(57)【要約】【課題】高い制振性を有する金属発泡体、当該金属発泡体を有する複合制振金属板、及び当該金属発泡体の製造方法を提供する。【解決手段】本発明は、金属発泡体であって、アルミニウム系金属と、カルシウムと、アルミナと、を含み、金属発泡体の断面上での相当円直径における平均気孔径が１ｍｍ以下であり、気孔率が５０％以上であり、相当円直径における気孔径の標準偏差が６０μｍ以下である。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属発泡体であって、
アルミニウム系金属と、カルシウムと、アルミナと、を含み、
前記金属発泡体の断面上での相当円直径における平均気孔径が１ｍｍ以下であり、
気孔率が５０％以上であり、
相当円直径における気孔径の標準偏差が６０μｍ以下である金属発泡体。
【請求項２】
前記カルシウムの質量％は、１質量％以上２質量％以下である請求項１に記載の金属発泡体。
【請求項３】
前記アルミナの体積％は、１体積％以上１０体積％以下である請求項１又は２に記載の金属発泡体。
【請求項４】
前記平均気孔径は、１００μｍ以下である請求項１〜３の何れか一項に記載の金属発泡体。
【請求項５】
板状に形成された請求項１〜４の何れか一項に記載の金属発泡体と、第一金属板と、第二金属板と、を備え、
前記金属発泡体が、前記第一金属板と前記第二金属板に挟持されている複合制振金属板。
【請求項６】
アルミニウム系金属粉末と、カルシウムを含む発泡助剤粉末と、アルミナ粉末との混合粉末を調製する調製工程と、
前記混合粉末を成形して成形体を得る成形工程と、
前記成形体を、３００℃以上、前記アルミニウム系金属の固相線温度未満の一定温度で所定時間加熱する加熱保持工程と
前記加熱保持工程の後、前記成形体を、前記アルミニウム系金属の固相線温度以上且つ前記発泡助剤の分解開始温度以上、前記発泡助剤の分解ピーク温度以下で加熱して、前記発泡助剤を発泡させる加熱発泡工程と、
を含む金属発泡体の製造方法。
【請求項７】
前記加熱発泡工程における昇温速度は、５０℃／ｍｉｎ以上２００℃／ｍｉｎ以下である請求項６に記載の金属発泡体の製造方法。
【請求項８】
前記加熱発泡工程における昇温速度は、１００℃／ｍｉｎ以上２００℃／ｍｉｎ以下である請求項６又は７に記載の金属発泡体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属発泡体、複合制振金属板、及び金属発泡体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車などの車輌、工場、工事現場などからの振動および騒音が生活環境に及ぼす影響は大きくなっている。また、振動および騒音は、部品の寿命、現場で作動する機械の操作精度などに影響を与えるため、機能維持の面でも問題となる。振動および騒音の対策のひとつとして、振動エネルギーを減衰させる性質をもつ材料の開発が行われている。たとえば、いわゆる制振材料として用いられるゴムおよびプラスチックなどの材料の減衰能は非常に高い。しかし、これらの材料は、耐熱性、耐薬品性および機械的強度の面では、金属材料に劣る。そのため、金属組織を改良するなどして制振性を向上させた制振合金が有用である。
【０００３】
ここで、複数の気孔が形成された金属発泡体が制振材として注目されている。金属発泡体としては、例えば特開２０１０−１１６６２３号公報（特許文献１）や特開２００９−２２８０２５号公報（特許文献２）に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１１６６２３号公報
【特許文献２】特開２００９−２２８０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
制振材として用いられる金属発泡体は、制振性を高めることが求められている。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、高い制振性を有する金属発泡体、当該金属発泡体を有する複合制振金属板、及び当該金属発泡体の製造方法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】
【０００７】
本発明の金属発泡体は、金属発泡体であって、アルミニウム系金属と、カルシウムと、アルミナと、を含み、金属発泡体の断面上での相当円直径における平均気孔径が１ｍｍ以下であり、気孔率が５０％以上であり、相当円直径における気孔径の標準偏差が６０μｍ以下である。
【０００８】
この構成によれば、高い気孔率を構成する各気孔の径がバラつき少なく小さくなっており、金属発泡体の制振性を向上させることができる。なお、アルミニウム系金属とは、主にアルミニウムを含む金属であり、純アルミニウム及びアルミニウム合金を含む概念である。
【０００９】
ここで、本発明において、カルシウムの質量％は、１質量％以上２質量％以下であることが好ましい。金属発泡体製造時に、カルシウムの含有割合を適切に設定することで、カルシウムによる粘性増大と気泡形成及び気泡成長との関係から、気孔径を抑えつつ気孔率を上げ、径のより均等な気孔形成が可能となる。これにより、金属発泡体の制振性は向上する。
【００１０】
ここで、本発明において、アルミナの体積％は、１体積％以上１０体積％以下であることが好ましい。アルミナもカルシウム同様、粘性増大効果があり、アルミナ含有割合が小さすぎると気孔径抑制効果が十分に発揮されず、大きすぎると気孔形成及び成長を阻害し気孔率上昇効果が十分に発揮されないおそれがある。上記アルミナ含有割合であれば、高い制振性を持つ金属発泡体となる。
【００１１】
また、本発明において、平均気孔径は、１００μｍ以下であることが好ましい。これにより、さらに高い制振性が得られる。
【００１２】
また、本発明の複合制振金属板は、板状に形成された上記金属発泡体と、第一金属板と、第二金属板と、を備え、金属発泡体が、第一金属板と第二金属板に挟持されている。この構成によれば、高い制振性を持つ複合制振金属板となる。
【００１３】
また、本発明の金属発泡体の製造方法は、アルミニウム系金属粉末と、カルシウムを含む発泡助剤粉末と、アルミナ粉末との混合粉末を調製する調製工程と、前記混合粉末を成形して成形体を得る成形工程と、前記成形体を、３００℃以上、前記アルミニウム系金属の固相線温度未満の一定温度で所定時間加熱する加熱保持工程と、前記加熱保持工程の後、前記成形体を、前記アルミニウム系金属の固相線温度以上且つ前記発泡助剤の分解開始温度以上、前記発泡助剤の分解ピーク温度以下で加熱して、前記発泡助剤を発泡させる加熱発泡工程と、を含む。これにより、制振性の高い金属発泡体を製造することができる。
【００１４】
ここで、前記加熱発泡工程における昇温速度は、５０℃／ｍｉｎ以上２００℃／ｍｉｎ以下であることが好ましい。さらに、前記加熱発泡工程における昇温速度は、１００℃／ｍｉｎ以上２００℃／ｍｉｎ以下であることが好ましい。本発明では、アルミニウム系金属の溶融開始温度と発泡助剤の分解開始温度とに大きな差がある。昇温速度を早くすることで、発泡助剤の分解開始後、アルミニウム系金属（母材）が溶融するまでの時間が短くなり、ガスが抜ける前に母材が気泡形成可能状態となり、気泡形成に有利となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、高い制振性を有する金属発泡体、当該金属発泡体を有する複合制振金属板、及び当該金属発泡体の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態における金属発泡体及び複合制振金属板の厚さ方向の断面（溝延伸方向直交断面）を示す模式断面図である。
【図２】本実施形態における金属板を示す斜視図である。
【図３】本実施形態における金属発泡体の製造方法を示すフロー図である。
【図４】本実施形態における複合制振金属板の製造方法を示すフロー図である。
【図５】本実施形態における積層工程を説明するための模式断面図である。
【図６】実施例１の複合制振金属板を示す断面写真である。
【図７】実施例２の複合制振金属板を示す断面写真である。
【図８】比較例の複合制振金属板を示す断面写真である。
【図９】実施例１、２及び比較例における損失係数と歪振幅の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、好ましい実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。
【００１８】
（金属発泡体）
本実施形態の金属発泡体１は、図１（ａ）に示すように、板形状であって複数の気孔を有し、珪素（Ｓｉ）を含むアルミニウム合金（「アルミニウム系金属」に相当する）と、カルシウム（Ｃａ）と、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）と、を含み、金属発泡体１の断面上での相当円直径における平均気孔径が１ｍｍ以下であり、気孔率が５０％以上であり、相当円直径における気孔径の標準偏差σが６０μｍ以下に形成されている。
【００１９】
本実施形態において、金属発泡体１全体に対し、含有されたカルシウムの質量％は１質量％以上２質量％以下であり、含有されたアルミナの体積％は１体積％以上１０体積％以下である。
【００２０】
（複合制振金属板）
また、本実施形態の複合制振金属板１０は、図１（ｂ）に示すように、金属発泡体１と、第一金属板２と、第二金属板３と、からなっている。第一金属板２は、金属材料からなり、板状に形成されている。第一金属板２は、表面２ａに複数の凹部２１が形成されている。凹部２１は、図２に示すように、第一金属板２の両端部まで（一端から他端まで）延在したアリ溝である。つまり、凹部２１の溝延伸方向直交断面（図１参照）は、開口から底面に向かって徐々に拡幅した形状となっている。換言すると、凹部２１は、開口より底面側の少なくとも一部で開口より拡幅した拡幅部位２１ａを有し、本実施形態では、開口から底面にかけて拡幅部位２１ａとなっている。凹部２１は、第一金属板２の幅方向（図１の左右方向）にほぼ等間隔に形成されている。
【００２１】
本実施形態では、凹部２１の側面が全体的に拡幅部位２１ａ（平面状）となっている。凹部２１の対向する両側面は、いずれも拡幅部位２１ａであり、底面ほど幅が拡がるように傾斜している。底面の端部（底面と側面との為す角部）は、湾曲していてもよい。
【００２２】
第二金属板３については、第一金属板２と同構成であり、表面３ａに複数の凹部３１を有し、凹部３１はアリ溝形状に形成されている。つまり、凹部３１は、拡幅部位３１ａを有している。本実施形態において、各金属板２、３の厚みは約１ｍｍであり、凹部２１、３１の深さは約０．５ｍｍである。凹部２１、３１の底面の幅は約３ｍｍである。本実施形態において、凹部３１の配置位置は、およそ、金属発泡体１を介して凹部２１に対向する位置である。
【００２３】
なお、各金属板２、３は、金属発泡体１よりも機械的強度に優れる金属材料からなればよい。そのため、制振金属板の用途に応じて適宜選択すればよい。たとえば、軽量化の観点からは、アルミニウム板、アルミニウム合金板、マグネシウム板またはマグネシウム合金板などを使用することができる。機械的強度を一層向上させたい場合には、各種鋼材、銅、銅合金、マンガン、マンガン合金、チタンまたはチタン合金などからなる金属板を用いるとよい。また、制振性をさらに高めたい場合には、マグネシウム、あるいはマグネシウム合金、鉄系合金、銅合金またはマンガン合金などの制振合金からなる金属板を用いるとよい。具体的には、片状黒鉛鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄、Ｆｅ−Ａｌ−Ｍｎ系合金、Ｆｅ−Ｃｒ系合金などの鉄を主成分とする鉄系制振合金のほか、Ａｌ−Ｚｎ超塑性合金、Ｃｏ−Ｎｉ系合金、Ｍｇ−Ｚｒ系合金、Ｃｕ−Ｍｎ−Ａｌ系合金、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｎｉ−Ｔｉ系合金などの制振合金が挙げられる。なお、制振合金は、損失係数ηが０．０１以上とする。金属板の厚さに特に限定はなく、本発明の制振金属板の用途に応じて適宜選択すればよい。あえて規定するのであれば、０．５ｍｍ以上さらには１ｍｍ以上であるのが好ましい。金属板の厚さが０．５ｍｍ未満では、機械的強度が不十分であるとともに制振金属板の製造が困難となる。
【００２４】
金属発泡体１は、第一金属板２の表面２ａに積層している。そして、金属発泡体１の上方に第二金属板３が積層している。つまり、金属発泡体１は、各金属板２、３に厚さ方向に挟持されている。複合制振金属板１０は、金属発泡体１と、各金属板２、３とが積層された状態で一体的となっている（第一金属板２／金属発泡体１／第二金属板３）。各金属板２、３と金属発泡体１との接合面積は、金属発泡体層４の気泡率と関係している。
【００２５】
ここで、金属発泡体１は、各金属板２、３の凹部２１、３１に入り込んでいる。つまり、金属発泡体１は、凹部２１、３１の拡幅部位２１ａ、３１ａに入り込んでいる。換言すると、図２の金属発泡体１は、両金属板２、３の表面に沿って延びる平板部１１と、平板部１１の表面から延設され凹部２１、３１の拡幅部位２１ａ、３１ａに入り込んでいる凸部１２とを有している。金属発泡体１は、凹部２１、３１の底面および側面（拡幅部位２１ａ、３１ａ）に接触している。金属発泡体層４の厚さは、凹部２１、３１への入り込みを含むと約２ｍｍである。
【００２６】
（金属発泡体の製造方法）
金属発泡体１の製造方法は、図３に示すように、調製工程Ｓ１０１と、成形工程Ｓ１０２と、加熱保持工程Ｓ１０３と、加熱発泡工程Ｓ１０４と、を含んでいる。調製工程Ｓ１０１は、アルミニウム系金属粉末と、カルシウムを含む発泡助剤粉末と、アルミナ粉末との混合粉末を調製する工程である。所定の質量比となるように秤量したアルミニウム系金属粉末（母材）、カルシウムを含む発泡助剤粉末（例えば、ＣａＣＯ３、ＣａＨ２、ＣａＨＣＯ３等）、及びアルミナ粉末（増粘材）を、粉末の混合に一般的に用いられる混合機により混合すればよい。
【００２７】
ここで、粉末全体を１００質量％としたときに、発泡助剤の含有割合を１質量％以上５質量％以下とすることが好ましい。発泡助剤粉末の含有割合が１質量％未満では、気泡率の高い金属発泡体層が得難くなるため望ましくない。また、発泡助剤粉末の含有割合が大きすぎる（５質量％より大きい）と、カルシウムによる粘性が増大し、気泡形成及び成長の面で望ましくない。
【００２８】
成形工程Ｓ１０２は、調製工程Ｓ１０１で調製した混合粉末を成形して成形体（プリカーサ）を得る工程である。成形工程Ｓ１０２には、金型成形、ラバープレス、圧延などの方法から、作製する金属発泡体の形状に応じた方法を適用すれば良い。例えば板状に成形する場合、成形工程Ｓ１０２では、プレス等により、板状プリカーサを成形する。
【００２９】
加熱保持工程Ｓ１０３は、成形工程Ｓ１０２で成形された成形体を、３００℃以上アルミニウム系金属の固相線温度未満の一定温度で所定時間加熱する工程である。つまり、発泡助剤を発泡させる前に、成形体の温度を、母材であるアルミニウム金属が溶融開始しない程度の一定温度で所定時間保持する。これにより、成形体の均熱化が行われ、長さ方向における気孔形成のバラつきを防止することができる。成形体の温度分布を均一にして、その後加熱発泡（Ｓ１０４）させることで、気孔をより均等に形成することが可能となる。一定保持する温度は、低すぎると均熱する効果が小さいため、ある程度高温（３００℃以上）とするのが好ましい。また、一定温度に保持する時間（所定時間）は、成形体の長さ等に応じて適宜決定すれば良い。この所定時間は、成形体の長さが長いほど大きく設定される。所定時間は、実験等により求めることができ、成形体の温度分布が均一になる時間以上であることが好ましい。
【００３０】
加熱発泡工程Ｓ１０４は、加熱保持工程Ｓ１０３の後、成形体を、アルミニウム系金属の固相線温度以上且つ発泡助剤の分解開始温度以上、発泡助剤の分解ピーク温度以下で加熱して、発泡助剤を発泡させる工程である。つまり、加熱発泡工程Ｓ１０４は、成形体を加熱により溶融又は半溶融させて発泡させる工程である。なお、加熱（Ｓ１０３、Ｓ１０４）は、金属発泡体の製造に通常用いられる加熱炉を用いれば良い。また、加熱は、真空中、不活性ガス雰囲気中の何れかで行っても構わない。
【００３１】
アルミニウム系金属粉末がアルミニウム合金粉末である場合には、成形体が固相線温度以上に加熱されることで、合金粉末が半溶融状態となり、同時に、発泡助剤粉末が分解して気泡が発生して膨張していく。このとき、加熱発泡工程Ｓ１０４における加熱温度が、合金の液相線温度を超えず、発泡助剤の分解ピーク温度以下にするのが望ましい。さらに加熱温度は、発泡助剤の分解ピーク温度未満が好ましい。なお、成形体の加熱温度が液相線温度を超えると、発泡性が必要以上に高くなりすぎるため、微細な気泡を成形することが困難となる。同様に、分解ピーク温度より低い温度で加熱することで微細な気泡を成形することが可能となる。
【００３２】
ここで、加熱発泡工程Ｓ１０４における昇温速度は、早い方が好ましく、５０℃／ｍｉｎ（すなわち５０℃／分）以上２００℃／ｍｉｎ以下であることが好ましい。さらには、加熱発泡工程Ｓ１０４における昇温速度は、１００℃／ｍｉｎ以上２００℃／ｍｉｎ以下であることがより好ましい。本発明では、アルミニウム系金属を母材とし、カルシウムを含む発泡助剤を用いている。この組み合わせによれば、母材の溶融開始温度と発泡助剤の分解開始温度とが異なっている（母材の溶融開始温度≠発泡助剤の分解開始温度）。したがって、昇温速度が遅いと、先に発泡助剤が分解し始め、母材が溶融して気泡を受け入れる状態になるまでに時間がかかり、当該発泡助剤の分解によりガスが抜け、気泡形成の面で不利となる。あるいは先に母材が完全に溶融した後発泡助剤が分解すると、溶融した母材金属が粘性の低下を生じ気泡が爆ぜて抜け出てしまうことから、これも気泡形成に不利となる。これらを防ぐために昇温速度を早くすることで、発泡助剤の分解開始後、母材が溶融するまでの時間が短くなり、気泡形成に有利となる。なお、２００℃／ｍｉｎは、発泡体形成に用いられる一般的な加熱機械（加熱炉）の性能における昇温速度のほぼ最大値である。
【００３３】
本実施形態の加熱発泡工程Ｓ１０４では、アルミニウム系金属の固相線温度以上且つ発泡助剤の分解開始温度以上、発泡助剤の分解ピーク温度以下の温度を最大温度とし、最大温度で所定時間加熱する。この所定時間は、例えば、実験により、最大温度で保持した状態で、成形体をモニターし、成形体の膨らみが最大になるまでの時間を計測することで決定しても良い。
【００３４】
また、加熱（Ｓ１０３、Ｓ１０４）の前に、成形体の上下を金属板又は拘束板で積層して加熱炉に設置する積層工程を介在させても良い。これにより、金属発泡体を所望の形状（厚さ等）に形成することができる。また、後述するが、加熱により金属板と金属発泡体を溶着の要領で接合させ、複合制振金属板を形成することもできる。この場合、加熱発泡工程Ｓ１０４での最大温度の保持時間は、成形体をモニターして、成形体が発泡して膨張し、上の金属板に全面接触するまでの時間に設定しても良い。これにより、金属板と金属発泡体を確実に接合させることができる。本実施形態の製造方法により、気孔率が高く、平均気孔径が小さく且つ気孔径の標準偏差が小さい金属発泡体１が形成される。小さく均一の気孔が大量に形成されることで、高い制振性を備えた金属発泡体が形成される。
【００３５】
（複合制振金属板の製造方法）
複合制振金属板１０の製造方法は、図４に示すように、調製工程Ｓ２０１と、成形工程Ｓ２０２と、積層工程Ｓ２０３と、加熱保持工程Ｓ２０４と、加熱発泡工程Ｓ２０５と、冷却固化工程Ｓ２０６と、を含んでいる。調製工程Ｓ２０１はＳ１０１と同様であり、成形工程Ｓ２０２はＳ１０２と同様であり、加熱保持工程Ｓ２０４はＳ１０３と同様であり、加熱発泡工程Ｓ２０５はＳ１０４と同様である。
【００３６】
成形工程Ｓ２０２では、調製工程Ｓ２０１で得られた混合粉末を成形して板状成形体を得る工程である。成形工程Ｓ２０２では、例えば押出しやプレス等により、板状成形体（板状プリカーサ）Ａを成形する（図５参照）。
【００３７】
積層工程Ｓ２０３は、図５に示すように、第一金属板２の表面２ａと第二金属板３の表面３ａとの間に上記の板状成形体Ａを配置した積層体を得る工程である。複合制振金属板１０の厚さが変化しないよう、各金属板２、３の位置が固定されている。なお、金属板が１枚である場合（すなわち複合制振金属板１０が２層である場合）は、一方の金属板の代わりに拘束板を用いればよい。
【００３８】
加熱発泡工程Ｓ２０５では、板状成形体Ａの溶融膨張により、凹部２１、３１に金属が入り込み、金属と凹部２１、３１の底面とが接触する。
【００３９】
冷却固化工程Ｓ２０６は、加熱発泡工程Ｓ２０５の後、積層体を冷却し、溶融又は半溶融状態の金属を固化させる工程である。冷却方法は、公知の方法で足り、空冷などが採用される。冷却は、気泡が所望の形状を保った状態で金属が固化する条件で行えばよく、冷却速度が２００〜３００℃／ｍｉｎ程度さらにはそれ以上の空冷が望ましい。冷却固化工程Ｓ２０６では、加熱発泡工程ＳＳ２０５において拡がって接触した金属発泡体１と各金属板２、３とが溶着の原理で化学的に接合される。つまり、各金属板２、３と金属発泡体１は接合される。
【００４０】
＜実施例１＞
（調製工程）合金粉末としてＡｌ−７％Ｓｉ合金粉末、発泡助剤粉末として炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）粉末、増粘材としてアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）粉末を準備した。ＣａＣＯ３粉末は、篩により粒径１０μｍ以下とした。Ａｌ−７％Ｓｉ合金粉末とＣａＣＯ３粉末とＡｌ２Ｏ３粉末とをボールミルにより混合して混合粉末を得た。混合割合は、混合粉末を１００質量％（又は体積％）としてＣａＣＯ３粉末を３質量％とし、Ａｌ２Ｏ３粉末を１０体積％とした。
【００４１】
（成形工程）混合粉末を一軸プレスにより直径１２ｍｍ長さ１０ｍｍの棒状に成形後さらに１ｍｍの厚さまで長手方向に順に圧延し、板状プリカーサを得た。
【００４２】
（積層工程）２０ｍｍ×１８０ｍｍに切り出した板状プリカーサを、凹部を有しＦｅ−Ａｌ−Ｍｎ−Ｃｒ系合金からなる制振合金板（２０ｍｍ×１８０ｍｍ×厚さ１ｍｍ）の上に載置し、さらに板状プリカーサの上に同様の制振合金板を載置した。こうして、厚さ３ｍｍの積層体を得た。なお、積層体は、厚さが処理中に変化しないよう固定した。制振合金板には、表面（板状プリカーサ側の面）に凹部（２１、３１）が形成されているものを用いた。凹部の深さは、０．５ｍｍとした。
【００４３】
（加熱保持工程）積層体を赤外線大型イメージ炉（以下「加熱炉」と略記）で大気雰囲気において加熱して、一定温度の５００℃で５分間保持した。
【００４４】
（加熱発泡工程）５００℃で５分間加熱した後、１２０℃／ｍｉｎの昇温速度で６５０℃まで積層体（板状プリカーサ）の温度を上昇させ、６５０℃で１０分間加熱した。つまり、積層体を加熱炉で加熱し、合金粉末およびＡｌ２Ｏ３粉末を半溶融状態とするとともにＣａＣＯ３粉末を発泡させた。６５０℃に達してから１０分間温度保持した後、加熱炉から積層体を取り出した。その後、積層体を２４０℃／ｍｉｎで空冷した（冷却固化工程）。
【００４５】
上記の手順で得られた本実施例の複合制振金属板の断面写真（光学顕微鏡）を、図６に示す。得られた複合制振金属板は、２枚の制振合金板と、それらの間に挟持された珪素を含むアルミニウム合金を母材とした金属発泡体（発泡アルミニウム層）と、を備え、それぞれの厚さは１ｍｍであった。なお、制振合金板の凹部の部分において、金属発泡体の厚さは凹部の分だけ大きくなっている。制振合金板と金属発泡体との界面には、両者が接合している接合部（金属部分）と、接合されていない非接合部（気泡部分）と、が観察された。
【００４６】
また、制振合金板の凹部には、加熱発泡工程における板状プリカーサの半溶融状態および発泡により、金属発泡体がほぼ完全に入り込んでいることが観察された。つまり、金属発泡体は、凹部の底面および側面と接していた。金属発泡体の気孔率は７４％であり、粒子解析の結果、相当円直径における平均気孔径は３０μｍであった。金属発泡体の相当円直径における気孔径の標準偏差σは５２μｍであった。金属発泡体の最大気孔径は１３４μｍであった。金属発泡体において、カルシウムの質量％は１．２質量％であり、アルミナの体積％は２．６体積％であった。Ａｌ−７％Ｓｉ合金の固相線温度はおよそ５６０℃である。なお、ＣａＣＯ３単独での分解開始温度は７００℃付近だが、実施例１の実験では６５０℃に加熱した際に発泡しており、実施例１における溶融金属内では、ＣａＣＯ３の分解開始温度は６５０℃以下であった。つまり、実施例における溶融金属内での発泡助剤の分解開始温度は、発泡助剤単独時より低下しており、６５０℃以下であった。本発明における「発泡助剤の分解開始温度」とは、溶融金属内における発泡助剤の分解開始温度のことを意味する。また、ＣａＣＯ３の分解ピーク温度はおよそ８００℃である。  
【００４７】
＜実施例２＞
実施例２の金属発泡体を含む複合制振金属板は、加熱発泡工程を除いて実施例１と全く同じ工程で作製した。
【００４８】
（加熱発泡工程）５００℃で５分間加熱した後、１２０℃／ｍｉｎの昇温速度で６６０℃まで積層体（板状プリカーサ）の温度を上昇させ、６６０℃で３分間加熱した。つまり、積層体を加熱炉で加熱し、合金粉末およびＡｌ２Ｏ３粉末を半溶融状態とするとともにＣａＣＯ３粉末を発泡させた。６６０℃に達してから３分間温度保持した後、加熱炉から積層体を取り出した。その後、積層体を２４０℃／ｍｉｎで空冷した（冷却固化工程）。加熱発泡工程における最大温度の保持時間は、実験等により、板状プリカーサが上下の金属板（凹部の底面）に当接する時間を求めて、その時間以上に設定すれば良い。
【００４９】
実施例２の複合制振金属板の断面写真（光学顕微鏡）を、図７に示す。実施例２の複合制振金属板の形状は、実施例１とほぼ同様となった。金属発泡体の気孔率は７６％であり、相当円直径における平均気孔径、金属発泡体の相当円直径における気孔径の標準偏差σ、及び最大気孔径は実施例１と同程度であった。金属発泡体の相当円直径における気孔径の標準偏差σは６０μｍであった。金属発泡体の最大気孔径は１４１μｍであった。金属発泡体において、カルシウムの質量％は１．２質量％であり、アルミナの体積％は、２．４体積％であった。
【００５０】
＜比較例＞
比較例の複合制振金属板は、発泡助剤としてチタンを含むものを採用し、調製工程および加熱発泡工程を除いて実施例１と全く同じ工程で作製した。
【００５１】
（調製工程）合金粉末としてＡｌ−７％Ｓｉ合金粉末、発泡助剤粉末としてＴｉＨ２粉末、増粘材としてＡｌ２Ｏ３（アルミナ）粉末を準備した。ＴｉＨ２粉末は、篩により４５μｍ以下とした。Ａｌ−７％Ｓｉ合金粉末とＴｉＨ２粉末とＡｌ２Ｏ３粉末とをボールミルにより混合して混合粉末を得た。混合割合は、混合粉末を１００質量％（又は体積％）としてＴｉＨ２粉末を０．５質量％とし、Ａｌ２Ｏ３粉末を１０体積％とした。
【００５２】
（加熱発泡工程）５００℃で５分間加熱した後、２０℃／ｍｉｎの昇温速度で６３０℃まで積層体（板状プリカーサ）の温度を上昇させ、加熱炉から積層体を取り出した。つまり、積層体を加熱炉で加熱し、合金粉末およびＡｌ２Ｏ３粉末を半溶融状態とするとともにＴｉＨ２粉末を発泡させた。６３０℃に達した直後に加熱炉から積層体を取り出し、その後、積層体を２４０℃／ｍｉｎで空冷した（冷却固化工程）。なお、チタンの分解開始温度と合金の固相線温度との差は小さく、昇温速度は小さく設定した。
【００５３】
比較例の複合制振金属板の断面写真（光学顕微鏡）を、図８に示す。比較例の複合制振金属板の形状（気孔状態を除く）は、実施例１とほぼ同様となった。金属発泡体の気孔率は６４％であり、相当円直径における平均気孔径は５７７μｍであり、金属発泡体の相当円直径における気孔径の標準偏差σは７６２μｍであり、最大気孔径はおよそ１５００μｍであった。金属発泡体におけるアルミナの体積％は、３．６体積％であった。
【００５４】
ここで、実施例１、２及び比較例の制振性の計測結果を図９に示す。図９に示すように、実施例１、２は、比較例よりも高い制振性を発揮している。実施例１、２では、制振性の向上が顕著に表れている。実施例１、２については、損失係数が０．１付近又は０．１以上となっている。なお、本計測は、金属板を含む複合制振金属板の制振性を計測しているが、すべてに同じ金属板が用いられており、金属板を取り除いた後の金属発泡体自体の制振性も同様に比較例に対して高くなる。また、各金属板２、３に凹部２１、３１が設けられていない場合でも、同様に、実施例１、２の制振性は比較例よりも高くなる。このように、本実施形態によれば、高い制振性を持つ金属発泡体が得られる。
【００５５】
本実施形態では、実施例１、２に示すように、さらに金属発泡体の気孔率は７０％以上が好ましい。また、相当円直径における平均気孔径は５０μｍ以下がさらに好ましい。また、金属発泡体の相当円直径における気孔径の標準偏差σは５５μｍ以下がさらに好ましい。また、最大気孔径は２００μｍ以下であることが好ましい。
【００５６】
また、調製工程におけるアルミナ粉末の体積％は、粘性を出しすぎると気泡成長に悪影響となるため、２０体積％未満であることが好ましい。成形後の金属発泡体を１００体積％とすると、アルミナの体積％は、気泡率５０％以上であるため、１体積％以上１０体積％以下が好ましいこととなる。
【００５７】
なお、本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、複合制振金属板において、各金属板２、３は、凹部２１、３１を有しないものでも良い。ただし、凹部２１、３１が存在することで、金属発泡体との接合力を高めることができる。また、各金属板２、３は、何れか一方の金属板のみ備えるもの（すなわち金属板／金属発泡体の２層）でも良い。
【００５８】
本発明の複合制振金属板（又は金属発泡体）は、制振性および機械的強度に優れることから、例えば、衝撃吸収性が必要なバンパビーム、衝撃吸収性と剛性が必要なサイドフレーム、フード、制振性および防音性が必要なフロアパネルやダッシュボードなどの自動車用構造材として利用できる。そのほか、織機の綜絖枠において複数のヘルドを支持するロッドに適用可能である。ロッドは、織機の運転時にヘルドに衝突するため、振動および騒音の原因となる。本発明の複合制振金属板は、機械的強度に優れ、厚みを薄く成形することも可能であるため、綜絖枠のロッドに好適であり、織機の運転時に発生する振動および騒音を低減することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１：金属発泡体、  １０：複合制振金属板、
２：第一金属板、  ３：第二金属板、  Ａ：板状成形体
【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９】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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