JP3839187B2

JP3839187B2 - Method for manufacturing metal honeycomb

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Publication number: JP3839187B2
Application number: JP17803599A
Authority: JP
Inventors: 克憲松岡
Original assignee: Showa Aircraft Industry Co Ltd
Current assignee: Showa Aircraft Industry Co Ltd
Priority date: 1999-06-24
Filing date: 1999-06-24
Publication date: 2006-11-01
Anticipated expiration: 2019-06-24
Also published as: JP2001001168A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属ハニカムの製造方法に関する。すなわち、ステンレスやアルミニウム合金を母材とした中空柱状のセルの平面的集合体よりなる、金属ハニカムの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
まず、技術的背景について詳述する。セル壁にて区画形成された中空柱状のセルの平面的集合体よりなるハニカムコアは、重量比強度に優れるのを始め種々の優れた特性を備えており、各種の構造材として広く用いられている。
ハニカムコアの母材としては、用途に応じ、金属，プラスチック，紙等が用いられるが、金属としては、ステンレスやアルミニウム合金が代表的である。
周知のごとく、ステンレスは、耐熱性，高温強度，耐酸化性，耐食性，加工性、等々に優れるという基本性能を備えている。又、マグネシウムＭgを含有したアルミニウム合金も、耐熱性，高温強度，耐食性，加工性、等々に優れるという基本性能を得えており、特に、Ａ６９５１に代表される熱処理型の６０００系合金や非熱処理型の５０００系合金は、特に強度面に優れている。
もって、箔状のステンレスやアルミニウム合金を母材としたハニカムコアは、ハニカムコアとしての特性と共に、母材の優れた基本性能に鑑み、例えば航空機用や鉄道車輌用の構造材，構造部品として使用されると共に、その他多くの分野において多岐にわたる用途に使用されている。
【０００３】
次に、ハニカムコアの製造方法としては、展張方式とコルゲート方式とが、一般的である。まず展張方式では、箔状の母材に条線状に接着剤やろう材を塗布した後、多数枚を半ピッチずつずれた位置関係で重積し、次に、加圧，加熱して母材間を条線状に接着やろう付けしてから、重積方向に引張力を加えて展張することにより、ハニカムコアを製造していた。
これに対しコルゲート方式では、箔状の母材を波板にコルゲート成形した後、成形された多数枚の波板を、半ピッチずつずらせ谷部と頂部とを合わせる位置関係で重積すると共に、相互間を接着剤やろう材（含．スポット溶接）にて、条線状に接着やろう付けすることにより、ハニカムコアを製造していた。
【０００４】
ハニカムコアの製造方法では、このように、展張方式およびコルゲート方式共に、条線状の接合対象部（ノード部）の接合に、接着剤やろう材が一般的に用いられ、接着やろう付けが行われていた。しかしながら、まず接着による場合は、次の難点が指摘されていた。すなわち、接着剤は耐熱温度が低く（一般的には３００℃以下）、接合強度も弱い。
そこで、前述したステンレスやアルミニウム合金を母材としたハニカムコアの製造に際し、接着剤を用いて接着を行うと、製造されたハニカムコアについて、母材の優れた基本性能が生かされなくなり、耐熱性，高温強度等に難点が生じ、用途が大きく限定されていた。
【０００５】
他方、ろう付けによる場合も、次の難点が指摘されていた。すなわち、ステンレスのろう付けにはニッケル基ろう材、アルミニウム合金のろう付けにはアルミニウム基ろう材が用いられている。そして、ステンレスやアルミニウム合金を母材としたハニカムコアの製造に際し、ニッケル基ろう材等のろう材を用いてろう付けを行うと、例えば１０００℃前後でろう付けが行われるので、ある程度の耐熱性，高温強度は期待できるものの、それ以上の温度では溶融してしまう。
もって、製造されたハニカムコアについて、母材の優れた基本性能が生かされなくなることが多々あり（例えば１０００℃以上でろう付けが溶融してしまう）、耐熱性，高温強度に限界が生じ、用途が限定されることになる。又、ろう付けにより製造されたハニカムコアは、母材たるステンレスやアルミニウム合金間に、これらとは組成が異なる異種金属たるろう材が介在していることに起因して、耐酸化性，耐食性等に問題が生じることがあり、この面からも、母材の優れた基本性能が生かされず、用途が限定されていた。
更に、アルミニウム合金のハニカムコアの製造に用いられるろう材は、粉末状やペースト状ではなく予め板状とされたブレージングシートの形態で使用されることが多いが、１００μｍ未満の肉厚（箔厚）のブレージングシートを圧延して得ることは困難であり、実際上、１００μｍ以上の肉厚のものが用いられていた。しかしながら、このような肉厚のブレージングシートは、その肉厚分だけ重量が重く、もって、製造された（ステンレスやアルミニウム合金を母材とした）ハニカムコアについて、その重量比強度に優れるという特性が生かされず、この面から用途が限定されることがあった。
【０００６】
母材としてステンレスやアルミニウム合金を用いると共に、接着剤やろう材を用いて、ハニカムコアを製造すると、このように、ハニカムコアの特性や母材の基本性能等が生かされず、用途が限定されることが多々あった。
すなわち、展張方式やコルゲート方式による従来の金属ハニカムの製造方法にあっては、接着やろう付けを行うことに起因した限界が存していた。技術的背景については、以上の通り。
【０００７】
さて、このような技術的背景のもと、接着やろう付けに代え拡散接合を利用した、金属ハニカムの製造方法が開発されつつある。
すなわち、ステンレスやアルミニウム合金を用いた母材について、その条線状の接合対象部（ノード部）を接合する際、接着剤やろう材を一切用いず、これを拡散接合にて直接的に接合し、もってハニカムコアを製造する、金属ハニカムの製造方法が最近開発されつつある。
この拡散接合による金属ハニカムの製造方法によると、母材間が同一組成にて直接接合され、接着剤やろう材が一切介在しないので、製造されたハニカムコアは、母材たるステンレスやアルミニウム合金の基本性能がそのまま生かされ、耐熱性，高温強度，耐酸化性，耐食性等々に優れると共に、重量比強度に優れるというハニカムコアの特性も生かされる。
【０００８】
ところで、この最近開発されつつある拡散接合による金属ハニカムの製造方法は、展張方式に適用され、コルゲート方式には適用されない。
すなわち拡散接合を行うためには、母材間を、加熱すると共に高圧にて加圧することが必須的に必要である。展張方式では、重積された平坦な平板，箔状の母材を上下から加圧するので、母材はその圧力に容易に耐えることができる。これに対しコルゲート方式では、箔状の母材を波板にコルゲート成形してから重積し、このような波板を拡散接合のために上下から加圧することになるが、これでは、波板たる母材がこの圧力に耐えることができない。
なお一般的に、展張方式はコルゲート方式に比べ、大きな全体サイズのハニカムコアの製造が容易であり、しかも製造コスト面に優れていることが知られている。
【０００９】
さて、この最近開発された拡散接合を利用した製造方法により、ステンレスやアルミニウム合金を母材とし展張方式によりハニカムコアを製造する際は、離型剤が必須的に使用される。
すなわち、この金属ハニカムの製造方法では、まず箔状の母材に対し、離型剤が、条線状に地肌を残しつつ塗布される。つまり、箔状の母材たるステンレスやアルミニウム合金を、地肌間にて条線状に直接的に拡散接合するに先立ち、このような拡散接合対象部以外の非接合部について、予め離型剤を塗布して覆っておき、拡散接合されないようにしておくことが必要となる。離型剤の塗布は、印刷方式や塗装方式により行われる。
しかる後、このような母材を半ピッチずつずらして重積してから、加圧，加熱することにより、拡散接合対象部たる露出，接触した地肌間にて、条線状に拡散接合が行われる。それから、重積方向に引張力を加え、離型剤にて覆われていた非接合部を展張することにより、母材をセル壁としたハニカムコアが製造される。
拡散接合を利用した展張方式による金属ハニカムの製造方法では、このように、離型剤が必須的に使用されていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この最近開発された金属ハニカムの製造方法にあっては、従来、次の問題が指摘されていた。
まず第１に、この製造方法において離型剤は、可能な限り薄く塗布される必要がある。すなわち上述したように、母材の離型剤が塗布されなかった条線状の地肌間が、拡散接合対象部となって露出，接触，拡散接合されるので、横に隣接する離型剤は、なるべく薄く塗布されていなければならない（後述する図３も参照）。
もしも、予め塗布されていた離型剤の拡散接合時における塗布厚が、厚過ぎると、母材間の接触度・密着性が不足して、母材間が条線状に確実に拡散接合されず、もって、接合強度が不足したり未接合箇所が発生し、展張して製造されたハニカムコアに目飛びが生じてしまう。
つまり、条線状に確実に拡散接合されていない母材に引張力を加えて展張すると、製造されたハニカムコアについて、各セル間がセル壁にて確実に区画されていない、いわゆる目飛び箇所が発生し、ハニカムコアの品質上重大な欠陥が生じることになる。
【００１１】
そして、この種従来例の金属ハニカムの製造方法にあっては、このような目飛び発生が指摘され、問題となっていた。すなわち離型剤は、離型効果を発揮すべく離型粉末を含有しているので、従来、塗布厚２０μｍ以下で塗布することは、困難とされていた。そこで、セルサイズが大きなハニカムコアの場合は、目飛び発生は比較的少ないが、セルサイズが小さいハニカムコアの場合は、目飛び発生が顕著となっていた。
特に、セルサイズが１０ｍｍ以下のハニカムコアの場合は、離型剤の塗布厚は２０μｍ以下にする必要があり、セルサイズが５ｍｍ以下のハニカムコアの場合は、離型剤の塗布厚は１５μｍ以下にする必要があるとされている。これに対し、従来の離型剤は、どんなに薄く塗っても、塗布厚３０μｍ程度が一般的に制御可能な限界値であり、塗布厚２０μｍ以下での塗布が困難とされており、目飛び発生が指摘されていた。このように第１に、目飛び発生が問題となっていた。
【００１２】
第２に、この種従来例の金属ハニカムの製造方法において、このような目飛び発生を回避するためには、極めて高圧，高荷重が必要とされていた。
すなわち、セルサイズが１０ｍｍ以下そして５ｍｍ以下等、セルサイズが小さいハニカムコアを製造する際、離型剤の塗布厚が３０μｍ程度と厚い場合は、拡散接合のための真空炉内での加圧を極めて高圧で行うと、例えば１Ｋg／ｍｍ^２以上の高荷重にて母材を上下から加圧すると、目飛び発生は回避される。つまり、母材間の接触度・密着性の不足を高圧の付与にて補い、もって接合強度を向上させ未接合箇所を解消させることにより、目飛びの回避は可能である。
【００１３】
しかしながら一般的な真空炉、例えばろう付け等に用いられている従来の真空炉では、このような高圧，高荷重の付与は困難であり、真空炉に平面プレスを内蔵させるか、静水圧プレス（ＨＩＰ）が必要となる。そして、これらの装置・設備を真空炉と共に使用すると、非常に高価となると共に大型化が困難となり、もって、イニシャルコストやランニングコストがかさむと共に、全体サイズが大きなハニカムコアの製造が困難化する。
このように、目飛び回避のためには、コスト面に問題が生じると共に、大きな全体サイズのハニカムコアの製造が困難化する、という問題が指摘されていた。このように第２に、コスト面や全体サイズ面にも問題が指摘されていた。
【００１４】
第３に、この種従来例の金属ハニカムの製造方法において用いられる離型剤は、前述した離型効果を発揮する離型粉末と共に、離型粉末の塗布を可能にして母材に固定するバインダーと、バインダーを液化したり希釈する溶剤と、を含有してなるものが多い。
そして、このような離型剤を、前述により母材に対して塗布する際、塗布作業中に、離型剤中に含まれていた溶剤が乾燥，揮発，蒸発してしまい、作業性が悪いという問題が指摘されていた。つまり、この種の離型剤において用いられる溶剤は、１種類のものよりなると共に、その沸点が１００℃以下と低いので、使用と同時に乾燥，揮発，蒸発してしまうことが多々あり、溶剤としての機能を全うできず、離型剤全体も使用しずらいという問題があった。
又、母材に塗布された離型剤は、事後、次の工程において乾燥され、もって離型剤中の溶剤が、揮発，蒸発により消失せしめられる。
そしてその際、離型剤の塗布膜内から溶剤が一度に一気に揮発，蒸発するので、例えば離型粉末が飛散して斑が発生し、離型剤の塗布膜に細かい多数の気泡，亀裂，破損等の欠陥が発生することがあった。そして、このような気泡，亀裂，破損等の欠陥に起因して、離型剤の塗布膜が母材から剥離，脱落し、離型剤としての機能を全うできなくなることがあり、製造されたハニカムコアの品質に重大な欠陥が生じることがあった。このように第３に、作業性や、離型剤塗布膜への欠陥発生等の問題も指摘されていた。
【００１５】
本発明は、このような実情に鑑み、この最近開発された拡散接合による展張方式の金属ハニカムの製造方法における、この種従来例の課題を解決すべくなされたものであって、粒径が５μｍ以下と小さく含有率も６０重量％以下に設定したセラミックス粉末と、バインダーと、含有率を３０重量％以上に設定した溶剤と、を含有した離型剤を採用したことにより、第１に、拡散接合時における離型剤の塗布厚を、極めて薄くすることができ、目飛び発生が回避され、第２に、もって拡散接合時の加圧を、低圧，低荷重のもとで行えるようになる、金属ハニカムの製造方法を提案することを目的とする。
そして更に、上述したところに加え、沸点が１００℃以上で３００℃以下であると共に沸点が異なる２種類以上の混合溶剤を用いた、離型剤を採用したことにより、上述に加え第３に、離型剤の塗布作業中に、溶剤が乾燥，揮発，蒸発してしまうことが防止され、かつ事後の溶剤の乾燥，揮発，蒸発が、沸点が異なることに基づく広い温度範囲のもとで徐々に行われるので、離型剤の塗布膜に気泡，亀裂，破損等の欠陥が発生することも抑えられる。本発明は、このような金属ハニカムの製造方法を提案することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決する本発明の技術的手段は、次のとおりである。すなわち、この金属ハニカムの製造方法では、まず、箔状のステンレスや、マグネシウムを含有した箔状のアルミニウム合金を、母材とし、該母材に離型剤を、条線状に地肌を残しつつ塗布して乾燥させる。
次に、複数枚の該母材を、該離型剤間に条線状に残されて露出した地肌が半ピッチずつずれた位置関係で、重積してから、加圧，加熱することにより、該母材間を、接触した該地肌間にて条線状に拡散接合させる。
それから、重積方向に引張力を加えて展張することにより、該母材をセル壁とし、該セル壁にて区画形成された中空柱状の多数のセルの平面的集合体たるハニカムコアを得る。
そして、このような金属ハニカムの製造方法において、該離型剤として、５重量％以上で６０重量％以下であると共に粒径が５μｍ以下のセラミックス粉末と、溶剤に可溶なバインダーと、３０重量％以上で９４重量％以下の該溶剤と、を含有してなるものが用いられている。
【００１７】
該溶剤は、該バインダーを溶かして液状化し薄めるために、つまり該バインダーを溶解，希釈するために使用され、該バインダーに適したものが用いられており、沸点が１００℃以上で３００℃以下であると共に、相互に沸点が異なる２種類以上のものが混合されたものよりなる。そこで、前記乾燥時において、一度に揮発，蒸発することなく、相互に沸点が異なることに基づく広い温度範囲のもとで段階的に徐々に緩慢なスピードで揮発，蒸発する。
そして該離型剤は、その該溶剤が、前記乾燥時において揮発，蒸発，消失し、又、該バインダーが、前記拡散接合の初期段階において、拡散接合のための当初の加熱により熱分解，揮発，蒸発，消失すると共に、残りの該バインダーが、加熱により炭化して灰になって加圧により該セラミック粉末間の隙間に圧縮，充填され、もって該離型剤は、該母材間の拡散接合開始段階においては、その塗布厚が極薄化されていること、を特徴とする。
【００１８】
本発明の金属ハニカムの製造方法は、このようになっているので、次のようになる。まず、箔状の母材たるステンレスやアルミニウム合金は、条線状に地肌を残しつつ離型剤が塗布され乾燥された後、半ピッチずつずらして重積され、加圧，加熱により条線状に拡散接合される。なお、母材がアルミニウム合金の場合は、まず、含有されたマグネシウムが蒸気化して、地肌表面の酸化皮膜を破壊，分散せしめ、もってアルミニウムが地肌表面に露出し、拡散接合が可能となる。
しかる後、重積，拡散接合された母材を展張することにより、母材をセル壁とし、セル壁にて区画形成されたセルの平面的集合体たる、ハニカムコアが製造される。
【００１９】
さて、この金属ハニカムの製造方法において、離型剤は、粒径が５μｍ以下と小さく含有率も６０重量％以下に設定したセラミックス粉末と、バインダーとを、含有してなる。
そこで、拡散接合当初の加圧，加熱により、離型剤中のバインダーは、熱分解するか炭化して灰となり、灰はセラミックス粉末間の隙間に、事実上無視できる程度に圧縮，充填される。もって離型剤は、塗布厚が塗布当時に比し大きく減少し、１８μｍ以下程度まで薄くすることができる。
そして、このような離型剤は、更に、含有率３０重量％以上の溶剤を含有してなり、この溶剤は、乾燥により揮発，蒸発，消失せしめられる。もって離型剤は、塗布厚が塗布当時に比し大きく減少し、上述したバインダーの熱分解や炭化と合わせ、１３μｍ以下程度まで薄くすることができる。
このように離型剤は、拡散接合時には、極めて薄い塗布厚となっている。そこで、重積された母材は、離型剤間に条線状に露出した地肌間が、確実に、接触，当接，密着して拡散接合される。
【００２０】
更に、この離型剤の溶剤は、沸点が１００℃以上で３００℃以下であると共に、それぞれの沸点が異なる２種類以上のものが混合されてなる。
そこで、この離型剤中の溶剤は、塗布時に、乾燥，揮発，蒸発してしまうことがないと共に、塗布後の乾燥により、簡単容易に揮発，蒸発，消失する。そして、この揮発，蒸発は、それぞれの沸点が異なることに基づく広い温度範囲のもと、段階的に徐々に緩慢なスピードで行われ、離型剤の塗布膜に、気泡，亀裂，破損等の欠陥が発生することも抑えられる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下本発明を、図面に示す発明の実施の形態に基づいて、詳細に説明する。図１，図２，図３，図４は、本発明の実施の形態の説明に供する。
そして、図１は斜視説明図であり、（１）図は準備された母材を、（２）図は離型剤を塗布した状態を、（３）図は重積する状態を、（４）図は拡散接合した状態を、（５）図はスライスする状態を、それぞれ示す。
図２は斜視説明図であり、（１）図は展張した状態を、（２）図はトリミングした状態を、（３）図は得られたハニカムコアの要部を、それぞれ示す。図３は正面拡大図であり、（１）図は離型剤を塗布した状態を、（２）図は拡散接合時の状態を示す。
図４は要部の正面説明図であり、（１）図は、ステンレス製の母材間が拡散接合される前の状態を、（２）図は、同母材間が拡散接合された後の状態を、（３）図は、アルミニウム合金製の母材間が拡散接合される前の状態を、（４）図は、同母材間が拡散接合される直前の状態を、（５）図は、同母材間が拡散接合された後の状態を、それぞれ示す。
【００２２】
まず、離型剤１について説明する。本発明に係る金属ハニカムの製造方法では、次のような離型剤１が採用されている。
この離型剤１は、母材２たる箔状のステンレスや、マグネシウムを含有した箔状のアルミニウム合金を拡散接合する際に、非接合部３を設定すべく、予め塗布して使用される（図１を参照）。そして離型剤１は、セラミックス粉末とバインダーと溶剤とを、必須的に含有してなり、更にその他が、適宜必要に応じて含有せしめられる。
（離型剤１＝セラミックス粉末＋バインダー＋溶剤＋その他）
【００２３】
まず、離型剤１のセラミックス粉末について述べる。セラミックス粉末は、離型粉末として用いられ、母材２たるステンレスやアルミニウム合金と反応性が少なく、母材２間の離型効果に優れたものが選択使用される。つまり、母材２たるステンレス相互間やアルミニウム合金相互間の拡散接合を防止すべく使用される。
例えば、母材２のステンレスを構成する鉄Ｆe，クロムＣr，ニッケルＮi，炭素Ｃ等の元素の化合物の中では、クロム酸化物Ｃr_２Ｏ_３が熱力学的に安定しているが、セラミックスは、それよりも熱力学的に安定している。つまり、拡散接合のための加圧，加熱により、その酸化物の酸素がクロムＣrと反応して、クロム酸化物Ｃr_２Ｏ_３となるようなことはない。
アルミニウム合金を母材２とした場合も、上述に準じセラミックスは熱力学的に安定しているが、特に、アルミニウム合金を母材２とした場合の拡散接合は、５００℃から６００℃と比較的低い温度の加熱により行われるので、より安定するようになる。
このようなセラミックスとして、具体的には、ボロン窒化物ＢＮ，イットリア安定化ジルコニアＹ_２Ｏ_３-ＺrＯ_２，マグネシア安定化ジルコニアＭgＯ-ＺrＯ_２，アルミナＡl_２Ｏ_３，マグネシアＭgＯ，カルシアＣaＯ，シリカＳiＯ_２，セリアＣe_２Ｏ_３，イットリアＹ_２Ｏ_３，トリアＴhＯ_２等が、適宜選択使用される。その中でも、元素周期表の３Ａ族元素の酸化物，希土類元素の酸化物が、代表的に用いられる。
【００２４】
この離型剤１では、このようなセラミックスを粉末化したセラミックス粉末が使用される。そして、このセラミックス粉末は、５重量％以上で６０重量％以下であると共に、粒径が５μｍ以下のものが用いられる。
まず、このセラミックス粉末の粒径は５μｍ以下であり、もしも５μｍを越えると、その粒径の大きさが支障となって離型剤１を薄く塗布できなくなる。
又、セラミックス粉末は、離型剤１中に最低５重量％以上の割合で含有されており、もしも含有率が５重量％未満だと、離型剤１としての離型効果が不足する。更にセラミックス粉末は、離型剤１中に最高６０重量％以下の割合で含有されており、もしも含有率が６０重量％を越えると、セラミックス粉末が多過ぎて、離型剤１としての液状化，ペースト状化が困難化すると共に、離型剤１として薄く塗布できなくなる。
この離型剤１は、このようなセラミックス粉末を、必須的に含有している。
【００２５】
次に、離型剤１のバインダーについて述べる。バインダーは、上述したセラミックス粉末を離型剤１として塗布可能とするため、そして離型剤１として塗布された後に、セラミックス粉末が母材２から剥離，脱落しないよう接着固定すべく、糊として用いられる。
このバインダーとしては、有機系の一般的に広く用いられている接着剤，塗料，インク等が使用される。すなわち、エポキシ系，フェノール系，アクリル系，ポリイミド系，ポリビニル系の樹脂や、紫外線（ＵＶ）硬化型樹脂等を用いた、一般的な接着剤，塗料，インクが、適宜選択使用される。
【００２６】
そして、エポキシ系，フェノール系，アクリル系，ポリイミド系等の樹脂は、溶剤に可溶であり、溶剤で溶解，希釈して使用される。特に、この金属ハニカムの製造方法では、あまり大きな接着固定力が必要とされないため、溶剤で溶解，希釈して用いられる。
ポリビニル系の樹脂、例えばポリビニルアセタール，ポリビニルアルコールＰＶＡ，ＰＶＡＬや，ポリビニルホルマールＰＶＦ，ポリビニルエタノール，ポリビニルプロパノール，ポリビニルブチラールＰＶＢ，ポリビニルベンザール，ポリ酢酸ビニルＰＶＡＣ，ポリビニルエーテル（ポリビニルメチルエーテル，ポリビニルエチルエーテル，ポリビニルイソプチルエーテル）等は、溶剤に可溶であり、溶剤に溶解，希釈して使用される。これらのポリビニル系の樹脂は、熱分解が比較的容易であり、拡散接合時の加熱により容易に熱分解，蒸発するため、この金属ハニカムの製造方法に特に適している。
紫外線（ＵＶ）硬化型樹脂は、１種類以上のエステルアクリルレート，ウレタンアクリルレート，エポキシアクリルレート，メラミンアクリルレート，アクリル樹脂アクリルレートなどの光重合性プレポリマー（オリゴマー）に、光重合性希釈剤であるモノマーと光重合開始剤を加えたもので、溶剤に可溶なものを溶剤に溶解，希釈して用いられる。
【００２７】
この離型剤１では、このようなバインダーが使用される。そして、このバインダーは、離型剤１中に１重量％以上で、９５重量％未満の割合で含有される。つまり、バインダーとしての機能を発揮するため、最低１重量％以上必須的に含有されると共に、最高９５重量％未満（前述したセラミックス粉末の含有率５重量％以上に対応）含有される。
又、次に述べるように、溶剤が、離型剤１中に含有率３０重量％以上で９４重量％以下の割合で必須的に含有されるので、バインダーの含有率は、１重量％以上で４０重量％以下とされる。更に、セラミックス粉末とバインダーの含有率の合計を、７０重量％未満に設定する。
この離型剤１は、このようなバインダーを、必須的に含有している。
【００２８】
次に、離型剤１の溶剤について述べる。溶剤は、上述したバインダーを、溶かして液状化したり薄めるために、つまり溶解，希釈するために、そのバインダーに適したものが用いられる。
この溶剤としては、脂肪族系の例えばアセトン等、ケトン系の例えばイソホロン，Ｎ-メチル２-ピロリドンＮＭＰ等、芳香族系の例えばキシレン，シクロヘキサン等、各種アルコール類の例えばエタノール，メタノール，エチレングリコール，デカノール、等が適宜選択使用される。勿論、水もこの溶剤として使用可能である。
【００２９】
この離型剤１では、このような溶剤が使用される。そして溶剤は、通常は、離型剤１中に０重量％以上で９４重量％以下（前述したセラミックス粉末の含有率５重量％以下とバインダーの１重量％以上に対応）含有される。
勿論、バインダーは、その溶剤に可溶なものが選択使用される。又、このような溶剤としては、２種類以上のものを混合した混合溶剤が用いられる。
【００３０】
そして第１に、離型剤１の塗布厚Ｔ（図３を参照）を一段と極薄化する目的のため、離型剤１中には溶剤が多量に含有せしめられている。すなわち溶剤は、離型剤１中に３０重量％以上で９４重量％以下、含有されるが、最低でも３０重量％以上含有されることが必要であり、もしも含有率３０重量％未満だと、より一層の極薄化をめざす上記目的が達成困難となる。
この離型剤１は、５重量％以上で６０重量％以下のセラミックス粉末と、溶剤に可溶な１重量％以上で４０重量％以下のバインダーと、３０重量％以上で９４重量％以下の溶剤と、を含有してなる。なお、セラミックス粉末とバインダーとの合計含有率は、７０重量％未満に設定される（溶剤の３０重量％以上に対応）。
【００３１】
第２に、離型剤１塗布時の溶剤の乾燥，揮発，蒸発防止と、事後の乾燥時の揮発，蒸発スピードの緩慢化の目的のため、溶剤として、沸点が１００℃以上で３００℃以下であると共に、相互に沸点が異なる２種類以上が混合された混合溶剤が用いられている。
なお離型剤１は、前述と同様に、５重量％以上で６０重量％以下のセラミックス粉末と、この２種類以上の溶剤に可溶な１重量％以上で４０重量％以下のバインダーと、３０重量％以上で９４重量％以下の溶剤と、を含有してなる。セラミックス粉末とバインダーとの合計含有率は、７０重量％未満に設定される。
【００３２】
沸点（ＶＰ）が１００℃から３００℃と高沸点の溶剤としては、ケトン系では、例えばイソホロン（ＶＰ≒２１５℃），Ｎ-メチル-２-ピロリドンＮＭＰ（ＶＰ≒２０４℃）等、芳香族系では、例えばシクロヘキサン（ＶＰ≒１５６℃）等、アルコール類では、例えばエチレングリコール（ＶＰ≒１９７℃），ジェチレングリコール（ＶＰ≒２４４℃），トリエチレングリコール（ＶＰ≒２８７℃），デカノール（ＶＰ≒２３０℃），トリデカノール（ＶＰ≒２５３℃）、等が代表的であり、適宜選択使用される。勿論、水も使用可能である。
沸点が１００℃未満の溶剤では、塗布時の乾燥，揮発，蒸発防止の上記目的が達成困難となり、３００℃を越える溶剤では、事後の乾燥，揮発，蒸発に高温を要し面倒となり、拡散接合との絡みでも好ましくない。そして、このように沸点が１００℃以上で３００℃以下である高沸点の溶剤について、２種類以上のものが選択，混合される。その際、それぞれの溶剤の沸点が２０℃以上異なるものを選択することが、乾燥時の揮発，蒸発スピードの緩慢化の上記目的上、特に好ましい。
この離型剤１は、このような溶剤を、必須的に含有してなる。
【００３３】
離型剤１は、上述したようなセラミックス粉末と、バインダーと、溶剤と、を含有してなる。組合わせの１例としては、セラミックス粉末＋ポリビニルアルコールＰＶＡ＋水や、セラミックス粉末＋ポリビニルブチラールＰＶＢ＋イソホロン＋シクロヘキサン、等がある。
なお、この離型剤１については、更に必要に応じ適宜、分散剤や消泡材が含有せしめられる。分散剤は、離型剤１中のセラミックス粉末が相互に結合固化しないように混入され、消泡材は、離型剤１塗布時の泡立ちを防止すべく混入される。このような分散剤や消泡材としては、例えばメタノール等の有機溶剤が代表的である。
又、この分散剤や消泡材は、離型剤１中に０重量％以上で１０重量％以下の割合で、含有される。
【００３４】
さて離型剤１は、上述したようにセラミックス粉末，バインダー，溶剤，更に分散剤，消泡材等を、前述した所定の含有率に基づき、配合，調合してなる。
（離型剤１＝セラミックス粉末＋バインダー＋溶剤＋その他）
すなわち、溶剤で溶解，希釈されたバインダー中に、セラミックス粉末を混合，分散させることにより、この離型剤１は配合，調合される。その際、次に述べる塗布方式に応じ、その塗布方式に最適な粘度を得るため必要な場合は、セラミックス粉末や溶剤の含有率が調整され、もって離型剤１としての粘度が調整される。いずれにしても離型剤１は、ある程度の粘性を備えた液状、又はペースト状をなすが、エマルジョン化していても良い。
【００３５】
ここで、離型剤１の塗布方式について述べておく。離型剤１の母材２への塗布は、塗装方式や印刷方式にて行われる。
塗装方式は、予め条線状の拡散接合対象部４を、それぞれマスキングしておいてから、スプレーや浸漬・ディッピング等にて、離型剤１を非接合部３に対して塗布した後、マスキングを除去することにより、行われる（図１を参照）。
印刷方式としては、スクリーン印刷等の孔版印刷や、転写ロール印刷等の凹版印刷や、凸版印刷等が、利用される。スクリーン印刷は、母材２を所定長さに切断した後に行うのに適しているが、勿論、ロール・ツー・ロールにて行うこと（切断前の帯状の母材２を、ロール間にて流しつつ印刷すること）も可能であり、転写ロール印刷は、ロール・ツー・ロールの印刷に適している。
このような塗装方式や印刷方式等の塗布方式により、離型剤１が母材２に対し、条線状に地肌５を残しつつ、塗布される（図１を参照）。そして、母材２に対する離型剤１の塗布厚Ｔ（図３を参照）は、いずれの塗布方式によっても、実際上は、塗布時において３０μｍ程度が一般的に制御可能な限界値であるが、理論上、拡散接合時において離型効果の面からは最低０．５μｍ程度は必要である。離型剤１の塗布は、このように行われる。
離型剤１は、以上説明したようになっている。
【００３６】
本発明に係る金属ハニカムの製造方法では、このような離型剤１が採用されている。この離型剤１は、所定のセラミックス粉末，バインダー，溶剤等を含有してなり、塗装方式や印刷方式にて塗布される。
次に、このような離型剤１を用いた、金属ハニカムの製造方法について、製造工程の順に説明する。すなわち、この金属ハニカムの製造方法では、(１)準備工程，(２)塗布工程，(３)乾燥工程，(４)重積工程，(５)接合工程，(６)展張工程、等を順に辿る展張方式により、ハニカムコアＨが製造される。
【００３７】
まず、(１)準備工程について述べる。この製造方法では、まず、図１の（１）図に示したように、母材２が準備される。この母材２は、ハニカムコアＨの製造に供されることに鑑み、肉厚が２００μｍ以下の薄い箔状をなすステンレス、又はマグネシウムを含有したアルミニウム合金よりなる。
ステンレスは、周知のごとく鉄Ｆeに１０％以上のクロムＣrを加えてなり、更に多くの場合、ニッケルＮi，炭素Ｃ，その他を添加してなり、耐熱性，高温強度，耐酸化性，耐食性，加工性、等々に優れている。マグネシウムＭgを含有したアルミニウム合金も、耐熱性，高温強度，耐食性，加工性、等々に優れており、Ａ６９５１に代表される６０００系合金や５０００系合金は、特に強度面に優れていることが知られている。
そして、このようなステンレスやアルミニウム合金よりなる箔状の母材２は、帯状に圧延された後、必要に応じ脱脂その他により洗浄されてから、一定幅や一定長さ毎に切断される。一定長さへの切断は、図示例によらず、次に述べる(２)塗布工程や(３)乾燥工程の後に、行うようにしてもよい。
なお、母材２たるアルミニウム合金の地肌５表面は、通常、酸化皮膜６（図４の（３）図を参照）にて覆われており、洗浄してもすぐに酸化されて酸化皮膜６が形成される。この酸化皮膜６は、アルミナＡl_２Ｏ_３として知られている。(１)準備工程では、このような母材２が準備される。
【００３８】
次に、(２)塗布工程について述べる。この製造方法では、図１の（２）図や図３の（１）図に示したように、次に離型剤１が塗布される。すなわち、上述した(１)準備工程で準備された母材２に対し、離型剤１が、条線状に地肌５を残しつつ塗布される。離型剤１は、前に詳述した構成よりなり、各種の塗布方式にて３０μｍ程度の塗布厚Ｔにて、塗布される。
そして離型剤１は、母材２に対し、拡散接合対象部４（ノード部）となる地肌５を、一定幅とピッチの条線状に残すように間隔を存しつつ、一定幅とピッチで幅方向に塗布され、このように離型剤１が塗布された部分が、母材２の非接合部３となる。
図示例では、母材２の片面（表面）に対してのみ、離型剤１が一定幅とピッチで塗布され、このような母材２が、以下に述べるように重積，接合，展張されることになる。なお、このような図示例によらず、母材２の両面（表面と裏面）に対して、離型剤１が一定幅とピッチで塗布される場合もあり、この場合は、このように両面に離型剤１が塗布された母材２と、離型剤１が両面共に塗布されないままの母材２とが、順次交互に重積された後、接合，展張されることになる。(２)塗布工程では、このように離型剤１の塗布が行われる。
【００３９】
次に、(３)乾燥工程について述べる。この製造方法では、(２)塗布工程で離型剤１が塗布された母材２は、次に乾燥される。
すなわち、離型剤１が塗布された母材２は、直ちに、３００℃以下に設定された乾燥炉へと搬入され、熱風等により乾燥される。そして、このような乾燥により、塗布された離型剤１中に含有されていた溶剤が、揮発，蒸発，消失せしめられると共に、離型剤１が母材２にしっかりと固定される。(３)乾燥工程では、このように母材２が乾燥される。
【００４０】
次に、(４)重積工程について述べる。この製造方法では、図１の（３）図に示したように、母材２の重積が行われる（図３の（２）図も参照）。すなわち、上述した(２)塗布工程で離型剤１が塗布された後、(３)乾燥工程で離型剤１が乾燥された母材２は、次に複数枚が、離型剤１間に条線状に残されて露出した地肌５が半ピッチずつずれた位置関係で、重積される。
例えば、４００枚程度の母材２が、上下にブロック状に重積され、その際、図示例では片面について条線状に残された地肌５が、上下の各母材２間で、左右に互いに半ピッチずつずれた位置関係で、位置決めされる。(４)重積工程では、このように母材２が重積される。
【００４１】
次に、(５)接合工程について述べる。この製造方法では、図１の（４）図や図３の（２）図に示したように、次に、母材２間の拡散接合が行われる。すなわち、上述した(４)重積工程でブロック状に重積された母材２間を、加圧，加熱することにより、接触した地肌５間にて条線状に拡散接合する。
このような拡散接合について、更に詳述する。重積されたブロック状の母材２は、適当な治具に拘束されると共に必要な荷重が加えられ、真空炉等に搬入されて所定の温度と時間にて加熱され、もって条線状に固相のまま拡散接合される。
【００４２】
まず、この固相拡散接合は、次のａ．温度，ｂ．荷重，ｃ．雰囲気，ｄ．時間、等の条件下で行われる。これらの各条件は、母材２の具体的な構成内容・材質や、他の条件との兼合いによって変化するが、一応次のように設定されることが多い。
ａ．温度条件は、母材２がステンレスの場合は、８００℃から１２００℃程度に設定され、母材２がアルミニウム合金の場合は、５００℃から６００℃程度に設定され、もって重積された母材２が加熱される。
ｂ．荷重条件は、母材２がステンレスの場合もアルミニウム合金の場合も、０．１ｇ／ｍｍ^２から１０ｇ／ｍｍ^２程度に設定され、もって重積された母材２が加圧される。
ｃ．雰囲気条件は、真空雰囲気が代表的であり、もってこの固相拡散接合は、重積された母材２を真空炉中に搬入して行われることが多い。他に、還元雰囲気，不活性ガス雰囲気，アルゴンＡr等を加えた減圧雰囲気等のもとでも可能であり、これらの場合には、それぞれの専用炉が用いられる。
ｄ．時間条件は、５分間から１０時間程度に設定され、もって重積された母材２が、この設定時間、真空炉中等で加熱，加圧される。
【００４３】
このようなａ．温度，ｂ．荷重，ｃ．雰囲気，ｄ．時間、等の条件下で、固相拡散接合が実施される。もって、母材２の非接合部３を設定する離型剤１間の条線状に露出した地肌５が、各々拡散接合対象部４として接触，当接，密着される。図示例では、重積されてそれぞれ上下に対向する母材２について、下側の母材２表面の条線状に露出した地肌５と、上側の母材２裏面の離型剤１が塗布されずに全面的に露出した地肌５との間が、拡散接対象部４となって接触，当接，密着される。
そして、このような地肌５の拡散接合対象部４間で、母材２のステンレスやアルミニウム合金を構成する金属元素について、原子が粒界面で拡散移動し、もって、ブロック状に重積されていた各母材２間が、条線状に固相拡散接合される。
【００４４】
図４の（１）図，（２）図には、母材２がステンレスよりなる場合について、このような固相拡散接合の要部の進行状態が示されている。図４の（３）図，（４）図，（５）図には、母材２がマグネシウムＭgを含有したアルミニウム合金よりなる場合について、このような固相拡散接合の要部の進行状態が示されている。
すなわち、図４の（３）図に示したように、固相拡散接合前において、アルミニウム合金よりなる母材２は、地肌５表面が、酸化皮膜６にて強固に安定的に覆われている。そして、図４の（４）図に示したように、固相拡散接合のための加圧，加熱開始により、母材２たるアルミニウム合金に含有されたマグネシウムＭg（真空中では４００℃程度で簡単に蒸発することが知られている）が、蒸発して酸化皮膜６を破壊，分散せしめる。
もって、図４の（５）図に示したように、母材２のアルミニウム合金のアルミニウムが、無垢の状態で露出して、所期の固相拡散接合が進行する。
【００４５】
なお、このような固相拡散接合に際し、離型剤１に含有されたバインダーの熱分解を促進するため、そのバインダーの樹脂成分に対応した温度にて、一旦保持するとよい。
すなわち、固相拡散接合の初期段階において、使用されたバインダーの樹脂成分の熱分解温度にて、加熱温度をそのまま途中で一旦保持する。なお、母材２がステンレスの場合は、例えば３００℃から６００℃程度の熱分解温度のバインダーが使用され、母材２がアルミニウム合金の場合は、例えば３００℃から４００℃程度の熱分解温度のバインダーが使用されている。
そして、このように加熱途中の段階で、加熱温度を一旦保持することにより、離型剤１中のバインダーが、熱分解により揮発蒸発，消失する。そして事後、更に加熱を進め、温度が上昇して前述した温度条件に達すると、固相拡散接合が開始されることになる。このように、固相拡散接合の開始前の初期段階で、離型剤１中のバインダーの熱分解が行われると、事後の固相拡散接合の開始時の雰囲気を、清浄に保つことができる利点がある。(５)接合工程では、このように拡散接合が行われる。
【００４６】
次に、(６)展張工程について述べる。この製造方法では、次に、図１の（５）図に示したようにスライスが行われた後、図２の（１）図に示したように展張が行われる。
すなわち、上述した(５)接合工程で条線状に拡散接合された、ブロック状に重積された母材２は、まず、長さ方向に沿ってスライスされ、必要な大きさに切断される。このスライスは、例えばウォータージェット，ワイヤー放電，バンドソー，切断砥石、等を利用した方式にて行われる。図中７は、そのスライス具である。
それから、このように必要な大きさにスライスされたブロック状の母材２は、重積方向Ｄに引張力を加えて、展張される。すなわち、ブロック状に重積されると共に条線状に拡散接合された母材２は、図面上では上下の重積方向Ｄに沿って引張力が加えられて、展張される。もって各母材２は、条線状の拡散接合対象部４の縁に沿って上下方向に折曲されると共に、拡散接合対象部４以外の離型剤１にて覆われていた非接合部３が、伸長を伴い広がるように上下に分離，離隔される。(６)展張工程では、このように展張が行われる。
【００４７】
この金属ハニカムの製造方法では、このような(１)準備工程，(２)塗布工程，(３)乾燥工程，(４)重積工程，(５)接合工程，(６)展張工程、等を順に辿る展張方式により、ハニカムコアＨが製造される。
すなわち、上述した図２の（１）図の展張工程で展張されて得られたハニカムコアＨは、図２の（２）図に示したように、外周部がトリミングされ、必要な大きさに切断され整えられる。このトリミングは、前述したスライスに準じた方式にて行われる。なお、製造されたハニカムコアＨは、事後、エアブローや水洗等にて洗浄され、残っていた離型剤１のセラミックス粉末やバインダーの灰が、除去される。
【００４８】
このように製造されたハニカムコアＨは、図２の（２）図や（３）図に示したように、条線状に拡散接合されたステンレス又はアルミニウム合金よりなる母材を、セル壁８とし、セル壁８にて区画形成された中空柱状の多数のセル９の平面的集合体よりなる。このハニカムコアＨは、このように、セル壁８の母材２として、ステンレスやアルミニウム合金が用いられると共に、セル壁８は、このような母材２が加熱，加圧による拡散接合にて、条線状に接合されてなる。
セル壁８そしてセル９の断面形状は、図示の正六角形状のものが代表的であるが、これによらず縦長や横長の六角形状，その他の六角形状，台形状，略四角形状，その他各種形状のものも可能である。
ハニカムコアＨは、多くの場合、その両開口端面たるセル端面に、それぞれ表面板が接合され、もってハニカムサンドイッチパネルとして、使用に供される。そして、ハニカムコアＨやそのハニカムサンドイッチパネルは、一般のものと同様に、重量比強度に優れ、軽量であると共に高い剛性・強度を備えてなり、更に整流効果に優れ，単位容積当たりの表面積が大である等々の特性を備え、そのハニカムサンドイッチパネルは、平面精度，保温性，遮音性等にも優れてなる。
そして、このハニカムコアＨは、更に、母材２たるステンレスやアルミニウム合金の基本性能を生かし、耐熱性，高温強度，耐酸化性，耐食性，加工性等々にも優れてなり、例えば航空機用や鉄道車輌用の構造材，構造部品としての用途、その他各種の用途に使用される。
この金属ハニカムの製造方法では、このようなハニカムコアＨが製造される。
【００４９】
本発明は、以上説明したように構成されている。そこで、以下のようになる。この金属ハニカムの製造方法では、まず、(１)準備工程で準備された母材２たるステンレスや、マグネシウムを含有したアルミニウム合金は、肉厚が２００μｍ以下の極薄の箔状をなし、(２)塗布工程で、条線状に地肌５を残しつつ離型剤１が塗布され、(３)乾燥工程の後、(４)重積工程で、半ピッチずつずらして複数枚が重積され、もって(５)接合工程において、真空炉中等で加圧，加熱することにより、拡散接合される（図１の（１）図，（２）図，（３）図，（４）図や図３の（１）図，（２）図等を参照）。
すなわち、母材２の離型剤１間の条線状に露出した地肌５が、各々拡散接合対象部４となって接触，当接，密着し、もって母材２のステンレスやアルミニウム合金を構成する金属元素について、原子が粒界面で拡散移動することにより、重積された母材２間が拡散接合される（図４の（１）図，（２）図等を参照）。
なお、母材２がアルミニウム合金の場合は、まず、含有されていたマグネシウムＭgが蒸気化して、アルミニウム合金の地肌５表面を覆っていた酸化皮膜６を破壊，分散せしめることにより、アルミニウムが無垢の状態で地肌５に露出し、上述した拡散接合が可能となる（図４の（３）図，（４）図，（５）図等を参照）。
【００５０】
しかる後、このように重積，拡散接合された母材２を、(６)展張工程において、重積方向Ｄに引張力を加えて展張することにより、母材２は、条線状の拡散接合対象部４の縁に沿って折曲されると共に、離型剤１にて覆われていた非接合部３が、分離，離隔される（図２の（１）図を参照）。
このようにして、ステンレスやアルミニウム合金製の母材２をセル壁８とし、セル壁８にて区画形成された中空柱状の多数のセル９の平面的集合体たる、ハニカムコアＨが製造される（図２の（２）図，（３）図等を参照）。
そして、この金属ハニカムの製造方法では、次の第１，第２，第３のようになる。
【００５１】
第１に、この金属ハニカムの製造方法では、(２)塗布工程にて塗布される離型剤１として、粒径が５μｍ以下と小さくしかも含有率を６０重量％以下に限定したセラミックス粉末と、含有率４０重量％を越えるバインダーとを、含有してなるものを採用してなる（図１の（２）図，図３の（１）図等を参照）。
そこで(５)接合工程において、拡散接合のための当初の加熱（母材２がステンレスの場合は８００℃から１２００℃程度へ向けての加熱、母材２がアルミニウム合金の場合は、５００℃から６００℃程度へ向けての加熱）により、離型剤１中のバインダーは、拡散接合の初期段階において、ある部分は、熱分解により揮発，蒸発，消失し、残りの部分は、炭化して灰となる。
灰は、当然ながら全く強度がなく、体積的にもバインダー当時の半分以下となり、しかも拡散接合のための加圧により、粒径５μｍ以下のセラミックス粉末間の隙間に、事実上無視できる程度に圧縮，充填される（図１の（４）図，図３の（２）図等を参照）。なお、母材２がステンレスの場合は、加熱温度が高いので熱分解による消失が促進されるのに対し、母材２がアルミニウム合金の場合は、加熱温度が低いので熱分解による消失が進まず、炭化した灰の残存量が多くなる。
【００５２】
もって離型剤１は、セラミックス粉末を粒径５μｍ以下で含有率６０重量％以下に限定しておいたことと、このようなバインダーの熱分解や灰化により、拡散接合の開始段階（母材２がステンレスの場合は８００℃から１２００℃に加熱温度が到達した段階、母材２がアルミニウム合金の場合は５００℃から６００℃に加熱温度が到達した段階）において、全体の塗布厚Ｔが、例えば４０％以上程度減少する（この場合、重量比と体積比・塗布厚Ｔとは、概略対応すると考える）。
つまり離型剤１は、事前の(２)塗布工程の塗布時（図１の（２）図，図３の（１）図を参照）においては、セラミックス粉末とバインダーとを中心に例えば３０μｍ程度の塗布厚Ｔであったとしても、(５)接合工程における拡散接合開始時（図１の（４）図，図３の（２）図を参照）には、塗布厚Ｔを、セラミックス粉末のみを中心に１８μｍ以下程度まで、薄くすることができる。
この金属ハニカムの製造方法では、このように、離型剤１の塗布厚Ｔが極薄化される（図２の（３）図に示したセルサイズＳが１０ｍｍ以下と小さいハニカムコアＨの製造にも、十分対応可能となる）。
【００５３】
更にこれに加え、(２)塗布工程で塗布される離型剤１として、上述した含有率６０重量％以下のセラミックス粉末と、溶剤に可溶なバインダーに加え、含有率を３０重量％以上で９４重量％以下に設定した溶剤を、含有したものが採用されているので、次のように、塗布厚Ｔが一段と極薄化される。
すなわち、この溶剤は、(２)塗布工程後で(５)接合工程前の(３)乾燥工程において、乾燥により、揮発，蒸発，消失せしめられる。もって離型剤１は、全体の塗布厚Ｔが、例えば３０％以上程度減少する（この場合も、重量比と体積比・塗布厚Ｔとは、概略対応すると考える）。
つまり離型剤１は、事前の(２)塗布工程の塗布時においては、セラミックス粉末とバインダーと溶剤とにより、例えば３０μｍ程度の塗布厚Ｔであったとしても、この(３)乾燥工程における溶剤の消失による３０％以上程度の減少と、上述した(５)接合工程の初期段階におけるバインダーの熱分解や炭化による塗布厚の４０％以上程度の減少と合わせることにより、(５)接合工程における拡散接合開始時には、塗布厚Ｔを１３μｍ以下程度まで薄くすることができる。
このように、離型剤１の塗布厚Ｔが、更に一段と極薄化される（図２の（３）図に示したセルサイズＳが５ｍｍ以下と極めて小さいハニカムコアＨの製造にも、十分対応可能となる）。
【００５４】
このように第１に、離型剤１は、(５)接合工程における拡散接合開始時には、極めて薄い塗布厚Ｔとなっている。
そこで、重積された母材２は、このような左右の離型剤１間に条線状に露出した上下の地肌５間が、加圧，加熱により、左右の離型剤１の塗布厚Ｔに邪魔されることなく、確実に接触，当接，密着するようになる（図３の（２）図，図４の（２）図，図４の（５）図等を参照）。従って、重積された母材２は、相互間が条線状に確実に拡散接合される。
つまり(５)接合工程において、離型剤１の塗布厚Ｔが支障となって、母材２の拡散接合対象部４たる地肌５間が、ぴったりと接触，当接，密着せず、もって接合強度が不足したり未接合箇所が発生したりすることは、確実に回避される。これらの点は、セルサイズＳ（図２の（３）図を参照）が１０ｍｍ以下更には５ｍｍ以下等、セルサイズＳが小さなハニカムコアＨを製造する際、特に顕著となる。
【００５５】
第２に、このように(５)接合工程において、重積された母材２間は、離型剤１の（１８μｍ以下更には１３μｍ以下程度の）塗布厚Ｔが邪魔となることもなく、相互間が条線状に確実に拡散接合される。そこで、拡散接合時の加圧を、比較的低圧，低荷重のもとにて、行えるようになる。
すなわち、母材２の肉厚が２００μｍ以下である一般的前提のもと、前述したように０．１ｇ／ｍｍ^２から１０ｇ／ｍｍ^２程度の低荷重により、ブロック状に重積された母材２を加圧することにより、母材２は確実に拡散接合される。
これに対し、もしも離型剤１の塗布厚Ｔが３０μｍ程度のままの場合において、このような離型剤１の塗布厚Ｔに邪魔されることなく、母材２の地肌５間の確実な接触，当接，密着そして確実な拡散接合を実現するためには、１Ｋg／ｍｍ^２程度の高荷重にて加圧することが、(５)接合工程において必要となる。これらの第２の点は、セルサイズＳが１０ｍｍ以下更には５ｍｍ以下と小さなハニカムコアＨを製造する際、特に顕著となる。
【００５６】
第３に、更に、(２)塗布工程で塗布される離型剤１として、前述した含有率６０重量％以上のセラミックス粉末と、バインダーと、含有率３０重量％以上の溶剤と、を含有すると共に、このような溶剤として、沸点が１００℃以上で３００℃以下と高沸点であると共に、それぞれの沸点が異なる２種類以上が混合されたものを採用してなるので、次のようになる。
まず(２)塗布工程において、母材２へ離型剤１を塗布する作業を行っている間に、塗布される離型剤１中に含まれていた溶剤が、１００℃未満の温度下で、つまり塗布作業が行われる温度環境下において、乾燥，揮発，蒸発してしまうようなことはない。しかも、この溶剤は、沸点が３００℃以下なので、その後の(３)乾燥工程における乾燥により、簡単容易に揮発，蒸発，消失せしめられる。
【００５７】
又、このような(３)乾燥工程での乾燥，揮発，蒸発に際し、この離型剤１中の溶剤は、１００℃から３００℃の範囲内において沸点が異なる２種類以上のものが混合されてなるので、揮発，蒸発の温度範囲が広い。
つまり(３)乾燥工程において、乾燥による離型剤１中の溶剤の揮発，蒸発は、段階的つまり徐々に緩慢なスピードのもとに行われ、母材２に塗布された離型剤１の塗布膜中から（図３の（１）図等を参照）、一度に一気に揮発，蒸発してしまうようなことはない。
もって、溶剤の一度の一気の揮発，蒸発に起因して、例えばセラミックス粉末が飛散して斑が発生し、離型剤１の塗布膜に、細かい多数の気泡，亀裂，破損等の欠陥が発生することも抑えられる。もって、(３)乾燥工程や事後の(４)重積工程，(５)接合工程等において、塗布された離型剤１が母材２から剥離，脱落することもなくなる。勿論、このような第３の点は、前述した第１の塗布厚Ｔの極薄化と、前述した第２の拡散接合の低圧，低荷重による実施と共に、実現される。
【００５８】
【発明の効果】
本発明に係る金属ハニカムの製造方法は、以上説明したように、粒径が５μｍ以下と小さく含有率も６０重量％以下に設定したセラミックス粉末と、バインダーと、含有率を３０重量％以上に設定した溶剤と、を含有した離型剤を採用してなる。そこで、次の第１，第２の効果を発揮する。
【００５９】
第１に、拡散接合時における離型剤の塗布厚を、極めて薄くすることができ、目飛び発生が回避される。すなわち、この金属ハニカムの製造方法では、拡散接合時当初の加圧，加熱により、離型剤中のバインダーは、熱分解するか炭化して灰となり、灰はセラミックス粉末間の隙間に、圧縮，充填される。
そこで離型剤は、セラミックス粉末を粒径５μｍ以下で含有率を６０重量％以下に設定しておいたことにより、全体の塗布厚が大きく減少し、拡散接合時の塗布厚を容易に、１８μｍ以下程度まで薄くすることができる。更に離型剤中の含有率３０重量％以上の溶剤は、乾燥により揮発，蒸発，消失する。そこで離型剤は、全体の塗布厚が上述に加え更に大きく減少し、拡散接合時の塗布厚を容易に、１３μｍ以下程度まで薄くすることができる。
このように、この金属ハニカムの製造方法にあっては、離型剤が極めて薄い塗布厚となって、拡散接合される。そこで、母材間が条線状に確実に拡散接合されるようになり、前述したこの種従来例のように、離型剤の塗布厚が３０μｍ程度と厚過ぎることに起因して、接合強度が不足したり未接合箇所が発生することは防止される。
従って、展張して製造されたハニカムコアについて、前述したこの種従来例のように、各セル間がセル壁にて確実に区画されていない、いわゆる目飛び箇所の発生は回避されるようになり、ハニカムコアの品質が向上する。特に、セルサイズが１０ｍｍ以下のハニカムコア（離型剤の塗布厚の目標値は２０μｍ以下）、更には５μｍ以下のハニカムコア（離型剤の塗布厚の目標値は１５μｍ以下）等、セルサイズが小さなハニカムコアでも、目飛びの発生が回避されつつ、製造されるようになる。
又、離型剤の塗布時において、その塗布厚を極力薄くすべく配慮する必要がなくなるので、塗布方式として各種の塗装方式，印刷方式を、適宜自由に選択可能となり、離型剤の塗布作業が簡単容易化される。
【００６０】
第２に、もって拡散接合時の加圧を、低圧，低荷重のもとで、行えるようになる。すなわち、前述したこの種従来例のように、特にセルサイズが小さなハニカムコアの製造に際し、目飛び発生を回避すべく、拡散接合のための真空炉等内での加圧を、例えば１Ｋg／ｍｍ^２以上の高荷重により、極めて高圧のもとに行う必要はなくなる。つまり、真空炉等に平面プレスを内蔵させたり、静水圧プレス（ＨＩＰ）を行う必要はなくなる。
このように、この金属ハニカムの製造方法にあっては、従来よりの一般的な真空炉等を使用し、低圧，低荷重のもとでも、確実に拡散接合が行えるようになる。そこでその分、装置・設備のコスト面に優れ、イニシャルコストやランニングコストが低減されると共に、真空炉等の大型化も容易であり、全体サイズが大きなハニカムコアも容易に製造可能となる。
更に、前述したところに加え、沸点が１００℃以上で３００℃以下と高沸点であると共に、それぞれの沸点が異なる２種類以上の混合溶剤を用いた、離型剤を採用したことにより、上述に加え次の第３の効果を発揮する。
【００６１】
第３に、離型剤の塗布作業中に、溶剤が乾燥，揮発，蒸発することはなく、事後の溶剤の乾燥，揮発，蒸発時に、離型剤の塗布膜に気泡，亀裂，破損等の欠陥が発生することもない。
まず、この金属ハニカムの製造方法では、溶剤の沸点が１００℃以上の離型剤を用いてなるので離型剤の塗布時に、前述したこの種従来例のように、溶剤が乾燥，揮発，蒸発してしまうことは防止され、離型剤が使用しやすく作業性が向上する。しかも、この溶剤は沸点が３００℃以下なので、その後の乾燥により、簡単容易に揮発，蒸発，消失し、この面からも作業性が向上する。
更に、この溶剤は、沸点が異なる２種類以上の混合溶剤よりなるので、揮発，蒸発は、それぞれ沸点が異なることに基づく広い温度範囲のもとで、徐々に行われ、前述したこの種従来例のように、塗布された離型剤の塗布膜中から、溶剤が、乾燥により一度に一気に揮発，蒸発してしまうことはなくなる。
もって、離型剤の塗布膜に、細かい多数の気泡，亀裂，破損等の欠陥が発生することは抑えられ、前述したこの種従来例のように、離型剤が母材から剥離，脱落することもなくなり、離型剤としての機能が全うされ、製造されたハニカムコアの品質が向上する。
このように、この種従来例に存した課題がすべて解決される等、本発明の発揮する効果は、顕著にして大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る金属ハニカムの製造方法について、発明の実施の形態の説明に供する斜視説明図であり、（１）図は、準備された母材を、（２）図は、離型剤を塗布した状態を、（３）図は、重積する状態を、（４）図は、拡散接合した状態を、（５）図は、スライスする状態を、それぞれ示す。
【図２】同発明の実施の形態の説明に供する斜視説明図であり、（１）図は、展張した状態を、（２）図は、トリミングした状態を、（３）図は、得られたハニカムコアの要部を、それぞれ示す。
【図３】同発明の実施の形態の説明に供する正面拡大図であり、（１）図は、離型剤を塗布した状態を、（２）図は、拡散接合時の状態を示す。
【図４】同発明の実施の形態の説明に供する要部の正面説明図であり、（１）図は、ステンレス製の母材間が拡散接合される前の状態を、（２）図は、同母材間が拡散接合された後の状態を、（３）図は、アルミニウム合金製の母材間が拡散接合される前の状態を、（４）図は、同母材間が拡散接合される直前の状態を、（５）図は、同母材間が拡散接合された後の状態を示す。
【符号の説明】
１離型剤
２母材
３非接合部
４拡散接合対象部
５地肌
６酸化皮膜
７スライス具
８セル壁
９セル
Ｄ重積方向
Ｈハニカムコア
Ｍg マグネシウム
Ｓセルサイズ
Ｔ塗布厚[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a metal honeycomb. That is, the present invention relates to a method for manufacturing a metal honeycomb, which is composed of a planar aggregate of hollow columnar cells using stainless steel or aluminum alloy as a base material.
[0002]
[Prior art]
First, the technical background will be described in detail. Honeycomb cores consisting of planar aggregates of hollow columnar cells partitioned by cell walls have various excellent properties including excellent weight specific strength and are widely used as various structural materials. Yes.
As the base material for the honeycomb core, metal, plastic, paper, or the like is used depending on the application, and typical examples of the metal include stainless steel and aluminum alloy.
As is well known, stainless steel has basic performances such as excellent heat resistance, high temperature strength, oxidation resistance, corrosion resistance, workability, and the like. In addition, aluminum alloys containing magnesium Mg have obtained basic performances such as heat resistance, high temperature strength, corrosion resistance, workability, etc. Especially, heat treatment type 6000 series alloy represented by A6951 and non heat treatment type The 5000 series alloy is particularly excellent in strength.
Therefore, honeycomb cores based on foil-like stainless steel and aluminum alloys are used as structural materials and structural parts for aircraft and railway vehicles, in consideration of the excellent basic performance of the base material as well as the characteristics of the honeycomb core. In addition, it is used for a wide variety of applications in many other fields.
[0003]
Next, as a method for manufacturing a honeycomb core, a stretching method and a corrugated method are generally used. First, in the spreading method, a strip of adhesive or brazing material is applied to a foil-shaped base material, and then a large number of sheets are stacked in a positional relationship shifted by half a pitch. A honeycomb core has been manufactured by bonding and brazing between materials in a line shape, and then applying a tensile force in the stacking direction and stretching.
On the other hand, in the corrugated system, after corrugating the foil-shaped base material into a corrugated sheet, a large number of molded corrugated sheets are stacked in a positional relationship that aligns the valley and the top by shifting half a pitch, Honeycomb cores were manufactured by bonding or brazing between each other in the form of a line with an adhesive or brazing material (including spot welding).
[0004]
In the honeycomb core manufacturing method, as described above, in both the expansion method and the corrugation method, an adhesive or brazing material is generally used for joining the line-shaped joining target parts (node parts), and adhesion and brazing are performed. It was done. However, the following difficulties have been pointed out in the case of adhesion. That is, the adhesive has a low heat-resistant temperature (generally 300 ° C. or less) and a low bonding strength.
Therefore, when manufacturing a honeycomb core using the above-mentioned stainless steel or aluminum alloy as a base material, bonding with an adhesive prevents the excellent basic performance of the base material from being utilized for the manufactured honeycomb core, resulting in heat resistance. However, there are difficulties in high-temperature strength, etc., and the applications are greatly limited.
[0005]
On the other hand, the following difficulties were pointed out also by brazing. That is, a nickel-based brazing material is used for brazing stainless steel, and an aluminum-based brazing material is used for brazing aluminum alloys. When manufacturing a honeycomb core using stainless steel or aluminum alloy as a base material, brazing is performed using a brazing material such as a nickel-based brazing material. , Although high temperature strength can be expected, it will melt at higher temperatures.
Therefore, there are many cases in which the excellent basic performance of the base material is not utilized for the manufactured honeycomb core (for example, brazing melts at 1000 ° C. or more), and the heat resistance and the high temperature strength are limited. Will be limited. In addition, honeycomb cores manufactured by brazing have oxidation resistance, corrosion resistance, etc. due to interposition of different types of metal brazing materials having different compositions between stainless steel and aluminum alloy as base materials. From this aspect, the excellent basic performance of the base material was not utilized, and the application was limited.
Furthermore, brazing materials used in the manufacture of honeycomb cores made of aluminum alloy are often used in the form of a brazing sheet that is preliminarily formed into a plate rather than in the form of powder or paste, but the thickness (foil thickness) is less than 100 μm. ) Is difficult to obtain by rolling, and in fact, a thickness of 100 μm or more has been used. However, such a thick brazing sheet is heavier by the thickness, so that the manufactured honeycomb core (made of stainless steel or aluminum alloy as a base material) has an excellent weight specific strength. There were cases where the application was limited from this aspect without being utilized.
[0006]
When a honeycomb core is manufactured by using stainless steel or an aluminum alloy as a base material, and using an adhesive or a brazing material, the characteristics of the honeycomb core and the basic performance of the base material are not utilized as described above, and the use is limited. There were many things.
That is, in the conventional method for manufacturing a metal honeycomb by the stretch method or the corrugated method, there is a limit caused by bonding or brazing. The technical background is as above.
[0007]
Now, based on such a technical background, a method for manufacturing a metal honeycomb using diffusion bonding instead of bonding or brazing is being developed.
In other words, when joining the strip-shaped joining target part (node part) of the base material using stainless steel or aluminum alloy, it is directly joined by diffusion joining without using any adhesive or brazing material. Recently, however, a method for manufacturing a metal honeycomb for manufacturing a honeycomb core has been developed.
According to this metal honeycomb manufacturing method by diffusion bonding, the base materials are directly bonded with the same composition, and no adhesive or brazing material is interposed. Therefore, the manufactured honeycomb core is made of stainless steel or aluminum alloy as the base material. The basic performance is utilized as it is, and the characteristics of the honeycomb core, such as excellent heat resistance, high temperature strength, oxidation resistance, corrosion resistance and the like, and excellent weight specific strength, are also utilized.
[0008]
By the way, this recently developed method of manufacturing a metal honeycomb by diffusion bonding is applied to the stretching method and not to the corrugated method.
That is, in order to perform diffusion bonding, it is essential to heat and pressurize between the base materials at a high pressure. In the stretching method, the stacked flat plate and foil-shaped base material are pressed from above and below, so that the base material can easily withstand the pressure. On the other hand, in the corrugated method, the foil-shaped base material is corrugated and formed on the corrugated plate and stacked, and such corrugated plates are pressed from above and below for diffusion bonding. The base material cannot withstand this pressure.
In general, it is known that the stretch method is easy to manufacture a honeycomb core having a large overall size as compared with the corrugated method, and is excellent in manufacturing cost.
[0009]
Now, when a honeycomb core is manufactured by a spreading method using stainless steel or an aluminum alloy as a base material by this recently developed manufacturing method using diffusion bonding, a release agent is indispensably used.
That is, in this method for manufacturing a metal honeycomb, first, a release agent is applied to a foil-shaped base material while leaving the background in a line shape. In other words, prior to direct diffusion bonding of stainless steel or aluminum alloy, which is a foil-shaped base material, between the grounds, a release agent is preliminarily applied to non-bonded portions other than such diffusion bonding target portions. It is necessary to coat and cover it so that it is not diffusion bonded. The release agent is applied by a printing method or a coating method.
After that, the base materials are stacked with a half-pitch shift, and then pressurized and heated, so that diffusion bonding is performed in the form of a line between the exposed and contacted ground. Is called. Then, a honeycomb core having a base material as a cell wall is manufactured by applying a tensile force in the stacking direction and expanding the non-joined portion covered with the release agent.
In the manufacturing method of the metal honeycomb by the spreading method using diffusion bonding, the mold release agent is indispensable as described above.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the recently developed method for manufacturing a metal honeycomb, conventionally, the following problems have been pointed out.
First of all, in this production method, the release agent needs to be applied as thinly as possible. That is, as described above, the space between the line-shaped grounds to which the release agent of the base material is not applied is exposed, contacted, and diffusion-bonded as a diffusion bonding target portion. It should be applied as thin as possible (see also FIG. 3 to be described later).
If the coating thickness of the pre-applied mold release agent during diffusion bonding is too thick, the degree of contact and adhesion between the base materials will be insufficient, and the base materials will be securely diffusion-bonded in the form of a line. Therefore, the bonding strength is insufficient or unbonded portions are generated, and the honeycomb core manufactured by stretching is skipped.
In other words, when a tensile strength is applied to a base material that is not securely diffusion-bonded in the form of a line, the honeycomb core that is manufactured is not so partitioned between the cells by the cell walls, so-called skipping points. Will occur, resulting in serious defects in the quality of the honeycomb core.
[0011]
Further, in this type of conventional method for manufacturing a metal honeycomb, the occurrence of such skipping has been pointed out and has been a problem. That is, since the release agent contains a release powder so as to exert a release effect, it has been conventionally difficult to apply with a coating thickness of 20 μm or less. Therefore, the occurrence of skipping is relatively small in the case of a honeycomb core having a large cell size, but the occurrence of skipping is noticeable in the case of a honeycomb core having a small cell size.
In particular, in the case of a honeycomb core having a cell size of 10 mm or less, the application thickness of the release agent needs to be 20 μm or less, and in the case of a honeycomb core having a cell size of 5 mm or less, the application thickness of the release agent is 15 μm or less. It is necessary to be. On the other hand, with conventional release agents, no matter how thinly applied, the coating thickness of about 30 μm is generally a limit value that can be controlled, and it is difficult to apply at a coating thickness of 20 μm or less. Was pointed out. Thus, firstly, the occurrence of skipping has been a problem.
[0012]
Secondly, in this type of conventional method for manufacturing a metal honeycomb, extremely high pressure and high load are required in order to avoid such skipping.
That is, when manufacturing a honeycomb core with a small cell size, such as a cell size of 10 mm or less and 5 mm or less, if the release agent coating thickness is as thick as about 30 μm, pressurization in a vacuum furnace for diffusion bonding is performed. When carried out at an extremely high pressure, for example, 1 kg / mm ² When the base material is pressed from above and below with the above high load, the occurrence of skipping is avoided. That is, it is possible to avoid skipping by making up for the lack of contact and adhesion between the base materials by applying a high pressure, thereby improving the bonding strength and eliminating the unbonded portions.
[0013]
However, in a conventional vacuum furnace such as a conventional vacuum furnace used for brazing or the like, it is difficult to apply such a high pressure and high load, and a flat press is built in the vacuum furnace or an isostatic press ( HIP) is required. When these devices / equipment are used together with a vacuum furnace, it becomes very expensive and difficult to increase in size, which increases initial cost and running cost and makes it difficult to manufacture a honeycomb core having a large overall size.
As described above, it has been pointed out that, in order to avoid skipping, there is a problem in terms of cost, and it becomes difficult to manufacture a honeycomb core having a large overall size. Thus, secondly, problems have been pointed out in terms of cost and overall size.
[0014]
Thirdly, the release agent used in this type of conventional method for manufacturing a metal honeycomb is a binder that can be applied to the release powder and fixed to the base material together with the release powder exhibiting the release effect described above. And a solvent that liquefies or dilutes the binder.
When such a release agent is applied to the base material as described above, the solvent contained in the release agent dries, volatilizes and evaporates during the application operation, resulting in poor workability. The problem was pointed out. In other words, the solvent used in this type of mold release agent is composed of one kind and has a boiling point as low as 100 ° C. or less, so it often drys, volatilizes and evaporates simultaneously with use. However, it was difficult to use the entire release agent.
Further, the release agent applied to the base material is subsequently dried in the next step, so that the solvent in the release agent disappears by volatilization and evaporation.
At that time, the solvent volatilizes and evaporates from the release agent coating film all at once, so that, for example, the release powder is scattered and spots are generated, and a lot of fine bubbles, cracks, Defects such as breakage may occur. Due to defects such as bubbles, cracks, breakage, etc., the release agent coating film may be peeled off from the base material and may not function as a release agent. There could be significant defects in the quality of the honeycomb core. Thus, thirdly, problems such as workability and occurrence of defects in the release agent coating film have been pointed out.
[0015]
In view of such circumstances, the present invention has been made to solve the problems of this type of conventional example in the recently developed method for producing a metal honeycomb of a diffusion type by diffusion bonding, and has a particle size of 5 μm. First, diffusion was achieved by employing a release agent containing ceramic powder with a content rate set to 60% by weight or less, a binder, and a solvent with a content rate set to 30% by weight or more. The thickness of the release agent applied at the time of bonding can be made extremely thin, and skipping can be avoided, and secondly, pressure during diffusion bonding can be performed under low pressure and low load. An object of the present invention is to propose a method for manufacturing a metal honeycomb.
In addition to the above, in addition to the above, thirdly in addition to the above, by employing a release agent that uses two or more kinds of mixed solvents having boiling points of 100 ° C. or more and 300 ° C. or less and different boiling points. It is possible to prevent the solvent from drying, volatilizing and evaporating during the application of the release agent, and the subsequent solvent drying, volatilization and evaporation. Is gradually performed under a wide temperature range based on different boiling points, The occurrence of defects such as bubbles, cracks and breakage in the release agent coating film can also be suppressed. An object of the present invention is to propose a method for manufacturing such a metal honeycomb.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The technical means of the present invention for solving such a problem is as follows. That is, in this method for manufacturing a metal honeycomb, first, a foil-like stainless steel or a foil-like aluminum alloy containing magnesium is used as a base material, a release agent is left on the base material, and the background is left in a line shape. Apply and dry.
Next, by stacking a plurality of the base materials in a positional relationship in which the exposed background left in the form of a streak between the release agents is shifted by a half pitch, and then pressurizing and heating. The base material is diffusion-bonded in the form of a streak between the contacted ground surfaces.
Then, by applying a tensile force in the stacking direction, the base material is used as a cell wall, and a honeycomb core is obtained as a planar aggregate of a large number of hollow columnar cells partitioned by the cell wall.
In such a method for manufacturing a metal honeycomb, as the release agent, a ceramic powder having a particle diameter of 5 μm or less and 5 μm or less and a solvent-soluble binder, % And 94% by weight or less of the solvent is used.
[0017]
The solvent is used to dissolve and dilute the binder, that is, to dissolve and dilute the binder. The solvent is suitable for the binder and has a boiling point of 100 ° C. or higher and 300 ° C. or lower. In addition, two or more types having different boiling points are mixed. Therefore, at the time of drying, without volatilization and evaporation at a time, Based on different boiling points Volatilizes and evaporates gradually at a slow speed under a wide temperature range.
In the mold release agent, the solvent volatilizes, evaporates and disappears at the time of drying, and the binder decomposes and volatilizes by the initial heating for diffusion bonding in the initial stage of the diffusion bonding. , Evaporates and disappears, and the remaining binder is carbonized by heating to become ash and compressed and filled in the gaps between the ceramic powders by pressurization, so that the release agent is diffused between the base materials. In the joining start stage, the coating thickness is extremely thinned.
[0018]
Since the manufacturing method of the metal honeycomb of the present invention is as described above, it is as follows. First, the stainless steel or aluminum alloy, which is a foil-like base material, is coated with a release agent while leaving the background in a streak shape, dried, then stacked with a half-pitch shift, and is formed into a streak shape by pressing and heating. Diffusion bonded. When the base material is an aluminum alloy, first, the contained magnesium is vaporized to destroy and disperse the oxide film on the surface of the ground, so that the aluminum is exposed to the surface of the ground and diffusion bonding becomes possible.
Thereafter, the stacked and diffusion-bonded base material is stretched to produce a honeycomb core as a planar aggregate of cells partitioned by the cell wall using the base material as a cell wall.
[0019]
In this metal honeycomb manufacturing method, the release agent contains ceramic powder having a particle size as small as 5 μm or less and a content rate of 60% by weight or less, and a binder.
Therefore, by the pressurization and heating at the beginning of diffusion bonding, the binder in the release agent is thermally decomposed or carbonized to become ash, and the ash is compressed and filled in the gaps between the ceramic powders to a level that can be virtually ignored. . Thus, the release agent has a coating thickness that is greatly reduced compared with that at the time of coating, and can be thinned to about 18 μm or less.
Such a release agent further contains a solvent having a content of 30% by weight or more, and this solvent is volatilized, evaporated and disappeared by drying. Accordingly, the release agent has a coating thickness that is greatly reduced as compared with that at the time of coating, and can be reduced to about 13 μm or less in combination with the thermal decomposition and carbonization of the binder described above.
Thus, the release agent has a very thin coating thickness at the time of diffusion bonding. Therefore, the stacked base materials are diffusely bonded by reliably contacting, abutting, and closely contacting the ground exposed between the release agents in a line shape.
[0020]
Further, the release agent solvent has a boiling point of 100 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, and two or more types having different boiling points are mixed.
Therefore, the solvent in the mold release agent does not dry, volatilize or evaporate at the time of application, and easily evaporates, evaporates and disappears by drying after application. And this volatilization and evaporation Based on different boiling points Under a wide temperature range, the process is carried out gradually at a slow speed, and the occurrence of defects such as bubbles, cracks and breakage in the release agent coating film can be suppressed.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments of the invention shown in the drawings. 1, 2, 3, and 4 are provided for explaining the embodiment of the present invention.
1 is a perspective explanatory view, (1) FIG. 1 shows a prepared base material, (2) FIG. 1 shows a state where a release agent is applied, (3) FIG. The figure shows the state of diffusion bonding, and the figure (5) shows the state of slicing.
Fig. 2 is a perspective explanatory view, (1) Fig. 2 shows a stretched state, (2) Fig. 2 shows a trimmed state, and (3) Fig. 3 shows a main part of the obtained honeycomb core. FIG. 3 is an enlarged front view, (1) FIG. 3 shows a state where a release agent is applied, and (2) FIG. 3 shows a state during diffusion bonding.
FIG. 4 is an explanatory front view of the main part. (1) FIG. 4 shows the state before diffusion bonding between the stainless steel base materials. (2) FIG. 4 shows the state after diffusion bonding between the base materials. (3) shows the state before the aluminum alloy base metal is diffusion-bonded, (4) shows the state immediately before the base metal is diffusion-bonded, (5) The figure shows a state after diffusion bonding between the base materials.
[0022]
First, the release agent 1 will be described. In the method for manufacturing a metal honeycomb according to the present invention, the following release agent 1 is employed.
This mold release agent 1 is applied and used in advance so as to set the non-joining part 3 when diffusion-bonding a foil-like stainless steel as a base material 2 or a foil-like aluminum alloy containing magnesium ( (See FIG. 1). And the mold release agent 1 contains ceramic powder, a binder, and a solvent essentially, and others are suitably contained as needed.
(Release agent 1 = ceramic powder + binder + solvent + other)
[0023]
First, the ceramic powder of the release agent 1 will be described. The ceramic powder is used as a mold release powder, and a powder that is less reactive with stainless steel or aluminum alloy as the base material 2 and has an excellent mold release effect between the base materials 2 is selectively used. That is, it is used to prevent diffusion bonding between stainless steel as the base material 2 and between aluminum alloys.
For example, among the compounds of elements such as iron Fe, chromium Cr, nickel Ni, carbon C and the like constituting the stainless steel of the base material 2, chromium oxide Cr ₂ O ₃ Is thermodynamically stable, but ceramics are more thermodynamically stable. In other words, the oxygen of the oxide reacts with chromium Cr by pressurization and heating for diffusion bonding, and chromium oxide Cr ₂ O ₃ There is no such thing as.
Even when the aluminum alloy is used as the base material 2, the ceramics are thermodynamically stable in accordance with the above. In particular, the diffusion bonding when the aluminum alloy is used as the base material 2 is comparatively 500 ° C. to 600 ° C. Since it is performed by heating at a low temperature, it becomes more stable.
As such ceramics, specifically, boron nitride BN, yttria stabilized zirconia Y ₂ O ₃ -ZrO ₂ , Magnesia stabilized zirconia MgO-ZrO ₂ , Alumina Al ₂ O ₃ , Magnesia MgO, calcia CaO, silica SiO ₂ , Ceria Ce ₂ O ₃ , Yttria Y ₂ O ₃ , Tria ThO ₂ Etc. are appropriately selected and used. Among them, oxides of Group 3A elements and rare earth elements in the periodic table are typically used.
[0024]
In the mold release agent 1, ceramic powder obtained by pulverizing such ceramics is used. The ceramic powder is 5% by weight or more and 60% by weight or less and has a particle size of 5 μm or less.
First, the particle size of the ceramic powder is 5 μm or less, and if it exceeds 5 μm, the size of the particle size becomes an obstacle and the release agent 1 cannot be applied thinly.
The ceramic powder is contained in the release agent 1 at a ratio of at least 5% by weight. If the content is less than 5% by weight, the release effect as the release agent 1 is insufficient. Furthermore, the ceramic powder is contained in the release agent 1 at a ratio of 60% by weight or less, and if the content exceeds 60% by weight, the ceramic powder is too much to be liquefied as the release agent 1. , Making the paste difficult, and it becomes impossible to apply thinly as the release agent 1.
The mold release agent 1 essentially contains such a ceramic powder.
[0025]
Next, the binder of the release agent 1 will be described. The binder is used as a paste so that the ceramic powder described above can be applied as the mold release agent 1 and, after being applied as the mold release agent 1, the ceramic powder is adhered and fixed so that the ceramic powder does not peel off or fall off from the base material 2. It is done.
As the binder, organic adhesives, paints, inks and the like that are generally widely used are used. That is, general adhesives, paints, and inks using epoxy-based, phenol-based, acrylic-based, polyimide-based, polyvinyl-based resins, ultraviolet (UV) curable resins, or the like are appropriately selected and used.
[0026]
Epoxy resins, phenol resins, acrylic resins, polyimide resins, and the like are soluble in a solvent and are used after being dissolved and diluted with a solvent. In particular, this metal honeycomb manufacturing method does not require a very large adhesive fixing force, and is used after being dissolved and diluted with a solvent.
Polyvinyl resins such as polyvinyl acetal, polyvinyl alcohol PVA, PVAL, polyvinyl formal PVF, polyvinyl ethanol, polyvinyl propanol, polyvinyl butyral PVB, polyvinyl benzal, polyvinyl acetate PVAC, polyvinyl ether (polyvinyl methyl ether, polyvinyl ethyl ether, Polyvinyl isoptyl ether) is soluble in a solvent and is used after being dissolved and diluted in a solvent. These polyvinyl resins are particularly suitable for this method of manufacturing a metal honeycomb because they are relatively easy to thermally decompose and easily decompose and evaporate by heating during diffusion bonding.
Ultraviolet (UV) curable resin is a photopolymerizable diluent for one or more photopolymerizable prepolymers (oligomers) such as ester acrylate, urethane acrylate, epoxy acrylate, melamine acrylate, and acrylic resin acrylate. A monomer and a photopolymerization initiator are added, and those soluble in a solvent are dissolved and diluted in a solvent.
[0027]
In this release agent 1, such a binder is used. The binder is contained in the release agent 1 at a ratio of 1% by weight or more and less than 95% by weight. That is, in order to exhibit the function as a binder, it is essential to contain at least 1% by weight or more and at most less than 95% by weight (corresponding to the above-mentioned ceramic powder content of 5% by weight or more).
Further, as described below, since the solvent is essentially contained in the release agent 1 in a proportion of 30 wt% or more and 94 wt% or less, the binder content is 1 wt% or more. It is 40 wt% or less. Further, the total content of the ceramic powder and the binder is set to less than 70% by weight.
The release agent 1 essentially contains such a binder.
[0028]
Next, the solvent of the release agent 1 will be described. As the solvent, a solvent suitable for the binder is used for dissolving the above-mentioned binder to liquefy or thin, that is, for dissolving or diluting.
Examples of the solvent include aliphatic solvents such as acetone, ketone solvents such as isophorone, N-methyl-2-pyrrolidone NMP, aromatic solvents such as xylene and cyclohexane, and various alcohols such as ethanol, methanol, ethylene glycol, Decanol and the like are appropriately selected and used. Of course, water can also be used as this solvent.
[0029]
In the mold release agent 1, such a solvent is used. The solvent is usually contained in the release agent 1 in the range of 0% by weight to 94% by weight (corresponding to the ceramic powder content of 5% by weight or less and the binder of 1% by weight or more).
Of course, a binder that is soluble in the solvent is selectively used. Moreover, as such a solvent, a mixed solvent in which two or more kinds are mixed is used.
[0030]
First, a large amount of solvent is contained in the release agent 1 for the purpose of making the coating thickness T (see FIG. 3) of the release agent 1 extremely thin. That is, the solvent is contained in the release agent 1 in an amount of 30% by weight or more and 94% by weight or less, but it is necessary to contain at least 30% by weight. If the content is less than 30% by weight, The above-mentioned purpose for further ultrathinning becomes difficult to achieve.
The mold release agent 1 comprises 5% by weight or more and 60% by weight or less of ceramic powder, 1% by weight or more and 40% by weight or less of a binder soluble in a solvent, and 30% by weight or more and 94% by weight or less of a solvent. And containing. The total content of the ceramic powder and the binder is set to less than 70% by weight (corresponding to 30% by weight or more of the solvent).
[0031]
Secondly, the solvent has a boiling point of 100 ° C. or higher and 300 ° C. or lower for the purpose of preventing the solvent from drying, volatilizing and evaporating at the time of applying the release agent 1 and slowing down the evaporation and evaporating speed during the subsequent drying. In addition, a mixed solvent in which two or more kinds having different boiling points are mixed is used.
In the same way as described above, the release agent 1 comprises 5% by weight or more and 60% by weight or less ceramic powder, 1% by weight or more and 40% by weight or less binder soluble in these two or more solvents, And 94% by weight or less of a solvent. The total content of the ceramic powder and the binder is set to less than 70% by weight.
[0032]
Solvents having a boiling point (VP) of 100 ° C. to 300 ° C., such as ketones, are aromatic such as isophorone (VP≈215 ° C.) and N-methyl-2-pyrrolidone NMP (VP≈204 ° C.). In, for example, cyclohexane (VP≈156 ° C.), and in the case of alcohols, for example, ethylene glycol (VP≈197 ° C.), jetylene glycol (VP≈244 ° C.), triethylene glycol (VP≈287 ° C.), decanol (VP≈ 230 ° C.), tridecanol (VP≈253 ° C.), and the like are representative and are appropriately selected and used. Of course, water can also be used.
Solvents with boiling points of less than 100 ° C make it difficult to achieve the above-mentioned prevention of drying, volatilization and evaporation at the time of coating. Solvents exceeding 300 ° C require high temperatures for subsequent drying, volatilization and evaporation, and are troublesome. Even entanglement is not preferable. Two or more kinds of high boiling point solvents having boiling points of 100 ° C. or higher and 300 ° C. or lower are selected and mixed. At that time, it is particularly preferable to select ones having different boiling points of 20 ° C. or more for the above-mentioned purposes of volatilization during drying and slowing down the evaporation speed.
The release agent 1 essentially contains such a solvent.
[0033]
The mold release agent 1 contains the ceramic powder as described above, a binder, and a solvent. Examples of the combination include ceramic powder + polyvinyl alcohol PVA + water, ceramic powder + polyvinyl butyral PVB + isophorone + cyclohexane, and the like.
In addition, about this mold release agent 1, a dispersing agent and an antifoamer are further contained suitably as needed. The dispersant is mixed so that the ceramic powder in the release agent 1 is not bonded and solidified, and the antifoaming material is mixed to prevent foaming when the release agent 1 is applied. As such a dispersant or antifoaming material, an organic solvent such as methanol is representative.
Further, the dispersant and the antifoaming material are contained in the release agent 1 at a ratio of 0% by weight to 10% by weight.
[0034]
Now, as described above, the mold release agent 1 is obtained by blending and blending ceramic powder, binder, solvent, further dispersing agent, antifoaming material and the like based on the above-described predetermined content.
(Release agent 1 = ceramic powder + binder + solvent + other)
That is, the release agent 1 is blended and prepared by mixing and dispersing ceramic powder in a binder dissolved and diluted with a solvent. At that time, according to the coating method described below, when it is necessary to obtain the optimum viscosity for the coating method, the content of the ceramic powder and the solvent is adjusted, so that the viscosity as the release agent 1 is adjusted. In any case, the release agent 1 is in the form of a liquid or paste having a certain degree of viscosity, but may be emulsified.
[0035]
Here, a method of applying the release agent 1 will be described. The release agent 1 is applied to the base material 2 by a coating method or a printing method.
The coating method is to mask the strip-shaped diffusion bonding target portions 4 in advance, and then apply the release agent 1 to the non-bonding portions 3 by spraying, dipping, dipping, etc., and then masking. This is done by removing (see FIG. 1).
As the printing method, stencil printing such as screen printing, intaglio printing such as transfer roll printing, letterpress printing, and the like are used. Screen printing is suitable for performing after the base material 2 is cut to a predetermined length, but of course, it is performed by roll-to-roll (the strip-shaped base material 2 before cutting is poured between the rolls). Printing is possible, and transfer roll printing is suitable for roll-to-roll printing.
By such an application method such as a coating method or a printing method, the release agent 1 is applied to the base material 2 while leaving the background 5 in a line shape (see FIG. 1). The application thickness T (see FIG. 3) of the release agent 1 to the base material 2 is practically a limit value that can be generally controlled by about 30 μm at the time of application regardless of any application method. Theoretically, at least 0.5 μm is necessary from the viewpoint of the mold release effect at the time of diffusion bonding. The release agent 1 is applied in this way.
The release agent 1 is as described above.
[0036]
Such a release agent 1 is employed in the method for manufacturing a metal honeycomb according to the present invention. The release agent 1 contains predetermined ceramic powder, a binder, a solvent, and the like, and is applied by a coating method or a printing method.
Next, a method for manufacturing a metal honeycomb using such a release agent 1 will be described in the order of manufacturing steps. That is, in this metal honeycomb manufacturing method, (1) preparation step, (2) coating step, (3) drying step, (4) stacking step, (5) joining step, (6) stretching step, etc. in order. The honeycomb core H is manufactured by the following extension method.
[0037]
First, (1) the preparation process will be described. In this manufacturing method, first, a base material 2 is prepared as shown in FIG. In view of being provided for the manufacture of the honeycomb core H, the base material 2 is made of stainless steel in the form of a thin foil having a thickness of 200 μm or less, or an aluminum alloy containing magnesium.
As is well known, stainless steel is made by adding 10% or more chromium Cr to iron Fe, and in many cases, nickel Ni, carbon C, etc. are added, resulting in heat resistance, high temperature strength, oxidation resistance, corrosion resistance, Excellent workability, etc. Aluminum alloys containing magnesium Mg are also excellent in heat resistance, high temperature strength, corrosion resistance, workability, etc., and it is known that 6000 series alloys and 5000 series alloys represented by A6951 are particularly excellent in strength. It has been.
And the foil-shaped base material 2 which consists of such stainless steel or aluminum alloy is cut | disconnected for every fixed width | variety and fixed length, after washing | cleaning by degreasing etc. as needed, after rolling in strip | belt shape. The cutting to a certain length may be performed after the (2) coating step and (3) drying step described below, without depending on the illustrated example.
The surface 5 of the aluminum alloy base material 2 is usually covered with an oxide film 6 (see FIG. 4 (3)), and immediately after cleaning, the oxide film 6 is oxidized. It is formed. This oxide film 6 is made of alumina Al. ₂ O ₃ Known as. (1) In the preparation step, such a base material 2 is prepared.
[0038]
Next, (2) the coating process will be described. In this manufacturing method, as shown in FIG. 1 (2) and FIG. 3 (1), the release agent 1 is then applied. That is, the mold release agent 1 is applied to the base material 2 prepared in the above-described (1) preparation step while leaving the background 5 in the shape of a line. The mold release agent 1 has the configuration described in detail above, and is applied at a coating thickness T of about 30 μm by various coating methods.
Then, the mold release agent 1 has a constant width and pitch while leaving an interval so as to leave a background 5 as a diffusion bonding target portion 4 (node portion) in a line shape with a constant width and pitch with respect to the base material 2. The portion where the release agent 1 is applied in this way in the width direction becomes the non-joining portion 3 of the base material 2.
In the illustrated example, the mold release agent 1 is applied to only one surface (surface) of the base material 2 at a constant width and pitch, and such base material 2 is stacked, joined, and stretched as described below. Will be. It should be noted that the mold release agent 1 may be applied at a constant width and pitch on both surfaces (front and back surfaces) of the base material 2 regardless of the illustrated example. The base material 2 to which the release agent 1 is applied and the base material 2 on which both sides of the release agent 1 are not applied are successively stacked and then joined and stretched. (2) In the application step, the release agent 1 is thus applied.
[0039]
Next, (3) the drying process will be described. In this manufacturing method, (2) the base material 2 coated with the release agent 1 in the coating step is then dried.
That is, the base material 2 to which the release agent 1 is applied is immediately carried into a drying furnace set to 300 ° C. or lower and dried by hot air or the like. By such drying, the solvent contained in the applied release agent 1 is volatilized, evaporated, and disappeared, and the release agent 1 is firmly fixed to the base material 2. (3) In the drying step, the base material 2 is thus dried.
[0040]
Next, (4) the stacking process will be described. In this manufacturing method, as shown in FIG. 1 (3), the base material 2 is stacked (see also FIG. 3 (2)). That is, after the release agent 1 is applied in the above-mentioned (2) application step, (3) the base material 2 from which the release agent 1 is dried in the drying step is then divided into a plurality of release agent 1 In this case, the exposed background 5 left in the form of a line is stacked in a positional relationship shifted by half a pitch.
For example, about 400 base materials 2 are stacked vertically in a block shape, and in this case, the background 5 left in the form of a line on one side is left and right between the upper and lower base materials 2 in the illustrated example. Positioning is performed in a positional relationship shifted from each other by a half pitch. (4) In the stacking process, the base material 2 is stacked in this way.
[0041]
Next, (5) joining process will be described. In this manufacturing method, as shown in FIG. 1 (4) and FIG. 3 (2), next, diffusion bonding between the base materials 2 is performed. That is, the base material 2 stacked in a block shape in the above-described (4) stacking step is pressed and heated to perform diffusion bonding in the form of a line between the contacted grounds 5.
Such diffusion bonding will be further described in detail. The stacked block-shaped base material 2 is restrained by an appropriate jig and applied with a necessary load, and is carried into a vacuum furnace or the like and heated at a predetermined temperature and time. Diffusion bonding is performed in the solid phase.
[0042]
First, this solid phase diffusion bonding is performed by the following a. Temperature, b. Load, c. Atmosphere, d. It is performed under conditions such as time. Each of these conditions varies depending on the specific configuration contents / material of the base material 2 and other conditions, but is often set as follows.
a. The temperature condition is set to about 800 ° C. to 1200 ° C. when the base material 2 is stainless steel, and is set to about 500 ° C. to 600 ° C. when the base material 2 is an aluminum alloy. 2 is heated.
b. The load condition is 0.1 g / mm for both the base material 2 made of stainless steel and aluminum alloy. ² To 10 g / mm ² The base material 2 that is set to a certain degree and thus stacked is pressed.
c. The atmospheric condition is typically a vacuum atmosphere, and this solid phase diffusion bonding is often performed by carrying the stacked base material 2 into a vacuum furnace. In addition, a reduction atmosphere, an inert gas atmosphere, a reduced-pressure atmosphere with argon Ar, or the like is also possible. In these cases, each dedicated furnace is used.
d. The time condition is set to about 5 minutes to 10 hours, and the stacked base material 2 is heated and pressurized in this set time for example in a vacuum furnace.
[0043]
Such a. Temperature, b. Load, c. Atmosphere, d. Solid phase diffusion bonding is performed under conditions such as time. Accordingly, the ground surface 5 exposed in the shape of a line between the release agents 1 that set the non-joining part 3 of the base material 2 is brought into contact with, contacted with, or brought into close contact with each other as the diffusion joining target part 4. In the illustrated example, the base material 2 stacked and opposed to each other vertically is applied with the ground surface 5 exposed in the shape of a line on the surface of the lower base material 2 and the release agent 1 on the back surface of the upper base material 2. Without being exposed to the entire surface 5, the diffusion contact portion 4 is brought into contact with, contacted with, or brought into close contact with.
Then, between the diffusion bonding target portions 4 of the ground 5, atoms diffused and moved at the grain interface with respect to the metal elements constituting the stainless steel and the aluminum alloy of the base material 2, and thus stacked in a block shape. Between the base materials 2, solid phase diffusion bonding is performed in a line shape.
[0044]
FIGS. 4A and 4B show the progress of the main part of such solid phase diffusion bonding when the base material 2 is made of stainless steel. FIGS. 4 (3), 4 (5), and 5 (5) show the progress of the main part of such solid phase diffusion bonding when the base material 2 is made of an aluminum alloy containing magnesium Mg. It is shown.
That is, as shown in FIG. 4 (3), the surface of the base material 2 made of an aluminum alloy is firmly and stably covered with the oxide film 6 before the solid phase diffusion bonding. . Then, as shown in FIG. 4 (4), the magnesium Mg contained in the aluminum alloy as the base material 2 (simple at about 400 ° C. in a vacuum) by applying pressure and heating for solid phase diffusion bonding. However, the oxide film 6 is broken and dispersed.
Accordingly, as shown in FIG. 4 (5), the aluminum of the aluminum alloy of the base material 2 is exposed in a pure state, and the intended solid phase diffusion bonding proceeds.
[0045]
In such solid phase diffusion bonding, in order to accelerate the thermal decomposition of the binder contained in the release agent 1, it is preferable to hold once at a temperature corresponding to the resin component of the binder.
That is, in the initial stage of solid phase diffusion bonding, the heating temperature is temporarily maintained as it is at the thermal decomposition temperature of the resin component of the binder used. In addition, when the base material 2 is stainless steel, a binder having a thermal decomposition temperature of, for example, about 300 ° C. to 600 ° C. is used, and when the base material 2 is an aluminum alloy, for example, a thermal decomposition temperature of about 300 ° C. to 400 ° C. A binder is used.
In this way, by temporarily holding the heating temperature in the course of heating, the binder in the release agent 1 is evaporated and disappears by thermal decomposition. After that, when the heating is further advanced and the temperature rises to reach the above-described temperature condition, solid phase diffusion bonding is started. As described above, when the binder in the release agent 1 is thermally decomposed at the initial stage before the start of the solid phase diffusion bonding, the atmosphere at the start of the subsequent solid phase diffusion bonding can be kept clean. There are advantages. (5) In the bonding step, diffusion bonding is performed in this way.
[0046]
Next, (6) the extending process will be described. In this manufacturing method, next, after slicing is performed as shown in FIG. 1 (5), stretching is performed as shown in FIG. 2 (1).
That is, the base material 2 stacked in a block shape and diffusion-bonded in the shape of a line in the above-described (5) bonding step is first sliced along the length direction and cut into a necessary size. . This slicing is performed by a method using, for example, a water jet, wire discharge, a band saw, a cutting grindstone, or the like. In the figure, 7 is the slicing tool.
Then, the block-shaped base material 2 sliced to a necessary size in this way is stretched by applying a tensile force in the stacking direction D. That is, the base material 2 stacked in a block shape and diffusion-bonded in a line shape is stretched by applying a tensile force along the upper and lower stacking directions D in the drawing. Accordingly, each base material 2 is bent in the vertical direction along the edge of the line-shaped diffusion bonding target portion 4 and is covered with the release agent 1 other than the diffusion bonding target portion 4. 3 are separated and spaced apart so as to spread with extension. (6) In the extension process, the extension is performed in this way.
[0047]
In this metal honeycomb manufacturing method, such (1) preparation step, (2) coating step, (3) drying step, (4) stacking step, (5) joining step, (6) stretching step, etc. The honeycomb core H is manufactured by a stretching method that sequentially follows.
That is, as shown in FIG. 2B, the honeycomb core H obtained by the expansion process shown in FIG. 2A shown in FIG. Cut and trimmed. This trimming is performed by a method according to the slice described above. The manufactured honeycomb core H is subsequently cleaned by air blow, water washing or the like, and the remaining ceramic powder of the release agent 1 and the ash of the binder are removed.
[0048]
As shown in FIGS. 2 (2) and 2 (3), the honeycomb core H manufactured in this way is made of a base material made of stainless steel or aluminum alloy that is diffusion-bonded in the form of a line, with the cell wall 8 And a planar assembly of a large number of hollow columnar cells 9 partitioned by the cell walls 8. In this honeycomb core H, stainless steel or aluminum alloy is used as the base material 2 of the cell wall 8, and the cell wall 8 is formed by diffusion bonding by heating and pressurizing the base material 2. Joined in the shape of a line.
The cross-sectional shape of the cell wall 8 and the cell 9 is typically the regular hexagonal shape shown in the figure, but regardless of this, the vertically long or horizontally long hexagonal shape, other hexagonal shapes, trapezoidal shapes, substantially rectangular shapes, and other various types Shapes are also possible.
In many cases, the honeycomb core H is used as a honeycomb sandwich panel by joining the surface plates to the cell end faces as both opening end faces. And, the honeycomb core H and its honeycomb sandwich panel are excellent in weight ratio strength, light weight, high rigidity and strength, and excellent in rectifying effect, and having a surface area per unit volume, as in general. The honeycomb sandwich panel has excellent characteristics such as flatness, heat retention, and sound insulation.
This honeycomb core H further utilizes the basic performance of stainless steel and aluminum alloy as the base material 2 and is excellent in heat resistance, high temperature strength, oxidation resistance, corrosion resistance, workability, etc. Used for structural materials for vehicles, structural parts, and various other applications.
In this metal honeycomb manufacturing method, such a honeycomb core H is manufactured.
[0049]
The present invention is configured as described above. Therefore, it becomes as follows. In this method for manufacturing a metal honeycomb, first, (1) the stainless steel as the base material 2 prepared in the preparation step and the aluminum alloy containing magnesium have an ultrathin foil shape with a thickness of 200 μm or less. ) In the coating process, the release agent 1 is applied while leaving the background 5 in the form of a line, (3) After the drying process, (4) In the stacking process, a plurality of sheets are stacked with a half-pitch shift, Therefore, in the (5) bonding step, diffusion bonding is performed by pressurizing and heating in a vacuum furnace or the like ((1), (2), (3), (4) and FIG. 3 in FIG. 1). (See Figure 1 and Figure 2).
That is, the ground surface 5 exposed in the shape of a line between the mold release agents 1 of the base material 2 becomes a diffusion bonding target portion 4 and contacts, abuts, and adheres to each other, thereby forming a stainless steel or aluminum alloy of the base material 2 With respect to the metal element to be diffused, atoms are diffused and moved at the grain interface, whereby the stacked base materials 2 are diffusion-bonded (see FIGS. 4A and 4B).
When the base material 2 is an aluminum alloy, first, the magnesium Mg contained therein is vaporized to destroy and disperse the oxide film 6 covering the surface 5 of the aluminum alloy. In the state, it is exposed to the background 5 and the above-described diffusion bonding becomes possible (see (3), (4), (5), etc. in FIG. 4)).
[0050]
Thereafter, the base material 2 thus stacked and diffusion-bonded is stretched by applying a tensile force in the stacking direction D in the (6) extension step, so that the base material 2 is diffused in a line shape. While being bent along the edge of the bonding target portion 4, the non-bonding portion 3 covered with the release agent 1 is separated and separated (see FIG. 2 (1)).
In this way, the honeycomb core H, which is a planar aggregate of a large number of hollow columnar cells 9 partitioned by the cell wall 8 using the base material 2 made of stainless steel or aluminum alloy as the cell wall 8, is manufactured. (See (2), (3), etc. in FIG. 2).
And in this manufacturing method of a metal honeycomb, it becomes like the following 1st, 2nd, 3rd.
[0051]
First, in this method for manufacturing a metal honeycomb, (2) as a release agent 1 applied in the application step, a ceramic powder having a particle size as small as 5 μm or less and a content rate limited to 60% by weight or less; A binder containing a binder with a content exceeding 40% by weight is adopted (see FIG. 1 (2), FIG. 3 (1), etc.).
Therefore, (5) in the joining step, initial heating for diffusion bonding (heating from 800 ° C. to about 1200 ° C. when the base material 2 is stainless steel, from 500 ° C. when the base material 2 is an aluminum alloy) By heating to about 600 ° C., the binder in the mold release agent 1 volatilizes, evaporates, and disappears due to thermal decomposition in the initial stage of diffusion bonding, and the remaining part is carbonized and ashed. It becomes.
Of course, ash has no strength at all, and its volume is less than half that of the binder, and it is compressed to a level that can be virtually ignored in the gaps between ceramic powders with a particle size of 5 μm or less by pressure for diffusion bonding. (See (4) in FIG. 1, (2) in FIG. 3, etc.). When the base material 2 is stainless steel, the heating temperature is high so that disappearance due to thermal decomposition is promoted. On the other hand, when the base material 2 is an aluminum alloy, the heating temperature is low, so the disappearance due to thermal decomposition does not progress. The remaining amount of carbonized ash increases.
[0052]
Therefore, the mold release agent 1 has a ceramic powder limited to a particle size of 5 μm or less and a content of 60% by weight or less, and the start stage of diffusion bonding (base material) by such pyrolysis and ashing of the binder. When 2 is stainless steel, the heating temperature has reached 800 ° C. to 1200 ° C. When the base material 2 is an aluminum alloy, the heating temperature has reached 500 ° C. to 600 ° C. For example, it decreases by about 40% or more (in this case, it is considered that the weight ratio, the volume ratio, and the coating thickness T correspond roughly).
In other words, the release agent 1 is, for example, about 30 μm centering on the ceramic powder and the binder at the time of application in the application step (2) (see FIG. 1 (2) and FIG. 3 (1)). (5) At the start of diffusion bonding in the bonding process (see FIG. 1 (4) and FIG. 3 (2)), the coating thickness T is set to ceramic powder only. The thickness can be reduced to about 18 μm or less.
In this metal honeycomb manufacturing method, the coating thickness T of the release agent 1 is thus extremely thinned (manufacturing of the honeycomb core H having a small cell size S of 10 mm or less shown in FIG. 2 (3)). Can also respond sufficiently).
[0053]
In addition to this, (2) as a release agent 1 applied in the application step, in addition to the above-described ceramic powder having a content of 60% by weight or less and a binder soluble in a solvent, the content is 30% by weight or more. Since what contains the solvent set to 94 weight% or less is employ | adopted, the coating thickness T is made extremely thin as follows.
That is, this solvent is volatilized, evaporated and disappeared by drying in (2) after the coating step, (5) before the joining step, and (3) in the drying step. Therefore, in the release agent 1, the total coating thickness T is reduced by, for example, about 30% or more (also in this case, the weight ratio and the volume ratio / coating thickness T are considered to roughly correspond).
In other words, the mold release agent 1 can be used in the (3) drying process even if the coating thickness T is about 30 μm, for example, due to the ceramic powder, the binder, and the solvent at the time of application in the previous (2) application process. (5) Diffusion in the joining process by combining with the reduction of about 30% or more due to the disappearance of the above and the reduction of about 40% or more of the coating thickness due to thermal decomposition or carbonization of the binder in the initial stage of the (5) joining process described above. At the start of bonding, the coating thickness T can be reduced to about 13 μm or less.
In this way, the coating thickness T of the release agent 1 is further reduced further (sufficient for the manufacture of the honeycomb core H having a very small cell size S of 5 mm or less shown in FIG. 2 (3)). Will be available).
[0054]
Thus, firstly, the release agent 1 has a very thin coating thickness T at the start of diffusion bonding in the (5) bonding step.
Accordingly, the stacked base material 2 is formed by applying pressure and heating between the upper and lower ground surfaces 5 exposed in a line shape between the left and right release agents 1, so that the thickness of the left and right release agents 1 is applied. It will come into contact, abutment and close contact without being obstructed by T (see FIG. 3 (2), FIG. 4 (2), FIG. 4 (5), etc.). Accordingly, the stacked base materials 2 are reliably diffusion-bonded to each other in a line shape.
In other words, (5) in the joining process, the coating thickness T of the release agent 1 becomes an obstacle, and the ground 5 as the diffusion joining target portion 4 of the base material 2 does not come into close contact, contact, or close contact, thus joining. Insufficient strength or occurrence of unbonded portions can be reliably avoided. These points are particularly noticeable when manufacturing a honeycomb core H having a small cell size S such as a cell size S (see FIG. 2 (3)) of 10 mm or less, further 5 mm or less.
[0055]
Secondly, the application thickness T of the release agent 1 (18 μm or less, further about 13 μm or less) does not get in the way between the base materials 2 stacked in the (5) joining step as described above. Between each other, diffusion bonding is reliably performed in a line shape. Therefore, pressurization during diffusion bonding can be performed under a relatively low pressure and a low load.
That is, based on the general premise that the thickness of the base material 2 is 200 μm or less, as described above, 0.1 g / mm. ² To 10 g / mm ² By pressurizing the base material 2 stacked in a block shape with such a low load, the base material 2 is securely diffusion bonded.
On the other hand, if the application thickness T of the release agent 1 remains about 30 μm, the application thickness T of the release agent 1 is not obstructed, and the base material 2 can be surely provided between the grounds 5. 1kg / mm for contact, contact, close contact and reliable diffusion bonding ² It is necessary to pressurize with such a high load in the (5) joining step. These second points are particularly prominent when manufacturing a honeycomb core H having a small cell size S of 10 mm or less, further 5 mm or less.
[0056]
Thirdly, (2) the release agent 1 applied in the application step contains the above-described ceramic powder having a content of 60% by weight or more, a binder, and a solvent having a content of 30% by weight or more. In addition, as such a solvent, a solvent having a high boiling point of 100 ° C. or higher and 300 ° C. or lower and a mixture of two or more different boiling points is adopted.
First, in (2) the application step, the solvent contained in the applied release agent 1 is applied at a temperature of less than 100 ° C. during the operation of applying the release agent 1 to the base material 2. In other words, it does not dry, volatilize or evaporate under the temperature environment where the coating operation is performed. Moreover, since this solvent has a boiling point of 300 ° C. or less, it can be easily volatilized, evaporated and disappeared by drying in the subsequent (3) drying step.
[0057]
Further, in the case of drying, volatilization and evaporation in the (3) drying step, two or more kinds of solvents having different boiling points in the range of 100 ° C. to 300 ° C. are mixed. Therefore, the temperature range of volatilization and evaporation is wide.
That is, (3) in the drying process, the volatilization and evaporation of the solvent in the release agent 1 by drying is performed stepwise, that is, at a gradually slow speed, and the release agent 1 applied to the base material 2 From the inside of the coating film (see FIG. 3 (1), etc.), there is no possibility of volatilization and evaporation at once.
Therefore, due to the volatilization and evaporation of the solvent once, for example, the ceramic powder is scattered and spots are generated, and the coating film of the release agent 1 has many defects such as bubbles, cracks and breakage. It can also be suppressed. Therefore, in the (3) drying process, the subsequent (4) stacking process, the (5) joining process, and the like, the applied release agent 1 is not peeled off or detached from the base material 2. Of course, such a third point is realized together with the above-described ultrathinning of the first coating thickness T and the above-described implementation of the second diffusion bonding with low pressure and low load.
[0058]
【The invention's effect】
As described above, the method for manufacturing a metal honeycomb according to the present invention is a ceramic powder having a particle size as small as 5 μm or less, a content rate set to 60% by weight or less, a binder, and a content rate set to 30% by weight or more. And a release agent containing the solvent. Therefore, the following first and second effects are exhibited.
[0059]
First, the coating thickness of the release agent at the time of diffusion bonding can be made extremely thin, and the occurrence of skipping is avoided. That is, in this metal honeycomb manufacturing method, the binder in the release agent is thermally decomposed or carbonized into ash by the initial pressurization and heating during diffusion bonding, and the ash is compressed into the gaps between the ceramic powders. Filled.
Therefore, the mold release agent has a ceramic powder particle size of 5 μm or less and a content rate of 60 wt% or less, so that the overall coating thickness is greatly reduced, and the coating thickness during diffusion bonding can be easily reduced to 18 μm. It can be thinned to the following extent. Further, the solvent having a content of 30% by weight or more in the release agent volatilizes, evaporates and disappears upon drying. Therefore, the total coating thickness of the mold release agent is further reduced in addition to the above, and the coating thickness at the time of diffusion bonding can be easily reduced to about 13 μm or less.
Thus, in this method for manufacturing a metal honeycomb, the release agent has a very thin coating thickness and is diffusion bonded. Therefore, the base material is surely diffusion-bonded in the form of a line, and as in the above-described conventional example, the coating thickness of the release agent is about 30 μm, which is too thick. It is possible to prevent the occurrence of shortage and the occurrence of unjoined parts.
Therefore, with respect to the honeycomb core produced by stretching, the occurrence of so-called skipped portions, in which the cells are not reliably partitioned by the cell walls as in the above-described conventional example, can be avoided. The quality of the honeycomb core is improved. In particular, cell sizes such as honeycomb cores with a cell size of 10 mm or less (target value of the release agent coating thickness is 20 μm or less), honeycomb cores of 5 μm or less (target value of the release agent coating thickness is 15 μm or less), etc. However, even a small honeycomb core is manufactured while skipping is avoided.
In addition, when applying the release agent, it is not necessary to consider the application thickness as thin as possible, so various application methods and printing methods can be freely selected as the application method. Is easier and easier.
[0060]
Secondly, pressurization during diffusion bonding can be performed under low pressure and low load. That is, as in the conventional example of this type described above, when manufacturing a honeycomb core with a small cell size, pressurization in a vacuum furnace or the like for diffusion bonding is performed, for example, at 1 kg / mm, in order to avoid occurrence of skipping. ² The above high load eliminates the need to carry out under extremely high pressure. That is, it is not necessary to incorporate a flat press in a vacuum furnace or the like or to perform an isostatic press (HIP).
As described above, in this method for manufacturing a metal honeycomb, diffusion bonding can be surely performed even under a low pressure and a low load by using a conventional vacuum furnace or the like. Accordingly, the cost of the apparatus / equipment is excellent, the initial cost and the running cost are reduced, the vacuum furnace and the like can be easily enlarged, and a honeycomb core having a large overall size can be easily manufactured.
Furthermore, in addition to the above-mentioned, by adopting a mold release agent using two or more kinds of mixed solvents having boiling points of 100 ° C. or more and 300 ° C. or less and different boiling points, In addition, the following third effect is exhibited.
[0061]
Thirdly, the solvent does not dry, volatilize or evaporate during the release agent application work, and bubbles, cracks, breakage, etc. may occur in the release agent coating film during subsequent solvent drying, volatilization and evaporation. There are no defects.
First, in this method for manufacturing a metal honeycomb, a release agent having a boiling point of 100 ° C. or higher is used, so that when the release agent is applied, the solvent is dried, volatilized, and evaporated as in the conventional example of this type. This prevents the mold release agent from being used easily and improves the workability. Moreover, since this solvent has a boiling point of 300 ° C. or less, it is easily volatilized, evaporated and disappeared by subsequent drying, and workability is improved from this aspect as well.
Furthermore, since this solvent consists of two or more types of mixed solvents with different boiling points, volatilization and evaporation are Under a wide temperature range based on different boiling points, This is performed gradually, and the solvent does not volatilize or evaporate at once from the coating film of the applied release agent as in the conventional example of this kind.
Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a large number of fine bubbles, cracks, breakage, and other defects in the release agent coating film, and the release agent is peeled off from the base material as in the above-described conventional example. The function as a release agent is completed, and the quality of the manufactured honeycomb core is improved.
As described above, the effects exerted by the present invention are remarkably large, such as all the problems existing in this type of conventional example are solved.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a perspective explanatory view for explaining a metal honeycomb manufacturing method according to the present invention for explanation of an embodiment of the invention. (1) FIG. 1 shows a prepared base material, and (2) FIG. The state where the mold is applied, (3) FIG. 3 shows the stacked state, (4) FIG. 4 shows the diffusion joined state, and (5) FIG. 5 shows the sliced state.
FIGS. 2A and 2B are perspective explanatory views for explaining the embodiment of the invention, in which FIG. 1A is a stretched state, FIG. 2B is a trimmed state, and FIG. 3C is obtained. The main parts of the honeycomb core are shown respectively.
FIG. 3 is an enlarged front view for explaining the embodiment of the present invention, (1) FIG. 3 shows a state where a release agent is applied, and (2) FIG. 3 shows a state at the time of diffusion bonding.
FIG. 4 is a front explanatory view of a main part for explaining the embodiment of the present invention. (1) FIG. 4 shows a state before diffusion bonding between stainless steel base materials, (2) FIG. The state after diffusion bonding between the base materials is shown in FIG. 3 (3) is the state before the aluminum alloy base materials are diffusion bonded, and (4) is the diffusion between the base materials. FIG. 5 (5) shows a state immediately before joining, and a state after diffusion joining between the base materials.
[Explanation of symbols]
1 Mold release agent
2 Base material
3 Non-joined parts
4 Diffusion bonding target part
5 background
6 Oxide film
7 Slicing tools
8 cell walls
9 cells
D Stacking direction
H Honeycomb core
Mg magnesium
S cell size
T coating thickness

Claims

Foil-like stainless steel or a foil-like aluminum alloy containing magnesium is used as a base material, and a release agent is applied to the base material while leaving the background in a streak shape and dried,
A plurality of the base materials are stacked in a positional relationship in which the exposed background left in the form of a streak between the release agents is shifted by a half pitch, and then the base material is pressed and heated, whereby After the material is diffused and joined in the form of a streak between the contacted surfaces,
A metal honeycomb which is obtained by applying a tensile force in the stacking direction and extending the base material as a cell wall to obtain a honeycomb core as a planar aggregate of a large number of hollow columnar cells partitioned by the cell wall In the manufacturing method of
As the mold release agent, a ceramic powder having a particle size of 5 μm or more and 60 wt% or less and a particle size of 5 μm or less, a binder soluble in a solvent, and a solvent of 30 wt% or more and 94 wt% or less, Is used, and
The solvent is used to dissolve and dilute the binder, that is, to dissolve and dilute the binder. The solvent is suitable for the binder and has a boiling point of 100 ° C. or higher and 300 ° C. or lower. In addition, it consists of a mixture of two or more types having different boiling points, and at the time of drying, it does not volatilize and evaporate at one time, and under a wide temperature range based on different boiling points. Volatilizes and evaporates gradually at a slow speed,
In the mold release agent, the solvent volatilizes, evaporates, and disappears at the time of drying, and the binder is thermally decomposed, volatilized by initial heating for diffusion bonding in the initial stage of the diffusion bonding, The remaining binder is carbonized by heating to become ash, and compressed and filled in the gaps between the ceramic powders by pressing, so that the mold release agent is diffused between the base materials. A method for manufacturing a metal honeycomb, characterized in that the coating thickness is extremely reduced at a joining start stage.