JP3742340B2 - アルミニウム複合材料の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、芯材ビレットの少なくとも片面にクラッド材シートを配置し、上記芯材ビレットを上記配置されたクラッド材シートと共に数パスで圧延するアルミニウム複合材料の製造方法に関する。更に、本発明はビレットからクラッド材シートを製造する方法に関する。
【０００２】
少なくとも２種類の異種アルミニウム材料（すなわち、２種類のアルミニウム合金）から成るアルミニウム複合材料を製造すると、種々の用途で利点があるし、特定用途にアルミニウム材料を用いることができる。この観点で、圧延によるクラッドは、アルミニウム複合材料のストリップや箔を単純な方法で多量に製造できる代表的なアルミニウム複合材料の製造方法である。
【０００３】
実際の圧延によるクラッドは数工程で行なわれ、その際に圧延中の変形能は特定の材料に依存している。変形能の限界に達すると、圧延プロセスを中断して、圧延温度（再結晶温度以上）まで再加熱する必要がある。熱間圧延出発材料としてのビレット厚さは、圧延するシートが厚くても鋳造組織の破壊が可能な限り最適になるように設定する。材料の合金量が多くなるほど、圧延材料の最終パス温度は低くなり、材料中に残留する硬化の程度が高まる。圧延によるクラッドに用いるためのプレートまたはシートの場合、既設のロールスタンドで圧延した製品が規格強度を達成しないという問題が生じることがある。圧延によるクラッドは、２５０〜４００℃程度の温度で、中間焼鈍なしで、圧延油、圧延エマルジョン、あるいはこれらの混合物から成る潤滑剤を用いて行なう。
【０００４】
アルミニウム複合材料を製造することで、異種のアルミニウム材料の性質を最適な方法で組み合わせることができる。すなわち、例えば高強度アルミニウム合金を耐食性アルミニウム合金でクラッドすると、必要な強度は芯材が発揮する一方、所要強度を得るために最適化されている芯材では得られない良好な耐食性をクラッド材が発揮する。また、芯材の融点が例えば６５０℃でクラッド材の融点が例えば６２０℃であるアルミニウム複合材料をクラッドによって作ることができる。６３０℃程度に加熱することで、このようなアルミニウム複合材料の構成材料同士を接合することができる。その結果、隣接する構成材料同士を良好に接続することができる。
【０００５】
従来、アルミニウム複合材料の一般的な製造方法に用いるためのクラッド材シートまたはクラッド材プレート（以下、簡潔に「クラッド材シート」と呼ぶ）を製造するために、クラッド材ビレットを熱間圧延して所望厚さにすることが知られている。この方法で得られたストリップから、芯材ビレット上配置用のプレートを切り出して芯材ビレット上に配置する。次に、この複合材料に圧延によるクラッドを行なう。
【０００６】
上記従来のアルミニウム複合材料の製造方法には、熱間圧延でクラッド材シートを製造するのに非常に時間がかかるという問題があった。このように時間のかかるクラッド材シートの製造に熱間圧延ロールを用いることは、圧延工場の生産性を最適化する観点から問題である。また、圧延で作ったクラッド材シートは、原理的に面の平行度が低い。その結果、クラッドが均一にできないので、安全確保のために、面の平行度が良好な場合に比べて厚いシートを用いなくてはならない。更に、やはり固有の理由で、１回の圧延で製造されるクラッド材シートは同じ厚さのものしか得られない。そのため、未使用のクラッド材シートの保管経費が増加するだけでなく、種々の厚さのクラッド材シートを製造するためには多数のクラッド材用ビレットを圧延しなくてはならないので製造コストも増加する。更に、圧延によるクラッドで芯材とクラッド材を欠陥なく接合するには、圧延により製造されたクラッド材シートの表面に、クラッドのための圧延前に機械的および化学的な前処理をする費用がかかる。
【０００７】
本発明の目的は、従来法を格段に簡略化し、クラッド材シートの性状を向上させてアルミニウム複合材料を製造する方法およびクラッド材シートを製造する方法を提供することである。
【０００８】
上記目的を達成するために、本願第１発明によれば、クラッド材シートをビレットから切り出すことを特徴とするアルミニウム複合材料の製造方法が提供される。従来のようにクラッド材ビレットを圧延してクラッド材シートを製造するのではなく、ビレットからクラッド材シートを直接切り出すことにより、アルミニウム複合材料の製造に種々の利点がある。まず、１つのビレットから種々の厚さのクラッド材シートを製造することができるので、製造工程および保管が格段に簡略化できる。また、特に費用をかけずに、ビレットから必要な個数だけのクラッド材シートを製造することができる。時間をかけてクラッド材ビレットを圧延する必要がなくなる。更に、通常これまでは、圧延で製造したクラッド材シートを再引き伸ばしする必要があったが、ビレットからクラッド材シートを直接切り出すことにより、これが不要になる。
【０００９】
第１発明の１態様では、ビレットからクラッド材シートを鋸切断で切り出すことにより、面平行度の良好なクラッド材シートが得られる。面平行度が高いので、クラッド材シートの必要厚さを最適化できる。また、クラッド材シートと芯材ビレットとの接合が格段に簡単になる。更に、クラッド材シートの表面処理の必要性が少なくなる。ビレットからクラッド材シートを鋸切断により切り出すには、帯鋸が特に適している。面平行度を確保して表面処理による材料削除量を最小化する上で、第１発明の方法に帯鋸は非常に適している。
【００１０】
第１発明の別の態様では、ビレットから厚さ２〜１００ｍｍのクラッド材シートを切り出す。既に説明したように、クラッド材シート毎の厚さ調整は容易なので、１つのビレットから広範なクラッド厚さに適用するクラッド材シートを製造することができる。
【００１１】
芯材ビレットおよび／またはクラッド材シートを圧延前に表面処理することで、圧延による芯材とクラッド材との接合を最適化することができる。既に説明したように、圧延で製造したクラッド材シートに比べて、例えば鋸切断で製造したクラッド材シートは表面処理の必要性が少ない。特に化学的表面処理の必要性は少ない。
【００１２】
本願第２発明によれば、クラッド材シートをビレットから切り出すことを特徴とするクラッド材シートの製造方法が提供される。もちろん、実際のアルミニウム材料の製造方法によらず、第１発明による利点は、クラッド材ビレットからクラッド材シートを製造する第２発明によっても得られる。したがって、第１発明のアルミニウム材料の製造方法を改変することによって得られる利点は、第２発明のクラッド材シートの製造方法を改変することによってもそのまま得られる。
【００１３】
本発明は種々の改変および改良が可能である。これは、例えば請求項１に従属する請求項に記載してあり、以下に図面を参照して詳述する。
【００１４】
図１に示した例では、芯材ビレット１の上面および下面にそれぞれクラッド材シート２および３が配置してある。例えば、クラッド材シート２および３の材質は耐食性アルミニウム材料であり、芯材ビレット１の材質は高強度を特徴とする。
【００１５】
図２に、クラッド材ビレット５からクラッド材シート４を帯鋸で切り出している状態を示す。例えば、帯鋸をロールスタンドの前に配置しておき、この帯鋸で圧延用ビレットを長手方向に切断して複数枚のクラッド材シートを作製し、切り出したクラッド材シートを、芯材ビレットに直結したローラーテーブル上に搬送する。図２に示したように、本発明によれば、正確な面平行度を備えた種々の厚さのクラッド材シート４を必要枚数だけ切り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、アルミニウム複合材料の製造に用いるために芯材ビレットの両面にクラッド材シートを配置した状態の一例を示す。
【図２】 図２は、ビレットからクラッド材シートを切り出している状態の一例を示す。

Claims (5)

1. 芯材ビレットの少なくとも片面にクラッド材シートを配置し、上記芯材ビレットを上記配置されたクラッド材シートと共に数パスで圧延するアルミニウム複合材料の製造方法において、上記クラッド材シートをビレットから切り出すことを特徴とするアルミニウム複合材料の製造方法。
2. 上記クラッド材シート鋸切断により上記ビレットから切り出すことを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 上記クラッド材シートを厚さ２〜１００ｍｍで上記ビレットから切り出すことを特徴とする請求項１または２記載の方法。
4. 上記芯材ビレットおよび／または上記クラッド材シートを、上記圧延の前に表面処理することを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 特に請求項１から４までのいずれか１項記載の方法に用いるために、ビレットからクラッド材シートを製造する方法において、上記クラッド材シートをビレットから切り出すことを特徴とするクラッド材シートの製造方法。

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