JPH0250805B2 - - Google Patents

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JPH0250805B2
JPH0250805B2 JP57111337A JP11133782A JPH0250805B2 JP H0250805 B2 JPH0250805 B2 JP H0250805B2 JP 57111337 A JP57111337 A JP 57111337A JP 11133782 A JP11133782 A JP 11133782A JP H0250805 B2 JPH0250805 B2 JP H0250805B2
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JP
Japan
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sprayed
metal
rolled material
layers
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JP57111337A
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JPS591003A (ja
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Kenichiro Ochiai
Masao Hirai
Akio Kamata
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B1/00Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/38Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling sheets of limited length, e.g. folded sheets, superimposed sheets, pack rolling

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Sheet Steel (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
この発明は、耐食性、耐海水性及び防汚性に優
れる被覆鋼板の簡便な製造方法に関し、とくに溶
射技術と圧延技術を組合せて有利に上記の諸特性
を表面被覆鋼板に付与することについての開発成
果を提案するものである。 近年海洋開発が活況を呈し、それとともに耐食
性のほかこれにくわえて耐海水性、防汚性に優れ
る安価な材料が必要とされている。このような用
途で例えばキユプロニツケル(Cu−10%Ni,
Cu:30%Ni)などの銅合金の適合が知られてい
るけれども、これらの材料は一般に高価である。
そこでクラツド鋼板として工業的には熱間圧着法
や爆発圧接法などの利用が試みられている。 しかし熱間圧着法では合せ材の酸化防止のた
め、ニツケルめつきなどの前処理が必要とされ、
また爆発圧着法では特殊設備を要し、何れも工程
自体がやはり高価につく。加えてこの種のクラツ
ド鋼材の製造コストにしめる材料費の割合も高
く、今後予想される海洋構造物や船体材料として
の工業的規模での適用は経済性の観点から難かし
い。 ところでこれら合せ材を構成する単味の金属材
料CuおよびNiは工業的に廉価に入手できるため、
発明者らはこれら単味金属材料を溶射材料として
用いることにより、安価にしかも耐海水性および
防汚性に関して上記キユプロニツケルクラツド鋼
板と同等の機能を具備しうる被覆鋼板の簡便な製
造技術を以下にのべるように開発した。 ところでCuおよびNiの板または箔状単味金属
材料を用いて鋼板上に相互に重ね、これに熱間圧
着法を適用することによつて、Cu−Niの合金化
をはかり、鋼板に被覆することも考えられなくは
ないが、この方法で形成されるCuとNiの合金化
層の領域は極めて狭く、被覆層全体にわたつて合
金化を成就することは困難である。 ここに、Cuが融液となる温度域で合金化処理
を行うことも考えられるが、このような処理では
鋼板表面上から融液となつたCuが流出して目的
とする被覆層は得られ難く、また、なんらかの工
夫によつてCuが融液となる温度域での合金化処
理がかりに達成さたとしても、このような熱処理
が鋼板に付与される結果となつて鋼板の材質上好
ましくないだけでなく、融液となつたCuが鋼板
側に粒界拡散して鋼板を脆化させるので、実用上
問題がある。 さらには、予め合金化された材料を用いて、母
材鋼板面上に溶射を行い、この溶射面を他の圧延
素材にて覆い、一緒に均熱処理および圧延を施す
ことによつても合金被覆鋼板は得られるが、この
方法でもCu合金材料費の製造費に占める割合が
高くまた、圧延開始温度を1100℃以下にしなけれ
ば融液となつたCuが母材の圧延素材側に粒界拡
散して、圧延時に割れが生ずる危険があつた。 そこで、発明者らはとくにNiおよびCu金属の
安価な単味材料を用いることに着目して圧延素材
に対し第1層として先ずNiを、第2層にはCuを
主体とするそれぞれの溶射層を形成した上で、そ
の溶射層表面を他の圧延素材で覆い一体化した積
層体につき、Cuの融点近傍もしくは融点以上に
加熱してNi−Cuの合金化をはかるならば、Niの
第1層がCuの母材側への粒界拡散を遮る障壁と
して役立つた上でその後熱間圧延によりNi−Cu
合金を表層とする被覆鋼板が得られることに想到
した。 つまりキユプロニツケル合金の粉末材料は、元
来市販されてもいないが、かりにこれを溶射材料
としてつくろうとすると、甚しくコストが嵩むと
ころそれに比してはるかに安価な純Cuと純Niと
の粉末材料を用いる複合溶射技術の適用を、熱処
理および圧延と組み合せることにより、有利にキ
ユプロニツケル組成を含めて銅合金被覆鋼板の製
造を可能ならしめ得るわけである。 この発明に従つて基本的には、第1図aに示す
ようにたとえば圧延素材としてのスラブ1,5の
板面に、まず第1層2,4としてNiの溶射層を
被成し、次に第2層3,3としてCuの溶射層を
被成する。第1層2,4はスラプの均熱処理中、
これに先立つて被成された第2層3,3すなわち
Cuの溶射層からCuがスラブ1,5の地金に向け
て粒界拡散するのを遮る効果があり、また、第1
層2,4中のNi金属の一部は母材スラブ側に拡
散して、スラブ−Ni溶射層間の密着性は著しく
向上する。 なおこの第1層2,4については、純Ni粉を
単味で用いる場合のほかにもNi−CrやNi−Alな
どの合金粉末の如きを用いてもほぼ同様の効果を
発揮し、またNi又はその合金めつきなどの手法
によることもできる。 何れにしても第2層のCuと第1層のNiは均熱
処理時に相互拡散によつてNiとCuの合金たとえ
ばキユプロニツケル組成となし得る。 均熱処理温度はCuの融点近傍かもしくはそれ
以上にすると、短時間でNiとCuの合金を形成さ
せることができる。ここに融点以上の均熱処理温
度であつても、この発明では第1図aに示すごと
く金属溶射層の表面同志を向いあわせに積層する
ことによつて金属溶射層は覆いかくされ、また第
1図bのように溶射を行わないスラブ5′は溶射
層表面に重ね合わせても同様に覆いかくされるの
で均熱処理を行う間におけるCuの融液の流出や
融液の酸化は事実上防止され得る。 均熱処理温度は900℃〜1400℃、均熱処理時間
は均熱処理温度に応じて30〜42分の範囲で決める
ことができる。均熱処理温度が900℃未満ではNi
の母材スラブへの拡散に長時間を要し経済的でな
く、1400℃以上では均熱処理炉の炉材を損傷する
ため好ましくない。 第1層2又は2,4はNiを主体とする溶射層
によるときその厚みは平均して40μm以上である
ことが必要で、40μmに満たないと溶射不均一の
ため、局部的にスラブ5の地金面が露出してここ
でCu溶射層と触れてしまううれいがある。また
第1層2,4と第2層3,3またさらに第2層
3,3についても多層積層にするときも含めて、
金属溶射層の合計厚さは20mmを超えると溶射時に
はく離しやすくなる。 また、第2層3,3またはそれ以降の溶射が終
了したあと、均熱処理に至るまでのCuの酸化防
止を兼ねて、圧延後に重なり合つている被覆面の
はく離を容易にするために予めZrO2,TiO2
MgO,Al2O3,SiO2などのセラミツクス粉末を、
アルコール中に懸濁させはけ塗りするか、または
これらの材料をガスまたはプラズマ溶射にて被覆
しはく離剤層を形成させる。図中6ははく離剤層
を示す。 また第2層3,3の溶射に際してNiとCuを互
いに間隔をおく多層交互溶射または混合溶射を行
うことによつても、短時間の均熱処理でのCuと
Niの合金化が容易に達成される。 厚いキユプロニツケル被覆を必要とする場合に
は、第2層3,3以降でNiとCuとの混合溶射ま
たは多条交互溶射はNiとCuの合金化を短時間で
促進させるためとくに効果的である。 なお被覆層にAl,Zn,Sn,Fe等の元素を添加
させさらに耐海水性、耐食性を向上させたい場合
には第2層3,3以降の溶射時にこれら元素を単
独もしくは複合して用いCuとの多層もしくは混
合溶射を行うこともできる。 このような方法を用いて製造されたキユプロニ
ツケルを典型とする銅合金被覆鋼板は、母板の地
金表面にFeとNiの拡散層が存在するため、その
溶接性は一般の銅合金クラツド鋼板に比較して優
れている。すなわち、地金表面にCu合金よりも
融点の高いFe−Ni層が存在するので、溶接施行
部をカツトバツクしなくても、溶接時の熱によつ
て融液となつたCu合金がボンド及びHAZへ侵入
して起る粒界液化割れを防止できる。 この発明では、第2図に示すように、母材1,
5の板面にすでにのべた第1層2,4及び第2層
3,3の多重溶射を行い、または行わないで、別
途に母材1′の両面に、それぞれ第1層2′,2′,
第2層3′,3′の同様な溶射を施した上で、さき
にのべたように、セラミツクスのはく離剤層6を
適用して同様に重ね合わせ、加熱、圧延の工程に
供することにより、容易に両面被覆も行える。 さて、表1にこの発明に従う銅合金被覆鋼板の
製造実験に用いた供試スラブの化学組成および寸
法を示す。
【表】 これら各スラブの表面にブラスト処理を行い、
表2に示す溶射材料を用いて種々の厚さを有する
金属溶射層を被成し、極く一部のスラブは裸のま
まとして、表3に示す組み合せで銅合金被覆鋼板
を製造し各種試験を行つた。
【表】
【表】
【表】
【表】 表3中の密着強度はJISH8664によつて測定し、
また曲げ試験はt×20W×200の試験片をR=
2t,180゜曲げを行い、表面にワレが発生したもの
を×、しないものを〇印とした。塩水噴霧試験は
JISZ2371に準じて行い、300時間の塩水噴霧で赤
錆が発生したものを×、赤錆の発生しなかつたも
のを〇印とした。 海水浸漬試験はt×200W×300の試験片を千
葉沖に2年間浸漬し、貝がら付着およびふじつぼ
などの海洋生成物の付着がみられたものは×、み
られなかつた試料を〇印とした。 なお、表2中溶射番号12,13,14および表3中
試験番号10,11,12は比較例である。 表3中試験番号10は表2の溶射番号12で示した
ように第1層にCuを用い、しかも圧延開始温度
を1200゜としたため、圧延中に、母材スラブ表面
に亀甲状のワレが発生して表面被覆鋼板は製造で
きなかつた。 また表3中試験番号11は表2の溶射番号13の
ように第1層にCu−10%Ni合金を用いているが、
均熱温度を1050℃、圧延開始温度1020℃としてい
るため、Cu−10%Ni被覆鋼板は製造できるが、
材料費が甚だ高くつき、海洋構造物および船体材
料への適用は困難である。 表3中試験番号12は表2の溶射番号14のように
セラミツクスのはく離剤を使用していないために
圧延後、重ね合せた鋼板を分離することができ
ず、表面被覆鋼板は製造できなかつた。 これに対して、この発明に従う表3中試験番号
1〜9の各試料は、断面ミクロ観察結果から均一
で平坦度の高い被覆層が得られ、またEPMAの
分析結果でCuとNiの合金が形成さていることが
確かめられた。 上述の実施例では圧延素材としてスラブを用い
た場合につき主に説明したが、シートバーを用い
た場合でもほぼ同様の効果を得ることができた。 以上述べたようにこの発明によれば、銅合金被
覆鋼板の製造につき格別の設備を必要とすること
なく既存の均熱処理設備および熱延設備を用いて
工業的規模で通常の熱延板と同様の工程で容易に
製造できる。
【図面の簡単な説明】
第1図a,bはいずれもこの発明に従う圧延素
材の積層要領および重ね合せ方法を示す断面図、
第2図はこの発明に従う圧延素材の多重積層要領
を示す断面図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 圧延素材の板面に金属の溶射層を形成し該溶
    射層を内にして、セラミツクスはく離剤層を介し
    他の圧延素材と重ね合せ、加熱、圧延を施して表
    面被覆鋼板を製造する方法において、 金属の溶射層の形成は、Niを主体とする第1
    層を圧延素材の板面に被成し、ついでこの第1層
    上に第2層として、Cuを主体とする溶射材料を
    被成して、第1層と第2層の合計厚さを20mm以下
    とすること 上記加熱は900〜1400℃で30〜420分間にわたる
    均熱とすることの結合を特徴とする耐食性、耐海
    水性及び防汚性に優れる被覆鋼板の製造方法。 2 他の圧延素材が、予めNiを主体とする第1
    層を圧延素材の板面に被成しついでこの第1層上
    に第2層としてCuを主体とする溶射材料を被成
    して、第1層と第2層の合計厚さを20mm以下とし
    た金属溶射層をそなえることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の方法。 3 金属溶射層の第2層が、CuとNiの混合又は
    多層被成であることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項又は第2項記載の方法。 4 金属溶射層の形成が圧延素材の両面にわたる
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項、第2項
    または第3項記載の方法。
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CN105369182B (zh) * 2015-10-26 2018-02-09 昆明理工大学 一种制备钛铝合金薄板的方法
CN111085544B (zh) * 2019-11-28 2021-04-06 长春工业大学 一种叠轧制备高强度高韧性铝合金板材的方法

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JPS5887223A (ja) * 1981-11-20 1983-05-25 Kawasaki Steel Corp 金属被覆鋼板の製造方法

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