JP2005103556A - アルミニウム合金ダイカスト部材の接合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ダイカスト部材として成形されたアルミニウム合金の成形形状を維持しながら、その複数を簡易に、しかも強固に接合する方法を提供する。
【解決手段】ダイカスト部材１の互いに接合する両接合面１ａ間にアルミニウム合金からなる板状または粉末状の中間材２を介在させ、上記ダイカスト部材及び／または中間材を、０．３〜２．５質量％のマグネシウムを含有させたアルミニウム合金により構成し、両接合面と上記中間材の互いに接触する面を、少なくとも一方が２０〜３００μｍの表面粗さを持つ粗面としてそれらの接触面間の電気抵抗を高め、両接合面間を相互に加圧しながら通電加熱し、マグネシウムによるアルミニウム合金酸化皮膜の還元反応を促進させながら両接合面を接合する。
【選択図】図２

Description

本発明は、アルミニウム合金ダイカスト部材同士を相互に接合する方法に関するものであり、更に具体的には、ダイカスト部材として成形されたアルミニウム合金の成形形状を維持しながらその複数を簡易に、しかも強固に接合する方法に関するものである。

アルミニウム合金ダイカスト部材は、比較的単純な形状の部品を大量に成形する場合に適し、複雑形状部品を大量に得るためには、単純な形状に成形したアルミニウム合金ダイカスト部材同士を簡易な手段で互いに接合するのが望ましい。
しかしながら、このアルミニウム合金ダイカスト部材同士の相互の接合には、それらのダイカスト部材が予め所要の形状に成形されているので、接合に際して、その形状を維持したままで、接合面の部分的溶融等による部材形状の変形が生じないような方法、あるいはその変形量がある程度正確に予測できる方法で、しかも、簡易に接合できる方法を用いる必要がある。このような方法を採用しないと、例えば、接合面に半円筒状の溝を有するダイカスト部材同士を接合して、それらの半円筒状溝により接合面間に円筒状孔を形成させる場合などに、接合面間の変形により円筒状孔が得られず、部材を接合しても使用に耐えなくなることがある。

このような部材の接合に利用できる方法として、従来、例えば、スポット溶接、アプセットバット溶接、パルス通電接合等の方法が知られているが、これらの方法では、互いに圧接された接合面が短時間の間に部分的に溶融して接合されるため、接合時間が短いという点では有利であるが、被接合部材の溶接部分に溶融による変形が生じるため、ダイカスト部材として成形されたアルミニウム合金の成形形状を維持しながらその複数を接合する方法としては必ずしも適切でない。

また、ダイカスト部材として成形されたアルミニウム合金は、その表面に化学的に安定な表面酸化皮膜Ａｌ_２Ｏ_３が形成されていてそれが接合の障害になるので、部材の接合に際しては、それを機械的あるいは冶金的に取り除き、しかも簡易な手段で強固に接合できることが必要である。
この表面皮膜を除去して安定的な接合を行うための方法としては、特許文献１に開示されているような技術が既に開発されている。また、特許文献２には、接合面の加熱を簡易に行うようにした技術が開示されている。

更に具体的に説明すると、上記特許文献１に開示されたアルミニウム等の接合方法は、その接合面に０．２〜３重量％のマグネシウムを含有させたアルミニウムまたはアルミニウム合金を介在させて、高真空雰囲気（１０^−５Torr）でマグネシウムの拡散温度で加熱加圧することにより、マグネシウムを接合界面に拡散させ、マグネシウムによる上記酸化皮膜の還元により、接合面を強固に接合しようとするものである。
また、特許文献２に開示されたアルミニウム合金複合部材の製造方法は、被接合部材の接合面を研削、研磨などの加工により表面粗さ（最大高さＲｙ）を３０〜２００μｍの粗面にし、清浄な接合面同士を接触させてその接合面と直交する方向に通電することにより抵抗発熱させて加圧接合し、この通電による加熱温度を４００〜５００℃、接合面の圧力を１０〜５０ＭＰａとするものである。なお、粗面の凹部に金属粉末を平滑に分布させることもできる旨が説明されている。

上記特許文献１の方法は、マグネシウムの還元作用により酸化皮膜を除去して接合強度を高めるのに有効な技術を示唆しているが、この文献１には、アルミニウム合金の成形形状を維持しながらその複数を接合することについて示唆していないばかりでなく、同文献１の技術では、高真空雰囲気（１０^−５Torr）で加圧しながら長時間加熱する必要があるため、大量生産されるダイカスト部材同士の簡易な接合には適さない。
また、上記特許文献２の方法は、接合面の凹凸による通電加熱により接合面の部分的な加熱を効果的に行って、低温で高強度に接合することを主眼とするものであり、上記酸化皮膜の除去については格別の考慮を行っていない。
特公平５−６２０３４号公報 特開２００２−３５９５５号公報

本発明は、比較的単純な形状のアルミニウム合金ダイカスト部材同士を互いに接合することによって、複雑形状部品の製造を可能にするためになされたものであり、その技術的課題は、基本的には、上記特許文献１及び２に記載の技術を有効に利用し、ダイカスト部材として成形されたアルミニウム合金の成形形状を維持しながら、その複数を簡易に、しかも強固に接合する方法を提供することにある。
本発明の更に具体的な技術的課題は、アルミニウム合金ダイカスト部材の接合に際して、該ダイカスト部材の接合面に形成されている化学的に安定な表面酸化皮膜を、大気、不活性ガス雰囲気、または低真空雰囲気中においても簡易に取り除き、それによってその接合面を強固に接合できるようにした接合方法を提供することにある。

本発明の他の技術的課題は、上記接合に際して、成形したダイカスト部材の形状を維持したままで、接合面の部分的溶融等による部材形状の変形が生じないようにし、あるいはその変形量をある程度正確に予測できる方法で、しかも、両部材を簡易に接合できる方法を提供することにある。
本発明の他の技術的課題は、接合すべきダイカスト部材の接合面の加熱を、該接合面を通して通電することによって行い、その接合面における発熱を両部材の接合のための加熱及び接合面におけるアルミニウム酸化皮膜の還元反応の促進に有効に利用できるようにしたアルミニウム合金ダイカスト部材の接合方法を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明の第１のダイカスト部材接合方法は、アルミニウム合金ダイカスト部材同士を互いに接合する方法であって、上記ダイカスト部材の互いに接合する両接合面間にアルミニウム合金からなる板状の中間材を介在させ、両接合面間を相互に加圧しながら加熱して接合するに際し、上記ダイカスト部材及び／または中間材を、０．３〜２．５質量％のマグネシウムを含有させたアルミニウム合金により構成し、上記両接合面と上記中間材の互いに接触する面を、少なくとも一方が２０〜３００μｍの表面粗さを持つ粗面として、それらの接触面間の電気抵抗を高めて接触させ、両接合面を通して通電することにより、上記粗面の接触部において非溶融の接合に適した温度に発熱させ、該接合面付近の加熱により上記中間材のマグネシウムによるアルミニウム合金酸化皮膜の還元反応を促進させながら両接合面を接合することを特徴とするものである。

また、上記課題を解決するための本発明の第２のダイカスト部材接合方法は、アルミニウム合金ダイカスト部材同士を互いに接合する方法であって、上記ダイカスト部材の互いに接合する両接合面間にアルミニウム合金からなる粉末状の中間材を介在させ、両接合面間を相互に加圧しながら加熱して接合するに際し、上記ダイカスト部材または中間材を、０．３〜２．５質量％のマグネシウムを含有させたアルミニウム合金により構成し、上記ダイカスト部材の中間材に接触する接合面を２０〜３００μｍの表面粗さを持つ粗面にすると共に、上記中間材を平均粒径が１０〜２５０μｍの粉末として、それを両接合面間に層状に介在させることにより、上記接合面をそれらの間の電気抵抗を高めて接触させ、両接合面を通して通電することにより、上記接合面と粉末との接触部において非溶融の接合に適した温度に発熱させ、該接合面付近の加熱により上記中間材のマグネシウムによるアルミニウム合金酸化皮膜の還元反応を促進させながら両接合面を接合することを特徴とするものである。

上記第２のアルミニウム合金ダイカスト部材の接合方法において、上記中間材はアルミニウム合金の粉末を有機結合材で結合したシートとして用い、あるいは、アルミニウム合金の粉末を、接合される接合面の少なくとも一方にスプレーによって塗布することができる。

また、上記第１及び第２の接合方法においては、ダイカスト部材の接合面を相互に加圧しながら該接合面付近を通電加熱して両部材を接合するに際し、上記ダイカスト部材の互いに接合する両接合面及び中間材を、局部的溶融等により上記接合面付近の形状に変形が生じない範囲で加熱し、あるいはその変形量を正確に予測できる態様で加熱し、成形されたダイカスト部材の形状を維持させたままで接合することができ、あるいは、両ダイカスト部材にそれらの接合位置を設定する位置決め部を設け、該位置決め部において両ダイカスト部材を相互に位置決めして上記通電による接合を行うことができる。

そして、上述した第１及び第２の接合方法においては、ダイカスト部材同士の接合を、大気、不活性ガス雰囲気、または低真空雰囲気中で行うことができる。
また、上記ダイカスト部材の接合に際しては、通電による接合面付近の加熱温度を、ダイカスト部材及び中間材を構成するアルミニウム合金の固相線温度〜４４０℃に制御するのが望ましい。
なお、本発明の上記第１及び第２の接合方法においては、接合すべきダイカスト部材または中間材を構成する、０．３〜２．５質量％のマグネシウムを含有させたアルミニウム合金に代えて、０．１〜１．０質量％のリチウムを含有するアルミニウム合金を用いることもできる。

上記構成を有する本発明の接合方法においては、アルミニウム合金ダイカスト部材の接合面を相互に加圧しながら該接合面付近を通電加熱して両部材を接合するに際し、両接合面及び中間材を部分的溶融等により上記接合面付近の形状に変形が生じない範囲で加熱し、あるいはその変形量を正確に予測できる態様で加熱し、成形されたダイカスト部材の形状を維持させたままで接合し、または、両ダイカスト部材にそれらの接合位置を設定する位置決め部を設け、該位置決め部において両ダイカスト部材を相互に位置決めして上記通電による接合を行うので、予め所定形状に成形したダイカスト部材が、その成形形状を維持したままで互いに接合される。

また、アルミニウム合金ダイカスト部材の接合に際して、上記ダイカスト部材の互いに接合する両接合面を２０〜３００μｍの表面粗さに形成し、更に中間材として粉末を用いることなどの手段により、接合面における電気抵抗を大きくして、該接合面を通して通電することにより、接合面付近を集中的・効率的に接合に適した温度（固相線温度〜４４０℃）に加熱するようにし、しかも、接合面付近におけるマグネシウムの含有量が０．３〜２．５質量％になるようにしているので、接合面における酸化皮膜の還元反応が促進され、該ダイカスト部材の接合面に形成されている化学的に安定な表面酸化皮膜も、大気、不活性ガス雰囲気、または低真空雰囲気中において取り除くことができ、それによってその接合面を強固に接合することができる。

以上に詳述した本発明のアルミニウム合金ダイカスト部材の接合方法によれば、ダイカスト部材として成形されたアルミニウム合金の成形形状を維持しながら、その複数を簡易に、しかも、マグネシウム等による還元反応により酸化皮膜を除去して強固に接合することができ、また、両ダイカスト部材の接合面において実質的な溶融がなく、各種精密部品の組立接合に有効に利用することができる。

以下に図面を参照して本発明に係るアルミニウム合金ダイカスト部材の接合方法の実施の態様について説明する。
本発明が接合の対象とするアルミニウム合金部材は、ダイカスト部材として成形されたアルミニウム合金同士である。このアルミニウム合金ダイカスト部材は、比較的単純な形状の部品を大量に成形する場合に適しているが、複雑形状部品の場合にはその成形に高度な技術を要することが少なくないため、単純な形状に成形したアルミニウム合金ダイカスト部材同士を簡易な手段で互いに接合する技術の開発が望まれ、本発明はその要求を満たすものである。

このダイカスト部材同士の接合において配慮すべきことは、それらのダイカスト部材が予め所要の形状に成形されているので、接合に際して、その成形形状を維持したままで複数の部材を簡易に接合可能にすることであり、また、アルミニウム合金部材はその表面に化学的に安定な酸化皮膜Ａｌ_２Ｏ_３が形成されていて、それが接合の障害になるので、部材の接合に際しては、それを簡易に取り除く必要があることである。

そこで、本発明者らは、その経験的・実験的な知見に基づき、アルミニウム合金ダイカスト部材の接合には、マグネシウムやリチウムによるアルミニウム合金酸化皮膜の還元反応が有効であること、ダイカスト部材同士の接合のために接合面付近を集中的・効率的に適切な温度に加熱するには、接合面付近の電気抵抗を高めてダイカスト部材自体にその接合面を通して通電し、加熱制御するのが適切であること、特にその通電による加熱が部材の接合に有効に作用するばかりでなく、上記マグネシウムによる酸化皮膜の還元反応の促進に有効に作用すること、上記通電は、ダイカスト部材の接合面における電気抵抗を高めてその接合面付近において集中的な加熱を行うことにより、例えば従来の抵抗溶接法に比して電流密度を１／１００〜１／１０００程度に小さくでき、しかも、その加熱によってダイカスト部材を溶融させることなく接合するので、接合部の変形を最小限にとどめ、その変形自体を予測できる範囲内にできることなどに着目し、本発明を完成したものである。

本発明が接合の対象とするアルミニウム合金ダイカスト部材は、接合に際してそれらの接合面間にアルミニウム合金からなる中間材を介在させるが、上記ダイカスト部材及び／または中間材を、マグネシウムを含有するアルミニウム合金によって構成させる。例えば、接合しようとするダイカスト部材がＡＤＣ１２（Al-2.15Cu-11.0Si-0.44Fe）等のマグネシウムを含まないアルミニウム合金である場合には、それらの間に介在させる中間材として、マグネシウムを含有するアルミニウム合金を使用する。このダイカスト部材内または中間材中のマグネシウムは、アルミニウム合金酸化皮膜の還元反応に寄与するもので、後述する実施例から分かるように、実験的には、０．３〜２．５質量％を含有するのが、酸化皮膜を除去してすぐれた接合強度を得るために有効であることを確かめている。

このマグネシウムによる酸化皮膜の除去は、接合面におけるＡｌ_２Ｏ_３がＭｇと反応し、ＭｇＡｌ_２Ｏ_３となって凝集することによるものであるが、マグネシウム含有量が上記０．３質量％よりも少ないときには、酸化皮膜の還元反応が不十分であって、確実な接合を行うことができず、また、マグネシウム含有量が４質量％よりも多くなると、表面には、Ａｌ_２Ｏ_３に代わりＭｇＯを形成するため、マグネシウムの還元反応が発生せず、確実な接合を行うことができなくなる。
なお、ここでは、添加が容易で価格的に安価なマグネシウムを用いる場合について説明するが、以下に説明するいずれの場合をも含めて、上記マグネシウムに代えて、同様な還元作用を示すところの、０．１〜１．０質量％のリチウムを含有するアルミニウム合金を用いることができる。

マグネシウム含有量が０．３質量％以下のアルミニウム合金の接合においては、０．３〜２．５質量％のマグネシウムを含有するアルミニウム合金を中間材として使用できる。一方、マグネシウム含有量が０．３質量％以上のアルミニウムダイカスト合金の接合においても、０．３〜２．５質量％以下のマグネシウムを含有するアルミニウム合金を中間材として使用できる。

上記中間材は、後述するように、薄板状あるいは粉末状のものを使用できるが、いずれの中間材を用いるにしても、通常は上記ダイカスト部材の接合面、つまり上記中間材に接触する面は、予め、２０〜３００μｍの表面粗さ（Ｒｚ：最大高さ、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１による）を持つ粗面とする。後述する実施例から分かるように、この表面粗さが上記２０μｍよりも小さくても、あるいは３００μｍより大きくても、適切な接合強度は得られない。
上記粗面は、中間材との接触部を微細な多点とすることにより、それらの間の電気抵抗を高めて接触させ、両接合面を通して通電する際に、その接触部において局部的に発熱させ、該接合面付近の加熱により、上記中間材のマグネシウムによるアルミニウム合金酸化皮膜の還元反応を促進させながら両接合面を接合するために有効なものである。
なお、上記粗面は、ダイカスト部材の接合に際してその接合面を機械加工することにより形成してもよいが、ダイカスト部材の成形時にその接合面を粗面として成形することもでき、これにより上記機械加工を省略して製造コストを低減することもできる。

一方、上記中間材は、ダイカスト部材との接触面間の電気抵抗を高めて接触させ、その接触面を通して通電することにより、アルミニウム合金を上記粗面の接触部において非溶融の接合に適した温度に、具体的には４４０℃〜固相線温度に発熱させ、該接合面付近の加熱により、上記ダイカスト部材または中間材に含有されているマグネシウムによるアルミニウム合金酸化皮膜の還元反応を促進させながら、両接合面を接合するためのものである。

上記中間材としては、板状の中間材をダイカスト部材の接合面間に介在させて使用することができ、この場合に、ダイカスト部材の接合面を２０〜３００μｍの表面粗さを持つ粗面にし、中間材の表裏面を平滑面またはそれに近い面にすることもできるが、ダイカスト部材の接合面と共に板状の中間材の表裏面も２０〜３００μｍの表面粗さを持つ粗面とすることができ、また、ダイカスト部材の接合面を平滑面またはそれに近い面とし、板状の中間材の表裏面のみを２０〜３００μｍの表面粗さを持つ粗面とすることもできる。

また、上記中間材としては、平均粒径が１０〜２５０μｍの粉末を用いることができ、それを両接合面間に層状に介在させて、上記接合面の間の電気抵抗を高めることができる。平均粒径が１０〜２５０μｍの粉末は、上述したダイカスト部材あるいは中間材における２０〜３００μｍの表面粗さに対応するものであり、その範囲を逸脱すると、結果的に接合が不完全になり、あるいは十分な接合強度を得られない。
上記粉末状の中間材としては、ダイカスト部材がマグネシウムを含むアルミニウム合金である場合には、マグネシウムを含まないアルミニウム合金を使用できるが、ダイカスト部材がマグネシウムを含まないアルミニウム合金である場合には、０．３〜２．５質量％のマグネシウムを含むアルミニウム合金を使用する必要があるのは勿論である。
また、この粉末状の中間材を用いる場合には、上記ダイカスト部材の接合面は２０〜３００μｍの表面粗さに形成される。

上記粉末状の中間材は、アルミニウム合金粉末を有機結合材で結合したシートとすることができ、上記有機結合材としては、ダイカスト部材の接合のための接合面の加熱においてガス化して排出される各種結合材を用いることができる。具体的には、中間材を構成するアルミニウム合金粉末８０質量％と上記有機結合材の２０質量％とを混ぜ合わせてペースト状とし、それを平面状に引き延ばして乾燥することにより形成したものなどが用いられる。
また、上記中間材であるアルミニウム合金の粉末は、接合される接合面の少なくとも一方にスプレーによって塗布することもでき、この場合に上記中間材の粉末は、上記有機結合材と同様な性質を有する液に保持させてスプレーすることができる。更に、板状の中間材にこのスプレーによってアルミニウム合金を塗布することもできる。

上記ダイカスト部材の接合に際しては、その両接合面を通して通電することにより、上記接合面と中間材との接触部付近を集中的に非溶融の接合に適した温度（通常は、固相線温度〜４４０℃程度）に加熱し、この加熱により上記ダイカスト部材または中間材に含有されたマグネシウムによるアルミニウム合金酸化皮膜の還元反応を促進させながら両接合面を接合するが、この通電による加熱は、以下に示す実施例では、接合部付近の温度を計測しながら、５〜１０Ｖ、５００〜２０００Ａの範囲で電圧及び電流を制御し、低真空雰囲気（１０Ｐａ）中で接合部付近の温度を短時間に所期の温度まで昇温させるようにしている。上記通電による加熱では、局部加熱により接合界面の温度が高くなると考えられるため、測定個所によって温度にばらつきがあり、正確に測定することは困難である。但し、上記加熱は、ダイカスト部材の両接合面及び中間材を部分的溶融等により上記接合面付近の形状に変形が生じない範囲であることが必要である。

この昇温は、例えば、接合部付近の温度を５００℃とする場合、その直前の約４７０℃程度までは昇温速度を速く、その後はオーバーシュートを抑えるためにゆっくりと５００℃まで昇温させるのが望ましい。図１はこの昇温の一例を示すもので、電流値は１６００Ａ程度をピークとして変動し、その間、電圧値は０〜１．３Ｖの範囲で電流値と共に変動し、約１２分で目標とする５００℃に到達している。なお、ここで４分間保持して部材を接合させ、その後電流を遮断して冷却工程に入っている。
なお、後述する実施例では、通電のための電源として直流電源を用いているが、本発明における接合では、電源の波形が接合に全く影響を及ぼさないので、パルス電源その他のどんな出力波形を有する電源を用いても良い。

また、上記ダイカスト部材の接合に際して、上記ダイカスト部材の互いに接合する接合面を粗面に形成し、更に中間材として粉末を用いることなどの手段により、接合面における電気抵抗を大きくして、通電により接合面付近を集中的・効率的に加熱するので、ダイカスト部材または中間材中のマグネシウムによる酸化皮膜の還元反応が効果的に促進され、その結果、上記接合を必ずしも真空中で行う必要もなく、大気、不活性ガス雰囲気、または１０Ｐａ程度の低真空雰囲気中においてもその酸化皮膜を取り除いて両部材を強固に接合することができ、大量生産されるダイカスト部材同士の接合に適している。但し、高真空雰囲気での接合を排除するものではない。

更に、前述したように、ダイカスト部材の接合においては、予め所定形状に成形したダイカスト部材の成形形状を維持したままで、しかも、中間材を介在させたダイカスト部材の接合面間が所定の間隔で接合されるようにする必要がある。
そのため、中間材として前記板状のものを用いる場合には、その中間材がダイカスト部材の接合面及び／または中間材の表裏面の粗面における凹凸を埋めることにより、ダイカスト部材の接合面間がどのような寸法に収まるかを、計算その他の経験則等で予測して接合させる。

また、中間材として粉末を用いる場合には、使用する粉体の総重量から、それが最終的に接合されたときの充填密度（加圧力によっても相違する。）になったときの厚さを算出し、上記板状の中間材の場合と同様に、その中間材がダイカスト部材の接合面における凹凸を埋めることにより、ダイカスト部材の接合面間がどのような寸法に収まるかを、計算その他の経験則等で予測して接合させことになる。図２は、粉末からなる中間材２がダイカスト部材１，１の接合面１ａ，１ａの凹凸を埋める状態を模式的に示している。なお、図中、３は通電用電源である。
このように、接合時における中間材の変形量は比較的正確に予測できるので、ダイカスト部材はその成形された形状を維持したままで所期の接合状態に接合することができる。
なお、アルミニウム合金粉末を有機結合材で結合したシートからなる中間材を用いる場合においても上記に準じて接合面間の寸法を予測することになる。

更に、接合後におけるダイカスト部材の接合面間の寸法を正確に一定値に収めるためには、図３に例示するように、ダイカスト部材５，５に接合位置を設定する位置決め部５ａ，５ａを設け、接合のための加圧により中間材６を圧縮して、それらの位置決め部５ａ，５ａを電気的絶縁材からなるスペーサ７を介して当接させることにより、両ダイカスト部材１，１を相互に位置決めし、接合面間を一定の寸法に収めて接合することもできる。
なお、この場合には中間材６を所定の充填密度に圧縮したときに位置決め部がスペーサ７を介して当接するようにする必要があり、必要に応じて、余剰の中間材が逃避する空間を接合面間に設けることもできる。

以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定的に解されるべきではない。
以下に説明する実施例においては、ＡＤＣ１２（Al-2.15Cu-11.0Si-0.44Fe）アルミニウム合金ダイキャスト部材から、直径３０ｍｍ、高さ２ｍｍの丸棒を切り出し、この試料の接合面を旋盤加工により各種の表面粗さを持つ粗面とし、実験に供した。
なお、電源は２００ボルトを変圧器で低電圧として、全波整流した。電圧は５〜１０ボルト、電流は５００〜２０００アンペアであり、接合面の加熱は通電して５００℃に１０分間保持し、その後空冷した。温度測定は、試料の接合面からｍｍ上側に穴をあけ、そこに熱電対を差し込んで計測した。
［実施例１］

表１に示すような中間材及び接合条件を用いて、上記ダイキャスト部材を接合した。中間材としては、同表に示している組成の粉末で、平均粒径が１５０μｍ程度のものを用いたが、同表中に接合条件等として示している粉末層の厚み（０．５ｍｍ）は、秤量した中間材の重量と接合面積から、中間材粉末が充填密度１００％で接合面間に充填されたと仮定したときの厚さを算出して示したものである（表２及び表３の場合も同じ）。
同表に示す判定及び接合強度から明らかなように、０．３〜２．５質量％のマグネシウムを含有する中間材を用いた場合に、すぐれた接合強度を得ることができた。

［実施例２］

上記ダイキャスト部材の接合面の表面粗さを、３〜３００μｍ（Ｒｚ）の範囲で表２中に示す値に加工し、同表２に接合条件として示すように、中間材としてＡｌ−Ｍｇ合金（Al-12Si-1Mg）の粉末を用いて、上記ダイキャスト部材を接合した。
同表に示す判定及び接合強度から明らかなように、表面粗さが３μｍ及び１０μｍの場合には、十分な接合強度が得られなかったが、表面粗さがそれ以上に大きくなったときには、すぐれた接合強度を得ることができた。

［実施例３］

上記ダイキャスト部材を用い、中間材として、表３中に示すところの、粉末、板材及び粉末シート（粉末を有機結合材によって結合してシート状にしたもの）を用いて、同表中に示す接合条件で接合した。
いずれの中間材を用いた場合にも、十分な接合強度が得られた。

比較例

上記実施例１〜３のいずれの場合においても、中間材を介在させないで、その他は同条件で、接合を行ったが、いずれの場合にも十分な接合強度を得ることができなかった。

ダイカスト部材を通して通電することによりその接合面付近を加熱する場合の制御態様の一例を示すグラフである。 ダイカスト部材の接合態様を模式的に示す説明図である。 ダイカスト部材の他の接合態様を模式的に示す説明図である。

符号の説明

１，５ ダイカスト部材
１ａ 接合面
２，６ 中間材

Claims (9)

1. アルミニウム合金ダイカスト部材同士を互いに接合する方法であって、
   上記ダイカスト部材の互いに接合する両接合面間にアルミニウム合金からなる板状の中間材を介在させ、両接合面間を相互に加圧しながら加熱して接合するに際し、
   上記ダイカスト部材及び／または中間材を、０．３〜２．５質量％のマグネシウムを含有させたアルミニウム合金により構成し、
   上記両接合面と上記中間材の互いに接触する面を、少なくとも一方が２０〜３００μｍの表面粗さを持つ粗面として、それらの接触面間の電気抵抗を高めて接触させ、
   両接合面を通して通電することにより、上記粗面の接触部において非溶融の接合に適した温度に発熱させ、該接合面付近の加熱により上記中間材のマグネシウムによるアルミニウム合金酸化皮膜の還元反応を促進させながら両接合面を接合する、
   ことを特徴とするアルミニウム合金ダイカスト部材の接合方法。
2. アルミニウム合金ダイカスト部材同士を互いに接合する方法であって、
   上記ダイカスト部材の互いに接合する両接合面間にアルミニウム合金からなる粉末状の中間材を介在させ、両接合面間を相互に加圧しながら加熱して接合するに際し、
   上記ダイカスト部材及び／または中間材を、０．３〜２．５質量％のマグネシウムを含有させたアルミニウム合金により構成し、
   上記ダイカスト部材の中間材に接触する接合面を２０〜３００μｍの表面粗さを持つ粗面にすると共に、上記中間材を平均粒径が１０〜２５０μｍの粉末として、それを両接合面間に層状に介在させることにより、上記接合面をそれらの間の電気抵抗を高めて接触させ、
   両接合面を通して通電することにより、上記接合面と粉末との接触部において非溶融の接合に適した温度に発熱させ、該接合面付近の加熱により上記中間材のマグネシウムによるアルミニウム合金酸化皮膜の還元反応を促進させながら両接合面を接合する、
   ことを特徴とするアルミニウム合金ダイカスト部材の接合方法。
3. 上記アルミニウム合金からなる中間材が、粉末を有機結合材で結合したシートである、
   ことを特徴とする請求項２に記載のアルミニウム合金ダイカスト部材の接合方法。
4. 上記中間材であるアルミニウム合金の粉末を、接合される接合面の少なくとも一方にスプレーによって塗布する、
   ことを特徴とする請求項２に記載のアルミニウム合金ダイカスト部材の接合方法。
5. ダイカスト部材の接合面を相互に加圧しながら該接合面付近を加熱して両部材を接合するに際し、
   上記ダイカスト部材の互いに接合する両接合面及び中間材を、局部的溶融等により上記接合面付近の形状に変形が生じない範囲で加熱し、あるいはその変形量を正確に予測できる態様で加熱し、成形されたダイカスト部材の形状を維持させたままで接合する、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアルミニウム合金ダイカスト部材の接合方法。
6. ダイカスト部材の接合面を相互に加圧しながら該接合面付近を加熱して両部材を接合するに際し、
   両ダイカスト部材にそれらの接合位置を設定する位置決め部を設け、該位置決め部において両ダイカスト部材を相互に位置決めして上記通電による接合を行う、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアルミニウム合金ダイカスト部材の接合方法。
7. 上記ダイカスト部材同士の接合を、大気、不活性ガス雰囲気、または低真空雰囲気中で行う、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のアルミニウム合金ダイカスト部材の接合方法。
8. 接合すべきダイカスト部材または中間材を構成する、０．３〜２．５質量％のマグネシウムを含有させたアルミニウム合金に代えて、０．１〜１．０質量％のリチウムを含有するアルミニウム合金を用いる、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のアルミニウム合金ダイカスト部材の接合方法。
9. 通電による接合面付近の加熱温度を、ダイカスト部材及び中間材を構成するアルミニウム合金の固相線温度〜４４０℃に制御する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のアルミニウム合金ダイカスト部材の接合方法。
   

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