JPH03275285A - アルミニウム複合板の製造方法 - Google Patents
アルミニウム複合板の製造方法Info
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- JPH03275285A JPH03275285A JP6986390A JP6986390A JPH03275285A JP H03275285 A JPH03275285 A JP H03275285A JP 6986390 A JP6986390 A JP 6986390A JP 6986390 A JP6986390 A JP 6986390A JP H03275285 A JPH03275285 A JP H03275285A
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Landscapes
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- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
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〕
本発明は表面改質により合金化されたアルミニウム複合
板の製造方法に関する。
板の製造方法に関する。
近年、母材の表面に高エネルギー密度ビームを照射して
母材の耐食性、耐摩耗性、耐熱性を大幅に向上させる方
法は広く用いられるようになってきた。
母材の耐食性、耐摩耗性、耐熱性を大幅に向上させる方
法は広く用いられるようになってきた。
これらの技術では通常、高エネルギー密度ビームの照射
はレーザーとかプラズマジェットとかの点状熱源を用い
ており、従って工業的に生産されている圧延板のように
大面積を有する材料の全面に高エネルギー密度ビームを
照射を施すと、処理時間が著しく長（なり非常に高価な
ものとなっていた。
はレーザーとかプラズマジェットとかの点状熱源を用い
ており、従って工業的に生産されている圧延板のように
大面積を有する材料の全面に高エネルギー密度ビームを
照射を施すと、処理時間が著しく長（なり非常に高価な
ものとなっていた。
これに対し本発明者は以前に表面改質されたアルミニウ
ム板の製造方法を提案した（特開平１−２９４８５０）
。この方法はアルミニウム連続鋳造塊の表面に高エネル
ギー密度ビームを照射して該アルミニウム連続鋳造塊の
表面を溶融すると同時に高エネルギー密度ビーム照射中
に異種材料を添加させるか又は高エネルギー密度ビーム
のシールドガスに酸素または窒素ガスを含有させて酸化
物等を形成させて表面改質処理による合金化を行い、そ
の後通常の熱間圧延および必要により更に熱処理および
冷間圧延を行うアルミニウム板の製造方法である。
ム板の製造方法を提案した（特開平１−２９４８５０）
。この方法はアルミニウム連続鋳造塊の表面に高エネル
ギー密度ビームを照射して該アルミニウム連続鋳造塊の
表面を溶融すると同時に高エネルギー密度ビーム照射中
に異種材料を添加させるか又は高エネルギー密度ビーム
のシールドガスに酸素または窒素ガスを含有させて酸化
物等を形成させて表面改質処理による合金化を行い、そ
の後通常の熱間圧延および必要により更に熱処理および
冷間圧延を行うアルミニウム板の製造方法である。
しかしこの方法は、確かに母材表面を母材とは違った合
金にしかつ母材に圧延を加えることにより母材の耐食性
、耐摩耗性、耐熱性を大幅に向上させた板が非常に効率
よく製造でき、従って低コストで表面改質処理により合
金化した複合板を得る方法ではあるが、添加する異種材
料又は酸化物の種類によってはしばしば合金化の時に凝
固割れを生じてその後の圧延を困難にするとか、耐摩耗
性が良好なことが逆に災いして圧延ロールの表面を著し
く劣化させるという問題があった。
金にしかつ母材に圧延を加えることにより母材の耐食性
、耐摩耗性、耐熱性を大幅に向上させた板が非常に効率
よく製造でき、従って低コストで表面改質処理により合
金化した複合板を得る方法ではあるが、添加する異種材
料又は酸化物の種類によってはしばしば合金化の時に凝
固割れを生じてその後の圧延を困難にするとか、耐摩耗
性が良好なことが逆に災いして圧延ロールの表面を著し
く劣化させるという問題があった。
本発明は上記の圧延上の問題点を解決し、表面改質処理
により合金化された低コストのアルミニウム複合板を提
供することを目的にするものである。
により合金化された低コストのアルミニウム複合板を提
供することを目的にするものである。
［課題を解決するための手段］
本発明の骨子は例えば高エネルギー密度ビームの照射を
利用して鋳塊表面を合金化した際に合金化部分で凝固割
れが生じた場合でもこの鋳塊を芯材とし別のアルミニウ
ム板を皮板として用いて圧延により合わせ板を作製しつ
つ最終寸法まで圧延可能にしたアルミニウム複合板の製
造方法である。
利用して鋳塊表面を合金化した際に合金化部分で凝固割
れが生じた場合でもこの鋳塊を芯材とし別のアルミニウ
ム板を皮板として用いて圧延により合わせ板を作製しつ
つ最終寸法まで圧延可能にしたアルミニウム複合板の製
造方法である。
即ち、本発明は、アルミニウム連続鋳造塊の表面に高エ
ネルギー密度ビームを照射して該アルミニウム連続鋳造
塊の表面を溶融すると同時に高エネルギー密度ビーム照
射中に溶融金属に異種材料し、その後前記表面にアルミ
ニウム板を重ねて熱間圧延を行い、必要により更に熱処
理および冷間圧延を行うことを特徴とするアルミニウム
複合板である。
ネルギー密度ビームを照射して該アルミニウム連続鋳造
塊の表面を溶融すると同時に高エネルギー密度ビーム照
射中に溶融金属に異種材料し、その後前記表面にアルミ
ニウム板を重ねて熱間圧延を行い、必要により更に熱処
理および冷間圧延を行うことを特徴とするアルミニウム
複合板である。
また、本発明は、前記異種材料の添加に代えてまたは異
種材料の添加と同時に、高エネルギー密度ビームのシー
ルドガスに酸素および／または窒素ガスを含有せしめる
ことにより合金化を行うアルミニウム複合板の製造方法
でもある。
種材料の添加と同時に、高エネルギー密度ビームのシー
ルドガスに酸素および／または窒素ガスを含有せしめる
ことにより合金化を行うアルミニウム複合板の製造方法
でもある。
ここで高エネルギービームの照射受ける前の鋳塊の温度
は通常２００℃以上でかつ（ＴＭ ５０℃）但しＴＭ
は連続鋳造塊の溶解温度−以下の温度範囲にあることが
望ましいが、特にこの温度に限定されるものではなく、
常温の鋳塊に照射を行ってもよい。高エネルギー密度ビ
ームとしては通常、１０’Ｗ／ｃｍ２以上のエネルギー
をもつものであれば鋳塊表面の改質効果（結晶粒の微細
化や鋳造組織の破壊等）があり、また異種材料を溶融に
足る十分なエネルギを発生することができるので、ビー
ムの種類は特に限定するものでなく、般にはレーザー、
電子ビーム、プラズマ、ＴＩＧアーク、ＭＩＧアーク、
マグアーク、バンドアーク等が使用される。特にこれら
アークでは磁気オシレート制御によるものが好ましく適
用される。
は通常２００℃以上でかつ（ＴＭ ５０℃）但しＴＭ
は連続鋳造塊の溶解温度−以下の温度範囲にあることが
望ましいが、特にこの温度に限定されるものではなく、
常温の鋳塊に照射を行ってもよい。高エネルギー密度ビ
ームとしては通常、１０’Ｗ／ｃｍ２以上のエネルギー
をもつものであれば鋳塊表面の改質効果（結晶粒の微細
化や鋳造組織の破壊等）があり、また異種材料を溶融に
足る十分なエネルギを発生することができるので、ビー
ムの種類は特に限定するものでなく、般にはレーザー、
電子ビーム、プラズマ、ＴＩＧアーク、ＭＩＧアーク、
マグアーク、バンドアーク等が使用される。特にこれら
アークでは磁気オシレート制御によるものが好ましく適
用される。
異種材料の添加はこれら高エネルギー密度ビームを利用
した溶射、肉盛り、または予め異種材料を鋳塊の上に散
布しておくことによる合金化などにより行う。
した溶射、肉盛り、または予め異種材料を鋳塊の上に散
布しておくことによる合金化などにより行う。
鋳塊のアルミニウムおよび合わせ板のアルミニウム板は
特に限定されるものではなく、例えばＪＩＳＡ１０７０
．１０５０．１１．００．５００５．３００３．３００
４．５１ｇ２．５０８３．６０６１．７ＮＯ１等が使用
でき、又必ずしも鋳塊と合わせ板は同じ合金である必要
はない。
特に限定されるものではなく、例えばＪＩＳＡ１０７０
．１０５０．１１．００．５００５．３００３．３００
４．５１ｇ２．５０８３．６０６１．７ＮＯ１等が使用
でき、又必ずしも鋳塊と合わせ板は同じ合金である必要
はない。
表面改質処理による合金化は鋳塊の片面または両面に行
ってよい。
ってよい。
添加する異種材料の種類としては強磁性を付与するＦ
ｅ ＋ Ｍ ｎ ＋ Ｃｏ ＋ Ｍ ｏ ＋剛性を向上
させるＳｉ、Ｆｅ、Ｃｅ、Ｃｏ、表面電気抵抗を高め抵
抗スポット溶接性を向上させるＴｉ、Ｍｎ。
ｅ ＋ Ｍ ｎ ＋ Ｃｏ ＋ Ｍ ｏ ＋剛性を向上
させるＳｉ、Ｆｅ、Ｃｅ、Ｃｏ、表面電気抵抗を高め抵
抗スポット溶接性を向上させるＴｉ、Ｍｎ。
Ｃｒ、耐摩耗性を改良するＳｉ、ハンダ付は性を付与す
るＰｂ、Ｂｉなどが使用でき、その他の目的としては硬
化用としてＮｉ、Ｎｂ、ＴｉＣ。
るＰｂ、Ｂｉなどが使用でき、その他の目的としては硬
化用としてＮｉ、Ｎｂ、ＴｉＣ。
ＳｉＣ，Ｂ、Ｔ、ｉ、ＴｉＢ２．ＴｉＮ、ＴｉＯ２゜Ｔ
ｉＳ２．なども使用できる。また、これらの材料の複合
添加等も採用できる。これらの異種材料の添加量は一般
に５〜８０重量％である。
ｉＳ２．なども使用できる。また、これらの材料の複合
添加等も採用できる。これらの異種材料の添加量は一般
に５〜８０重量％である。
また高エネルギー密度ビームを照射する際にシ−ルドガ
スとしては通常Ａｒ、Ｈｅ等が用いると溶融アルミニウ
ムのガス吸収などを防止することができるが、必要に応
じて０２．Ｎ、等も含有させることにより溶融池内に酸
化物とか窒化物等を形成させ、表面の耐摩耗性などを改
善することができる。
スとしては通常Ａｒ、Ｈｅ等が用いると溶融アルミニウ
ムのガス吸収などを防止することができるが、必要に応
じて０２．Ｎ、等も含有させることにより溶融池内に酸
化物とか窒化物等を形成させ、表面の耐摩耗性などを改
善することができる。
合わせ板を作成するための手法は通常の熱間圧延による
熱間クラッドが使うことができる。またこの皮板用のア
ルミニウム板のクラッド前の厚みは通常５〜５０ｍｍあ
ればよい。
熱間クラッドが使うことができる。またこの皮板用のア
ルミニウム板のクラッド前の厚みは通常５〜５０ｍｍあ
ればよい。
アルミニウムの鋳塊表面を例えば鉄と合金化した際には
合金化部分で凝固割れが生じるが、こうした場合でもこ
の鋳塊を芯材とし別のアルミニウム板を皮板とした合わ
せ板は圧延可能になる。
合金化部分で凝固割れが生じるが、こうした場合でもこ
の鋳塊を芯材とし別のアルミニウム板を皮板とした合わ
せ板は圧延可能になる。
即ち第１図に示す如くアルミニウムの鋳塊１の表面を合
金化した際にこの合金化層２に凝固割れ３が生じるが、
この上に皮材４をのせて熱間圧延を行い、第２図に示す
如く合わせ板５を作ると元の合金化層２の合金成分は皮
材４の中に分散され・た新たな表面改質層６が作られる
。
金化した際にこの合金化層２に凝固割れ３が生じるが、
この上に皮材４をのせて熱間圧延を行い、第２図に示す
如く合わせ板５を作ると元の合金化層２の合金成分は皮
材４の中に分散され・た新たな表面改質層６が作られる
。
この際合金化層２の合金相は主として凝固割れ３の中を
通って押し出され、皮材４の中に分散されるものと考え
られる。したがって、凝固割れ３は充填され、それ以上
拡大しないために、最終寸法までの圧延が可能になった
ものと推測される。
通って押し出され、皮材４の中に分散されるものと考え
られる。したがって、凝固割れ３は充填され、それ以上
拡大しないために、最終寸法までの圧延が可能になった
ものと推測される。
また、皮材４は圧延ロールが合金層により疵つけられる
ことを防止する。
ことを防止する。
以下、実施例により本発明の詳細な説明する。
実施例１
Ｊ Ｉ Ｓ Ａ３０８３アルミニウム合金を工業的規模
にて連続鋳造し、鋳塊（厚さ５００ｍｍ 、幅１０００
ｍｍ、長さ３０００ｍｍ）を得た。その後、鋳塊を５０
０℃で１０時間均熱し冷却後面剤して熱間圧延のために
５００℃に加熱した。この鋳塊の全表面にＴＩＧアーク
（電流３００Ａ、電圧２０Ｖ、溶接速度２０ｃｍ／ｍｉ
ｎ、 、ウィービング幅１０ｍｍ、軟鋼１、６ｍｍ ψ
ワイヤ挿入量１ｍ／ｍｉｎ、シールドガスＡｒ２０１２
／ｍｉｎ、 ）を照射し、ワイヤから鉄を合金化した
。この際鋳塊表面には凝固割れが全面に生じた。その後
この鋳塊を芯材として皮材には厚さ３０ｍｍのＪＩＳＡ
５０８３アルミニウム合金板を用いて４５０℃で熱間圧
延にて合わせ材にして板厚５ｍｍに仕上げた。この合わ
せ板の断面ミクロ組織を観察したところ表皮から１ｍｍ
の範囲にＡｌ−Ｆｅ化合物が均一に分散しているのが確
認され、表層にはＡｌ−Ｆｅ化合物が分散したアルミニ
ウム複合板を得ることが出来た。
にて連続鋳造し、鋳塊（厚さ５００ｍｍ 、幅１０００
ｍｍ、長さ３０００ｍｍ）を得た。その後、鋳塊を５０
０℃で１０時間均熱し冷却後面剤して熱間圧延のために
５００℃に加熱した。この鋳塊の全表面にＴＩＧアーク
（電流３００Ａ、電圧２０Ｖ、溶接速度２０ｃｍ／ｍｉ
ｎ、 、ウィービング幅１０ｍｍ、軟鋼１、６ｍｍ ψ
ワイヤ挿入量１ｍ／ｍｉｎ、シールドガスＡｒ２０１２
／ｍｉｎ、 ）を照射し、ワイヤから鉄を合金化した
。この際鋳塊表面には凝固割れが全面に生じた。その後
この鋳塊を芯材として皮材には厚さ３０ｍｍのＪＩＳＡ
５０８３アルミニウム合金板を用いて４５０℃で熱間圧
延にて合わせ材にして板厚５ｍｍに仕上げた。この合わ
せ板の断面ミクロ組織を観察したところ表皮から１ｍｍ
の範囲にＡｌ−Ｆｅ化合物が均一に分散しているのが確
認され、表層にはＡｌ−Ｆｅ化合物が分散したアルミニ
ウム複合板を得ることが出来た。
実施例２
ＪＩＳＡ５０８３アルミニウム合金を工業的規模にて連
続鋳造し、鋳塊（厚さ５００ｍｍ、幅１０００ｍｍ、長
さ３０００ｍｍ）を得た。その後鋳塊を５００℃で１０
時間均熱し冷却後面剤して熱間圧延のために５００℃に
加熱した。この鋳塊の全表面にＴＩＧアーク（電流３０
０Ａ、電圧２０Ｖ、溶接速度２０ｃｍ／ｍｉｎ、 、ウ
ィービング幅１０ｍｍ、シールドガスＡｒ２ ｇ ／ｍ
ｉｎ、 ）を照射し、大気中のＮを合金化した。この際
表面には黒いしわ状化合物が全面に生じた。その後この
鋳塊を芯材として皮材には厚さ３０ｍｍのＪＩＳＡ５０
８３アルミニウム合金を用いて熱間圧延にて合わせ利に
して板厚５ｍｍに仕上げた。
続鋳造し、鋳塊（厚さ５００ｍｍ、幅１０００ｍｍ、長
さ３０００ｍｍ）を得た。その後鋳塊を５００℃で１０
時間均熱し冷却後面剤して熱間圧延のために５００℃に
加熱した。この鋳塊の全表面にＴＩＧアーク（電流３０
０Ａ、電圧２０Ｖ、溶接速度２０ｃｍ／ｍｉｎ、 、ウ
ィービング幅１０ｍｍ、シールドガスＡｒ２ ｇ ／ｍ
ｉｎ、 ）を照射し、大気中のＮを合金化した。この際
表面には黒いしわ状化合物が全面に生じた。その後この
鋳塊を芯材として皮材には厚さ３０ｍｍのＪＩＳＡ５０
８３アルミニウム合金を用いて熱間圧延にて合わせ利に
して板厚５ｍｍに仕上げた。
この合わせ板の断面ミクロ組織を観察したところ表皮か
ら１ｍｍの範囲に窒化物と思われる化合物が均一に分散
しているのが確認され、表層には窒化物が分散したアル
ミニウム複合板を得ることが出来た。
ら１ｍｍの範囲に窒化物と思われる化合物が均一に分散
しているのが確認され、表層には窒化物が分散したアル
ミニウム複合板を得ることが出来た。
以上示したように、本発明は高エネルギビームにより合
金化されたアルミニウム板を、圧延上のトラブルがなく
、圧延することができるため、耐摩耗性、耐熱性、耐食
性などに優れた表面改質・合金化アルミニウム板を低コ
ストで提供出来るものである。
金化されたアルミニウム板を、圧延上のトラブルがなく
、圧延することができるため、耐摩耗性、耐熱性、耐食
性などに優れた表面改質・合金化アルミニウム板を低コ
ストで提供出来るものである。
第１図は本発明法において使用される合わせ板を示す概
念図、 第２図は本発明法で製造されたアルミニウム複合板断面
の概念図である。 １−アルミニウムの鋳塊、２−合金化層、３−凝固割れ
、４−皮材、５−合わせ板、６−表面改質層６
念図、 第２図は本発明法で製造されたアルミニウム複合板断面
の概念図である。 １−アルミニウムの鋳塊、２−合金化層、３−凝固割れ
、４−皮材、５−合わせ板、６−表面改質層６
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、アルミニウム連続鋳造塊の表面に高エネルギー密度
ビームを照射して該アルミニウム連続鋳造塊の表面を溶
融すると同時に高エネルギー密度ビームを照射中に溶融
金属に異種材料を添加し、その後前記アルミニウム鋳塊
の前記表面にアルミニウム板を重ねて熱間圧延を行い、
必要により更に熱処理および冷間圧延を行うことを特徴
とするアルミニウム複合板の製造方法。 ２、前記異種材料の添加に代えてまたは該添加とともに
、高エネルギー密度ビームのシールドガス中に酸素また
は窒素ガスの１種又は２種を含有せしめ、合金化を行う
ことを特徴とする請求項１記載のアルミニウム複合板の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6986390A JPH03275285A (ja) | 1990-03-22 | 1990-03-22 | アルミニウム複合板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6986390A JPH03275285A (ja) | 1990-03-22 | 1990-03-22 | アルミニウム複合板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03275285A true JPH03275285A (ja) | 1991-12-05 |
Family
ID=13415066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6986390A Pending JPH03275285A (ja) | 1990-03-22 | 1990-03-22 | アルミニウム複合板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03275285A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013522069A (ja) * | 2010-03-12 | 2013-06-13 | サントル ナショナル ドゥ ラ ルシェルシュ シアンティフィク | 金属集成体の製造方法 |
| CN103963377A (zh) * | 2009-04-30 | 2014-08-06 | 美铝公司 | 用于车辆板件的多合金复合薄板 |
-
1990
- 1990-03-22 JP JP6986390A patent/JPH03275285A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103963377A (zh) * | 2009-04-30 | 2014-08-06 | 美铝公司 | 用于车辆板件的多合金复合薄板 |
| JP2013522069A (ja) * | 2010-03-12 | 2013-06-13 | サントル ナショナル ドゥ ラ ルシェルシュ シアンティフィク | 金属集成体の製造方法 |
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