JP2000317650A - アルミニウムとステンレス鋼とのクラッド板の製造方法 - Google Patents
アルミニウムとステンレス鋼とのクラッド板の製造方法Info
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Abstract
アルミニウム板を用いて成形性と接合性に優れたアルミ
ニウム−ステンレス鋼クラッド板を安価に製造すること
ができる方法を提供する。ルミニウム−ステンレス鋼ク
ラッド板を製造する方法の提供 【解決手段】ステンレス鋼板の少なくとも片面に、厚さ
が0.03〜0.3mmの素材アルミニウム板を接合圧
延するに際し、圧延直前の温度(Ts)が300〜50
0℃の温度範囲にあるステンレス鋼板と常温の素材アル
ミニウム板とを重ね合わせて、下記(1)式を満足する
条件で接合圧延する。 (7.053×10-4×Ts-2.683)logTs+7.520≦logr≦(0.415-
6.323×10-5×Ts)logTs+0.580…(1) ただし、rは総圧下率(%)を表す
Description
優れたアルミニウムとステンレス鋼とのクラッド板を接
合圧延により製造する方法に関する。
の特性の異なる金属を複合させ、互いの長所を兼備させ
たクラッド板は、近年、幅広い用途が見出されて各方面
に用いられるようになった。そのなかでも、最も汎用さ
れているクラッド板は、アルミニウム板またはアルミニ
ウム合金板とステンレス鋼板との組み合わせからなるク
ラッド板で、電磁調理器用の鍋やパッキン等の機械部品
等に使用されている。
ーを利用した爆発圧着法が従来からよく知られている
が、現在では安価に製造できる接合圧延法が多用されて
いる。
とステンレス鋼板とのクラッド板の接合圧延法について
も、種々提案がなされている。
接合性に優れたアルミニウムとステンレス鋼とのクラッ
ド板を製造する方法を、特開平8−118044号報で
提示した。この方法は、アルミニウム板とステンレス鋼
板とをそれぞれ加熱して重ね合わせた後、圧延温度
(℃)と総圧下率r(%)について、logr≧(-0.001Ta+
0.71)logTs+(-0.003Ta+3.12)[Taはアルミニウム圧延
温度、Tsはステンレス鋼圧延温度]を満たす条件で圧
延して接合する方法である。
003〜0.3mmといった薄いアルミニウム板を用い
てクラッド板を製造するのは困難である。このような薄
いアルミニウム板を圧延前に加熱すると、低張力制御の
アンコイラーが必要となり、新たな設備投資費用が発生
する。また、専用のアルミニウム板用アンコイラーを設
置しても、アルミニウム板が蛇行した場合は、アルミニ
ウム板が局部的に昇温され、破断に至るという問題があ
った。
度のような薄い製品を製造する場合には、板厚の薄い素
材のアルミニウム板を用いなければならない。すなわ
ち、素材のアルミニウム板が厚いと、接合圧延での総圧
下率を大きくしなければアルミニウム板を薄くすること
ができないが、ステンレス鋼はアルミニウムの融点より
も高い温度で圧延することができないため、変形抵抗が
大きくて総圧下率を大きくすることができないためであ
る。また、総圧下率を大きくすると接合強度は大きくな
るが、加工硬化により製品の成形性が劣化する問題もあ
る。
製造する方法として「アルミニウム積層鋼板の製造法」
が、特開平3−221274号公報に開示されている。
ウムあるいはアルミニウム合金の箔を、鋼板に積層する
方法であり、鋼板を特定の酸性液中に浸漬処理あるいは
電解処理をおこない化成皮膜を形成させた後、のアルミ
ニウムの箔を積層し、次いで圧下率1〜15%で圧着
し、後熱処理をする方法である。この方法は、鋼板表面
に化成皮膜(モリブデンめっき)を設けることにより、
アルミニウム箔と鋼板との接合性を高めることを特徴と
している。
鋼板の前処理が必要なため、水洗、乾燥をおこなっても
接合性に悪影響をおよぼすことは否めない。同時に、煩
雑な素材処理工程が必要となり、安価にクラッド板を製
造することができない。また、大気雰囲気中で圧下率1
〜15%で圧着するため、金属接合はなされていないの
で後熱処理を施しても接合性は改良されない。そのた
め、苛酷なプレス成形、例えば、180゜密着曲げでは
接合界面ではく離し、実用に耐えられない。
き等の前処理を施すことなく、素材に薄いアルミニウム
板を用いて成形性と接合性に優れたアルミニウム−ステ
ンレス鋼クラッド板を安価に製造することができる方法
を提供することにある。
りである。
が0.03〜0.3mmの素材アルミニウム板を接合圧
延するに際し、圧延直前の温度(Ts)が300〜50
0℃の温度範囲にあるステンレス鋼板と常温の素材アル
ミニウム板とを重ね合わせて、下記(1)式を満足する
条件で接合圧延する成形性と接合性に優れたアルミニウ
ムとステンレス鋼とのクラッド板の製造方法。
レス鋼板が圧延ロールに噛み込まれる10秒以内の温度
をいう。またアルミニウム板とは、純アルミニウム板と
アルミニウム合金板とをいう。
れる圧下率をいう。
(%) ただし、t1 は素材のアルミニウム板の厚さとステンレ
ス鋼板の板厚の和、t2は圧延後のクラッド板の板厚と
する。
ミニウム板を用いて、低張力制御装置を用いることな
く、また前処理を施すことなく、成型性と接合性に優れ
たアルミニウムとステンレス鋼とのクラッド板を安価に
製造する方法について鋭意、実験検討した。その結果、
下記の知見を得て本発明を完成するに至った。
板を製造するには、圧延荷重の低減が図れる温間接合圧
延法が適している。
薄い素材アルミニウム板を加熱すると、送行時に蛇行が
生じた場合に局部的な昇温が生じてアルミニウム板に破
断が生じ易いため、アルミニウムの温度は室温のままと
し、ステンレス鋼板のみ加熱するのがよい。
るステンレス鋼の温度と総圧下率を管理することによ
り、その後の成形性に耐え、接合性に優れたアルミニウ
ムとステンレス鋼とのクラッド板を安定して製造するこ
とができる。
について詳しく説明する。
ス鋼板 素材とするアルミニウム板またはアルミニウム合金板
は、JIS H4000で規格されているA1000番
台〜A7000番台等の一般に使用されている純アルミ
ニウムおよびアルミニウム合金でよい。
ンレス鋼板、フェライト系ステンレス鋼板およびオース
テナイト−フェライト系2相ステンレス鋼板等一般に使
用されているステンレス鋼板でよい。
m未満では、メッキ製品と競合し、コスト的に不利とな
り、またアルミニウム板の厚さが0.3mmを超えた場
合は、アルミニウム板を加熱しても張力制御は容易とな
り、アルミニウムを室温で圧延する必要がなくなるの
で、素材アルミニウム板の厚さは0.03〜0.3mm
とした。
するものでなく製品の厚さにより選定すればよい。
ス鋼板の圧延直前の温度 素材の圧延直前の温度とは、圧延ロールギャップ直前の
素材温度で、素材が圧延ロールに噛み込む前の10秒以
内に測定された素材温度をいう。
と極薄いので圧延前には加熱しないで室温のままでステ
ンレス鋼板に重ね合わせて接合圧延する。圧延前にアル
ミニウム板を加熱すると、前述したように低張力制御が
可能なアンコイラーが必要となり、新たな設備投資が必
要となる。また、アルミニウム板が走行中に蛇行して局
部加熱されて破断するようなトラブルを避けるためであ
る。
0℃未満では十分な接合強度を得るには、強圧下が必要
となり、強圧下の圧延を施すと加工硬化して成形性が低
下する。また、500℃を超えるとステンレス鋼板の表
面に過度の酸化皮膜が生成し、接合強度が低下する。し
たがって、ステンレス鋼板の圧延直前の温度は300〜
500℃とした。加熱手段は、急速加熱が可能な誘導加
熱が好ましい。
搬送中のテーブルロールへの放熱等によって温度低下が
生じる。ところが、圧延温度の測定範囲を上記のよう
に、圧延ロールに噛み込む前の10秒以内に限定するこ
とによって、素材温度の低下が生じても、その低下は微
小(5〜15℃)であるため接合性に大きく影響するこ
とはない。
ける総圧下率とステンレス鋼板の接合圧延温度が重要で
ある。しかし、接合圧延温度は実際には正確に測定でき
ないので、本発明では圧延温度と実質同じである圧延直
前の素材温度を用いた。
ニウム板を種々の温度に加熱したステンレス鋼板に重ね
合わせ接合圧延してクラッド板を製造して成形性および
接合強度を調べた。
規定する曲げ試験片を切り出し、JIS Z 2248
に規定する押し曲げ法において,180゜曲げ後、密着
曲げを実施した。
中○印は、試験片の目視観察の結果クラッド板に割れが
無く成形性に優れており、また端面はく離や局部はく離
が無く接合性に優れている場合を示す。また、×印は、
前記割れとはく離のどちらか一方または双方が認められ
た場合を示す。
および下限はステンレス鋼の圧延直前の温度に応じて相
違する。ステンレス鋼の圧延直前温度(Ts)と総圧下
率との関係を整理すると、図1中の下限線bおよび上限
線aは以下のように表すことができる。
を得るための総圧下率の範囲は下記(1)式で表され
る。
て製造するためには、ステンレス鋼の圧延直前温度に応
じて、前記の(1)式を満足する条件で接合圧延すれば
よい。
説明する。
造装置を示す概略図である。
ミニウム板アンコイラー2から巻き戻され、ステンレス
鋼板5は、加熱装置3により所定温度に加熱され、圧延
機7の入側でアルミニウム板6と重ねられ、圧延されて
クラッド板となり、コイラー8で巻き取られる。
機入側にステンレス鋼帯5の温度を測定するため放射温
度計4を設けた。
100mmのステンレス鋼(SUS304、酸洗焼鈍仕
上げ材)と厚さ0.2mm、幅 100mmのアルミニ
ウム(A 1100、H24材)とを用いた。圧延速度
は4m/minとした。
ため、放射温度計を圧延機入側中心より400mm離れ
た位置に設置した。放射温度計のステンレス鋼圧延温度
の計測から約6秒後に圧延ロールギャップを通過するこ
とになる。
レス鋼の圧延直前温度を種々変化させて接合圧延をおこ
なった。
各クラッド板からJIS Z 2204に規定する曲げ
試験片を製作し、下記の曲げ試験を実施した。
法にしたがい、180゜曲げ後、密着曲げ試験。
離なし ×:クラッド板に端面、局部はく離および接合界面はく
離が発生 総合評価 ○:クラッド板に割れ、はく離共になし ×:クラッド板に割れ、はく離の一方または双方が発生 評価結果を表1に併せて示す。
る条件を満足しているNo.1〜15は、総合評価が全て
○である。一方、ステンレス鋼の圧延直前の温度が、3
00℃未満の場合は、ステンレス鋼の硬化により成形性
が劣化している。また、500℃をこえる場合は、素材
の酸化の影響があって、接合性が劣化している。また、
ステンレス鋼の圧延直前の温度が本発明で規定する温度
範囲に入っていても、圧下率が、本発明で規定する式を
満足していない場合は、成形性と接合性のどちらか一方
または双方が好ましくないことが分かる。
置することなく、また煩雑な素材処理を施すことなく、
成形性および接合性に優れたステンレス鋼とアルミニウ
ムとのクラッド材が得られる。また、ステンレス鋼を加
熱するので、圧延荷重が軽減され、広幅のクラッド板の
製造にも適している。
示しす図である。
である。
Claims (1)
- 【請求項1】ステンレス鋼板の少なくとも片面に、厚さ
が0.03〜0.3mmの素材アルミニウム板を接合圧
延するに際し、圧延直前の温度(Ts)が300〜50
0℃の温度範囲にあるステンレス鋼板と常温の素材アル
ミニウム板とを重ね合わせて、下記(1)式を満足する
条件で接合圧延することを特徴とする成形性と接合性に
優れたアルミニウムとステンレス鋼とのクラッド板の製
造方法。 (7.053×10-4×Ts-2.683)logTs+7.520≦logr≦ (0.415-6.323×10-5×Ts)logTs+0.580…(1) ただし、rは総圧下率(%)を表す
Priority Applications (1)
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JP12950599A JP3365343B2 (ja) | 1999-05-11 | 1999-05-11 | アルミニウムとステンレス鋼とのクラッド板の製造方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP12950599A JP3365343B2 (ja) | 1999-05-11 | 1999-05-11 | アルミニウムとステンレス鋼とのクラッド板の製造方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2000317650A true JP2000317650A (ja) | 2000-11-21 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021161475A (ja) * | 2020-03-31 | 2021-10-11 | 日本製鉄株式会社 | クラッド材とその製造方法 |
CN114247748A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-03-29 | 太原理工大学 | 一种两道次组元金属异温轧制钢/铝/铝合金复合板的方法及其产品 |
JP7510046B2 (ja) | 2020-03-31 | 2024-07-03 | 日本製鉄株式会社 | クラッド材 |
-
1999
- 1999-05-11 JP JP12950599A patent/JP3365343B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2021161475A (ja) * | 2020-03-31 | 2021-10-11 | 日本製鉄株式会社 | クラッド材とその製造方法 |
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CN114247748A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-03-29 | 太原理工大学 | 一种两道次组元金属异温轧制钢/铝/铝合金复合板的方法及其产品 |
CN114247748B (zh) * | 2021-12-22 | 2023-12-22 | 太原理工大学 | 一种两道次组元金属异温轧制钢/铝/铝合金复合板的方法及其产品 |
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