JPS62130782A - 合せ材の製造方法 - 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、重ね合わせた異種金属の板材相互を、圧延に
よって接合させて所定の積層構造の合せ材を製造する方
法に関するものである。

「従来の技術」 第８図は、最上層ｌおよび最下層２を同じ金属Ａによっ
て形成し、中間層３を前記金属Ａとは種類の異なる金属
Ｂによって形成した３層構造の合せ材４を示したもので
ある。

ところで、このような合せ材４において各金属層相互の
結合強度を高めるには、各金属層相互の界面において、
原子間結合を形成する必要があり、そのために、これま
で前記合せ材４の製造方法として、鋳造法や粉末冶金を
利用した製造法が研究されてきた。

ところが、鋳造法や粉末冶金を利用した製造法は、品質
を安定させることが難しく、しかも少量生産の場合には
コスト高になるという問題があり、また、製造装置が大
型化するという問題もあった。

そこで、最近では、前記合せ材４の製造方法として、圧
延法と呼ばれている方法が研究されている。

この方法は、例えば、金属Ａによって形成された２枚の
板材の間に金属Ｂによって形成された阪材を挾んだ状態
にし、その状態で圧延機にかけて所定の厚さに圧延し、
圧延時の圧延機の圧延ローラによる圧力によって密着し
た板材相互間に原子間結合を起こさＵ−で、異種金属の
板材相互を結合させる方法である。

［発明が解決しようとする問題点」 面記圧延法は、前述の鋳造法や粉末冶金を利用した製造
法と比較すると、少量生産に乙向き、また品質の安定や
装置の小型化の点で優れる。

しかし、例えば前述の合せ付４において最上層ｌおよび
最下層２に亜鉛合金板を使用し、中間層３にアルミニウ
ム合金板を使用した場合のように、積層させる板材相互
が、互いに強い表面酸化膜を形成する金属同士の場合に
は、第９図に示すように、各層Ｉ・２・３を形成するそ
れぞれの板材５・６・７が圧延ローラ８・９通過直後に
別個に反って分離したり、あるいは反った各板材に端面
クラックｌＯが生じるなどして、各板材５・６・７を強
固に結合した積層構造を得ることができないという問題
があった。

この発明は、前記事情に鑑みてなされたしので、積層さ
せる板材相互が、互いに強い表面酸化膜を形成する金属
同士の場合でも、圧延工程によって各板材相互を確実に
、かつ強固に結合さ仕ることができる新規な合せ付の製
造方法を提供することを目的とする。

「問題点を解決するための手段」 この発明に係る合せ材の製造方法は、重ね合イつせた異
種金属の板材相互を圧延によって接合さけて所定の積層
構造の合せ材を製造する方法であって、重ね合わせた板
材の周囲を、これらの板材よりも強度の高い金属で筒状
に形成された包み材によって包み込み、この包み材とと
もに圧延機にかけて所定の厚さに圧延して重ね合わけた
板材相互を接合させ、その後に前記包み材を切り開くこ
とによって、所定の積層構造の合せ材を得る。

「作用」 この丸うな方法では、筒状をなした前記包み材によって
、重ね合わせた板材相互の分離や反りが拘束される。し
たがって、圧延ローラ通過直後も、合せ材を構成する各
板材が分離したり、あるいは反りを生じることがなく、
圧延工程によって各板材が確実に、かつ強固に接合され
る。しかも、包み材は、圧延接合すべき各板材よりも強
度の高い金属で形成されているため、各板材と比較して
、圧延工程ではほとんど厚さが減少せず、また、各板材
と接触する包み材の内周面に、予め酸化膜を形成した状
態にしておくことによって、圧延時に板材と包み材とが
接合してしまうような不都合ら簡単に防止することがで
きる。

したがって、圧延後に包み材を切り開くことは比較的に
容易に行うことができ、そうすることによって、重ね合
わせた板材相互が良好に接合された所定の積層構造の合
Ｕ°材を得ることができる。

また、前記包み材として、市販のパイプ材を使用するこ
とらでき、そうすることによって部材の調達・管理が容
易になり、製造コストの低減を図ることら可能になる。

「実施例」 以下、本発明の一実施例を、第１図〜第７図に基づいて
説明する。

この一実施例は、第８図に示した３層構造の合せ材４を
製造するもので、この合せ材４は、最上層ｌおよび最下
層２を形成する金属Ａにアルミニウムを２２％含んだ亜
鉛合金、中間層３を形成する金属Ｂに高力アルミニウム
合金を使用したものである。

この発明では、予め第１図に示すように、最上層ｌおよ
び最下層２を形成する金属Ａ（すなイっら、亜鉛合金）
によって形成した板材５・７と、中間層３を形成する金
属Ｂ（すなわち、アルミニウム合金）によって形成して
板材６と、これらの板材５・６・７を重ね合わせた状態
で包み込むための包み材１２とを用意しておく。この場
合に、包み材１２は、空洞部１３を提供する内周面に、
酸化膜が形成されているものをそのまま使用する。この
実施例では、包み材１２は、市販の配管用鋼管（５ＴＰ
４２相吾−）を偏平に潰したもので、該包み材１２の空
洞部１３の高さ寸法Ｈは、重ね合わせた板材５・６・７
の全高さ寸法Ｔよりも大きく設定されている。

また、ＩＴＪ述の各板材５・６・７は、それぞれ圧延工
程を経て合せ材４の各層１・２・３となるらので、圧延
工程による厚さ寸法の減少量を加味して、その厚さ寸法
を設定しておく。この実施例では、板材５・７の厚さＴ
、は１２ｍｍ、板材６の厚さＴ２は８ｍｍに設定され、
一方、前記包み材１２の板厚Ｔ３は７ｍｍに、また長さ
寸法りは圧延時の板材の伸びを考慮して各板材５・６・
７の長さ寸法Ｌ１よりも大きく設定されている。

以上のように、板材５・６・７、および包み材１２が用
意されたら、まず最初に、各板材５・６・７を順に重ね
合わせ、この重ね合イっせたらのを、第１図の矢印（イ
）で示すように、包み（オ１２の空洞部１３に挿入し、
第２図に示すように、包み材１２の前端よりら若干奥に
板材５・６・７が入った状態にする。

ｒそして、次には、挿入された板材５・６・７が互いに
密着するように、第２図に示した状態のまま包みｔ４１
２の上から軽く冷間圧延を施して第３図および第４図に
示した状態にする。この時の冷間圧延は、熱間圧延時あ
るいは温間圧延時の加熱によって酸化膜形成の要因とな
る空気層を、互いに重なり合う板材相互間から除去する
ことを目的としたもので、圧延する前のと比較して厚さ
寸法の減少量は、ごく僅か（実施例では、包み材１２の
全高さ寸法Ｆの２％程度）である。

そして、次には、第３図および第４図に示した状態のま
まで、包み材１２の上から圧延機にかける。

この時の圧延は、熱間圧延あるいは温間圧延であり（実
施例の場合には、３００〜３５０℃に加熱する温間圧延
である）、数１０パスの圧延プロセスによって各板材５
・６・７の厚さ寸法を３０〜５０％減少させて、合せ材
４としての所望の厚さにする。この圧延工程において、
包み材１２の板厚Ｔ３は、包み材１２が板材５・６・７
よりも強度の高い金属で形成されていることからほとん
ど変化しない。したがって、°−圧延による板材５・６
・７の変形量は、比較的に把握し易い。

そして、前記圧延工程が終了したら、必要に応じて、所
定の熱処理を施す。この場合の熱処理とは、圧延工程が
終了した部材を所定の温度に加熱した状態で所定時間放
置する作業を示すしので、その場合の加熱温度や放置時
間およびこの熱処理の必要性は、積層する金属の種類に
よって選定する。このような熱処理を施すと、積層され
た各層相瓦間での原子の拡散が促されて、原子間接合が
促進される。

以上の工程が完了したら、包み材１２を切り開いて、積
層構造の合せ材４となった板材５・６・７を取り出す。

この場合に、包み材１２には、その空洞部１３を提供す
る内周面に酸化膜が形成されているものを使用したため
、圧延工程で板材５・７と包み材１２とが接合されてし
まうようなことはなく、包み材１２を切り開けば、積層
構造の合せ材１２は、容易に取り出すことができる。

なお、包み材１２の除去の仕方としては、第７図に切断
線（ロ）（ハ）（ニ）（ホ）で示したように、包み材１
２の側縁部１４や圧延方向に対する前後端部１５・１６
などの不要な周縁部を切断除去して、第８図に示す如き
合せ材４を得るようにしても良い。

以上のような製造方法によれば、筒状をなした前記包み
材１２によって、重ね合わせた板材５・６・７相互の分
離や反りが拘束される。したがって、圧延ローラ８・９
通過直後も、合せ材４を構成する各板材５・６・７が分
離したり、あるいは反りを生じることがなく、圧延工程
によって各板材５・６・７が確実に、かつ強固に接合さ
れる。しかも、包み材１２は、圧延接合すべき各板材５
・６・７よりも強度の高い金属で形成されているため、
各板材５・６・７と比較して、圧延工程ではほとんど厚
さが減少せず、また、各板材５・６・７と接触する包み
材１２の内周面に、面述の如く予め酸化膜を形成した状
態にしておけば、圧延時に板材５・６・７と包み材１２
とが接合してしまうような不都合も簡単に防止すること
ができる。

したがって、圧延後に包み材１２を切り開くことは比較
的に容易に行うことができ、そうすることによって、重
ね合わせた板材５・６・７相互が良好に接合された所定
の積層構造の合せ材４を得ることができる。

また、前記包み材１２として、前述のように、市販のパ
イプ材を使用すれば、部材の調達・管理が容易になり、
製造コストの低減を図ることら可能になる。

なお、前述の実施例では、製造した合Ｕ−材４の各層の
厚さＴ、、Ｔ５（第８図参照）は、　Ｔ４＝６ｍｍ、　
Ｔ　ｓ＝　４　ｍｍとしたが、各層の厚さは、圧延プロ
セスの工程数（パス数）の増減、あるいは当初の板厚Ｔ
ｌ、Ｔ２の選定の仕方等によって、任怠の値に設定する
ことができる。また、前記包み材Ｉ２の厚さ寸法Ｔ３は
、実施例の場合、７ｍｍとしたが、圧延時の板材の圧縮
を許し、かつ圧延後の反りを拘束する条件を満足すれば
よく、最終の切断工程等の便宜に合イつせて、適宜選定
することが好ましい。

また、前記実施例は３層構造のものを示したが、本発明
（ま、２層のもの、あるいは４層以上のものの場合にら
適用し得ることは、言うまでもない。

「発明の効果」 以上の説明から明らかなように、本発明に係る合せ材の
製造方法は、重ね合わせた板材の周囲を、これらの板材
よりも強度の高い金属で筒状に形成された包み材によっ
て包み込み、この包み材とともに圧延機にかけて所定の
厚さに圧延して重ね合わせた板材相互を接合させ、その
後に前記包み材を切り開くことによって所定の積層構造
の合せ材を得るもので、筒状をなした前記包み材によっ
て、重ね合わせた板材相互の分離や反りが拘束される。

したがって、圧延ローラ通過直後ら、合せ材を構成する
各板材が分離したり、あるいは反りを生じることがなく
、圧延工程によって各板材が確実に、かつ強固に接合さ
れる。しかも、包み材は、圧延接合すべき各板材よりも
強度の高い金属で形成されているため、各板材と比較し
て、圧延工程ではほとんど厚さが減少せず、また、各板
材と接触する包み材の内周面に、予め酸化膜を形成した
状態にしておくことによって、圧延時に板材と包み材と
が接合してしまうような不都合も簡単に防止することが
できる。

したがって、圧延後に包み材を切り開くことは比較的に
容易に行うことができ、そうすることによって、重ね合
わせた板材相互が良好に接合された所定の積層構造の合
せ材を得ることができる。

また、前記包み材として、市販のパイプ材を使用するこ
とらでき、そうすることによって部材の調達・管理が容
易になり、製造コストの低減を図ることら可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図はそれぞれ本発明の一実施例における各
工程を説明するもので、第１図および第２図は包み材の
中に重ね合せた板材を挿入する工程の説明図、第３図お
よび第４図はそれぞれ板材相互を接合するための圧延工
程に入る直前の状態を示したもので、第３図は第２図の
Ｉ［ｌ−１１１切断線に沿って切断したときの断面図、
第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図、第５図は
圧延時の説明図、第“６図および第７図はそれぞれ圧延
後の状態の説明図、第８図は本発明によって製造される
合せ材の斜視図、第９図は従来の方ｎ３によって合せ材
を製造した場合の問題点の説明図である。 ■・・・・・・最上層、２・・・・・・最下層、３・・
・・・・中間層、４・・・・・・合せ材、８・９・・・
・・・圧延ローラ、１２・・・・・・包み材、１３・・
・・・・空洞部。 出願人　　石川島播磨重工業株式会社 代理人　　弁理士　志　賀　正　些−１−Ｏつ　　　　
　　　　　　　　寸 城　　　　　　　　　塚 城 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 重ね合わせた異種金属の板材相互を圧延によって接合さ
   せて所定の積層構造の合せ材を製造する方法であって、
   重ね合わせた板材の周囲を、これらの板材よりも強度の
   高い金属で筒状に形成された包み材によって包み込み、
   この包み材とともに圧延機にかけて所定の厚さに圧延し
   て重ね合わせた板材相互を接合させ、その後に前記包み
   材を切り開くことによって所定の積層構造の合せ材を得
   ることを特徴とする合せ材の製造方法。