JP2011245528A

JP2011245528A - クラッド圧延方法

Info

Publication number: JP2011245528A
Application number: JP2010122643A
Authority: JP
Inventors: Sunobu Yoshigai; 寿伸吉貝
Original assignee: Mitsubishi Aluminum Co Ltd
Current assignee: MA Aluminum Corp
Priority date: 2010-05-28
Filing date: 2010-05-28
Publication date: 2011-12-08

Abstract

【課題】圧延条件の設定が容易であり、芯材と皮材とが確実に接合されるクラッド圧延方法を提供する。
【解決手段】芯材３０ａの片面または両面に少なくとも１種の皮材３０ｂを圧延圧着するクラッド圧延方法であって、芯材３０ａおよび皮材３０ｂの組み合わせパターンを複数設定しておくとともに、芯材３０ａと皮材３０ｂとを接合する圧着パスにおける１パスあたりの圧下量、圧延速度および圧着パス数を、前記組み合わせパターンに応じて設定しておく。
【選択図】図１

Description

本発明は、クラッド圧延方法に関する。

従来、単一の金属（合金）で満足することが難しい多様な特性（強度、耐食性、耐摩耗性、熱伝導性、外観等）を同時に満たすために、複数の金属（合金）を貼り合わせて接合した複合材料であるクラッド材が用いられている。クラッド材は、特許文献１に記載のように、芯材と皮材とを重ね合わせた素材を、所定のギャップを形成して並ぶ圧延ロール間で往復させて圧延することにより圧接するクラッド圧延によって製造することができる。

クラッド圧延においては、クラッド材に対する曲げ加工や絞り加工時の芯材と皮材との剥離を防止するために、芯材と皮材とが確実に接合されなければならない。このため、圧延温度、芯材および皮材の表面の清浄度、各圧着パスでの圧下量および圧延速度等を適切にして圧延することが求められる。

特開２００５−２９８９１４号

しかしながら、クラッド材の芯材および皮材には様々な材料が用いられ、また接合される材料の層数も様々である。このため、材料の組み合わせや層数の異なるクラッド材を圧延する都度、適切な圧延条件を設定する作業は煩雑であり、生産性の低下を招いていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、圧延条件の設定が容易であり、芯材と皮材とが確実に接合されるクラッド圧延方法を提供することを目的とする。

本発明に係るクラッド圧延方法は、芯材の片面または両面に少なくとも１種の皮材を圧延圧着するクラッド圧延方法であって、前記芯材および前記皮材の組み合わせパターンを複数設定しておくとともに、前記芯材と前記皮材とを接合する圧着パスにおける１パスあたりの圧下量、圧延速度および圧着パス数を、前記組み合わせパターンに応じて設定しておく。
この発明によれば、クラッド圧延において、製造するクラッド材の芯材と皮材との組み合わせパターンを変えた場合に、確実な接合が可能な圧下量、圧延速度および圧着パス数を迅速に設定できる。

このクラッド圧延方法において、前記皮材がろう材であってもよい。この場合、皮材の片面または両面にろう材を接合するために最適な圧下量、圧延速度および圧着パス数が、それぞれ予め設定される。
また、このクラッド圧延方法において、前記皮材が犠牲材であってもよい。この場合、皮材の片面または両面に犠牲材を接合するために最適な圧下量、圧延速度および圧着パス数が、それぞれ予め設定される。
さらに、このクラッド圧延方法において、前記皮材が前記芯材の両面にそれぞれ接合され、これら皮材の一方がろう材、他方が犠牲材であってもよい。この場合、皮材の両面にろう材と犠牲材とを接合するために最適な圧下量、圧延速度および圧着パス数が、それぞれ予め設定される。

このクラッド圧延方法において、前記圧下量は１パスあたり０．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましい。圧下量をこの範囲に設定することにより、皮材を確実に芯材に接合することができる。
また、前記圧延速度は１ｍ／分以上３０ｍ／分以下であることが好ましい。圧延速度をこの範囲に設定することにより、皮材を確実に芯材に接合することができる。

また、このクラッド圧延方法において、前記圧着パス数は２〜１２であることが好ましい。圧着パス数をこの範囲に設定することにより、皮材を確実に芯材に接合することができる。

本発明に係るクラッド圧延方法によれば、芯材と皮材との組み合わせパターンに応じて適切な圧下量、圧延速度および圧着パス数を迅速に設定できるので、クラッド材の接合性を確保し、生産性を向上させることができる。

本発明に係るクラッド圧延方法の一実施形態を示す模式図である。

以下、本発明に係るクラッド圧延方法の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１に、圧延材の製造装置を示す。圧延機１０は、上下に一対の圧延ロール１１と、これら両圧延ロール１１の背部に接触する大径のバックアップロール１２とを備え、いわゆる４段圧延機を構成している。各圧延ロール１１は、圧延ロール回転駆動モータ１３によりそれぞれ正逆両方向に駆動される。また、この圧延機１０の前後に、圧延材を搬送する複数のローラを有するテーブルロール２０がそれぞれ設けられている。

圧延機１０において、上側のバックアップロール１２には、これを押圧する圧下用スクリュー１４Ａ、及びこの圧下用スクリュー１４Ａを移動させて圧延ロール１１間の距離を設定する位置制御モータ１４Ｂ等からなる圧下手段１４が設けられている。また、下側のバックアップロール１２には、圧延ロール１１から素材への圧延荷重を検出するロードセル等の圧延荷重検出手段１５が設けられている。

両圧延ロール１１の近傍には、クーラント（圧延油）を供給するクーラント吐出手段１６が設けられている。
圧延ロール１１の圧延ロール回転駆動モータ１３には、圧延ロール回転検出器１３Ａが備えられている。圧下用スクリュー１４Ａの位置制御モータ１４Ｂにはロールギャップ位置検出器１４Ｃ、テーブルロール２０のローラ駆動モータ２１にはローラ回転検出器２１Ａが、それぞれ備えられている。
図１中、符号１７はストリッパーガイドを示しており、圧延ロール１１の前後に設けられる。

次に、このように構成した製造装置によりクラッド材を製造するクラッド圧延方法について説明する。クラッド圧延は、予め所定の厚さに製造された芯材３０ａおよび皮材３０ｂを重ねた合わせ材３０を圧延することにより、芯材と皮材とを接合してクラッド材を製造する方法である。なお、合わせ材３０は、芯材３０ａの片面または両面に対して皮材３０ｂを１層以上重ねたものであってもよいが、図１には１層の皮材３０ｂを芯材３０ａの片面にのみ重ねたものを例示している。

合わせ材３０は、例えば３００〜６５０ｍｍの厚さを有している。この合わせ材３０を加熱炉（図示略）で圧着可能な温度（例えば４００〜５５０℃）に加熱し、圧延機１０に送り込む。圧延機１０では、設定されたパススケジュールにしたがって圧延ロール１１間のギャップを徐々に減少させながら両圧延ロール１１間に合わせ材３０を複数回通過させて圧延する圧着パスを行う。

各圧着パスの圧延ロール１１の間隔や圧延ロール１１の回転方向及び回転速度、圧延荷重、テーブルロール２０の搬送速度等の目標値は、芯材および皮材の組み合わせパターンに応じて、パススケジュールとしてあらかじめ設定されている。この目標値に基づき、位置制御モータ１４Ｂ、圧延ロール１１の圧延ロール回転駆動モータ１３、圧下用スクリュー１４Ａ、テーブルロール２０のローラ駆動モータ２１等が、圧延速度及びロールギャップ値等の出力値のフィードバックに応じて制御される。

圧着パスにおいては、まず、圧延ロール１１間を当該圧着パスのロールギャップに設定して、その圧延ロール１１間に合わせ材３０を送り込む。合わせ材３０が圧延ロール１１間に噛み込まれると、圧延が開始される。合わせ材３０が圧延ロール１１間から抜け出したら、パススケジュールに従い、圧延ロール１１及びテーブルロール２０を逆転させて圧延ロール１１への送り方向を変えて、次の圧着パスが実行される。

ここで、合わせ材３０における芯材および皮材の組み合わせパターンに応じて設定される１パスあたりの圧下量、圧延速度および圧着パス数を例示する。なお、これらの組み合わせパターンにおいて、圧下量は０．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下、圧延速度は１ｍ／分以上３０ｍ／分以下、圧着パス数２〜１２とする。

芯材の片面に対して皮材としてろう材が接合される組み合わせパターン１について、適切な圧下量（１パスあたり）、圧延速度および圧着パス数を表１に示す。芯材は材質が３０００系、厚さ３８５ｍｍであり、ろう材は厚さ２０ｍｍの４０００系アルミニウム合金である。パターン１は容易圧着材の一例であって、圧着パス数が少ない。

さらに、芯材の両面に対して、皮材としてろう材と犠牲材とが接合される組み合わせパターン２について、適切な圧下量（１パスあたり）、圧延速度および圧着パス数を表１に示す。芯材は材質が３０００系、厚さ３８５ｍｍであり、ろう材は厚さ７０ｍｍの４０００系アルミニウム合金、犠牲材は厚さ７０ｍｍの７０００系アルミニウム合金である。パターン２は難圧着材の一例であって、圧着パス数が多い。

このように、芯材と皮材との組み合わせパターンに応じて適切な圧下量、圧延速度および圧着パス数を設定しておくことにより、製造するクラッド材を構成する芯材および皮材を変更した際に迅速に適切な圧延条件でのクラッド圧延が可能となり、確実に芯材と皮材とが接合されたクラッド材を効率よく製造することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

１０圧延機
１１圧延ロール
１２バックアップロール
１３圧延ロール回転駆動モータ
１３Ａ圧延ロール回転検出器
１４圧下手段
１４Ａ圧下用スクリュー
１４Ｂ位置制御モータ
１４Ｃロールギャップ位置検出器
１５圧延荷重検出手段（ロードセル）
１６クーラント吐出手段
１７ストリッパーガイド
２０テーブルローラー
２１ローラ回転駆動モータ
２１Ａローラ回転検出器
３０合わせ材
３０ａ芯材
３０ｂ皮材

Claims

芯材の片面または両面に少なくとも１種の皮材を圧延圧着するクラッド圧延方法であって、
前記芯材および前記皮材の組み合わせパターンを複数設定しておくとともに、
前記芯材と前記皮材とを接合する圧着パスにおける圧下量、圧延速度および圧着パス数を、前記組み合わせパターンに応じて設定しておくことを特徴とするクラッド圧延方法。
前記皮材がろう材であることを特徴とする請求項１に記載のクラッド圧延方法。
前記皮材が犠牲材であることを特徴とする請求項１に記載のクラッド圧延方法。
前記皮材が前記芯材の前記両面にそれぞれ接合され、これら皮材の一方がろう材、他方が犠牲材であることを特徴とする請求項１に記載のクラッド圧延方法。
前記圧下量は０．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のクラッド圧延方法。
前記圧延速度は１ｍ／分以上３０ｍ／分以下であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のクラッド圧延方法。
前記圧着パス数は２〜１２であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のクラッド圧延方法。