JPH0818150B2 - 爆発圧着による多層金属クラッドの製造法 - Google Patents
爆発圧着による多層金属クラッドの製造法Info
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- JPH0818150B2 JPH0818150B2 JP5504088A JP5504088A JPH0818150B2 JP H0818150 B2 JPH0818150 B2 JP H0818150B2 JP 5504088 A JP5504088 A JP 5504088A JP 5504088 A JP5504088 A JP 5504088A JP H0818150 B2 JPH0818150 B2 JP H0818150B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、爆発圧着法による多層金属クラッドの製造
法に関する。
法に関する。
［従来の技術］ 爆発圧着法により製造された金属クラッドが各種産業
分野で多量に使用されているが、しばしば特殊な材質組
合せの金属クラッドが要求されることがあり、数種の材
質層からなる金属クラッドを爆発圧着法により製造して
きた。
分野で多量に使用されているが、しばしば特殊な材質組
合せの金属クラッドが要求されることがあり、数種の材
質層からなる金属クラッドを爆発圧着法により製造して
きた。
例えば、数種の金属層からなるクラッドを爆発圧着法
により製造する場合、最も確実な方法として、クラッド
する金属材を順次に爆発圧着していく方法により金属ク
ラッドを製造する方法が採用されてきた。
により製造する場合、最も確実な方法として、クラッド
する金属材を順次に爆発圧着していく方法により金属ク
ラッドを製造する方法が採用されてきた。
しかしこの方法では、クラッドする金属層の層数と同
じ数だけ爆発圧着を行う必要があり効率的でなく、ま
た、爆発圧着毎に衝撃を受け、その都度加工硬化が蓄積
され、クラッド材に不均一な歪が生じたり、割れまたは
既接合部に剥離を生じる等の不具合がしばしば発生し
た。これらの問題点を改善するために、例えば爆発圧着
による金属クラッド板の製造方法が発明された当初から
多層爆発圧着法が研究され実験的規模では多数の検討が
なされている。特公昭42-17427号公報、特公昭44-6468
号公報などに記載されている多層同時爆発圧着法もその
一例である。
じ数だけ爆発圧着を行う必要があり効率的でなく、ま
た、爆発圧着毎に衝撃を受け、その都度加工硬化が蓄積
され、クラッド材に不均一な歪が生じたり、割れまたは
既接合部に剥離を生じる等の不具合がしばしば発生し
た。これらの問題点を改善するために、例えば爆発圧着
による金属クラッド板の製造方法が発明された当初から
多層爆発圧着法が研究され実験的規模では多数の検討が
なされている。特公昭42-17427号公報、特公昭44-6468
号公報などに記載されている多層同時爆発圧着法もその
一例である。
しかしこれらの開示技術を元にして我々も種々の実験
を試みたが工業的寸法の規模では良好な接合を得ること
が困難であった。
を試みたが工業的寸法の規模では良好な接合を得ること
が困難であった。
多層同時爆発圧着法の一例を図面によって説明する
と、第７図はそれぞれ材質の異なる金属、Ａ、Ｂ、Ｃか
らなる３層のクラッド板の断面を示し、第８図はその製
造の場合のアセンブリを示す。母材金属板１を支持台７
上に置き、金属板２および３は小さい金属片４によって
確保した隔離スペースだけの間隙をおいて積層する。金
属板３の上側表面に爆薬層５を設置する。該爆薬層５の
一端に装着した電気雷管６により、爆薬層５を起爆す
る。爆薬層は起爆により爆轟が進行する。爆轟により生
ずる圧力はクラッドする材料の金属板２および３に累進
的に作用する。この圧力により金属板３、２、１は起爆
点から順番に接触せしめられる。もし、諸条件が適当で
あれば、隣接する金属板同士の境界層から“メタルジェ
ット”が生じ、このメタルジェットはクラッドする金属
板２、３およびクラッドされるべき金属板１の間のまだ
占有されていない区間に向って指向する。このメタルジ
ェットにより金属板の表面の酸化膜が除去され、金属板
が高圧下で癒着するので所望の接合が得られる。
と、第７図はそれぞれ材質の異なる金属、Ａ、Ｂ、Ｃか
らなる３層のクラッド板の断面を示し、第８図はその製
造の場合のアセンブリを示す。母材金属板１を支持台７
上に置き、金属板２および３は小さい金属片４によって
確保した隔離スペースだけの間隙をおいて積層する。金
属板３の上側表面に爆薬層５を設置する。該爆薬層５の
一端に装着した電気雷管６により、爆薬層５を起爆す
る。爆薬層は起爆により爆轟が進行する。爆轟により生
ずる圧力はクラッドする材料の金属板２および３に累進
的に作用する。この圧力により金属板３、２、１は起爆
点から順番に接触せしめられる。もし、諸条件が適当で
あれば、隣接する金属板同士の境界層から“メタルジェ
ット”が生じ、このメタルジェットはクラッドする金属
板２、３およびクラッドされるべき金属板１の間のまだ
占有されていない区間に向って指向する。このメタルジ
ェットにより金属板の表面の酸化膜が除去され、金属板
が高圧下で癒着するので所望の接合が得られる。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、多層同時爆発圧着により金属クラッド
が接合されるための適当な諸条件は、クラッドする金属
の数が増すにつれ複雑になる。また、接合が得られて
も、各層間の接合界面波形が不均一、不連続となり、そ
の結果、接合力および気密性の著しく劣る層間を生じる
等、各層が全て健全に接合せしめるような爆発圧着条件
を見出すのは困難であった。
が接合されるための適当な諸条件は、クラッドする金属
の数が増すにつれ複雑になる。また、接合が得られて
も、各層間の接合界面波形が不均一、不連続となり、そ
の結果、接合力および気密性の著しく劣る層間を生じる
等、各層が全て健全に接合せしめるような爆発圧着条件
を見出すのは困難であった。
そこで本発明では全ての金属層間の接合状態が健全で
ある多層金属クラッドを製造せんとするものである。
ある多層金属クラッドを製造せんとするものである。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、多層同時爆発圧着における上記課題を解決
するため鋭意研究を重ねた結果、クラッドする材料の質
量差を小さくすることが効果的であることを見出したも
のである。
するため鋭意研究を重ねた結果、クラッドする材料の質
量差を小さくすることが効果的であることを見出したも
のである。
すなわち、本発明は、少なくとも２層以上の異種また
は同種のクラッド（被覆）する金属層を母材金属層に一
度の爆発圧着により、一体に接合せしめるに当り、該ク
ラッドする金属層同士の質量比が0.5〜1.5の範囲になる
ような層の厚さとすることを特徴とする多層同時爆発圧
着による多層金属クラッドの製造法である。
は同種のクラッド（被覆）する金属層を母材金属層に一
度の爆発圧着により、一体に接合せしめるに当り、該ク
ラッドする金属層同士の質量比が0.5〜1.5の範囲になる
ような層の厚さとすることを特徴とする多層同時爆発圧
着による多層金属クラッドの製造法である。
爆発の爆轟エネルギーにより飛翔してクラッドする金
属層は、工業的に製造可能な範囲で、適当な間隙が保持
されるに足りる平坦度と剛性が必要である。また、本発
明により製造される金属の組合せは、爆発圧着により接
合可能な金属種類が適用できる。例えば、チタン−銅−
軟鋼、アルミニウム−チタン−ニッケル−ステンレス、
白金−チタン−軟鋼等である。その他、合金アルミニウ
ム−アルミニウム−銅、銅−ニッケル−ステンレス、ス
テンレス−軟鋼−ステンレス、アルミニウム−ジルコニ
ウム−ステンレス、チタン−タンタル−軟鋼、チタン−
ニオブ−ステンレス、ステンレス−銅−タンタル−ジル
コニウム、ジルコニウム−タンタル−ステンレス、ジル
コニウム−チタン−ステンレス、白金−ニオブ−チタン
−軟鋼、タンタル−銅−軟鋼等である。
属層は、工業的に製造可能な範囲で、適当な間隙が保持
されるに足りる平坦度と剛性が必要である。また、本発
明により製造される金属の組合せは、爆発圧着により接
合可能な金属種類が適用できる。例えば、チタン−銅−
軟鋼、アルミニウム−チタン−ニッケル−ステンレス、
白金−チタン−軟鋼等である。その他、合金アルミニウ
ム−アルミニウム−銅、銅−ニッケル−ステンレス、ス
テンレス−軟鋼−ステンレス、アルミニウム−ジルコニ
ウム−ステンレス、チタン−タンタル−軟鋼、チタン−
ニオブ−ステンレス、ステンレス−銅−タンタル−ジル
コニウム、ジルコニウム−タンタル−ステンレス、ジル
コニウム−チタン−ステンレス、白金−ニオブ−チタン
−軟鋼、タンタル−銅−軟鋼等である。
また、金属板の質量を調整する方法は、厚さによるの
が簡単で良いが、例えば最上層が白金等の薄板の場合
は、隣接層と質量が等しくなる様に鋼板等に白金板を樹
脂接着剤により貼り付けて質量を調整する方法も有効で
ある。また、所望する多層クラッド板の一層が厚い場合
には、その層を適性な質量になるように多層に分割して
から実施すれば良い。
が簡単で良いが、例えば最上層が白金等の薄板の場合
は、隣接層と質量が等しくなる様に鋼板等に白金板を樹
脂接着剤により貼り付けて質量を調整する方法も有効で
ある。また、所望する多層クラッド板の一層が厚い場合
には、その層を適性な質量になるように多層に分割して
から実施すれば良い。
本発明に用いる爆薬は、爆発圧着しようとする金属板
の音速より小さいものが好ましい。
の音速より小さいものが好ましい。
また、本発明は、爆発圧着した金属クラッド全体が健
全な接合状態であることを目的としている。健全な接合
状態を得るには接合しようとする金属同士を一様な間隙
をもって重ね合せる必要がある。我々が対象とする金属
クラッドは工業分野に用いられるものであり、対象とな
る材料は最小でも100mm×200mmである。この寸法でも工
業的に製造可能な材料において、金属の平坦度や装填す
る爆薬量によりある値以上の間隙を設定しなければメタ
ルジェットの排出が困難となり良好な接合が得られな
い。また、重ね合せた金属同士で接触する部分が生じる
などして、健全な接合が得られなくなる。本発明者の経
験と実績では、重ね合せた金属同士の間隙は、少なくと
も0.3mm以上ないと実質的に健全な圧着接合は得られな
い。爆発圧着条件の設計に当っては、金属の材質組合
せ、厚さの比率、爆薬の種類、間隙の大きさ、接合必要
面積、土台の選定、歪の状況、温度、形状等種々の要因
を考慮して選定しなければならないが、どのような条件
でも、間隙が0.3mm未満の状態では本発明の効果を確認
することはできない。
全な接合状態であることを目的としている。健全な接合
状態を得るには接合しようとする金属同士を一様な間隙
をもって重ね合せる必要がある。我々が対象とする金属
クラッドは工業分野に用いられるものであり、対象とな
る材料は最小でも100mm×200mmである。この寸法でも工
業的に製造可能な材料において、金属の平坦度や装填す
る爆薬量によりある値以上の間隙を設定しなければメタ
ルジェットの排出が困難となり良好な接合が得られな
い。また、重ね合せた金属同士で接触する部分が生じる
などして、健全な接合が得られなくなる。本発明者の経
験と実績では、重ね合せた金属同士の間隙は、少なくと
も0.3mm以上ないと実質的に健全な圧着接合は得られな
い。爆発圧着条件の設計に当っては、金属の材質組合
せ、厚さの比率、爆薬の種類、間隙の大きさ、接合必要
面積、土台の選定、歪の状況、温度、形状等種々の要因
を考慮して選定しなければならないが、どのような条件
でも、間隙が0.3mm未満の状態では本発明の効果を確認
することはできない。
本発明は、実施例でも示すとおり金属板の爆発圧着、
すなわち多層金属クラッド板の同時爆発圧着法において
特に効果的であるが、母材金属棒、母材金属柱、母材金
属管などに金属管を多層に接合して爆発圧着する多層金
属管の同時爆発圧着法にも適用可能である。
すなわち多層金属クラッド板の同時爆発圧着法において
特に効果的であるが、母材金属棒、母材金属柱、母材金
属管などに金属管を多層に接合して爆発圧着する多層金
属管の同時爆発圧着法にも適用可能である。
［実施例］ 以下実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明す
る。
る。
実施例１ 本実施例では、爆速約2000m/秒の速度になるように化
学組成を調整した爆薬を用いた。
学組成を調整した爆薬を用いた。
第８図に示すアッセンブリーにより、チタン−銅−軟
鋼からなる３層クラッド板で寸法200mm×300mmのものを
作成した。各層の厚さは、チタン層4mm、軟鋼層20mmと
し、中間の銅層は1mm、1.5mm、2mm、3mm、4mmと変えて
多層同時爆発圧着を行った。各層間の間隙は3mmとし、
爆薬をチタン層の上側に、チタンと銅の板厚に応じて適
量を均一に配置した。
鋼からなる３層クラッド板で寸法200mm×300mmのものを
作成した。各層の厚さは、チタン層4mm、軟鋼層20mmと
し、中間の銅層は1mm、1.5mm、2mm、3mm、4mmと変えて
多層同時爆発圧着を行った。各層間の間隙は3mmとし、
爆薬をチタン層の上側に、チタンと銅の板厚に応じて適
量を均一に配置した。
このようにして作成したクラッド板の断面接合状況を
光学顕微鏡により観察した。これらの試料についての結
果を表に示すとともに第１図（イ）〜第５図（ロ）の光
学顕微鏡写真に示す。
光学顕微鏡により観察した。これらの試料についての結
果を表に示すとともに第１図（イ）〜第５図（ロ）の光
学顕微鏡写真に示す。
No.1およびNo.5の場合、すなわち、質量比が本発明の
範囲を外れる場合、チタン／銅の接合界面波形が不均
一、不連続となり、剥離部が一部観察された。また、N
o.2、３、４の場合、すなわち質量比が本発明の範囲内
の場合、チタン／銅および銅／軟鋼の接合界面波形がほ
ぼ均一で連続性があり、剥離等の不具合は観察されなか
った。特に質量比1.0のもののチタン／銅と銅／軟鋼の
接合界面波形の波長および波高がほぼ等しく理想的な接
合が得られた。
範囲を外れる場合、チタン／銅の接合界面波形が不均
一、不連続となり、剥離部が一部観察された。また、N
o.2、３、４の場合、すなわち質量比が本発明の範囲内
の場合、チタン／銅および銅／軟鋼の接合界面波形がほ
ぼ均一で連続性があり、剥離等の不具合は観察されなか
った。特に質量比1.0のもののチタン／銅と銅／軟鋼の
接合界面波形の波長および波高がほぼ等しく理想的な接
合が得られた。
実施例２ 実施例１記載の方法に従い、アルミニウム−チタン−
ニッケル−軟鋼からなる４種クラッド板で寸法680w×20
00lのものを製造した。各層の厚さはアルミニウム層4mm
（質量10.8）、チタン層2.5mm（質量11.2）、ニッケル
層1.2mm（質量10.68）、軟鋼層20mmであった。全面を超
音波探傷試験（JIS Z 2344）した結果、90％以上の圧着
率であった。また、このクラッド板を長手方向に135wに
切断し、切断面を液体浸透探傷試験（JIS Z 2343）を行
った結果、両端約50mmに点状の欠陥指示模様が観察され
ただけで他の部分はすべて健全であった。第６図
（イ）、（ロ）、（ハ）に該材料の接合断面の光学顕微
鏡写真を示す。
ニッケル−軟鋼からなる４種クラッド板で寸法680w×20
00lのものを製造した。各層の厚さはアルミニウム層4mm
（質量10.8）、チタン層2.5mm（質量11.2）、ニッケル
層1.2mm（質量10.68）、軟鋼層20mmであった。全面を超
音波探傷試験（JIS Z 2344）した結果、90％以上の圧着
率であった。また、このクラッド板を長手方向に135wに
切断し、切断面を液体浸透探傷試験（JIS Z 2343）を行
った結果、両端約50mmに点状の欠陥指示模様が観察され
ただけで他の部分はすべて健全であった。第６図
（イ）、（ロ）、（ハ）に該材料の接合断面の光学顕微
鏡写真を示す。
［発明の効果］ 本発明によれば、各種産業分野で有効に用いられる多
層クラッド板を爆発圧着法を用いても接合界面波形が均
一で連続性があり、接合力も気密性も充分な健全なクラ
ッド材を得ることができる。
層クラッド板を爆発圧着法を用いても接合界面波形が均
一で連続性があり、接合力も気密性も充分な健全なクラ
ッド材を得ることができる。
第１図（イ）ないし第６図（ハ）は本発明によって得ら
れたクラッド材の断面の金属組織を示す顕微鏡写真、第
７図は多層クラッド材の断面図、第８図はクラッド材製
造のアセンブリの断面図である。 １、２、３……金属板、４……金属片 ５……爆薬層、６……電気雷管 ７……支持台
れたクラッド材の断面の金属組織を示す顕微鏡写真、第
７図は多層クラッド材の断面図、第８図はクラッド材製
造のアセンブリの断面図である。 １、２、３……金属板、４……金属片 ５……爆薬層、６……電気雷管 ７……支持台
Claims (1)
- 【請求項１】少なくとも２層以上の異種または同種のク
ラッド（被覆）する金属層を母材金属層に一度の爆発圧
着により、一体に接合せしめるに当り、該クラッドする
金属層同士の質量比が0.5〜1.5の範囲になるような層の
厚さとすることを特徴とする多層同時爆発圧着による多
層金属クラッドの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5504088A JPH0818150B2 (ja) | 1988-03-10 | 1988-03-10 | 爆発圧着による多層金属クラッドの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5504088A JPH0818150B2 (ja) | 1988-03-10 | 1988-03-10 | 爆発圧着による多層金属クラッドの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01228685A JPH01228685A (ja) | 1989-09-12 |
| JPH0818150B2 true JPH0818150B2 (ja) | 1996-02-28 |
Family
ID=12987548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5504088A Expired - Fee Related JPH0818150B2 (ja) | 1988-03-10 | 1988-03-10 | 爆発圧着による多層金属クラッドの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0818150B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1071617C (zh) * | 1996-10-24 | 2001-09-26 | 北京矿务局爆炸加工厂 | 在钢坯上一次爆炸焊接双层不锈钢板的方法 |
| CN203292697U (zh) * | 2013-04-28 | 2013-11-20 | 旭化成化学株式会社 | 使用镀覆材料的异材接头 |
| KR102095324B1 (ko) * | 2018-03-13 | 2020-03-31 | 주식회사 한화 | 폭발 경화용 폭발 구조체 및 이를 이용한 폭발 경화 방법 |
-
1988
- 1988-03-10 JP JP5504088A patent/JPH0818150B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01228685A (ja) | 1989-09-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |