金属复合板及其制造方法

摘要

本发明提供即便用作在特别严酷的滑动环境下所使用的滑动构件的原材料，对于由于摩擦压力和摩擦热导致的使用中的变形也具有高抵抗性的金属复合板。其为依次具备向板厚方向层叠的第一层(2)、第二层(3)以及第三层(4)的金属复合板(1)。第一层(2)以及第三层(4)由相同的材料形成、为淬火硬化了的碳钢或马氏体系不锈钢。第二层(3)由铝合金形成。400℃下的铝合金的条件屈服强度超过10MPa。完全退火后的常温下的铝合金的条件屈服强度为淬火硬化了的碳钢或马氏体系不锈钢的条件屈服强度的1/10以下。第一层(2)以及第三层(4)各自的残留应力之差为150MPa以内。

权利要求

1.一种金属复合板，其为依次具备向板厚方向层叠的第一层、第二层以及第三层的金属复合板，所述第一层以及所述第三层由相同的材料形成、为淬火硬化了的碳钢或淬火硬化了的马氏体系不锈钢，所述第二层由铝合金形成；

400℃下的所述铝合金的条件屈服强度超过10MPa，

完全退火后的常温下的所述铝合金的条件屈服强度为所述淬火硬化了的碳钢或淬火硬化了的马氏体系不锈钢的条件屈服强度的1/10以下；并且所述第一层以及所述第三层各自的残留应力之差为150MPa以内；

其中，所述第一层以及所述第三层的硬度以JIS Z2244：2009所规定的维氏硬度计均为

350Hv以上。

2.根据权利要求1所述的金属复合板，其中，所述铝合金为JIS H4000：2014所规定的

3000系铝合金或5000系铝合金。

3.根据权利要求1或2所述的金属复合板，其中，由下述摩擦试验所测定的翘曲量为

1.5mm以下，

摩擦试验：将金属复合板加工为直径100mm的圆盘，进行10个循环的如下操作之后，将圆盘平放于平台上，测定圆盘离开平台表面的量的最大值作为翘曲量：边用材质为JIS G4805：2008所规定的SUJ2、且截面积为1cm2的2根销挤压半径方向上距离圆盘的最外周

10mm的位置从而加载100N的载荷，边以100rpm使圆盘旋转，在圆盘的表面温度达到300℃的时刻将载荷提高到1000N进行制动。

4.根据权利要求1或2所述的金属复合板，其中，所述第一层以及所述第三层与所述第二层的接合强度为10N/mm以上。

5.一种根据权利要求1所述的金属复合板的制造方法，其包括如下工序：层叠工序，将第1淬火硬化了的碳钢板或淬火硬化了的马氏体系不锈钢钢板、铝合金板、以及由与所述第1淬火硬化了的碳钢板或淬火硬化了的马氏体系不锈钢钢板相同的材料构成的第2淬火硬化了的碳钢板或淬火硬化了的马氏体系不锈钢钢板加热至250～430℃，以该顺序层叠，制成层叠体；

第1轧制工序，以10％以上的压下率对所述层叠体进行接合轧制，制成具有由淬火硬化了的碳钢或淬火硬化了的马氏体系不锈钢形成的第一层、由铝合金形成的第二层、和由与所述第一层相同的材料形成的第三层的金属复合带；

第1热处理工序，对所述金属复合带实施在300～500℃保持3分钟以上的第1热处理；

第2轧制工序，边对实施了所述第1热处理的金属复合带赋予10kg/mm2以上的前方张力以及后方张力边以2.0％以上且断裂伸长率值以下的压下率进行轧制；以及第2热处理工序，对边赋予所述前方张力以及所述后方张力边进行轧制的金属复合带实施在300～500℃保持3分钟以上的第2热处理，其中，所述前方张力以及所述后方张力的值是基于所述金属复合带中的所述第一层以及第三层的截面积求出的。

6.根据权利要求5所述的金属复合板的制造方法，其中，所述前方张力为15kg/mm2以上。

7.根据权利要求5或6所述的金属复合板的制造方法，其包括：平坦矫正工序，利用矫平机对实施了所述第2热处理的金属复合带进行平坦矫正。

说明书

金属复合板及其制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及金属复合板及其制造方法。

背景技术

[0002] 要求用作机械部件的滑动构件(例如，减速装置的转子板、离合器板等)的原材料的金属板具有高耐摩耗性的表面，从而不引起由滑动时的摩擦导致的损伤。

[0003] 要求该金属板的导热性优异，从而可以高效地释放由摩擦产生的热。要求该金属板在压力、热循环等滑动环境严酷的情况下，对于由高表面压力和热循环引起的变形的抵抗性高。

[0004] 为了得到具有耐摩耗性优异的表面的滑动构件，至少提高在表面使用的金属材料的硬度是有效的。该硬度期望以JIS Z2244：2009所规定的维氏硬度计为350Hv以上。淬火硬化了的碳钢板或淬火硬化了的马氏体系不锈钢钢板已知作为具有优异的耐摩耗性的金属板。

[0005] 由单一材料形成的这些金属板的导热性低。对于这些金属板，不能充分地释放在滑动时产生的热，因此产生热变形、或者由于烧接而产生损伤。

[0006] 将具有优异的耐摩耗性的金属板与具有优异的导热性的金属板层叠而接合的金属复合板用于改善具有优异的耐摩耗性的金属板的导热性是有效的。

[0007] 发明人通过专利文献1公开了由3层形成的具有优异的耐摩耗性以及导热性的金属复合板。3层为至少一者的表面的硬度以维氏硬度计为350Hv以上的金属层、铝或铝合金层和任意的金属层。

[0008] 现有技术文献

[0009] 专利文献

[0010] 专利文献1:日本特开2005-21899号公报

发明内容

[0011] 发明要解决的问题

[0012] 发明人等研究的结果，明确由专利文献1所公开的金属复合板用作在特别严酷的滑动环境下所使用的滑动构件的原材料时，担心铝或铝合金层由于高表面压力而压缩、变形，以及担心由于热循环而产生翘曲。特别是，产生的翘曲量大时，滑动构件与其它的构件干涉，机械部件将不能使用。

[0013] 本发明的目的在于，提供一种金属复合板及其制造方法，该金属复合板具有由具有优异的耐摩耗性的高硬度的金属材料形成的表层、和具有优异的导热性的中间层，在特别严酷的滑动环境下，可以防止中间层由于高表面压力而压缩、变形，以及由于热循环而产生翘曲的任意情况。

[0014] 即，本发明的目的在于，提供由于对于由摩擦压力以及摩擦热产生的变形具有高抵抗性，因此适宜用作在特别严酷的滑动环境下所使用的滑动构件的原材料的金属复合板及其制造方法。

[0015] 用于解决问题的方案

[0016] 发明人等得到以下记载的见解A～E，完成本发明。

[0017] (A)由第一层(表层)、第二层(中间层)以及第三层(表层)的3层形成的金属复合板用作特别是在严酷的滑动环境下所使用的滑动构件的原材料。

[0018] (B)作为第一层以及第三层使用相同的材料、为淬火硬化了的碳钢或淬火硬化了的马氏体系不锈钢。

[0019] (C)作为第二层使用铝合金。400℃下的该铝合金的条件屈服强度超过10MPa。进而，完全退火后的常温下的该铝合金的条件屈服强度为构成第1、3层的淬火硬化了的碳钢或淬火硬化了的马氏体系不锈钢的条件屈服强度的1/10以下。

[0020] (D)第一层以及第三层各自的残留应力之差的绝对值为150MPa以内。由此，作为滑动构件实质性地防止使用中的翘曲(热变形)的产生。

[0021] (E)这些具有第一层、第二层以及第三层的金属复合板即便暴露于高表面压力、热循环时，也可以实质性地防止滑动构件的变形。

[0022] 本发明如以下列举的那样。

[0023] (1)一种金属复合板，其为依次具备向板厚方向层叠的第一层、第二层以及第三层的金属复合板，

[0024] 前述第一层以及前述第三层由相同的材料形成、为淬火硬化了的碳钢或淬火硬化了的马氏体系不锈钢，

[0025] 前述第二层由铝合金形成；

[0026] 400℃下的前述铝合金的条件屈服强度超过10MPa，

[0027] 完全退火后的常温下的前述铝合金的条件屈服强度为前述淬火硬化了的碳钢或淬火硬化了的马氏体系不锈钢的条件屈服强度的1/10以；并且

[0028] 前述第一层以及前述第三层各自的残留应力之差的绝对值为150MPa以内。

[0029] (2)根据1项记载的金属复合板，其中，前述铝合金为JIS H4000：2014所规定的3000系铝合金或5000系铝合金。

[0030] (3)根据1或2项记载的金属复合板，其中，前述第一层以及前述第三层的硬度以JIS Z2244：2009所规定的维氏硬度计均为350Hv以上。

[0031] (4)根据1或2项记载的金属复合板，其中，由下述摩擦试验所测定的翘曲量为1.5mm以下。

[0032] 摩擦试验：将金属复合板加工为直径100mm的圆盘，进行10个循环的如下操作之后，将圆盘平放于平台上，测定圆盘离开平台表面的量的最大值作为翘曲量：边用材质为2
JIS G4805：2008所规定的SUJ2、且截面积为1cm 的2根销挤压半径方向上距离圆盘的最外周10mm的位置从而加载100N的载荷，边以100rpm使圆盘旋转，在圆盘的表面温度达到300℃的时刻将载荷提高到1000N进行制动。

[0033] (5)根据1或2项记载的金属复合板，其中，前述第一层以及前述第三层与前述第二层的接合强度为10N/mm以上。

[0034] (6)一种金属复合板的制造方法，其包括如下工序：

[0035] 层叠工序，将第1淬火硬化了的碳钢板或淬火硬化了的马氏体系不锈钢钢板、铝合金板、以及由与前述第1淬火硬化了的碳钢板或淬火硬化了的马氏体系不锈钢钢板相同的材料构成的第2淬火硬化了的碳钢板或淬火硬化了的马氏体系不锈钢钢板加热至250～430℃，以该顺序层叠，制成层叠体；

[0036] 第1轧制工序，以10％以上的压下率对前述层叠体进行接合轧制，制成具有由淬火硬化了的碳钢或淬火硬化了的马氏体系不锈钢形成的第一层、由铝合金形成的第二层、和由与前述第一层相同的材料形成的第三层的金属复合带；

[0037] 第1热处理工序，对前述金属复合带实施在300～500℃保持3分钟以上的第1热处理；

[0038] 第2轧制工序，边对实施了前述第1热处理的金属复合带赋予10kg/mm2以上的前方张力以及后方张力边以2.0％以上且断裂伸长率值以下的压下率进行轧制；以及[0039] 第2热处理工序，对边赋予前述前方张力以及前述后方张力边进行轧制的金属复合带实施在300～500℃保持3分钟以上的第2热处理，

[0040] 其中，前述前方张力以及前述后方张力的值是基于前述金属复合带中的所述第一层以及第三层的截面积求出的。

[0041] (7)根据6项记载的金属复合板的制造方法，其中，前述前方张力为15kg/mm2以上。

[0042] (8)根据6或7项记载的金属复合板的制造方法，其包括：平坦矫正工序，利用矫平机对实施了所述第2热处理的金属复合带进行平坦矫正。

[0043] 发明的效果

[0044] 本发明所述的金属复合板对于由摩擦压力和摩擦热产生的使用中的变形具有高抵抗性。本发明所述的金属复合板用作在特别严酷的滑动环境下所使用的滑动构件的原材料时，可以实质性地防止由高表面压力导致的第二层压缩、变形，或由热循环产生翘曲。

[0045] 因此，本发明所述的金属复合板适宜地用作在特别严酷的滑动环境下所使用的滑动构件的原材料。

附图说明

[0046] 图1为示出本发明所述的金属复合板的一个例子的整体结构的说明图。

具体实施方式

[0047] 1.本发明所述的金属复合板1

[0048] (1)整体结构

[0049] 图1为示出本发明所述的金属复合板1的一个例子的整体结构的说明图。

[0050] 如图1所示，金属复合板1具备第一层(表层)2、第二层(中间层)3以及第三层(表层)4。第二层3介由两个面之中的一个面与第一层2接合。第二层3介由两个面之中的另一面与第三层4接合。

[0051] 金属复合板1具有由耐摩耗性优异的高硬度金属形成的第一层2以及第三层4作为表层。进而，金属复合板1具有由导热性优异的铝合金形成的第二层3作为中间层。

[0052] 例如，对于由高硬度金属以及铝这2层形成的金属复合板，或者由在第一层2以及第三层4中具有热膨胀率不同的金属这3层形成的金属复合板，用作滑动构件中产生由双金属效应产生的热变形，因此不能抑制由热循环产生的变形。

[0053] 因此，本发明所述的金属复合板1为由第一层2、第二层3以及第三层4这3层形成的金属复合板。第一层2以及第三层4由相同的材料形成，均为淬火硬化了的碳钢或者淬火硬化了的马氏体系不锈钢。进而第二层3由铝合金形成。

[0054] 在本发明中，“第一层2以及第三层4由相同的材料构成”意味着第一层2以及第三层4均为淬火硬化了的碳钢之类、或淬火硬化了的马氏体系不锈钢之类，作为金相组织的相、强度在工业上的制造波动的范围内是相同的，并不意味着化学组成完全相同。

[0055] (2)第一层2，第三层4

[0056] 第一层2以及第三层4由相同的材料形成、均为淬火硬化了的碳钢或者淬火硬化了的马氏体系不锈钢(以下的说明中总称为“淬火硬化钢”)。

[0057] 将淬火硬化钢用作第一层2以及第三层4的理由在于：

[0058] (a)淬火硬化钢容易得到可以发挥优异的耐摩耗性的350Hv以上的维氏硬度；以及[0059] (b)作为在金属复合板1的使用温度范围(常温～400℃、进而限于短时间所允许的最高到达温度500℃的范围)的变形原因的源自温度历程的特性变化，通过在使用前预先在300～500℃下进行热处理而使其时效硬化，从而抑制为较小。

[0060] 第一层2以及第三层4各自的残留应力之差为150MPa以内，抑制为较小的值。由此，金属复合板1可以实质性地防止作为滑动构件使用中的翘曲。该残留应力之差期望为100MPa以内，进一步期望为80MPa以内。

[0061] 对于金属复合板1的第一层2以及第三层4各自的残留应力，对于在第一层2以及第三层4各自的外表面的与轧制方向平行的方向的应力进行测定，由使用X射线衍射装置的平行相干法(並傾法)测定所得到的2θ-sin2ψ线图的斜率算出。第一层2以及第三层4各自的残留应力之差通过自第一层2的外表面的残留应力减去第三层4的外表面的残留应力而得到。

[0062] (3)第二层3

[0063] 第二层3由铝合金形成。400℃下的该铝合金的条件屈服强度超过10MPa。进而完全退火后的常温下的该铝合金的条件屈服强度为淬火硬化钢的条件屈服强度的1/10以下。

[0064] 考虑铜、铝、铜合金或铝合金作为在第二层(中间层)3中使用的导热性优异的金属。在大气中可以热轧接合的铝合金从金属复合板的制造性的观点出发优选。

[0065] 在400℃(金属复合板1的持续使用温度范围的上限)下，第二层3的条件屈服强度低于10MPa时，在特别严酷的滑动环境下，滑动构件的温度上升的情况下，担心第二层3由于高摩擦力和摩擦生热产生压缩的塑性变形、滑动构件变形。因此，金属复合板1的第二层3由铝合金形成，而不是JI SH4000：2014所规定的纯铝(1000号系)。

[0066] 400℃下的第二层3的条件屈服强度期望为12MPa以上，进一步期望为15MPa以上。

[0067] 进而，用作作为中间层的第二层3的铝合金的条件屈服强度为用作第一层2、第三层4的淬火硬化钢的条件屈服强度的1/10以下。由此，即便由于滑动中的热历程而使滑动构件被加热，在第一层2、第三层4与第二层3之间产生热膨胀差，由条件屈服强度小的铝合金形成的第二层3塑性变形而释放应力，也会减轻翘曲。

[0068] 铝合金的条件屈服强度期望为用作第一层2、第三层4的淬火硬化钢的条件屈服强度的1/12.5以下。

[0069] 特别是即便从使用开始前起第一层2以及第三层4各自的厚度不同的情况下、或由于使用中的摩耗而使第一层2以及第三层4分别不均匀地减薄导致第一层2以及第三层4各自的厚度不同的情况下，第二层3的铝合金的条件屈服强度与第一层2、第三层4的淬火硬化钢的条件屈服强度相比足够小，从而也减轻滑动构件的变形。

[0070] 将JIS H4000：2014所规定的3000系、5000系的非热处理型铝合金用于第二层3，由于满足第二层3中所谋求的特性因此是期望的。

[0071] 以硬铝为代表的2000系、6000系、7000系的热处理型(析出硬化型)铝合金的条件屈服强度高。然而，热处理型铝合金的强度在金属复合板1的使用温度范围(常温～500℃)下大幅变化。因此，不期望将热处理型铝合金用于第二层3。

[0072] 第一层2、第二层3以及第三层4各自的厚度若考虑滑动构件中所要求的性能而适宜设定即可。对于第一层2以及第三层4各自的厚度，为了减轻翘曲，而期望为相同。例如，第一层2以及第三层4各自的厚度：0.2～1.0mm，第二层的厚度：0.5～1.0mm。

[0073] 2.金属复合板1的制造方法

[0074] (1)整体工序

[0075] 制造金属复合板1的方法与由专利文献1公开的方法大致相同。区别点在于，对金属复合带提高前方张力进行第2轧制，以及根据需要在最终工序中利用矫平机进行平坦矫正。

[0076] [层叠工序]

[0077] 分别将第一层2的原材料(硬度以维氏硬度计为350Hv以上的淬火硬化了的碳钢板或者淬火硬化了的马氏体系不锈钢钢板，以下的说明中总称为“淬火硬化钢板”)、第二层3的原材料(铝合金板)和第三层4的原材料(由与第一层2相同材料构成的淬火硬化钢板)加热至250～430℃，以该顺序层叠，制成层叠体的工序；

[0078] [第1轧制工序]

[0079] 以10％以上的压下率对层叠体进行接合轧制(第1轧制)，制成具有由淬火硬化钢形成的第一层、由铝合金形成的第二层和由与第一层相同的材料形成的第三层的金属复合带的工序；

[0080] [第1热处理工序]

[0081] 对金属复合带实施在300～500℃保持3分钟以上的第1热处理的工序；

[0082] [第2轧制工序]

[0083] 对实施了第1热处理的金属复合带赋予10kg/mm2以上的前方张力以及后方张力，以2.0％以上且断裂伸长率值以下的压下率进行第2轧制的工序；以及

[0084] [第2热处理工序]

[0085] 对实施了第2轧制的金属复合带实施在300～500℃保持3分钟以上的第2热处理的工序。

[0086] 经过如上工序，制造金属复合板1。根据需要，进而也可以经过如下工序：

[0087] [平坦矫正工序]

[0088] 利用矫平机对实施了第2热处理的金属复合带进行平坦矫正的工序。

[0089] 以下，依次对各工序进行说明。

[0090] (2)层叠工序以及第1轧制工序

[0091] 首先，分别将作为第一层2的原材料的淬火硬化钢板、作为第二层3的原材料的铝合金板、以及作为由与第一层2相同材料构成的第三层4的原材料的淬火硬化钢板加热至250℃以上且430℃以下，以该顺序层叠，制成层叠体。然后，将该层叠体以10％以上的压下率接合轧制(第1轧制)制成金属复合带。

[0092] 加热温度不足250℃时，不能充分地得到接合界面的化学活性。另一方面，加热温度超过430℃时，厚的氧化覆膜形成于第一层2、第二层3、第三层4的原材料的表面，阻碍接合。因此，任意情况均不能得到足够的接合强度。因此，加热温度为250～430℃。加热温度期望为300℃以上，期望为400℃以下。

[0093] 第1轧制为了将第一层2的原材料、第二层3的原材料以及第三层4的原材料制成暂时接合状态，利用第1轧制后的第1热处理进行相互扩散。然而，第1轧制的压下率不足10％时，即便进行第1热处理，相互扩散在接合界面也未充分地进行

[0094] 因此，第1轧制的压下率为10％以上，期望为20％以上。第1轧制的压下率的上限没有限定。对于第1轧制的压下率，从向轧制机的负载增大、制品形状的确保的困难性的观点出发，期望为60％以下，期望为50％以下。需要说明的是，压下率(％)以100×{(层叠体的板厚)-(金属复合带的板厚)}/(层叠体的板厚)的方式而求出。

[0095] 在层叠工序以及第1轧制工序中，第一层2、第二层3以及第三层4各自的原材料层叠而成的层叠体在大气中被热轧接合。由此，层叠体成为具有由淬火硬化钢形成的第一层、由铝合金形成的第二层、及由与第一层相同的材料形成的第三层的金属复合带。

[0096] 构成金属复合板1的第一层2以及第三层4各自的原材料(淬火硬化钢板)与第二层3的原材料(铝合金板)相比为特高的强度。因此，仅第二层3的原材料(铝合金板)在接合轧制时延伸。

[0097] 金属复合接合中所必须的新生表面在构成金属复合板1的第一层2以及第三层4各自的原材料(淬火硬化钢板)中几乎未生成。因此，完成第1轧制的金属复合带不具有足够的接合强度。第一层2的原材料、第二层3的原材料以及第三层4的原材料处于暂时接合的状态。

[0098] (3)第1热处理工序以及第2轧制工序

[0099] 对经过第1轧制工序而得到的金属复合带实施在300℃以上且500℃以下保持3分钟以上的第1热处理。进而，对实施了第1热处理的金属复合带进行第2轧制。第2轧制在压下率：2.0％以上且断裂伸长率值以下，前方张力(在轧制机出口侧朝向轧制方向的张力)以及后方张力(在轧制机入口侧朝向与轧制方向相反方向的张力)：10kg/mm2以上的条件下进行。其中，前方张力以及后方张力的值是基于金属复合带的第一层以及第三层的截面积求出的。

[0100] 第1热处理为了进行在接合界面的相互扩散而进行。高接合强度通过在实施了第1热处理之后进行后述的第2轧制以及第2热处理而得到。

[0101] 然而，第1热处理的温度不足300℃时，在接合界面的相互扩散未进行。另一方面，第1热处理的温度超过500℃时，脆的金属间化合物在接合界面生成。因此，在任意的情况下最终均未得到足够的接合强度。第1热处理的温度期望为320℃以上，期望为400℃以下。

[0102] 此外，接合界面的相互扩散即便在短时间的热处理下也进行。3分钟以上、期望为10分钟以上的热处理时间为了在接合界面整体均质地进行相互扩散是有效的。因此，第1热处理通过在300～500℃保持3分钟以上来实施。需要说明的是，第1热处理的时间从制造成本的观点出发，期望为2小时以下。

[0103] 如上所述，该第2轧制之前的金属复合带处于通过第1热处理在接合界面进行了相互扩散的状态。因此，第一层2以及第三层4各自的原材料(淬火硬化钢板)与第二层3的原材料(铝合金板)以某种程度的接合强度(例如3N/mm以上)接合。第一层2、第二层3以及第三层4各自的原材料通过对该状态的金属复合带进行第2轧制从而以大致相同的压下率延伸。从而，第一层2以及第三层4各自的原材料的表面中的新生表面高效地生成。

[0104] 第一层2、第二层3以及第三层4各自的压下率均与总压下率大致相同。因此，新生表面在第一层2以及第三层4各自的原材料的表面以与总压下率相同的比率生成，进行接合。

[0105] 然而，第2轧制的压下率不足2.0％时，即便在第2轧制后进行第2热处理，金属复合板1的接合强度也低于10N/mm。因此，第2轧制的压下率为2.0％以上，期望为3.0％以上。

[0106] 另一方面，以超过第1热处理后的金属复合带的断裂伸长率值的压下率进行第2轧制时，在第一层2以及第三层4产生连续的裂纹，金属复合带的接合界面剥离。因此，第2轧制的压下率为第1热处理后的金属复合带的断裂伸长率值以下。

[0107] 需要说明的是，第2轧制的压下率(％)以100×{(第2轧制前的金属复合带的板厚)-(第2轧制后的金属复合带的板厚)}/(第2轧制前的金属复合带的板厚)的方式求出。

[0108] 如此，金属复合带通过进行第1热处理，从而具有能够耐受接着进行的第2轧制的接合强度。并且，通过对金属复合带进行第2轧制，从而第一层2以及第三层4各自的原材料(淬火硬化钢板)延伸。由此，新生表面在接合界面产生。

[0109] 对金属复合带提高前方张力进行第2轧制的理由是因为，通过第2轧制使赋予到第一层2以及第三层4各自的原材料的加工应变均匀化，由此，减小成为金属复合板1的表面、背面的第一层2、第三层4的残留应力之差的绝对值。

[0110] 在轧制辊正下方的金属复合带的变形所需的压下力随着后方张力的增加而减少，以更小的压下力减少板厚。与之相对，所轧制的金属复合带的第一层以及第三层各自内在的残留应力之差由于前方张力的增加而变小，金属复合板1的第一层2以及第三层4各自的表层中的残留应力之差变小至150MPa以内。

[0111] 通常，在金属板的冷轧中，为了减轻轧制负载而提高后方张力。与之相对，本发明中，通过提高前方张力进行第2轧制，从而使对第一层2以及第三层4各自赋予的加工应变均匀化。

[0112] 前方张力以及后方张力的值均基于金属复合带中的第一层以及第三层的截面积求出，为10kg/mm2以上。前方张力的期望为15kg/mm2以上。需要说明的是，前方张力变得过强时，担心由于板宽方向的收缩变形而产生横向弯曲，因此期望为35kg/mm2以下。

[0113] (4)第2热处理工序以及平坦矫正工序

[0114] 金属复合板1通过进行在300～500℃保持3分钟以上的第2热处理而制造。第2热处理的目的在于，确保作为金属复合板1必要的接合强度，以及在作为滑动构件的使用之前预先分别对第一层2、第二层3以及第三层4进行均质化，从而不使第一层2、第二层3以及第三层4各自的强度因使用中的热循环而变动。

[0115] 金属复合带的接合强度通过进行第2轧制以及第2热处理而急剧地增加。新生表面在实施了第2轧制状态的第一层2以及第三层4各自的原材料的接合界面生成。然而，相互扩散在该接合界面未进行。因此，第2轧制后的金属复合带的接合强度小。通过对该金属复合带进行第2热处理从而在接合界面进行相互扩散，接合强度增加。

[0116] 然而，第2热处理的温度不足300℃时，在接合界面的相互扩散未进行。另一方面，第2热处理的温度超过500℃时，脆的金属间化合物在接合界面生成。因此，任意情况均不能得到足够的接合强度。第2热处理的温度期望为300℃以上，期望为400℃以下。

[0117] 在此，3分钟以上的热处理时间为了在接合界面整体得到均质的相互扩散是有效的。因此，第2热处理通过在300～500℃保持3分钟以上、期望保持10分钟以上来进行。需要说明的是，从制造成本的观点出发，第2热处理的时间期望为2小时以下。

[0118] 此外，第2热处理在马氏体系不锈钢中预先产生在300～500℃下进行的时效硬化，而在铝合金中预先产生在300～500℃下进行的软化热处理。从而，防止金属复合板1的实际使用时的由于热循环而产生的特性变化。

[0119] 在实施了第2热处理之后，根据需要期望进行利用矫平机的平坦矫正。由此，由上述特性的变化产生的均衡内部应力的应变被均质化。

[0120] 由此，制造具有作为耐摩耗性优异的表层的第一层2以及第三层4、和作为导热性优异的中间层的第二层3的金属复合板1。

[0121] 金属复合板1可以防止由在特别严酷的滑动环境下使用时的高表面压力使由铝合金形成的第二层3压缩、变形，以及防止由热循环而产生的翘曲。

[0122] 实施例

[0123] 如表1所示，通过对第一层2，第二层3以及第三层4各自的原材料的构成与制造条件进行各种变更，从而制成图1中示出的金属复合板1，测定所得到的金属复合板1的第一层2的维氏硬度以及接合强度、和第一层2以及第三层4的残留应力差。残留应力差通过上述的方法而求出。此外，第2轧制的前方张力，后方张力由各个卷带电动机的电力值通过换算而求出。

[0124] 此外，对金属复合板1进行前述摩擦试验，测定前述翘曲量。将该翘曲量超过1.5mm时判定为不良。

[0125] 将试验的条件以及结果总结示于表1。表1中的编号1～5、12为完全满足本发明规定的本发明例，编号6～11、13～15为不满足本发明规定的比较例。

[0126] [表1]

[0127]

[0128] 如表1所示，编号1～5、12的本发明例均将翘曲量抑制为1.5mm以下的目标值。需要说明的是，编号12的本发明例未进行利用矫平机的平坦矫正，因此虽然翘曲量为1.5mm稍大，但为合格水平。

[0129] 与之相对，编号6的比较例的第一层的维氏硬度为320Hv、未达到本发明的范围，因此圆盘的表面(第一层2以及第三层4)由于摩擦试验而摩耗，在第7个循环破损。

[0130] 编号7的比较例的第一层2以及第三层4由不同的材料形成，因此翘曲量为3.5mm。

[0131] 编号8的比较例的第二层3以及第三层4的加热温度未达到本发明的范围，所以接合强度低，在摩擦试验的第3个循环产生剥离而破损。

[0132] 编号9的比较例的第1轧制的压下率未达到本发明的范围，因此为未接合，终止此后的实验。

[0133] 编号10的比较例，第2轧制中的前方张力未达到本发明的范围，因此赋予到第一层2以及第三层4的加工应变未变得均匀，第一层2以及第三层4各自的残留应力之差的绝对值超过本发明范围的上限，翘曲量为1.7mm。

[0134] 对于编号11的比较例，第2热处理的温度未达到本发明的范围，因此第一层2、第二层3以及第三层4各自的材料特性未均匀化，翘曲量成为1.9mm。

[0135] 对于编号13、15的比较例，作为第二层3使用的铝合金的400℃下的条件屈服强度未达到本发明的范围，因此翘曲量分别为2.7mm、3.3mm。

[0136] 进而，对于编号14、15的比较例，作为第二层3使用的铝合金的常温下的条件屈服强度高于本发明的范围，因此翘曲量分别为2.1mm、3.3mm。

[0137] 附图标记说明

[0138] 1 本发明所述的金属复合板

[0139] 2 第一层

[0140] 3 第二层

[0141] 4 第三层