JPH01228685A - 爆発圧着による多層金属クラッドの製造法 - Google Patents
爆発圧着による多層金属クラッドの製造法Info
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- JPH01228685A JPH01228685A JP5504088A JP5504088A JPH01228685A JP H01228685 A JPH01228685 A JP H01228685A JP 5504088 A JP5504088 A JP 5504088A JP 5504088 A JP5504088 A JP 5504088A JP H01228685 A JPH01228685 A JP H01228685A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、爆発圧着法による多層金属クラッドの製造法
に関する。
に関する。
［従来の技術］
爆発圧着法により製造された金属クラッドが各種産業分
野で多量に使用されているが、しばしば特殊な材質組合
せの金属クラッドが要求されることがあり、数種の材質
層からなる金属クラッドを爆発圧着法により製造してき
た。
野で多量に使用されているが、しばしば特殊な材質組合
せの金属クラッドが要求されることがあり、数種の材質
層からなる金属クラッドを爆発圧着法により製造してき
た。
例えば、数種の金属層からなるクラッドを爆発圧着法に
より製造する場合、最も確実な方法として、クラッドす
る金属材を順次に爆発圧着していく方法により金属クラ
ッドを製造する方法が採用されてきた。
より製造する場合、最も確実な方法として、クラッドす
る金属材を順次に爆発圧着していく方法により金属クラ
ッドを製造する方法が採用されてきた。
しかしこの方法では、クラッドする金属層の層数と同じ
数だけ爆発圧着を行う必要があり効率的でなく、また、
爆発圧着毎に衝撃を受け、その都度加工硬化が蓄積され
、クラツド材に不均一な歪が生じたり、割れまたは既接
合部に剥離を生じる等の不具合がしばしば発生した。こ
れらの問題点を改善するために、例えば爆発圧着による
金属クラツド板の製造方法が発明された当初から多層爆
発圧着法が研究され実験的規模では多数の検討がなされ
ている。特公昭４２−１７４２７号公報、特公昭４４−
６４６８号公報などに記載されている多層同時爆発圧着
法もその一例である。
数だけ爆発圧着を行う必要があり効率的でなく、また、
爆発圧着毎に衝撃を受け、その都度加工硬化が蓄積され
、クラツド材に不均一な歪が生じたり、割れまたは既接
合部に剥離を生じる等の不具合がしばしば発生した。こ
れらの問題点を改善するために、例えば爆発圧着による
金属クラツド板の製造方法が発明された当初から多層爆
発圧着法が研究され実験的規模では多数の検討がなされ
ている。特公昭４２−１７４２７号公報、特公昭４４−
６４６８号公報などに記載されている多層同時爆発圧着
法もその一例である。
しかしこれらの開示技術を元にして我々も種々の実験を
試みたが工業的寸法の規模では良好な接合を得ることが
困難であった。
試みたが工業的寸法の規模では良好な接合を得ることが
困難であった。
多層同時爆発圧着法の一例を図面によって説明すると、
第７図はそれぞれ材質の異なる金属、Ａ、Ｂ、Ｃからな
る３層のクラツド板の断面を示し、第８図はその製造の
場合のアセンブリを示す。母材金属板１を支持台７上に
置き、金属板２および３は小さい金属片４によって確保
した隔離スペースだけの間隙をおいて積層する。
第７図はそれぞれ材質の異なる金属、Ａ、Ｂ、Ｃからな
る３層のクラツド板の断面を示し、第８図はその製造の
場合のアセンブリを示す。母材金属板１を支持台７上に
置き、金属板２および３は小さい金属片４によって確保
した隔離スペースだけの間隙をおいて積層する。
金属板３の上側表面に爆薬層５を設置する。該爆薬層５
の一端に装着した電気雷管６により、爆薬層５を起爆す
る。爆薬層は起爆により爆轟が進行する。爆轟により生
ずる圧力はクラッドする材料の金属板２および３に累進
的に作用する。この圧力により金属板３．２．１は起爆
点から順番に接触せしめられる。もし、諸条件が適当で
あれば、隣接する金属板同士の境界層から°゛メタルジ
エツト″生じ、このメタルジェットはクラッドする金属
板２．３およびクラッドされるべき金属板１の間のまだ
占有されていない区間に向って指向する。このメタルジ
ェットにより金属板の表面の酸化膜が除去され、金属板
が高圧下で癒着するので所望の接合が得られる。
の一端に装着した電気雷管６により、爆薬層５を起爆す
る。爆薬層は起爆により爆轟が進行する。爆轟により生
ずる圧力はクラッドする材料の金属板２および３に累進
的に作用する。この圧力により金属板３．２．１は起爆
点から順番に接触せしめられる。もし、諸条件が適当で
あれば、隣接する金属板同士の境界層から°゛メタルジ
エツト″生じ、このメタルジェットはクラッドする金属
板２．３およびクラッドされるべき金属板１の間のまだ
占有されていない区間に向って指向する。このメタルジ
ェットにより金属板の表面の酸化膜が除去され、金属板
が高圧下で癒着するので所望の接合が得られる。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、多層同時爆発圧着により金属クラッドが
接合されるための適当な諸条件は、クラッドする金属の
数が増すにつれ複雑になる。
接合されるための適当な諸条件は、クラッドする金属の
数が増すにつれ複雑になる。
また、接合が得られても、各層間の接合界面波形が不均
一、不連続となり、その結果、接合力および気密性の著
しく劣る層間を生じる等、各層が全て健全に接合せしめ
るような爆発圧着条件を見出すのは困難であった。
一、不連続となり、その結果、接合力および気密性の著
しく劣る層間を生じる等、各層が全て健全に接合せしめ
るような爆発圧着条件を見出すのは困難であった。
そこで本発明では全ての金属層間の接合状態が健全であ
る多層金属クラッドを製造せんとするものである。
る多層金属クラッドを製造せんとするものである。
［課題を解決するための手段］
本発明は、多層同時爆発圧着における上記課題を解決す
るため鋭意研究を重ねた結果、クラッドする材料の質世
差を小さくすることが効果的であることを見出したもの
である。
るため鋭意研究を重ねた結果、クラッドする材料の質世
差を小さくすることが効果的であることを見出したもの
である。
すなわち、本発明は、少なくとも２層以上の異種または
同種のクラッド（被覆）する金属層を母材金属層に一度
の爆発圧着により、一体に接合せしめるに当り、該クラ
ッドする金属層同士の質量比が０．５〜１．５の範囲に
なるような層の厚さとすることを特徴とする多層同時爆
発圧着による多層金属クラッドの製造法である。
同種のクラッド（被覆）する金属層を母材金属層に一度
の爆発圧着により、一体に接合せしめるに当り、該クラ
ッドする金属層同士の質量比が０．５〜１．５の範囲に
なるような層の厚さとすることを特徴とする多層同時爆
発圧着による多層金属クラッドの製造法である。
爆発の爆轟エネルギーにより飛翔してクラッドする金属
層は、工業的に製造可能な範囲で、適当な間隙が保持さ
れるに足りる平坦度と剛性が必要である。また、本発明
により製造される金属の組合せは、爆発圧着により接合
可能な金属種類が適用できる。例えば、チタン−銅−軟
鋼、アルミニウムーチタン−ニッケルーステンレス、白
金−チタン−軟鋼等である。その他、合金アルミニウム
ーアルミラム−銅、銅−ニッケルーステンレス、ステン
レス−軟鋼−ステンレス、アルミニウムージルコニウム
−ステンレス、ヂタンータンタルー軟鋼、チタン−ニオ
ブ−ステンレス、ステンレス−銅−タンタル−ジルコニ
ウム、ジルコニウム−タンタル−ステンレス、ジルコニ
ウム−チタン−ステンレス、白金−ニオブ−チタン−軟
鋼、タンタル−銅−軟鋼等である。。
層は、工業的に製造可能な範囲で、適当な間隙が保持さ
れるに足りる平坦度と剛性が必要である。また、本発明
により製造される金属の組合せは、爆発圧着により接合
可能な金属種類が適用できる。例えば、チタン−銅−軟
鋼、アルミニウムーチタン−ニッケルーステンレス、白
金−チタン−軟鋼等である。その他、合金アルミニウム
ーアルミラム−銅、銅−ニッケルーステンレス、ステン
レス−軟鋼−ステンレス、アルミニウムージルコニウム
−ステンレス、ヂタンータンタルー軟鋼、チタン−ニオ
ブ−ステンレス、ステンレス−銅−タンタル−ジルコニ
ウム、ジルコニウム−タンタル−ステンレス、ジルコニ
ウム−チタン−ステンレス、白金−ニオブ−チタン−軟
鋼、タンタル−銅−軟鋼等である。。
また、金属板の質量を調整する方法は、厚さによるのが
簡単で良いが、例えば最上層が白金等の薄板の場合は、
隣接層と質量が等しくなる様に鋼板等に白金板を樹脂接
着剤により貼り付けて質量を調整する方法も有効である
。また、所望する多層クラツド板の一層が厚い場合には
、その層を適正な質量になるように多層に分割してから
実施すれば良い。
簡単で良いが、例えば最上層が白金等の薄板の場合は、
隣接層と質量が等しくなる様に鋼板等に白金板を樹脂接
着剤により貼り付けて質量を調整する方法も有効である
。また、所望する多層クラツド板の一層が厚い場合には
、その層を適正な質量になるように多層に分割してから
実施すれば良い。
本発明に用いる爆薬は、爆発圧着しようとする金属板の
音速より小さいものが好ましい。
音速より小さいものが好ましい。
また、本発明は、爆発圧着した金属クラッド全体が健全
な接合状態であることを目的としている。健全な接合状
態を得るには接合しようとする金属同士を−様な間隙を
もって重ね合せる必要がある。我々が対象とする金属ク
ラッドは工業分野に用いられるものであり、対象となる
材料は最小でも１００１１１Ｉｌ×２００ＩＩＩＩ１１
である。この寸法でも工業的に製造可能な材料において
、金属の平坦度や装填する爆薬偵によりある値以上の間
隙を設定しなければメタルジェットの排出が困難となり
良好な接合が得られない。また、重ね合せた金属同士で
接触する部分が生じるなどして、健全な接合が得られな
くなる。本発明者の経験と実績では、重ね合せた金属同
士の間隙は、少なくとも０．３ＩｌｌＩ１１以上ないと
実質的に健全な圧着接合は得られない。爆発圧着条件の
設計に当っては、金属の材質組合せ、厚さの比率、爆薬
の種類、間隙の大きさ、接合必要面積、土台の選定、歪
の状況、温度、形状等種々の要因を考慮して選定しなけ
ればならないが、どのような条件でも、間隙がＱ、３ｎ
＋ｍ未満の状態では本発明の効果を確認することはでき
ない。
な接合状態であることを目的としている。健全な接合状
態を得るには接合しようとする金属同士を−様な間隙を
もって重ね合せる必要がある。我々が対象とする金属ク
ラッドは工業分野に用いられるものであり、対象となる
材料は最小でも１００１１１Ｉｌ×２００ＩＩＩＩ１１
である。この寸法でも工業的に製造可能な材料において
、金属の平坦度や装填する爆薬偵によりある値以上の間
隙を設定しなければメタルジェットの排出が困難となり
良好な接合が得られない。また、重ね合せた金属同士で
接触する部分が生じるなどして、健全な接合が得られな
くなる。本発明者の経験と実績では、重ね合せた金属同
士の間隙は、少なくとも０．３ＩｌｌＩ１１以上ないと
実質的に健全な圧着接合は得られない。爆発圧着条件の
設計に当っては、金属の材質組合せ、厚さの比率、爆薬
の種類、間隙の大きさ、接合必要面積、土台の選定、歪
の状況、温度、形状等種々の要因を考慮して選定しなけ
ればならないが、どのような条件でも、間隙がＱ、３ｎ
＋ｍ未満の状態では本発明の効果を確認することはでき
ない。
本発明は、実施例でも示すとおり金属板の爆発圧着、す
なわち多層金属クラツド板の同時爆発圧着法において特
に効果的であるが、母材金属棒、母材金属柱、母材金属
管などに金属管を多層に接合して爆発圧着する多層金属
管の同時爆発圧着法にも適用可能である。
なわち多層金属クラツド板の同時爆発圧着法において特
に効果的であるが、母材金属棒、母材金属柱、母材金属
管などに金属管を多層に接合して爆発圧着する多層金属
管の同時爆発圧着法にも適用可能である。
［実施例］
以下実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。
実施例１
本実施例では、爆速的２０００ｍ ／秒の速度になるよ
うに化学組成を調整した爆薬を用いた。
うに化学組成を調整した爆薬を用いた。
第８図に示すアッセンブリーにより、チタン−銅−軟鋼
からなる３層クラツド板で寸法２００Ｉｌｌｌ×３００
１１１Ｉ１１のものを作成した。各層の厚さは、チタン
層４ｍａ＋ 、軟鋼層２０ｎｕ＋＋とじ、中間の銅層は
１ｍｍ 、 １．５ｍｍ、 ２ｍｍ 、 ３ｍｍ 、
４ｍｍと変えて多層同時爆発圧着を行った。各層間の
間隙は３ｍｍとし、爆薬をチタン層の上側に、チタンと
銅の板厚に応じて適量を均一に配置した。
からなる３層クラツド板で寸法２００Ｉｌｌｌ×３００
１１１Ｉ１１のものを作成した。各層の厚さは、チタン
層４ｍａ＋ 、軟鋼層２０ｎｕ＋＋とじ、中間の銅層は
１ｍｍ 、 １．５ｍｍ、 ２ｍｍ 、 ３ｍｍ 、
４ｍｍと変えて多層同時爆発圧着を行った。各層間の
間隙は３ｍｍとし、爆薬をチタン層の上側に、チタンと
銅の板厚に応じて適量を均一に配置した。
このようにして作成したクラツド板の断面接合状況を光
学顕微鏡により観察した。これらの試料についての結果
を表に示すとともに第１図（イ）〜第５図（ロ）の光学
顕微鏡写真に示す。
学顕微鏡により観察した。これらの試料についての結果
を表に示すとともに第１図（イ）〜第５図（ロ）の光学
顕微鏡写真に示す。
注）ｍ＋−＋タン層ノｆｆｆｆ１ （板Ｉｖ×比重）ｍ
２−銅層の’Ｅｌｆ！（板ＩＶＸ比ｔｔＯＮ ｏ、１お
よびＮ０９５の場合、すなわち、質量比が本発明の範囲
を外れる場合、チタン／銅の接合界面波形が不均一、不
連続となり、剥離部が一部１察された。また、Ｎ００２
．３．４の場合、すなわち質量比が本発明の範囲内の場
合、チタン／銅および銅／軟鋼の接合界面波形がほぼ均
一で連続性があり、剥離等の不具合は観察されなかった
。特に質量比１．０のもののヂタン／銅と銅／軟鋼の接
合界面波形の波長および波高がほぼ等しく理想的な接合
が得られた。
２−銅層の’Ｅｌｆ！（板ＩＶＸ比ｔｔＯＮ ｏ、１お
よびＮ０９５の場合、すなわち、質量比が本発明の範囲
を外れる場合、チタン／銅の接合界面波形が不均一、不
連続となり、剥離部が一部１察された。また、Ｎ００２
．３．４の場合、すなわち質量比が本発明の範囲内の場
合、チタン／銅および銅／軟鋼の接合界面波形がほぼ均
一で連続性があり、剥離等の不具合は観察されなかった
。特に質量比１．０のもののヂタン／銅と銅／軟鋼の接
合界面波形の波長および波高がほぼ等しく理想的な接合
が得られた。
実施例２
実施例１記載の方法に従い、アルミニウムーチタン−ニ
ッケルー軟鋼からなる４層クラツド板で寸法６８０ｗｘ
２０００λのものを製造した。各層の厚さはアルミニ
ウム層４ｍｍ （質１１１０．８） 、チタン層２．
５ｍｌ１（質量１１．２） 、ニッケル層１．２ｍｍ（
質量１０．６８ ） 、軟鋼層２０＋＋ｍであった。全
面を超音波探傷試験（Ｊ Ｉｓ Ｚ ２３４４）
Ｌ／た結果、９０％以上の圧着率であった。また、この
クラツド板を長手方向に１３５Ｗに切断し、切断面を液
体浸透探傷試験（ＪＩＳ Ｚ ２３４３）を行った
結果、両端的５０ｍｍに点状の欠陥指爪模様が観察され
ただけで他の部分はすべて健全であった。第６図（イ）
、（ロ）、（ハ）に該材料の接合断面の光学顕微鏡写真
を示す。
ッケルー軟鋼からなる４層クラツド板で寸法６８０ｗｘ
２０００λのものを製造した。各層の厚さはアルミニ
ウム層４ｍｍ （質１１１０．８） 、チタン層２．
５ｍｌ１（質量１１．２） 、ニッケル層１．２ｍｍ（
質量１０．６８ ） 、軟鋼層２０＋＋ｍであった。全
面を超音波探傷試験（Ｊ Ｉｓ Ｚ ２３４４）
Ｌ／た結果、９０％以上の圧着率であった。また、この
クラツド板を長手方向に１３５Ｗに切断し、切断面を液
体浸透探傷試験（ＪＩＳ Ｚ ２３４３）を行った
結果、両端的５０ｍｍに点状の欠陥指爪模様が観察され
ただけで他の部分はすべて健全であった。第６図（イ）
、（ロ）、（ハ）に該材料の接合断面の光学顕微鏡写真
を示す。
［発明の効果］
本発明によれば、各種産業分野で有効に用いられる多層
クラツド板を爆発圧着法を用いても接合界面波形が均一
で連続性があり、接合力、も気密性も充分な健全なりラ
ッド材を得ることができる。
クラツド板を爆発圧着法を用いても接合界面波形が均一
で連続性があり、接合力、も気密性も充分な健全なりラ
ッド材を得ることができる。
第１図〈イ）ないし第６図（ハ）は本発明によって得ら
れたクラツド材の断面を示す顕微鏡写真、第７図は多層
クラツド材の断面の模式図、第８図はクラツド材製造の
アセンブリの模式図である。 １．２．３・・・金属板 ４・・・金属片５・・・爆
薬層 ６・・・電気雷管 １・・・支持台 パ １ （イ） と！、′：Ｊ） ３〜 、・ ・ ″ ・〜 パ ２′ （、？５リ オ １ 図 （イ） ；、１’ ２． （イ） づ゛ ニー ・、（イ） オ １ 図１（ロ） ′べ ：′？ｆｉ づて〉１口） １′（・：（イ） ン゛ ：□） ｉｎｊ’（イ） ゛ ・１ か（ミ（ワ） ’ ｒ） １（Ｌ’ ） イ仔撫１【ンＣ×２） オフ図 オ８図 手続補正書坊幻 昭和６３年６月２日
れたクラツド材の断面を示す顕微鏡写真、第７図は多層
クラツド材の断面の模式図、第８図はクラツド材製造の
アセンブリの模式図である。 １．２．３・・・金属板 ４・・・金属片５・・・爆
薬層 ６・・・電気雷管 １・・・支持台 パ １ （イ） と！、′：Ｊ） ３〜 、・ ・ ″ ・〜 パ ２′ （、？５リ オ １ 図 （イ） ；、１’ ２． （イ） づ゛ ニー ・、（イ） オ １ 図１（ロ） ′べ ：′？ｆｉ づて〉１口） １′（・：（イ） ン゛ ：□） ｉｎｊ’（イ） ゛ ・１ か（ミ（ワ） ’ ｒ） １（Ｌ’ ） イ仔撫１【ンＣ×２） オフ図 オ８図 手続補正書坊幻 昭和６３年６月２日
Claims (1)
- 少なくとも２層以上の異種または同種のクラッド（被覆
）する金属層を母材金属層に一度の爆発圧着により、一
体に接合せしめるに当り、該クラッドする金属層同士の
質量比が０．５〜１．５の範囲になるような層の厚さと
することを特徴とする多層同時爆発圧着による多層金属
クラッドの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5504088A JPH0818150B2 (ja) | 1988-03-10 | 1988-03-10 | 爆発圧着による多層金属クラッドの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN1071617C (zh) * | 1996-10-24 | 2001-09-26 | 北京矿务局爆炸加工厂 | 在钢坯上一次爆炸焊接双层不锈钢板的方法 |
| WO2014178315A1 (ja) * | 2013-04-28 | 2014-11-06 | 旭化成ケミカルズ株式会社 | 異材継手 |
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1988
- 1988-03-10 JP JP5504088A patent/JPH0818150B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN1071617C (zh) * | 1996-10-24 | 2001-09-26 | 北京矿务局爆炸加工厂 | 在钢坯上一次爆炸焊接双层不锈钢板的方法 |
| WO2014178315A1 (ja) * | 2013-04-28 | 2014-11-06 | 旭化成ケミカルズ株式会社 | 異材継手 |
| JPWO2014178315A1 (ja) * | 2013-04-28 | 2017-02-23 | 旭化成株式会社 | 異材継手 |
| KR20190107917A (ko) * | 2018-03-13 | 2019-09-23 | 주식회사 한화 | 폭발 경화용 폭발 구조체 및 이를 이용한 폭발 경화 방법 |
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