JPH10180465A - 異種金属板の圧延接合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異種金属板の良好な接合が可能な圧延接合方
法を実施する。 【解決手段】 異種金属板１，２を重ね合わせて行う加
熱４・圧延３による接合に先立って、異種金属板１，２
の接合面を高真空又は不活性ガスの雰囲気中で電極７と
の間で発生させた放電により清浄とするものとし、ま
た、この清浄化を高真空の雰囲気中での機械的な研磨に
より行うものとし、更に、異種金属板の接合面の清浄化
を高真空の雰囲気中で行い、加熱・圧延を不活性ガスの
雰囲気中で行うものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、異なった金属の積
層接合に用いられる異種金属板の圧延接合方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の異なった金属、例えばステンレス
鋼とアルミ合金との接合は、爆発圧接法によるものがほ
とんどであったが、近年、真空中で母材と合わせ板を密
着させ、高周波誘導加熱により加熱し、ローラにより圧
延する方法が提案されている。

【０００３】上記圧延による方法について、図４により
説明する。図４において、０１は母材、０２は合わせ
板、３は加圧ローラであり、図示しない駆動装置により
回転駆動される。４は高周波加熱コイル、５は高周波電
源であり、６は高周波加熱コイル４と高周波電源５とを
接続するケーブルである。

【０００４】上記母材０１と合わせ板０２の接合は、次
のように行う。まず、上記のそれぞれの装置を図示しな
い真空チャンバ内に入れ、続いて表面を十分清浄にした
母材０１と合わせ板０２とを装置にセットし、真空チャ
ンバ内を１０−５tor の真空状態とする。

【０００５】次に、高周波コイル４に高周波電源５より
ケーブル６を介して高周波電力を供給し、母材０１およ
び合わせ板０２を加熱する。これらが、金属材料によっ
て決まる接合温度に達した後は、加圧ローラ３を駆動
し、矢印の方向へ順次移動させて圧延接合する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の接合方法におい
て、例えばステンレス鋼とアルミ合金とを真空中にて加
熱圧延接合する場合、アルミ合金は、その表面を洗浄剤
等を用いて十分清浄にしても、空気中にて生成された強
固な酸化皮膜やガスの吸着層が覆っており、高真空中に
おいても清浄な表面にならない場合が生じる。

【０００７】加熱後に行う圧接工程は、金属表面同士が
高圧によって密着し、金属組織的に接合するものである
が、上記のような酸化皮膜が残っている状態の場合に
は、良好な接合は得られなかった。本発明は上記の課題
を解決しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

（１）請求項１に記載の発明に係る異種金属板の圧延接
合方法は、異種金属板の接合面を高真空又は不活性ガス
のいずれかの雰囲気中で電極との間で発生させた放電に
より清浄とし、それぞれの異種金属板を重ね合わせた
後、加熱し圧延して接合することを特徴としている。

【０００９】本発明においては、異種金属板を加熱・圧
延して接合する前に、異種金属板の接合面について、電
極との間に発生させる放電により酸化皮膜やガスの吸着
層を破壊して、清浄なものとするため、異種金属板を強
固に接合させることができる。

【００１０】また、異種金属板の接合面の清浄化と、加
熱・圧延は高真空又は不活性ガスの雰囲気中で行われる
ため、この間に、不純物が付着する等の不都合がなく、
良好な接合を実現することができる。

【００１１】（２）請求項２に記載の発明は、上記発明
（１）に記載の異種金属板の圧延接合方法において、異
種金属板の接合面の清浄化を、高真空の雰囲気中での機
械的な研磨により行うことを特徴としている。

【００１２】本発明においては、上記発明（１）におけ
る放電に代えて機械的な研磨を行っているが、この機械
的な研磨によるものも、放電によるものと同等に清浄な
異種金属板の接合面を得ることが可能なため、上記発明
（１）と同様の良好な接合を実現することができる。

【００１３】（３）請求項３に記載の発明は、上記発明
（１）又は（２）に記載の異種金属板の圧延接合方法に
おいて、異種金属板の接合面の清浄化を高真空の雰囲気
中で行い、重ね合わせた異種金属板の加熱・圧延を不活
性ガスの雰囲気中で行うことを特徴としている。

【００１４】本発明においては、異種金属板の加熱・圧
延を不活性ガス雰囲気中で行っているため、異種金属板
の加熱・冷却のための温度コントロールが容易となり、
効率的な加熱・圧延が可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の第１形態に係る異
種金属板の圧延接合方法に用いられる清浄加熱圧延装置
について、図１（ａ），（ｂ）により説明する。なお、
本実施形態に係る装置は、図１（ａ）に示す清浄装置と
図１（ｂ）に示す加熱圧延装置からなり、母材がステン
レス鋼板１、合わせ板がアルミ合金板２の場合であり、
放電電流として高周波電流を用いた場合である。

【００１６】図１（ａ），（ｂ）において、３はステン
レス鋼板１とアルミ合金板２を挟んで加圧する加圧ロー
ラであり、図示しない駆動装置により回転駆動される。
４は上記加圧ローラ３の後方に配設された高周波加熱コ
イルであり、ケーブル６を介して高周波電源５に接続さ
れている。

【００１７】７はステンレス鋼板１とアルミ合金板２の
接合前にそれぞれの接合面を清浄とするためにステンレ
ス鋼板１及びアルミ合金板２のそれぞれの接合面との間
に放電を発生する電極であり、数百ボルト〜数千ボルト
の高電圧を発生する放電用電源１０に放電用ケーブル９
を介して接続され、また、この電極７をステンレス鋼板
１又はアルミ合金板２の板幅方向に移動させるための移
動装置６が結合されている。

【００１８】本実施形態に係る清浄加熱圧延装置を用い
て行うステンレス鋼板１とアルミ合金板２の接合は、次
のように行われる。まず、この清浄加熱圧延装置と、ス
テンレス鋼板１と、アルミ合金板２を図示しない真空チ
ャンバ内に収納し、真空チャンバ内を１０−５tor の真
空状態とする。

【００１９】次に、図１（ａ）に示すように、ステンレ
ス鋼板１及びアルミ合金板２を矢印の方向に移動させ、
電極７を移動装置８によりステンレス鋼板１及びアルミ
合金板２の板幅方向に往復移動させながら、電極７に放
電用ケーブル９を介して高周波電源１０から高周波電圧
を印加し、ステンレス鋼板１及びアルミ合金板２の接合
面との間に放電を発生させ、ステンレス鋼板１の表面を
清浄なものとする。

【００２０】なお、高真空のままでは放電が困難な場合
は、真空チャンバ内にアルゴンガス等の不活性ガスを注
入する。不活性ガスの注入により、放電が容易となるた
めである。

【００２１】次に、それぞれの接合面を放電により清浄
としたステンレス鋼板１とアルミ合金板２とを図１
（ｂ）に示すように重ね合わせ、高周波コイル４に高周
波電源５よりケーブル６を介して高周波電力を供給し、
重ね合わせたステンレス鋼板１とアルミ合金板２を加熱
する。

【００２２】ステンレス鋼板１とアルミ合金板２が、金
属材料によって決まる接合温度に達した後は、加圧ロー
ラ３を駆動してステンレス鋼板１とアルミ合金板２を矢
印の方向へ順次移動しながら、加圧圧延する。

【００２３】本実施形態においては、金属板表面、特に
アルミ合金板表面に強固に形成された酸化皮膜およびガ
ス吸着層が破壊され、清浄な金属面同士を圧接するた
め、強固な接合を得ることができた。また、接合時にお
ける加熱温度、加圧力、速度等の接合条件の範囲を緩和
することができ、接合作業が容易となった。

【００２４】なお、本実施形態においては、放電発生の
ための電源として高周波電源を用いているが、直流電源
やパルス電源を用いることも可能である。また、ステン
レス鋼板とアルミ合金板のいずれの接合面も放電による
清浄化を行っているが、ステンレス鋼板は、その表面の
酸化皮膜が薄く、ガスの吸着も少ないことから、放電に
よる金属表面の清浄化は行わなくてもよい場合がある。
しかしながら、両方の接合面の放電清浄化を行うとより
良好な接合が得られる。

【００２５】図２は、接合中にアルミ合金板２の面の清
浄化放電を行う場合を示すものであり、ステンレス鋼板
１とアルミ合金板２の間に開口部１１を作り、ここでア
ルミ合金板２の面を清浄とした後、加熱・接合を行う。
この場合、合わせ板が撓むことが可能な金属であること
が必要である。

【００２６】本実施形態は、ステンレス鋼板とアルミ合
金板とを接合する場合について説明しているが、他の金
属板を接合する場合にも適用できることは、いうまでも
ない。

【００２７】本発明の実施の第２形態に係る圧延接合方
法に用いられる清浄加熱圧延装置について、図３により
説明する。図３に示す本実施形態に係る清浄加熱圧延装
置は、図１（ｂ）に示す第１実施形態に係る加熱圧延装
置の前工程に、金属表面を機械的に研磨する回転ワイヤ
ブラシ７と、この回転ワイヤブラシ７に接続されこれを
回転させる駆動装置８が設けられたものである。

【００２８】本実施形態に係る清浄加熱圧延装置を用い
て行うステンレス鋼板１とアルミ合金板２の接合方法に
おいても、第１実施形態の方法におけると同様、まず、
これらを、図示しない真空チャンバ内に清浄加熱圧延装
置とステンレス鋼板１とアルミ合金板２とを収納し、真
空チャンバ内をほぼ１０−５tor の真空状態とする。

【００２９】次に、アルミ合金板２の接合面を回転ワイ
ヤブラシ１２で研磨し、表面の酸化皮膜あるいはガス吸
着層を取り除き、清浄な金属表面を露出させる。次に、
ステンレス鋼板１と表面を清浄にしたアルミ合金板２を
重ね合わせ、高周波加熱コイル４に挿入した後、高周波
加熱コイル４に高周波電源５よりケーブル６を介して高
周波電力を供給し、ステンレス鋼板１及びアルミ合金板
２を加熱する。

【００３０】ステンレス鋼板１とアルミ合金板２が、金
属材料によって決まる接合温度に達した後は、加圧ロー
ラ３を駆動してステンレス鋼板１とアルミ合金板２を矢
印の方向へ順次移動し、圧延接合する。

【００３１】本実施形態に係る方法においても、第１実
施形態と同様、アルミ合金板の接合面を清浄としている
ため、ステンレス鋼板とアルミ合金板の良好な接合が可
能となった。

【００３２】なお、本実施例に係る方法の場合も、第１
実施形態と同様、ステンレス鋼板１の接合面も清浄とす
ることにより更に良好な接合を得ることができる。ま
た、他の金属板の接合への適用も可能である。

【００３３】

【発明の効果】本発明の異種金属板の圧延接合方法にお
いては、異種金属板を重ね合わせて行う加熱・圧延によ
る接合に先立って、異種金属板の接合面を高真空又は不
活性ガスの雰囲気中で電極との間で発生させた放電によ
り清浄とすることによって、また、この清浄化を高真空
の雰囲気中での機械的な研磨により行うことによって、
接合面の酸化皮膜及びガス吸着層が破壊されるため、異
種金属板の強固で良好な接合が可能となり、更に、異種
金属板の接合面の清浄化を高真空の雰囲気中で行い、加
熱・圧延を不活性ガスの雰囲気中で行うことによって、
加熱・圧延時の温度コントロールが容易となるため、効
率的な接合が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態に係る圧延接合方法に
用いられる清浄加熱圧延装置の説明図で、（ａ）は清浄
装置、（ｂ）は加熱圧延装置の説明図である。

【図２】上記第１実施形態に係る圧延接合方法に用いら
れる清浄加熱圧延装置であって、異種金属板の接合面の
清浄化と加熱圧延を連続して行う装置の説明図である。

【図３】本発明の実施の第２形態に係る圧延接合方法に
用いられる清浄加熱圧延装置の説明図である。

【図４】従来の圧延接合方法に用いられる装置の説明図
である。

【符号の説明】

１ ステンレス鋼板 ２ アルミ合金板 ３ 加圧ローラ ４ 高周波加熱コイル ５ 高周波電源 ６ ケーブル ７ 電極 ８ 移動装置 ９ 放電用ケーブル １０ 放電用電源 １１ 開口部 １２ 回転ワイヤブラシ １３ 駆動装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島本 滝二郎 長崎市深堀町五丁目717番地１ 長菱エン ジニアリング株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 異種金属板の接合面を高真空又は不活性
   ガスのいずれかの雰囲気中で電極との間で発生させた放
   電により清浄とし、それぞれの異種金属板を重ね合わせ
   た後、加熱し圧延して接合することを特徴とする異種金
   属板の圧延接合方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の異種金属板の圧延接合
   方法において、異種金属板の接合面の清浄化を、高真空
   の雰囲気中での機械的な研磨により行うことを特徴とす
   る異種金属板の圧延接合方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の異種金属板の圧
   延接合方法において、異種金属板の接合面の清浄化を高
   真空の雰囲気中で行い、重ね合わせた異種金属板の加熱
   ・圧延を不活性ガスの雰囲気中で行うことを特徴とする
   異種金属板の圧延接合方法。