JPS5930517B2 - クラッド鋼板の製造方法 - Google Patents
クラッド鋼板の製造方法Info
- Publication number
- JPS5930517B2 JPS5930517B2 JP2244181A JP2244181A JPS5930517B2 JP S5930517 B2 JPS5930517 B2 JP S5930517B2 JP 2244181 A JP2244181 A JP 2244181A JP 2244181 A JP2244181 A JP 2244181A JP S5930517 B2 JPS5930517 B2 JP S5930517B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rolling
- air
- base material
- laminate
- steel plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/16—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating with interposition of special material to facilitate connection of the parts, e.g. material for absorbing or producing gas
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、圧延法を用いたクラッド鋼板の製造方法に関
するものである。
するものである。
近年、化学工業の発達にともない、耐食性の優れた金属
材料が要求されている。
材料が要求されている。
この要請に応える材料の１つとしてクラッド鋼板が盛ん
に使用されるようになつてきた。クラッド鋼板とは、一
般に普通鋼板（母材）と他の金属（合せ材）とを接合し
た鋼板をいう。この接合板は異種金属間で冶金的結合が
得られるので、異種金属間の接着力が非常に強い。さら
に、耐食単体金属にくらべて、加工性、熱膨張性、熱伝
導性、経済性などに優れている。合せ材としては、ステ
ンレス、アームスブロンズ、モネル、ニッケル、チタニ
ウム、バスアロイ、銅などが使われる。母材を炭素鋼と
し、合せ材をステンレス鋼とした場合、母材からの炭素
が接合界面近傍のステンレス鋼中に拡散し、ステンレス
鋼の脆化を招いたり、結晶粒界での炭化物の生成による
耐食性の劣化を招くことになる。
に使用されるようになつてきた。クラッド鋼板とは、一
般に普通鋼板（母材）と他の金属（合せ材）とを接合し
た鋼板をいう。この接合板は異種金属間で冶金的結合が
得られるので、異種金属間の接着力が非常に強い。さら
に、耐食単体金属にくらべて、加工性、熱膨張性、熱伝
導性、経済性などに優れている。合せ材としては、ステ
ンレス、アームスブロンズ、モネル、ニッケル、チタニ
ウム、バスアロイ、銅などが使われる。母材を炭素鋼と
し、合せ材をステンレス鋼とした場合、母材からの炭素
が接合界面近傍のステンレス鋼中に拡散し、ステンレス
鋼の脆化を招いたり、結晶粒界での炭化物の生成による
耐食性の劣化を招くことになる。
そこで、このような現象を防ぐために、母材と合せ材と
の間にニッケルなどの中間層を設けている。本発明は、
合せ材としてステンレス鋼、銅、または銅合金を使用し
、母材として普通鋼または低合金鋼を使用し、中間材と
してニッケル箔を使用する。
の間にニッケルなどの中間層を設けている。本発明は、
合せ材としてステンレス鋼、銅、または銅合金を使用し
、母材として普通鋼または低合金鋼を使用し、中間材と
してニッケル箔を使用する。
従来のクラッド鋼板の製造方法としては、圧延法、爆着
法、爆着一圧延法などがある。圧延法は、母材上に合せ
材を重ねて圧延をする。炭素の拡散を防止する中間層を
必要とするときには、母材と合せ材との間にニッケルメ
ッキ層またはニッケル箔を挿入する。この圧延法は母材
と合せ材との重合せ面間に残留する空気を排除するため
に特別の配慮を必要とする。さらに、メッキによる中間
層の成形に手間がかかる。爆着法とは、母材および合せ
材に板状爆薬を貼り付け、爆薬を爆発させ、その爆圧で
加速された素材同志を高速でしかも互いに衝突させるこ
とによつて、素材の衝突表面は互いに波状に塑性変形し
合つて両面が結合する。
法、爆着一圧延法などがある。圧延法は、母材上に合せ
材を重ねて圧延をする。炭素の拡散を防止する中間層を
必要とするときには、母材と合せ材との間にニッケルメ
ッキ層またはニッケル箔を挿入する。この圧延法は母材
と合せ材との重合せ面間に残留する空気を排除するため
に特別の配慮を必要とする。さらに、メッキによる中間
層の成形に手間がかかる。爆着法とは、母材および合せ
材に板状爆薬を貼り付け、爆薬を爆発させ、その爆圧で
加速された素材同志を高速でしかも互いに衝突させるこ
とによつて、素材の衝突表面は互いに波状に塑性変形し
合つて両面が結合する。
この結合面では冶金結合が行われる。爆着一圧延法は、
前述した爆着法を実施した後に前述した圧延法を付加す
るものである。
前述した爆着法を実施した後に前述した圧延法を付加す
るものである。
この方法によつても中間層を薄くすることは困難である
。したがつて、本発明の目的は、合せ材と中間材と母材
とからなる三層のスラブを容易に組み立てることができ
、さらに接合性の優れたクラツド鋼板を製造することが
できる方法を得ることにある。本発明は、合せ材と中間
材ならびに中間材と母材との間に予め空気吸収材（例え
ば、ジルコニウムまたはジルカロイなど）を介在させて
スラブを形成し、スラブ加熱時に空気吸収材の吸ガス反
応によつて接合面間に残留する空気を吸収させることに
特徴がある。次に、第１図を参照して本発明の方法につ
いて説明する。
。したがつて、本発明の目的は、合せ材と中間材と母材
とからなる三層のスラブを容易に組み立てることができ
、さらに接合性の優れたクラツド鋼板を製造することが
できる方法を得ることにある。本発明は、合せ材と中間
材ならびに中間材と母材との間に予め空気吸収材（例え
ば、ジルコニウムまたはジルカロイなど）を介在させて
スラブを形成し、スラブ加熱時に空気吸収材の吸ガス反
応によつて接合面間に残留する空気を吸収させることに
特徴がある。次に、第１図を参照して本発明の方法につ
いて説明する。
第１工程として、合せ材の開先加工を行う。開先角θは
、第２図に示すように、Ｏ〜３００に設定する。第２工
程２として合せ材および母材の接合面を研磨し、第３工
程３として研磨した接合面を脱脂する。第４工程４とし
て、第３図および第４図に示すように、合せ材１１と母
材１２との間に中間材（ニツケル箔）１３を配置し、さ
らに中間材１３の端部両面に空気吸収材（ジルコニウム
箔またはジルカロイ箔）１４を配置する。
、第２図に示すように、Ｏ〜３００に設定する。第２工
程２として合せ材および母材の接合面を研磨し、第３工
程３として研磨した接合面を脱脂する。第４工程４とし
て、第３図および第４図に示すように、合せ材１１と母
材１２との間に中間材（ニツケル箔）１３を配置し、さ
らに中間材１３の端部両面に空気吸収材（ジルコニウム
箔またはジルカロイ箔）１４を配置する。
空気吸収材１４はスラブのトツプまたはボトムなどのク
ロツプ代に含まれる位置に挿入することが好ましい。中
間材３は、第４図に示すように、母材１２の長手方向に
そつて平行に互いに若干重なり合うようにして乗せる。
第５工程５として、第５図に示すように、空気抜き穴１
５を残して合せ材１１と母材１２との周囲接合線１６を
溶接する。
ロツプ代に含まれる位置に挿入することが好ましい。中
間材３は、第４図に示すように、母材１２の長手方向に
そつて平行に互いに若干重なり合うようにして乗せる。
第５工程５として、第５図に示すように、空気抜き穴１
５を残して合せ材１１と母材１２との周囲接合線１６を
溶接する。
図において１７は溶接ビードを示す。溶接にさいしては
、溶接部脚長およびのど厚を十分にとり、圧延に耐える
強度を確保する。第６工程６として、溶接によつて組み
立てられたスラブを冷間圧延する。
、溶接部脚長およびのど厚を十分にとり、圧延に耐える
強度を確保する。第６工程６として、溶接によつて組み
立てられたスラブを冷間圧延する。
冷間圧延にさいしてほ、空気抜き穴１５から接合面間に
存在する空気が押し出されるように圧延方向を設定する
。冷間圧延に代えて冷間プレスを行つてもよい。第７工
程７として、冷間圧延後のスラブの空気抜き穴１５を溶
接する。
存在する空気が押し出されるように圧延方向を設定する
。冷間圧延に代えて冷間プレスを行つてもよい。第７工
程７として、冷間圧延後のスラブの空気抜き穴１５を溶
接する。
第８工程８として、通常の加熱炉において圧延温度まで
加熱する。
加熱する。
加熱のさいに空気吸収材１４が残留空気と反応して残留
空気を吸収する。本発明の方法においては、空気吸収材
として、ジルカロイ箔またはジルコニウム箔を使用する
。ジルカロイ箔を例にとつて空気吸収作用について説明
する。ジルカロイの組成はＺｒ−９８％、Ｓｎ−１．５
％、ＦｅｌＣｒ．．Ｎｊ＝０，３％である。ジルコニウ
ムの吸ガス反応は次のとおりである。Ｚｒ＋０２→Ｚｒ
Ｏ２Ｚｒ＋１／２Ｎ２→ＺｒＮ Ｚｒ＋５／９Ａｉｒ→１／９Ｚｒ０２＋８／９ＺｒＮ合
せ材と母材との溶接のさいに、ジルカロイ箔は蚕食状に
燃焼するが、全体が燃焼することはない。
空気を吸収する。本発明の方法においては、空気吸収材
として、ジルカロイ箔またはジルコニウム箔を使用する
。ジルカロイ箔を例にとつて空気吸収作用について説明
する。ジルカロイの組成はＺｒ−９８％、Ｓｎ−１．５
％、ＦｅｌＣｒ．．Ｎｊ＝０，３％である。ジルコニウ
ムの吸ガス反応は次のとおりである。Ｚｒ＋０２→Ｚｒ
Ｏ２Ｚｒ＋１／２Ｎ２→ＺｒＮ Ｚｒ＋５／９Ａｉｒ→１／９Ｚｒ０２＋８／９ＺｒＮ合
せ材と母材との溶接のさいに、ジルカロイ箔は蚕食状に
燃焼するが、全体が燃焼することはない。
元来、ジルカロイ箔は空気中では１０００℃でも瞬間的
には燃焼しない。したがつて、合せ材と母材との間に封
入されたジルカロイ箔は加熱炉において加熱されたとき
、残留空気と徐々に反応して灰化する。一例として、幅
２２ｍｍ×長さ１００ｍｍ×厚み１５μｍの寸法のジル
カロイ箔の吸ガス量は約３０〜となる。
には燃焼しない。したがつて、合せ材と母材との間に封
入されたジルカロイ箔は加熱炉において加熱されたとき
、残留空気と徐々に反応して灰化する。一例として、幅
２２ｍｍ×長さ１００ｍｍ×厚み１５μｍの寸法のジル
カロイ箔の吸ガス量は約３０〜となる。
通常の接合スラブ（幅９００ｍｍ×長さ１２００ｍｍ）
に残留する空気は４０〜６０〜程度であるから、前記の
寸法のジルカロイ箔数枚で十分である。第９工程９とし
て、加熱スラブの熱間圧延を行う。
に残留する空気は４０〜６０〜程度であるから、前記の
寸法のジルカロイ箔数枚で十分である。第９工程９とし
て、加熱スラブの熱間圧延を行う。
圧延にさいしては、初期の数パスにおいて中間材１３の
挿人方向に合せて圧延し、以後は通常の圧延を行う。最
終成品の中間層としてのニツケル層１３の厚みは０．５
ｍｍ以下になるように設定する。
挿人方向に合せて圧延し、以後は通常の圧延を行う。最
終成品の中間層としてのニツケル層１３の厚みは０．５
ｍｍ以下になるように設定する。
拡散防止の目的からみれば、ニツケル層の厚みは数十ミ
クロン以下で十分であるが、圧延などの製造条件から、
最大０．５ｍｍまでは許容せざるをえない。０．５ｍｍ
を超えると経済的に不利になる。
クロン以下で十分であるが、圧延などの製造条件から、
最大０．５ｍｍまでは許容せざるをえない。０．５ｍｍ
を超えると経済的に不利になる。
実施例 １合せ材：ステンレス鋼（ＳＵＳ３ｌ６Ｌ）幅
１９６０ｍｍ×長さ２９６０ｍｍ×厚み２１ｍｍ母材：
炭素鋼（ＪＩＳＧ３ｌＯ６ＳＭ４ｌＡ）幅２０００ｍｍ
Ｘ長さ３０００ｍｍ×厚み５６ｍｍ中間材：ニツケル箔
（厚み８０μｍ）空気吸収材：ジルカロイ箔（２枚）幅
２０ｍｍ×長さ４００ｍｍ×厚み１５μｍ溶接：ＳＵＳ
３Ｏ９によつてＭｌＧ溶接 熱間圧延：圧延温度−１２５０′Ｃ圧下比−７成品：ス
テンレスクラツド鋼板厚み１１ｍｍＸ幅３５００ｍｍス
テンレス鋼層厚み３關炭素鋼層厚み８ｍｍニツケル層厚
み１１ｔｔｍ欠陥発生率の状況を第６図に示す。
１９６０ｍｍ×長さ２９６０ｍｍ×厚み２１ｍｍ母材：
炭素鋼（ＪＩＳＧ３ｌＯ６ＳＭ４ｌＡ）幅２０００ｍｍ
Ｘ長さ３０００ｍｍ×厚み５６ｍｍ中間材：ニツケル箔
（厚み８０μｍ）空気吸収材：ジルカロイ箔（２枚）幅
２０ｍｍ×長さ４００ｍｍ×厚み１５μｍ溶接：ＳＵＳ
３Ｏ９によつてＭｌＧ溶接 熱間圧延：圧延温度−１２５０′Ｃ圧下比−７成品：ス
テンレスクラツド鋼板厚み１１ｍｍＸ幅３５００ｍｍス
テンレス鋼層厚み３關炭素鋼層厚み８ｍｍニツケル層厚
み１１ｔｔｍ欠陥発生率の状況を第６図に示す。
図において、［＝コは本発明法をまたＢ？？は従来法を
それぞれ示す。剪断強度の比較を第７図に示す。
それぞれ示す。剪断強度の比較を第７図に示す。
図において実線は本発明法を、一点鎖線は従来法を、破
線はニツケル層なしの比較例をそれぞれ示す。実施例 合せ材、中間材、母材については実施例１と同じである
が、別にダミー材を使用した。
線はニツケル層なしの比較例をそれぞれ示す。実施例 合せ材、中間材、母材については実施例１と同じである
が、別にダミー材を使用した。
ダミー材としては母材と同寸法の軟鋼を使用する。第７
工程の後に合せ材の上面に剥離剤を塗布し、その上にダ
ミー材を乗せ、トツプとボトムのみを溶接し、熱間圧延
後にダミー材を剥離した。実施例 合せ材、中間材、母材については実施例１と同じである
。
工程の後に合せ材の上面に剥離剤を塗布し、その上にダ
ミー材を乗せ、トツプとボトムのみを溶接し、熱間圧延
後にダミー材を剥離した。実施例 合せ材、中間材、母材については実施例１と同じである
。
第７工程まで同じスラブを２箇つくり、合せ材の上面に
剥離剤を塗布し、第８図に示すように互いに重ね合せ、
トツプとボトムのみに当て金１７を当て、軟鋼によつて
溶接し、熱間圧延後に両者を剥離した。本発明の方法に
よれば、ニツケル層が炭素の拡散を防止するとともに、
良好な冶金的結合を形成している。
剥離剤を塗布し、第８図に示すように互いに重ね合せ、
トツプとボトムのみに当て金１７を当て、軟鋼によつて
溶接し、熱間圧延後に両者を剥離した。本発明の方法に
よれば、ニツケル層が炭素の拡散を防止するとともに、
良好な冶金的結合を形成している。
本発明の方法によるクラツド鋼板は、曲げ加工、プレス
成形、溶接などにおいても優れた特性を示した。
成形、溶接などにおいても優れた特性を示した。
第１図は本発明の方法を説明する工程図。
第２図は合せ材の断面図。第３図は本発明の方法におけ
る一工程を説明する断面図。第４図は第３図と同様な図
面であつてその斜視図を示す。第５図は本発明の方法に
おける別の一工程を説明する斜視図。第６図は欠陥発生
率を示すグラフ。第７図は剪断強度を示すグラフ。第８
図は本発明の一実施例を示す組立スラブの側面図。１１
：合せ材、１２：母材、１３：中間材、１４：空気吸収
材、１５：空気抜き穴、１６：接合線、１７：当て金。
る一工程を説明する断面図。第４図は第３図と同様な図
面であつてその斜視図を示す。第５図は本発明の方法に
おける別の一工程を説明する斜視図。第６図は欠陥発生
率を示すグラフ。第７図は剪断強度を示すグラフ。第８
図は本発明の一実施例を示す組立スラブの側面図。１１
：合せ材、１２：母材、１３：中間材、１４：空気吸収
材、１５：空気抜き穴、１６：接合線、１７：当て金。
Claims (1)
- １ 合せ材の開先加工をすること、合せ材および母材の
接合面を研削または研磨・脱脂すること、合せ材と母材
との間に中間材を配置し、かつ該中間材の両面または片
面側の所定位置に空気吸収材を配置すること、空気抜き
穴を残して合せ材と母材との周囲接合線を溶接すること
、冷間圧延によつて前記空気抜き穴から重ね合せ面間に
残存する空気を押し出した後、前記空気抜き穴を溶接す
ること、加熱炉に装入して圧延温度まで加熱すること、
初期の数パスにおいて圧延方向を規制し以後のパスにお
いて通常の圧延を行うことからなるクラッド鋼板の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2244181A JPS5930517B2 (ja) | 1981-02-18 | 1981-02-18 | クラッド鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2244181A JPS5930517B2 (ja) | 1981-02-18 | 1981-02-18 | クラッド鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57154387A JPS57154387A (en) | 1982-09-24 |
| JPS5930517B2 true JPS5930517B2 (ja) | 1984-07-27 |
Family
ID=12082788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2244181A Expired JPS5930517B2 (ja) | 1981-02-18 | 1981-02-18 | クラッド鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5930517B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60174288A (ja) * | 1984-02-21 | 1985-09-07 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 金属クラツド板の製造法 |
| JPH0753318B2 (ja) * | 1986-11-21 | 1995-06-07 | 石川島播磨重工業株式会社 | 制振材の製造方法 |
-
1981
- 1981-02-18 JP JP2244181A patent/JPS5930517B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57154387A (en) | 1982-09-24 |
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