(57)【要約】【課題】繰り返し応力負荷に対する耐久性に優れたアルミニウムクラッド材を提供する。【解決手段】アルミニウム合金から成る第１金属層と、純アルミニウムから成り、前記第１金属層の少なくとも片面に接合された第２金属層と、を含み、以下の式（１）および式（２）を満たすアルミニウムクラッド材。    ＨＶα≧３０    （１）    ＨＶβ÷ＨＶα≦０．３    （２）ここで、ＨＶαは、前記第１金属層と前記第２金属層とを含む断面における前記第１金属層のビッカース硬さであり、ＨＶβは前記断面における前記第２金属層のビッカース硬さである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム合金から成る第１金属層と、
純アルミニウムから成り、前記第１金属層の少なくとも片面に接合された第２金属層と、を含み、
以下の式（１）および式（２）を満たすアルミニウムクラッド材。
ＨＶα≧３０    （１）
ＨＶβ÷ＨＶα≦０．３    （２）
ここで、ＨＶαは、前記第１金属層と前記第２金属層とを含む断面における前記第１金属層のビッカース硬さであり、ＨＶβは前記断面における前記第２金属層のビッカース硬さである。
【請求項２】
以下の式（３）を満たす請求項１に記載のアルミニウムクラッド材。
０．０２≦ｔ２÷ｔ１≦１．０    （３）
ここで、ｔ１は前記第１金属層の厚さであり、ｔ２は前記第２金属層の厚さである。
【請求項３】
以下の式（４）および式（５）を満たす、請求項１または２に記載のアルミニウムクラッド材。
ＲＲＲ２÷ＲＲＲ１≧５    （４）
ＲＲＲ２≧５    （５）
ここで、ＲＲＲ１は前記第１金属層の残留抵抗比であり、ＲＲＲ２は前記第２金属層の残留抵抗比である。
【請求項４】
前記第１金属層は、ＭｎおよびＭｇの少なくとも１種を含有するアルミニウム合金から成り、
以下の式（６）を満たす、請求項１〜３のいずれか１項に記載のアルミニウムクラッド材。
０．５≦（Ｃｍｎ１＋Ｃｍｇ１）≦５．０    （６）
ここで、Ｃｍｎ１は前記第１金属層中のＭｎ含有量（質量％）であり、Ｃｍｇ１は前記第１金属層中のＭｇ含有量（質量％）である。
【請求項５】
前記第２金属層は、直径１μｍ以上の金属間化合物が１００μｍ２当たり１０個以下である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のアルミニウムクラッド材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繰り返し応力負荷に対する耐久性に優れたアルミニウムクラッド材に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱交換器用部材、自動車用部材などにアルミニウム合金板を用いると、耐食性（特に耐孔食性）が問題となることがある。そこで、アルミニウム合金板を心材とし、その片面または両面を、耐食性（耐孔食性）に優れた純アルミニウム層から成る皮材で被覆することにより、耐食性を改善したアルミニウムクラッド材が知られている（例えば、特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５５３７１０３号公報
【特許文献２】特開昭５７−１５８３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１、２のようなアルミニウムクラッド材は、繰り返しの成形加工（曲げ加工など）を施した際に、疲労により皮材にクラックが入ることがあった。
また、アルミニウム合金から成る心材と、純アルミニウムから成る皮材とでは熱膨張率に差がある。特許文献１、２のようなアルミニウムクラッド材を加熱と冷却が繰り返される環境下に置くと、心材の変形量と皮材の変形量の差が生じる。その変形量の差に起因する応力によって、皮材にクラックが入ることがあった。
このように、従来のアルミニウムクラッド材は、繰り返し応力負荷（例えば、繰り返しの成形加工、繰り返される加熱と冷却、等）が生じる環境下における耐久性が十分ではなかった。
【０００５】
本発明は、繰り返し応力負荷に対する耐久性に優れたアルミニウムクラッド材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の態様１は、
アルミニウム合金から成る第１金属層と、
純アルミニウムから成り、前記第１金属層の少なくとも片面に接合された第２金属層と、を含み、
以下の式（１）および式（２）を満たすアルミニウムクラッド材である。
ＨＶα≧３０    （１）
ＨＶβ÷ＨＶα≦０．３    （２）
ここで、ＨＶαは、前記第１金属層と前記第２金属層とを含む断面における前記第１金属層のビッカース硬さであり、ＨＶβは前記断面における前記第２金属層のビッカース硬さである。
【０００７】
本発明の態様２は、以下の式（３）を満たす態様１に記載のアルミニウムクラッド材である。
０．０２≦ｔ２÷ｔ１≦１．０    （３）
ここで、ｔ１は前記第１金属層の厚さであり、ｔ２は前記第２金属層の厚さである。
【０００８】
本発明の態様３は、以下の式（４）および式（５）を満たす、態様１または２に記載のアルミニウムクラッド材である。
ＲＲＲ２÷ＲＲＲ１≧５    （４）
ＲＲＲ２≧５    （５）
ここで、ＲＲＲ１は前記第１金属層の残留抵抗比であり、ＲＲＲ２は前記第２金属層の残留抵抗比である。
【０００９】
本発明の態様４は、前記第１金属層は、ＭｎおよびＭｇの少なくとも１種を含有するアルミニウム合金から成り、
以下の式（６）を満たす、態様１〜３のいずれか１つに記載のアルミニウムクラッド材である。
０．５≦（Ｃｍｎ１＋Ｃｍｇ１）≦５．０    （６）
ここで、Ｃｍｎ１は前記第１金属層中のＭｎ含有量（質量％）であり、Ｃｍｇ１は前記第１金属層中のＭｇ含有量（質量％）である。
【００１０】
本発明の態様５は、
前記第２金属層は、直径１μｍ以上の金属間化合物が１００μｍ２当たり１０個以下である、態様１〜４のいずれか１つに記載のアルミニウムクラッド材である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のアルミニウムクラッド材は、繰り返し応力負荷に対して優れた耐久性を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係るアルミニウムクラッド材の概略断面図である。
【図２】図２は、図１に図示したアルミニウムクラッド材の部分拡大概略断面図である。
【図３】図３（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るアルミニウムクラッド材の製造方法を説明するための概略断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態の変形例に係るアルミニウムクラッド材の概略断面図である。
【図５】図５は、繰り返し曲げ試験の試験方法を説明するための概略図である。
【図６】図６は、繰り返し曲げ試験の試験方法を説明するための概略図である。
【図７】図７は、繰り返し曲げ試験の試験方法を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施の形態に係るアルミニウムクラッド材１０の概略断面図である。図２は、アルミニウムクラッド材１０の第２金属層１２の部分拡大概略断面図である。
アルミニウムクラッド材１０は、第１金属層１１と、第１金属層１１の少なくとも片面に接合された第２金属層１２とを含む。第１金属層１１はアルミニウム合金から成り、第２金属層１２は純アルミニウムから成る。本明細書において「純アルミニウム」は、ＪＩＳ  Ｈ４０００:２０１４で規定されている１０００系アルミニウム（例えば、Ａ１０５０、Ａ１０７０等）のことであり、Ａｌ含有量が９９質量％以上のアルミニウムを意図している。第２金属層１２を形成する純アルミニウムの純度は、好ましくは９９．９９９質量％（５Ｎ）以上、より好ましくは９９．９９９９質量％（６Ｎ）以上である。
【００１４】
第１金属層１１を形成するアルミニウム合金の組成は特に限定されないが、例えば３０００系アルミニウム合金（Ａｌ−Ｍｎ系合金）、５０００系アルミニウム合金（Ａｌ−Ｍｇ系合金）および６０００系アルミニウム合金（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金）などが適用できる。
【００１５】
本発明のアルミニウムクラッド材１０は、第１金属層１１によって強度を確保し、第２金属層１２によって耐食性を確保するものである。よって、第１金属層１１の組成および厚さを適宜調節して、アルミニウムクラッド材１０の強度を、使用用途（例えば、熱交換器用部材、自動車用部材等）に適した強度にすることができる。
【００１６】
アルミニウムクラッド材１０では、耐食性が比較的低い第１金属層１１を、耐食性が高い第２金属層１２でクラッディングすることにより、アルミニウムクラッド材１０の耐食性を向上させ、これによりアルミニウムクラッド材１０の耐久性を向上させている。第１金属層１１にクラックが発生してしまうと、アルミニウムクラッド材１０の耐食性が低下し、アルミニウムクラッド材１０の耐久性が低下する。
【００１７】
ここで、アルミニウムクラッド材１０に曲げ加工などの成形加工を施すと、第１金属層１１の変形に伴って、第２金属層１２も変形する。アルミニウムクラッド材１０に繰り返しの成形加工を施すと、第２金属層１２にクラックが発生することがある。
また、第１金属層１１と第２金属層１２は熱膨張率が異なり得る。アルミニウムクラッド材１０を加熱と冷却が繰り返される環境下に置いたときに、第１金属層１１の変形（膨張、収縮）によって、第２金属層１２にクラックが発生することがある。
【００１８】
そこで、本発明者らは、アルミニウムクラッド材１０の強度を維持しながら、第２金属層１２のクラックの発生を抑制するためには、第１金属層１１のビッカース硬さＨＶαと第２金属層１２のビッカース硬さＨＶβが、以下の式（１）、（２）を満たすことが重要であることを見いだした。
ＨＶα≧３０    （１）
ＨＶβ÷ＨＶα≦０．３    （２）
ここで、ＨＶαは、第１金属層と前記第２金属層とを含む断面（図１に図示された断面）における第１金属層のビッカース硬さであり、ＨＶβは当該断面における第２金属層のビッカース硬さである。
【００１９】
金属層の強度は、硬さ、厚さ等に依存する。本発明では、式（１）に規定するように、第１金属層１１のビッカース硬さ（ＨＶα）を３０以上と硬くすることにより、第１金属層１１の強度を高めて、アルミニウムクラッド材１０全体の強度を向上させることができる。ＨＶαは、好ましくは４０以上、特に好ましくは５０以上である。
ＨＶαは通常は１２０以下であり、その好ましい上限は、アルミニウムクラッド材１０の使用用途によって異なる。例えば、熱交換器用部材、自動車用部材等に使用するアルミニウムクラッド材１０では、適度な成形加工性を確保するために、ＨＶαが１００以下であるのが好ましい。
【００２０】
式（２）の規定において、第１金属層１１のビッカース硬さに対する第２金属層１２のビッカース硬さの比（ＨＶβ÷ＨＶα）は、第１金属層１１に対する第２金属層１２の相対的な硬さの指標となる。つまり、（ＨＶβ÷ＨＶα）の値が小さいほど、第１金属層１１に対する第２金属層１２の相対的な柔軟性が高い。式（２）に規定するように、（ＨＶβ÷ＨＶα）の値を０．３以下とすることにより、第２金属層１２の相対的な柔軟性が十分に確保され、第２金属層１２の変形能を高めることができる。これにより、繰り返し応力負荷が生じる環境下においても、第２金属層１２のクラックの発生を抑制して、アルミニウムクラッド材１０の耐久性を向上させることができる。
（ＨＶβ÷ＨＶα）の値の下限は特に限定されないが、現実的な材料の硬さから（ＨＶβ÷ＨＶα）は通常は０．１以上となる。
【００２１】
このように、式（１）、（２）の規定を満たすアルミニウムクラッド材１０は、高い強度と優れた耐久性を有する。
【００２２】
第１金属層１１のビッカース硬さ（ＨＶα）は、第１金属層１１と第２金属層１２との接合面１５から第１金属層１１へ、厚さ方向（図２の矢印Ａ方向）に０．１ｍｍの位置（図２の位置Ｐ１１）で測定を行う。第２金属層１２のビッカース硬さ（ＨＶβ）は、接合面１５から第１金属層１２へ、厚さ方向（図２の矢印Ｂ方向）に０．１ｍｍの位置（図２の位置Ｐ１２）で測定を行う。
本明細書において、第２金属層１１、第２金属層１２のビッカース硬さ（位置Ｐ１１および位置Ｐ１２のビッカース硬さ）は、マイクロビッカース硬度計を用いて試験力０．０１ｋｇｆ（＝０．０９８０６Ｎ）で測定したビッカース硬さ（ＨＶ０．０１（１０ｇｆ））を指す。ビッカース硬さは、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４４:２００９「ビッカース硬さ試験−試験方法」の規定に沿って測定される。
【００２３】
アルミニウムクラッド材１０は、以下の式（３）を満たすことが好ましい。
０．０２≦ｔ２÷ｔ１≦１．０    （３）
ここで、ｔ１は第１金属層１１の厚さであり、ｔ２は第２金属層１２の厚さである（図１参照）。
【００２４】
式（３）に規定するように、第１金属層１１の厚さｔ１に対する第２金属層１２の厚さｔ２の比（ｔ２÷ｔ１）が０．０２以上１．０以下であるのが好ましい。
（ｔ２÷ｔ１）の値が０．０２以上であると、第２金属層１２の厚さを確保できるため、第２金属層１２による耐食性をより向上させることができる。（ｔ２÷ｔ１）の値は０．０５以上０．８以下であるのがより好ましく、０．２以上０．７以下であるのが更に好ましく、０．１以上０．５以下であるのが特に好ましい。
【００２５】
アルミニウムクラッド材１０の厚さは用途によって適宜変更可能であるが、一般的な用途では、厚さ０．２〜６．０ｍｍが好ましい。そのようなアルミニウムクラッド材１０では、第１金属層１１の厚さｔ１は、例えば０．１ｍｍ（１００μｍ）〜５．０ｍｍ、第２金属層１２の厚さｔ２は例えば０．１ｍｍ（１００μｍ）〜５．０ｍｍにすることができる。
【００２６】
さらに、アルミニウムクラッド材１０は、以下の式（４）および式（５）を満たすことが好ましい。
ＲＲＲ２÷ＲＲＲ１≧５    （４）
ＲＲＲ２≧５    （５）
ここで、ＲＲＲ１は第１金属層１１の残留抵抗比であり、ＲＲＲ２は第２金属層１２の残留抵抗比である。
【００２７】
式（４）、（５）の意義を以下に詳しく説明する。
残留抵抗比(ＲＲＲ)は、室温での導電率に対する低温（一般に４．２Ｋ）での導電率の比である。また、残留抵抗比(ＲＲＲ)が大きいほど金属材料の変形抵抗が小さい。そのため、残留抵抗比（ＲＲＲ）の値から、金属材料の変形抵抗を推測することができる。
【００２８】
式（４）は、第１金属層１１の残留抵抗比（ＲＲＲ１）に対する第２金属層１２の残留抵抗比（ＲＲＲ２）の比について規定している。ＲＲＲ１に対するＲＲＲ２の比が大きいことは、第２金属層１２の変形抵抗が第１金属層１１の変形抵抗に比べて小さいこと、言い換えれば、第２金属層１２が第１金属層１１より変形しやすいことを示唆している。
式（４）に規定されているように、ＲＲＲ１に対するＲＲＲ２の比が５以上とするのが好ましく、これにより、第２金属層１２の変形抵抗が、第１金属層１１に比べて十分に小さくなり、第２金属層１２の変形能をさらに向上させることができる。その結果、繰り返し応力負荷がかかる環境下であっても、第２金属層１２のクラック発生を抑制する効果を向上させることができる。
【００２９】
ＲＲＲ２÷ＲＲＲ１は、１００以上であるのがより好ましく、１０００以上であるのが特に好ましい。ＲＲＲ２÷ＲＲＲ１の上限は特に限定されないが、例えば１００００以下となり得る。
【００３０】
式（５）は、第２金属層１２の残留抵抗比（ＲＲＲ２）が５以上であることを規定している。第２金属層１２の残留抵抗比（ＲＲＲ２）が高いことは、第２金属層１２中に含まれる不純物原子の量が少なく、第２金属層１２を形成する純アルミニウムの純度が高いことを示唆している。式（５）を満たすことにより、第２金属層１２による耐食性の機能を更に向上させることができる。
ＲＲＲ２は、１００以上であるのがより好ましく、１０００以上であるのが特に好ましい。ＲＲＲ２の上限は特に限定されないが、例えば１０００００以下になり得る。
【００３１】
なお、各残留抵抗比（ＲＲＲ１およびＲＲＲ２）は、以下のように求める。得られたアルミニウムクラッド材を２枚準備する。１枚は、第２金属層１２側から研磨して第１金属層１１のみ残す（第１測定試料）。もう１枚は、第１金属層１１側から研磨して、第２金属層のみを残す（第２測定試料）。第１測定試料および第２測定試料のそれぞれについて、室温での電気比抵抗値ρrt（Ω・ｍ）と、液体Ｈｅ温度（４．２Ｋ）での電気比抵抗値ρ4.2K（Ω・ｍ）を四端子法により測定する。得られた電気比抵抗値を用いて、以下の式（７）から残留抵抗比（ＲＲＲ１およびＲＲＲ２）を求める。
ＲＲＲ＝ρrt÷ρ4.2K    （７）
【００３２】
第１金属層１１は、ＭｎおよびＭｇの少なくとも１種を含有するアルミニウム合金から成り、ＭｎおよびＭｇの含有量が式（６）を満たすことが好ましい。
０．５≦（Ｃｍｎ１＋Ｃｍｇ１）≦５．０    （６）
ここで、Ｃｍｎ１は前記第１金属層中のＭｎ含有量（質量％）であり、Ｃｍｇ１は前記第１金属層中のＭｇ含有量（質量％）である。
【００３３】
合金元素であるＭｎおよびＭｇはいずれも、アルミニウム合金の強度を向上させる作用を有する。それらの合金元素の合計含有量（Ｃｍｎ１＋Ｃｍｇ１）が０．５質量％以上であると、第１金属層１１の強度向上効果が顕著になり、アルミニウムクラッド材１０の強度をより向上させることができる。また、ＭｎとＭｇの合計含有量（Ｃｍｎ１＋Ｃｍｇ１）が５．０質量％以下であると、第１金属層１１の強度が適切に制御され、アルミニウムクラッド材１０を部品形状に成形加工しやすくなる。ＭｎとＭｇの合計含有量（Ｃｍｎ１＋Ｃｍｇ１）は０．８以上４．０以下が好ましく、１．２以上３．５以下がより好ましく、１．８以上３．３以下が更に好ましく、２．０以上３．０以下が特に好ましい。
【００３４】
第２金属層１２中は、直径１μｍ以上の金属間化合物が１００μｍ２当たり１０個以下（１０個/１００μｍ２以下）であるのが好ましい。
直径が１μｍ以上の粗大な金属間化合物は、金属材料を所望の部品形状に成形加工する際に、クラックの起点となりやすい。第２金属層１２中における、直径１μｍ以上の金属間化合物の個数密度を１０個/１００μｍ２以下に低減することにより、成形加工時において第２金属層１２にクラックが発生するのを抑制できる。
【００３５】
直径１μｍ以上の金属間化合物の検出は、アルミニウムクラッド材１０の第２金属層１２の表面１２ｘをバフ研磨で鏡面研磨した後、光学顕微鏡で５００倍に拡大して写真撮影を行って実施する。写真内の０．０２２ｍｍ２の範囲（縦０．１３ｍｍ×横０．１７ｍｍ）について画像処理を行い、直径１μｍ以上の金属間化合物の個数をカウントし、１００μｍ２当たりの個数密度（個/１００μｍ２）を算出する。ここで「直径」とは、写真上で観察される金属間化合物の各々について、重心を通る直径を２°刻みで測定し（９０個の直径の測定値が得られる）、それら測定値を平均して求めた値である。
【００３６】
次に、図３を参照しながら、アルミニウムクラッド材１０の製造方法の一例を説明する。
本発明の実施の形態に係るアルミニウムクラッド材１０の製造方法は、クラッド工程を含む。さらに、クラッド工程より後に熱処理工程を含んでもよく、クラッド工程より前に、表面研磨工程を含んでもよい。
【００３７】
（クラッド工程）
クラッド工程は、アルミニウム合金から成る第１金属材料１１０と、純アルミニウムから成る第２金属材料１２０を積層して圧延接合する工程である。第１金属材料１１０は、圧延接合後に、アルミニウムクラッド材１０の第１金属層１１となり、第２金属材料１２０は、第２金属層１２となる。第２金属材料１２０は、好ましくは純度９９．９９９質量％（５Ｎ）以上の高純度アルミニウムから形成し、より好ましくは純度９９．９９９９質量％（６Ｎ）以上の高純度アルミニウムから形成する。
まず、従来公知の方法により、第１金属材料１１０、第２金属材料１２０を準備する。例えば、所定の組成を有するアルミニウム合金を鋳造、圧延して第１金属材料１１０を準備し、所定の純度の純アルミニウムを鋳造、圧延して第２金属材料１２０を準備することができる。必要に応じて、鋳造と圧延との間に均質化処理を実施してもよい。
【００３８】
図３（ａ）に示すように、第１金属材料１１０の上面と、第２金属材料１２０の下面とを向かい合わせて、第１金属材料１１０と第２金属材料１２０とを積層する。第１金属材料１１０の上面が第１金属材料１１０の貼合せ面１１０ｂ（第２金属材料１２０と接合する面）となり、第２金属材料１２０の下面が、第２金属材料１２０の貼合せ面１２０ｂ（第１金属材料１１０と接合する面）となる。
その後、第１金属材料１１０と第２金属材料１２０を積層した積層体を圧延することにより、第１金属材料１１０と第２金属材料１２０をと圧延接合する。これにより、図３（ｂ）に示すようなアルミニウムクラッド材１０が得られる。
【００３９】
第１金属材料１１０の厚さｔ１１と第２金属材料１２０の厚さｔ２２は、以下の式（８）を満たすように設定するのが好ましい。
０．０２≦ｔ２２÷ｔ１１≦１．０    （８）
【００４０】
圧延前の「第１金属材料１１０の厚さｔ１１」に対する「第２金属材料１２０の厚さｔ２２」の比（これを「圧延前の厚さ比」と称する）は、圧延後の「第１金属層の厚さｔ１」に対する「第２金属層の厚さｔ２」の比（これを「圧延後の厚さ比」と称する）とほぼ等しくなる。よって、圧延前の厚さ比を０．０２以上１．０以下にすること（つまり、式（８）を満たすこと）により、圧延後の厚さ比を０．０２以上１．０以下（つまり、以下の式（３））を満足するアルミニウムクラッド材１０を得ることができる。
０．０２≦ｔ２÷ｔ１≦１．０    （３）
【００４１】
第１金属材料１１０と第２金属材料１２０との圧延接合（クラッディング）は熱間圧延で行うと、アルミニウムクラッド材１０の第１金属層１１と第２金属層１２の密着性を容易に向上できるので好ましい。熱間圧延時の加熱温度は適宜設定することができ、例えば２５０℃以上６００℃以下である。後述するような表面処理（研磨工程）を行う場合には、熱間圧延が低めの温度（例えば２５０℃以上３００℃以下）での実施であっても第１金属層１１と第２金属層１２の密着性を十分に向上できる。
熱間圧延した後のアルミニウムクラッド材１０に、さらに仕上げ圧延（冷間圧延）を行ってもよい。
【００４２】
（研磨工程）
クラッド工程より前に、第１金属材料１１０の貼合せ面１１０ｂと、第２金属材料１２０の貼合せ面１２０ｂとをそれぞれ研磨する研磨工程を含んでもよい。研磨により、貼合せ面１１０ｂ、１２０ｂの酸化皮膜が除去されると、クラッド工程で第１金属材料１１０と第２金属材料１２０が接合しやすくなる効果がある。
【００４３】
研磨工程では、貼合せ面１１０ｂ、１２０ｂの酸化皮膜の少なくとも一部が除去されれば、上記効果が得られる。特に、第１金属材料１１０の貼合せ面１１０ｂと、第２金属材料１２０の貼合せ面１２０ｂのそれぞれが、算術平均粗さＲａ（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１:２０１３）が０．５μｍ以上３μｍ以下となるように研磨すると、上記効果がより顕著になるので好ましい。Ｒａが０．５μｍ以上２μｍ以下となるように研磨するのがより好ましい。
貼合せ面１１０ｂ、１２０ｂの研磨は、例えば、研磨剤を用いたバフ研磨で行うことができる。
【００４４】
（熱処理工程）
クラッド工程により得られたアルミニウムクラッド材１０（図３（ｂ））を、熱処理するのが好ましい。熱処理工程は、クラッド工程時の圧延により第２金属層１２に導入された加工ひずみを除去して、第２金属層１２の硬さを低くする効果がある。但し、熱処理によって第１金属層１１の加工ひずみも除去されるため、熱処理条件（熱処理温度、熱処理時間）が適切ではない場合、第１金属層１１の硬さが過度に低下して、アルミニウムクラッド材１０の強度が確保できなくなるおそれがある。
【００４５】
好適な熱処理条件は、第２金属層１２の硬さが低減され、かつ第１金属層１１の硬さが過度に低下しない範囲とするのがよく、第１金属層１１および第２金属層１２の材質によって異なる。
【００４６】
第１金属層１１に含まれるＭｎ含有量をＣｍｎ１（質量％）とし、第１金属層１１に含まれるＭｇ含有量をＣｍｇ（質量％）としたときに、第１金属層１１が(Ｃｍｎ＋Ｃｍｇ)≦２．０を満たし、第２金属層１２が純アルミニウムの場合、熱処理温度を１５０℃以上２５０℃以下とし、熱処理温度を２時間以上１０時間以下とすることができる。
例えば、第１金属層１１がＡ３０００系アルミニウム合金（Ａ３００３等）から成り、第２金属層１２が９９．９９９質量％（５Ｎ）の純アルミニウムから成る場合、熱処理温度を１５０℃以上２５０℃以下とし、熱処理時間を２時間以上１０時間以下とすることができる。
【００４７】
第１金属層１１が(Ｃｍｎ＋Ｃｍｇ)＞２．０を満たし、第２金属層１２が純アルミニウムの場合、熱処理温度を１５０℃以上５００℃以下とし、熱処理温度を２時間以上１０時間以下とすることができる。
例えば、第１金属層１１がＡ５０００系アルミニウム合金（Ａ５０５２等）から成り、第２金属層１２が９９．９９９質量％（５Ｎ）の純アルミニウムから成る場合、熱処理温度を１５０℃以上５００℃以下とし、熱処理時間を２時間以上１０時間以下とすることができる。
【００４８】
このようにして得られたアルミニウムクラッド材１０は、強度が高く、繰り返し応力負荷に対する耐久性に優れている。
【００４９】
（変形例）
図４は、本発明の実施の形態の変形例に係るアルミニウムクラッド材２０の概略断面図である。変形例に係るアルミニウムクラッド材２０は、第１金属層１１の両面に、第２金属層１２ａ、１２ｂを含む。２つの第２金属層１２ａ、１２ｂは、同じ純度の純アルミニウムから成ってもよく、別の純度の純アルミニウムから成ってもよい。例えば、第１金属層１１の上面を覆う第２金属層１２ａが純度９９．９９９質量％（５Ｎ）の純アルミニウムから成り、下面を覆う第２金属層１２ｂが純度９９．９９９９質量％（６Ｎ）の純アルミニウムから成ってもよい。また、一方の第２金属層１２ａの厚さｔ２ａと、他方の第２金属層１２ｂの厚さｔ２ｂは、同じであっても、異なっていてもよい。
第１金属層１１の両面に第２金属層１２ａ、１２ｂが形成されると、片面にのみ形成される場合に比べて、耐食性に優れている。
【００５０】
アルミニウムクラッド材２０が２層の第２金属層１２ａ、１２ｂを有する場合、第２金属層１２ａ、１２ｂの総厚さ（厚さの合計）が、上記の式（３）の規定を満たすのが好ましい。つまり、図４の例では、アルミニウムクラッド材２０は、以下の式（９）を満たすのが好ましい。
０．０２≦（ｔ２ａ＋ｔ２ｂ）÷ｔ１≦１．０    （９）
ここで、ｔ２ａは一方の第２金属層１２ａの厚さであり、ｔ２ｂは他方の第２金属層１２ｂの厚さである。
なお、一方の第２金属層１２ａの厚さｔ２ａが、他方の第２金属層１２ｂの厚さｔ２ｂより厚い場合（つまりｔ２ａ＞ｔ２ｂ）、第２金属層１２ａの厚さt２ａは、１００μｍ超とするのが好ましい。これにより、強度と耐食性が共に良好なアルミニウムクラッド材２０を得ることができる。
【００５１】
また、実施形態１に規定した第２金属層１２の硬さ、残留抵抗比、およびその他規定についても、厚さの厚い第２金属層（図４では、第２金属層１２ａ）が、それらの規定を満たすことにより、変形例に係るアルミニウムクラッド材２０は、実施形態１のアルミニウムクラッド材１０と同様の効果を有することができる。
【実施例】
【００５２】
（実施例１）
１．測定用試料の作製
純アルミニウムを鋳造圧延して、表１に記載の純度を有する純アルミニウム板（第２金属材料１２０）を準備した。表１の５Ｎ−Ａｌは、純度９９．９９９質量％の純アルミニウムを指す。
また、アルミニウム合金（Ａ３００３およびＡ５０５２）を鋳造圧延して、表２に示す組成を有するアルミニウム合金板（第１金属材料１１０）を準備した。
なお、表１および表２は、得られた第１金属材料１１０、第２金属材料１２０について、固体発光分光分析により組成分析を行った分析結果である。表２で線（−）を記載したものは、その化学成分が検出されなかったことを意味する。また、表２には、ＭｎとＭｇの合計含有量（Ｃｍｎ１＋Ｃｍｇ１）も記載した。
【００５３】
得られた第１金属材料１１０、第２金属材料１２０を以下の寸法に切断した後、以下の条件で表面処理工程、クラッド工程（熱間圧延）および仕上げ圧延（冷間圧延）を行い、アルミニウムクラッド材１０を準備した。
・第１金属材料１１０の寸法：2.0mm×125mm×190mm
・第２金属材料１２０の寸法：1.0mm×125mm×190mm
・表面処理工程：市販の金属磨き剤にて第１金属材料１１０の貼合せ面１１０ｂ全体および第２金属材料１２０の貼合せ面１２０ｂ全体を、それぞれ、長手方向に１０往復させて研磨した。
・クラッド工程（熱間圧延）：圧延前の第１金属材料１１０、第２金属材料１２０のそれぞれを３００〜３５０℃に加熱し、その温度（熱間圧延温度）で、１パス当たりの圧下率１５〜２０％として５パスの熱間圧延を行った。最終的な総圧下率は５０〜７５％であった。
・仕上げ圧延（冷間圧延）：仕上げ圧延として、１パス当たりの圧下率１０〜２０％として、１〜１０パスの冷間圧延を行って、所定厚さ（表３の「アルミニウムクラッド材の厚さ」）まで圧延した。
【００５４】
各アルミニウムクラッド材１０の製造に使用される第１金属材料１１０、第２金属材料１２０の材質の組み合わせは、表３に記載された第１金属層の「材質」、第２金属層の「材質」に記載した。
【００５５】
上記の条件で製造されたアルミニウムクラッド材１０のうち試料Ｎｏ．１〜４、６および７を、表３に記載の熱処理温度で３時間保持して熱処理を行い、測定用試料を得た。各測定用試料の厚さは、表３の「アルミニウムクラッド材の厚さ」に記載の通りであった。
【００５６】
【表１】
2020026570.tif 000003
【００５７】
【表２】
2020026570.tif 000004
【００５８】
【表３】
2020026570.tif 000005
【００５９】
２．硬さ測定
表３に示す条件で作製した測定用試料（アルミニウムクラッド材１０）の第１金属層１１および第２金属層１２について、マイクロビッカース硬度計を用いてビッカース硬さ（ＨＶ０．０１）を測定した。ＪＩＳ  Ｚ  ２２４４:２００９「ビッカース硬さ試験−試験方法」の規定に沿って、正四角錐のダイヤモンド圧子を試験片の表面に押し込み、その試験力を解除した後、表面に残ったくぼみの対角線長さからビッカース硬さを算出した。この規格では、試験力によって硬さ記号を変えることが定められており、ここでは、試験力０．０１ｋｇｆ（＝０．０９８０６Ｎ）のときのビッカース硬さ（ＨＶ０．０１）を採用した。
【００６０】
第１金属層１１のビッカース硬さＨＶαの測定は、第１金属層１１と第２金属層１２との接合面１５から０．１ｍｍの位置（図２の位置Ｐ１１）で測定を行った。また、第２金属層１２のビッカース硬さＨＶβの測定は、接合面１５から０．１ｍｍの位置（図２の位置Ｐ１２）で測定を行った。
ＨＶα、ＨＶβの測定では、作製した測定用試料から１０ｍｍ×２０ｍｍの試料片を切り出した。試料片の断面が露出するようにアクリル樹脂で埋め込み、露出した断面をバフ研磨で鏡面研磨した。鏡面研磨した断面を光学顕微鏡で確認して、第１金属層１１と第２金属層１２との接合面１５を特定し、その接合面１５から第１金属層１１へ方向Ａに０．１ｍｍ離れた位置Ｐ１１と、接合面１５から第２金属層１２へ、方向Ｂに０．１ｍｍ離れた位置Ｐ１２を特定した（図２）。各位置において、ビッカース硬さを測定した。
【００６１】
第１金属層１１のビッカース硬さＨＶαと、第２金属層１２のビッカース硬さＨＶβの測定結果を表４に示す。また、それらの測定結果から硬さの比（ＨＶβ÷ＨＶα）を算出して、表４に示した。なお、表４において、試料Ｎｏ．５〜８の硬さの比（ＨＶβ÷ＨＶα）の値に下線を付しているのは、それらが本発明の規定を満たしていないことを示している。
【００６２】
３．繰り返し曲げ試験
作成した測定用試料から、幅１０ｍｍ×長さ１００ｍｍの試験片４０（図５（ａ）、（ｂ））を切り出して、繰り返し曲げ試験用サンプルとした。
繰り返し曲げ試験には、８５ｍｍ×８５ｍｍ×５０ｍｍのアルミ合金製直方体ブロックの四隅の少なくとも１ヶ所にＲ１０の面取り加工を施し、繰り返し曲げ試験用の治具５０とした（図５（ａ）、（ｂ））。
治具５０のＲ１０面取りした角部５２の弧中央５２Ｃに、試験片４０の長さ方向における中心４０Ｃが接するように試験片４０を配置した（図６（ａ））。このとき、試験片４０の第１金属層４１が治具５０に接し、第２金属層４２は接しないように配置した。
【００６３】
図６（ｂ）に示すように、治具５０の角部５２のＲ１０の弧に沿わせるように、試験片４０を曲げ加工した（「曲げ作業」と称する）。このとき、試験片４０に均等に力を加えることができるように、試験片４０の両端４０Ｅ、４０Ｅを、５０ｍｍ×５０ｍｍ×１０ｍｍのアルミ合金板（押さえ冶具６０）で押圧した。
図７に示すように、曲げ加工後の試験片４０を平坦な作業台７０上に配置し、押さえ冶具６０で上から押さえつけ、試験片４０を平坦に伸ばした（「戻し作業」と称する）。このとき、作業台７０の上面に試験片４０の両端４０Ｅ、４０Ｅが接するように試験片４０を配置し、上向きに湾曲した部分（試験片４０の中心４０Ｃ）を押さえ冶具６０で下方向に押圧した。
【００６４】
上記の曲げ作業とそれに続く戻し作業で曲げ試験１セットとし、各試験片４０について、曲げ試験を３０セット繰り返した。繰り返し曲げ試験が終わった後、試料片４０の第２金属層４２側の表面を肉眼観察し、幅方向の長さが５ｍｍ以上あるクラックの有無を確認した。当該クラックがある場合は、表４の「繰り返し曲げ試験（クラックの有無）」に「あり」と記載した。クラックが確認されない場合、または幅方向の長さが５ｍｍ未満のクラックのみが確認された場合は、表４に「なし」と記載した。
【００６５】
４．残留抵抗比（ＲＲＲ）
各測定用試料（アルミニウムクラッド材１０）を２枚準備した。１枚は、第２金属層１２側から研磨して第１金属層１１のみを残した（第１測定試料）。もう１枚は、第１金属層１１側から研磨して、第２金属層１２のみを残した（第２測定試料）。第１測定試料および第２測定試料のそれぞれについて、残留抵抗比（ＲＲＲ１およびＲＲＲ２）を測定した。
測定用試料を用いて、室温での電気比抵抗値ρrt（Ω・ｍ）と、液体Ｈｅ温度（４．２Ｋ）での電気比抵抗値ρ4.2K（Ω・ｍ）を四端子法により測定した。得られた電気比抵抗値を用いて、以下の式（４）から残留抵抗比（ＲＲＲ）を求めた。
ＲＲＲ＝ρrt÷ρ4.2K    （４）
各試料における第１金属層１１のＲＲＲの測定値（ＲＲＲ１）、第２金属層１２のＲＲＲの測定値（ＲＲＲ２）、およびそれらの測定値から算出した（ＲＲＲ２÷ＲＲＲ１）の値を、表５に示す。
【００６６】
５．直径１μｍ以上の金属間化合物の１００μｍ２当たりの個数（個/１００μｍ２）
表３に示す条件で作製した測定用試料（アルミニウムクラッド材１０）の試料Ｎｏ．１、２について、第２金属層１２に含まれる直径１μｍ以上の金属間化合物の個数を計測した。アルミニウムクラッド材１０の第２金属層１２の表面１２ｘをバフ研磨で鏡面研磨した後、光学顕微鏡で５００倍に拡大して写真撮影を行った。写真内の０．０２２ｍｍ２の範囲（縦０．１３ｍｍ×横０．１７ｍｍ）について画像処理を行い、直径１μｍ以上の金属間化合物の個数をカウントし、１００μｍ２当たりの個数密度（個/１００μｍ２）を算出した。ここで「直径」は、写真上で観察される金属間化合物の各々について、重心を通る直径を２°刻みで測定し（９０個の直径の測定値が得られる）、それら測定値を平均して求めた。
算出した個数密度を、表５の「直径１μｍ以上の金属間化合物」の「第２金属層（個/１００μｍ２）」の欄に記載した。
【００６７】
【表４】
2020026570.tif 000006
【００６８】
【表５】
2020026570.tif 000007
【００６９】
試料Ｎｏ．１〜４は、第１金属層１１がアルミニウム合金から成り、第２金属層１２が純度９９．９９９質量％（５Ｎ）以上の純アルミニウムから成り、第１金属層１１のビッカース硬さＨＶαが３０以上、ＨＶαに対する第２金属層１２のビッカース硬さＨＶβの比（硬さの比（ＨＶβ÷ＨＶα））が０．２以下であった。その結果、繰り返し曲げ試験において、大きなクラック（幅方向に５ｍｍ以上のクラック）が発生せず、繰り返し応力負荷に対して優れた耐久性を示した。
【００７０】
また、試料Ｎｏ．１、２では、ＲＲＲ１に対するＲＲＲ２の比（ＲＲＲ２÷ＲＲＲ１）が５以上であり、また第２金属層１２中における、直径１μｍ以上の金属間化合物が１０個/１００μｍ２以下であった。そのため、試料Ｎｏ．１、２は、繰り返し応力負荷に対して、特に優れた耐久性を示しているものと考えられる。
【００７１】
一方、試料Ｎｏ．５〜８は、硬さの比（ＨＶβ÷ＨＶα）が０．３を超えていたため、繰り返し曲げ試験において、大きなクラック（幅方向に５ｍｍ以上のクラック）が発生した。
【符号の説明】
【００７２】
１０、２０  アルミニウムクラッド材
１１  第１金属層
１２、１２ａ、１２ｂ  第２金属層
１２ｘ  第２金属層の表面
１５  接合面
１１０  第１金属材料
１１０ｂ  第１金属材料の貼合せ面
１２０  第２金属材料
１２０ｂ  第２金属材料の貼合せ面
４０  試験片
【図１】
2020026570.tif 000008
【図２】
2020026570.tif 000009
【図３】
2020026570.tif 000010
【図４】
2020026570.tif 000011
【図５】
2020026570.tif 000012
【図６】
2020026570.tif 000013
【図７】
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