JPS626783A - 圧延によるチタンクラツド鋼板の製造法 - 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、圧延によるチタンクラッド鋼板の製造法、特
に圧着すべき母材鋼板とチタン材との間に酸化鉄粉層を
介在させて圧延することにより雨林を接合する、圧延に
よる母材鋼板とチタン材とのクラツド材、すなわち、チ
タンクラッド鋼板の製造法に関する。

（従来の技術） 従来、チタンクラッド鋼板は爆着法によって製造されて
おり、そのため製品寸法、生産性そして製造コストの各
面で大きな制約をうけている。すなわち、組立スラブが
大きくできない、製品寸法が小さい、寸法精度が悪い、
しかも、クラッド層の厚さを一定にすることができない
等である。そのため、爆着圧延法による製法も提案され
ているが、まだ満足すべきものではないのが現状である
。

このような状況下にあって最近圧延法による製法も種々
考えられている。特に、圧延法による場合、チタン板と
鋼板との未接着の原因が、両者の相互拡張による金属間
化合物の生成によることが明らかにされてからは、母材
に極低炭素鋼を用いる方法や、チタン板と鋼板の間にニ
ッケル箔等の金属をインサート材として介在させる方法
等がいくつか提案されている。しかし、これら従来の方
法はいずれも製造コストが高く、用途が限られている。

例えば、インサート材などの金属中間層を設けた組立素
材を利用する圧延法にあっては、Ｔｉや鉄との間に脆い
金属間化合物を作らないよう両板材の間に金属中間層を
介在させる。そのため、鋼板側には、ニッケル等のイン
サート材、チタン材側にはＭｏや銀等のインサート材が
選ばれ、それぞれの界面で数種類の異なる金属中間層を
用いるため作業が煩雑となり作業コストも高くなるばか
りでなく、材料コストも上昇する。なお、純鉄から成る
中間層を用いる場合には、純鉄とＴｉとの合金化による
脆い中間層ができるため、かえって脆化する。

このような状況下にあって、最近に至り、極低炭素鋼を
用いるか、あるいは表面を充分脱炭した後、その表面を
酸化させてからチタン材を合わせて圧延法によりチタン
クラッド鋼板を製造する方法が提案されている（特開昭
５９−２２０２９２号および同５９−２２０２９３号）
。

しかしながら、これらの方法では、母材として極低炭素
鋼を用いる場合、極低炭素を用いるということから高価
であり、また脱炭を行う場合、大形のものは製造ができ
ず、処理費用がかさむことになる。

（発明が解決しようとする問題点） かくして、本発明の目的は、従来の爆着法に代わる安価
でしかも接合強度の大きいチタンクラッド鋼板の製造法
を提供することである。

さらに、本発明の別の目的は、インサート材を介在させ
ながら圧延法によって圧着させるチタンクラッド鋼板の
製造法を提供することである。

（問題点を解決するための手段） ここに、本発明の要旨とするところは、表面を酸化させ
た炭素含有１０．０１％以下の鉄粉末を、母材鋼板とチ
タン材との合せ面間に介在させ、かつ少なくとも合せ面
間の空気を排除した状態で９５０〜５００℃の温度範囲
内で該母材鋼板とチタン材とを圧延圧着することを特徴
とするチタンクラッド鋼板の製造法である。

すなわち、本発明は、表面に酸化層を有する極低炭素鉄
粉を用いることにより、予想外にも網側からチタン側へ
の鉄と炭素の拡散を抑え、脆い金属間化合物を生成させ
ないことを知り、完成したものである。

上記極低炭素鉄粉の表面酸化層の厚みは、炭素含存量が
Ｃ：　０．０１％以下であれば、特に制限されないが、
鋼板とチタン板との合せ面に可及的に均一に酸化層が触
れることを考慮して決められ、１００Å以下であっても
この条件が満足されるなら、本発明の目的は達せられる
。そのため、用いる鉄粉末の粒径も１０〜１００μ請の
ものが望ましい。また、表面酸化皮膜厚さが５μ僧を超
えると接合強度が低下するため、好ましくは、表面酸化
皮膜厚さが５μｍ以下となるようにする。

なお、鉄粉の製法としては極低炭素鉄粉が容易に得られ
ることから、Ａｒガスアトマイズ法が望ましい。ただし
、他の方法でも、炭素量が０．０１％以下であれば、得
られる鉄粉は本発明において有利に利用される。

（作用） 添付図面を参照しながら本発明の方法の実施についてさ
らに詳述する。

第１図は、本発明に係る方法を示す工程図であり、まず
、工程１で素材を用意する。次いで工程２でこれらを組
立て、鋼板とチタン板の合せ面間に酸化鉄粉を介在させ
る。酸化鉄粉は可及的に層状に存在しなければならず、
そのためには鉄粉散布時に鋼板に振動を与えるのが好ま
しい。なお、この組立工程においてはチタン材を酸化鉄
粉を介して鋼板上に載置するが、その場合、チタン材全
体を軟鋼のような炭素鋼によって包囲してしまい、下側
の鋼板と溶接することにより組立体全体を外気から遮断
する。

次いで、工程３において上記の全体を包囲された組立体
は適宜手段で脱気される。このときの合せ面間の減圧の
程度は一般に１０−’　Ｔｏｒｒ以下であるが、好まし
くは１０−”　Ｔｏｒｒ以下である。

このように合せ面間に酸化鉄粉を介在させながら接合面
同士が真空下に対向した段階で工程４において組立素材
全体を適宜加熱炉で５００〜９５０℃に加熱し、次いで
工程５においてこの温度範囲で圧延接合を行う。

この圧延を行う場合、鋼板とチタン板の組立体を両側に
設け、内側のチタン材をその間に剥離材を介在させて重
ね合わせて圧延を行ってもよい。

圧延条件は特に制限されないが、酸化鉄粉層が可及的均
一に展延されるように、最初は軽圧下を加え、好ましく
は、圧下率が徐々に大きくなるように圧延を行う。

このときの組立体の様子を断面図で第２図に示す。

剥離材２０を中心にチタン材２２．２２、その外側に酸
化鉄粉層２４．２４、そしてその外側に母材綱板２５が
置かれている。これらは全体がいわゆる捨材である包囲
材２６が母材鋼板に溶接止めされ、組立体の内部全体を
外気から遮断している。

次に、実施例によって本発明をさらに説明する。

大立斑 合せ材としてＪＩＳ　！（４６００１種相当のチタン板
（厚さ５　ｍｍ）を、母材としてＳＳ４工相当の炭素鋼
（厚さ２０ａＩＩＩＩ）をそれぞれ用い、種々の条件下
で試験を実施した。酸化鉄粉としては第１表に示す２種
類の鉄粉を用い、それぞれ酸化条件を変化させて処理し
て各種表面酸化層を形成した。このときの酸化条件を第
２表にまとめて示す。これら素材を第２図に示すごとく
組立て、端部に設けた脱気孔より、ロータリーポンプに
て１０−”　Ｔｏｒｒまで脱気しながら３５０℃まで加
熱した。その後、脱気孔を溶接でふさぎ、所定の圧延加
熱温度まで加熱した。

圧延後、ＪＩＳ　ＧＯ６０１およびＪＩＳ　Ｇ３６０３
に規定する試験法にしたがい、剪断強度を調査し、１４
ｋｇｆ／ｌｌｌｍ２以上を合格、それ以下を不合格とし
て判定した。

結果を同じく第２表にまとめて示す。

なお、４日間室温放置した場合の鉄粉の表面酸化層の厚
さは９００　人であり、２００℃で３０分間加熱したと
きのそれは１５００人であった。

第　　　１　　　表 第　　　２　　　表 上掲の表に示す結果からも明らかなように、ＣＦｏ、０
１％以下の低炭素鉄粉であれば良好な接合が行われるの
が分かる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる方法の工程図：および 第２図は、本発明において使用する組立素材の略式断面
図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 表面を酸化させた炭素含有量０．０１％以下の鉄粉末を
   、母材鋼板とチタン材との合せ面間に介在させ、かつ少
   なくとも合せ面間の空気を排除した状態で９５０〜５０
   ０℃の温度範囲内で該母材鋼板とチタン材とを圧延圧着
   することを特徴とするチタンクラッド鋼板の製造法。