JP2675143B2 - クラッド密着性のすぐれたバイメタル - Google Patents
クラッド密着性のすぐれたバイメタルInfo
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- JP2675143B2 JP2675143B2 JP1149237A JP14923789A JP2675143B2 JP 2675143 B2 JP2675143 B2 JP 2675143B2 JP 1149237 A JP1149237 A JP 1149237A JP 14923789 A JP14923789 A JP 14923789A JP 2675143 B2 JP2675143 B2 JP 2675143B2
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- Japan
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- thermal expansion
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- expansion member
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- clad
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H37/00—Thermally-actuated switches
- H01H37/02—Details
- H01H37/32—Thermally-sensitive members
- H01H37/52—Thermally-sensitive members actuated due to deflection of bimetallic element
- H01H2037/526—Materials for bimetals
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- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、高熱膨張部材の低熱膨張部材あるいは中
間材に対する密着性がきわめて高いバイメタルに関する
ものである。
間材に対する密着性がきわめて高いバイメタルに関する
ものである。
一般に、バイメタルは、インゴットを鍛造し、熱間圧
延し、冷間圧延し、さらに例えば水素雰囲気中、温度:7
50℃に１時間保持の焼なましを施してそれぞれ調製した
所定厚さの高熱膨張部材と低熱膨張部材を、必要に応じ
て中間材を介した状態で重ね合わせ、これに冷間圧延を
施してクラッドすることにより製造される。この場合高
熱膨張部材としては、例えば特開昭58−201088号公報に
記載されるような、 C:0.2％以下,Si:1.5％以下， Mn:2.0％以下,Ni:15〜30％， Cr:1〜15％,N:0.06％以下， を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成（以下
重量％、以下％は重量％を示す）を有するFe−Ni−Cr系
合金、また低熱膨張部材としては、Fe−35〜37％Ni系の
アンバー合金、さらに中間材としてはCuおよびCu合金や
NiおよびNi合金などがそれぞれ適用されていることも良
く知られるところである。
延し、冷間圧延し、さらに例えば水素雰囲気中、温度:7
50℃に１時間保持の焼なましを施してそれぞれ調製した
所定厚さの高熱膨張部材と低熱膨張部材を、必要に応じ
て中間材を介した状態で重ね合わせ、これに冷間圧延を
施してクラッドすることにより製造される。この場合高
熱膨張部材としては、例えば特開昭58−201088号公報に
記載されるような、 C:0.2％以下,Si:1.5％以下， Mn:2.0％以下,Ni:15〜30％， Cr:1〜15％,N:0.06％以下， を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成（以下
重量％、以下％は重量％を示す）を有するFe−Ni−Cr系
合金、また低熱膨張部材としては、Fe−35〜37％Ni系の
アンバー合金、さらに中間材としてはCuおよびCu合金や
NiおよびNi合金などがそれぞれ適用されていることも良
く知られるところである。
一方、近年の各種電気機器や機械装置の高性能化およ
び軽量化に伴ない、これに用いられるバイメタルの使用
条件も一段と苛酷さを増す現状にあり、特にバイメタル
の場合、これらの苛酷な条件に適合した使用を可能にす
るためには、高熱膨張部材の低熱膨張部材あるいは中間
材に対する密着性を一段と向上させる必要があるが、上
記の従来バイメタルでは冷間クラッド時の圧延率を著し
く高くしなければならず、設備的にも操業的にも望まし
くない。
び軽量化に伴ない、これに用いられるバイメタルの使用
条件も一段と苛酷さを増す現状にあり、特にバイメタル
の場合、これらの苛酷な条件に適合した使用を可能にす
るためには、高熱膨張部材の低熱膨張部材あるいは中間
材に対する密着性を一段と向上させる必要があるが、上
記の従来バイメタルでは冷間クラッド時の圧延率を著し
く高くしなければならず、設備的にも操業的にも望まし
くない。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、高熱
膨張部材の低熱膨張部材あるいは中間材に対する密着性
のすぐれたバイメタルを開発すべく研究を行なった結
果、特にバイメタルにおける高熱膨張部材を、 C:0.2％以下,Si:1.5％以下， Mn:1.0％以下,Al:0.03％以下， Ni:15〜30％,Cr:1〜15％， B:0.001〜0.01％,N:0.001〜0.01％， を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成を有す
るFe−Ni−Cr系合金で構成すると、高熱膨張部材の製造
工程における冷間圧延後の焼なまし時に、合金成分とし
て含有させたＢとＮが部材の表面部に拡散移動し、結合
したBNの形で存在するようになることから、部材中心部
より表面部の方が硬さが高くなり、この結果塑性変形能
が小さくなるので、次工程の低熱膨張部材との冷間圧延
によるクラッド時に、高熱膨張部材の表面に、低圧延率
でも活性な新生表面が生成し易くなり、これに応じて低
熱膨張部材あるいは中間材とのクラッド密着性が向上す
るようになるという知見を得たのである。
膨張部材の低熱膨張部材あるいは中間材に対する密着性
のすぐれたバイメタルを開発すべく研究を行なった結
果、特にバイメタルにおける高熱膨張部材を、 C:0.2％以下,Si:1.5％以下， Mn:1.0％以下,Al:0.03％以下， Ni:15〜30％,Cr:1〜15％， B:0.001〜0.01％,N:0.001〜0.01％， を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成を有す
るFe−Ni−Cr系合金で構成すると、高熱膨張部材の製造
工程における冷間圧延後の焼なまし時に、合金成分とし
て含有させたＢとＮが部材の表面部に拡散移動し、結合
したBNの形で存在するようになることから、部材中心部
より表面部の方が硬さが高くなり、この結果塑性変形能
が小さくなるので、次工程の低熱膨張部材との冷間圧延
によるクラッド時に、高熱膨張部材の表面に、低圧延率
でも活性な新生表面が生成し易くなり、これに応じて低
熱膨張部材あるいは中間材とのクラッド密着性が向上す
るようになるという知見を得たのである。
したがって、この発明は、上記知見にもとづいてなさ
れたものであって、 高熱膨張部材と低熱膨張部材を直接あるいは中間材を
介してクラッドしてなるバイメタルにおいて、上記高熱
膨張部材を、 C:0.2％以下,Si:1.5％以下， Mn:1.0％以下,Al:0.03％以下， Ni:15〜30％,Cr:1〜15％， B:0.001〜0.01％,N:0.001〜0.01％， を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成を有す
るFe−Ni−Cr系合金で構成してなるクラッド密着性のす
ぐれたバイメタルに特徴を有するものである。
れたものであって、 高熱膨張部材と低熱膨張部材を直接あるいは中間材を
介してクラッドしてなるバイメタルにおいて、上記高熱
膨張部材を、 C:0.2％以下,Si:1.5％以下， Mn:1.0％以下,Al:0.03％以下， Ni:15〜30％,Cr:1〜15％， B:0.001〜0.01％,N:0.001〜0.01％， を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成を有す
るFe−Ni−Cr系合金で構成してなるクラッド密着性のす
ぐれたバイメタルに特徴を有するものである。
つぎに、この発明のバイメタルにおける高熱膨張部材
の成分組成を上記の通りに定めた理由を説明する。
の成分組成を上記の通りに定めた理由を説明する。
（ａ） Ｃ Ｃ成分には熱膨張係数の低下原因となる加工誘起マル
テンサイト変態を抑制する作用があるが、その含有量が
0.2％を越えると、炭化物を形成するようになって、耐
食性および成形加工性が低下するようになることから、
その含有量を0.2％以下と定めた。
テンサイト変態を抑制する作用があるが、その含有量が
0.2％を越えると、炭化物を形成するようになって、耐
食性および成形加工性が低下するようになることから、
その含有量を0.2％以下と定めた。
（ｂ） Si Si成分にも、同様に加工誘起マルテンサイト変態の発
生を阻止する作用があるが、その含有量が1.5％を越え
ると、熱間加工性および密接性が劣化するようになるこ
とから、その含有量を1.5％以下と定めた。
生を阻止する作用があるが、その含有量が1.5％を越え
ると、熱間加工性および密接性が劣化するようになるこ
とから、その含有量を1.5％以下と定めた。
（ｃ） Mn Mn成分にもＣおよびSi成分と同様に加工誘起マルテン
サイト変態を発生し難くし、これの発生による熱膨張係
数の低下を防止する作用があるが、その含有量が1.0％
を越えても、熱膨張係数に低下傾向が見られるようにな
ることから、その含有量を1.0％以下と定めた。
サイト変態を発生し難くし、これの発生による熱膨張係
数の低下を防止する作用があるが、その含有量が1.0％
を越えても、熱膨張係数に低下傾向が見られるようにな
ることから、その含有量を1.0％以下と定めた。
（ｄ） Al Al成分には強力な脱酸作用があるが、その含有量が0.
03％を越えると、熱間加工性が低下し、かつ合金の清浄
度も低下するようになることから、その含有量を0.03％
以下と定めた。
03％を越えると、熱間加工性が低下し、かつ合金の清浄
度も低下するようになることから、その含有量を0.03％
以下と定めた。
（ｅ） NiおよびCr NiおよびCr成分は、高熱膨張部材としての機能を十分
に発揮するための高熱膨張係数を確保するのに不可欠な
成分であり、したがってNiおよびCrの含有量がそれぞれ
Ni:15％未満およびCr:1％未満では所望の高熱膨張係数
が得られず、一方その含有量がそれぞれNi:30％およびC
r:15％を越えても熱膨張係数の低下が避けられなくなる
ことから、その含有量をNi:15〜30％,Cr:1〜15％と定め
た。
に発揮するための高熱膨張係数を確保するのに不可欠な
成分であり、したがってNiおよびCrの含有量がそれぞれ
Ni:15％未満およびCr:1％未満では所望の高熱膨張係数
が得られず、一方その含有量がそれぞれNi:30％およびC
r:15％を越えても熱膨張係数の低下が避けられなくなる
ことから、その含有量をNi:15〜30％,Cr:1〜15％と定め
た。
（ｆ） ＢおよびＮ ＢおよびＮ成分には、上記の通り結合してBNを形成
し、かつこれが部材の表面部に多く拡散存在して硬さを
高め、もって部材表面部の塑性変形能を低めることか
ら、次工程のクラッド時にはそれだけ活性な新生表面が
現われ易くなり、低圧延率でも高い密着強度が得られる
ようになる作用があるが、その含有量がＢおよびＮのい
ずれかでもB:0.001％未満およびN:0.001％未満になる
と、部材表面部におけるBN割合が少なすぎて、前記作用
に所望の効果が得られず、一方Ｂにおいては、その含有
量が0.01％を越えると、熱間加工性が低下するようにな
るばかりでなく、熱膨張係数も小さくなり、またＮにお
いては、その含有量が0.01％を越えると、窒化物の形成
量が多くなって熱間加工性が急激に劣化するようになる
ことから、その含有量をそれぞれB:0.001〜0.01％,N:0.
001〜0.01％と定めた。
し、かつこれが部材の表面部に多く拡散存在して硬さを
高め、もって部材表面部の塑性変形能を低めることか
ら、次工程のクラッド時にはそれだけ活性な新生表面が
現われ易くなり、低圧延率でも高い密着強度が得られる
ようになる作用があるが、その含有量がＢおよびＮのい
ずれかでもB:0.001％未満およびN:0.001％未満になる
と、部材表面部におけるBN割合が少なすぎて、前記作用
に所望の効果が得られず、一方Ｂにおいては、その含有
量が0.01％を越えると、熱間加工性が低下するようにな
るばかりでなく、熱膨張係数も小さくなり、またＮにお
いては、その含有量が0.01％を越えると、窒化物の形成
量が多くなって熱間加工性が急激に劣化するようになる
ことから、その含有量をそれぞれB:0.001〜0.01％,N:0.
001〜0.01％と定めた。
つぎに、この発明のバイメタルを実施例により具体的
に説明する。
に説明する。
高熱膨張部材形成用として、それぞれ第１表に示され
る成分組成をもったFe−Ni−Cr系合金を容量:10kgの大
気溶解炉で調製し、いずれも通常の条件で、インゴット
に鋳造し、熱間鍛造し、熱間圧延にて厚さ:5mmの熱延板
とし、さらにこれに冷間圧延を施して厚さ:0.5mmの冷延
板とした後、水素雰囲気中、温度:870℃に２分間保持の
条件で焼なまし焼鈍を施し、一方成分組成をFe−36.1％
Niとする以外は同一の条件で低熱膨張部材形成用冷延板
を調製し、ついでこれら両冷延板を重ね合わせ、４段圧
延機を用い、圧延率:50％にて冷間圧延によるクラッド
を行なうことにより厚さ:0.5mmの本発明バイメタル１〜
12およびＢを含有しない従来バイメタルをそれぞれ製造
した。
る成分組成をもったFe−Ni−Cr系合金を容量:10kgの大
気溶解炉で調製し、いずれも通常の条件で、インゴット
に鋳造し、熱間鍛造し、熱間圧延にて厚さ:5mmの熱延板
とし、さらにこれに冷間圧延を施して厚さ:0.5mmの冷延
板とした後、水素雰囲気中、温度:870℃に２分間保持の
条件で焼なまし焼鈍を施し、一方成分組成をFe−36.1％
Niとする以外は同一の条件で低熱膨張部材形成用冷延板
を調製し、ついでこれら両冷延板を重ね合わせ、４段圧
延機を用い、圧延率:50％にて冷間圧延によるクラッド
を行なうことにより厚さ:0.5mmの本発明バイメタル１〜
12およびＢを含有しない従来バイメタルをそれぞれ製造
した。
ついで、この結果得られた各種のバイメタルから、15
0mm×25mmの平面寸法をもった試験片を切り出し、この
試験片の長さ方向片側半分を引き剥がし、剥がした部分
をそれぞれ90゜曲げてＴ字型試験片とし、これを用いて
引張り試験を行ない、密着強度を測定した。これらの結
果を第１表に示した。
0mm×25mmの平面寸法をもった試験片を切り出し、この
試験片の長さ方向片側半分を引き剥がし、剥がした部分
をそれぞれ90゜曲げてＴ字型試験片とし、これを用いて
引張り試験を行ない、密着強度を測定した。これらの結
果を第１表に示した。
また、本発明バイメタル２の冷間クラッド前の高熱膨
張部材形成用冷延板について、その表面部断面のＢとＮ
の分布をオージエ分析により観察したところ、第１図の
結果を示した。
張部材形成用冷延板について、その表面部断面のＢとＮ
の分布をオージエ分析により観察したところ、第１図の
結果を示した。
さらに、同じく本発明バイメタル２と従来バイメタル
の冷間クラッド前の高熱膨張部材形成用冷延板と低熱膨
張部材形成用冷延板の重ね合わせ体に、それぞれ30〜63
％の圧延率で冷間圧延によるクラッドを施し、その密着
強度を測定したところ、第２図の結果を示した。
の冷間クラッド前の高熱膨張部材形成用冷延板と低熱膨
張部材形成用冷延板の重ね合わせ体に、それぞれ30〜63
％の圧延率で冷間圧延によるクラッドを施し、その密着
強度を測定したところ、第２図の結果を示した。
〔発明の効果〕 本発明バイメタル１〜12は、いずれも第１図に示され
る通り冷間クラッド前の高熱膨張部材形成用冷延板の表
面部におけるBN濃度が高く、硬化しているので、クラッ
ド時には活性な新生表面が容易に現われ、Ｂを含有せ
ず、したがってBNの形成がない従来バイメタルに比し
て、第１表に示される通り強固な密着強度を示すもので
あり、また第２図に示されるように冷間クラッド時の圧
延率が従来バイメタルに比して低くても同等な密着強度
を示すのである。
る通り冷間クラッド前の高熱膨張部材形成用冷延板の表
面部におけるBN濃度が高く、硬化しているので、クラッ
ド時には活性な新生表面が容易に現われ、Ｂを含有せ
ず、したがってBNの形成がない従来バイメタルに比し
て、第１表に示される通り強固な密着強度を示すもので
あり、また第２図に示されるように冷間クラッド時の圧
延率が従来バイメタルに比して低くても同等な密着強度
を示すのである。
上述のように、この発明のバイメタルは、高熱膨張部
材に対する低熱膨張部材あるいは中間材の密着強度が高
く、このことは冷間クラッド時の圧延率を低くすること
を可能にするばかりでなく、苛酷な条件下での実用を可
能とするなど工業上有用な特性を有するのである。
材に対する低熱膨張部材あるいは中間材の密着強度が高
く、このことは冷間クラッド時の圧延率を低くすること
を可能にするばかりでなく、苛酷な条件下での実用を可
能とするなど工業上有用な特性を有するのである。
第１図は本発明バイメタル２の高熱膨張部材形成用冷延
板の表面部断面におけるＢとＮの濃度分布を示す図、第
２図は本発明バイメタル２と従来バイメタルの冷間クラ
ッド圧延率と密着強度との関係を示した図である。
板の表面部断面におけるＢとＮの濃度分布を示す図、第
２図は本発明バイメタル２と従来バイメタルの冷間クラ
ッド圧延率と密着強度との関係を示した図である。
Claims (1)
- 【請求項１】高熱膨張部材と低熱膨張部材を直接あるい
は中間材を介してクラッドしてなるバイメタルにおい
て、高熱膨張部材を、重量％で、 C:0.2％以下,Si:1.5％以下， Mn:1.0％以下,Al:0.03％以下， Ni:15〜30％,Cr:1〜15％， B:0.001〜0.01％,N:0.001〜0.01％， を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成を有す
るFe−Ni−Cr系合金で構成したことを特徴とするクラッ
ド密着性のすぐれたバイメタル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1149237A JP2675143B2 (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | クラッド密着性のすぐれたバイメタル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1149237A JP2675143B2 (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | クラッド密着性のすぐれたバイメタル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0313889A JPH0313889A (ja) | 1991-01-22 |
| JP2675143B2 true JP2675143B2 (ja) | 1997-11-12 |
Family
ID=15470879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1149237A Expired - Lifetime JP2675143B2 (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | クラッド密着性のすぐれたバイメタル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2675143B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SG94336A1 (en) | 1996-06-20 | 2003-02-18 | Sony Corp | Thermal deformation member for electron tube and color picture tube using thereof, and thermal deformation member for electric current control and circuit breaker using thereof |
-
1989
- 1989-06-12 JP JP1149237A patent/JP2675143B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0313889A (ja) | 1991-01-22 |
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