JPS6356373A - クラツド鋼の製造方法 - 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〕 この発明はクララ）鋼の製造方法、特に製造が容易で品
質が良好なりラッド鋼の製造方法に関する。

〔従来技術〕

第２図に示すカバープレート方式と呼ばれる方法による
従来のクラッド鋼の製造方法は、まず基材（１）に合わ
せ材（２）を重ね合わせた後、スペーサ（４）と犠牲材
（３）ｔ−設け、基材（１）とスペーサ（４）及び犠牲
材（３）とスペーサ（４）をアーク溶接して密閉空間（
６）を形成し、しかる後排気用ノズル０１に真空ポンプ
（図示省略）を接続し、密閉空間（６）内を排気する。

この後、排気された状態の組立てられたクラッド素材を
加熱炉に入れて加熱し、その後熱間圧延または温間圧延
を施して所定板厚のクラッド鋼を製造していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記クラッド鋼の製造方法においては密閉空間（６）内
を真空ポンプに接続された排気用ノズルαＯを通して排
気するから、真空抵抗が大きく密閉空間内を完全に排気
することが難しく、真空鹿が良好でない。このため、基
材（１）、犠牲材（３）、スペーサ（４）内に含まれる
炭素（Ｃ）と密閉空間内に残存する酸素（（ｈ）が加熱
中に次式の如く反応する。

Ｃ＋　１／２０ｔ　ｎ　ＣＯ 温度が高い場合は、左側から右側への反応が進行し、温
度が低い場合には右側から左側への反応が進行する。従
って、加熱・冷却中には一部後者の左側への反応が進行
し、合せ材（２）の表面がガス浸炭される。この結果、
合せ材（２）の表面の耐食性が著しく低下する。通常は
圧延後、表面浸炭層をベルトグラインダで研削して除去
しているが、０．３−程度の研削深さを要するため圧延
面全面にわたってこの作業を実施するには多大の工数を
要し、クラッド銅製造に当ってこの点が大きな問題にな
っている。

この発明はかかる問題を解決するためになされたもので
、製造が容易で品質が良好なりラッド鋼の製造方法を提
供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕 この発明に係るクラッド鋼の製造方法は基材の表面中央
に、合わせ材を載置し、基材の外周縁部にスペースを介
して犠牲材の外周縁部を重ね合わせて函状の組立体を形
成し、組立体を真空雰囲気に一定時間置いて組立体内部
の圧力が１〆１０−！Ｔｏｒｒ　以下に達した後基材と
スペーサの接合面外周及び犠牲材とスペーサの接合面の
外周ラミ子ビームまたはレーザビームを照射し、組立て
溶接によυ組立体の内部を密封し、該組立体を加熱した
後に熱間圧延または温間圧延して組立体を一体に形成し
、該組立体から犠牲材、スペーサを除去してクラッド鋼
を形成するようにしたものである。

〔作用〕

この発明においては、組立部材を真空引きした溶接真空
室に入れて密封溶接するため、密閉空間内の真空度も向
上する。

この結果、密閉空間内の残存酸嵩量が激減し、前述のガ
ス浸炭現象を抑制することができる。

〔実施例〕

第１図はこの発明方法の一実施例を示す工程図である。

図において、（１）は母材となる基材で、材質は炭素鋼
、厚さが１２０ｍｎ、寸法が１２００×２２００１のも
、りである。（２）は合わせ材で、材質はオーステナイ
ト系ステンレス鋼、厚さが２０ｍ、寸法が１０００Ｘ２
０００■のものである。（３）は犠牲材で、材質は炭素
鋼　、厚さが５０■、寸法が基材（１）と同一のもので
ある。（４）は基材（１）の外周縁部と轡牲材（３）の
外周縁部との間に介装されるスペーサ（材質：炭素鋼）
である。

次にこの発明方法について説明する。

まず、第１図の（ａ）に示す如（、基材（１）の表面中
央に、犠牲ｌｆＡ’　（３）と相対向する側の表面に剥
離剤、例えばアルミナを塗布した合わせ材（２）を載置
し、基材（１）の接合面外周縁部にスペーサ（４）を介
して犠牲材（３）の接合面外周縁部を重ね合わせて函状
の組立体（５）を形成する。なお、組立体（５）を組み
立てるに当っては、組立体（５）の内部の大気を短時間
で完全に排気できるように基材（１）とスペーサ（４）
との間にシム材（図示省略）を挿入することにより、２
■の間隙を設けた。

次に、第１図の（ｂ）に示す如く、真空室（６）内に組
立体（５）を搬入し、真空室（６）を５’１０Ｔｏｒｒ
の真空度に設定し、それから１０分間経過すると、組立
体（５）の内部の真空度はｌＸ１０Ｔｏｒｒ　　となっ
た。この状態で基材（１）とスペーサ（４）及び犠牲材
（３）とスペーサ（４）の接合面外周に第１図の（Ｃ）
に示す如く、電子ビーム溶接により基材（１）とスペー
サ（４）及び犠牲材（３）とスペーサ（４）を溶接して
、組立体（５）の内部を密閉した。なお、基材（１）と
スペーサ（４）の溶接に当ってはこれらの間に間隙を設
けた関係上、フイラワイヤを連続供給しながら溶接した
。この時のビードの溶は込み深さは約３５咽である。

このように密閉溶接された組立体（５）を第１図の（ｄ
）に示す如く、加熱炉（７）で約１２５０℃で均一加熱
後、圧下比４で熱間または温間圧延し、第１図の（ｅ）
に示す如く、圧延された組立体（９）が形成される。

しかる後に、圧延組立体（９）から犠牲材（３）を剥離
すると共にスペーサ（４）全除去して、基材（１）と合
わせ材（２）ヲ一体とした所定の板厚のクラッド鋼（８
）を形成する。密閉溶接された組立体（５）が加熱炉（
７）で均一加熱された時、合わせ材（２）の表面は組立
体（５）の内部で真空に密閉された状態にあるから、従
来のようにガス浸炭を起こすことはなくなる。また、圧
延仮に、組立体（９）から犠牲材（３）を剥離するとき
に、合わせ材（２）の表面に剥離剤が塗布されているか
ら、犠牲材（３）の剥離は容易である。

上述した発明方法は、基材（１）とスペーサ（４）及び
犠牲材（３）とスペーサ（４）との溶接に、電子ビーム
を用いているが、レーザビームであっても実施しえるこ
とは勿論である。なお、第１図において、犠牲材（３）
全基材とすれば基材の間に合わせ材をはさんだサンドイ
ッチ構造のクラッド鋼を製造できることは言うに及ばな
い。この場合には合わせ材（２）の表面に剥離材を塗布
しない。

上記実施例に基づき、具体的にクラッド鋼を製造した場
合について説明する。

〔具体例１〕 基材（１）と合わせ材（２）の材種、寸法諸元は下記の
とおシである。

基材：５Ｍ４１Ｂ、厚さ１２０ｍ、寸法１２００　Ｘ　
２２００ｗ合わせ材：　５ＵＳ３２１　、厚さ２０＋ｍ
ｎ、　　寸法１０００　×２ＤＯＯｍｍ犠牲材：　５Ｓ
４１　、厚さ５０叫１寸法１２００に２２０−まず、基
材（１）の表面中央に、表面に剥離剤を塗布した合わせ
材（２）を載置し、基材（１）の接合面外周縁部にスペ
ーサ（４）を介して犠牲材（３）の接合面外周縁部を重
ね合わせて函状の組立体（５）を形成する。

次に、真空室（６）内に組立体（５）を搬入し、真空室
（５）を５　Ｗ　１０−　Ｔｏｒｒ　　の真空度に設定
し、それから１０分間経過する′と、組立体（５）の内
部の真空度はｌＸ１０Ｔｏｒｒ　　となった。このとき
、基材（１）とスペーサ（４）との間にはシム材（図示
省略）を挿入することにより、２簡の間隙を設けておシ
、組立体（５）の内部が外部と一部連通している。この
状態において基材（１）とスペーサ（４）及び犠牲材（
３）とスペーサ（４）の接合面外周に電子ビーム溶接に
より、基材（１）とスペーサ（４）及び犠牲材（３）と
スペーサ（４）を溶接して、組立体（５）の内部全密閉
した。

電子ビームによる溶接条件は下肥の通シであるが、基材
とスペーサの溶接にあっては、これらの間に間隙を設け
た関係上フィラワイヤを連続供給しながら浴接した。

加速電圧　：６０ＫＶ ビーム電流：　３００７７ＬＡ 溶接速度　：　　３０ｃｒＲ／−ｆ＝ 溶接姿勢　：　横向き フイラワイヤ：　炭素鋼（１，６ψ） フイラワイヤ供給速度：１　Ｑｍ／＝ このときのビートの溶込み深さは約３５ｍｍである。

このように密閉溶接された組立体（５）を加熱炉（７）
で約１２５０℃で均一加熱後、圧下比４で熱間圧延した
。圧延終了時の温度は１０３０℃であった。

しかる後に、圧延された組立体（９）から犠牲材（３）
を剥離すると共にスペーサ（４）を除去して基材（１）
と合わせ材（２）を一体としたクラッド鋼（８）を形成
する。

クラッド鋼（８）即ち基材（１）と合わせ材（２）の接
合面全面にわたシ、超音波試験を実施したが、欠陥エコ
ーは全く検出されず、接合面の密着性が良好であること
がわかった。

気に、クラッド鋼板（８）の両端部及び中央部から各３
個せん断試験片を取シ出し、せん断強度を調べた。

その結果、３２〜３４　ｋｇＶ−の強さが得られ、ＪＩ
Ｓ規格のせん断強度（≧２０　ｋｇ／Ｊ　）を大幅に上
回る良好な特性が得られた。また、表・裏・側曲げ試験
も実施したが、その結果はいずれも良好であった。

次いで、合わせ材（２）の表面のＣ含有量を調査したが
、合わせ材（２）の表面におけるＣのざ化層は全く認め
られず、加熱前の合わせ材（２）のＣ含有量（１０３％
のままであり、この発明の太いなる効果が確認された。

〔具体例２〕 基材（１）及び合わせ材（２）の材種、寸法諸元は次の
通シである＠ 基材：　５Ｍ４１Ｂ、厚さ１２０■９寸法１２００×２
２００ｍ合わせ材：　５ＵＳ３１６．厚さ２０ｍ２寸法
１０００Ｘ２０００ｍ＋犠牲材：　８８４１．厚さ５０
１．　寸法１２００Ｘ２２００ｍ組立体（５）の組み立
て方法、電子ビーム溶接の溶接条件及び加熱・圧延条件
は具体例１と同様であるＯ クラッド銅（８）について、具体例１と同様に超音波試
験を実施したが、欠陥エコーは全く検出されなかった。

また、具体例１と同様のせん断試験の結果は６１〜６５
ｋｇｆ／−であり、表・裏・側曲げ試験の結果はいずれ
も良好であった。

次いで、合わせ材（２）の表面における浸炭現象は認め
られなかった。

〔具体例３〕 基材（１）及び自わせ材（２）の材質、寸法諸元、組立
体（５）の組み立て方法、電子ビーム溶接の溶接条件及
び加熱・圧延条件は具体例１と同様である。異なる点は
組立体（５）が搬入された真空室（６）を１×１０Ｔｏ
ｒｒ　　の真空度に設定し、１５分間経過後の組立体（
５）の内部の真空度がｌＸ１０Ｔｏｒｒであることであ
る。

クラッドＡ　（８）について、具体例１と同様に超音波
試しを実施したが、欠陥エコーは全く検出されなかった
。また、具体例１と同様のせん断試験の結果は３１〜３
４ｋｇｆ／−であり、表・裏・側曲げ試験の結果は何れ
も良好であった。更に、合わせ材（２）の表面に浸炭現
象は全く認められなかった。

なお、組立体（５）の内部の真空度が５　ｘ　１０　Ｔ
ｏｒｒの場合には合わせ材（２）の表面にガス浸炭現象
が認められ、Ｃ−ｉが組立前の合わせ材のそれに比し３
倍程度増加した。この結果、曲げ試験において接合部−
Ｑ、ウラ、が発、、、いえ。まえ、１ん”−’−Ｕｒ強
度も１８〜２３　ｋｇｆ／−であシ低下した。従って組
立体（５）の内部の圧力は１　×１　［１−’　Ｔｏｒ
ｒ以下でなげればならない。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、基材の表面中央に、合
わせ材を載置し、基材の外周縁部にスペーサを介して犠
牲材の外周縁部を重ね合わせて内部と連通ずる函状の組
立体を形成し、組立体の内−！ 部をｌＸ１０Ｔｏｒｒ以下の圧力まで真空にして電子ビ
ームまたはレーザビームによって組立て溶接を行って組
立体の内部を密封するため、組立体内部の真空度が向上
し、合わせ材の表面にガス浸炭が発生することが防止さ
れる。このため従来のような合わせ材の表面の研削作業
を不要とし、製造が容易で品質が良好なりラッド鋼全安
価に得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明方法の一実施例を示す工程図、第２図
は従来のクラッド鋼（の製造方法を示す説明図である。 図において、（１）は基材、（２）は合わせ材、（３）
は犠牲材、（４）はスペーサ、（５）は組立体、（８）
はクラッド鋼、（９）は圧延された組立材である。 代理人　弁理士　佐　藤　正　年 第１図 （０）　　　　　　　　（ｂ）　　　　　　　（Ｃ）（
ｄ）　　　　　　　　（ｅ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基材の表面中央に、合わせ材を載置し、基材の外周縁部
   にスペーサを介して犠牲材の外周縁部を重ね合わせて函
   状の組立体を形成し、組立体を真空雰囲気に一定時間置
   いて組立体内部の圧力が１×１０＾−＾２Ｔｏｒｒ以下
   に達した後基材とスペーサの接合面外周及び犠牲材とス
   ペーサの接合面外周を電子ビームまたはレーザビームを
   照射し、組立て溶接により組立体の内部を密封し、該組
   立体を加熱した後に熱間圧延または温間圧延して組立体
   を一体に形成し、該組立体から犠牲材、スペーサを除去
   してクラッド鋼を形成することを特徴とするクラッド鋼
   の製造方法。