(57)【要約】      （修正有）【課題】双ロールキャスター法にて、低融点金属層が再融解せず、界面が明瞭かつ平坦なクラッド材を製造する。【解決手段】第１双ロール４を構成する第１冷却ロール４ａと第２冷却ロール４ｂの間に溶融状態の低融点金属を供給し、溶融状態の低融点金属を冷却し凝固させ、板状の低融点金属層を形成するステップと、凝固した板状の低融点金属層を、第１双ロールの下流側にあって第２双ロールを構成する第３冷却ロール６ａと第４冷却ロール６ｂの間において第４冷却ロールの表面に沿わせるように供給するステップと、凝固した板状の低融点金属層と第３冷却ロールとの間において、低融点金属層が第４冷却ロールと接触している冷却区間に溶融状態の第１高融点金属を供給し、第３冷却ロールと低融点金属層の間で第１高融点金属を冷却し凝固させ、板状の第１高融点金属層を低融点金属層に積層して形成するステップとを含むクラッド材の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１高融点金属層と低融点金属層とが積層されたクラッド材を製造するクラッド材の製造方法であって、
第１双ロールを構成する第１冷却ロールと第２冷却ロールの間に溶融状態の低融点金属を供給することにより、溶融状態の低融点金属を冷却して凝固させ、板状の低融点金属層を形成するステップと、
凝固した板状の低融点金属層を、第１双ロールの下流側にあって第２双ロールを構成する第３冷却ロールと第４冷却ロールの間において、第４冷却ロールの表面に沿わせるように供給するステップと、
凝固した板状の低融点金属層と第３冷却ロールとの間において、低融点金属層が第４冷却ロールと接触している冷却区間に溶融状態の第１高融点金属を供給することにより、第３冷却ロールと低融点金属層の間で第１高融点金属を冷却して凝固させ、凝固した板状の第１高融点金属層を低融点金属層に積層して形成するステップとを含む、クラッド材の製造方法。
【請求項２】
前記冷却区間の第４冷却ロールの周面の弧長が２５ｍｍ以上である、請求項１に記載のクラッド材の製造方法。
【請求項３】
第２双ロールによって冷却された低融点金属層および第１高融点金属層による板状の積層体を、第２双ロールの下流側にあって第３双ロールを構成する第５冷却ロールと第６冷却ロールの間において、第５冷却ロールの表面に沿わせるように供給するステップと、
板状の積層体と第６冷却ロールとの間において、積層体が第５冷却ロールと接触している冷却区間に溶融状態の第２高融点金属を供給することにより、第６冷却ロールと積層体の間で第２高融点金属を冷却して凝固させ、凝固した板状の第２高融点金属層を積層体に積層するステップと、
を含む、請求項１又は２に記載のクラッド材の製造方法。
【請求項４】
高融点金属層と低融点金属層とが積層されたクラッド材を製造するクラッド材の製造方法であって、
双ロールを構成する第１冷却ロールと第２冷却ロールの間に溶融状態の低融点金属を供給することにより、溶融状態の低融点金属を冷却して凝固させ、板状の低融点金属層を形成するステップと、
凝固した板状の低融点金属層を、第１冷却ロールに沿わせながら、第２冷却ロールの下流において第１冷却ロールとともに双ロールを構成する第３冷却ロールの間に供給するステップと、
第１冷却ロールと接触した状態の板状の低融点金属層と第３冷却ロールの間に溶融状態の高融点金属を供給し、第３冷却ロールと低融点金属層の間で高融点金属を冷却して凝固させ、凝固した板状の高融点金属層を低融点金属層に積層して形成するステップと、
を含む、クラッド材の製造方法。
【請求項５】
第１高融点金属層と低融点金属層とが積層されたクラッド材を製造するクラッド材の製造装置であって、
第１冷却ロールおよび第２冷却ロールを有する第１双ロールと、
第１双ロールの下流側において、第３冷却ロールおよび第４冷却ロールを有する第２双ロールと、
第１冷却ロールと第２冷却ロールの間に溶融状態の低融点金属を供給する低融点金属供給部と、
第１双ロールにより冷却されて板状に凝固されるとともに第３冷却ロールと第４冷却ロールの間において第４冷却ロールに沿うように供給される板状の低融点金属層と、第３冷却ロールとの間において、低融点金属層が第４冷却ロールと接触している冷却区間に溶融状態の第１高融点金属を供給する第１高融点金属供給部と、
を備える、クラッド材の製造装置。
【請求項６】
第１高融点金属層と低融点金属層とが積層されたクラッド材を製造するクラッド材の製造装置であって、
第１冷却ロールおよび第２冷却ロールを有する第１双ロールと、
第１冷却ロールと第２冷却ロールの間に溶融状態の低融点金属を供給する低融点金属供給部と、
第１双ロールの下流側において、第３冷却ロールおよび第４冷却ロールを有する第２双ロールと、
第１双ロールで鋳造された低融点金属の板と第３冷却ロールとの間に溶融状態の第１高融点金属を供給する第１高融点金属供給部とを有し、
第１双ロールの高さ位置は、第２双ロールの高さ位置よりも高く、
第１双ロールの第１冷却ロールの回転軸と第２冷却ロールの回転軸の間の中間位置を含んだ鉛直平面は、第２双ロールの第３冷却ロールの回転軸と第４冷却ロールの回転軸の間の中間位置を含んだ鉛直平面に対して、第４冷却ロールの回転軸側に位置ずれしている、クラッド材の製造装置。
【請求項７】
第２双ロールの下流側において、第５冷却ロールおよび第６冷却ロールを有する第３双ロールと、
第２双ロールにより冷却されて板状に凝固されるとともに第５冷却ロールと第６冷却ロールの間において第５冷却ロールに沿うように供給される第１高融点金属層および低融点金属層による板状の積層体と、第６冷却ロールとの間において、積層体が第５冷却ロールと接触している冷却区間に溶融状態の第２高融点金属を供給する第２高融点金属供給部と、
をさらに備える、請求項５又は６に記載のクラッド材の製造装置。
【請求項８】
高融点金属層と低融点金属層とが積層されたクラッド材を製造するクラッド材の製造装置であって、
第１冷却ロールと、
第１冷却ロールとともに双ロールを構成する第２冷却ロールと、
第２冷却ロールの下流側において第１冷却ロールとともに双ロールを構成する第３冷却ロールと、
第１冷却ロールと第２冷却ロールの間に溶融状態の低融点金属を供給する低融点金属供給部と、
第１冷却ロールに沿って搬送される凝固された板状の低融点金属層と第３冷却ロールとの間に、溶融状態の第１高融点金属を供給する高融点金属供給部と、
を備える、クラッド材の製造装置。
【請求項９】
低融点金属層と第１高融点金属層とを積層したクラッド材であって、
低融点金属層は、その断面が両表面からそれぞれの面に対して略垂直方向の冷却速度の低下に応じて晶出した結晶が配列された鋳造まま組織であって、両表面にチル晶を有し、
第１高融点金属層は、その断面が低融点金属層に接する面に反対側の面から、低融点金属層に接する面に向かって低融点金属層に接する面に対して垂直方向の冷却速度の低下に応じて晶出した結晶が配列された鋳造まま組織であって、低融点金属層に接する面と反対側の面にチル晶を有する、クラッド材。
【請求項１０】
第１高融点金属層が積層される側とは反対側の低融点金属層の表面上に積層された第２高融点金属層をさらに備え、
第２高融点金属層は、その断面が低融点金属層に接する面に反対側の面から、低融点金属層に接する面に向かって低融点金属層に接する面に対して垂直方向の冷却速度の低下に応じて晶出した結晶が配列された鋳造まま組織であって、低融点金属層に接する面と反対側の面にチル晶を有する、請求項９に記載のクラッド材。
【請求項１１】
低融点金属層が積層される側とは反対側の第１高融点金属層の表面上に積層された第２高融点金属層をさらに備え、
第２高融点金属層は、その断面が第１高融点金属層に接する面に反対側の面から、第１高融点金属層に接する面に向かって第１高融点金属層に接する面に対して垂直方向の冷却速度の低下に応じて晶出した結晶が配列された鋳造まま組織であって、第１高融点金属層に接する面と反対側の面にチル晶を有する、請求項９に記載のクラッド材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラッド材製造方法、クラッド材製造装置、およびクラッド材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、軽合金等の金属を積層した積層材としてのクラッド材に対するニーズがある。
【０００３】
クラッド材を作成する方法として、異なる種類の金属材料につき、厚みの大きなスラブを圧延を繰り返して徐々に薄くし、互いを加熱圧接してクラッド化するいわゆる「圧延法」がある。しかしながら、圧延法はその工程上製造コストが高い。
【０００４】
圧延法とは別に、双ロールにより溶融状態の金属を冷却してクラッド材を鋳造する「双ロールキャスター法」がある。双ロールキャスター法によれば、圧延法に比べてクラッド材の作製にかかるコストを低減できる。このようなメリットを有する双ロールキャスター法に関して各種技術が開発されている（例えば、特許文献１―２、非特許文献１−３）。
【０００５】
特許文献１、２には、縦型タンデム双ロールキャスターによるクラッド材の作製方法が開示されている。非特許文献１、２には、メルトドラッグ法をベースとしたロールキャスティング法によるクラッド材の作製方法が開示されている。非特許文献３には、横型タンデム双ロールキャスター法で、母材に融点が低い材料、表材に融点が高い材料を使用した３層クラッド材を製造する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−５２０５２号公報
【特許文献２】特開２００８−１４２７６３号公報
【非特許文献１】「メルトドラッグ法によるＡｌ−１２ｍａｓｓ％Ｓｉ合金急冷凝固クラッド材の作製」、軽金属、Vol.45(1995)、No.12、P.685-690
【非特許文献２】「Ｃａｓｔｉｎｇ  ｏｆ  Ｃｌａｄ  Ｓｔｒｉｐ  Ｕｓｉｎｇ  ａ  Ｔｗｉｎ  Ｒｏｌｌ  Ｃａｓｔｅｒ」、Proceedings of the 33rd International MATADOR Conference
【非特許文献３】「横型タンデム双ロールキャスターによるＡｌ／Ｍｇクラッド材の製造」、日本機械学会論文集Ａ編、Vol.79(2013)、No.804、p.1147-1151
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示される技術では、母材に対し同じ組成の皮材を両面に積層させるため、２層のクラッド板や異種合金の表材を合わせることができない（図２０Ａ−２０Ｃ）。低融点の母材に、高融点の皮材を積層させようとすると、低融点の母材が半溶融温度まで上昇または一部溶解するため、板厚分布不良やクラックが生じたり、拡散層（一方の層の成分が他層に移動）が生じたりする問題がある。
【０００８】
特許文献２に開示される技術では、融点が高い材料の金属溶湯の凝固殻を予め形成しておくことで、融点が高い材料の金属溶湯が、融点が低い材料の金属溶湯および凝固層に接触しないようにする方法が提案されている。このような方法によれば、互いの金属の界面が明瞭ではあるが平坦にはならない。
【０００９】
また、非特許文献１、２に開示される技術では、融点が低い材料の母材に融点が高い材料の表材を形成しようとすると、融点が低い材料が溶解して成分が拡散し、界面が明瞭とならない。
【００１０】
非特許文献３に開示される技術では、母材のマグネシウムと表材のアルミニウムとの界面には、脆い性質のアルミニウムとマグネシウムの金属間化合物の層が形成される。このためクラッド材の曲げ強度等が低くとどまる。金属間化合物の層が形成されるのは、低融点金属であるマグネシウム層が再融解するためである。
【００１１】
このように、特許文献１−２および非特許文献１−２では、低融点金属層が再融解することを防止するために高融点金属を先に冷却して凝固させた後、低融点金属を後で冷却して凝固させて積層する。非特許文献３では、低融点金属を先に凝固させているが、低融点金属層が再融解してしまう。このように、低融点金属を先に凝固させても、低融点金属層が再融解することなく界面が平坦となるクラッド材を製造できる技術は現在確立されていない。例えば３層のクラッド材を製造する際に、中央の層が低融点金属層でその両側が高融点金属層の場合には、少なくとも１つの高融点金属層は低融点金属層の形成後に凝固させて積層する必要があり、このとき低融点金属層が再融解してしまい、界面が平坦なクラッド材を製造することができない。
【００１２】
従って、本発明の目的は、双ロールキャスター法において、低融点金属層を先に凝固させた場合でも、低融点金属層が再融解せずに、界面が明瞭かつ平坦なクラッド材を製造することにある。
【００１３】
なお、本発明における金属とは、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）等の純金属又はその合金であり、ロール鋳造可能な金属であれば金属種は問わない。また、同一元素を主とする純金属と合金、あるいは合金と合金同士が好ましい。凝固温度差が大きくなりにくいからである。なかでも、金属としてはアルミニウム又はマグネシウム等の軽金属が好ましい、高速ロール鋳造性に優れるためである。特にアルミニウムはマグネシウムに比し鋳造時に酸化されにくく、製造性に優れる。純アルミニウム、又はアルミニウム合金とアルミニウム合金との組み合わせがロール鋳造性に優れ、凝固温度差が小さく低融点金属層が再融解しにくく、接合性も優れるため好ましい。
【００１４】
「低融点金属」とは、積層される金属の組み合わせにおいて凝固温度範囲が他に対して相対的に低いもの、あるいは、液相線温度が相対的に低い方の金属をいう。低融点金属層とは低融点金属にてなる層をいう。また、「高融点金属」とは、積層される金属の組み合わせにおいて凝固温度範囲が他に対して相対的に高いもの、あるいは、液相線温度が相対的に高い方の金属をいう。「高融点金属層」とは高融点金属にてなる層をいう。
【００１５】
本発明において、ロール鋳造とは、高速ロール鋳造法によるものをいう。高速ロール鋳造法においては、鋳造におけるロールの周速は１０ｍ／分以上である。高速ロール鋳造法によれば、冷却速度が大きいために組織が微細化し、強度と靱性が高くなる。
【００１６】
低融点金属層の厚みは特に限定されないが、高速ロール鋳造法によるロール鋳造にて独立して板が鋳造できるためには１ｍｍ〜１０ｍｍ程度が好ましい。低融点金属層に積層される高融点金属層の厚みは特に限定されないが、０．５ｍｍ〜５ｍｍ程度が好ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
【００１８】
本発明の一態様によれば、第１高融点金属層と低融点金属層とが積層されたクラッド材を製造するクラッド材の製造方法であって、第１双ロールを構成する第１冷却ロールと第２冷却ロールの間に溶融状態の低融点金属を供給することにより、溶融状態の低融点金属を冷却して凝固させ、板状の低融点金属層を形成するステップと、凝固した板状の低融点金属層を、第１双ロールの下流側にあって第２双ロールを構成する第３冷却ロールと第４冷却ロールの間において第４冷却ロールの表面に沿わせるように供給するステップと、凝固した板状の低融点金属層と第３冷却ロールとの間において、低融点金属層が第４冷却ロールと接触している冷却区間に溶融状態の第１高融点金属を供給することにより、第３冷却ロールと低融点金属層の間で第１高融点金属を冷却して凝固させ、凝固した板状の第１高融点金属層を低融点金属層に積層して形成するステップとを含む、クラッド材製造方法を提供する。
このようなクラッド材製造方法によれば、双ロールキャスター法において、先に低融点金属層を凝固させ、その後高融点金属を凝固させて低融点金属層上に積層した場合でも、低融点金属層が再融解することなく、界面が明瞭で平坦なクラッド材を製造することができる。
ここで、「沿わせる」とは、金属板の一面が冷却ロールに接するようにさせることをいい、可撓性の板状体を円筒側面のような凸曲面に沿わせるには、板状体の前後（機械）方向に引張張力がかかっていることが好ましい。
また、「冷却区間」とは、冷却ロールの周面における金属層との接触を開始する接触開始点からキス部までの区間をいう。「キス部」とは、双ロールを構成する一対の冷却ロール同士が最も接近する点・ラインをいう。
【００１９】
更に、前記クラッド材製造方法は前記冷却区間の第４冷却ロールの周面の弧長が２５ｍｍ以上であってもよい。
第３冷却ロール側から溶融状態の第１高融点金属を供給するには、第１高融点金属供給部へのノズルや樋からの注湯のしやすさや、溶湯液面の高さの安定性を確保するために、第１高融点金属供給部の湯だまりを形作するための堰の内側と、第４冷却ロールに沿わされた低融点金属板との間の距離は（以下「湯だまりの幅」という）一定の大きさ以上である必要がある。一方、製造装置として用いられる冷却ロールの直径は冷却効率上、及び冷却媒体路をロール中に形成する設計及び加工上、通常１００ｍｍ以上が必要である。
高融点金属供給部の湯だまりの幅を確保するためには、冷却区間の第４冷却ロールの周面における弧長は経験上２５ｍｍ以上あることが好ましい。冷却区間の第４冷却ロールの周面の弧長が２５ｍｍ以上であれば低融点金属層の第４冷却ロールに接する面が第４冷却ロールにより冷却され、低融点金属層の厚さ方向に全体が冷却され、低融点金属層の反対側が高融点金属の溶湯と接しても接する面での低融点金属層の再融解を防ぐことができるが、２５ｍｍ未満では、低融点金属と高融点金属の材料の組み合わせや、ロール鋳造条件によっては、低融点金属層の接する面が再融解することがあるためである。
【００２０】
前記クラッド材製造方法は更に、第２双ロールによって冷却された低融点金属層および第１高融点金属層による板状の積層体を、第２双ロールの下流側にあって第３双ロールを構成する第５冷却ロールと第６冷却ロールの間において、第５冷却ロールの表面に沿わせるように供給するステップと、板状の積層体と第６冷却ロールとの間において、積層体が第５冷却ロールと接触している冷却区間に溶融状態の第２高融点金属を供給することにより、第６冷却ロールと積層体の間で第２高融点金属を冷却して凝固させ、凝固した板状の第２高融点金属層を積層体に積層するステップと、を含んでもよい。このようなクラッド材製造方法によれば、３層以上によるクラッド材を、先に低融点金属層を凝固させて製造する場合でも、低融点金属層が再融解することなく、界面が明瞭で平坦なクラッド材として製造することができる。
【００２１】
本発明の別の一態様によれば、高融点金属層と低融点金属層とが積層されたクラッド材を製造するクラッド材の製造方法であって、双ロールを構成する第１冷却ロールと第２冷却ロールの間に溶融状態の低融点金属を供給することにより、溶融状態の低融点金属を冷却して凝固させ、板状の低融点金属層を形成するステップと、凝固した板状の低融点金属層を、第１冷却ロールに沿わせながら、第２冷却ロールの下流において第１冷却ロールとともに双ロールを構成する第３冷却ロールの間に供給するステップと、第１冷却ロールと接触した状態の板状の低融点金属層と第３冷却ロールの間に溶融状態の高融点金属を供給し、第３冷却ロールと低融点金属層の間で高融点金属を冷却して凝固させ、凝固した板状の高融点金属層を低融点金属層に積層して形成するステップと、を含む、クラッド材の製造方法を提供する。このようなクラッド材製造方法によれば、双ロールキャスター法において、先に低融点金属層を凝固させ、その後高融点金属層を凝固させて低融点金属層上に積層した場合でも、低融点金属層が再融解することなく、界面が明瞭で平坦なクラッド材を製造することができる。
【００２２】
本発明のさらに別の一態様によれば、第１高融点金属層と低融点金属層とが積層されたクラッド材を製造するクラッド材の製造装置であって、第１冷却ロールおよび第２冷却ロールを有する第１双ロールと、第１双ロールの下流側において、第３冷却ロールおよび第４冷却ロールを有する第２双ロールと、第１冷却ロールと第２冷却ロールの間に溶融状態の低融点金属を供給する低融点金属供給部と、第１双ロールにより冷却されて板状に凝固されるとともに第３冷却ロールと第４冷却ロールの間において第４冷却ロールに沿うように供給される板状の低融点金属層と、第３冷却ロールとの間において、低融点金属層が第４冷却ロールと接触している冷却区間に溶融状態の第１高融点金属を供給する第１高融点金属供給部と、を備える、クラッド材の製造装置を提供する。このようなクラッド材製造装置によれば、双ロールキャスター法において、先に低融点金属層を凝固させ、その後高融点金属層を凝固させて低融点金属層上に積層した場合でも、低融点金属層が再融解する
ことなく、界面が明瞭で平坦なクラッド材を製造することができる。
【００２３】
本発明の別の一態様によれば、第１高融点金属層と低融点金属層とが積層されたクラッド材を製造するクラッド材の製造装置であって、第１冷却ロールおよび第２冷却ロールを有する第１双ロールと、第１冷却ロールと第２冷却ロールの間に溶融状態の低融点金属を供給する低融点金属供給部と、第１双ロールの下流側において、第３冷却ロールおよび第４冷却ロールを有する第２双ロールと、第１双ロールで鋳造された低融点金属の板と第３冷却ロールとの間に溶融状態の第１高融点金属を供給する第１高融点金属供給部とを有し、第１双ロールの高さ位置は、第２双ロールの高さ位置よりも高く、第１双ロールの第１冷却ロールの回転軸と第２冷却ロールの回転軸の間の中間位置を含む鉛直平面は、第２双ロールの第３冷却ロールの回転軸と第４冷却ロールの回転軸の間の中間位置を含む鉛直平面に対して、第４冷却ロールの回転軸側に位置ずれしている、クラッド材の製造装置を提供する。このようなクラッド材製造装置によれば、双ロールキャスター法において、先に低融点金属層を凝固させ、その後高融点金属層を凝固させて低融点金属層上に積層した場合でも、低融点金属層が再融解することなく、界面が明瞭で平坦なクラッド材を製造することができる。そしてタンデム型縦型双ロールにおいて下段の第２双ロールの位置が一方の第４冷却ロールに低融点金属の板（低融点金属層）を容易に沿わせて冷却できるように、第１双ロールに対して左右方向に第４冷却ロールの回転軸側にずれて配置（シフト）している。
このように上方の第１双ロールで鋳造した低融点金属層の板に下流の下方の第２双ロールで高融点金属を直接積層する場合に、下流の第２双ロールで板を積層する際に冷却のために沿わせる一方の第４冷却ロールの中心軸が上流の第１双ロール間の間隙の真下またはその近傍になるよう水平方向にずれた位置にシフトしている。これにより、板を下流の第２双ロールの一方の第４冷却ロールに沿わせて冷却した状態でもう一方の第３冷却ロールで積層することができる。このため、低融点金属層が再融解することなく、界面が明瞭で平坦なクラッド材を製造することができ、運転時のセッティングが容易で製造しやすい。
【００２４】
前記クラッド材製造装置は更に、第２双ロールの下流側において、第５冷却ロールおよび第６冷却ロールを有する第３双ロールと、第２双ロールにより冷却されて板状に凝固されるとともに第５冷却ロールと第６冷却ロールの間において第５冷却ロールに沿うように供給される第１高融点金属層および低融点金属層による板状の積層体と、第６冷却ロールとの間において、積層体が第５冷却ロールと接触している冷却区間に溶融状態の第２高融点金属を供給する第２高融点金属供給部と、をさらに備えてもよい。このような構成によれば、３層以上によるクラッド材を、先に低融点金属層を凝固させて製造する場合でも、低融点金属層が再融解することなく、界面が明瞭で平坦なクラッド材として製造することができる。
【００２５】
本発明のさらに別の一態様によれば、高融点金属層と低融点金属層とが積層されたクラッド材を製造するクラッド材の製造装置であって、第１冷却ロールと、第１冷却ロールとともに双ロールを構成する第２冷却ロールと、第２冷却ロールの下流側において第１冷却ロールとともに双ロールを構成する第３冷却ロールと、第１冷却ロールと第２冷却ロールの間に溶融状態の低融点金属を供給する低融点金属供給部と、第１冷却ロールに沿って搬送される凝固された板状の低融点金属層と第３冷却ロールとの間に、溶融状態の第１高融点金属を供給する高融点金属供給部と、を備える、クラッド材の製造装置を提供する。このようなクラッド材製造装置によれば、双ロールキャスター法において、先に低融点金属を凝固させ、その後高融点金属を凝固させて低融点金属層上に積層した場合でも、低融点金属層が再融解することなく、界面が明瞭で平坦なクラッド材を製造することができる。
【００２６】
本発明のさらに別の一態様によれば、低融点金属層と第１高融点金属層とを積層したクラッド材であって、低融点金属層は、その断面が両表面からそれぞれの面に対して略垂直方向の冷却速度の低下に応じて晶出した結晶が配列された鋳造まま組織であって、両表面にチル晶を有し、第１高融点金属層は、その断面が低融点金属層に接する面に反対側の面から、低融点金属層に接する面に向かって低融点金属層に接する面に対して垂直方向の冷却速度の低下に応じて晶出した結晶が配列された鋳造まま組織であって、低融点金属層に接する面と反対側の面にチル晶を有する、クラッド材を提供する。このような構成によれば、圧延法により製造されたクラッド材に比べて、組織が微細化されて強度と靱性の高いクラッド材とすることができる。
【００２７】
前記クラッド材において更に、第１高融点金属層が積層される側とは反対側の低融点金属層の表面上に積層された第２高融点金属層をさらに備え、第２高融点金属層は、その断面が低融点金属層に接する面に反対側の面から、低融点金属層に接する面に向かって低融点金属層に接する面に対して垂直方向の冷却速度の低下に応じて晶出した結晶が配列された鋳造まま組織であって、低融点金属層に接する面と反対側の面にチル晶を有してもよい。このような構成によれば、３層のクラッド材において、圧延法により製造されたクラッド材に比べて、組織が微細化されて強度と靱性の高いクラッド材とすることができる。
【００２８】
前記クラッド材において更に、低融点金属層が積層される側とは反対側の第１高融点金属層の表面上に積層された第２高融点金属層をさらに備え、第２高融点金属層は、その断面が第１高融点金属層に接する面に反対側の面から、第１高融点金属層に接する面に向かって第１高融点金属層に接する面に対して垂直方向の冷却速度の低下に応じて晶出した結晶が配列された鋳造まま組織であって、第１高融点金属層に接する面と反対側の面にチル晶を有してもよい。このような構成によれば、３層のクラッド材に関して、圧延法により製造されたクラッド材に比べて、組織が微細化されて強度と靱性の高いクラッド材とすることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明のクラッド材製造方法によれば、双ロールキャスター法において、先に低融点金属層を凝固させて、その後高融点金属を凝固させて低融点金属層上に積層した場合でも、低融点金属層が再融解することなく、界面が明瞭かつ平坦なクラッド材を製造することができる。
また、本発明のクラッド材製造装置によれば、双ロールキャスター法において、先に低融点金属を凝固させて、その後高融点金属を凝固させて低融点金属層上に積層した場合でも、低融点金属層が再融解することなく、界面が明瞭かつ平坦なクラッド材を製造することができる。
また、本発明のクラッド材によれば、従来の圧延法により製造されたクラッド材に比べて、組織が微細化されているため高い強度と靱性を発現することができる。界面が明瞭かつ平坦で、高融点金属/低融点金属/高融点金属のような三層以上の構成のロール鋳造組織にてなるクラッド材のような、従来では得られなかったクラッド構成と組織のクラッド材が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施形態１に係るクラッド材製造装置の概略構成を示す図
【図２】実施形態２に係るクラッド材製造装置の概略構成を示す図
【図３】実施形態３に係るクラッド材製造装置の概略構成を示す図
【図４】実施形態４に係るクラッド材製造装置の概略構成を示す図
【図５】実施形態５に係るクラッド材製造装置の概略構成を示す図
【図６】参考例１によるクラッド材製造装置の概略構成を示す図
【図７Ａ】参考例２による鋳造装置の概略構成を示す図
【図７Ｂ】参考例２による金属板の構造を示す図
【図７Ｃ】参考例２による金属板の構造を示す図（偏光モードで撮影した写真）
【図７Ｄ】参考例２による金属板の構造を示す図
【図８Ａ】比較例１による鋳造装置の概略構成を示す図
【図８Ｂ】比較例１による金属板の構造を示す図
【図８Ｃ】比較例１による金属板の構造を示す図
【図８Ｄ】比較例１による金属板の構造を示す図
【図８Ｅ】比較例１による金属板の構造を示す図
【図８Ｆ】比較例１による金属板の構造を示す図
【図８Ｇ】比較例１による鋳造装置で製造した金属板の構造を示す図
【図９Ａ】比較例２による鋳造装置の概略構成を示す図
【図９Ｂ】比較例２による金属板の構造を示す図
【図９Ｃ】比較例２による金属板の構造を示す図
【図１０Ａ】実施例１による鋳造装置の概略構成を示す図
【図１０Ｂ】実施例１による金属板の構造を示す図
【図１０Ｃ】実施例１による金属板の構造を示す図
【図１０Ｄ】実施例１による別の金属板の構造を示す図
【図１１Ａ】実施例２による金属板の構造を示す図
【図１１Ｂ】実施例２による金属板の構造を示す図
【図１１Ｃ】実施例２による金属板の構造を示す図
【図１１Ｄ】実施例２による金属板の構造を示す図
【図１１Ｅ】実施例２による金属板の構造を示す図
【図１１Ｆ】実施例２による金属板の構造を示す図
【図１１Ｇ】実施例２による金属板の構造を示す図
【図１１Ｈ】実施例２による金属板の構造を示す図
【図１１Ｉ】実施例２による金属板の構造を示す図
【図１２】高速ロールキャスター法で製造した亜共晶Ａｌ−Ｓｉ合金の断面組織を示す図
【図１３】高速ロールキャスター法で製造した過共晶Ａｌ−Ｓｉ合金の断面組織を示す図
【図１４Ａ】２層クラッド材の厚み方向の断面組織を示す図
【図１４Ｂ】２層クラッド材の厚み方向の断面組織を示す図
【図１４Ｃ】２層クラッド材の厚み方向の断面組織を示す図
【図１５Ａ】従来の双ロールキャスターの概略構成を示す図
【図１５Ｂ】従来の双ロールキャスターで製造した金属板の断面組織を示す図
【図１６Ａ】従来の圧延法により製造したクラッド材の厚み方向の断面図
【図１６Ｂ】従来の圧延法により製造したクラッド材の厚み方向の断面図
【図１６Ｃ】従来の圧延法により製造したクラッド材の厚み方向の断面図
【図１６Ｄ】従来の圧延法により製造したクラッド材の厚み方向の断面図
【図１７Ａ】図１６Ａに示したクラッド材をさらに冷間圧延した厚み方向の断面図
【図１７Ｂ】図１６Ａに示したクラッド材をさらに冷間圧延した厚み方向の断面図
【図１８Ａ】双ロールキャスター法により製造したクラッド材の厚み方向の断面図
【図１８Ｂ】双ロールキャスター法により製造したクラッド材の厚み方向の断面図
【図１８Ｃ】双ロールキャスター法により製造したクラッド材の厚み方向の断面図
【図１８Ｄ】双ロールキャスター法により製造したクラッド材の厚み方向の断面図
【図１８Ｅ】双ロールキャスター法により製造したクラッド材の厚み方向の断面図
【図１８Ｆ】双ロールキャスター法により製造したクラッド材の厚み方向の断面図
【図１９Ａ】図１８Ａに示したクラッド材をさらに冷間圧延した厚み方向の断面図
【図１９Ｂ】図１８Ａに示したクラッド材をさらに冷間圧延した厚み方向の断面図
【図２０Ａ】比較例３による鋳造装置の概略構成を示す図
【図２０Ｂ】比較例３の方法により製造した３層クラッド材の断面組織を示す図
【図２０Ｃ】比較例３の方法により製造した３層クラッド材の断面組織を示す図
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」および、それらの用語を含む別の用語）を用いる。それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって発明の技術的範囲が限定されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一の部分又は部材を示す。以下で例示する温度や材料等は単なる例示であって、発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００３２】
＜実施形態１＞
実施形態１のクラッド材製造装置２を図１に示す。図１に示すように、クラッド材製造装置２は、第１双ロール４と、第２双ロール６と、誘導ロール８と、低融点金属供給部１０と、高融点金属供給部１２とを備える。このような構成において、低融点金属供給部１０から供給される溶融状態の低融点金属Ｌ１を第１双ロール４により冷却して凝固させた後、高融点金属供給部１２から供給される高融点金属Ｈ１を第２双ロール６により冷却して凝固させ、凝固状態の低融点金属層Ｌ２に積層する。これにより、低融点金属層Ｌ２と高融点金属層Ｈ２とを積層したクラッド材Ｄ１が製造される。
【００３３】
以下、クラッド材製造装置２の各構成について順に説明する。
【００３４】
第１双ロール４は、溶融状態の低融点金属Ｌ１を冷却する冷却ロールである。第１双ロール４は、第１冷却ロール４ａと、第２冷却ロール４ｂとを備える。第１冷却ロール４ａおよび第２冷却ロール４ｂは、溶融状態の低融点金属Ｌ１を間に挟んで冷却する。第１冷却ロール４ａおよび第２冷却ロール４ｂは、低融点金属Ｌ１を下方に搬送するように互いに逆方向に回転する。なお、冷却ロールの速度（ロール周速）は１０ｍ／分以上であり例えば３０ｍ／分である。
【００３５】
第１冷却ロール４ａには、第１冷却ロール４ａを第２冷却ロール４ｂに近付ける方向に付勢する付勢手段として、例えばバネ（図示せず）が設けられている。第３冷却ロール６ａ等にも同様のバネが設けられているが、以降の説明では付勢手段の説明は省略する。なお、双ロールを構成する２つのロールが互いに押付け合う荷重（ロール荷重）は例えば、５０Ｎ／ｍｍである。
【００３６】
第１双ロール４には低融点金属供給部１０が設けられている。低融点金属供給部１０は、溶融状態の低融点金属Ｌ１を第１冷却ロール４ａと第２冷却ロール４ｂの間に供給する。図１の例では、低融点金属供給部１０は、溶融状態の低融点金属Ｌ１を第１冷却ロール４ａと第２冷却ロール４ｂの間に連続的に供給するように貯留する槽である。溶融状態の低融点金属Ｌ１としては例えば、６２０℃のアルミニウム合金Ａ４０４５が貯留される。なお、他の実施形態においても「低融点金属」としてアルミニウム合金Ａ４０４５を用いてもよい。
【００３７】
第１双ロール４は、溶融状態の低融点金属Ｌ１を冷却して凝固させすることで凝固状態の低融点金属層Ｌ２とする。第１双ロール４は、凝固状態の低融点金属層Ｌ２を下流側に搬送する。なお、本明細書における凝固状態とは、凝固状態と半凝固状態の両方を含む。
【００３８】
第２双ロール６は、溶融状態の高融点金属Ｈ１を冷却する冷却ロールである。第２双ロール６は、第１双ロール４の下流側に設けられている。図１の例では、第２双ロール６は、第１双ロール４の略真下に設けられている。
【００３９】
第２双ロール６は、第３冷却ロール６ａと、第４冷却ロール６ｂとを備える。第３冷却ロール６ａおよび第４冷却ロール６ｂは、溶融状態の高融点金属Ｈ１を間に挟んで冷却する。第３冷却ロール６ａおよび第４冷却ロール６ｂは、高融点金属Ｈ１を下方に搬送するように互いに逆方向に回転する。なお、第４冷却ロール６ｂの周面が第３冷却ロール６ａと最も接近する位置をキス部Ｙ１とする。
【００４０】
第２双ロール６に隣接する位置には高融点金属供給部１２が設けられている。高融点金属供給部１２は、溶融状態の高融点金属Ｈ１を第３冷却ロール６ａと第４冷却ロール６ｂの間に供給する。図１の例では、高融点金属供給部１２は、溶融状態の高融点金属Ｈ１を第３冷却ロール６ａと第４冷却ロール６ｂの間に連続的に供給するように貯留する槽である。溶融状態の高融点金属Ｈ１としては例えば、６８０℃のアルミニウム合金Ａ３００３が貯留される。なお、他の実施形態においても「高融点金属」としてアルミニウム合金Ａ３００３を用いてもよい。
【００４１】
第２双ロール６は、溶融状態の高融点金属Ｈ１を冷却して凝固することで凝固状態の高融点金属層Ｈ２とする。第２双ロール６は、凝固状態の高融点金属Ｈ２と凝固状態の低融点金属層Ｌ２とが積層されたクラッド材Ｄ１を下方に搬送する（矢印Ｂ）。
【００４２】
誘導ロール８は、第１双ロール４により冷却された凝固状態の低融点金属層Ｌ２を下流側の第２双ロールの第４冷却ロール６ｂに接するように誘導する（矢印Ａ、Ｃ）。誘導ロール８は、凝固状態の低融点金属層Ｌ２の搬送方向において、第１双ロール４と第２双ロール６の間に配置されている。誘導ロール８は、第１双ロール４および第２双ロール６の中心位置に対して水平方向にオフセットして配置されている（図１では右方向（第４冷却ロール側）にオフセット配置）。このように配置される誘導ロール８は、凝固状態の低融点金属層Ｌ２を第２双ロール６における第４冷却ロール６ｂの表面に沿わせるように誘導する。
【００４３】
誘導ロール８を設けることによって、第１双ロール４により冷却して凝固された低融点金属層Ｌ２は、第４冷却ロール６ｂ側に斜め下方に向かって搬送される（矢印Ａ）。さらに凝固状態の低融点金属層Ｌ２は、誘導ロール８の誘導によって、第４冷却ロール６ｂに対して、鉛直方向から所定角度θ傾斜して入射するように誘導される（矢印Ｃ）。
【００４４】
第４冷却ロール６ｂに沿うように搬送された凝固状態の低融点金属層Ｌ２は、図１に示す接触開始点Ｘ１から第４冷却ロール６ｂとの接触を開始する。凝固状態の低融点金属層Ｌ２は、接触開始点Ｘ１からキス部Ｙ１までの冷却区間Ｃ１において第４冷却ロール６ｂに接触して冷却状態にある。
【００４５】
誘導ロール８を設けているため、接触開始点Ｘ１は第４冷却ロール６ｂの上側部分に位置する。これにより、接触開始点Ｘ１からキス部Ｙ１までの冷却区間Ｃ１の長さをより確実に確保することができる。本実施形態１では、冷却区間Ｃ１の長さ、すなわち冷却区間Ｃ１の第４冷却ロール６ｂの周面の弧長を２５ｍｍ以上に設定している。
【００４６】
前述した高融点金属供給部１２は、接触開始点Ｘ１からキス部Ｙ１までの冷却区間Ｃ１における低融点金属層Ｌ２の第３冷却ロール６ａ側の面に、溶融状態の高融点金属Ｈ１を供給する。このために、高融点金属供給部１２における溶融状態の高融点金属Ｈ１の高さ位置（液面１３）が制御されている。具体的には、溶融状態の高融点金属Ｈ１の液面１３が、接触開始点Ｘ１よりも低くかつキス部Ｙ１よりも高い位置となるように制御されている。このような高融点金属Ｈ１の高さ位置を制御するために、制御部を設けてもよい。例えば、高融点金属Ｈ１の供給源（図示せず）から高融点金属供給部１２へ供給される高融点金属Ｈ１の流量を、冷却ロールの回転速度などに基づいて制御する制御部を設けてもよい。制御部として例えば、レーザ液位計により溶湯の液位を検出し、検出した液位に基づいて、溶湯供給用のポンプの流量を制御してもよい。
【００４７】
高融点金属供給部１２は、溶融状態の高融点金属Ｈ１を第３冷却ロール６ａと凝固状態の低融点金属層Ｌ２との間に供給し、高融点金属Ｈ１は主に第３冷却ロール６ａ側から冷却される。
【００４８】
上述した構成を有するクラッド材製造装置２によるクラッド材の製造方法の一例について、図１を用いて説明する。
【００４９】
（工程１：クラッド材製造装置２の準備）
まず、クラッド材製造装置２を準備する。具体的には、第１双ロール４として、第１冷却ロール４ａおよび第２冷却ロール４ｂを設ける。さらに、第１双ロール４の下方において、第２双ロール６として、第３冷却ロール６ａおよび第４冷却ロール６ｂを設ける。図１の例では、第２双ロール６は第１双ロール４の直下に設け、第１双ロール４と左右方向に同じ位置に設ける。さらに、第１双ロール４と第２双ロール６の間に誘導ロール８を設ける。誘導ロール８は、第１双ロール４と第２双ロール６に対して左右方向にオフセットして配置する（図１の例では第２双ロールのうち低融点金属層Ｌ２を沿わせる方の第４冷却ロール６ｂの側に（右方向に）寄せるようにオフセットする）。さらに、第１冷却ロール４ａと第２冷却ロール４ｂの間に低融点金属供給部１０を設け、第３冷却ロール６ａと第４冷却ロール６ｂの間に高融点金属供給部１２を設ける。
【００５０】
（工程２：溶融状態の低融点金属の供給・冷却）
次に、低融点金属供給部１０から第１冷却ロール４ａと第２冷却ロール４ｂの間に溶融状態の低融点金属Ｌ１を供給する。溶融状態の低融点金属Ｌ１は、第１冷却ロール４ａと第２冷却ロール４ｂに接触することで両側から冷却されて凝固する。これにより、凝固した板状の低融点金属層Ｌ２が製造される。凝固した板状の低融点金属層Ｌ２は、第１双ロール４の回転によって斜め下方に搬送される（矢印Ａ）。
【００５１】
（工程３：凝固した低融点金属の誘導）
凝固した板状の低融点金属層Ｌ２は第１双ロール４によって下方に搬送され、誘導ロール８に到達する。誘導ロール８は、凝固した板状の低融点金属層Ｌ２を第２双ロール６の第４冷却ロール６ｂに向けて誘導する。
【００５２】
凝固状態の低融点金属層Ｌ２は、誘導ロール８によって第４冷却ロール６ｂの表面に沿うように誘導される。誘導ロール８は第１双ロール４および第２双ロール６から左右方向に第４冷却ロール６ｂ側にオフセットして配置されているため、低融点金属層Ｌ２を第４冷却ロール６ｂに対して鉛直方向から傾斜して入射させ、第４冷却ロール６ｂの表面に確実に沿わせることができる。第１双ロールから誘導ロール８を介して第２双ロールのＹ１までの間、低融点金属層Ｌ２は長さ方向に引張張力がかかった状態で移動させられている。
【００５３】
凝固状態の低融点金属層Ｌ２は、接触開始点Ｘ１から第４冷却ロール６ｂとの接触を開始する。接触開始点Ｘ１からキス部Ｙ１までの冷却区間Ｃ１において、凝固状態の低融点金属層Ｌ２は第４冷却ロール６ｂに接触して冷却された状態にある。
【００５４】
（工程４：溶融状態の高融点金属の供給・冷却）
高融点金属供給部１２から第３冷却ロール６ａと低融点金属層Ｌ２の間に溶融状態の高融点金属Ｈ１を供給する。具体的には、接触開始点Ｘ１からキス部Ｙ１までの冷却区間Ｃ１における低融点金属層Ｌ２の第３冷却ロール６ａ側の面と第３冷却ロール６ａとの間に溶融状態の高融点金属Ｈ１を供給する。これにより、高融点金属Ｈ１は主に第３冷却ロール６ａ側から冷却されて凝固し、凝固状態の高融点金属層Ｈ２となる。凝固状態の高融点金属層Ｈ２は凝固状態の低融点金属層Ｌ２の上に積層される。これにより、高融点金属層Ｈ２と低融点金属層Ｌ２が積層された板状のクラッド材Ｄ１が製造される。
【００５５】
前述したように、高融点金属供給部１２に貯留されている溶融状態の高融点金属Ｈ１は、凝固状態の低融点金属層Ｌ２に対して冷却区間Ｃ１で接触するように供給される。このような供給形態によれば、温度の高い溶融状態の高融点金属Ｈ１が温度の低い凝固状態の低融点金属層Ｌ２に接触しても、低融点金属層Ｌ２は第４冷却ロール６ｂによって冷却された状態にあるため、高融点金属Ｈ１からの熱を受けても溶融しない。これにより、低融点金属層Ｌ２の凝固状態を維持しながら、溶融状態の高融点金属Ｈ１を冷却して凝固させることができる。低融点金属Ｌ１を先に冷却して凝固させた場合であっても、凝固した低融点金属層Ｌ２が溶融することなく、低融点金属層Ｌ２と高融点金属層Ｈ２の界面が明瞭かつ平坦であるため、それぞれの層の厚みが均一となり、装置の搬送（流れ）方向の物性の揺らぎが小さく、実用性の高い実用性の高いクラッド材Ｄ１を製造することができる。このため、クラッド材Ｄ１の多様な仕様を実現することができ、クラッド材Ｄ１の用途を拡大することができる。
【００５６】
上述したように、実施形態１のクラッド材製造方法は、高融点金属層Ｈ２と低融点金属層Ｌ２とが積層されたクラッド材Ｄ１を製造するクラッド材の製造方法である。実施形態１のクラッド材製造方法は、第１双ロール４を構成する第１冷却ロール４ａと第２冷却ロール４ｂの間に溶融状態の低融点金属Ｌ１を供給することにより、溶融状態の低融点金属Ｌ１を冷却して凝固させ、板状の低融点金属層Ｌ２を形成するステップを含む。さらに、凝固した板状の低融点金属層Ｌ２を、第１双ロール４の下流側にあって第２双ロール６を構成する第３冷却ロール６ａと第４冷却ロール６ｂの間において第４冷却ロール６ｂの表面に沿わせるように供給するステップを含む。さらに、凝固した板状の低融点金属層Ｌ２と第３冷却ロール６ａとの間において、低融点金属層Ｌ２が第４冷却ロール６ｂと接触している冷却区間に溶融状態の高融点金属Ｈ１を供給することにより、第３冷却ロール６ａと低融点金属層Ｌ２の間で高融点金属Ｈ１を冷却して凝固させ、凝固した板状の高融点金属層Ｈ２を低融点金属層Ｌ２に積層して形成するステップを含む。
【００５７】
このような製造方法によれば、第３冷却ロール６ａと低融点金属層Ｌ２の間で高融点金属Ｈ１を冷却する際に、低融点金属層Ｌ２における第４冷却ロール６ｂと接触している冷却区間Ｃ１に溶融状態の高融点金属Ｈ１を供給する。これにより、第４冷却ロール６ｂによって冷却された状態の低融点金属層Ｌ２に接触させながら高融点金属Ｈ１を冷却することができる。このため、低融点金属層Ｌ２が高融点金属Ｈ１の熱によって溶融することを防止しながら、高融点金属Ｈ１を冷却して凝固させ、凝固状態の高融点金属層Ｈ２として低融点金属層Ｌ２に積層することができる。このような方法によれば、低融点金属Ｌ１を先に冷却して凝固させた場合でも、凝固状態の低融点金属層Ｌ２の再融解を防止することで、低融点金属層Ｌ２と高融点金属層Ｈ２の界面を平坦かつ明瞭にすることができる。また、低融点金属層Ｌ２および高融点金属層Ｈ２の厚みがばらつくことを抑制することができ、強度を均質なものとすることができる。
【００５８】
さらに実施形態１のクラッド材製造方法によれば、冷却区間Ｃ１の第４冷却ロール６ｂの周面の弧長が２５ｍｍ以上である。第３冷却ロール６ａ側から溶融状態の第１高融点金属Ｈ１を供給するには、高融点金属供給部１２へのノズルや樋からの注湯のしやすさや、溶湯液面１３の高さの安定性を確保するために、高融点金属供給部１２の湯だまりを形作するための堰の内側と、第４冷却ロール６ｂに沿わされた低融点金属層Ｌ２との間の距離、すなわち「湯だまりの幅」は一定の大きさ以上である必要がある。特に、第３冷却ロール６ａと第４冷却ロール６ｂが縦型水平双ロールを構成する場合に上記スペース制約が大きい。
一方、製造装置としての冷却ロールは主に熱伝導率上の理由から銅が用いられるが、銅製冷却ロール６ａ、６ｂの直径は、冷却効率と、内部に中空の冷媒通路をロール中に形成するために、通常１００ｍｍ以上である。このため、溶湯状態の高融点金属Ｈ１を供給するには、上記湯だまりの幅を確保するというスペース制約上、冷却区間Ｃ１の第４冷却ロール６ｂの周面における弧長が２５ｍｍ以上となる。なお、上記湯だまりの幅を確保するためには、冷却ロールの直径が２００ｍｍの場合は４０ｍｍ以上の弧長、冷却ロールの直径が３００ｍｍの場合は６０ｍｍ以上の弧長が好ましい。
【００５９】
更に、冷却区間Ｃ１の第４冷却ロール６ｂの周面の弧長が２５ｍｍ以上であれば、低融点金属層Ｌ２の第４冷却ロール６ｂに接する面が第４冷却ロール６ｂにより冷却され、低融点金属層Ｌ２の厚さ方向全体が冷却され、低融点金属層Ｌ２の反対側が高融点金属の溶湯と接しても、接する面での低融点金属層Ｌ２の再融解を防ぐことができるが、２５ｍｍ未満では、低融点金属と高融点金属の材料の組み合わせや、ロール鋳造条件によっては、低融点金属層Ｌ２の接する面が再融解することがある。
【００６０】
また、実施形態１のクラッド材製造方法によれば、凝固した板状の低融点金属層Ｌ２を第４冷却ロール６ｂの表面に沿わせるように供給するステップは、第４冷却ロール６ｂに対して鉛直方向から傾斜した角度で板状の低融点金属層Ｌ２を入射させるステップを含む。
すなわち、下流側の冷却ロール（今の場合第４冷却ロール６ｂ）に低融点金属層又は積層された層（今の場合Ｌ２）を沿わせるには、下流側の双ロール（今の場合第３冷却ロール６ａと第４冷却ロール６ｂ）の両回転軸を含む平面に垂直、かつ、下流側の双ロールの低融点金属層又は積層された層を沿わせる方の冷却ロール（今の場合第４冷却ロール６ｂ）のキス部を含む平面に対し、低融点金属層又は積層された層を沿わせる方の冷却ロール（今の場合第４冷却ロール６ｂ）の回転軸に近い空間から前記キス部に近付くように、低融点金属層又は積層された層（（今の場合Ｌ２）を、沿わせる方の冷却ロール（今の場合第４冷却ロール６ｂ）の回転軸に垂直な平面に平行な進行方向で、好ましくは低融点金属層又は積層された層（今の場合Ｌ２）の幅の中央部分と、沿わせる方の冷却ロール（今の場合第４冷却ロール６ｂ）のロール幅の中央の周とが同一平面上にあるようにして、低融点金属層又は積層された層を沿わせる方の冷却ロール（今の場合第４冷却ロール６ｂ）の周面に近付け接するように導入するステップを含む。
【００６１】
このような製造方法によれば、低融点金属層Ｌ２を第４冷却ロール６ｂに対して鉛直方向に入射させた場合に比べて、低融点金属層Ｌ２を第４冷却ロール６ｂにより確実に接触させることができる。これにより、冷却区間Ｃ１の長さを確実に確保することができ、低融点金属層Ｌ２の再融解を精度良く防止することができる。
【００６２】
また、上述した実施形態１のクラッド材製造装置２は、高融点金属層Ｈ２と低融点金属層Ｌ２とが積層されたクラッド材Ｄ１を製造するクラッド材の製造装置２である。クラッド材製造装置２は、第１双ロール４と、第２双ロール６と、低融点金属供給部１０と、高融点金属供給部１２とを備える。第１双ロール４は、第１冷却ロール４ａおよび第２冷却ロール４ｂを有する。第２双ロール６は、第１双ロール４の下流側において、第３冷却ロール６ａおよび第４冷却ロール６ｂを有する。低融点金属供給部１０は、第１冷却ロール４ａと第２冷却ロール４ｂの間に溶融状態の低融点金属Ｌ１を供給する。高融点金属供給部１２は、第１双ロール４により冷却されて板状に凝固されるとともに第３冷却ロール６ａと第４冷却ロール６ｂの間において第４冷却ロール６ｂに沿うように供給される板状の低融点金属層Ｌ２と、第３冷却ロール６ａとの間において、低融点金属層Ｌ２が第４冷却ロール６ｂと接触している冷却区間Ｃ１に溶融状態の第１高融点金属Ｈ１を供給する。
【００６３】
このような構成によれば、第３冷却ロール６ａと低融点金属層Ｌ２の間で高融点金属Ｈ１を冷却する際に、低融点金属層Ｌ２における第４冷却ロール６ｂと接触している冷却区間Ｃ１に溶融状態の高融点金属Ｈ１を供給する。これにより、第４冷却ロール６ｂによって冷却された状態の低融点金属層Ｌ２に接触させながら高融点金属Ｈ１を冷却することができる。このため、低融点金属層Ｌ２が高融点金属Ｈ１の熱によって溶融することを防止しながら、高融点金属Ｈ１を冷却して凝固させ、凝固状態の高融点金属層Ｈ２として低融点金属層Ｌ２に積層することができる。このような構成によれば、低融点金属Ｌ１を先に冷却して凝固させた場合でも、凝固状態の低融点金属層Ｌ２の再融解を防止することで、低融点金属層Ｌ２と高融点金属層Ｈ２の界面を明瞭かつ平坦にすることができる。
【００６４】
実施形態１のクラッド材製造装置２によれば、第２双ロール６は、第１双ロール４の下方に配置されており、第１双ロール４によって冷却して凝固された板状の低融点金属層Ｌ２を、第４冷却ロール６ｂに対して鉛直方向から傾斜した角度で入射させる誘導ロール８をさらに備える。
【００６５】
このような構成によれば、低融点金属層Ｌ２を第４冷却ロール６ｂに対して鉛直方向に入射させた場合に比べて、低融点金属層Ｌ２を第４冷却ロール６ｂにより確実に接触させることができる。これにより、冷却区間Ｃ１の長さを確実に確保することができる。
【００６６】
＜実施形態２＞
次に、実施形態２にかかるクラッド材製造装置について、図２を用いて説明する。ここでは、主に実施形態１と異なる点について説明する。また、実施形態１と重複する記載は省略する。
【００６７】
実施形態１では、第１双ロール４および第２双ロール６を上下に配置し、クラッド材Ｄ１を上下に搬送したが、本変形例では２つの双ロールを水平方向に並べて配置し、クラッド材を水平方向に搬送する。
【００６８】
図２に示すように、実施形態２にかかるクラッド材製造装置２０は、第１双ロール２２と、第２双ロール２４と、低融点金属供給部２６と、高融点金属供給部２８とを備える。第１双ロール２２と第２双ロール２４は水平方向に並べて配置されており、互いの上下位置は略同じ位置に設定されている。
【００６９】
第１双ロール２２は、溶融状態の低融点金属Ｌ３を冷却する冷却ロールである。第１双ロール２２を構成する第１冷却ロール２２ａと第２冷却ロール２２ｂは、上下および左右に互いにオフセットして配置されている。第２双ロール２４は、溶融状態の高融点金属Ｈ３を冷却する冷却ロールである。第２双ロール２４を構成する第３冷却ロール２４ａと第４冷却ロール２４ｂは、上下および左右に互いにオフセットして配置されている。第４冷却ロール２４ｂの周面において第３冷却ロール２４ａと最も接近する位置をキス部Ｙ２とする。
【００７０】
低融点金属供給部２６は、溶融状態の低融点金属Ｌ３を第１冷却ロール２２ａと第２冷却ロール２２ｂの間に供給する。高融点金属供給部２８は、溶融状態の高融点金属Ｈ３を第３冷却ロール２４ａと第４冷却ロール２４ｂの間に供給する。
【００７１】
溶融状態の低融点金属Ｌ３は、第１冷却ロール２２ａおよび第２冷却ロール２２ｂによって冷却されることで、凝固状態の板状の低融点金属層Ｌ４となる。凝固状態の低融点金属層Ｌ４は、第２双ロール２４に向けて下流側に搬送される（矢印Ａ）。
【００７２】
凝固状態の低融点金属層Ｌ４は、第２双ロール２４における下方側の第４冷却ロール２４ｂに向けて送られ、低融点金属層Ｌ４の重力により第１双ロールと第２双ロールに張力がかかった状態で、第４冷却ロール２４ｂの表面に沿って搬送される。凝固状態の低融点金属層Ｌ４は、図２に示す接触開始点Ｘ２からキス部Ｙ２まで第４冷却ロール２４ｂと接触して冷却される。
【００７３】
溶融状態の高融点金属Ｈ３は、第３冷却ロール２４ａと第４冷却ロール２４ｂの間に供給される。より具体的には、溶融状態の高融点金属Ｈ３は、第４冷却ロール２４ｂと接触している凝固状態の低融点金属層Ｌ４と第３冷却ロール２４ａとの間に供給される。溶融状態の高融点金属Ｈ３は、主に第３冷却ロール２４ａ側から冷却されて凝固し、凝固状態の高融点金属Ｈ４となる。凝固状態の高融点金属Ｈ４は凝固状態の低融点金属層Ｌ４の上に積層され、クラッド材Ｄ２が製造される。
【００７４】
前述したように、高融点金属供給部２８は、凝固状態の低融点金属層Ｌ４に対して溶融状態の高融点金属Ｈ３を冷却区間Ｃ２で接触するように供給する。このような構成によれば、温度の高い溶融状態の高融点金属Ｈ３が温度の低い凝固状態の低融点金属層Ｌ４に接触しても、低融点金属層Ｌ４は第４冷却ロール２４ｂによって冷却された状態にあるため、高融点金属Ｈ３からの熱を受けても溶融しない。これにより、低融点金属層Ｌ４の凝固状態を維持しながら、溶融状態の高融点金属Ｈ３を冷却して凝固させることができる。低融点金属Ｌ３を先に冷却して凝固させた場合であっても、凝固した低融点金属層Ｌ４が溶融することなく、界面が平坦かつ明瞭で、実用性の高いクラッド材Ｄ２を製造することができる。
【００７５】
また、第１双ロール２２および第２双ロール２４を水平配置（横型配置）することにより、装置のレイアウト自由度が高まる。また、新たな双ロールを更に水平配置すれば、３層以上のクラッド材を製造することができるため、クラッド材の多層化を容易に行うことができる。さらに、図１に示すような縦型配置に比べて、凝固させた低融点金属層を次の双ロールに供給する際に容易に供給（挿入）することができ、そのセッティングも容易である。さらに、速度調整も容易に行うことができ、縦型配置に比べて作業性を向上させることができる。
【００７６】
また、第１双ロール２２に対し第２双ロール２４を水平に配置することにより、凝固状態の低融点金属層Ｌ４を第２双ロール２４の第４冷却ロール２４ｂに対して沿わせる際に、低融点金属層Ｌ４を重力により下方の第４冷却ロール２４ｂの周面に押し付けることができる。これにより、凝固状態の低融点金属層Ｌ４を第４冷却ロール２４ｂに対してより確実に沿わせることができ、所定長さの冷却区間Ｃ２を確保することができる。すなわち、冷却区間Ｃ２を（冷却区間Ｃ１と比較して）長くすることができる。
【００７７】
＜実施形態３＞
次に、実施形態３のクラッド材製造装置３０について図３を用いて説明する。実施形態３では、主に実施形態１と異なる点について説明する。また実施形態３では、実施形態１と重複する記載は省略する。
【００７８】
図３は、実施形態３のクラッド材製造装置３０の概略構成を示す図である。タンデム式縦型双ロールにおいて、上流の双ロールの中間位置に対し、下流の双ロールにおける冷却のため板の片面を沿わせる冷却ロールが略その下方に位置している。
【００７９】
実施形態１では、低融点金属層Ｌ２と高融点金属層Ｈ２を１層ずつ積層した２層のクラッド材Ｄ１を製造したが、実施形態３では、低融点金属を１層、高融点金属をその両側に積層した合計３層のクラッド材Ｄ３を製造する。
【００８０】
図３に示すように、クラッド材製造装置３０は、同径縦型水平双ロールである第１双ロール３２と、同径縦型水平双ロールである第２双ロール３４と、同径縦型水平双ロールである第３双ロール３６と、低融点金属供給部３７と、第１高融点金属供給部３８と、第２高融点金属供給部３９とを備える。
【００８１】
第１双ロール３２は、溶融状態の低融点金属Ｌ５をロール鋳造する冷却ロールであり、第１冷却ロール３２ａと、第２冷却ロール３２ｂとを備える。第１冷却ロール３２ａの回転軸３１ａと第２冷却ロール３２ｂの回転軸３１ｂは平行に延びており、かつ同じ高さ位置にある。すなわち水平な同一平面上にある。回転軸３１ａと回転軸３１ｂの中間地点を、中間位置３１ｃとする。
【００８２】
第１双ロール３２には低融点金属供給部３７が設けられている。低融点金属供給部３７は、溶融状態の低融点金属Ｌ５として例えば、実施形態１と同様に、６２０℃のアルミニウム合金Ａ４０４５を貯留する。
【００８３】
第２双ロール３４は、第１双ロール３２の下流側に設けられた双ロールであり、第３冷却ロール３４ａと、第４冷却ロール３４ｂとを備える。第３冷却ロール３４ａおよび第４冷却ロール３４ｂは、溶融状態の第１高融点金属Ｈ５を冷却する。第４冷却ロール３４ｂの周面において第３冷却ロール３４ａと最も接近する位置をキス部Ｙ３とする。第３冷却ロール３４ａの回転軸３３ａと第４冷却ロール３４ｂの回転軸３３ｂは平行に延びており、かつ同じ高さ位置にある。すなわち両回転軸を含む平面は水平をなしている。回転軸３３ａと回転軸３３ｂの中間地点を、仮想中心軸としての中間位置３３ｃとする。
【００８４】
第２双ロール３４は、第１双ロール３２の下方に設けられており、第１双ロール３２に対して左右方向にオフセットして配置されている（図３の例では第４冷却ロール３４ｂ上に第１双ロール３２のロール軸の中間位置３１ｃがくるように、第２双ロール３４を左方向にオフセット配置）。すなわち、中間位置３１ｃを含む鉛直平面が、中間位置３３ｃを含む鉛直平面に対して、第４冷却ロール３４ｂの回転軸３３ｂ側に位置ずれしている。このようなオフセット配置により、第１双ロール３２から搬送される凝固状態の低融点金属層Ｌ６は、第４冷却ロール３４ｂに対して、鉛直方向から傾斜した角度にて入射し、第４冷却ロール３４ｂの上側部分の表面に沿うように搬送される。
すなわち、下流側の第４冷却ロール３４ｂに低融点金属層Ｌ６を沿わせるには、下流側の双ロールの第３冷却ロール３４ａと第４冷却ロール３４ｂの両回転軸３３ａと３３ｂを含む平面に垂直、かつ、下流側の低融点金属層Ｌ６を沿わせる第４冷却ロール３４ｂのキス部Ｙ３を含む平面に対し、低融点金属層Ｌ６を、沿わせる冷却ロールである第４冷却ロール３４ｂに近い空間からキス部Ｙ３に近付く方向、かつ、沿わせる方の冷却ロールである第４冷却ロール３４ｂの回転軸に垂直な平面に平行に、かつ、低融点金属層Ｌ６の幅の中央部分と、沿わせる方の冷却ロールである第４冷却ロール３４ｂのロール幅の中央の周とが同一平面上にある方向にて、沿わせる方の冷却ロールである第４冷却ロール３４ｂの周面に近付け接するように導入する。
【００８５】
第２双ロール３４には第１高融点金属供給部３８が設けられている。第１高融点金属供給部３８は、第４冷却ロール３４ｂに対する低融点金属層Ｌ６の接触開始点Ｘ３からキス部Ｙ３までの冷却区間Ｃ３において、第３冷却ロール３４ａと低融点金属層Ｌ６の間に溶融状態の高融点金属Ｈ５を供給する。
【００８６】
第３双ロール３６は、第２双ロール３４の下流側に設けられた縦型水平双ロールであり、第５冷却ロール３６ａと、第６冷却ロール３６ｂとを備える。第５冷却ロール３６ａおよび第６冷却ロール３６ｂは、溶融状態の第２高融点金属Ｈ７を冷却する。
【００８７】
第３双ロール３６は、第２双ロール３４の下方に設けられており、第２双ロール３４に対して左右方向にオフセットして配置されている（図３の例では第５冷却ロール３６ａ上に第２双ロール３４のロール軸の中間位置３３ｃがくるように第３双ロール３６を右方向にオフセット配置）。すなわち、中間位置３３ｃを含む鉛直平面が、中間位置３５ｃを含む鉛直平面に対して、第５冷却ロール３６ａの回転軸３５ａ側に位置ずれしている。このようなオフセット配置により、第２双ロール３４から搬送される凝固状態の低融点金属層Ｌ６および第１高融点金属層Ｈ６は、第５冷却ロール３６ａに沿うように搬送される。
【００８８】
第３双ロール３６に隣接する位置には第２高融点金属供給部３９が設けられている。第２高融点金属供給部３９は、第５冷却ロール３６ａと第６冷却ロール３６ｂの間において、接触開始点Ｘ４からキス部Ｙ４までの冷却区間Ｃ４における低融点金属層Ｌ６と接触させるように、溶融状態の高融点金属Ｈ７を供給する。
【００８９】
すなわち上述の装置は以下の様に表現できる。
実施形態３のクラッド材製造装置は、第１高融点金属層Ｈ６と低融点金属層Ｌ６とが積層されたクラッド材Ｄ３を製造するクラッド材の製造装置であって、第１冷却ロール３２ａおよび第２冷却ロール３２ｂを有する第１双ロール３２と、第１冷却ロール３２ａと第２冷却ロール３２ｂの間に溶融状態の低融点金属Ｌ５を供給する低融点金属供給部３７と、第１双ロール３２の下流側において、第３冷却ロール３４ａおよび第４冷却ロール３４ｂを有する第２双ロール３４と、第１双ロール３２で鋳造された低融点金属層Ｌ６と第３冷却ロール３４ａとの間に溶融状態の第１高融点金属Ｈ５を供給する第１高融点金属供給部３８とを有し、第１双ロール３２の高さ位置は、第２双ロール３４の高さ位置よりも高く、第１双ロール３２の第１冷却ロール３２ａの回転軸３１ａと第２冷却ロール３２ｂの回転軸３１ｂの間の中間位置３１ｃを含む鉛直平面は、第２双ロール３４の第３冷却ロール３４ａの回転軸３３ａと第４冷却ロール３４ｂの回転軸３３ｂの間の中間位置３３ｃを含む鉛直平面に対して、第４冷却ロール３４ｂの回転軸３３ｂ側に位置ずれしている、クラッド材の製造装置である。
【００９０】
更に、実施形態３のクラッド材製造装置は、タンデム型三層双ロールであって、第５冷却ロール３６ａと第６冷却ロール３６ｂにてなる第３双ロール３６を第２双ロール３４の下方に設け、第２双ロール３４で第１高融点金属層Ｈ６が積層された低融点金属層Ｌ６との間に溶融状態の第２高融点金属Ｈ７を供給する第２高融点金属供給部３９を有し、第２双ロール３４の第３冷却ロール３４ａの回転軸３３ａと第４冷却ロール３４ｂの回転軸３３ｂの間の中間位置３３ｃを含む鉛直平面は、第３双ロール３６の第５冷却ロール３６ａの回転軸３５ａと第６冷却ロール３６ｂの回転軸３５ｂの中間位置３５ｃを含む鉛直平面に対し、第５冷却ロール３６ａ側に位置ずれしている。
【００９１】
このようなクラッド材製造装置によれば、双ロールキャスター法において、先に低融点金属層Ｌ６を凝固させ、その後に高融点金属層Ｈ６を凝固させて低融点金属層Ｌ６上に積層した場合でも、低融点金属層Ｌ６が再融解することなく、界面が平坦なクラッド材Ｄ３を製造することができる。そして、タンデム型縦型双ロールにおいて、下段の双ロールの位置が一方の冷却ロールに金属板を容易に沿わせて冷却できるように、上段の双ロールに対して左右方向に第４冷却ロール３４ｂ側にずれて配置（シフト）している。このように、上方の第１双ロール３２で鋳造した低融点金属層Ｌ６の板に下流の下方の第２双ロール３４で高融点金属層Ｈ６を直接積層する場合に、下流の第２双ロール３４で板を積層する際に、冷却のために沿わせる一方の第４冷却ロール３４ｂの中心軸（中心位置３３ｂ）が上流の第１双ロール３２間の間隙の真下またはその近傍になるよう水平方向にずれた位置にシフトしている。これにより、低融点金属層Ｌ６の板を下流の第２双ロール３４の一方の第４冷却ロール３４ｂに沿わせて冷却した状態でもう一方の第３冷却ロール３４ａで積層することができる。このため、低融点金属層Ｌ６が再融解することなく、界面が明瞭で平坦なクラッド材Ｄ３を製造することができ、運転開始時のセッティングが容易で製造しやすい。
【００９２】
上述した構成を有するクラッド材製造装置３０によるクラッド材の製造方法の一例について、図３を用いて説明する。
【００９３】
（工程１：クラッド材製造装置３０の準備）
まず、クラッド材製造装置３０を準備する。具体的には、図３に示したクラッド材製造装置３０を設ける。
【００９４】
（工程２：溶融状態の低融点金属の供給・冷却）
次に、低融点金属供給部３７から第１冷却ロール３２ａと第２冷却ロール３２ｂの間に溶融状態の低融点金属Ｌ５を供給する。溶融状態の低融点金属Ｌ５は、第１冷却ロール３２ａと第２冷却ロール３２ｂに接触することで両側から冷却されて凝固する。凝固した板状の低融点金属層Ｌ６が製造される。凝固した板状の低融点金属層Ｌ６は、第１双ロール３２の回転によって斜め下方に搬送される。
【００９５】
凝固状態の板状の低融点金属層Ｌ６は、第４冷却ロール３４ｂの表面に沿うように搬送される。第２双ロール３４は第１双ロール３２に対して左右方向にオフセットして配置されているため、低融点金属層Ｌ６を第４冷却ロール３４ｂの表面に確実に沿わせることができる。
【００９６】
凝固状態の低融点金属層Ｌ６は、接触開始点Ｘ３から第４冷却ロール３４ｂとの接触を開始する。接触開始点Ｘ３からキス部Ｙ３までの冷却区間Ｃ３において、凝固状態の低融点金属層Ｌ６は第４冷却ロール３４ｂによって冷却された状態にある。
【００９７】
（工程３：溶融状態の第１高融点金属の供給・冷却）
第１高融点金属供給部３８から第３冷却ロール３４ａと低融点金属層Ｌ６の間に溶融状態の第１高融点金属Ｈ５を供給する。具体的には、接触開始点Ｘ３からキス部Ｙ３までの冷却区間Ｃ３における低融点金属層Ｌ６と第３冷却ロール３４ａとに接触するように、溶融状態の高融点金属Ｈ５を供給する。これにより、高融点金属Ｈ５は主に第３冷却ロール３４ａ側から冷却されて凝固し、凝固状態の高融点金属層Ｈ６となる。凝固状態の高融点金属層Ｈ６は凝固状態の低融点金属層Ｌ６の上に積層される。これにより、高融点金属層Ｈ６と低融点金属層Ｌ６が積層された板状の積層体Ｐ１が製造される。
【００９８】
前述したように、第１高融点金属供給部３８に貯留されている溶融状態の高融点金属Ｈ５は、凝固状態の低融点金属層Ｌ６に対して冷却区間Ｃ３で接触する。これにより、温度の高い溶融状態の高融点金属Ｈ５が温度の低い凝固状態の低融点金属層Ｌ６に接触しても、低融点金属層Ｌ６は第４冷却ロール３４ｂによって冷却された状態にあるため、高融点金属Ｈ５からの熱を受けても溶融しない。このため、低融点金属層Ｌ６の凝固状態を維持しながら、溶融状態の高融点金属Ｈ５を冷却して凝固させることができる。低融点金属Ｌ５を先に冷却して凝固させた場合であっても、凝固した低融点金属層Ｌ６が溶融することなく、界面が明瞭かつ平坦で、実用性の高い実用性の高い積層体Ｐ１を製造することができる。
【００９９】
さらに、凝固した板状の低融点金属層Ｌ６および第１高融点金属層Ｈ６を含む積層体Ｐ１は、第２双ロール３４の回転によって斜め下方に搬送される。
【０１００】
積層体Ｐ１は、第５冷却ロール３６ａの表面に沿うように搬送される。第３双ロール３６は第２双ロール３４に対して左右方向にオフセットして配置されているため、積層体Ｐ１は第５冷却ロール３６ａの表面に確実に沿うように搬送される。
【０１０１】
積層体Ｐ１における凝固状態の第１高融点金属層Ｈ６は、接触開始点Ｘ４から第５冷却ロール３６ａとの接触を開始する。接触開始点Ｘ４からキス部Ｙ４までの冷却区間Ｃ４において、積層体Ｐ１は第５冷却ロール３６ａによって冷却された状態にある。
【０１０２】
（工程４：溶融状態の第２高融点金属の供給・冷却）
第２高融点金属供給部３９から、積層体Ｐ１と第６冷却ロール３６ｂの間に溶融状態の第２高融点金属Ｈ７を供給する。具体的には、接触開始点Ｘ４からキス部Ｙ４までの冷却区間Ｃ４における積層体Ｐ１と第６冷却ロール３６ｂとに接触するように、溶融状態の第２高融点金属Ｈ７を供給する。これにより、第２高融点金属Ｈ７は主に第６冷却ロール３６ｂ側から冷却されて凝固し、凝固状態の第２高融点金属Ｈ８となる。凝固状態の第２高融点金属Ｈ８は凝固状態の低融点金属層Ｌ６の上に積層される。これにより、第１高融点金属層Ｈ６と低融点金属層Ｌ６と第２高融点金属Ｈ８が順に積層された板状のクラッド材Ｄ３が製造される。
【０１０３】
第１高融点金属供給部３８と同様に、第２高融点金属供給部３９に貯留されている溶融状態の第２高融点金属Ｈ７は、凝固状態の積層体Ｐ１の低融点金属層Ｌ６に対して冷却区間Ｃ４で接触する。このような構成によれば、温度の高い溶融状態の第２高融点金属Ｈ７が温度の低い凝固状態の低融点金属層Ｌ６に接触しても、低融点金属層Ｌ６は第５冷却ロール３６ａによって冷却された状態にあるため、第２高融点金属Ｈ７からの熱を受けても溶融しない。これにより、低融点金属層Ｌ６の凝固状態を維持しながら、溶融状態の第２高融点金属Ｈ７を冷却して凝固させることができる。低融点金属Ｌ５を先に冷却して凝固させた場合であっても、凝固した低融点金属層Ｌ６が溶融することなく、界面が平坦かつ明瞭で、実用性の高いクラッド材Ｄ３を製造することができる。
【０１０４】
上述したように、実施形態３のクラッド材製造方法は、第２双ロール３４によって冷却された低融点金属層Ｌ６および第１高融点金属層Ｈ６による板状の積層体Ｐ１を、第２双ロール３４の下流側にあって第３双ロール３６を構成する第５冷却ロール３６ａと第６冷却ロール３６ｂの間において第５冷却ロール３６ａの表面に沿わせるように供給するステップを含む。当該製造方法はさらに、板状の積層体Ｐ１と第６冷却ロール３６ｂとの間において、積層体Ｐ１が第５冷却ロール３６ａと接触している冷却区間Ｃ４に溶融状態の第２高融点金属Ｈ７を供給することにより、第６冷却ロール３６ｂと積層体Ｐ１の間で第２高融点金属Ｈ７を冷却して凝固させ、凝固した板状の第２高融点金属層Ｈ６を積層体Ｐ１に積層するステップを含む。
【０１０５】
上述した実施形態３のクラッド材製造装置３０は、第３双ロール３６と、第２高融点金属供給部３９とを備える。第３双ロール３６は、第２双ロール３４の下流側において、第５冷却ロール３６ａおよび第６冷却ロール３６ｂを有する。第２高融点金属供給部３９は、第２双ロール３４により冷却されて板状に凝固されるとともに第５冷却ロール３６ａと第６冷却ロール３６ｂの間において第５冷却ロール３６ａに沿うように供給される第１高融点金属層Ｈ６および低融点金属層Ｌ６による板状の積層体Ｐ１と、第６冷却ロール３６ｂとの間において、積層体Ｐ１が第５冷却ロール３６ａと接触している冷却区間Ｃ４に溶融状態の第２高融点金属Ｈ７を供給する。
【０１０６】
上記実施形態３の製造方法および製造装置によれば、実施形態１の製造方法による効果に加えて以下の効果を奏する。すなわち、低融点金属層Ｌ６が第２高融点金属Ｈ７の熱によって溶融することを防止しながら、第２高融点金属Ｈ７を冷却して積層体Ｐ１の上に第２高融点金属層Ｈ８を積層することができる。このように、低融点金属層Ｌ６を中央に配置し、その両側に第１高融点金属層Ｈ６および第２高融点金属層Ｈ８を配置した３層のクラッド材Ｄ３を製造した場合であっても、低融点金属層Ｌ６を再融解させることなく、第１高融点金属層Ｈ６および第２高融点金属層Ｈ８との界面が明瞭で平坦なクラッド材Ｄ３を製造することができる。
【０１０７】
＜実施形態４＞
次に、実施形態４にかかるクラッド材製造装置４０について、図４を用いて説明する。ここでは、主に実施形態３と異なる点について説明する。また、実施形態３と重複する記載は省略する。
【０１０８】
実施形態３では、第１双ロール３２、第２双ロール３４および第３双ロール３６を上下に配置し、クラッド材Ｄ３を上下に搬送したが、実施形態４では３つの双ロールを水平に並べて配置し、クラッド材を水平に搬送する。
【０１０９】
図４に示すように、実施形態４にかかるクラッド材製造装置４０は、第１双ロール４２と、第２双ロール４４と、第３双ロール４６と、低融点金属供給部４７と、第１高融点金属供給部４８と、第２高融点金属供給部４９とを備える。第１双ロール４２、第２双ロール４４および第３双ロール４６の各縦型双ロールは略同じ高さにこの順に並べて配置されている。
【０１１０】
図４では図示を省略したが、低融点金属層Ｌ８や積層体Ｐ２は、曲がり部に設けたガイドロールやピンチロール等により、搬送方向を変えて下流側に搬送される。こうすることにより、運転開始のセッティングが容易でかつ、双ロール間に適当な時間差を持たせることができるので、運転の調整も容易となる。
【０１１１】
第１双ロール４２は、溶融状態の低融点金属Ｌ７を冷却する冷却ロールであり、第１冷却ロール４２ａと、第２冷却ロール４２ｂとを備える。第１冷却ロール４２ａおよび第２冷却ロール４２ｂは互いに水平に並べて配置されている。第２双ロール４４は、溶融状態の第１高融点金属Ｈ９を冷却する冷却ロールであり、第３冷却ロール４４ａと、第４冷却ロール４４ｂとを備える。第３冷却ロール４４ａおよび第４冷却ロール４４ｂは互いに水平に並べて配置されている。第３双ロール４６は、溶融状態の第２高融点金属Ｈ１１を冷却する冷却ロールであり、第５冷却ロール４６ａと、第６冷却ロール４６ｂとを備える。第５冷却ロール４６ａおよび第６冷却ロール４６ｂは互いに水平に並べて配置されている。
【０１１２】
低融点金属供給部４７は、溶融状態の低融点金属Ｌ７を第１冷却ロール４２ａと第２冷却ロール４２ｂの間に供給する。第１高融点金属供給部４８は、溶融状態の高融点金属Ｈ９を第３冷却ロール４４ａと第４冷却ロール４４ｂの間に供給する。第２高融点金属供給部４９は、溶融状態の高融点金属Ｈ１１を第５冷却ロール４６ａと第６冷却ロール４６ｂの間に供給する。
【０１１３】
ここで、溶融状態の低融点金属Ｌ７は、第１冷却ロール４２ａおよび第２冷却ロール４２ｂによって冷却されることで凝固され、凝固状態の板状の低融点金属層Ｌ８となる。凝固状態の低融点金属層Ｌ８は、第２双ロール４４に向けて下流側に搬送される。
【０１１４】
凝固状態の低融点金属層Ｌ８は、第２双ロール４４における第４冷却ロール４４ｂの表面に沿うように搬送される。凝固状態の低融点金属層Ｌ８は、図４に示す接触開始点Ｘ５から第４冷却ロール４４ｂとの接触を開始する。
【０１１５】
溶融状態の第１高融点金属Ｈ９は、第３冷却ロール４４ａと第４冷却ロール４４ｂの間に供給される。より具体的には、第４冷却ロール４４ｂと接触している凝固状態の低融点金属層Ｌ８と、第３冷却ロール４４ａとの間に供給される。
【０１１６】
第１高融点金属Ｈ９は主に第３冷却ロール４４ａ側から冷却されて凝固し、凝固状態の第１高融点金属層Ｈ１０となる。凝固状態の第１高融点金属層Ｈ１０は凝固状態の低融点金属層Ｌ８の上に積層される。これにより、第１高融点金属層Ｈ１０と低融点金属層Ｌ８が積層された凝固状態の板状の積層体Ｐ２が製造される。凝固状態の積層体Ｐ２は、第３双ロール４６に向けて下流側に搬送される。
【０１１７】
凝固状態の積層体Ｐ２は、第３双ロール４６における第５冷却ロール４６ａの表面に沿うように搬送される。凝固状態の積層体Ｐ２は、図４に示す接触開始点Ｘ６から第５冷却ロール４６ａとの接触を開始する。
【０１１８】
溶融状態の第２高融点金属Ｈ１１は、第５冷却ロール４６ａと第６冷却ロール４６ｂの間に供給される。より具体的には、第５冷却ロール４６ａと接触している凝固状態の積層体Ｐ２における低融点金属層Ｌ８と、第６冷却ロール４６ｂとの間に供給される。
【０１１９】
第２高融点金属Ｈ１１は主に第６冷却ロール４６ｂ側から冷却されて凝固し、凝固状態の第２高融点金属層Ｈ１２となる。凝固状態の第２高融点金属層Ｈ１２は凝固状態の積層体Ｐ２における低融点金属層Ｌ８の上に積層される。これにより、第１高融点金属層Ｈ１０と低融点金属層Ｌ８と第２高融点金属層Ｈ１２とが積層された板状のクラッド材Ｄ４が製造される。
【０１２０】
実施形態３と同様に、第１高融点金属供給部４８は、溶融状態の第１高融点金属Ｈ９を凝固状態の低融点金属層Ｌ８に対して冷却区間Ｃ５で接触するように供給する。また、第２高融点金属供給部４９は、溶融状態の第２高融点金属Ｈ１１を凝固状態の低融点金属層Ｌ８に対して冷却区間Ｃ６で接触するように供給する。このような構成によれば、温度の高い溶融状態の高融点金属Ｈ９、Ｈ１１が、温度の低い凝固状態の低融点金属層Ｌ８に接触しても、低融点金属層Ｌ８は第４冷却ロール４４ｂ、第５冷却ロール４６ａによって冷却された状態にあるため、高融点金属Ｈ９、Ｈ１１からの熱を受けても溶融しない。これにより、低融点金属層Ｌ８の凝固状態を維持しながら、溶融状態の高融点金属Ｈ９、Ｈ１１を冷却して凝固させることができる。低融点金属Ｌ７を先に冷却して凝固させた場合でも、界面が平坦かつ明瞭で、実用性の高いクラッド材Ｄ４を製造することができる。
【０１２１】
また、複数の双ロールを横型配置することにより、実施形態２と同様の横型配置による効果すなわち、レイアウト自由度が高まる。また、新たな双ロールを水平配置すれば、４層以上のクラッド材を製造する装置として組立可能であるため、クラッド材の多層化を容易に行うことができる。さらに、図１に示すような縦型配置に比べて、凝固させた低融点金属層を次の双ロールに供給する際に容易に供給（挿入）することができ、そのセッティングも容易である。さらに、速度調整も容易に行うことができ、縦型配置に比べて作業性を向上させることができる。
【０１２２】
また、いくつかの双ロールを基台にのせて、取付け、取り外し並びに水平方向への移動を容易にすれば、製品仕様に応じて製造ラインを容易に変更できるため、クラッド層数を増やしたり変更することが容易になる
【０１２３】
（実施形態５）
実施形態５のクラッド材製造装置について説明する。実施形態５は、主に実施形態１と異なる点について説明する。また実施形態５では、実施形態１と重複する記載は省略する。
【０１２４】
図５は、実施形態５のクラッド材製造装置５０の概略構成を示す図である。
【０１２５】
実施形態１では、２つの双ロールを設け、合計４つの冷却ロールにより冷却を行ったが、実施形態５では、合計３つの冷却ロールによって２つの双ロールを構成して冷却を行う。
【０１２６】
図５に示すように、クラッド材製造装置５０は、第１双ロール５２と、第２双ロール５４と、低融点金属供給部５５と、高融点金属供給部５６とを備える。
【０１２７】
第１双ロール５２は、溶融状態の低融点金属Ｌ９を冷却する冷却ロールであり、第１冷却ロール５７と、第２冷却ロール５８とを備える。第２双ロール５４は、溶融状態の高融点金属Ｈ１３を冷却する冷却ロールであり、第１冷却ロール５７と、第３冷却ロール５９とを備える。
【０１２８】
第１冷却ロール５７は、第１双ロール５２と第２双ロール５４の両方を構成する冷却ロールである。すなわち、第１冷却ロール５７は、第１双ロール５２と第２双ロール５４の両方を兼ねる。第１冷却ロール５７の径は、第２冷却ロール５８および第３冷却ロール５９の径よりも大きく設定されている。このように、実施形態５のクラッド材製造装置５０として、いわゆる異径ロール方式のクラッド材製造装置が採用されている。
【０１２９】
第１双ロール５２に隣接する位置には低融点金属供給部５５が設けられている。低融点金属供給部５５は、第１冷却ロール５７と第２冷却ロール５８の間に溶融状態の低融点金属Ｌ９を供給する。
【０１３０】
第２双ロール５４に隣接する位置には高融点金属供給部５６が設けられている。高融点金属供給部５６は、第１冷却ロール５７と第３冷却ロール５９の間に溶融状態の高融点金属Ｈ１３を供給する。
【０１３１】
上述した構成を有するクラッド材製造装置５０によるクラッド材の製造方法の一例について、図５を用いて説明する。
【０１３２】
（工程１：クラッド材製造装置５０の準備）
まず、クラッド材製造装置５０を準備する。具体的には、図５に示したクラッド材製造装置５０を設ける。
【０１３３】
（工程２：溶融状態の低融点金属の供給・冷却）
次に、低融点金属供給部５５から第１冷却ロール５７と第２冷却ロール５８の間に溶融状態の低融点金属Ｌ９を供給する。溶融状態の低融点金属Ｌ９は、第１冷却ロール５７と第２冷却ロール５８に接触することで両側（主に第１冷却ロール５７側）から冷却されて凝固する。凝固した板状の低融点金属層Ｌ１０が製造される。凝固した板状の低融点金属層Ｌ１０は、第１冷却ロール５７の表面に沿って第１冷却ロール５７に密着しながら下流側に搬送される。
【０１３４】
凝固状態の低融点金属層Ｌ１０は、第１冷却ロール５７に接触した状態において、第１冷却ロール５７によって冷却された状態にある（特に冷却区間Ｃ７において）。
【０１３５】
（工程３：溶融状態の高融点金属の供給・冷却）
高融点金属供給部５６から第３冷却ロール５９と低融点金属層Ｌ１０の間に溶融状態の高融点金属Ｈ１３を供給する。これにより、溶融状態の高融点金属Ｈ１３は主に第３冷却ロール５９側から冷却されて凝固し、凝固状態の高融点金属Ｈ１４となる。凝固状態の高融点金属Ｈ１４は凝固状態の低融点金属層Ｌ１０の上に積層される。これにより、低融点金属層Ｌ１０と高融点金属Ｈ１４が積層された板状のクラッド材Ｄ５が製造される。
【０１３６】
凝固状態の低融点金属層Ｌ１０は、溶融状態の高融点金属Ｈ１３と接触する際にも、常に第１冷却ロール５７によって冷却された状態にある（特に冷却区間Ｃ７において）。このような構成によれば、温度の高い溶融状態の高融点金属Ｈ１３が温度の低い凝固状態の低融点金属層Ｌ１０に接触しても、低融点金属層Ｌ１０は第１冷却ロール５７によって冷却された状態にあるため、高融点金属Ｈ１３からの熱を受けても溶融しない。これにより、低融点金属層Ｌ１０の凝固状態を維持しながら、溶融状態の高融点金属Ｈ１３を冷却して凝固させることができる。低融点金属Ｌ９を先に冷却して凝固させた場合でも、界面が平坦かつ明瞭で、実用性の高いクラッド材Ｄ５を製造することができる。
【０１３７】
上述したように、実施形態５のクラッド材製造方法は、高融点金属層Ｈ１４と低融点金属層Ｌ１０とが積層されたクラッド材Ｄ５を製造するクラッド材製造方法である。当該製造方法は、双ロールを構成する第１冷却ロール５７と第２冷却ロール５８の間に溶融状態の低融点金属Ｌ９を供給することにより、第１冷却ロール５７および第２冷却ロール５８により冷却して凝固させ、板状の低融点金属層Ｌ１０を形成するステップを含む。当該製造方法はさらに、凝固した板状の低融点金属層Ｌ１０を、第１冷却ロール５７に沿わせながら、第２冷却ロール５８の下流において第１冷却ロール５７とともに双ロールを構成する第３冷却ロール５９の間に供給するステップを含む。当該製造方法はさらに、第１冷却ロール５７と接触した状態の板状の低融点金属層Ｌ１０と第３冷却ロール５９の間に溶融状態の高融点金属Ｈ１３を供給し、第３冷却ロール５９と低融点金属層Ｌ１０の間で高融点金属Ｈ１３を冷却して凝固させ、凝固した板状の高融点金属層Ｈ１４を低融点金属層Ｌ１０に積層して形成するステップを含む。
【０１３８】
また、実施形態５のクラッド材製造装置５０は、高融点金属層Ｈ１４と低融点金属層Ｌ１０とが積層されたクラッド材Ｄ５を製造するクラッド材の製造装置である。クラッド材製造装置５０は、第１冷却ロール５７を備える。クラッド材製造装置５０はさらに、第１冷却ロール５７とともに双ロールを構成する第２冷却ロール５８を備える。クラッド材製造装置５０はさらに、第２冷却ロール５８の下流側において第１冷却ロール５７とともに双ロールを構成する第３冷却ロール５９を備える。クラッド材製造装置５０はさらに、第１冷却ロール５７と第２冷却ロール５８の間に溶融状態の低融点金属Ｌ９を供給する低融点金属供給部５５を備える。クラッド材製造装置５０はさらに、第１冷却ロール５７に沿って搬送される凝固された板状の低融点金属層Ｌ１０と第３冷却ロール５９との間に、溶融状態の高融点金属Ｈ１３を供給する高融点金属供給部５６を備える。
【０１３９】
このような製造装置および製造方法によれば、第３冷却ロール５９と低融点金属層Ｌ１０の間で高融点金属Ｈ１３を冷却する際に、第１冷却ロール５７に接触した状態の低融点金属層Ｌ１０に対して溶融状態の高融点金属Ｈ１３を供給することにより、第１冷却ロール５７によって冷却された状態の低融点金属層Ｌ１０に接触させながら高融点金属Ｈ１３を冷却している。これにより、低融点金属層Ｌ１０が高融点金属Ｈ１３の熱によって溶融することを防止しながら、高融点金属Ｈ１３を冷却して低融点金属層Ｌ１０に積層することができる。低融点金属Ｌ９を先に冷却して凝固させた場合でも、界面が平坦かつ明瞭で、実用性の高いクラッド材Ｄ５を製造することができる。
【０１４０】
また、本異径ロール方式によれば、冷却力に優れるとともに、冷却ロールのレイアウトを調整しやすい。また、鋳造装置として安価に構成することができる。さらに、低融点金属層Ｌ１０を第１冷却ロール５７に終始沿わせながら搬送することができるため、他の実施形態の構成に比べて低融点金属層Ｌ１０の搬送および次の双ロールへの挿入を容易に行うことができる。
【０１４１】
＜参考例１＞
次に、参考例１によるクラッド材製造装置について、図６を用いて説明する。
【０１４２】
図６に示すように、参考例１によるクラッド材製造装置６０は、第１双ロール６２と、第２双ロール６４と、高融点金属供給部６６と、低融点金属供給部６８とを備える。
【０１４３】
第１双ロール６２は、溶融状態の高融点金属Ｈ１５を冷却する冷却ロールであり、第１冷却ロール６２ａと、第２冷却ロール６２ｂとを備える。第２双ロール６４は、溶融状態の低融点金属Ｌ１１を冷却する冷却ロールであり、第３冷却ロール６４ａと、第４冷却ロール６４ｂとを備える。
【０１４４】
高融点金属供給部６６は、溶融状態の高融点金属Ｈ１５を第１冷却ロール６２ａと第２冷却ロール６２ｂの間に供給する。低融点金属供給部６８は、溶融状態の低融点金属Ｌ１１を第３冷却ロール６４ａと第４冷却ロール６４ｂの間に供給する。
【０１４５】
溶融状態の高融点金属Ｈ１５は、第１冷却ロール６２ａおよび第２冷却ロール６２ｂによって冷却されることで、凝固状態の板状の高融点金属層Ｈ１６となる。凝固状態の高融点金属層Ｈ１６は、第２双ロール６４における第３冷却ロール６４ａと第２冷却ロール６４ｂの間に搬送される。
【０１４６】
溶融状態の低融点金属Ｌ１１は、第３冷却ロール６４ａと第４冷却ロール６４ｂの間において、凝固状態の高融点金属層Ｈ１６を挟むように供給される。溶融状態の低融点金属Ｌ１１は、第３冷却ロール６４ａと第４冷却ロール６４ｂによって両側から冷却されて凝固し、凝固状態の低融点金属層Ｌ１２となる。凝固状態の低融点金属層Ｌ１２は凝固状態の高融点金属層Ｈ１６の上に積層される。これにより、低融点金属層Ｌ１２と高融点金属層Ｈ１６が積層された板状のクラッド材が製造される。なお、上記では高融点金属を先に凝固させて低融点金属を後で凝固させる場合について説明したが、これに限らず、低融点金属を先に凝固させて高融点金属を後で凝固させてもよい。ただしこの場合は低融点金属層の表面が再融解するため、界面が不安定で平坦にはならない。
【０１４７】
また、複数の双ロールを横型配置することにより、実施形態２と同様の横型配置による効果すなわち、レイアウト自由度が高まる。また、新たな双ロールを水平配置すれば、４層以上のクラッド材を製造する装置として組立可能であるため、クラッド材の多層化を容易に行うことができる。さらに、図１に示すような縦型配置に比べて、凝固させた高融点金属層を次の双ロールに供給する際に容易に供給（挿入）することができ、そのセッティングも容易である。さらに、速度調整も容易に行うことができ、縦型配置に比べて作業性を向上させることができる。
更に、いくつかの双ロールを基台にのせ、取付け、取り外し並びに水平方向への移動を容易にすれば、製品仕様に応じて製造ラインを容易に変更できるため、クラッド層数を増やしたり変更することが容易になる。
【０１４８】
また、複数の双ロールにおける冷却ロールを同径のロールで構成しておけば、ライン速度の調整や、部品の交換等のメンテナンスも効率化できる。
【０１４９】
＜クラッド材＞
次に、上述したクラッド材製造装置およびクラッド材製造方法により製造したクラッド材に関連する実施例と、その他の装置・方法により製造されるクラッド材に関連する比較例及び参考例について、図７Ａ−図１１Ｃを用いて説明する。
【０１５０】
（参考例２）
図７Ａは、金属単板を鋳造する鋳造装置（双ロールキャスター）７０の一例を示す。図７Ｂ−７Ｄはそれぞれ、図７Ａに示す鋳造装置７０により冷却して製造した金属単板の構造を示す。
参考例２における金属単板の製造条件は以下の通りである。
・冷却ロールの材質：銅
・冷却ロールの周速：３０ｍ／ｍｉｎ
・冷却ロールのロール圧：５０Ｎ／ｍｍ
・金属の材質：アルミニウム合金
【０１５１】
図７Ａに示す鋳造装置７０は、双ロールを構成する第１冷却ロール７２および第２冷却ロール７４と、金属供給部７６とを備える。第１冷却ロール７２および第２冷却ロール７４は、金属供給部７６から供給される溶融状態の金属７７を冷却する。金属供給部７６は、第１冷却ロール７２と第２冷却ロール７４の間に溶融状態の金属７７を供給する。
【０１５２】
溶融状態の金属７７は第１冷却ロール７２および第２冷却ロール７４によって両側から冷却されて凝固し、凝固状態の板状の金属層７８となる。
【０１５３】
図７Ｂは、図７ＡのＡ部における金属層７８の表面の外観（Ｃ方向から見た場合）を示し、図７Ｃは、図７ＡのＢ部における金属層７８の厚み方向の断面組織を示す（偏光モードで撮影した写真）。図７Ｄは、図７Ｃの断面組織を模式化した図である。
【０１５４】
図７Ｂに示すように、第１冷却ロール７２および第２冷却ロール７４によって両側から冷却された金属層７８の表面は概ね平坦であることがわかる。
【０１５５】
図７Ｃ、７Ｄに示すように、金属層７８の厚み方向の断面組織は、厚み方向における最外層にチル晶を有し、その内側に等軸晶を有し、中央に粒状晶を有していることがわかる。金属７７を第１冷却ロール７２と第２冷却ロール７４により両側から急冷することにより、このような断面組織が形成される。すなわち、金属層７８は、その断面が両表面から反対側の表面に向かって冷却速度の低下に応じて晶出した結晶が配列された「鋳造まま組織」である。「鋳造まま組織」とは、鋳造（冷却を含む）工程のみで形成された組織をいい、鋳造後に圧延等の後工程がなされたものは含まない。また「チル晶」とは、金属板表面及び近傍に形成される急冷による小径の結晶組織をいう。
【０１５６】
なお、以下の実施例および比較例における共通の製造条件は、特記しない限り、以下の通りである。
冷却ロールの材質：銅
冷却ロールの周速：３０ｍ／ｍｉｎ
冷却ロールのロール圧：５０Ｎ／ｍｍ
低融点金属の材質：アルミニウム合金Ａ４０４５
低融点金属の注湯温度（溶融状態）：６２０℃
（アルミニウム合金Ａ４０４５の融点：液相線温度：５９５℃、固相線温度：５７５℃）
第１、第２高融点金属の材質：アルミニウム合金Ａ３００３
第１、第２高融点金属の注湯温度（溶融状態）：６８０℃
（アルミニウム合金Ａ３００３の融点：液相線温度：６５５℃、固相線温度：６２８℃）
比較例３においては、
低融点金属の材質：アルミニウム合金ＡＣ４Ｃ
低融点金属の注湯温度（溶融状態）：６４０℃
（アルミニウム合金ＡＣ４Ｃの融点：液相線温度：６１０℃、固相線温度：５７５℃）
【０１５７】
（比較例１）
図８Ａは、比較例１によるクラッド材製造装置９０の一例を示し、図８Ａでは、１層の金属層を冷却する状態が示される。図８Ｂは、図８ＡのＡ部における金属板の表面の外観（Ｄ方向から見た場合）を示し、図８Ｃは、図８ＢのＢ部における拡大斜視図を示す。図８Ｄは、図８Ａと同じクラッド材製造装置９０を用いて３層のクラッド材Ｄ７を製造する状態を示す。図８Ｅは、図８ＤのＣ部におけるクラッド材Ｄ７の厚み方向の断面組織を示し、図８Ｆは、図８ＥのＤ部におけるクラッド材Ｄ７の拡大図を示し、図８Ｇは、図８Ｅのクラッド材Ｄ７の断面組織を示す模式図である。
【０１５８】
図８Ａ、８Ｄに示すクラッド材製造装置９０は、第１双ロール９２としての第１冷却ロール９２ａおよび第２冷却ロール９２ｂと、第３冷却ロール９４と、第４冷却ロール９６と、低融点金属供給部９８と、第１高融点金属供給部１００と、第２高融点金属供給部１０２と、第１スクレイパー１０４と、第２スクレイパー１０６とを備える。
スクレイパーとは、元端が回転自在に固定され、他端が、ロール上に形成された凝固層又は半凝固層に一定の力で当たるよう賦勢（付勢）されているものをいう。他端は通常、無機繊維製不織布等で覆われている。
【０１５９】
第１双ロール９２は、図８Ｄに示すように、第１冷却ロール９２ａおよび第２冷却ロール９２ｂにより、低融点金属供給部９８から供給される溶融状態の低融点金属Ｌ３０を冷却する。
【０１６０】
第３冷却ロール９４は、図８Ａ、８Ｄに示すように、第１高融点金属供給部１００から供給される溶融状態の第１高融点金属Ｈ１７を冷却する。溶融状態の第１高融点金属Ｈ１７は冷却されることで凝固し、凝固状態の第１高融点金属層Ｈ１８となる。第１スクレイパー１０４は、第１高融点金属供給部１００に貯留されている溶融状態の高融点金属Ｈ１７が下流側に流れないように仕切る。第１スクレイパー１０４の先端は、凝固状態の第１高融点金属層Ｈ１８の上に位置する半凝固状態の固相率の低い金属層およびその上の溶融状態の金属層を掻き取るように、第１高融点金属層Ｈ１８の表面に接触する。
【０１６１】
第４冷却ロール９６は、図８Ｄに示すように、第２高融点金属供給部１０２から供給される溶融状態の第２高融点金属Ｈ１９を冷却する。溶融状態の第２高融点金属Ｈ１９は冷却されることで凝固し、凝固状態の第２高融点金属層Ｈ２０となる。第２スクレイパー１０６は、第１スクレイパー１０４と同様に機能するものである。
【０１６２】
図８Ｂ、８Ｃに示すように、第３冷却ロール９４によって冷却された凝固状態の第１高融点金属層Ｈ１８の表面は平坦ではなく、複数の凹凸が形成されていることがわかる。これらの凹凸は、第１スクレイパー１０４との接触によって形成されるものである。
【０１６３】
図８Ｅに示すように、第１高融点金属層Ｈ１８、低融点金属層Ｌ１７および第２高融点金属層Ｈ２０によるクラッド材Ｄ７において、低融点金属層Ｌ１７と、高融点金属層Ｈ１８、Ｈ２０との界面Ｉ１、Ｉ２は明瞭だが平坦でなく大きく波打っていることがわかる。これは、高融点金属層Ｈ１８、Ｈ２０のそれぞれにスクレイパー１０４、１０６が接触することによって生じるものである。
【０１６４】
図８Ｆの写真に示すように、低融点金属層Ｌ１７と第２高融点金属層Ｈ２０の境界部において、低融点金属層Ｌ１７に針状または棒状（粒状ではない）長さが５μｍ以上の共晶Ｓｉが存在していることが分かる。第３冷却ロール９４、第４冷却ロール９６に直接接していないため、直接接触して冷却される場合に比べて、冷却速度が遅かったためである。
【０１６５】
図８Ｇの模式図に示すように、第１高融点金属層Ｈ１８と低融点金属層Ｌ１７の界面Ｉ１において、第１高融点金属層Ｈ１８は外側（第３冷却ロール９４と接触する側）から順にチル晶、等軸晶、粒状晶が存在していることが分かる。また、低融点金属層Ｌ１７は外側から順に粒状晶、等軸晶が存在していることが分かる。このように、比較例１によるクラッド材Ｄ７では、第１高融点金属層Ｈ１８と低融点金属層Ｌ１７の界面Ｉ１において、第１高融点金属層Ｈ１８と低融点金属層Ｌ１７のいずれにもチル晶が存在していない。これは、界面Ｉ１における第１高融点金属層Ｈ１８と低融点金属層Ｌ１７の面がともに冷却ロールによって急冷されていないためである。
【０１６６】
（比較例２）
図９Ａは、比較例２によるクラッド材製造装置１１０の一例を示す。図９Ｂは、図９Ａに示すクラッド材製造装置１１０により製造したクラッド材Ｄ８の厚み方向の断面組織を示す拡大図であり、図９Ｃは、同クラッド材Ｄ８の厚み方向の断面組織を示す模式図である。
【０１６７】
図９Ａに示すクラッド材装置１１０は、双ロールを構成する第１冷却ロール１１２ａおよび第２冷却ロール１１２ｂと、高融点金属供給部１１４と、スクレイパー１１６と、低融点金属供給部１１８とを備える。
【０１６８】
第１冷却ロール１１２ａは、高融点金属供給部１１４から供給される溶融状態の高融点金属Ｈ２１を冷却する。高融点金属供給部１１４は、第１冷却ロール１１２ａの上に溶融状態の高融点金属Ｈ２１を供給する。溶融状態の高融点金属Ｈ２１は第１冷却ロール１１２ａによって片側から冷却されて凝固し、凝固状態の板状の高融点金属層Ｈ２２となる。比較例１と同様に、スクレイパー１１６が設けられている。
【０１６９】
第２冷却ロール１１２ｂは、低融点金属供給部１１８に貯留されている溶融状態の低融点金属層Ｌ１８を冷却する。低融点金属供給部１１８は、第１冷却ロール１１２ａと第２冷却ロール１１２ｂの間に溶融状態の低融点金属層Ｌ１８を供給する。
【０１７０】
溶融状態の低融点金属層Ｌ１８は、凝固状態の高融点金属層Ｈ２２と第２冷却ロール１１２ｂ（主に第２冷却ロール１１２ｂ）によって冷却されて凝固し、凝固状態の低融点金属層Ｌ１９となる。凝固状態の低融点金属層Ｌ１９は凝固状態の高融点金属層Ｈ２２の上に積層されることにより、クラッド材Ｄ８が製造される。
【０１７１】
図９Ｂに示すように、クラッド材Ｄ８における高融点金属層Ｈ２２と低融点金属層Ｌ１９の界面Ｉ５は明瞭だがギザギザ状になっており平坦でないことがわかる。これは主に、高融点金属層Ｈ２２の表面にスクレイパー１１６が接触することによるものである。
【０１７２】
図９Ｃに示すように、高融点金属層Ｈ２２の厚み方向の断面組織は、外側（第１冷却ロール１１２ａによって冷却される側）から順にチル晶、等軸晶、粒状晶であることがわかる。また、低融点金属層Ｌ１９の厚み方向の断面組織は、外側（第２冷却ロール１１２ｂによって冷却される側）から順にチル晶、等軸晶、粒状晶であることがわかる。すなわち、高融点金属層Ｈ２２は、その断面がチル晶を有する面（外側）から反対側の面（内側）に向かって冷却速度の低下に応じて晶出した結晶（チル晶、等軸晶、粒状晶）が配列されている。また、低融点金属層Ｌ１９は、その断面がチル晶を有する面（外側）から反対側の面（内側）に向かって冷却速度の低下に応じて晶出した結晶（チル晶、等軸晶、粒状晶）が配列されている。
【０１７３】
（比較例３）
図２０Ａは、比較例３によるクラッド材製造装置２００の一例を示し、この方法により製造した３層クラッド材の断面組織の例を図２０Ｂ、２０Ｃに示す。比較例３では、上段の双ロールにより低融点金属（アルミニウム合金ＡＣ４Ｃ又はアルミニウム合金Ａ４０４５）を先に冷却して凝固させて低融点金属層（板）にし、下段の双ロールにより高融点金属（アルミニウム合金Ａ３００３）溶湯を接触させて冷却して凝固させて、低融点金属層の両面に積層している。図２０Ｂ、２０Ｃに示すように、低融点金属層（アルミニウム合金ＡＣ４Ｃ、アルミニウム合金Ａ４０４５）が再融解しているため、高融点金属層（アルミニウム合金Ａ３００３）との界面は明瞭だが曲線状に波打っており平坦ではなく、各層の厚みも不均一であった。
【０１７４】
（実施例１）
図１０Ａは、実施例１によるクラッド材製造装置１２０を示す。図１０Ｂは、図１０Ａに示すクラッド材製造装置１２０により製造したクラッド材Ｄ９の厚み方向の断面組織を示す写真であり、図１０Ｃは、同クラッド材Ｄ９の厚み方向の断面組織を示す模式図である。図１０Ｄは、クラッド材製造装置１２０により製造した別のクラッド材Ｄ１０の厚み方向の断面組織を示す模式図である。なお、第１冷却ロール１２２ａ、第２冷却ロール１２２ｂのロール径は２００ｍｍであり、第３冷却ロール１２４ａ、第４冷却ロール１２４ｂのロール径は３００ｍｍであった。
【０１７５】
図１０Ａに示すクラッド材装置１２０は、第１双ロール１２２と、第２双ロール１２４と、低融点金属供給部１２６と、高融点金属供給部１２８とを備える。
【０１７６】
第１双ロール１２２を構成する第１冷却ロール１２２ａおよび第２冷却ロール１２２ｂは、低融点金属供給部１２６から供給される溶融状態の低融点金属層Ｌ２０を冷却する。溶融状態の低融点金属層Ｌ２０は第１冷却ロール１２２ａおよび第２冷却ロール１２２ｂによって両側から冷却されて凝固し、凝固状態の板状の低融点金属層Ｌ２１となる。
【０１７７】
第２双ロール１２４を構成する第３冷却ロール１２４ａおよび第４冷却ロール１２４ｂは、高融点金属供給部１２８に貯留されている溶融状態の高融点金属Ｈ２３を冷却する。高融点金属供給部１２８は、第３冷却ロール１２４ａと、第４冷却ロール１２４ｂに接触している状態の低融点金属層Ｌ２１（接触開始点Ｘ７〜キス部Ｙ７）との間に溶融状態の高融点金属Ｈ２３を供給する。溶融状態の高融点金属Ｈ２３は、凝固状態の低融点金属層Ｌ２１と第３冷却ロール１２４ａ（主に第３冷却ロール１２４ａ）によって冷却されて凝固し、凝固状態の高融点金属層Ｈ２４となる。凝固状態の高融点金属層Ｈ２４は凝固状態の低融点金属層Ｌ２１の上に積層されることにより、クラッド材Ｄ９が製造される。接触開始点Ｘ７からキス部Ｙ７の間の弧長は１２０ｍｍであった。
【０１７８】
図１０Ｂに示すように、クラッド材Ｄ９における高融点金属層Ｈ２４と低融点金属層Ｌ２１の界面Ｉ６は明瞭で直線状であって平坦であることがわかる。これは、クラッド材製造装置１２０にスクレイパーを設けていないことと、溶融状態の高融点金属Ｈ２３が、第４冷却ロール１２４ｂによって冷却されている状態の低融点金属層Ｌ２１と接触しながら冷却されることにより、低融点金属層Ｌ２１が高融点金属Ｈ２３の熱を受けても溶融しないことによるものである。
【０１７９】
図１０Ｃに示すように、高融点金属層Ｈ２４の厚み方向の断面組織は、外側（第３冷却ロール１２４ａによって冷却される側）から順に、チル晶Ｐ、等軸晶Ｑ、粒状晶Ｒ、チル晶Ｐであることがわかる。すなわち、クラッド材Ｄ９において、高融点金属層Ｈ２４は、その断面がチル晶を有する面（外側）から反対側の面（内側）に向かって冷却速度の低下に応じて晶出した結晶（チル晶Ｐ、等軸晶Ｑ、粒状晶Ｒ）が配列された鋳造まま組織である。また、低融点金属層Ｌ２１の厚み方向の断面組織は、外側から順に、チル晶Ｐ、等軸晶Ｑ、粒状晶Ｒ、等軸晶Ｑ、チル晶Ｐであることがわかる。すなわち、クラッド材Ｄ９において、低融点金属層Ｌ２１は、その断面が両表面から対向するそれぞれの面に向かって（それぞれの面に対して略垂直方向の）冷却速度の低下に応じて晶出した結晶（チル晶Ｐ、等軸晶Ｑ、粒状晶Ｒ）が配列された鋳造まま組織である。
【０１８０】
このように、高融点金属層Ｈ２４と低融点金属層Ｌ２１の界面Ｉ６において、低融点金属層Ｌ２１側にチル晶Ｐが存在することがわかる。さらに、界面Ｉ６において低融点金属層Ｌ２１は第１冷却ロール１２２ａによって急冷されており、また高融点金属層Ｈ２４は低融点金属層Ｌ２１と接触することで、低融点金属層Ｌ２１を介して第４冷却ロール１２４ｂによって急冷されているため、図１０Ｃに示すように界面Ｉ６において、高融点金属層Ｈ２４側にチル晶Ｐが存在する場合もある。このように、一方の金属層がもう一方の金属層を介して冷却ロールによって冷却される場合には、急冷されるかどうか、すなわちチル晶が形成されるかどうかは、その時の条件によって変わるものである。
【０１８１】
上述したように、クラッド材Ｄ９は、低融点金属層Ｌ２１と高融点金属層Ｈ２４とを積層したクラッド材である。低融点金属層Ｌ２１は、その断面が両表面からそれぞれの面に対して略垂直方向の冷却速度の低下に応じて晶出した結晶が配列された鋳造まま組織である。低融点金属層Ｌ２１はまた、両表面にチル晶Ｐを有する。高融点金属層Ｈ２４は、その断面が低融点金属層Ｌ２１に接する面に反対側の面から、低融点金属層Ｌ２１に接する面に向かって低融点金属層Ｌ２１に接する面に対して垂直方向の冷却速度の低下に応じて晶出した結晶が配列された鋳造まま組織である。高融点金属層Ｈ２４はまた、低融点金属層Ｌ２１に接する面と反対側の面にチル晶Ｐを有する。
【０１８２】
このような構成によれば、低融点金属層Ｌ２１が先に冷却して凝固された構造であっても、界面が明瞭かつ平坦であり、実用性の高いクラッド材Ｄ９とすることができる。また、双ロールキャスターではなく、従来の圧延法によって同じ層構成のクラッド材を製造した場合に比べて、クラッド材Ｄ９の組織が微細化されるため、強度及び靱性に優れている。
【０１８３】
図１０Ｃに示した実施例１によるクラッド材Ｄ９は、前述した実施形態１のクラッド材製造装置２によるクラッド材Ｄ１の製造方法と同様の方法により製造されるため、クラッド材Ｄ１と同様の断面組織を有する。具体的には、低融点金属層Ｌ２１と高融点金属層Ｈ２４とを積層したクラッド材Ｄ９において、低融点金属層Ｌ２１は、厚み方向における中央に粒状晶Ｒ、その両側に等軸晶Ｑ、その両側である最も外側にチル晶Ｐを有する。このように、厚み方向に対称的な組織構造を有する。また、高融点金属層Ｈ２４は、低融点金属層Ｌ２１との接合界面の反対側の面からチル晶Ｐ、等軸晶Ｑ、粒状晶Ｒ、チル晶Ｐを順に有する。このように、厚み方向に非対称的な組織構造を有する。
【０１８４】
このような構成によれば、クラッド材Ｄ１と同様に、高融点金属層Ｈ２４よりも先に低融点金属層Ｌ２１が冷却されて製造されるため、低融点金属層Ｌ２１を厚くしながらも、界面Ｉ６が平坦であり明瞭なクラッド材Ｄ９とすることができる。これにより、実用性の高いクラッド材Ｄ９を製造することができる。
【０１８５】
なお、図１０Ｃでは、高融点金属層Ｈ２４における低融点金属層Ｌ２１と接触する側の面にチル晶Ｐが存在する場合について説明したが、この位置にチル晶Ｐが存在するかどうかはその時の製造条件によって異なる。具体的には、図１０Ｄに示すようなクラッド材Ｄ１０が鋳造される場合もある。図１０Ｄに示すクラッド材Ｄ１０は、図１０Ｃに示すクラッド材Ｄ９と比較して、高融点金属層Ｈ２４における低融点金属層Ｌ２１と接触する側の面にチル晶Ｐが形成されていない点のみが異なる。
【０１８６】
また、前述した図１０Ｃのクラッド材Ｄ９に示すような、高融点金属層Ｈ２４における低融点金属層Ｌ２１と接触する側の面に存在するチル晶Ｐは、図１０Ａに示すスクレイパー１１６を用いた方式（スクレイパー方式）では形成されることはない（図１０Ｃ参照）。図１０Ｃに示すように高融点金属層Ｈ２４における低融点金属層Ｌ２１と接触する側の面にチル晶Ｐが形成され、界面が明瞭且つ平坦であれば、そのクラッド材Ｄ９がスクレイパー方式で製造されたものではなく、図１、図２、図３、図４、図５、図１０Ａに示すような製造方法によって製造されたものと推定することができる。
【０１８７】
（実施例２）
図１１Ａは、図３に示した実施形態３のクラッド材製造装置３０により製造したクラッド材Ｄ３のＥ部（図３）における凝固状態の低融点金属層Ｌ６の表面の外観（Ｆ方向から見た場合）を示し、図１１Ｂは、図３のＧ部におけるクラッド材Ｄ３の厚み方向の断面組織を示す。図１１Ｃは、図１１ＢのＡ部の拡大図を示し、図１１Ｄは、図１１ＢのＢ部の拡大図を示し、図１１Ｅは、図１１Ｂのさらなる拡大図を示し、図１１Ｆは、図１１ＢのＣ部の拡大図を示し、図１１Ｇは、図１１ＢのＤ部の拡大図を示す。図１１Ｈは、実施形態３のクラッド材製造装置３０により製造したクラッド材Ｄ３の厚み方向の断面組織を示す模式図であり、図１１Ｉは、実施形態３のクラッド材製造装置３０により製造した別のクラッド材Ｄ１２の厚み方向の断面組織を示す模式図である。なお、第１冷却ロール３２ａ、冷却ロール３２ｂのロール径は２００ｍｍ、第３冷却ロール３４ａ、第４冷却ロール３４ｂのロール径は３００ｍｍ、第５冷却ロール３６ａ、第６冷却ロール３６ｂのロール径は３００ｍｍ、Ｃ３の弧長は１２０ｍｍ、Ｃ４の弧長は１２０ｍｍであった。
【０１８８】
図１１Ａに示すように、第１双ロール３２により冷却された凝固状態の低融点金属層Ｌ６の表面外観は筋等が入っておらず概ね平坦であることがわかる。これは、双ロールのみでスクレイパーを設けておらず、冷却ロールにのみ接触させて冷却しているためである。
【０１８９】
図１１Ｂに示すように、クラッド材Ｄ３の厚み方向の断面組織において、低融点金属層Ｌ６と、高融点金属層Ｈ６、Ｈ８との界面Ｉ３、Ｉ４は、明瞭であり、直線状であって平坦であった。これは、低融点金属層Ｌ６の表面が再融解していないためである。
【０１９０】
図１１Ｅに示すように、クラッド材Ｄ３における第１高融点金属層Ｈ６と低融点金属層Ｌ６の境界部において、図８Ｆに示すような共晶Ｓｉが存在していないことがわかる。
【０１９１】
図１１Ｈに示すように、クラッド材Ｄ３の第１高融点金属層Ｈ６および低融点金属層Ｌ６は、図１０Ｃに示した高融点金属層Ｈ２４および低融点金属層Ｌ２１と同配列の断面組織を有する。図１１Ｈに示すクラッド材Ｄ３はさらに、第１高融点金属層Ｈ６が積層される側とは反対側の低融点金属層Ｌ６の表面上に積層された第２高融点金属層Ｈ８をさらに備える。第２高融点金属層Ｈ８は、その断面が低融点金属層Ｌ６に接する面に反対側の面から、低融点金属層Ｌ６に接する面に向かって冷却速度の低下に応じて晶出した結晶（チル晶Ｐ、等軸晶Ｑ、粒状晶Ｒ）が配列された鋳造まま組織である。
【０１９２】
このような構成によれば、３層のクラッド材Ｄ３においても、２層のクラッド材Ｄ９と同様の効果を奏することができる。すなわち、圧延法により製造されたクラッド材に比べて、組織が微細化されて強度の高いクラッド材Ｄ３とすることができる。
【０１９３】
図１１Ｈに示すクラッド材Ｄ３において、高融点金属層Ｈ６、Ｈ８が低融点金属層Ｌ６と接する面にチル晶を有さない場合もある（図１１Ｉのクラッド材Ｄ１２参照）。
【０１９４】
図１１Ｈ、１１Ｉでは、第２高融点金属層Ｈ８が、低融点金属層Ｌ６の外側に接合されているが、このような場合に限らず、低融点金属層Ｌ６に対して反対側、すなわち第１高融点金属層Ｈ６の外側に接合されてもよい。このような場合であっても、第２高融点金属層Ｈ８は、第１高融点金属層Ｈ６との接合界面の反対側の面から順に、チル晶Ｐ、等軸晶Ｑ、粒状晶Ｒ（およびチル晶Ｐ）を有し、厚み方向に非対称な組織構造を有する。このような構造でも、上記クラッド材Ｄ３、Ｄ１２と同様の効果を奏することができる。
【０１９５】
図７Ａ−図１１Ｉに示したクラッド材の構造は亜共晶合金の場合であり、過共晶合金の場合は異なる。亜共晶の場合には、ロール接触面から板厚の中央に向かいチル晶、柱状晶、等軸晶、粒状晶（または粒状晶と共晶の混在）と変わる。ただし、上記の結晶が全て存在するわけではなく、また境界が明確に存在しない場合もある。また、各結晶の存在する厚さに関しては、板厚方向で対称になるとは限らない。しかし、チル晶、柱状晶、等軸晶、粒状晶（または粒状晶と共晶の混在）のうち、どれかが無く場合はあるが、その順番が変わることは無い。
【０１９６】
すなわち、亜共晶の場合には、低融点金属層Ｌ２１は、両側にチル晶を有するが、チル晶の内側には柱状晶、等軸晶、粒状晶のうちの少なくとも１つを外側から順に有する。また、高融点金属層Ｈ２４は、少なくとも低融点金属層Ｌ２１との接合界面とは反対側の面にチル晶を有するが、チル晶の内側には柱状晶、等軸晶、粒状晶のうちの少なくとも１つを外側から順に有する。このような場合であっても、上記クラッド材Ｄ９と同様の効果を奏することができる。
【０１９７】
一方で、過共晶の場合には、例えばＡｌ―Ｓｉ合金であれば、ロール接触面近傍に微細なα―Ａｌ領域、粒状の初晶Ｓｉと共晶Ｓｉが存在し、次に共晶中にα―Ａｌと初晶Ｓｉが混在した状態となる。α―Ａｌ、初晶Ｓｉ、共晶Ｓｉはロール面から離れるに従い寸法が大きくなっていく。共晶Ｓｉはロールから離れるに従い粗大になるだけではなく針状になる場合もある。
【０１９８】
次に、図１２−１５Ｂに、クラッド材の断面組織図を示す。
【０１９９】
図１２は、１０ｍ／分以上の高速ロールキャスター法で鋳造した亜共晶Ａｌ−３％Ｓｉ合金の断面組織図を示す。図１２に示すように、チル晶、（柱状晶）、等軸晶、粒状晶、等軸晶、（柱状晶）、チル晶の順に並んでいることが分かる。
【０２００】
図１３は、１０ｍ／分以上の高速ロールキャスター法で鋳造した過共晶Ａｌ―２０％Ｓｉ合金の断面組織図を示す。図１３に示すように、α―Ａｌ，初晶Ｓｉ，共晶Ｓｉはロール面から離れるに従い寸法は大きくなっていくことが分かる。
【０２０１】
図１４Ａは、実施形態１のクラッド材製造装置２により製造した２層のクラッド材Ｄ１の厚み方向の断面組織図を示す（写真は、左右が逆に写っている）。図１４Ａに示す例では、クラッド材Ｄ１の外側にさらに層を設けている（最外層Ｒとする）。図１４Ｂは、図１４ＡのＡ部の拡大図を示し、図１４Ｃは、図１４ＡのＢ部の拡大図を示す。
【０２０２】
図１４Ａ−１４Ｃの例では、低融点金属層Ｌ２がアルミニウム合金Ａ４０４５であり、高融点金属層Ｈ２がアルミニウム合金ＡＣ４Ｃである。
【０２０３】
図１４Ａ、図１４Ｂに示すように、低融点金属層Ｌ２と、高融点金属層Ｈ２との界面Ｉ７は概ね平坦であり、明瞭であることがわかる。図１４Ａ、図１４Ｃに示すように、高融点金属層Ｈ２と最外層Ｒの界面は概ね明瞭かつ平坦であることが分かる。
【０２０４】
次に、図１５Ａは、従来の鋳造装置（横型双ロールキャスター）１３０を示す。図１５Ｂは、図１５Ａの鋳造装置１３０により冷却した凝固状態の金属板Ｑ２の断面組織図を示す。
【０２０５】
図１５Ａに示すように、鋳造装置１３０は、双ロール１３２を構成する第１冷却ロール１３２ａおよび第２冷却ロール１３２ｂと、金属供給部１３４とを備える。金属供給部１３４は、第１冷却ロール１３２ａと第２冷却ロール１３２ｂの間に溶融状態の金属Ｑ１を供給する。溶融状態の金属Ｑ１は第１冷却ロール１３２ａおよび第２冷却ロール１３２ｂによって上下両側から冷却されることにより凝固し、凝固状態の金属板Ｑ２となる。
【０２０６】
図１５Ｂに示すように、凝固状態の金属板Ｑ２は、厚み方向において最も外側がチル晶で形成され、その内側が傾斜した柱状晶で形成されていることが分かる。図１５Ｂに示す傾斜した柱状晶の外観から分かるとおり、例えば図１４Ａに示す実施例に基づく金属板とは大きく構造が異なっていることが分かる。
【０２０７】
次に、従来の圧延法により製造したクラッド材と双ロールキャスターにより製造したクラッド材について、図１６Ａ−１９Ｂを用いて説明する。
【０２０８】
図１６Ａは、従来の圧延法により製造したクラッド材の厚み方向の断面図である。図１６Ｂは、図１６ＡのＡ部の拡大図であり、図１６Ｃは、図１６ＡのＢ部の拡大図であり、図１６Ｄは、図１６ＡのＣ部の拡大図である。
【０２０９】
図１６Ａ−１６Ｄに示すクラッド材は、厚み方向の中央がアルミニウム合金Ａ３００３、その両側がアルミニウム合金Ａ４０４５で形成されており、全体の厚みが６ｍｍである。
【０２１０】
図１７Ａ、１７Ｂは、図１６Ａ−１６Ｄに示したクラッド材を６ｍｍから０．１７ｍｍの厚みまで冷間圧延した場合の拡大断面図である。冷間圧延しても、図１５Ｂに示すような傾斜した柱状晶とはなっていないことがわかる。
【０２１１】
図１８Ａは、双ロールキャスター法により製造したクラッド材の厚み方向の断面図である。図１８Ｂは、図１８ＡのＡ部の拡大図であり、図１８Ｃは、図１８ＡのＢ部の拡大図であり、図１８Ｄは、図１８ＡのＣ部の拡大図であり、図１８Ｅは、図１８ＡのＤ部の拡大図であり、図１８Ｆは、図１８ＡのＥ部の拡大図である。
【０２１２】
図１８Ａ−１８Ｆに示すクラッド材は、厚み方向の中央がアルミニウム合金Ａ３００３、その両側がアルミニウム合金Ａ４０４５で形成されており、全体の厚みが６ｍｍである。
【０２１３】
図１９Ａ、１９Ｂは、図１８Ａ−１８Ｆに示したクラッド材を６ｍｍから０．１７ｍｍの厚みまで冷間圧延した場合の拡大断面図である。冷間圧延しても、図１５Ｂに示すような傾斜した柱状晶とはなっていないことがわかる。
【０２１４】
図１７Ａ、１７Ｂは、図１６Ａ−１６Ｄに示したクラッド材を６ｍｍから０．１７ｍｍの厚みまで冷間圧延した場合の拡大断面図である。
【０２１５】
図１８Ａは、双ロールキャスター法により製造したクラッド材の厚み方向の断面図である。図１８Ｂは、図１８ＡのＡ部の拡大図であり、図１８Ｃは、図１８ＡのＢ部の拡大図であり、図１８Ｄは、図１８ＡのＣ部の拡大図であり、図１８Ｅは、図１８ＡのＤ部の拡大図であり、図１８Ｆは、図１８ＡのＥ部の拡大図である。
【０２１６】
図１８Ａ−１８Ｆに示すクラッド材は、厚み方向の中央がアルミニウム合金Ａ３００３、その両側がアルミニウム合金Ａ４０４５で形成されており、全体の厚みが６ｍｍである。
【０２１７】
図１９Ａ、１９Ｂは、図１８Ａ−１８Ｆに示したクラッド材を６ｍｍから０．１７ｍｍの厚みまで冷間圧延した場合の拡大断面図である。
【０２１８】
以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態では、低融点金属としてアルミニウム合金Ａ４０４５を用い、高融点金属としてアルミニウム合金Ａ３００３を用いる場合について説明したが、このような場合に限らず、その他の種類の純アルミニウム又はアルミニウム合金を用いてもよい。本発明のクラッド材の鋳造においては、アルミニウム、マグネシウム、などの軽合金同士の組み合わせが好ましく特に、同一元素を主とする合金等の組み合わせが好ましい。
【０２１９】
また上記実施形態では、２層あるいは３層のクラッド材を製造する場合について説明したが、４層以上のクラッド材を製造する場合にも適用可能である。また、３層のクラッド材を製造する場合において、第１高融点金属層と第２高融点金属層を同じ種類の材料（アルミニウム合金Ａ３００３）とする場合について説明したが、このような場合に限らず、低融点金属層よりも融点が低ければ、異なる種類の材料を用いてもよい。すなわち、３層以上のクラッド材を製造する場合において、全ての層の金属の種類を変えてもよい。
【０２２０】
また上記実施形態では、低融点金属を先に冷却する場合について説明したが、本実施形態のクラッド材製造装置によれば、従来のように高融点金属を先に鋳造してクラッド材を製造する場合でも、凝固状態の高融点金属層が再融解することがなく、界面が平坦なクラッド材を製造することができる。例えば、実施形態３のクラッド材製造装置３０の場合、第１双ロール３２により高融点材料を冷却させて芯材とし、第２双ロール３４により低融点材料を冷却させて犠牲材とし、第３双ロール３６により、更に融点の低い低融点材料を冷却させてろう材として積層した３層クラッド材を製造することができる。このような３層クラッド材はブレージングシート等に使用可能である。
【０２２１】
すなわち、上記実施形態によるクラッド材製造装置は、低融点金属を先に冷却してクラッド材を製造するという新たな方式に適用できるだけでなく、高融点金属を先に冷却してクラッド材を製造するという従来の方式にも適用可能であり、有用性が高い。
【０２２２】
ブレージングシート等に使用する金属板の融点は、心材＞犠牲材＞ろう材の関係となっているため、従来の方法で、心材、ろう材、犠牲材の順で注湯しクラッド材を製造すると、犠牲材を注湯するときの熱でろう材が再融解することがある。実施形態３のクラッド製造装置３０では、冷却ロールに沿わせ冷却するため、ろう材が再融解せずクラッド材を製造することが出来るため、多彩な組み合わせのクラッド材を製造することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０２２３】
本発明は、クラッド材製造方法、クラッド材製造装置およびクラッド材であれば適用可能である。特に、金属板を素材とする自動車部品、航空機部品などに好適に利用できる。従来、高速双ロールキャスター法では鋳造できなかった構成のクラッド材が提供でき、さらに多彩な組み合わせのクラッド材を提供することが可能となる。
【符号の説明】
【０２２４】
２、２０、３０、４０、５０、６０、９０、１１０、１２０  クラッド材製造装置
４、２２、３２、４２、５２、６２、７２、９２、１１２、１２２、１３２  第１双ロール
６、２４、３４、４４、５４、６４、９４、１２４  第２双ロール
４ａ、２２ａ、３２ａ、４２ａ、５２ａ、６２ａ、９２ａ、１１２ａ、１２２ａ、１３２ａ  第１冷却ロール
４ｂ、２２ｂ、３２ｂ、４２ｂ、５２ｂ、６２ｂ、９２ｂ、１１２ｂ、１２２ｂ、１３２ｂ  第２冷却ロール
６ａ、２４ａ、３４ａ、４４ａ、５４ａ、６４ａ、９４ａ、１１４ａ、１２４ａ  第３冷却ロール
６ｂ、２４ｂ、３４ｂ、４４ｂ、５４ｂ、６４ｂ、９４ｂ、１１４ｂ、１２４ｂ  第４冷却ロール
８  誘導ロール
１０、２６、３７、４７、５５、６８、９８、１１８、１２６  低融点金属供給部
１２、２８、３８、４８、５６、６６、１００、１１４、１２８  （第１）高融点金属供給部
１３  液面
３１ａ、３１ｂ、３３ａ、３３ｂ、３５ａ、３５ｂ  回転軸（ロール軸）
３１ｃ、３３ｃ、３５ｃ  中間位置
３６、４６  第３双ロール
３６ａ、４６ａ  第５冷却ロール
３６ｂ、４６ｂ  第６冷却ロール
３９、４９、１０２  （第２）高融点金属供給部
７０、１３０  鋳造装置（双ロールキャスター）
７６、８４、１３４  金属供給部
Ｐ  チル晶
Ｑ  等軸昌
Ｒ  粒状晶
【図１】
2018047482.tif 000003
【図２】
2018047482.tif 000004
【図３】
2018047482.tif 000005
【図４】
2018047482.tif 000006
【図５】
2018047482.tif 000007
【図６】
2018047482.tif 000008
【図７Ａ】
2018047482.tif 000009
【図７Ｂ】
2018047482.tif 000010
【図７Ｃ】
2018047482.tif 000011
【図７Ｄ】
2018047482.tif 000012
【図８Ａ】
2018047482.tif 000013
【図８Ｂ】
2018047482.tif 000014
【図８Ｃ】
2018047482.tif 000015
【図８Ｄ】
2018047482.tif 000016
【図８Ｅ】
2018047482.tif 000017
【図８Ｆ】
2018047482.tif 000018
【図８Ｇ】
2018047482.tif 000019
【図９Ａ】
2018047482.tif 000020
【図９Ｂ】
2018047482.tif 000021
【図９Ｃ】
2018047482.tif 000022
【図１０Ａ】
2018047482.tif 000023
【図１０Ｂ】
2018047482.tif 000024
【図１０Ｃ】
2018047482.tif 000025
【図１０Ｄ】
2018047482.tif 000026
【図１１Ａ】
2018047482.tif 000027
【図１１Ｂ】
2018047482.tif 000028
【図１１Ｃ】
2018047482.tif 000029
【図１１Ｄ】
2018047482.tif 000030
【図１１Ｅ】
2018047482.tif 000031
【図１１Ｆ】
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【図１１Ｇ】
2018047482.tif 000033
【図１１Ｈ】
2018047482.tif 000034
【図１１Ｉ】
2018047482.tif 000035
【図１２】
2018047482.tif 000036
【図１３】
2018047482.tif 000037
【図１４Ａ】
2018047482.tif 000038
【図１４Ｂ】
2018047482.tif 000039
【図１４Ｃ】
2018047482.tif 000040
【図１５Ａ】
2018047482.tif 000041
【図１５Ｂ】
2018047482.tif 000042
【図１６Ａ】
2018047482.tif 000043
【図１６Ｂ】
2018047482.tif 000044
【図１６Ｃ】
2018047482.tif 000045
【図１６Ｄ】
2018047482.tif 000046
【図１７Ａ】
2018047482.tif 000047
【図１７Ｂ】
2018047482.tif 000048
【図１８Ａ】
2018047482.tif 000049
【図１８Ｂ】
2018047482.tif 000050
【図１８Ｃ】
2018047482.tif 000051
【図１８Ｄ】
2018047482.tif 000052
【図１８Ｅ】
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【図１８Ｆ】
2018047482.tif 000054
【図１９Ａ】
2018047482.tif 000055
【図１９Ｂ】
2018047482.tif 000056
【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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