JP3394746B2 - アルミを母層としたチタンクラッドの電磁調理器用素材の製造方法 - Google Patents
アルミを母層としたチタンクラッドの電磁調理器用素材の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、チタンクラッドの
電磁調理器用素材を製造する方法の改良、さらに詳しく
は、圧延加工に際し、母層となるアルミニウムと、この
アルミニウムを被覆金属材料との加熱温度・圧下率を特
定の最適条件の下に圧延加工を施して冶金的に接合さ
せ、拡散焼鈍処理を施すことによって、接合界面の拡散
を促進し、接合強度を高めて熱伝導に優れて均熱性能も
良好で、しかも保温性能を併せ持ち、そのうえ軽量でフ
ライパンなどの電磁調理容器に作ったとき調理物の焦げ
付きも殆ど起すことのない使い勝手の良い電磁調理器製
品にできるアルミニウムを母層とするチタンクラッドの
電磁調理器用素材の製造方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】周知のとおり、アルミニウムは軽量で熱
伝導性に優れているところから、鍋釜類やフライパン、
揚げ物用の油槽などの素材として汎用されている。とこ
ろが、アルミニウムは、折角、熱々の料理を準備してい
ても放熱が早くて忽ち冷めてしまうという難点があるの
に加え、最近、アルツハイマー病の原因物質という説も
囁かれるようになって、アルミニウムの使用が忌避され
る風潮になってきた。 【０００３】しかしながら、アルミニウムの軽量性・高
熱伝導性は調理用器物の性能としては抜群で捨て難いも
のであり、このような事情から食材が直接接触しないよ
うな形態でアルミニウムの軽量性・高熱伝導性を調理用
器物に活かしてゆこうという努力が為されるようになっ
てきた。 【０００４】そのような努力の現れがクラッド技術の利
用であり、アルミニウムは直接食材に接触しないように
母層材料として金属層の内部に隔離しようとするもので
あって、母層に配したアルミニウムをステンレス鋼また
は鉄にて被覆し、ステンレス鋼−アルミニウム−ステン
レス鋼、あるいは鉄−アルミニウム−鉄といった層順の
クラッド材料によって調理用器物が市販されるようにな
った。 【０００５】しかしながら、アルミニウムを母層に用い
る上記従来のクラッド器物用素材はアルミニウムの両面
に鉄系の金属を接合させるため、折角の軽量なアルミニ
ウムとしての特性も失われてしまい、これを素材として
調理用器物を作ったとしても重くて扱い難いものになっ
た。 【０００６】ところで、最近、チタンの軽量性や耐蝕性
と高級な質感が注目を浴び、眼鏡や装飾品、あるいは鋏
など様々な民生品の材料として用いられるようになって
きている。本発明者は、かゝるチタンの軽量性と耐蝕性
に着目して、その調理用器物素材としての用途開発の研
究を開始した。 【０００７】まず、無垢のチタンで作った鍋釜等の調理
用器物は、材料原価が高くて高価になり過ぎるため市場
性に欠ける。しかし、それでも、チタンで作った調理用
器物は、フッ素樹脂加工を施してなくても、その表面は
潤滑性に富んで調理物が殆ど焦付かせず内面を綺麗に保
つことができるうえに、もし、油脂や塩・醤油などの調
味料が付着したとしても布巾や紙などで軽く払拭するだ
けで簡単に落ちて衛生的状態を保てることが分かった。 【０００８】そこで、本発明者は、チタンの優れた表面
潤滑性、および軽量性と耐蝕性を調理用器物に活用すべ
く、これによってアルミニウムを被覆することを思い付
き、アルミニウムの両面又は片面をチタンで被覆したア
ルミクラッド素材を試作し、これにて鍋を作ってみた。
なるほど、このように作ったチタン−アルミニウム−チ
タンあるいはチタン−アルミニウムの調理用器物は軽量
で扱い易いし、調理物の焦付きがなく、もし調味料が付
着しても簡単に払拭することができて衛生的状態を保つ
のに好適と云えた。 【０００９】ところが、電磁調理器が普及してきた昨
今、このようなチタン−アルミニウム−チタン、あるい
はチタン−アルミニウムの３層又は２層のチタンクラッ
ド素材で作った鍋などでは電磁発熱機能がないために不
便である。しかし、この場合はチタンの反対面に磁性を
有するステンレス鋼あるいは鉄を層着することにより、
電磁発熱機能を持たせることが可能である。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のクラ
ッド器物用素材に前述のごとき難点があることに鑑みて
為されたものであって、軽量で使い勝手が良くて熱伝導
性に富み、しかも表面は潤滑性に富んで調理物が殆ど焦
付かせず内面を綺麗に保つことができるうえに、もし、
油脂や塩・醤油などの調味料が付着したとしても布巾や
紙などで軽く払拭するだけで簡単に落ちて収容面を衛生
的に保つことができるクラッド電磁調理器用素材の製造
方法を提供することを課題とするものである。 【００１１】また本発明の他の技術的課題は、チタン−
アルミニウム−ステンレス鋼、またはチタン−アルミニ
ウム−鉄の３層チタンクラッド材、これら各層に要求さ
れる厚みにワンパスで冶金的に接合させて理想的なクラ
ッド電磁調理器用素材を高能率に製造することができる
新方法を提供するにある。 【００１２】 【課題を解決するために採用した手段】本発明者が上記
の課題を解決するために採用した技術手段を説明すれ
ば、次のとおりである。 【００１３】即ち、本発明は、アルミニウムを母層とし
て、この母層の一方の面にはチタンが層着され、また前
記母層の反対側の面には電磁性能のあるステンレス鋼ま
たは鉄が層着された３層チタンクラッド素材を、所定サ
イズのアルミニウム板、チタン板、および電磁性能のあ
るステンレス板または鉄板を加熱圧延することによって
製するにあたり、母層を形成すべきアルミニウムは 370
〜430 ℃に保持する一方、このアルミニウムの両面を各
々被覆すべき前記被覆用チタンと、前記電磁性能のある
被覆用ステンレス鋼または被覆用鉄は 150〜240 ℃に加
熱保持して、これらの金属材料を、チタン−アルミニウ
ム−電磁性能のあるステンレス鋼、またはチタン−アル
ミニウム−鉄の順序に重ね合わせてワンパスで圧下率20
〜40% にて圧延することにより、これらの各金属材料を
一体に接合して、アルミニウム母層を挟む一方の面がチ
タン層で反対側の面が電磁性能のあるステンレス鋼層、
またはアルミニウム母層を挟む一方の面がチタン層で反
対側の面が鉄層のクラッド金属板を製した後、ついで、
このクラッド金属板を350 〜 430℃で拡散焼鈍するとい
う加工処理手段を採用した点に特徴がある。 【００１４】しかして、本件発明者が本発明方法を完成
するに際して最も苦心した事項は、加工温度・変形抵抗
値・延性・硬度・耐酸化性などの物性を異にしたアルミ
ニウム、チタン、ステンレス鋼、鉄のごとき複数種の金
属材料を対象として温間加工を施す際、これらをワンパ
スの圧延加工によって接合一体化させるには、 ａ．各金属の加工温度を如何ほどに設定すべきか； ｂ．各金属の積重総厚を、どの程度まで圧下すべきか； ｃ．拡散焼鈍の処理温度をどの程度に設定するか；とい
う問題を解明することであった。 【００１５】本件発明者は、前段の加工条件を解明する
ために、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼、および
鉄につき、次の試験片を用いて加熱温度、圧下率、拡散
焼鈍処理の温度に関する適正条件を求めて、表１に示す
圧延加工試験を試行した。 ＊ アルミニウム JIS H 4000 A1100P (厚：3.0mm 、幅：100mm 、長：200mm) ＊ チタン JIS H 4600 TP 270C (厚：0.5mm 、幅：100mm 、長：200mm) ＊ ステンレス鋼 JIS G 4304 SUS430 (厚：0.5mm 、幅：100mm 、長：200mm) ＊ 鉄 JIS G 3141 SPCE (厚：0.5mm 、幅：100mm 、長：200mm) 【表１】【００１６】また、上記のJIS H 4000 A1100P (厚：3.
0mm 、幅：100mm 、長：200mm)のアルミニウムと、JIS
H 4600 TP 270C (厚：0.5mm 、幅：100mm 、長：200mm)
のチタンとの圧延加工試験についても試行してみた。そ
の結果は、下記の表２に示される。 【表２】 上掲の表１と表２に示される試験結果によって、次の事
実が確認された。 【００１７】1) チタン−アルミニウム−チタン、チタ
ン−アルミニウム−ステンレス鋼、チタン−アルミニウ
ム−鉄、あるいはチタン−アルミニウムの順序で積重し
て接合させたチタンクラッド素材の接合の良否、接着強
度、圧延性等の総合判定結果については、概ね、同じ傾
向が現われた。 イ．加熱温度を一定に（アルミニウムを 400℃、チタン
およびステンレス鋼・鉄を 200℃に保持）して圧下率を
変更して行った一連の試験においては、圧下率 17.5%で
は圧下量が不足して接着強度が不可であり、圧下率45%
ではチタンおよびステンレス鋼の接合後の硬度が加工硬
化によって高くなり過ぎて絞り加工が困難であった。而
して、この事実より、圧下率は、20 〜40% の範囲が適当
であることが判明した。なお、この場合、特にチタン−
アルミニウムの２層、およびチタン−アルミニウム−チ
タンとチタン−アルミニウム−ステンレス鋼の３層構造
のときは圧下率が25%、チタン−アルミニウム−鉄のとき
は圧下率37.5%が最良の結果が得られた。このような差
異が生じたのは、鉄にあっては酸化膜が発生し、その
分、圧下率を多くして接着強度を上げる必要があったか
らと推量する。 ロ．アルミニウムの加熱保持温度は、 450℃では接着界
面の一部に合金層の発生が見られ、また 350℃では温度
不足により接着強度が不十分となる傾向が見られた。而
して、この事実より、アルミニウムの加熱保持温度は 3
70〜430 ℃が適当であることが判明した。 ハ．被覆材のチタン・ステンレス鋼・鉄の加熱保持温度
は、 120℃では温度不足により接着強度が不適当とな
り、また 250℃では発生する酸化膜が邪魔して接着強度
が劣弱になる。而して、この事実より被覆材「チタン・
ステンレス鋼・鉄」の加熱保持温度は、150〜240 ℃が適
当であることが判明した。 ニ．圧延加工による接合後の拡散焼鈍温度は、 450℃で
は接着界面の一部に合金層の発生が見られ、300℃では被
覆材のチタン・ステンレス鋼・鉄の加工硬化した過剰な
硬さを軟化させる効果が得られず、また拡散効果による
接着強度の向上も見られなかった。而して、この事実よ
り本発明方法における拡散焼鈍温度は、350〜430 ℃が最
適であることが判明した。本発明方法は、上記の圧延加
工試験を通じて得られた新知見を利用したものであっ
て、この新知見がアルミを母層とするチタンクラッド器
物用素材を合理的に製造する技術として完成したもので
ある。 【００１８】 【発明の実施の形態】以下、添附図面を参照しながら、
本発明の好ましい実施の形態を更に詳細に説明する。な
お、図１において、符号１にて指示するものは母層を形
成すべきアルミニウム板、符号２は前記アルミニウム板
１の表側に配置される第１被覆用金属板、符号３は同ア
ルミニウム板１の裏側に配置される第２被覆用金属板で
ある。以下に掲げる第１〜第３の実施形態においては、
図２に示すように、アルミニウム板１の表側に第１被覆
用金属板２を配し、同アルミニウム板１の裏側には第２
被覆用金属板３を配して積重される。この場合におい
て、アルミニウム板１と第１・２被覆用金属板２・３と
の接合されるべき対向面は、全面的に脱脂洗浄処理とワ
イヤバフ研磨を施して清浄にしておき、かつ、圧延開始
側におけるアルミニウム板１の端縁と第１・２被覆用金
属板２・３の端縁は揃えて、熱間圧延に付される。この
際の加熱保持条件、加圧力、および圧延速度は第１〜３
の実施形態において選択した被覆金属板２・3の種類に応
じて適宜に設定される事項である。 【００１９】〔第１実施形態〕 第１実施形態においては、2.0mm(厚さ）×370mm(幅）×
725mm(長さ）のアルミニウム板(JIS H 4000 A1100)１を
加熱炉内で 400℃に加熱保持しておく一方、第１被覆用
金属板２として0.5mm(厚さ）×370mm(幅）×1000mm（長
さ）の純チタン板(JIS H 4600 TP 270C)を１枚、更に第
１被覆用金属板３として0.5mm(厚さ）×370mm(幅）×10
00mm（長さ）のステンレス鋼(JIS G 4304 SUS430) を１
枚、これら各々を加熱炉内で200 ℃に加熱保持してお
き、前記アルミニウム板１および第１被覆用金属板２と
第２被覆用金属板３を前記各炉から取り出して、図２の
ような状態に積重し、前記各々の温度が冷めないように
直ちにロール装置に引通し圧下率 23.3%で圧延加工し
た。その結果、前記状態に積重した各金属板２・１・３
は接合一体化されて、図３の如き、アルミニウム母層11
（厚さ＝1.42mm) を間に挟んで上側に純チタン被覆層21
（厚さ＝0.45mm）、下側にステンレス鋼被覆層31（厚さ
＝0.43mm）を有するチタン−アルミニウム−ステンレス
鋼のクラッド金属板が得られた。このクラッド金属板の
全体サイズは、2.3mm(厚さ）×370mm(幅）×≒1100mm
（長さ）であった。 【００２０】上記のようにして作製されたクラッド金属
板は、更に 400℃で拡散焼鈍処理に付した。その結果、
前記純チタン層21は Hv129〜136 の硬度、またアルミニ
ウム層11は Hv 22.8〜25.7の硬度、さらにステンレス鋼
層31の硬度は Hv210〜218 の硬度となり、調理器物に絞
り加工を施し易い物性と電磁加熱性能を帯有した。 【００２１】〔第２実施形態〕 第２実施形態においては、2.2mm(厚さ）×370mm(幅）×
800mm(長さ）のアルミニウム板(JIS H 4000 A1100)１を
加熱炉内で 400℃に加熱保持しておく一方、第１被覆用
金属板２として0.5cm(厚さ）×370mm(幅）×1000mm（長
さ）の純チタン板(JIS H 4600 TP 270C)を１枚、更に第
２被覆用金属板３として0.5mm(厚さ）×370mm(幅）×10
00mm（長さ）の鉄(JIS G 3141 SPCE) を１枚、これら各
々を加熱炉内で200 ℃に加熱保持して、前記アルミニウ
ム板１および第１被覆用金属板２と第２被覆用金属板３
とを前記各炉から取り出して、図２に示す状態に積重
し、前記各々の温度が冷めないように直ちにロール装置
に引通し圧下率 29.7%で圧延加工した。その結果、前記
状態に積重した各金属板２・１・３は接合一体化され
て、図３のごとき、アルミニウム母層11（厚さ＝1.42m
m) を間に挟んで上側に純チタン被覆層21（厚さ＝0.43m
m）、下側に鉄被覆層31（厚さ＝0.40mm）を有するチタ
ン−アルミニウム−鉄のクラッド金属板が得られた。こ
のクラッド金属板の全体サイズは、2.25mm（厚さ）×37
0mm(幅）×≒1100mm（長さ）であった。 【００２２】上記のようにして作製されたクラッド金属
板は、更に 400℃で拡散焼鈍処理に付した。その結果、
前記純チタン層21は Hv130〜150 の硬度、またアルミニ
ウム層11は Hv 19〜24の硬度、さらに鉄層31の硬度は H
v146の硬度になって、調理用器物に絞り加工を施し易い
物性と電磁加熱性能を帯有した。 【００２３】本明細書と図面に具体例として例示する本
発明の実施形態は概ね上記のとおりであるが、本発明は
前述の実施形態例に限定されるものでは決してなく、「特
許請求の範囲」の記載内において種々の変更例を含まれ
る。 【００２４】例えば、上記の実施形態にあっては、被覆
用金属材として純チタンを使用する例を挙げたけれど
も、クラッド電磁調理器用素材として表面の高い硬度が
必要な場合にはチタン合金を用いるのが好ましく、この
ような変更実施は本発明の技術的範囲に当然に属する。 【００２５】 【発明の効果】以上、具体的に実施形態を挙げて説明し
たとおり、本発明方法によって提供される３層チタンク
ラッド電磁調理器用素材は、チタン層の側を調理面に位
置するように器体を成形しさえすれば、チタン層とアル
ミニウム層は熱伝導性に優れているので、熱効率が頗る
良好であるのに加えて、チタン層が調理面となるので、
潤滑性に富んで調理物を殆ど焦げ付かせずに内面を綺麗
に保たせることができ、また仮にもし、油脂や塩・醤油
などの調味料が付着したとしても布巾や紙などで軽く払
拭するだけで簡単に落ちて収容面を衛生的に保つことが
できる等の実用的な利点が得られる。 【００２６】したがって、本発明方法にあっては、アル
ミニウムの加熱保持条件と被覆金属材の加熱保持条件と
圧延加工の圧下率とを巧みに組み合わせて当該特定条件
下において加圧するという処理を行うので、ワンパスで
冶金的接合ができ、また構成金属層の接合強度も頗る高
いチタンクラッドの電磁調理器用素材を得ることができ
る。 【００２７】このように本発明によれば、理想的なチタ
ンクラッドの電磁調理器用素材を極めて効率的に製造す
ることが可能になる。
電磁調理器用素材を製造する方法の改良、さらに詳しく
は、圧延加工に際し、母層となるアルミニウムと、この
アルミニウムを被覆金属材料との加熱温度・圧下率を特
定の最適条件の下に圧延加工を施して冶金的に接合さ
せ、拡散焼鈍処理を施すことによって、接合界面の拡散
を促進し、接合強度を高めて熱伝導に優れて均熱性能も
良好で、しかも保温性能を併せ持ち、そのうえ軽量でフ
ライパンなどの電磁調理容器に作ったとき調理物の焦げ
付きも殆ど起すことのない使い勝手の良い電磁調理器製
品にできるアルミニウムを母層とするチタンクラッドの
電磁調理器用素材の製造方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】周知のとおり、アルミニウムは軽量で熱
伝導性に優れているところから、鍋釜類やフライパン、
揚げ物用の油槽などの素材として汎用されている。とこ
ろが、アルミニウムは、折角、熱々の料理を準備してい
ても放熱が早くて忽ち冷めてしまうという難点があるの
に加え、最近、アルツハイマー病の原因物質という説も
囁かれるようになって、アルミニウムの使用が忌避され
る風潮になってきた。 【０００３】しかしながら、アルミニウムの軽量性・高
熱伝導性は調理用器物の性能としては抜群で捨て難いも
のであり、このような事情から食材が直接接触しないよ
うな形態でアルミニウムの軽量性・高熱伝導性を調理用
器物に活かしてゆこうという努力が為されるようになっ
てきた。 【０００４】そのような努力の現れがクラッド技術の利
用であり、アルミニウムは直接食材に接触しないように
母層材料として金属層の内部に隔離しようとするもので
あって、母層に配したアルミニウムをステンレス鋼また
は鉄にて被覆し、ステンレス鋼−アルミニウム−ステン
レス鋼、あるいは鉄−アルミニウム−鉄といった層順の
クラッド材料によって調理用器物が市販されるようにな
った。 【０００５】しかしながら、アルミニウムを母層に用い
る上記従来のクラッド器物用素材はアルミニウムの両面
に鉄系の金属を接合させるため、折角の軽量なアルミニ
ウムとしての特性も失われてしまい、これを素材として
調理用器物を作ったとしても重くて扱い難いものになっ
た。 【０００６】ところで、最近、チタンの軽量性や耐蝕性
と高級な質感が注目を浴び、眼鏡や装飾品、あるいは鋏
など様々な民生品の材料として用いられるようになって
きている。本発明者は、かゝるチタンの軽量性と耐蝕性
に着目して、その調理用器物素材としての用途開発の研
究を開始した。 【０００７】まず、無垢のチタンで作った鍋釜等の調理
用器物は、材料原価が高くて高価になり過ぎるため市場
性に欠ける。しかし、それでも、チタンで作った調理用
器物は、フッ素樹脂加工を施してなくても、その表面は
潤滑性に富んで調理物が殆ど焦付かせず内面を綺麗に保
つことができるうえに、もし、油脂や塩・醤油などの調
味料が付着したとしても布巾や紙などで軽く払拭するだ
けで簡単に落ちて衛生的状態を保てることが分かった。 【０００８】そこで、本発明者は、チタンの優れた表面
潤滑性、および軽量性と耐蝕性を調理用器物に活用すべ
く、これによってアルミニウムを被覆することを思い付
き、アルミニウムの両面又は片面をチタンで被覆したア
ルミクラッド素材を試作し、これにて鍋を作ってみた。
なるほど、このように作ったチタン−アルミニウム−チ
タンあるいはチタン−アルミニウムの調理用器物は軽量
で扱い易いし、調理物の焦付きがなく、もし調味料が付
着しても簡単に払拭することができて衛生的状態を保つ
のに好適と云えた。 【０００９】ところが、電磁調理器が普及してきた昨
今、このようなチタン−アルミニウム−チタン、あるい
はチタン−アルミニウムの３層又は２層のチタンクラッ
ド素材で作った鍋などでは電磁発熱機能がないために不
便である。しかし、この場合はチタンの反対面に磁性を
有するステンレス鋼あるいは鉄を層着することにより、
電磁発熱機能を持たせることが可能である。 【００１０】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のクラ
ッド器物用素材に前述のごとき難点があることに鑑みて
為されたものであって、軽量で使い勝手が良くて熱伝導
性に富み、しかも表面は潤滑性に富んで調理物が殆ど焦
付かせず内面を綺麗に保つことができるうえに、もし、
油脂や塩・醤油などの調味料が付着したとしても布巾や
紙などで軽く払拭するだけで簡単に落ちて収容面を衛生
的に保つことができるクラッド電磁調理器用素材の製造
方法を提供することを課題とするものである。 【００１１】また本発明の他の技術的課題は、チタン−
アルミニウム−ステンレス鋼、またはチタン−アルミニ
ウム−鉄の３層チタンクラッド材、これら各層に要求さ
れる厚みにワンパスで冶金的に接合させて理想的なクラ
ッド電磁調理器用素材を高能率に製造することができる
新方法を提供するにある。 【００１２】 【課題を解決するために採用した手段】本発明者が上記
の課題を解決するために採用した技術手段を説明すれ
ば、次のとおりである。 【００１３】即ち、本発明は、アルミニウムを母層とし
て、この母層の一方の面にはチタンが層着され、また前
記母層の反対側の面には電磁性能のあるステンレス鋼ま
たは鉄が層着された３層チタンクラッド素材を、所定サ
イズのアルミニウム板、チタン板、および電磁性能のあ
るステンレス板または鉄板を加熱圧延することによって
製するにあたり、母層を形成すべきアルミニウムは 370
〜430 ℃に保持する一方、このアルミニウムの両面を各
々被覆すべき前記被覆用チタンと、前記電磁性能のある
被覆用ステンレス鋼または被覆用鉄は 150〜240 ℃に加
熱保持して、これらの金属材料を、チタン−アルミニウ
ム−電磁性能のあるステンレス鋼、またはチタン−アル
ミニウム−鉄の順序に重ね合わせてワンパスで圧下率20
〜40% にて圧延することにより、これらの各金属材料を
一体に接合して、アルミニウム母層を挟む一方の面がチ
タン層で反対側の面が電磁性能のあるステンレス鋼層、
またはアルミニウム母層を挟む一方の面がチタン層で反
対側の面が鉄層のクラッド金属板を製した後、ついで、
このクラッド金属板を350 〜 430℃で拡散焼鈍するとい
う加工処理手段を採用した点に特徴がある。 【００１４】しかして、本件発明者が本発明方法を完成
するに際して最も苦心した事項は、加工温度・変形抵抗
値・延性・硬度・耐酸化性などの物性を異にしたアルミ
ニウム、チタン、ステンレス鋼、鉄のごとき複数種の金
属材料を対象として温間加工を施す際、これらをワンパ
スの圧延加工によって接合一体化させるには、 ａ．各金属の加工温度を如何ほどに設定すべきか； ｂ．各金属の積重総厚を、どの程度まで圧下すべきか； ｃ．拡散焼鈍の処理温度をどの程度に設定するか；とい
う問題を解明することであった。 【００１５】本件発明者は、前段の加工条件を解明する
ために、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼、および
鉄につき、次の試験片を用いて加熱温度、圧下率、拡散
焼鈍処理の温度に関する適正条件を求めて、表１に示す
圧延加工試験を試行した。 ＊ アルミニウム JIS H 4000 A1100P (厚：3.0mm 、幅：100mm 、長：200mm) ＊ チタン JIS H 4600 TP 270C (厚：0.5mm 、幅：100mm 、長：200mm) ＊ ステンレス鋼 JIS G 4304 SUS430 (厚：0.5mm 、幅：100mm 、長：200mm) ＊ 鉄 JIS G 3141 SPCE (厚：0.5mm 、幅：100mm 、長：200mm) 【表１】【００１６】また、上記のJIS H 4000 A1100P (厚：3.
0mm 、幅：100mm 、長：200mm)のアルミニウムと、JIS
H 4600 TP 270C (厚：0.5mm 、幅：100mm 、長：200mm)
のチタンとの圧延加工試験についても試行してみた。そ
の結果は、下記の表２に示される。 【表２】 上掲の表１と表２に示される試験結果によって、次の事
実が確認された。 【００１７】1) チタン−アルミニウム−チタン、チタ
ン−アルミニウム−ステンレス鋼、チタン−アルミニウ
ム−鉄、あるいはチタン−アルミニウムの順序で積重し
て接合させたチタンクラッド素材の接合の良否、接着強
度、圧延性等の総合判定結果については、概ね、同じ傾
向が現われた。 イ．加熱温度を一定に（アルミニウムを 400℃、チタン
およびステンレス鋼・鉄を 200℃に保持）して圧下率を
変更して行った一連の試験においては、圧下率 17.5%で
は圧下量が不足して接着強度が不可であり、圧下率45%
ではチタンおよびステンレス鋼の接合後の硬度が加工硬
化によって高くなり過ぎて絞り加工が困難であった。而
して、この事実より、圧下率は、20 〜40% の範囲が適当
であることが判明した。なお、この場合、特にチタン−
アルミニウムの２層、およびチタン−アルミニウム−チ
タンとチタン−アルミニウム−ステンレス鋼の３層構造
のときは圧下率が25%、チタン−アルミニウム−鉄のとき
は圧下率37.5%が最良の結果が得られた。このような差
異が生じたのは、鉄にあっては酸化膜が発生し、その
分、圧下率を多くして接着強度を上げる必要があったか
らと推量する。 ロ．アルミニウムの加熱保持温度は、 450℃では接着界
面の一部に合金層の発生が見られ、また 350℃では温度
不足により接着強度が不十分となる傾向が見られた。而
して、この事実より、アルミニウムの加熱保持温度は 3
70〜430 ℃が適当であることが判明した。 ハ．被覆材のチタン・ステンレス鋼・鉄の加熱保持温度
は、 120℃では温度不足により接着強度が不適当とな
り、また 250℃では発生する酸化膜が邪魔して接着強度
が劣弱になる。而して、この事実より被覆材「チタン・
ステンレス鋼・鉄」の加熱保持温度は、150〜240 ℃が適
当であることが判明した。 ニ．圧延加工による接合後の拡散焼鈍温度は、 450℃で
は接着界面の一部に合金層の発生が見られ、300℃では被
覆材のチタン・ステンレス鋼・鉄の加工硬化した過剰な
硬さを軟化させる効果が得られず、また拡散効果による
接着強度の向上も見られなかった。而して、この事実よ
り本発明方法における拡散焼鈍温度は、350〜430 ℃が最
適であることが判明した。本発明方法は、上記の圧延加
工試験を通じて得られた新知見を利用したものであっ
て、この新知見がアルミを母層とするチタンクラッド器
物用素材を合理的に製造する技術として完成したもので
ある。 【００１８】 【発明の実施の形態】以下、添附図面を参照しながら、
本発明の好ましい実施の形態を更に詳細に説明する。な
お、図１において、符号１にて指示するものは母層を形
成すべきアルミニウム板、符号２は前記アルミニウム板
１の表側に配置される第１被覆用金属板、符号３は同ア
ルミニウム板１の裏側に配置される第２被覆用金属板で
ある。以下に掲げる第１〜第３の実施形態においては、
図２に示すように、アルミニウム板１の表側に第１被覆
用金属板２を配し、同アルミニウム板１の裏側には第２
被覆用金属板３を配して積重される。この場合におい
て、アルミニウム板１と第１・２被覆用金属板２・３と
の接合されるべき対向面は、全面的に脱脂洗浄処理とワ
イヤバフ研磨を施して清浄にしておき、かつ、圧延開始
側におけるアルミニウム板１の端縁と第１・２被覆用金
属板２・３の端縁は揃えて、熱間圧延に付される。この
際の加熱保持条件、加圧力、および圧延速度は第１〜３
の実施形態において選択した被覆金属板２・3の種類に応
じて適宜に設定される事項である。 【００１９】〔第１実施形態〕 第１実施形態においては、2.0mm(厚さ）×370mm(幅）×
725mm(長さ）のアルミニウム板(JIS H 4000 A1100)１を
加熱炉内で 400℃に加熱保持しておく一方、第１被覆用
金属板２として0.5mm(厚さ）×370mm(幅）×1000mm（長
さ）の純チタン板(JIS H 4600 TP 270C)を１枚、更に第
１被覆用金属板３として0.5mm(厚さ）×370mm(幅）×10
00mm（長さ）のステンレス鋼(JIS G 4304 SUS430) を１
枚、これら各々を加熱炉内で200 ℃に加熱保持してお
き、前記アルミニウム板１および第１被覆用金属板２と
第２被覆用金属板３を前記各炉から取り出して、図２の
ような状態に積重し、前記各々の温度が冷めないように
直ちにロール装置に引通し圧下率 23.3%で圧延加工し
た。その結果、前記状態に積重した各金属板２・１・３
は接合一体化されて、図３の如き、アルミニウム母層11
（厚さ＝1.42mm) を間に挟んで上側に純チタン被覆層21
（厚さ＝0.45mm）、下側にステンレス鋼被覆層31（厚さ
＝0.43mm）を有するチタン−アルミニウム−ステンレス
鋼のクラッド金属板が得られた。このクラッド金属板の
全体サイズは、2.3mm(厚さ）×370mm(幅）×≒1100mm
（長さ）であった。 【００２０】上記のようにして作製されたクラッド金属
板は、更に 400℃で拡散焼鈍処理に付した。その結果、
前記純チタン層21は Hv129〜136 の硬度、またアルミニ
ウム層11は Hv 22.8〜25.7の硬度、さらにステンレス鋼
層31の硬度は Hv210〜218 の硬度となり、調理器物に絞
り加工を施し易い物性と電磁加熱性能を帯有した。 【００２１】〔第２実施形態〕 第２実施形態においては、2.2mm(厚さ）×370mm(幅）×
800mm(長さ）のアルミニウム板(JIS H 4000 A1100)１を
加熱炉内で 400℃に加熱保持しておく一方、第１被覆用
金属板２として0.5cm(厚さ）×370mm(幅）×1000mm（長
さ）の純チタン板(JIS H 4600 TP 270C)を１枚、更に第
２被覆用金属板３として0.5mm(厚さ）×370mm(幅）×10
00mm（長さ）の鉄(JIS G 3141 SPCE) を１枚、これら各
々を加熱炉内で200 ℃に加熱保持して、前記アルミニウ
ム板１および第１被覆用金属板２と第２被覆用金属板３
とを前記各炉から取り出して、図２に示す状態に積重
し、前記各々の温度が冷めないように直ちにロール装置
に引通し圧下率 29.7%で圧延加工した。その結果、前記
状態に積重した各金属板２・１・３は接合一体化され
て、図３のごとき、アルミニウム母層11（厚さ＝1.42m
m) を間に挟んで上側に純チタン被覆層21（厚さ＝0.43m
m）、下側に鉄被覆層31（厚さ＝0.40mm）を有するチタ
ン−アルミニウム−鉄のクラッド金属板が得られた。こ
のクラッド金属板の全体サイズは、2.25mm（厚さ）×37
0mm(幅）×≒1100mm（長さ）であった。 【００２２】上記のようにして作製されたクラッド金属
板は、更に 400℃で拡散焼鈍処理に付した。その結果、
前記純チタン層21は Hv130〜150 の硬度、またアルミニ
ウム層11は Hv 19〜24の硬度、さらに鉄層31の硬度は H
v146の硬度になって、調理用器物に絞り加工を施し易い
物性と電磁加熱性能を帯有した。 【００２３】本明細書と図面に具体例として例示する本
発明の実施形態は概ね上記のとおりであるが、本発明は
前述の実施形態例に限定されるものでは決してなく、「特
許請求の範囲」の記載内において種々の変更例を含まれ
る。 【００２４】例えば、上記の実施形態にあっては、被覆
用金属材として純チタンを使用する例を挙げたけれど
も、クラッド電磁調理器用素材として表面の高い硬度が
必要な場合にはチタン合金を用いるのが好ましく、この
ような変更実施は本発明の技術的範囲に当然に属する。 【００２５】 【発明の効果】以上、具体的に実施形態を挙げて説明し
たとおり、本発明方法によって提供される３層チタンク
ラッド電磁調理器用素材は、チタン層の側を調理面に位
置するように器体を成形しさえすれば、チタン層とアル
ミニウム層は熱伝導性に優れているので、熱効率が頗る
良好であるのに加えて、チタン層が調理面となるので、
潤滑性に富んで調理物を殆ど焦げ付かせずに内面を綺麗
に保たせることができ、また仮にもし、油脂や塩・醤油
などの調味料が付着したとしても布巾や紙などで軽く払
拭するだけで簡単に落ちて収容面を衛生的に保つことが
できる等の実用的な利点が得られる。 【００２６】したがって、本発明方法にあっては、アル
ミニウムの加熱保持条件と被覆金属材の加熱保持条件と
圧延加工の圧下率とを巧みに組み合わせて当該特定条件
下において加圧するという処理を行うので、ワンパスで
冶金的接合ができ、また構成金属層の接合強度も頗る高
いチタンクラッドの電磁調理器用素材を得ることができ
る。 【００２７】このように本発明によれば、理想的なチタ
ンクラッドの電磁調理器用素材を極めて効率的に製造す
ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、第１〜第２の実施形態に使用するアル
ミニウム板、および第１・第２被覆用金属板の組み合わ
せを説明するための斜視説明図である。 【図２】図２は、アルミニウム板を中間に配して表側に
第１被覆用金属板、裏側に第２金属板を配して積重した
状態の斜視図である。 【図３】図３は、図２の状態に積重した各金属板に圧延
加工を施して冶金的に接合一体化させた状態の斜視説明
図である。 【符号の説明】 １ アルミニウム板 ２ 第１被覆用金属板 ３ 第２被覆用金属板 11 アルミニウム層（母層） 21 被覆層（純チタン） 31 被覆層（ステンレス鋼層または鉄層）
ミニウム板、および第１・第２被覆用金属板の組み合わ
せを説明するための斜視説明図である。 【図２】図２は、アルミニウム板を中間に配して表側に
第１被覆用金属板、裏側に第２金属板を配して積重した
状態の斜視図である。 【図３】図３は、図２の状態に積重した各金属板に圧延
加工を施して冶金的に接合一体化させた状態の斜視説明
図である。 【符号の説明】 １ アルミニウム板 ２ 第１被覆用金属板 ３ 第２被覆用金属板 11 アルミニウム層（母層） 21 被覆層（純チタン） 31 被覆層（ステンレス鋼層または鉄層）
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フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
// Ａ４７Ｊ 36/02 Ａ４７Ｊ 36/02 Ａ
37/10 37/10
Ｂ２３Ｋ 103:14 Ｂ２３Ｋ 103:14
103:20 103:20
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 アルミニウムを母層として、この母層の
一方の面にはチタンが層着され、また前記母層の反対側
の面には電磁性能のあるステンレス鋼または鉄が層着さ
れた３層チタンクラッド素材を、所定サイズのアルミニ
ウム板、チタン板、および電磁性能のあるステンレス板
または鉄板を加熱圧延することによって製するにあた
り、 母層を形成すべきアルミニウムは 370〜430 ℃に保持す
る一方、このアルミニウムの両面を各々被覆すべき前記
被覆用チタンと、前記電磁性能のある被覆用ステンレス
鋼または被覆用鉄は 150〜240 ℃に加熱保持して、これ
らの金属材料を、チタン−アルミニウム−電磁性能のあ
るステンレス鋼またはチタン−アルミニウム−鉄の順序
に重ね合わせてワンパスで圧下率20〜40% にて圧延する
ことにより、これらの各金属材料を一体に接合して、ア
ルミニウム母層を挟む一方の面がチタン層で反対側の面
が電磁性能のあるステンレス鋼層、またはアルミニウム
母層を挟む一方の面がチタン層で反対側の面が鉄層のク
ラッド金属板を製し、ついで、このクラッド金属板を35
0 〜 430℃で拡散焼鈍することを特徴とするアルミニウ
ムを母層としたチタンクラッドの電磁調理器用素材の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2000215942A JP3394746B2 (ja) | 2000-07-17 | 2000-07-17 | アルミを母層としたチタンクラッドの電磁調理器用素材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP (1) | JP3394746B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107136901A (zh) * | 2017-06-03 | 2017-09-08 | 广东健钛生物科技有限公司 | 一种多功能钛复合材料汤锅及其生产工艺 |
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-
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- 2000-07-17 JP JP2000215942A patent/JP3394746B2/ja not_active Expired - Fee Related
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