JPS62167040A - 積層金属板およびその製造方法 - 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） この発明は、耐食性、耐摩耗性等にすくれた積層金属板
およびその製造方法に関するものである。

（従来の技術） 金属板の耐食性、耐摩耗性等を向上させる手段としては
、 （１）　　ステンレス鋼のように合金化による方法、（
２）　　Ｚｎめっき、Ｎｉめっき、あるいはステンレス
クラッドのように表面被覆による方法および（３）浸窒
等の表面硬化処理 などが知られている。

（１）の合金化による方法は信頼度は高いけれども、コ
ストが高く、また濃塩酸等の強酸性雰囲気中での耐食性
は充分とはいい難い。また、（２）の表面被覆による方
法はコスト的には良好ではあるものの、耐食性に関する
信頼度は低く、しかも耐摩耗性との両立は極めて困難で
ある。

ところで近年、合金溶湯を急冷、凝固させて直接薄板と
するいわゆる超急冷凝固法によって非晶質合金薄帯が安
価に製造できるようになった。かかる非晶質合金薄帯は
、特開昭５０−１０１２１５号、特開昭５１−３３１２
号、特開昭５１−４０１７号、特開昭５３−５７１２０
号、特開昭５８−１６０４８号、特開昭５８−９１１５
６号および特開昭５８−１２６９６０号各公報等定量示
されているように、合金組成として多量のＣｒ、　Ｐ、
　Ｍ。

等を含有するＦｅ基あるいはＣｏ、　Ｎｉ基合金におい
て、顕著な耐食性の改善を図ることができる。しかしな
がら非晶質合金薄帯は、製造工程において超急冷を必須
とするため、不可避的に３０〜５０μｍ厚の薄りポンと
なり、用途が限定されるという欠点がある。

また特開昭６０−１００６８２号公報では、爆発加工に
より、非晶質合金薄帯を鋼板に接合する方法を提案して
いるが、生産性に問題があるとともに、表面を平滑に維
持することが困難である。

その他特開昭６０−２７４８２号公報において、脆化温
度以下の高温で非晶質合金薄帯を金属板に加圧してクラ
ッドする方法が提案されているが、接合可能な金属板は
低融点材料に限定され、鋼板、銅板、ＡＮ仮等には適用
できない。

（発明が解決しようとする問題点） 上述したようにある種の非晶質合金はスーパーステンレ
スと異称されるように、すぐれた耐食性を有しながら、
これまでのところ工業的にはあまり使用されていない。

この理由は素材が極めて薄いため、構造用材料として不
適と判断されているからである。したがってこの種材料
を耐食性や適度な靭性を損なうことなく、鋼板やその他
の金属板で裏当てすることができるならば、用途は著し
く拡大し、工業的意義は極めて大きい。

また非晶質状態のままで、非晶質合金薄帯を鋼板等に直
接圧接できない理由は、結晶化を避ける上で、圧接温度
を低温に抑えざるを得ないから、非晶質合金が塑性変形
しにくいとともに、薄帯表面が強固な酸化膜で覆われて
いるため、両者間に良好な金属結合を確保することが困
難だからである。

したがって接合させるべき非晶質合金薄帯表面さらには
金属基板表面を改質し、相互に金属結合し易いようにす
ることができるならば、従来の問題点は解決すると考え
られる。

この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、耐食
性や耐摩耗性に優れた非晶質合金薄帯の表面被覆をそな
える積層金属板を、該非晶質合金薄帯の結晶化や特性の
劣化を招く不利なしに接合し得る有利な製造方法と共に
提案することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） すなわちこの発明は、金属基板表面に、金属または合金
の接合層を介し非晶質合金薄帯の被覆層をそなえて成る
積層金属板である。

またこの発明は、非晶質合金薄帯の表面に、その表面酸
化膜除去後、金属または合金の被覆を施し、ついでこの
被覆面を接合面として、金属基板表面に直接あるいは金
属または合金の被覆処理を施した金属基板上に接合する
ことを特徴とする積層金属板の製造方法である。

この発明において、金属または合金の接合層としては、
Ｚｎ、　Ｓｎ、　Ｃｄ＋　Ｐｂｎ　Ｆｅ、Ｇｏ、　Ｎｔ
、　Ｃｕ、　Ａｇおよび篩などのうちから選ばれた一種
または二種以上からなる比較的軟質の金属または合金が
有利に適合し、また接合手段としては電気めっきまたは
無電解めっきが有利に適合する。

次に金属基板上に被覆する非晶質合金薄帯としては、Ｆ
ｅ７ｏＣｒ＋ｏＰ＋＊Ｃｔ（原子χ、以下同じ）、Ｎｉ
６ｏＣｒｚｏＰ＋ｓＢｓ＋　Ｃｏ６ａＣｒ＋ｚＰ＋Ｊｔ
およびＦｅ５ＢＣｒ＋ｏＭＯ＋ｚＰ＋ｚ　Ｃ７などのＣ
ｒ、　Ｐないし肋を含存するＦｅ基、Ｎｉ基およびＣＯ
基合金がとりわけ好適である。これらの合金は、３％食
塩水では勿論、塩酸水溶液や硫酸水溶液中でもほとんど
腐食されることがなく、またピンカース硬度も８００〜
１１００という高い値を示し耐摩耗性の点でも優れてい
る。

次に、非晶質合金薄帯にめっき処理を施すに当っては、
該処理に先立って薄帯表面の酸化膜を化学的、物理的ま
たは機械的に除去することが肝要であり、さもなければ
均一で高い接着強度を有するめっき層を得ることができ
ない。たとえば研磨剤を懸濁させた水中でのブラッシン
グによって酸化膜を除去した直後に電気めっきまたは無
電解めっきを施すことにより、均一な表面被覆を得るこ
とができる。なお溶融めっきは非晶質合金の結晶化や脆
化を生じるおそれが大きいので実使用には供し得ない。

この点金属基板に対するめっきは、いずれの方法をも使
用することができるが、めっきに先立って表面の清浄化
処理を施すことが望ましいのはいうまでもない。

金属または合金を被覆処理した非晶質合金薄帯を金属基
板表面に直接あるいは同様にして金属または合金を被覆
した金属基板上に接合するわけであるが、かかる接合に
当っては、上掲した被覆金属がいずれも比較的軟質であ
ることから塑性変形し易いため、圧接、超音波接合など
室温や比較的低温で実施できる接合法を利用することが
でき、かくして非晶質合金薄帯と金属基板とが強固に接
合した積層金属板を得ることができるのである。

次に、この発明の具体的な実施の態様について述べる。

Ｆｅ、。Ｃｒ＋ｏＰ＋３Ｃ７組成の合金溶湯を、スリッ
ト状ノズルから、高速で回転する銅製の冷却ロールの表
面に連続して供給し、急冷、凝固させて幅：２０ａｌｌ
、厚み＝３０μｍの非晶質合金薄帯を作製した。

ついで得られた薄帯のロール面側を水中でブラッシング
したのち、直ちに７μｍ厚みの銅めっきを施した。

ついで表面を清浄にした０、７ｍｍ厚のＡｌ板の表面に
直接、第１図に示したように非晶質合金薄帯の銅めっき
面を重ね合わせてから、加圧力＝１０ＭＰａ、振幅：約
５０μｍの条件下に超音波接合を行った。

なお第１図中番号ｌは反射体、２は金属基板、３はめっ
き層、４は非晶質合金薄帯、５はチンプ、６は荷重、７
は高周波発振器、８は振動子である。

かくして得られた積層Ａｌ仮において、非晶質合金薄帯
はめっき層を介して基板であるＩＩ板に強固に接合し、
曲げ加工を施してもはく離することはなかった。またか
かる接合処理中に非晶質合金の結晶化が全く進行しない
ことがＸ線回折により確認された。

さらにかくして得られた積層Ａｌ板とＰｅ、。Ｃｒ、。

Ｐ＋３Ｃ＋非晶質合金薄帯単体の耐食性を、ＩＮＨＣβ
水溶液中での分極曲線測定によって比較検討したところ
、両者の差は測定誤差範囲内で同等であった。また耐摩
耗性に深く関与する硬度についても一連の接合処理工程
で変化することはなかった。

次に上掲した銅めっき非晶質合金薄帯と、表面清浄化後
５μｍ厚の銅めっきを施した０、５ｍｍ厚の鋼板とを、
相互の銅めっき面が接するように重ね合わせてから、同
様の条件下に超音波接合を行った。

かくして得られた積層鋼板は、上記した積層Ａ７！板と
同様に高い接合強度を呈するだけでなく、処理工程中に
非晶質合金が結晶化することもなく、さらには良好な耐
食性および高い硬度が得られた。

（作　用） 接合層として、金属基板および非晶質合金薄イＩＦ両者
と密着性の良い金属または合金を介在させることにより
、接合強度の高い表面被覆が可能となる。

また接合層としてのめっき層は、単層であっても２層な
いしはそれ以上であってもかまわない。

さらに金属基板にめっき層を被成する場合に、このめっ
き層は、非晶質合金薄帯に被成すべきめっき層と同様で
あってもまた異種であってもいずれでもよい。

（実施例） 実施例　ｌ Ｆｅ６ａＣｒ＋ｚＰ＋：＋Ｃｔ組成の非晶質合金薄帯（
１’￥み：２４μｍ）を単ロール法で作製したのち、得
られた薄帯のロール面側に１０μｍ厚のＺｎめっきを施
した。

次いで板厚０．４１の鋼板表面をブラッシング−こより
清浄化した後、Ｚｎめっき面が接するように薄帯を重ね
合わせてから、約１０％の圧下率に相当する冷間圧延を
施した。

かくして得られた積層鋼板は、曲げ加工を加えても、接
合面がはく離することはなかった。また接合境界部およ
び鋼板裸出部に有は樹脂を塗布してから、ＩＮＨ（ｌ水
溶液中に浸漬して耐食性につぃて調べたが、腐食減量は
検出できなかった。さらにビッカース硬度は９９０であ
った。

夫施奥−１ 単ロール法で作ったＦｅ６ＢＣｒ＋　ｚＰ　ｌ　３Ｃ？
組成の非晶質合金薄帯（厚み；２５μｍ）の片面に２μ
ｍのＮｉめっきを施した後、さらに５μｆｆｌ厚のＣｕ
めっきを処理した。次いで板厚０．５鶴の銅板表面を清
浄化した後、Ｃｕめっき面を接触させ、１５ＭＰａの加
圧力を加えながら、超音波接合を施した。

かくして得られた積層銅板の接合部は完全に接着してい
て、繰り返し曲げ加工を加えても接合面にクラ、りやは
く離が生じることはなかった。また非晶質合金薄帯で被
覆した積層板面側の耐食性は、Ｆｅ６ａＣｒ＋ｚＰ＋３
Ｃｔ薄帯単体と同じであり、ｌＮ１１□ＳＯ，中での腐
食減量は２４時間浸漬後でも検出されなかった。

実施例　３ Ｆｅ６ＢＣｒ＋ｚＰ＋：＋Ｃ７Ｍ１成の非晶質合金薄帯
（厚み８２５８ｍ）を単ロール法で作製したのち、得ら
れた薄帯のロール面側に５μｍ厚のＺｎめっきを施した
。

次いで板厚Ｑ、４ｍｍの鋼板表面にもＺｎ−Ｎｉ合金め
っきを施し、両めっき面が接するように薄帯を重ね合わ
せてから、約１０％の圧下率に相当する冷間圧延を加え
た。

かくして得られた積層鋼板は、曲げ加工を加えても接合
面がはく離することはなかった。また接合境界部および
鋼板裏面に有機樹脂を塗布したのち、ＩＮＨＣＩ水溶液
中に浸漬して耐食性を調べたが、確認できるほどの腐食
減量は検出されなかった。

さらにビッカース硬度は１０２０であった。

去旌適−↓ 単ロール法で作製したＦｅ６ｅＣｒ＋ｚＰ＋：＋Ｃ７Ｍ
１成の非晶質合金薄帯（厚み８２５８ｍ）の片面に３μ
ｍ厚のＣｕめっきを施した。一方板厚０．５ｍｍの銅板
表面には３μｍ厚のＮｉめっきを施した後、非晶質合金
薄帯のＣｕめっき面を接触させ、１５ＭＰａの加圧力を
印加しながら、超音波接合を行なった。

かくして得られた積層銅板の接合部は完全に接着してい
て、繰り返し曲げ加工を加えても、接合部にクランクや
はく離等は全く発生しなかった。

また非晶質合金薄帯で被覆した面の耐食性はＦｅ、、、
。

Ｃｒ　ｌ　２Ｐ　ｌ　３Ｃ？非晶質合金単体と同じであ
り、ｌＮ１１ｚＳＯ。

中での腐食Ｊｆｆｌは２４時間浸漬後でも検出されなか
った。

（発明の効果） かくしてこの発明によれば、非晶質合金薄帯を、鋼板は
いうまでもなく銅板やＡ７！板等に強固に接合すること
ができ、従って耐食性、耐摩耗性等にすくれた非晶質合
金薄帯を通用することによって、それらの特性を具備し
た複合金属板を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に従う接合要領説明ｌである。 １・・・反射体　　　　　　２・・・金属基板３・・・
めっき層　　　　　４・・・非晶質合金薄帯５・・・チ
ップ　　　　　　６・・・荷重７・・・高周波発振器　
　　８・・・振動子第１図 ８−徹動壬

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属基板表面に、金属または合金の接合層を介し非
   晶質合金薄帯の被覆層をそなえて成る積層金属板。 ２、金属または合金の接合層が、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｃｄ、Ｐ
   ｂ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、ＡｇおよびＡｕのうちか
   ら選ばれた一種または二種以上からなる特許請求の範囲
   第１項記載の積層金属板。 ３、非晶質合金薄帯の表面に、その表面酸化膜除去後、
   金属または合金の被覆を施し、ついでこの被覆面を接合
   面として、金属基板表面に直接あるいは金属または合金
   の被覆処理を施した金属基板上に接合することを特徴と
   する積層金属板の製造方法。 ４、金属または合金の被覆処理が、電気めっきまたは無
   電解めっきである特許請求の範囲第３項記載の方法。 ５、接合処理が、圧接または超音波接合である特許請求
   の範囲第３または４項記載の方法。