(57)【要約】  本発明の複合金属材の製造方法は、第１金属からなる第１金属部材（１０）と、第１金属よりも線膨張率が小さい第２金属からなる第２金属部材（２０）とを備える複合金属材１の製造方法であって、第１金属からなる第１金属部材（１０）と第２金属からなる複数の分割部材（２２，２４）とを準備する金属部材準備工程と、各金属部材を組上げて組上体とする組上工程と、組上体に、各金属部材を接合可能な第１温度及び第１圧力をかけることにより、複数の分割部材（２２，２４）を接合して第２金属部材（２０）とし、かつ、第１金属部材（１０）と第２金属部材（２０）とについても接合する接合工程とをこの順序で含むことを特徴とする。
2014061144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１金属からなる第１金属部材と、前記第１金属よりも線膨張率が小さい第２金属からなる第２金属部材とを備える複合金属材の製造方法であって、
前記第１金属部材と、組上げたときに前記第１金属部材を内包可能な第１金属部材収納部を形成し、前記第２金属からなる複数の分割部材とを準備する金属部材準備工程と、
前記第１金属部材を前記第１金属部材収納部に配置した状態で前記複数の分割部材を組上げ、組上体とする組上工程と、
前記組上体に、各金属部材を接合可能な第１温度及び第１圧力をかけることにより、前記複数の分割部材を接合して前記第２金属部材とし、かつ、前記第１金属部材及び前記第２金属部材についても接合する接合工程とをこの順序で含むことを特徴とする複合金属材の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の複合金属材の製造方法において、
前記金属部材準備工程においては、前記複数の分割部材として、互いに平行な平面に沿って分割された複数の分割部材を準備し、
前記接合工程においては、前記組上体に、前記第１圧力を、前記平面に垂直な方向からかけることを特徴とする複合金属材の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の複合金属材の製造方法において、
前記接合工程において、前記組上体が受ける圧力が一定となるように接合することを特徴とする複合金属材の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の複合金属材の製造方法において、
前記接合工程において、前記第１温度は、前記第１金属の融点及び前記第２金属の融点よりも低いことを特徴とする複合金属材の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の複合金属材の製造方法において、
前記接合工程は、真空条件下で実施することを特徴とする複合金属材の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の複合金属材の製造方法により複合金属材を製造する複合金属材製造工程と、
前記複合金属材のうち第２金属部材からなる部分に、他の金型と組み合わせたときにキャビティとなる凹部を形成する凹部形成工程とをこの順序で含むことを特徴とする金型の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の金型の製造方法において、
前記第１金属は、前記第２金属よりも熱伝導率が高く、かつ、室温における熱伝導率が５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることを特徴とする金型の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の金型の製造方法において、
前記凹部形成工程においては、前記第１金属部材からなる部分を通るように熱交換媒体用流路を形成することを特徴とする金型の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜５のいずれかに記載の複合金属材の製造方法により複合金属材を製造する複合金属材製造工程と、
前記複合金属材を加工して金属製品を製造する加工工程とをこの順序で含むことを特徴とする金属製品の製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜５のいずれかに記載の複合金属材の製造方法により製造された複合金属材であって、
第１金属からなる第１金属部材と、前記第１金属よりも線膨張率が小さい第２金属からなる第２金属部材とを備え、
前記第２金属部材は前記第１金属部材を内包し、
前記第１金属部材と前記第２金属部材とは、前記第１金属部材と前記第２金属部材とが対向する面で接合されていることを特徴とする複合金属材。
【請求項１１】
第１金属からなる第１金属部材と、前記第１金属よりも線膨張率が小さい第２金属からなる第２金属部材とを備え、
前記第２金属部材は前記第１金属部材を内包し、
前記第１金属部材と前記第２金属部材とは、前記第１金属部材と前記第２金属部材とが対向する面で接合されていることを特徴とする複合金属材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合金属材の製造方法、金型の製造方法、金属製品の製造方法及び複合金属材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、第１金属からなる板状の第１金属部材と、第２金属からなる板状の第２金属部材とを備える板状の複合金属材の製造方法と、当該製造方法により製造された複合金属材が広く知られている（例えば、特許文献１参照。）。図２０は、従来の複合金属材の製造方法を説明するために示す図である。図２０（ａ）〜図２０（ｄ）は各工程を説明するために示す図である。なお、図２０は全て側面図（複合金属材９００の接合部の端部が見える図）として表示している。【０００３】
従来の複合金属材の製造方法は、図２０に示すように、第１金属からなる第１金属部材９１０と、第２金属からなる第２金属部材９２０とを備える複合金属材９００（図２０（ｄ）参照。）の製造方法であって、板状の第１金属部材９１０と、同じく板状の第２金属部材９２０とを準備する金属部材準備工程（図２０（ａ）参照。）と、第１金属部材９１０と第２金属部材９２０とを積層する積層工程（図２０（ｂ）参照。）と、積層した金属部材に、各金属部材を接合可能な温度及び各金属部材を接合可能な圧力をかけることにより、第１金属部材９１０及び第２金属部材９２０を接合し、複合金属材９００とする接合工程（図２０（ｃ）及び図２０（ｄ）参照。）とをこの順序で含む。【０００４】
従来の複合金属材９００は、従来の複合金属材の製造方法により製造したものであり、図２０（ｄ）に示すように、第１金属部材９１０と第２金属部材９２０とを備える。【０００５】
従来の複合金属材の製造方法によれば、第１金属部材９１０及び第２金属部材９２０として、異なる性質の金属を接合することにより、種々の用途に使用することが可能な複合金属材を製造することが可能となる。また、従来の複合金属材９００によれば、複合金属材であることを活かして種々の用途に使用することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１７５５０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来の複合金属材の製造方法においては、製造した複合金属材９００において端部が存在し、当該端部においては第１金属部材９１０と第２金属部材９２０との両方及び第１金属部材９１０と第２金属部材９２０との接合部Ｊの末端が、外部に対して露出する（図２０（ｄ）参照。）。しかしながら、第１金属部材が第２金属部材に内包され、かつ、第１金属部材と第２金属部材とが接合されている複合金属材を製造する複合金属材の製造方法は存在しなかった。【０００８】
上記のような複合金属材を製造することができれば、今までにない有用な工業用材として用いることが可能となる。具体例を示すと、熱伝導性が高いが強度に劣る金属からなる第１金属部材と、強度に優れるが熱伝導性が低い金属からなる第２金属部材とを用いれば、全体として高い熱伝導性と優れた強度とを両立した複合金属材とすることが可能となる。【０００９】
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、今までにない有用な複合金属材を製造することが可能な複合金属材の製造方法を提供することを目的とする。また、本発明の複合金属材の製造方法により製造した複合金属材を用いた金型の製造方法及び金属製品の製造方法を提供することを目的とする。また、今までにない有用な複合金属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】
【００１０】
［１］本発明に係る複合金属材の製造方法は、第１金属からなる第１金属部材と、前記第１金属よりも線膨張率が小さい第２金属からなる第２金属部材とを備える複合金属材の製造方法であって、前記第１金属部材と、組上げたときに前記第１金属部材を内包可能な第１金属部材収納部を形成し、前記第２金属からなる複数の分割部材とを準備する金属部材準備工程と、前記第１金属部材を前記第１金属部材収納部に配置した状態で前記複数の分割部材を組上げ、組上体とする組上工程と、前記組上体に、各金属部材を接合可能な第１温度及び第１圧力をかけることにより、前記複数の分割部材を接合して前記第２金属部材とし、かつ、前記第１金属部材及び前記第２金属部材についても接合する接合工程とをこの順序で含むことを特徴とする。【００１１】
本発明の複合金属材の製造方法によれば、上記した金属部材準備工程と、組上工程と、接合工程とをこの順序で含むため、接合工程において、複数の分割部材を接合して第２金属部材とし、かつ、第１金属と第２金属との線膨張率の差による圧力（以下、第２圧力という。）で第１金属部材と第２金属部材とについても接合することができるようになることから、第１金属部材が第２金属部材に内包され、かつ、第１金属部材と第２金属部材とが接合されているという今までにない有用な複合金属材を製造することが可能となる。【００１２】
また、本発明の複合金属材の製造方法によれば、第１金属からなる第１金属部材と、第１金属よりも線膨張率が小さい第２金属からなる第２金属部材とを用いるため、接合工程において組上体に外部から圧力をかけるだけで、熱により膨張した第１金属部材が第２金属部材に対して内部から圧力をかけるようになり、第１金属部材と第２金属部材とを接合することが可能となる。【００１３】
また、本発明の複合金属材の製造方法によれば、第１金属部材と第２金属部材とを接合するため、単に第１金属部材と第２金属部材とが接触している場合と比較して、製造する複合金属材の強度を高くすることが可能であり、また、熱や電気等をスムーズに伝達することが可能となる。【００１４】
本発明の複合金属材の製造方法においては、第１金属部材と第２金属部材とを固相拡散接合により接合することが好ましい。このような方法とすることにより、溶接のように金属を液体化させて接合する場合と比較して、接合後に残る応力を大きく低減することが可能となる。【００１５】
本発明においては、第１金属と第２金属とは、まったく種類が異なる金属（例えば、銅と鉄）を用いてもよいが、本発明はこれに限定されることはない。第１金属と第２金属とで線膨張率が異なるものであれば、例えば、鋼系合金（ステンレス鋼、ダイス鋼、炭素鋼等）のように同じ種類の金属を主成分とするものを用いてもよい。なお、「線膨張率」とは、「熱膨張率」の一種であり、ある物質において温度の上昇により長さが変化する割合のことをいう。【００１６】
第１金属部材収納部は、接合工程において第１金属部材と第２金属部材との間に十分な圧力がかかる程度の密閉度を有するものであればよい。つまり、第１金属収納部は、第１金属部材を完全に密閉するものであってもよいし、完全に密閉しない（例えば、第１金属部材と第２金属部材との接合を妨げない程度の穴や空間等を任意の場所に有する）ものであってもよい。
また、本明細書において「内包」とは、ある物質（第１金属部材）を他の物質（第２金属部材）で完全に密閉することだけでなく、完全には密閉しない（例えば、ある物質を他の物質がほとんど囲む）ことも含む。つまり、「内包」されるとは、他の物質の内部にある物質が配置されている状態のことをいい、他の物質がある物質を密閉しているか否かということには直接関係がないということになる。【００１７】
本発明の複合金属材の製造方法により製造された複合金属材は、例えば、熱伝導性が高いが強度に劣る金属からなる第１金属部材と、強度に優れるが熱伝導性が低い金属からなる第２金属部材とを用いた場合、全体として熱伝導性と強度との両方に優れる複合金属材の性質を活かして、金型、金型の冷却用ブロック（チルベント）、ブレーキローター、エンジンの冷却部材、観賞用製品等の材料として用いることができる。また、第１金属と第２金属とで磁気的特性が異なる金属を用いることで、今までにない電磁気学的特性を有する工業用材とすることができる。【００１８】
本発明の複合金属材の製造方法においては、第１圧力は、複数の分割部材同士を接合可能であり、かつ、第１金属部材の熱膨張に対抗可能な圧力であることが好ましい。このような方法とすることにより、複数の分割部材を接合して第２金属部材とし、かつ、第１金属部材及び第２金属部材についても接合することが可能となる。【００１９】
［２］本発明に係る複合金属材の製造方法においては、前記金属部材準備工程においては、前記複数の分割部材として、互いに平行な平面に沿って分割された複数の分割部材を準備し、前記接合工程においては、前記組上体に、前記第１圧力を、前記平面に垂直な方向からかけることが好ましい。【００２０】
このような方法とすることにより、組上体の全方向から圧力をかけるよりも簡易に複合金属材を製造することが可能となる。【００２１】
なお、所定の平面と垂直な方向からの圧力が十分であれば、所定の平面と水平な方向についても第１金属部材の熱膨張で十分な圧力（第２圧力）が発生し、当該方向についても当該圧力により接合が可能である。【００２２】
［３］本発明に係る複合金属材の製造方法においては、前記接合工程において、前記組上体が受ける圧力が一定となるように接合することが好ましい。【００２３】
このような方法とすることにより、安定した品質の複合金属材を製造することができる。【００２４】
「組上体が受ける圧力が一定となるように接合する」とは、組上体における熱膨張や軟化等の影響を考慮し、少なくとも組上体に第１温度をかけている間、組上体が受ける圧力が一定となるように接合することをいう。例えば、組上体が受ける圧力を測定する装置と、第１圧力を動的に調整する装置とを用いることで上記のようにすることができる。
第１圧力を組上体にかけるためには、種々の機械を用いることができるが、上記［３］を考慮すると、圧力を細かく調整することができるもの（例えば、コンピューター制御式の油圧プレス機）を用いることが好ましい。【００２５】
［４］本発明に係る複合金属材の製造方法においては、前記接合工程において、前記第１温度は、前記第１金属の融点及び前記第２金属の融点よりも低いことが好ましい。【００２６】
このような方法とすることにより、第１金属部材及び第２金属部材を液体化させることなく、第１金属部材と第２金属部材とを固相拡散接合することが可能となる。その結果、溶接のように金属を液体化させて接合する場合と比較して、接合後に残る応力を大きく低減することが可能となる。【００２７】
［５］本発明に係る複合金属材の製造方法においては、前記接合工程は、真空条件下で実施することが好ましい。【００２８】
このような方法とすることにより、金属部材の酸化を防ぐことが可能となる。【００２９】
また、上記のような方法とすることにより、組上体において金属部材同士の間に隙間がある場合でも、金属部材間の接合力が低下するのを防ぐことが可能となる。【００３０】
［６］本発明に係る金型の製造方法は、本発明の複合金属材の製造方法により複合金属材を製造する複合金属材製造工程と、前記複合金属材のうち第２金属部材からなる部分に、他の金型と組み合わせたときにキャビティとなる凹部を形成する凹部形成工程とをこの順序で含むことを特徴とする。【００３１】
本発明の金型の製造方法によれば、本発明の複合金属材の製造方法により複合金属材を製造する複合金属材製造工程を含むため、今までにない有用な複合金属材を用いた金型を製造することが可能となる。
特に、熱伝導性が高いが強度に劣る金属からなる第１金属部材と、強度に優れるが熱伝導性が低い金属からなる第２金属部材とを用いた場合、全体として熱伝導性と強度との両面で優れる金型を製造することが可能となる。【００３２】
なお、本明細書において「凹部」は、窪んだ形状を有する部分のことをいう。当該凹部の中や周辺に、盛り上がりや突起のような突き出す形状からなる部分があってもよい。【００３３】
［７］本発明に係る金型の製造方法においては、前記第１金属は、前記第２金属よりも熱伝導率が高く、かつ、室温における熱伝導率が５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが好ましい。【００３４】
このような方法とすることにより、特に熱伝導性に優れる金型を製造することが可能となる。【００３５】
［８］本発明に係る金型の製造方法においては、前記凹部形成工程においては、前記第１金属部材からなる部分を通るように熱交換媒体用流路を形成することが好ましい。【００３６】
このような方法とすることにより、熱交換媒体を熱交換媒体流路に通すことにより、製造した金型の温度調節（熱交換）を容易にすることが可能となる。【００３７】
また、熱伝導率が高い第１金属部材を通るように熱交換媒体用流路を形成するため、熱交換媒体による熱交換の効果を速やかにかつ全体に行き渡らせ、金型全体の温度を素早く変更することで、精密かつ均一な温度コントロールが可能な金型を製造することが可能となる。【００３８】
「第１金属部材からなる部分を通る」とは、熱交換媒体流路が第１金属部材からなる部分の中を通ることの他に、熱交換媒体流路が第１金属部材と第２金属部材との接合部を通ることも含む。【００３９】
［９］本発明に係る金属製品の製造方法は、本発明の複合金属材の製造方法により複合金属材を製造する複合金属材製造工程と、前記複合金属材を加工して金属製品を製造する加工工程とをこの順序で含むことを特徴とする。【００４０】
本発明の金属製品の製造方法によれば、本発明の複合金属材の製造方法により複合金属材を製造する複合金属材製造工程を含むため、今までにない有用な複合金属材を用いた金属製品を製造することが可能となる。【００４１】
本発明の金属製品の製造方法により製造される金属製品としては、例えば、金型の冷却用ブロック（チルベント）、ブレーキローター（後述する実施形態４参照。）、エンジンの冷却部材、観賞用製品（後述する実施例１参照。）が考えられる。また、第１金属と第２金属とで磁気的特性が異なる金属を用いた、特異な電磁気学的特性を有する金属製品も考えられる。【００４２】
［１０］本発明に係る複合金属材は、本発明の複合金属材の製造方法により製造された複合金属材であって、第１金属からなる第１金属部材と、前記第１金属よりも線膨張率が小さい第２金属からなる第２金属部材とを備え、前記第２金属部材は前記第１金属部材を内包し、前記第１金属部材と前記第２金属部材とは、前記第１金属部材と前記第２金属部材とが対向する面で接合されていることを特徴とする。【００４３】
本発明の複合金属材は、本発明の複合金属材の製造方法により製造された複合金属材であるため、今までにない有用な複合金属材となる。【００４４】
また、本発明の複合金属材によれば、第１金属部材と第２金属部材とが接合されているため、第１金属部材と第２金属部材との間に明確な境界が存在しない状態とすることが可能となる。したがって、製造する複合金属材において、強度を高くすることが可能であり、また、部材間の性質を連続的なものとして熱や電気等をスムーズに伝達することが可能となる。【００４５】
［１１］本発明に係る複合金属材は、第１金属からなる第１金属部材と、前記第１金属よりも線膨張率が小さい第２金属からなる第２金属部材とを備え、前記第２金属部材は前記第１金属部材を内包し、前記第１金属部材と前記第２金属部材とは、前記第１金属部材と前記第２金属部材とが対向する面で接合されていることを特徴とする。【００４６】
本発明の複合金属材は、上記の構成を有するため、今までにない有用な複合金属材となる。【００４７】
また、本発明の複合金属材によれば、第１金属部材と第２金属部材とが接合されているため、第１金属部材と第２金属部材との間に明確な境界が存在しない状態とすることが可能となる。したがって、製造する複合金属材において、強度を高くすることが可能であり、また、部材間の性質を連続的なものとして熱や電気等をスムーズに伝達することが可能となる。【００４８】
本発明の複合金属材においては、各金属部材の部分に加工（切削加工や研磨加工等）がなされていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】実施形態１に係る複合金属材１を説明するために示す図である。
【図２】実施形態１に係る複合金属材の製造方法のフローチャートである。
【図３】実施形態１における第１金属部材１０を説明するために示す図である。
【図４】実施形態１における複数の分割部材２２，２４を説明するために示す図である。
【図５】実施形態１における組上工程Ｓ２０を説明するために示す図である。
【図６】実施形態１における接合工程Ｓ３０を説明するために示す図である。
【図７】実施形態２に係る複合金属材２を説明するために示す図である。
【図８】実施形態２における複数の分割部材４２，４４，４６を説明するために示す図である。
【図９】実施形態２における組上工程Ｓ２２を説明するために示す図である。
【図１０】実施形態２における接合工程Ｓ３２を説明するために示す図である。
【図１１】実施形態３における金型４を説明するために示す図である。
【図１２】実施形態３に係る金型の製造方法を説明するために示す図である。
【図１３】実施形態４における金属製品６を説明するために示す図である。
【図１４】実施形態４における複合金属材製造工程Ｓ４２を説明するために示す図である。
【図１５】実施形態４における複合金属材製造工程Ｓ４２及び加工工程Ｓ５２を説明するために示す図である。
【図１６】実施例１に係る複合金属材８を説明するために示す図である。
【図１７】実施例１に係る金属製品７を説明するために示す写真である。
【図１８】実施例２における第１金属部材１０ａと第２金属部材４０ａと接合部Ｊｂの拡大写真である。
【図１９】変形例に係る複合金属材９を説明するために示す図である。
【図２０】従来の複合金属材の製造方法を説明するために示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
以下、本発明の複合金属材の製造方法、金型の製造方法、金属製品の製造方法及び複合金属材について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。
【００５１】
［実施形態１］
図１は、実施形態１に係る複合金属材１を説明するために示す図である。図１（ａ）は複合金属材１の斜視図であり、図１（ｂ）は複合金属材１の上面図であり、図１（ｃ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。
図２は、実施形態１に係る複合金属材の製造方法のフローチャートである。
【００５２】
図３は、実施形態１における第１金属部材１０を説明するために示す図である。図３（ａ）は第１金属部材１０の斜視図であり、図３（ｂ）は第１金属部材１０の断面図である。なお、図３（ｂ）は図１（ｃ）に対応する断面図である。
図４は、実施形態１における複数の分割部材２２，２４を説明するために示す図である。図４（ａ）は分割部材２２の斜視図であり、図４（ｂ）は分割部材２２の断面図であり、図４（ｃ）は分割部材２４の斜視図であり、図４（ｄ）は分割部材２４の断面図であり、図４（ｅ）は複数の分割部材２２，２４のみを組上げた様子を示す断面図である。なお、図４における断面図は図１（ｃ）に対応する断面図である。
【００５３】
図５は、実施形態１における組上工程Ｓ２０を説明するために示す図である。図５（ａ）〜図５（ｃ）は組上体３０を組上げる様子を示す図である。なお、図５は図１（ｃ）に対応する断面図である。
図６は、実施形態１における接合工程Ｓ３０を説明するために示す図である。図６（ａ）は組上体３０に第１温度（図示せず。）及び第１圧力ＯＰをかけることを表す断面図であり、図６（ｂ）は接合工程Ｓ３０を実施した後の断面図（つまり、複合金属材１の図）である。なお、図６（ａ）において符号ＩＰで示す矢印は、第１金属部材１０が膨張することによる圧力（第２圧力）を示すものである。なお、図６は図１（ｃ）に対応する断面図である。
【００５４】
まず、実施形態１に係る複合金属材の製造方法により製造された複合金属材１について説明する。
実施形態１に係る複合金属材１は、図１に示すように、第１金属からなる第１金属部材１０と、第１金属よりも線膨張率が小さい第２金属からなる第２金属部材２０とを備え、第２金属部材２０は第１金属部材１０を内包し、第１金属部材１０と第２金属部材２０とが対向する面で接合されているものである。第１金属部材１０と第２金属部材２０とは、いわゆる固相拡散接合により接合されている。
なお、実施形態１における第１金属部材１０が第２金属部材２０の中に占める割合は例示であり、当該割合は用途や目的に応じて増減することができる。
【００５５】
複合金属材１における第１金属は純銅（線膨張率：約１６．８×１０−６／Ｋ。以下、単に銅と記載する。）であり、第２金属はＳＫＤ６１（線膨張率：約１３．３×１０−６／Ｋ。以下、単にダイス鋼と記載する。）である。なお、本発明の複合金属材において用いることが可能な金属の組み合わせは上記のものに限られるものではない。複合金属材を使用する用途に応じて種々の金属の組み合わせを用いることができる。
【００５６】
なお、図１において符号Ｊｂで示すのは第１金属部材１０と第２金属部材２０との接合部であり、符号Ｊａで示すのは第２金属部材２０を構成する複数の分割部材２２，２４（後述）の接合部である。接合部Ｊｂは同種金属同士で接合を行った部分であるため、実際に図１（ａ）に示すような線が視認できるとは限らない。
【００５７】
実施形態１に係る複合金属材１は、第１金属部材１０は熱伝導性が高いが強度に劣る金属である銅からなり、第２金属部材２０は強度に優れるが熱伝導性が低い金属であるダイス鋼からなるため、全体として熱伝導性と強度との両方に優れる複合金属材の性質を活かして、例えば、金型、金型の冷却用ブロック（チルベント）、ブレーキローター、エンジンの冷却部材等の材料として用いることができる。
【００５８】
次に、実施形態１に係る複合金属材の製造方法について説明する。
実施形態１に係る複合金属材の製造方法は、第１金属からなる第１金属部材１０と、第１金属よりも線膨張率が小さい第２金属からなる第２金属部材２０とを備える複合金属材の製造方法であって、図２に示すように、金属部材準備工程Ｓ１０と、組上工程Ｓ２０と、接合工程Ｓ３０とをこの順序で含む。以下、各工程について説明する。
【００５９】
１．金属部材準備工程Ｓ１０
金属部材準備工程Ｓ１０は、第１金属からなる第１金属部材１０（図３参照。）と、組上げたときに第１金属部材１０を内包可能な第１金属部材収納部２８を形成し、第２金属からなる複数の分割部材２２，２４（図４参照。）とを準備する工程である。
なお、実施形態１においては、第１金属部材収納部２８は、第１金属部材１０よりもやや大きくなるように（例えば、第１金属部材１０を配置したときに、全体的に２μｍ程度の隙間ができるように）形成されている。
【００６０】
金属部材準備工程Ｓ１０においては、複数の分割部材２２，２４として、互いに平行な平面に沿って分割された複数の分割部材を準備する。実施形態１における所定の平面は、図１（ｃ）に示すＡ−Ａ断面に対して垂直な平面である。
【００６１】
実施形態１に係る複合金属材の製造方法は、上記した複合金属材１を製造する製造方法であるため、第１金属は銅であり、第２金属はダイス鋼である。第１金属部材１０及び複数の分割部材２２，２４は、例えば、金属ブロックを切削・研磨加工等して製造することにより準備することができる。また、第１金属部材１０及び複数の分割部材２２，２４は、目的に適合するものを購入することにより準備することもできる。
【００６２】
なお、実施形態１においては、複数の分割部材２２，２４は、組上体として組上げたときにおいて第１金属部材収納部２８が第１金属部材１０を完全に密閉するように設計したが、本発明はこれに限定されるものではない。接合工程において、第１金属部材と第２金属部材とを接合するのに十分な圧力が得られるのであれば、複数の分割部材は、組上体として組上げたときにおいて第１金属部材収納部が第１金属部材を完全には密閉しない（つまり、外につながる隙間がある）ように設計してもよい。
【００６３】
２．組上工程Ｓ２０
組上工程Ｓ２０は、図５に示すように、第１金属部材１０を第１金属部材収納部２８に配置した状態で複数の分割部材２２，２４を組上げ、組上体３０とする工程である。
【００６４】
３．接合工程Ｓ３０
接合工程Ｓ３０は、図６に示すように、組上体３０に、各金属部材を接合可能な第１温度及び第１圧力ＯＰをかけることにより（図６（ａ）参照。）、複数の分割部材２２，２４を接合して第２金属部材２０とし、かつ、第１金属部材１０及び第２金属部材２０についても接合する（図６（ｂ）参照。）工程である。
第１圧力ＯＰは、複数の分割部材２２，２４同士を接合可能であり、かつ、第１金属部材１０の熱膨張に対抗可能な圧力である。
また、第１金属部材１０と第２金属部材２０とについては、第１金属と第２金属との線膨張率の差による第２圧力ＩＰで、第１金属部材１０と第２金属部材２０とが対向する面について接合する。
【００６５】
接合工程Ｓ３０においては、組上体３０に、第１圧力を平面に垂直な方向からかける（図６（ａ）参照。）。圧力をかけるためには、コンピューター制御式の油圧プレス機を用いる。
接合工程Ｓ３０においては、組上体３０が受ける圧力が一定となるように接合する。一定の圧力は、例えば、５ＭＰａとすることができる。また、第１温度は、第１金属の融点及び第２金属の融点よりも低い温度である。
接合工程Ｓ３０は、例えば、真空条件下で実施する。
【００６６】
上記各工程を実施することにより、上記した複合金属材１を製造することができる。
なお、接合工程Ｓ３０の後に、他の工程として、複合金属材１を機械加工等する工程や、焼入れを行って第２金属部材２０の硬度を高める工程等をさらに実施してもよい。
【００６７】
以下、実施形態１に係る複合金属材の製造方法及び複合金属材１の効果を説明する。
【００６８】
実施形態１に係る複合金属材の製造方法によれば、金属部材準備工程Ｓ１０と、組上工程Ｓ２０と、接合工程Ｓ３０とをこの順序で含むため、接合工程において、複数の分割部材を接合して第２金属部材とし、かつ、第１金属と第２金属との線膨張率の差による第２圧力で第１金属部材と第２金属部材とについても接合することができるようになることから、第１金属部材が第２金属部材に内包され、かつ、第１金属部材と第２金属部材とが接合されているという今までにない有用な複合金属材を製造することが可能となる。
【００６９】
また、実施形態１に係る複合金属材の製造方法によれば、第１金属からなる第１金属部材１０と、第１金属よりも線膨張率が小さい第２金属からなる第２金属部材２０とを用いるため、接合工程において組上体に外部から圧力をかけるだけで、熱により膨張した第１金属部材が第２金属部材に対して内部から圧力をかけるようになり、第１金属部材と第２金属部材とを接合することが可能となる。
【００７０】
また、実施形態１に係る複合金属材の製造方法によれば、第１金属部材１０と第２金属部材２０とを接合するため、単に第１金属部材と第２金属部材とが接触している場合と比較して、製造する複合金属材の強度を高くすることが可能であり、また、熱や電気等をスムーズに伝達することが可能となる。
【００７１】
また、実施形態１に係る複合金属材の製造方法によれば、第１圧力は、複数の分割部材２２，２４同士を接合可能であり、かつ、第１金属部材１０の熱膨張に対抗可能な圧力であるため、複数の分割部材を接合して第２金属部材とし、かつ、第１金属部材及び第２金属部材についても接合することが可能となる。
【００７２】
また、実施形態１に係る複合金属材の製造方法によれば、金属部材準備工程Ｓ１０においては、複数の分割部材として、互いに平行な平面に沿って分割された複数の分割部材２２，２４を準備し、接合工程Ｓ３０においては、組上体３０に、第１圧力を平面に垂直な方向からかけるため、組上体の全方向から圧力をかけるよりも簡易に複合金属材を製造することが可能となる。
【００７３】
また、実施形態１に係る複合金属材の製造方法によれば、接合工程Ｓ３０において、組上体３０が受ける圧力が一定となるように接合するため、安定した品質の複合金属材を製造することができる。
【００７４】
また、実施形態１に係る複合金属材の製造方法によれば、接合工程Ｓ３０において、第１温度が第１金属の融点及び第２金属の融点よりも低いため、第１金属部材及び第２金属部材を液体化させることなく、第１金属部材と第２金属部材とを固相拡散接合することが可能となる。その結果、溶接のように金属を液体化させて接合する場合と比較して、接合後に残る応力を大きく低減することが可能となる。
【００７５】
また、実施形態１に係る複合金属材の製造方法によれば、接合工程Ｓ３０は真空条件下で実施するため、金属部材の酸化を防ぐことが可能となる。
【００７６】
また、実施形態１に係る複合金属材の製造方法によれば、接合工程Ｓ３０は真空条件下で実施するため、組上体において金属部材同士の間に隙間がある場合でも、金属部材間の接合力が低下するのを防ぐことが可能となる。
【００７７】
実施形態１に係る複合金属材１は、実施形態１に係る複合金属材の製造方法により製造された複合金属材であるため、今までにない有用な複合金属材となる。
【００７８】
実施形態１に係る複合金属材１は、第１金属からなる第１金属部材１０と、第１金属よりも線膨張率が小さい第２金属からなる第２金属部材２０とを備え、第２金属部材２０は第１金属部材１０を内包し、第１金属部材１０と第２金属部材２０とは、第１金属部材１０と第２金属部材２０とが対向する面で接合されているため、今までにない有用な複合金属材となる。
【００７９】
また、実施形態１に係る複合金属材１は、第１金属部材１０と第２金属部材２０とが接合されているため、第１金属部材と第２金属部材との間に明確な境界が存在しない状態とすることが可能となる。したがって、製造する複合金属材において、強度を高くすることが可能であり、また、部材間の性質を連続的なものとして熱や電気等をスムーズに伝達することが可能となる。
【００８０】
［実施形態２］
図７は、実施形態２に係る複合金属材２を説明するために示す図である。図７（ａ）は複合金属材２の斜視図であり、図７（ｂ）は複合金属材２の上面図であり、図７（ｃ）は図７（ｂ）におけるＢ−Ｂ断面図である。
図８は、実施形態２における複数の分割部材４２，４４，４６を説明するために示す図である。図８（ａ）は分割部材４２の斜視図であり、図８（ｂ）は分割部材４２の断面図であり、図８（ｃ）は分割部材４４の斜視図であり、図８（ｄ）は分割部材４４の断面図であり、図８（ｅ）は分割部材４６の斜視図であり、図８（ｆ）は分割部材４６の断面図であり、図８（ｇ）は複数の分割部材４２，４４，４６のみを組上げた様子を示す断面図である。なお、図８の断面図は図７（ｃ）に対応する断面図である。
【００８１】
図９は、実施形態２における組上工程Ｓ２２を説明するために示す図である。図９（ａ）〜図９（ｄ）は組上体５０を組上げる様子を示す図である。なお、図９は図７（ｃ）に対応する断面図である。
図１０は、実施形態２における接合工程Ｓ３２を説明するために示す図である。図１０（ａ）は組上体５０に第１温度及び第１圧力ＯＰをかけることを表す断面図であり、図１０（ｂ）は接合工程Ｓ３２を実施した後の断面図（つまり、複合金属材２の図）である。なお、図１０は図７（ｃ）に対応する断面図である。
【００８２】
実施形態２に係る複合金属材の製造方法は、実施形態１に係る複合金属材の製造方法と基本的に同様であるが、第２金属部材を構成する複数の分割部材が３つの分割部材からなる点が異なる。以下、実施形態２に係る複合金属材の製造方法及び複合金属材２について、実施形態１に係る複合金属材の製造方法及び複合金属材１と異なる点を中心に説明する。
【００８３】
実施形態２に係る複合金属材２は、図７に示すように、基本的に実施形態１における複合金属材１と同様の構成を有し、第１金属からなる第１金属部材１０と第２金属部材４０とを備える。複合金属材２における第２金属部材４０は、実施形態１における第２金属部材２０とは複数の分割部材の構成が異なるが、図７に示すのは接合後の状態であるため、実施形態１における第２金属部材２０と基本的に同様の構成となる。
【００８４】
なお、図７において符号Ｊｂで示すのは第１金属部材１０と第２金属部材４０との接合部であり、符号Ｊａ１，Ｊａ２で示すのは第２金属部材４０を構成する分割部材４２，４４，４６（後述）の接合部である。接合部Ｊａ１，Ｊａ２は同種金属同士で接合を行った部分であるため、実際に図７（ａ）に示すような線が視認できるとは限らない。
【００８５】
次に、実施形態２に係る複合金属材の製造方法について説明する。
実施形態２に係る複合金属材の製造方法は、第１金属からなる第１金属部材１０と、第１金属よりも線膨張率が小さい第２金属からなる第２金属部材４０とを備える複合金属材２の製造方法であって、金属部材準備工程Ｓ１２と、組上工程Ｓ２２と、接合工程Ｓ３２とをこの順序で含む。金属部材準備工程Ｓ１２は実施形態１における金属部材準備工程Ｓ１０と、組上工程Ｓ２２は実施形態１における組上工程Ｓ２０と、接合工程Ｓ３２は実施形態１における接合工程Ｓ３０と、それぞれ基本的には同様の工程である。以下、各工程について、実施形態１と異なる部分について説明する。
【００８６】
１．金属部材準備工程Ｓ１２
金属部材準備工程Ｓ１２は、図８に示すように、第１金属部材１０（図３参照。）と、組上げたときに第１金属部材１０を内包可能な第１金属部材収納部４８を形成し、第２金属からなる複数の分割部材４２，４４，４６（図８参照。）とを準備する工程である。
金属部材準備工程Ｓ１２においては、複数の分割部材４２，４４，４６として、互いに平行な平面に沿って分割された複数の分割部材を準備する。実施形態２における所定の平面は、図７（ｃ）に示すＢ−Ｂ断面に対して垂直な平面である。
【００８７】
２．組上工程Ｓ２２
組上工程Ｓ２２は、図９に示すように、第１金属部材１０を第１金属部材収納部４８に配置した状態で複数の分割部材４２，４４，４６を組上げ、組上体５０とする工程である。
【００８８】
３．接合工程Ｓ３２
接合工程Ｓ３２は、図１０に示すように、組上体５０に、第１温度及び第１圧力ＯＰをかけることにより、複数の分割部材４２，４４，４６を接合して第２金属部材４０とし、かつ、第１金属部材１０と第２金属部材４０とについても接合する工程である。
上記各工程を実施することにより、実施形態２に係る複合金属材２を製造することができる。
【００８９】
以下、実施形態２に係る複合金属材の製造方法及び複合金属材２の効果を説明する。
【００９０】
実施形態２に係る複合金属材の製造方法は、第２金属部材を構成する複数の分割部材が３つの分割部材からなる点が実施形態１に係る複合金属材の製造方法の場合とは異なるが、金属部材準備工程Ｓ１２と、組上工程Ｓ２２と、接合工程Ｓ３２とをこの順序で含むため、実施形態１に係る複合金属材の製造方法と同様に、接合工程において、複数の分割部材を接合して第２金属部材とし、かつ、第１金属と第２金属との線膨張率の差による第２圧力で第１金属部材と第２金属部材とについても接合することができるようになることから、第１金属部材が第２金属部材に内包され、かつ、第１金属部材と第２金属部材とが接合されているという今までにない有用な複合金属材を製造することが可能となる。
【００９１】
なお、実施形態２に係る複合金属材の製造方法は、第２金属部材を構成する複数の分割部材が３つの分割部材からなる点以外は実施形態１に係る複合金属材の製造方法と同様の方法であるため、実施形態１に係る複合金属材の製造方法が有する効果をそのまま有する。
【００９２】
実施形態２に係る複合金属材２は、複合金属材の製造方法が実施形態１に係る複合金属材１の場合とは異なるが、実施形態２に係る複合金属材の製造方法により製造された複合金属材であるため、実施形態１に係る複合金属材１と同様に、今までにない有用な複合金属材となる。
【００９３】
なお、実施形態２に係る複合金属材２は、複合金属材の製造方法以外は実施形態１に係る複合金属材１と同様の構成を有するため、実施形態１に係る複合金属材１が有する効果をそのまま有する。
【００９４】
［実施形態３］
図１１は、実施形態３における金型４を説明するために示す図である。図１１（ａ）は金型４の斜視図であり、図１１（ｂ）は金型４の上面図であり、図１１（ｃ）は図１１（ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。
図１２は、実施形態３に係る金型の製造方法を説明するために示す図である。図１２（ａ）は複合金属材製造工程Ｓ４０における接合工程Ｓ３４の図であり、図１２（ｂ）は複合金属材製造工程Ｓ４０で準備する複合金属材３であり、図１２（ｃ）及び図１２（ｄ）は凹部形成工程Ｓ５０を説明するために示す図である。なお、図１２は図１１（ｃ）に対応する断面図である。
【００９５】
まず、実施形態３に係る金型の製造方法により製造された金型４について説明する。
金型４は、他の金型（図示せず。）と組み合わせて用いる金型であり、図１１に示すように、第１金属からなる第１金属部材６０と、第１金属よりも線膨張率が小さい第２金属からなる第２金属部材７０と、他の金型と組み合わせたときにキャビティとなる凹部８０及び湯道となる溝部８２と、第１金属部材６０からなる部分を通るように形成された熱交換媒体用流路９０とを備える。
【００９６】
実施形態３においては、第１金属は、第２金属よりも熱伝導率が高く、かつ、室温における熱伝導率が５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である。詳しく説明すると、第１金属は銅であり、熱伝導率が３９８Ｗ／（ｍ・Ｋ）であるのに対して、第２金属はダイス鋼であり、熱伝導率が約２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。
【００９７】
次に、実施形態３に係る金型の製造方法について説明する。
実施形態３に係る金型の製造方法は、複合金属材製造工程Ｓ４０と、凹部形成工程Ｓ５０とをこの順序で含む。
複合金属材製造工程Ｓ４０は、本発明の複合金属材の製造方法により複合金属材３を製造する工程である。実施形態３においては、実施形態２に係る複合金属材の製造方法と同様の方法により、複合金属材３を製造する（図１２（ａ）及び図１２（ｂ）参照。）。実施形態３に係る複合金属材の製造方法と実施形態２に係る複合金属材の製造方法との差異は、各部材の寸法が異なる程度であるため、詳しい説明は省略する。
【００９８】
凹部形成工程Ｓ５０は、複合金属材３のうち第２金属部材７０からなる部分に、他の金型と組み合わせたときにキャビティとなる凹部８０（図１２（ｃ）参照。）を形成する工程である。また、凹部形成工程Ｓ５０においては、他の金型と組み合わせたときに湯道となる溝部８２と、熱交換媒体用流路９０（図１２（ｄ）参照。）とをさらに形成する。なお、熱交換媒体用流路９０は、第１金属部材６０からなる部分を通るように形成する。実施形態３においては、熱交換媒体用流路９０は、第１金属部材６０を貫通するように形成する。
【００９９】
凹部８０、溝部８２及び熱交換媒体用流路９０は、例えば、各種切削用工具、各種穿孔用工具、各種研磨用工具等を用いて形成することができる。
なお、実施形態３に係る金型の製造方法においては、熱交換媒体用流路９０は単なる貫通孔であるが（図１１（ｂ）参照。）、熱交換媒体用流路をコの字型に形成し、金型内部のみで流路が成立するようにしてもよい。
【０１００】
なお、必要に応じて、凹部形成工程Ｓ５０の後に、他の工程として、金型４をさらに加工する工程（例えば、研磨を行う工程や、金型表面の硬度を変化させる工程）を実施してもよい。
【０１０１】
実施形態３に係る金型の製造方法によれば、本発明の複合金属材の製造方法により複合金属材３を製造する複合金属材製造工程Ｓ４０を含むため、今までにない有用な複合金属材を用いた金型を製造することが可能となる。
【０１０２】
また、実施形態３に係る金型の製造方法によれば、熱伝導性が高い金属からなる第１金属部材６０と、強度に優れる金属からなる第２金属部材７０とを用いるため、熱伝導性と強度との両面において優れる金型を製造することが可能となる。
【０１０３】
また、実施形態３に係る金型の製造方法によれば、第１金属は、第２金属よりも熱伝導率が高く、かつ、室温における熱伝導率が５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であるため、特に熱伝導性に優れる金型を製造することが可能となる。
【０１０４】
また、実施形態３に係る金型の製造方法によれば、凹部形成工程Ｓ５０において、第１金属部材６０からなる部分を通るように熱交換媒体用流路９０を形成するため、製造した金型の熱交換を容易にすることが可能となる。
【０１０５】
また、実施形態３に係る金型の製造方法によれば、熱伝導率が高い第１金属部材６０中に熱交換媒体用流路９０を形成するため、熱交換媒体による熱交換の効果を速やかにかつ全体に行き渡らせ、金型全体の温度を素早く変更することで、精密かつ均一な温度コントロールが可能な金型を製造することが可能となる。
【０１０６】
［実施形態４］
図１３は、実施形態４における金属製品６を説明するために示す図である。図１３（ａ）は金属製品６の正面図であり、図１３（ｂ）は金属製品６の側面図であり、図１３（ｃ）は図１３（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。
図１４は、実施形態４における複合金属材製造工程Ｓ４２を説明するために示す図である。図１４における矢印は、組上げの様子を簡易的に表示したものである。
図１５は、実施形態４における複合金属材製造工程Ｓ４２及び加工工程Ｓ５２を説明するために示す図である。図１５（ａ）は複合金属材製造工程Ｓ４２における接合工程Ｓ３６の図であり、図１５（ｂ）は複合金属材製造工程Ｓ４２で準備する複合金属材５であり、図１５（ｃ）は加工工程Ｓ５２を説明するために示す図である。なお、図１５（ａ）においては、図面のスペースの関係上、第２圧力ＩＰの図示を省略している。図１５は図１３（ｃ）に対応する断面図である。
【０１０７】
まず、実施形態４に係る金属製品の製造方法により製造された金属製品６について説明する。
金属製品６は、ブレーキローターとして用いることが可能な金属製品であり、図１３に示すように、第１金属からなる第１金属部材１１０と、第１金属よりも線膨張率が小さい第２金属からなる第２金属部材１２０と、第１金属部材１１０及び第２金属部材１２０を貫通するように形成された通風孔１３０とを備える。
【０１０８】
次に、実施形態４に係る金属製品の製造方法について説明する。
実施形態４に係る金属製品の製造方法は、複合金属材製造工程Ｓ４２と、加工工程Ｓ５２とをこの順序で含む。
複合金属材製造工程Ｓ４２は、本発明の複合金属材の製造方法により複合金属材５を製造する工程である。実施形態４においては、まず、図１４に示すように、それぞれ円盤型の形状を有する、第１金属部材１１２と複数の分割部材１２２，１２４，１２６，１２８とを準備する（金属部材準備工程Ｓ１４）。実施形態４における第１金属及び第２金属は、実施形態３における第１金属及び第２金属と同様である。
【０１０９】
次に、第１金属部材１１２を第１金属部材収納部に配置した状態で複数の分割部材１２２，１２４，１２６，１２８を組上げ、組上体１４０とする（組上工程Ｓ２４）。その後は、実施形態２に係る複合金属材の製造方法と同様の方法により、複合金属材５を準備する（接合工程Ｓ３６。図１５（ａ）及び図１５（ｂ）参照。）。実施形態２に係る複合金属材の製造方法との差異は、各部材の形状が異なる程度であるため、詳しい説明は省略する。
【０１１０】
加工工程Ｓ５２は、複合金属材５を加工して金属製品６を製造する工程である（図１５（ｃ）参照。）。加工工程Ｓ５２においては、第１金属部材１１２を貫通するように通風孔１３０を形成する。通風孔１３０は、例えば、例えば、各種切削用工具、各種穿孔用工具、各種研磨用工具等を用いて形成することができる。
実施形態４に係る金型の製造方法においては、通風孔１３０を直線状の貫通孔としたが、通風孔を斜めあるいは曲線状に形成し、金属製品内部を通過する風量を増やすようにしてもよい。
【０１１１】
実施形態４に係る金属製品の製造方法によれば、本発明の複合金属材の製造方法により複合金属材５を製造する複合金属材製造工程Ｓ４２を含むため、今までにない有用な複合金属材を用いた金属製品を製造することが可能となる。
【０１１２】
また、実施形態４に係る金属製品の製造方法によれば、金属製品６は本発明の複合金属材の製造方法により製造した複合金属材５を加工したブレーキローターであるため、単一の金属板からなるブレーキローターと比較して熱伝導率を非常に高くすることが可能となる。また、単に金属板を積層して接合した従来の複合金属材からなるブレーキローターと比較して、第１金属部材と第２金属部材との接合部の末端が外面に露出しないため、強度を高くすることが可能となる。
【０１１３】
［実施例１］
図１６は、実施例１に係る複合金属材８を説明するために示す図である。図１６（ａ）は複合金属材８の斜視図であり、図１６（ｂ）は複合金属材８の上面図であり、図１６（ｃ）は図１６（ｂ）のＥ−Ｅ断面図である。なお、複合金属材８は実施例１に係る金属製品７の材料である。
図１７は、実施例１に係る金属製品７を説明するために示す写真である。図１７（ａ）は切断する前の金属製品７を示す写真であり、図１７（ｂ）及び図１７（ｃ）は切断した後の金属製品７を示す写真である。図１７（ｂ）及び図１７（ｃ）における破線は第１金属部材１５０と第２金属部材１６０との接合部Ｊｂを示す補助線であり、実際の金属製品７に描かれているわけではない。
【０１１４】
実施例１は、本発明に係る金属製品（金属製品７）を実際に製造した実施例である。
まず、複合金属材製造工程においては、図１６に示すような複合金属材８を製造した。実施例１における複合金属材の製造方法は、各金属部材の形状が異なるものの、基本的には実施形態１に係る複合金属材の製造方法と同様であるため、説明を省略する。
図１６において符号１６２で示す第２金属部材は、加工工程で加工される前の第２金属部材である。なお、第１金属部材１５０は直径約２５ｍｍの球形形状を有するものとし、第２金属部材は直径約５０ｍｍ、高さ約１５０ｍｍの円柱形状を有するものとした。
第１金属は銅とし、第２金属はステンレス鋼（ＳＵＳ４２０Ｊ２。線膨張率：約１１．７×１０−６／Ｋ。）とした。
【０１１５】
次に、加工工程で複合金属材８を卵形に切削加工し、金属製品７を製造した。金属製品７の高さ（底端から先端までの距離）は６９ｍｍとし、最大直径は４６ｍｍとした。上記の製造方法により卵形の金属製品７（図１７（ａ）参照。）を製造した後、さらに、内部を観察するためにワイヤー放電加工を用いて金属製品７を切断した（図１７（ｂ）及び図１７（ｃ）参照。）。図１７における符号１５０は第１金属部材であり、符号１６０は第２金属部材である。
【０１１６】
上記のようにして製造した金属製品７は、図１７に示すように、銅からなる第１金属部材１５０が黄身、ステンレス鋼からなる第２金属部材１６０が白身のように見え、あたかも金属製の堅ゆで卵のような外観を呈した。また、第１金属部材１５０と第２金属部材１６０とが接合されているため、黄身たる第１金属部材１５０が抜け落ちてしまう心配もない。つまり、金属製品７は、美観及び強度に優れた観賞用製品となった。
【０１１７】
［実施例２］
図１８は、実施例２における第１金属部材１０ａと第２金属部材４０ａとの接合部Ｊｂの拡大写真である。図１８（ａ）は接合部Ｊｂ付近を２００倍に拡大した写真であり、図１８（ｂ）は接合部Ｊｂ付近を１０００倍に拡大した写真であり、図１８（ｃ）は接合部Ｊｂ付近を３０００倍に拡大した写真である。
【０１１８】
実施例２は、第１金属部材と第２金属部材との接合の様子を調べた実施例である。
実施例２においては、実施形態２に係る複合金属材の製造方法と同様の方法により複合金属材２ａを製造し、第１金属部材１０ａと第２金属部材４０ａとの接合の様子を観察した。なお、第１金属は銅とし、第２金属はステンレス鋼（ＳＵＳ４２０Ｊ２）とした。
その結果、図１８に示すように、実施例２に係る複合金属材２ａにおいては、接合部Ｊｂ付近では第１金属部材１０ａと第２金属部材４０ａとが固相接合により、強固に接合されていることが確認できた。
【０１１９】
以上、本発明を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の様態において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。
【０１２０】
（１）上記各実施形態において記載した各構成要素の寸法、個数、材質及び形状は例示であり、本発明の効果を損なわない範囲において変更することが可能である。
【０１２１】
（２）上記各実施形態においては、第１金属部材として単一の金属部材からなる第１金属部材を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。図１９は、変形例における複合金属材９を説明するために示す図である。図１９（ａ）は複合金属材９の断面図であり、図１９（ｂ）は金属部材準備工程における第１金属部材１７０の斜視図である。なお、図１９（ａ）は図１（ｃ）に対応する断面図である。例えば、図１９に示すように、２種類の第１金属部材１７２，１７４からなる第１金属部材１７０を用いてもよい。なお、図１９（ａ）において符号Ｊｂ１で示すのは第１金属部材１７２と第２金属部材１８０との接合部であり、符号Ｊｂ２で示すのは第１金属部材１７４と第２金属部材１８０との接合部であり、符号Ｊａで示すのは第２金属部材１８０を構成する複数の分割部材の接合部であり、符号Ｊｃで示すのは第１金属部材１７０を構成する金属部材１７２，１７４同士の接合部である。本発明の複合金属材の製造方法においては、３種類以上の金属部材からなる第１金属部材を用いてもよい。また、この場合、第１金属部材全てで同一の種類からなる第１金属を用いてもよいし、第１金属部材ごとに異なる種類からなる第１金属を用いてもよい。
【０１２２】
（３）また、複数の分割部材及び第２金属についても、第１金属よりも線膨張率が小さいという条件を満たす限り、複数の分割部材全てで同一の種類からなる第２金属を用いてもよいし、複数の分割部材ごとに異なる種類からなる第２金属を用いてもよい。
【０１２３】
（４）上記実施形態４及び実施例１においては、ブレーキローターとしての金属製品６及び観賞用製品としての金属製品７を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の金属製品の製造方法により製造された金属製品として、他にも、金型の冷却用ブロック（チルベント）、エンジンの冷却部材等を製造することが考えられる。また、第１金属と第２金属とで磁気的特性が異なる金属を用いた、特異な電磁気学的特性を有する金属製品を製造することも考えられる。
【０１２４】
（５）各実施形態においては、組上体の上下から第１圧力ＯＰをかけたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、組上体の下に支持台を置き、組上体の上から第１圧力をかけるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１２５】
１，２，３，５，８，９…複合金属材、４…金型、６，７…金属製品、１０，１０ａ，６０，６２，１１０，１１２，１５０，１７０…第１金属部材、２０，４０，４０ａ，７０，７７，１２０，１６０，１８０…第２金属部材、２２，２４，４２，４４，４６，７２，７４，７６，１２２，１２４，１２６，１２８…分割部材、２８，４８…第１金属部材収納部、３０，５０…組上体、８０…凹部、８２…溝部、９０…熱交換媒体用流路、１３０…通風孔、１７２，１７４…第１金属部材を構成する金属部材、Ｊａ，Ｊａ１，Ｊａ２…分割部材同士の接合部、Ｊｂ，Ｊｂ１，Ｊｂ２…第１金属部材と第２金属部材との接合部、Ｊｃ…第１金属部材同士の接合部、ＯＰ…第１圧力、ＩＰ…第２圧力
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年12月20日(2014.12.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１金属からなる第１金属部材と、前記第１金属よりも線膨張率が小さい第２金属からなる第２金属部材とを備える複合金属材の製造方法であって、
前記第１金属部材と、組上げたときに前記第１金属部材を内包可能な第１金属部材収納部を形成し、前記第２金属からなる複数の分割部材とを準備する金属部材準備工程と、
前記第１金属部材を前記第１金属部材収納部に配置した状態で前記複数の分割部材を組上げ、組上体とする組上工程と、
前記組上体に、各金属部材を固相拡散接合可能な第１温度及び第１圧力をかけることにより、前記複数の分割部材を固相拡散接合して前記第２金属部材とし、かつ、前記第１金属部材及び前記第２金属部材についても固相拡散接合する接合工程とをこの順序で含むことを特徴とする複合金属材の製造方法。
【請求項２】
請求項２に記載の複合金属材の製造方法において、
前記金属部材準備工程においては、前記複数の分割部材として、互いに平行な平面に沿って分割された複数の分割部材を準備し、
前記接合工程においては、前記組上体に、前記第１圧力を、前記平面に垂直な方向からかけることを特徴とする複合金属材の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の複合金属材の製造方法において、
前記接合工程において、前記組上体が受ける圧力が一定となるように固相拡散接合することを特徴とする複合金属材の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の複合金属材の製造方法において、
前記接合工程において、前記第１温度は、前記第１金属の融点及び前記第２金属の融点よりも低いことを特徴とする複合金属材の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の複合金属材の製造方法において、
前記接合工程は、真空条件下で実施することを特徴とする複合金属材の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の複合金属材の製造方法により複合金属材を製造する複合金属材製造工程と、
前記複合金属材のうち第２金属部材からなる部分に、他の金型と組み合わせたときにキャビティとなる凹部を形成する凹部形成工程とをこの順序で含むことを特徴とする金型の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の金型の製造方法において、
前記第１金属は、前記第２金属よりも熱伝導率が高く、かつ、室温における熱伝導率が５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることを特徴とする金型の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の金型の製造方法において、
前記凹部形成工程においては、前記第１金属部材からなる部分を通るように熱交換媒体用流路を形成することを特徴とする金型の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜５のいずれかに記載の複合金属材の製造方法により複合金属材を製造する複合金属材製造工程と、
前記複合金属材を加工して金属製品を製造する加工工程とをこの順序で含むことを特徴とする金属製品の製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜５のいずれかに記載の複合金属材の製造方法により製造された複合金属材であって、
第１金属からなる第１金属部材と、前記第１金属よりも線膨張率が小さい第２金属からなる第２金属部材とを備え、
前記第２金属部材は前記第１金属部材を内包し、
前記第１金属部材と前記第２金属部材とは、前記第１金属部材と前記第２金属部材とが対向する面で固相拡散接合されていることを特徴とする複合金属材。
【請求項１１】
第１金属からなる第１金属部材と、前記第１金属よりも線膨張率が小さい第２金属からなる第２金属部材とを備え、
前記第２金属部材は前記第１金属部材を完全に密閉し、
前記第１金属部材と前記第２金属部材とは、前記第１金属部材と前記第２金属部材とが対向する面で固相拡散接合されていることを特徴とする複合金属材。
【手続補正書】
【提出日】平成27年4月10日(2015.4.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１金属からなる第１金属部材と、前記第１金属よりも線膨張率が小さい第２金属からなる第２金属部材とを備える複合金属材の製造方法であって、
前記第１金属部材と、組上げたときに前記第１金属部材を内包可能な第１金属部材収納部を形成し、前記第２金属からなる複数の分割部材とを準備する金属部材準備工程と、
前記第１金属部材を前記第１金属部材収納部に配置した状態で前記複数の分割部材を組上げ、組上体とする組上工程と、
前記組上体に、各金属部材を固相拡散接合可能な第１温度及び第１圧力をかけることにより、前記複数の分割部材を固相拡散接合して前記第２金属部材とし、かつ、前記第１金属部材及び前記第２金属部材についても固相拡散接合する接合工程とをこの順序で含むことを特徴とする複合金属材の製造方法。
【請求項２】
請求項２に記載の複合金属材の製造方法において、
前記金属部材準備工程においては、前記複数の分割部材として、互いに平行な平面に沿って分割された複数の分割部材を準備し、
前記接合工程においては、前記組上体に、前記第１圧力を、前記平面に垂直な方向からかけることを特徴とする複合金属材の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の複合金属材の製造方法において、
前記接合工程において、前記組上体が受ける圧力が一定となるように固相拡散接合することを特徴とする複合金属材の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の複合金属材の製造方法において、
前記接合工程において、前記第１温度は、前記第１金属の融点及び前記第２金属の融点よりも低いことを特徴とする複合金属材の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の複合金属材の製造方法において、
前記接合工程は、真空条件下で実施することを特徴とする複合金属材の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の複合金属材の製造方法により複合金属材を製造する複合金属材製造工程と、
前記複合金属材のうち第２金属部材からなる部分に、他の金型と組み合わせたときにキャビティとなる凹部を形成する凹部形成工程とをこの順序で含むことを特徴とする金型の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の金型の製造方法において、
前記第１金属は、前記第２金属よりも熱伝導率が高く、かつ、室温における熱伝導率が５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることを特徴とする金型の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の金型の製造方法において、
前記凹部形成工程においては、前記第１金属部材からなる部分を通るように熱交換媒体用流路を形成することを特徴とする金型の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜５のいずれかに記載の複合金属材の製造方法により複合金属材を製造する複合金属材製造工程と、
前記複合金属材を加工して金属製品を製造する加工工程とをこの順序で含むことを特徴とする金属製品の製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜５のいずれかに記載の複合金属材の製造方法により製造された複合金属材であって、
第１金属からなる第１金属部材と、前記第１金属よりも線膨張率が小さい第２金属からなる第２金属部材とを備え、
前記第２金属部材は前記第１金属部材を内包し、
前記第１金属部材と前記第２金属部材とは、前記第１金属部材と前記第２金属部材とが対向する面で固相拡散接合されていることを特徴とする複合金属材。
【手続補正書】
【提出日】平成27年9月6日(2015.9.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１金属からなる第１金属部材と、前記第１金属よりも線膨張率が小さい第２金属からなる第２金属部材とを備える複合金属材の製造方法であって、
前記第１金属部材と、組上げたときに前記第１金属部材を内包可能な第１金属部材収納部を形成し、前記第２金属からなる複数の分割部材とを準備する金属部材準備工程と、
前記第１金属部材を前記第１金属部材収納部に配置した状態で前記複数の分割部材を組上げ、組上体とする組上工程と、
前記組上体に、各金属部材を固相拡散接合可能な第１温度及び第１圧力をかけることにより、前記複数の分割部材を固相拡散接合して前記第２金属部材とし、かつ、前記第１金属部材及び前記第２金属部材についても固相拡散接合する接合工程とをこの順序で含むことを特徴とする複合金属材の製造方法。
【請求項２】
請求項２に記載の複合金属材の製造方法において、
前記金属部材準備工程においては、前記複数の分割部材として、互いに平行な平面に沿って分割された複数の分割部材を準備し、
前記接合工程においては、前記組上体に、前記第１圧力を、前記平面に垂直な方向からかけることを特徴とする複合金属材の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の複合金属材の製造方法において、
前記接合工程において、前記組上体が受ける圧力が一定となるように固相拡散接合することを特徴とする複合金属材の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の複合金属材の製造方法において、
前記接合工程において、前記第１温度は、前記第１金属の融点及び前記第２金属の融点よりも低いことを特徴とする複合金属材の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の複合金属材の製造方法において、
前記接合工程は、真空条件下で実施することを特徴とする複合金属材の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の複合金属材の製造方法により複合金属材を製造する複合金属材製造工程と、
前記複合金属材のうち第２金属部材からなる部分に、他の金型と組み合わせたときにキャビティとなる凹部を形成する凹部形成工程とをこの順序で含むことを特徴とする金型の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の金型の製造方法において、
前記第１金属は、前記第２金属よりも熱伝導率が高く、かつ、室温における熱伝導率が５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることを特徴とする金型の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の金型の製造方法において、
前記凹部形成工程においては、前記第１金属部材からなる部分を通るように熱交換媒体用流路を形成することを特徴とする金型の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜５のいずれかに記載の複合金属材の製造方法により複合金属材を製造する複合金属材製造工程と、
前記複合金属材を加工して金属製品を製造する加工工程とをこの順序で含むことを特徴とする金属製品の製造方法。
【手続補正書】
【提出日】平成27年9月6日(2015.9.6)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、複合金属材の製造方法、金型の製造方法及び金属製品の製造方法に関する。
【国際調査報告】
2014061144.tif 000023
2014061144.tif 000024
2014061144.tif 000025
2014061144.tif 000026