(57)【要約】【課題】金属板の表面にロウ材層を一体化した金属材料を簡略な設備で高能率に製造でき、且つ、広幅の金属板に対しても幅方向に高い厚み精度のロウ材層を形成できるようにする。【解決手段】金属板１を繰出す巻戻機２と、巻戻機２から横方向に繰出した金属板１をＵ字状の垂下部１６を形成して搬送する案内部１７と、内部に溶融ロウ材７を収容して金属板１の垂下部１６を浸漬させることにより金属板１表面に溶融ロウ材７を塗布する溶融ロウ材塗布装置４と、溶融ロウ材塗布装置４によって表面に溶融ロウ材７が塗布された金属板１を冷却してロウ材固化膜を形成する冷却手段５と、冷却手段５によりロウ材固化膜が形成された金属板１を圧下することにより金属板１の表面に平坦面のロウ材層が形成された金属材料２２を得る圧下装置６と、圧下装置６で製造した金属材料２２を巻き取る巻取機３とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
横方向移動する金属板にＵ字状の垂下部を形成し、該垂下部を溶融ロウ材に浸漬させることにより金属板の表面に溶融ロウ材を塗布し、続いて溶融ロウ材が塗布された金属板を冷却することにより溶融ロウ材を固化させてロウ材固化膜を形成し、続いてロウ材固化膜が形成された金属板を圧下することにより平坦面のロウ材層が形成された金属材料を得ることを特徴とする金属材料製造方法。
【請求項２】
前記垂下部を溶融ロウ材に浸漬して引き上げる側の金属板に塗布された溶融ロウ材の余剰分を除去することにより、金属板表面に塗布される溶融ロウ材の膜厚を制御することを特徴とする請求項１に記載の金属材料製造方法。
【請求項３】
前記溶融ロウ材と金属板の垂下部を非酸化性雰囲気に保持することを特徴とする請求項１又は２に記載の金属材料製造方法。
【請求項４】
金属板を繰出す巻戻機と、該巻戻機から横方向に繰出した金属板にＵ字状の垂下部を形成して搬送する案内部と、内部に溶融ロウ材を収容して前記金属板の垂下部を浸漬させることにより金属板表面に溶融ロウ材膜を形成する溶融ロウ材塗布装置と、該溶融ロウ材塗布装置により表面に溶融ロウ材膜が形成された金属板を冷却してロウ材固化膜を形成させる冷却手段と、該冷却手段により表面にロウ材固化膜が形成された金属板を圧下することにより平坦面のロウ材層が形成された金属材料を得る圧下装置と、該圧下装置で製造した金属材料を巻き取る巻取機と、を備えたことを特徴とする金属材料製造装置。
【請求項５】
前記垂下部を溶融ロウ材に浸漬して引き上げる側の金属板に接近して配置され、金属板に塗布された溶融ロウ材の余剰分を除去することにより金属板表面における溶融ロウ材膜の膜厚を調整する塗布量調整装置を備えたことを特徴とする請求項４に記載の金属材料製造装置。
【請求項６】
前記溶融ロウ材塗布装置が、ロウ材を収容して溶融するロウ材溶融炉と、該ロウ材溶融炉と前記金属板の垂下部を包囲するケーシングと、該ケーシング内に非酸化性ガスを供給する非酸化性ガス供給手段とからなることを特徴とする請求項４又は５に記載の金属材料製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は金属材料製造方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば、母材であるステンレス或いは耐熱合金等の金属板の両面又は片面に、ニッケル（Ｎｉ）等を主成分とするロウ材を層状に一体化させた金属材料を製造することが行なわれるようになっている。
【０００３】
このようなロウ材層を有する金属材料を製造する方法を示すものとしては、所定形状に切断した各金属板の表面にロウ材粉末を粉末圧延方法により固着し、続いて焼結することによりロウ材層を一体に備えた金属材料をバッチ方式で製造するものが特許文献１に示されている。
【０００４】
また、基板金属合金シートに、シート状のクラッドを圧着接合してクラッド自己ロウ付け合金を製造する方法が特許文献２に示されている。
【０００５】
また、固相状態の皮材用板材の表面に芯材用溶湯が接触するように、冷却ロールによって形成された鋳造空間に連続的に供給して、芯材用溶湯を凝固させることにより、芯材表面に皮材が接合されたクラッド材を連続的に製造する方法が特許文献３に示されている。
【特許文献１】特開２００４−０２５２５１号公報
【特許文献２】特開２００２−２１０５８９号公報
【特許文献３】特開２００２−２６３７９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に示すロウ材圧着材を製造する方法では、所定形状に切断した各金属板の表面にロウ材層を形成する作業をバッチ方式で行っているために、作業が繁雑で生産性が低いという問題があり、しかもロウ材層の層厚を高い精度で一定に保持することが技術的に難しいという問題がある。
【０００７】
また、特許文献２に示すクラッド自己ロウ付け合金を製造する方法では、金属合金シートにシート状クラッドを圧着接合するため、シート状クラッドを予め製造しておく必要があり、このための設備と手間が必要であり、よって設備費が増加すると共に製造コストが増加するという問題がある。更に、極薄のシート状クラッド、或は広幅のシート状クラッドが要求される場合には、設備が更に複雑になって製造工程も増加するという問題がある。
【０００８】
また、特許文献３に示すように、固相状態の皮材用板材の表面に、ノズルから吐出した芯材用溶湯を鋳造空間で接触させて冷却することにより皮材が接合されたクラッド材を製造する方法では、ノズルから鋳造空間に芯材用溶湯を吐出して皮材用板材表面に固化させる際の温度管理が非常に難しい問題があり、且つ装置が非常に複雑になる問題がある。特に、広幅の皮材用板材に適用する場合には幅方向の温度差が生じて更に製造が困難になる問題がある。更に、作業の停止時には前記ノズル内部や鋳造空間近傍に芯材用溶湯の固化物が残るために、この固化物を除去する作業が必要になって、作業能率が低下するという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記実情に鑑みてなしたもので、金属板の表面にロウ材層を一体化した金属材料を簡略な設備で高能率に製造することができ、且つ、広幅の金属板に対しても幅方向に平坦面のロウ材層を容易に形成できるようにした金属材料製造方法及び装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の金属材料製造方法は、横方向移動する金属板にＵ字状の垂下部を形成し、該垂下部を溶融ロウ材に浸漬させることにより金属板の表面に溶融ロウ材を塗布し、続いて溶融ロウ材が塗布された金属板を冷却することにより溶融ロウ材を固化させてロウ材固化膜を形成し、続いてロウ材固化膜が形成された金属板を圧下することにより平坦面のロウ材層が形成された金属材料を得ることを特徴とする。
【００１１】
上記金属材料製造方法において、前記垂下部を溶融ロウ材に浸漬して引き上げる側の金属板に塗布された溶融ロウ材の余剰分を除去することにより、金属板表面に塗布される溶融ロウ材の膜厚を制御することは好ましい。
【００１２】
また、上記金属材料製造方法において、前記溶融ロウ材と金属板の垂下部を非酸化性雰囲気に保持することは好ましい。
【００１３】
本発明の金属材料製造装置は、金属板を繰出す巻戻機と、該巻戻機から横方向に繰出した金属板にＵ字状の垂下部を形成して搬送する案内部と、内部に溶融ロウ材を収容して前記金属板の垂下部を浸漬させることにより金属板表面に溶融ロウ材膜を形成する溶融ロウ材塗布装置と、該溶融ロウ材塗布装置により表面に溶融ロウ材膜が形成された金属板を冷却してロウ材固化膜を形成させる冷却手段と、該冷却手段により表面にロウ材固化膜が形成された金属板を圧下することにより平坦面のロウ材層が形成された金属材料を得る圧下装置と、該圧下装置で製造した金属材料を巻き取る巻取機と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
上記金属材料製造装置において、前記垂下部を溶融ロウ材に浸漬して引き上げる側の金属板に接近して配置され、金属板に塗布された溶融ロウ材の余剰分を除去することにより金属板表面における溶融ロウ材膜の膜厚を調整する塗布量調整装置を備えたことは好ましい。
【００１５】
また、上記金属材料製造装置において、前記溶融ロウ材塗布装置が、ロウ材を収容して溶融するロウ材溶融炉と、該ロウ材溶融炉と前記金属板の垂下部を包囲するケーシングと、該ケーシング内に非酸化性ガスを供給する非酸化性ガス供給手段とからなることは好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の金属材料製造方法及び装置によれば、移動する金属板の表面に平坦面のロウ材層が一体に形成された金属材料を簡略な装置構成にて高能率に製造することができ、且つ、広幅の金属板に対しても平坦面のロウ材層を容易に形成できるという優れた効果を奏し得る。
【００１７】
また、垂下部を溶融ロウ材に浸漬して引き上げる側の金属板に塗布された溶融ロウ材の余剰分を除去することにより、金属板表面に塗布される溶融ロウ材膜の膜厚を一定に制御できる効果がある。
【００１８】
また、溶融ロウ材塗布装置を非酸化性雰囲気に保持したので、金属板表面に対する溶融ロウ材の付着性が高められる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図１は本発明の金属材料製造方法を実現する金属材料製造装置の形態の一例である。
【００２０】
図１中、１はロウ材接着層を備えた金属材料を製造するための母材である金属板であり、該金属板１はロール状に巻かれており、巻戻機２に装着されて繰出されるようになっており、巻戻機２から横方向に繰出された金属板１の先端は前記巻戻機２と隔てて設けられた巻取機３に巻き取られるようになっている。そして、前記巻戻機２と巻取機３との間には、溶融ロウ材塗布装置４と、冷却手段５と、圧下装置６が順次配置されている。
【００２１】
前記、溶融ロウ材塗布装置４は、ロウ材を収容して加熱することにより溶融ロウ材７を生成するロウ材溶融炉８と、該ロウ材溶融炉８を包囲するケーシング９とを備えており、該ケーシング９には窒素Ｎ２等の非酸化性ガス１０を供給する非酸化性ガス供給手段１１を設けて、ケーシング９内部を非酸化性雰囲気に保持するようにしている。前記ロウ材溶融炉８には電気炉或はガス炉等の種々の加熱方式のものを用いることができる。
【００２２】
前記ケーシング９内の上部には、前記金属板１の搬送方向である横方向に間隔を隔てて配置した支持ローラ１２，１３と、該支持ローラ１２，１３の夫々の下側に対応して配置され、金属板１に接近して金属板１の移動を案内するようにしたガイドローラ１４ａ，１４ｂ、１５ａ，１５ｂとを備えて、金属板１をＵ字状に垂下させる垂下部１６を形成するようにした案内部１７が設けられており、前記Ｕ字状の垂下部１６の下端を、前記ロウ材溶融炉８の溶融ロウ材７中に浸漬させるようにしている。
【００２３】
この時、図１中右側のガイドローラ１５ａ，１５ｂは、塗布量調整装置１８を構成している。即ち、矢印方向に移動する金属板１は垂下部１６の浸漬によって表面に溶融ロウ材７が付着し、金属板１が溶融ロウ材７から引き上げられることにより金属板１表面に所要の厚さで塗布されるが、前記ガイドローラ１５ａ，１５ｂは付着した溶融ロウ材７の余剰分を除去し、これによって金属板１表面に塗布される溶融ロウ材膜の厚さが調整されるようにしている。このため、前記ガイドローラ１５ａ，１５ｂは図１中矢印で示すように相対的に近接・離反を行って塗布される溶融ロウ材膜の厚さを調節できるようにしている。なお、前記塗布量調整装置１８は、前記ガイドローラ１５ａ，１５ｂ以外に、ブレードコータ等に用いらるブレードを備えて金属板１に塗布された溶融ロウ材７の余剰分を除去する方式等、種々の方式のものを採用することができる。
【００２４】
前記冷却手段５は、前記溶融ロウ材塗布装置４により所要の厚さの溶融ロウ材膜を形成するように塗布された金属板１を導くようにした冷却室１９を備えており、該冷却室１９に備えた供給口２０から空気等の冷却流体２１（ガス）を供給することにより、前記金属板１に塗布された溶融ロウ材膜を固化させてロウ材固化膜を形成するようにしている。前記冷却手段５は、金属板１に単に空気等の冷却流体２１を吹付けるようにした簡単な構成のものでもよい。
【００２５】
前記圧下装置６は、前記冷却手段５によってロウ材固化膜が形成された金属板１を導いて圧下ロール６ａ，６ｂにより圧下するようになっており、圧下装置６で前記ロウ材固化膜を有する金属板１を圧下すると、平坦面のロウ材層を備えた金属材料２２が製造される。前記圧下装置６で製造された金属材料２２は巻取機に巻き取られる。
【００２６】
次に、図１に示した形態の作動を説明する。
【００２７】
巻戻機２から繰出された金属板１の先端を、溶融ロウ材塗布装置４のケーシング９内に備えた案内部１７の支持ローラ１２に掛けた後、ガイドローラ１４ａ，１４ｂの間を上から下に向けて通し、続いてガイドローラ１５ａ，１５ｂの間を下から上に向けて通した後、支持ローラ１３に掛けて冷却手段５を通し、更に圧下装置６を通して巻取機３に巻き付ける。このとき、前記Ｕ字状に垂下する垂下部１６の下端部は、破線で示す如く、後にロウ材溶融炉８内に生成させる溶融ロウ材７の液面よりも高い位置になるように調整しておく。
【００２８】
続いて、ロウ材成分を含有するロウ材原料を収容したロウ材溶融炉８を起動して内部に溶融ロウ材７を生成させる。
【００２９】
次に、冷却手段５及び圧下装置６を駆動する。この時、圧下装置６に位置する金属板１は圧延されることがなく、金属板１に前記したロウ材固化膜が形成されると圧延が行われるように圧下ロール６ａ，６ｂの間隔が調整されている。
【００３０】
次に、前記巻戻機２により金属板１を繰出すことにより図１中実線で示すようにＵ字状に垂下する垂下部１６の下端部を溶融ロウ材７に浸漬させると同時に、巻戻機２による金属板１の繰出し速度と、巻取機３による金属板１の巻取り速度が等速になるように調整して、前記垂下部１６の下端部が常に一定した長さで溶融ロウ材７に浸漬されるようにする。
【００３１】
すると、垂下部１６の金属板１の表面には溶融ロウ材７が付着し、金属板１が溶融ロウ材７から引き上げられることにより金属板１の表面には所要の厚さの溶融ロウ材７が塗布される。溶融ロウ材７が塗布された金属板１はガイドローラ１５ａ，１５ｂによる塗布量調整装置１８に導かれることにより、ガイドローラ１５ａ，１５ｂの間隔によって溶融ロウ材７の余剰分が除去され、これによって図２に示す如く金属板１表面に所定厚さの溶融ロウ材膜２３が形成される。
【００３２】
溶融ロウ材塗布装置４によって所要厚さの溶融ロウ材膜２３が塗布された金属板１は冷却手段５の冷却室１９に導かれて冷却流体２１により冷却され、前記金属板１に塗布された溶融ロウ材膜２３が固化されることにより図３に示す如くロウ材固化膜２４を形成する。
【００３３】
前記冷却手段５によってロウ材固化膜２４が形成された金属板１は圧下装置６に導かれて圧下され、これにより、図４に示す如く金属板１の表面に所定の層厚で且つ平坦面のロウ材層２５が一体に形成された金属材料２２が製造される。圧下装置６にて製造された金属材料２２は巻取機３に巻き取られる。
【００３４】
上記したように、金属板１の表面にロウ材層２５が一体に形成された金属材料２２は、前記ロウ材層２５が金属板１に強固に一体化されているため、前記金属材料２２の切断、打ち抜き、曲げ等の加工を行っても、前記ロウ材層２５が金属板１から剥離する問題は生じない。従って、前記金属材料２２を種々の形状に加工した加工品のロウ材層２５の面に目的材料を密着させた状態にし、前記加工品と目的材料をロウ材層２５が溶融する温度で加熱処理することにより、前記加工品と目的材料を一体に接着して目的に製品を製造することができる。この時、ロウ材層２５は平坦面に形成されているため、目的材料を良好に密接させて接着することができる。
【００３５】
なお、本発明は上記形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の金属材料製造方法を実現する金属材料製造装置の形態の一例を示す側面図である。
【図２】金属板の表面に溶融ロウ材膜が塗布された状態を示す断面図である。
【図３】金属板の表面にロウ材固化膜が形成された状態を示す断面図である。
【図４】金属板の表面にロウ材層が形成された状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  金属板
２  巻戻機
３  巻取機
４  溶融ロウ材塗布装置
５  冷却手段
６  圧下装置
７  溶融ロウ材
８  ロウ材溶融炉
９  ケーシング
１１  非酸化性ガス供給手段
１６  垂下部
１７  案内部
１８  塗布量調整装置
２２  金属材料
２３  溶融ロウ材膜
２４  ロウ材固化膜
２５  ロウ材層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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