JPH05386A - アルミニウム／インバー／アルミニウムクラツド材の製造方法 - Google Patents
アルミニウム／インバー／アルミニウムクラツド材の製造方法Info
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- JPH05386A JPH05386A JP15480591A JP15480591A JPH05386A JP H05386 A JPH05386 A JP H05386A JP 15480591 A JP15480591 A JP 15480591A JP 15480591 A JP15480591 A JP 15480591A JP H05386 A JPH05386 A JP H05386A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】アルミニミウムを300 ℃以上450 ℃未満に、イ
ンバーを300 ℃未満に加熱して、アルミニウム/ インバ
ー/ アルミニウム組み立て材を構成してから圧下率15％
以上の圧延を行い、次いで後熱処理を行うことを特徴と
するアルミニウム/ インバー/ アルミニウムクラッド材
の製造方法である。 【効果】実質上剥離の見られない程度の強力な接合が実
現され、電子部品用材料としても有効な材料である。
ンバーを300 ℃未満に加熱して、アルミニウム/ インバ
ー/ アルミニウム組み立て材を構成してから圧下率15％
以上の圧延を行い、次いで後熱処理を行うことを特徴と
するアルミニウム/ インバー/ アルミニウムクラッド材
の製造方法である。 【効果】実質上剥離の見られない程度の強力な接合が実
現され、電子部品用材料としても有効な材料である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム／インバ
ー／アルミニウムクラッド材の製造方法に関する。
ー／アルミニウムクラッド材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウム／インバー(Invar) ／アル
ミニウムのクラッド材は、例えば電子材料として使用さ
れるなど比較的需要の多い複合材料であるが、高価な材
料であり、一般的普及には材料コストの点で問題が多
い。従来、アルミニウム／インバー／アルミニウムのク
ラッド材は、常温で表面活性化を目的に冷間ブラッシン
グを行ってから圧下率60％以上の冷間圧延による冷間圧
接を行って製造している。
ミニウムのクラッド材は、例えば電子材料として使用さ
れるなど比較的需要の多い複合材料であるが、高価な材
料であり、一般的普及には材料コストの点で問題が多
い。従来、アルミニウム／インバー／アルミニウムのク
ラッド材は、常温で表面活性化を目的に冷間ブラッシン
グを行ってから圧下率60％以上の冷間圧延による冷間圧
接を行って製造している。
【０００３】しかしながら、かかる従来法にあっては表
面活性化を十分に実現しようとしてブラッシングを過度
に行うと材料に疵を付け機械的特性の劣化をもたらす恐
れがある。このような疵が生じると、例えば、電子部品
用材料として利用する場合に性能劣化は免れない。さら
に、圧下率60％以上を確保するためには非常に大きな圧
延荷重を要し、そのため圧接すべき板材の幅寸法に制限
が生ずる。一方、かかるクラッド材にあっては材料コス
トに占める加工コスト、つまり複合化への加工コストが
大きく、材料コストを下げてその普及を図るうえからも
加工コストの低減が強く求められている。つまり、簡便
な手段によるクラッド化と得られるクラッド材の幅広化
が求められている。
面活性化を十分に実現しようとしてブラッシングを過度
に行うと材料に疵を付け機械的特性の劣化をもたらす恐
れがある。このような疵が生じると、例えば、電子部品
用材料として利用する場合に性能劣化は免れない。さら
に、圧下率60％以上を確保するためには非常に大きな圧
延荷重を要し、そのため圧接すべき板材の幅寸法に制限
が生ずる。一方、かかるクラッド材にあっては材料コス
トに占める加工コスト、つまり複合化への加工コストが
大きく、材料コストを下げてその普及を図るうえからも
加工コストの低減が強く求められている。つまり、簡便
な手段によるクラッド化と得られるクラッド材の幅広化
が求められている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ここに、本発明の一般
的な目的は、より安価なアルミニウム／インバー／アル
ミニウムのクラッド材の製造方法を提供することであ
る。本発明の具体的な目的は、より少ない圧延荷重でも
って効果的接合が可能となり、板材の場合、より幅広の
材料が得られるアルミニウム／インバー／アルミニウム
のクラッド材の安価な製造法を提供することである。
的な目的は、より安価なアルミニウム／インバー／アル
ミニウムのクラッド材の製造方法を提供することであ
る。本発明の具体的な目的は、より少ない圧延荷重でも
って効果的接合が可能となり、板材の場合、より幅広の
材料が得られるアルミニウム／インバー／アルミニウム
のクラッド材の安価な製造法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる課
題を解決すべく、従来技術の内容について再検討を重ね
たところ、従来はむしろ表面酸化が生じて接合強度が劣
化するとされてきた加熱状態での接合について着目し
て、種々検討を重ね、次のような知見を得て本発明を完
成した。
題を解決すべく、従来技術の内容について再検討を重ね
たところ、従来はむしろ表面酸化が生じて接合強度が劣
化するとされてきた加熱状態での接合について着目し
て、種々検討を重ね、次のような知見を得て本発明を完
成した。
【０００６】(1) アルミニウムは昇温により変形抵抗が
低下するので、300 ℃以上450 ℃未満の加熱によって圧
延荷重の低下が実現される。 (2) インバーはアルミニウムに比較して酸化し易いが、
300 ℃未満の加熱では例えば１時間加熱しても接合を阻
害するような厚膜の酸化皮膜は生成せず、圧延荷重の低
下が実現されること。 (3) したがって、各材料の少なくとも接合すべき面を加
熱した状態で温間圧延を行って温間圧接を行えば、より
少ない圧延荷重、圧下率でもって効果的接合が達成でき
ることになり、このことはより幅広く、均一な性能を持
つクラッド材の圧延による接合が可能となることを意味
し、実際そのような方法によれば従来全く不可能であっ
た幅１メートルまでの幅広クラッド材の製造が可能とな
ること。 (4) また、アルミニウム／インバー／アルミニウムクラ
ッド材は、圧延接合だけでは剥離強度があまり大きくな
いものは剥離するが、これは、アルミニウムとインバー
の熱膨張の差が大きく、また３層クラッドのため接合界
面に歪みが残留するからであり、接合後加熱熱処理を行
うと接合界面の残留歪みが除去されると同時に、アルミ
ニウムとインバー間の原子の相互拡散が生じ剥離強度は
大きくなること。
低下するので、300 ℃以上450 ℃未満の加熱によって圧
延荷重の低下が実現される。 (2) インバーはアルミニウムに比較して酸化し易いが、
300 ℃未満の加熱では例えば１時間加熱しても接合を阻
害するような厚膜の酸化皮膜は生成せず、圧延荷重の低
下が実現されること。 (3) したがって、各材料の少なくとも接合すべき面を加
熱した状態で温間圧延を行って温間圧接を行えば、より
少ない圧延荷重、圧下率でもって効果的接合が達成でき
ることになり、このことはより幅広く、均一な性能を持
つクラッド材の圧延による接合が可能となることを意味
し、実際そのような方法によれば従来全く不可能であっ
た幅１メートルまでの幅広クラッド材の製造が可能とな
ること。 (4) また、アルミニウム／インバー／アルミニウムクラ
ッド材は、圧延接合だけでは剥離強度があまり大きくな
いものは剥離するが、これは、アルミニウムとインバー
の熱膨張の差が大きく、また３層クラッドのため接合界
面に歪みが残留するからであり、接合後加熱熱処理を行
うと接合界面の残留歪みが除去されると同時に、アルミ
ニウムとインバー間の原子の相互拡散が生じ剥離強度は
大きくなること。
【０００７】よって、本発明の要旨とするところはアル
ミニミウムを300 ℃以上450 ℃未満に、インバーを300
℃未満に加熱して、アルミニウム／インバー／アルミニ
ウム組立材を構成し、圧下率15％以上の圧延を行い、次
いで後熱処理を行うことを特徴とするアルミニウム／イ
ンバー／アルミニウムクラッド材の製造方法である。本
発明の好適態様によれば、前記後熱処理は200 〜450 ℃
に30分以下加熱することにより行ってもよい。
ミニミウムを300 ℃以上450 ℃未満に、インバーを300
℃未満に加熱して、アルミニウム／インバー／アルミニ
ウム組立材を構成し、圧下率15％以上の圧延を行い、次
いで後熱処理を行うことを特徴とするアルミニウム／イ
ンバー／アルミニウムクラッド材の製造方法である。本
発明の好適態様によれば、前記後熱処理は200 〜450 ℃
に30分以下加熱することにより行ってもよい。
【０００８】インバーの加熱温度の下限は、室温である
が、好ましくは 200℃以上300 ℃未満である。圧下率は
ほゞ15〜30％で十分な接合が行われる。ここに「アルミ
ニウム」は純アルミニウムはもちろんアルミニウム合金
も包含されるが、硬度の点からは、一般にはアルミニウ
ム合金がすぐれている。インバー合金は、一般にはNi:
36重量％、残部:Fe の合金であって、熱膨張率の低い鉄
−ニッケル系合金を包含する。なお、本発明におけるア
ルミニウム材およびインバー材の加熱温度は圧延時にも
実質上保持されるものとし、好ましくは加熱後可及的速
やかに圧延を行う。
が、好ましくは 200℃以上300 ℃未満である。圧下率は
ほゞ15〜30％で十分な接合が行われる。ここに「アルミ
ニウム」は純アルミニウムはもちろんアルミニウム合金
も包含されるが、硬度の点からは、一般にはアルミニウ
ム合金がすぐれている。インバー合金は、一般にはNi:
36重量％、残部:Fe の合金であって、熱膨張率の低い鉄
−ニッケル系合金を包含する。なお、本発明におけるア
ルミニウム材およびインバー材の加熱温度は圧延時にも
実質上保持されるものとし、好ましくは加熱後可及的速
やかに圧延を行う。
【０００９】
【作用】次に、添付図面によって本発明をさらに具体的
に説明する。図１は、本発明にかかるインバー合金板と
アルミニウム板とのクラッド化に先だって構成される組
み立て体の略式説明図である。アルミニウム板10、12は
一般に厚さ 1.0〜0.2mm 程度であり、一方インバー合金
板14の板厚さは通常0.4 〜2.0mm 程度で十分である。な
お、これを３層に積層して例えば30％の圧下率で圧延す
ると、得られる複合材の厚さは0.3 〜1.5mm 程度とな
る。
に説明する。図１は、本発明にかかるインバー合金板と
アルミニウム板とのクラッド化に先だって構成される組
み立て体の略式説明図である。アルミニウム板10、12は
一般に厚さ 1.0〜0.2mm 程度であり、一方インバー合金
板14の板厚さは通常0.4 〜2.0mm 程度で十分である。な
お、これを３層に積層して例えば30％の圧下率で圧延す
ると、得られる複合材の厚さは0.3 〜1.5mm 程度とな
る。
【００１０】このようにして用意されたアルミニウム板
およびインバー合金板は、次の温間接合に先立って、必
要により冷間または温間でブラッシングなどの表面活性
化を行ってからアルミニウム板を300 ℃以上450 ℃未満
に、インバー合金板を300 ℃未満に加熱する。アルミニ
ウム板の加熱温度は300 ℃未満では変形抵抗が十分低下
せず、一方450 ℃以上では表面酸化がみられるため十分
な接合強度が得られなくなる。好ましくは350 〜400 ℃
である。インバー合金板の加熱温度は300 ℃以上では酸
化皮膜の生成がみられ、接合強度が低下する。
およびインバー合金板は、次の温間接合に先立って、必
要により冷間または温間でブラッシングなどの表面活性
化を行ってからアルミニウム板を300 ℃以上450 ℃未満
に、インバー合金板を300 ℃未満に加熱する。アルミニ
ウム板の加熱温度は300 ℃未満では変形抵抗が十分低下
せず、一方450 ℃以上では表面酸化がみられるため十分
な接合強度が得られなくなる。好ましくは350 〜400 ℃
である。インバー合金板の加熱温度は300 ℃以上では酸
化皮膜の生成がみられ、接合強度が低下する。
【００１１】次いで、アルミニウム／インバー／アルミ
ニウム組立材を構成してから、圧下率15％以上の圧延を
行う。通常この圧下率は最大40％で十分である。この組
立体を構成するには、界面に空気などが入り込まないよ
うにして順次貼合せながら行うか、具体的には圧延に先
立って３層に積層してロールに噛み込ませることで組立
体を構成する。圧延時にもアルミニウム板、インバー合
金板は上記範囲内の温度に加熱されているのが好まし
く、そのためには圧延直前に加熱する。
ニウム組立材を構成してから、圧下率15％以上の圧延を
行う。通常この圧下率は最大40％で十分である。この組
立体を構成するには、界面に空気などが入り込まないよ
うにして順次貼合せながら行うか、具体的には圧延に先
立って３層に積層してロールに噛み込ませることで組立
体を構成する。圧延時にもアルミニウム板、インバー合
金板は上記範囲内の温度に加熱されているのが好まし
く、そのためには圧延直前に加熱する。
【００１２】後熱処理は200 〜450 ℃に30分以下加熱す
ることにより行うが、一般には大気中で行ってもよい
が、必要により非酸化性雰囲気の炉内で行う。上記範囲
より低い温度では接合強度が十分でなく、一方それより
も高い温度では接合界面に脆弱な金属間化合物層が形成
され、接合強度が低下する。余り短時間では効果は十分
でないが、一般には30分以下、好ましくは５〜30分間で
ある。圧延に引続いて行う場合には連続焼鈍装置により
連続的に行ってもよい。短時間でよいため連続化が可能
となる。
ることにより行うが、一般には大気中で行ってもよい
が、必要により非酸化性雰囲気の炉内で行う。上記範囲
より低い温度では接合強度が十分でなく、一方それより
も高い温度では接合界面に脆弱な金属間化合物層が形成
され、接合強度が低下する。余り短時間では効果は十分
でないが、一般には30分以下、好ましくは５〜30分間で
ある。圧延に引続いて行う場合には連続焼鈍装置により
連続的に行ってもよい。短時間でよいため連続化が可能
となる。
【００１３】
【実施例】アルミニウム板としてA1100 合金(0.7mm厚×
60mm幅×250mm 長さ) 、インバー合金板として36％Ni−
Fe合金(1.5mm厚×60mm幅×150mm長さ) を用い、図１の
ようにクラッド組立体としてから種々の加熱温度および
圧下条件で接合試験を行った。結果を表１および図２な
いし図４にまとめて示す。
60mm幅×250mm 長さ) 、インバー合金板として36％Ni−
Fe合金(1.5mm厚×60mm幅×150mm長さ) を用い、図１の
ようにクラッド組立体としてから種々の加熱温度および
圧下条件で接合試験を行った。結果を表１および図２な
いし図４にまとめて示す。
【００１４】表１は加熱温度および圧下率を変えたとき
の結果をまとめて示す。図２はクラッド組立体のアルミ
ニウム板の加熱温度と圧下率との接合強度に及ぼす影響
を示すグラフである。インバー合金板はRT〜300 ℃に加
熱した。図中、接合強度良好領域は (剥離強度) ≧24.5
N/mmである。24.5N/mm以上の剥離強度を示すものを合格
とすると、圧下率15％以上、後熱処理200 〜450 ℃の範
囲で十分な接合強度が得られているのが分かる。
の結果をまとめて示す。図２はクラッド組立体のアルミ
ニウム板の加熱温度と圧下率との接合強度に及ぼす影響
を示すグラフである。インバー合金板はRT〜300 ℃に加
熱した。図中、接合強度良好領域は (剥離強度) ≧24.5
N/mmである。24.5N/mm以上の剥離強度を示すものを合格
とすると、圧下率15％以上、後熱処理200 〜450 ℃の範
囲で十分な接合強度が得られているのが分かる。
【００１５】図３はアルミニウム板の加熱温度 300℃で
圧延したときの圧下率と剥離強度との相関を示すグラフ
である。インバー合金板は 290℃に加熱した。後熱処理
は360 ℃で0.5 時間行った。圧下率15〜30％で十分な接
合強度が得られるのが分かる。また、後熱処理を行わな
いと接合強度は著しく低くなっている。図４は後熱処理
条件と剥離強度との相関を示すグラフである。アルミニ
ウム板、インバー合金板いずれも 290℃に加熱し、圧下
率27％で圧延接合したものであった。200 〜450 ℃の後
熱処理により剥離強度が飛躍的に改善されることが分か
る。
圧延したときの圧下率と剥離強度との相関を示すグラフ
である。インバー合金板は 290℃に加熱した。後熱処理
は360 ℃で0.5 時間行った。圧下率15〜30％で十分な接
合強度が得られるのが分かる。また、後熱処理を行わな
いと接合強度は著しく低くなっている。図４は後熱処理
条件と剥離強度との相関を示すグラフである。アルミニ
ウム板、インバー合金板いずれも 290℃に加熱し、圧下
率27％で圧延接合したものであった。200 〜450 ℃の後
熱処理により剥離強度が飛躍的に改善されることが分か
る。
【００１６】
【表１】
【００１７】これらの結果からも分かるように、本発明
によれば、最適条件として圧延温度290 ℃、圧下率17％
以上、そして後熱処理温度400 ℃によって、実質上剥離
の見られない優れた接合強度が確保され、低膨張基板材
料として満足すべき特性を備えていることが分かる。
によれば、最適条件として圧延温度290 ℃、圧下率17％
以上、そして後熱処理温度400 ℃によって、実質上剥離
の見られない優れた接合強度が確保され、低膨張基板材
料として満足すべき特性を備えていることが分かる。
【００１８】
【発明の効果】これまで問題であった広幅材で接合強度
の優れたクラッド材の製造が本発明によって安価な手段
でもって容易に克服でき、具体的には圧下率30％で後熱
処理を加えるとで、ほゞ完全な接合強度が得られ、また
圧下率が少なくてもよいということから、例えば従来は
高々幅300mm であったものが、500mm 以上のものであっ
ても可能となり、本発明の意義は大きい。
の優れたクラッド材の製造が本発明によって安価な手段
でもって容易に克服でき、具体的には圧下率30％で後熱
処理を加えるとで、ほゞ完全な接合強度が得られ、また
圧下率が少なくてもよいということから、例えば従来は
高々幅300mm であったものが、500mm 以上のものであっ
ても可能となり、本発明の意義は大きい。
【図１】本発明にかかる方法を実施するためのアルミニ
ウム板とインバー合金板との三層組立体の略式説明図で
ある。
ウム板とインバー合金板との三層組立体の略式説明図で
ある。
【図２】本発明にかかる実施例の結果を示すグラフであ
る。
る。
【図３】本発明にかかる実施例の結果を示すグラフであ
る。
る。
【図４】本発明にかかる実施例の結果を示すグラフであ
る。
る。
10,12 : アルミニウム板
14 : インバー合金板
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所
Ｃ２１Ｄ 8/02 Ｚ 7412−4Ｋ
Claims (2)
- 【請求項１】 アルミニミウムを300 ℃以上450 ℃未満
に、インバーを300℃未満に加熱して、アルミニウム／
インバー／アルミニウム組立材を構成し、圧下率15％以
上の圧延を行い、次いで後熱処理を行うことを特徴とす
るアルミニウム／インバー／アルミニウムクラッド材の
製造方法。 - 【請求項２】 前記後熱処理を200 〜450 ℃に30分以下
加熱することにより行う請求項１記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15480591A JPH05386A (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | アルミニウム／インバー／アルミニウムクラツド材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15480591A JPH05386A (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | アルミニウム／インバー／アルミニウムクラツド材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05386A true JPH05386A (ja) | 1993-01-08 |
Family
ID=15592278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15480591A Withdrawn JPH05386A (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | アルミニウム／インバー／アルミニウムクラツド材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05386A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006021385A1 (en) * | 2004-08-21 | 2006-03-02 | Universite Catholique De Louvain | Machinable metallic composites |
| JP2006134984A (ja) * | 2004-11-04 | 2006-05-25 | Neomax Material:Kk | 金属複合材料およびその金属複合材料を含む放熱部材 |
-
1991
- 1991-06-26 JP JP15480591A patent/JPH05386A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006021385A1 (en) * | 2004-08-21 | 2006-03-02 | Universite Catholique De Louvain | Machinable metallic composites |
| JP2006134984A (ja) * | 2004-11-04 | 2006-05-25 | Neomax Material:Kk | 金属複合材料およびその金属複合材料を含む放熱部材 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980903 |