン板、３４は冷却ジャケットである。 特許出願人　　　株式会社東亜機械製作所代理人弁理士
　　絹　　谷　　　信　　雄第２図 り 第３図 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）母材の表面に異種金属板を積層した後、これを加
   熱処理してクラッドする装置において、帯板状に成形さ
   れた母材と異種金属板を重ね合せて積層して移送する移
   送手段と、該移送手段によつて移送される被処理積層板
   を還元雰囲気中で積層方向からカーボン板により挟圧し
   ながら所定の時間加熱して積層板相互に中間合金層を形
   成して積層板をクラッドするクラッド形成部と、該クラ
   ッド形成部から搬出される板を還元性雰囲気で光輝状態
   で冷却処理する冷却部とを備えたことを特徴とする異種
   金属クラッド板の連続製造装置。
2. （２）上記クラッド形成部が、還元雰囲気に維持される
   ハウジングと、該ハウジング内を通過して移送される被
   処理積層板を積層方向から所定圧により挟圧するための
   カーボン板と、該カーボン板の上記積層板に圧接する面
   の反対側面上に積層された電熱ヒータと、上記カーボン
   板により上記積層板を積層方向から所定圧により挟圧す
   る挟圧手段とを有することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の異種金属クラッド板の連続製造装置。
3. （３）上記冷却部が、還元雰囲気に維持されるハウジン
   グと、該ハウジング内を通過して移送されるクラッド板
   を挟持するためのカーボン板と、該カーボン板の上記ク
   ラッド板を挟持する面の反対側面に積層された冷却ジャ
   ケットとを有することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項乃至第２項記載の異種金属クラッド板の連続製造装置
   。