JP2501826B2 - Titanium-based metal clad steel and its manufacturing method - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、純チタンおよびAlやＶを含むチタン合金
（以下これらを総称してチタン系金属と称する）と鋼板
とを重ね合せたチタン系金属クラッド鋼およびその製造
方法に関する。特に、本発明は、チタン系金属と鋼板と
の間に、各層のFeとZnの含有量が異なる二層のFe−Zn合
金メッキを施した薄鋼板のインサート材を介在させて接
合したチタン系金属クラッド鋼とその製造方法に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of application) The present invention relates to a titanium-based material in which pure titanium and a titanium alloy containing Al or V (hereinafter collectively referred to as titanium-based metal) and a steel sheet are superposed. The present invention relates to a metal clad steel and a method for manufacturing the same. In particular, the present invention, between the titanium-based metal and the steel sheet, the titanium-based joined by interposing the insert material of the thin steel sheet subjected to two layers of Fe-Zn alloy plating having different contents of Fe and Zn in each layer. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a metal clad steel and a manufacturing method thereof.

（従来の技術） 異種材料を接合して成るクラッド材、特に母材に鋼板
を使用するクラッド鋼は、合せ材および母材それぞれの
材料の特徴を生かすことができるため近年に至りその応
用分野を拡大しつつある。特にチタン系金属を合せ材と
したクラッド鋼は、耐蝕性、装飾性に優れ、高価なチタ
ン系金属を安価な鋼板と組み合わせることにとって、チ
タン系金属の実用化、汎用化を図るうえで重要な意義を
有する。(Prior Art) A clad material formed by joining dissimilar materials, particularly a clad steel that uses a steel sheet as a base material, can make full use of the characteristics of each material of the laminated material and the base material, and thus has been applied in recent years. It is expanding. In particular, clad steel with a titanium-based metal as a composite material is excellent in corrosion resistance and decorativeness, and is important for combining titanium-based metals with inexpensive steel plates in order to put titanium-based metals into practical use and general use. Have significance.

今日、チタン系金属を合せ材としたクラッド鋼は、爆
着法および鈍鉄板や低炭素鋼板をインサート材とした熱
間圧延法により製造されている。Today, clad steel made of a titanium-based metal as a composite material is manufactured by an explosion-bonding method and a hot rolling method using a blunt iron plate or a low carbon steel plate as an insert material.

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、爆着法では、組立スラブ寸法に制限が
あり、製品寸法が小さい。また、寸法精度が劣るため、
クラッド鋼の均一性に欠ける等の欠点がみられる。さら
に、SR（応力除去の後熱処理）による接合強度の低下が
大きく、まだ十分満足すべきものになっていない。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the explosive bonding method, the size of the assembled slab is limited and the product size is small. Also, because the dimensional accuracy is poor,
There are defects such as lack of uniformity of the clad steel. Furthermore, the joint strength is greatly reduced by SR (heat treatment after stress relief), which is not yet satisfactory.

一方、鈍鉄板や低炭素鋼板をインサート材とした熱間
圧延法では、鉄中での炭素の拡散速度が大きいため、母
材鋼板中の炭素がインサート材を通して合せ材側のTi界
面へ到達しTiCが生成してしまう。この傾向はインサー
ト材の厚さが薄くなる程、又加熱温度が高くなる程著し
く、特に最近のようにクラッド鋼が薄肉化して大きな量
の加工を行うようになったり、或いは生産量を上げる目
的で圧下量を大きくするため高温での圧延が行われるよ
うになってくるとTiCの生成はより大きな問題となる。
このTiCはインサート材の厚さを増しても前述のように
母材鋼板中の炭素はインサート材を通して容易に拡散す
るため完全に防止することは難しい。特に、熱間圧延に
よってクラッド鋼の板厚が減少した後、SR処理が施され
るものは炭素の拡散はより一層助長されTiCの生成量は
多くなる。このようにして生成したTiCは非常に硬くて
脆いため、得られるクラッド鋼の接合強度の劣化は免れ
ない。On the other hand, in the hot rolling method using an blunt iron plate or a low carbon steel plate as the insert material, the carbon in the base metal steel sheet reaches the Ti interface on the laminated material side through the insert material because the diffusion rate of carbon in iron is high. TiC will generate. This tendency becomes more remarkable as the thickness of the insert material becomes thinner and the heating temperature becomes higher. Especially, the cladding steel becomes thinner to perform a large amount of machining as in recent years, or the purpose of increasing the production amount. In order to increase the amount of reduction by rolling at high temperature, TiC formation becomes a greater problem.
Even if the thickness of the insert material is increased, this TiC is difficult to completely prevent because carbon in the base steel sheet easily diffuses through the insert material as described above. In particular, after the sheet thickness of the clad steel is reduced by hot rolling, the SR treatment is performed to further promote the diffusion of carbon and increase the amount of TiC produced. The TiC produced in this way is extremely hard and brittle, so the joint strength of the resulting clad steel is unavoidably deteriorated.

本発明の目的は、チタン系金属クラッド鋼の薄肉化、
熱間圧延時の高温加熱にもかかわらず、接合面でのTiC
の生成がなく、接合強度の高いチタン系金属クラッド鋼
とその製造方法を提供することである。更に別の目的は
インサート材の製造とこれを利用してクラッド鋼を製造
する工程を合理化し生産コストの低減を図ることにあ
る。The object of the present invention is to reduce the thickness of titanium-based metal clad steel,
Despite the high temperature heating during hot rolling, TiC on the joint surface
It is an object of the present invention to provide a titanium-based metal clad steel having high joint strength without the formation of aluminum and a manufacturing method thereof. Still another object is to rationalize the process of manufacturing the insert material and the process of manufacturing the clad steel by using the same to reduce the production cost.

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、先に母材鋼板とチタン系金属の合せ材
との間に、鈍鉄板を含む低炭素鋼板とNi板とを組み合わ
せたインサート材を介在させたクラッド鋼を開発した
（特願昭61−38887号、昭和61年２月24日出願）。(Means for Solving the Problems) The present inventors previously provided an insert material in which a low carbon steel plate including a blunt iron plate and a Ni plate were combined between a base material steel plate and a titanium-based metal composite material. An intervening clad steel was developed (Japanese Patent Application No. 61-38887, filed February 24, 1986).

本発明者らは、その後、更に検討を重ねたところ、少
なくとも母材鋼板側にZnを主成分とするZnリッチ層をチ
タン系金属側に鈍鉄もしくはFeを主成分とするFeリッチ
層を薄鋼板層とともに介在させることにより、TiCの析
出が効果的に防止でき、低炭素鋼板とNi板とからなる前
記のインサート材を用いたものと同等或いはそれより一
層接合強度に優れたクラッド鋼板を安価に能率よく製造
できることを見出し、本発明を完成した。The inventors of the present invention, after further studies, made a Zn-rich layer containing Zn as a main component on at least the base steel plate side and a Fe-rich layer containing blunt iron or Fe as a main component on the titanium-based metal side. By interposing with the steel sheet layer, precipitation of TiC can be effectively prevented, and a clad steel sheet that is equivalent to or better than the one using the insert material consisting of low carbon steel sheet and Ni sheet is cheaper. The present invention has been completed by finding that it can be manufactured efficiently.

よって、本発明の要旨とするところは、下記の、
およびにある。Therefore, the gist of the present invention is as follows.
And in.

母材鋼板とチタン系金属の合せ材との間に中層を有
し、該中間層が母材鋼板側から薄鋼板層、Znリッチ層お
よびFeリッチ層の順に重なっていることを特徴とするチ
タン系金属クラッド鋼。Titanium, which has an intermediate layer between the base material steel sheet and the titanium-based metal composite material, and the intermediate layer is superposed in this order from the base material steel sheet side to a thin steel sheet layer, a Zn-rich layer, and an Fe-rich layer. System metal clad steel.

母材鋼板とチタン系金属の合せ材との間に中間層を有
し、該中間層が母材鋼板側からFeリッチ層、Znリッチ
層、薄鋼板層、Znリッチ層およびFeリッチ層の順に重な
っていることを特徴とするチタン系金属クラッド鋼。There is an intermediate layer between the base material steel plate and the titanium-based metal composite material, and the intermediate layer is an Fe-rich layer, a Zn-rich layer, a thin steel plate layer, a Zn-rich layer and an Fe-rich layer in that order from the base material steel plate side. Titanium-based metal clad steel characterized by overlapping.

母材鋼板とチタン系金属の合せ材とを重ね合せ熱間圧
延によってチタン系金属クラッド鋼を製造する方法にお
いて、Zn含有量65〜95重量％のFe−Zn合金メッキ層と更
に該メッキ層上面に純鉄もしくはFe含有量50重量％以上
のFe−Zn合金メッキ層を施した二層メッキ薄鋼板をイン
サート材として用い、このインサート材のメッキ面を合
せ材側にして母材鋼板と合せ材との間に介在させて重ね
合せ、これらの部材間の接合面に酸素の供給が行われな
いようにシール溶接し、該接合面を10^-1Torr以下の真空
に脱気処理した後、500〜800℃に加熱して熱間圧延する
ことを特徴とするチタン系金属クラッド鋼の製造方法。In a method for producing a titanium-based metal clad steel by superposing a base material steel sheet and a titanium-based metal composite material and hot rolling, a Fe-Zn alloy plating layer having a Zn content of 65 to 95% by weight, and a top surface of the plating layer 2 layer plating thin steel plate with pure iron or Fe-Zn alloy plating layer with Fe content of 50% by weight or more is used as insert material. And then superimpose them on each other, and perform seal welding so that oxygen is not supplied to the joint surface between these members, deaerate the joint surface to a vacuum of 10 ^-1 Torr or less, and then 500 A method for producing a titanium-based metal clad steel, which comprises heating to ~ 800 ° C and hot rolling.

本発明のクラッド鋼における好適な実施態様として
は、前記Znリッチ層はZn含有量65〜95重量％のFe−Zn合
金、Feリッチ層はFe含有量50重量％以上のFe−Zn合金で
ある。In a preferred embodiment of the clad steel of the present invention, the Zn-rich layer is a Fe-Zn alloy having a Zn content of 65 to 95% by weight, and the Fe-rich layer is an Fe-Zn alloy having an Fe content of 50% by weight or more. .

（作用） 以下、添付図面を参照しながら本発明のチタン系金属
クラッド鋼とその製造方法についてに詳細に説明する。(Operation) Hereinafter, the titanium-based metal clad steel of the present invention and the method for producing the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

まず、本発明にかかるチタン系金属クラッド鋼につい
て説明する。First, the titanium-based metal clad steel according to the present invention will be described.

第１図は、第１の本発明にかかるチタン系金属クラッ
ド鋼の一例を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an example of a titanium-based metal clad steel according to the first present invention.

なお、実際のクラッド鋼では、中間層の各層の厚みは
数μｍ程度であるが、説明の都合上中間層の厚みを拡大
して示している。In actual clad steel, the thickness of each intermediate layer is about several μm, but the thickness of the intermediate layer is shown enlarged for convenience of explanation.

本発明のチタン系金属クラッド鋼は、母材鋼板１とチ
タン系金属の合せ材２と、この両部材間に中間層３を介
在させて接合してなるものである。The titanium-based metal clad steel of the present invention is formed by joining a base material steel plate 1 and a titanium-based metal cladding material 2 and an intermediate layer 3 between the two members.

中間層３は、母材鋼板１と同組成の例えば低炭素鋼の
薄鋼板層31と、Znを主成分としたZnリッチ層とFeを主成
分としたFeリッチ層からなり、そして、これら各層は母
材鋼板１側から薄鋼板層31、Znリッチ層32およびFeリッ
チ層33の順に母材鋼板１と合せ材２との間に積層されて
いる。The intermediate layer 3 includes a thin steel plate layer 31 of, for example, a low carbon steel having the same composition as the base steel plate 1, a Zn-rich layer containing Zn as a main component and an Fe-rich layer containing Fe as a main component, and each of these layers. Is laminated between the base steel plate 1 and the laminated material 2 in this order from the base steel plate 1 side to the thin steel plate layer 31, the Zn rich layer 32, and the Fe rich layer 33.

本発明のチタン系金属クラッド鋼において、中間層３
を前述のようにする理由は、高い接合性を得るためと生
産性の両面からである。In the titanium-based metal clad steel of the present invention, the intermediate layer 3
The reason for making the above is to obtain high bondability and from the viewpoint of productivity.

例えば、JIS G 3603チタンクラッド鋼で規定している
14kgf/mm²以上のせん断強度を満足させるには、母材鋼
板１から合せ材２へ炭素の拡散を抑制しTiCの生成を防
止し且つTiとFeの相互拡散を十分に生じせしめることが
重要である。For example, JIS G 3603 titanium clad steel
In order to satisfy the shear strength of 14 kgf / mm ² or more, it is important to suppress the diffusion of carbon from the base steel sheet 1 to the laminated material 2 to prevent the formation of TiC and to sufficiently cause the mutual diffusion of Ti and Fe. Is.

本発明において採用する前記中間層３のうちZnリッチ
層32およびFeリッチ層33は、このような目的を達するに
極めて好都合である。即ち、合せ材２側のFeリッチ層33
は、熱間圧延下でチタン系金属の合せ材２との間でTiと
Feの相互拡散を盛んにして接合強度を高め、母材鋼板１
側のZnリッチ層32は、母材鋼板１および薄鋼板層31から
合せ材２への炭素の拡散を防ぎ、合せ材２側に脆い金属
間加工物やTiCが生成されるのを抑制する。しかもZnとF
eの相互拡散を生じせしめ接合性を高める。Of the intermediate layers 3 employed in the present invention, the Zn rich layer 32 and the Fe rich layer 33 are extremely convenient for achieving such a purpose. That is, the Fe-rich layer 33 on the side of the composite material 2
And Ti between the titanium-based metal composite material 2 under hot rolling.
Base metal sheet 1
The Zn-rich layer 32 on the side prevents diffusion of carbon from the base material steel plate 1 and the thin steel plate layer 31 into the laminated material 2 and suppresses generation of brittle intermetallic work and TiC on the laminated material 2 side. Moreover, Zn and F
It causes mutual diffusion of e and enhances the bondability.

このような効果は、Zn中への炭素の固溶が殆ど零であ
るためであるが、一方ZnとFeは相互に拡散するので母材
鋼板１と中間層３との間では強固な接合が達せられる。This effect is because the solid solution of carbon in Zn is almost zero, while Zn and Fe diffuse into each other, so that a strong joint is formed between the base steel sheet 1 and the intermediate layer 3. Can be reached.

上記の効果を確実にするために、合せ材２側に配置す
るFeリッチ層33は、鈍鉄もしくは50重量％以上のFeを含
有するFe−Zn合金とするのが望ましい。Feの含有量が50
重量％未満の場合は、即ち、Zn含有量が50重量％以上に
なるとFe−Zn脆化層が生じ、接合性を劣化させることに
なり、JISで規定している14Kgf/mm²のせん断強度を満足
することが困難となる。In order to ensure the above effect, the Fe-rich layer 33 arranged on the side of the composite material 2 is preferably made of blunt iron or Fe-Zn alloy containing 50% by weight or more of Fe. Fe content is 50
When the content is less than wt%, that is, when the Zn content is 50 wt% or more, an Fe-Zn embrittlement layer is generated, which deteriorates the bondability, and the shear strength of 14 Kgf / mm ² specified in JIS. Will be difficult to satisfy.

このFeリッチ層33の厚みは、特に規定する必要は無い
がより高い接合性を得るうえで２μｍ以上とするのが好
ましい。The thickness of the Fe-rich layer 33 does not need to be specified, but is preferably 2 μm or more in order to obtain higher bondability.

一方、母材鋼板１側に配置するZnリッチ層32は、Znを
65〜95重量％以上含有するFe−Zn合金とするのが望まし
い。Zn含有量が65重量％未満では、炭素の拡散抑制効果
が小さくなりTiCが生成しやすくなって接合性を低下さ
せる。一方Zn含有量が95重量％を超えると、Fe−Zn合金
の融点が低下して炭素の拡散抑制効果が逆に低下すると
ともに加熱温度を高くすることができず製造面からも好
ましくない。On the other hand, the Zn rich layer 32 arranged on the base steel plate 1 side is
It is desirable to use an Fe-Zn alloy containing 65 to 95% by weight or more. If the Zn content is less than 65% by weight, the effect of suppressing the diffusion of carbon becomes small and TiC is likely to be generated, which lowers the bondability. On the other hand, if the Zn content exceeds 95% by weight, the melting point of the Fe—Zn alloy is lowered, the effect of suppressing carbon diffusion is lowered, and the heating temperature cannot be increased, which is not preferable in terms of production.

薄鋼板層31は、その上にZnリッチ層32とFeリッチ層33
を持つ担体として、後述するように製造工程の合理化に
役立つ。即ち、例えば低炭素冷延鋼板の上に前記のZnリ
ッチ層32とFeリッチ層33を電気メッキよって成形するの
は極めて容易であり、このようにして製造された片面二
層メッキ鋼板を中間層３として用いればクラッド鋼の製
造が合理的に行えるのである。勿論薄鋼板層31と母材鋼
板１との接合は同種材料間の接合であるから何ら問題は
ない。The thin steel plate layer 31 has a Zn-rich layer 32 and an Fe-rich layer 33 formed thereon.
As the carrier having the above, it is useful for streamlining the manufacturing process as described later. That is, for example, it is extremely easy to form the Zn-rich layer 32 and the Fe-rich layer 33 on a low carbon cold-rolled steel sheet by electroplating, and the single-sided two-layer plated steel sheet produced in this manner is used as an intermediate layer. If used as No. 3, the clad steel can be reasonably manufactured. Of course, there is no problem because the thin steel plate layer 31 and the base material steel plate 1 are joined between similar materials.

この出願の第２の発明のチタン系金属クラッド鋼は、
前記薄鋼板層31と母材鋼板１との間に更にFeリッチ層と
Znリッチ層を介在したものである。即ち、第２の発明の
チタン系金属クラッド鋼は、母材鋼板側からFeリッチ
層、Znリッチ層、薄鋼板層、Znリッチ層、Feリッチ層お
よびチタン系金属の順に重なっている。The titanium-based metal clad steel of the second invention of this application is
An Fe-rich layer is further provided between the thin steel plate layer 31 and the base steel plate 1.
The Zn rich layer is interposed. That is, in the titanium-based metal clad steel of the second invention, the Fe-rich layer, the Zn-rich layer, the thin steel sheet layer, the Zn-rich layer, the Fe-rich layer, and the titanium-based metal are layered in this order from the base steel sheet side.

このように、薄鋼板層31と母材鋼板１との間に更にFe
リッチ層とZnリッチ層を介在させても接合性が低下する
ことはない。Thus, further Fe is added between the thin steel plate layer 31 and the base steel plate 1.
Even if the rich layer and the Zn rich layer are interposed, the bondability does not deteriorate.

このような、層構成とするには両面二相メッキ鋼板を
インサート材とするのが便利である。又このような両面
二相メッキ鋼板は電気メッキ等によって容易に得ること
ができる。For such a layered structure, it is convenient to use a double-sided two-phase plated steel sheet as an insert material. Further, such a double-sided two-phase plated steel sheet can be easily obtained by electroplating or the like.

なお、第１図に図示した第１の発明にかかるクラッド
鋼では、薄鋼板層31と母材鋼板１との界面を説明の都合
上明確に示したが、実際に得られるクラッド鋼では、前
述のようにその界面では相互拡散が生じ界面部の組成は
均一化して界面は消失する。従って薄鋼板相31と母材鋼
板１との境が明確でないクラッド鋼となる。同様に合せ
材２、Feリッチ層33、Znリッチ層32および薄鋼板層31の
それぞれの境界面も必ずしも明確には現れない。又、第
２の発明にかかるクラッド鋼でも、母材とその上のFeリ
ッチ層も略同種材料間の接合であるから、その界面は明
確に現れない。In the clad steel according to the first invention shown in FIG. 1, the interface between the thin steel plate layer 31 and the base steel plate 1 is clearly shown for convenience of explanation. As described above, mutual diffusion occurs at the interface, the composition of the interface becomes uniform, and the interface disappears. Therefore, the clad steel is such that the boundary between the thin steel plate phase 31 and the base steel plate 1 is not clear. Similarly, the respective boundary surfaces of the composite material 2, the Fe-rich layer 33, the Zn-rich layer 32, and the thin steel plate layer 31 do not necessarily appear clearly. Also in the clad steel according to the second aspect of the present invention, since the base material and the Fe-rich layer thereabove are joints of substantially the same material, the interface thereof does not appear clearly.

次に、本発明にかかるクラッド鋼の製造方法について
説明する。Next, a method for manufacturing the clad steel according to the present invention will be described.

第２図は、本発明にかかわるチタン系金属クラッド鋼
の製造に用いるクラッド素材７の斜視図である。まず、
母材鋼板１、チタン系金属の合せ材２、インサート材30
を用意する。各接合すべき面は、脱脂等の処理を経て可
及的に清浄なものとする。FIG. 2 is a perspective view of the clad material 7 used for producing the titanium-based metal clad steel according to the present invention. First,
Base material steel plate 1, titanium-based metal composite material 2, insert material 30
To prepare. The surfaces to be joined should be cleaned as much as possible after degreasing.

（ｉ）組立： 第２図に示すように各素材である母材鋼板１、インサ
ート材30および合せ材２を積層し、別の低炭素鋼板であ
るカバー４で母材鋼板１上の各素材を被覆し、継目５を
シール溶接６して、クラッド素材７とする。(I) Assembly: As shown in FIG. 2, base material steel plate 1 which is each material, insert material 30 and laminated material 2 are laminated, and each material on base material steel plate 1 is covered with cover 4 which is another low carbon steel plate. And the seam 5 is seal-welded 6 to form a clad material 7.

インサート材30は、母材鋼板１と同組成の薄鋼板、例
えば低炭素薄鋼板の表面に溶融メッキ、電気メッキ或い
は蒸着メッキ等の方法で予めZn含有量65〜95重量％のFe
−Zn合金層と鈍鉄もしくはFe含有量50重量％以上のFe−
Zn合金層をメッキしたものである。即ち、低炭素薄鋼板
の表面にZnリッチ層32を、この上にFeリッチ層33をメッ
キしたものをインサート材30として用い、メッキ面のFe
リッチ層33を合せ材２側にして母材鋼板１と合せ材２と
の間に挿入してクラッド素材７を組立てる。The insert material 30 is a thin steel sheet having the same composition as the base steel sheet 1, for example, a low carbon thin steel sheet, which has a Zn content of 65 to 95% by weight and is preliminarily formed by a method such as hot dipping, electroplating or vapor deposition plating.
-Zn alloy layer and blunt iron or Fe containing 50 wt% or more Fe-
The Zn alloy layer is plated. That is, a Zn-rich layer 32 is plated on the surface of a low-carbon thin steel sheet, and an Fe-rich layer 33 plated on this is used as an insert material 30.
The clad material 7 is assembled by inserting the rich layer 33 on the side of the laminated material 2 between the base material steel plate 1 and the laminated material 2.

このように、予めメッキした二層メッキ薄鋼板をイン
サート材30として利用することで、本発明が対象とする
ような接合面積の広いクラッド素材の組立、圧延を容易
に行うことができ生産性は向上する。As described above, by using the pre-plated double-layer plated thin steel sheet as the insert material 30, it is possible to easily assemble and roll a clad material having a wide bonding area as the object of the present invention, and to improve productivity. improves.

（ii）脱気： クラッド素材７を得たのち吸引口８を経てその内部を
ロータリーポンプ等で脱気し、10^-1Torr以下の真空度と
する。このとき予熱しながら脱気するとより容易に高真
空とすることができる。所定の脱気処理が終了すると吸
引口８を溶着するなど適宜な密閉処理をしたのち切断す
る。(Ii) Deaeration: After the clad material 7 is obtained, the inside of the clad material 7 is deaerated by a rotary pump or the like through the suction port 8 to a vacuum degree of 10 ^-1 Torr or less. At this time, a high vacuum can be more easily obtained by degassing while preheating. When the predetermined degassing process is completed, the suction port 8 is welded, and an appropriate sealing process is performed, followed by cutting.

（iii）加熱および圧延： 加熱温度は800℃以下、500℃以上とする。好ましくは
600〜750℃である。800℃を越える加熱温度では、イン
サート材30のFe−Zn合金層が溶融して好ましくない。圧
延はあまり低温仕上げとすると加工硬化やマルテンサイ
ト変態によって変形抵抗が増大するため500℃以上の加
熱温度とすべきである。(Iii) Heating and rolling: The heating temperature is 800 ° C or lower and 500 ° C or higher. Preferably
It is 600-750 ° C. If the heating temperature exceeds 800 ° C., the Fe—Zn alloy layer of the insert material 30 will melt, which is not preferable. If the rolling is finished at an excessively low temperature, deformation resistance increases due to work hardening and martensitic transformation, so the heating temperature should be 500 ° C or higher.

圧延終了後、カバーである鋼板を剥ぐことによって目
的とするチタン系金属クラッド鋼が得られる。After the rolling is completed, the steel plate that is the cover is peeled off to obtain the target titanium-based metal clad steel.

次に、本発明の実施例を示す。 Next, examples of the present invention will be described.

（実施例１） JIS H46001種相当のチタン板（厚さ10mm）とSS41相当
の炭素鋼板（厚さ90mm）を用い種々の試験を実施した。(Example 1) Various tests were performed using a titanium plate (thickness 10 mm) corresponding to JIS H46001 type and a carbon steel plate (thickness 90 mm) corresponding to SS41.

インサート材として、0.5mm厚の低炭素冷延鋼板の上
に、厚さ５μｍの90％Zn−10％Fe合金層（下層）をメッ
キし、更にこの上にFeの含有量を種々変えてFe−Zn合金
層（上層）を厚さ３μｍメッキした片面二層メッキ薄鋼
板を用いた。As an insert material, a 90% Zn-10% Fe alloy layer (lower layer) with a thickness of 5 μm is plated on a low carbon cold-rolled steel sheet with a thickness of 0.5 mm, and the Fe content is variously changed on the Fe layer. A single-sided, double-layer plated thin steel plate having a Zn alloy layer (upper layer) plated with a thickness of 3 μm was used.

これら素材を第２図の如く組立て、端部に設けた脱気
孔よりロータリーポンプで排気して10^-1Torr以下に減圧
した後、脱気孔を溶接で密閉し、750℃に５時間加熱を
行い、圧下比５で圧延して厚さ20mmのクラッド鋼とし
た。These materials were assembled as shown in Fig. 2, exhausted by a rotary pump from the degassing hole provided at the end and depressurized to 10 ^-1 Torr or less, then the degassing hole was sealed by welding and heated to 750 ° C for 5 hours. Then, it was rolled at a reduction ratio of 5 to obtain a clad steel having a thickness of 20 mm.

このクラッド鋼について、JIS0601およびJIS3603にし
たがってそのせん断強度と上層メッキ中のFe含有量との
関係を調査した。その結果を第３図に示す。Regarding this clad steel, the relationship between the shear strength and the Fe content in the upper plating was investigated according to JIS 0601 and JIS 3603. FIG. 3 shows the results.

JIS G 3603で規定されているせん断強度で14Kgf/mm²
以上の高い接合強度のクラッド鋼とするには、チタン材
側（上層）のFeリッチ層には50重量％以上のFeがよいこ
とがわかる。14 Kgf / mm ² at shear strength specified by JIS G 3603
It can be seen that 50 wt% or more of Fe is preferable for the Fe-rich layer on the titanium material side (upper layer) in order to obtain the clad steel having the above high bonding strength.

（実施例２） インサート材として、0.5mm厚の低炭素冷延鋼板の上
に、厚さ５μｍの90％Zn−10％Fe合金層（下層）をメッ
キし、更にこの上に80％Fe−20％Zn合金層（上層）の厚
みを種々変えてメッキした片面二層メッキ薄鋼板を用い
た。(Example 2) As an insert material, a 90% Zn-10% Fe alloy layer (lower layer) having a thickness of 5 µm was plated on a low carbon cold rolled steel sheet having a thickness of 0.5 mm, and further 80% Fe- A single-sided double-layer plated thin steel plate was used in which the thickness of the 20% Zn alloy layer (upper layer) was variously changed.

実施例１と同様にしてクラッドスラブを組立て同じ加
熱・圧延条件でクラッド鋼とした。A clad slab was assembled in the same manner as in Example 1 to obtain clad steel under the same heating and rolling conditions.

これらを、同じようにせん断強度と上層メッキ厚との
関連を調査した。その結果を第４図に示す。The relation between the shear strength and the upper plating thickness was investigated in the same manner. The results are shown in FIG.

第４図に明らかなとおり、せん断強度で14kgf/mm²以
上の高い接合強度のクラッド鋼を得るには、チタン材側
のFeリッチ層の厚みを２μｍ以上とすることが有効であ
る。As is clear from FIG. 4, in order to obtain a clad steel having a high joining strength of 14 kgf / mm ² or more in shear strength, it is effective to set the thickness of the Fe-rich layer on the titanium material side to 2 μm or more.

（実施例３） インサート材として、0.5mm圧の通常の低炭素冷延鋼
板の上に、Zn濃度を変えて圧さ３μｍのFe−Zn合金層
（下層）をメッキし、更にこの上に圧さ３μｍの80％Fe
−20％Zn合金層（上層）をメッキした片面二層メッキ薄
鋼板を用いた。(Example 3) As an insert material, an Fe-Zn alloy layer (lower layer) having a pressure of 3 μm was plated on a normal low carbon cold-rolled steel sheet having a pressure of 0.5 mm, and the Zn concentration was changed, and the pressure was further applied thereon. 80% Fe of 3 μm
A single-sided two-layer plated thin steel plate plated with a -20% Zn alloy layer (upper layer) was used.

クラッド鋼の製造条件は、加熱条件（700℃の温度で
８時間加熱）以外は実施例１と同じである。The production conditions of the clad steel are the same as in Example 1 except for the heating conditions (heating at 700 ° C. for 8 hours).

これらを、実施例１と同じせん断強度と下層メッキ中
のZn濃度との関連を調査した。その結果を第５図に示
す。The relationship between the same shear strength as in Example 1 and the Zn concentration in the lower layer plating was investigated. The result is shown in FIG.

せん断強度で14kgf/mm²以上の高い接合強度のクラッ
ド鋼とするには、母材鋼板側（下層）のZnリッチ層には
65〜95重量％のZnを含有するのがよいことがわかる。In order to obtain a clad steel with high bonding strength of 14 kgf / mm ² or more in shear strength, the Zn rich layer on the base steel plate side (lower layer) should be
It turns out that it is better to contain 65-95% by weight Zn.

（実施例４） インサート材として、0.5mm厚の通常の低炭素冷延鋼
板の上に、厚さ３μｍの90％Zn−10％Fe合金層（下層）
をメッキし、更にこの上に厚さ３μｍの80％Fe−20％Zn
合金層（上層）をメッキした片面二層メッキ薄鋼板を用
いた。(Example 4) As an insert material, a 90% Zn-10% Fe alloy layer (lower layer) having a thickness of 3 µm was formed on a normal low carbon cold-rolled steel sheet having a thickness of 0.5 mm.
Is plated with 80% Fe-20% Zn with a thickness of 3 μm.
A single-sided double-layer plated thin steel plate plated with an alloy layer (upper layer) was used.

加熱温度を種々変えて圧延を行いクラッド鋼とした。
なお加熱温度以外の製造条件は実施例１と同じとした。Clad steel was obtained by rolling at various heating temperatures.
The manufacturing conditions other than the heating temperature were the same as in Example 1.

これらを、同じようにせん断強度と加熱温度との関連
で調査した。その結果を第６図に示す。These were similarly investigated in relation to shear strength and heating temperature. The result is shown in FIG.

同図に明らかなように、せん断強度で14kgf/mm²以上
の高い接合強度のクラッド鋼とするには、加熱温度を50
0〜800℃とすることが必要である。As is clear from the figure, the heating temperature must be 50 to obtain clad steel with high joint strength of 14 kgf / mm ² or higher in shear strength.
It is necessary to set the temperature to 0 to 800 ° C.

なお、インサート材に前述実施例１ないし実施例４と
同じ組成のメッキした両面二層メッキ薄鋼板を用いクラ
ッド鋼を製造し、同様の調査をしたが、片面二層メッキ
薄鋼板を用いたものと同等の効果を示した。In addition, a clad steel was manufactured by using a double-sided double-layer plated thin steel plate plated with the same composition as in the above-mentioned Examples 1 to 4 for the insert material, and the same investigation was conducted, but a single-sided double-layer plated thin steel plate was used. It showed the same effect as.

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のチタン系金属クラッド
鋼は、優れた接合強度を示す。その製造は、二層メッキ
薄鋼板をインサート材として使用するため、接合強度の
高い大型のチタン系金属クラッド鋼も安価に能率よく得
ることができる。(Effects of the Invention) As described above, the titanium-based metal clad steel of the present invention exhibits excellent bonding strength. Since the production uses a double-layer plated thin steel sheet as an insert material, a large titanium-based metal clad steel having high joint strength can be obtained efficiently at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図は、本発明のクラッド鋼を示す横断面図； 第２図は、クラッド素材を示す斜視図； 第３図ないし第６図は、本発明の各種データをまとめて
しめすグラフである。 1:母材鋼板、2:合せ材 3:中間層、30:インサート材 31:薄鋼板層、32:Znリッチ層 33:Feリッチ層、4:カバー 5:継目、6:シール溶接 7:クラッド素材、8:吸引口1 is a cross-sectional view showing the clad steel of the present invention; FIG. 2 is a perspective view showing the clad material; FIGS. 3 to 6 are graphs showing various data of the present invention together. 1: Base material steel plate, 2: Laminated material 3: Intermediate layer, 30: Insert material 31: Thin steel sheet layer, 32: Zn rich layer 33: Fe rich layer, 4: Cover 5: Seam, 6: Seal welding 7: Clad Material, 8: Suction port

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２３Ｋ 20/00 ３６０ Ｂ２３Ｋ 20/00 ３６０Ｅ 20/04 20/04 Ｂ Ｇ (56)参考文献 特開 昭60−261682（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−261683（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−140393（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−10347（ＪＰ，Ａ) 特公 平６−75946（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平４−71635（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平３−63512（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭64−3599（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平３−53074（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平４−56718（ＪＰ，Ｂ２)─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. ⁶ Identification number Internal reference number FI Technical display location B23K 20/00 360 B23K 20/00 360E 20/04 20/04 BG (56) References JP-A-60-261682 (JP, A) JP-A-60-261683 (JP, A) JP-A-61-140393 (JP, A) JP-A-53-10347 (JP, A) JP-B-6-75946 (JP , B2) JP-B 4-71635 (JP, B2) JP-B 3-63512 (JP, B2) JP-B 64-3599 (JP, B2) JP-B 3-53074 (JP, B2) JP-B 4-56718 (JP, B2)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】母材鋼板とチタン系金属の合せ材との間に
中間層を有し、該中間層が母材鋼板側から薄鋼板層、Zn
リッチ層およびFeリッチ層の順に重なっていることを特
徴とするチタン系金属クラッド鋼。1. An intermediate layer is provided between a base material steel sheet and a titanium-based metal composite material, and the intermediate layer is a thin steel sheet layer, Zn from the base material steel sheet side.
A titanium-based metal clad steel characterized in that a rich layer and an Fe-rich layer are stacked in this order. 【請求項２】Znリッチ層がZn含有量65〜95重量％のFe−
Zn合金であり、Feリッチ層が純鉄もしくはFe含有量50重
量％以上のFe−Zn合金である特許請求の範囲第１項記載
のチタン系金属クラッド鋼。2. The Zn-rich layer comprises Fe-containing Zn having a content of 65 to 95% by weight.
The titanium-based metal clad steel according to claim 1, which is a Zn alloy and the Fe-rich layer is pure iron or an Fe-Zn alloy having an Fe content of 50% by weight or more. 【請求項３】母材鋼板とチタン系金属の合せ材との間に
中間層を有し、該中間層が母材鋼板側からFeリッチ層、
Znリッチ層、薄鋼板層、Znリッチ層およびFeリッチ層の
順に重なっていることを特徴とするチタン系金属クラッ
ド鋼。3. An intermediate layer is provided between a base material steel sheet and a titanium-based metal composite material, and the intermediate layer is a Fe-rich layer from the base material steel sheet side,
A titanium-based metal clad steel characterized in that a Zn-rich layer, a thin steel sheet layer, a Zn-rich layer, and an Fe-rich layer are stacked in this order. 【請求項４】Znリッチ層がZn含有量65〜95重量％のFe−
Zn合金であり、Feリッチ層が純鉄もしくはFe含有量50重
量％以上のFe−Zn合金である特許請求の範囲第３項記載
のチタン系金属クラッド鋼。4. A Zn-rich layer is a Fe-containing layer having a Zn content of 65 to 95% by weight.
The titanium-based metal clad steel according to claim 3, which is a Zn alloy and the Fe-rich layer is pure iron or an Fe-Zn alloy having an Fe content of 50% by weight or more. 【請求項５】母材鋼板とチタン系金属の合せ材とを重ね
合せ熱間圧延によってチタン系金属クラッド鋼を製造す
る方法において、Zn含有量65〜95重量％のFe−Zn合金メ
ッキ層と更に該メッキ層上面に純鉄もしくはFe含有量50
重量％以上のFe−Zn合金メッキ層を施した二層メッキ薄
鋼板をインサート材として用い、このインサート材のメ
ッキ面を合せ材側にして母材鋼板と合せ材との間に介在
させて重ね合せ、これらの部材間の接合面に酸素の供給
が行われないようにシール溶接し、該接合面を10^-1Torr
以下の真空に脱気処理した後、500〜800℃に加熱して熱
間圧延することを特徴とするチタン系金属クラッド鋼の
製造方法。5. A method for producing a titanium-based metal clad steel by laminating a base steel sheet and a titanium-based metal composite material together and hot rolling them, wherein an Fe—Zn alloy plated layer having a Zn content of 65 to 95% by weight is provided. Further, pure iron or Fe content of 50 is formed on the upper surface of the plating layer.
Double-layer plated thin steel sheet with a Fe-Zn alloy plating layer of more than wt% is used as an insert material, and the plated surface of this insert material is the side of the mating material, and it is interposed between the base material steel sheet and the mating material. Then, seal welding is performed so that oxygen is not supplied to the joint surface between these members, and the joint surface is welded at 10 ^-1 Torr.
A method for producing a titanium-based metal clad steel, which comprises deaeration in the following vacuum, heating to 500 to 800 ° C., and hot rolling.