JP2748824B2 - 白銅／ステンレス鋼クラッドの製造方法 - Google Patents
白銅／ステンレス鋼クラッドの製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、接合強度に優れる白
銅／ステンレス鋼クラッドの製造方法に関する。
銅／ステンレス鋼クラッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】白銅／ステンレス鋼クラッドは、その耐
海水性が優れる点より海水淡水化プラント等で汎用され
ている。
海水性が優れる点より海水淡水化プラント等で汎用され
ている。
【０００３】このような白銅／ステンレス鋼クラッドの
製造方法としては、従来より爆着法と圧延法がある。そ
して、前者の爆着法は製造コストが高くかつ製造可能寸
法にも制限があるという問題があるのに対し、後者の圧
延法はそのような問題はないので、その点有利である。
製造方法としては、従来より爆着法と圧延法がある。そ
して、前者の爆着法は製造コストが高くかつ製造可能寸
法にも制限があるという問題があるのに対し、後者の圧
延法はそのような問題はないので、その点有利である。
【０００４】しかし、この圧延法によるクラッドの製造
方法では、できる限り高温で圧延を行なった方が接合面
での組成変形が起こりやすくなり接合面が密着しやすく
なること、また原子の拡散速度が速くなり接合面に残る
未圧着ボイドが消失しやすくなること、更に異種金属同
士の相互拡散が起こりやすくなることから、十分な接合
強度を得るためにクラッド圧延前の組立スラブ加熱温度
を高くする必要がある。
方法では、できる限り高温で圧延を行なった方が接合面
での組成変形が起こりやすくなり接合面が密着しやすく
なること、また原子の拡散速度が速くなり接合面に残る
未圧着ボイドが消失しやすくなること、更に異種金属同
士の相互拡散が起こりやすくなることから、十分な接合
強度を得るためにクラッド圧延前の組立スラブ加熱温度
を高くする必要がある。
【０００５】例えば、合せ材に白銅、母材に炭素鋼ある
いは低合金鋼を用いた場合、または特開平５−２３８７
２号に示すように合せ材に青銅、母材に炭素鋼を用いた
場合等は、クラッド圧延前のスラブ加熱温度を白銅また
は青銅の融点に近い温度である1000℃前後に加熱し、連
続して圧延するものとなっている。
いは低合金鋼を用いた場合、または特開平５−２３８７
２号に示すように合せ材に青銅、母材に炭素鋼を用いた
場合等は、クラッド圧延前のスラブ加熱温度を白銅また
は青銅の融点に近い温度である1000℃前後に加熱し、連
続して圧延するものとなっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】一方、合せ材に白銅、
母材にステンレス鋼を用いた場合に、前記例と同様にク
ラッド圧延前にスラブ加熱温度を1000℃前後に加熱し連
続して圧延すると、その温度域では前記例と較べて白銅
とステンレス鋼の変形抵抗比が大きくなる。例えば図１
は９／１白銅とオーステナイト系ステンレス鋼の熱間変
形抵抗の温度依存性を示すが、1000℃前後以上の温度域
ではその変形抵抗比が２以上と大きくなる。このように
合わせ材と母材との変形抵抗比が大きくなると、圧延の
際にステンレス鋼の伸びに対して白銅の伸びが著しく上
回る異常伸びが発生して接合面の滑りが生じ、ひいては
その接合が困難になるという問題がある。
母材にステンレス鋼を用いた場合に、前記例と同様にク
ラッド圧延前にスラブ加熱温度を1000℃前後に加熱し連
続して圧延すると、その温度域では前記例と較べて白銅
とステンレス鋼の変形抵抗比が大きくなる。例えば図１
は９／１白銅とオーステナイト系ステンレス鋼の熱間変
形抵抗の温度依存性を示すが、1000℃前後以上の温度域
ではその変形抵抗比が２以上と大きくなる。このように
合わせ材と母材との変形抵抗比が大きくなると、圧延の
際にステンレス鋼の伸びに対して白銅の伸びが著しく上
回る異常伸びが発生して接合面の滑りが生じ、ひいては
その接合が困難になるという問題がある。
【０００７】このような問題に対しては、圧延中の両素
材のズレを防止すべく組立スラブの形状を図２(a)に示
すようなセミサンドイッチ型あるいは同図(b)に示すよ
うなサンドイッチ型とし四周を拘束溶接する方法がある
が、この場合でも白銅の異常伸びを抑えることができ
ず、例えば図３に示すように溶接部が破壊し、圧延を中
断せざるを得なくなる場合が多い（図中、(a)はセミサン
ドイッチ型、(b)はサンドイッチ型の場合）。四周拘束
溶接部の破壊を防ぐには、これらの組立スラブの外側を
更に炭素鋼等の犠牲材で覆って、組立スラブの構造を強
固にして製造する方法があるが、それでは製造コストが
著しく高くなるという問題がある。
材のズレを防止すべく組立スラブの形状を図２(a)に示
すようなセミサンドイッチ型あるいは同図(b)に示すよ
うなサンドイッチ型とし四周を拘束溶接する方法がある
が、この場合でも白銅の異常伸びを抑えることができ
ず、例えば図３に示すように溶接部が破壊し、圧延を中
断せざるを得なくなる場合が多い（図中、(a)はセミサン
ドイッチ型、(b)はサンドイッチ型の場合）。四周拘束
溶接部の破壊を防ぐには、これらの組立スラブの外側を
更に炭素鋼等の犠牲材で覆って、組立スラブの構造を強
固にして製造する方法があるが、それでは製造コストが
著しく高くなるという問題がある。
【０００８】この発明は従来技術の以上のような問題に
鑑み創案されたもので、優れた接合強度を有する白銅／
ステンレス鋼クラッドを低コストで製造することのでき
る製造方法を提供しようとするものである。
鑑み創案されたもので、優れた接合強度を有する白銅／
ステンレス鋼クラッドを低コストで製造することのでき
る製造方法を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上述のように、白銅とス
テンレス鋼を重ね合わせたスラブを、接合面の塑性変形
および拡散が起こりやすいように白銅の融点近くの1000
℃前後まで加熱し圧延すると、白銅と炭素鋼あるいは低
合金鋼を組み合わせたときよりも変形抵抗比が大きくな
るため、接合面で滑りが生じ接合が困難になる。このた
め、本発明者らは、白銅とステンレス鋼の変形抵抗比が
低温になるほど小さくなる傾向があることに着目し、ク
ラッド圧延前のスラブ加熱温度を低くして試行を繰り返
したが、単純なスラブ加熱温度の低下は、やはり接合面
の塑性変形および原子の拡散を起こりにくくし、接合が
阻害される傾向がみられた。
テンレス鋼を重ね合わせたスラブを、接合面の塑性変形
および拡散が起こりやすいように白銅の融点近くの1000
℃前後まで加熱し圧延すると、白銅と炭素鋼あるいは低
合金鋼を組み合わせたときよりも変形抵抗比が大きくな
るため、接合面で滑りが生じ接合が困難になる。このた
め、本発明者らは、白銅とステンレス鋼の変形抵抗比が
低温になるほど小さくなる傾向があることに着目し、ク
ラッド圧延前のスラブ加熱温度を低くして試行を繰り返
したが、単純なスラブ加熱温度の低下は、やはり接合面
の塑性変形および原子の拡散を起こりにくくし、接合が
阻害される傾向がみられた。
【００１０】そこで、更に本発明者らは、スラブ加熱温
度を単に低下するのみならず、圧延条件との種々の組み
合わせで試行を繰り返した結果、後述する実施例の試験
よりも明らかなように、スラブ加熱温度を変形抵抗比が
それほど大きくならない温度域に制御した後、塑性変形
および原子の拡散が起こりやすい圧延の初期段階の温度
域で強圧下による圧延を施すことで健全な接合強度が得
られることを知見した。
度を単に低下するのみならず、圧延条件との種々の組み
合わせで試行を繰り返した結果、後述する実施例の試験
よりも明らかなように、スラブ加熱温度を変形抵抗比が
それほど大きくならない温度域に制御した後、塑性変形
および原子の拡散が起こりやすい圧延の初期段階の温度
域で強圧下による圧延を施すことで健全な接合強度が得
られることを知見した。
【００１１】本発明に係る白銅／ステンレス鋼クラッド
の製造方法は、本発明者らのこのような知見に基づき創
案されたもので、白銅とステンレス鋼のスラブを熱間で
圧延して白銅／ステンレス鋼クラッドを製造する方法に
おいて、前記スラブを850〜950℃に加熱した後、少なく
とも１パスは、800℃以上の温度でかつ圧下率が10％以
上の条件で圧延することをその基本的特徴とするもので
ある。
の製造方法は、本発明者らのこのような知見に基づき創
案されたもので、白銅とステンレス鋼のスラブを熱間で
圧延して白銅／ステンレス鋼クラッドを製造する方法に
おいて、前記スラブを850〜950℃に加熱した後、少なく
とも１パスは、800℃以上の温度でかつ圧下率が10％以
上の条件で圧延することをその基本的特徴とするもので
ある。
【００１２】次に、本発明における諸条件の限定理由を
説明する。
説明する。
【００１３】まず、スラブ加熱温度であるが、これは後
述する圧延条件による接合性向上との兼ね合いで決定さ
れる。すなわち、スラブ加熱温度を高温域に設定すると
前掲図１に示すように白銅とステンレス鋼の変形抵抗比
が大きくなりすぎ圧延が困難となる一方（合わせ材とし
て７／３白銅、母材としてフェライト系，二相系，マル
テンサイト系ステンレス鋼を用いた場合も同様であ
る）、低温過ぎても接合性が著しく低下するのである
が、比較的低温域でもその後の適正強圧下により接合性
の向上が得られるからである。このような見地からスラ
ブの加熱温度は決定されることになるが、具体的には95
0℃を超えるとスラブの破壊がみられるため950℃をその
上限とし、850℃未満とすると変形抵抗比は小さくなる
ものの、その後いかに大きな圧下を加えても接合性の向
上が図れないことから、850℃を下限とする。
述する圧延条件による接合性向上との兼ね合いで決定さ
れる。すなわち、スラブ加熱温度を高温域に設定すると
前掲図１に示すように白銅とステンレス鋼の変形抵抗比
が大きくなりすぎ圧延が困難となる一方（合わせ材とし
て７／３白銅、母材としてフェライト系，二相系，マル
テンサイト系ステンレス鋼を用いた場合も同様であ
る）、低温過ぎても接合性が著しく低下するのである
が、比較的低温域でもその後の適正強圧下により接合性
の向上が得られるからである。このような見地からスラ
ブの加熱温度は決定されることになるが、具体的には95
0℃を超えるとスラブの破壊がみられるため950℃をその
上限とし、850℃未満とすると変形抵抗比は小さくなる
ものの、その後いかに大きな圧下を加えても接合性の向
上が図れないことから、850℃を下限とする。
【００１４】次に、圧延条件を説明する。スラブ加熱温
度が950℃以下になった場合では通常の圧延では十分な
接合強度が得られないので、塑性変形および原子の拡散
が起こりやすい圧延の初期段階である圧延初期に強圧下
を行なう。そして、白銅は温度の低下とともに変形抵抗
が急激に増加し、800℃未満の圧下では接合に対してほ
とんど寄与しなくなるので、少なくとも800℃以上で圧
延を行うものとする。また、800℃に温度が低下するま
でに１パス当たりの圧下率を10％以上に設定し総圧下量
を大きくとらなければ、何度圧延を行なっても後述する
実施例に示すように高い接合強度は得られない。したが
って、少なくとも１パスは、800℃以上の温度でかつ圧
下率が10％以上の条件で圧延するものとする。
度が950℃以下になった場合では通常の圧延では十分な
接合強度が得られないので、塑性変形および原子の拡散
が起こりやすい圧延の初期段階である圧延初期に強圧下
を行なう。そして、白銅は温度の低下とともに変形抵抗
が急激に増加し、800℃未満の圧下では接合に対してほ
とんど寄与しなくなるので、少なくとも800℃以上で圧
延を行うものとする。また、800℃に温度が低下するま
でに１パス当たりの圧下率を10％以上に設定し総圧下量
を大きくとらなければ、何度圧延を行なっても後述する
実施例に示すように高い接合強度は得られない。したが
って、少なくとも１パスは、800℃以上の温度でかつ圧
下率が10％以上の条件で圧延するものとする。
【００１５】ところで、本発明においては母材にステン
レス鋼を用いているが、その鋼種によっては850〜950℃
の加熱後圧延のプロセスだけでは十分な耐食性が得られ
ない場合がある。これは圧延温度域もしくは徐冷中の温
度域がステンレス鋼の鋭敏化しやすい範囲となるからで
あり、特に合金元素を多量に含有するステンレス鋼ほど
鋭敏化を起こしやすくなることになる。そこで、合金元
素を多量に含有するステンレス鋼を母材として用いる場
合等には、耐食性の改善を得るために上記熱間圧延後に
固溶化熱処理を行なうものとする。
レス鋼を用いているが、その鋼種によっては850〜950℃
の加熱後圧延のプロセスだけでは十分な耐食性が得られ
ない場合がある。これは圧延温度域もしくは徐冷中の温
度域がステンレス鋼の鋭敏化しやすい範囲となるからで
あり、特に合金元素を多量に含有するステンレス鋼ほど
鋭敏化を起こしやすくなることになる。そこで、合金元
素を多量に含有するステンレス鋼を母材として用いる場
合等には、耐食性の改善を得るために上記熱間圧延後に
固溶化熱処理を行なうものとする。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例につき説明す
る。
る。
【００１７】まず、合せ材に白銅、母材にオーステナイ
ト系ステンレス鋼を用い、本発明の条件を満たす方法
と、条件を満たさない方法とでそれぞれクラッドを製造
し、その接合強度を比較した。供試クラッドの製造条
件、圧延状況および接合強度を下記表１に示す。なお、
接合強度はJIS G 0601の剪断強度試験により評価した。
ト系ステンレス鋼を用い、本発明の条件を満たす方法
と、条件を満たさない方法とでそれぞれクラッドを製造
し、その接合強度を比較した。供試クラッドの製造条
件、圧延状況および接合強度を下記表１に示す。なお、
接合強度はJIS G 0601の剪断強度試験により評価した。
【００１８】
【表１】
【００１９】表中、Ａ〜ＦおよびＮ〜Ｐは本発明法によ
り製造したクラッドであり、そのうちＡ〜Ｆは母材に９
／１白銅を用いた例、Ｎ〜Ｐは母材に７／３白銅を用い
た例である。これらはいずれも、圧延中組立スラブの破
壊が起こらず、無事圧延を完了した。剪断強度も鋼およ
び鋼合金クラッド鋼に関するJIS G 3604に定められた98
MPaをはるかに上回る200MPa程度の良好な値を示した。
Ｇ〜Ｌは本発明のいずれかの条件を満たさない方法で製
造したクラッドである。Ｇ〜Ｉはスラブ加熱温度が高か
ったため、圧延中に組立スラブの破壊が起こり、圧延途
中で製造を中止せざるを得なかった。Ｊはスラブ加熱温
度が低かったため、接合が不十分であり、剪断試験片加
工中に接合界面で剥離が発生し、接合強度の評価ができ
なかった。Ｋ、Ｌは800℃以上の温度での圧下が不十分
であったため、Ｋの剪断強度は本発明鋼に較べ低く、Ｌ
はＪと同様に剪断試験片加工中に合せ材剥離が発生し
た。
り製造したクラッドであり、そのうちＡ〜Ｆは母材に９
／１白銅を用いた例、Ｎ〜Ｐは母材に７／３白銅を用い
た例である。これらはいずれも、圧延中組立スラブの破
壊が起こらず、無事圧延を完了した。剪断強度も鋼およ
び鋼合金クラッド鋼に関するJIS G 3604に定められた98
MPaをはるかに上回る200MPa程度の良好な値を示した。
Ｇ〜Ｌは本発明のいずれかの条件を満たさない方法で製
造したクラッドである。Ｇ〜Ｉはスラブ加熱温度が高か
ったため、圧延中に組立スラブの破壊が起こり、圧延途
中で製造を中止せざるを得なかった。Ｊはスラブ加熱温
度が低かったため、接合が不十分であり、剪断試験片加
工中に接合界面で剥離が発生し、接合強度の評価ができ
なかった。Ｋ、Ｌは800℃以上の温度での圧下が不十分
であったため、Ｋの剪断強度は本発明鋼に較べ低く、Ｌ
はＪと同様に剪断試験片加工中に合せ材剥離が発生し
た。
【００２０】次に、表１中の供試クラッドＣ、Ｅ、Ｆ
を、母材の耐食性改善のため1050℃で固溶化熱処理を施
し、その接合強度および耐孔食性を調べた。ここで、処
理温度を1050℃としたのは、９／１白銅の融点が約1100
℃であることに基づく。その結果を下記表２に示す。耐
孔食性はJIS G 0578のステンレス鋼の塩化第二鉄腐食試
験法により評価した。
を、母材の耐食性改善のため1050℃で固溶化熱処理を施
し、その接合強度および耐孔食性を調べた。ここで、処
理温度を1050℃としたのは、９／１白銅の融点が約1100
℃であることに基づく。その結果を下記表２に示す。耐
孔食性はJIS G 0578のステンレス鋼の塩化第二鉄腐食試
験法により評価した。
【００２１】
【表２】
【００２２】表２より明らかなように、固溶化熱処理に
より耐孔食性が改善されたとともに、固溶化熱処理前と
同様に剪断強度が200MPa程度と良好な接合強度が得られ
た。
より耐孔食性が改善されたとともに、固溶化熱処理前と
同様に剪断強度が200MPa程度と良好な接合強度が得られ
た。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る白銅
／ステンレス鋼クラッドの製造方法によれば、特別な組
立スラブによる熱間圧延法や爆着法をとることなく接合
強度が良好なクラッドが得ることができるとともに、そ
の製造コストも低廉になるという優れた効果を奏する。
／ステンレス鋼クラッドの製造方法によれば、特別な組
立スラブによる熱間圧延法や爆着法をとることなく接合
強度が良好なクラッドが得ることができるとともに、そ
の製造コストも低廉になるという優れた効果を奏する。
【図１】９／１白銅と代表的なオーステナイト系ステン
レス鋼の熱間変形抵抗の温度依存性を示したグラフであ
る。
レス鋼の熱間変形抵抗の温度依存性を示したグラフであ
る。
【図２】組立スラブの模式図であり、(a)はセミサンド
イッチ型、(b)はサンドイッチ型をそれぞれ示す。
イッチ型、(b)はサンドイッチ型をそれぞれ示す。
【図３】図２の組立スラブが圧延中に破壊した際の模式
図であり、(a)はセミサンドイッチ型、(b)はサンドイッ
チ型をそれぞれ示す。
図であり、(a)はセミサンドイッチ型、(b)はサンドイッ
チ型をそれぞれ示す。
Claims (2)
- 【請求項１】 白銅とステンレス鋼のスラブを熱間で圧
延して白銅／ステンレス鋼クラッドを製造する方法にお
いて、前記スラブを850〜950℃に加熱した後、少なくと
も１パスは、800℃以上の温度でかつ圧下率が10％以上
の条件で圧延することを特徴とする白銅／ステンレス鋼
クラッドの製造方法。 - 【請求項２】 請求項１の白銅／ステンレス鋼クラッド
の製造方法において、前記熱間圧延後に固溶化熱処理を
行なうことを特徴とする請求項１の白銅／ステンレス鋼
クラッドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5174660A JP2748824B2 (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 白銅／ステンレス鋼クラッドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5174660A JP2748824B2 (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 白銅／ステンレス鋼クラッドの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH079168A JPH079168A (ja) | 1995-01-13 |
| JP2748824B2 true JP2748824B2 (ja) | 1998-05-13 |
Family
ID=15982474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5174660A Expired - Fee Related JP2748824B2 (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | 白銅／ステンレス鋼クラッドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2748824B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5354202B2 (ja) * | 2009-12-02 | 2013-11-27 | 武生特殊鋼材株式会社 | チタンクラッド鋼刃物及びその製造方法 |
| JP6460285B1 (ja) * | 2017-06-02 | 2019-01-30 | 日立金属株式会社 | 板材および板材の製造方法 |
-
1993
- 1993-06-23 JP JP5174660A patent/JP2748824B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH079168A (ja) | 1995-01-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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