JPS5853387A - クラツド鋼の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はクラッド鋼、及びその製造法に関し、さらに詳
しくは、チタニウムクラッド鋼、ジルコニウムクラッド
鋼、および、これらのクラツド鋼の製造法に関する。

チタニウム、又は、ジルコニウムは極めて優れた耐蝕性
を有しているから、従来より耐蝕性の要求される化学機
器などに広く利用されているが、この場合、チタニウム
、又は、ジルコニウムの薄板を鋼に張り合せたチタニウ
ムクラッド鋼、又は、ジルコニウムクラツド鋼として使
用され、チタニウム、又は、ジルコニウムの材料の使用
量ヲ少なくしている。

そして、このチタニウム、又は、ジルコニウムを鋼に張
り合せたクラツド鋼に、実公昭５４−３１５９号公報に
示でれた鋼板とチタニウム板との間に銅薄板を挾んで局
部溶着により合体したチタニウムクラツド鋼がある。し
かしながら、このチタニウムクラツド鋼において、チタ
ニウム（合せ材）と鋼（母材）との境界部分に脆弱な金
属間化合物が形成されて、割れが発生し、接着強度が低
く、剥離し易い状態となっているので、特に圧力容器の
化学機器には適用できないという問題がある。

マタ、チタニウム、又は、ジルコニウムを合せ材とし、
鋼を母材とするクラツド鋼の製法として肉盛溶接法、圧
延法、爆発圧接法がある。

（１）　　肉盛溶接法は、母材の表面に合せ材を肉盛溶
接して製作するのであるが、合せ材のチタニウム、又は
、ジルコニウムは何れも母材の鋼と融合すると、チタニ
ウムと鋼、ジルコニウムと鋼の脆弱な金属間化合物が形
成されるので、冶金学上チタニウムクラッド鋼、ジルコ
ニウムクラツド鋼の製造は不可能とされている。

（２）圧延法は、母材と合せ材を重ね合せて熱間圧延に
よって圧着する方法であるが、合せ材のチタニウム、又
は、ジルコニウムと母材の鋼が熱間で直接接触するため
、チタニウムと鋼、ジルコニウムと鋼の脆弱な金属間化
合物が圧着境界部に形成され、剥離を生じるという欠陥
が発生するので製造することは不可能とされている。

（３）爆発圧接法は、合せ材と母材全型ね合せ火薬を爆
発させて、爆発エネルギー全利用して冷間で合せ材と母
材を圧接する方法である。この方法では、圧接境界部に
金属間化合物の形成は認められない良好なりラッド鋼を
製造することができる。

現在のチタニウムクラッド鋼、及び、ジルコニウムクラ
ツド鋼は殆んど爆発圧接法により製造されている。しか
し、爆発圧接法によるクラツド鋼は爆発騒音のため人里
能れた広大な原野で行なわねばならず、また、多くの製
造回数を要すること、さらに、製作費が高くつくという
問題がある。

本発明は、上記に説明した従来のチタニウムクラッド鋼
、又は、ジルコニウムクラツド鋼に存在する問題点、及
び、これらチタニウムクラツド鋼。

又は、ジルコニウムクラツド鋼の製造法の問題点全解消
したものであって、安全に、かつ、簡単に、しかも短時
間で、その上、割れの発生しない、剥離もしないチタニ
ウムクラッド鋼、又は、ジルコニウムクラッド鋼、及び
その製造法全提供することにある。

本発明に係るクラッド鋼、及びその製造法は、（υチタ
ニウム、ｉたはジルコニウムの合せ材と鋼の母材との間
に、銀、または、銀合金の中間材金有することを特徴と
するクラツド鋼を第１の発明とし、（２）チタニウム、
または、ジルコニウムの合せ材と鋼の母材との間に、銀
、または、銀合金の中間材を挿入してから、抵抗溶接に
より圧着することを特徴とするクラツド鋼の製造法を第
２の発明とする２つの発明よりなるものである。

本発明において使用する中間材としての銀、銀合金は、 （１）　　チタニウム、ジルコニウムの合せ材、鋼の母
材より融点が低い。

（２）　　チタニウム、ジルコニウム、及び、鋼と融合
しても脆弱な金属間化合物を形成しない。

また、抵抗溶接によりチタニウム、ジルコニウムの合せ
材、鋼の母材、及び、銀、銀合金の中間材を接着した場
合に、 （１）　　チタニウム、ジルコニウムの合せ材と銀。

銀合金の中間材との境界、銀、銀合金の中間材と鋼の母
材との境界より加熱が開始でれる。

（２）加熱溶融範囲の調節が容易にできる１゜（３）　
　チタニウム、ジルコニウムは酸化し易いが接着速度が
早い。

というクラッド鋼、及び、その製造法にとって、中間材
としての要求を満たしているのでおる。

シカシて、チタニウム、ジルコニウムより融点の低い金
属として、例えば、銅、ニッケル合金があるが、これを
本発明の中間材の銀、銀合金の代シに使用して、チタニ
ウムクラッド鋼、ジルコニウムクラツド鋼を製造した。

その結果について、第１図乃至第４図に示すように硬さ
の高い脆弱な金属間化合物が形成され、割れ、及び２合
せ材と母材に剥離が生じ易い接着状態となるのでクラツ
ド鋼としては不適当である。

即ち、第１図は、チタニウムＴ１の合せ材と鋼Ｓの母材
との間に、中間材■として銅を用いた場合のチタニウム
クラツド鋼の断面の硬さ分布を示したグラフであるが、
中間材Ｉ銅の部分に金属間化合物が形成１れ、チタニウ
ムＴｉの合せ材、鋼Ｓの母材の硬さよυ数倍の硬さにな
っている。。

第２図は、チタニウムＴｉの合せ材、鋼Ｓの母材ニッケ
ル合金の中間材Ｉのチタニウムクラツド鋼の断面の硬さ
分布を示すグラフであるが、中間材Ｉニッケル合金の部
分に金属間化合物が形成され、チタニウムＴ１の合せ材
、鋼Ｓの母材の硬度より数倍も硬いのである。

第６図は、ジルコニウムＺｒの合せ材、鋼Ｓの母材、銅
の中間材■としたジルコニウムクラッド鋼の断面の硬さ
の分布を示すグラフであるが、中間材Ｉの銅の部分に金
属間化合物が形成され、ジルコニウムＺｒの合せ材、鋼
Ｓの母材の硬度より数倍の硬式を有している。

第４図は、ジルコニウムＺｒの合せ材、鋼Ｓの母材、ニ
ッケル合金の中間材工のジルコニウムクラツド鋼の断面
の硬さを示すグラフであるが、中間材工のニッケル合金
の部分に金属間化合物が形成され、ジルコニウムＺｒの
合せ材、鋼Ｓの母材の硬度よりも数倍の硬″ｇ−１有し
ているのである。

本発明はチタニウム、または、ジルコニウムの合せ材、
鋼の母材、銀、銀合金の中間材を抵抗溶接によシ圧着す
るのであるが、この抵抗溶接として抵抗スポット溶接、
抵抗シーム溶接を使用することができる。

第５図の抵抗溶接として抵抗シーム溶接について説明す
ると、合せ材Ａと中間材工との境界、及び、中間材■と
母材Ｓとの境界で、加圧力Ｐで電極ローラＲによる電気
抵抗熱により加熱が開始され、温度が上昇して融点の低
い中間材Ｉが最初に溶融し、この溶融した中間材■と合
せ材Ａが接触。

及び、溶融した中間材Ｉと母材Ｓが接触して加熱溶融Ｈ
されて接着状態となり、中間材Ｉｉ介して合せ材Ａと母
材とが接着して、クラツド材が得られる。この場合、合
せ材をチタニウム、ジルコニウム、母材を鋼、中間材を
銀、銀合金とすると、チタニウムクラッド鋼、ジルコニ
ウムクラツド鋼が、第５図に示す抵抗シーム溶接によシ
作ることができる。

そして、この抵抗溶接においては、電極間を流れる電流
値、溶接速度、電極加圧力ｆ、調節することによって、
加熱溶融範囲（第５図のＨ）を容易に調節することがで
き、また、抵抗溶接はアーク溶接の比して溶接条件の再
現性が良く、微細な加熱溶融範囲を調節することができ
る。また、抵抗溶接はアーク溶接より溶接速度が著しく
早いのでアルゴンガス等のシールドガス全周いてチタニ
ウ誦□・ ム、ジルコニウムの酸化を防止する必要はない。

本発明に係るクラッド鋼、及び、その製造法について実
施例を説明する。

実施例１ 合せ材：チタニウム板（ＪＩＳ、　Ｈ，４６００，Ｔｐ
２ｓｃ；板厚１鶴 母　材：鋼板（ＪＩＳ、　Ｇ、　３１０１．８８４１）
板厚９１中間材：銀板、板厚０．ｉ’＋ｆｆ 接着方法：第６図に示すように合せ材Ａ（チタニウム板
）、中間材工（銀板）、母材Ｓ （鋼板）を電極ローラＲにより加圧し ながら抵抗シーム溶接を行ない、接着 部Ｎのように接着される。

クラッド鋼：第７図（ａ）は平面図、第７図（ｂ）は第
７図（ａ）のＡ−Ａ断面図、第７図（ｃ）は第７図（ａ
）のＢ−Ｂ断面図３．Ａは合せ材、Ｓは母材、Ｎは接着
位置、■は中間材。

クラツド鋼の断面硬さ分布：第８図に示すように、合せ
材のチタニウムＴ１と母材の鋼Ｓとの境界部の中間材Ｉ
の銀の部分には脆 弱な金属間化合物は全く認められず、 硬度も合せ材のチタニウムと母材の鋼 より低く、良好なチタニウムクラツド 鋼である。

実施例２ 合せ材：チタニウム板（ＪＩＳ、　Ｈ，４６００，ＴＩ
）２８Ｃ）板厚１１ 母　材：鋼板（ＪＩＳ、　Ｇ、　３１０１．５Ｓ４１　
）板厚９１中間材：銀合金（４５Ａｇ−１５Ｃ１１−１
５Ｚｎ−２４Ｃｄ）板厚０．１１１１１ 接着方法：実施例１の説明と同じ１、（第６図参照）ク
ラッド鋼：実施例１の説明と同じ。（第７図参照）クラ
ツド鋼の断面硬さ分布：第９図に示すように、合せ材の
チタニウムＴｉと母材の鋼Ｓとの境界部の中間材■の銀
合金の部分に、硬さ２６０程度に硬化した部分があるが
、この程度では脆化することはなく、良 好なチタニウムクラツド鋼である。

実施例６ 合せ材：ジルコニウム板、板厚１朋 母　材：鋼板（ＪＩＳ、Ｇ、ろ１０１．５Ｓ４１）板厚
９ｆｌ中間材：銀板、板厚Ｑ、１ｉＵＩ 接着方法：実施例１の説明と同じ（第６図参照）クラッ
ド鋼：実施例１の説明と同じ（第７図参照）クラツド鋼
の断面硬さ分布：第１０図に示すように、合せ材のジル
コニウムＺｒと母材の鋼Ｓとの境界部の中間材工の銀の
部分に、 脆弱な金属間化合物が全くなくジルコ ニウム、鋼よシ硬度が低く、良好なジ ルコニウムクラツド鋼である。

実施例４ 合せ材：ジルコニウム板、板厚１ｆｌ 母　材：鋼板（ＪＩＳ、　Ｇ、　５１０１．８８４１）
板厚９ｕ中間材：銀合金（４５Ａｇ−１５Ｃｕ−１５Ｚ
ｎ−２４Ｃｄ）板厚０．１ｆｌ 接着方法：実施例１の説明と同じ（第６図参照）クラッ
ド鋼：　実施例１の説明と同じ（第７図参照）クラツド
鋼の断面硬さ分布：第１１図に示すように、合せ材のジ
ルコニウムＺｒと母材の鋼Ｓとの境界部の中間材工の銀
合金の部分 に、硬度２９０程度の硬化した部分があるが、この程度
であれば脆化すること　。

がなく、良好なジルコニウムクラッド αａ ロール、Ｎ〜接着位置。

鋼である。

以上説明したように、本発明に係るクラツド鋼。

及び、その製造法は上記の構成を有しているものである
から、現在性なわれている爆発圧接によるチタニウムク
ラッド鋼、ジルコニウムクラツド鋼に比して簡単な手段
によ９作ることができ、合せ材と母材との間に脆弱な金
属間化合物が形成きれないので、接着が良好で剥離する
ことのない優れたチタニウムクラッド鋼、ジルコニウム
クラツド鋼である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は従来のクラツド鋼の断面硬さの分布金
示すグラフ、第５図は本発明に係るクラツド鋼の製造法
を説明するための概略図、第６図は本発明に係るクラツ
ド鋼全製造するだめの概略図、第７図（ａ）　（ｂ）（
ｃ）は本発明に係るクラツド鋼の平面図、Ａ−Ａｗｆｒ
面図、　Ｂ−Ｂ断面図、第８図〜第１１図は本発明に係
るクラツド鋼の断面硬さを示すグラフである。 Ａ〜合せ材、Ｉ〜中間材、Ｓ〜心材、Ｒ−電極０埠 特許出願人　株式会社　神戸製鋼所 代理人　弁理士　　丸　　木　　良　　久第　１　図 第２　Ｍ 第３図 昨籠（ｍｍ） 狂鈑（ｍｍ） 第８図 ２瞭（ｍｍ） 第９図 １１ｍｍ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１ン　　チタニウム、または、ジルコニウムの合せ材
   と鋼の母材との間に、銀、または、銀合金の中間材を有
   することを特徴とするクラツド鋼。 （２）　　チタニウム、または、ジルコニウムの合せ材
   と鋼の母材との間に、銀、または、銀合金の中間材を挿
   入してから、抵抗溶接により圧着すること１に特徴とす
   るクラツド鋼の製造法。