JPS582734B2 - 被覆アルミニウム及びその製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアルミニウムよりも実質的に高い融点及び機械
的強度を有する金属でアルミニウムの心の一面又は両面
を被覆したものからなる複合帯を、ロール間にアルミニ
ウムを連続的に鋳造し、然もその作動ロール（単数又は
複数）と液体アルミニウムとの間に被覆用金属帯を介入
させて連続的に鋳造することにより製造する方法に関す
る。

本発明はそのような方法によって得られる複合帯にも関
する。

用語「アルミニウム」は今後純粋なアルミニウム又はア
ルミニウムに基づく合金を意味するものとする。

１９６４年５月１９日に特許されたフランン特許第１３
６４７５８号明細書には原理的に未だ液体の金属を二つ
の冷却されたロールの間に導入し、被覆用金属帯をこの
液体金属と作動ロール間に挿入し、この被覆用金属帯を
ロール掛けされる金属と共に連続的に導入し、その上に
被覆させる連続的鋳造方法が記載されている。

この方法の目的は本質的に、加工量がわずかなためかな
シ粗い組織を示している表面をもつアルミニウム素材を
、特に陽極酸化処理成は研摩処理に対し一層安定である
か或は一層良好な品質の表面状態及び改善された耐食性
を有するアルミニウム帯で被覆することである。

しかし、その特許に与えられた情報はアルミニウムとは
全く異なった性質を有する金属、例えばステンレス鋼で
被覆をし、その複合帯を後で変形することができる充分
な付着を与えることができるようにするものではない。

ロール間でアルミニウムを連続鋳造する方法として種々
の方法が知られている。

例えば１９５９年６月８日に特許されたフランス特許第
１１９８００６号明細書及びその追加の証明書第７４８
３９号明細書には、鋳造炉からの溶融金属を入れる供給
タンクと、与えられた幅の帯として金属を出すように考
えられた平らな形状のノズルとを有する装置が記載され
ている。

ノズルの端は隔置された二本の平行なロールの間に配置
されている。

ノズルを出た溶融金属は冷却されたロールに接触して冷
却固化し、帯の形でロールに乗り、その帯にはロールの
曲率による或る圧力がかかる。

二本のロール軸を含む面に達した後、帯は巻き取り機に
巻き取られる。

その方法は経済的な仕方で１．５ｍｍ〜２０ｍｍの厚さ
の範囲のアルミニウム帯を製造できるようにしている。

本発明の目的はこの連続的鋳造方法を適用して、ロール
の出口で１．５ｍｍ〜２０ｍｍ厚のアルミニウム心と、
その一方の面又は両面にアルミニウムよりも実質に高い
融点とそれより大きな機械的強度を有する０．１〜１ｍ
ｍ厚の金属の被覆とからなる被覆帯を得、それら二つの
成分の優れた付着を達成することにある。

本発明は、後で例えば押し型などによる変形に良好な状
態で耐えることができる複合帯が得られるようにし、然
もそれらの帯の製造コストが他の被覆法と比較して充分
太刀打ちできるようにするものである。

本発明による方法は次の特徴の組み合せを有する。

ａ）被覆用金属の帯を少なくともノズルの端に最も近い
母線と、アルミニウムが間に導入される二本のロールの
軸を含む面内にある母線との間にある部分に亘ってロー
ルと接触し、３０°より大きな接触弧に亘って接触して
いる。

、ｂ） ノズルの先細の部分の外側表面と、ロールの
表面又は被覆用金属が存在まる場合その被覆用金属との
間の間隙はｌｍｍ以下である。

Ｃ）鋳造速度は、被覆用金属の伸びが１％より大きく然
もアルミニウムの固化端とロール出口との間のアルミニ
ウムの伸び率より低く留まっているような速度である。

被覆用金属は例えば銅或はステンレス鋼にすることがで
きる。

ステンレス鋼の場合には、帯の伸びは３〜１０チの間に
なっているのが好ましい。

更に本発明により、被覆用金属の優れた接着を達成する
のに必要な特定の鋳造条件の外に、ロールを出る固化ア
ルミニウム（合金）層が特定の冶金的構造を有すること
が見出されている。

実際この層は之等の条件下で長手方向の断面で、流れの
進む方向と逆の方向に配列１〜たヘリボン状固化樹枝状
結晶を示し、その平均方向は帯の面と８５’より小さく
好ましくは７５°より小さい角を形成している。

この構造は例えば断面を従来の肉眼検査用の試薬で処理
すると非常にはっきりと見ることができる。

同じ種類及び同じ厚さの被覆を帯の両面に形成する時は
、帯と二つのローラとの間の熱交換条件はほとんど同じ
であることは勿論である。

従ってこの場合には樹枝状結晶はアルミニウムの層の中
間平面に対しほぼ対称的になる。

之は被覆が一方の面上にのみ行われる場合とは明らかに
異なる。

この場合には樹枝状結晶のピーク配列は中間平面ともは
や一致せず、被覆面の方に移行している。

上記鋳造条件では成分の良好な付着をもたらし中間平面
に対する移行はアルミニウム層の厚さの半分の１０％を
越えるべきでないことが観察されている。

本発明は付図に関連した詳細な記載によシ一層よく理解
されるであろう。

第１図は供給タンク５に一定水準の金属が維持できるよ
うに、出口３とフロート４とを備えた液体アルミニウム
２の入ったシュート１を有する鋳造装置を表わしている
。

供給タンク５ぱ先細になった端部を有するノズル６に通
じており、そのノズルは出口７を通って溶融金属を希望
する帯の幅に等しい幅に亘って二本のロール８と９の間
に放出する。

被覆用金属の帯１０は巻き戻されてロール９と接触弧１
１に亘って接触し、その弧はノズルの端に最も近い母面
１２と二本のロール軸を含む面１３内にある母線との間
からなる部分に少なくとも等しい。

接触弧は被覆用帯１０が加熱され表面的な湿分が蒸発し
て除かれるのに充分な大きさになっていることが大切で
ある。

帯の表面は脱グリース、酸洗い、ブラシ掛け、研摩など
の既知の方法により被覆操作を助けるように調整する。

例えば帯１０をアルミニウムと接触させる前に、アルミ
ニウムで覆われる予定の面を例えばブラシ掛けによりあ
らかじめ脱グリース及び研摩し、大体０．１〜数ミクロ
ン位のＣＬＡ粗さを与えるようにすることができる。

研摩操作は予備的操作でそれを行うよりも被覆する直前
に行うのが望ましいことが観察されている。

一方ロールと接触している他の面は熱交換を損わないよ
うに好ましくは滑らかなままでなければならない。

勿論帯１０はロール９とよく接触させるために例えば５
〜１００ＭＰａの引張り力にかけることができる。

ロール９を覆う帯１０、又は覆われていないロールの表
面とノズルの先細部分の外側表面との間の間隙は、ノズ
ルを損傷するかもしれないようなあまりにも大きい摩擦
力を防ぎ、覆われていないロール部分から潤滑剤がとれ
るのを丁度防ぐに充分なものでなければならない。

ノズルの先端と二つのロールとの間に生ずるアルミナ表
面層（第３図参照）のメニスカスの不安定性は付着に有
害なので、それを防ぐようにするため上記間隙は約１聴
以下に限定されなければならない。

アルミニウムはロール間を過ぎる間に徐々に固化する。

もしそれば厚さＥでロールを出る前に完全に固化すると
付加的な圧延を受け、そのため厚さがｅに減少する。

固化端Ｐ（第４図）とロール１０〜４０％である。

被覆用金属帯はロール間を過ぎる間にわずかに圧延され
る。

正しい金属被覆を得るための一つの条件は、被覆用帯の
伸びが１チより大きいが依然として固化端とロール出口
との間のアルミニウムの伸びより小さいことである。

実際の進行速度を重要な役割を果す。

ロール間の連続的鋳造速度の理論的最大速度は、固化前
部の最前点Ｐがロール軸の面に近接して位置するような
速度である。

実際、この理論的速度よりわずかに遅い速度は非被覆ア
ルミニウムを鋳造する時に利用される。

被覆用帯が導入される時、良好な被覆を得るためには速
度を基礎金属の適切な圧減率が一層よく維持されるよう
に限定する必要がある。

もし二層大きな速度を適用しようとすると、被覆用帯は
折り重なる傾向を示し、特にそれが薄い時にはそうであ
ることが観察されている。

恐らく之はアルミニウムが二つのロール軸を含む面の近
くでのみ固化し、帯がロールによく適用されなくなるた
めであろう。

複合帯は単に空気を用いてロール出口の所で冷却される
。

フランス特許第１ ３６４７５８号明細書の教示とは反
対に、ステンレス鋼を被覆する時には、アルミニウムと
鋼の膨張係数の差により、急に帯を冷却しない方がよい
。

なぜなら、それは二つの金属の界面での応力を増大する
からである。

之に対し、約４５０〜２５０℃の範囲の温度で、膨張が
アルミニウムのクリープによって再吸収されるようにゆ
っくり冷却するのが一層よい。

之は何らもろい金属間化合物相を生ずる危険を犯すこと
なく遂行することができる。

なぜなら温度が、それらの相が急速に形成される機会を
ほとんどもたない領域内にあるからである。

冷却は被覆用金属が銅合金ならば最初一層速くなければ
ならない、帯を冷却後ロール通過させるのが有利である
。

なぜならそれによって被覆の付着が改善され、鋳造金属
より＝般に良好な加工金属の性質をアルミニウムに賦与
することができるからである。

もし複合帯を後で例えば押し型などにより変形させたい
ならば、被覆用金属をあまりにも冷間加工しない方がよ
いことは明らかである。

なぜなら，もし複合帯の製造中被覆用金属を余りにも冷
間加工し過ぎると、冷間打出し、深絞り等々によりそれ
を裂け、表面欠陥等の問題を起すことなく変形するのが
むづかしくなるからである。

しかしこの方法により１．５〜６閣厚のかなシ薄い複合
帯が得られるようになるので、従来の方法とけ異なって
鋳造帯を圧延することなく直ちに用いることができる。

鋳造アルミニウム帯の一方の面に帯を被覆する方法を今
迄記述してきた。

もし両面を被覆したアルミニウム帯を得たいならば、金
属帯を、帯１０がロール９上にあるのと同じ条件でロー
ル８上に巻き戻す。

この場合には鋳造速度は一方の面上にのみ被覆を与える
場合よりわずかに遅くなる。

第２図は肉眼検査用フルオクロロ硝酸 （ ｆ ｌｕｏｃｈｌｏｒｏｎ ｉｔ ｉｃ ）試薬に
浸漬した後の複合アルミニウム・ステンレス鋼帯の長手
方向の断面の外観を示す。

アルミニウムの層中にヘリンボン状固化樹枝状結晶が観
察され、その平均の方向は帯の中間平面と７５°より小
さい角を形成している３被覆の非対象性により、樹枝状
結晶のピークの線は被覆の側へわずかに移行しているが
離心率（ ｅｃｃｅｎｔｒｉｃｉｔｙ ）は２０％より
小さい。

本発明による方法により、アルミニウムよシ実質的に高
い融点及び機械的強度を有する金属を用いて複合アルミ
ニウム・金属帯を得ることができアルミニウム・銅或は
アルミニウム・ステンレス鋼複合帯を得ることができ、
それらは特に台所用品成は熱交換器を経済的に特に有利
な条件で製造するのに用いることができる。

成分間の付着は優れている。

本発明を更に具体例によって例示するが、それによって
本発明は限定されるものではない。

実施例 Ｉ ＡＩＳＩ ３ ０ ４という約０．３−のオーステナ
イトステンレス鋼を約１０一の１０５０アルミニウムに
、６ ０ ０ｍｍ径ロール間で連続鋳造することによシ
被覆した。

ステンレス鋼は一度脱グリースし、ワイヤーブラシで１
ミクロンＣＬＡ位の粗さになるようにブラシ掛けをし、
次にロールとアルミニウム供給ノズル端との間の約１ｍ
ｍの間隙中に入れた。

ステンレス鋼帯は約９０°の角度に亘ってロールを取シ
巻いた。

被覆操作中、ステンレス鋼帯は約８％だけ伸びた。

アルミニウムの固化中心線（ｒｉｄｇｅ ）は約５係だ
け中心からずれ、樹枝状結晶の角度は中間平面に対し約
１５°であった。

得られた生成物の付着は良好であった。

実施例 ２ 約０．４−のＡＩＳＩ ４３４フエリテイツク（ ｆ
ｅｒｒｉｔｉｃ ）ステンレス鋼を約２．６閣厚の１０
５０アルミニウム上に、６００ｍｍ径ロール間で連続鋳
造することにより被覆した。

ステンレス鋼は一度脱グリースした後、ワイヤーブラシ
で１ミクロンＣＬＡ位の粗さになるようにブラシ掛けし
、そしてロールとアルミニウム供給ノズル端どの間の約
０． ６ ｔｒａｎの間隙中に入れた。

ステンレス鋼は約９０°の角に亘ってロールを取り巻い
た。

ステンレス鋼の帯は被覆操作中約３％だけ伸びた。

アルミニウムの固化中心線は約５％だけ中心からずれ、
樹枝状結晶の角は中間平面に対し６０°であった。

得られる生成物の付着は良好であった。

生成物ぱ３０％の圧減で冷間圧延した後に押し型にかけ
た。

実施例 ３ 約０． ５−の銅を約６ｍｍ厚の１０５０アルミニウム
に、６ ０ ０ｍｍ径ロール間で連続鋳造することによ
シ被覆した。

銅は一度脱グリースした後、ワイヤーブラシで１．５ミ
クロンＣＬＡの粗さが得られるようにブラシ掛けし、そ
してロールとアルミニウム供給ノズル端との間の約１ｍ
ｍの間隙中に入れた。

銅の帯はロールを約３０°の角に亘って取り巻いた。

銅の帯は被覆操作中約１０．５％だけ伸びた。

アルミニウムの固化中心線は約１％だけ中心からずれて
いた。

樹枝状結晶の角度は３０’位であった。得られた生成物
の付着は、連続的に厚さ３．２５ｍｍ迄即ち４５係の圧
減率迄ロールに通すことによシ更に冷間圧延することを
可能にするものであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による複合帯の製造を可能にする連続鋳
造装置の一般的概略図である。 第２図は一つの面を被覆した複合帯の、固化樹枝状結晶
が現われるようにした長手方向の断面図である。 第３図は第１図のノズル先端近辺の拡大図である。 第４図はロール間隙へ導入されたアルミニウムの固化状
態を示す拡大図である。 Ｌは液体、Ｌ十Ｓは液体と固体、Ｓぱ固体部分を示す。 ２−液体アルミニウム、５一供給タンク、７一出口管、
１〇一被覆用金属帯、１２一母線、１３一ロール軸面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ １．５〜２０ｍｍ厚のアルミニウム又はアルミニウ
   ム合金の帯の少なくとも一面に、アルミニウムより実質
   的に大きな機械的強度及び高い融点をも２金属の０．１
   〜ｌｍｍ厚の帯を被覆する方法で、鋳造しようとする帯
   と等しい幅及び平らな断面をもつノズルで、ロールの近
   くに置かれたノズルによって、平行に隔置されたロール
   間でアルミニウムを連続鋳造し、然も被覆用帯をロール
   （単数又は複数）と液体アルミニウムとの間にはさんで
   連続鋳造することによシ、アルミニウム又はその合金の
   帯を被覆する方法において、 ａ）被覆用金属の帯が、ノズルの端に最も近い母線と、
   アルミニウムが間に導入される二本のロールの軸を含む
   而内にある母線との間の部分を少なくとも覆い、３０°
   より大きな接触弧に亘ってロールと接触しており、 ｂ）ノズルの先細部分の外側表面と、ロール表面又は被
   覆用金属が存在する場合はその被覆用金属との間の間隙
   は１ｍｍより大きくなく、Ｃ）鋳造速度が、被覆用金属
   の伸びが１％より大きく、アルミニウムの固化端とロー
   ル出口との間のアルミニウムの伸びより小さくなるよう
   な速度である、 ことを特徴とする、アルミニウム又はその合金の帯を被
   覆する方法。 ２ 被覆用帯を例えばブラシ掛けにより、それを鋳造域
   へ入れる前に、アルミニウムに付着させるべき面をみが
   くことを特徴とする前記第１項に記載の方法。 ３ ブラシ掛けを鋳造直前に行なうことを特徴とする前
   記第２項に記載の方法。 ４ 被覆用金属が銅合金であることを特徴とする前記第
   １〜４項のいずれか１項に記載の方法。 ５ 被覆用金属がステンレス鋼であることを特徴とする
   前記第１〜３項のいずれか１項に記載の方法。 ６ 鋳造用ロール間のステンレス鋼の伸びが３〜１０％
   であることを特徴とする前記第５項に記載の方法。 ７ 厚さが１．５〜２０ｍｍの鋳造アルミニウムと、そ
   の少なくとも一方の面上の０．１〜Ｉｍｍ厚の実質的に
   アルミニウムより大きな機械的強度及びそれより高い融
   点を有する金属の被覆とからなる複合帯において、アル
   ミニウム帯の長手方向の断面が、帯の面に対し８５°よ
   り小さな平均方向をもつヘリンボン状固化樹枝状結晶を
   示していることを特徴とする金属被覆アルミニウム複合
   帯。 ８ 固化樹枝結晶のピークがアルミニウム層の中間面か
   らその層の厚さの半分の１０％より少ない距離隔ってい
   ることを特徴とする一つの被覆面を有する前記第７項に
   記載の複合帯。 ９ 複合帯が１５〜６ｍｍの厚さであることを特徴とす
   る前記第７項に記載の複合帯。