JPH05177363A - 銅クラッド鋼材の製造方法 - Google Patents
銅クラッド鋼材の製造方法Info
- Publication number
- JPH05177363A JPH05177363A JP1859892A JP1859892A JPH05177363A JP H05177363 A JPH05177363 A JP H05177363A JP 1859892 A JP1859892 A JP 1859892A JP 1859892 A JP1859892 A JP 1859892A JP H05177363 A JPH05177363 A JP H05177363A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- copper
- clad
- steel
- assembly
- clad steel
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 組み立て圧延法により、ニッケルめっき等の
インサ−ト材を要することなく接合状態の良好な銅クラ
ッド鋼材を安価にかつ安定して製造し得る手段を確立す
る。 【構成】 図１に示したように、酸素含有量が0.06重量
％以下の銅から成る合わせ材と鋼から成る母材とを重ね
合わせた後、高真空中でその四周を溶接してクラッド組
立体とし、次いでこれに熱間接合圧延を施す。
インサ−ト材を要することなく接合状態の良好な銅クラ
ッド鋼材を安価にかつ安定して製造し得る手段を確立す
る。 【構成】 図１に示したように、酸素含有量が0.06重量
％以下の銅から成る合わせ材と鋼から成る母材とを重ね
合わせた後、高真空中でその四周を溶接してクラッド組
立体とし、次いでこれに熱間接合圧延を施す。
Description
【０００１】近年、銅（以降、 銅又は銅合金の総称とす
る）の高い熱伝導性や優れた耐食性を活用するため、例
えばリニアモ−タ−カ−用のリアクションプレ−トや
鍋，釜又は船体の外部底板等に銅を合わせ材とした銅ク
ラッド鋼材が利用されるようになってきたが、本発明は
この銅クラッド鋼材の製造方法に関するものである。
る）の高い熱伝導性や優れた耐食性を活用するため、例
えばリニアモ−タ−カ−用のリアクションプレ−トや
鍋，釜又は船体の外部底板等に銅を合わせ材とした銅ク
ラッド鋼材が利用されるようになってきたが、本発明は
この銅クラッド鋼材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術とその課題】ところで、従来、異種金属同士
を接合したクラッド材の製造法としては次の手法が知ら
れている。 a) 合わせ材を溶融して母材面に溶着させる方法， b) 合わせ材を溶融することができない時には、母材で
合わせ材をくるんでクラッド材とする方法， c) 爆発圧着或いは爆発圧着に続いて圧延を施す方法
（爆着法）， d) 合わせ材と母材を重ね合わせたクラッド組立体を冷
間又は熱間で圧延して圧着させる方法（組み立て圧延
法）。
を接合したクラッド材の製造法としては次の手法が知ら
れている。 a) 合わせ材を溶融して母材面に溶着させる方法， b) 合わせ材を溶融することができない時には、母材で
合わせ材をくるんでクラッド材とする方法， c) 爆発圧着或いは爆発圧着に続いて圧延を施す方法
（爆着法）， d) 合わせ材と母材を重ね合わせたクラッド組立体を冷
間又は熱間で圧延して圧着させる方法（組み立て圧延
法）。
【０００３】そして、これらの中でも、生産性や製品性
能の面から通常は爆着法や圧延圧着法が採用されるが、
爆着法には製造コストが非常に高いという経済的な問題
があり、そのため組み立て圧延法を採用する傾向が強ま
っている。
能の面から通常は爆着法や圧延圧着法が採用されるが、
爆着法には製造コストが非常に高いという経済的な問題
があり、そのため組み立て圧延法を採用する傾向が強ま
っている。
【０００４】しかし、銅クラッド鋼材の製造に組み立て
圧延法を適用する場合には熱間での圧着圧延が必要であ
るが、この際に次のような問題が指摘された。即ち、銅
は大気中で加熱されると表面にCuＯの酸化物が生成する
が、銅クラッド鋼材の熱間圧着圧延に先立つクラッド組
立体の加熱により銅合わせ材の表面に前記酸化物皮膜が
形成され、これが圧延中での銅と鋼の拡散接合を阻害す
るという問題である。そのため、得られる銅クラッド鋼
材の接合密着性が不十分となりがちであった。
圧延法を適用する場合には熱間での圧着圧延が必要であ
るが、この際に次のような問題が指摘された。即ち、銅
は大気中で加熱されると表面にCuＯの酸化物が生成する
が、銅クラッド鋼材の熱間圧着圧延に先立つクラッド組
立体の加熱により銅合わせ材の表面に前記酸化物皮膜が
形成され、これが圧延中での銅と鋼の拡散接合を阻害す
るという問題である。そのため、得られる銅クラッド鋼
材の接合密着性が不十分となりがちであった。
【０００５】もっとも、上述のような不都合を回避する
ため、第２図に示すように、銅合わせ材を鋼母材と鋼製
ダミ−やスペ−サ−で包み込むように重ね合わせてから
４周を密封溶接してクラッド組立体を作り、熱間圧着圧
延前の加熱に先立って、クラッド組立体内部に挿通して
おいたパイプから内部接合面に残留する空気を吸引して
真空化することで銅合わせ材表面の酸化防止を図る試み
もなされた（例えば特開昭６３−１３２７８７号公報参
照）。
ため、第２図に示すように、銅合わせ材を鋼母材と鋼製
ダミ−やスペ−サ−で包み込むように重ね合わせてから
４周を密封溶接してクラッド組立体を作り、熱間圧着圧
延前の加熱に先立って、クラッド組立体内部に挿通して
おいたパイプから内部接合面に残留する空気を吸引して
真空化することで銅合わせ材表面の酸化防止を図る試み
もなされた（例えば特開昭６３−１３２７８７号公報参
照）。
【０００６】ところが、この方法の場合でも、クラッド
組立体を作成する際の四周溶接時に母材が加熱され、熱
伝導によりこの熱が内部に伝わって銅合わせ材を昇温さ
せるので、真空吸引前のため内部接合面に残留している
空気と銅合わせ材面とが反応を起こして酸化物皮膜を形
成するのを免れることは困難であった。従って、この状
態のクラッド組立体について内部接合面の真空化を行い
圧着圧延を実施したとしても、接合密着性，剪断強度等
の性能が優れた銅クラッド鋼材を安定製造できなかった
ことは言うまでもない。
組立体を作成する際の四周溶接時に母材が加熱され、熱
伝導によりこの熱が内部に伝わって銅合わせ材を昇温さ
せるので、真空吸引前のため内部接合面に残留している
空気と銅合わせ材面とが反応を起こして酸化物皮膜を形
成するのを免れることは困難であった。従って、この状
態のクラッド組立体について内部接合面の真空化を行い
圧着圧延を実施したとしても、接合密着性，剪断強度等
の性能が優れた銅クラッド鋼材を安定製造できなかった
ことは言うまでもない。
【０００７】そこで、実際には、銅合わせ材接合面の酸
化を防ぐべく、クラッド組立体を組み立てる前に銅合わ
せ材接合面にニッケルめっきを施しておくことが行われ
ていた。しかしながら、ニッケルめっきは比較的高価で
あり、このため組み立て圧延法の利点である“経済性”
を十分に享受することができないのが現状であった。
化を防ぐべく、クラッド組立体を組み立てる前に銅合わ
せ材接合面にニッケルめっきを施しておくことが行われ
ていた。しかしながら、ニッケルめっきは比較的高価で
あり、このため組み立て圧延法の利点である“経済性”
を十分に享受することができないのが現状であった。
【０００８】このようなことから、本発明が目的とした
のは、組み立て圧延法により、ニッケルめっき等のイン
サ−ト材を要することなく接合状態の良好な銅クラッド
鋼材を安価にかつ安定して製造し得る手段を確立するこ
とであった。
のは、組み立て圧延法により、ニッケルめっき等のイン
サ−ト材を要することなく接合状態の良好な銅クラッド
鋼材を安価にかつ安定して製造し得る手段を確立するこ
とであった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成すべくなされたものであり、「酸素含有量が0.06重量
％以下の銅から成る合わせ材と鋼から成る母材とを重ね
合わせた後、 高真空中でその四周を溶接してクラッド組
立体とし、 次いでこれに熱間接合圧延を施すことによ
り、 圧延のまま及び熱処理を行った状態での界面接合強
度の優れた銅クラッド鋼材をコスト安く量産できるよう
にした点」に大きな特徴を有している。
成すべくなされたものであり、「酸素含有量が0.06重量
％以下の銅から成る合わせ材と鋼から成る母材とを重ね
合わせた後、 高真空中でその四周を溶接してクラッド組
立体とし、 次いでこれに熱間接合圧延を施すことによ
り、 圧延のまま及び熱処理を行った状態での界面接合強
度の優れた銅クラッド鋼材をコスト安く量産できるよう
にした点」に大きな特徴を有している。
【００１０】
【作用】つまり、本発明では、クラッド組立体作成時に
おける溶接熱の伝導によって銅合わせ材の接合面が酸化
されることがないよう、例えば溶接室全体を高真空化し
てその中で四周の密封溶接を行う手法を採用したもので
あり、このように高真空化された状態下で密封溶接がな
されれば、溶接熱で加熱された鋼母材からの熱伝導で銅
合わせ材面が高温に昇温してもこれと接触する空気（酸
素）が存在しないので酸化膜が形成されることはない。
従って、上記クラッド組立体の四周溶接により鋼母材と
銅合わせ材との接合面は清浄に保たれたままで密封され
るので、銅合わせ材面にニッケルめっきを施しておかな
くてもその後の熱間圧着圧延で料材は強固に接合し、接
合密着性及び剪断強度の優れた銅クラッド鋼材が安価に
得られる。
おける溶接熱の伝導によって銅合わせ材の接合面が酸化
されることがないよう、例えば溶接室全体を高真空化し
てその中で四周の密封溶接を行う手法を採用したもので
あり、このように高真空化された状態下で密封溶接がな
されれば、溶接熱で加熱された鋼母材からの熱伝導で銅
合わせ材面が高温に昇温してもこれと接触する空気（酸
素）が存在しないので酸化膜が形成されることはない。
従って、上記クラッド組立体の四周溶接により鋼母材と
銅合わせ材との接合面は清浄に保たれたままで密封され
るので、銅合わせ材面にニッケルめっきを施しておかな
くてもその後の熱間圧着圧延で料材は強固に接合し、接
合密着性及び剪断強度の優れた銅クラッド鋼材が安価に
得られる。
【００１１】ここで、銅合わせ材につき、その酸素含有
量を特に0.06重量％以下に限定したのは、銅合わせ材中
の酸素含有量が0.06重量％を超えていると製造される銅
クラッド鋼材の界面接合強度が十分でなく、高いせん断
強さを示さないからである。
量を特に0.06重量％以下に限定したのは、銅合わせ材中
の酸素含有量が0.06重量％を超えていると製造される銅
クラッド鋼材の界面接合強度が十分でなく、高いせん断
強さを示さないからである。
【００１２】なお、クラッド組立体の四周溶接を行う
「高真空」とは真空度：10-4Torr以上の高い真空域を言
い、低真空（真空度：〜10-2Torr）では大気（空気）が
完全に排気されないため銅合わせ材面に酸化物膜が生成
してしまい、また中真空（真空度：10-2〜10-3Torr）で
は電子ビ−ム，レ−ザ−ビ−ム等が安定して発生しない
ので溶接作業が困難になる。また、この時の熱間接合圧
延は８５０〜１０００℃程度の温度域で実施すれば良
い。
「高真空」とは真空度：10-4Torr以上の高い真空域を言
い、低真空（真空度：〜10-2Torr）では大気（空気）が
完全に排気されないため銅合わせ材面に酸化物膜が生成
してしまい、また中真空（真空度：10-2〜10-3Torr）で
は電子ビ−ム，レ−ザ−ビ−ム等が安定して発生しない
ので溶接作業が困難になる。また、この時の熱間接合圧
延は８５０〜１０００℃程度の温度域で実施すれば良
い。
【００１３】続いて、本発明を実施例によって更に具体
的に説明する。
的に説明する。
【実施例】まず、次のクラッド組立素材を準備した。 A) 合わせ材（Ｏ含有量：0.006wt%の銅）…２０mm厚×
１５００mm幅×３４００mm長， B) 母材（Ｃ含有量：0.11wt% の炭素鋼）…76.5mm厚×
１６００mm幅×３５００mm長， C) ダミ−材（Ｃ含有量：0.08wt% の炭素鋼）…５５mm
厚×１６００mm幅×３５００mm長， D) スペ−サ−（Ｃ含有量：0.10wt% の炭素鋼）…２６m
m厚×５０mm幅×四周分の長さ， E) 剥離材〔Ti箔，及びハイカ−ボン(C含有量:0.25■0.
65wt%)鉄箔〕。
１５００mm幅×３４００mm長， B) 母材（Ｃ含有量：0.11wt% の炭素鋼）…76.5mm厚×
１６００mm幅×３５００mm長， C) ダミ−材（Ｃ含有量：0.08wt% の炭素鋼）…５５mm
厚×１６００mm幅×３５００mm長， D) スペ−サ−（Ｃ含有量：0.10wt% の炭素鋼）…２６m
m厚×５０mm幅×四周分の長さ， E) 剥離材〔Ti箔，及びハイカ−ボン(C含有量:0.25■0.
65wt%)鉄箔〕。
【００１４】次いで、これを図１に示すように組み立て
た後、「従来法」，「特開昭６３−１３２７８７号公報
に開示された方法」及び「本発明法」に従ってその四周
を密封溶接してクラッド組立体(175.5mm厚×1600mm×35
00mm長）を作成した。なお、従来法では素材の組み立て
に先立って合わせ材の接合面にニッケルめっきを施しし
おいた。次に、このクラッド組立体を加熱後、熱間接合
圧延を施して寸法が２１mm(Cu:５mm+16mm)×２０００mm
×１０５００mmの銅クラッド鋼板を得た。このようにし
て得られた各銅クラッド鋼板の評価結果を、その製造条
件と共に表１に示す。
た後、「従来法」，「特開昭６３−１３２７８７号公報
に開示された方法」及び「本発明法」に従ってその四周
を密封溶接してクラッド組立体(175.5mm厚×1600mm×35
00mm長）を作成した。なお、従来法では素材の組み立て
に先立って合わせ材の接合面にニッケルめっきを施しし
おいた。次に、このクラッド組立体を加熱後、熱間接合
圧延を施して寸法が２１mm(Cu:５mm+16mm)×２０００mm
×１０５００mmの銅クラッド鋼板を得た。このようにし
て得られた各銅クラッド鋼板の評価結果を、その製造条
件と共に表１に示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】表１に示される結果からも明らかなよう
に、本発明法に従うと接合状況の良好な銅クラッド鋼板
を低価格で製造できることが分かる。
に、本発明法に従うと接合状況の良好な銅クラッド鋼板
を低価格で製造できることが分かる。
【００１７】
【効果の総括】以上に説明した如く、この発明によれ
ば、優れた接合密着性や接合界面の剪断強度を有した銅
クラッド鋼材をコスト安く量産することが可能になるな
ど、産業上有用な効果がもたらされる。
ば、優れた接合密着性や接合界面の剪断強度を有した銅
クラッド鋼材をコスト安く量産することが可能になるな
ど、産業上有用な効果がもたらされる。
【図１】実施例でのクラッド素材の組み立て状況を説明
した概念図である。
した概念図である。
【図２】従来法（特開昭６３−１３２７８７号公報所載
の方法）の説明図である。
の方法）の説明図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 酸素含有量が0.06重量％以下の銅又は銅
合金から成る合わせ材と鋼から成る母材とを重ね合わせ
た後、高真空中でその四周を溶接してクラッド組立体と
し、次いでこれに熱間接合圧延を施すことを特徴とす
る、界面接合強度の良好な銅クラッド鋼材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1859892A JPH05177363A (ja) | 1992-01-07 | 1992-01-07 | 銅クラッド鋼材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1859892A JPH05177363A (ja) | 1992-01-07 | 1992-01-07 | 銅クラッド鋼材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05177363A true JPH05177363A (ja) | 1993-07-20 |
Family
ID=11976083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1859892A Pending JPH05177363A (ja) | 1992-01-07 | 1992-01-07 | 銅クラッド鋼材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05177363A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102896404A (zh) * | 2012-09-28 | 2013-01-30 | 河北钢铁集团有限公司 | 层压金属复合坯料的制备方法 |
| US20130139373A1 (en) * | 2004-06-10 | 2013-06-06 | Ati Properties, Inc. | Clad alloy substrates and method for making same |
| GB2587644A (en) * | 2019-10-03 | 2021-04-07 | Rolls Royce Plc | Diffusion bonded vane |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5886988A (ja) * | 1981-11-18 | 1983-05-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 拡散溶接圧延クラツド鋼の製作方法 |
| JPS63132787A (ja) * | 1986-11-21 | 1988-06-04 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 銅クラツド鋼板の製造方法 |
-
1992
- 1992-01-07 JP JP1859892A patent/JPH05177363A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5886988A (ja) * | 1981-11-18 | 1983-05-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 拡散溶接圧延クラツド鋼の製作方法 |
| JPS63132787A (ja) * | 1986-11-21 | 1988-06-04 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 銅クラツド鋼板の製造方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US20130139373A1 (en) * | 2004-06-10 | 2013-06-06 | Ati Properties, Inc. | Clad alloy substrates and method for making same |
| US8813342B2 (en) * | 2004-06-10 | 2014-08-26 | Ati Properties, Inc. | Clad alloy substrates and method for making same |
| CN102896404A (zh) * | 2012-09-28 | 2013-01-30 | 河北钢铁集团有限公司 | 层压金属复合坯料的制备方法 |
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