JPH07223081A - 深絞り性に優れた成形加工用クラッド板およびその製造方法 - Google Patents

深絞り性に優れた成形加工用クラッド板およびその製造方法

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JPH07223081A
JPH07223081A JP3768594A JP3768594A JPH07223081A JP H07223081 A JPH07223081 A JP H07223081A JP 3768594 A JP3768594 A JP 3768594A JP 3768594 A JP3768594 A JP 3768594A JP H07223081 A JPH07223081 A JP H07223081A
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JP
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clad
plate
stainless steel
aluminum
forming
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JP3768594A
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English (en)
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Shojiro Oya
正二郎 大家
Tatsuya Kinoshita
達也 木下
Kanji Yokoe
寛治 横江
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 クラッド界面の酸化膜が剥離に及ぼす影響に
着目し、深絞りのプレス成形時におけるクラッド板の割
れや剥離を防止し、良好な深絞り性を得ることができる
深絞り性に優れた成形加工用クラッド板およびその製造
方法を提供する。 【構成】 板厚が0.3mm以上のフェライト系ステン
レス鋼板と、板厚が0.5mm以上の高純度アルミニウ
ム板又は1.6重量%未満のMnを含むアルミニウム合
金板が圧延圧接によりクラッドされ、クラッド界面の酸
化膜が冷間状態のまま圧接され、全厚みが0.8〜3.
0mmであり、電磁調理器用器物に使用される深絞り性
に優れた成形加工用クラッド板とした。また、フェライ
ト系ステンレス鋼板と、高純度アルミニウム板又は1.
6重量%未満のMnを含むアルミニウム合金板とを、冷
間圧延圧接によりクラッドし、クラッド界面の酸化膜形
成を低減してこの深絞り性に優れた成形加工用クラッド
板を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、深絞り性に優れた成形
加工用クラッド板に関し、さらに詳細には、軽量・高耐
食性・高熱伝導性等の各金属材料の機能を利用した電磁
調理器用器物等に最適な深絞り成形性に優れた成形加工
用クラッド板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】軽量性・耐食性・熱伝導性等の各金属材
料の機能を利用した、例えば電磁調理器用器物等には、
ステンレス鋼板とアルミニウム板とをクラッドした板材
がプレス加工等の成形加工を施されて汎用されている。
例えば実公平2−27518号公報や実公昭61−27
108号公報には、ステンレス鋼板とこのステンレス鋼
板よりも厚いアルミニウム板とをロール圧接してプレス
成形した電磁調理器用器物が開示されている。なお、上
記公報にはロール圧接の状態を明記していないが、クラ
ッド界面で凹凸が機械的に強固に結合するように、熱間
又は温間でロール圧接していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、発明者等の
知見によれば、例えば深い器物のプレス成形時に要求さ
れる剥離強度は、安定的に600N/in. 以上であるにも
拘らず、これら従来技術のクラッド板の剥離強度は、せ
いぜい500N/in. 程度であって、成形加工の高加工率
化という厳しさに対応できずに深絞りのプレス成形時に
クラッド板が割れたり、剥離する等の問題が生じてい
る。
【0004】このような接合強度の低さの原因を究明す
る過程でなされたものであり、ロール圧延によるプレス
成形が熱間あるいは温間の圧延により行われた場合、ス
テンレス鋼板およびアルミニウム板の表面に酸化膜が生
成し、この酸化膜がクラッドの接合界面に残存して剥離
強度を安定的に高いものにすることができないという知
見を得た。
【0005】本発明は、上記知見に基づいて、クラッド
の接合界面に形成される酸化膜を低減させることによっ
て、深絞りのプレス成形時におけるクラッド板の割れや
剥離を防止し、良好な深絞り性を得ることができる深絞
り性に優れた成形加工用クラッド板およびその製造方法
を提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に、本発明者らは、冷間圧延圧接によりクラッド界面の
酸化膜の形成を低減する方法を検討した。原理的には冷
間圧延圧接による大幅な酸化膜形成の低減を利用するこ
とによって、深絞り性に優れ、電磁調理器用器物の如き
多くの実用製品に供することのできる深絞り性に優れた
成形加工用クラッド板およびその製造方法を発明した。
【0007】即ち、ステンレス鋼板とアルミニウム板と
を冷間圧延圧接によりクラッドして成形加工用クラッド
板を製造することによって、クラッド界面の酸化膜形成
を低減化させると共に、圧延時のステンレス鋼板が冷間
であることから変形しにくい状態を保って加工硬化を低
減させ、この結果エクセリン値が9.5以上および剥離
強度が600N/in. 以上である深絞り性に優れた成形加
工用クラッド板を発明した。尚、この成形加工用クラッ
ド板は、電磁調理器用器物の如き多くの実用製品に供す
るため、発熱性、保温性、成形加工性の観点から全板厚
が0.8〜3.0mmの範囲となるように形成されること
が望ましい。
【0008】また、同時に最近普及が急速に高まってい
る電磁調理器用の器物としての機能を充分に持たせるた
め、上記の内容を具備し、さらに以下の素材特徴を有す
る成形加工用クラッド板を発明した。即ち、成形加工用
クラッド板は、ステンレス鋼板がフェライト系ステンレ
スからなっている。また、成形加工用クラッド板は、ア
ルミニウム板が高純度のアルミニウムからなっている。
成形加工用クラッド板は、アルミニウム板が1.6重量
%未満のMnを含むアルミニウム合金からなっている。
成形加工用クラッド板は、ステンレス鋼板が効率的な電
磁誘導加熱特性のために0.3mm以上、アルミニウム板
が効率的な熱伝導特性のために0.5mm以上の板厚を有
している。
【0009】
【作用】クラッド板を構成するアルミニウム板に高純度
のアルミニウムや1.6重量%未満のMnを含む合金が
用いられることによって、アルミ面の酸化膜が少なくな
り、クラッド界面の酸化膜形成が低減化されて高い接合
強度が得られることになる。
【0010】ところで、クラッドが熱間あるいは温間の
圧延で行われた場合には、ステンレス鋼板とアルミニウ
ム板とのクラッド界面の生成が避けられず、この結果、
剥離強度が低下する。これにより、前記従来の実公平2
−27518号公報や実公昭61−27108号公報に
記載されたステンレス鋼板とこのステンレス鋼板よりも
厚いアルミ板とをロール圧接したクラッド板は、成形時
に剥離やプレス割れが生じるため、成形加工性の安定性
に欠けていた。
【0011】これに対し、冷間圧延圧接による成形加工
用クラッド板であれば、剥離強度が600N/in. 以上で
あることから高い接合強度を有することになり、さら
に、接合時のロール圧延時のステンレスの加工硬度が低
減されるため、エリクセン値9.5以上の特性により良
好な成形加工性が達成される。
【0012】成形加工用クラッド板を構成するステンレ
ス鋼板の材質は、例えばこれらのクラッド板が絞り後、
電磁調理器あるいはその応用製品に使用される場合、電
磁誘導発熱特性の観点から有磁性であるフェライト系ス
テンレス鋼板であることが必要となる。さらに、その
際、クラッド板を構成するフェライト系ステンレス鋼板
の厚みが0.3mm以下では、効率的な電磁誘導加熱特性
が得られない。従って、フェライト系ステンレス鋼板の
厚みを0.3mm以上に設定することによって、成形加工
用クラッド板は、効率的な電磁誘導加熱特性により電磁
調理器あるいはその応用製品に好適に使用できることに
なる。
【0013】また、成形加工用クラッド板は、酸化膜の
少ない高純度のアルミニウムからなるアルミニウム板を
用いることによって、クラッド界面の酸化膜形成を低減
させ、高い接合強度を得ることが可能である。一方、M
nを含むアルミニウム合金によりアルミニウム板が形成
されている場合には、Mnを1.6wt%以上含むと、不
溶性の金属間化合物が粗大化し、プレス成形時の割れの
起点になり易く、成形性が著しく低下する。従って、成
形加工用クラッド板は、1.6wt%未満のMnを含むア
ルミニウム合金からなるアルミニウム板を用いることに
よって、高い成形性を得ることができる。
【0014】
【実施例】本発明の具体的実施例を以下に説明する。先
ず、表1に示すように、SUS430からなる0.5mm
厚のフェライト系ステンレス鋼板を用意すると共に、高
純度のアルミニウム(純アルミ99.5%)、Al−
0.5Mn、Al−1.0Mn、およびAl−1.4M
nの4種類のアルミニウム板とを用意した。そして、ス
テンレス鋼板と各アルミニウム板とを室温にて冷間圧延
圧接することによりクラッドさせ、クラッド界面の酸化
膜形成を低減化させた成形加工用クラッド板を作製した
(実施例1〜4)。
【0015】また、上記の実施例1〜4と同様に、フェ
ライト系ステンレス鋼板と、高純度のアルミニウム(純
アルミ99.5%)およびAl−0.5Mnのアルミニ
ウム板とを用意し、300℃および450℃の高温の圧
延圧接を施すことにより両板をクラッドさせ、クラッド
界面に酸化膜を形成した成形加工用クラッド板を作製し
た(比較例1〜3)。さらに、フェライト系ステンレス
鋼板と、Al−1.0 MnおよびAl−1.0 Mn−1.0 M
gのアルミニウム板とを用意し、室温にて冷間圧延圧接
することによりクラッドさせて成形加工用クラッド板を
作製した(比較例5・6)。
【0016】この後、350℃×2hrの拡散焼鈍を実施
し、レベラーにより矯正を行った。そして、これらのク
ラッド板からサンプル片を取り出し、これらサンプル片
の特性を評価した。尚、クラッド板の製造は、コイル圧
延圧接により実施した。
【0017】
【表1】
【0018】引張試験は、JIS13号試験片を用い、
接合強度は、1インチ幅のピール試験により評価した。
また、成形性は、Al面をポンチ側にしたエリクセン試
験および限界深絞り試験により評価し、さらに、曲げ戻
しによる耐剥離性を評価した。耐剥離性は、良好なもの
から順に“〇”、“△”、“×”で評価した。これらの
結果を表2に示す。
【0019】
【表2】
【0020】上記の結果によれば、300℃または45
0℃で接合した比較例1・2・3の剥離強度( N/in )
は、479、283、421であるのに対し、室温で接
合した実施例1・2・3・4の剥離強度( N/in )は、
1135、1021、1017、1014であり、比較
例1・2・3よりも大きな剥離強度(接合強度)を有し
ていることが確認された。これにより、実施例1・2・
3・4のように冷間圧延圧接によりクラッド界面の酸化
膜形成を低減化させたクラッド板は、熱間圧延圧接や温
間圧延圧接により形成されたクラッド界面に酸化膜を有
するクラッド板よりも、大きな剥離強度(接合強度)を
有していることが明らかになった。
【0021】さらに、比較例1・2・3は、エリクセン
値が9.3〜10.0の範囲、LDRが1.7〜2.0
の範囲、耐曲げ戻し特性が“×”または“△”であるの
に対し、実施例1・2・3・4は、エリクセン値が1
0.4〜11.1の範囲、LDRが2.0〜2.1の範
囲、耐曲げ戻し特性が“〇”である。従って、冷間圧延
圧接により形成されたクラッド板は、エリクセン値、L
DR、および耐曲げ戻し特性においても、熱間圧延圧接
や温間圧延圧接により形成されたクラッド板よりも優れ
ていることが明らかになった。
【0022】また、比較例4・5は、実施例1・2・3
・4と同様に、室温により接合されたものであるが、エ
リクセン値(8.5・7.6)およびLDR(1.6・
1.6)が実施例1・2・3・4よりも低い値を示して
いる。これにより、比較例4の結果から、Mnを増量す
ると、エリクセン値およびLDRが低下することが判明
した。さらに、比較例4の結果から、Mgを添加する
と、エリクセン値およびLDRの低下に加えて、剥離強
度が極端に低下することが判明した。尚、この理由は、
MgがAlよりも酸化の度合いが大きいため、室温でも
酸化膜により接合性を低下させるからであると考えられ
る。
【0023】次に、上述の実施例1〜4と同様の方法に
より表3に示す構成のクラッド板(実施例5〜7・比較
例6〜8)を作製した。そして、これらのクラッド板か
らサンプル片を取り出し、誘導加熱特性および熱伝動性
を比較した。誘導加熱特性は、一般の電磁調理器による
加熱特性を調べた。また、熱伝導性は、絞りカップを用
い、電磁調理器による水温を水面近くにて測定し、熱の
伝達性能を比較調査した。尚、誘導加熱特性および熱伝
導性の評価は、各々相対比較で行い、良好なものから順
に“〇”、“△”、“×”で評価した。これらの結果を
表3に示す。
【0024】
【表3】
【0025】上記の結果によれば、実施例5・6・7お
よび比較例6・7には、フェライト系ステンレスのSU
S430が共に用いられているが、板厚が0.2mmと薄
い比較例7は、充分な発熱特性が得られないことが確認
された。また、アルミニウム板厚が0.4mmの比較例6
は、誘導加熱特性が実施例5〜7と同様に優れている
が、伝熱特性が実施例5〜7よりも劣ることが確認され
た。さらに、オーステナイト係ステンレスSUS304
を用いた比較例8は、全く加熱されないことが確認され
た。これにより、フェライト系ステンレスの板厚を増加
させることによって、良好な発熱特性を獲得できること
が判明し、アルミニウム板厚を増加させることによっ
て、良好な誘導加熱特性を獲得できることが判明した。
【0026】
【発明の効果】本発明は、以上のように、冷間圧延圧接
によりクラッド間の酸化膜形成の低減化を可能にしてい
るため、プレス成形時におけるクラッド板の割れや剥離
を防止し、良好な深絞り性を得ることができるという効
果を奏する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H05B 6/12 314

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ステンレス鋼板とアルミニウム板とが圧
    延圧接によりクラッドされ、クラッド界面の酸化膜が冷
    間状態のまま圧接されてることを特徴とする深絞り性に
    優れた成形加工用クラッド板。
  2. 【請求項2】 上記ステンレス鋼板が、フェライト系ス
    テンレスであり、上記アルミニウム板が、高純度のアル
    ミニウム又は1.6重量%未満のMnを含むアルミニウ
    ム合金である請求項1の深絞り性に優れた成形加工用ク
    ラッド板。
  3. 【請求項3】 板厚が0.3mm以上のフェライト系ス
    テンレス鋼板と、板厚が0.5mm以上の高純度アルミ
    ニウム板又は1.6重量%未満のMnを含むアルミニウ
    ム合金板が圧延圧接によりクラッドされ、クラッド界面
    の酸化膜が冷間状態のまま圧接され、全厚みが0.8〜
    3.0mmであり、電磁調理器用器物に使用される深絞
    り性に優れた成形加工用クラッド板。
  4. 【請求項4】 フェライト系ステンレス鋼板と、高純度
    アルミニウム板又は1.6重量%未満のMnを含むアル
    ミニウム合金板とを、冷間圧延圧接によりクラッドし、
    クラッド界面の酸化膜形成を低減したことを特徴とする
    深絞り性に優れた成形加工用クラッド板の製造方法。
JP3768594A 1994-02-10 1994-02-10 深絞り性に優れた成形加工用クラッド板およびその製造方法 Pending JPH07223081A (ja)

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