JPS63242478A - 鉛クラツド鋼帯の製造方法 - 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、鉛と鋼を接合した鉛クラッド鋼板を冷間ロー
ル圧延で製造する方法に関するものである。

（従来の技術） 鉛もしくは鉛合金（以下、鉛と総称する）には高耐食性
、放射線遮断効果、防音効果など他の金属に変え難い優
れた性質を持っているが、余りにも軟らかいため、板に
した鉛は、自重に耐えることができず、自立す、らでき
ないという重大な欠点がある。

放射線遮断効果、防音効果を目的にして鉛板を建物の壁
や屋根に使用するには、鉛板に強度がほとんどないため
、木材で裏打ちするなどの工程が必要で、一般の建材（
亜鉛めっき鋼板、カラートタン板など）なみに、枠だけ
作っておいて大板を貼りつけるなどの簡単な使用法が取
れない。

高耐食性を目的とした鉛めっき鋼帯（ガソリン自動車の
燃料タンクなどに多く使用されている）は、この鉛の強
度不足を補う一つの解決法であるが、放射線遮断効果、
防音効果などを狙うには、鉛の厚さが不足である。

これを解決するものに、鋼帯を鉛板を接合した鉛クラッ
ド鋼帯がある。鉛クラッド鋼帯は鉛の持つ高耐食性、放
射線遮断効果、防音効果などの優れた性質と、鋼の持つ
高剛性、強靭性などの性質をあわせ持たせるものである
。

鉛クラッド鋼帯には、溶融鉛めっき法の延長として溶け
た鉛を鋼帯上に流し７て固める方法、鉛板と鋼帯を有機
接着材で張り合わせる方法、有機接着材の代わりに半田
を用いる方法、鉛板を冷間圧延して鋼帯に圧接する方法
などが実用化されている。

各種の方法には長所と欠点があり、−概にどの方法が最
適と結論できないが、建材に用いる様な広幅で、長尺の
鉛クラッド鋼帯を得ようとする場合は、冷間圧延を基本
とする方法が能率上、コスト上有利と考えられる。

冷間圧延法で実用化されている方法は、貼りあわせる鉛
または鉛合金の化学組成に近い金属を、鋼帯側に前置っ
てめっきしておく方法で、めっきされ鉛が媒接材として
働くため、冷間圧延を行うだけで、非常に容易に接合す
るものである。（文献参照Ｔｈｅ　Ｐｒｅｐａｒａｔｉ
ｏｎ　ａｎｄ　Ｔｅｓｔｉｎｇ　ｏｆＬｅａｄ　ａｎｄ
Ｌｅａｄ　Ａ１１ｏｙ　Ｇｌａｄ　５ｔｅｅｌ　５ｈｅ
ｅｔ　Ｐｒｏｄｕｃｅｄ　ｂｙ　Ｒｏｌｌ−Ｂｏｎｄｉ
ｎｇ　１９７０　Ｖｏｌ　９８）この方法では、鉛と鋼
帯を冷間ロール機で圧延し、鉛の圧下率を２０を程度以
上とる条件にすれば、接合が始まり、鉛の圧下率を５０
％以上にすれば、文献１に示すように、加熱と冷却を縁
り返し与えても剥がれない強固な接合が可能となる。し
かも、鋼板側の圧下率がほとんどＯｔで止まるため、接
合された鉛クラッド鋼帯は、母材として用いた鉛めっき
鋼帯と同等の加工性を有するという特徴を有する。

このように鉛めっき鋼帯を母材に用いる冷間圧延法は優
れた製造法であるが、鋼帯に鉛めっきを行う余計な工程
が必要なためコスト高となる。

また、鋼帯に鉛めっきを行うために、各種の制約条件が
でてくる。例えば、鉛めっき法として、一般的なのは、
溶融めっき法であるが、板厚の薄い物（例えば、板厚０
．４ｍｍ未満の鋼帯）は製造しにくい、鉛めっき厚さが
鉛との接合に必要な以上に厚いなどである。

これらの観点から、鉛めっき鋼帯を用いることなく、裸
の冷延鋼帯と鉛が直接冷間圧延で接合できれば、コスト
上、非常に有利である。

また、コスト的には有利ではないが、耐食性、耐候性が
あり、広い板厚範囲で使用されている錫めっき鋼帯、亜
鉛めっき鋼帯を鋼側の母材とじて用いる必要性も非常に
高い。

しかし、媒接材として鉛めっきを用いる周知の方法と異
なり、これら、冷延鋼帯、錫めっき鋼帯、亜鉛めっき鋼
帯を用いて、冷間圧延で鉛クラッド鋼帯を作るのは、容
易ではない。

（発明が解決しようとする問題点） 従来、冷間圧延により鉛クラッド鋼帯を得ようとすると
鋼帯の厚みが薄くなり、０．２ｍｍ　Ｍの鉛帯の鉛クラ
ッド鋼帯を得ることができないとする問題を有していた
。本発明はこの問題を解消するものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は鉛クラッド鋼帯の鋼側に通常の冷延鋼帯もしく
は、錫めっき鋼帯、または、亜鉛めっき鋼帯を用いても
、クラッド後の鉛の板厚が任意にとれる鉛クラッド板の
製造方法を見出したものである。

その方法とは、鉛帯と鋼帯を接合した鉛クラッド鋼帯を
製造するに際し、鉛帯と鋼帯の接合面を研削し、入側張
力を鋼帯のみとして、鉛帯には張力を付加しないで、鉛
帯と鋼帯を重ねながら冷間圧延を施すことを特徴とする
鉛クラッド鋼帯の製造方法である。

金属接合の原理は、金属原子同士を原子間距離程度まで
近付けることにある。異種金属同士の接合には、この原
理を用いて、爆着クラッド法、接合面を真空にしての熱
間圧延クラッド法などが実用化されているが、通常の空
気中の冷間ロール圧延でもこの接合原理が適用できる。

実用化されている方法は、まず、表面の油脂汚れを除去
した２種の金属板を用意し、サンドベーパー掛けなどに
より板表面の酸化膜を除去した後、冷間圧延する。圧延
の効果は、圧延で金属の表面積を拡大し、大気にさらさ
れた金属の表面には、必ず微視的に存在する酸化膜、ガ
ス吸着膜のない新生面を作りだして、その新生面にある
金属原子同士を押しつけることと推定できる。圧延は新
生面をつくる効果と、金属の表面で微視的に尖った山の
部分が、相手側の金属に強く押しつけられる時に、表面
の酸化膜、ガス吸着膜を破って相手金属と直接、原子間
距離までちかずく効果もあると考えられる。

つまり、冷間ロール圧延の接合でも適切な圧下率が取れ
れば、大気中での接合が可能であると考えられる。

この観点で鉛と鉛めっき鋼帯の冷間接合を考察すると、
鉛めっき鋼帯と鉛の場合は、同一金属の接合であるため
強固な接合に必要な新生面の面積が少ないことと、鉛め
っき鋼帯の圧下率がほとんど０＊であフても、めっきさ
れた鉛の表面が圧下刃で変形するため、船側の圧延で伸
びてできた新生面と、めっき鋼帯側の鉛が接合される。

これに対して、鋼帯に冷延鋼帯、錫めっき鋼帯または、
亜鉛めっき鋼帯を用いる方法では、鋼帯表面の金属が鉛
の共金ではないため、接合に必要な新生面の面積がはる
かに多くなる。しかし、鉛板とこれら鋼帯を重ねあわし
て同時に圧延しても、鉛が余りに軟質なため、鉛が厚い
間は、鉛のみが伸びるだけで、鋼帯の圧下率はほとんど
増えない、つまり鋼帯側に新生面がほとんどできず鉛と
鋼帯は接合しない。

しかし、徐々に圧下率を増していき、鉛の厚さか０．１
〜０．２ｍｍ程度の薄さになるまで強圧下すると、鉛の
変形が拘束されるため、鋼帯側も変形を始める。結果と
して、鋼帯側の圧下率が４０９６を越える条件で接合し
始める。つまり、鉛と鋼を冷間圧延法で直接接合使用と
すると、鉛の厚さが０．２ｍｍ程度以下の箔になった鉛
クラッド鋼帯しかできないことを意味しており、鉛の厚
さが０．２ｍｍ程度以上の厚い鉛クラッド鋼帯は、鉛め
っき鋼帯を鋼帯の母材として用いない限り、冷間圧延法
では製造できない。

しかし、本発明は鉛と鋼を接合した鉛クラッド鋼帯を製
造するに際し、銅価に通常の冷延鋼帯、もしくは錫めっ
き鋼帯、または亜鉛めりき鋼帯を用い、少なくとも圧延
機入側の鋼帯側のみに張力を与えて冷間圧延すれば、鉛
帯の厚みが０．２ｍｍ以上の任意の範囲がとれる鉛クラ
ッド鋼帯の製造か可能としたものである。

この場合圧延機入側の鋼帯側の単位面積当たりの張力は
鋼帯の降伏点の５０９６〜９５＊とし、入側の鉛帯には
張力を付加しない条件とするものである。また、重ね圧
延後の出側張力についても鋼帯側のみが出側張力を分担
するとして、単位面積あたりの張力を計算したとき、圧
延後で加工硬化した鋼帯の降伏点の５Ｈ〜９５９６にな
る条件で冷間圧延を行うと有利なものである。

即ち、冷間圧延するに際し、高い張力を銅価に掛けるこ
とで、銅の実質的な変形抵抗を減−少させ、軟質の船側
の圧下率と、硬質な銅価の圧下率差を小さくし、その結
果として、鉛と鋼の接合が可能となるよう銅価の圧下率
を４０９６以上確保し、また船側の圧下率が過大になる
ことを防止して、鉛の板厚を確保しようとするものであ
る。

圧延機入側、出側の鋼帯の単位面積あたり張力を鋼帯の
降伏点の５０ｔ〜９５ｔとする理由を以下にのべる。

最低の張力を降伏点の５０’！より低くすると、鋼の圧
下率を必要条件まで上げる間に、鉛の圧下率が高くなり
すぎ、結果として、０．２ｍｍより厚い鉛クラッド鋼帯
が作れなくなるため設けた制限である。また、最高側の
張力は、鉛の圧下率が過大に高くなるのを防止し、かつ
、鋼の圧下率を適正範囲に治めるためには、高いほどよ
いが、この値が降伏点の９５％を超えるようになると、
鋼帯の破断が非常に頻発するため実用的でなくなるため
設けた制限である。

（発明の実施例） 供試材 鋼帯側：低炭素普通鋼（規格５ｐｃｃ）を素材に各種の
めっきを施したものを使用 鉛　側：工業用純なまり、板厚２ｎ＋＋ｎこれらの供試
材を脱脂後、第１図の圧延機の巻き出しリール６．７に
取り付け、圧延ロール４人側に備えたベーパーブラシロ
ール５にて、接合面を研削後、重ねあわせ圧延した。ロ
ール直径は２５０ｍｍで、圧延張力は、入側の各々のコ
イル毎と出側コイル毎に制御できる。

なお、１は鉛もしくは鉛合金の帯、２は冷延鋼帯もしく
は錫めっき鋼帯、または亜鉛めっき鋼帯、３は鉛クラッ
ト鋼帯、８は巻き取りリールである。このような圧延機
を用いて、表１に示ず条件で鋼帯と鉛帯の鉛クラッド鋼
帯を製造した。その結果、鉛鋼帯の厚みが０．２ｍｍよ
り厚い鉛クラッド鋼帯が得られるようになった。

表　　１ （注１）太細１に７）ｍ張力とは、圧延機太細祁沸順１
の単位面積あたり張力を、人仰静滞の降伏点に対する比
率（ｔ）で表現したものである。

（注２）出仰り渕旧長力とは、清！ｆＦ（ｎ初みが出仰
８長力を分担するとして、？■位面積あたりの張力を計
算し、その値を圧延後の湯！ｔＦＲ（欠点にたいする比
率（ｔ）で表現したものである。

（注３）鉛帯と鋼帯を重ねて冷間圧延する際、圧下率の
低い側では両者の金属は接合しないか、圧下率を上げて
いくとやがて接合が始まる。接合を開始した時、鉛のみ
に注目して計算した圧下率のことである。

鉛圧下率＝（人仰鉛厚−出仰鉛厚）／（太細鉛厚）　ｘ
　Ｉｏｏ　（＊）（発明の効果） 鉛には他の金属に変え難い優れた性質を持っているが、
余りにも軟らかく、自重すらささえることができない欠
点を持っている。本発明による鉛クラッド鋼帯は片面の
み鉛をクラットしており、片面は、裸の冷延鋼帯、もし
くは、人体に無害で耐食性、耐候性のある錫めっき鋼帯
、または亜鉛めっき鋼帯を用いる方法であるので、これ
らの欠点を取り除いたものである。

本発明では、通常の重ね圧延では、鉛のみが伸びてり１
）の厚さが薄い鉛クラッド鋼帯しか得られない欠点が取
り除かれ、容易に厚い鉛クラット鋼帯か得られる。

また、冷間での圧延法であるので、広幅で長尺の鉛クラ
ット鋼帯が能率よく得られる。

この結果、本発明によって、現在はＸ線発生装置の遮蔽
材程度にしか主に使用されていない鉛の用途か、建物の
屋根、壁、内装などへ拡がる可能性が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の鉛クラッド鋼帯の製造方法を示す説明
図である。 １：鉛もしくは鉛合金の帯 ２：冷延鋼帯、もしくは錫めっき鋼帯、または、亜鉛め
っき鋼帯 ３：鉛クラッド鋼帯 ４：圧延ロール ５：ペーパーブラシロール ６：巻き出し用リール ７：高張力用巻き出しリール ８：高張力用巻き取りリール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鉛帯と鋼帯を接合した鉛クラッド鋼帯を製造するに際し
   、鉛帯と鋼帯の接合面を研削し、入側張力を鋼帯のみと
   して、鉛帯には張力を付加しないで、鉛帯と鋼帯を重ね
   ながら冷間圧延を施すことを特徴とする鉛クラッド鋼帯
   の製造方法。