(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッド接合面になる鋼板表面に、ピット未発生部分の面積率が６０％以下であるように高密度にピットが形成しており、かつ、これらピットの平均深さＨ（μｍ）とピットの開口部の平均径Ｄ（μｍ）が下記（１）式および（２）式の関係を満足しているクラッド用ステンレス鋼板。
０.５≦Ｈ≦５ -----（１）
２Ｈ≦Ｄ≦４Ｈ ----（２）
【請求項２】
クラッド接合面になる鋼板表面にピットが隙間なく形成しており、これらピットの平均深さＨ（μｍ）とピットの開口部の平均径Ｄ（μｍ）が下記（１）式および（２）式の関係を満足しているクラッド用ステンレス鋼板。
０.５≦Ｈ≦５ -----（１）
２Ｈ≦Ｄ≦４Ｈ ----（２）
【請求項３】
Ｆｅ3+濃度：１〜５０ｇ／Ｌ，液温：３０〜５０℃の塩化第二鉄水溶液中で、アノード電解時の電流密度を１.０〜１０.０ｋＡ／ｍ2，カソード電解時の電流密度を０.１〜３.０ｋＡ／ｍ2とした０.５〜１０Ｈｚの交番電解をクラッド接合面になる鋼板表面に１０〜１２０秒間施す、請求項１または請求項２に記載のクラッド用フェライト系ステンレス鋼板の製造方法。
【請求項４】
Ｆｅ3+濃度：３０〜１２０ｇ／Ｌ，液温：３０〜５０℃の塩化第二鉄水溶液中で、アノード電解時の電流密度を１.０〜１０.０ｋＡ／ｍ2，カソード電解時の電流密度を０.５〜３.０ｋＡ／ｍ2とした０.５〜１０Ｈｚの交番電解をクラッド接合面になる鋼板表面に１０〜１２０秒間施す、請求項１または請求項２に記載のクラッド用オーステナイト系ステンレス鋼板の製造方法。
【請求項５】
鋼板は鋼帯である請求項１または請求項２に記載のクラッド用ステンレス鋼板。
【請求項６】
鋼板は鋼帯である請求項３または請求項４に記載のクラッド用ステンレス鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種金属板とのクラッドにおいて安定した接合強度を得ることが可能な表面を有するステンレス鋼板およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ステンレス鋼クラッド材は、ステンレス鋼の持つ美麗さと高耐食性に、「合わせ材」の特性を兼ね備えた複合材料として、現在多くの分野で使用されている。例えば、耐食性とともに均熱性・電磁誘導加熱特性が必要とされるＩＨ炊飯器の内釜にはＡｌ／フェライト系ステンレス鋼クラッド材が、放熱性と電気伝導性が要求される電子部品材料にはＣｕ／ステンレス鋼クラッド材が、低接触電気抵抗性が求められるようなボタン電池の外装缶にはＮｉ／ステンレス鋼クラッド材が用いられるなど、多種にわたる異種金属とのステンレス鋼クラッド材がある。
【０００３】
そして、これらステンレス鋼クラッド材の製造方法としては、量産性，製造コストの観点から、コイル状での連続生産が可能な圧延接合法が最も広く利用されている。図１にその圧延接合法の概略を示す。ペイオフリール（１）から払い出されたステンレス鋼（２）と合わせ材（３）は、常温のままあるいは必要によりインダクションヒーター等の加熱手段（４）で加熱された後、圧延機（５）で圧着されてテンションリール（６）に巻き取られる。巻き取られたコイルは、通常、十分な接合強度を確保するために「加熱拡散処理」を受ける。この加熱処理は加工硬化した材料を軟質化する目的も兼ねている。
ここで、ステンレス鋼（２）のクラッド接合面になる表面は、予めショットブラストされるか、あるいはペイオフリール（１）と圧延機（５）の間でブラッシングにより粗面化処理されるのが一般的である。この粗面化の目的は、▲１▼前工程の還元性雰囲気焼鈍あるいは硝酸系の仕上げ酸洗でステンレス鋼板表面に生成した強固な不動態皮膜を取り除き、圧着後の接合面の加熱拡散をスムーズに進行させることによってステンレス鋼と合わせ材との接合強度を向上させること、および、▲２▼合わせ材との接触面積を増やすことで直接的に接合強度の向上に寄与することにある。
【０００４】
しかし、ショットブラスト処理やブラッシング処理のように物理的な研削により鋼板表面を粗面化する方法では、研削粉の処理に手間が掛かり連続生産性が低下する。加えて、鋼板表面に研削粉が残存したまま圧着される可能性が高く、その場合にはその部分の接合面は加熱拡散が進行せず、ステンレス鋼クラッド材全体として安定した接合強度が得られない。さらに薄鋼板の場合は物理的に付加される外力の影響を受けやすく、上記処理により鋼板の形状が崩れる場合もある。
【０００５】
他方、硫酸，塩酸，硝弗酸等の酸類や塩化第二鉄溶液を用いた化学エッチング処理（スプレー法，浸漬法等）でステンレス鋼板表面層を溶解しながら粗面化する方法もある。しかしこの方法では局所的に大きなピットが発生するなどステンレス鋼板表面に均一にピットを形成させて粗面化するのが難しく、処理時間も長いことから連続シートからなるコイル状の鋼帯を処理するうえで最適な方法とはいえない。
【０００６】
これらの方法に代わるステンレス鋼板表面の粗面化手段として特開平6-136600号公報には、塗料との密着性向上を目的としたものであるが、硝酸または硝酸を主成分とする水溶液中でステンレス鋼に陽極電解または陽極電解＋陰極電解を施して鋼板表面を電気化学的に溶解しながら粗面化する方法が開示されている。しかし粗面化に要する処理時間がフェライト系鋼種で40〜60min，オーステナイト系鋼種で3〜60minと長く、この方法も大量生産に適した方法とはいい難い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、ステンレス鋼クラッド材を製造する際に必要となるステンレス鋼板表面の粗面化処理として、従来からのショットブラストやブラッシング処理では研削粉の処理に手間がかかるうえ均一な接合強度を得ることが難しく、しかも薄鋼板では形状不良が生じやすかった。また化学エッチング処理では均一なピット形成が難しく、処理時間も長かった。さらに酸中での電解処理でも処理時間が長かった。本発明は、かかる現状に鑑み、合わせ材とのより均一な接合強度を安定して得ることが可能なクラッド用ステンレス鋼板の粗面化表面形態を明らかにして、そのようなステンレス鋼板を提供することを目的とする。併せて、そのようなステンレス鋼板を、連続シートからなるコイル状の鋼帯の連続処理が可能な短い処理時間で、しかも薄ゲージ材に適用可能な方法で製造する技術を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、クラッド接合面になる鋼板表面に、ピット未発生部分の面積率が６０％以下であるように高密度にピットが形成しており、かつ、これらピットの平均深さＨ（μｍ）とピットの開口部の平均径Ｄ（μｍ）が下記（１）式および（２）式の関係を満足しているクラッド用ステンレス鋼板である。
０.５≦Ｈ≦５ -----（１）
２Ｈ≦Ｄ≦４Ｈ ----（２）
ここで、ピット未発生部分の面積率とは、鋼板表面の垂直投影面積に占めるピット未発生部分の面積の割合（％）をいう。また、ピットの平均深さＨは、各ピットの深さを平均したμｍ単位の値を意味する。したがって、（１）式によりＨの値は０.５〜５μｍの範囲に規定されるが、深さが５μｍを超えるピットや０.５μｍ未満であるピットが存在する場合も含まれる。同様に、ピットの開口部の平均径Ｄは、各ピットの開口部の直径を平均したμｍ単位の値を意味する。したがって、（２）式によりＤの値は２Ｈ〜４Ｈの範囲に規定されるが、開口部の直径が４Ｈを超えるピットや２Ｈ未満であるピットが存在する場合も含まれる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１の鋼板において、クラッド接合面になる鋼板表面に、特にピットが隙間なく形成している点に特徴を有するものである。
ここで、ピットが隙間なく形成しているとは、各ピットの間にピット未発生部分がないこと、換言すれば、各ピットは周囲全体が他のピットと接するようにして連続的につながっている状態を意味する。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、鋼板がフェライト系ステンレス鋼である場合の前記クラッド用ステンレス鋼板の製造方法であり、Ｆｅ3+濃度：１〜５０ｇ／Ｌ（リットル），液温：３０〜５０℃の塩化第二鉄水溶液中で、アノード電解時の電流密度を１.０〜１０.０ｋＡ／ｍ2，カソード電解時の電流密度を０.１〜３.０ｋＡ／ｍ2とした０.５〜１０Ｈｚの交番電解をクラッド接合面になる鋼板表面に１０〜１２０秒間施すものである。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、鋼板がオーステナイト系ステンレス鋼である場合の前記クラッド用ステンレス鋼板の製造方法であり、Ｆｅ3+濃度：３０〜１２０ｇ／Ｌ（リットル），液温：３０〜５０℃の塩化第二鉄水溶液中で、アノード電解時の電流密度を１.０〜１０.０ｋＡ／ｍ2，カソード電解時の電流密度を０.５〜３.０ｋＡ／ｍ2とした０.５〜１０Ｈｚの交番電解をクラッド接合面になる鋼板表面に１０〜１２０秒間施すものである。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、鋼板は鋼帯であることに特徴を有する前記クラッド用ステンレス鋼板である。
請求項６に記載の発明は、鋼板は鋼帯であることに特徴を有する前記フェライト系クラッド用ステンレス鋼板またはオーステナイト系クラッド用ステンレス鋼板の製造方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、各種金属板とステンレス鋼のクラッドにおいて、十分な接合強度が確保できるようなステンレス鋼板のクラッド接合面の粗面化形態について種々調べた結果、クラッド接合面になるステンレス鋼板表面に、ピット未発生部分の面積率が６０％以下であるように高密度にピットが形成しており、しかもそのピットの平均深さＨが０.５〜５μｍ，ピットの平均径Ｄが２Ｈ≦Ｄ≦４Ｈの関係式を満たす形状のときに安定した接合強度が確保できることを知見した。ピットの密度は高密度であるほど望ましく、鋼板表面にピットが隙間なく連続的に形成している場合が、最も望ましい。
ピットの平均深さＨが５μｍより深くなると、圧着時にピットの深底部が合わせ材と接触しにくくなり、その結果安定した接合強度が得られなくなる恐れがある。一方、ピットの平均深さＨが０.５μｍより浅いと圧着時に平坦化し、合わせ材との接触面積を高める機能が失われてしまう。したがって、Ｈを０.５〜５μｍの範囲に規定した。
また、ピットの平均径ＤがＤ＞４Ｈの関係を満たすようなピット形態になると、合わせ材との単位面積当たりの接触率が低下し接合強度が急に劣る。一方、半球状を超えてピット開口部が狭まった鍵穴状のピット形状になっても圧着時に合わせ材との接触が阻害されるようになる。このような理由からＤを２Ｈ≦Ｄ≦４Ｈの範囲に規定したが、圧着時の合わせ材との接触性を一層高めるためには、半球状よりやや浅めの３Ｈ≦Ｄ≦４Ｈなる範囲のピット形状が望まれる。
【００１４】
図２および図３に、本発明のクラッド用ステンレス鋼板表面に形成されたピットの電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を示す。図２は鋼板の断面写真、図３はピットを形成した鋼板表面を上方から見た写真である。これらの写真から、鋼板表面にピットが隙間なく連続的に形成している様子がわかる。
ピットの平均深さＨは、例えば図２のような鋼板断面の電子顕微鏡写真から求めることができる。図２の例ではＨ＝１.５μｍである。また、ピットの開口部の平均径Ｄは、例えば図３のような鋼板表面の電子顕微鏡写真から求めることができる。図３の例ではＤ＝５μｍである。
【００１５】
このような粗面化形態が塩化第二鉄水溶液中での交番電解で形成できる理由については、次のように考えられる。
図４に、本発明の塩化第二鉄水溶液中での交番電解によるステンレス鋼板表面のピット形成過程を模式的に示す。まず、アノード電解でピットが発生する。次に、カソード電解でＨ2の発生が起き、フラットな部分に比べピット内部では一時的にＦｅ3+＋３ＯＨ-→Ｆｅ（ＯＨ）3の反応が起こる領域までｐＨが上昇し、この時に、ピット内壁はＦｅ（ＯＨ）3によって覆われる。そして、再びアノード電解が行われる時に、このＦｅ（ＯＨ）3が保護作用をし、すでに形成されているピット内部よりも、Ｈ2発生により活性化されているフラットな部分が優先的に溶解され、その結果、フラットな部分に新たなピットが形成されることになる。以上のことが繰り返し行われることにより、本発明では比較的短時間で微細かつ緻密なピットをステンレス鋼板表面に均一に施すことができると考えられる。
以下、本発明における交番電解処理の条件について説明する。
【００１６】
（電解液）
本発明では、Ｆｅ3+を含む電解液を使用することが必須要件である。これは、本発明の交番電解では、前述のとおり、ピット内でＦｅ3+＋３ＯＨ-→Ｆｅ（ＯＨ）3の反応を起こしてピット内壁をＦｅ（ＯＨ）3で保護し、フラットな部分に新たなピットを形成させるというメカニズムを利用するからである。したがって、Ｆｅ3+を含まない塩化第一鉄，硝酸，塩酸，硫酸等の電解液中での交番電解では、上記メカニズムを利用した電解粗面化が行えない。さらに、本発明ではステンレス鋼を対象とするので、電解液中にはステンレスの酸化作用を促進するＮＯ3-，ＳＯ42-といったイオンが含まれていないことも、孔食、すなわちピット形成を容易にさせ、短時間での粗面化処理を可能にするための重要な条件となる。このような観点から、本発明ではＦｅ3+を含む塩化第二鉄水溶液を使用する。
【００１７】
電解液のエッチング力と形成されるピットの形状との間には密接な関係がある。電解液のエッチング力が弱いと浅めのピットが形成されやすく、エッチング力が増すにつれて半球状あるいは鍵穴状といったピット開口部の大きさの割には深さのあるピットが形成されるようになる。このような現象が起こる理由については現時点では不明な点も多いが、恐らく、電解液のエッチング力を強めるとステンレス鋼板の不動態化作用が低下し、その結果、深さ方向へのピット成長が促進されるものと考えられる。したがって、ピット平均深さＨと開口部平均径Ｄの関係を適正範囲に制御するためには、電解液の濃度および液温を管理する必要がある。
【００１８】
エッチング力に及ぼす塩化第二鉄の濃度および液温の影響は、ステンレス鋼に含まれる化学成分によって多少異なるが、フェライト系ステンレス鋼であれば電解液中に含まれるＦｅ3+濃度が１〜５０ｇ／Ｌ、オーステナイト系ステンレス鋼であれば３０〜１２０ｇ／Ｌとなるように塩化第二鉄濃度をコントロールし、かつ液温を３０〜５０℃の範囲にすることが望ましい。
【００１９】
しかし、本発明の電解処理では、カソード電解時にＨ2発生とともにＦｅ3+＋ｅ-→Ｆｅ2+なる還元反応が起こる。一方、アノード電解時にステンレス鋼から溶出するＦｅはＦｅ2+であることから、処理時間の経過とともに電解液中では粗面化処理に必要なＦｅ3+の濃度が低下する。したがって、工業的規模での連続生産に対応するためには、Ｆｅ3+濃度を常に適正範囲に保つような操作が必要であり、例えば、Ｆｅ3+の消費に合わせて新液を添加する、あるいは電解液中に生成したＦｅ2+をＦｅ3+に酸化する周知の方法等によってＦｅ3+濃度を調整すればよい。
【００２０】
（アノード電解）
アノード電解の目的は、ステンレス鋼板表面にピットを形成させることである。アノード電流密度が１.０ｋＡ／ｍ2未満では活性溶解が起こるだけでステンレス鋼板表面にピットを形成することができない。一方、１０.０ｋＡ／ｍ2を超えるとＣｌ-イオンの分解反応をともなうようになり、作業効率と作業環境がともに悪化する。したがって、アノード電流密度は１.０〜１０.０ｋＡ／ｍ2の範囲とすることが望ましい。
また、交番電解１サイクルあたりのアノード通電時間は、ステンレス鋼板表面に形成される球面状のピットの平均径Ｄと直接関係し、１サイクルあたりのアノード通電時間が長くなるほどピットの平均径Ｄはアノード電流密度とは無関係に増大する。本発明で規定する前記（１）式および（２）式の条件を満足するサイズのピットを得るためには、１サイクルあたりのアノード通電時間を０.０５〜１ｓｅｃとする必要がある。
【００２１】
（カソード電解）
カソード電解の目的は、ステンレス鋼板表面でＨ2を発生させ、ピット内壁にＦｅ（ＯＨ）3の保護皮膜を形成させること、およびピット未発生部分を活性化させることである。そのためカソード電流密度の下限は、電解液中のＦｅ3+の還元反応の限界電流密度より高くしてＨ2発生領域の値となるように設定しなければならず、塩化第二鉄濃度，液温あるいは流速等によって多少変動するが、フェライト系ステンレス鋼に適用する電解液であればほぼ０.１ｋＡ／ｍ2以上、オーステナイト系ステンレス鋼の適用電解液であればほぼ０.５ｋＡ／ｍ2以上あればよい。一方、過剰なＨ2発生はピット内壁に形成したＦｅ（ＯＨ）3の保護皮膜をも取り去る恐れがあり、その場合にはステンレス鋼板表面に良好な形状のピットを高密度に形成することが難しい。このためカソード電流密度の上限は３.０ｋＡ／ｍ2とし、Ｈ2発生量が過剰にならない程度にとどめる必要がある。
カソード電流密度の望ましい範囲は、フェライト系ステンレス鋼であれば０.１〜３.０ｋＡ／ｍ2、オーステナイト系ステンレス鋼であれば０.５〜３.０ｋＡ／ｍ2である。
また、カソード電解の目的を達成するための交番電解１サイクルあたりのカソード通電時間は０.０１ｓｅｃ以上必要である。
【００２２】
（交番電解サイクル）
交番電解１サイクルあたりの適正通電時間は、アノード電解で０.０５〜１ｓｅｃ、カソード電解では０.０１ｓｅｃあればよいことを述べたが、工業的規模での交番電源を考慮した場合、アノードとカソードの通電時間は１：１とすることがコスト的な面から望ましい。このことから、交番電解のサイクルは０.５〜１０Ｈｚの範囲に規定した。
【００２３】
（電解処理時間）
交番電解に要する処理時間が１０ｓｅｃに満たないと、ステンレス鋼板表面にピット未発生箇所が多く残り、接合材との十分な接合強度を確保するために必要な接触面積が確保されない。一方、１２０ｓｅｃを超えて電解しても粗面化形態および接合材との接合強度に大きな差はなく、それ以上の処理は経済上不利になる。したがって、本発明の交番電解に要する処理時間は１０〜１２０ｓｅｃと規定した。これは、工業的規模での連続生産に十分対応できる処理時間といえる。
【００２４】
以上述べたように、本発明のステンレス鋼板表面の粗面化は、ピット内でのＦｅ（ＯＨ）3の発生と電解液のエッチング力、いいかえればステンレス鋼板の不動態化作用を利用したものである。Ｆｅ（ＯＨ）3の残渣は粗面化処理後の通常の水洗により除去でき、また粗面化面の不動態化の程度も軽度である。このため、電解粗面化処理後に水洗したのち、このまま各種金属とのクラッドに用いても十分な接合強度を得ることが可能である。しかし、より一層安定した接合強度を得るためには、粗面化処理後に希塩酸による軽い酸洗処理を行うことが効果的である。
【００２５】
また、本発明のステンレス鋼板とのクラッドに適用できる合わせ材としては、Ａｌ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｔｉ等の金属板またはその合金板、あるいは冷延鋼板などが挙げられ、使用用途により選択することができる。
【００２６】
【実施例】
（実施例１）
ＳＵＳ４３０，ＳＵＳ４４４，ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６の各種２Ｄ仕上げ材のステンレス鋼板に通常の電解脱脂・酸洗を施した材料について、塩化第二鉄水溶液の温度および電解液中に含まれるＦｅ3+の濃度を塩化第二鉄により種々変えた条件の電解液を使用して、アノード電流密度を５.０ｋＡ／ｍ2，カソード電流密度を０.１〜３.０ｋＡ／ｍ2，交番電解サイクルを２.５Ｈｚ，処理時間を３０ｓｅｃとした条件で電解処理を行い、それぞれの鋼種について適正な電解液の条件を調査した。
【００２７】
図５にその結果を示す。図５中、各鋼種ごとに枠で囲まれた領域が、その鋼種についてピットの平均深さＨ値と平均径Ｄ値が前記（１）式および（２）式の関係を満たした適正形状のピットを安定して形成できる電解条件の範囲を表す。一般的に不動態化作用が強いとされる鋼種ほど適正範囲は高濃度・高温度側となるが、液温が５０℃を越えると鋼種を問わず全濃度範囲においてＤ＜２Ｈなるいわゆる鍵穴状をした不適切形状のピット発生率が高くなった。逆に３０℃未満ではＤ＞４Ｈなるごく浅い不適切形状のピットの発生が多くなった。電解液の液温を３０〜５０℃の範囲とし、塩化第二鉄濃度を調整することにより各種ステンレス鋼板表面に同様の適正形状のピットを安定して形成することができた。具体的には、電解液中に含まれるＦｅ3+の濃度を、フェライト系ステンレス鋼の場合１〜５０ｇ／Ｌ、オーステナイト系ステンレス鋼の場合３０〜１２０ｇ／Ｌの範囲にすればよい。ただし、圧着時に合わせ材との接触性を一層高めるためには半球状よりやや浅めのピットが形成できる条件、すなわち、フェライト系では１〜３５ｇ／Ｌ、オーステナイト系では３０〜１００ｇ／Ｌにそれぞれコントロールすることが望ましい。
【００２８】
（実施例２）
板厚０.６ｍｍのＳＵＳ４３０の２Ｄ仕上げ材に通常の電解脱脂・酸洗を施した材料について、Ｆｅ3+を１５ｇ／Ｌ含む液温が４０℃の塩化第二鉄水溶液を用いて、アノード電流密度を３.０ｋＡ／ｍ2，カソード電流密度を０.３ｋＡ／ｍ2，処理時間を６０ｓｅｃと一定にして、交番電解サイクルを０.２５〜２０Ｈｚの範囲内で変えた条件で電解処理を行い、ピットの平均深さが０.１〜１０μｍの種々の段階にあるサンプルを作製した。いずれのサンプルもほぼ球面状のピットが鋼板表面に隙間なく形成しており、ピットの形態は、平均深さＨと開口部の平均径Ｄとの間に２Ｈ≦Ｄ≦４Ｈの関係が成立しているものであった。各サンプルにつき、Ａｌ板（Ａ1100，板厚２.０ｍｍ）とのクラッド材を以下に示す条件で作製した。
・圧延率：Ａｌ板とステンレス鋼板の板厚合計に対して３５％（一定）
・Ａｌ板のクラッド面側表面の処理：アルカリ脱脂処理
・ステンレス鋼板のクラッド面側表面の処理：電解粗面化処理
・圧着前Ａｌ板加熱温度：４００℃
・圧着前ステンレス鋼板加熱温度：４００℃
・圧着後の加熱拡散条件：３５０℃×１ｈ
このようにして得たＡｌ／ステンレス鋼クラッド材の接合強度を、図６に示すＴ字剥離試験法により引張速度０.１６ｍｍ／ｓｅｃで測定した。
【００２９】
その測定結果を図７に示す。一般にクラッド材では、高加工の成形性を必要とする用途では５００Ｎ／inch以上の接合強度が必要とされている。図７によると、ピットの平均深さが０.５μｍ〜５μｍの範囲で５００Ｎ／inch以上の接合強度が得られるのがわかる。なお、図７中、ピットの平均深さＨが０のものは、電解粗面化処理を施していないＳＵＳ４３０の２Ｄ仕上げ材である。
【００３０】
（実施例３）
次に、板厚が０.６ｍｍのＳＵＳ４３０およびＳＵＳ３０４の２Ｄ仕上げ材に通常の電解脱脂・酸洗を施した材料に対して種々の条件で電解処理を行い、得られたサンプルについて実施例２と同様の条件で、Ａｌ板（Ａ3004，板厚２.０ｍｍ）とのステンレス鋼クラッド材を作製し、その接合強度を測定した。その結果を、電解処理後の粗面化形態とともに、表１，表２に示す。使用した電解液は、ＳＵＳ４３０の場合には液温が３５℃，Ｆｅ3+を１〜７０ｇ／Ｌ含む塩化第二鉄水溶液、ＳＵＳ３０４の場合には液温が４５℃，Ｆｅ3+を２０〜１５０ｇ／Ｌ含む塩化第二鉄水溶液である。なお、表中に記載したアノード電流密度およびカソード電流密度は、台形波または正弦波（交流波）を交番電源として用いた場合についてはその最大電流密度の値を示す。
さらに、比較のために、塩化第二鉄以外の電解液を用いて表面を電解処理したものも準備し、同様の方法でＡｌ／ステンレス鋼クラッド材を作製し接合強度を調査した。その結果を表３に示す。
【００３１】
表１に示す本発明の電解条件で処理を行ったＮｏ.１〜１０のサンプルは、いずれもピットが鋼板表面に隙間なく形成しており、ピットの平均深さＨと開口部の平均径Ｄが前記（１）式および（２）式の関係を満たしていた。これらは全て５００Ｎ／inch以上の十分な接合強度を有していた。特に３Ｈ≦Ｄ≦４Ｈの関係を満たすものでは７００Ｎ／inch以上という非常に高い接合強度が得られた。また、交番電源波形は矩形波，台形波，正弦波（交流波）等の各種交番波形が利用できることが確認された。
【００３２】
これに対し、表２および表３に示すように、本発明の規定範囲を外れる条件で電解処理処理を行ったサンプルでは、５００Ｎ／inch以上の接合強度を得ることができなかった。これらのうち、Ｎｏ.１６のサンプルはピットの平均深さが０.５μｍ未満のもの、Ｎｏ.１５のサンプルはピットの平均深さが５μｍを超えるもの、Ｎｏ.１１，１４のサンプルはピットの平均深さＨとピットの開口部の平均径Ｄの関係が４Ｈ＜Ｄとなったもの、Ｎｏ.１２，１３，１７のサンプルは鋼板表面に未電解部分が残り、ピット未発生部分が６０％を超えたもの、Ｎｏ.１８，１９，２０のサンプルはピットの平均深さＨとピットの開口部の平均径Ｄの関係がＤ＜２Ｈとなったものである。
【００３３】
（実施例４）
板厚が１.０ｍｍのＳＵＳ４３０の２Ｄ仕上げ鋼帯に通常の電解脱脂・酸洗後、本発明の電解粗面化処理を施したコイル、および、電解粗面化処理の代わりにショットブラストあるいはブラッシングによる粗面化処理をクラッド接合面となる面に施したコイルをそれぞれ準備した。そして、図１に示す構成の装置を用いてアルカリ脱脂済みのＡｌコイル（Ａ1100，板厚２.０ｍｍ）とのクラッドコイルを作製した。
【００３４】
得られた各Ａｌ／ステンレス鋼クラッドコイルの長手方向任意の位置から幅方向にわたるサンプルを採取し、その接合強度を測定した。その結果として、図８には本発明の電解粗面化処理を用いた場合、図９にはショットブラスト処理を用いた場合、図１０にはブラッシング処理を用いた場合のＡｌ／ステンレス鋼クラッドコイルの幅方向にわたる接合強度の変化をそれぞれ示す。図８の結果と、図９・図１０の結果を比較すると明らかなように、図８の本発明の電解粗面化処理を施したステンレス鋼コイルを用いた場合には、幅方向にわたって安定して７００Ｎ／inch以上の接合強度が得られているのに対し、図９・図１０の物理的粗面化処理を施したステンレス鋼コイルを用いた場合には、接合強度が不安定であり、一部５００Ｎ／inchに満たないところもみられる。このようにショットブラストやブラッシング処理材において接合強度が不安定なのは、粗面化処理時に発生した研削粉が完全に取り切れないまま圧着されたためと考えられる。
【００３５】
（実施例５）
板厚１.０ｍｍのＳＵＳ４３０，ＳＵＳ３０４の２Ｄ仕上げ材に、本発明の電解粗面化処理を施したもの、および、通常の電解脱脂・酸洗を施しただけのものを準備した。そして、通常の電解脱脂・酸洗済みの各種金属板（板厚１.０ｍｍ）とのクラッド材を作製し、その接合強度を実施例２と同様に測定した。その結果を、各種金属板とのクラッド条件と併せて表４に示す。
表４からわかるように、本発明の電解粗面化処理を施したステンレス鋼板はＡｌ以外の金属板とのクラッドにおいても、電解粗面化処理を施していない比較材に比べ非常に高い接合強度を確保することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、クラッド用ステンレス鋼板の接合面になる面を特定形態の粗面化表面とすることによって、各種金属板と当該ステンレス鋼板のクラッド接合強度を安定して向上させるものである。その粗面化表面は、塩化第二鉄水溶液を用いた交番電解処理によって得ることができ、電解条件をコントロールすることによって種々のステンレス鋼種に対して適正形態の粗面化表面を形成することができる。また、この粗面化手段は処理時間が短いため、特に鋼帯を連続処理する大量生産に適している。さらに、従来のショットブラストやブラッシング処理では困難であった「薄板」の粗面化も可能である。
したがって、本発明は、品質（性能），コストの両面からステンレス鋼クラッド材の普及に寄与するものである。
【００３７】
【表１】
0003674734.tif 000002
【００３８】
【表２】
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【００３９】
【表３】
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【００４０】
【表４】
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【図面の簡単な説明】
【図１】クラッド材製造における一般的な圧延接合法の装置構成概略を示す模式図。
【図２】本発明のステンレス鋼板金属表面に形成されたピットの形状を表す鋼板断面の電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真。
【図３】本発明のステンレス鋼板金属表面に形成されたピットの形状を表す鋼板表面の電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真。
【図４】塩化第二鉄水溶液中での交番電解によるステンレス鋼板表面のピット形成過程を示す模式図。
【図５】各種ステンレス鋼についての、交番電解液として使用する塩化第二鉄水溶液の温度と濃度の適正範囲を表すグラフ。
【図６】ステンレス鋼クラッド材の接合強度を測定するＴ字剥離試験法を示す図。
【図７】表面にピットを隙間なく形成したステンレス鋼板について、合わせ材との接合強度に及ぼすピットの平均深さの影響を表すグラフ。
【図８】クラッド接合面となる面に本発明の電解粗面化処理を施したＳＵＳ４３０鋼帯を用いたＡｌ／ＳＵＳ４３０クラッドコイルの幅方向における接合強度の変化を表すグラフ。
【図９】クラッド接合面となる面にショットブラスト処理を施したＳＵＳ４３０鋼帯を用いたＡｌ／ＳＵＳ４３０クラッドコイルの幅方向における接合強度の変化を表すグラフ。
【図１０】クラッド接合面となる面にブラッシング処理を施したＳＵＳ４３０鋼帯を用いたＡｌ／ＳＵＳ４３０クラッドコイルの幅方向における接合強度の変化を表すグラフ。
【符号の説明】
１  ペイオフリール
２  ステンレス鋼
３  合わせ材
４  加熱手段
５  圧延機
６  テンションリール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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