JPH06254659A - Aluminum clad stainless steel sheet and its manufacture - Google Patents
Aluminum clad stainless steel sheet and its manufactureInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、クラッド比率を任意に
設定することができ、しかも界面接合力に優れたＡｌク
ラッドステンレス鋼板及びその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an Al-clad stainless steel sheet having a high clad ratio and excellent interfacial bonding strength, and a method for producing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】金属Ａｌ，Ａｌ合金等のアルミニウム系
材料は、軽量で耐食性及び熱伝導性に優れていることか
ら、厨房器具を始めとして広範な分野で使用されてい
る。また、低燃費化等の最近の傾向から、自動車用の軽
量化部材としての使用も注目されている。2. Description of the Related Art Aluminum-based materials such as metal Al and Al alloys are used in a wide range of fields including kitchen appliances because they are lightweight and have excellent corrosion resistance and thermal conductivity. Further, due to the recent tendency toward low fuel consumption, its use as a lightweight member for automobiles has been attracting attention.
【０００３】アルミニウム系材料は、機械的強度が低い
ことから、たとえば構造部材として使用する場合に厚肉
の鋳物等の形態で使用されている。厚肉化によって所定
の剛体強度をアルミニウム系材料にもたせることができ
るものの、本来の長所である軽量性が損なわれる。ま
た、厚肉材料は、鋳造によって製造されることから生産
性が低く、比較的コストの高いものとなっている。Since aluminum-based materials have low mechanical strength, they are used in the form of thick castings when used as structural members, for example. Although it is possible to impart a predetermined rigid body strength to an aluminum-based material by increasing the thickness, the original advantage of lightness is impaired. Moreover, since the thick material is manufactured by casting, the productivity is low and the cost is relatively high.
【０００４】この欠点を補いアルミニウム系材料の長所
を活かすため、アルミニウム系材料を鋼板やステンレス
鋼板等の高強度材料と貼り合わせたクラッド材の開発が
進められている。なかでも、ステンレス鋼板は、耐食性
に優れ、アルミニウム系材料に対する貼合せ材料として
有望視されている。また、このようなクラッド材では、
クラッド層形成材料として安価なＡｌ圧延板を使用でき
る。In order to make up for this drawback and utilize the advantages of the aluminum-based material, development of a clad material in which the aluminum-based material is bonded to a high-strength material such as a steel plate or a stainless steel plate is under way. Among them, stainless steel sheets have excellent corrosion resistance and are regarded as promising as a bonding material for aluminum-based materials. Moreover, in such a clad material,
An inexpensive rolled Al plate can be used as the clad layer forming material.
【０００５】普通鋼鋼板とアルミニウム系材料とを貼り
合わせたクラッド材は、これまで種々の方法で製造され
ている。しかし、同様なクラッド材製造方法をステンレ
ス鋼板とアルミニウム系材料との貼り合わせに適用して
も、通常の冷間圧延法では十分な接合強度をもったＡｌ
クラッドステンレス鋼板が得られない。これは、ステン
レス鋼板の表面に形成されている強固な不動態皮膜がク
ラッド層と下地鋼との接合を阻害することに原因があ
る。A clad material obtained by laminating an ordinary steel plate and an aluminum-based material has been manufactured by various methods. However, even if a similar clad material manufacturing method is applied to the bonding of a stainless steel plate and an aluminum-based material, an Al having a sufficient bonding strength by the ordinary cold rolling method is used.
Clad stainless steel sheet cannot be obtained. This is because the strong passivation film formed on the surface of the stainless steel plate hinders the bonding between the cladding layer and the base steel.
【０００６】そこで、芯材であるステンレス鋼板及び皮
材であるＡｌ板の両者を、高周波誘導加熱しながら圧延
クラッドラインを通板させる温間圧延法が開発されてい
る。また、真空中でステンレス鋼板及びＡｌ板を圧延接
合することも検討されている。Therefore, a warm rolling method has been developed in which both a stainless steel plate as a core material and an Al plate as a skin material are passed through a rolling clad line while being subjected to high frequency induction heating. Further, rolling-bonding a stainless steel plate and an Al plate in a vacuum is also under study.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ステンレス鋼板及びＡ
ｌ板は、圧延時に著しく異なる塑性抵抗を呈する。しか
も、ステンレス鋼表面の強固な不動態皮膜は、依然とし
てクラッド層と下地鋼との接合反応に悪影響を与える。
そのため、ステンレス鋼板及びＡｌ板を重ね合わせてク
ラッド圧延するとき、最適圧延率は、高リダクションで
且つ極めて狭い範囲となる。そのため、製品厚み及びク
ラッド比率に応じ、種々の板厚をもったＡｌ板を用意す
ることが必要になる。[Problems to be Solved by the Invention] Stainless steel plate and A
The l-plate exhibits significantly different plastic resistance during rolling. Moreover, the strong passive film on the surface of stainless steel still adversely affects the bonding reaction between the cladding layer and the base steel.
Therefore, when a stainless steel plate and an Al plate are superposed and clad rolled, the optimum rolling ratio is a high reduction and in an extremely narrow range. Therefore, it is necessary to prepare Al plates having various plate thicknesses according to the product thickness and the clad ratio.
【０００８】また、真空等の密閉雰囲気で圧延する方法
においては、使用する材料に対する前処理によって不動
態皮膜の悪影響を抑制することができる。しかし、作業
雰囲気が密閉状態であるため、各部にシール機構が必要
とされる等の設備上の問題が生じ、実操業上での解決策
にはならない。Further, in the method of rolling in a closed atmosphere such as vacuum, the adverse effect of the passivation film can be suppressed by pretreatment of the material used. However, since the working atmosphere is hermetically closed, there are problems in equipment such as the need for a sealing mechanism in each part, and this is not a solution in actual operation.
【０００９】本発明は、このような問題を解消すべく案
出されたものであり、Ａｌクラッド層の厚みを任意に設
定することができ、接合強度，平滑性，表面性状等に優
れたＡｌクラッド層を有するＡｌクラッドステンレス鋼
板を提供することを目的とする。The present invention has been devised in order to solve such problems, and the thickness of the Al clad layer can be arbitrarily set, and Al having excellent bonding strength, smoothness, surface properties and the like can be obtained. An object is to provide an Al clad stainless steel sheet having a clad layer.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明のＡｌクラッドス
テンレス鋼板は、その目的を達成するため、ステンレス
鋼基体の表面にあるＡｌめっき層を介して、Ａｌ又はＡ
ｌ合金溶湯の凝固・冷却により形成されたＡｌクラッド
層が前記ステンレス鋼基体に接合されていることを特徴
とする。In order to achieve the object, an Al clad stainless steel sheet according to the present invention is made of Al or A through an Al plating layer on the surface of a stainless steel substrate.
An Al clad layer formed by solidifying and cooling the molten 1-alloy is joined to the stainless steel substrate.
【００１１】Ａｌめっき層は、溶融めっき，電気めっ
き，蒸着等により予めステンレス鋼板表面に形成され
る。なかでも、比較的厚いＡｌめっき層を簡単に形成で
きることから、溶融めっき法が有利である。溶融Ａｌめ
っきステンレス鋼板は、たとえば特開昭６４−２８３５
１号公報で紹介されている方法によって製造される。The Al plating layer is formed beforehand on the surface of the stainless steel plate by hot dipping, electroplating, vapor deposition or the like. Among them, the hot dipping method is advantageous because a relatively thick Al plating layer can be easily formed. The hot-dip Al-plated stainless steel sheet is disclosed, for example, in JP-A 64-2835.
It is manufactured by the method introduced in Japanese Patent No.
【００１２】このＡｌクラッドステンレス鋼板は、Ａｌ
めっき層が形成されたステンレス鋼板を一対の圧延ロー
ルの間に送り込むと共に、前記圧延ロールの間に形成さ
れる湯溜り部にＡｌ又はＡｌ合金溶湯を連続的に供給
し、前記圧延ロール間で前記Ａｌ又はＡｌ合金溶湯を連
続的に凝固させると同時に圧延して前記ステンレス鋼板
に一体化することにより製造される。このとき、圧延ロ
ールに対するＡｌ又はＡｌ合金溶湯の焼付きを防止する
ため、炭化水素を主成分とするガスの不完全燃焼により
発生した煤状カーボンを回転している圧延ロールに連続
的に付着させながら、前記圧延ロール間でステンレス鋼
板にＡｌクラッド層を形成することもできる。This Al clad stainless steel plate is made of Al
The stainless steel plate on which the plating layer is formed is fed between a pair of rolling rolls, and Al or Al alloy molten metal is continuously supplied to the molten metal pool portion formed between the rolling rolls, and between the rolling rolls. It is manufactured by continuously solidifying an Al or Al alloy molten metal and rolling it at the same time to integrate it into the stainless steel plate. At this time, in order to prevent seizure of the molten Al or Al alloy on the rolling roll, the soot-like carbon generated by the incomplete combustion of the gas containing hydrocarbon as a main component is continuously adhered to the rotating rolling roll. However, the Al clad layer may be formed on the stainless steel plate between the rolling rolls.
【００１３】[0013]
【作 用】本発明においては、下地となるステンレス鋼
板に予めＡｌめっき層を形成している。Ａｌめっき層
は、ステンレス鋼板が大気と接することによって形成さ
れる不動態皮膜の発生を抑制し、また仮に不動態皮膜が
形成されたステンレス鋼板であってもその悪影響を抑え
る。しかも、Ａｌめっき層は、クラッド材と基本的に同
種の材料であることから、下地とクラッド層との間の接
合強度を改善する中間層として働く。その結果、得られ
たＡｌクラッドステンレス鋼は、Ａｌクラッド層が強固
に下地鋼に接合し、優れた界面接合力を呈する。[Operation] In the present invention, an Al plating layer is formed in advance on a stainless steel plate as a base. The Al plating layer suppresses the generation of a passivation film formed by the stainless steel plate coming into contact with the atmosphere, and also suppresses the adverse effect thereof even if the stainless steel plate is formed with the passivation film. Moreover, since the Al plating layer is basically the same kind of material as the clad material, it functions as an intermediate layer for improving the bonding strength between the underlayer and the clad layer. As a result, in the obtained Al-clad stainless steel, the Al-clad layer is firmly bonded to the base steel and exhibits excellent interfacial bonding strength.
【００１４】また、Ａｌクラッド層は、いわゆるツイン
ロール法によって溶湯から形成されるものであるため、
ロールギャップを調節することによりクラッド材の厚み
を自由に設定することができる。そして、ロールギャッ
プを通過するとき、溶融状態から僅かに降温した塑性流
動性の高いＡｌ又はＡｌ合金が圧延ロールによって加圧
されるので、平滑で優れた表面性状を呈するクラッド層
となる。Since the Al clad layer is formed from the molten metal by the so-called twin roll method,
The thickness of the clad material can be freely set by adjusting the roll gap. Then, when passing through the roll gap, Al or Al alloy having a high plastic flowability, which is slightly cooled from the molten state, is pressed by the rolling rolls, so that the cladding layer has a smooth and excellent surface property.
【００１５】本発明のＡｌクラッドステンレス鋼板は、
たとえば図１に概略を示す構造をもった設備で製造され
る。The Al clad stainless steel sheet of the present invention is
For example, it is manufactured by a facility having a structure schematically shown in FIG.
【００１６】水冷機構を内蔵した一対の圧延ロール１
０，２０を、回転軸を互いに平行にして配置し、両者の
間に湯溜り部３０を形成する。圧延ロール１０，２０
は、たとえば無段変速モータによって駆動される。圧延
ロール１０，２０の回転速度は、製造しようとするクラ
ッド材の厚みを初めとする種々の操業条件に応じて変わ
るものであるが、周速１〜１００ｍ／分の範囲で設定さ
れる。A pair of rolling rolls 1 incorporating a water cooling mechanism
The rotating shafts 0 and 20 are arranged in parallel with each other, and a basin 30 is formed between them. Rolling rolls 10, 20
Is driven by, for example, a continuously variable transmission motor. The rotation speed of the rolling rolls 10 and 20 varies depending on various operating conditions such as the thickness of the clad material to be manufactured, but is set within the range of the peripheral speed of 1 to 100 m / min.
【００１７】圧延ロール１０，２０の軸長方向両端部に
は、カラー１１，２１が設けられている。下位側の圧延
ロール１０に形成したカラー１１よりも中央側が圧延部
１２となり、上位側の圧延ロール２０に形成したカラー
２１よりも中央側がカラーホール２２となる。カラー１
１，２１は、圧延による板の幅方向広がり力を受けて製
品板幅を規制すると共に、ロールバイト１４への材料の
引き込みを促進させる。また、下位側の圧延ロール１０
に設けたカラー１１により、閉鎖孔型の湯溜り部３０が
形成される。Collars 11 and 21 are provided at both ends of the rolling rolls 10 and 20 in the axial direction. The rolling portion 12 is located on the center side of the collar 11 formed on the lower rolling roll 10, and the color hole 22 is located on the center side of the collar 21 formed on the upper rolling roll 20. Color 1
The members 1 and 21 regulate the product plate width by receiving the spreading force of the plate in the width direction by rolling and promote the drawing of the material into the roll bite 14. In addition, the lower rolling roll 10
A closed hole-type pool 30 is formed by the collar 11 provided on the.
【００１８】図示の例では、圧延ロール１０，２０の回
転軸１３，２３を結ぶ直線の水平方向に対する傾斜角度
αが４５度に設定されている。しかし、傾斜角度αは、
これに拘束されることなく、０〜１８０度の範囲で自由
に選ぶことができる。なお。傾斜角度αに応じて、湯溜
り部３０への溶湯供給方法を適宜変更する。In the illustrated example, the inclination angle α of the straight line connecting the rotating shafts 13 and 23 of the rolling rolls 10 and 20 with respect to the horizontal direction is set to 45 degrees. However, the inclination angle α is
Without being bound by this, it is possible to freely select in the range of 0 to 180 degrees. Incidentally. The method of supplying the molten metal to the pool 30 is appropriately changed according to the inclination angle α.
【００１９】湯溜り部３０のロール軸長方向両端部は、
サイド堰ユニット３１で仕切られている。サイド堰ユニ
ット３１は、内側が断熱材でライニングされた二枚のス
テンレス鋼製サイド堰を結合し、サイド堰を圧延ロール
１０，２０のカラー１１，２１に載せている。Both ends of the basin 30 in the roll axial direction are
It is partitioned by the side weir unit 31. The side weir unit 31 connects two stainless steel side weirs whose inner sides are lined with a heat insulating material, and places the side weirs on the collars 11 and 21 of the rolling rolls 10 and 20.
【００２０】湯溜り部３０には、サイド堰ユニット３１
の斜め上方に配置された保持炉３２から樋３３を経てＡ
ｌ又はＡｌ合金の溶湯３４が連続的に供給される。保持
炉３２は、溶湯３４を高温に保持するためのルツボ３５
を収容している。ルツボ３５の底壁には流出孔３６が穿
設されており、流量調整用のストッパー３７が流出孔３
６に対し昇降自在に設けられている。なお、ストッパー
３７に代え、スライディングノズルを使用することも可
能である。A side dam unit 31 is provided in the pool 30.
From the holding furnace 32 arranged diagonally above the
The molten metal 34 of 1 or Al alloy is continuously supplied. The holding furnace 32 has a crucible 35 for holding the molten metal 34 at a high temperature.
Are housed. An outlet hole 36 is formed in the bottom wall of the crucible 35, and a stopper 37 for adjusting the flow rate is provided in the outlet hole 3.
It is provided to be movable up and down with respect to 6. Instead of the stopper 37, a sliding nozzle can be used.
【００２１】ストッパー３７の高さ方向位置に応じて流
量調整された溶湯３４は、一定流量の下降流３８となっ
て樋３３に流下する。樋３３に供給された溶湯３４をロ
ール軸長方向に関し均一な流量分布の流れとして湯溜り
部３０に送り込むため、幅方向に均等に分配するため複
数のＶ型溝を樋３３に形成することが好ましい。The molten metal 34 whose flow rate is adjusted according to the position of the stopper 37 in the height direction becomes a downward flow 38 having a constant flow rate and flows down into the gutter 33. Since the molten metal 34 supplied to the gutter 33 is sent into the pool 30 as a flow having a uniform flow rate distribution in the roll axial direction, a plurality of V-shaped grooves may be formed in the gutter 33 in order to distribute the melt 34 evenly in the width direction. preferable.
【００２２】他方、アルミニウム系材料とクラッドされ
るステンレス鋼板４０としては、予めＡｌめっき層が片
面或いは両面に形成されたものを使用する。実用的な観
点からは、板厚０．３〜１．０ｍｍ及び板幅１．５ｍ以
下のステンレス鋼板が好ましい。ステンレス鋼板４０
は、Ａｌめっき層形成側の表面が溶湯３４に接するよう
に、圧延ロール２０の周面に沿って湯溜り部３０に送り
込まれる。このとき、ステンレス鋼板４０を所定の張力
付与状態で供給するため、入側にガイド４１を設けてい
る。On the other hand, as the stainless steel plate 40 clad with the aluminum-based material, one having an Al plating layer formed in advance on one side or both sides is used. From a practical viewpoint, a stainless steel plate having a plate thickness of 0.3 to 1.0 mm and a plate width of 1.5 m or less is preferable. Stainless steel plate 40
Is sent to the molten metal pool 30 along the circumferential surface of the rolling roll 20 such that the surface on the side where the Al plating layer is formed contacts the molten metal 34. At this time, in order to supply the stainless steel plate 40 with a predetermined tension applied, a guide 41 is provided on the entrance side.
【００２３】湯溜り部３０に供給された溶湯３４は、ロ
ール軸長方向に関して断熱材を介してサイド堰ユニット
３１のサイド堰に接触している。そのため、湯溜り部３
０からロール軸長方向両側に溶湯３４が漏出することが
なく、またサイド堰によって冷却されることもない。し
たがって、湯溜り部３０の溶湯３４は、直接接触する圧
延ロール１０及びステンレス鋼板４０を介して間接的に
接触する圧延ロール２０により抜熱され、ステンレス鋼
板４０の表面上で冷却・凝固する。このとき、ステンレ
ス鋼板４０の表面にＡｌめっき層が予め形成されている
ので、ステンレス鋼板４０に対する溶湯３４の馴染みが
よく、ステンレス鋼板４０の全面に溶湯３４が均一に拡
がる。The molten metal 34 supplied to the molten metal pool 30 is in contact with the side dam of the side dam unit 31 via a heat insulating material in the roll axial direction. Therefore, the basin 3
The molten metal 34 does not leak from 0 to both sides in the roll axial direction, and is not cooled by the side dam. Therefore, the molten metal 34 of the pool 30 is removed from heat by the rolling roll 10 that is in direct contact with the rolling roll 20 that is in indirect contact with the stainless steel plate 40, and is cooled and solidified on the surface of the stainless steel plate 40. At this time, since the Al plating layer is previously formed on the surface of the stainless steel plate 40, the molten metal 34 fits well to the stainless steel plate 40, and the molten metal 34 spreads uniformly over the entire surface of the stainless steel plate 40.
【００２４】溶湯３４の凝固と同時に、圧延ロール１
０，２０間で圧延が行われる。したがって、下地鋼５１
の上に形成されるクラッド層５２は、平滑で優れた表面
性状をもつものとなる。また、圧延ロール１０，２０間
のロールギャップを調整することによって、クラッド層
５２の厚みを任意に変えることができる。具体的には、
０．４〜４．０ｍｍの範囲でロールギャップを設定する
ことが好ましい。しかも、形成されたクラッド層５２が
Ａｌめっき層を介して下地鋼５１に接合しているので、
ステンレス鋼表面に形成されがちな不動態皮膜の影響を
受けることなく、接合強度に優れたクラッド層５２を有
するクラッド材５０が得られる。At the same time when the molten metal 34 is solidified, the rolling roll 1
Rolling is performed between 0 and 20. Therefore, the base steel 51
The clad layer 52 formed on the top surface has a smooth and excellent surface texture. Further, the thickness of the cladding layer 52 can be arbitrarily changed by adjusting the roll gap between the rolling rolls 10 and 20. In particular,
It is preferable to set the roll gap within the range of 0.4 to 4.0 mm. Moreover, since the formed clad layer 52 is joined to the base steel 51 through the Al plating layer,
It is possible to obtain the clad material 50 having the clad layer 52 having excellent bonding strength without being affected by the passivation film that tends to be formed on the surface of stainless steel.
【００２５】クラッド層５２の厚みは、特に制約される
ものではないが、実用上から０．１〜３．０ｍｍの範囲
で設定することが好ましい。クラッド層５２の厚みが
０．１ｍｍ未満になると、ロールギャップの調整が難し
く、操業安定性を低下させる。他方、厚みが３．０ｍｍ
を超えるクラッド層５２では、クラッド層５２自体で強
度が確保され、補強材として働くステンレス鋼板４０と
貼り合わせる利点が薄くなる。Although the thickness of the clad layer 52 is not particularly limited, it is preferably set in a range of 0.1 to 3.0 mm for practical use. If the thickness of the clad layer 52 is less than 0.1 mm, it is difficult to adjust the roll gap and the operation stability is reduced. On the other hand, the thickness is 3.0 mm
In the clad layer 52 exceeding the above range, the strength is secured by the clad layer 52 itself, and the advantage of bonding with the stainless steel plate 40 serving as a reinforcing material is reduced.
【００２６】ツインロール法の適用材料としてＡｌ又は
Ａｌ合金を使用するとき、ロール表面に対するＡｌ又は
Ａｌ合金の焼付きが生じる場合がある。この焼付きを防
止する手段として、本発明においては、圧延ロール１
０，２０の表面に煤状カーボンを付着させる手段を採用
している。すなわち、圧延ロール１０，２０の下方に配
置したバーナ１５，２５で炭化水素を主成分とするガス
を不完全燃焼させ、発生した煤状カーボンを回転してい
る圧延ロール１０，２０の周面に連続的に付着させる。
煤状カーボンは、焼付きを防止すると共に一種の離型剤
として働き、圧延ロール１０，２０の周面からクラッド
材５０が離れることを容易にすると共に、製造されたク
ラッド材５０の表面性状を改善する。When Al or an Al alloy is used as a material to which the twin roll method is applied, seizure of the Al or Al alloy on the roll surface may occur. In the present invention, the rolling roll 1 is used as a means for preventing this seizure.
A means for adhering soot-like carbon to the surface of 0, 20 is adopted. That is, the burners 15 and 25 arranged below the rolling rolls 10 and 20 incompletely combust the gas containing hydrocarbon as a main component, and the generated soot-like carbon is applied to the circumferential surface of the rotating rolling rolls 10 and 20. Adhere continuously.
The soot-like carbon prevents seizure and also acts as a kind of mold release agent to facilitate the separation of the clad material 50 from the peripheral surfaces of the rolling rolls 10 and 20, and to improve the surface texture of the manufactured clad material 50. Improve.
【００２７】圧延ロール１０，２０の周面に対する煤状
カーボンの付着を均一にするため、圧延ロール１０，２
０とバーナ１５，２５との間に遮蔽板１６，２６が設け
られている。遮蔽板１６，２６には、圧延ロール１０，
２０の特定された周面にバーナ１５，２５からのフレー
ムが照射されるように、シャッター付きのスリット１
７，２７が形成されている。遮蔽板１６，２６は、圧延
中以外に煤状カーボンが圧延ロール１０，２０の周面に
付着することを防止する作用も呈する。そして、圧延が
始まると同時にシャッターを移動させてスリット１７，
２７を解放し、煤状カーボンを圧延ロール１０，２０の
周面に均一な薄膜として付着させる。なお、Ａｌ又はＡ
ｌ合金の焼付きは、溶湯３４が直接接触する側の圧延ロ
ール１０の周面に発生し易いことから、他方のバーナ２
５を省略することが可能である。In order to make the soot-like carbon adhere to the peripheral surfaces of the rolling rolls 10 and 20 uniform, the rolling rolls 10 and 2
Shielding plates 16 and 26 are provided between 0 and the burners 15 and 25. The shielding plates 16 and 26 include rolling rolls 10,
A slit 1 with a shutter is provided so that the frames from the burners 15 and 25 are irradiated onto the 20 specified peripheral surfaces.
7, 27 are formed. The shielding plates 16 and 26 also have a function of preventing soot-like carbon from adhering to the circumferential surface of the rolling rolls 10 and 20 except during rolling. Then, at the same time when rolling starts, the shutter is moved to move the slits 17,
27 is released, and soot-like carbon is attached to the peripheral surfaces of the rolling rolls 10 and 20 as a uniform thin film. In addition, Al or A
Since the seizure of the 1-alloy is likely to occur on the circumferential surface of the rolling roll 10 on the side where the molten metal 34 directly contacts, the burner 2
It is possible to omit 5.
【００２８】圧延ロール１０，２０の表面温度を一定に
維持するとき、溶湯３４の冷却・凝固及びステンレス鋼
板４０に対する接合反応が所期設定通りに進行する。具
体的には、圧延ロール１０，２０の表面温度を常温〜８
０℃の範囲に維持することが好ましい。When the surface temperature of the rolling rolls 10 and 20 is maintained constant, the cooling and solidification of the molten metal 34 and the joining reaction to the stainless steel plate 40 proceed as set. Specifically, the surface temperature of the rolling rolls 10 and 20 is from room temperature to 8
It is preferable to maintain the temperature in the range of 0 ° C.
【００２９】圧延ロール１０，２０の表面温度を一定に
維持する手段として適宜の予熱・冷却装置が必要とされ
るが、本発明においては、圧延ロール１０，２０を中空
とし内部から水冷することによってロール周面の冷却を
行い、バーナ１５，２５でガスを完全燃焼させることに
よりロール周面を所定温度に予熱することができる。し
かし、予熱・冷却手段としては、これに拘束されるもの
ではなく、種々の予熱機構及び冷却機構が採用可能なこ
とは勿論である。An appropriate preheating / cooling device is required as means for maintaining the surface temperature of the rolling rolls 10 and 20 constant. In the present invention, the rolling rolls 10 and 20 are hollow and water-cooled from the inside. By cooling the peripheral surface of the roll and completely burning the gas by the burners 15 and 25, the peripheral surface of the roll can be preheated to a predetermined temperature. However, the preheating / cooling means is not limited to this, and it goes without saying that various preheating mechanisms and cooling mechanisms can be adopted.
【００３０】ルツボ３５から樋３３に供給される溶湯３
４の流出温度は７２０〜８２０℃、樋３３から湯溜り部
３０に供給される溶湯３４の注湯温度は７００〜８００
℃にそれぞれ維持することが好ましい。すなわち、ロー
ルバイト１４における溶湯３４の温度を、Ａｌの融点よ
りも相当高い温度に設定する。これにより、湯溜り部３
０に供給された溶湯３４は、ステンレス鋼板４０に接触
して直ちに凝固することなく、ステンレス鋼板４０表面
のＡｌめっき層を溶解し、下地鋼５１に対する密着性が
優れたクラッド層５２となる。Molten metal 3 supplied from crucible 35 to gutter 33
The outflow temperature of No. 4 is 720 to 820 ° C., and the pouring temperature of the molten metal 34 supplied from the gutter 33 to the pool 30 is 700 to 800.
It is preferable to maintain each at 0 ° C. That is, the temperature of the molten metal 34 in the roll bite 14 is set to a temperature considerably higher than the melting point of Al. As a result, the basin 3
The molten metal 34 supplied to 0 melts the Al plating layer on the surface of the stainless steel plate 40 without contacting the stainless steel plate 40 and immediately solidifying, and becomes the clad layer 52 having excellent adhesion to the base steel 51.
【００３１】図示の例では、下地鋼５１の片面のみにク
ラッド層５２を形成したクラッド材５０を製造する場合
を示している。しかし、本発明は、下地鋼５１の両面に
クラッド層５２を形成したクラッド材に対しても適用さ
れる。この場合、両面がＡｌめっきされたステンレス鋼
板４０を、圧延ロール２０の周面から離した状態で湯溜
り部３０に供給する。そして、ステンレス鋼板４０の両
側から、Ａｌ又はＡｌ合金の溶湯３４を圧延ロール１
０，２０間の湯溜り部３０に供給する。これにより、ス
テンレス鋼板４０を芯材として両面にＡｌクラッド層が
形成された３層構造のクラッド材が得られる。In the illustrated example, the case where the clad material 50 in which the clad layer 52 is formed only on one surface of the base steel 51 is manufactured is shown. However, the present invention is also applied to the clad material in which the clad layers 52 are formed on both sides of the base steel 51. In this case, the stainless steel plate 40 having both surfaces plated with Al is supplied to the basin 30 while being separated from the peripheral surface of the rolling roll 20. Then, the molten metal 34 of Al or Al alloy is rolled from both sides of the stainless steel plate 40 by the rolling roll 1
It is supplied to the pool 30 between 0 and 20. As a result, a clad material having a three-layer structure in which an Al clad layer is formed on both surfaces of the stainless steel plate 40 as a core material is obtained.
【００３２】[0032]
実施例１：下地鋼となるステンレス鋼板４０として、板
厚０．４ｍｍ及び板幅３９．４ｍｍのステンレス鋼板Ｓ
ＵＳ３０４の両面に片面当りの目付け量４０ｇ／ｍ2
（めっき厚み約１５μｍ）でＡｌめっき層を溶融めっき
法で予め形成したものを使用した。他方、このステンレ
ス鋼板にクラッドされるアルミニウム系材料としては、
純Ａｌ（ＪＩＳ １０５０）を使用した。Example 1: As a stainless steel plate 40 serving as a base steel, a stainless steel plate S having a plate thickness of 0.4 mm and a plate width of 39.4 mm
Unit weight per side of US304 is 40g / m 2
An Al plating layer having a plating thickness of about 15 μm, which was previously formed by a hot dip plating method, was used. On the other hand, as the aluminum-based material clad to this stainless steel plate,
Pure Al (JIS 1050) was used.
【００３３】圧延ロール１０，２０としては、直径２５
５ｍｍ，胴長２５０ｍｍ，肉厚５０ｍｍのＳＫＤ６１製
中空ロールを使用した。また、圧延部１２の幅を４０ｍ
ｍ，カラー１１の高さを４ｍｍ，カラーホール２２の深
さを８ｍｍにそれぞれ設定した。また、表面温度が５０
±５℃に維持されるように、圧延ロール１０，２０を予
熱した。そして、これら圧延ロール１０，２０をＡＣ１
５ｋＷのインバータ式無段変速モータにより駆動した。
なお、本実施例においては一回の圧延量が少量であるこ
とから、圧延ロール１０，２０の水冷は省略した。The rolling rolls 10 and 20 have a diameter of 25.
A hollow roll made of SKD61 having a length of 5 mm, a body length of 250 mm and a wall thickness of 50 mm was used. The width of the rolling part 12 is 40 m.
m, the height of the collar 11 was set to 4 mm, and the depth of the color hole 22 was set to 8 mm. Also, the surface temperature is 50
The rolling rolls 10 and 20 were preheated so as to be maintained at ± 5 ° C. And these rolling rolls 10 and 20 are AC1.
It was driven by a 5kW inverter type continuously variable motor.
In this example, since the amount of one rolling was small, the water cooling of the rolling rolls 10 and 20 was omitted.
【００３４】また、圧延ロール１０，２０の周面に煤状
カーボンを均一に付着させるため、燃焼ガス流量を一定
にした条件下で、ロール周速に応じて酸素流量を表１の
ように変化させる方式を採用した。なお、燃焼ガスとし
て、圧延ロール１０，２０の周面から１５ｃｍ離れた位
置に設定されたバーナー１５，２５から、流量０．６ｍ
3 ／時でブタンガスを供給した。Further, in order to make the soot-like carbon adhere to the peripheral surfaces of the rolling rolls 10 and 20 uniformly, the oxygen flow rate is changed as shown in Table 1 according to the roll peripheral speed under the condition that the combustion gas flow rate is constant. The method of letting is adopted. In addition, as a combustion gas, a flow rate of 0.6 m was obtained from burners 15 and 25 set at positions 15 cm away from the peripheral surfaces of the rolling rolls 10 and 20.
Butane gas was supplied at 3 / hour.
【００３５】[0035]
【表１】 [Table 1]
【００３６】注湯温度及びロールギャップを７５０℃及
び１．４ｍｍにそれぞれ設定し、ロール周速を６〜１４
ｍ／分の範囲で種々変化させて圧延を行い、Ａｌクラッ
ドステンレス鋼板を製造した。圧延中はストッパー３７
によって湯溜り部３０の供給される溶湯３４の流量を調
節し、湯溜り部３０における湯面高さを約２０ｍｍに保
った。The pouring temperature and roll gap are set to 750 ° C. and 1.4 mm, respectively, and the roll peripheral speed is set to 6 to 14
Rolling was carried out with various changes within the range of m / min to manufacture an Al clad stainless steel sheet. Stopper 37 during rolling
The flow rate of the molten metal 34 supplied to the pool 30 was adjusted to maintain the height of the molten metal surface in the pool 30 at about 20 mm.
【００３７】製造されたＡｌクラッドステンレス鋼板の
平坦度，表面性状及び界面接合力を調査した。界面接合
力は、Ａｌクラッドステンレス鋼板から切り出された試
験片を９０度曲げ・曲げ戻し試験に供し、クラッド層に
剥離が生じないものを良好と判定した。調査結果を、表
２に示す。The flatness, surface texture and interfacial bonding force of the produced Al clad stainless steel sheet were investigated. The interfacial bonding force was tested by bending a test piece cut from an Al-clad stainless steel sheet in a 90-degree bending / bending-back test, and judged that the clad layer did not peel off. The survey results are shown in Table 2.
【００３８】[0038]
【表２】 [Table 2]
【００３９】表２から明らかなように、ロール周速を１
２ｍ／分に設定するとき、平坦度，表面性状及び界面接
合力の全てにおいて優れたＡｌクラッドステンレス鋼板
が製造された。ただし、ロール周速１２ｍ／分は、前述
した他の条件に適した値であり、溶湯温度，ロールギャ
ップ等の他の条件が変動するのに伴って当然に変わるも
のであり、一概に定めることはできない。なお、表２に
おけるクラックはステンレス鋼側にみられ、湯皺はＡｌ
クラッド層側にみられた。As is apparent from Table 2, the roll peripheral speed is 1
When set to 2 m / min, an Al clad stainless steel sheet excellent in flatness, surface texture and interfacial bonding strength was produced. However, the roll peripheral speed of 12 m / min is a value suitable for the other conditions described above, and naturally changes with changes in other conditions such as the molten metal temperature and the roll gap. I can't. The cracks in Table 2 were found on the stainless steel side, and the wrinkles were Al.
It was found on the clad layer side.
【００４０】更に、アルミクラッドされたステンレス鋼
板から試験片を切り出し、その断面を観察したところ、
図２に示すように下地鋼５１とクラッド層５２との間に
僅かながらアルミめっき層に由来する中間層５３がみら
れた。この中間層５３がクラッド層５２に優れた親和性
を呈することから、平坦度，表面性状及び界面接合力の
全てに優れたクラッド層５２が形成されるものと推察さ
れる。これに対し、クラッド層５２が設けられない反対
側の表面では、予め形成したＡｌめっき層５４が実質的
な厚み変動無くほとんど当初のままで残っていた。Furthermore, when a test piece was cut out from the aluminum clad stainless steel plate and the cross section was observed,
As shown in FIG. 2, an intermediate layer 53 derived from the aluminum plating layer was slightly seen between the base steel 51 and the clad layer 52. Since the intermediate layer 53 has an excellent affinity for the cladding layer 52, it is presumed that the cladding layer 52 having excellent flatness, surface properties, and interfacial bonding strength is formed. On the other hand, on the surface on the opposite side where the clad layer 52 is not provided, the Al plating layer 54 formed in advance remained almost as it was without any substantial thickness variation.
【００４１】実施例２：ステンレス鋼板４０として、板
厚０．５ｍｍ，板幅３９．４ｍｍのステンレス鋼板ＳＵ
Ｓ ４３０を使用し、このステンレス鋼板に片面当り２
０ｇ／ｍ2 （めっき厚み約７．５μｍ）の目付け量で溶
融Ａｌめっきを施した。このステンレス鋼板４０にクラ
ッドさせるアルミニウム系材料として、Ｍｇ含有アルミ
合金（ＪＩＳ ５０５２）を使用した。また、圧延ロー
ル１０，２０としては、実施例１と同じものを使用し、
ロール周面を同様に５０±５℃に予熱した。Example 2 As the stainless steel plate 40, a stainless steel plate SU having a plate thickness of 0.5 mm and a plate width of 39.4 mm
Using S430, 2 per side of this stainless steel plate
Hot-dip Al plating was performed with a basis weight of 0 g / m 2 (plating thickness of about 7.5 μm). An Mg-containing aluminum alloy (JIS 5052) was used as an aluminum-based material to be clad on the stainless steel plate 40. As the rolling rolls 10 and 20, the same ones as in Example 1 are used,
The roll peripheral surface was similarly preheated to 50 ± 5 ° C.
【００４２】注湯温度７５０℃に設定し、ロールギャッ
プを１．０〜３．０ｍｍの範囲で、またロール周速を２
〜２８ｍ／分の範囲で種々変化させて圧延を行い、アル
ミクラッドステンレス鋼板を製造した。また、圧延中は
ストッパー３７で溶湯３４の流量を調節し、湯溜り部３
０における湯面の高さを約２０ｍｍに保った。なお。圧
延ロール１０，２０に対する冷却の省略及び圧延ロール
１０，２０の駆動方式は実施例１と同様にした。The pouring temperature is set to 750 ° C., the roll gap is in the range of 1.0 to 3.0 mm, and the roll peripheral speed is 2
The aluminum clad stainless steel sheet was manufactured by rolling with various changes within a range of up to 28 m / min. During rolling, the flow rate of the molten metal 34 is adjusted by the stopper 37,
The height of the molten metal surface at 0 was kept at about 20 mm. Incidentally. The cooling of the rolling rolls 10 and 20 was omitted, and the driving system of the rolling rolls 10 and 20 was the same as in the first embodiment.
【００４３】また、圧延ロール１０，２０の周面に煤状
カーボンを均一に付着させる条件として、ロール周速に
応じて燃焼ガス及び酸素ガスの流量を表３に示すように
変化させた。なお、燃焼ガスとしてはブタンガスを使用
し、圧延ロール１０，２０とバーナー１５，２５との間
の距離は１５ｃｍに設定した。Further, as conditions for uniformly depositing soot-like carbon on the peripheral surfaces of the rolling rolls 10 and 20, the flow rates of the combustion gas and the oxygen gas were changed as shown in Table 3 according to the roll peripheral speed. In addition, butane gas was used as the combustion gas, and the distance between the rolling rolls 10 and 20 and the burners 15 and 25 was set to 15 cm.
【００４４】[0044]
【表３】 [Table 3]
【００４５】製造されたアルミクラッドステンレス鋼板
の平坦度，表面性状及び界面接合力を実施例１と同様に
調査した。そして、平坦度，表面性状及び界面接合力の
全てにおいて良好なＡｌクラッドステンレス鋼板が得ら
れたロールギャップとロール周速との関係を、表４に示
した。なお、表４では、得られたアルミクラッドステン
レス鋼板のクラッド層厚と全板厚との関係を併せ示して
いる。The flatness, surface texture and interfacial bonding strength of the produced aluminum clad stainless steel sheet were investigated in the same manner as in Example 1. Table 4 shows the relationship between the roll gap and the roll peripheral speed at which an Al-clad stainless steel sheet having good flatness, surface properties, and interfacial bonding strength was obtained. Table 4 also shows the relationship between the clad layer thickness and the total plate thickness of the obtained aluminum clad stainless steel sheet.
【００４６】[0046]
【表４】 [Table 4]
【００４７】[0047]
【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、ステンレス鋼板表面に形成したＡｌめっき層に接触
する状態でＡｌ又はＡｌ合金の溶湯を供給し、一対の冷
却ロールの間で溶湯を凝固させると同時に圧延すること
により、Ａｌクラッド層を形成している。このとき、Ａ
ｌ又はＡｌ合金は、ステンレス鋼板表面にあるＡｌめっ
き層を溶かし込みながら冷却・凝固する。そして、塑性
流動性が高い高温状態でステンレス鋼板表面に押しつけ
られながら圧延される。そのため、形成されたクラッド
層は、下地であるステンレス鋼板に対して良好な密着性
を呈すると共に、平滑化された優れた表面性状をもつこ
とになる。しかも、ロールギャップに応じてクラッド層
の厚みを任意に調節することができるため、従来のよう
に種々の板厚をもつアルミ板を用意する必要なく、需要
に応じたクラッド比率をもったＡｌクラッドステンレス
鋼板を製造することができる。製造されたＡｌクラッド
ステンレス鋼板は、下地及びクラッド層共に耐食性に優
れた材料であり、しかも下地による機械強度及びクラッ
ド層に起因する軽量性を活用し、厨房用器具，内装材，
外装材，各種自動車用部材等として広範な用途に適した
材料となる。As described above, in the present invention, the molten metal of Al or Al alloy is supplied in a state of being in contact with the Al plating layer formed on the surface of the stainless steel plate, and the molten metal is fed between the pair of cooling rolls. The Al clad layer is formed by solidifying and rolling at the same time. At this time, A
The l or Al alloy is cooled and solidified while melting the Al plating layer on the surface of the stainless steel plate. Then, it is rolled while being pressed against the surface of the stainless steel plate in a high temperature state having high plastic fluidity. Therefore, the clad layer thus formed exhibits good adhesion to the base stainless steel plate and also has excellent smoothed surface properties. Moreover, since the thickness of the clad layer can be arbitrarily adjusted according to the roll gap, it is not necessary to prepare aluminum plates having various plate thicknesses as in the conventional case, and an Al clad having a clad ratio according to demand can be obtained. A stainless steel plate can be manufactured. The produced Al-clad stainless steel sheet is a material having excellent corrosion resistance for both the underlayer and the cladding layer, and further, utilizing the mechanical strength of the underlayer and the lightness due to the cladding layer, kitchen appliances, interior materials,
It is a material suitable for a wide range of applications such as exterior materials and various automobile parts.
【図１】 本発明を実施するための設備構成の一例を示
す。FIG. 1 shows an example of an equipment configuration for carrying out the present invention.
【図２】 製造されたＡｌクラッドステンレス鋼の断面
を示す。FIG. 2 shows a cross section of the produced Al-clad stainless steel.
１０，２０ 圧延ロール １５，２５ バーナ
３０ 湯溜り部 ３４ Ａｌ又はＡｌ合金の溶湯 ４０ ステンレス鋼板 ５０ クラッド材（Ａｌクラッドステンレス鋼板） ５１ 下地鋼（ステンレス鋼） ５２ クラッド層
５３ 中間層 ５４ Ａｌめっき層10,20 Rolling roll 15,25 Burner
30 molten metal pool 34 molten metal of Al or Al alloy 40 stainless steel plate 50 clad material (Al clad stainless steel plate) 51 base steel (stainless steel) 52 clad layer
53 intermediate layer 54 Al plated layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮本 丈二 大阪府枚方市香里ケ丘４−15−２香里合同 宿舎13−572 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor, Joji Miyamoto 4-15-2, Karigigaoka, Hirakata, Osaka
Claims (5)
き層を介して、Ａｌ又はＡｌ合金溶湯の凝固・冷却によ
り形成されたＡｌクラッド層が前記ステンレス鋼基体に
接合されていることを特徴とするＡｌクラッドステンレ
ス鋼板。1. An Al clad layer formed by solidifying and cooling Al or a molten Al alloy is joined to the stainless steel substrate through an Al plating layer on the surface of the stainless steel substrate. Al clad stainless steel plate.
っき，電気めっき，蒸着等でステンレス鋼板の表面に形
成されたものであることを特徴とするＡｌクラッドステ
ンレス鋼板。2. An Al-clad stainless steel plate, wherein the Al plating layer according to claim 1 is formed on the surface of the stainless steel plate by hot dipping, electroplating, vapor deposition or the like.
板を一対の圧延ロールの間に送り込むと共に、前記圧延
ロールの間に形成される湯溜り部にＡｌ又はＡｌ合金溶
湯を連続的に供給し、前記圧延ロール間で前記Ａｌ又は
Ａｌ合金溶湯を連続的に凝固させると同時に圧延して前
記ステンレス鋼板に一体化することを特徴とするＡｌク
ラッドステンレス鋼板の製造方法。3. A stainless steel plate having an Al plating layer formed thereon is fed between a pair of rolling rolls, and Al or an Al alloy molten metal is continuously supplied to a molten metal pool portion formed between the rolling rolls. A method for manufacturing an Al-clad stainless steel plate, characterized in that the Al or Al alloy melt is continuously solidified between the rolling rolls and simultaneously rolled and integrated with the stainless steel plate.
焼により発生した煤状カーボンを回転している圧延ロー
ルに連続的に付着させながら、前記圧延ロール間でステ
ンレス鋼板にＡｌクラッド層を一体化することを特徴と
する請求項３記載の製造方法。4. An Al clad layer is formed on a stainless steel plate between the rolling rolls while continuously adhering soot-like carbon generated by incomplete combustion of a gas containing hydrocarbon as a main component to a rotating rolling roll. The manufacturing method according to claim 3, wherein the manufacturing method is integrated.
気めっき，蒸着等によってＡｌめっき層が予め形成され
たものを使用することを特徴とする請求項３又は４記載
の製造方法。5. The manufacturing method according to claim 3, wherein the stainless steel plate has an Al plating layer formed in advance by hot dipping, electroplating, vapor deposition, or the like.
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|---|---|---|---|
| JP3298009A JP3012053B2 (en) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | Manufacturing method of Al-clad stainless steel sheet |
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| JPH06254659A true JPH06254659A (en) | 1994-09-13 |
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- 1991-10-18 JP JP3298009A patent/JP3012053B2/en not_active Expired - Fee Related
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