JPH06269961A

JPH06269961A - 複合材の製造方法

Info

Publication number: JPH06269961A
Application number: JP6036193A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Yamagishi; 英明山岸
Original assignee: YAMAKI KOGYO KK
Current assignee: YAMAKI KOGYO KK
Priority date: 1993-03-19
Filing date: 1993-03-19
Publication date: 1994-09-27

Abstract

(57)【要約】【目的】スペーサのような別部材を必要とすることな
く、母材と合せ材とを一定の間隔に保持でき、しかも接
合強度を向上させることができる複合材の製造方法を提
供することにある。【構成】合せ材１であるチタンと母材２であるステンレ
ス鋼とを中間材３を介在させて重ね合わせ、次いで爆着
法により接合する接合材の製造方法であって、重ね合わ
せる前に予め中間材３に凹凸部４を形成させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、合せ材であるチタンと
母材であるステンレス鋼とを中間材を介在させて重ね合
わせ、次いで爆着法により接合する複合材の製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】チタンは耐候性、耐食性に非常に優れた
金属である。日本は、海に囲まれており、従って、湿度
も高く、環境変化に伴なう金属の腐食は、資源の減少、
又、腐食による外観の見苦しさなど社会資源の大きな損
失にも繋がるものである。

【０００３】このため耐食性が良く、軽量で強度にも優
れ、塗装などの表面処理など行わなくてよい、いわゆる
メンテナンスフリーの金属材料であるチタンが屋根材、
外壁材をはじめとして各種の外装材として使用されつつ
あるが、高価格で汎用材料としては採用されていないの
が現状である。一方、ステンレス鋼はコスト的には有利
であるが、チタンに比して耐食性、耐久性が不充分で、
特に長期寿命の求められる外装材としては不適である。

【０００４】このような問題を解決するために、チタン
を合せ材として、母材であるステンレス鋼に接合した複
合材が提案されている。例えば、合せ材のチタンをポリ
エステル系接着剤により母材のステンレス鋼に接合した
複合材が提供されている。しかしながら、この複合材に
あっては、合せ材と母材の熱膨張率が異なるために経年
変化によりずれが生じたり、又、経時変化により接着力
の劣化が生じたり、更には合せ材、母材の曲げ応力が異
なることにより、曲げ加工が難しく、溶接加工が不可能
であるという問題があった。

【０００５】このため、爆着法によりチタンクラッド鋼
材を製造する方法が考えられ、この方法によれば、合せ
材と母材の接合界面が冷間で瞬時に形成されるので、炭
化物や窒化物あるいは層状のＴｉ−Ｆｅ系金属化合物が
形成されず、清浄な境界を有し、接合強度が大きい複合
材が提供される。この爆着スラブは界面近傍部の硬度分
布がなだらかなので、以降の熱延、冷延作業条件が幅広
く設定可能で製造条件の範囲が広くなり、用途に応じた
材質確保のための熱延及び冷延条件の設定の自由度が大
きく、品質的に優れた特性を確保できる。

【０００６】更に、合せ材と母材との界面に生成する金
属間化合物や脆化層による接合強度の低下を回避する方
法として、母材、金属中間層、合せ材のサンドイッチ構
成により脆化層の形成を抑制し、圧延する方法（特開昭
６０−１７０５８６号）とか、チタンと母材との間に接
合中間材を介在させ、且つ接合中間材とチタンとの間隔
を規定することにより接合中間材によりチタンと母材と
の金属間化合物の生成を回避して圧延する方法（特開昭
６３−５６３７０号）、又、チタンにＦｅ系薄金属を爆
着し、このものと母材でコンポジットスラブを組立て熱
間圧延する方法（特開平２−２９５６８２号）が提案さ
れている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、母材と合せ
材とは一定の間隔を置いて配置され、この間隔を保持す
るために、スペーサが採用されているが、スペーサとい
う余分な部材を必要とするだけでなく、爆着の作業場へ
搬入する際にスペーサが破損したり、母材と合せ材との
位置がずれたりして再調整する必要があるだけでなく、
接合不良の原因となってしまっていた。

【０００８】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであり、その目的とするところは、スペーサの
ような別部材を必要とすることなく、母材と合せ材とを
一定の間隔に保持でき、しかも間隔の調整も簡単にで
き、又、接合強度を向上させることができ、更に、大型
サイズの爆発圧着も可能となる接合材の製造方法を提供
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、合せ材１であ
るチタンと母材２であるステンレス鋼とを中間材３を介
在させて重ね合わせ、次いで爆着法により接合する接合
材の製造方法であって、重ね合わせる前に予め中間材３
に凹凸部４を形成させることを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】爆着法によりスラブを製造するので、接合界面
が冷間で瞬時に形成され、炭化物や窒化物あるいはＴｉ
−Ｆｅ系金属間化合物が形成されず、清浄な境界を有
し、接合強度が大きい。又、爆着スラブは界面近傍部の
硬度分布がなだらかなので、圧延時の界面剥離や形状不
良に心配がなく、品質的に優れた特性を確保できる。し
かも、合せ材１と母材２との間に中間材３を介在させる
ので、加熱および熱延時にチタン化合物の生成を抑制で
き、圧延後の接合強度を向上させることができ、更に、
重ね合わせる前に予め中間材３に凹凸部４を形成させる
ので、スペーサのような別部材を必要とすることなく、
母材２と合せ材１とを一定の間隔に保持でき、大型サイ
ズの爆発圧着も可能となり、しかも、凹凸部４のサイズ
を変えることにより間隔の調整も簡単にでき、生産性を
向上させることができるものである。

【００１１】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
あっては、母材２はステンレス鋼であり、オーステナイ
ト鋼、フェライト鋼のいずれでも適用可能であるが、耐
食性に優れるオーステナイト鋼が好ましい。又、ステン
レス鋼の炭素含有量は０．０８重量％以下であるのが好
ましい。０．０８重量％を超えるとチタンとの接合界面
に脆化層となる炭化物が形成される傾向にある。

【００１２】又、合わせ材１であるチタンは表面が平滑
で清浄なものが採用され、母材２よりも縦幅及び横幅
が、例えば５０ｍｍ程度大きいものが好適である。又、
チタンの厚さは、母材２に対して１／５〜１／２０が好
ましい。１／５よりも大きいと、高価なチタンの占める
割合が大きすぎて、クラッド鋼板にしようとする経済的
効果がなく、又、チタンとステンレス鋼の材質特性の差
が緩和されず、各種の形状の製品に成形加工しがたくな
るものである。逆に、１／２０よりも小さいと、熱延時
とか成形加工時に、チタンが局部的に破断し、母材２の
ステンレス鋼が露出する恐れがあり、又、目的とする耐
食性、耐久性の確保が困難になる傾向にある。尚、本発
明にあっては、合せ材１のチタンとしては、純チタンだ
けでなく、耐食合金チタン、α合金チタン、ニアα合金
チタン、α−β合金チタン、β合金チタン等のチタン合
金も採用できるものである。

【００１３】次に、本発明にあっては、母材２のステン
レス鋼と合わせ材１のチタンを中間材３を介在させて爆
着法により接合するのであるが、まず、ステンレス鋼ス
ラブをスカーフィング等で平滑に仕上げ、且つスケール
を除去して母材２とする。強固な界面接合強度を得るた
めにステンレス鋼スラブと合せ材１のチタンとは一定の
間隙を有するように配置する。例えば、１ｍｍである。
この場合、本発明にあっては、図１及び図２に示すよう
に重ね合わせる前に予め中間材３に凹凸部４を形成さ
せ、この中間材３の凹凸部４により合せ材１と母材２と
の間隔を一定に保持するのである。

【００１４】この中間材３の材質としては純鉄（炭素含
有量０．００３％以下）又はＮｉ等を採用できるが、成
形性に優れた超塑性材、なかんずく鉄系合金、ステンレ
ス系合金、チタン合金等の超塑性合金材が好ましい。超
塑性合金材は少数多品種の塑性加工に適しており、又、
断面が小さく精密な形状が得られるので、中間材の成形
に際して凹凸部４の高ｈさや幅ｗを自在に変化させるこ
とができ、形状も自由に設計できるものである。このこ
とは、中間材３の凹凸部４の成形を、従来のプレス成形
法やロール成形法により行う場合、プレス成形やロール
成形は小さな凹凸を形成するには適していない加工法で
あることからも、超塑性合金材が好ましい。この中間材
３は厚さは、例えば０．１〜２．０ｍｍの範囲のものが
使用できる。

【００１５】図１に示す実施例にあっては、中間材３の
凹凸部４は、波状である。この波状中間材３ａとしては
波の高さｈ及び幅ｗが一定である。この波状中間材３ａ
を介在させて合せ材１と母材３を重ね合わせ、合せ材１
の外周に枠１０を形成してこれに適当な爆速、例えば２
０００ｍ／ｓｅｃ以下の爆速を有する爆薬５を充填させ
通電させて爆発圧着させる。次いで、爆薬５の配置場所
にもよるが、合せ材１たるチタンの周縁部がステンレス
鋼スラブ端部よりはみ出た形状になるので、機械的に切
断除去して端面形状の優れた複合材を製造する。

【００１６】図２の実施例にあっては、波状中間材３ａ
の波の高さｈ及び幅ｗを段階的に大きくして（ｈ₁＜ｈ
₂＜ｈ₃＜ｈ₄・・・、ｗ₁＜ｗ₂＜ｗ₃＜ｗ₄・・
・）、合せ材１を母材１に波状中間材３ａを介して配置
し、合せ材１を爆風方向に対して上方に向けて傾斜させ
て配置する。合せ材１の衝突速度が増すと衝突角度が大
きくなるので、良好な爆着を行うためには衝突角度を緩
くしなければならなく、この実施例にあっては、特に爆
速が１５００〜３０００ｍ／ｓの爆速が大きい爆薬５を
使用する場合に有効である。

【００１７】その他の波状中間材３ａとしては図４に示
すように波の高さｈが一定で幅ｗが段階的に相違したも
の（ｗ₁＜ｗ₂＜ｗ₃・・・）が採用される。又、爆薬
の発火点の位置に対応させて発火点を中心にして放射線
状に且つ波状に成形したものでもよい。尚、波状として
は三角形状等でもよく、特に制約はない。図３に示す実
施例にあっては、波状中間材３ｂは、二波間に水平部６
を設けていわば二段ピッチの波状となっている。これ
は、爆着を進行させて行く過程において、高い圧力が発
生するが、その圧力の高い衝突部分から開放空間に向か
ってメタルジェットが膨出して表面に付着した酸化膜そ
の他の不純物が排除されて清浄な面が形成され接合界面
は安定した波状になるが、これが爆発圧接法の特徴であ
り、接合強度が大きいものとなる。ところが、中間材３
の上面、下面の両方向に開放空間がなければ、まず合せ
材１が中間材３に衝突し、次にその中間材３下面が母材
２に衝突することになり、中間材３の上面より下面がお
くれて爆着されると共に清浄な面が得られなく、このた
め接合界面が不安定な波状になってしまい、接合強度が
低下したり、中間材の役目である金属間化合物の生成を
抑えることができなくなるおそれがある。このため、図
１、図２及び図３に示す波状中間材３ａを使用する場
合、特に厚いものにあっては爆着に際して開放空間が存
在しなくなるおそれがあるが、この実施例にあっては、
水平部６により、波状中間材３ｂの上下面に間隙を形成
して確実に開放空間を存在させることができるものであ
る。

【００１８】これら波状の中間材３ａ，３ｂの高さｈ及
び幅ｗはそれぞれ、例えば５〜２０ｍｍ、水平部６の長
さは、例えば５〜２０ｍｍの範囲のものが採用される。
図５に示す実施例にあっては、中間材３の凹凸部４はエ
ンボス加工により形成されているものであり、凸部４ａ
と凹部４ｂ間に平坦部４ｃが設けられている、この凹凸
状中間材３ｃにあっても、図４の中間材３ｂと同様に上
面及び下面に開放空間が形成される。

【００１９】その他、エンボス加工により図６に示すよ
うに凹部４ｂのみが形成された凹状中間材３ｄが採用で
きる。これら中間材３ｃ、３ｄの凸部４ａの高さｈ、凹
部４ｂの深さｄはそれぞれ、例えば２．５〜１０ｍｍ、
平坦部４ｃの長さは５〜２０ｍｍの範囲のものが採用さ
れる。

【００２０】上記実施例では、爆薬５の発火点を中心に
して放射線状に広がっていくものであるが、図７に示す
実施例にあっては、高速爆薬７を採用して、爆薬５の爆
発を合せ材１の両端にまで広がる波状にして接合強度の
向上を図ることができる。図中、８は起爆雷管である。
本発明の複合材は７００〜９５０℃で１〜５時間加熱さ
れ、リバースまたはタンデム式で数段、例えば５スタン
ドを使用するパススケジュールで熱間圧延して、チタン
クラッドステンレス熱延鋼板を得る。

【００２１】次いで冷間圧延するが、冷間圧延は、熱間
圧延時に生成したスケール除去のため、母材のステンレ
ス鋼に適用されると同様に、硝酸−フッ酸系の酸洗液に
浸漬後行う。冷間圧延率は製造する製品の板厚によって
当然異なり、パス回数も異なってくるが、変形抵抗差が
製品の反りを生む程大きな冷間圧延率をとる必要がある
場合には、異周速圧延その他上下面でロールと材料間の
摩擦抵抗を変える必要がある。

【００２２】この場合、ワークロール自身はできるだけ
小径のロールの方が、圧延率の確保、形状向上、エネル
ギー低減の点で有利である。冷間圧延により鋼板の表面
の平滑さが得られるが、冷間圧延後の鋼板は、用途によ
り焼き鈍し、調質圧延を施してもよい。又、図８に示す
ように本発明の複合材のチタン層側に捨て材９を接合さ
せてもよく、この捨て材９により、熱間圧延前及び熱間
圧延時のチタンへの酸素侵入による酸化膜及び硬化層の
生成が確実に阻止でき、大気中で熱間圧延できるだけで
なく、チタンの損失がなくなる。従って、ステンレス鋼
及びチタンのいずれも熱間圧延時の変形抵抗が低く、容
易に圧延できる温度、例えばオーステナイト系ステンレ
ス鋼板にあってはその溶体温度である１１００℃以上の
圧延温度を採用できる。捨て材９としては、普通鋼とか
５％Ｃｒ鋼やＳｉ含有低合金鋼、Ｍｎ含有低合金鋼等、
あるいはアルミナ系酸化物、水ガラスのようなシリカ系
酸化物等の酸化物を採用できるが、コスト、除去性及び
作業性の点で普通鋼が好ましい。この捨て材は、例え
ば、普通鋼の場合、普通鋼とチタンを爆着法により接合
しておき、この複合板と中間材３とステンレス鋼を爆着
法により接合することにより設けてもよく、又、ステン
レス鋼、中間材３、チタン、普通鋼を同時に爆着させて
設けるようにしてもよく、更にはチタンの片面に普通鋼
をシーム溶接等により接合しておき、この複合板と中間
材３とステンレス鋼とを爆着法により接合するようにし
て設けてもよい。又、アルミナ系酸化物の場合は、チタ
ンクラッドステンレススラブのチタン層側にロール等で
塗布し、乾燥して設ければよい。又、捨て材９の厚み
は、熱間圧延後に除去を考慮すれば、圧延終了時に数１
０μｍ残存する程度が好ましい。薄すぎると熱間圧延時
下層のチタンが露出して酸化してしまうおそれがある。
尚、熱間圧延性をさらに向上させるためにスラブのチタ
ン層側だけでなく、ステンレス鋼側にも捨て材９を接合
させてバランスのよい圧延特性を確保するようにしても
よい。

【００２３】この捨て材９を接合させた複合材にあって
は、好ましくは１１００℃〜１３００℃で１〜５時間加
熱し、リバースまたはタンデム式で数段、例えば５スタ
ンドを使用するパススケジュールで熱間圧延される。こ
の場合、製品板厚を本発明の複合材の１／２０以下（全
圧延率９５％以上）とする場合には、熱間圧延だけで所
望の板厚を得るのが困難であるので、引き続いて冷間圧
延が必要となる。

【００２４】製品板厚が本発明の複合材の１／２０以
上、圧延率９０〜９５％の場合は、冷間圧延は必ずしも
必要でなく、熱間圧延機の能力、製品たる鋼板表面に求
められる平滑さ、鋼板自身の形状によって決められる。
冷間圧延で仕上げた方が、これら特性は良好となるが、
製造コストが上昇するので、適宜選択をすればよい。い
ずれにしても、熱間圧延後、酸化膜を含む捨て材及びス
テンレス鋼上の酸化膜を除去する。この除去は、酸洗法
等の化学的手段あるいは、研削法等の機械的手段を採用
できる。例えば、捨て材９として普通鋼を採用した場合
は、硝酸−フッ酸系の酸洗液に浸漬してスケールと共に
除去する。

【００２５】捨て材をスケールと共に除去した後冷間圧
延を行う。このようにして本発明の複合材から製造した
チタンクラッドステンレス鋼板は、耐酸、耐海水、耐腐
食性ガス等の耐食性及び耐熱性に優れる工業材料とし
て、種々の分野に好適に採用できるものである。次に、
本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。以下にお
いて成分の割合を示す％は重量％である。（実施例１）成分がＣ：０．０６％、Ｓｉ：０．８０
％、Ｍｎ：１．５０％、Ｐ：０．０３％、Ｓ：０．０２
％、Ｎｉ：８．５０％、Ｃｒ：１８．８０％、Ｆｅ：Ｂ
ａｌ．で、厚み３０ｍｍ、縦２０００ｍｍ、横９００ｍ
ｍのオーステナイト系ステンレス鋼スラブをスカーフィ
ングにより平滑に仕上げ、且つスケールを除去して母材
とした。

【００２６】次に、合わせ材である厚さ３．０ｍｍ、縦
２１００ｍｍ、横１０００ｍｍのＪＩＳ第１種の工業用
純チタン板をステンレス鋼スラブ上に、高さが１．０ｍ
ｍ、幅０．８ｍｍの波状の凹凸部を有する厚さ０．６ｍ
ｍの鉄系合金である中間材（図１参照）を介在させて間
隔が１ｍｍとなるように配置して、１５００ｍ／ｓｅｃ
以下の爆速を有する爆薬により爆着した。

【００２７】次いで、合せ材たるチタンのステンレス鋼
スラブ端部よりはみ出た周縁部を機械的に切断除去して
複合材を製造した。（実施例２）中間材として高さが１．０ｍｍ、幅が０．
８ｍｍの波状の凹凸部を有する厚さ０．１ｍｍのステン
レス系合金板を使用した以外は実施例１と同様にして複
合材を製造した。（実施例３）高さが０．５〜１．０ｍｍの範囲で段階的
に高く、幅が０．５〜１．０ｍｍの波状の凹凸部を有す
る厚さ０．６ｍｍのチタン系合金である中間材（図２参
照）を、チタン板とステンレス鋼板間に介在させてチタ
ン板が爆風の方向に対して上方に傾斜するように配置し
た以外は実施例１と同様にして複合材を製造した。（実施例４）高さが１．０ｍｍ、幅が０．８ｍｍ、水平
部が０．８ｍｍ長さの波状の凹凸部を有する厚さ０．６
ｍｍのチタン系合金である中間材（図３参照）を使用し
た以外は実施例１と同様にして複合材を製造した。（実施例５）エンボス加工により成形した凸部の高さが
０．５ｍｍ、凹部の深さが０．４ｍｍ、平坦部の長さが
０．８ｍｍの凹凸状の凹凸部を有する厚さ０．６ｍｍの
鉄系合金である中間材（図５参照）を使用した以外は実
施例１と同様にして複合材を製造した。（実施例６）高速爆薬を採用して、爆薬の爆発を合せ材
の両端にまで広がる波状にした（図７参照）以外は実施
例１と同様にして複合材を製造した。（実施例７）成分がＣ：０．０６％、Ｓｉ：０．６２
％、Ｍｎ：０．６３％、Ｐ：０．０３％、Ｓ：０．０２
％、Ｃｒ：１７．２０％、Ｆｅ：Ｂａｌ．で、厚み３０
ｍｍ、縦２０００ｍｍ、横９００ｍｍのフェライト系ス
テンレス鋼スラブを使用した以外は実施例１と同様にし
てチタンクラッドステンレス複合材を製造した。（実施例８）チタン板の片面に同じ大きさで厚さ０．５
ｍｍの普通鋼板をシーム溶接で接合し、このものを普通
鋼板を上面にしてステンレス鋼スラブ上に配置した以外
は実施例１と同様にして複合材を製造した。（実施例９）ステンレス鋼スラブの下面に予め同じ大き
さで厚さ０．５ｍｍの普通鋼板をシーム溶接で接合し、
チタン板の上面及びスレンレス鋼スラブの下面に普通鋼
板を溶接した以外は実施例１と同様にして複合材を製造
した。（比較例１）ステンレス鋼スラブ上にチタン板を金属片
であるスペーサを介して間隔が１ｍｍとなるように配置
した以外は実施例１と同様にして複合材を製造した。（比較例２）ステンレス鋼スラブ上に厚さ０．６ｍｍの
純鉄板を張着し、この上に金属片であるスペーサを介し
てチタン板を配置して爆着させた以外は、実施例１と同
様にして複合材を製造した。（比較例３）中間材として厚さ０．６ｍｍの鉄系合金板
を使用した以外は、比較例２と同様にして複合材を製造
した。（製造例１）実施例１の複合材を８５０℃で３時間加熱
し、リバース式で１スタンドを使用して熱間圧延して、
チタンクラッドステンレス熱延鋼板を得た。圧延率は６
０％であった。

【００２８】この後、熱間圧延時に生成したスケール除
去した後、６ハイの冷間圧延機（ワークロール径２００
ｍｍ）２スタンドを使用して冷間圧延を行った。圧延油
は鉱物油を使用した。圧延率は８０％であった。このよ
うにして全圧延率が９２％で製品厚みが２．６ｍｍのチ
タンクラッドステンレス鋼板を製造した。（製造例２）実施例２の複合材から製造例１と同様にし
て全圧延率が９２％で製品厚みが２．６ｍｍのチタンク
ラッドステンレス鋼板を製造した。（製造例３）実施例３の複合材から、製造例１と同様に
して全圧延率が９２％で製品厚みが２．６０ｍｍのチタ
ンクラッドステンレス鋼板を製造した。（製造例４）実施例４の複合材から、製造例１と同様に
して全圧延率が９２％で製品厚みが２．６０ｍｍのチタ
ンクラッドステンレス鋼板を製造した。（製造例５）実施例５の複合材から製造例１と同様にし
て全圧延率が９２％で製品厚みが２．６０ｍｍのチタン
クラッドステンレス鋼板を製造した。（製造例６）実施例６の複合材から、製造例１と同様に
して全圧延率が９２％で製品厚みが２．６０ｍｍのチタ
ンクラッドステンレス鋼板を製造した。（製造例７）実施例４の複合材から、製造例１と同様に
して全圧延率が９２％で製品厚みが２．６０ｍｍのチタ
ンクラッドステンレス鋼板を製造した。（製造例８）実施例５の複合材から製造例１と同様にし
て全圧延率が９２％で製品厚みが２．６０ｍｍのチタン
クラッドステンレス鋼板を製造した。（製造例９）実施例６の複合材から、製造例１と同様に
して全圧延率が９２％で製品厚みが２．６０ｍｍのチタ
ンクラッドステンレス鋼板を製造した。（製造例１０）比較例１の複合材から製造例１と同様に
して全圧延率が９２％で製品厚みが２．５ｍｍのチタン
クラッドステンレス鋼板を製造した。（製造例１１）比較例２の複合材から、製造例１と同様
にして全圧延率が９２％で製品厚みが２．６ｍｍのチタ
ンクラッドステンレス鋼板を製造した。（製造例１２）比較例３の複合材から、製造例１と同様
にして全圧延率が９２％で製品厚みが２．６ｍｍのチタ
ンクラッドステンレス鋼板を製造した。このようにして
製造したチタンクラッドステンレス鋼板について以下の
品質を評価した。結果を第２表に示す。Ａ．外観外観を目視観察して異常の有無を観察した。

【００２９】◎：均一な外観 ○：略均一な外観 ×：表面欠陥（荒れ、チタン層のめくれ、ステンレス層
の露出等）が有る場合Ｂ．非接合部の有無ＪＩＳＧ３６０３に準拠して超音波探傷により非接合部
の有無を調べた。

【００３０】○：非接合部が認められなかった △：僅かな非接合部が認められた ×：かなりの非接合部が認められたＣ．接合部における炭化物の有無ＪＩＳＧ３６０３に準拠して接合部断面を顕微鏡観察
し、炭化物の析出状況を調べた。

【００３１】◎：全く炭化物の析出が認められなかった ○：極わずかな炭化物の析出が認められた ×：かなりの炭化物の析出が認められたＤ．剪断強度（ｋｇｆ／ｍｍ²）Ｅ．曲げ、曲げ戻し試験合わせ材を上面にしてポンチ（厚さ１０×幅３０ｍｍ）
で押し込んで試料９０°の曲げを加え、次いで母材を上
面にしてポンチで押し込み試料を真っ直ぐに戻す。この
過程で母材と合わせ材の接合面に大きな剪断力が作用す
る。剥離状況を目視観察した。

【００３２】○：剥離なし ×：剥離発生Ｆ．耐食性及び耐久性試験評価Ｅで実施した曲げ試験後のサンプルを３０日間、７
０℃、５％の塩水へ浸漬して界面部への塩水の浸透及び
それにともなう剥離の進行の有無を観察した。

【００３３】○：剥離が認められなかったもの ×：剥離は認められたもの又、この場合、切断端面等における母材の錆の発生を観
察した。 ○：錆の発生が認められなかった ×：錆の発生が認められた第１表製造条件母材合せ材中間材捨て材製品圧延率( ％) 種厚(mm) 厚(mm) 種厚(mm) 厚(mm) HR CR TR 製造例１ O 30 3 Fe系合金無 2.6 60 80 92 ２ O 30 3 St系合金無 2.6 60 80 92 ３ O 30 3 Ti系合金無 2.6 60 80 92 ４ O 30 3 Ti系合金無 2.6 60 80 92 ５ O 30 3 TI系合金無 2.6 60 80 92 ６ O 30 3 Fe系合金無 2.6 60 80 92 ７ F 30 3 Fe系合金無 2.6 60 80 92 ８ O 30 3 Fe系合金 Fe 0.5 2.6 60 80 92 ９ O 30 3 Fe系合金 Fe 0.5 2.6 60 80 92 １０ O 30 3 無無 2.5 60 80 92 １１ O 30 3 Fe 無 2.6 60 80 92 １２ O 30 3 Fe系合金無 2.6 60 80 92 第２表品質評価試験外観非接合部炭化物剪断強度曲げ試験浸漬試験剥離錆製造例１ ○ ○ ○ 32 ○ ○ ○ ２ ○ ○ ○ 35 ○ ○ ○ ３ ○ ○ ○ 43 ○ ○ ○ ４ ○ ○ ○ 40 ○ ○ ○ ５ ○ ○ ○ 39 ○ ○ ○ ６ ○ ○ ◎ 48 ○ ○ ○ ７ ○ ○ ○ 37 ○ ○ × ８ ◎ ○ ○ 49 ○ ○ ○ ９ ◎ ○ ○ 49 ○ ○ ○ １０ × × × 20 × × × １１ ○ × ○ 25 × × × １２ ○ × ○ 25 × × × 第２表の結果より、実施例の複合材から製造したチタン
クラッドステンレス鋼板にあっては、複合材の製造にお
ける爆着に際して合せ材と母材を一定の間隙に設定で
き、しかも、中間材の効果もあっても、非接合部及び炭
化物の生成が殆ど生成していないことが判明した。特
に、実施例６の高速爆薬を使用して製造した複合材から
製造したチタンクラッドステンレス鋼板にあっては、炭
化物も全く生成されていなく、接合強度が非常に大きく
なっている。又、実施例８及び９の複合材から製造した
チタンクラッドステンレス鋼板は、高温での熱間圧延に
も拘わらず、捨て材によりチタンの酸化が防止されて均
一で美麗な外観を有していた。特に、製造例９にあって
は、複合材のステンレス鋼スラブの下面にも捨て材を設
けていたので、チタン表面だけでなく、ステンレス鋼表
面の外観も極めて美麗であった。又、炭化物の生成もな
く、非接合部が形成されていなく、接合強度が非常に大
きなものとなっている。このように本発明の実施例の複
合材から製造したチタンクラッドステンレス鋼板にあっ
ては、全ての品質に優れ、屋根材、壁材等の外装材とし
て好適に採用できることが判る。尚、実施例７の複合材
の母材はフェライト系ステンレス鋼であることからチタ
ンクラッドステンレス鋼板の切断端面には錆の発生が認
められた。

【００３４】これに対して、比較例の複合材から製造し
た製造例１０、１１及び１２のチタンクラッドステンレ
ス鋼板にあっては、ステンレス鋼スラブとチタン板との
ずれが生じたりして製造に手間を要するだけでなく、非
接合部がかなり形成され、実施例から製造したチタンク
ラッドステンレス鋼板に比して接合強度の低下が認めら
れる。

【００３５】

【発明の効果】本発明にあっては、爆着法によりスラブ
を製造するので、接合界面が冷間で瞬時に形成され、炭
化物や窒化物あるいはＴｉ−Ｆｅ系金属間化合物が形成
されず、清浄な境界を有し、接合強度が大きい。又、爆
着スラブは界面近傍部の硬度分布がなだらかなので、圧
延時の界面剥離や形状不良に心配がなく、品質的に優れ
た特性を確保できる。しかも、合せ材と母材との間に中
間材を介在させるので、加熱および熱延時にチタン化合
物の生成を抑制でき、圧延後の接合強度を向上させるこ
とができ、更に、重ね合わせる前に予め中間材に凹凸部
を形成させるので、スペーサのような別部材を必要とす
ることなく、母材と合せ材とを一定の間隔に保持でき、
生産性が向上するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の一実施例を示す概略断面図、
（ｂ）は同上における中間材を示す斜視図、（ｃ）及び
（ｄ）は中間材の断面図である。

【図２】（ａ）は本発明の他の実施例を示す概略断面
図、（ｂ）は同上における中間材を示す斜視図、（ｃ）
は中間材の断面図である。

【図３】本発明の他の実施例を示す概略断面図である。

【図４】中間材の他例を示す断面図である。

【図５】（ａ）は本発明の他の実施例を示す概略断面
図、（ｂ）は同上における中間材を示す平面図である。

【図６】中間材の他例を示す一部破断斜視図である。

【図７】（ａ）は本発明の他の実施例を示す概略平面
図、（ｂ）は概略断面図である。

【図８】本発明の他の実施例を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１合せ材２母材３中間材４凹凸部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】合せ材であるチタンと母材であるステンレ
ス鋼とを中間材を介在させて重ね合わせ、次いで爆着法
により接合する複合材の製造方法であって、重ね合わせ
る前に予め中間材に凹凸部を形成させることを特徴とす
る複合材の製造方法。
【請求項２】中間材を波状に成形させて凹凸部を形成さ
せることを特徴とする請求項１記載の複合材の製造方
法。
【請求項３】中間材の凹凸部の波の高さを爆風方向に行
く程大きくなるように形成することを特徴とする請求項
２記載の複合材の製造方法。
【請求項４】中間材が超塑性材であることを特徴とする
請求項３記載の複合材の製造方法。