JP2002113582A - 多種類の金属を液−固圧延接合する方法及びそれに使用する装置 - Google Patents

多種類の金属を液−固圧延接合する方法及びそれに使用する装置

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    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/38—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling sheets of limited length, e.g. folded sheets, superimposed sheets, pack rolling
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 本発明は異質金属を液−固圧延接合する方法
及びその装置に関する。 【解決手段】 方法は、半田フラックスで被覆した異質
の固体母材金属の表面に液体金属を注入することと、液
体金属と固体金属とを加圧下に圧延することと、急冷下
に液体金属を固化して固体母材金属の表面に接合させ２
種以上の金属の冶金学的接合を行うこととを含む。装置
は、順番に配置された巻出機１１と、半田フラックスタ
ンク１３と、乾燥−加熱装置１５と、注入ノズル１７
と、内部水冷ローラ１８と、ロール巻取機２０とを備え
ていて、注入バスケット１６が、注入ノズル１７の上に
配置されていて、ベースフレーム２１が注入ノズル１７
の下に配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は多種類の金属を圧延
接合する方法及びそれに使用する装置に関し、特に、多
種類の金属を液−固圧延接合する方法及びそれに使用す
る装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】クラッド金属シートは、高温高圧下で２
種以上の異質な金属を一体化して製造する新しい材料で
ある。クラッド金属シートは、設計の要求によって、そ
れぞれの構成材料の利点を十分に組み合わせることがで
きる。また、クラッド金属シートは多くの利点、即ち、
低コストと組合せによる高性能、高強度、耐摩耗性、耐
食性等を含む優れた機械、物理及び化学工学特性を有し
ている。それ故、クラッド金属シートは、加熱調理器具
及び食卓用食器類、家具、化学産業、装飾品、自動車産
業、宇宙飛行、航空等を製造するため建築及び機械産業
分野で幅広く使用されている。
【０００３】クラッド金属シートを製造する方法は５種
類に分類される。即ち、圧延接合法、粉末圧延接合法、
爆轟接合法、クラッド鋳造法、及び熔射メッキ法であ
る。
【０００４】圧延接合法は、米国特許第３５４５９４３
号に開示されているように熱間圧延接合法と冷間圧延接
合法に分類され、クラッド金属シートを製造する方法と
して最も広範に使用されている。この方法が成功するか
否かは、圧延工程の間の延びに起因する新しい面との物
理的接触に依存している。従って、第１工程における低
減率は十分高くなければならない（通常、５０％以
上）。この方法は、大きな圧延力を発生させるのに大き
な圧延機を必要とし、さらに、圧延工程の後続工程であ
る冶金学的接合を行う焼きなましに依存している。然し
ながら、この接合力は弱い。近年、この分野で幾つか開
発が行われてきている。たとえば、連続圧延接合,非同
期圧延、差温圧延接合が既に開発された。然しながら、
設備投資が大きい、エネルギー消費量が大きくコスト高
である等の諸問題は完全には解決されないままである。
【０００５】JPJ8667705A(1984)、JAJ54124804(1981)、
JAJ8021518(1984)、及びUSP4308321(1981)は、異質金属
同士の粉末圧延接合法を開示している。この方法は、金
属粉末を固体金属の表面に散布し、それらを保護雰囲気
下で焼結し、次いで圧延してクラッド金属シートを製造
するものである。この方法には、工程が複雑で、流路が
長い、エネルギー消費量が大きいという欠点がある。こ
の方法は、銅−鉛合金及び鋼で製造するベヤリングクラ
ッドストリップのような特殊なクラッド金属シートを製
造するのに適しているに過ぎない。
【０００６】Bradgessky(参照："Explosion Meld Formi
ng And Compression" Bradgessky著Fule Li翻訳、Mecha
nical Industry Press, 1988, P78）は爆轟接合法に関
して記載している。この方法は、爆発によるジェットフ
ローによって表面を清浄にし、爆発による衝撃力と瞬間
の高温を利用して接合させるものである。この方法は、
簡単で経済的である。然しながら、この方法は、厚手の
クラッド金属シートを製造するのに適しているに過ぎな
い。さらに、この方法は、生産側に対する要求が高く、
従って連続生産が不可能である。
【０００７】USP3495649(1970)は、クラッド鋳造法を開
示している。この方法は、固体母材の表面に溶融金属を
流延して冶金学的接合を行うものである。この方法は比
較的簡単で、半加工品や部品を製造するのに使用するこ
とができる。然しながら、母材の表面は酸化され易いの
で、半加工品を処理してから最終製品に加工しなければ
ならない。さらに、最終製品は、強い界面残留応力を有
していて、接合強度が十分ではない。さらに、この方法
は高コストである。
【０００８】USP4333775(1982)、GB159861(1977)、JAJ8
019522(1978)及びDT2928317(1978)は、溶射メッキ法を
開示している。この方法は、吹き付け筒を使用して熱溶
融金属合金を固体鋼板に吹き付ける。この方法の利点
は、吹き付けている間の急速な冷却工程により、合金成
分に偏析が発生しないことである。溶融金属は、吹き付
けられている間に酸化され易いので、最終金属の接合強
度は低い。さらに、この方法の装置は複雑で、且つ投資
額が比較的大きい。
【０００９】従って、クラッド金属を開発する要諦は、
簡単な工程の経済的で効率の良い製造方法策定すること
である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的の一つ
は、異種金属の液−固圧延接合方法を提供して、従来技
術の欠点を克服し、接合強度が大きなクラッド金属シー
トを簡単な工程で且つ経済的で効率良く製造することで
ある。
【００１１】本発明の別の目的は、上述した異種金属の
液−固圧延接合方法を実施する装置を提供することであ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、異種金属の液
−固圧延接合方法及びその方法を実施する装置を開示す
る。本発明の方法は、半田フラックスで被覆した異質固
体母材金属の表面に溶融（液体）金属を注入すること
と、これら２種の金属を加圧下で圧延し、急速冷却下で
溶融金属を凝固させ、固体母材金属の表面に接合させる
ことを含む。かくて、本発明の方法は、２種以上の金属
を冶金学的に接合させることができる。
【００１３】また、本発明は、本発明の方法を実施する
装置を開示する。本発明の方法を実施する装置は、順番
に配置された巻出機と、半田フラックスタンクと、加熱
−乾燥装置と、注入ノズルと、内部水冷ローラと、ロー
ル巻取機とを備えている。注入バスケットが注入ノズル
の上に配置されていて、ベースフレームが注入ノズルの
下に配置されている。
【００１４】本発明の一態様により、異種金属を液−固
圧延接合する方法が提供される。この方法は、半田フラ
ックスを付けた異質固体の表面に溶融金属を注入する工
程と、これら２種の金属を加圧下で圧延する工程と、急
速冷却下で溶融金属を凝固させ、固体母材金属の表面に
接合させて２種以上の金属を冶金学的接合させる工程と
を含む。
【００１５】図１は、本発明の方法の工程フローダイヤ
グラムを示している。図１に示したように、異種金属を
液−固圧延接合する方法は、下記の工程を備えている。
【００１６】（１）清浄工程：固体母材金属を清浄して
オイルステインとその他の不純物を除去する。
【００１７】（２）研磨工程：清浄にした表面を研磨し
て固体母材金属の表面の酸化物を除去する。
【００１８】（３）半田フラックスの被覆工程：上述し
た清浄工程と研磨工程の後で、半田フラックスの層を母
材金属の表面に被覆する。
【００１９】（４）加熱工程：半田フラックスで被覆さ
れた固体母材金属を所定の温度に加熱して、注入ノズル
に移送する。
【００２０】（５）注入圧延接合工程：クラッドされる
べき金属を溶融して液体にし、液体金属を注入バスケッ
トに流し込むことと；固体母材金属が注入ノズル内に送
られた時、プレスブロックと液体金属用のインレットと
を具備した注入ノズルから、液体金属を固体母材金属の
表面に注入して、半田フラックスで被覆された固体母材
金属の表面と液体金属を接触させ、半田フラックスで被
覆された固体母材金属の表面を濡らすことと；次いで、
内部冷却システムを具備した２本のロールの間に液体金
属と固体母材金属を移送し圧延している間に、２本のロ
ールの間の液体金属を冷却している２種の金属間に冶金
学的接合を行わせクラッド金属シートを製造すること。
【００２１】本発明の方法における固体金属の清浄方法
は当業者に周知である。図２は、本発明で採用する清浄
−研磨装置の略図である。図２に示したように、固体母
材金属の表面のオイルステインが、その表面から脱脂タ
ンク２内で除去され、次いで、洗浄タンク４内で固体母
材金属が清浄される。固体母材金属の表面が可成り酸化
されている場合は、酸洗いタンク５の中で固体母材金属
の表面を酸で洗浄し、次いで、工程（１）の後で固体母
材金属の表面を洗浄タンク６の中で洗浄する必要があ
る。換言すれば、図２に示した清浄−研磨装置の酸洗い
タンク５と洗浄タンク６は二者択一的に使用される。
【００２２】固体金属の表面の酸化物を除去して異質金
属を液−固圧延接合することが必要である。本発明は図
２に示した清浄−研磨装置を使用して、固体母材金属の
表面を研磨して酸化物を完全に除去する。
【００２３】本発明の方法によって、工程（５）におい
て、溶融機の中で溶融し、空気とスラグを除去した後
で、液体（溶融）金属が注入ノズルの中に注入される。
溶融金属を得る方法は当業者に周知である。
【００２４】本発明の方法によって、種々の母材金属
（固体金属）とクラッド層の接合材（溶融金属）用に色
々な半田フラックスを選択することができる。本発明の
方法で使用する半田フラックスは、水性あるいは溶融塩
である。
【００２５】本発明の水性半田フラックスは、KF、Na
F、KI、NaI、及びLiIを含む複合塩の水溶液でよい。こ
の複合塩は、KFを１５−２５質量％、NaFを１５−２５
質量％、KIを１５−２５質量％、NaIを１５−２５質量
％、及びLiIをを１５−２５質量％含む。水性半田フラ
ックスの場合、この複合塩の質量％は、６−１２％の範
囲、好ましくは、８−１０％の範囲である。
【００２６】本発明の方法において、半田フラックス
は、硼酸を６０−８５質量％、ボラックスを１０−２０
質量％、燐酸アルミニウムを３−６質量％含む溶融複合
塩でもよい。好ましくは、半田フラックスは、硼酸を７
０−８０質量％、ボラックスを１３−１８質量％、及び
燐酸アルミニウムを４−５質量％含む。最も好ましく
は、半田フラックスは、硼酸を８０質量％、ボラックス
を１６質量％、及び燐酸アルミニウムを４質量％含む。
【００２７】本発明の別の態様により、異質金属を液−
固圧延接合する装置が提供される。図３に示したよう
に、この装置は、順番に配置された巻出機１１と、半田
フラックスタンク１３と、乾燥−加熱装置１５と、注入
ノズル１７と、内部水冷ローラ１８と、ロール巻取機２
０とを備えている。注入バスケット１６が、注入ノズル
１７の上に配置されていて、ベースフレーム２１が注入
ノズル１７の下に配置されている。乾燥−加熱装置１５
は、さらに、低温乾燥炉１５Aと高温加熱炉１５Ｂとを
具備している。
【００２８】異種金属を液−固圧延接合する装置におい
て、図４と５に示した注入ノズル１７は、チャンネル型
要素で、表面１７１に配置されているプレスサイド１７
３と、加熱要素１７２と、数個のプレスブロック１７４
とを具備している。
【００２９】異種金属同士を液−固圧延接合する装置に
おいて、清浄−研磨装置は、図２に示したように、巻出
機１と、脱脂タンク２と、洗浄タンク４と、乾燥炉７
と、研磨機８と、ロール巻取機９とを備えている。
【００３０】さらに、異種金属を液−固圧延接合する装
置において、酸洗いタンク５と洗浄タンク６は、清浄−
研磨装置内で、洗浄タンク４と乾燥炉７の間の位置に配
置されている。
【００３１】本発明の方法は、金属のドブ付けと被覆
と、金属の液相圧延とを一緒に組み合わせたものであ
る。本発明の方法によって、液体金属が、半田フラック
スで被覆された固体母材金属と接触し、半田フラックス
が高温で分解する。半田フラックスの作用下で、液体金
属が固体母材金属の表面を十分に濡らす。液体金属の高
拡散能と圧延圧力によって、液体金属が急速に冷却さ
れ、結晶し、転移する。このようにして、液体金属と固
体母材金属が冶金学的接合して、クラッド金属シートが
製造される。
【００３２】冶金学的接合を行わせるには濡れが極めて
重要になる。固体金属の表面にあるオイルステインと酸
化物を除去し、且つ固体金属を磨いて真の金属を露出さ
せて固体金属を完全に濡らさなければならない。
【００３３】従来技術では、異種金属を液−固圧延接合
する場合の主たる問題は、後続の加熱工程における深刻
な酸化である。このために、接合強度が低くなり、２種
の異なる金属を冶金学的接合させることができない。後
続も加熱工程で固体母材金属の表面における酸化を防止
するため、特に、固体金属の表面の液体金属による濡れ
を改良するため、本発明は、本発明者が発明した特殊な
半田フラックスを使用する。清浄及び研磨後、固体金属
の表面を本発明の半田フラックスで被覆することによっ
て、後続の加熱工程で固体金属の表面が酸化されない。
従って、２種の異質金属間に冶金学的接合が行われ、２
種の異質金属の接合強度が強化される。母材金属とクラ
ッドされる金属によって、それぞれ種々の半田フラック
スを選択することができる。半田フラックスは水溶液あ
るいは溶融塩でよい。
【００３４】液体金属の流動性を確保するために、注入
ノズル１７を、液体金属の融点より２０−５０℃高い温
度に予熱しなければならない。注入ノズル１７には（耐
火鋼、チタン、セラミック等）の構造材を使用して、フ
レームを形成し、その外側を耐熱及び耐火性材料で被覆
する。固体金属板の幅が広くて薄い場合、固体金属板が
液体金属と接触する時に、固体金属板が反り、そのため
に、液体金属が、固体金属の中央部分で、固化し難くな
る。この問題を解消するために、本発明者は、本発明の
液−固圧延接合装置における注入ノズル１７の構造を研
究し、改良した。図４は、図３の注入ノズル１７の構造
を示している。図５は、Aの方向から見た図４の側面図
で、注入ノズル１７のプレスブロックの設定モードを示
している。図６は、Aの方向から見た図４の別の側面図
で、注入ノズル１７のプレスブロックの別の設定モード
を示している。図４に示したように、幾つかのプレスブ
ロック１７４が、注入ノズル１７内に配置されている。
固体金属が注入ノズル１７を通過する時、注入ノズル１
７が、固体金属が反らないように効果的に防止し、そし
て固体金属のそれぞれの部分から流出して来る液体金属
の量を調節する。液体金属が固化した後、固体金属板の
それぞれの部分における液体金属の量は、単位面積当た
り同じ量である。従って、製造されたクラッド金属シー
トは、非常にフラットで、その寸法は正確である。圧延
工程の間、プレスブロック１７４が固体金属ストリップ
の表面を擦り、これによって液体金属による固体金属ス
トリップの表面の濡れが改良される。さらに、図４、５
及び６に示したように、本発明の液−固圧延接合装置に
おける注入ノズル１７の構造は、チャンネル型要素であ
る。加熱体１７２が、そのプレスサイド１７３に配置さ
れていて、プレスブロック１７４が、その内部上面１７
１に配置されていて、固体金属の表面が、プレスブロッ
ク１７５の下面を越えて滑動する。プレスブロック１７
４が、液体金属を固体母材金属１０の上に均一に分配す
る。インレット１７６が注入ノズル１７の上に配置され
ていて、注入バスケット１６の中の液体金属が、インレ
ット１７６から固体金属へ添加される。
【００３５】液体金属を急速に冷却するために、本発明
は強制内部水冷システムを具備したローラを採用してい
る。強制内部水冷システムを具備したこのローラの構造
は、当業者に周知である。たとえば、このローラのスリ
ーブは、（5CrMnMo, 5CrNiMo, PCr3WMoV等のような）耐
熱衝撃性、熱伝導性、及び強度に優れた耐火鋼で製造さ
れる。さらに、このローラは、その表面に、小さく均一
で密集した流れスロットを具備していて、液体金属を急
速に冷却させ、液体金属がローラ間の隙間を通過する時
に、均一で微細な結晶構造を維持する。
【００３６】本発明の方法は、従来の熱間あるいは冷間
圧延接合に取って代わって、多様なクラッド金属シート
を製造することができる。本発明の方法は、クラッドさ
れるべき金属の融点が、母材金属の融点よりも低いよう
なクラッド金属シートを製造するのに特に適している。
たとえば、鋼−アルミニウム、鋼−銅、鋼−亜鉛、鋼−
鉛−錫、鋼−合金鋼、銅−アルミニウム、アルミニウム
−錫等、並びにチタン、ニッケル、モリブデン等のよう
な高融点の金属と、非鉄金属及びそれらの合金とのクラ
ッド金属シートである。
【００３７】上述した鋼類は、炭素鋼でも、合金鋼で
も、あるいはステンレススティールでのもよい。
【００３８】添付した図面と実施例を参照して、本発明
を更に詳細に解説する。
【００３９】
【発明の実施の形態】（実施例１）＃３０４ステンレス
スティールを固体母材金属として使用し、それを厚さ
０．５ｍｍ、幅３００−５００ｍｍにした。クラッドさ
れるべき金属としてアルミニウムを使用した。クラッド
金属シートの全厚は０．８〜４．０ｍｍであった。
【００４０】図１に示したように、先ず、固体母材（即
ち、＃３０４ステンレススティール板）を清浄にした。
固体母材金属１０（即ち、＃３０４ステンレススティー
ル）のロールを、巻出機１に置いた。脱脂タンク２の中
で、オイルステインを除去した。次いで、固体母材金属
１０を、ベヤリングローラ３を介して、洗浄タンク４に
移送して洗浄した。最後に、固体母材金属１０を、乾燥
炉７に移送して乾燥した。表面が可成り酸化されている
場合は、固体母材金属１０を、酸洗いタンク５と洗浄タ
ンク６の中でさらに清浄してから乾燥炉７へ移送する。
【００４１】乾燥した母材金属の片側（クラッドされる
べき側）を０，００５−０．０１ｍｍを研磨剤研磨機８
で研磨した。研磨後、母材金属をロール巻取機９で巻き
取った。
【００４２】同量（質量）のKF、NaF、KI、 及びLiIを
均質に混合してそれらの複合塩を製造した。この複合塩
に蒸留水を添加して８質量％の水溶液を製造し、それを
半田フラックスとした。次いで、この水溶液を図３に示
した半田フラックスタンク１３内に入れた。
【００４３】上記の諸工程に従って処理が完了した固体
母材金属１０を、図３に示した巻出機１１と加圧ロール
１２を経て半田フラックスタンク１３内へ移送して、固
体金属の表面を半田フラックスの層で被覆した。半田フ
ラックスタンク１３の中の半田フラックス水溶液の温度
は８０−９０℃の範囲で、被覆する時間は５−１０分間
の範囲であった。
【００４４】半田フラックスで被覆した固体母材金属１
０を乾燥−加熱装置１５内へ移送して、２００−３００
℃の範囲の温度に加熱した。この乾燥−加熱装置１５
は、低温乾燥炉１５Aと高温加熱炉１５Ｂとから構成し
たものである。次いで、母材金属１０を、注入ノズル１
７内へ移送した。注入バスケット１６を注入ノズル１７
の上部に配置した。固体アルミニウムを溶融機の中で溶
融した。この液体アルミニウムを精製し、空気とスラッ
グを除去してから、注入バスケット１６の中へ添加し
た。注入バスケット１６の中の液体アルミニウムの温度
を、７２０−７５０℃の範囲に維持した。供給速度は、
２．５−５．５メートル／秒の範囲であった。
【００４５】固体母材金属１０を注入ノズル１７の中へ
移送する際、注入バスケット１６の中の液体アルミニウ
ムをインレット１７６から注入ノズル１７内へ添加し
て、液体アルミニウムを固体母材金属１０と接触させ
た。注入ノズル１７の温度は、アルミニウムの融点より
２０−５０℃高かった。液体金属と固体母材金属を、内
部水冷ロール１８間の間隙に移送し、圧延した。注入ノ
ズル１７をベースフレーム２１が支持した。ロール１８
による圧延接合後、クラッド金属シート１９をロール巻
取機２０で巻き取った。
【００４６】この実施例で製造したクラッド金属シート
の機械特性は下記の通りであった。 接合強度：４０−６０Mpa（厚さが２〜４ｍｍの範囲） 引裂強さ：１０００−１４００N/20mm（厚さ≦２ｍｍ）
【００４７】（実施例２）＃08A1軟鋼を固体母材金属と
して使用し、それを厚さ１．２ｍｍ、幅１００−３００
ｍｍにした。クラッドされるべき金属としてアルミニウ
ム合金Al-20Sn-1Cuを使用した。クラッド金属シートの
全厚は２．０ｍｍであった。
【００４８】実施例１において工程（４）で固体金属を
４５０−５５０℃に加熱し、工程（５）で液体アルミニ
ウム合金の温度を６８０−７２０℃の範囲にしたことを
除いては、実施例１と同じ手順で＃08A1軟鋼とアルミニ
ウム合金Al-20Sn-1Cuのクラッド金属シートを製造し
た。製造したクラッド金属シートの引裂き強さは８００
−１１００Ｎ／２０ｍｍの範囲であった。
【００４９】（実施例３）＃08A1軟鋼を固体母材金属と
して使用し、それを厚さ２．５ｍｍ、幅１００−３００
ｍｍにした。クラッドされるべき金属として＃６２黄銅
を使用した。クラッド金属シートの全厚は３ｍｍであっ
た。
【００５０】実施例１において工程（４）で固体金属を
６００℃に加熱したことと、工程（５）で液体黄銅の温
度を１０６０−１１００℃の範囲にしたことと、溶融複
合塩を半田フラックスとして使用したことを除いては、
実施例１と同じ手順で＃08A1軟鋼と＃６２黄銅のクラッ
ド金属シートを製造した。溶融複合塩は、硼酸８０質量
％、ボラックス１６質量％、及び燐酸アルミニウム４質
量％を含んでいた。製造したクラッド金属シートの引裂
き強さは１５００−１６５０Ｎ／２０ｍｍの範囲であっ
た。
【００５１】上記の実施例により本発明を詳細に記載し
た。当業者は、本発明の精神と要旨を逸脱せずに本発明
を補正、修正、及び改良することができることを理解す
るべきである。
【００５２】
【発明の効果】本発明は、２種の異質な金属を圧延接合
するのに特殊な半田フラックスを使用して、２種の金属
間に冶金的接合を行わせるものである。従来技術と比べ
て、本発明には下記の利点がある。
【００５３】（１）高接合強度。本発明の方法により、
２種の異質な金属間に冶金的接合が実現される。本発明
により、液体金属と固体母材金属の温度と、それらの接
触時間を調整することができるので、２種の金属の界面
構造が極めて良好になる。従って、クラッド金属シート
の接合強度を大幅に向上させることができる。即ち、通
常、固−固相圧延接合法で製造されるクラッド金属シー
トの約２−３倍に向上させることができる。たとえば、
従来の固−固圧延接合法で製造されるクラッド金属シー
トの接合強度は、僅かに、１０〜２０Mpaの範囲に過ぎ
ない。一方、本発明の実施例１で製造したクラッド金属
シートの接合強度は４０〜６０Mpaである。
【００５４】（２）低製造コスト：工程数が少なく且つ
エネルギー消費量が少ないので、本発明の方法でクラッ
ド金属シートを製造するに要する製造コストは、従来の
固−固相法によりクラッド金属シートを製造するに要す
る製造コストの２０−３０％低い。
【００５５】（３）設備投資額の低減：本発明の液−固
圧延接合法によれば、２本のロール間隙でクラッドされ
るべき液体金属の５０−６０％が半固体状態である。そ
れ故、圧延力を大幅に小さくすることができ、固−固相
における金属の圧延接合に要するな圧延力の僅かに約２
５−３０％である。さらに、本発明の方法の工程・手順
は比較的単純で、本発明の方法を実施する装置の数は少
ない。従って、本発明の装置に要する投資は、従来技術
の固−固相金属圧延接合装置に要する投資より、約５０
−７０％の低い。たとえば、本発明の実施例１におい
て、最大圧延力は４０トンで、主モータの能力は７５Ｋ
Ｗである。年間出力が５０００トンとすると、装置にＲ
ＭＢ５００万必要とする。然しながら、従来技術の固−
固相金属圧延接合法で同じクラッド金属シート製造する
ためには、３００トンの最大圧延力と能力が２５０ＫＷ
の主モータを必要とする。年間出力が５０００トンとす
ると、装置にＲＭＢ１５００万必要とする。
【００５６】（４）高生産効率：本発明の圧延接合法は
連続操業が可能で、本発明の生産効率は、従来の固−固
相金属圧延接合法より、１或いは２倍以上高くなる。
【００５７】（５）低エネルギー消費量：本発明の方法
を実施するのに必要な圧延力は、固−固相で従来法を実
施するのに要する圧延力より５０〜７５％小さく、エネ
ルギー消費量は、約３０−５０％少ない。
【００５８】（６）高製品品質：本発明の方法によれ
ば、２本のロール間隙で液体金属が急冷するので、金属
が急速に結晶化し、その結晶粒子は微細で、重金属粒子
のサイズは小さく、分布は均一で、密度は高い。それ
故、製品の冶金学的固有特性と外観は大幅に改良されて
いる。たとえば、本発明の実施例２で、クラッド金属シ
ートの中の重金属、Ｓｎ粒子の平均サイズは５〜１５μ
ｍの範囲で、クラッド金属シートの中で均一に分散して
いる。然しながら、従来の固−固相圧延接合法で製造さ
れたクラッド金属シートの中のアルミニウム粒子の平均
サイズは２０〜２５μｍの範囲である。
【００５９】異質金属の液−固圧延接合法とその装置
は、建築、機械産業、加熱調理器具及び食卓用食器類、
家具、化学産業、装飾品、自動車産業、宇宙飛行、航空
機等の分野で使用される種々のクラッド金属シートを製
造するのに広範に利用される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の方法の工程フローダイヤグラムであ
る。
【図２】 本発明で採用する清浄−研磨機の略図であ
る。
【図３】 本発明で採用する圧延接合装置の略図であ
る。
【図４】 図３で示した装置の注入ノズルの構成図であ
る。
【図５】 注入ノズルに配置されたプレスブロックの設
定モードを示す、Aの方向から見た図４の側面図であ
る。
【図６】 注入ノズルに配置されたプレスブロックの別
の設定モードを示す、Aの方向から見た図４の別の側面
図である。
【符号の説明】
１ 巻出機 ２ 脱脂タンク ３ ベヤリングロール ４ 洗浄タンク ５ 酸洗いタンク ６ 洗浄タンク ７ 乾燥炉 ８ 研磨機 ９ ロール巻取機 １０ 固体母材金属 １１ 巻出機 １２ プレスローラ １３ 半田フラックスタンク １５ 乾燥−加熱装置 １６ 注入バスケット １７ 注入ノズル １８ 内部水冷ローラー １９ 金属シート ２０ ロール巻取機 ２１ ベースフレーム １７１ 表面 １７２ 加熱要素 １７３ プレスサイド １７４ プレスブロック １７５ プレスブロック １７６ インレット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｂ２１Ｂ 1/22 Ｂ２１Ｂ 1/22 Ｂ (71)出願人 501243638 Ｎｏ． ３， Ｓｅｇｍｅｎｔ Ｎｏ． 11， Ｓｔｒｅｅｔ Ｎｏ． ３， Ｗｅ ｎｈｕａ Ｒｏａｄ， Ｈｅｐｉｎｇ Ｄ ｉｓｔｒｉｃｔ， Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｃ ｉｔｙ， Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｐｒｏｖｉ ｎｃｅ， 110006， Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ (71)出願人 501243650 アンシャンシ サンヘ クラッド メタル プレイツ マニュファクチュアリング カンパニー リミテッド ＡＮＳＨＡＮＳＨＩ ＳＡＮＨＥ ＣＬＡ Ｄ ＭＥＴＡＬ ＰＬＡＴＥＳ ＭＡＮＵ ＦＡＣＴＵＲＩＮＧ ＣＯ． ＬＴＤ. 中華人民共和国 140010 リャオニン プ ロヴァンス， アンシャン シティー， ティードン ディストリクト， ドンミン シェン ロード， ストリート ナンバー 42， スイート 208 Ｓｕｉｔｅ 208， Ｓｔｒｅｅｔ Ｎｏ. 42， Ｄｏｎｇｍｉｎｓｈｅｎｇ Ｒｏ ａｄ， Ｔｉｅｄｏｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃ ｔ， Ａｎｓｈａｎ Ｃｉｔｙ， Ｌｉａ ｏｎｉｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ， 140010， Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ (72)発明者 ジアンゾン ツイ 中華人民共和国 110006 リャオニン プ ロヴァンス， シェンヤン シティー， ヘピン ディストリクト， ウェンフア ロード， ストリート ナンバー ３， セグメント ナンバー 11， ナンバー ３ (72)発明者 シャオボー ツァン 中華人民共和国 110006 リャオニン プ ロヴァンス， シェンヤン シティー， ヘピン ディストリクト， ウェンフア ロード， ストリート ナンバー ３， セグメント ナンバー 11， ナンバー ３ (72)発明者 グイミン ルー 中華人民共和国 110006 リャオニン プ ロヴァンス， シェンヤン シティー， ヘピン ディストリクト， ウェンフア ロード， ストリート ナンバー ３， セグメント ナンバー 11， ナンバー ３ (72)発明者 グアンミン シュー 中華人民共和国 110006 リャオニン プ ロヴァンス， シェンヤン シティー， ヘピン ディストリクト， ウェンフア ロード， ストリート ナンバー ３， セグメント ナンバー 11， ナンバー ３ Ｆターム(参考） 4E002 AD12 4E067 AA02 AA03 AA05 BD01 BD03 BK01 CA04 DA00 DA02 DA04 EB11 EC03

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半田フラックスで被覆した異質の固体母
    材金属の表面に液体金属を注入することと、液体金属と
    固体金属とを加圧下に圧延することと、急冷下に液体金
    属を固化して固体母材金属の表面に液体金属を接合させ
    ２種以上の金属の冶金的接合を行うこととを含む異質の
    金属を液−固圧延接合する方法。
  2. 【請求項２】 下記の処理工程を含むことを特徴とする
    請求項１による異質の金属を液−固圧延接合する方法、 （１）清浄工程：固体母材金属の表面を清浄してオイル
    ステインと不純物を除去する工程、 （２）研磨工程：清浄にした表面を研磨して固体母材金
    属の表面にある酸化物を除去する工程、 （３）半田フラックスの被覆工程：上記清浄工程及び研
    磨工程の後で母材金属の表面に半田フラックスの層を被
    覆する工程、 （４）加熱工程：半田フラックスによる被覆が完了した
    固体母材金属を所定の温度に加熱して、それを注入ノズ
    ルへ移送する工程、 （５）注入−圧延接合工程：クラッドされるべき金属を
    溶融して液体にし、液体金属を注入バスケットの中に注
    入すること：固体母材金属が注入ノズル内へ移送された
    時、プレスブロックと液体金属用のインレットを具備し
    た注入ノズルから液体金属を固体母材金属の表面に注入
    して、液体金属と、半田フラックスで被覆された固体母
    材金属の表面とを接触させ固体母材金属を濡らすこと：
    次いで液体金属と固体母材金属を内部水冷システムを具
    備した２本のロールの間隙に移送すること：圧延の間２
    本のロールの間隙にある液体金属を冷却して液体金属と
    固体母材金属の間に冶金学的接合を行わせてクラッド金
    属シートを製造すること。
  3. 【請求項３】 清浄工程（１）の後で母材金属の表面を
    酸と水で洗浄する工程をさらに含むことを特徴とする請
    求項２による異質の金属を液−固圧延接合する方法。
  4. 【請求項４】 工程（５）において、溶融機の中で溶融
    し空気とスラグを除去した後で液体金属を注入ノズルへ
    注入することを特徴とする請求項１或いは２による異質
    の金属を液−固圧延接合する方法。
  5. 【請求項５】 半田フラックスが、KF、NaF、KI、NaI及
    びLiIを含む複合塩の６−１２質量％水溶液であって、
    この複合塩が、KFを１５−２５質量％、NaFを１５−２
    ５質量％、KIを１５−２５質量％、NaIを１５−２５質
    量％及びLiIをを１５−２５質量％含むことを特徴とす
    る請求項１或いは２による異質の金属を液−固圧延接合
    する方法。
  6. 【請求項６】 半田フラックスが、KF、NaF、KI、NaI及
    びLiIを含む複合塩の８−１０質量％水溶液であって、
    この複合塩が、KFを２０質量％、NaFを２０質量％、KI
    を２０質量％、NaIを２０質量％及びLiIをを２０質量％
    含むことを特徴とする請求項５による異質の金属を液−
    固圧延接合する方法。
  7. 【請求項７】 半田フラックスが溶融複合塩であって、
    この複合塩が、硼酸を６０−８５質量％、ボラックスを
    １０−２０質量％及び燐酸アルミニウムを３−６質量％
    含むことを特徴とする請求項１或いは２による異質の金
    属を液−固圧延接合する方法。
  8. 【請求項８】 溶融複合塩が、硼酸を７０−８０質量
    ％、ボラックスを１３−１８質量％及び燐酸アルミニウ
    ムを４−５質量％含むことを特徴とする請求項７による
    異質の金属を液−固圧延接合する方法。
  9. 【請求項９】 溶融複合塩が、硼酸を８０質量％、ボラ
    ックスを１６質量％及び燐酸アルミニウムを４質量％含
    むことを特徴とする請求項８による異質の金属を液−固
    圧延接合する方法。
  10. 【請求項１０】 順番に配置された巻出機と、半田フラ
    ックスタンクと、乾燥−加熱装置と、注入ノズルと、内
    部水冷ローラと、ロール巻取機とを備えていて、注入バ
    スケットが、注入ノズルの上に配置されていて、ベース
    フレームが注入ノズルの下に配置されていることを特徴
    とする異質金属を液−固圧延接合する装置。
  11. 【請求項１１】 乾燥−加熱装置が低温乾燥炉と高温加
    熱炉とを含むことを特徴とする請求項１０による異質金
    属を液−固圧延接合する装置。
  12. 【請求項１２】 停止ノズルが、その表面に加熱体とプ
    レスブロックを具備したチャンネル型要素であることを
    特徴とする請求項１０による異質金属を液−固圧延接合
    する装置。
  13. 【請求項１３】 清浄−研磨装置が、順番に配置された
    巻出機と、脱脂タンクと、洗浄タンクと、乾燥炉と、研
    磨機と、ロール巻取機とを備えていることを特徴とする
    請求項１０による異質金属を液−固圧延接合する装置。
  14. 【請求項１４】 請求項１による異質金属を液−固圧延
    接合する装置。
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