JPS632477B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高膨張側および低膨張側の両金属材の
間に中間金属材を介在させたバイメタルの製造方
法に関する。

バイメタルとして、特に体積抵抗率をコントロ
ールするために、高膨張側金属材と低膨張側金属
材の間に、低融点金属例えば銅（Cu）および銅
合金からなる中間金属材を介在させた三層バイメ
タルが用いられている。

しかして、この種バイメタルを製造する方法に
おいて、帯状をなす各金属材を互いに圧接してバ
イメタル素材を成形する場合に、冷間圧延加工に
より行なうとその前段階で各金属材を個別に熱間
圧延加工により所定の肉厚まで圧延しておく前加
工が必要で工程数が増加するという問題があり、
このため一般には金属材の圧延と圧接を同時に行
なえる熱間圧延加工が多く採用されている。

しかしながら、中間金属材として多く使用され
ている銅および銅合金は変形能が大きく、すなわ
ち耐力が小さく軟らかいものであるから、バイメ
タル素材の成形のために熱間圧延加工を行なう
と、銅（銅合金）が加熱されて高温時における耐
力が著しく小さくなり、すなわち著しく軟化して
必要以上に変形し、高膨張側および低膨張側の各
金属材の隙間から外部にはみ出すことが多い。こ
のため、バイメタル素材は肉厚が不均一となり、
このバイメタル素材から得られるバイメタルは接
合比率が不均一な場合が多く生じて加工歩留りが
悪く、また個々のバイメタルの特性のばらつきが
多くなる欠点がある。

本発明者は前記事情に鑑みてなされたもので、
高膨張側および低膨張側金属材の間に中間金属材
を介在させたバイメタルを容易且つ良好に製造で
きる製造方法を提供するものである。

すなわち、本発明の製造方法は、高膨張側およ
び低膨張側金属材より高温耐力が小さい中間金属
材の周囲を囲む中間金属材より高温耐力が大きい
金属枠材を高膨張側および低膨張側金属材の間に
配置して熱間圧延を施すことにより、中間金属材
の不要な変形を阻止してはみ出しを防止するもの
である。

以下本発明について説明する。まずバイメタル
素材を製作するために、第１図および第３図で示
すように帯状板をなす高膨張側の金属材１と低膨
張側の金属材２との間に帯状板をなす中間金属材
３を介在させて、これら各金属材１〜３を重ねて
配置する。また、高膨張側および低膨張側の両金
属材１，２の周縁部間に位置して、角棒をなす金
属枠材４，４を中間金属材３の長さ方向両側の周
縁に沿つて、金属枠材５，５を中間金属材３の両
端周縁に夫々沿つて配置する。すなわち、これら
金属枠材４，４，５，５は金属材１，２の間に重
ねられて中間金属材３の周囲を囲むものである。
ここで、高膨張側の金属材１は例えばニツケル
（Ni）−マンガン（Mn）−鉄（Fe）合金あるいは
ニツケル−クロム（Cr）−鉄合金からなり、低膨
張側の金属材２は36〜50重量％ニツケル−鉄合金
からなるものである。中間金属材３は金属材１，
２との組合せでバイメタル全体として所定の体積
抵抗率が得られる低融点の金属、主として銅
（Cu）および銅合金からなつている。中間金属材
３は金属材１，２より一回り小形の大きさをなす
ものである。金属枠材４，４，５，５は中間金属
材に比して高温耐力が大きい、好ましくは高膨張
側金属材１および低膨張側金属材２と同等の高温
耐力を有するとともに、銅より金属材１，２に近
い融点を有する金属で且つ金属材１，２との溶接
性が良く圧延により強度を増す金属、例えば軟鋼
やステンレス鋼で形成されている。

このようにして各金属材１，２と金属枠材４，
４，５，５を組合せた状態において、第２図およ
び第４図で示すように金属材１と中間金属材３の
互いに接する周縁部間と、金属材２と中間金属材
３の互いに接する周縁部間を夫々全周にわたり溶
接を施して接合する。この場合の溶接は電子ビー
ム溶接、レーザ溶接あるいはMIG溶接を行なう。
この溶接により金属材１，２と中間金属材３が相
互に固定され、各金属材１〜３と金属枠材４，
４，５，５が組合さつた状態で仮止め固定され
る。なお、金属枠材４，４，５，５を形成する軟
鋼やステンレス鋼は金属体１，２を形成する合金
に対し溶接性が良く確実に接合する。

次いで、金属体１〜３と金属枠材４，４，５，
５を組合せた組合せ体に対し熱間圧延加工を行な
い、この組合せ体４，４，５，５を加熱しながら
圧延ローラの間に通すことにより、金属材１と中
間金属材３および金属材２と中間金属材３とを相
互に圧接する。この場合、変形能が大なる銅また
は銅合金からなる中間金属材３は加熱されて高温
時の耐力が著しく小さくなり、すなわち著しく軟
化する。しかして、金属材１，２と接合した金属
枠材４，４，５，５で中間金属材３の周囲を囲ん
でいるために、中間金属材３は軟化しても金属枠
材４，４，５，５により金属材１，２の間から外
部へはみ出すことを阻止され、原形の形状に保持
されて均一な肉厚で圧延される。このため、中間
金属材３は金属枠材４，４，５，５により外部へ
はみ出すような必要以上の変形を防止され、均一
な状態で金属体１，２に夫々確実に圧接する。な
お、金属枠材４，４，５，５は中間金属材３より
高融点であり変形能が小さいため中間金属材３に
比して軟化は著しく小さい。また、金属枠材４，
４，５，５は金属材１，２と溶接により確実に接
合しているので、圧延時に金属材１〜３、金属枠
材４，４，５，５が剥離しない。

次いで、金属材１，２の周縁部全体と、この周
縁部全体と接合している各金属枠材４，４，５，
５とを一緒にカツタやプレスにより切断して除去
し、第５図で示すように金属材１，２と中間金属
材３のみを重ねて圧接してなるバイメタル素材を
得る。このバイメタル素材は中間金属材３が全体
にわたり均一な肉厚で金属材１，２に接合して、
全体として肉厚にばらつきがなく均質なものであ
る。

そして、バイメタル素材に対し冷間圧延加工を
施して所定寸法の肉厚となるように圧延する。さ
らに、バイメタル素材を長さ方向に沿い切断して
複数の細長素材を得え、この細長帯状素材を所定
長さで切断することにより、第６図で示すバイメ
タルを成形する。

しかして、成形されたバイメタルは、金属材
１，２および中間金属材３を含めて全体が均一な
肉厚を有するので、各バイメタルは規格寸法のも
のを容易に得ることができ、また各バイメタルは
夫々均質でバイメタル特性のばらつきが小さい。

実施例 ニツケル−マンガン−鉄合金からなる金属材１
と、36％ニツケル−鉄合金からなる金属材２と、
銅からなる中間金属材３と、軟鋼からなる金属枠
材４，４，５，５を組合せ、全体として肉厚50mm
×幅120mm×長さ600mmをなす組合せ体とした。金
属材１，２と金属枠材３との周縁部間に溶接を行
ない接合した。次いで熱間圧延加工を施し、各金
属材１〜３を圧接するとともに肉厚３mm×幅130
mmのコイル材とした。この圧延工程においては中
間金属材３が金属材１，２からはみ出す現象は見
られなかつた。次いで、金属材１，２の周縁部と
金属枠材４，４，５，５をスリツターにより切断
して、中間金属材３を含む全体が均一な厚さを有
するバイメタル素材を得ることができた。

本発明のバイメタルの製造方法は以上説明した
ように、高膨張側および低膨張側の両金属材の間
にこれら両金属材に比して高温耐力が小さい中間
金属材を介在して熱間圧延加工を行なうに際して
中間金属材の必要以上の変形を阻止することによ
り、均質なバイメタル素材を歩留り良く製造でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はバイメタル素材を示す分解斜視図、第
２図は同斜視図、第３図は同平面図、第４図は同
縦断側面図、第５図は金属材および金属枠材を取
除いた状態のバイメタル素材を示す斜視図であ
る。 １……高膨張側金属材、２……低膨張側金属
材、３……中間金属材、４，５……金属枠材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高膨張側金属材と、低膨張側金属材と、これ
   ら両金属材の間に介在されたこれら両金属材より
   高温耐力が小さい中間金属材と、この中間金属材
   の周囲を囲んで配置され且つ中間金属材より高温
   耐力が大きい金属枠材とを組合わせて、前記高膨
   張側および低膨張側の両金属材と前記金属枠材と
   の周縁部を接合した後圧延加工を施すことを特徴
   とするバイメタルの製造方法。 ２ 金属枠材は、軟鋼でなる特許請求の範囲第１
   項記載のバイメタルの製造方法。 ３ 中間金属材は銅およびその合金である特許請
   求の範囲第１項記載のバイメタルの製造方法。