TWI690422B - 熱傳導性優異的包層鋼板 - Google Patents

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Abstract

本發明所要解決的問題在於提供一種熱傳導性優異的包層鋼板，其可以應用於調理器具等。 為了解決此問題，本發明的包層鋼板，是三層的包層鋼板，其具有作為母材的碳鋼、及分別地配置在前述母材的雙面側之作為被覆材料的不銹鋼，以下述算式(1)所示的板厚比L是1.0以上且5.0以下，且在前述包層鋼板的至少一方的表面具有複數個凸部和凹部； 板厚比L=母材的厚度/被覆材料的厚度的合計值…算式(1)   此處，前述母材的厚度及前述被覆材料的厚度，是在前述凸部中的厚度。

Description

熱傳導性優異的包層鋼板
本發明關於一種熱傳導性優異的包層鋼板，其可以應用於調理器具等。
電磁調理器(電磁爐)，與瓦斯或電熱線等所進行的直接加熱不同，是藉由電磁感應來對被加熱體進行間接加熱，且除了被加熱體，其他物體的溫度不會上升，所以造成燙傷及火災的危險性小，又，其特點是二氧化碳的排出量少，因而其利用者增加。
電磁調理器所使用的鍋等的素材(原材料)，從耐腐蝕性和感應加熱特性的觀點來看，大多使用薄板不銹包層鋼板或包層鋼；該薄板不銹包層鋼板，是由不銹鋼的被覆材料、及低碳鋼的母材所構成；該包層鋼，是由不銹鋼的被覆材料、及鋁或鋁合金的母材所構成。
雖然這種電磁調理器是安全且乾淨(clean)的加熱手段，但是這種裝置的輸出功率受到限制，所以相較於瓦斯的加熱，電磁調理器的加熱速度較慢，而會有調理時間長、及湯(soup)不容易浸透食材的缺點。最近，提出一種調理器具，其為了提升感應加熱特性而使用不銹包層鋼板。
然而，包層鋼板，已知可用於調理器具以外的用途。例如，在專利文獻1中，提出一種包層鋼板，針對二層或三層的包層鋼，其將含碳量0.005%以下的軟鋼作為母材，並將不銹鋼、鎳、或鎳合金作為覆蓋在該母材上的被覆材料，其中，在母材中的鋁含量與氮含量的比例(Al/N)是設為6以上，並將被覆材料所包含的氮含量設為0.01%以下。
在專利文獻2中，提出一種不銹包層鋼板，是由不銹鋼的外層材料、及低碳鋼的母材所構成，其中，母材的酸溶鋁(acid-soluble aluminum)的含量是0.10～1.5的重量百分比。
在專利文獻3中，提出一種包層鋼材，是由上構件、中間材料及下構件所構成，其中，上構件是由含有10.0～30.0的重量百分比的Cr(鉻)之板厚是0.3～3.0mm的肥粒鐵(ferrite)系不銹鋼所構成，中間材料是由純度99%以上且板厚是1.0～10.0mm的鋁所構成，下構件是由板厚是3.0～30.0mm的鋼板所構成。
在專利文獻4中，提出一種附花紋金屬板或虹彩色金屬板的製造方法，其藉由軋輥(rolling roll)來對於包層材料進行冷軋(cold rolling)或平整輥軋(skin pass rolling)，該軋輥在表面上附有花紋，該包層材料覆蓋在內部母材的表面上且是比母材更軟質的金屬。
又，在專利文獻5中，提出一種調理器用金屬板及其製造方法，該調理器用金屬板，在構成調理器的內面之金屬板的表面上形成有多數個獨立突起，且在各個獨立突起之間形成有平坦的連續溝部。
[先前技術文獻] (專利文獻) 專利文獻1：日本特公平5-14610號公報 專利文獻2：日本特開平11-77888號公報 專利文獻3：日本特開昭64-40188號公報 專利文獻4：日本特開平2-263501號公報 專利文獻5：日本特開2002-65469號公報
[發明所欲解決的問題] 專利文獻1提出的包層鋼板，其主要目的在於提升加工性，該包層鋼板規定作為母材也就是軟鋼的成分，並對包層鋼板施加調質軋壓(temper rolling)，藉此，當作為鍋、釜等的廚房用素材使用而進行引伸(drawing)加工或大角度的折彎加工時，可以改善破損及皺紋的產生。然而，在專利文獻1中並沒有關於包層鋼板的表面形狀的記載。
專利文獻2提出的不銹包層鋼板，從感應加熱特性及加工面來考量，而規定母材也就是低碳鋼的酸溶鋁(Al)的含量、碳(C)的含量、鈦(Ti)的含量、及氮(N)的含量。然而，在專利文獻2中並沒有關於鋼板的表面形狀和熱傳導特性等的記載。
專利文獻3的包層鋼材，是由肥粒鐵系不銹鋼和鋁所構成。然而，專利文獻3的包層鋼材，其肥粒鐵系不銹鋼的耐腐蝕性及鋁的耐磨耗性都不佳，所以有作為調理器具的使用年限會變短的可能性。又，在專利文獻3中並沒有關於包層鋼材的表面形狀的記載。
專利文獻4的附花紋金屬板或虹彩色金屬板的製造方法，其著眼於藉由輥軋來對包層材料的表面做出細微的凹凸，藉此提升設計性。然而，在專利文獻4中並沒有關於附花紋金屬板及虹彩色金屬板的熱傳導特性的記載。
專利文獻5的調理器用金屬板及其製造方法，在構成調理器的內面之金屬板的表面上形成有多數個獨立突起，且在各個獨立突起之間形成有平坦的連續溝部。此金屬板，能夠使用在表面上形成有氧化皮膜之鋼板。該調理器用金屬板，是藉由使用壓紋輥(embossing roller)來輥軋金屬板的方式而製造。此調理器用金屬板是一種適合作為調理器使用的金屬板，其加熱調理面不容易燒焦。然而，在專利文獻5中並沒有提到熱傳導特性。
想要一種可以進行電磁感應加熱的調理器具用的材料，其相較於先前的包層鋼板，具有更優異的熱傳導性。
本發明的目的在於提供一種熱傳導性優異的包層鋼板，其可以應用於調理器具等。
[解決問題的技術手段] 本發明人針對熱傳導性良好的包層鋼板進行檢討。在檢討過程中，針對三層的包層鋼板，其具有作為低碳鋼的母材、及配置在此母材的雙面側之作為被覆材料的不銹鋼，且著眼於母材與被覆材料的板厚比。當定義「板厚比L=母材的厚度/被覆材料的厚度的合計值」(算式1)時，藉由將板厚比L=1.0～5.0的三層包層鋼板作為基材，而得到不僅具有良好的熱傳導性且母材與被覆材料的密接性也優異的包層鋼板。再者，藉由在此基材的至少一方的被覆材料的表面設置複數個凸部和凹部，發現可以進一步提升熱傳導性而完成本發明。具體來說，本發明提供以下的包層鋼板。
本發明的包層鋼板，是三層的包層鋼板，其具有作為母材的碳鋼、及分別地配置在前述母材的雙面側之作為被覆材料的不銹鋼，以下述算式(1)所示的板厚比L是1.0以上且5.0以下，且在前述包層鋼板的至少一方的表面具有複數個凸部和凹部； 板厚比L=母材的厚度/被覆材料的厚度的合計值…算式(1) 此處，前述母材的厚度及前述被覆材料的厚度，是在前述凸部中的厚度。
又，前述複數個凸部的面積，相對於形成有前述凸部之前述包層鋼板的表面的面積，較佳是20～80%。
又，前述複數個凸部和凹部，在板厚方向上的凹凸差，較佳是0.02mm以上且0.2mm以下。
[發明的效果] 本發明的包層鋼板，針對三層的包層鋼板，其具有作為母材的低碳鋼、及配置在母材的雙面側之作為被覆材料的不銹鋼，且當將母材的厚度相對於被覆材料的厚度的合計值之比例定義為板厚比L時，藉由將板厚比L設成1.0～5.0，而可得到具有良好的熱傳導性且母材與被覆材料的密接性也優異的包層鋼板。再者，藉由在此三層的包層鋼板的至少一方的被覆材料的表面設置複數個凸部和凹部，能夠縮小三層的包層鋼板的剖面積，其結果，可以進一步提升熱傳導性。
又，藉由將在被覆材料的表面積上的凸部所佔據的面積的比率(凸部面積率)設為20～80%、或將在板厚方向上的凹凸差設為0.02～0.2mm，以進一步保持良好的熱傳導性，且可以長時間地使用。
以下說明本發明的實施形態。本發明不受限於這些說明。
本發明是一種三層的包層鋼板，其具有作為母材的低碳鋼、及配置在其雙面側之作為被覆材料的不銹鋼(以下，有時稱為「外層」)，其中，母材與被覆材料的厚度，當將母材的厚度/外層的厚度的合計值定義為板厚比L時，將L設為1.0～5.0，且在包層鋼板的至少一方的表面具有複數個凸部和凹部。
(包層鋼板) 本發明的包層鋼板，基本上是三層的包層鋼板(以下，有時稱為「三層包層鋼板」)，其主要是藉由熱軋(hot rolling)、退火(anealing)及冷軋來製造。具體來說，將三層各自的素材也就是金屬板彼此重疊之後，進一步將Ni(鎳)箔等的剝離材料重疊在此三層的金屬板的兩側，然後一起放入由不銹鋼等的具有耐氧化性的金屬箔或金屬薄板所作成的袋體中。然後，將袋體中進行真空排氣之後，充填氮氣等的非活性氣體(惰性氣體)且自袋體的外部進行加熱，以使彼此重疊的金屬板進行擴散接合(Diffusion bonding)。在擴散接合之後，藉由熱軋來調整成規定的板厚，進一步藉由反覆進行退火與冷軋，而能夠得到平板狀的三層包層鋼板。另外，在後述壓紋加工前的最後一個步驟，較佳是退火步驟。
在三層包層鋼板中的母材的種類並沒有特別限制。作為母材，能夠使用由低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼、合金鋼等所構成的鋼板。當需要具有良好的壓製成形性時，較佳是使用添加Ti(鈦)之低碳鋼、添加Nb(鈮)之低碳鋼等所構成的深引伸(deep drawing)用鋼板來作為基材鋼板。又，也可以使用添加有P(磷)、Si(矽)、Mn(錳)等之高強度鋼板。
當使用低碳鋼來作為母材時，例如較佳是JIS G 3141中的SPCC(普通級冷軋鋼板，Steel-Plate-Cold-Common)。具體來說，能夠使用的低碳鋼，其碳濃度的質量百分比是0.15%以下、錳濃度的質量百分比是0.60%以下、磷濃度的質量百分比是0.10%以下、硫濃度的質量百分比是0.05%以下。
在三層包層鋼板中作為被覆材料的不銹鋼的種類並沒有特別限制。對應於包層鋼板的使用環境，能夠使用肥粒鐵系、沃斯田鐵(austenite)系、或二相系(two phase system)的不銹鋼板來作為被覆材料。當包層鋼板的使用環境在耐腐蝕性方面是比較溫和(mild)的條件時，能夠使用材料費用較便宜的肥粒鐵系不銹鋼板。在重視耐氧化性和加工性的使用環境中，較佳是使用沃斯田鐵系不銹鋼板來作為被覆材料。又，當需要高強度和耐孔蝕性時，也可以使用二相系不銹鋼板來作為被覆材料。
又，構成三層包層鋼板的被覆材料之不銹鋼板的表面處理，並沒有特別限制且能夠應用先前的手段。被配置在母材的雙面側之2片被覆材料的厚度，可以是相同厚度也可以是不同厚度。當對包層鋼板進行折彎加工等的塑性加工時，能夠對應於塑性加工的加工方法或加工後的形狀，而使用板厚不同的不銹鋼來作為被覆材料。
(壓紋加工) 本發明的包層鋼板，其至少一方的表面具有複數個凸部和凹部。藉由在包層鋼板的表面形成凹凸花紋，該花紋包含凸部和凹部，而能夠進一步提升自包層鋼板的一方的加熱面側朝向另一方的非加熱面側的熱傳導性。作為附加這種凹凸花紋之手段，例如能夠使用壓紋加工，具體來說能夠使用輥軋法、壓製加工等。
作為壓紋加工法，使用壓紋輥之輥軋法的生產性優異。即便輥軋法所使用的壓紋輥具有磨耗大的缺點，也可以藉由切削加工或蝕刻加工來對壓紋輥的輪廓進行再加工。因此，該輥軋法的成本負擔小而較佳。
當使用上述輥軋法時，例如能夠使用第8圖所示的4段輥軋機。此4段輥軋機具有下述構造：配置有附段差輥40、及平壓輥(flat roller)41，且該附段差輥40和該平壓輥41各自具備背托輥(backup roller)42、43，該附段差輥40作為上側工作輥(work roller)且被附加有凹凸花紋，該平壓輥41作為下側工作輥且沒有凹凸花紋。附段差輥40具有的輥形狀，是在軸方向和圓周方向上配置有複數個大徑部和小徑部。自進給捲盤(pay-off reel)44而被進給至4段輥軋機中的包層鋼板46，藉由附段差輥40的上述輥形狀而被轉印規定的凹凸花紋，而得到在表面上被形成有複數個凸部和凹部之包層鋼板(以下有時稱為「凹凸包層鋼板」)47。其後，被形成有該複數個凸部和凹部之凹凸包層鋼板47，被收納至繞帶捲盤(tape-up reel)45上。另外，當要在包層鋼板46的雙面上形成凹凸花紋時，只要取代平壓輥41而配置附段差輥(未圖示)來作為下側工作輥，並進行上述輥軋作業即可。
(凸部面積率) 在包層鋼板上的凸部的面積，相對於形成有凸部之包層鋼板的表面的面積的比率(以下，有時稱為「凸部面積率」)，較佳是20～80%。第2圖是為了說明凸部面積率的定義之示意圖，且表示在鋼板表面上並排的複數個凸部和凹部的形狀。一般來說，凸部面積率是指凸部佔據鋼板表面的面積的比率。在本說明書中，如第2圖所示，當將自凸部的頂面至凹部的底面為止的距離設為凸部高度H時，如果將凸部高度H的10%設為h(=0.1×H)，則針對在比凸部高度H低10%的高度(H-h=0.9H)處，根據將凸部的各自的面積W(1)、W(2)、…W(n)的總和面積在表面整體的面積W上占據的比率，來定義凸部面積率。亦即，凸部面積率表示如下。
(數式1)
Figure 02_image001
凸部面積率，能夠使用以下方式來求得。首先，在自包層鋼板的表面任意選出的領域中，如第3圖和第4圖所示，取得以板厚方向作為縱軸之2維輪廓。接著，針對藉由該2維輪廓所表示的凸部，測定自凸部的頂面至凹部的底面為止的距離(凸部高度H)。此凸部高度H，是利用自凸部的頂面與位於凸部的兩側的凹部各自的距離而求得。接著，將求得的凸部高度減去0.1倍而求得基準點。然後，將在各個凸部中的該等基準點之間包含的部分的面積的總和，除以選出的領域的全部面積，藉此算出凸部面積率。在第3圖和第4圖中，利用W(i)來表示在凸部中的測定面積的部分的一例。
此處，包層鋼板的凸部與凹部，線性逼近(collinear approximation)直線地近似於上述2維輪廓的資料，且進一步修正該直線的傾斜而成為水平以特定出基準線M。在表面上將位於比該基準線M更上面的部分設為測定對象的凸部。
如果該凸部面積率未滿20%，當藉由輥軋法來形成凹凸花紋時，則藉由附段差輥的大徑部來形成凹部的比率提高，使得輥軋荷重增加且對於軋輥的負荷也增加，所以使得軋輥的壽命減少而造成製造成本增加。另一方面，如果凸部面積率超過80%，則提升熱傳導性的效果小。
(凹凸差) 凹凸包層鋼板的板厚方向上的凹凸差，較佳是0.02～0.2mm。如第2圖所示，該凹凸差相當於凸部高度H。在本說明書中，該凹凸差能夠使用以下方式來算出。在鋼板的表面上的任意領域面積中(例如，100mm2 的範圍內)，測定5處的2維的輪廓形狀，求得各自的凸部高度。將這些凸部高度的平均值設為該凹凸差。如果此凹凸差未滿0.02mm，則當使用包層鋼板時容易磨耗，而難以長時間地使用。另一方面，如果此凹凸差超過0.2mm，則當藉由輥軋法來形成凹凸花紋時會使得輥軋荷重增加且對於軋輥的負荷也增加，所以使得軋輥的壽命減少而造成製造成本增加。又，因為包層鋼板的加工硬化顯著，所以大幅地影響附加凹凸後的加工性。
這樣，包層鋼板，將凸部面積率設定成20～80%且將凹凸差設定成0.02～0.2mm，藉此能夠保持良好的熱傳導性且可以長時間地使用。
(凹凸花紋) 如上述，所使用的包層鋼板，能夠藉由壓紋加工來形成包含凸部和凹部之凹凸花紋。凹凸花紋的排列，可以是規則的排列，也可以是部分或整體無規律(random)地排列。如第1圖所示，例如也可以形成無規律的凹凸花紋。
第3圖和第4圖，針對具有凹凸花紋的表面之包層鋼板，表示其剖面和2維輪廓。第3圖，是在具有凸部面積率是約80%且凹凸差約是0.06mm的凹凸花紋之包層鋼板中的2維輪廓。第4圖，是在具有凸部面積率是約55%且凹凸差約是0.20mm的凹凸花紋之包層鋼板中的2維輪廓。
在第3圖和第4圖中的2維輪廓的例子，其凸部面積率是20～80%且凹凸差是0.02～0.2mm的範圍。在包層鋼板的表面上形成複數個凹部，藉此，由於包層鋼板的剖面積減少，包層鋼板的熱傳導率變高。又，包層鋼板表面的凹凸花紋，如果其排列方向的無秩序性高，例如將凹凸包層鋼板應用於調理器具的素材時，則水沸騰的起點分散而使調理器具內均勻地產生氣泡，因此可將熱量均勻地傳遞至食材，所以有縮短調理時間的效果。又，本發明也可以在包層鋼板上形成比較大的凹凸花紋。特別是當藉由輥軋法來形成此凹凸花紋時，藉由加工硬化來提升機械性強度，所以能夠得到耐磨耗性優異且經得起長時間使用的包層鋼板。
(板厚比L) 針對母材的厚度與被覆材料的厚度的合計值，藉由下述算式(1)來定義包層鋼板的板厚比L。 板厚比L=母材的厚度/被覆材料的厚度的合計值…算式(1) 由於被覆材料被配置在母材的雙面側，所以在算式(1)中使用的是設置在雙面側之被覆材料的厚度的合計值。母材的厚度和被覆材料的厚度，是在前述凸部中的厚度。
如果板厚比L未滿1.0，則在包層鋼板中的被覆材料所佔據的比率過大。相對於母材(碳鋼)，被覆材料(不銹鋼)是熱傳導度比較低的素材，所以會使得包層鋼板的熱傳導度降低。又，當包層鋼板受到加工且壓縮應力作用時，因為母材和被覆材料雙方的延性不同，所以恐怕在加工部的母材與被覆材料會剝離。另一方面，如果板厚比L超過5.0，則在包層鋼板中的被覆材料所佔據的比率過少。因此，當包層鋼板受到折彎加工等的塑性加工時，可能導致被覆材料(不銹鋼管)發生斷裂。因此，板厚比L較佳是在1.0～5.0的範圍內。其下限，更佳是1.5，特佳是2.0。其上限，更佳是4.0，特佳是3.5。
[實施例] 以下，針對本發明的實施例進行說明。本發明不受限於以下的實施例。
首先，製造下列4種類的三層包層鋼板。另外，所製造的4種類的三層包層鋼板，任一種的板厚都是0.8mm。以下，有時將「板厚比L」記載成「板厚比」。 (1)一種三層包層鋼板，其母材是由厚度0.64mm的SPCC(JIS G 3141)所構成的冷軋鋼板(以下稱為「SPCC」)，並在該母材的雙面側配置有由厚度0.08mm的SUS304不銹鋼所構成的被覆材料，且其板厚比是4.0。 (2)一種三層包層鋼板，其母材是厚度0.56mm的SPCC，並在該母材的雙面側配置有由厚度0.12mm的SUS304不銹鋼所構成的被覆材料，且其板厚比是2.3。 (3)一種三層包層鋼板，其母材是厚度0.48mm的SPCC，並在該母材的雙面側配置有由厚度0.16mm的SUS304不銹鋼所構成的被覆材料，且其板厚比是1.5。 (4)一種三層包層鋼板，其母材是厚度0.72mm的SPCC，並在該母材的雙面側配置有由厚度0.04mm的SUS304不銹鋼所構成的被覆材料，且其板厚比是9。
接著，使用上述各種三層包層鋼板當中，板厚比是4.0、2.3、1.5的三層包層鋼板，藉由第8圖所示的4段輥軋機，在該等三層包層鋼板的表面上施加壓紋加工以形成凸部和凹部，而得到實施例1～實施例6的凹凸包層鋼板的試驗片。壓紋加工的加工條件，是在4段輥軋機中的附段差輥的直徑是110mm，對應於如表1所示的凹凸差來設定輥軋荷重，且將輥軋速度設為0.5m/min來進行。
比較例1、2是沒有施加壓紋加工之三層包層鋼板。
另外，在凹凸包層鋼板的凸部中的板厚比，與在形成凹凸花紋前之三層包層鋼板的板厚比，並沒有改變(因沒有施加壓紋加工)。
在所製造的凹凸包層鋼板的表面形成的凹凸花紋的凸部面積率和凹凸差，在自包層鋼板任意選出的面積100mm2 的部分，使用形狀測定機(contracer)來測定放大後的輪廓。作為2維輪廓的一例，在第3圖和第4圖中，以將板厚方向設為縱軸的2維輪廓的方式來表示實施例1、4的包層鋼板。在表1中，表示所製造的包層鋼板的各種特性。
[表1]
Figure 02_image003
(熱傳導特性的評價試驗) 熱傳導率的評價試驗，以下列順序來進行。先製作統一地規定表面積(A)和厚度(B)的試驗片，並將熱電偶(thermocouple)安裝在該試驗片的表裡雙面之後，利用電磁調理器以一定的輸出(E)來加熱試驗片，並測定試驗片的表裡雙面的各個溫度。從所測定的溫度來得到溫度差(D)，並藉由下述算式(2)來算出熱傳導率(C)。此熱傳導率(C)越大，則在試驗片內自加熱面朝向非加熱面側移動的熱量越大，而表示熱容易傳導。 C=(E×B)/(A×D)…算式(2)
加熱試驗，是先自附加有凹凸花紋之凹凸包層鋼板中切出邊長50mm的正方形試驗片，並將此試驗片設置在輸出被設定成500W的電磁調理器上，且將試驗片的加熱面加熱至變成目標溫度。熱傳導率會隨著加熱溫度而變化，所以將目標溫度設成100℃、300℃及500℃。
基於所算出的熱傳導率(W/m‧K)來評價熱傳導特性。在表2中表示評價結果。評價基準，是以比較例1作為基準，熱傳導率提升50%以上以「◎」來表示、提升25%以上且未滿50%就以「○」來表示、提升5%以上且未滿25%就以「△」來表示、提升未滿5%就以「×」來表示。
(加工性的評價試驗) 加工性的評價，以下列順序來進行。自附加有凹凸花紋之凹凸包層鋼板中切出長邊側的長度是50mm且短邊側的長度是20mm的長方形試驗片。使用此長方形試驗片，在其長邊側的中央部進行密接折彎之後，藉由目視觀察中央部附近的加工部是否有破損來進行評價。在表2中表示評價結果。沒有觀察到破損就以「○」來表示、觀察到破損就以「×」來表示。
[表2]
Figure 02_image005
(熱傳導性的評價結果) 如表1所示，實施例1～6是在鋼板表面附加有凹凸花紋之凹凸包層鋼板，且其板厚比L是1.0～5.0。如表2所示，相較於比較例1的沒有附加凹凸花紋之包層鋼板，可知實施例1～6的凹凸包層鋼板具有良好的熱傳導性。
凹凸包層鋼板是複合材料，所以在板厚方向上具有溫度斜率θ會變化的熱傳導特性。比較母材(SPCC)的熱傳導率與被覆材料(SUS304)的熱傳導率，SUS304的熱傳導率比SPCC的熱傳導率更小，所以被覆材料(不銹鋼)的溫度斜率θ1＞母材(碳鋼)的溫度斜率θ2。
第5圖和第6圖，任一圖都是表示在板厚比L是4.0的包層鋼板的加熱試驗中，熱的傳導方向的示意圖。在第5圖和第6圖中表示熱源(未圖示)對於加熱面X之加熱方向Z。當這樣進行加熱時，如第5圖所示，沒有附加凹凸花紋之三層包層鋼板1的加熱面X的溫度t1，與該加熱面X的相反面的溫度t0的溫度差D，在板寬方向上的任何位置幾乎都相同。但是，如第6圖所示，在附加有凹凸花紋之凹凸包層鋼板2中，相較於板厚大的部分(凸部)的溫度差D，因為在板厚方向上的碳鋼的厚度小，所以板厚小的部分(凹部)的溫度差D’比溫度差D更小。這樣，在附加有凹凸花紋之凹凸包層鋼板2中，在板厚方向及板寬方向的任一方向上的溫度斜率都會變化。
第7圖表示在板厚比L是1.5的沒有附加凹凸花紋之三層包層鋼板3的加熱試驗中，熱的傳導方向的示意圖。三層包層鋼板3的板厚B，與第5圖的三層包層鋼板1的板厚相同。依據板厚比的不同，在板厚方向上的溫度斜率也不同，所以加熱面X的溫度與該加熱面X的相反面的溫度的溫度差也隨之不同。即便板厚B相同，當第7圖的三層包層鋼板3的板厚比L，比第5圖的三層包層鋼板的板厚比更小時，因為熱傳導率小的被覆材料(不銹鋼)的比例增加，所以溫度差D’’比溫度差D更大。
如以上，在包層鋼板的表面上形成有凹凸差大且凸部面積率小的凹凸花紋，並且提高碳鋼這種熱傳導性大的母材的板厚比率，藉此能夠得到具有良好的熱傳導性之凹凸包層鋼板。
(加工性的評價結果) 在表2中，針對實施例的凹凸包層鋼板及比較例的包層鋼板，表示藉由密接折彎來進行加工性的評價結果。實施例1～6及比較例1，在被覆材料的不銹鋼板上沒有產生破損。相對於此，比較例2，在折彎的試驗片的外側的不銹鋼板上產生破損。比較例2，其板厚比(碳鋼/不銹鋼)是9.0，而被覆材料(不銹鋼)的厚度相對較小。如果對試驗片施加密接折彎加工，則作用在試驗片的表面上的拉伸應力(tensile stress)會集中在被覆材料上。因此，推測在比較例2的試驗片中，會有超過被覆材料(不銹鋼)的機械性強度的應力集中作用在該被覆材料上而導致破損。又，如果板厚比(碳鋼/不銹鋼)是7.0以下，則可以進行密接折彎加工。
如此一來，藉由滿足本發明的條件，使得熱傳導性良好且在加工時沒有破損的產生，而能夠提高製品的價值。
1、3、46‧‧‧沒有附加凹凸花紋之三層包層鋼板2、47‧‧‧凹凸包層鋼板11、21、31‧‧‧碳鋼12、13、22、23、32、33‧‧‧不銹鋼24‧‧‧凹部25、26‧‧‧凸部40‧‧‧上側工作輥(附段差輥)41‧‧‧下側工作輥(平壓輥)42、43‧‧‧背托輥44‧‧‧進給捲盤45‧‧‧繞帶捲盤B‧‧‧包層鋼板的板厚SP、SP’’‧‧‧碳鋼的厚度SP’‧‧‧凹部的碳鋼的厚度SU、SU’’‧‧‧不銹鋼的厚度SU’‧‧‧凹部的不銹鋼的厚度t1、t1’、t1’’‧‧‧加熱面的溫度t0、t0’、t0’’‧‧‧加熱面的相反面的溫度D、D’、D’’‧‧‧加熱面與加熱面的相反面的溫度差X‧‧‧加熱面Z‧‧‧加熱方向θ1‧‧‧不銹鋼的溫度斜率θ2‧‧‧碳鋼的溫度斜率W‧‧‧表面整體的面積W(i)‧‧‧凸部的面積H‧‧‧凸部高度h‧‧‧凸部高度H的10%
第1圖是表示利用實施例所製作的包層鋼板的外觀之圖。 第2圖是為了說明包層鋼板的凸部面積率及凹凸差而表示包層鋼板的剖面之示意圖。 第3圖是表示形成有實施例的凹凸花紋之包層鋼板的表面的2維輪廓之圖。 第4圖是表示形成有其他實施例的凹凸花紋之包層鋼板的表面的2維輪廓之圖。 第5圖是表示針對平板狀的包層鋼板，用以說明導熱狀態之示意圖。 第6圖是表示針對在被覆材料的表面上具有凹凸花紋之包層鋼板的導熱狀態來進行說明之示意圖。 第7圖是表示針對其他平板狀的包層鋼板，用以說明導熱狀態之示意圖。 第8圖是用以說明藉由輥軋法來進行壓紋加工而對包層鋼板的表面附加凹凸的製造方法之示意圖。
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Claims (3)

  1. 一種包層鋼板，是三層的包層鋼板，其具有作為母材的碳鋼、及分別地配置在前述母材的雙面側之作為被覆材料的不銹鋼，以下述算式(1)所示的板厚比L是1.0以上且5.0以下，且在前述包層鋼板的至少一方的表面具有複數個凸部和凹部； 板厚比L=母材的厚度/被覆材料的厚度的合計值…算式(1) 此處，前述母材的厚度及前述被覆材料的厚度，是在前述凸部中的厚度。
  2. 如請求項1所述之包層鋼板，其中，前述複數個凸部的面積，相對於形成有前述凸部之前述包層鋼板的表面的面積，是20～80%。
  3. 如請求項1或2所述之包層鋼板，其中，前述複數個凸部和凹部，在板厚方向上的凹凸差，是0.02mm以上且0.2mm以下。
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