(57)【要約】  【課題】加工性に優れたＡｌ−Ｃｕ異材接合部材を確保し、これを圧延加工により減肉することによって、優れた寸法特性の薄型Ａｌ−Ｃｕ接合構造物を提供する。  【解決手段】（１）Ａｌ部材とＣｕ部材との接合面にＡｇをインサート材として用いたろう付け接合部材を圧延加工したことを特徴とする薄型Ａｌ−Ｃｕ接合構造物である。  上記薄型Ａｌ−Ｃｕ接合構造物は、厚さが０．１ｍｍ以上であり、熱間圧延によって前記ろう付け接合部材を減肉圧下するのが望ましい。（２）Ａｌ部材とＣｕ部材との接合面にＡｇをインサート材として用いたろう付け接合部材を出発素材として、圧延加工を施すことを特徴とする薄型Ａｌ−Ｃｕ接合構造物の製造方法である。上記薄型Ａｌ−Ｃｕ接合構造物の製造方法では、熱間圧延を３５０℃〜５００℃で行ったり、熱間圧延を繰り返す場合に各圧延での圧下率を２０％±１０％にしたり、さらに熱間圧延の仕上後に焼鈍を施すのが望ましい。  【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｌ部材とＣｕ部材との接合面にＡｇをインサート材として用いたろう付け接合部材を圧延加工したことを特徴とする薄型Ａｌ−Ｃｕ接合構造物。
【請求項２】
熱間圧延によって前記ろう付け接合部材を加工したことを特徴とする請求項１に記載の薄型Ａｌ−Ｃｕ接合構造物。
【請求項３】
前記構造物の厚さが０．１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の薄型Ａｌ−Ｃｕ接合構造物。
【請求項４】
Ａｌ部材とＣｕ部材との接合面にＡｇをインサート材として用いたろう付け接合部材を出発素材として、圧延加工を施すことを特徴とする薄型Ａｌ−Ｃｕ接合構造物の製造方法。
【請求項５】
前記加工を熱間圧延で行うことを特徴とする薄型Ａｌ−Ｃｕ接合構造物の製造方法。
【請求項６】
前記熱間圧延を３５０℃〜５００℃で行うことを特徴とする請求項５に記載の薄型Ａｌ−Ｃｕ接合構造物の製造方法。
【請求項７】
前記熱間圧延を繰り返す場合に各圧延での圧下率が２０％±１０％であることを特徴とする請求項５または６に記載の薄型Ａｌ−Ｃｕ接合構造物の製造方法。
【請求項８】
前記熱間圧延の仕上後に焼鈍を施すことを特徴とする請求項４〜７のいずれかに記載の薄型Ａｌ−Ｃｕ接合構造物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウムまたはアルミニウム合金（以下、これらを総称して「Ａｌ（アルミニウム）」という）部材と、銅または銅合金（以下、これらを総称して「Ｃｕ（銅）」という）部材との薄型接合構造物およびその製造方法に関する。
【０００２】
更に詳しくは、Ａｌ部材とＣｕ部材との接合面に銀または銀合金（以下、これらを総称して「Ａｇ」という）をインサート材として用いたろう付け接合部材を圧延加工を施し、望ましくは熱間圧延を施すことにより、優れた寸法特性を発揮することができる薄型Ａｌ−Ｃｕ接合構造物およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
電子機器や通信機器として、さらに自動車や航空機などの輸送機器として使用される熱交換器、放熱器、ヒートパイプおよびヒートシンク等には、優れた伝熱性能はもとより、軽量化が求められる。そのため、熱交換用、または熱伝達用材料として、伝熱性や熱拡散性が優れているものの軽量化の点で難のあるＣｕ（銅）に代わって、軽量でありかつＣｕに次ぐ伝熱性を有するＡｌ（アルミニウム）が広く採用されている。
【０００４】
特に、電子機器に用いられるＡｌ製熱交換器では、伝熱性能を向上させるべく冷却面積の拡大や材料肉厚の増加等の改良が加えられているが、近年、電子機器産業界における製品の小型化、薄肉化、軽量化、および高性能化が顕著となり、これらの改善の延長線上では、伝熱性能の向上にも限界がある。
【０００５】
このような技術背景を踏まえて、Ｃｕの優れた伝熱性および耐食性とＡｌの軽量性とを加味し、重量増加をＣｕ以下に抑えつつ、Ａｌを超えた伝熱性能を有するように、Ａｌ−Ｃｕ接合部を有する構造物の開発が望まれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来から、ＡｌとＣｕの異材接合に関して、拡散接合、摩擦圧接および爆着等の固相接合法の適用が検討されており、一部では実用化に至っている接合方法もある。しかし、これらの接合方法では、大面積や複雑形状の接合が困難であり、接合体の形状、寸法に制限があるとともに、、電子機器に代表される精密部品への適用は困難である。
【０００７】
一方、ろう付は、金属の接合法として従来から汎用されている技術であり、簡易であるとともに、被接合材の自由度が大きいことから、精密部品への適用も容易である。ところが、Ａｌ−Ｃｕのろう付接合において、Ｃｕは高温での反応性が高いため、高温でＡｌと接合すると酸化物やＡｌ−Ｃｕの金属間化合物を形成し易く、これらが接合を阻害して十分な接合強度が得られない。
【０００８】
このような問題を画期的に解決するものとして、本発明者らは、先に「Ａｌ部材とＣｕ部材との接合に際して、前記Ｃｕ部材の接合面にインサート層としてＡｇ層を形成し、このＡｇ層と前記Ａｌ部材の接合面とろう付することを特徴とするＡｌ部材とＣｕ部材の接合方法および接合構造物」に関する発明を提案している（特願２００２−３２１１８２、参照）。
【０００９】
しかしながら、前述の通り、電子機器産業界における製品の小型化、薄肉化、軽量化、および高性能化が顕著になると、これに対応して、精密部品への適用も可能にするために、各種の熱交換機器や熱伝達機器に優れた寸法特性が要請されるようになる。
【００１０】
ここで、熱交換機器や熱伝達機器に要求される寸法特性として、機器の寸法精度のみならず、機器が採用する寸法の多様化に伴う寸法適用性を挙げることができる。したがって、先に提案したＡｌ−Ｃｕ接合構造物においても、同様に、優れた寸法特性を具備することが必要になる。
【００１１】
本発明は、上述した熱交換機器や熱伝達機器に要求される寸法特性に鑑みてなされたものであり、加工性に優れたＡｌ−Ｃｕ異材接合部を有する部材を確保し、これを圧延による減肉加工を施すことによって、優れた寸法精度を有するとともに、寸法の多様化に伴う寸法適用性に対応することができ、しかも、Ａｌの軽量性とＣｕの伝熱性、熱拡散性、耐食性とを併せ持つことができる、薄型Ａｌ−Ｃｕ接合構造物およびその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上述の課題を解決するため、各種のＡｌ−Ｃｕ接合部材の接合強度、変形挙動および加工性について詳細な検討を行った。
【００１３】
図１は、Ａｌ−Ｓｉ系ろう材を用いてＡｌ−Ｃｕを直接ろう付した異材接合における、接合部の代表的な組織を模式的に示した図である。このときの接合条件は、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ−Ｂｉ系のろう材を用いて、ろう付け温度を５３０℃（８０３Ｋ）、ろう付け時間を６０ｓｅｃとしている。
【００１４】
同図に示すように、Ａｌ−Ｃｕの接合部には、層状に生成したδ相および不定形なθ相の２種類の金属間化合物の形成が認められるが、これらはいずれもＡｌ−Ｃｕの金属間化合物である。
【００１５】
また、ろう付接合部のせん断破壊試験の結果によれば、接合部の変形破壊は脆性的な挙動を示し、母材の変形を殆ど伴わないものである。具体的には、変形破壊は接合部で生じており、接合部の引張強さは１２．５Ｍｐａ程度に留まり、母材Ａｌ（工業用純Ａｌ）の引張強さの６５Ｍｐａに比べ、著しく低い値となっている。
【００１６】
図２は、Ａｌ−Ｓｉ系ろう材を用いてＡｌ−Ｃｕの接合面にインサート材としてＡｇを挿入して異材接合した、接合部の代表的な組織を模式的に示した図である。このときの接合条件は、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ−Ｂｉ系の合金ろう材を用いて、ろう付け温度を５５０℃（８２３Ｋ）、ろう付け時間を６００ｓｅｃとしている。
【００１７】
Ａｇ−Ｃｕの２元系平衡状態図によれば、この組み合わせは典型的な共晶反応系であり、すべての組成域で金属間化合物の生成は認められず、また共晶点温度は７７９℃と高温である。このため、Ｃｕ−Ａｇの接合部は、ろう付により組織的な変化は観察されず、ＡｌやＣｕの反応やそれによる脆弱な金属間化合物の形成は認められない。
【００１８】
一方、Ａｇ−Ａｌの接合部における反応領域では複雑な形態をとっており、図２の模式図に示すように、４つの領域に分類される。ろう材とＡｇの反応界面には不定形相の第１相が生成しており、この第１相中に塊状の生成相からなる第２相が認められる。第１相からろう材側には板状の生成物が第４相中に網目状に生成して、第３相を構成している。
【００１９】
Ｘ線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）による元素分析によれば、第１相および第３相はＡｌとＡｇの金属間化合物であるＡｇ2Ａｌである。また、第２相はろう材に含有されているＳｉであり、第４相はろう材中のＡｌである。
【００２０】
ろう付接合部のせん断破壊試験を行うと、変形挙動は母材Ａｌ領域での延性的な破壊を示しており、接合部の引張強さも母材Ａｌと同等であって、Ａｌ−Ｃｕを直接ろう付した接合に比べ、強度が飛躍的に向上している。
【００２１】
このように、Ａｌ−Ｃｕの接合面にインサート材としてＡｇを挿入して、ろう付け接合することによって、ろう付接合部の強度および変形挙動は母材Ａｌと同等であって、しかも、延性的な破壊を発生するのは、主に母材Ａｌ領域になる。
【００２２】
一方、電子機器の小型化、薄肉化、軽量化、および高性能化に伴って、優れた寸法特性を発揮するには、冷間または熱間での圧延加工を施して、圧延素材の減肉加工を行うのが有効である。すなわち、冷間または熱間での圧延加工を施すことによって、所定の寸法精度を確保することができる。さらに、必要とする最終の目標寸法に応じて、適宜、加工率を設定することによって、所定の機器寸法を採用することができるので、要求される寸法適用性に対応することができる。
【００２３】
前述のＡｌ−Ｃｕ接合部材の変形挙動は母材Ａｌと同等であって、延性的な破壊は主に母材Ａｌ領域で発生する。したがって、従来から行われているＡｌ材の圧延加工を、このＡｌ−Ｃｕ接合部材に適用することができ、これにより、寸法特性に優れたＡｌ−Ｃｕ接合構造材を製造することができる。
【００２４】
Ａｌ−Ｃｕ接合部材の圧延においては、加工硬化等による変形能の低下、および接合部における金属間化合物の成長を抑制することが重要になる。冷間圧延によって減肉加工を行う場合には、金属間化合物の成長は抑制されるが、加工硬化により部材の変形能が低下し、十分な減肉を行うことが困難である。このため、１回の冷間圧延毎に熱処理を行い、加工硬化等による変形能の低下を回復させる必要がある。
【００２５】
これに対し、金属間化合物の成長を抑制でき、かつ変形能を低下させないような温度範囲で熱間加工を実施することができれば、加工毎に改めて熱処理を行う必要がない。このような観点から、Ａｌ−Ｃｕ接合部材の圧延においては、熱間圧延によって減肉加工するのが望ましい。
【００２６】
本発明は、上記の知見に基づいて完成されたものであり、下記（１）の薄型Ａｌ−Ｃｕ接合構造物、および（２）の薄型Ａｌ−Ｃｕ接合構造物の製造方法を要旨としている。
（１）Ａｌ部材とＣｕ部材との接合面にＡｇをインサート材として用いたろう付け接合部材を圧延加工したことを特徴とする薄型Ａｌ−Ｃｕ接合構造物である。
【００２７】
上記薄型Ａｌ−Ｃｕ接合構造物は、厚さが０．１ｍｍ以上であり、熱間圧延によって前記ろう付け接合部材を減肉圧下するのが望ましい。
（２）Ａｌ部材とＣｕ部材との接合面にＡｇをインサート材として用いたろう付け接合部材を出発素材として、圧延加工を施すことを特徴とする薄型Ａｌ−Ｃｕ接合構造物の製造方法である。
【００２８】
上記薄型Ａｌ−Ｃｕ接合構造物の製造方法では、熱間圧延を３５０℃〜５００℃で行ったり、熱間圧延を繰り返す場合に各圧延での圧下率を２０％±１０％にしたり、さらに熱間圧延の仕上後に焼鈍を施すのが望ましい。
【００２９】
本発明で採用する「ろう付け」は、特にその条件を限定するものでなく、Ａｌ−Ａｇ接合に通常用いられる方法であればよい。ろう付け接合部に安定してＡｌ−Ａｇの金属間化合物であるＡｇ2Ａｌを形成させるには、Ａｌ−Ｓｉ系ろう材を用いるのが望ましく、前記ろう材のうちでＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ−Ｂｉ系の合金ろうを使用するのが更に望ましい。
【００３０】
本発明で採用する「圧延加工」は、従来からＡｌの圧延法として慣用されている冷間または熱間圧延の方法、条件を適用するものであり、特に圧延設備、圧延条件等を限定するものではない。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の製造方法によれば、加工性に優れたＡｌ−Ｃｕ異材接合部を有する部材を確保し、これを圧延加工により減肉することによって、優れた寸法精度を有するとともに、寸法の多様化に伴う寸法適用性に対応できる薄型Ａｌ−Ｃｕ接合構造物を製造できる。この薄型Ａｌ−Ｃｕ接合構造物は、Ａｌの軽量性とＣｕの伝熱性、熱拡散性、耐食性とを併せ持つものであり、電子機器の小型化、薄肉化、軽量化、および高性能化の要請に対応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明は、Ａｌ−Ｃｕ接合部材を圧延加工した薄型Ａｌ−Ｃｕ接合構造物およびその製造方法に関するものであり、その内容をＡｌ−Ｃｕ接合部材の加工性およびその圧延加工に項分けして説明する。
１．Ａｌ−Ｃｕ接合部材の加工性
前記図２に示すように、Ａｌ−Ｓｉ系ろう材を用いてろう付けする際に、Ａｌ−Ｃｕの接合面にインサート材としてＡｇを挿入して異材接合を行うと、ろう付部に初期のＡｇが残存し、Ａｌ−Ｃｕ接合部材の加工性に好適な作用を及ぼすことになる。その作用は、次の通りである。
【００３３】
第一には、ろう付されたＡｌ−Ｃｕ接合部にＡｇ層を残存させることにより、Ａｌ−Ｃｕの直接反応を阻害することである。これにより、Ａｌ−Ｃｕによる有害な金属間化合物であるδ相やθ相の生成を抑制できる。
【００３４】
第二としては、ろう付けの反応初期にＡｇ層を残存させることによって、Ａｇ−Ａｌの金属間化合物であるＡｇ2Ａｌが網目状に形成するのを促進し、この形成促進を維持することができる。
【００３５】
一般に、金属間化合物は脆性的であり、Ａｇ2Ａｌもその硬さからみて、Ａｌ−Ｃｕの金属間化合物であるδ相やθ相と同様に、低強度を示すことが予測される。しかし、Ａｇ2Ａｌは周辺のＡｌ中に網目状に分散する形態で形成されているため、例え、その一部が破壊したとしても、直ちに全体の破壊に至らず、周辺のＡｌの延性的な変形挙動に基づいて、延性的な変形を示す。このため、接合部の強度は、母材Ａｌと同等の強度を示すことができる。
【００３６】
さらに、Ａｇ−Ａｌの金属間化合物であるＡｇ2Ａｌは、接合部の応力分布状態にも影響を及ぼすことになる。本発明者らの解析によれば、前記図１に示すＡｌ−Ｃｕの直接接合部では、引張負荷により、θ相の内部に最大主応力の最も大きな応力集中部が生じる。
【００３７】
一方、前記図２に示すＡｇインサート材を用いた接合部では、網目状Ａｇ2Ａｌの交差部に最大主応力の応力集中部が生じる。このため、周辺のＡｌには、特に顕著な応力集中部もなく、ほぼ均一な分布状態となる。
【００３８】
このため、両者の変形挙動を比較すると、前記図１に示すＡｌ−Ｃｕの直接接合部では、引張負荷によりθ相内部に発生した最大主応力の応力集中部を起点に破壊が発生し、これが瞬時に伝播し破壊に至る。
【００３９】
これに対し、前記図２に示す接合部、すなわち、Ａｌ−Ｃｕの接合面にインサート材としてＡｇを挿入した接合部では、同様に、引張負荷により第３相中の網目状に形成されたＡｇ2Ａｌに応力集中部が生じるが、ここで局部的に破壊が発生しても、瞬時に破断に至るような挙動は示さず、引張負荷は周辺のＡｌに負担され、延性的な変形挙動をとることになる。
【００４０】
図３は、ろう付温度をパラメータとした場合のＡｌ−Ｃｕ接合部材の引張強さとろう付時間の関係を示す図である。ろう付け温度は８１３Ｋ〜８３０Ｋ（５４０℃〜５５７℃）の範囲で変化させている。
【００４１】
ろう付温度８１３Ｋ（５４０℃）では、接合部は十分な液相が発生せず、ろう付けができなかったため、全てのろう付時間において母材変形を殆ど伴わない脆性的な破壊である。しかも、破断位置はすべてろう付部であり、引張強さは平均で約１５Ｍｐａと極めて低い値であった。
【００４２】
また、ろう付け温度が８３０Ｋ（５５７℃）の場合には、母材Ａｌの溶融が激しくなり、接合部は母材変形を伴わない脆性的な変形挙動を示し、破断位置はろう付部である。
【００４３】
これに対して、ろう付け温度が８１８Ｋ（５４５℃）および８２３Ｋ（５５０℃）の場合には、ろう付け時間が１８００ｓｅｃ以下では、接合部の引張強さは６５Ｍｐａと母材Ａｌの引張強さにまで上昇しており、母材Ａｌ側で破壊するものもみられる。また、破壊に至るまでに大きな母材変形をともなっており、延性的な変形挙動を示したのち、破壊に至っている。
【００４４】
したがって、Ａｌ部材とＣｕ部材との接合面にＡｇをインサート材として用いたろう付け接合部材にあっては、適切なろう付温度範囲とともに、適切な保持時間を設定することによって、Ａｌ−Ｃｕ接合面に有効なＡｇ層を残存させることができる。これにより、延性的な変形挙動を示し、接合部の強度も母材Ａｌと同等の強度を確保でき、優れた加工性を発揮すことができるので、圧延加工における加工素材とすることができる。
２．Ａｌ−Ｃｕ接合部材の圧延加工
本発明の製造方法では、冷間、または熱間いずれかの圧延加工によってＡｌ−Ｃｕ接合部材に減肉加工を施す。この場合において、低下したＡｌの機械的性質を回復させるに必要な温度範囲で熱間圧延を実施すれば、圧延加工毎に低下した強度を回復させる熱処理が不要となる。
【００４５】
このため、本発明で採用する圧延加工では、熱間圧延を採用すれのが望ましいが、このときの加工温度は、接合部での金属間化合物の成長を抑制できる温度以下にする必要がある。
【００４６】
本発明で、安定して熱間加工を繰り返すために、加工温度は３５０℃〜５００℃で行うのが望ましい。加工温度を３５０℃未満にすると、低下した変形能の回復が充分に行われず、新たな熱処理を必要とする場合がある。
【００４７】
一方、加工温度の上限を５００℃にするのが望ましい。５００℃を超えて圧延を行うと、前記図２における第１相の成長の著しい活発化により残存しているＡｇ層の厚さが急激に減少する可能性があり、さらに圧延を繰り返すことより、ついにＡｇ層が消滅し、ＡｌとＣｕの直接反応による有害なＡｌ−Ｃｕの金属間化合物が形成される可能性があることによる。
【００４８】
本発明の製造方法では、寸法適用性を確保するため、圧延加工後においてＡｌ−Ｃｕ接合構造物の肉厚が最少０．１ｍｍまで選択することができる。この場合において、最終の目標寸法に基づいて、圧延加工における加工スケジュールを設定することになるが、熱間圧延を繰り返す場合には各圧延での圧下率を２０％±１０％に設定するのが望ましい。ただし、圧下率（Ｒｄ）は、（加工前肉厚−加工後肉厚）／（加工前肉厚）×１００％で示すものとする。
【００４９】
さらに、本発明の製造方法では、仕上圧延後に、焼鈍を施すことが望ましい。圧延加工によって低下したＡｌの機械的性質を回復させ、薄型Ａｌ−Ｃｕ接合構造物の機械的性質の回復および強度の安定を図るためである。仕上圧延後の焼鈍は、４００℃×３０分の処理条件が基準となる。
【００５０】
本発明の薄型Ａｌ−Ｃｕ接合構造物は、上述したＡｌ−Ｃｕ接合部材に圧延加工を施すことによって、優れた寸法精度を有するとともに、寸法の多様化に伴う寸法適用性に対応でき、さらに、Ａｌの軽量性とＣｕの伝熱性、熱拡散性、耐食性とを併せ持つことができ、熱交換用材料として、また放熱用材料として好適に使用できる。
【実施例】
【００５１】
本発明の薄型Ａｌ−Ｃｕ接合構造物およびその製造方法の効果を、具体的な実施例に基づいて説明する。
（１）Ａｌ−Ｃｕ接合部材の作製
実施例に使用した母材Ａｌは、市販の工業用純アルミニウム（Ａ１０５０）とし、インサート材に用いたＡｇとして純銀箔（純度９９．９９％）を使用し、これを無酸素鋼（Ｃ１０２０）にクラッドした市販のＡｇクラッドＣｕ板（Ａｇ厚さ：１００μｍ、Ｃｕ厚さ：３ｍｍ）を用いた。
【００５２】
まず、母材Ｃｕの表面にインサート層を形成するため、母材Ｃｕの表面に鏡面仕上げ加工を施したのち、厚さ１００μｍのＡｇ箔を母材Ｃｕの表面に接触するように載置し、固相拡散処理を行った。このときの拡散条件は、拡散温度が７６５℃（１０３８Ｋ）で、拡散時間を５Ｈｒとして、接触荷重は２．５４ＭＰａとした。拡散接合は、５×１０-3Ｔｏｒｒの真空中で、加圧には油圧を用いた。
【００５３】
ろう材は、市販のＡｌ−１０Ｓｉ−１．５Ｍｇ−０．１Ｂｉ系ろう材箔（４１０４相当、固相線温度：５５９℃（８３２Ｋ）、液相線温度：５９１℃（８６４Ｋ）、厚さ：１００μｍ）として、インサート層と母材Ａｌ（Ａｌ厚さ：３ｍｍ）のろう付けを行った。
【００５４】
接合に際して、接合面をアセトンで充分に脱脂した後、スプリングで０．２９４ＭＰａを付加し、３×１０-3Ｔｏｒｒの真空中において、接合温度が５５０℃（８２３Ｋ）で１０分の条件で炉中ろう付とした。ろう付け後のＡｌ−Ｃｕ接合部材の寸法は肉厚６ｍｍであり、ほぼＣｕ厚さ：３ｍｍ、Ａｌ厚さ：３ｍｍの比率であった。
（２）圧延加工および接合部の組織
得られたＡｌ−Ｃｕ接合部材を出発素材として、多数回に亘る熱間圧延を施して最終肉厚０．８ｍｍの薄型Ａｌ−Ｃｕ接合構造物を製造した。熱間圧延の加工温度は４００℃とし、各圧延での圧下率は２０％とした。
【００５５】
具体的な加工スケジュールは、全肉厚６ｍｍ→４．８ｍｍ（Ｒｄ：２０％）→３．８４ｍｍ（Ｒｄ：２０％）→３．０７ｍｍ（Ｒｄ：２０％）→２．４６ｍｍ（Ｒｄ：２０％）→１．９７ｍｍ（Ｒｄ：２０％）→１．５８ｍｍ（Ｒｄ：２０％）→１．２６ｍｍ（Ｒｄ：２０％）→１．０ｍｍ（Ｒｄ：２１％）→０．８ｍｍ（Ｒｄ：２０％）として、９回に亘る熱間圧延を繰り返した。熱間圧延でトータル圧下率を８７％として、最終肉厚を０．８ｍｍに仕上げた後に、４００℃×３０分の条件で焼鈍を行った。
【００５６】
図４は、熱間圧延で肉厚０．８ｍｍに仕上げた後の接合部の組織をＳＥＭ観察した結果を示す図である。同図に示すように、接合部は図面の右方より、母材Ｃｕ、Ａｇ層、Ａｇ−Ａｌ反応領域および母材Ａｌで構成されている。Ａｇ層は処理前には厚さ１００μｍであったが、接合処理後に残存した層厚さは５〜８μｍとなっていた。また、母材Ｃｕおよび母材Ａｌも圧下率に応じて均等の減肉状況を示していた。
【００５７】
反応領域では複雑な形態をとっているが、前記図２の模式図に示すように、出発部材としてＡｌ−Ｃｕ接合部材で得られた第１相〜第４相の形成形態をそのまま具備していることが分かる。肉厚０．８ｍｍに仕上げた後においても、母材Ｃｕ、母材Ａｌ、Ａｇ層、および接合部の反応領域のいずれにおいても欠陥等の発生は見られなかった。
【００５８】
さらに、同様の多数回に亘る熱間圧延を施して、最終肉厚が０．１ｍｍまでの減肉加工を行い、母材Ｃｕ、母材Ａｌ、Ａｇ層およびＡｇ−Ａｌの反応領域のいずれにも欠陥等が発生することがなく、本発明の薄型Ａｌ−Ｃｕ接合構造物が製造できることを確認している。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明の薄型Ａｌ−Ｃｕ接合構造物および製造方法によれば、加工性に優れたＡｌ−Ｃｕ異材接合部を有する部材を確保し、これを圧延加工により減肉することによって、優れた寸法精度を有するとともに、寸法の多様化に伴う寸法適用性に対応できる。得られた薄型Ａｌ−Ｃｕ接合構造物は、Ａｌの軽量性とＣｕの伝熱性、熱拡散性、耐食性とを併せ持つものであり、電子機器の小型化、薄肉化、軽量化、および高性能化の要請に対応でき、熱交換用材料、または熱伝達用材料として広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】Ａｌ−Ｓｉ系ろう材を用いてＡｌとＣｕを直接ろう付した異材接合における、接合部の代表的な組織を模式的に示した図である。
【図２】Ａｌ−Ｓｉ系ろう材を用いてＡｌ−Ｃｕの接合面にインサート材としてＡｇを挿入した異材接合における、接合部の代表的な組織を模式的に示した図である。
【図３】ろう付温度をパラメータとした場合のＡｌ−Ｃｕ接合部材の引張強さとろう付時間の関係を示す図である。
【図４】熱間圧延で肉厚０．８ｍｍに仕上げた後の接合部の組織をＳＥＭ観察した結果を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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