JPH0441681A - アルミニウム箔積層鋼板の製造法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、Ｚｎ合金あるいはＳｎ合金めっきを施した鋼
板とアルミニウム箔とをロール加圧と加熱により接合し
たアルミニウム箔積層鋼板の製造法に関する。

［従来の技術］ アルミニウムは軽量で、耐食性に優れ、また加工硬化が
少ないため、加工性にも優れている。その金属として多
くの優れた特性を持つアルミニウムに、さらに鋼板の特
性を付与する目的で、アルミニウム板と鋼板とのクラツ
ド材の開発が進められている。アルミニウム板と鋼板を
接合する方法には、従来から冷間圧延による接合法（特
開昭５６４０９１８３号、特開昭５８−１４１８８２号
等）が、数多く検討されているが、接合強度を改善する
ために加熱処理を施すと、アルミニウムと鉄からなる脆
い合金層が成長し、加工性を低下させる。これらの欠点
を解決するために、アルゴンなどの非酸化性の低圧気体
雰囲気においてスパッタリングを行い酸化物を除去した
後、直ちに圧延を行い、圧下率を１〜５％に減少させる
方法があるが、大規模な真空設備を必要とする。また、
鋼板とアルミニウム板の界面に銅を介在させ、加熱処理
を行うことにより、大きな圧下なしに両者を接合させる
方法があるが、緩やかな凹凸が発生し、均一な接合およ
び外観を得ることが難しい。また、これらを改善したも
のとして、特開平１−１５４８８６号、特公平１−４２
７９８号、特開昭６１−６７５８１号、特開昭５３−８
５７５９号がある。これらはいずれもアルミニウムより
も低融点の金属を鋼板表面に被覆した後、アルミニウム
箔あるいは板を積層し、５〜７０％の圧下率で圧延する
方法である。しかし、これらの方法においても、特開平
１−１５４８８６号、特公平１−４２７９８号はいずれ
も非酸化性あるいは真空中雰囲気での圧延であり、また
特開昭６１−６７５８１号はアルミニウム板の密着性を
高めるためには高温にする必要があり、その際はわきが
発生する。また特開昭５３−８５７５９号では５〜７０
％の圧下率のため、機械特性を改善するのに高温での熱
処理が必要となり、アルミニウムと鉄の脆弱な合金層を
形成し、加工性が著しく低・下する。

［発明が解決しようとする課題］ アルミニウム積層鋼板の製造法において、冷間圧延によ
る方法では、圧下率が高く、加工性が低下する。これを
改善するために、高温で軟化処理を行うとアルミニウム
と鉄の合金層を形成し、加工性が低下する。さらに、低
圧気体中でスパッタを行いアルミニウムおよび基板の酸
化物を除去する方法は作業性および経済性の面で問題が
ある。

［課題を解決するための手段］ したがって、本発明はアルミニウム積層鋼板の製造法に
おいて、安価で、しかも耐食性、耐熱性。

加工性、加工密着性、有機皮膜との密着性に優れたアル
ミニウム積層鋼板を提供することを目的とするものであ
る。

その要旨は、Ｏｒ、ＷあるいはＭｏを０．００１〜５％
含むＺｎを主成分とした合金を被覆した鋼板、または、
Ｃｒ　　ＷあるいはＭｏを０．００１〜５％含むＳｎを
主成分とした合金を被覆した鋼板と、厚さ５〜１５０μ
ｍのアルミニウムあるいはアルミニウム合金からなる圧
延箔を重ね合わせて、全体を圧下率１〜８０％で圧着し
、２００°Ｃからアルミニウムあるいはアルミニウム合
金の融点以下の温度で１〜６００秒の熱処理を施し、拡
散接合により、片面あるいは両面に、アルミニウムある
いはアルミニウム合金箔を被覆したアルミニウム箔積層
鋼板を製造することである。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明のアルミニウム積層鋼板に使用される鋼板とは、
軟化焼鈍する前の冷間圧延鋼板あるいは軟化焼鈍後の冷
間圧延鋼板である。銅板には低炭素鋼板、クロム添加鋼
板、ニッケル拡散処理した鋼板が含まれる。もちろん、
アルミニウムあるいはアルミニウム合金箔を被覆しない
面にはクロメート処理、リン酸処理を施すことができる
。

一方、アルミニウムあるいはアルミニウム合金からなる
箔は、圧延法により製造された厚さ５〜１５０μｍのア
ルミニウムあるいはアルミニウム合金である。アルミニ
ウム合金としては、マグネシウム、マンガン、ケイ素な
どを含んだ合金が含まれる。５μｍ未満の厚みでは作業
性が低下し、製造コストが高くなり、不経済である。ま
た１５０μｍを超えると、材料費の面で不経済である。

もちろん、アルミニウムあるいはアルミニウム合金の非
接合面にはクロメート処理、リン酸処理などの化成処理
を施すことができる。また、圧下率が１０％を越えると
きは接合面にクロメート処理あるいはリン酸処理が施さ
れていても差し支えない。

次に、良好な接合力および加工密着性を得るため、鋼板
の接合面上にＣｒ、ＷあるいはＭｏを含むＺｎを主成分
とする合金、または、Ｃｒ、ＷあるいはＭｏを含むＳｎ
を主成分とする合金を被覆する。その場合、接合面での
全めっき量が０．１〜１０ｇ／ｍ２であればよい。Ｚｎ
、Ｓｎともに、１０ｇ／ｍ２を超すと製造コスト面で不
経済である。また、鋼板にＺｎかＳｎを主成分とした合
金を被覆した後に、異種金属を被覆してもよい。このよ
うに鋼板上にＣｒ、ＷあるいはＭｏを含むＺｎかＳｎを
主成分とする合金を被覆すると、熱処理時に強固な接合
層を形成し、脆弱な鉄−アルミニウム合金の生成を抑制
することができ、加熱拡散処理の温度条件を広げること
ができる。これらと−見類似したように見えるものに、
前述した特開昭６１−６７５８１号がある。この方法で
は、ＡＩ！と鋼板との加工密着性を高めるために熱処理
温度を高くすると、合金化してしまい、加工性が低下し
、またその温度許容範囲も狭く、膨れも発生する。それ
に対して、本発明は、Ｚｎめっき層あるいはＳｎめっき
層にＯｒ、ＷあるいはＭｏを添加することによって加熱
処理の許容範囲が広（なり、Ｏｒ、ＷあるいはＭｏの含
有量を高くするほど加熱条件を広げることができる。こ
の構成は本発明の最も重要な点の一つである。

Ｃｒ、ＷあるいはＭｏを含有するＺｎまたはＳｎを主成
分とした合金を被覆する方法は、特に制限されるもので
はないが、これらの方法としては電気めっき法、化学め
っき法がある。Ｚｎを主成分とした合金には、リン１コ
バルト、銅、ニッケル、スズあるいは鉄を含むことがで
きる。Ｓｎを主成分とした合金には、鉄、ニッケル、コ
バルトあるいは亜鉛を含むことができる。

鋼板上に金属をめっき法によって被覆した場合、鋼板に
熱処理を施すと、めっきにより吸蔵した水素などの気体
あるいは液体を脱離させることができ、接合の均一性が
改善される。脱気処理の雰囲気は非酸化性の雰囲気であ
ればよい。たとえば、水素、窒素あるいはアルゴンから
なる雰囲気が好ましい。また、これらのガスからなる混
合ガス雰囲気でもよい。この雰囲気中において、金属を
被覆した鋼板を５０〜５００℃の板温で熱処理を行う。

５０℃未満でも脱気処理は可能であるが処理時間が長く
なり作業性を悪くする。加熱時間は１〜６００秒の範囲
でよいが、被覆する金属の種類、厚みによって異なる。

１秒未満では、接合の均一性が改善されにくい。また、
６００秒以上では効果は飽和し、経済性が劣る。好まし
くは、６０秒であるが、機械的特性を改善するためには
６００秒を要する場合がある。

次に、以上の処理を施した鋼板とアルミニウムあるいは
アルミニウム合金箔を重ね合わせ、全体を圧下率１〜８
０％で圧着する。圧下率は使用する鋼板およびアルミニ
ウムあるいはアルミニウム合金箔の厚さ、硬度によって
異なる。焼鈍処理を施していない鋼板では、１％程度の
圧下率で十分な接合力を得ることができる。また、８０
％以上に圧下率を高くすると作業性が低下するので好ま
しくない。

次いで、圧延により仮接合した鋼板に加熱拡散処理を施
す。板の温度は２００°Ｃからアルミニウムあるいはア
ルミニウム合金の融点以下にするのが好ましい。２００
℃未満では鋼板とアルミニウムあるいはアルミニウム合
金箔との密着性が劣る。加熱時間は１〜６００秒の範囲
でよいが、対象となる金属の種類、厚みにより異なる。

１秒未満では、鋼板とアルミニウムあるいはアルミニウ
ム合金箔とが均一に接合しに（い。６００秒を超えても
接合するが、連続的な高速生産には６０秒以下が好まし
い。もちろん、一定温度以上の拡散処理は、軟化焼鈍を
兼ねることができる。

雰囲気は制限されず、水素、窒素あるいはアルゴンから
なる雰囲気、または、これらのガスからなる混合ガス雰
囲気でもよい。また、空気中で加熱処理を行ってもよい
。なお、加熱時には、加圧力は特に制限されない。

［作用コ アルミニウムあるいはアルミニウム合金箔の表面には拡
散を妨げる安定な酸化膜が存在するが、これらを取り除
く前処理をする必要がない。それは、鋼板と重ね合わせ
て圧延をすることにより、接合面では、酸化膜が破壊さ
れ、新生面が出現するためと考えられる。この出現した
新生面により加熱処理による拡散が促進され、鋼板とア
ルミニウムあるいはアルミニウム合金箔を接合させ、接
合力および加工密着性に優れたアルミニウム積層鋼板が
得られるものと考えられる。さらに少量のＣｒ、Ｗある
いはＭｏを含むそれぞれを主成分とする合金層を接合面
に介在させると、脆弱な鉄−アルミニウム合金の形成を
抑制し、上記の接合力および加工密着性に優れたアルミ
ニウム箔積層鋼板を得ることができる拡散処理の加熱条
件を拡大することができる。これにより、圧延にともな
い劣化したエリクセン張り出し特性あるいは曲げ特性な
どの加工特性を軟化焼鈍により圧延前の特性まで改善さ
せることができ、加工性に優れたアルミニウム箔積層鋼
板を容易に製造することができる。

［実施例］ 本発明を実施例で具体的に説明する。

実施例１ 厚み０．５０−の鋼板を、常法の前処理を施した鋼板に
、硫酸亜鉛２５０ｇ／ｌ　、　　硫酸アンモニウム３５
ｇ／Ｉ！　、硫酸コバルト５０ｇ／Ｉ！　、モリブデン
酸アンモニウム１．５０ｇ／ｊ７の浴を用い、温度４５
℃，電流密度３５Ａ／ｄｍ２の条件で１０ｇ／ｍ２めっ
きし、窒素ガス９５％と水素ガス５％を含んだ雰囲気中
で、板の温度４００℃の条件で３００秒間加熱処理をし
た。次いで、めっきを施した鋼板と厚み３０μｍのアル
ミニウム箔（ＪＩＳＩｌｏｏ）を重ね、７％の圧下率で
圧延後、空気中で板の温度３００℃の条件で６０秒間加
熱処理を施し、アルミニウム箔積層鋼板を得た。

実施例２〜８における本願の発明の処理は実施例１に準
じて作成した。それらをまとめて第１表に示す。

このようにして得られたアルミニウム箔積層鋼板を用い
て、次のような加工密着性試験を行った。

アルミニウムあるいはアルミニウム合金の表面の張り出
し部にカッターで十字に地鉄部に達するまで傷をつけた
後、エリクセン試験機（東京衡機製造新製）により、ア
ルミニウムあるいはアルミニウム合金側が張り出される
ように、７　ｍｍ張り出した。その後、ピンセットで強
制的に剥離テストを実施した。

その結果、実施例１〜８の本発明によるアルミニウム箔
積層鋼板において、アルミニウムあるいはアルミニウム
合金箔の鋼板からの剥離は認められなかった。

［発明の効果］ 本発明によるアルミニウム箔積層鋼板の製造法により、
アルミニウムあるいはアルミニウム合金の箔と、鋼板と
を均一に接合し、拡散処理と軟化焼鈍を同時に行うこと
ができ、接合力、加工性および加工密着性に優れた、経
済的なアルミニウム箔積層鋼板が得られた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）軟鋼板に厚み５〜１５０μｍのアルミニウムある
   いはアルミニウム合金箔を、鋼板に積層する方法におい
   て、軟鋼板表面上にＣｒ，ＷあるいはＭｏを０．００１
   〜５％含むＺｎ合金、またはＣｒ，ＷあるいはＭｏを０
   ．００１〜５％含むＳｎ合金めっきを０．１〜１０ｇ／
   ｍ＾２施し、中性あるいは還元雰囲気中で、めっき鋼板
   を、加熱温度５０〜５００℃，加熱時間１〜６００秒の
   熱処理を行い、次いで、該めっき鋼板にアルミニウムあ
   るいはアルミニウム合金箔を積層し、圧下率１〜８０％
   で圧着し、次いで２００℃からアルミニウムあるいはア
   ルミニウム合金の融点以下の温度で、加熱時間１〜６０
   ０秒の熱処理をすることを特徴とするアルミニウム箔積
   層鋼板の製造法。