JPH11505476A - 金属複合材料製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、親連鋳材の少なくとも１つの側に、別の材料特性を有する材料が被着される金属複合材料製造方法に関する。本発明では親連鋳材が、親連鋳材と同一の材料組成を有する溶融金属中を貫通案内され、溶融金属が親連鋳材表面に結晶化し、溶融金属表面から所定の間隔の位置で、溶融金属浴から出た担体異形材に接合用異形材が供給され、接合用異形材は担体異形材に表面に溶着される。本発明は更にこの方法を実施する装置に関する。

Description

【発明の詳細な説明】 金属複合材料製造方法及び装置 本発明は、親連鋳材の少なくとも１つの側に、別の材料特性を有する材料が被 着された金属複合材料製造方法と、底部に開口を有し、その開口を貫通して親連 鋳材が、容器の中に充填された溶融金属中を貫通案内されることが可能である容 器と、更に、溶融金属の中に入る際及び出る際に連鋳材を動かすローラを具備す る前記方法を実施する装置とに関する。 １方がエンドレス連鋳材である２つの金属材料を接合するためには主に溶射成 形及び逆鋳造が公知である。 金属スプレーが担体異形材に被着される前記の第１の方法の欠点は、複雑な方 法実施であること以外に、大きいスプレー損失がある。 その上、この方法は実質的に回転対称形状に制限される。 前記の第２の方法の逆鋳造は例えばヨーロッパ特許第ＥＰ０３１１６０２号明 細書から公知である。親連鋳材が溶融金属を貫通案内され、親連鋳材表面に付着 して溶融金属浴から排出案内されるこの方法の欠点は、親連鋳材の材料が溶融金 属浴の材料と同一か少なくとも類似であることが必要であることにある。 本発明の目的は、簡単な手段により、材料特性が大幅に異なり、凝固点及び融 点の差が大きい複数の金属から複合材料異形材を形成することを可能にする方法 及びこれに必要な装置を提供することにある。 本発明のこの目的は、方法請求項１及び装置請求項９の特徴部分に記載の特徴 により達成される。 本発明では親連鋳材が一定速度で、親連鋳材と同一の材料組成を有する溶融金 属中を通過案内され、これにより逆鋳造で溶融金属が元の３〜６倍まで親連鋳材 表面に接合し、これにより前記親異形材から担体異形材が形成される。この担体 異形材に、溶融金属浴から出た直後に接合用異形材が供給され、接合用異形材は 前記担体異形材の表面に溶着される。この方法では、例えば２又は３層の金属板 としてオーステナイト鋼を炭素含有鋼に接合する等の複数材料の接合の際に、材 料を互いに接合する際の問題が回避される。例えばＣ鋼が親異形材として逆鋳造 の際に、１４６５℃すなわち１５℃だけ融点より高い温度の動作温度を有するオ ーステナイト溶融金属の中に入ると、１５２０℃の融点を有する親連鋳材の表面 が溶融されることがある。双方の融点の差が大きい場合には迅速な溶接は行われ ない。 本発明では例えば４〜１０ｍｍの仕上り帯材厚の帯材を製造する場合にＣ鋼の 親帯材が、（分析に関して）同一又は類似の品質の溶融金属を貫通案内される。 この親連鋳材の両側に溶融金属が元の３〜６倍まで結晶化し、約４〜７ｍｍの厚 さと１５２０℃の連鋳材表面温度と粘土状態で溶融金属浴から出る。溶融金属浴 表面の上方でこの帯材に、約０．２〜１ｍｍの厚さの薄肉オーステナイト帯材が 供給される。この目的のためにローラ対が設けられ、ローラ対はくせ取り圧延と して、予熱された薄肉オーステナイト帯材を、まだ部分的に液状又はまだ粘土状 であるすなわち表面が完全に凝固していないか又はまだ比較的高い温度を有する 炭素含有担体帯材と溶接する。 有利には接合用異形材例えばステンレス帯材（オーステナイト）は誘導炉によ り予熱される。更に複合連鋳材は、複合連鋳材に面する表面が更に加熱されるよ うに逆再結晶化器の表面に沿って案内される。 ２又は３層の複合材料を欠陥無しに溶接するために親連鋳材及び溶融金属の材 料と、溶融金属の温度と、溶融金属浴の高さと、親連鋳材の速度と、ひいては溶 融金属が担体異形材用帯材に接触する接触時間又は溶融金属がこの帯材に収容さ れる収容量が調整され、さらに、担体異形材と接合用異形材との接合の際に溶融 金属浴の上方の第１のローラ対による押圧力が調整される。 本発明の１つの実施の形態が添付図面に示されている。 図１は金属複合材料を製造する装置の概略図である。 溶融金属Ｓにより充填されている容器１１の中で底部の中に開口１２が設けら れている。開口１２を通過して親連鋳材４１が容器１１の中に案内される。親連 鋳材４１が溶融金属Ｓと接触している間に溶融金属Ｓが元の３〜６倍程度まで親 連鋳材に結晶化し、親連鋳材４１は担体異形材４２として溶融金属から出る。 親連鋳材４１は供給ローラ２１により供給され動かされる。溶融金属浴表面の 上方に接合用異形材４３が少なくとも１つの側から担体異形材４２に供給され、 方向変換ローラ２２を介して担体異形材４２に圧着される。仕上り帯材４４を供 給し動かすために引出しローラ２３が設けられている。 接合用異形材４３を予熱するために容器１１の外部に加熱炉３１が設けられて いる。 更にガス供給ステーション５１が設けられ、ガス供給ステーション５１により 供給管５２を介して接合用異形材４３と溶融金属Ｓの浴表面との間の中間空間の 中に不活性ガスを導入可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 プレシウチュニッヒ，フリッツ−ペーター ドイツ連邦共和国、デー 47269 デュイ スブルク、ライザーヴェーク 69 (72)発明者 フォン・ハーゲン，インゴ ドイツ連邦共和国、デー 47800 クレー フェルト、シューマンシュトラーセ １

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 親連鋳材の少なくとも１つの側に別の材料特性の材料が被着される金属 複合材料製造方法において、 親連鋳材が一定速度で、親連鋳材と同一の材料組成を有する溶融金属を通過案内 され、これにより逆鋳造で溶融金属が元の３〜６倍まで親連鋳材表面に結晶化し 、これにより前記親異形材から担体異形材が形成され、 溶融金属浴表面から所定の間隔だけ離れた位置で、溶融金属浴から出た前記担 体異形材に接合用異形材が供給され、前記接合用異形材は前記担体異形材の表面 に溶着されることを特徴とする金属複合材料製造方法。 ２． 接合用異形材が外部エネルギーにより予熱されることを特徴とする請求 項１に記載の金属複合材料製造方法。 ３． 前記接合用異形材が前記接合用異形材の浴に面する面が過熱されるよう な間隔で溶融金属浴表面の上方をこの表面に沿って案内されることを特徴とする 請求項２に記載の金属複合材料製造方法。 ４． 担体異形材と接合用異形材の少なくとも後に互いに接合される表面が保 護ガスにより覆われることを特徴とする請求項３に記載の金属複合材料製造方法 。 ５． 接合用異形材が担体異形材の表面に圧着されることを特徴とする請求項 １から請求項４のうちのいずれか１つの請求項に記載の金属複合材料製造方法。 ６． 親連鋳材が例えばＳＴ１４等の炭素含有鋼であり、前記炭素含有鋼は、 同一の組成を有し０．５〜１．５％高い温度を有する溶融金属を貫通案内される ことを特徴とする請求項１に記載の金属複合材料製造方法。 ７． 接合用異形材がフェライト又はオーステナイト又はニッケル含有鋼であ り、前記鋼の融点は３〜４％、溶融金属浴を形成する金属の融点に比して低いこ とを特徴とする請求項１に記載の金属複合材料製造方法。 ８． 底部に開口を有する冶金容器を具備し、前記冶金容器を貫通して親連鋳 材が前記冶金容器の中に充填された溶融金属を貫通案内されることが可能であり 、更に、溶融金属の中に入る際及び出る際に連鋳材を動かすローラを具備する、 請求項１から請求項７のうちのいずれか１つの請求項に記載の金属複合材料製造 方法を実施する金属複合材料製造装置において、 前記容器（１１）の少なくとも１つの側に加熱炉（３１）が設けられ、前記加 熱炉（３１）を貫通して接合用異形材（４３）が案内可能であり、 前記接合用異形材（４３）が方向変換ローラ（２２）を介して、溶融金属（Ｓ ）から出た担体異形材（４２）に圧着可能であることを特徴とする金属複合材料 製造装置。 ９． 加熱炉（３１）と方向変換ローラ（２２）とが同一の高さに配置され、 溶融金属に面する側を加熱するために溶融金属表面レベルに対して充分な間隔を 置いて配置されていることを特徴とする請求項８に記載の金属複合材料製造装置 。 １０． 担体異形材（４２）として金属板及び管が使用されることを特徴とす る請求項８又は請求項９に記載の金属複合材料製造装置。 １１． ガス供給ステーション（５１）が設けられ、前記ガス供給ステーショ ン（５１）により、供給管（５２）を介して不活性ガスが溶融金属表面と接合用 異形材（４３）の下面との間の中間空間の中に案内されることを特徴とする請求 項８から請求項１０のうちのいずれか１つの請求項に記載の金属複合材料製造装 置。