JP2001011506A - Manufacture of metal foil, and device therefor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、金属粉末を用いて
例えば500ミクロン以下程度の薄板材を製造する金属
箔の製造方法及び装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for producing a metal foil for producing a thin plate having a thickness of, for example, about 500 microns or less using a metal powder.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、金属粉末を圧延ロールによっ
て圧延することにより、粉末圧延材を製造することが実
施されている。しかし、従来の金属粉末を圧延すること
により製造している粉末圧延材は、主に数ミリメートル
以上の厚さの板を対象とし、500ミクロン以下のよう
な薄い金属箔の製造は一般的ではなく、まして、10ミ
クロン以下の金属箔の製造は知られていない。2. Description of the Related Art Heretofore, it has been practiced to manufacture a rolled powder material by rolling metal powder with a rolling roll. However, powder rolled materials manufactured by rolling conventional metal powders are mainly intended for plates having a thickness of several millimeters or more, and the manufacture of thin metal foils such as 500 microns or less is not common. Furthermore, production of a metal foil of 10 μm or less is not known.
【0003】また、従来、上記したように圧延により成
形した粉末圧延材を、焼結することによって所定の強度
に保持させている。粉末圧延材を焼結する方法として
は、従来より、その金属の融点Tmに対して2/3Tm
の温度以上で加熱することが一般的に知られている。Conventionally, a powder rolled material formed by rolling as described above is maintained at a predetermined strength by sintering. As a method of sintering a powder rolled material, conventionally, 2/3 Tm is used for the melting point Tm of the metal.
It is generally known that heating is performed at a temperature not lower than.
【0004】一方、近年では金属粉末を用いて薄い多孔
質の金属箔を製造する方法も種々提案されている。[0004] On the other hand, in recent years, various methods for producing a thin porous metal foil using metal powder have been proposed.
【0005】従来のこの種の金属箔を製造する方法とし
ては、金属粉末を溶剤(バインダー)に混合することに
より液状物とし、この液状物を基材上に薄く塗布して乾
燥させ、その後焼結することにより金属箔を得るように
したドクターブレード法がある。[0005] As a conventional method for producing this kind of metal foil, a metal powder is mixed with a solvent (binder) to form a liquid material, and this liquid material is thinly coated on a substrate, dried, and then fired. There is a doctor blade method in which a metal foil is obtained by tying.
【0006】また、従来の金属箔を製造する他の方法と
しては、繊維状にした金属を用いて織物状に織った後、
焼結することにより金属箔を得るようにした織物法があ
る。[0006] Another conventional method for producing a metal foil is to use a fibrous metal and woven it into a woven fabric.
There is a woven method in which a metal foil is obtained by sintering.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記ドクター
ブレード法及び織物法の何れの方法も、作業が繁雑で多
数の工程を必要とするために、作業に時間が掛かり、非
能率的で生産性が悪いという問題を有していた。However, in both the doctor blade method and the woven method, the work is complicated and requires many steps, so that the work is time-consuming, inefficient and productive. Had the problem of being bad.
【0008】更に、ドクターブレード法及び織物法は、
何れも、数十ミクロンといった極めて薄い金属箔を製造
することは技術的に大変困難であった。Further, the doctor blade method and the woven method are
In any case, it was technically very difficult to produce an extremely thin metal foil of several tens of microns.
【0009】また、上記したドクターブレード法によっ
て得られた金属箔を、従来の焼結方法のように、融点T
mに対して2/3Tm以上の温度で加熱することによっ
て焼結した場合には、金属箔が不均一に収縮して波打っ
て変形してしまい、安定した平坦度が得られないという
問題があった。Further, the metal foil obtained by the above doctor blade method is melted at a melting point T as in a conventional sintering method.
When sintering is performed by heating at a temperature of 2 Tm or more with respect to m, the metal foil shrinks unevenly and undulates and deforms, so that stable flatness cannot be obtained. there were.
【0010】本発明は、かかる従来の問題点を解決すべ
くなしたもので、薄い多孔質を含めた金属箔を、所定の
強度を保持させて能率的に製造できるようにした金属箔
の製造方法及び装置を提供することを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and is intended to manufacture a metal foil including a thin porous material while maintaining a predetermined strength. It is intended to provide a method and apparatus.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は、対で設けた圧
延ロール間に、粉末供給装置により金属粉末を制御供給
して厚さ寸法が約5〜500ミクロン、空孔率が約10
〜50%の金属箔に粉末圧延し、続いて金属箔を加熱炉
に導いて金属粉末の融点Tmに対し約0.3〜0.66
Tmの温度で焼結することを特徴とする金属箔の製造方
法、に係るものである。According to the present invention, a metal powder is controlled and supplied between a pair of rolling rolls by a powder supply device to have a thickness of about 5 to 500 microns and a porosity of about 10 μm.
Powder rolling to a metal foil of about 50%, and then guiding the metal foil to a heating furnace to obtain a melting point Tm of the metal powder of about 0.3 to 0.66.
Sintering at a temperature of Tm.
【0012】上記手段において、圧延成形する金属箔の
厚さ寸法は約5〜100ミクロンであってもよい。In the above means, the thickness dimension of the metal foil to be roll-formed may be about 5 to 100 microns.
【0013】また、本発明は、横方向に対で設けた圧延
ロールと、圧延ロール間に金属粉末を制御供給する粉末
供給装置と、圧延ロールの下部に配置して圧延ロールに
より圧延成形した金属箔を縦に導いて加熱し焼結する加
熱炉と、を備えたことを特徴とする金属箔の製造装置、
に係るものである。The present invention is also directed to a rolling roll provided in pairs in the lateral direction, a powder supply device for controlling and supplying metal powder between the rolling rolls, and a metal roll-formed by the rolling roll disposed below the rolling roll. A heating furnace for vertically heating and sintering the foil, and a metal foil manufacturing apparatus,
It is related to.
【0014】上記手段において、圧延ロールと加熱炉と
の間、または加熱炉の後に、金属箔加工装置を備えてい
てもよい。金属箔加工装置は、金属箔の面の形状を制御
する成形ローラであってもよく、また、金属箔に孔を開
ける穿孔装置であってもよい。In the above means, a metal foil processing apparatus may be provided between the rolling roll and the heating furnace or after the heating furnace. The metal foil processing device may be a forming roller for controlling the shape of the surface of the metal foil, or may be a punching device for making a hole in the metal foil.
【0015】穿孔装置は、針を前後に振動させる孔開け
機であってもよく、表面に突起歯をもつ回転体による孔
開け機であってもよく、レーザによる孔開け機であって
もよく、超音波による孔開け機であってもよく、圧縮空
気を噴射する孔開け機であってもよい。The punching device may be a punching machine that vibrates the needle back and forth, may be a punching machine using a rotating body having protruding teeth on its surface, or may be a punching machine using a laser. Alternatively, a perforator using ultrasonic waves or a perforator that injects compressed air may be used.
【0016】上記手段によれば、従来不可能であった5
〜500ミクロン、更には5〜100ミクロンの極薄の
板厚の金属箔を、所要の強度を維持させた状態で、連続
的且つ高能率に製造することができる。[0016] According to the above means, 5 which has not been possible before.
It is possible to continuously and efficiently manufacture a metal foil having an extremely thin plate thickness of from 500 to 500 microns, or even from 5 to 100 microns, while maintaining the required strength.
【0017】また、圧延ロールと加熱炉との間、または
加熱炉の後に金属箔加工装置を設けると、金属箔を成形
加工したり、孔開け加工することにより金属箔の空孔率
を調節することができる。When a metal foil processing device is provided between the rolling roll and the heating furnace or after the heating furnace, the porosity of the metal foil is adjusted by forming or punching the metal foil. be able to.
【0018】更に、圧延ロールで圧延した金属箔を、下
部に設けた金属箔加工装置及び加熱炉に縦に導くように
しているので、金属箔の自重により張力が作用して金属
箔が直線状に成形されやすくなり、また、金属箔が切れ
たような場合にも、その後の復旧作業が容易になる。Further, since the metal foil rolled by the rolling rolls is guided vertically to a metal foil processing device and a heating furnace provided at a lower portion, tension acts due to the weight of the metal foil, so that the metal foil is straightened. In addition, even when the metal foil is cut, the subsequent recovery work becomes easy.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面に基づいて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0020】図1は、本発明の多孔質を含む金属箔の製
造方法に用いる装置の一例を示したものである。図1に
示す粉末圧延装置では、一対の圧延ロール1,2を、所
要の圧延ロール間隔3を保持するよう横方向に平行に設
けており、圧延ロール1,2の上部には、粉末供給装置
4が設けられている。FIG. 1 shows an example of an apparatus used in the method for producing a porous metal foil of the present invention. In the powder rolling device shown in FIG. 1, a pair of rolling rolls 1 and 2 are provided in parallel in a horizontal direction so as to maintain a required rolling roll interval 3. 4 are provided.
【0021】粉末供給装置4は、一方の圧延ロール1上
に金属粉末を供給するコンベヤなどの供給手段5を備え
ており、且つ、上記一方の圧延ロール1の頂部と圧延ロ
ール間隔3との間の外周面に下端が接近して粉末供給間
隔6を形成するようにした堰板7と、該堰板7を振動さ
せるバイブレータ8とからなる供給量調節手段9を備え
ている。The powder supply device 4 is provided with a supply means 5 such as a conveyor for supplying metal powder onto one of the rolling rolls 1. And a vibrator 8 for vibrating the weir plate 7 so as to form a powder supply interval 6 with a lower end approaching the outer peripheral surface of the feeder.
【0022】堰板7は、その上端が曲がって振動できる
ように固定部10に取付けられており、且つ堰板7の下
端と圧延ロール1周面との間に所定の粉末供給間隔6を
保持した状態で、バイブレータ8によって振動させるこ
とにより、圧延ロール間隔3に供給する金属粉末の流量
を制御できるようになっている。堰板7を振動するバイ
ブレータ8は、図示しない振動調節器により、振動数と
振幅とが任意に調節できるようになっている。The weir plate 7 is attached to the fixed part 10 so that the upper end thereof can bend and vibrate, and a predetermined powder supply interval 6 is maintained between the lower end of the weir plate 7 and the peripheral surface of the rolling roll 1. In this state, by vibrating the vibrator 8, the flow rate of the metal powder supplied to the rolling roll gap 3 can be controlled. The frequency and amplitude of the vibrator 8 that vibrates the weir plate 7 can be arbitrarily adjusted by a vibration adjuster (not shown).
【0023】圧延ロール1,2は、図示しない回転駆動
装置によって任意の回転速度で図1中矢印で示すように
逆方向に回転されるようになっており、更に、ジャッキ
などからなる圧下装置11によって圧延ロール間隔3
(圧下量)を変更して、圧延する金属箔12の板厚tを
制御できるようになっている。The rolling rolls 1 and 2 are rotated in a reverse direction by a rotary driving device (not shown) at an arbitrary rotation speed as shown by an arrow in FIG. Rolling roll interval 3
The thickness t of the metal foil 12 to be rolled can be controlled by changing the amount of reduction.
【0024】圧延ロール1上に供給された金属粉末は、
粉末供給間隔6を通って圧延ロール間隔3に供給される
間に、圧延ロール1の外周面上に層を形成するようにな
るので、この金属粉末の層厚Mを層厚検出センサ14で
検出するようにしている。層厚検出センサ14としては
超音波センサ、電磁誘導センサ、レーザセンサなどを用
いることができる。The metal powder supplied on the rolling roll 1 is
Since the layer is formed on the outer peripheral surface of the rolling roll 1 while being supplied to the rolling roll interval 3 through the powder supply interval 6, the layer thickness M of the metal powder is detected by the layer thickness detecting sensor 14. I am trying to do it. As the layer thickness detection sensor 14, an ultrasonic sensor, an electromagnetic induction sensor, a laser sensor, or the like can be used.
【0025】層厚検出センサ14にて検出した層厚信号
に基づき、供給量調節手段9により、圧延ロール間隔3
の大きさに応じて圧延ロール間隔3に供給する金属粉末
の量を調節すると、圧延される金属箔12の空孔率を調
節することができる。On the basis of the layer thickness signal detected by the layer thickness detection sensor 14, the supply amount adjusting means 9 controls the distance between the rolling rolls 3
The porosity of the metal foil 12 to be rolled can be adjusted by adjusting the amount of the metal powder supplied to the rolling roll gap 3 according to the size of the metal foil 12.
【0026】また、圧延ロール1,2の圧延部である圧
延ロール間隔3の近傍には、窒素ガスなどの不活性ガス
を吹き付けて金属粉末の酸化を防止し、これによって金
属粉末の接着性を高めるようにした酸化防止装置15を
設けることができる。酸化防止装置15としては、上記
不活性ガスを吹き付けるようにした方式に代えて、水素
などの還元性ガスを吹き付けるようにしたり、或いは圧
延ロール1,2及び粉末供給装置4全体を密閉容器(図
示せず)で包囲し、該密閉容器を真空発生装置に接続し
て真空を保持させるようにしてもよいし、密閉容器内を
不活性ガス雰囲気としてもよい。また、前記圧延ロール
1,2には、直流又は交流の電源を接続して、金属粉末
を溶融温度以下に加熱しながら圧延を行うようにしても
よい。In addition, an inert gas such as nitrogen gas is blown to the vicinity of the rolling roll interval 3, which is a rolling portion of the rolling rolls 1 and 2, to prevent oxidation of the metal powder, thereby improving the adhesiveness of the metal powder. An enhanced antioxidant device 15 can be provided. As the antioxidant device 15, instead of the method in which the inert gas is blown, a reducing gas such as hydrogen is blown, or the rolling rolls 1, 2 and the entire powder supply device 4 are sealed in a closed container (FIG. (Not shown), and the sealed container may be connected to a vacuum generator to maintain a vacuum, or the inside of the sealed container may be an inert gas atmosphere. Further, a DC or AC power supply may be connected to the rolling rolls 1 and 2 to perform rolling while heating the metal powder to a melting temperature or lower.
【0027】圧延ロール1,2の下部には、圧延成形さ
れ下方に導かれる金属箔12の加工を行う金属箔加工装
置16が設けられている。更に、金属箔加工装置16の
下部には、金属箔12を加熱して焼結する加熱炉17が
設けられている。加熱炉としては、種々の加熱方式のも
のを適用することができるが、加熱温度を調節できるも
のが好ましい。図中18は、金属箔加工装置16の上下
と加熱炉17の下部とに設けたテンションローラ、19
は金属箔加工装置16と加熱炉17との間に設けた熱遮
蔽板である。金属箔加工装置16は、図1中破線で示す
ように加熱炉17の後に配置してもよい。Below the rolling rolls 1 and 2, there is provided a metal foil processing device 16 for processing the metal foil 12 which is roll-formed and guided downward. Further, a heating furnace 17 for heating and sintering the metal foil 12 is provided below the metal foil processing apparatus 16. As the heating furnace, various heating systems can be used, but a heating furnace capable of adjusting the heating temperature is preferable. In the figure, reference numeral 18 denotes tension rollers provided above and below the metal foil processing apparatus 16 and a lower part of the heating furnace 17;
Is a heat shielding plate provided between the metal foil processing apparatus 16 and the heating furnace 17. The metal foil processing apparatus 16 may be arranged after the heating furnace 17 as shown by a broken line in FIG.
【0028】前記金属箔加工装置16としては、金属箔
12の面の形状を制御するようにした成形ローラを用い
ることができる。図2に示すように凹凸を有する成形ロ
ーラ20a,20bを用いると、表面が凹凸となった金
属箔12が得られ、また図3に示すようなブラシローラ
21a,21bを用いると、すり傷の付いた金属箔12
が得られる。As the metal foil processing apparatus 16, a forming roller for controlling the shape of the surface of the metal foil 12 can be used. When the forming rollers 20a and 20b having the unevenness as shown in FIG. 2 are used, the metal foil 12 having the uneven surface is obtained, and when the brush rollers 21a and 21b as shown in FIG. Attached metal foil 12
Is obtained.
【0029】また、金属箔加工装置16には、金属箔1
2に孔を開ける、例えば図4に示すような穿孔装置22
を用いることができる。穿孔装置22によって金属箔1
2に孔を開けると、金属箔12の空孔率を任意に調節す
ることができる。The metal foil processing apparatus 16 has a metal foil 1
Piercing device 22, for example as shown in FIG.
Can be used. The metal foil 1 by the punching device 22
When a hole is formed in 2, the porosity of the metal foil 12 can be adjusted arbitrarily.
【0030】図4の穿孔装置22は、針23を前後に振
動させるようにした孔開け機24の場合を示している。
図5の穿孔装置22は、2つの突起歯をもった回転体2
6a,26bの隙間に金属箔12を通して、金属箔12
表面に突起歯を突き刺すようにした孔開け機27を示し
ている。また、穿孔装置22としては、図4、図5の装
置の他に、レーザによる孔開け機を用いたり、超音波に
よる孔開け機を用いたり、圧縮空気を噴射する孔開け機
などを用いることができる。FIG. 4 shows a punching machine 24 in which a needle 23 is vibrated back and forth.
The drilling device 22 shown in FIG. 5 is a rotating body 2 having two protruding teeth.
6a and 26b are passed through the metal foil 12 so that the metal foil 12
A punching machine 27 is shown in which a protruding tooth is inserted into the surface. Further, as the punching device 22, in addition to the devices shown in FIGS. 4 and 5, a punch using a laser, a punch using an ultrasonic wave, a punch using a compressed air, or the like may be used. Can be.
【0031】以下に、図1に示した装置の作用を説明す
る。The operation of the apparatus shown in FIG. 1 will be described below.
【0032】図1の装置において、圧延ロール間隔3を
形成しているロール表面が下向きに移動するように圧延
ロール1,2を一定速度で回転させると共に、粉末供給
装置4の供給手段5により金属粉末を圧延ロール1上に
供給し、且つ供給量調節手段9のバイブレータ8によ
り、粉末供給間隔6を調節した状態で、堰板7を振動さ
せる。すると、圧延ロール1上に供給された金属粉末
は、粉末供給間隔6を通って圧延ロール1上に層を形成
しつつ所定量ずつ圧延ロール間隔3に制御供給され、一
定速度で回転している圧延ロール1,2の圧延ロール間
隔3に噛み込まれて圧延され、金属箔12となる。In the apparatus shown in FIG. 1, the rolling rolls 1 and 2 are rotated at a constant speed so that the roll surface forming the rolling roll gap 3 moves downward, and the metal is supplied by the supply means 5 of the powder supply unit 4. The weir plate 7 is vibrated while the powder is supplied onto the rolling roll 1 and the powder supply interval 6 is adjusted by the vibrator 8 of the supply amount adjusting means 9. Then, the metal powder supplied onto the rolling roll 1 is controlled and supplied to the rolling roll interval 3 by a predetermined amount while forming a layer on the rolling roll 1 through the powder supply interval 6, and is rotating at a constant speed. The metal foil 12 is rolled while being bitten by the rolling roll gap 3 between the rolling rolls 1 and 2.
【0033】圧延成形された金属箔12の厚さを図示し
ない下流の計測手段で計測し、金属箔12の厚さが例え
ば5〜500ミクロンの所定厚さになるように圧下装置
11を作動して圧延ロール間隔3を調節する。圧延成形
する金属箔の厚さは、従来不可能であった500ミクロ
ン以下、更には100ミクロン以下の極薄とすることが
でき、また厚さの下限は5ミクロンとする。圧延にて成
形できる金属箔12の厚さの下限は、圧延ロール1,2
のロール表面粗さ以下は成形できないので、従って下限
は5ミクロン程度であるといえる。The thickness of the rolled metal foil 12 is measured by a downstream measuring means (not shown), and the pressing device 11 is operated so that the thickness of the metal foil 12 becomes a predetermined thickness of, for example, 5 to 500 microns. To adjust the rolling roll interval 3. The thickness of the metal foil to be roll-formed can be as thin as 500 microns or less, or even 100 microns or less, which was not possible conventionally, and the lower limit of the thickness is 5 microns. The lower limit of the thickness of the metal foil 12 that can be formed by rolling is as follows:
Therefore, it can be said that the lower limit is about 5 microns.
【0034】更に、圧延成形された金属箔12の空孔率
を下流の図示しない計測手段で測定し、金属箔12の空
孔率が例えば10〜50%の所定値になるように、供給
量調節手段9のバイブレータ8により堰板7の振動を調
節して、圧延ロール間隔3に供給される金属粉末の量を
制御する。Further, the porosity of the rolled metal foil 12 is measured by measuring means (not shown) at the downstream side, and the supply amount is adjusted so that the porosity of the metal foil 12 becomes a predetermined value of, for example, 10 to 50%. The vibration of the weir plate 7 is adjusted by the vibrator 8 of the adjusting means 9 to control the amount of metal powder supplied to the rolling roll gap 3.
【0035】上記圧延成形された金属箔12は、必要に
応じて金属箔加工装置16により所要の加工が施された
後、加熱炉17に導かれて焼結される。The rolled metal foil 12 is subjected to necessary processing by a metal foil processing device 16 as required, and then guided to a heating furnace 17 for sintering.
【0036】金属箔加工装置16として、金属箔12の
面の形状を制御するようにした成形ローラ、例えば図2
に示すように凹凸を有する成形ローラ20a,20bを
用いると、表面が凹凸となった金属箔12を得ることが
できる。また図3に示すようなブラシローラ21a,2
1bを用いると、すり傷の付いた金属箔12を得ること
ができる。As the metal foil processing apparatus 16, a forming roller for controlling the shape of the surface of the metal foil 12, for example, FIG.
When the forming rollers 20a and 20b having irregularities are used as shown in (1), the metal foil 12 having an irregular surface can be obtained. Also, as shown in FIG.
If 1b is used, a scratched metal foil 12 can be obtained.
【0037】金属箔加工装置16に、金属箔12に孔を
開けるようにした、例えば図4に示すような針23を振
動させる孔開け機24からなる穿孔装置22を用いる
と、下方に移動する金属箔12に孔を開けることができ
る。また、図5に示すような2つの突起歯をもった回転
体26a,26bの隙間に金属箔12を通すようにした
孔開け機27を用いると、多数の孔を連続して同時に形
成することができる。また、図4、図5の孔開け機2
4,27に代えて、レーザによる孔開け機を用いたり、
超音波による孔開け機を用いたり、圧縮空気を噴射する
孔開け機などを用いても、同様に金属箔12に孔を開け
ることができる。When the metal foil processing device 16 uses a punching device 22 comprising a hole punching machine 24 for vibrating a needle 23 as shown in FIG. 4, for example, as shown in FIG. A hole can be formed in the metal foil 12. In addition, if a punch 27 is used to pass the metal foil 12 through the gap between the rotating bodies 26a and 26b having two protruding teeth as shown in FIG. 5, a large number of holes can be formed continuously and simultaneously. Can be. Also, the punch 2 shown in FIGS.
Instead of 4, 27, use a laser drilling machine,
Similarly, a hole can be formed in the metal foil 12 by using a hole drilling machine using ultrasonic waves, a hole drilling machine that injects compressed air, or the like.
【0038】この時、圧延成形された金属箔12は、図
6に示すように、金属粉末の粒子25同士が圧延によっ
て接した部分(黒塗り部分)で大きな歪みを生じて一体
化しており、この段階では焼結されていないために強度
が比較的低く、そのために、上記したような穿孔装置2
2によって比較的容易に孔を開けることができ、しかも
開口させる孔の間隔を調節することにより、金属箔12
の空孔率を任意に調節することができる。At this time, as shown in FIG. 6, the metal foil 12 formed by rolling has a large distortion at the portion where the particles 25 of the metal powder are in contact with each other by rolling (black portion), and is integrated. At this stage, the strength is relatively low because it has not been sintered.
2, the holes can be relatively easily formed, and by adjusting the interval between the holes to be opened, the metal foil 12 can be formed.
Can be arbitrarily adjusted.
【0039】従って、図1の粉末供給装置4の供給量調
節手段9によって圧延する金属箔12の空孔率をそれほ
ど厳密に調節しなくても、穿孔装置22による孔開けに
よって、精度の高い空孔率の金属箔12を得ることがで
きる。Therefore, even if the porosity of the metal foil 12 to be rolled is not so precisely adjusted by the supply amount adjusting means 9 of the powder supply device 4 of FIG. A metal foil 12 having a porosity can be obtained.
【0040】また、圧延ロール1,2による圧延時に
は、空孔率を小さく(相対密度を大きく)した方が金属
箔12の強度が高められて製造しやすいので、圧延時に
は空孔率を小さくするようにし、後段の穿孔装置22に
よって空孔率を調整することは有効である。When the rolls 1 and 2 are rolled, the porosity is reduced (the relative density is increased) because the strength of the metal foil 12 is increased and the metal foil 12 can be easily manufactured. In this way, it is effective to adjust the porosity by the perforating device 22 at the subsequent stage.
【0041】加熱炉17では、金属箔12を、その金属
粉末の融点Tmに対し約0.3〜0.66Tmの温度で
加熱することにより焼結する。In the heating furnace 17, the metal foil 12 is sintered by heating at a temperature of about 0.3 to 0.66 Tm with respect to the melting point Tm of the metal powder.
【0042】従来、金属粉末を焼結する際には、融点T
mに対して2/3Tm(約0.66Tm)以上の温度で
加熱して強度を保持することが一般的に行なわれていた
が、このような高い温度で、前記したような5〜500
ミクロン、更には5〜100ミクロンといった極薄の金
属箔12を焼結すると、強度は向上される反面、金属箔
12が不均一に収縮して波打って変形してしまい、安定
した平坦度が得られないという問題がある。Conventionally, when sintering metal powder, the melting point T
Heating at a temperature of 2/3 Tm (approximately 0.66 Tm) or more with respect to m to maintain strength has been generally performed.
When sintering an ultra-thin metal foil 12 having a thickness of 5 to 100 microns, the strength is improved, but the metal foil 12 shrinks unevenly and undulates, resulting in stable flatness. There is a problem that it cannot be obtained.
【0043】本発明者等は、ニッケル粉末を用いて圧延
成形した金属箔12について、ニッケル粉末の融点Tm
を1とした温度指数と、引張強度との関係について試験
を実施し、その結果を図7に示した。The inventors of the present invention have reported that the metal foil 12 roll-formed using nickel powder has a melting point Tm of nickel powder.
A test was performed on the relationship between the temperature index and the tensile strength, where 1 was set as 1, and the results are shown in FIG.
【0044】図7によれば、融点Tmに対して2/3T
m(約0.66Tm)以下の温度で加熱処理しても、数
kgf/mm2〜10数kgf/mm2の引張強度が得ら
れ、充分な強度の金属箔12を製造できることが判明し
た。このとき、融点Tmに対して0.3Tmの温度で焼
結しても、3kgf/mm2程度の強度を得ることがで
き、よって目的によっては充分使用可能なものが得られ
ることが判明した。According to FIG. 7, the melting point Tm is 2 / 3T.
m (about 0.66 Tm) or less, a tensile strength of several kgf / mm 2 to several tens kgf / mm 2 was obtained, and it was found that the metal foil 12 with sufficient strength could be manufactured. At this time, it has been found that even when sintered at a temperature of 0.3 Tm with respect to the melting point Tm, a strength of about 3 kgf / mm 2 can be obtained, and thus a sufficiently usable material can be obtained depending on the purpose.
【0045】このように、従来から焼結温度として一般
に知られている0.66Tm以上とすることなく、約
0.3〜0.66Tmの低い温度で焼結しても、充分な
強度が維持できることが分かった。As described above, sufficient strength can be maintained even when sintering at a low temperature of about 0.3 to 0.66 Tm without setting the sintering temperature to 0.66 Tm or higher. I knew I could do it.
【0046】この理由としては、圧延ロール1,2を用
いて金属粉末を圧延すると、図6に示したように、金属
粉末の粒子25同士が圧延によって接して歪みを生じる
が、圧延された金属箔12を加熱炉17に導いて熱処理
すると、前記歪みが加わった部分は0.66Tm以下の
温度でも再結晶し、これによって強度が維持されること
による。The reason for this is that when the metal powder is rolled using the rolling rolls 1 and 2, as shown in FIG. When the foil 12 is introduced into the heating furnace 17 and heat-treated, the strained portion is recrystallized even at a temperature of 0.66 Tm or less, whereby the strength is maintained.
【0047】また、本発明者等は、ニッケル粉末を用い
て圧延成形した金属箔12について、0.53Tmの焼
結温度で処理時間を5分〜35分の間で変化したときの
金属箔12の収縮率の変化について試験を実施し、その
結果を図7に示した。Further, the present inventors have made a study on the metal foil 12 rolled and formed using nickel powder when the treatment time is changed from 5 minutes to 35 minutes at a sintering temperature of 0.53 Tm. A test was conducted for the change in the shrinkage rate of the sample, and the results are shown in FIG.
【0048】図8によれば、加熱時間が短い方が収縮率
が小さく、よって変形が少ないことが分かった。また、
加熱時間が短いと、図1に示すように金属箔12を連続
的に圧延成形する装置においては加熱炉17の長さを短
くできて有効である。従って、金属箔12の強度を所定
値以上に保持しながら、加熱時間を短くすることが有効
である。According to FIG. 8, it was found that the shorter the heating time, the smaller the shrinkage ratio, and hence the less the deformation. Also,
When the heating time is short, the length of the heating furnace 17 can be effectively reduced in an apparatus for continuously rolling and forming the metal foil 12 as shown in FIG. Therefore, it is effective to shorten the heating time while maintaining the strength of the metal foil 12 at a predetermined value or more.
【0049】また、上記したように、圧延ロール1,2
の下部に金属箔加工装置16及び加熱炉17を設けて、
圧延ロール1,2で圧延した金属箔12を下方に導くよ
うにしているので、テンションロール18によって張力
を殆ど作用させなくても、金属箔12の自重によって張
力が作用するので、金属箔12が直線状に成形されやす
く、また、金属箔12が切れるようなことがあっても、
その後の復旧作業が容易となる。As described above, the rolling rolls 1 and 2
A metal foil processing device 16 and a heating furnace 17 are provided below the
Since the metal foil 12 rolled by the rolling rolls 1 and 2 is guided downward, the tension is exerted by the weight of the metal foil 12 even though the tension is hardly exerted by the tension roll 18. Even if it is easy to be formed in a straight line and the metal foil 12 may be cut,
Subsequent recovery work becomes easier.
【0050】従って、上記によれば、500ミクロン以
下、更には100ミクロン以下の極薄の板厚で、液体や
気体或いは光を透過することができる金属箔12を、所
要の強度を維持させた状態で、連続的且つ高能率に製造
することができる。Therefore, according to the above, the metal foil 12 capable of transmitting liquid, gas or light with an extremely thin plate thickness of 500 μm or less, and even 100 μm or less, maintains the required strength. In this state, it can be manufactured continuously and efficiently.
【0051】尚、本発明は上記形態例にのみ限定される
ものではなく、粉末供給装置は図示例以外にも種々の方
式を採用し得ること、その他本発明の要旨を逸脱しない
範囲内において種々変更を加え得ること、などは勿論で
ある。It should be noted that the present invention is not limited only to the above-described embodiment, and that the powder supply device may employ various methods other than the illustrated example, and various other methods may be used without departing from the scope of the present invention. Of course, changes can be made.
【0052】[0052]
【発明の効果】本発明によれば、従来不可能であった5
〜500ミクロン、更には5〜100ミクロンの極薄の
板厚の金属箔を、所要の強度を維持させた状態で、連続
的且つ高能率に製造することができる効果がある。According to the present invention, it has been impossible 5
There is an effect that a metal foil having an extremely thin thickness of from 500 to 500 microns, or even from 5 to 100 microns, can be continuously and efficiently produced while maintaining the required strength.
【0053】また、圧延ロールと加熱炉との間、または
加熱炉の後に金属箔加工装置を設けると、金属箔を成形
加工したり、孔開け加工することにより金属箔の空孔率
を調節することができる効果がある。When a metal foil processing apparatus is provided between the rolling roll and the heating furnace or after the heating furnace, the porosity of the metal foil is adjusted by forming or punching the metal foil. There is an effect that can be.
【0054】更に、圧延ロールで圧延した金属箔を、下
部に設けた金属箔加工装置及び加熱炉に縦に導くように
しているので、金属箔の自重により張力が作用して金属
箔が直線状に成形されやすくなり、また、金属箔が切れ
たような場合にも、その後の復旧作業が容易になるとい
う効果がある。Further, since the metal foil rolled by the rolling rolls is guided vertically to the metal foil processing apparatus and the heating furnace provided at the lower part, tension is applied by the weight of the metal foil, and the metal foil is straightened. In addition, even if the metal foil is cut, the subsequent recovery operation is facilitated.
【図1】本発明の方法に用いる金属箔製造装置の一例を
示す概略側面図である。FIG. 1 is a schematic side view showing an example of an apparatus for producing a metal foil used in the method of the present invention.
【図2】金属箔加工装置の一例を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing an example of a metal foil processing apparatus.
【図3】金属箔加工装置の他の例を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing another example of the metal foil processing apparatus.
【図4】穿孔装置の一例を示す側面図である。FIG. 4 is a side view showing an example of a punching device.
【図5】穿孔装置の他の例を示す側面図である。FIG. 5 is a side view showing another example of the punching device.
【図6】金属粉末を圧得する際の粒子の挙動を示す模式
図である。FIG. 6 is a schematic view showing the behavior of particles when obtaining metal powder under pressure.
【図7】ニッケル粉末を用いた金属箔における融点を1
とした温度指数と引張強度との関係を試験した結果を示
すグラフである。FIG. 7 shows the melting point of a metal foil using nickel powder as 1
4 is a graph showing the results of testing the relationship between the temperature index and the tensile strength.
【図8】焼結の処理時間と金属箔の収縮率との関係を試
験した結果を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the results of a test on the relationship between the processing time of sintering and the shrinkage ratio of a metal foil.
1,2 圧延ロール 4 粉末供給装置 12 金属箔 16 金属箔加工装置 17 加熱炉 20a,20b 成形ローラ 21a,21b 成形ローラ 22 穿孔装置 23 針 24 孔開け機 Reference numerals 1, 2 Roll rolls 4 Powder supply device 12 Metal foil 16 Metal foil processing device 17 Heating furnace 20a, 20b Forming roller 21a, 21b Forming roller 22 Punching device 23 Needle 24 Punching machine
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 昭博 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石 川島播磨重工業株式会社機械・プラント開 発センター内 (72)発明者 望月 智俊 神奈川県横浜市磯子区新中原町1番地 石 川島播磨重工業株式会社機械・プラント開 発センター内 Fターム(参考) 4K018 CA38 DA11 DA21 HA01 HA08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Akihiro Nomura 1 Shin-Nakahara-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Ishikawashima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. Machinery & Plant Development Center (72) Inventor Tomotoshi Mochizuki Yokohama-shi, Kanagawa 1 Shin-Nakahara-cho, Isogo-ku Ishi Kawashima-Harima Heavy Industries, Ltd. Machinery and Plant Development Center F-term (reference) 4K018 CA38 DA11 DA21 HA01 HA08
Claims (11)
置により金属粉末を制御供給して厚さ寸法が約5〜50
0ミクロン、空孔率が約10〜50%の金属箔に粉末圧
延し、続いて金属箔を加熱炉に導いて金属粉末の融点T
mに対し約0.3〜0.66Tmの温度で焼結すること
を特徴とする金属箔の製造方法。A metal powder is controlled and supplied by a powder supply device between rolling rolls provided in a pair to have a thickness of about 5 to 50.
0 micron, powder-rolled into a metal foil having a porosity of about 10 to 50%.
A method for producing a metal foil, comprising sintering at a temperature of about 0.3 to 0.66 Tm with respect to m.
100ミクロンであることを特徴とする請求項1記載の
金属箔の製造方法。2. The thickness of a metal foil to be roll-formed is about 5 to 5.
The method for producing a metal foil according to claim 1, wherein the thickness is 100 microns.
ロール間に金属粉末を制御供給する粉末供給装置と、圧
延ロールの下部に配置して圧延ロールにより圧延成形し
た金属箔を縦に導いて加熱し焼結する加熱炉と、を備え
たことを特徴とする金属箔の製造装置。3. Rolling rolls provided in pairs in the horizontal direction, a powder supply device for controlling and supplying metal powder between the rolling rolls, and a metal foil rolled and formed by the rolling rolls disposed below the rolling rolls and vertically formed. An apparatus for producing a metal foil, comprising: a heating furnace for guiding, heating, and sintering.
炉の後に、金属箔加工装置を備えていることを特徴とす
る請求項3記載の金属箔の製造装置。4. The apparatus for producing a metal foil according to claim 3, further comprising a metal foil processing device between the rolling roll and the heating furnace or after the heating furnace.
制御する成形ローラであることを特徴とする請求項4記
載の金属箔の製造装置。5. The metal foil manufacturing apparatus according to claim 4, wherein the metal foil processing apparatus is a forming roller for controlling a shape of a surface of the metal foil.
穿孔装置であることを特徴とする請求項4記載の金属箔
の製造装置。6. The apparatus for producing a metal foil according to claim 4, wherein the metal foil processing apparatus is a punching apparatus for making a hole in the metal foil.
け機であることを特徴とする請求項6記載の金属箔の製
造装置。7. The apparatus for producing a metal foil according to claim 6, wherein the perforation device is a perforator for vibrating the needle back and forth.
による孔開け機であることを特徴とする請求項6記載の
金属箔の製造装置。8. The apparatus for manufacturing a metal foil according to claim 6, wherein the punching device is a punching machine using a rotating body having protruding teeth on a surface.
ることを特徴とする請求項6記載の金属箔の製造装置。9. The apparatus for producing a metal foil according to claim 6, wherein the punching device is a laser punch.
あることを特徴とする請求項6記載の金属箔の製造装
置。10. The apparatus for producing a metal foil according to claim 6, wherein the punching device is a punching machine using ultrasonic waves.
け機であることを特徴とする請求項6記載の金属箔の製
造装置。11. The apparatus for producing a metal foil according to claim 6, wherein the perforating apparatus is a perforator for injecting compressed air.
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