JP7072198B1 - 圧延前に酸化処理を経た鋼とアルミニウムとの両金属を圧延してラミネートする方法 - Google Patents
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Abstract
Description
圧延すべきアルミニウム板と鋼板を用意するステップS1と、
鋼板とアルミニウム板の表面を洗浄処理するステップであって、ステップS1によって得られた圧延すべき鋼板とアルミニウム板におけるラミネートすべき表面の硬化層、酸化物と油汚れをクリーニングして、洗浄された鋼板とアルミニウム板を取得するステップS2と、
鋼板の表面を酸化処理するステップであって、ステップS2によって得られた洗浄された鋼板におけるラミネートすべき界面を酸化処理し、前記酸化処理は、鋼を空気に加熱し又は直接に濃酸化性溶液に浸す方法が採用されており、酸化処理された鋼板における結合すべき面に酸化膜が形成され、酸化の過程に酸素の拡散深さが4μm~15μmに制御されるステップS3と、
ワークを積層して圧延するステップであって、ステップS3によって酸化処理された鋼板と洗浄されたアルミニウム板を貼り合わせて積層すると共に、積層されたワークを冷間圧延して、鋼とアルミニウムとの両金属板の圧延とラミネートを実現し、初期ラミネート板を取得するステップS4と、
初期ラミネート板を熱処理するステップであって、ステップS4によって得られた初期ラミネート板を熱処理して、350℃~600℃の温度範囲に1~2だけアニーリングするステップS5を含み、
酸化された鋼板における結合すべき面に、酸化膜を破壊させる臨界圧下率が存在しており、冷間圧延圧下率が前記臨界圧下率よりも大きい場合に、圧延された鋼板における結合すべき界面の酸化物が破壊されアルミニウム板側にある酸化膜又は基体を突き通し、ひいては、鋼とアルミニウムとのラミネート界面に機械噛み合いを効果的に形成し、鋼とアルミニウムが界面に脆性化合物を生じることを防ぐと共に、并且突き通しの過程においてアルミニウム側にある酸化膜を急速に破壊させ、鋼板とアルミニウム板を高強度でラミネートする。
(1)本発明では、圧延前に酸化処理を行うことから、圧延後に鋼板側における界面の酸化物の粒子は、破壊されて、アルミニウム側にある基体に突き通して嵌入する一方、鋼とアルミニウムが界面に脆性化合物を生成することを阻み、そして、冷間圧延された鋼とアルミニウムとによるラミネート板の結合強度を効果的に高めることができる。
(2)本発明では、洗浄処理されてから人工で酸化された鋼板は、一定の厚さを有する酸化物を含むことから、このとき、鋼板における結合すべき面にある酸化膜を破壊させる臨界圧下率が必ず存在する。圧下率がこの臨界圧下率よりも大きい場合には、圧延された鋼板における結合すべき界面にある酸化物が破壊してアルミニウム側にある酸化膜又は基体を突き通し、ひいては、有効な機械噛み合いを形成でき、しかも、突き通しの過程に、アルミニウム側にある酸化膜を急速で破壊し、アルミニウム基体において、数多くの新たな金属が露出するように役立ち、圧延された鋼とアルミニウムによるラミネート板に、良い初期ラミネート状態を有させ、次に、アニーリングの過程において、アルミニウム板における内部の新た金属と鋼が互いに拡散することにより、高強度のラミネートを実現することができる。本願では、蟻形溝内に嵌合し厚中板を圧延してラミネートするプロセスが採用されることから、複数のプロセスで圧延可能であり、累計の圧下率が55%よりも大きいように実現することができる。本願は、圧延前に酸化処理を経た鋼板における表面の酸化膜を十分に破壊させる十分な条件を提供して、薄板をラミネートして圧延し、単一のプロセスにおいて圧下率が55%以上である。また、圧延前に酸化処理を経た鋼板における表面の酸化膜を十分に破壊させる十分な条件を提供し、その酸化物は、破壊されてアルミニウム側にある基体に突き通して嵌入する一方、鋼とアルミニウムが界面に脆性化合物を生成することを阻み、そして、冷間圧延された鋼とアルミニウムとによるラミネート板の結合強度を効果的に高めることができる。
ここで,フライス盤は、主に、切れ刃によりワークの表面を加工するための機械である。切れ刃は、回転運動を主な運動とし,ワークと切れ刃の移動を送り運動とすることが一般的である。ワイヤーカットは、作動原理が、持続的移動可能な細い電極ワイヤーを電極として、電気パルスを用いて放電することにより、ワークに金属を腐食除去し、切断して成形する、ということにある。本明細書においては、ワークに必要な加工の寸法や形状に応じて、直柄でありながら蟻形溝を有する適正な切れ刃を選んでフライス盤に加工を行ったり、ワークの導電可能な物理の性能に基づいてワイヤーカット加工を行ったりすることが可能である。
図2に示すように、第一実施例は、圧延すべき鋼板2(第二鋼板Q235)と圧延すべきアルミニウム板1(第一アルミニウム板6061)をラミネートして圧延する実施例である。
図3に示すように、第二実施例は、圧延すべき鋼板4(第四鋼板Q235)と圧延すべきアルミニウム板3(第三アルミニウム板6061)をラミネートして圧延する実施例である。
2 鋼板 ( 第二鋼板Q235)
3 アルミニウム板 ( 第三アルミニウム板6061)
4 鋼板 ( 第四鋼板Q235)
Claims (6)
- 圧延すべきアルミニウム板と鋼板を用意し、ただし、前記鋼板が蟻形溝を有する鋼板と蟻形溝を有さない鋼板を含むステップS1と、
鋼板とアルミニウム板の表面を洗浄処理するステップであって、前記ステップS1によって得られた圧延すべき鋼板とアルミニウム板におけるラミネートすべき表面の硬化層、酸化物と油汚れをクリーニングして、洗浄された鋼板とアルミニウム板を取得するステップS2と、
鋼板の表面を酸化処理するステップであって、前記ステップS2によって得られた洗浄された鋼板におけるラミネートすべき界面を酸化処理し、前記酸化処理は、鋼を空気に加熱し又は直接に濃酸化性溶液に浸す方法が採用されており、前記酸化処理された鋼板における結合すべき面に酸化膜が形成され、酸化の過程に酸素の拡散深さが4μm~15μmに制御されるステップS3と、
ワークを積層して圧延するステップであって、前記ステップS3によって酸化処理された鋼板と洗浄されたアルミニウム板を貼り合わせて積層すると共に、積層されたワークを冷間圧延して、鋼とアルミニウムとの両金属板の圧延とラミネートを実現し、初期ラミネート板を取得するステップS4と、
初期ラミネート板を熱処理するステップであって、前記ステップS4によって得られた初期ラミネート板を熱処理して、350℃~600℃の温度範囲に1~2時間だけアニーリングするステップS5とを含み、
酸化された鋼板における結合すべき面に、酸化膜を破壊させる臨界圧下率が存在しており、冷間圧延圧下率が前記臨界圧下率よりも大きい場合に、圧延された鋼板における結合すべき界面の酸化物が破壊されてアルミニウム板側にある酸化膜又は基体を突き通し、ひいては、鋼とアルミニウムとのラミネート界面に機械噛み合いを効果的に形成し、鋼とアルミニウムが界面に脆性化合物を生じることを防ぐと共に、突き通しの過程においてアルミニウム側にある酸化膜を急速に破壊させ、鋼板とアルミニウム板を高強度でラミネートしており、
前記ステップS4には、前記積層されたワークを圧延することに、圧延機を用いて冷間圧延することが採用され、圧延速度が0.1 ~ 5m/sであり、圧延を累計した圧下率が55%以上であることから、鋼とアルミニウムとの両金属によるラミネート板を初期ラミネートすることを実現する
ことを特徴とする圧延前に酸化処理を経た鋼とアルミニウムとの両金属を圧延してラミネートする方法。 - 前記ステップS1では、内嵌合凹溝を加工することに、フライス盤が採用され、或いは、ワイヤーカットを用いて加工することが採用される、ことを特徴とする請求項1に記載の圧延前に酸化処理を経た鋼とアルミニウムとの両金属を圧延してラミネートする方法。
- 前記ステップS1では、フライス盤或いはワイヤーカットによる加工を用いて、前記蟻形溝を有する鋼板を形成する、ことを特徴とする請求項1に記載の圧延前に酸化処理を経た鋼とアルミニウムとの両金属を圧延してラミネートする方法。
- 前記ステップS2では、表面処理に、ワイヤーブラシ、紙やすり又は砥石を用いてラミネートすべき表面の酸化物と硬化層を取り除き、アセトンとアルコールを用いてラミネートすべき表面の油汚れを綺麗に拭ってから、ドライヤーを用いて乾燥して待機に備える、ことを特徴とする請求項1に記載の圧延前に酸化処理を経た鋼とアルミニウムとの両金属を圧延してラミネートする方法。
- 前記ステップS3では、前記圧延すべき鋼板を酸化処理した後に、室温まで冷却することが必要である、ことを特徴とする請求項1に記載の圧延前に酸化処理を経た鋼とアルミニウムとの両金属を圧延してラミネートする方法。
- 前記ステップS5では、前記初期ラミネート板を1~2時間だけアニーリングしてから、炉と共に冷却することにより、鋼とアルミニウムとの両金属ラミネート板を取得し、ただし、前記初期ラミネート板のせん断強度が70MPa以上である、ことを特徴とする請求項1に記載の圧延前に酸化処理を経た鋼とアルミニウムとの両金属を圧延してラミネートする方法。
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