JPS6167580A - 棒状材料の表面被覆方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は棒状材料の表面被覆方法に関し、特に安価な心
材の表面に耐食性、耐熱性などの性質を有する高価な被
覆材を冶金的に接合する方法に関する。

（従来の技術） ＴＩ、　Ｔ１合金、　Ｚｒ、　Ｚｒ合金、ステンレス鋼
などは耐食性、耐熱性がすぐれている為に、化学反応容
器、原子炉材料等に多く用いられているが、価格が高い
ので、必要な部分のみＫこれらの金属を使用し、他の部
分には安価な炭素鋼々どを冶金的に接合して使用するこ
とが要求されていた。

この要求に対応するものとして平板状のものでは爆着製
のクラツド鋼があり、丸棒の外側を被覆するものとして
は第２図のような引き抜き法や、第３図（ａ）→ｒｂ）
に示すよう々丸棒の外側にパイプをはめ込み、熱膨張係
数差を利用して（■の方が■より犬）拡散溶接する方法
、あるいは同様にして（ａ）→（ｃ）に示すように熱間
静水圧プレス（ＨＩＰ　）で接合する方法がちる。第２
図、第３図において、１は被覆材、２は心材であり、心
材２は被覆材１より熱膨張係数が犬なるものである。３
は引抜きダイス、４は心材２と被覆材１のクリアランス
、５はインサート材、６はヒータ、７はチャンバー、８
は台、９は真空ポンプ、１０は真空雰囲気、１１は増圧
機、１２は高温雰囲気である。

しかしながら、上記方法にはそれぞれ以下のような欠点
を有していた。

（］）爆着法では平板状のものしか製作し得す、丸棒の
外側被覆は不可能であった。

［２）引き抜き法は被覆材１と心材２とは機械的にかみ
合っているだけで冶金的には接合されず、使用時に被覆
材が浮き上がるという欠点があった。

（３）拡散溶接法、熱間静水圧プレス法では、被覆材１
と心材２のクリアランス４をＱ、ｊ＋ｗ以下にしないと
加圧力が伝わらないので、長さ５０〇四以下の被覆棒を
製作する上では有効であったが、それを越える長さにな
ると被覆材１および心材２のたわみのために、はめ込み
が難しく、また、冶金的接合を完遂するためには適当な
インサート材５を用いなければならないが、このインサ
ート材５の挿入方法が難しいという欠点があった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は従来方法のような欠点ない安価な棒状材料に高
価な表面被覆材を冶金的に接合する方法を提供しようと
するものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、被覆材を２以上に分割して心材に被覆するこ
とを特徴とするものでちる。すなわち本発明は棒状の心
材の表面に被覆材を冶金的に接合するにあたり、被覆材
を長手方向に２つあるいはそれ以上にあらかじめ分割し
ておき、それを心材の外側にかぶせた後、溶融溶接で被
覆材を一体物にし、その後拡散溶接、ろう付、あるいは
熱間静水圧加圧法で心材と被覆材とを接合することを特
徴とする棒状材料の表面被覆方法である。

以下、本発明を第１図に従って説明する。

第１図において、第２図、第５図と同一符号はそれら同
一部位と同じものを示す。第１図において、（ａ）は各
部材及びその組合せ方法を示し、（１））は各部材が組
合わさった状態を示す。

被覆材１は、あらかじめ２つあるいけそれ以上に分割し
ておき、心材２０表面にかぶせる。

この時、被覆材１と心材２の接合にインサート材５が必
要な場合には（ｂ）に示すように箔状で挿入することも
可能でちるし、被覆材１の内面あるいは心材２の外面に
メッキ、ＰＶＤ、溶射等でコーティングしておくことも
可能である。このように組み合わさった（ｂ）の状態で
、被覆材１の合わせ面１３を溶融溶接で接合し、被覆材
１を全周に渡たり一体物にする。その後第５図（ｂ）に
示したような拡散溶接又はろう付、あるいは第５図（ｃ
）に示したようなＨ工Ｐにより被覆材１と心材２を冶金
的に接合させる。

被覆材１、心材２の材質としてはあらゆる金属材料が使
用可能であるが、本発明目的を考慮すると、被覆材１に
はＴｉ　、Ｔ１合金、Ｚｒ、Ｚｒ合金、Ｎｌ　、Ｎ１合
金、ステンレス鋼、等耐食性、耐熱性を有する材料が有
利であり、心材２には炭素鋼が有利である。この際に用
いるインサート材５には、被覆材１がＴＩ　、Ｔ１合金
の場合には、被覆材１の側からＭｏ、　Ｎｌ　　の２層
を用い、被覆材１がＺｒ、Ｚｒ合金の場合には被覆材１
の側からＴＩ。

Ｍｏ、　Ｍｌ　　の３層を用い、被覆材１がステンレス
鋼の場合には、旧　を用い、被覆材１がＮｌ　、Ｎ１合
金の場合には用いなくともよい。またろう付の場合には
被覆材１がどのような材質でもＡ？ろうが使用可能であ
る。

（作用） 本発明方法によると、被覆材１があらかじめ分割されて
いるので、被覆材１または心材２にたわみがある場合で
も、それらのクリアランスを０，１−以下にすることが
可能になる。′：！：だ、被覆材１を溶融溶接する際の
溶接収縮により、半径方向の加圧力が発生し接合を強固
なものにするという作用を有する。

（効果） 本発明方法は、安価な心材２０表面に高価な被覆材１を
冶金的に接合するのを目的とし長さ３ＧＯｍを越える長
尺物に対し特に効果を発揮する。すなわち長尺物では心
材２、被覆材１共に通常はたわみが存在するので、第５
図（ａ）Ｋされているクリアランス４を０．１鱈より小
さぐした状態で挿入するのは非常に困難である。し７か
し本発明方法によると、たわみが存在した場合において
も心材２と被覆材１を密着させた状態でセットするのが
可能となる。また、インサート材５を用いる場合でも心
材２に箔状のものを巻きつけるかまたは心材２表面にコ
ーティングした後被覆材１を適用することが容易となる
。

さらに、被覆材１を溶融溶接する際に溶接収縮を起こす
ので、これが半径方向の加圧力となシ、初期の密着を増
大させるのに効果的である。

以下実施例に従って説明する。

〔実施例１〕 心材に直径４０ＷＭ、長さ１０００ｍの炭素鋼の丸棒を
用い、この表面にインサート材として厚さ５０μの引箔
、ＭＯ箔を順次重ねて巻きつけたものを準備した。被覆
材には、外径５０期内径４０ｍ、長さ１０００ｍ＋ＯＴ
ｌ　　製のパイプを長手方向に２分割したものを、イン
サート材を巻きつけて準備された心材の表面にかぶせた
。

その後被覆材の合わせ面をＴＩＧ溶接で接合して一体物
とした。このようにセットされたものを拡散溶接機に入
れ、５×１０″Ｔｏｒｒ　　の真空中で８００℃で１時
間加熱し拡散溶接を行なった。

接合後、各種検査を行なったところ被伊材−心材間には
超音波探傷検査で欠陥はなく、接合強度が１４に９．／
門２の良好な接合体が得られている事が判明した。

〔実施例２〕 心材に直径ｊ２０ｒｔｍ、長さ２　Ｄ　［１０ｍの炭素
鋼の丸棒上用い、この表面に旧　メッキを厚さ５０μ施
した後、厚さ５０μのＭＯ箔、ＴＩ箔を順次重ねて巻き
つけたものを準備した。被覆材には、外径１４０ｍ、内
径１２０哩、長さ２０００■のＺｒ　製のパイプを長手
方向に４分割したものを、準備された心材の表面にかぶ
せた後、被覆材の合わせ面をＴＩＧ溶接で接合して一体
物とした。このようにセットされたものを拡散溶接機に
入れ、５　Ｘ　１０””　Ｔｏｒｒ　　の真空中で８５
０℃で２時間加熱し、拡散溶接を行なった。接合後各種
検査を行なった所、ミクロ組織で欠陥はなぐ、接合強度
け１５）η／−で、良好な接合体が得られている事が判
明した。

〔実施例５〕 心材に直径７５門、長さ１２００ｍｍの炭素鋼の丸棒を
用い、被覆材には、外径９０ｒｍｎ、内径７５＋＋＋ｍ
、長す１２　ａ　ａｍａのステンレス鋼のパイプを長手
方向に２分割したものを心材の表面にかぶせた後、合せ
面及び端面をＭＩＧ溶接し、一体物とした。これを熱間
静水圧加圧機に入れ、Ａｒ１０００気圧下で１０００℃
に１時間保持し、拡散溶接を行なった。接合後、各種検
査を行なったところ、超音波探傷検査で欠陥はなく、接
合強度が２５ｋｇ／−の良好な接合体が得られている事
が判明した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の工程順を説明するための図でちり
、第２図及び第３図は従来の被覆方法を説明するための
図である。 復代理人　　内　１）　　明 復代理人　　萩　原　亮　− 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 棒状の心材の表面に被覆材を冶金的に接合するにあたり
   、被覆材を長手方向に２つあるいはそれ以上にあらかじ
   め分割しておき、それを心材の外側にかぶせた後、溶融
   溶接で被覆材を一体物にし、その後拡散溶接、ろう付、
   あるいは熱間静水圧加圧法で心材と被覆材とを接合する
   ことを特徴とする棒状材料の表面被覆方法。