JPS6040680A - 銅もしくは銅合金クラツド鋼の製造方法 - Google Patents

銅もしくは銅合金クラツド鋼の製造方法

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JPS6040680A
JPS6040680A JP15006483A JP15006483A JPS6040680A JP S6040680 A JPS6040680 A JP S6040680A JP 15006483 A JP15006483 A JP 15006483A JP 15006483 A JP15006483 A JP 15006483A JP S6040680 A JPS6040680 A JP S6040680A
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JP
Japan
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copper
steel
insert metal
copper alloy
rolling
Prior art date
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Pending
Application number
JP15006483A
Other languages
English (en)
Inventor
Yutaka Oka
裕 岡
Makoto Imanaka
誠 今中
Shuzo Ueda
上田 修三
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Publication of JPS6040680A publication Critical patent/JPS6040680A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/04Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of a rolling mill

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

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】 本発明は銅もしくは銅合金クラツド鋼の製造方法に係り
、特に簡易にして経済的なろう付圧延法による銅もしく
は銅合金クラツド鋼の製造方法に関する。
銅および銅合金は海水に対する耐食性がすぐれているた
めに船舶や海水淡水化装置等の海水環境にさらされる構
造物に使用されて来た。しかし銅および銅合金の強度が
鋼に比して低いだめに構造物が大型化すると、銅もしく
は銅合金で環境に対する耐食性を確保し、炭素鋼もしく
は低合金鋼で強度を保証する銅もしくは銅合金クラツド
鋼が一般に用いられている。
この種のクラツド鋼は構造材としての用途のほかに最近
は薄板として建材としても使用されている。それは銅に
錫、亜鉛、ニッケルなどの添加元素の種類と量を調節添
加することにより各種の美麗な色彩を帯びさせることが
できるためで、その美麗さを意匠に利用して室内装飾用
材料等に使用されている。
これらの銅もしくは銅合金クラツド鋼は従来次の諸法で
製造されて来た。
(イ)組立て圧延法 (ロ) オーバーレイ法 (ハ)爆着圧延法 に)溶融接合法 (イ)の方法は合わせ材もしくは同時に母材にもニッケ
ルめっきを施した後、合わせ材と母材の周囲を溶接し、
高温で強圧下圧延してクラツド鋼とする方法であって広
く一般に使用されている。しかし。
この方法では接合すべき面の平滑度が接合率に大きく影
響するために接合面の研磨に多くの工数を要するほか、
合わせ材の銅もしくは銅合金と鋼を溶接するために特殊
な溶接材料を必要とし圧延工程前の組立てに多くの費用
を要する欠点がある。
更にこの方法では合わせ材と母材との接合は圧延工程で
行なわれるため、一定水準以上の高圧下率を必要とする
問題もある。
仲)のオーバーレイ法は、母材上にフラックスを置き、
合わせ材の薄物コイルをアークで溶解して母材上で凝固
させる方法であり、フラックスと薄物コイルの合金組成
を制御して目的とする合わせ月とするものである。しか
しこの方法は高価な薄物コイルを再溶融するため、母材
に対する合わせ材の比率が大きい場合には他の製造法よ
シコスト高となる欠点がある。更に・鋼にオーバーレイ
できる銅合金の種類もメーバーレイ時の高温割れのため
に制限されるという問題がある。
(ハ)の爆着圧延法は火薬の爆発エネルギーで合わせ材
を母料に接合させた後圧延する方法であるが、火薬その
ものが高価である仁とに加えて火薬の使用場所が限定さ
れる/こめ一般には採用されていない。
に)の溶融接合法は本発明者らが先に特開昭57−94
481にて開示した方法であって、合わせ材と母材との
融点の差が大きい場合に適用でき、銅合金クラツド鋼の
製造方法としてはきわめて有利な効果的方法である。こ
の方法は囲い枠を設けた母材上に、該母材より融点の低
い合わせ材を置き、その上面をフラックスで覆った後、
全組立体を非酸化性雰囲気下で加熱17て合わせ材のみ
を母材上で溶融させ、両者の界面で合金元素の相互拡散
が生じるに足る一定時間保持し、その後溶融した合わせ
材の凝固組織を管理しながら冷却凝固させて複合スラブ
とし、これを熱間圧延する方法である。従来、この方法
は凝固組織の管理が難しい難点があったが、本発明者ら
は囲い枠の外側に保温材もしくは加熱装置を設けること
でこの問題を解決した。
かくの如く、銅もしくは銅合金クラツド鋼を得る従来法
にはそれぞれ特有の問題を有し、これを解決するために
高度な技術と複雑な工程を必要としている。
本発明の目的は上記従来技術の問題点を解決し、簡便で
経済的な銅もしくは銅合金クラツド鋼の新規な製造方法
を提供するにある。
本発明の要旨とするところは次の如くである。
すなわち、炭素鋼もしくは低合金鋼の母材と銅もしくは
銅合金の合わせ材との間に政調もしくは銅合金より融点
の低い他の銅合金をインサートメタルとして挾装する工
程を有して成る銅もしくは銅合金クラツド鋼の製造方法
において、前記合わせ材の融点Tm(C)と前記インサ
ートメタルの融点TI(6)の差を30℃以上とし、か
つ全組立体を’I”、 tn > ’1.’ ) T 
tなる温度T(6)に加熱した後、(T I−50) 
(C)以下の温度で圧延することを特徴とする銅もしく
は銅合金クラツド鋼の製造方法である。
本発明の詳細ならびに限定理由について説明する。第1
図は本発明による銅もしくは銅合金クラツド鋼製造時に
おける組立スラブのす14成を示す断面図である。母材
2としては炭素鋼もしくは低合金鋼を使用し、これに対
する合わせ月4として銅もしくは銅合金を使用し、切材
2と合わせ材4との間にインサートメタル6を挾装する
今、合わせ材の融点・・・・・・・T m(6)インサ
ートメタルの融点・・・・・・・・T r(ト)とすれ
ば Tm−Tl>30℃・・・・・・・・・・・・・・
・・・(1)と限定する。この限定の理由は、本発明で
はインサートメタル6のみを溶融し、これをろうとして
母材2および合わせ材4を接合したる後圧延しようとす
るものであって、そのためには加熱温度1゛を上記Tm
と′■゛!の中間温度とすべきであるところより温度制
御を容易にするために少くともTmとrll Iとの温
度差を30℃以上とする必要があるからである。第1図
ではインサートメタル6として板状の形状のものについ
て記載したが、インサートメタル6は板状に限らず粉状
、線状等いずれの形状のものでも可能である。
次に組立スラブ全体を温度T(6)に加熱し、インサー
トメタル6を溶解する。この場合の加熱温度Tを次の(
2)式の如く限定する。
T m :> ’l’ ) ’J’ r ・・・・・・
・・・・・・・・・・・(2)加熱温度′Pを(2)式
の如く合わせ月4の融点Tmとインサートメタルの融点
TIの中間温度とした!■由は次の如くである。すなわ
ち、インサートメタル6を効率よく溶融させるには加熱
温度Tはその融点TIより高いほどよいが、合わせ月4
の融点Tm以上になると合わせ材4が溶融してしまい溶
融接合法と同様に囲い枠の設置を必要とするほか、溶融
から冷却、凝固まで厳密な制御管理が必要となる。これ
では本発明の目的としている経済性、簡易性が失なわれ
てしまうので、加熱温度TをT1ηとTIの中間として
(2)式の如く限定した。なお、インサートメタル6の
融点の調整は銅合金に適宜Ni、Nn% Sn、Zn、
AI などを添加すルととによシ容易に調整することが
できる。
上記の如く、全体を加熱温度Tに加熱した後(TI−5
0)℃以下の温度で圧延する。圧延温度を(’I’l−
50)℃以下と限定した理由は次の如くである。すなわ
ち、インサートメタル6の融点TI近傍、もしくはそれ
以上の温度では接合部の強度がきわめて小さいので、そ
の温度での圧延では合わせ材4と母材2Fi剥離してし
まう。本発明者らの実験結果から後記実施例にて示す如
く、圧延による接合部の強度がインサートメタルの融点
Trよりも少くとも50℃以上低い温度における圧延に
よって保証される。従って本発明における圧延温度は(
’J”+−50)℃以下と限定した。
上記は全組立体を加熱温度’r (C)に加熱して、イ
ンサートメタル6を溶融した後、冷却して(T+−50
)℃以下の温度で圧延する場合について記載したが、全
組立体を加熱源#T (’:)に加熱してインサートメ
タル6を完全に溶融させた後、一旦室温まで冷却し、そ
の後再加熱によって(’J”r−so)℃以下の温度ま
で加熱した後圧延を施しても差支えなく、上記と同様の
効果が得られる。
本発明の上記限定によシ接合強度のきわめて犬なる銅も
しくは銅合金クラツド鋼を簡易に経済的に製造すること
ができた。
実施例1 60mmX 100wX 200txM のJIS規格
5M41鋼板を母材2とし、lO咽X 100 mX 
20調の9゜%Cu−10%Ni(以下90/10と表
示する) lCu−Ni板を合わせ材4とし、いずれも
表面を I#80に研磨仕上した。この合わせ材4の融
点は 11100℃である。次にインサートメタル6と
して融点が960℃の0.2胴X100w+X200膿
の14%Mn−Cu合金板を準備し、第1図に示す如く
インサートメタル6を母材2と合わせ材4の間に挟装し
、全体を1050℃に保持した加熱炉中に装入してアル
ゴン雰囲気中で1時間加熱した。
加熱炉から抽出後直ちに、もしくは放冷後回加熱して9
50〜700℃の各温度範囲で圧延し板厚を10順とし
た。すなわち、圧延開始温度がそれぞれ700℃、80
0℃%900℃、950℃の各供試材A1〜4について
圧延中の剥離状況、接合強度を示す捩シ試験結果、剪断
強度を調査した結果は第1表に示すとおシである。
口 すなわち、加熱温度Tが合わせ材4の融点Tmとインサ
ートメタル6の融点TIの中間の1050℃の加熱によ
りインサートメタル6のみが溶融し、溶融した時点で拡
散が活発になり合わせ材4と母材2が凝固後接合される
。この場合、インサートメタル6の体積が合わせ材4と
母材2の表面粗さおよび平担度で決まる両者の間隙より
も大きい場合には、余分のインサートメタル6は側面か
ら漏出するが、この漏出は熱間圧延に際し、才だ製品品
質に対してほとんど影響することはなかった。
上記1050℃の加熱炉から抽出後直ちに圧延すると、
当然のことなから1パス目に圧延途中で合わせ材4が母
材2から剥離した。また、インサートメタル6の融点直
下の950℃にて圧延した供試材A4も圧延途中で剥離
した。ところが、インサートメタル6の融点960℃よ
り50℃以上低温度の900℃、800℃、700℃で
、それぞれ圧延した供試料A3、扁2、磨1はいずれも
厚さ10餌までの圧延において全く剥離が認められず、
その捩シ試験でも接合部の剥離なく(第1表にて○印に
て示す)剪断試験結果もいずれも20 ’f f /f
fJ 以上の高い接合強度を示し、本発明による限定範
囲内では接合強度の犬なるすぐれだ90/ 10 Co
−N i クラツド鋼を得ることができることが判明し
た。
実施例2 60咽×100簡×200間のJIS規格5M41鋼板
を母材2とし、融点1170℃の 10mx 100mmX 200ttrrnの70%C
u−30%Ni(以下70/30と表示する) 合金板
を合わせ材4とし、両者の間に融点1100℃の 0.2mX 100wmX 200#の90/ 10 
Cu −Ni合金板をインサートメタル6として挾装し
全体を1130℃に保持した加熱炉に装入し、アルゴン
雰囲気中で1時間加熱した。その後組立体を炉から抽出
して放冷し、板温か1000℃になって圧延を開始し厚
さ10間のクラツド鋼板を得た。
圧延中に合わせ材4と母材2の剥離は全黙認められず、
圧延後のクラツド鋼板の接合強さは20にり、f/−以
上あり、接合強度の高い70/30Cu−Niクラツド
鋼を得ることができた。
上記2つの実施例より明らかなとおり、本発明は、炭素
鋼もしくは低合金鋼を母材とし、銅もしくは銅合金を合
わせ材とするクラツド鋼の製造時に政調もしくは銅合金
より融点の低い他の銅合金をインサートメタルとし、て
母材と合わせ材の間に挾装し、全体を加熱した後、圧延
するに際し、使用するインサートメタルの融点を限定し
、かつ加熱温度、圧延温度を合わせ材およびインサート
メタルの融点と関連して限定するという簡単外方法によ
り、接合強度の20kf、f/π1以上の銅もしくは銅
合金クラツド鋼を常に安定して経済的に製造することが
できる効果をあげることができた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるクラツド鋼製造時の組立体の構成
を示す断面図である。 2・・・母相、 4・・・合わせ材、 6・・・インサートメタル。 代理人 弁理士 中 路 武 雄 第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)炭素鋼もしくは低合金鋼の母材と銅もしくは銅合
    金の合わせ材との間に該銅もしくは銅合金よシ融点の低
    い他の銅合金をインサートメタルとして挟装する工程を
    有して成る銅もしくは銅合金クラツド鋼の製造方法にお
    いて、前記合わせ材の融点T m (C)と前記インサ
    ートメタルの融点TI(6)の差を30℃以上とし、か
    つ全組立体をTm )T)T+ なる温度T■)に加熱
    した後(’rl−5o)υ以下の温度で圧延することを
    特徴とする銅もしくは銅合金クラツド鋼の製造方法。
JP15006483A 1983-08-17 1983-08-17 銅もしくは銅合金クラツド鋼の製造方法 Pending JPS6040680A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61269990A (ja) * 1985-05-24 1986-11-29 Nippon Steel Corp クラツド鋼の製造法
JPS63144881A (ja) * 1986-12-09 1988-06-17 Nippon Steel Corp クラッド鋼板の製造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5674366A (en) * 1979-11-20 1981-06-19 Kobe Steel Ltd Production of copper or copper alloy clad material
JPS57137087A (en) * 1981-02-18 1982-08-24 Sumitomo Metal Ind Ltd Production of clad steel plate

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