JP2015202680A - クラッド材およびクラッド材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｍｇ層とＡｌ層との接合強度を大きくして剥離を抑制すること、工業的に実用化が可能な水準の低価格であること、環境面での使用規制がないこと、製造が容易であること、の全ての要件を満たすクラッド材を提供する。【解決手段】このクラッド材１は、Ｍｇ基合金から構成されるＭｇ芯材層１０と、Ａｌ基合金から構成されるＡｌ層１１と、Ｍｇ芯材層１０とＡｌ層１１の間に配置され、Ｍｇ芯材層１０とＡｌ層１１とを接合するＮｉ基合金またはＦｅ基合金から構成される中間層１３とを少なくとも備える。【選択図】図１

Description

この発明は、クラッド材およびクラッド材の製造方法に関し、特に、Ｍｇ基合金から構成される層とＡｌ基合金から構成される層とが中間層を介して接合されたクラッド材およびそのクラッド材の製造方法に関する。

Ｍｇ基合金から構成されるＭｇ層とＡｌ基合金から構成されるＡｌ層とを接合してクラッド材を作製する場合、密着性が低いために、Ｍｇ層とＡｌ層とを中間層を介して接合することが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、Ｍｇ基合金からなるＭｇ層と、Ａｌ基合金からなるＡｌ層と、Ｍｇ層とＡｌ層との間に配置され、Ａｇ基合金またはＣｕ基合金からなる中間層からなるクラッド材が開示されている。また、上記特許文献１には、別の例として、上記中間層として、Ａｇ基合金またはＣｕ基合金からなる層のＭｇ層側にＡｕ、ＰｔまたはＰｄからなる層を形成した２層の中間層を用いたクラッド材が開示されている。また、上記特許文献１には、さらに別の例として、上記中間層として、Ａｇ基合金またはＣｕ基合金からなる層の少なくとも片側表面に低融点のＣｄ、Ｚｎ、ＳｎまたはＰｂからなる層を形成した２層または３層からなる中間層を用いたクラッド材が開示されている。

特開平６−３２８６１７号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のクラッド材のうち、中間層としてＡｇ基合金を用いたクラッド材は、Ａｇ基合金は高価であるためクラッド材の原材料コストが高くなり、実用的でないと考えられる。

また、中間層としてＣｕ基合金からなる層のみを用いたクラッド材では、Ｃｕ基合金からなる中間層とＭｇ層との接合強度が小さく、その結果、Ｃｕ基合金からなる中間層を介して接合されたＭｇ層とＡｌ層との間で剥離が生じやすいという問題点があることを、本願発明者は発見した。

さらに、中間層としてＣｕ基合金からなる層とＡｕ、ＰｔまたはＰｄとからなる層との２層の中間層を用いたクラッド材は、Ａｕ、ＰｔおよびＰｄのいずれも、工業的に実用化が可能な水準を超えて高価であるため、実用的でないと考えられる。

また、中間層としてＣｕ基合金からなる層とＣｄまたはＰｂからなる層との２層または３層からなる中間層を用いたクラッド材は、ＣｄおよびＰｂが環境面で使用が規制されているため、実用的でないと考えられる。

また、中間層としてＣｕ基合金からなる層とＺｎまたはＳｎからなる層との２層または３層からなる中間層を用いたクラッド材では、ＺｎおよびＳｎの融点がそれぞれ４２０℃と２３２℃であって融点が低いため、たとえば、熱間圧延によってクラッド材を作成する場合には、熱間圧延時に溶けやすいという問題点があるとともに、熱間圧延時に、ＺｎまたはＳｎの蒸気が発生して加熱炉が汚染されるという問題点もある。このため、ＺｎおよびＳｎを用いたクラッド材も実用的でないと考えられる。

そこで、本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、Ｍｇ層（Ｍｇ基合金から構成される層）とＡｌ層（Ａｌ基合金から構成される層）との接合強度を大きくして剥離を抑制すること、工業的に実用化が可能な水準の低価格であること、環境面での使用規制がないこと、製造が容易であること、の全ての要件を満たすクラッド材およびそのクラッド材の製造方法を提供することである。

本願発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、以下の構成により上記課題を解決可能であることを見出した。つまり、本発明の第１の局面によるクラッド材は、Ｍｇ基合金から構成される第１層と、Ａｌ基合金から構成される第２層と、第１層と第２層との間に配置され、第１層と第２層とを接合するＮｉ基合金またはＦｅ基合金から構成される第３層とを少なくとも備える。

なお、本発明の「Ｍｇ基合金」には、純Ｍｇを含み、たとえばＭｇ−Ａｌ合金や、Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ合金、Ｍｇ−Ｌｉ合金などのＭｇ合金も含まれる。また、本発明の「Ａｌ基合金」には、Ａ１０００番台の純Ａｌを含み、たとえば、Ａ４０００番台のＡｌ−Ｓｉ合金や、Ａ５０００番台のＡｌ−Ｍｇ合金などのＡｌ合金も含まれる。また、本発明の「Ｎｉ基合金」には、ＮＷ２２００やＮＷ２２０１などの純Ｎｉを含み、たとえば、Ｎｉ−Ｃｕ合金や、Ｎｉ−Ｃｒ合金などのＮｉ合金も含まれる。また、本発明の「Ｆｅ基合金」には、低炭素鋼などの純Ｆｅを含み、たとえば、Ｆｅ−Ｎｉ合金や、ステンレスなどのＦｅ合金も含まれる。

本発明の第１の局面によるクラッド材では、上記のように、Ｍｇ基合金から構成される第１層とＡｌ基合金から構成される第２層との間に、第１層と第２層とを接合するＮｉ基合金またはＦｅ基合金から構成される第３層を設けることによって、Ｎｉ基合金またはＦｅ基合金はＭｇ基合金およびＡｌ基合金の両方に対して高い接合強度を発揮できるため、従来のＣｕ基合金を中間層（第３層）として用いたクラッド材よりも高い接合強度を有するＭｇ−Ａｌクラッド材を得ることができる。この結果、Ｍｇ−Ａｌクラッド材において剥離が生じるのを抑制することができる。なお、この効果は、後述する実験により確認済みである。また、Ｎｉ基合金またはＦｅ基合金は、ＺｎおよびＳｎと比べて融点が高いので、加熱炉での溶融や加熱炉の汚染がなく、その結果、クラッド材を容易に作製することができる。また、Ｎｉ基合金またはＦｅ基合金は、Ａｕ、ＰｔおよびＰｄと異なり工業的に実用化が可能な水準の低価格である。さらに、Ｎｉ基合金またはＦｅ基合金は、ＣｄおよびＰｂと異なり環境面での使用規制がない。これらの結果、第１層と第２層とを接合する第３層をＮｉ基合金またはＦｅ基合金から構成することによって、Ｍｇ層（Ｍｇ基合金から構成される第１層）とＡｌ層（Ａｌ基合金から構成される第２層）との接合強度を大きくして剥離を抑制すること、工業的に実用化が可能な水準の低価格であること、環境面での使用規制がないこと、製造が容易であること、の全ての要件を満たすクラッド材を提供することができる。

上記第１の局面によるクラッド材において、好ましくは、第３層は、Ｎｉ基合金から構成されている。ここで、第３層が延性が低い材料から構成されている場合には、クラッド材を作製する際の圧延において、延性が高いＡｌ基合金から構成される第２層と同時に延ばされることに起因して、第３層にうねり（厚みの厚い部分と薄い部分）が発生しやすくなり、破断しやすくなる。そこで、上記のように構成すれば、Ｎｉ基合金はＦｅ基合金と比べて一般的に塑性変形しやすく延性が高いので、クラッド材を作製する際の圧延において、第３層にうねりが発生するのを抑制することができる。これにより、第３層の厚みが小さい場合においても、第３層の破断を抑制することができる。

上記第１の局面によるクラッド材において、好ましくは、第１層の厚みは、第２層の厚みよりも大きく、かつ、第３層の厚みよりも大きい。このように構成すれば、軽量なＭｇ基合金から構成される第１層の占める割合を大きくすることができるので、クラッド材をより軽量化することができる。

この場合、好ましくは、第１層の厚みは、クラッド材の厚みの５０％以上である。このように構成すれば、軽量なＭｇ基合金から構成される第１層の占める割合を確実に大きくすることができるので、クラッド材をより一層軽量化することができる。

上記第１層の厚みが第２層の厚みよりも大きく、かつ、第３層の厚みよりも大きい構成において、好ましくは、第３層の厚みは、第２層の厚み以下である。このように構成すれば、Ｍｇ基合金およびＡｌ基合金よりも比重の大きなＮｉ基合金またはＦｅ基合金から構成される第３層の占める割合を小さくすることができるので、クラッド材をより軽量化することができる。

上記第１の局面によるクラッド材において、好ましくは、第３層の厚みは、クラッド材の厚みの４％以下である。このように構成すれば、第３層の占める割合を確実に小さくすることができるので、クラッド材をより一層軽量化することができる。

上記第１の局面によるクラッド材において、好ましくは、Ａｌ基合金から構成される第４層と、第１層と第４層との間に配置され、第１層と第４層とを接合するＮｉ基合金またはＦｅ基合金から構成される第５層とをさらに備える。このように構成すれば、５層以上の層構造を有するＭｇ−Ａｌクラッド材において剥離が生じるのを抑制することができる。また、共にＡｌ基合金から構成される第２層と第４層とで第１層を挟み込むことができるので、Ｍｇ基合金とＡｌ基合金との延性の違いに起因してクラッド材に反りが生じるのを抑制することができる。

上記第４層と第５層とを備えるクラッド材において、好ましくは、第３層および第５層は、Ｎｉ基合金から構成されている。このように構成すれば、第３層の厚みおよび第５層の厚みのばらつきを小さくすることができるので、第３層および第５層の厚みが小さい場合においても、第３層および第５層の破断を抑制することができる。

上記第１の局面によるクラッド材において、好ましくは、クラッド材の比重は、２．４３以下であり、より好ましくは、クラッド材の比重は、２．１６以下である。このように構成すれば、比重が２．７程度であるＡｌ基合金を単体で用いるよりも、クラッド材の比重を十分に小さくして軽量化することができる。

本発明の第２の局面によるクラッド材の製造方法は、Ａｌ基合金から構成される第１Ａｌ板材と、Ｎｉ基合金、Ｆｅ基合金またはＴｉ基合金から構成される第１接合用板材と、Ｍｇ基合金から構成されるＭｇ板材とをこの順に積層させる工程と、第１Ａｌ板材と第１接合用板材とＭｇ板材とを４５％以上の圧下率で圧延することによって、Ｍｇ基合金から構成される第１層と、Ａｌ基合金から構成される第２層と、第１層と第２層との間に配置され、第１層と第２層とを接合するＮｉ基合金、Ｆｅ基合金またはＴｉ基合金から構成される第３層とを備えるクラッド材を作製する工程とを含む。なお、本発明の「Ｔｉ基合金」には、ＴＰ２７０などの純Ｔｉを含み、たとえばＴｉ−Ａｌ合金などのＴｉ合金も含まれる。

本発明の第２の局面によるクラッド材の製造方法では、上記のように、Ｍｇ基合金から構成される第１層とＡｌ基合金から構成される第２層との間に配置され、第１層と第２層とを接合するＮｉ基合金、Ｆｅ基合金またはＴｉ基合金から構成される第３層とを備えるクラッド材を作製することによって、Ｎｉ基合金、Ｆｅ基合金またはＴｉ基合金はＭｇ基合金およびＡｌ基合金の両方に対して高い接合強度を発揮できるため、従来のＣｕ基合金を中間層（第３層）として用いたクラッド材よりも高い接合強度を有するＭｇ−Ａｌクラッド材を得ることができる。この結果、Ｍｇ−Ａｌクラッド材において剥離が生じるのを抑制することができる。また、Ｎｉ基合金、Ｆｅ基合金またはＴｉ基合金は、ＺｎおよびＳｎと比べて共に融点が高いので、加熱炉での溶融や加熱炉の汚染がなく、その結果、クラッド材を容易に作製することができる。また、Ｎｉ基合金、Ｆｅ基合金またはＴｉ基合金は、Ａｕ、ＰｔおよびＰｄと異なり工業的に実用化が可能な水準の低価格である。さらに、Ｎｉ基合金、Ｆｅ基合金またはＴｉ基合金は、ＣｄおよびＰｂと異なり環境面での使用規制がない。これらの結果、第１層と第２層とを接合する第３層をＮｉ基合金、Ｆｅ基合金またはＴｉ基合金から構成することによって、Ｍｇ層（Ｍｇ基合金から構成される第１層）とＡｌ層（Ａｌ基合金から構成される第２層）との接合強度を大きくして剥離を抑制すること、工業的に実用化が可能な水準の低価格であること、環境面での使用規制がないこと、製造が容易であること、の全ての要件を満たすクラッド材を提供することができる。さらに、４５％以上の圧下率で圧延することによって、第１層と第３層との密着性と、第２層と第３層との密着性とを確実に高めることができるので、これによっても、剥離が生じるのを抑制することができる。なお、この効果は、後述する実験により確認済みである。

上記第２の局面によるクラッド材の製造方法において、好ましくは、板材を積層させる工程は、Ａｌ基合金から構成される第１Ａｌ板材と、Ｎｉ基合金、Ｆｅ基合金またはＴｉ基合金から構成される第１接合用板材と、Ｍｇ基合金から構成されるＭｇ板材と、Ｎｉ基合金、Ｆｅ基合金またはＴｉ基合金から構成される第２接合用板材と、Ａｌ基合金から構成される第２Ａｌ板材とをこの順に積層させる工程を含み、圧延することによってクラッド材を作製する工程は、第１Ａｌ板材と第１接合用板材とＭｇ板材と第２接合用板材と第２Ａｌ板材とを４５％以上の圧下率で圧延することによって、Ｍｇ基合金から構成される第１層と、Ａｌ基合金から構成される第２層と、第１層と第２層との間に配置され、第１層と第２層とを接合するＮｉ基合金、Ｆｅ基合金またはＴｉ基合金から構成される第３層と、Ａｌ基合金から構成される第４層と、第１層と第４層との間に配置され、第１層と第４層とを接合するＮｉ基合金、Ｆｅ基合金またはＴｉ基合金から構成される第５層とを備えるクラッド材を作製する工程を含む。このように構成すれば、５層以上の層構造を有するクラッド材において剥離が生じるのを抑制することができる。また、共にＡｌ基合金から構成される第２層と第４層とで第１層を挟み込むことができるので、Ｍｇ基合金とＡｌ基合金との延性の違いに起因してクラッド材に反りが生じるのを抑制することができる。

上記第２の局面によるクラッド材の製造方法において、好ましくは、圧延することによってクラッド材を作製する工程は、Ａｌ板材と接合用板材とＭｇ板材とを、２５０℃以上４５０℃以下の温度条件下で、かつ、４５％以上の圧下率で熱間圧延する工程を含む。このように構成すれば、２５０℃未満の温度条件ではＭｇ基合金の延性は低いため、４５％以上の圧下率で圧延を行う際に、第１層に割れなどが生じるのを抑制することができる。また、４５０℃より高い温度条件であることに起因してＭｇ基合金が化学的に不安定になるのを抑制することができる。

本発明によれば、上記のように、Ｍｇ層（Ｍｇ基合金から構成される第１層）とＡｌ層（Ａｌ基合金から構成される第２層）との接合強度を大きくして剥離を抑制すること、工業的に実用化が可能な水準の低価格であること、環境面での使用規制がないこと、製造が容易であること、の全ての要件を満たすクラッド材およびそのクラッド材の製造方法を提供することができる。

本発明の一実施形態によるクラッド材を示した断面図である。 本発明の一実施形態によるクラッド材の製造方法を説明するための模式図である。 本発明の第１実施形態によるクラッド材の剥離試験を説明するための図である。 本発明の第１実施形態によるクラッド材の剥離試験を説明するための図である。 本発明の効果を確認するために行った実験１の結果を示した表である。 本発明の効果を確認するために行った実験１の比較例１の断面写真である。 本発明の効果を確認するために行った実験１の実施例１の断面写真である。 本発明の効果を確認するために行った実験１の実施例２の断面写真である。 本発明の効果を確認するために行った実験１の実施例３の断面写真である。 本発明の効果を確認するために行った実験１の比較例２の断面写真である。 本発明の効果を確認するために行った実験２の結果を示した表である。 本発明の効果を確認するために行った実験２の実施例１１の断面写真である。 本発明の効果を確認するために行った実験２の実施例１２の断面写真である。 本発明の効果を確認するために行った実験２の実施例１３の断面写真である。 本発明の効果を確認するために行った実験３の結果を示した表である。 本発明の一実施形態の変形例によるクラッド材を示した断面図である。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

まず、図１を参照して、本発明の一実施形態によるクラッド材１の構成について説明する。

本発明の一実施形態によるクラッド材１は、自動車などの輸送機器や携帯電話などのモバイル機器の構造用部材として用いられる金属材料である。このクラッド材１は、図１に示すように、Ｍｇ芯材層１０と、厚み方向（Ｚ方向）の一方側（Ｚ１側）の表層および他方側（Ｚ２側）の表層にそれぞれ配置されるＡｌ層１１および１２と、Ｍｇ芯材層１０とＺ１側のＡｌ層１１との間に配置される中間層１３と、Ｍｇ芯材層１０とＺ２側のＡｌ層１２との間に配置される中間層１４とを備えている。なお、Ｍｇ芯材層１０、Ａｌ層１１、中間層１３、Ａｌ層１２および中間層１４は、それぞれ、本発明の「第１層」、「第２層」、「第３層」、「第４層」および「第５層」の一例である。

クラッド材１は、Ｚ１側からＺ２側に向かって、Ａｌ層１１、中間層１３、Ｍｇ芯材層１０、中間層１４およびＡｌ層１２がこの順に積層された状態で接合された、５層構造を有している。また、クラッド材１では、接触する層同士が原子拡散や化合物形成などにより強固に接合されている。つまり、Ａｌ層１１と中間層１３とが接合界面１ａにおいて強固に接合され、中間層１３とＭｇ芯材層１０とが接合界面１ｂにおいて強固に接合されることによって、中間層１３を介してＡｌ層１１とＭｇ芯材層１０とが強固に接合されている。同様に、Ａｌ層１２と中間層１４とが接合界面１ｃにおいて強固に接合され、中間層１４とＭｇ芯材層１０と接合界面１ｄにおいてが強固に接合されることによって、中間層１４を介してＡｌ層１２とＭｇ芯材層１０とが強固に接合されている。

また、クラッド材１は、熱間圧延によって平板状に形成されている。

また、クラッド材１の比重は、一般的に広く使用されているＡｌであるＡ１０５０の板材の比重（約２．７）よりも小さい。なお、クラッド材１の比重は、約２．６１以下であるのが好ましく、約２．４３（Ａ１０５０の比重の約９０％）以下であるのがより好ましい。また、クラッド材１の比重は、約２．３以下であるのさらに好ましく、約２．１６（Ａ１０５０の比重の約８０％）以下であるのがより一層好ましい。

Ｍｇ芯材層１０は、Ｍｇ基合金から構成されている。なお、Ｍｇ基合金としては、純ＭｇまたはＭｇ合金を用いることが可能である。なお、Ｍｇ合金としては、ＡＺ３１（３質量％のＡｌと１％のＺｎと残部Ｍｇおよび不可避的不純物元素とからなるＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ合金）やＡＺ６１（６質量％のＡｌと１％のＺｎと残部Ｍｇおよび不可避的不純物元素とからなるＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ合金）などのＭｇ−Ａｌ−Ｚｎ合金、ＡＺ８０（８質量％のＡｌと１％未満のＺｎと残部Ｍｇおよび不可避的不純物元素とからなるＭｇ−Ａｌ合金）などのＭｇ−Ａｌ合金、Ｍｇ−Ｌｉ合金などを用いることが可能である。また、Ｍｇ芯材層１０を構成するＭｇ基合金としては、比重が小さい方が好ましい。ここで、Ｍｇ基合金の一例としてのＡＺ３１の比重は、約１．８である。

クラッド材１の表層に位置するＡｌ層１１および１２は、共に、Ｍｇ基合金よりも耐食性に優れ、かつ、アルマイト処理などにより表面加工が容易なＡｌ基合金から構成されている。なお、Ａｌ基合金としては、９９．５質量％以上のＡｌとその他の元素とからなるＡ１０５０などの純Ａｌ、または、Ａｌ−２Ｓｉ（２質量％のＳｉと残部Ａｌおよび不可避的不純物元素とからなるＡｌ−Ｓｉ合金）などのＡ４０００番台のＡｌ−Ｓｉ合金や、Ａ５０００番台のＡｌ−Ｍｇ合金などのＡｌ合金を用いることが可能である。また、Ａｌ層１１および１２を構成するＡｌ基合金としては、延性の高い純Ａｌを用いるのが好ましい。また、Ａｌ層１１および１２を構成するＡｌ基合金の比重は、Ｍｇ芯材層１０を構成するＭｇ基合金の比重よりも大きい。ここで、Ａｌ基合金の一例としてのＡ１０５０の比重は、約２．７である。

また、Ａｌ層１１および１２は、略同一の組成を有するＡｌ基合金から構成されているのが好ましい。これにより、クラッド材１の表裏を厳密に区別する必要がなくなる。

中間層１３および１４は、Ａｇ基合金やＡｕ基合金などと比べて安価なＮｉ基合金、Ｆｅ基合金またはＴｉ基合金の接合用金属から構成されている。なお、中間層１３および１４は、Ｔｉ基合金よりも安価なＮｉ基合金またはＦｅ基合金から構成される方が好ましく、塑性変形しやすいＮｉ基合金から構成される方がさらに好ましい。

なお、Ｎｉ基合金としては、ＮＷ２２００やＮＷ２２０１などの純Ｎｉ、または、Ｎｉ−Ｃｕ合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金などのＮｉ合金を用いることが可能である。また、Ｆｅ基合金としては、低炭素鋼などの純Ｆｅ、または、Ｆｅ−Ｎｉ合金や、ステンレスなどのＦｅ合金を用いることが可能である。また、Ｔｉ基合金としては、ＴＰ２７０などの純Ｔｉ、または、Ｔｉ−Ａｌ合金などのＴｉ合金を用いることが可能である。

また、中間層１３および１４を構成する接合用金属（Ｎｉ基合金、Ｆｅ基合金またはＴｉ基合金）の比重は、Ｍｇ芯材層１０を構成するＭｇ基合金の比重およびＡｌ層１１および１２を構成するＡｌ基合金の比重よりも大きい。なお、Ｎｉ基合金の一例としてのＮＷ２２０１の比重は、約８．９であり、Ｆｅ基合金の一例としての低炭素鋼の比重は、約７．９であり、Ｔｉ基合金の一例としてのＴＰ２７０の比重は、約４．５である。

また、中間層１３および１４を構成する接合用金属（Ｎｉ基合金、Ｆｅ基合金またはＴｉ基合金）の融点は、後述する熱間圧延時の温度条件Ｔの上限である約４５０℃よりも高い。具体的には、Ｎｉ基合金の一例としてのＮＷ２２０１の融点は、１４５０℃程度であり、Ｆｅ基合金の一例としての低炭素鋼の融点は、１５４０℃程度であり、Ｔｉ基合金の一例としてのＴＰ２７０の融点は、１６７０℃程度である。

また、中間層１３および１４は、Ｎｉ基合金、Ｆｅ基合金またはＴｉ基合金のうち、共に同種の金属（たとえば、Ｎｉ基合金）から構成されているのが好ましい。さらに、中間層１３および１４は、略同一の組成を有する金属（たとえば、ＮＷ２２０１）から構成されているのがより好ましい。

また、本実施形態では、クラッド材１の厚み方向（Ｚ方向）において、比重の小さいＭｇ芯材層１０の厚みｔ２は、Ａｌ層１１の厚みｔ３、Ａｌ層１２の厚みｔ４、中間層１３の厚みｔ５および中間層１４の厚みｔ６のいずれの厚みよりも大きくなるように形成されている。なお、厚みｔ２は、５層構造のクラッド材１の厚みｔ１（＝ｔ２＋ｔ３＋ｔ４＋ｔ５＋ｔ６）の約５０％以上である。また、厚みｔ２は、厚みｔ１の約７５％以上であるのが好ましく、約９０％以上であるのがさらに好ましい。

また、比重が大きな中間層１３の厚みｔ５および中間層１４の厚みｔ６は、共に、Ｍｇ芯材層１０の厚みｔ２未満、Ａｌ層１１の厚みｔ３以下、かつ、Ａｌ層１２の厚みｔ４以下になるように形成されている。なお、クラッド材１全体の比重を小さくするために、厚みｔ５およびｔ６は、共に、ｔ２未満、ｔ３未満、かつ、ｔ４未満であるのが好ましい。また、厚みｔ５およびｔ６は、共に、クラッド材１の厚みｔ１の約４％以下であるのが好ましい。なお、厚みｔ５およびｔ６は、共に、厚みｔ１の約３％以下であるのがより好ましく、約１．５％以下であるのがさらに好ましい。

また、Ａｌ層１１の厚みｔ３およびＡｌ層１２の厚みｔ４は、共に、クラッド材１の厚みｔ１の約２５％以下である。

なお、Ａｌ層１１の厚みｔ３およびＡｌ層１２の厚みｔ４が略同一であるのが好ましく、中間層１３の厚みｔ５および中間層１４の厚みｔ６が略同一であるのが好ましい。

本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態では、上記のように、Ｍｇ芯材層１０とＺ１側のＡｌ層１１との間にＮｉ基合金、Ｆｅ基合金またはＴｉ基合金から構成される中間層１３を設けることによって、Ｎｉ基合金、Ｆｅ基合金またはＴｉ基合金はＭｇ基合金およびＡｌ基合金の両方に対して高い接合強度を発揮できるため、従来のＣｕ基合金を中間層として用いたクラッド材よりも高い接合強度を有するＭｇ−Ａｌクラッド材１を得ることができる。この結果、Ｍｇ−Ａｌクラッド材１において剥離が生じるのを抑制することができる。なお、この剥離を抑制することができるという効果は、構造用部材として用いられるクラッド材１において非常に重要である。また、Ｎｉ基合金、Ｆｅ基合金またはＴｉ基合金は、ＺｎおよびＳｎと比べて共に融点が高いので、加熱炉での溶融や加熱炉の汚染がなく、その結果、クラッド材１を容易に作製することができる。また、Ｎｉ基合金、Ｆｅ基合金またはＴｉ基合金は、Ａｕ、ＰｔおよびＰｄと異なり工業的に実用化が可能な水準の低価格である。さらに、Ｎｉ基合金、Ｆｅ基合金またはＴｉ基合金は、ＣｄおよびＰｂと異なり環境面での使用規制がない。これらの結果、Ｍｇ芯材層１０とＡｌ層１１とを接合する中間層１３をＮｉ基合金、Ｆｅ基合金またはＴｉ基合金から構成することによって、Ｍｇ層（Ｍｇ芯材層１０）とＡｌ層（Ａｌ層１１）との接合強度を大きくして剥離を抑制すること、工業的に実用化が可能な水準の低価格であること、環境面での使用規制がないこと、製造が容易であること、の全ての要件を満たすクラッド材１を提供することができる。

また、本実施形態では、クラッド材１がＡｌ層１１、中間層１３、Ｍｇ芯材層１０、中間層１４およびＡｌ層１２がこの順に積層された５層構造を有するように構成すれば、５層構造を有するＭｇ−Ａｌクラッド材１において剥離が生じるのを抑制することができる。また、Ａｌ層１１とＡｌ層１２とでＭｇ芯材層１０を挟み込むことができるので、Ｍｇ基合金とＡｌ基合金との延性の違いに起因してクラッド材１に反りが生じるのを抑制することができる。また、クラッド材１の両表層に化学的に安定なＡｌ基合金から構成されるＡｌ層１１および１２がそれぞれ位置するので、Ａｌ基合金よりも化学的に不安定で、加熱されると発火する虞などがあるＭｇ基合金から構成されるＭｇ芯材層１０が、クラッド材１の表層に位置するのを防止することができる。これにより、クラッド材１の化学的な安定性を高めて耐食性を向上させることができる。

また、本実施形態では、中間層１３および１４をＮｉ基合金から構成すれば、Ｎｉ基合金はＦｅ基合金と比べて一般的に塑性変形しやすく延性が高いので、クラッド材１を作製する際の圧延において、中間層１３および１４にうねり（厚みの厚い部分と薄い部分）が発生するのを抑制することができる。これにより、中間層１３の厚みｔ５および中間層１４の厚みｔ６が小さい場合においても、中間層１３および１４の破断を抑制することができる。

また、本実施形態では、Ｍｇ芯材層１０の厚みｔ２を、Ａｌ層１１の厚みｔ３、Ａｌ層１２の厚みｔ４、中間層１３の厚みｔ５および中間層１４の厚みｔ６のいずれの厚みよりも大きくすれば、軽量なＭｇ基合金から構成されるＭｇ芯材層１０の占める割合を大きくすることができるので、クラッド材１をより軽量化することができる。さらに、Ｍｇ芯材層１０の厚みｔ２をクラッド材１の厚みの約５０％以上にした場合には、軽量なＭｇ基合金から構成されるＭｇ芯材層１０の占める割合を確実に大きくすることができるので、クラッド材１をより一層軽量化することができる。

また、本実施形態では、中間層１３の厚みｔ５および中間層１４の厚みｔ６を、共に、Ｍｇ芯材層１０の厚みｔ２未満、Ａｌ層１１の厚みｔ３以下、かつ、Ａｌ層１２の厚みｔ４以下にすれば、Ｍｇ基合金およびＡｌ基合金よりも比重の大きなＮｉ基合金、Ｆｅ基合金またはＴｉ基合金から構成される中間層１３および１４の占める割合を小さくすることができるので、クラッド材１をより軽量化することができる。さらに、中間層１３の厚みｔ５および中間層１４の厚みｔ６を、共に、クラッド材１の厚みの約４％以下にすれば、中間層１３および１４の占める割合を確実に小さくすることができるので、クラッド材１をより一層軽量化することができる。

また、本実施形態では、クラッド材１の比重を約２．４３以下にした場合には、比重が２．７程度であるＡｌ基合金を単体で用いるよりも、クラッド材１の比重を十分に小さくして軽量化することができる。さらに、クラッド材１の比重を約２．１６以下にした場合には、クラッド材１の比重をさらに小さくして軽量化することができる。

次に、図１および図２を参照して、本発明の一実施形態によるクラッド材１の製造方法について説明する。

まず、図２に示すように、Ｍｇ基合金から構成されるＭｇ板材１１０と、Ａｌ基合金から構成される一対のＡｌ板材１１１および１１２と、Ｎｉ基合金、Ｆｅ基合金またはＴｉ基合金から構成される一対の接合用板材１１３および１１４とを準備する。なお、Ｍｇ板材１１０、Ａｌ板材１１１、１１２、接合用板材１１３および１１４は、所定の温度条件下で所定の時間焼鈍されることによって形成された焼鈍材である。

この際、Ｍｇ板材１１０の厚みを、Ｍｇ板材１１０の厚みと、一対のＡｌ板材１１１および１１２の厚みと、一対の接合用板材１１３および１１４の厚みとの合計の厚みの約５０％以上の厚みにしてもよい。また、一対の接合用板材１１３および１１４の厚みを、共に、Ｍｇ板材１１０の厚み未満にするとともに、一対のＡｌ板材１１１および１１２の厚み以下にする。

そして、本実施形態の製造方法では、Ｚ１側からＺ２側に向かって、Ａｌ板材１１１、接合用板材１１３、Ｍｇ板材１１０、接合用板材１１４およびＡｌ板材１１２をこの順で連続的に積層させる。そして、積層された５枚の金属板を、圧延ロール１０１を用いて連続的に圧延する。この圧延においては、圧延ロール１０１の圧下率Ｒ（（１−圧延後の板厚／圧延前の板厚）×１００）を４５％以上に設定する。なお、この圧延は、温度条件Ｔを約２５０℃以上約４５０℃以下に設定した熱間圧延であるのが好ましい。なお、熱間圧延の温度条件Ｔは、約３５０℃以上約４５０℃以下の値であるのがより好ましい。また、圧延ロール１０１の圧下率Ｒは、約５０％以上であるのが好ましい。なお、熱間圧延の温度条件Ｔの環境下では、接合用板材１１３および１１４を構成する、融点の高い接合用金属（Ｎｉ基合金、Ｆｅ基合金またはＴｉ基合金）は溶融しないとともに、蒸気として放出されることもほとんどない。

これにより、図１に示すように、Ａｌ層１１、中間層１３、Ｍｇ芯材層１０、中間層１４およびＡｌ層１２がこの順に積層された状態で接合された、５層構造を有するクラッド材１が作製される。この際、熱間圧延が行われることによって、Ｍｇ芯材層１０が塑性変形するようになるため、新生面（界面に新たに露出する面）が出現して中間層１３および１４の新生面と接触することが可能となる。この結果、中間層１３とＭｇ芯材層１０との接合界面１ｂおよびＭｇ芯材層１０と中間層１４との接合界面１ｄにおいて密着性が得られる。

そして、熱間圧延後のクラッド材１を約２５０℃以上約３５０℃以下の温度条件下で６０分程熱処理を行うことによって、クラッド材１に対して拡散焼鈍を行う。これにより、クラッド材１の接合界面１ａ〜１ｄにおいてさらに原子拡散が生じることによって、接合界面１ａ〜１ｄでの接合強度が向上するとともに、各層の金属層（Ａｌ層１１、中間層１３、Ｍｇ芯材層１０、中間層１４およびＡｌ層１２）が焼鈍されることによって、各層の金属層の脆性が改善する。これにより、構造用部材に用いられるクラッド材１が作製される。

本実施形態の製造方法では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態の製造方法では、上記のように、Ａｌ板材１１１、接合用板材１１３、Ｍｇ板材１１０、接合用板材１１４およびＡｌ板材１１２を４５％以上の圧下率Ｒで圧延することによって、Ｍｇ芯材層１０と中間層１３との密着性と、中間層１３とＡｌ層１１との密着性とを確実に高めることができる。同様に、Ｍｇ芯材層１０と中間層１４との密着性と、中間層１４とＡｌ層１２との密着性とを確実に高めることができる。これらにより、Ｍｇ−Ａｌクラッド材１において剥離が生じるのを抑制することができる。

また、本実施形態の製造方法では、Ａｌ板材１１１、接合用板材１１３、Ｍｇ板材１１０、接合用板材１１４およびＡｌ板材１１２をこの順で連続的に積層させた状態で、約２５０℃以上約４５０℃以下の温度条件（Ｔ）下で、かつ、４５％以上の圧下率Ｒで熱間圧延した場合には、約２５０℃未満の温度条件ではＭｇ基合金の延性は低いため、４５％以上の圧下率で圧延を行う際に、Ｍｇ基合金から構成されるＭｇ芯材層１０に割れなどが生じるのを抑制することができる。また、約４５０℃より高い温度条件であることに起因してＭｇ基合金が化学的に不安定になるのを抑制することができる。

（実験１）
次に、図１〜図１０を参照して、本発明の効果を確認するために行った実験１を説明する。

実験１では、中間層として適した金属材料を確認するために、Ａｌ層１１、中間層１３、Ｍｇ芯材層１０、中間層１４およびＡｌ層１２の５層構造のクラッド材１（図１参照）のうち、中間層１３および１４の接合用金属の種類を異ならせたクラッド材１を作製して接合強度を測定した。

具体的には、図２に示すように、Ｍｇ基合金としてのＭｇ合金（ＡＺ３１）から構成されるＭｇ板材１１０と、Ａｌ基合金としての純Ａｌ（Ａ１０５０）から構成される一対のＡｌ板材１１１および１１２と、Ｎｉ基合金としての純Ｎｉ（ＮＷ２２０１）から構成される一対の接合用板材１１３および１１４とを準備した。なお、Ｍｇ板材１１０、Ａｌ板材１１１、１１２、接合用板材１１３および１１４は、所定の温度条件下で所定の時間焼鈍した。ここで、Ｍｇ板材１１０の厚みを６４０μｍ、一対のＡｌ板材１１１および１１２の厚みを１６０μｍ、一対の接合用板材１１３および１１４の厚みを４０μｍにした。なお、Ａｌ板材１１１、１１２、接合用板材１１３および１１４は、それぞれ、本発明の「第１Ａｌ板材」、「第２Ａｌ板材」、「第１接合用板材」および「第２接合用板材」の一例である。

そして、Ａｌ板材１１１、接合用板材１１３、Ｍｇ板材１１０、接合用板材１１４およびＡｌ板材１１２をこの順で連続的に積層させて熱間圧延した。その際、温度条件Ｔを４００℃に設定するとともに、圧下率Ｒを５０％に設定した。これにより、Ａ１０５０から構成されるＡｌ層１１、ＮＷ２２０１から構成される中間層１３、ＡＺ３１から構成されるＭｇ芯材層１０、ＮＷ２２０１から構成される中間層１４、および、Ａ１０５０から構成されるＡｌ層１２がこの順に積層された状態で接合された、５層構造を有するクラッド材１を作製した。なお、実施例１のクラッド材１において、Ａｌ層１１、中間層１３、Ｍｇ芯材層１０、中間層１４、および、Ａｌ層１２の各々の厚みは、それぞれ、８０μｍ、２０μｍ、３２０μｍ、２０μｍ、および、８０μｍになった。なお、各層の厚みは、後述するクラッド材の断面における層状態を示した断面写真から複数地点の厚みをそれぞれ測定し、複数の測定した厚みを平均することによって求めた。この際、Ｍｇ芯材層１０の厚み比率は、６１．５％であり、中間層１３および１４の厚み比率は、共に、３．８％になった。

そして、熱間圧延後のクラッド材１を３００℃の温度条件下で６０分間熱処理を行うことによって、クラッド材１に対して拡散焼鈍を行った。これにより、実施例１のクラッド材１を作製した。

また、接合用板材１１３および１１４をＳＰＣＣから構成することによって、中間層１３および１４を純Ｆｅ（低炭素鋼）から構成する点以外は実施例１のクラッド材１と同様にして、実施例２のクラッド材１を作製した。また、中間層１３および１４（接合用板材１１３および１１４）を純Ｔｉ（ＴＰ２７０）から構成する点以外は実施例１のクラッド材１と同様にして、実施例３のクラッド材１を作製した。

一方、比較例１のクラッド材として、中間層１３および１４を設けない点以外は、実施例１のクラッド材１と同様にして、Ａ１０５０から構成されるＡｌ層、ＡＺ３１から構成されるＭｇ芯材層、および、Ａ１０５０から構成されるＡｌ層がこの順に積層された３層構造のクラッド材を作製した。この際、Ｍｇ芯材層１０の厚み比率を、６６．７％にした。また、比較例２のクラッド材として、中間層１３および１４（接合用板材１１３および１１４）を純Ｃｕ（Ｃ１０２０）から構成する点以外は実施例１のクラッド材１と同様にして、比較例２のクラッド材を作製した。

そして、各々のクラッド材について断面写真を撮影するとともに、剥離試験を行った。この剥離試験では、図３に示すように、ペンチなどの図示しない冶具を用いてクラッド材の端部の接合界面を強制的に剥離させた。なお、接合強度が高く強制的な剥離が困難なクラッド材については、熱間圧延時に、端部を予め剥離しやすいようにクラッド材を接合させた。そして、クラッド材に対して図４に示す剥離試験を行った。具体的には、剥離した界面（たとえば図４に示す接合界面１ｄ）の一方側（Ｚ２側）の層（たとえば図４に示すＭｇ芯材層１０とＡｌ層１２と中間層１４）を固定部材１０２に固定するとともに、剥離した界面の他方側（Ｚ１側）の層（たとえば図４に示すＡｌ層１１と中間層１３）をＺ１方向に引っ張ることによって、界面をさらに剥離させた。そしてその際に要した荷重をクラッド材の幅（紙面垂直方向におけるクラッド材の幅）で除することによって、単位幅あたりの荷重としての接合強度を求めた。また、クラッド材の比重を、断面写真から求めた各々の層の厚み比率と各々の層を構成する金属材料の比重とから算出した。なお、水浸法を用いてクラッド材の比重の実測値も測定したが、クラッド材の比重の実測値も、厚み比率と金属材料の比重とから算出したクラッド材の比重の算出値と略同様になった。さらに、各々のクラッド材の断面写真を用いて、クラッド材の断面における層状態について観察した。

図５に示す実験１の結果としては、中間層として、純Ｎｉ、純Ｆｅおよび純Ｔｉをそれぞれ用いた実施例１〜３のクラッド材では、接合強度が５０Ｎ／ｍｍ以上になった。つまり、クラッド材の層間（Ａｌ層１１と中間層１３との接合界面１ａ、中間層１３とＭｇ芯材層１０との接合界面１ｂ、Ｍｇ芯材層１０と中間層１４との接合界面１ｄ、および、Ａｌ層１２と中間層１４との接合界面１ｃ）の密着性が高く剥離しにくいことが確認できた。一方、中間層を設けない比較例１、および、中間層として純Ｃｕを用いた比較例２のクラッド材では、接合強度がそれぞれ１６Ｎ／ｍｍおよび１５Ｎ／ｍｍになり、クラッド材の層間の密着性が低く剥離しやすいことが確認できた。

この結果から、Ａｌ基合金から構成されるＡｌ層とＭｇ基合金から構成されるＭｇ芯材層との間にＮｉ基合金、Ｆｅ基合金またはＴｉ基合金から構成される中間層を配置することによって、Ａｌ層とＭｇ芯材層とを直接接合する場合よりも、クラッド材において剥離を生じにくくすることができることが確認できた。一方、Ａｌ層とＭｇ芯材層との間にＣｕ基合金から構成される中間層を配置した場合には、クラッド材において剥離が生じやすいことが確認できた。

また、図６〜図１０に示す断面写真から、中間層が純Ｎｉから構成された実施例１と中間層が純Ｃｕから構成された比較例２とにおいては、中間層にうねりはあまり発生しておらず中間層の厚みのばらつきは小さかったものの、中間層が純Ｆｅから構成された実施例２と中間層が純Ｔｉから構成された実施例３とにおいては、中間層にうねりが発生しており中間層の厚みのばらつきは多少大きくなった。これは、純Ｎｉおよび純Ｃｕが、純Ｆｅおよび純Ｔｉよりも圧延により塑性変形しやすく延性が高いからであると考えられる。この結果、圧延や圧延後のプレス加工などの加工性の観点から、クラッド材の中間層は、純Ｎｉから構成するのが好ましいことが判明した。

ここで、実施例１〜３を比較すると、接合強度と断面写真の観察結果（加工性）とから、中間層をＮｉ基合金（純Ｎｉ）から構成することが、接合強度および中間層の厚みのばらつきの少なさから最も適していると考えられる。一方、純Ｎｉは純Ｆｅや純Ｔｉと比べて比重が大きいため、クラッド材の比重を小さくする観点からはあまり適していないと考えられる。そこで、次に示す実験２を行った。

（実験２）
次に、図１および図１１〜図１４を参照して、本発明の効果を確認するために行った実験２を説明する。

実験２では、Ｎｉ基合金から構成される中間層の厚みを小さくすることによって比重を小さくした場合においても、中間層の破断が生じにくく、かつ、接合強度が高くすることが可能であるか否かを確認するために、Ａｌ層１１、中間層１３、Ｍｇ芯材層１０、中間層１４およびＡｌ層１２の５層構造のクラッド材１（図１参照）において、中間層１３および１４を純Ｎｉから構成するとともに、各層の厚みの比率を異ならせたクラッド材１を作製して接合強度を測定した。

具体的には、実施例１１のクラッド材では、Ｍｇ板材１１０の厚みを７６０μｍ、一対のＡｌ板材１１１および１１２の厚みを４００μｍ、純Ｎｉ（ＮＷ２２０１）から構成される一対の接合用板材１１３および１１４の厚みを２０μｍにした。そして、上記実験１の実施例１と同様の条件（圧下率Ｒ：５０％）で熱間圧延することによって、Ａｌ層１１、中間層１３、Ｍｇ芯材層１０、中間層１４、および、Ａｌ層１２の各々の厚みを、それぞれ、２００μｍ、１０μｍ、３８０μｍ、１０μｍ、および、２００μｍにした。それ以外は、上記実施例１のクラッド材１と同様にして、実施例１１のクラッド材を作製した。この際、Ｍｇ芯材層１０の厚み比率は、４７．５％であり、中間層１３および１４の厚み比率は、共に、１．３％であった。

また、実施例１２のクラッド材では、Ｍｇ板材１１０の厚みを７６０μｍ、一対のＡｌ板材１１１および１１２の厚みを２０μｍ、一対の接合用板材１１３および１１４の厚みを２０μｍにした。そして、上記実施例１と同様の条件で熱間圧延することによって、Ａｌ層１１、中間層１３、Ｍｇ芯材層１０、中間層１４、および、Ａｌ層１２の各々の厚みを、それぞれ、１０μｍ、１０μｍ、３８０μｍ、１０μｍ、および、１０μｍにした。それ以外は、上記実施例１のクラッド材１と同様にして、実施例１２のクラッド材を作製した。この際、Ｍｇ芯材層１０の厚み比率は、９０．５％であり、中間層１３および１４の厚み比率は、共に、２．４％であった。

また、実施例１３のクラッド材では、Ｍｇ板材１１０の厚みを７６０μｍ、一対のＡｌ板材１１１および１１２の厚みを２０μｍ、一対の接合用板材１１３および１１４の厚みを１０μｍにした。そして、上記実施例１と同様の条件で熱間圧延することによって、Ａｌ層１１、中間層１３、Ｍｇ芯材層１０、中間層１４、および、Ａｌ層１２の各々の厚みを、それぞれ、１０μｍ、５μｍ、３８０μｍ、５μｍ、および、１０μｍにした。それ以外は、上記実施例１のクラッド材１と同様にして、実施例１３のクラッド材を作製した。この際、Ｍｇ芯材層１０の厚み比率は、９２．７％であり、中間層１３および１４の厚み比率は、共に、１．２％であった。

そして、各々のクラッド材について実験１と同様の剥離試験を行うとともに、各々のクラッド材の断面写真を用いて、クラッド材の断面における層状態について観察した。

図１１に示す実験２の結果としては、実施例１１〜１３の結果から、純Ｎｉから構成される中間層の厚みの比率を小さくして、クラッド材の比重をＡｌ（Ａ１０５０）の比重（２．７）の９０％（２．４３（＝２．７×０．９））以下にしたとしても、５０Ｎ／ｍｍ以上の十分な接合強度が得られることが判明した。さらに、実施例１２および１３の結果から、クラッド材の比重をＡｌの比重の８０％（２．１６（＝２．７×０．８））以下にした場合であっても、５０Ｎ／ｍｍ以上の十分な接合強度が得られることが判明した。さらに、実施例１３の結果から、中間層を有さない比較例１の比重（２．０９、図５参照）よりも小さな比重を有するクラッド材であっても、５０Ｎ／ｍｍ以上の十分な接合強度が得られることが判明した。

この結果から、比重の比較的大きな純Ｎｉを用いた場合であっても、中間層のクラッド材全体における厚み比率を小さくする（４％以下にする）ことによって、クラッド材の比重を十分に小さくしたとしても、中間層の破断が生じにくく、かつ、接合強度を高くすることができることが判明した。

また、図１２〜図１４に示す断面写真から、純Ｎｉからなる中間層（断面写真における黒いすじ状の部分よりもＡｌ層側の白いすじ状の部分）は、いずれにおいても明確に層状に存在しており、最も中間層の厚みの小さい実施例１３（中間層の厚み：５μｍ）であっても、中間層に破断箇所は少なく、ＭｇとＡｌとの金属間化合物の形成が抑制されていた。このことから、中間層の厚みを５μｍに小さくしたとしても、十分な接合強度がクラッド材の全体において得られることが判明した。さらに、図１３に示す実施例１２の断面写真および図１４に示す実施例１３の断面写真から、Ａｌ層の厚みを１０μｍに小さくしたとしても、クラッド材全体においてＡｌ層がクラッド材の表層に位置するとともに、Ａｌ層の破断は確認できなかった。これにより、Ａｌ層の厚みを１０μｍに小さくしたとしても、クラッド材の耐食性を確保することが可能であることが判明した。

（実験３）
次に、図１および図１５を参照して、本発明の効果を確認するために行った実験３を説明する。

実験３では、圧下率Ｒによる接合強度の違いを確認するために、熱間圧延時の圧下率Ｒを変化させて、Ａｌ層１１、中間層１３、Ｍｇ芯材層１０、中間層１４およびＡｌ層１２の５層構造のクラッド材１（図１参照）を作製して接合強度を測定した。

具体的には、実施例２１では、上記実験１の実施例１と同様に、ＡＺ３１（Ｍｇ合金）から構成されるＭｇ板材１１０と、純Ａｌ（Ａ１０５０）から構成される一対のＡｌ板材１１１および１１２と、純Ｎｉ（ＮＷ２２０１）から構成される一対の接合用板材１１３および１１４とを準備した。また、Ｍｇ板材１１０の厚みを８００μｍ、一対のＡｌ板材１１１および１１２の厚みを４０μｍ、一対の接合用板材１１３および１１４の厚みを２０μｍにした。

ここで、実施例２１では、圧下率Ｒを４５％に設定する以外は、上記実験１の実施例１と同様に熱間圧延を行うことによって、Ａ１０５０から構成されるＡｌ層１１、ＮＷ２２０１から構成される中間層１３、ＡＺ３１から構成されるＭｇ芯材層１０、ＮＷ２２０１から構成される中間層１４、および、Ａ１０５０から構成されるＡｌ層１２がこの順に積層された状態で接合された、５層構造を有するクラッド材１を作製した。なお、実施例２１のクラッド材１において、Ａｌ層１１、中間層１３、Ｍｇ芯材層１０、中間層１４、および、Ａｌ層１２の各々の厚みは、それぞれ、２２μｍ、１１μｍ、４４０μｍ、１１μｍ、および、２２μｍであった。この際、Ｍｇ芯材層１０の厚み比率は、８７．０％であり、中間層１３および１４の厚み比率は、共に、２．２％であった。

また、実施例２２のクラッド材では、圧下率Ｒを５０％に設定する以外は、実施例２１と同様にして、クラッド材１を作製した。なお、実施例２２のクラッド材１において、Ａｌ層１１、中間層１３、Ｍｇ芯材層１０、中間層１４、および、Ａｌ層１２の各々の厚みは、それぞれ、２０μｍ、１０μｍ、４００μｍ、１０μｍ、および、２０μｍであった。

また、実施例２３のクラッド材では、圧下率Ｒを６０％に設定する以外は、実施例２１と同様にして、クラッド材１を作製した。なお、実施例２３のクラッド材１において、Ａｌ層１１、中間層１３、Ｍｇ芯材層１０、中間層１４、および、Ａｌ層１２の各々の厚みは、それぞれ、１６μｍ、８μｍ、３２０μｍ、８μｍ、および、１６μｍであった。

一方、比較例２１のクラッド材では、圧下率Ｒを３０％に設定する以外は、実施例２１と同様にして、クラッド材を作製した。なお、比較例２１のクラッド材において、Ａｌ層、中間層、Ｍｇ芯材層、中間層、および、Ａｌ層の各々の厚みは、それぞれ、２８μｍ、１４μｍ、５６０μｍ、１４μｍ、および、２８μｍであった。

また、比較例２２のクラッド材では、圧下率Ｒを４０％に設定する以外は、実施例２１と同様にして、クラッド材を作製した。なお、比較例２２のクラッド材において、Ａｌ層、中間層、Ｍｇ芯材層、中間層、および、Ａｌ層の各々の厚みは、それぞれ、２４μｍ、１２μｍ、４８０μｍ、１２μｍ、および、２４μｍであった。

なお、実施例２１〜２３、比較例２１および２２のクラッド材では、各々の層の厚み比率および比重（２．０８）はいずれも同一である。

そして、各々のクラッド材について上記実験１と同様の剥離試験を行った。

図１５に示す実験３の結果としては、実施例２１〜２３の結果から、圧下率を４５％以上にすることによって、プレス加工が可能であると想定される４０Ｎ／ｍｍ以上の十分な接合強度が得られることが確認できた。さらに、圧下率を５０％以上にすることによって、５０Ｎ／ｍｍ以上のより十分な接合強度が得られることが確認できた。一方、比較例２１および２２の結果から、圧下率を４５％未満（４０％以下）にすることによって、４０Ｎ／ｍｍ未満（３４Ｎ／ｍｍ以下）の不十分な接合強度しか得られず、クラッド材の層間の密着性が低く剥離しやすいことが確認できた。さらに、比較例２１の結果から、圧下率を３０％にすることによって、接合自体ができないことが確認できた。

なお、今回開示された実施形態および実施例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態および実施例の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記実施形態および実施例では、クラッド材１が、Ａｌ層１１（第２層）、中間層１３（第３層）、Ｍｇ芯材層１０（第１層）、中間層１４（第５層）およびＡｌ層１２（第４層）がこの順に積層された状態で接合された、５層構造を有する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、クラッド材は、少なくとも、Ａｌ層（第２層）、中間層（第３層）、Ｍｇ芯材層（第１層）がこの順に積層された状態で接合された構造を有していればよい。たとえば、図１６に示す上記実施形態の変形例のように、クラッド材２０１が、Ａｌ基合金から構成されるＡｌ層２１１、Ｎｉ基合金、Ｆｅ基合金またはＴｉ基合金から構成される中間層２１３、および、Ｍｇ基合金から構成されるＭｇ芯材層２１０がこの順に積層された状態で接合された３層構造を有していてもよい。なお、Ｍｇ芯材層２１０、Ａｌ層２１１、中間層２１３は、それぞれ、本発明の「第１層」、「第２層」および「第３層」の一例である。また、クラッド材は、Ａｌ層（第２層）、任意の金属層、中間層（第３層）およびＭｇ芯材層（第１層）がこの順に積層された状態で接合された４層構造を有していてもよい。さらに、クラッド材は、Ａｌ層（第２層）、中間層（第３層）およびＭｇ芯材層（第１層）がこの順に積層された構造を有していれば、６層以上の層構造を有していてもよい。

また、上記実施形態および実施例では、比重の小さいＭｇ芯材層１０の厚みｔ２を、Ａｌ層１１の厚みｔ３、Ａｌ層１２の厚みｔ４、中間層１３の厚みｔ５および中間層１４の厚みｔ６のいずれの厚みよりも大きくなるように形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、Ｍｇ芯材層（第１層）の厚みは、Ａｌ層（第２層または第４層）の厚み、および、中間層（第３層または第５層）の厚みの少なくともいずれか１つの厚み以下であってもよい。この場合、クラッド材の比重を小さくする観点から、Ｍｇ芯材層（第１層）の厚みは、比重の大きな中間層（第３層または第５層）の厚みよりも大きい方が好ましい。

また、上記実施形態では、比重の小さいＭｇ芯材層１０の厚みｔ２を、５層構造のクラッド材１の厚みｔ１の約５０％以上にした例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、Ｍｇ芯材層（第１層）の厚みを、クラッド材の厚みの約５０％未満にしてもよい。

また、上記実施形態および実施例では、比重が大きな中間層１３の厚みｔ５および中間層１４の厚みｔ６を、共に、Ｍｇ芯材層１０の厚みｔ２未満、Ａｌ層１１の厚みｔ３以下、Ａｌ層１２の厚みｔ４以下になるように形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、中間層（第３層または第５層）の厚みは、Ｍｇ芯材層（第１層）の厚み以上であってもよいし、Ａｌ層（第２層または第４層）の厚みよりも大きくてもよい。

また、上記実施形態および実施例では、比重が大きな中間層１３の厚みｔ５および中間層１４の厚みｔ６を、共に、クラッド材１の厚みｔ１の約４％以下にした例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、中間層（第３層または第５層）の厚みは、クラッド材の厚みの約４％よりも大きくてもよい。

また、上記実施形態および実施例では、Ａｌ層１１の厚みｔ３およびＡｌ層１２の厚みｔ４を、共に、クラッド材１の厚みｔ１の約２５％以下にした例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、Ａｌ層（第２層または第４層）の厚みを、クラッド材の厚みの約２５％よりも大きくしてもよい。

１、２０１ クラッド材
１０、２１０ Ｍｇ芯材層（第１層）
１１、２１１ Ａｌ層（第２層）
１２ Ａｌ層（第４層）
１３、２１３ 中間層（第３層）
１４ 中間層（第５層）
１１０ Ｍｇ板材
１１１ Ａｌ板材（第１Ａｌ板材）
１１２ Ａｌ板材（第２Ａｌ板材）
１１３ 接合用板材（第１接合用板材）
１１４ 接合用板材（第２接合用板材）

Claims (13)

1. Ｍｇ基合金から構成される第１層と、Ａｌ基合金から構成される第２層と、前記第１層と前記第２層との間に配置され、前記第１層と前記第２層とを接合するＮｉ基合金またはＦｅ基合金から構成される第３層とを少なくとも備える、クラッド材。
2. 前記第３層は、Ｎｉ基合金から構成されている、請求項１に記載のクラッド材。
3. 前記第１層の厚みは、前記第２層の厚みよりも大きく、かつ、前記第３層の厚みよりも大きい、請求項１または２に記載のクラッド材。
4. 前記第１層の厚みは、前記クラッド材の厚みの５０％以上である、請求項３に記載のクラッド材。
5. 前記第３層の厚みは、前記第２層の厚み以下である、請求項３または４に記載のクラッド材。
6. 前記第３層の厚みは、前記クラッド材の厚みの４％以下である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のクラッド材。
7. Ａｌ基合金から構成される第４層と、前記第１層と前記第４層との間に配置され、前記第１層と前記第４層とを接合するＮｉ基合金またはＦｅ基合金から構成される第５層とをさらに備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載のクラッド材。
8. 前記第３層および第５層は、Ｎｉ基合金から構成されている、請求項７に記載のクラッド材。
9. 前記クラッド材の比重は、２．４３以下である、請求項１〜８のいずれか１項に記載のクラッド材。
10. 前記クラッド材の比重は、２．１６以下である、請求項９に記載のクラッド材。
11. Ａｌ基合金から構成される第１Ａｌ板材と、Ｎｉ基合金、Ｆｅ基合金またはＴｉ基合金から構成される第１接合用板材と、Ｍｇ基合金から構成されるＭｇ板材とをこの順に積層させる工程と、
    前記第１Ａｌ板材と前記第１接合用板材と前記Ｍｇ板材とを４５％以上の圧下率で圧延することによって、Ｍｇ基合金から構成される第１層と、Ａｌ基合金から構成される第２層と、前記第１層と前記第２層との間に配置され、前記第１層と前記第２層とを接合するＮｉ基合金、Ｆｅ基合金またはＴｉ基合金から構成される第３層とを備えるクラッド材を作製する工程とを含む、クラッド材の製造方法。
12. 板材を積層させる工程は、Ａｌ基合金から構成される第１Ａｌ板材と、Ｎｉ基合金、Ｆｅ基合金またはＴｉ基合金から構成される第１接合用板材と、Ｍｇ基合金から構成されるＭｇ板材と、Ｎｉ基合金、Ｆｅ基合金またはＴｉ基合金から構成される第２接合用板材と、Ａｌ基合金から構成される第２Ａｌ板材とをこの順に積層させる工程を含み、
    圧延することによって前記クラッド材を作製する工程は、前記第１Ａｌ板材と前記第１接合用板材と前記Ｍｇ板材と前記第２接合用板材と前記第２Ａｌ板材とを４５％以上の圧下率で圧延することによって、Ｍｇ基合金から構成される第１層と、Ａｌ基合金から構成される第２層と、前記第１層と前記第２層との間に配置され、前記第１層と前記第２層とを接合するＮｉ基合金、Ｆｅ基合金またはＴｉ基合金から構成される第３層と、Ａｌ基合金から構成される第４層と、前記第１層と前記第４層との間に配置され、前記第１層と前記第４層とを接合するＮｉ基合金、Ｆｅ基合金またはＴｉ基合金から構成される第５層とを備えるクラッド材を作製する工程を含む、請求項１１に記載のクラッド材の製造方法。
13. 圧延することによって前記クラッド材を作製する工程は、２５０℃以上４５０℃以下の温度条件下で、かつ、４５％以上の圧下率で熱間圧延する工程を含む、請求項１１または１２に記載のクラッド材の製造方法。

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