JPH01317692A - アルミニウムクラッド鋼からなるプレス成形有底円筒状ケース用素材及びプレス成形有底円筒状ケースの製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 利用産業分野 この発明は、ステンレス鋼にアルミニウムをクラッドし
た電子部品材料用クラッド材に係り、特に、電気二重層
コンデンサのケース材等、各種電子部品を構成するのに
最適な両側端部に母材部を残してインレイ状に圧接した
アルミニウムクラッド鋼及びその製造方法に関する。

背景技術 ］ンデンサーのケースあるいはメモリー等のバックアッ
プ電源に用いられる電気二重層コンデンサのケース材と
して、冷間圧接法を用いて製造されたアルミニウム板を
ステンレス鋼板母材にオーバーレイ状にクラッドしたク
ラッド鋼を用いた材料が提案されている（特開昭６３−
５６３７２号）。

すなわち、前記提案においては、オーバーレイ状にクラ
ッドしたアルミニウムｌステンレスクラッド材からなる
ケースを用いることにより、電気二重層コンデンサのケ
ース材の製造に際し、導電性電極を構成するアルミニウ
ム金属層を活性炭繊維布上にプラズマ溶射法等で形成す
る必要がなくなリ、作業性良く、電気二重層コンデンサ
を安価に提供できるとしている。

従来技術の問題点 上記提案に基づき、オーバーレイ状にクラッドしたアル
ミニウムｌステンレスクラッド材を用い、絞り加工にて
各種寸法の有底円筒状ケースを作成したところ、該ケー
スを用いることによって上記効果を得ることが確認でき
た。

しかし、前記発明には以下に示す如く、種々の問題があ
ることが判明し、工業的規模の生産性において、能率よ
く加工でき、しかも精度の高い形状寸法のケースを得る
には、さらに素材の改良が必要と考えられる。

すなわち、上記オーバーレイ状にクラッドしたアルミニ
ウムｌステンレスクラッド材（以下オーバーレイ状クラ
ッド材という）を、連続的にプレス機による絞り加工を
施し、有底円筒状に形成するためには、長尺のオーバー
レイ状クラッド材の長手方向両側端部を金型にて挟持し
ながら、順次長手方向に送給することが必要である。

この素材の送給の際、オーバーレイ状クラッド材の長手
方向両側端部に設けられているアルミニウムと金型の接
触により、アルミニウム粉が発生する。

このアルミニウム粉がケースの底部に残存し、そのまま
プレス加工されると、押込疵の原因になるだけでなく、
さらにアルミニウム粉が脱落した場合、ケース内周面を
形成するアルミニウム部に四部ができ、コンデンサに組
立てた際に、該凹部から電解液が浸入してステンレス鋼
を腐食し、コンデンサの機能を低下させる要因となる。

また、オーバーレイ状クラッド材は冷間圧接法にて製造
されるため、アルミニウムとステンレス鋼との密着性を
高めるためには大きな圧延率が必要とされる。

この結果、得られたオーバーレイ状クラッド材は加工硬
化によりプレス加工性が悪いだけでなく、圧延による異
方性のためにプレス加工後のケースの真円度が悪くなり
、精度の高い形状寸法のケースを得ることが困難となっ
ていた。

発明の目的 この発明は、前述した各問題点を解消し、工業的規模の
生産において、効率よくかつ高精度で所要形状のケース
に加工でき、しかもプレス機への素材送給時にアルミニ
ウム粉の発生を防止したアルミニウムクラッド鋼及びそ
の製造方法の提供を目自勺としている。

発明の概要 この発明は、上記問題の解消を目的に、アルミニウムと
ステンレス鋼の圧接形状、並びに製造方法を種々検討し
た結果、インレイ状のクラッド材がアルミニウム粉の発
生防止に有効で、しかも温間圧接にて製造した場合に、
最も高精度にケースを作成できることを知見し、この発
明を完成した。

すなわち、この発明は、 ステンレス鋼板からなる母材表面中央部に５、長手方向
両側端部に各々幅２．５ｍｍ以下の母材部を残して、イ
ンレイ状に温間圧接したアルミニウム部を有し、圧接後
のステンレス鋼硬度が、Ｈｖ３１０以下で、かつクラッ
ド鋼の長手方向の伸び率が２０％以上の絞り加工性にす
ぐれたアルミニウムクラッド鋼であり、 また、 ２００〜５００℃に加熱したステンレス鋼板からなる母
材表面に、前記ステンレス鋼板より狭幅で５０〜２００
℃加熱したアルミニウム板を、圧延方向にかつインレイ
状に温間圧接することを特徴とするアルミニウムクラッ
ド鋼の製造方法である。

発明の構成 この発明のインレイ状のアルミニウムクラッド鋼の母材
たるステンレス鋼は、加工性、耐腐食性等の観点から、
ＳＵＳ　３０４等のオーステナイト系ステンレス鋼が望
ましい。

また、アルミニウムは、電気的特性、耐腐食性、加工性
等の観点から、純度が９９．９９％以上の高純度アルミ
ニウムを用いることが望ましい。

この発明のインレイ状アルミニウムクラッド鋼の主たる
特徴は、材料の長手方向両側端部にアルミニラム板を圧
接することなく残されたステンレス母材部にある。

プレス成形時の素材の支持、送給は、素材両端部のステ
ンレス母材部を金型等にて挟持することができ、アルミ
ニウムと金型等との接触によるアルミニウム粉の発生が
ない。

この発明のインレイ状アルミニウムクラッド鋼の両側端
部に露出するステンレス部の幅は、歩留りの観点から各
々２．５ｍｍ以下とすることが望ましい。

また、プレス成形時に支持部として両側端部のステンレ
ス部には、挟持に伴ない所定の荷重が加わることから、
必要以上にその幅を小さくするとタワミ等が発生して、
良好な形状寸法のケースが得られなくなるため、前記歩
留り等を合せて考慮するに、望ましくは０．２〜２ｍｍ
、さらに望ましくは０．５〜１．５ｍｍの範囲に設定す
るとよい。

アルミニウムの厚さは、耐腐食性、加工性等の観点から
、当該クラッド鋼の全厚さに対して、１５〜３０％の範
囲で設定することが望ましく、特に、アルミニウム面が
加圧面になることから、少なくともプレス加工等による
破損、すなわち曲げ部の欠損等を防止できる厚さとする
ことが必要である。

また、この発明において、圧接後のステンレス鋼硬度は
、Ｈｖ　３１０を越えると、良好な絞り加工性が得られ
ないため、Ｈｖ　３１０以下とし、望ましくはＨｖ　３
００以下であり、また、硬度はステンレス種類、圧接や
焼鈍等の加工度合などにより変化し、前記条件設定によ
り適宜選定でき、Ｈｖ　２００程度にまで低下し得る。

また、クラッド鋼の長手方向の伸び率を、２０％以上に
限定する理由は、２０％未満では良好な絞り加工性が得
られないためであり、望ましくは２５％以上であり、ま
た、前記伸び率はステンレス種類、圧接や焼鈍等の加工
度合などにより変化し、前記条件設定により適宜選定で
き、例えば、３０〜４０％程度まで向上する。

製造方法 上記構成からなるインレイ状アルミニウムクラッド鋼を
得るためには、あらかじめステンレス鋼板を２００〜５
００℃に加熱して圧接することが必要である。

すなわち、加熱温度が２００”Ｃ未満では、低い圧接圧
延率で良好な密着強度を得ることができず、また、５０
０℃を超えると、圧接時にロール焼付を起すこととなる
。

また、加熱温度は、ステンレス鋼板の厚さ、要求される
密着強度、圧延率等に応じて最適加熱温度を設定するこ
とが望ましく、さらに、生産性、経済性等を考慮するに
３００〜４００℃の加熱が望ましい。

圧接に際し、アルミニウム板は、ステンレス鋼板と同様
に、良好な密着強度を得るために、予め５０〜２００℃
に加熱しでおくことが必要である。

すなわち、アルミニウム板の加熱温度が５０℃未満では
、アルミニウム板のクラッド面に存在する水分や不純物
を十分除去することができず、要求される密着強度が得
られない。また、２００”Ｃを超えるとアルミニウム板
が軟化し、圧接時に十分なテンションを与えることがで
きず、正確な位置決めや良好な密着を実現することがで
きない。

アルミニウム板の加熱温度は、ステンレス鋼板と同様そ
の厚さ、要求される密着強度、圧延率、さらに生産性、
経済性等を考慮して加熱温度を設定するが、望ましくは
７５〜１５０℃が推奨される。

さらに、ステンレス鋼板とアルミニウム板の密着強度を
向上させるために、ステンレス鋼板のクラッド面に圧接
前にパフ研摩を施したり、温間圧接後、拡散焼鈍を施す
ことも効果的である。

発明の効果 この発明によるインレイ状アルミニウムクラッド鋼は、
プレス成形加工時に両側端部のステンレス母料部のみを
支持できるため、アルミニウム粉の発生がなく、得られ
たケース内周面のアルミニウム部を損傷することがなく
、また、温間圧接により製造するため、圧延率が小さく
ても高い密着強度が得られ、しかも、圧延による加工硬
化が少なくプレス加工が容易に実施でき、しかも異方性
が少ないため、得られるケースの真円度が高いなど、高
精度の加工が可能である。

実施例 ＳＵＳ　３０４からなるステンレス鋼板を、非酸化性雰
囲気の加熱炉にて３００℃に加熱するとともに、純度９
９．９９％以上のアルミニウム板を加熱ランプにて１０
０℃に加熱し、温間圧接により、第１図に示す如く、こ
の発明によるインレイ状アルミニウムクラッド鋼（１）
を作製した。

すなわち、インレイ状アルミニウムクラッド鋼（１）は
、母材のステンレス鋼板（２）の上面両側端部の母材露
出部（２ａ）を設けて上面にアルミニウム板（３）が圧
接してあり、各部寸法は下記の通りであった。

クラッド鋼（１）の幅：　Ｗｌ　＝　１７ｍｍアルミニ
ウム板（３）の幅：Ｗ２＝１５ｍｍ母材露出部（２ａ）
の幅：Ｗ３＝Ｗ４＝１ｍｍクラッドｍ（１）の厚さ：　
Ｔ１　＝　０．３ｍｍアルミニウム板（３）の厚さ：　
Ｔ２　＝　０．０７ｍｍさらに、上記インレイ状クラッ
ド鋼を用いて、外径１１ｍｍ、高さ１．９ｍｍの有底円
筒状、ケースを多数個、作製した。

いずれも、アルミニウム粉を発生することなく容易にプ
レス加工ができ、しかも得られたケースの真円度（圧延
方向の直径と圧延方向と直角方向の直径との差）は、２
〜３ｐｍと極めて高い精度の形状寸法を有していた。

なお、従来の冷間圧接法により得られ、アルミニウム板
厚み０．０７ｍｍ、幅１７ｍｍ、厚さ０．３ｍｍ寸法の
オーバーレイ状クラッド板を用いて加工したケースは、
真円度が１０〜１５ｐｍと悪く、また一部のケースには
、アルミニウム粉による押込疵が確認された。

また、本発明のクラッド鋼と従来のクラッド鋼の圧延率
、硬度（Ｈｖ）、伸び、は第１表のとおりであった。

第１表

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるインレイ状アルミニウムクラッ
ド鋼の斜視説明図である。 １・・・インレイ状アルミニウムクラッド鋼２・・・ス
テンレス鋼板、２ａ・・・母材露出部、３・・・アルミ
ニウム板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ステンレス鋼板からなる母材表面中央部に、長手方向両
   側端部に各々幅２．５ｍｍ以下の母材部を残して、イン
   レイ状に温間圧接したアルミニウム部を有し、圧接後の
   ステンレス鋼硬度が、Ｈｖ３１０以下で、かつクラッド
   鋼の長手方向の伸び率が２０％以上の絞り加工性にすぐ
   れたアルミニウムクラッド鋼。 ２ ２００〜５００℃に加熱したステンレス鋼板からなる母
   材表面に、前記ステンレス鋼板より狭幅で ５０〜２００℃加熱したアルミニウム板を、圧延方向に
   かつインレイ状に温間圧接することを特徴とするアルミ
   ニウムクラッド鋼の製造方法。