JP2001252772A - アルミニウム−銅クラッド材およびその製造方法 - Google Patents
アルミニウム−銅クラッド材およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 酸化物や化合物を形成することなく、高強度
で接合されたアルミニウム−銅クラッド材およびその製
造方法の提供を目的とする。 【解決手段】 アルミニウム−銅クラッド材１は、アル
ミニウム系部材11と銅系部材13とが純アルミニウムまた
はＪＩＳ１０００系アルミニウム合金からなるインサー
ト材12を介してクラッドされている。また、前記クラッ
ド材は、銅系部材にインサート材を冷間圧延により接合
し、さらに前記インサート材にアルミニウム系部材を冷
間または熱間で圧延して接合し、かつ前記インサート材
の圧延後、または前記アルミニウム系部材の圧延後の少
なくともいずれかに熱処理を施すことによって製造され
る。
で接合されたアルミニウム−銅クラッド材およびその製
造方法の提供を目的とする。 【解決手段】 アルミニウム−銅クラッド材１は、アル
ミニウム系部材11と銅系部材13とが純アルミニウムまた
はＪＩＳ１０００系アルミニウム合金からなるインサー
ト材12を介してクラッドされている。また、前記クラッ
ド材は、銅系部材にインサート材を冷間圧延により接合
し、さらに前記インサート材にアルミニウム系部材を冷
間または熱間で圧延して接合し、かつ前記インサート材
の圧延後、または前記アルミニウム系部材の圧延後の少
なくともいずれかに熱処理を施すことによって製造され
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、軽量性と伝熱性
を兼ね備え、例えば熱交換器、放熱器およびヒートパイ
プ等の材料として好適に用いられるアルミニウム−銅ク
ラッド材およびその製造方法に関する。
を兼ね備え、例えば熱交換器、放熱器およびヒートパイ
プ等の材料として好適に用いられるアルミニウム−銅ク
ラッド材およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子機器産業、通信機器産業、自動車や
航空機などの輸送機器産業に使用される熱交換器、放熱
器、ヒートパイプは、優れた伝熱性能はもとより、軽量
性が求められる。そのため、熱交換器材料には、伝熱性
や熱拡散性が優れているものの重量の点で難のある銅系
材料に代わって、軽量でありかつ銅に次ぐ伝熱性を有す
るアルミニウム系材料が汎用されている。
航空機などの輸送機器産業に使用される熱交換器、放熱
器、ヒートパイプは、優れた伝熱性能はもとより、軽量
性が求められる。そのため、熱交換器材料には、伝熱性
や熱拡散性が優れているものの重量の点で難のある銅系
材料に代わって、軽量でありかつ銅に次ぐ伝熱性を有す
るアルミニウム系材料が汎用されている。
【０００３】特に電子機器産業に用いられるアルミニウ
ム製熱交換器では、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、
近年前記産業界における製品の小型化、軽量化、高性能
化が著しく、これらの方法による伝熱性能の向上にも限
界がきている。また、ヒートパイプの作動流体として水
の使用を考えた場合、アルミニウム製熱交換器は不凝縮
性ガスの発生によりヒートパイプ性能が低下する等の問
題がある。
ム製熱交換器では、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、
近年前記産業界における製品の小型化、軽量化、高性能
化が著しく、これらの方法による伝熱性能の向上にも限
界がきている。また、ヒートパイプの作動流体として水
の使用を考えた場合、アルミニウム製熱交換器は不凝縮
性ガスの発生によりヒートパイプ性能が低下する等の問
題がある。
【０００４】このような技術背景を踏まえて、銅系材料
の優れた伝熱性および耐食性とアルミニウム系材料の軽
量性とを加味し、これら異種金属のクラッド材の採用に
より、重量増加を銅系材料以下に抑えつつ、アルミニウ
ムを超えた伝熱性能を有する熱交換器が希求されるとこ
ろである。
の優れた伝熱性および耐食性とアルミニウム系材料の軽
量性とを加味し、これら異種金属のクラッド材の採用に
より、重量増加を銅系材料以下に抑えつつ、アルミニウ
ムを超えた伝熱性能を有する熱交換器が希求されるとこ
ろである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アルミ
ニウムと銅の異種金属のクラッドに際しては次のような
問題点がある。
ニウムと銅の異種金属のクラッドに際しては次のような
問題点がある。
【０００６】銅系材料は高温での反応性が高いため、高
温でアルミニウム系材料と接合すると酸化物やアルミニ
ウムとの化合物が形成されやすく、これらが接合を阻害
して十分な接合強度が得られない。そこで、常温で接合
可能な摩擦接合や超音波接合によって接合することが考
えられるが、これらの方法は大面積や複雑形状の接合が
困難であるため、熱交換器などを大量生産するには適さ
ない。
温でアルミニウム系材料と接合すると酸化物やアルミニ
ウムとの化合物が形成されやすく、これらが接合を阻害
して十分な接合強度が得られない。そこで、常温で接合
可能な摩擦接合や超音波接合によって接合することが考
えられるが、これらの方法は大面積や複雑形状の接合が
困難であるため、熱交換器などを大量生産するには適さ
ない。
【０００７】この発明は、このような技術背景に鑑み、
酸化物や化合物を形成することなく、高強度で接合され
たアルミニウム−銅クラッド材およびその製造方法の提
供を目的とする。
酸化物や化合物を形成することなく、高強度で接合され
たアルミニウム−銅クラッド材およびその製造方法の提
供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明のアルミニウム−銅クラッド材は、アルミ
ニウム系部材（11）と銅系部材（13）とが純アルミニウ
ムまたはＪＩＳ１０００系アルミニウム合金からなるイ
ンサート材（12）を介してクラッドされていることを基
本要旨とする。
に、この発明のアルミニウム−銅クラッド材は、アルミ
ニウム系部材（11）と銅系部材（13）とが純アルミニウ
ムまたはＪＩＳ１０００系アルミニウム合金からなるイ
ンサート材（12）を介してクラッドされていることを基
本要旨とする。
【０００９】また、前記アルミニウム−銅クラッド材に
おいて、前記銅系部材（13）は、無酸素銅またはリン脱
酸銅からなることが好ましい。
おいて、前記銅系部材（13）は、無酸素銅またはリン脱
酸銅からなることが好ましい。
【００１０】また、この発明のアルミニウム−銅クラッ
ド材の製造方法は、銅系部材（13）に純アルミニウムま
たはＪＩＳ１０００系アルミニウム合金からなるインサ
ート材（12）を冷間圧延により接合し、さらに前記イン
サート材（12）側にアルミニウム系部材（11）を冷間ま
たは熱間で圧延して接合し、かつ前記インサート材（1
2）の圧延後であって前記アルミニウム系部材の圧延
前、または前記アルミニウム系部材（11）の圧延後の少
なくともいずれかに熱処理を施すことを基本要旨とす
る。
ド材の製造方法は、銅系部材（13）に純アルミニウムま
たはＪＩＳ１０００系アルミニウム合金からなるインサ
ート材（12）を冷間圧延により接合し、さらに前記イン
サート材（12）側にアルミニウム系部材（11）を冷間ま
たは熱間で圧延して接合し、かつ前記インサート材（1
2）の圧延後であって前記アルミニウム系部材の圧延
前、または前記アルミニウム系部材（11）の圧延後の少
なくともいずれかに熱処理を施すことを基本要旨とす
る。
【００１１】また、前記インサート材（12）の圧延の加
工率は３０％以上とすること、あるいはさらに前記アル
ミニウム系部材（11）の圧延の加工率は４０％以上とす
ることが好ましい。また、前記熱処理は２００〜４００
℃で行うことが好ましい。
工率は３０％以上とすること、あるいはさらに前記アル
ミニウム系部材（11）の圧延の加工率は４０％以上とす
ることが好ましい。また、前記熱処理は２００〜４００
℃で行うことが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１に示すように、この発明のア
ルミニウム−銅クラッド材（１）は、アルミニウム系部
材（11）と銅系部材（13）との間に純アルミニウムまた
はＪＩＳ１０００系アルミニウム合金からなるインサー
ト材（12）が介在している。
ルミニウム−銅クラッド材（１）は、アルミニウム系部
材（11）と銅系部材（13）との間に純アルミニウムまた
はＪＩＳ１０００系アルミニウム合金からなるインサー
ト材（12）が介在している。
【００１３】前記アルミニウム系部材（11）の組成は何
ら限定されず、高純度アルミニウム、ＪＩＳ １０００
系のＡｌまたはＡｌ合金、２０００系のＡｌ−Ｃｕ系合
金、３０００系のＡｌ−Ｍｎ系合金、４０００系のＡｌ
−Ｓｉ系合金、５０００系のＡｌ−Ｍｇ系合金、６００
０系のＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金、７０００系のＡｌ−Ｚ
ｎ−Ｍｇ−Ｃｕ系合金およびＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金等
幅広く使用できる。
ら限定されず、高純度アルミニウム、ＪＩＳ １０００
系のＡｌまたはＡｌ合金、２０００系のＡｌ−Ｃｕ系合
金、３０００系のＡｌ−Ｍｎ系合金、４０００系のＡｌ
−Ｓｉ系合金、５０００系のＡｌ−Ｍｇ系合金、６００
０系のＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金、７０００系のＡｌ−Ｚ
ｎ−Ｍｇ−Ｃｕ系合金およびＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金等
幅広く使用できる。
【００１４】前記銅系部材（13）の組成も限定されない
が、酸化物やアルミニウムとの化合物の生成を抑制でき
る点で、無酸素銅またはリン脱酸銅を推奨できる。
が、酸化物やアルミニウムとの化合物の生成を抑制でき
る点で、無酸素銅またはリン脱酸銅を推奨できる。
【００１５】また、前記インサート材（12）は、冷間で
も異種金属である銅系部材（13）になじみやすい純アル
ミニウムまたは添加元素の少ないＪＩＳ１０００系アル
ミニウム合金を使用する必要がある。特に好ましいイン
サート材として、純度９９．９０％以上の高純度アルミ
ニウム、ＪＩＳ１０００系アルミニウムの中でも１０５
０合金以上純度を有する合金を推奨できる。これらのイ
ンサート材を使用することにより、冷間で接合しても高
い接合力が得られる。さらに、アルミニウム系部材（1
1）−銅系部材（13）間では、熱伝導率の違いから熱抵
抗が生じるが、これら（11）（13）の間にアルミニウム
系材料のなかでも熱伝導率の高い純アルミニウムまたは
ＪＩＳ１０００系アルミニウム合金をインサート材（1
2）として介在させることによって、熱抵抗が低減され
る。
も異種金属である銅系部材（13）になじみやすい純アル
ミニウムまたは添加元素の少ないＪＩＳ１０００系アル
ミニウム合金を使用する必要がある。特に好ましいイン
サート材として、純度９９．９０％以上の高純度アルミ
ニウム、ＪＩＳ１０００系アルミニウムの中でも１０５
０合金以上純度を有する合金を推奨できる。これらのイ
ンサート材を使用することにより、冷間で接合しても高
い接合力が得られる。さらに、アルミニウム系部材（1
1）−銅系部材（13）間では、熱伝導率の違いから熱抵
抗が生じるが、これら（11）（13）の間にアルミニウム
系材料のなかでも熱伝導率の高い純アルミニウムまたは
ＪＩＳ１０００系アルミニウム合金をインサート材（1
2）として介在させることによって、熱抵抗が低減され
る。
【００１６】前記アルミニウム−銅クラッド材（１）
は、例えばこの発明の方法によって製造される。
は、例えばこの発明の方法によって製造される。
【００１７】まず、銅系部材（13）にインサート材（1
2）を冷間圧延して接合する。インサート材（12）は純
アルミニウムまたはＪＩＳ１０００系アルミニウム合金
であるから、変形抵抗が小さく、冷間でも銅系部材（1
3）になじみやすく接合性が良い。また、冷間であるか
ら、銅系部材（13）の酸化が抑制されるとともに、イン
サート材（12）成分との化合物の生成も抑制されて、接
合を阻害するる要因を排除できる。冷間圧延の加工率
は、十分な接合力を得るために３０％以上が好ましい
が、その一方で７０％を超えると加工硬化により材料が
割れるおそれがある。特に好ましい加工率は４０〜７０
％である。
2）を冷間圧延して接合する。インサート材（12）は純
アルミニウムまたはＪＩＳ１０００系アルミニウム合金
であるから、変形抵抗が小さく、冷間でも銅系部材（1
3）になじみやすく接合性が良い。また、冷間であるか
ら、銅系部材（13）の酸化が抑制されるとともに、イン
サート材（12）成分との化合物の生成も抑制されて、接
合を阻害するる要因を排除できる。冷間圧延の加工率
は、十分な接合力を得るために３０％以上が好ましい
が、その一方で７０％を超えると加工硬化により材料が
割れるおそれがある。特に好ましい加工率は４０〜７０
％である。
【００１８】次に、前記インサート材（12）側にアルミ
ニウム系部材（11）を冷間または熱間で圧延して接合さ
せる。この圧延においては、前記銅系部材（13）の表面
は既にインサート材（12）で被覆されて雰囲気から遮断
されているため、圧延は熱間、冷間の何れでも良い。加
工率は、良好な圧着性を得るために４０％以上が好まし
く、必要な最終肉厚によって適宜加工率を設定する。ま
た、熱間で圧延する場合、銅系部材（13）とインサート
材（12）との界面の化合物相を成長させないように、圧
延温度を１００〜３５０℃とし、目標温度に達した後は
直ちに圧延することが好ましい。この圧延において、イ
ンサート材（12）とアルミニウム系部材（11）とは同種
のアルミニウム同士であるから互いになじみやすく良好
に接合され、アルミニウム系部材（11）と銅系部材（1
3）とがインサート材（12）を介して接合される。
ニウム系部材（11）を冷間または熱間で圧延して接合さ
せる。この圧延においては、前記銅系部材（13）の表面
は既にインサート材（12）で被覆されて雰囲気から遮断
されているため、圧延は熱間、冷間の何れでも良い。加
工率は、良好な圧着性を得るために４０％以上が好まし
く、必要な最終肉厚によって適宜加工率を設定する。ま
た、熱間で圧延する場合、銅系部材（13）とインサート
材（12）との界面の化合物相を成長させないように、圧
延温度を１００〜３５０℃とし、目標温度に達した後は
直ちに圧延することが好ましい。この圧延において、イ
ンサート材（12）とアルミニウム系部材（11）とは同種
のアルミニウム同士であるから互いになじみやすく良好
に接合され、アルミニウム系部材（11）と銅系部材（1
3）とがインサート材（12）を介して接合される。
【００１９】さらに、上述の一連の接合工程において、
インサート材（12）の圧延後であって前記アルミニウム
系部材の圧延前、またはアルミニウム系部材（11）の圧
延後に熱処理を行って、異種材料である銅系部材（13）
とインサート材（12）との密着性、あるいはさらにアル
ミニウム系部材（11）、インサート材（12）、銅系部材
（13）の三者の密着性を高める。熱処理は、銅系部材
（13）とインサート材（12）との界面の化合物相を成長
させず、かつ高い接合性を得るために２００〜４００℃
が好ましい。熱処理温度の特に好ましい下限値は２２０
℃であり、上限値は３００℃である。また、熱処理時間
は、化合物相を成長させないように、１時間以下に留め
ることが好ましい。熱処理条件により化合物相の厚さを
１０μｍ以下に制御すれば、良好な接合性を得ることが
できる。
インサート材（12）の圧延後であって前記アルミニウム
系部材の圧延前、またはアルミニウム系部材（11）の圧
延後に熱処理を行って、異種材料である銅系部材（13）
とインサート材（12）との密着性、あるいはさらにアル
ミニウム系部材（11）、インサート材（12）、銅系部材
（13）の三者の密着性を高める。熱処理は、銅系部材
（13）とインサート材（12）との界面の化合物相を成長
させず、かつ高い接合性を得るために２００〜４００℃
が好ましい。熱処理温度の特に好ましい下限値は２２０
℃であり、上限値は３００℃である。また、熱処理時間
は、化合物相を成長させないように、１時間以下に留め
ることが好ましい。熱処理条件により化合物相の厚さを
１０μｍ以下に制御すれば、良好な接合性を得ることが
できる。
【００２０】このような熱処理は、インサート材（12）
の圧延後であって前記アルミニウム系部材の圧延前、ま
たはアルミニウム系部材（11）の圧延後の少なくとも一
方に行えば、接合性に優れたアルミニウム−銅クラッド
材の製造が可能であるが、アルミニウム系部材（11）の
圧延を冷間で行う場合は、アルミニウム系部材（11）の
圧延後、即ち三者接合後に行うことが好ましい。
の圧延後であって前記アルミニウム系部材の圧延前、ま
たはアルミニウム系部材（11）の圧延後の少なくとも一
方に行えば、接合性に優れたアルミニウム−銅クラッド
材の製造が可能であるが、アルミニウム系部材（11）の
圧延を冷間で行う場合は、アルミニウム系部材（11）の
圧延後、即ち三者接合後に行うことが好ましい。
【００２１】この発明のアルミニウム−銅クラッド材
は、アルミニウムの軽量性と銅の伝熱性、熱拡散性、耐
食性とを併せ持っているため、熱交換器材料として好適
に使用できる。
は、アルミニウムの軽量性と銅の伝熱性、熱拡散性、耐
食性とを併せ持っているため、熱交換器材料として好適
に使用できる。
【００２２】例えば、図２(Ａ）に示すように、前記ア
ルミニウム−銅クラッド材のアルミニウム系部材（11）
側に舌状フィン（21）を削成したヒートシンク（２）で
は、伝熱性と熱拡散性に優れた銅系部材（13）側を発熱
体に装着することにより、優れた冷却効果を達成でき
る。
ルミニウム−銅クラッド材のアルミニウム系部材（11）
側に舌状フィン（21）を削成したヒートシンク（２）で
は、伝熱性と熱拡散性に優れた銅系部材（13）側を発熱
体に装着することにより、優れた冷却効果を達成でき
る。
【００２３】また、図２（Ｂ）に示すように、前記アル
ミニウム−銅クラッド材の銅系部材（13）側を内面に曲
げて冷却用チューブ（３）に加工すると、冷媒が接する
のは耐食性の高い銅系部材（13）のみであるから、伝熱
性能のみならず、耐食性に優れたチューブとなし得る。
ミニウム−銅クラッド材の銅系部材（13）側を内面に曲
げて冷却用チューブ（３）に加工すると、冷媒が接する
のは耐食性の高い銅系部材（13）のみであるから、伝熱
性能のみならず、耐食性に優れたチューブとなし得る。
【００２４】
【実施例】次に、この発明のアルミニウム−銅クラッド
材およびその製造方法の具体的実施例について詳述す
る。
材およびその製造方法の具体的実施例について詳述す
る。
【００２５】銅系部材として１００mm×１５０mmで厚さ
８mm無酸素銅板およびリン脱酸銅板、インサート材とし
て純度９９．９９９％で９４mm×１５０mmで厚さ０．１
mm、０．５mm、１．０mmの３種類の純アルミニウム板、
アルミニウム系部材としてＪＩＳＡ１１００またはＪＩ
ＳＡ６０６３からなり、それぞれ１００mm×２００mmで
厚さ２．０mm、５．０mm、１０．０mm、１５．０mmのア
ルミニウム合金板を用意した。これらの材料の組合せを
表１に示す。
８mm無酸素銅板およびリン脱酸銅板、インサート材とし
て純度９９．９９９％で９４mm×１５０mmで厚さ０．１
mm、０．５mm、１．０mmの３種類の純アルミニウム板、
アルミニウム系部材としてＪＩＳＡ１１００またはＪＩ
ＳＡ６０６３からなり、それぞれ１００mm×２００mmで
厚さ２．０mm、５．０mm、１０．０mm、１５．０mmのア
ルミニウム合金板を用意した。これらの材料の組合せを
表１に示す。
【００２６】クラッド材の製造に際し、まず、銅系部材
上にインサート材を重ねて表１に示す加工率で冷間圧延
し、これらを接合した。
上にインサート材を重ねて表１に示す加工率で冷間圧延
し、これらを接合した。
【００２７】次いで、実施例１〜１３については表１に
示す温度で１時間保持して中間熱処理し、実施例１４〜
１７はこの中間熱処理を施さずに次工程に進んだ。
示す温度で１時間保持して中間熱処理し、実施例１４〜
１７はこの中間熱処理を施さずに次工程に進んだ。
【００２８】次に、インサート材をクラッドした銅系部
材に対し、インサート材側にアルミニウム系部材を重
ね、表１に示す加工率で冷間圧延または５００℃で熱間
圧延し、これらを接合した。
材に対し、インサート材側にアルミニウム系部材を重
ね、表１に示す加工率で冷間圧延または５００℃で熱間
圧延し、これらを接合した。
【００２９】さらに、先ほど中間熱処理を行わなかった
実施例１４〜１７に対し、表１に示す温度で１時間保持
して最終熱処理を施した。中間熱処理を施した実施例１
〜１３は、この最終熱処理を施さなかった。
実施例１４〜１７に対し、表１に示す温度で１時間保持
して最終熱処理を施した。中間熱処理を施した実施例１
〜１３は、この最終熱処理を施さなかった。
【００３０】一方、比較例１〜４として、インサート材
を介在させることなく、アルミニウム系部材と銅系部材
とを表１に示す温度と加工率で熱間圧延してクラッド材
を製作した。
を介在させることなく、アルミニウム系部材と銅系部材
とを表１に示す温度と加工率で熱間圧延してクラッド材
を製作した。
【００３１】これらのクラッド材に対し、接合率および
接合強度を評価した。接合率は、超音波探傷検査により
接合の成否を調べ、接合率（％）＝（未接合面積／測定
面積）×１００とした。また、接合強度は、試験片を
１．５ｍの高さから鉄製床上に２０回自由落下させ、割
れや破壊の状態により評価した。これらの評価結果を表
１に示す。
接合強度を評価した。接合率は、超音波探傷検査により
接合の成否を調べ、接合率（％）＝（未接合面積／測定
面積）×１００とした。また、接合強度は、試験片を
１．５ｍの高さから鉄製床上に２０回自由落下させ、割
れや破壊の状態により評価した。これらの評価結果を表
１に示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】さらに、実施例２，８，１６の３種のアル
ミニウム−銅クラッド材と、それぞれこれらのクラッド
材と同じ厚さのアルミニウム合金単独材とについて、図
３に示す試験用ヒートシンク（20）を製作して伝熱性能
を比較し評価した。
ミニウム−銅クラッド材と、それぞれこれらのクラッド
材と同じ厚さのアルミニウム合金単独材とについて、図
３に示す試験用ヒートシンク（20）を製作して伝熱性能
を比較し評価した。
【００３４】前記試験用ヒートシンク（20）は、前記ク
ラッド材からそれぞれ８０mm（Ｗ）×６０mm（Ｄ）の平
板を切り出し、アルミニウム系部材側に高さ（ＦH）３
０mmの３列の舌状フィン（22）をフィンピッチ（ＦP）
２mmで削成し、銅系部材側を平板状ベース部（21）とし
た。アルミニウム合金単独材についても、同寸法に切り
出して、一面側にフィン（22）を削成して他面側を平板
状ベース部（21）とした。
ラッド材からそれぞれ８０mm（Ｗ）×６０mm（Ｄ）の平
板を切り出し、アルミニウム系部材側に高さ（ＦH）３
０mmの３列の舌状フィン（22）をフィンピッチ（ＦP）
２mmで削成し、銅系部材側を平板状ベース部（21）とし
た。アルミニウム合金単独材についても、同寸法に切り
出して、一面側にフィン（22）を削成して他面側を平板
状ベース部（21）とした。
【００３５】そして、図３に示すように、各試験用ヒー
トシンク（20）のベース部（21）裏面中央に熱源（23）
を密着状態に取付けて、加熱する一方でフィン（22）側
上方から風速２ｍ／ｓｅｃの冷却用空気を吹き付けた。
この状態で、熱源（23）の直上部（24）および冷却用空
気の温度、熱源（23）の入力熱量（ｗ）を測定し、次式
（ｆ１）により各試験用ヒートシンクの熱抵抗（Ｒ）を
求めて伝熱性能を評価した。これらの評価結果を表２に
示す。
トシンク（20）のベース部（21）裏面中央に熱源（23）
を密着状態に取付けて、加熱する一方でフィン（22）側
上方から風速２ｍ／ｓｅｃの冷却用空気を吹き付けた。
この状態で、熱源（23）の直上部（24）および冷却用空
気の温度、熱源（23）の入力熱量（ｗ）を測定し、次式
（ｆ１）により各試験用ヒートシンクの熱抵抗（Ｒ）を
求めて伝熱性能を評価した。これらの評価結果を表２に
示す。
【００３６】 Ｒ＝（Ｔｅ−Ｔａｉｒ）／Ｑ ……（ｆ１） ただし、Ｒ ：ヒートシンクの熱抵抗（℃／ｗ） Ｔｅ ：熱源（23）の直上部（24）における温度（℃） Ｔair ：冷却用空気の温度（℃） Ｑ ：熱源（23）の入力熱量（ｗ） これらの評価結果を表２に示す。
【００３７】
【表２】
【００３８】表１の結果より、インサート材を介在させ
たアルミニウム−銅クラッド材は、異種金属が全面積で
接合されて高い接合強度が得られることを確認した。ま
た、表２の結果より、接合による伝熱性能の低下もな
く、アルミニウムを超えた優れた伝熱性能の実現を確認
した。
たアルミニウム−銅クラッド材は、異種金属が全面積で
接合されて高い接合強度が得られることを確認した。ま
た、表２の結果より、接合による伝熱性能の低下もな
く、アルミニウムを超えた優れた伝熱性能の実現を確認
した。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のアルミ
ニウム−銅クラッド材は、銅系部材と冷間でもなじみや
すい純アルミニウムまたはＪＩＳ１０００系アルミニウ
ム合金からなるインサート材を介してアルミニウム系部
材とクラッドされているから、銅系部材の酸化や異種材
料間の化合物の生成が抑制されて、高い接合力を有す
る。
ニウム−銅クラッド材は、銅系部材と冷間でもなじみや
すい純アルミニウムまたはＪＩＳ１０００系アルミニウ
ム合金からなるインサート材を介してアルミニウム系部
材とクラッドされているから、銅系部材の酸化や異種材
料間の化合物の生成が抑制されて、高い接合力を有す
る。
【００４０】特に、前記銅系部材として無酸素銅または
リン脱酸銅を用いた場合は、酸化物生成の抑制効果が大
きく、顕著に優れた接合力が得られる。
リン脱酸銅を用いた場合は、酸化物生成の抑制効果が大
きく、顕著に優れた接合力が得られる。
【００４１】このようなアルミニウム−銅クラッド材で
は、アルミニウムの軽量性と銅の伝熱性、熱拡散性、耐
食性とを併せ持っているため、熱交換器材料として使用
すると、アルミニウムを超える伝熱性能を銅以下の重量
増加で実現できる。また、腐食しやすい部分に銅系部材
を配置するように使用することによって、銅と同等の耐
食性が得られる。
は、アルミニウムの軽量性と銅の伝熱性、熱拡散性、耐
食性とを併せ持っているため、熱交換器材料として使用
すると、アルミニウムを超える伝熱性能を銅以下の重量
増加で実現できる。また、腐食しやすい部分に銅系部材
を配置するように使用することによって、銅と同等の耐
食性が得られる。
【００４２】また、この発明のアルミニウム−銅クラッ
ド材の製造方法は、銅系部材に純アルミニウムまたはＪ
ＩＳ１０００系アルミニウム合金からなるインサート材
を冷間圧延により接合し、さらに前記インサート材にア
ルミニウム系部材を冷間または熱間で圧延して接合し、
かつ前記インサート材の圧延後であって前記アルミニウ
ム系部材の圧延前、または前記アルミニウム系部材の圧
延後の少なくともいずれかに熱処理を施すものであるか
ら、銅系部材と直接接するインサート材との接合を冷間
で行っても高い接合力が得られ、ひいては銅系部材とア
ルミニウム系部材とが良好に接合される。また、圧延に
よって接合するものであるから、大面積の接合が容易で
あり、上述した効果を有し、かつ広幅、長尺のアルミニ
ウム−銅クラッド材の製造が可能である。従って、この
発明の方法により、軽量性、伝熱性能、耐食性を要し、
かつ大面積を要する熱交換器材料を製造しうる。
ド材の製造方法は、銅系部材に純アルミニウムまたはＪ
ＩＳ１０００系アルミニウム合金からなるインサート材
を冷間圧延により接合し、さらに前記インサート材にア
ルミニウム系部材を冷間または熱間で圧延して接合し、
かつ前記インサート材の圧延後であって前記アルミニウ
ム系部材の圧延前、または前記アルミニウム系部材の圧
延後の少なくともいずれかに熱処理を施すものであるか
ら、銅系部材と直接接するインサート材との接合を冷間
で行っても高い接合力が得られ、ひいては銅系部材とア
ルミニウム系部材とが良好に接合される。また、圧延に
よって接合するものであるから、大面積の接合が容易で
あり、上述した効果を有し、かつ広幅、長尺のアルミニ
ウム−銅クラッド材の製造が可能である。従って、この
発明の方法により、軽量性、伝熱性能、耐食性を要し、
かつ大面積を要する熱交換器材料を製造しうる。
【００４３】また、前記アルミニウム−銅クラッド材の
製造方法において、前記インサート材の圧延の加工率を
３０％以上とする、あるいはさらに前記アルミニウム系
部材の圧延の加工率を４０％以上とすることにより、顕
著に優れた接合力が得られる。また、前記熱処理を２０
０〜４００℃で行うことにより、顕著に優れた接合力が
得られる。
製造方法において、前記インサート材の圧延の加工率を
３０％以上とする、あるいはさらに前記アルミニウム系
部材の圧延の加工率を４０％以上とすることにより、顕
著に優れた接合力が得られる。また、前記熱処理を２０
０〜４００℃で行うことにより、顕著に優れた接合力が
得られる。
【図１】この発明のアルミニウム−銅クラッド材の横断
面図である。
面図である。
【図２】図１のアルミニウム−銅クラッド材の熱交換器
への加工例であり、（Ａ）は舌状フィンを削成したヒー
トシンクの横断面図、（Ｂ）は冷却用チューブの横断面
図である。
への加工例であり、（Ａ）は舌状フィンを削成したヒー
トシンクの横断面図、（Ｂ）は冷却用チューブの横断面
図である。
【図３】試験用ヒートシンクおよび伝熱性能試験方法を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
１…アルミニウム−銅クラッド材 11…アルミニウム系部材 12…インサート材 13…銅系部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｃ２２Ｆ 1/00 ６２７ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６２７ Ｂ２３Ｋ 101:14 Ｂ２３Ｋ 101:14 103:10 103:10 103:12 103:12 (72)発明者 山ノ井 智明 堺市海山町６丁224番地 昭和アルミニウ ム株式会社内 (72)発明者 田崎 清司 堺市海山町６丁224番地 昭和アルミニウ ム株式会社内 Ｆターム(参考） 4E067 AA05 AA07 AA22 AB03 AD03 BD02 DC03 DD01 EB00 EB01
Claims (6)
- 【請求項１】 アルミニウム系部材（11）と銅系部材
（13）とが純アルミニウムまたはＪＩＳ１０００系アル
ミニウム合金からなるインサート材（12）を介してクラ
ッドされていることを特徴とするアルミニウム−銅クラ
ッド材。 - 【請求項２】 前記銅系部材（13）は、無酸素銅または
リン脱酸銅からなる請求項１に記載のアルミニウム−銅
クラッド材。 - 【請求項３】 銅系部材（13）に純アルミニウムまたは
ＪＩＳ１０００系アルミニウム合金からなるインサート
材（12）を冷間圧延により接合し、さらに前記インサー
ト材（12）側にアルミニウム系部材（11）を冷間または
熱間で圧延して接合し、かつ前記インサート材（12）の
圧延後であって前記アルミニウム系部材の圧延前、また
は前記アルミニウム系部材（11）の圧延後の少なくとも
いずれかに熱処理を施すことを特徴とするアルミニウム
−銅クラッド材の製造方法。 - 【請求項４】 前記インサート材（12）の圧延の加工率
は３０％以上とする請求項３に記載のアルミニウム−銅
クラッド材の製造方法。 - 【請求項５】 前記アルミニウム系部材（11）の圧延の
加工率は４０％以上とする請求項３または４に記載のア
ルミニウム−銅クラッド材の製造方法。 - 【請求項６】 前記熱処理は２００〜４００℃で行う請
求項３〜５のいずれに記載のアルミニウム−銅クラッド
材の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000066942A JP2001252772A (ja) | 2000-03-10 | 2000-03-10 | アルミニウム−銅クラッド材およびその製造方法 |
| US09/800,985 US20010030039A1 (en) | 2000-03-10 | 2001-03-07 | Aluminum-copper clad member, method of manufacturing the same, and heat sink |
| TW090105610A TW484219B (en) | 2000-03-10 | 2001-03-09 | Aluminum-copper clad member, method of manufacturing the same, and heat sink |
| KR1020010012272A KR100744271B1 (ko) | 2000-03-10 | 2001-03-09 | 알루미늄-구리 클래드재 및 그 제조방법, 및 히트 싱크 |
| CNB011173319A CN1213477C (zh) | 2000-03-10 | 2001-03-10 | 铝－铜合金复合件及其制造方法以及散热器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000066942A JP2001252772A (ja) | 2000-03-10 | 2000-03-10 | アルミニウム−銅クラッド材およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001252772A true JP2001252772A (ja) | 2001-09-18 |
Family
ID=18586218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000066942A Pending JP2001252772A (ja) | 2000-03-10 | 2000-03-10 | アルミニウム−銅クラッド材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001252772A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100515811B1 (ko) * | 2003-05-26 | 2005-09-21 | 홍유표 | 은판을 합재로서 포함하는 클래드 스테인리스판 제조방법,및 클래드 판 |
| JP2008012593A (ja) * | 2007-10-02 | 2008-01-24 | Nippon Light Metal Co Ltd | 金属部材接合方法 |
| US20130071686A1 (en) * | 2010-06-08 | 2013-03-21 | Yoshimitsu Oda | Aluminum copper clad material |
| WO2014046130A1 (ja) | 2012-09-21 | 2014-03-27 | 三菱マテリアル株式会社 | アルミニウム部材と銅部材との接合構造 |
| JP2015226928A (ja) * | 2014-06-02 | 2015-12-17 | 株式会社特殊金属エクセル | アルミニウム材と銅材の積層材の製造方法 |
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| US9968012B2 (en) | 2012-10-16 | 2018-05-08 | Mitsubishi Materials Corporation | Heat-sink-attached power module substrate, heat-sink-attached power module, and method for producing heat-sink-attached power module substrate |
| CN109822100A (zh) * | 2019-01-24 | 2019-05-31 | 重庆大学 | 一种基于pit制备铝包铜板材的方法 |
| CN114770042A (zh) * | 2022-04-24 | 2022-07-22 | 长沙升华微电子材料有限公司 | 一种高导热、高强度的热沉复合材料制备方法 |
-
2000
- 2000-03-10 JP JP2000066942A patent/JP2001252772A/ja active Pending
Cited By (20)
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