(57)【要約】【課題】ろう付け特性が良好で、かつ、ろう付け接合部の耐熱性、耐食性、耐酸化性、及び耐曲げ加工性が良好なろう付け用複合材、及びろう付け接合部の信頼性が良好で、製造コストが安価なろう付け製品を提供するものである。【解決手段】本発明に係るろう付け用複合材１０は、基材の表面にろう付け層を形成してなるものであり、上記基材１１の表面に、表面側から、Ｃｕ又はＣｕ合金層からなる内層側Ｃｕ部１７、Ｃｕ又はＣｕ合金層１３とＴｉ又はＴｉ合金層１４とを交互に３０層以上に積層してなるろう付け部１８、Ｃｕ又はＣｕ合金層からなる外層側Ｃｕ部１９の構造を有するろう付け層１２を形成したものである。【選択図】        図１
2004291074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材表面にろう付け層を形成してなるろう付け用複合材において、上記基材表面に、表面側から、Ｃｕ又はＣｕ合金層とＴｉ又はＴｉ合金層とを交互に３０層以上に積層してなるろう付け部、Ｃｕ又はＣｕ合金層からなる外層側Ｃｕ部の構造を有するろう付け層を形成したことを特徴とするろう付け用複合材。
【請求項２】
基材表面にろう付け層を形成してなるろう付け用複合材において、上記基材表面に、表面側から、Ｃｕ又はＣｕ合金層からなる内層側Ｃｕ部、Ｃｕ又はＣｕ合金層とＴｉ又はＴｉ合金層とを交互に３０層以上に積層してなるろう付け部、Ｃｕ又はＣｕ合金層からなる外層側Ｃｕ部の構造を有するろう付け層を形成したことを特徴とするろう付け用複合材。
【請求項３】
基材表面にろう付け層を形成してなるろう付け用複合材において、上記基材表面に、表面側から、Ｃｕ又はＣｕ合金層と、Ｔｉ又はＴｉ合金層と、Ｎｉ又はＮｉ合金層とを組み合わせたものを３０層以上に積層してなるろう付け部、Ｃｕ又はＣｕ合金層からなる外層側Ｃｕ部或いはＮｉ又はＮｉ合金層からなる外層側Ｎｉ部の構造を有するろう付け層を形成したことを特徴とするろう付け用複合材。
【請求項４】
基材表面にろう付け層を形成してなるろう付け用複合材において、上記基材表面に、表面側から、Ｃｕ又はＣｕ合金層からなる内層側Ｃｕ部或いはＮｉ又はＮｉ合金層からなる内層側Ｎｉ部、Ｃｕ又はＣｕ合金層と、Ｔｉ又はＴｉ合金層と、Ｎｉ又はＮｉ合金層とを組み合わせたものを３０層以上に積層してなるろう付け部、Ｃｕ又はＣｕ合金層からなる外層側Ｃｕ部或いはＮｉ又はＮｉ合金層からなる外層側Ｎｉ部の構造を有するろう付け層を形成したことを特徴とするろう付け用複合材。
【請求項５】
上記ろう付け層の最外層を構成する外層側Ｃｕ部、又は外層側Ｃｕ部或いは外層側Ｎｉ部の厚みが、上記ろう付け層全体の厚みの５〜１０％である請求項１から４いずれかに記載のろう付け用複合材。
【請求項６】
上記ろう付け層の最内層を構成する内層側Ｃｕ部、又は内層側Ｃｕ部或いは内層側Ｎｉ部の厚みが、上記ろう付け層全体の厚みの５〜１０％である請求項２，４，５いずれかに記載のろう付け用複合材。
【請求項７】
上記ろう付け層全体に占めるＣｕ成分の割合が１０〜５０重量％である請求項１から６いずれかに記載のろう付け用複合材。
【請求項８】
上記ろう付け層の、Ｔｉ成分及びＮｉ成分の総量に対するＮｉ成分の割合が２０〜４０重量％である請求項３から７いずれかに記載のろう付け用複合材。
【請求項９】
上記基材を、ステンレス鋼で形成した請求項１から８いずれかに記載のろう付け用複合材。
【請求項１０】
請求項１から９いずれかに記載のろう付け用複合材を用いて接合してなることを特徴とするろう付け用複合材を用いたろう付け製品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ろう付け用複合材及びそれを用いたろう付け方法に係り、特に、熱交換器及び燃料電池用部材のろう付けに用いられる複合材及びそれを用いたろう付け方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用オイルクーラの接合材としてステンレス基クラッド材が使用されている。これは、基材であるステンレス鋼板の片面又は両面に、ろう材としての機能を有するＣｕ材がクラッドされている。
【０００３】
また、ステンレス鋼や、Ｎｉ基又はＣｏ基合金などからなる部材のろう付け材として、接合部の耐酸化性や耐食性に優れる各種Ｎｉろう材が、ＪＩＳ規格により規定されている。
【０００４】
さらに、熱交換器の接合に用いられるＮｉろう材として、粉末状のＮｉろう材に、Ｎｉ、Ｃｒ、又はＮｉ−Ｃｒ合金の中から選択される金属粉末を４〜２２重量％添加してなる粉末Ｎｉろう材が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、基材であるステンレス鋼の表面にＮｉ及びＴｉからなるろう付け層を有する、即ちＮｉ／Ｔｉ／ステンレス鋼というろう付け層構造を有する自己ろう付け性複合材がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１０７８８３号公報
【特許文献２】
特開平７−２９９５９２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のろう材又はろう付け用複合材を、高温・高腐食性のガス又は液体に晒される熱交換器（排ガス再循環装置（以下、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）と示す）用クーラ）の接合用ろう材として使用する場合、以下に示すような問題があった。
【０００８】
▲１▼  前述したステンレス基クラッド材を自動車用オイルクーラの接合材として使用する場合、耐熱性、耐酸化性、及び耐食性については全く問題がないが、このステンレス基クラッド材をＥＧＲ用クーラの接合材として使用する場合、ＥＧＲ用クーラ内は高温で、かつ、腐食性の高い排気ガスが循環されることから、ステンレス基クラッド材のろう材（Ｃｕ材）では、耐熱性、耐酸化性、及び耐食性が十分でないという問題があった。
【０００９】
▲２▼  前述した各種Ｎｉろう材は粉末状であることから、各接合部に粉末Ｎｉろう材をそれぞれ塗布するという作業が必要になる。つまり、ろう付け作業に多大な労力を要するため、ろう付け製品の生産性が著しく低く、その結果、製造コストの上昇を招くという問題があった。
【００１０】
▲３▼  前述した自己ろう付け性複合材は、耐熱性及び耐食性については十分な効果を発揮するものの、ろう付け時のろう材の濡れ性、湯流れ性が良好でないと共に、ろう付け層自体が脆いため、ろう付け後の製品の性能（強度、疲労特性）が大きく低下するという問題があった。また、この自己ろう付け性複合材は、ろう付け層を構成するＮｉ層、Ｔｉ層の一層の層厚が厚いために、ろう付け熱処理時において拡散に要する時間が長くなってしまい、その結果、基材とろう付け層との反応が進んでしまい、基材が侵食されるという問題があった。この問題を解決するろう付け用複合材として、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、基材３１の表面に、Ｎｉ層３３とＴｉ層３４とを交互に３０層以上に積層してなるろう付け層３２を形成したろう付け用複合材３０が挙げられる。しかし、この複合材３０に対して曲げ加工を行うと、最表面（図３（ｂ）中では最上面）に位置する延性の高い層（Ｎｉ層３３）の層厚が薄いため、その直下に位置する脆い層（Ｔｉ層３４）にクラックが入り、ろう付け層３２の表面層がぼろぼろに崩れたり、ろう付け層３２自体が基材３１から剥離するおそれがあった。
【００１１】
以上の事情を考慮して創案された本発明の一の目的は、ろう付け特性が良好で、かつ、ろう付け接合部の耐熱性、耐食性、耐酸化性、及び耐曲げ加工性が良好なろう付け用複合材を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の他の目的は、ろう付け接合部の信頼性が良好で、製造コストが安価なろう付け製品を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく本発明に係るろう付け用複合材は、基材表面にろう付け層を形成してなるろう付け用複合材において、上記基材表面に、表面側から、Ｃｕ又はＣｕ合金層とＴｉ又はＴｉ合金層とを交互に３０層以上に積層してなるろう付け部、Ｃｕ又はＣｕ合金層からなる外層側Ｃｕ部の構造を有するろう付け層を形成したものである。また、基材表面にろう付け層を形成してなるろう付け用複合材において、上記基材表面に、表面側から、Ｃｕ又はＣｕ合金層からなる内層側Ｃｕ部、Ｃｕ又はＣｕ合金層とＴｉ又はＴｉ合金層とを交互に３０層以上に積層してなるろう付け部、Ｃｕ又はＣｕ合金層からなる外層側Ｃｕ部の構造を有するろう付け層を形成したものである。
【００１４】
基材表面にろう付け層を形成してなるろう付け用複合材において、上記基材表面に、表面側から、Ｃｕ又はＣｕ合金層と、Ｔｉ又はＴｉ合金層と、Ｎｉ又はＮｉ合金層とを組み合わせたものを３０層以上に積層してなるろう付け部、Ｃｕ又はＣｕ合金層からなる外層側Ｃｕ部或いはＮｉ又はＮｉ合金層からなる外層側Ｎｉ部の構造を有するろう付け層を形成したものである。また、基材表面にろう付け層を形成してなるろう付け用複合材において、上記基材表面に、表面側から、Ｃｕ又はＣｕ合金層からなる内層側Ｃｕ部或いはＮｉ又はＮｉ合金層からなる内層側Ｎｉ部、Ｃｕ又はＣｕ合金層と、Ｔｉ又はＴｉ合金層と、Ｎｉ又はＮｉ合金層とを組み合わせたものを３０層以上に積層してなるろう付け部、Ｃｕ又はＣｕ合金層からなる外層側Ｃｕ部或いはＮｉ又はＮｉ合金層からなる外層側Ｎｉ部の構造を有するろう付け層を形成したものである。
【００１５】
具体的には、請求項５に示すように、上記ろう付け層の最外層を構成する外層側Ｃｕ部、又は外層側Ｃｕ部或いは外層側Ｎｉ部の厚みは、上記ろう付け層全体の厚みの５〜１０％が好ましい。
【００１６】
また、請求項６に示すように、上記ろう付け層の最内層を構成する内層側Ｃｕ部、又は内層側Ｃｕ部或いは内層側Ｎｉ部の厚みは、上記ろう付け層全体の厚みの５〜１０％が好ましい。
【００１７】
また、請求項７に示すように、上記ろう付け層全体に占めるＣｕ成分の割合は１０〜５０重量％が好ましい。
【００１８】
また、請求項８に示すように、上記ろう付け層の、Ｔｉ成分及びＮｉ成分の総量に対するＮｉ成分の割合は２０〜４０重量％が好ましい。
【００１９】
また、請求項９に示すように、上記基材を、ステンレス鋼で形成することが好ましい。
【００２０】
３０層以上の積層体であるろう付け部の少なくとも外層側にＣｕ部又はＮｉ部を設けて、ろう付け層を形成することで、ろう付け特性が良好で、かつ、ろう付け接合部の耐熱性、耐食性、耐酸化性、及び耐曲げ加工性が良好なろう付け用複合材が得られる。
【００２１】
一方、本発明に係るろう付け用複合材を用いたろう付け製品は、上述したろう付け用複合材を用いて接合してなるものである。
【００２２】
これによって、ろう付け接合部の信頼性が良好で、製造コストが安価なろう付け製品が得られる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適一実施の形態を添付図面に基いて説明する。
【００２４】
（第１の実施の形態）
本発明に係るろう付用複合材の第１実施形態の断面図を図１に示す。ここで、図１（ｂ）は、図１（ａ）の要部Ａの拡大図である。
【００２５】
図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、第１の実施形態のろう付用複合材１０は、ステンレス鋼板からなる基材１１の表面（図１中では上面のみ）に、表面側から、Ｃｕ又はＣｕ合金層１３とＴｉ又はＴｉ合金層１４とを交互に３０層以上に積層してなるろう付け部１８、外層側Ｃｕ部１９の構造を有するろう付け層１２を形成したものである。特に、基材１１とろう付け部１８との間に、内層側Ｃｕ部１７を形成することが好ましい。内層側Ｃｕ部１７及び外層側Ｃｕ部１９は、Ｃｕ又はＣｕ合金層１３で構成される。ここで言う基材１１の表面は、外部に露出する全ての面を示している。
【００２６】
ろう付け層１２の最外層を構成する外層側Ｃｕ部１９の厚みは、ろう付け層１２全体の厚みの５〜１０％、好ましくは６．５〜９．０％である。外層側Ｃｕ部１９の厚みをろう付け層１２全体の厚みの５〜１０％と限定したのは、５％未満だと、外層側Ｃｕ部１９の延性が低くなって、複合材１０に対して曲げ加工を施した際に、ろう付け層１２の表面にクラックが生じ易くなると共に、基材１１への侵食度合いが大きくなるためである。また、１０％を超えると、溶融に時間がかかり、湯流れ性が悪くなるためである。外層側Ｃｕ部１９の層数は、特に限定するものではなく、単層又は二層以上の複層であってもよい。
【００２７】
また、ろう付け層１２の最内層を構成する内層側Ｃｕ部１７の厚みは、外層側Ｃｕ部１９と同じく、ろう付け層１２全体の厚みの５〜１０％、好ましくは６．５〜９．０％である。内層側Ｃｕ部１７の厚みをろう付け層１２全体の厚みの５〜１０％と限定したのは、５％未満だと、基材１１とＴｉ又はＴｉ合金層１４との反応を抑制する反応緩衝材としての機能が不十分となるためであり、また、１０％を超えると、溶融に時間がかかり、湯流れ性が悪くなるためである。内層側Ｃｕ部１７の層数は、特に限定するものではなく、単層又は二層以上の複層であってもよい。
【００２８】
また、ろう付け層１２全体に占めるＣｕ成分の割合（Ｃｕ濃度）は、１０〜５０重量％、好ましくは１５〜４８重量％、より好ましくは２０〜４５重量％である。Ｃｕ濃度１０〜５０重量％と限定したのは、Ｃｕ濃度が１０重量％未満だと、溶融点を低下させる効果が弱すぎるためであり、また、Ｃｕ濃度が５０重量％を超えると、耐食性、耐酸化性が低下するためである。
【００２９】
また、基材１１の構成材は、Ｆｅを主成分とするＦｅ基合金が好ましく、特にステンレス鋼が好ましい。
【００３０】
図１に示した本実施形態のろう付用複合材１０においては、基材１１の片面（図１中では上面）のみにろう付け層１２を形成した場合について説明を行ったが、基材１１の両面（図１中では上・下面）にろう付け層１２，１２を形成するようにしてもよい。ろう付け用複合材１０はクラッド材であるが、その形成方法は特に限定するものではなく、クラッド材形成のための慣用の方法が全て適用可能であり、例えば、板材の積層・圧延を繰り返して形成する方法、又は全板材を積層した後にまとめて圧延する方法等が挙げられる。
【００３１】
次に、本実施の形態の複合材１０の作用について説明する。
【００３２】
本実施の形態の複合材１０においては、ろう付け部１８を、Ｃｕ又はＣｕ合金層１３とＴｉ又はＴｉ合金層１４とを交互に３０層以上に積層したものをクラッド・圧延して構成しているため、異種金属の接触面が２９面以上と多くなると共に、１層当たりの層厚も薄くなることから、ろう付け熱処理時における拡散反応が生じ易くなり、ろう付け時の湯流れ性が良好となる。
【００３３】
また、複合材１０においては、ろう付け層１２の最外層を、延性の高い材料、具体的にはＣｕだけで構成される外層側Ｃｕ部１９とし、かつ、その厚さをろう付け層１２全体の厚みの５〜１０％としているため、複合材１０に対して曲げ加工を施しても、ろう付け層１２の表面層がぼろぼろに崩れたり、ろう付け層１２自体が基材１１から剥離するおそれはなく、耐曲げ加工性が良好である。
【００３４】
また、複合材１０においては、ろう付け層１２の最内層（図１中では最下層）が、Ｔｉ又はＴｉ合金層１４ではなく、基材１１を構成するステンレス鋼と殆ど反応しない材料（反応緩衝材）、具体的にはＣｕだけで構成される内層側Ｃｕ部１７とし、かつ、その厚さをろう付け層１２全体の厚みの５〜１０％としているため、ろう付けの際に、ステンレス鋼からなる基材１１とＴｉとの反応を抑制することができ、その結果、ろう付け接合部の信頼性がより高まる。
【００３５】
また、複合材１０においては、ろう付け層１２全体に占めるＣｕ濃度を、１０〜５０重量％としているため、ろう付け特性が良好で、かつ、ろう付け接合部の耐熱性、耐食性、及び耐酸化性が良好となる。
【００３６】
また、複合材１０においては、ろう付け層１２をＣｕ又はＣｕ合金層１３とＴｉ又はＴｉ合金層１４とで構成しているため、ろう付けの際、Ｔｉろう材中にＣｕろう材のＣｕ元素が混入する（溶け込む）。これによって、耐熱性及び耐食性に優れるものの、その融点の高さからろう材として機能させることが困難であったＴｉ又はＴｉ合金を含むろう材の融点を下げることができ、このろう材を用いたろう付けを１２００℃近傍で行うことが可能となる。その結果、本実施の形態の複合材１０を、高温・高腐食性のガス又は液体に晒されるＥＧＲ用クーラの接合用ろう材として使用しても、優れた耐熱性、耐酸化性、及び耐食性を有し、かつ、優れたろう付け性を有するＣｕ−Ｔｉ系ろう付け部（接合部）を得ることができる。
【００３７】
また、複合材１０は、基材１１の表面にろう付け層１２を一体に設けているため、ろう付けの際、従来の各種Ｎｉろう材のように、各接合部に粉末Ｎｉろう材をそれぞれ塗布するという作業を必要とせず、ろう付け作業に多大な労力を要することはない（ろう付け作業性が良好となる）。その結果、ろう付け製品の歩留まり・生産性が良好となり、延いては製造コストの低減を図ることができる。
【００３８】
本実施の形態の複合材１０を用いたろう付け製品は、複合材１０のろう付け層１２と接合を行うろう付け部材（図示せず）を重ね合わせて加熱することで、または、接合を行う一組のろう付け部材の内、一方のろう付け部材を基材１１として複合材１０を形成し、この複合材１０と他方のろう付け部材を重ね合わせて加熱することで得られる。
【００３９】
以上、第１の実施の形態の複合材１０を用いてろう付けすることで、耐熱性、耐酸化性、耐食性、及び耐曲げ加工性に優れたろう付け接合部を得ることができ、高温・高腐食性のガス又は液体に晒されるＥＧＲ用クーラ等のろう付け接合部のろう付け用複合材として最適となる。
【００４０】
次に、本発明の他の実施の形態を添付図面に基いて説明する。
【００４１】
（第２の実施の形態）
本発明に係るろう付用複合材の第２実施形態の断面図を図２に示す。ここで、図２（ｂ）は、図２（ａ）の要部Ｂの拡大図である。尚、図１と同様の部材には同じ符号を付しており、これらの部材については新たな説明を省略する。
【００４２】
図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、第２の実施形態のろう付用複合材２０は、ステンレス鋼板からなる基材１１の表面（図２中では上面のみ）に、基材１１側から順に、表面側から、Ｃｕ又はＣｕ合金層１３と、Ｔｉ又はＴｉ合金層１４と、Ｎｉ又はＮｉ合金層２５とを組み合わせたものを３０層以上に積層してなるろう付け部２８、外層側Ｎｉ部（又は外層側Ｃｕ部）２９の構造を有するろう付け層２２を形成したものである。特に、基材１１とろう付け部２８との間に、内層側Ｎｉ部（又は内層側Ｃｕ部）２７を形成することが好ましい。内層側Ｎｉ部２７及び外層側Ｎｉ部２９（或いは内層側Ｃｕ部及び外層側Ｃｕ部）は、Ｎｉ又はＮｉ合金層２５（或いはＣｕ又はＣｕ合金層１３）で構成される。ここで言う基材１１の表面は、外部に露出する全ての面を示している。
【００４３】
ろう付け層２２の最外層を構成する外層側Ｎｉ部（又は外層側Ｃｕ部）２９の厚みは、前実施の形態で述べたのと同じ理由により、ろう付け層２２全体の厚みの５〜１０％、好ましくは６．５〜９．０％である。また、ろう付け層２２の最内層を構成する内層側Ｎｉ部（又は内層側Ｃｕ部）２７の厚みは、外層側Ｎｉ部（又は外層側Ｃｕ部）２９と同じく、ろう付け層２２全体の厚みの５〜１０％、好ましくは６．５〜９．０％である。さらに、外層側Ｎｉ部（又は外層側Ｃｕ部）２９および内層側Ｎｉ部（又は内層側Ｃｕ部）２７の層数は、特に限定するものではなく、単層又は二層以上の複層であってもよい。
【００４４】
また、ろう付け層２２全体に占めるＣｕ濃度は、前実施の形態で述べたのと同じ理由により、１０〜５０重量％、好ましくは１５〜４８重量％、より好ましくは２０〜４５重量％である。
【００４５】
また、ろう付け層２２の、Ｔｉ成分及びＮｉ成分の総量に対するＮｉ成分の割合（Ｎｉ濃度）は２０〜４０重量％、好ましくは２２〜３８重量％、より好ましくは２２〜３５重量％である。ここで、Ｎｉ濃度を２０〜４０重量％と限定したのは、Ｎｉ濃度が２０重量％未満だと、Ｔｉ−Ｎｉ系合金の融点を低下させる効果が弱く、かつ、靭性が著しく低下してしまうためである。また、Ｎｉ濃度が４０重量％を超えると、逆にＴｉ−Ｎｉ系合金の融点が著しく上昇してしまい、ろう材の濡れ性及び湯流れ性が著しく低下するためである。
【００４６】
また、Ｎｉ又はＮｉ合金層２５を、Ｐ、Ｂ、又はＳｉから選択される少なくとも一種を含有するＮｉ合金で構成してもよい。Ｎｉ合金にこれらの元素を含有させると共に、これらの元素の含有量を調整することで、ろう材の融点、濡れ性、靭性、及び接合強度を調整することができる。特に、Ｎｉ合金に、Ｐを０．０２〜１０重量％含有させることで、ろう材の湯流れ性、濡れ性、及び耐食性を著しく改善することができる。Ｐの含有量を０．０２〜１０重量％と限定したのは、０．０２重量％未満だと、湯流れ性の向上が期待できないという不都合が生じるためであり、逆に１０重量％を超えると、ろう付け層が脆化し振動疲労特性及び接合強度が著しく低下するという不都合が生じるためであり、好ましい含有量は０．５〜８重量％である。これらのＮｉ合金を用いてＮｉ又はＮｉ合金層２５を構成し、複合材２０を形成することで、複合材２０をろう付け接合部の形状が複雑なろう付け部材のろう付けに適用した場合、接合部においては、良好な接合面及び十分な接合強度を得ることができ、延いてはろう付け製品の接合部の信頼性が高まる。
【００４７】
本実施の形態においては、基材１１側から、層１３、層１４、層２５の順に連続させて組み合わせて形成したろう付け部２８の場合について説明を行ったが、ろう付け部２８を構成する各層１３，１４，２５の組み合わせ順序は特に限定するものではなく、考えられる全ての組み合わせが可能である。ここで、ＣｕとＮｉとが隣り合う界面においては、拡散によって合金化した拡散合金層の融点が高くなるため、層１３と層２５とが３層以上に連続する組み合わせはあまり好ましくなく、Ｃｕ／Ｔｉ／Ｎｉ，Ｔｉ／Ｎｉ／Ｃｕ，Ｎｉ／Ｃｕ／ＴｉおよびＮｉ／Ｔｉ／Ｃｕ，Ｔｉ／Ｃｕ／Ｎｉ，Ｃｕ／Ｎｉ／Ｔｉの順序の組み合わせがより好ましい。また、Ｃｕ／Ｔｉ／Ｎｉの順序で三層に組み合わせたものを第１ユニット、Ｎｉ／Ｔｉ／Ｃｕの順序で三層に組み合わせたものを第２ユニットとし、第１ユニット、第２ユニット、第１ユニット、…の順序で組み合わせてろう付け部２８を形成することで、ＣｕとＮｉとが隣り合う界面が全く形成されなくなるため、更に好ましい。
【００４８】
また、ろう付け部２８の最上層の構成材と、外層側Ｎｉ部（又は外層側Ｃｕ部）２９との組み合わせが、Ｃｕ／Ｎｉとなる場合、ＣｕとＮｉとの間にＴｉ又はＴｉ合金層を介設してもよい。
【００４９】
また、図２に示した本実施の形態のろう付用複合材２０は、基材１１の片面（図２中では上面）のみにろう付け層２２を形成した場合について説明を行ったが、基材１１の両面（図２中では上・下面）にろう付け層２２，２２を形成するようにしてもよい。
【００５０】
次に、本実施の形態の複合材２０の作用について説明する。
【００５１】
本実施の形態の複合材２０においても、前実施の形態の複合材１０と同様の作用効果が得られる。
【００５２】
本実施の形態の複合材２０においては、ろう付け部２８を、Ｃｕ又はＣｕ合金層１３と、Ｔｉ又はＴｉ合金層１４と、Ｎｉ又はＮｉ合金層２５とを組み合わせたものを３０層以上に積層したものをクラッド・圧延して構成しているため、異種金属の接触面が２９面以上と多くなると共に、１層当たりの層厚も薄くなることから、ろう付け熱処理時における拡散反応が生じ易くなり、ろう付け時の湯流れ性が良好となる。
【００５３】
また、複合材２０においては、ろう付け層２２の最外層を、延性の高い材料、具体的にはＮｉ（又はＣｕ）だけで構成される外層側Ｎｉ部（又は外層側Ｃｕ部）２９とし、かつ、その厚さをろう付け層２２全体の厚みの５〜１０％としているため、複合材２０に対して曲げ加工を施しても、ろう付け層２２の表面層がぼろぼろに崩れたり、ろう付け層２２自体が基材１１から剥離するおそれはなく、耐曲げ加工性が良好である。
【００５４】
また、複合材２０においては、ろう付け層２２の最内層（図２中では最下層）が、Ｔｉ又はＴｉ合金層１４ではなく、基材１１を構成するステンレス鋼と殆ど反応しない材料（反応緩衝材）、具体的にはＮｉ（又はＣｕ）だけで構成される内層側Ｎｉ部（又は内層側Ｃｕ部）２７とし、かつ、その厚さをろう付け層２２全体の厚みの５〜１０％としているため、ろう付けの際に、ステンレス鋼からなる基材１１とＴｉとの反応を抑制することができ、その結果、ろう付け接合部の信頼性がより高まる。
【００５５】
また、複合材２０においては、ろう付け部２８を、Ｃｕ又はＣｕ合金層１３、Ｔｉ又はＴｉ合金層１４、及びＮｉ又はＮｉ合金層２５で構成している。ろう付け層２２に熱処理を施すことでＣｕ、Ｔｉ、及びＮｉは溶融し合うが、ＮｉとＴｉの組成によっては脆い金属間化合物が多く生成してしまい、靭性が低下するおそれがある。その結果、接合部の接合強度の低下、すなわちろう付け製品の接合部の信頼性が低下してしまう。ところが、本実施の形態の複合材２０においては、金属間化合物が生成しないように、ろう付け層２２全体に占めるＣｕ濃度を１０〜５０重量％に、Ｔｉ成分及びＮｉ成分の総量に対するＮｉ濃度を２０〜４０重量％に限定しているため、金属間化合物が生成するおそれはない。
【００５６】
また、複合材２０においては、ろう付けの際、Ｔｉろう材中にＣｕろう材のＣｕ元素及びＮｉろう材のＮｉ元素が混入する（溶け込む）ため、耐熱性及び耐食性に優れるものの、その融点の高さからろう材として機能させることが困難であったＴｉ又はＴｉ合金を含むろう材の融点を下げることができ、このろう材を用いたろう付けを１２００℃近傍で行うことが可能となる。その結果、本実施の形態の複合材２０を、高温・高腐食性のガス又は液体に晒されるＥＧＲ用クーラの接合用ろう材として使用しても、優れた耐熱性、耐酸化性、及び耐食性を有し、かつ、優れたろう付け性を有するＣｕ−Ｎｉ−Ｔｉ系ろう付け部（接合部）を得ることができる。
【００５７】
本発明に係る複合材１０，２０は、ＥＧＲ用クーラなどの高温・高腐食性のガス又は液体に晒される熱交換器のみに、その用途を限定するものではなく、その他にも、例えば、燃料電池の改質器用クーラや、燃料電池部材などの各種用途にも適用可能である。また、複合材１０，２０を、ＥＧＲ用クーラや、燃料電池の改質器用クーラ等の熱交換器、燃料電池部材などの他に、オイルクーラ、ラジエータ、二次電池部材などにも適用することができる。
【００５８】
以上、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、他にも種々のものが想定されることは言うまでもない。
【００５９】
【実施例】
（実施例１）
厚さ２．０ｍｍの純Ｔｉ条材および厚さ１．０ｍｍの純Ｃｕ条材を、重ね合わせ順序がＴｉ／Ｃｕ／Ｔｉ／Ｃｕ…となるように交互に４００層ずつ重ね合わせた後、一方の最外層であるＴｉ層の表面に純Ｃｕ条材を１層重ね合わせ、計８０１層のろう付け部を形成する。このろう付け部の両面に、純Ｃｕ条材を１００層重ね合わせて内層側Ｃｕ部及び外層側Ｃｕ部を形成し、計１００１層のろう付け層を形成する。このろう付け層を熱間圧延によりクラッドし、板厚が１．４ｍｍのクラッド板を作製した。このクラッド板に対して引き続き冷間圧延を行い、板厚が１．０ｍｍのクラッド板を作製した。
【００６０】
このクラッド板を、厚さ２．５ｍｍのＳＵＳ３０４（ＪＩＳ規格）条材の上に配置し、熱間圧延によりクラッドし、引き続き冷間圧延を行い、板厚が０．５ｍｍのろう付け用複合材を作製した。
【００６１】
（実施例２）
厚さ２．０ｍｍの純Ｔｉ条材および厚さ１．０ｍｍの純Ｃｕ条材を、重ね合わせ順序がＴｉ／Ｃｕ／Ｔｉ／Ｃｕ…となるように交互に３８０層ずつ重ね合わせた後、一方の最外層であるＴｉ層の表面に純Ｃｕ条材を１層重ね合わせ、計７６１層のろう付け部を形成する。このろう付け部の両面に、純Ｃｕ条材を１２０層重ね合わせて内層側Ｃｕ部及び外層側Ｃｕ部を形成し、計１００１層のろう付け層を形成する。その後は、実施例１と同様にして、ろう付け用複合材を作製した。
【００６２】
（実施例３）
厚さ０．５ｍｍの純Ｃｕ条材、厚さ２．０ｍｍの純Ｔｉ条材、及び厚さ０．５ｍｍの純Ｎｉ条材を、重ね合わせ順序がＣｕ／Ｔｉ／Ｎｉ／Ｃｕ／Ｔｉ…となるように２４０層ずつ重ね合わせ、計７２０層のろう付け部を形成する。このろう付け部の両面に、純Ｎｉ条材を１４０層重ね合わせて内層側Ｎｉ部及び外層側Ｎｉ部を形成し、計１０００層のろう付け層を形成する。その後は、実施例１と同様にして、ろう付け用複合材を作製した。ここで、クラッド板をＳＵＳ３０４条材の上に配置する際、ろう付け部の一方の最外層であるＣｕ層がＳＵＳ３０４条材側に、また、他方の最外層であるＮｉ層が大気側に位置するように配置する。
【００６３】
（比較例１）
厚さ２．０ｍｍの純Ｔｉ条材および厚さ１．０ｍｍの純Ｃｕ条材を、重ね合わせ順序がＴｉ／Ｃｕ／Ｔｉ／Ｃｕ…となるように交互に４６０層ずつ重ね合わせた後、一方の最外層であるＴｉ層の表面に純Ｃｕ条材を１層重ね合わせ、計９２１層のろう付け部を形成する。このろう付け部の両面に、純Ｃｕ条材を４０層重ね合わせて内層側Ｃｕ部及び外層側Ｃｕ部を形成し、計１００１層のろう付け層を形成する。その後は、実施例１と同様にして、ろう付け用複合材を作製した。
【００６４】
（比較例２）
厚さ２．０ｍｍの純Ｔｉ条材および厚さ１．０ｍｍの純Ｃｕ条材を、重ね合わせ順序がＴｉ／Ｃｕ／Ｔｉ／Ｃｕ…となるように交互に２８０層ずつ重ね合わせた後、一方の最外層であるＴｉ層の表面に純Ｃｕ条材を１層重ね合わせ、計５６１層のろう付け部を形成する。このろう付け部の両面に、純Ｃｕ条材を２２０層重ね合わせて内層側Ｃｕ部及び外層側Ｃｕ部を形成し、計１００１層のろう付け層を形成する。その後は、実施例１と同様にして、ろう付け用複合材を作製した。
【００６５】
（比較例３）
厚さ１．０ｍｍの純Ｃｕ条材、厚さ２．０ｍｍの純Ｔｉ条材、及び厚さ０．７ｍｍの純Ｎｉ条材を、重ね合わせ順序がＣｕ／Ｔｉ／Ｎｉ／Ｃｕ／Ｔｉ…となるように３００層ずつ重ね合わせ、計９００層のろう付け部を形成する。このろう付け部の両面に、純Ｎｉ条材を５０層重ね合わせて内層側Ｎｉ部及び外層側Ｎｉ部を形成し、計１０００層のろう付け層を形成する。その後は、実施例３と同様にして、ろう付け用複合材を作製した。
【００６６】
（従来例１）
厚さ２．０ｍｍの純Ｔｉ条材および厚さ１．０ｍｍの純Ｃｕ条材を、Ｃｕ／Ｔｉ／Ｃｕの順序で重ね合わせ、３層のろう付け層を形成する。このろう付け層を熱間圧延によりクラッドし、板厚が１．４ｍｍのクラッド板を作製した。このクラッド板に対して引き続き冷間圧延を行い、板厚が１．０ｍｍのクラッド板を作製した。その後は、実施例１と同様にして、ろう付け用複合材を作製した。
【００６７】
（従来例２）
厚さ１．０ｍｍの純Ｃｕ条材、厚さ２．０ｍｍの純Ｔｉ条材、及び厚さ０．７ｍｍの純Ｎｉ条材を、Ｃｕ／Ｔｉ／Ｎｉの順序で重ね合わせ、３層のろう付け層を形成する。このろう付け層を熱間圧延によりクラッドし、板厚が１．４ｍｍのクラッド板を作製した。このクラッド板に対して引き続き冷間圧延を行い、板厚が１．０ｍｍのクラッド板を作製した。その後は、実施例１と同様にして、ろう付け用複合材を作製した。ここで、クラッド板をＳＵＳ３０４条材の上に配置する際、ろう付け層のＣｕ層がＳＵＳ３０４条材側に、また、Ｎｉ層が大気側に位置するように配置する。
【００６８】
実施例１〜３、比較例１〜３、及び従来例１，２の各複合材の諸元｛ろう付け部の積層順序、ろう付け層全体の厚さ（ｍｍ）、外層側Ｃｕ部（又は外層側Ｎｉ部）の厚さ（ｍｍ）及びその割合（％）｝を表１に示す。
【００６９】
【表１】
2004291074.tif 000003
【００７０】
次に、各複合材とＳＵＳ３０４からなるステンレス鋼条（ろう付け部材）とを重ね合わせ、真空中、１１５０℃×１０ｍｉｎの熱処理を行った。各複合材のろう付け性能（濡れ性及び湯流れ性）、耐曲げ加工性の評価を行った。これらの評価結果を表２に示す。
【００７１】
ここで、濡れ性及び湯流れ性の評価は、各複合材のろう付け層の表面にＳＵＳ３０４からなるステンレス鋼パイプを乗せ、１１５０℃に加熱してろう付けを行った後の、ろう付け部のフィレット形成状態（形状及び量）によって評価を行った。
【００７２】
耐曲げ加工性の評価は、複合材を１８０°曲げ試験（曲げ半径：２ｍｍ）を行った際の、ろう付け接合部の表面状態（クラックの大きさ）によって評価を行った。
【００７３】
【表２】
2004291074.tif 000004
【００７４】
表２に示すように、本発明に係るろう付け用複合材である実施例１〜３の複合材は、ろう付け部の層数がそれぞれ８０１層、７６１層、７２０層であり、異種金属の接触面が多く、かつ、１層当たりの層厚も薄いことから、ろう付け熱処理時における拡散反応が生じ易い。よって、フィレットの形成状態がいずれも良好となり、ろう付け性能は良好であった。また、ろう付け接合部の表面において、実施例１で微小なクラックが観察された以外はクラックは全く観察されなかった。
【００７５】
これに対して、比較例１（又は比較例３）の複合材は、フィレットの形成状態は良好であるものの、外層側Ｃｕ部（又は外層側Ｎｉ部）の割合が、限定範囲（５〜１０％）よりも小さい２．７％（又は３．０％）であるため、外層側Ｃｕ部（又は外層側Ｎｉ部）の延性が低く、ろう付け接合部の表面に大きなクラックが観察された。一方、比較例２の複合材は、ろう付け接合部の表面でクラックは観察されなかったものの、外層側Ｃｕ部の割合が、限定範囲（５〜１０％）よりも大きい１７．１％であるため、フィレットの形成状態が不良であり、ろう付け性能が悪かった。
【００７６】
従来例１，２の複合材は、ろう付け層の層数が３層であり、異種金属の接触面が２面しかなく、かつ、１層当たりの層厚も厚いため、ろう付け熱処理時における拡散反応が生じ難い。よって、フィレットの形成状態がいずれも不良であり、ろう付け性能は悪かった。また、ろう付け層は、外層側Ｃｕ部（又は外層側Ｎｉ部）を有していないことから、基材の加工性が著しく悪く、ろう付け接合部の表面に大きなクラックが入っているのが観察され、基材の健全性が完全に損なわれていた。
【００７７】
以上より、本発明に係るろう付け用複合材である実施例１〜３の複合材は、ろう付け特性、及びろう付け接合部の耐曲げ加工性がいずれも良好であることから、ろう付け性能及びろう付け接合部の信頼性に優れたろう付け用複合材であることがわかる。
【００７８】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、次のような優れた効果を発揮する。
（１）  ３０層以上の積層体であるろう付け部の少なくとも外層側にＣｕ部又はＮｉ部を設けて、ろう付け層を形成することで、ろう付け特性が良好で、かつ、ろう付け接合部の耐熱性、耐食性、耐酸化性、及び耐曲げ加工性が良好なろう付け用複合材が得られる。
（２）  （１）のろう付け用複合材を用いてろう付けすることで、接合部の信頼性が良好で、製造コストが安価なろう付け製品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るろう付用複合材の第１実施形態の断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の要部Ａの拡大図である。
【図２】本発明に係るろう付用複合材の第２実施形態の断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の要部Ｂの拡大図である。
【図３】従来のろう付用複合材の断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の要部Ｃの拡大図である。
【符号の説明】
１０，２０  ろう付け用複合材
１１  基材
１３  Ｃｕ又はＣｕ合金層
１４  Ｔｉ又はＴｉ合金層
１７，２７  内層側Ｃｕ部
１８，２８  ろう付け部
１９，２９  外層側Ｃｕ部
２５  Ｎｉ又はＮｉ合金層
【図１】
2004291074.tif 000005
【図２】
2004291074.tif 000006
【図３】
2004291074.tif 000007