JP6237950B1 - クラッド材およびクラッド材の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】伸びが低下するのを抑制することによって、加工性が低下するのを抑制することが可能なクラッド材を提供する。【解決手段】本発明のクラッド材３０は、ステンレス鋼により構成されるＳＵＳ層３１と、ＣｕまたはＣｕ合金により構成され、ＳＵＳ層３１に圧延接合されたＣｕ層３２と、を備える。また、ＪＩＳ Ｈ ０５０１の比較法により測定されるＣｕ層３２の結晶粒度が、０．１５０ｍｍ以下である。【選択図】図６

Description

この発明は、クラッド材およびそのクラッド材の製造方法に関し、特に、ＣｕまたはＣｕ合金とステンレス鋼とが圧延接合されたクラッド材およびそのクラッド材の製造方法に関する。
従来、ステンレス鋼とＣｕまたはＣｕ合金とが圧延接合されたクラッド材が開示されている（たとえば、特許文献１参照）。
上記特許文献１には、ステンレス鋼からなる芯材の表裏両面に、銅からなる表皮材を圧延・圧着（クラッディング）することにより形成されたステンレス鋼／銅クラッドが開示されている。
特開２００５−１３４０７３号公報
上記特許文献１に開示されたステンレス鋼／銅クラッドでは、具体的な圧延・圧着方法の詳細について記載されていない。しかしながら、一般的には、上記特許文献１のステンレス鋼／銅クラッドは、冷間圧延が行われてステンレス鋼と銅とが接合された後に拡散焼鈍させることによって、圧延・圧着されていると考えられる。ここで、本願発明者は、種々検討した結果、冷間圧延と拡散焼鈍とが行われてステンレス鋼（第１層）と銅（第２層）とが圧延接合されたクラッド材において、クラッド材の伸びが低下することに起因して、クラッド材の加工性が低下するという問題点があることを発見した。
本発明は、ＣｕまたはＣｕ合金とステンレス鋼とが圧延接合されたクラッド材における上記のような課題を解決するためになされたものであり、本発明の１つの目的は、伸びが低下するのを抑制することによって、加工性が低下するのを抑制することが可能なクラッド材およびそのクラッド材の製造方法を提供することである。
本願発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、ＣｕまたはＣｕ合金により構成される第２層の結晶が粗大化することに起因して、クラッド材の伸びが低下することをさらに見出した。そして、本発明を完成させた。つまり、本発明の第１の局面によるクラッド材は、ステンレス鋼により構成される第１層と、ＣｕまたはＣｕ合金により構成され、第１層に圧延接合された第２層と、を備え、ＪＩＳ Ｈ ０５０１の比較法により測定される第２層の結晶粒度が、０．１５０ｍｍ以下である。なお、「ステンレス鋼」とは、Ｆｅ（鉄）を主成分として５０質量％以上含むとともに、少なくともＣｒ（クロム）を１０．５質量％以上さらに含む合金を意味する。また、「Ｃｕ合金」とは、Ｃｕ（銅）を主成分として５０質量％以上含む合金を意味する。
本発明の第１の局面によるクラッド材では、上記のように、ＪＩＳ Ｈ ０５０１の比較法により測定される第２層の結晶粒度が、０．１５０ｍｍ以下である。このように構成すれば、第２層を構成するＣｕまたはＣｕ合金の結晶が、結晶粒度が０．１５０ｍｍを超えるほど過度に粗大化されていないので、第２層に起因してクラッド材の伸びが低下するのが抑制される。この結果、クラッド材の加工性が低下するのを抑制することができる。
また、第１の局面によるクラッド材は、上記のように、ステンレス鋼により構成される第１層と、ＣｕまたはＣｕ合金により構成され、第１層に圧延接合された第２層と、を備える。これにより、クラッド材において、ステンレス鋼により構成される第１層により機械的強度および第２層の一方表面の耐食性を確保しつつ、ＣｕまたはＣｕ合金により構成される第２層により導電性および熱伝導性を確保することができる。この結果、電池用の導電部材およびヒートシンクを兼ねるシャーシなどに好適なクラッド材を提供することができる。
上記第１の局面によるクラッド材において、第２層の結晶粒度が、０．１３０ｍｍ以下である。このように構成すれば、第２層を構成するＣｕまたはＣｕ合金の結晶の粗大化がより抑制されているので、第２層に起因してクラッド材の伸びが低下するのがより抑制される。
上記第１の局面によるクラッド材において、好ましくは、ステンレス鋼により構成され、第２層の第１層とは反対側に圧延接合された第３層をさらに備える。このように構成すれば、クラッド材において、ステンレス鋼により構成される第１層および第３層により機械的強度および第２層の両表面の耐食性を確実に確保しつつ、ＣｕまたはＣｕ合金により構成される第２層により導電性および熱伝導性を確保することができる。また、共にステンレス鋼により構成される第１層および第３層により第２層を挟み込んだ状態で圧延することができるので、圧延方向の反りが抑制されやすく安定的に圧延による接合を行うことができる。
上記第１の局面によるクラッド材において、好ましくは、ステンレス鋼は、オーステナイト系ステンレス鋼である。このように構成すれば、オーステナイト系ステンレス鋼とＣｕまたはＣｕ合金とが共に非磁性であることにより、クラッド材全体を非磁性にすることができる。これにより、たとえば、ヒートシンクを兼ねるシャーシにクラッド材を用いる際に、シャーシが磁化することで他部品（たとえば電子部品）に悪影響を与えないようにすることができる。
本発明の第２の局面によるクラッド材の製造方法は、ステンレス鋼により構成される第１金属板を軟化させ、ＣｕまたはＣｕ合金により構成される第２金属板を軟化させる、軟化焼鈍と、軟化焼鈍を経た第１金属板と第２金属板とを互いに積層させた状態で圧延して接合することにより圧接材を作製するクラッド圧延と、圧接材に対して拡散処理を行う拡散焼鈍と、を含み、拡散焼鈍前の圧接材における第２金属板の厚みを軟化焼鈍後の第２金属板の厚みの２０％以上とすることにより、ステンレス鋼により構成される第１層と、ＣｕまたはＣｕ合金により構成され、第１層に圧延接合された第２層と、を備え、ＪＩＳ Ｈ ０５０１の比較法により測定される第２層の結晶粒度が０．１５０ｍｍ以下となるクラッド材を作製する。
本発明の第２の局面によるクラッド材の製造方法では、上記のように、拡散焼鈍前の圧接材における第２金属板の厚みを軟化焼鈍後の第２金属板の厚みの２０％以上とする。これにより、拡散焼鈍前の圧接材における第２金属板の厚みを軟化焼鈍後の第２金属板の厚みの２０％未満に小さくする場合と比べて、軟化焼鈍後から拡散焼鈍前までの圧延に起因する第２金属板に蓄積される内部応力（歪み）を小さくすることができるとともに、第２金属板に蓄積される内部応力（歪み）のばらつき状態を均等的にすることができると考えられる。この結果、拡散焼鈍時の回復・再結晶・粒成長の過程で内部応力（歪み）の大きさやそのばらつき状態に起因して再結晶が不均等的に進行するのが抑制され、第２金属板の結晶（ＣｕまたはＣｕ合金の結晶）が過度に成長するのを抑制することができるので、クラッド材の第２層を構成するＣｕまたはＣｕ合金の結晶が過度に成長するのを抑制することができる。したがって、クラッド材において、ＪＩＳ Ｈ ０５０１の比較法により測定される第２層の結晶粒度を確実に０．１５０ｍｍ以下にすることができるので、第２層に起因してクラッド材の伸びが低下するのを抑制することができる。つまり、クラッド材の加工性が低下するのを抑制することができる。
上記第２の局面によるクラッド材の製造方法において、好ましくは、拡散焼鈍前の圧接材における第２金属板の厚みを軟化焼鈍後の第２金属板の厚みの２５％以上５０％以下とする。このように構成すれば、拡散焼鈍前の圧接材における第２金属板の厚みを軟化焼鈍後の第２金属板の厚みの２５％以上にすることにより、拡散焼鈍時に第２金属板の結晶が過度に成長するのを確実に抑制することができる。また、拡散焼鈍前の圧接材における第２金属板の厚みを軟化焼鈍後の第２金属板の厚みの５０％以下にすることにより、クラッド圧延時に圧接材の厚みが小さくなるように第１金属板と第２金属板とに対して十分な圧接荷重を印加することができるので、第１金属板と第２金属板とを十分に接合させることができる。
上記第２の局面によるクラッド材の製造方法において、好ましくは、拡散焼鈍を８５０℃以上１０００℃以下の温度条件下で行う。また、より好ましくは、拡散焼鈍を９００℃以上１０００℃以下の温度条件下で行う。このように構成すれば、拡散焼鈍を８５０℃以上（好ましくは、９００℃以上）の温度条件下で行うことにより、ＣｕまたはＣｕ合金により構成される第２金属板だけでなく、ステンレス鋼により構成される第１金属板も確実に焼鈍することができる。また、拡散焼鈍を１０００℃以下の温度条件下で行うことにより、温度が過度に高いことに起因して、第２金属板の結晶の成長速度が過度に大きくなるのを抑制することができる。これにより、第２金属板の結晶が過度に成長するのを確実に抑制することができる。
上記第２の局面によるクラッド材の製造方法において、好ましくは、軟化焼鈍後、クラッド圧延前に、第２金属板を硬化させる調質圧延を行うことによって、調質圧延後の第２金属板の厚みを軟化焼鈍後の第２金属板の厚みの６０％以上１００％未満にする。また、より好ましくは、調質圧延後の第２金属板の厚みを軟化焼鈍後の第２金属板の厚みの８０％以上１００％未満にする。このように構成すれば、調質圧延によって第２金属板に内部応力（歪み）を蓄積させることによって、ＣｕまたはＣｕ合金により構成された第２金属板の機械的強度（０．２％耐力等）を向上させることができる。これにより、ステンレス鋼により構成される第１金属板と比べて機械的強度が低い第２金属板の機械的強度を、第１金属板の機械的強度に近づけることができる。この結果、クラッド圧延時に、機械的強度を近づけた金属板同士を圧延して接合することができるので、第１金属板と第２金属板とを確実に接合させることができる。
また、調質圧延後の第２金属板の厚みを軟化焼鈍後の第２金属板の厚みの６０％以上（より好ましくは８０％以上）にする。このように構成すれば、調質圧延によって第２金属板の厚みを小さくすることに起因して、拡散焼鈍前の圧接材における第２金属板の厚みを軟化焼鈍後の第２金属板の厚みの２０％以上に大きく確保することと、調質圧延後のクラッド圧延時に第１金属板と第２金属板とを十分に接合させることとの両方を満たせなくなるのを抑制することができる。
上記第２の局面によるクラッド材の製造方法において、好ましくは、第２層の結晶粒度が０．１３０ｍｍ以下となるクラッド材を作製する。このように構成すれば、第２層（第２金属層）を構成するＣｕまたはＣｕ合金の結晶が粗大化するのがより抑制されることによって、第２層に起因してクラッド材の伸びが低下するのをより抑制することができる。
上記第２の局面によるクラッド材の製造方法において、好ましくは、軟化焼鈍においては、ステンレス鋼により構成される第３金属板を軟化させ、クラッド圧延においては、軟化焼鈍を経た第１金属板と第２金属板と第３金属板とをこの順で積層させた状態で圧延して接合することにより圧接材を作製することにより、ステンレス鋼により構成される第１層と、ＣｕまたはＣｕ合金により構成され、第１層に圧延接合された第２層と、ステンレス鋼により構成され、第２層の第１層とは反対側に圧延接合された第３層と、を備え、第２層の結晶粒度が０．１５０ｍｍ以下となるクラッド材を作製する。このように構成すれば、クラッド材において、ステンレス鋼により構成される第１層および第３層により機械的強度および第２層の両表面の耐食性を確実に確保しつつ、ＣｕまたはＣｕ合金により構成される第２層により導電性および熱伝導性を確保することができる。また、クラッド圧延時に、共にステンレス鋼により構成される第１金属板および第３金属板により第２金属板を挟み込んだ状態で圧延することができるので、圧延方向の反りが抑制されやすく安定的に圧延による接合を行うことができる。
本発明によれば、上記のように、伸びが低下するのを抑制することによって、加工性が低下するのを抑制することが可能なクラッド材およびそのクラッド材の製造方法を提供することができる。
本発明の一実施形態によるクラッド材をシャーシとして用いた携帯機器の模式的な分解斜視図である。 本発明の一実施形態によるクラッド材（シャーシ）の構造を示した断面図である。 本発明の一実施形態によるクラッド材の製造プロセスを説明するための模式図である。 本発明の一実施形態によるクラッド材の製造プロセスを説明するための模式図である。 ＳＵＳ３１６Ｌの軟化曲線である。 本発明の効果を確認するために行った結晶粒度測定に用いた断面写真である。 本発明の効果を確認するために行った結晶粒度測定に用いたＣｕ層の断面写真である。 図２に示す構造とは異なる本発明の一実施形態によるクラッド材を示した断面図である。
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
（携帯機器の構成）
まず、図１および図２を参照して、本発明の一実施形態（第１実施形態）による携帯機器１００の概略的な構成について説明する。
本実施形態による携帯機器１００では、図１に示すように、上側筐体１ａと、ディスプレイ２と、シャーシ３と、基板４と、電池５と、下側筐体１ｂとを備えている。ディスプレイ２と、シャーシ３と、基板４および電池５とは、上方（Ｚ１側）からこの順に下側筐体１ｂ内に配置されている。そして、下側筐体１ｂは、上方から上側筐体１ａに覆われている。
ディスプレイ２は、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどからなり、Ｚ１側の上面に画像を表示する機能を有する。
シャーシ３は、携帯機器１００の機械的強度を確保する機能と、ディスプレイ２、基板４（電子部品４ａ）および電池５からの熱を外部に放出する機能とを有している。つまり、シャーシ３はヒートシンクを兼ねる。
下側筐体１ｂのＸ１側には基板４が、Ｘ２側には電池５が、それぞれ配置されている。基板４のＺ１側の上面には、アプリケーションを駆動させるためのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの電子部品４ａが配置されている。
（シャーシ（クラッド材）の構成）
シャーシ３は、図２に示すように、ステンレス鋼により構成されるＳＵＳ層３１と、ＣｕまたはＣｕ合金により構成されるＣｕ層３２と、ステンレス鋼により構成されるＳＵＳ層３３とがこの順に積層された３層構造のクラッド材３０から構成されている。Ｃｕ層３２は、ＳＵＳ層３１のＺ２側の下面に圧延接合されているとともに、ＳＵＳ層３３のＺ１側の上面に圧延接合されている。なお、ＳＵＳ層３１とＣｕ層３２との界面ＩａおよびＣｕ層３２とＳＵＳ層３３との界面Ｉｂにおいて、互いの層は拡散焼鈍により原子間接合を形成して強固に接合している。なお、ＳＵＳ層３１、Ｃｕ層３２およびＳＵＳ層３３は、それぞれ、本発明の「第１層」、「第２層」および「第３層」の一例である。
クラッド材３０のＺ方向の厚みｔ１は特に限定されない。なお、本実施形態では、携帯機器１００の軽量化やコンパクト化を考慮してＺ方向の厚みの増加を抑制するために、シャーシ３の厚みｔ１は、０．５ｍｍ以下であるのが好ましい。また、シャーシ３の機械的強度を確保するために、シャーシ３の厚みｔ１は、０．１ｍｍ以上であるのが好ましい。
また、クラッド材３０におけるＳＵＳ層３１の厚みｔ２、Ｃｕ層３２の厚みｔ４およびＳＵＳ層３３の厚みｔ３の比率（ｔ２：ｔ４：ｔ３）は、特に限定されない。なお、圧延時の延び具合をＺ方向の両側で均等化させるために、共にステンレス鋼により構成されるＳＵＳ層３１の厚みｔ２とＳＵＳ層３３の厚みｔ３とは、略等しい方が好ましい。
また、本実施形態では、シャーシ３において要求される特性（熱伝導性および機械的強度）に応じて厚み比率を異ならせるのが好ましい。たとえば、シャーシ３において機械的強度が特に要求される場合には、機械的強度の大きいステンレス鋼により構成されるＳＵＳ層３１の厚みｔ２およびＳＵＳ層３３の厚みｔ３を大きくするのが好ましい。なお、クラッド材３０の機械的強度を確実に確保するためには、Ｃｕ層３２の厚みｔ４は、クラッド材３０の厚みｔ１の６０％以下であるのが好ましい。一方、シャーシ３において熱伝導性が特に要求される場合には、Ｃｕ層３２の厚みｔ４を大きくするのが好ましい。なお、クラッド材３０の熱伝導性を確実に確保するためには、Ｃｕ層３２の厚みｔ４は、クラッド材３０の厚みｔ１の３３％以上であるのが好ましい。なお、上記した厚みｔ１〜ｔ４は、複数箇所でそれぞれ測定した複数の厚みの平均である。
また、クラッド材３０の伸びは、８％以上であるのが好ましく、１０％以上であるのがより好ましい。
ＳＵＳ層３１およびＳＵＳ層３３を構成するステンレス鋼は、ステンレス鋼であれば、オーステナイト系、フェライト系およびマルテンサイト系など、特に限定されない。ここで、本実施形態では、電子部品４ａ（図１参照）を備える携帯機器１００においてシャーシ３が磁性を帯びるのは好ましくない。そこで、ＳＵＳ層３１およびＳＵＳ層３３を構成するステンレス鋼は、好ましくはオーステナイト系ステンレス鋼であり、いわゆるＳＵＳ３００系（ＪＩＳ規格）のオーステナイト系ステンレス鋼により構成されるのがより好ましい。
さらに、ＳＵＳ層３１およびＳＵＳ層３３を構成するステンレス鋼は、オーステナイト系ステンレス鋼のうち、Ｃ（炭素）の含有量が少なく、磁性をより帯びにくいＳＵＳ３１６Ｌ（ＪＩＳ規格）であるのが特に好ましい。なお、ＳＵＳ３１６Ｌとは、１８質量％のＣｒと、１２質量％のＮｉと２．５質量％のＭｏと、Ｃを含む不可避不純物等と、残部鉄とを含有するＳＵＳ３１６（ＪＩＳ規格）において、Ｃの含有量を低下させたオーステナイト系ステンレス鋼である。また、ＳＵＳ層３１とＳＵＳ層３３とは、同じ組成に限定されないが、圧延の安定性などを考慮して同じ組成を有するステンレス鋼により構成されるのが好ましい。
Ｃｕ層３２は、Ｃ１０００系（ＪＩＳ規格）のＣｕまたはＣ２０００系（ＪＩＳ規格）などのＣｕ合金により構成されている。なお、Ｃｕとしては、いわゆる、無酸素銅、りん脱酸銅、タフピッチ銅などがある。また、Ｃｕ合金としては、結晶の粗大化を抑制するためにＣ１０５０（ＪＩＳ規格）のＺｒ−Ｃｕ合金などが好ましい。なお、Ｃｕ層３２を構成するＣｕまたはＣｕ合金は、一般的に、ＳＵＳ層３１およびＳＵＳ層３３を構成するステンレス鋼よりも熱伝導性が高いとともに、延性が大きい。
ここで、本実施形態では、Ｃｕ層３２（ＣｕまたはＣｕ合金）の結晶粒度は、０．１５０ｍｍ以下である。これにより、Ｃｕ層３２を構成するＣｕまたはＣｕ合金の結晶が粗大化するのが抑制されることによって、Ｃｕ層３２の伸び（延性）が低下するのが抑制されている。この結果、クラッド材３０をシャーシ３に加工する際の加工性が低下するのが抑制される。なお、Ｃｕ層３２の結晶粒度は、０．１３０ｍｍ以下であるのが好ましい。また、Ｃｕ層３２の結晶粒度は、０．１２０ｍｍ以下であるのがより好ましく、０．１１０ｍｍ以下であるのがさらに好ましい。なお、クラッド材３０の伸び（延性）の低下を抑制する目的においては、Ｃｕ層３２の結晶粒度が小さいほど好ましい。その観点においてＣｕ層３２の結晶粒度の下限臨界（下限値）を設けることに意義はないと考えるが、たとえば管理水準として、Ｃｕ層３２の結晶粒度の下限値をたとえば０．０５０ｍｍとしてもよい。
本発明において、Ｃｕ層３２の結晶粒度は、ＪＩＳ Ｈ ０５０１の比較法により測定される。具体的には、クラッド材３０を切断し、切断した断面に対して研磨等を行ってＣｕ層３２の組織を露出させる。そして、露出させたＣｕ層３２の組織を顕微鏡を用いて断面写真を取得する。その後、取得した断面写真において、所定の大きさ（たとえば、２ｍｍ×２ｍｍ）の観察領域におけるＣｕ層３２の結晶粒度を、ＪＩＳ Ｈ ０５０１の付図の標準写真に最もよく対応する写真を比較によって定め、実際の結晶粒度に換算することにより、Ｃｕ層３２の結晶粒度が取得される。なお、Ｃｕ層３２の組織の断面写真は、クラッド材３０を圧延方向に対して平行に切断した断面（圧延方向断面）から得たものを使用する。また、互いに重複しない複数の観察領域を選んで、各々の観察領域において、Ｃｕ層３２の結晶粒度を取得するのが好ましい。
また、Ｃｕ層３２の結晶粒度が０．１５０ｍｍ以下であることにより、クラッド材３０のＳＵＳ層３１および３３の露出する表面において、Ｃｕ層３２の粗大化した結晶に起因して現れる模様がほとんど生じない。これにより、クラッド材３０の見た目を向上させることが可能である。
（シャーシ（クラッド材）の製造方法の概要）
次に、図２〜図５を参照して、本発明の一実施形態によるシャーシ３を構成するクラッド材３０の製造方法を説明する。
まず、図３に示すように、ＣｕまたはＣｕ合金により構成された帯状のＣｕ板１３２を準備する。そして、Ｃｕ板１３２に対して、Ｃｕ板１３２を構成するＣｕまたはＣｕ合金の再結晶温度（たとえば、２２０℃）を超える温度に内部が設定された焼鈍炉１０１を用いて軟化焼鈍を行う。これにより、Ｃｕ板１３２は加工硬化による内部の歪みが取り除かれて組織が十分に軟化された状態となる。なお、Ｃｕ板１３２は、特許請求の範囲の「第２金属板」の一例である。
そして、軟化焼鈍を経たＣｕ板１３２に対して、圧延ローラ１０２を用いて調質圧延を行う。調質圧延により、Ｃｕ板１３２は厚みがｔ４ａからｔ４ｂに小さくされるとともに、内部応力（歪み）が蓄積されて加工硬化される。なお、厚みｔ４ａおよび厚みｔ４ｂは、複数箇所で測定したＣｕ板１３２の複数の厚みの平均である。また、調質圧延のパス数は、適宜選択可能である。
また、図４に示すように、調質圧延を経た帯状のＣｕ板１３２に加えて、ステンレス鋼により構成される帯状のＳＵＳ板１３１および帯状のＳＵＳ板１３３を準備する。また、ＳＵＳ板１３１および１３３は、共に十分に焼鈍されている。なお、ＳＵＳ板１３１の厚みと、調質圧延を経たＣｕ板１３２の厚みと、ＳＵＳ板１３３の厚みとは、作製されるクラッド材３０におけるＳＵＳ層３１、Ｃｕ層３２およびＳＵＳ層３３の厚み比率（ｔ２：ｔ４：ｔ３）に合わせて適宜選択される。なお、ＳＵＳ板１３１およびＳＵＳ板１３３は、それぞれ、特許請求の範囲の「第１金属板」および「第３金属板」の一例である。
そして、ＳＵＳ板１３１と、調質圧延を経たＣｕ板１３２と、ＳＵＳ板１３３とを、この順に積層した状態で、圧延ローラ１０３を用いて圧延して接合するクラッド圧延を行う。この際、帯状のＳＵＳ板１３１、Ｃｕ板１３２およびＳＵＳ板１３３の長手方向が、圧延方向になる。これにより、ＳＵＳ板１３１と、Ｃｕ板１３２と、ＳＵＳ板１３３とがこの順に積層された状態で互いに接合（圧延接合）された圧接材１３０が作製される。なお、クラッド圧延によって、Ｃｕ板１３２は厚みがｔ４ｂ（図３参照）からｔ４ｃに小さくされるとともに、内部応力（歪み）が蓄積されて加工硬化される。なお、厚みｔ４ｃは、複数箇所で測定したＣｕ板１３２の複数の厚みの平均である。また、クラッド圧延のパス数は、適宜選択可能である。
その後、必要に応じて、端部切断機１０４を用いて圧接材１３０の幅方向の端部を切断することによって、圧接材１３０の幅方向の長さを調整してもよい。そして、圧接材１３０に対して、圧延ローラ１０５を用いて中間圧延を行うことにより、圧接材１３０の厚みを調整する。これにより、圧接材１３０（クラッド材３０）毎の厚みのばらつきを小さくすることが可能である。なお、中間圧延によっても、Ｃｕ板１３２は厚みがｔ４ｃからｔ４ｄに小さくされるとともに、内部応力（歪み）が蓄積されて加工硬化される。なお、厚みｔ４ｄは、複数箇所で測定したＣｕ板１３２の複数の厚みの平均である。また、中間圧延のパス数は、適宜選択可能である。
そして、ＳＵＳ板１３１を構成するステンレス鋼の再結晶温度を超える温度に内部が設定された焼鈍炉１０６を用いて拡散焼鈍を行う。これにより、ＳＵＳ板１３１、Ｃｕ板１３２およびＳＵＳ板１３１のすべてが材質に応じて組織が軟化された状態となる。また、ＳＵＳ板１３１とＣｕ板１３２との界面ＩｃおよびＣｕ板１３２とＳＵＳ板１３３との界面Ｉｄにおいて、拡散処理により互いの層が原子間接合を形成して強固に接合する。この結果、図２に示すＳＵＳ層３１と、ＳＵＳ層３１に圧延接合されたＣｕ層３２と、Ｃｕ層３２のＳＵＳ層３１とは反対側に圧延接合されたＳＵＳ層３３とを備えるクラッド材３０が作製される。
その後、クラッド材３０に対して、必要に応じて、仕上げ圧延、形状矯正、スリット切断、プレス加工等の仕上げ工程が適宜行われる。その結果、図２に示す、クラッド材３０から構成されるシャーシ３が作製される。本実施形態では、図４に示すように、少なくともクラッド圧延から仕上げ工程のスリット切断までの工程を連続的に行うように構成されているため、クラッド材３０のタクトタイムを効果的に短縮することが可能である。なお、本発明の製造方法は、クラッド圧延から仕上げ工程のスリット切断までの工程を連続的に行う構成に限定されない。
（本実施形態における具体的な圧延条件）
ここで、本実施形態の製造方法では、拡散焼鈍前（中間圧延後）のＣｕ板１３２における厚みｔ４ｄ（図４参照）を、軟化焼鈍後（調質圧延前）のＣｕ板１３２における厚みｔ４ａ（図３参照）の２０％以上にする。つまり、厚みｔ４ｄが厚みｔ４ａの２０％以上になるように、調質圧延、クラッド圧延および中間圧延での各々の圧下率が設定されている。言い換えると、調質圧延、クラッド圧延および中間圧延での合計の圧下率（（ｔ４ａ−ｔ４ｄ）／ｔ４ａ×１００（％））が、８０％以下になるように、調質圧延、クラッド圧延および中間圧延の圧下率が各々設定されている。なお、厚みｔ４ｄが厚みｔ４ａの２０％以上になるのであれば、調質圧延、クラッド圧延および中間圧延の圧下率は適宜変更することが可能である。また、厚みｔ４ｄは厚みｔ４ａの２０％以上であればよいが、厚みｔ４ｄと厚みｔ４ａとの差がより大きくなるとクラッド材３０の圧延効率が高まるため、実用上の観点において、厚みｔ４ｄは厚みｔ４ａの２５％以上５０％以下であるのが好ましい。
（調質圧延における具体的な圧延条件）
ここで、ステンレス鋼により構成されるＳＵＳ板１３１およびＳＵＳ板１３３は機械的強度が大きく延性が低く、ＣｕまたはＣｕ合金により構成されるＣｕ板１３２は機械的強度が小さく延性が高いので、クラッド圧延を行う前に、ＳＵＳ板１３１およびＳＵＳ板１３３とＣｕ板１３２との延性を近づけておくのが好ましい。これにより、クラッド圧延時に、ＳＵＳ板１３１および１３３の厚みが圧延方向で不均一になるのを抑制することができるとともに、十分に接合された圧接材１３０を容易に作製することが可能である。したがって、焼鈍されていない場合と比べて組織が軟化されて機械的強度が小さくなったＳＵＳ板１３１および１３３を用いるとともに、焼鈍されている場合と比べて組織が加工硬化されて機械的強度が大きくなったＣｕ板１３２を用いるのが好ましい。そこで、調質圧延を行ってＣｕ板１３２の厚みをある程度小さくすることにより、Ｃｕ板１３２の組織を加工硬化させるのが好ましい。一方で、調質圧延の後にクラッド圧延および中間圧延を行う必要があるため、調質圧延において過度に圧延を行うのはクラッド材３０のＣｕ層３２の結晶の粗大化を抑制する観点から好ましくない。
したがって、クラッド材３０のＣｕ層３２の結晶の粗大化への影響を抑制しつつ機械的強度を大きくするために、調質圧延後のＣｕ板１３２における厚みｔ４ｂが、調質圧延前のＣｕ板１３２における厚みｔ４ａの６０％以上１００％未満になるように調質圧延するのが好ましい。言い換えると、調質圧延における圧下率（（ｔ４ａ−ｔ４ｂ）／ｔ４ａ×１００（％））は、０％を超えて４０％以下であるのが好ましい。なお、クラッド材３０のＣｕ層３２の結晶の粗大化を抑制する観点からは、厚みｔ４ｂは厚みｔ４ａの７０％以上であるのが好ましく、８０％以上であるのがさらに好ましい。また、Ｃｕ板１３２の機械的強度を大きくする観点からは、厚みｔ４ｂは厚みｔ４ａの９０％以下であるのがより好ましい。
（クラッド圧延における具体的な圧延条件）
また、クラッド圧延において、圧下率が小さすぎると、ＳＵＳ板１３１、Ｃｕ板１３２およびＳＵＳ板１３３が十分に接合されない虞がある。そこで、クラッド材３０のＣｕ層３２の結晶の粗大化への影響を抑制しつつ、クラッド材３０に十分な接合強度を得るために、クラッド圧延において、クラッド圧延後のＣｕ板１３２における厚みｔ４ｃが、クラッド圧延前のＣｕ板１３２における厚みｔ４ｂの３５％以上５０％以下になるようにクラッド圧延するのが好ましい。言い換えると、クラッド圧延における圧下率（（ｔ４ｂ−ｔ４ｃ）／ｔ４ｂ×１００（％））は、５０％以上６５％以下であるのが好ましい。なお、クラッド材３０のＣｕ層３２の結晶の粗大化を抑制する観点からは、厚みｔ４ｃは厚みｔ４ｂの４０％以上であるのが好ましい。また、クラッド材３０に十分な接合強度を得る観点からは、厚みｔ４ｃは厚みｔ４ｂの４０％以下であるのがより好ましい。
また、クラッド圧延において、ＳＵＳ板１３１、Ｃｕ板１３２およびＳＵＳ板１３３を十分に接合するために、圧延ローラ１０３によりＳＵＳ板１３１、Ｃｕ板１３２およびＳＵＳ板１３３に加えられる荷重（圧接荷重）は、４．４ｋＮ／ｍｍ以上であるのが好ましい。これにより、クラッド圧延後のＳＵＳ板１３１、Ｃｕ板１３２およびＳＵＳ板１３３のそれぞれにおいて、その厚みが均等化されやすい。
（中間圧延における具体的な圧延条件）
また、中間圧延では、クラッド材３０のＣｕ層３２の結晶の粗大化への影響を抑制しつつ厚みの調整が可能なように、圧下率が適宜設定される。つまり、中間圧延では、調質圧延およびクラッド圧延を経たＣｕ板１３２が、最終的に、所定の範囲（ｔ４ｄ≧ｔ４ａ×０．２）を満たす厚みｔ４ｄになるように圧下率が適宜設定される。
（拡散焼鈍）
また、拡散焼鈍では、圧接材１３０に対して８５０℃以上１０００℃以下の温度条件下で拡散焼鈍を行う。たとえば、図５に一例として示すＳＵＳ３１６Ｌの軟化曲線においては、温度条件が７５０℃の場合に比べて、温度条件が８００℃の場合にはＳＵＳ３１６Ｌの断面の硬さがほとんど低下していないものの、温度条件が８５０℃の場合にはＳＵＳ３１６Ｌの断面の硬さが十分に低下している。したがって、圧接材１３０に対して８５０℃以上の温度条件下で拡散焼鈍を行うことにより、ステンレス鋼により構成されるＳＵＳ板１３１およびＳＵＳ板１３３と、ステンレス鋼よりも再結晶温度が低いＣｕまたはＣｕ合金により構成されるＣｕ板１３２とにおいて、共に組織が十分に軟化すると考えられる。また、８５０℃の温度条件下ではＳＵＳ板１３１および１３３の軟化の速度が小さく、組織の十分な軟化および元素の適度な拡散に時間がかかり、タクトタイムが長くなると考えられる。このため、タクトタイムの短縮の観点から、９００℃以上の温度条件下で拡散焼鈍を行うのが好ましい。なお、ＳＵＳ３１６Ｌ以外のステンレス鋼であっても同様の軟化曲線が得られると考えられるので、ＳＵＳ３１６Ｌ以外のステンレス鋼であっても８５０℃以上１０００℃以下の温度条件下で拡散焼鈍を行うのがよいと考えられる。
上記した製造方法によって、Ｃｕ層３２の結晶粒度が、０．１５０ｍｍ以下（好ましくは０．１３０ｍｍ以下）であるクラッド材３０が作製される。
＜本実施形態の効果＞
本実施形態（第１実施形態）では、以下のような効果を得ることができる。
本実施形態では、上記のように、クラッド材３０において、ＪＩＳ Ｈ ０５０１の比較法により測定されるＣｕ層３２の結晶粒度が、０．１５０ｍｍ以下である。このように構成すればＣｕ層３２を構成するＣｕまたはＣｕ合金の結晶が、結晶粒度が０．１５０ｍｍを超えるほど過度に粗大化されていないので、Ｃｕ層３２に起因してクラッド材３０の伸びが低下するのが抑制される。この結果、クラッド材３０の加工性が低下するのを抑制することができる。
また、本実施形態では、クラッド材３０が、ステンレス鋼により構成されるＳＵＳ層３１と、ＣｕまたはＣｕ合金により構成され、ＳＵＳ層３１に圧延接合されたＣｕ層３２と、を備える。これにより、クラッド材３０において、ステンレス鋼により構成されるＳＵＳ層３１により機械的強度およびＣｕ層３２の一方表面（Ｚ１側の表面）の耐食性を確保しつつ、ＣｕまたはＣｕ合金により構成されるＣｕ層３２により導電性および熱伝導性を確保することができる。この結果、ヒートシンクを兼ねるシャーシ３などに好適なクラッド材３０を提供することができる。
また、本実施形態では、好ましくは、Ｃｕ層３２の結晶粒度が、０．１３０ｍｍ以下である。このように構成すれば、Ｃｕ層３２を構成するＣｕまたはＣｕ合金の結晶の粗大化がより抑制されているので、Ｃｕ層３２に起因してクラッド材３０の伸びが低下するのがより抑制される。
また、本実施形態では、クラッド材３０が、ステンレス鋼により構成され、Ｃｕ層３２のＳＵＳ層３１とは反対側に圧延接合されたＳＵＳ層３３を備える。これにより、クラッド材３０において、ＳＵＳ層３１およびＳＵＳ層３３により機械的強度およびＣｕ層３２の両表面の耐食性を確実に確保しつつ、Ｃｕ層３２により導電性および熱伝導性を確保することができる。また、共にステンレス鋼により構成されるＳＵＳ層３１およびＳＵＳ層３３によりＣｕまたはＣｕ合金により構成されるＣｕ層３２を挟み込んだ状態で圧延することができるので、圧延方向の反りが抑制されやすく安定的に圧延による接合を行うことができる。
また、本実施形態では、好ましくは、ステンレス鋼は、オーステナイト系ステンレス鋼である。このように構成すれば、オーステナイト系ステンレス鋼とＣｕまたはＣｕ合金とが共に非磁性であることにより、クラッド材３０全体を非磁性にすることができる。この結果、ヒートシンクを兼ねるシャーシ３にクラッド材３０を用いる際に、シャーシ３が磁化することで基板４（電子部品４ａ）に悪影響を与えないようにすることができる。
また、本実施形態の製造方法では、拡散焼鈍前の圧接材１３０におけるＣｕ板１３２の厚みｔ４ｄを軟化焼鈍後のＣｕ板１３２の厚みｔ４ａの２０％以上とする。これにより、拡散焼鈍前の圧接材１３０におけるＣｕ板１３２の厚みｔ４ｄを軟化焼鈍後のＣｕ板１３２の厚みｔ４ａの２０％未満に小さくする場合と比べて、軟化焼鈍後から拡散焼鈍前までの圧延に起因するＣｕ板１３２に蓄積される内部応力（歪み）を小さくすることができるとともに、Ｃｕ板１３２に蓄積される内部応力（歪み）のばらつき状態を均等的にすることができると考えられる。この結果、拡散焼鈍時の回復・再結晶・粒成長の過程で内部応力（歪み）の大きさやそのばらつき状態に起因して再結晶が不均等的に進行するのが抑制され、Ｃｕ板１３２の結晶（ＣｕまたはＣｕ合金の結晶）が過度に成長するのを抑制することができるので、クラッド材３０のＣｕ層３２を構成するＣｕまたはＣｕ合金の結晶が過度に成長するのを抑制することができる。したがって、クラッド材３０において、ＪＩＳ Ｈ ０５０１の比較法により測定されるＣｕ層３２の結晶粒度を確実に０．１５０ｍｍ以下にすることができる。この結果、Ｃｕ層３２に起因してクラッド材３０の伸びが低下するのを抑制することができるので、クラッド材３０は８％以上さらには１０％以上の伸びを有するもの（後述する実施例１における伸びは１３．５％である）となる。つまり、クラッド材３０の加工性が低下するのを抑制することができる。
また、本実施形態の製造方法では、好ましくは、拡散焼鈍前の圧接材１３０におけるＣｕ板１３２の厚みｔ４ｄを軟化焼鈍後のＣｕ板１３２の厚みｔ４ａの２５％以上５０％以下とする。このように構成すれば、拡散焼鈍前の圧接材１３０におけるＣｕ板１３２の厚みｔ４ｄを軟化焼鈍後のＣｕ板１３２の厚みｔ４ａの２５％以上にすることにより、拡散焼鈍時にＣｕ板１３２の結晶が過度に成長するのを確実に抑制することができる。また、拡散焼鈍前の圧接材１３０におけるＣｕ板１３２の厚みｔ４ｄを軟化焼鈍後のＣｕ板１３２の厚みｔ４ａの５０％以下にすることにより、クラッド圧延時に圧接材１３０の厚みが小さくなるようにＳＵＳ板１３１とＣｕ板１３２とに対して十分な圧接荷重を印加することができるので、ＳＵＳ板１３１とＣｕ板１３２とを十分に接合させることができる。
また、本実施形態の製造方法では、拡散焼鈍を８５０℃以上１０００℃以下の温度条件下（好ましくは、９００℃以上１０００℃以下の温度条件下）で行う。これにより、拡散焼鈍を８５０℃以上（好ましくは、９００℃以上）の温度条件下で行うことにより、ＣｕまたはＣｕ合金により構成されるＣｕ板１３２だけでなく、ステンレス鋼により構成されるＳＵＳ板１３１および１３３も確実に焼鈍することができる。また、拡散焼鈍を１０００℃以下の温度条件下で行うことにより、温度が過度に高いことに起因して、Ｃｕ板１３２の結晶の成長速度が過度に大きくなるのを抑制することができる。これにより、Ｃｕ板１３２の結晶が過度に成長するのを確実に抑制することができる。
また、本実施形態の製造方法では、軟化焼鈍後、クラッド圧延前に、Ｃｕ板１３２を硬化させる調質圧延を行うことによって、調質圧延後のＣｕ板１３２の厚みを軟化焼鈍後のＣｕ板１３２の厚みの６０％以上（好ましくは８０％以上）１００％未満にする。これにより、調質圧延によってＣｕ板１３２に内部応力（歪み）を蓄積させることによって、ＣｕまたはＣｕ合金により構成されたＣｕ板１３２の機械的強度（０．２％耐力等）を向上させることができる。この結果、ステンレス鋼により構成されるＳＵＳ板１３１および１３３と比べて機械的強度が低いＣｕ板１３２の機械的強度を、ＳＵＳ板１３１および１３３の機械的強度に近づけることができる。したがって、クラッド圧延時に、機械的強度を近づけた金属板同士を圧延して接合することができるので、ＳＵＳ板１３１および１３３とＣｕ板１３２とを確実に接合させることができる。
また、調質圧延後のＣｕ板１３２の厚みを軟化焼鈍後のＣｕ板１３２の厚みの６０％以上（好ましくは８０％以上）にする。これにより、調質圧延によってＣｕ板１３２の厚みを小さくすることに起因して、拡散焼鈍前の圧接材におけるＣｕ板１３２の厚みを軟化焼鈍後のＣｕ板１３２の厚みの２０％以上に大きく確保することと、調質圧延後のクラッド圧延時にＳＵＳ板１３１および１３３とＣｕ板１３２とを十分に接合させることとの両方を満たせなくなるのを抑制することができる。
また、本実施形態の製造方法では、好ましくは、Ｃｕ層３２の結晶粒度が０．１３０ｍｍ以下となるクラッド材３０を作製する。このように構成すれば、Ｃｕ層３２（第２金属層）を構成するＣｕまたはＣｕ合金の結晶が粗大化するのがより抑制されていることによって、Ｃｕ層３２に起因してクラッド材３０の伸びが低下するのをより抑制することができる。
また、本実施形態の製造方法では、軟化焼鈍においては、ステンレス鋼により構成されるＳＵＳ板１３３を軟化させ、クラッド圧延においては、軟化焼鈍を経たＳＵＳ板１３１とＣｕ板１３２とＳＵＳ板１３３とをこの順で積層させた状態で圧延して接合することにより圧接材１３０を作製する。これにより、クラッド材３０において、ＳＵＳ層３１およびＳＵＳ層３３により機械的強度およびＣｕ層３２の両表面の耐食性を確実に確保しつつ、Ｃｕ層３２により導電性および熱伝導性を確保することができる。また、クラッド圧延時に、共にステンレス鋼により構成されるＳＵＳ板１３１および１３３によりＣｕまたはＣｕ合金により構成されるＣｕ板１３２を挟み込んだ状態で圧延することができるので、圧延方向の反りが抑制されやすく安定的に圧延による接合を行うことができる。
（実施例）
次に、図２〜図４、図６および図７を参照して、本発明の効果を確認するために行った、加工性、機械的強度および磁気特性の測定について説明する。
加工性、機械的強度および磁気特性の測定を行うために、まず、図２に示す上記実施形態（第１実施形態）のクラッド材３０を、図３および図４に示す製造方法により作製した。具体的には、まず、無酸素銅（Ｃ１０２０、ＪＩＳ規格）により構成され、０．５ｍｍの厚みｔ４ａのＣｕ板１３２を準備した。そして、Ｃｕ板１３２に対して、Ｃｕ板１３２を構成するＣｕの再結晶温度を超える温度で軟化焼鈍を行った後、調質圧延を行った。これにより、調質圧延後のＣｕ板１３２における厚みｔ４ｂを０．４ｍｍ（厚みｔ４ａの８０％）にするとともに、Ｃｕ板１３２を加工硬化させた。つまり、２０％の圧下率で調質圧延を行った。なお、加工硬化による硬さは調質圧延前後のＣｕ板１３２の厚み（ｔ４ａ、ｔ４ｂ）の関係に応じて定まるものである。また、調質圧延によるＣｕ板１３２の硬さは、たとえば１／２Ｈや１／４Ｈとなる調整が行われていてもよい。
また、ＳＵＳ３１６Ｌ（ＪＩＳ規格）により構成され、０．２ｍｍの厚みのＳＵＳ板１３１および１３３を準備した。また、ＳＵＳ板１３１および１３３は、焼鈍によって十分に軟化された状態のものを用いた。
そして、ＳＵＳ板１３１と、加工硬化させたＣｕ板１３２と、ＳＵＳ板１３３とをこの順に積層した状態で、クラッド圧延を行った。この際、圧接荷重は、４．４ｋＮ／ｍｍ以上の値に設定した。これにより、ＳＵＳ板１３１と、Ｃｕ板１３２と、ＳＵＳ板１３３とがこの順に積層された状態で互いに接合（圧延接合）された圧接材１３０を作製した。なお、クラッド圧延において、クラッド圧延後のＣｕ板１３２における厚みｔ４ｃを０．１７５ｍｍ（厚みｔ４ｂの４４％）にした。つまり、５６％の圧下率でクラッド圧延を行った。
その後、圧接材１３０に対して中間圧延を行った。なお、中間圧延において、中間圧延後のＣｕ板１３２における厚みｔ４ｄを０．１１７ｍｍ（厚みｔ４ｃの６７％）にした。つまり、３３％の圧下率で中間圧延を行った。
そして、中間圧延後の圧接材１３０に対して、９５０℃で所定の時間、拡散焼鈍を行うことによって、実施例１のクラッド材３０を作製した。なお、実施例１では、中間圧延後（拡散焼鈍前）のＣｕ板１３２における厚みｔ４ｄ（＝０．１１７ｍｍ）が、調質圧延前（軟化焼鈍後）のＣｕ板１３２における厚みｔ４ａ（＝０．５ｍｍ）の２３％（＝０．１１７／０．５×１００（％））になるように調質圧延、クラッド圧延および中間圧延の圧下率を設定した。これにより、厚みが０．４ｍｍの調質圧延後のＣｕ板１３２と、厚みが０．２ｍｍの軟化焼鈍後のＳＵＳ板１３１および１３３とから、クラッド圧延および中間圧延と拡散焼鈍を経て、厚みが０．２３４ｍｍのクラッド材３０を作製した。
次に、実施例２のクラッド材を作製した。具体的には、無酸素銅により構成され、０．４ｍｍの厚みのＣｕ板を準備した。そして、Ｃｕ板に対して軟化焼鈍を行った後、調質圧延を行わずに、上記実施例１と同様の条件で、クラッド圧延、中間圧延および拡散焼鈍（９５０℃）を行うことによって、実施例２のクラッド材を作製した。なお、実施例２では、拡散焼鈍前のＣｕ板の厚み（＝０．１１７ｍｍ）を、軟化焼鈍後のＣｕ板の厚み（＝０．４ｍｍ）の２９％（＝０．１１７／０．４×１００（％））にした。
また、比較例１のクラッド材を作製した。具体的には、無酸素銅により構成され、２．１ｍｍの厚みのＣｕ板を準備した。そして、Ｃｕ板に対して、軟化焼鈍を行った後、調質圧延を行うことにより、調質圧延後のＣｕ板の厚みを０．４ｍｍ（調質圧延前の厚みの１９％）にした。つまり、８１％の圧下率で調質圧延を行った。そして、上記実施例１と同様の条件で、クラッド圧延および中間圧延を行った。その後、中間圧延後の圧接材に対して、１０５０℃で所定の時間，拡散焼鈍を行うことによって、比較例１のクラッド材を作製した。なお、比較例１では、拡散焼鈍前のＣｕ板の厚み（＝０．１１７ｍｍ）を、軟化焼鈍後のＣｕ板の厚み（＝２．１ｍｍ）の６％（＝０．１１７／２．１×１００（％））にした。
また、比較例２のクラッド材を作製した。具体的には、比較例１と同様に、無酸素銅により構成され、２．１ｍｍの厚みのＣｕ板を準備した。そして、Ｃｕ板に対して、軟化焼鈍を行った後、調質圧延を行うことにより、調質圧延後のＣｕ板の厚みを０．４ｍｍ（調質圧延前の厚みの１９％）にした。そして、上記実施例１と同様の条件で、クラッド圧延、中間圧延および拡散焼鈍（９５０℃）を行うことによって、比較例２のクラッド材を作製した。なお、比較例２においても、拡散焼鈍前のＣｕ板の厚みを、軟化焼鈍後のＣｕ板の厚みの６％にした。
また、比較例３のクラッド材を作製した。具体的には、無酸素銅により構成され、０．８ｍｍの厚みのＣｕ板を準備した。そして、Ｃｕ板に対して、軟化焼鈍を行った後、調質圧延を行うことにより、調質圧延後のＣｕ板の厚みを０．４ｍｍ（厚みの５０％）にした。つまり、５０％の圧下率で調質圧延を行った。そして、上記実施例１と同様の条件で、クラッド圧延、中間圧延および拡散焼鈍（９５０℃）を行うことによって、比較例３のクラッド材を作製した。なお、比較例３では、拡散焼鈍前のＣｕ板の厚み（＝０．１１７ｍｍ）を、軟化焼鈍後のＣｕ板の厚み（＝０．８ｍｍ）の１５％（＝０．１１７／０．８×１００（％））にした。
その後、作製した実施例１、２および比較例１〜３のクラッド材に対して、上記したように、ＪＩＳ Ｈ ０５０１の比較法に基づいて、Ｃｕ層の結晶粒度を測定した。なお、複数のクラッド材を作製し、各々のＣｕ層の結晶粒度を測定する断面はクラッド材を圧延方向に対して平行に切断した断面（圧延方向断面）とした。また、１つのクラッド材から圧延方向に１５ｍｍの長さの試験体を採取し、その圧延方向断面を１００倍に拡大した視野下で断面の観察を行った。１つの試験体におけるＣｕ層の断面の観察領域は、ＳＵＳ層を含まない２ｍｍ×２ｍｍ（正方形状）の領域とし、互いに重複しない５つの領域を任意に選んだ。そして、上記の５つの領域それぞれの結晶粒度を比較法で測定し、その平均値を求めてクラッド材のＣｕ層の結晶粒度とした。実施例１、２および比較例１〜３のクラッド材における断面写真を図６および図７に示し、各々のＣｕ層の結晶粒度を表１に示す。
Figure 0006237950
各々のＣｕ層の結晶粒度の測定結果としては、拡散焼鈍前のＣｕ板の厚みが、軟化焼鈍後のＣｕ板の厚みの２０％以上である実施例１および２では、複数のクラッド材のいずれにおいても、Ｃｕ層の結晶粒度は０．１５０ｍｍ以下（ＡＳＴＭ規格の結晶粒度番号で２．５以上に相当）の０．０７６ｍｍ〜０．１５０ｍｍ（ＡＳＴＭ規格の結晶粒度番号で２．５〜４．５程度に相当）になった。一方で、拡散焼鈍前のＣｕ板の厚みが、軟化焼鈍後のＣｕ板の厚みの６％（２０％以下）である比較例１および２では、複数のクラッド材のいずれにおいても、Ｃｕ層の結晶粒度は０．２００ｍｍを超えて大きくなった。また、拡散焼鈍前のＣｕ板の厚みが、軟化焼鈍後のＣｕ板の厚みの１５％（２０％以下）である比較例３では、複数のクラッド材のうち、Ｃｕ層の結晶粒度が０．１５０ｍｍを超えて大きくなるものが存在した。これにより、拡散焼鈍前のＣｕ板の厚みを、軟化焼鈍後のＣｕ板の厚みの２０％以上にすることによって、確実に、Ｃｕ層の結晶粒度を０．１５０ｍｍ以下にすることができることが確認できた。
なお、調質圧延を行った実施例１も、調質圧延を行わない実施例２も、共にＣｕ層の結晶粒度が０．１５０ｍｍ以下になった。このことから、調質圧延を行うことにより、ステンレス鋼とＣｕとの延性を近づけて安定的にクラッド圧延による接合を行うことができる実施例１の製造方法の方が、調質圧延を行わずに、ステンレス鋼とＣｕとの延性を近づけない実施例２の製造方法よりも、製造方法として優れていると考えられる。
また、拡散焼鈍時の温度を異ならせた比較例１および２において、拡散焼鈍時の温度が９５０℃であり、比較例１の温度（１０５０℃）よりも低い比較例２においては、比較例１と比べて、Ｃｕ層の結晶粒度は小さくなった。しかしながら、比較例２において、依然、Ｃｕ層の結晶粒度が０．１５０ｍｍを超えて大きいものになった。この結果、Ｃｕ層の結晶粒度は、拡散焼鈍時の温度よりも、軟化焼鈍後のＣｕ板の厚みに対する拡散焼鈍前のＣｕ板の厚みの変化率の影響がより大きいと考えられる。
また、実施例１のクラッド材および比較例１のクラッド材に対して、ＪＩＳ Ｚ ２２４１に基づいて引張強さ試験を行うことによって、機械的強度としての引張強さ（破断時における力）および０．２％耐力（伸びが０．２％の際の力）と、加工性としての伸び（（破断時長さ−試験前長さ）／試験前長さ×１００（％））とを測定した。また、磁気特性として、実施例１および比較例１のクラッド材の比透磁率を測定した。これらの測定結果を表２に示す。
Figure 0006237950
加工性としては、Ｃｕ層の結晶粒度が０．１５０ｍｍ以下（０．１０８ｍｍ）の実施例１では、クラッド材の伸びは１３．５％になり、好ましい８％を超え、より好ましいと考える１０％をも超える値になった。つまり、実施例１のクラッド材は、十分な加工性（変形しやすさ）を有していることが確認できた。一方、Ｃｕ層の結晶粒度が０．２５０ｍｍを超える比較例１では、クラッド材の伸びは５．３％になり、好ましい８％にも至らない値になった。つまり、比較例１のクラッド材は、十分な加工性を有していないことが確認できた。この結果、Ｃｕ層の結晶粒度を０．１５０ｍｍ以下にすることによって、クラッド材に十分な加工性を付与することができることが確認できた。
機械的強度としては、引張強さおよび０．２％耐力のいずれも、実施例１および比較例１で大きな差はなく、機械的強度としては満足できる水準であり、シャーシなどの構造体に用いることが可能であることが確認できた。また、磁気特性としての比透磁率は、実施例１および比較例１で大きな差はなく、ほとんど磁化しない水準であり、磁化して他部品（たとえば電子部品）に悪影響を与えないようにすることが可能であることが確認できた。
なお、今回開示された実施形態および実施例（いずれも第１実施形態）は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態および実施例の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
たとえば、第１実施形態においては、クラッド材３０が、ステンレス鋼により構成されるＳＵＳ層３１（第１層）と、ＣｕまたはＣｕ合金により構成されるＣｕ層３２（第２層）と、ステンレス鋼により構成されるＳＵＳ層３３（第３層）とがこの順に積層された３層構造のクラッド材３０から構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、第１実施形態とは異なる図８に示す実施形態（第２実施形態）のクラッド材２３０のように、ステンレス鋼により構成されるＳＵＳ層３１と、ＣｕまたはＣｕ合金により構成され、ＳＵＳ層３１に圧接接合されたＣｕとからなる２層構造のクラッド材２３０であってもよい。また、クラッド材が、ステンレス鋼により構成される第１層と、ＣｕまたはＣｕ合金により構成され、第１層に圧接接合された第２層とを備えるならば、クラッド材は４層構造以上であってもよい。
また、第１実施形態においては、クラッド材３０を作製するために、軟化焼鈍後から拡散焼鈍までに、調質圧延、クラッド圧延および中間圧延を行った例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、クラッド材を作製するためには、軟化焼鈍後から拡散焼鈍までに、少なくともクラッド圧延が行われればよい。なお、クラッド圧延を容易かつ確実に行うためには、調質圧延を行うのが好ましい。また、クラッド材の厚みの製品毎の差を小さくするためには、中間圧延を行うのが好ましい。
また、第１実施形態においては、クラッド材３０を携帯機器１００のシャーシ３として用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、クラッド材を携帯機器のシャーシ以外の用途に用いてもよい。たとえば、本発明のクラッド材を電池の導電部材に用いてもよい。なお、本発明のクラッド材は、機械的強度および耐食性のいずれか１つまたは２つと、導電性および熱伝導性のいずれか１つまたは２つとを満たす必要のある用途に好適である。
３０、２３０ クラッド材
３１ ＳＵＳ層（第１層）
３２ Ｃｕ層（第２層）
３３ ＳＵＳ層（第３層）
１３０ 圧接材
１３１ ＳＵＳ板（第１金属板）
１３２ Ｃｕ板（第２金属板）
１３３ ＳＵＳ板（第３金属板）

Claims (12)

  1. ステンレス鋼により構成される第１層と、
    ＣｕまたはＣｕ合金により構成され、前記第１層に圧延接合された第２層と、を備え、
    ＪＩＳ Ｈ ０５０１の比較法により測定される前記第２層の結晶粒度が、０．１５０ｍｍ以下である、クラッド材。
  2. 前記第２層の結晶粒度が、０．１３０ｍｍ以下である、請求項１に記載のクラッド材。
  3. ステンレス鋼により構成され、前記第２層の前記第１層とは反対側に圧延接合された第３層をさらに備える、請求項１または２に記載のクラッド材。
  4. 前記ステンレス鋼は、オーステナイト系ステンレス鋼である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のクラッド材。
  5. ステンレス鋼により構成される第１金属板を軟化させ、ＣｕまたはＣｕ合金により構成される第２金属板を軟化させる、軟化焼鈍と、
    前記軟化焼鈍を経た前記第１金属板と前記第２金属板とを互いに積層させた状態で圧延して接合することにより圧接材を作製するクラッド圧延と、
    前記圧接材に対して拡散処理を行う拡散焼鈍と、を含み、
    前記拡散焼鈍前の前記圧接材における前記第２金属板の厚みを前記軟化焼鈍後の前記第２金属板の厚みの２０％以上とすることにより、ステンレス鋼により構成される第１層と、ＣｕまたはＣｕ合金により構成され、前記第１層に圧延接合された第２層と、を備え、ＪＩＳ Ｈ ０５０１の比較法により測定される前記第２層の結晶粒度が０．１５０ｍｍ以下となるクラッド材を作製する、クラッド材の製造方法。
  6. 前記拡散焼鈍前の前記圧接材における前記第２金属板の厚みを前記軟化焼鈍後の前記第２金属板の厚みの２５％以上５０％以下とする、請求項５に記載のクラッド材の製造方法。
  7. 前記拡散焼鈍を８５０℃以上１０００℃以下の温度条件下で行う、請求項５または６に記載のクラッド材の製造方法。
  8. 前記拡散焼鈍を９００℃以上１０００℃以下の温度条件下で行う、請求項７に記載のクラッド材の製造方法。
  9. 前記軟化焼鈍後、前記クラッド圧延前に、前記第２金属板を硬化させる調質圧延を行うことによって、前記調質圧延後の前記第２金属板の厚みを前記軟化焼鈍後の前記第２金属板の厚みの６０％以上１００％未満にする、請求項５〜８のいずれか１項に記載のクラッド材の製造方法。
  10. 前記調質圧延後の前記第２金属板の厚みを前記軟化焼鈍後の前記第２金属板の厚みの８０％以上１００％未満にする、請求項９に記載のクラッド材の製造方法。
  11. 前記第２層の結晶粒度が０．１３０ｍｍ以下となる前記クラッド材を作製する、請求項５〜１０のいずれか１項に記載のクラッド材の製造方法。
  12. 前記軟化焼鈍においては、ステンレス鋼により構成される第３金属板を軟化させ、
    前記クラッド圧延においては、前記軟化焼鈍を経た前記第１金属板と前記第２金属板と前記第３金属板とをこの順で積層させた状態で圧延して接合することにより圧接材を作製することにより、
    ステンレス鋼により構成される第１層と、ＣｕまたはＣｕ合金により構成され、前記第１層に圧延接合された第２層と、ステンレス鋼により構成され、前記第２層の前記第１層とは反対側に圧延接合された第３層と、を備え、前記第２層の結晶粒度が０．１５０ｍｍ以下となるクラッド材を作製する、請求項５〜１１のいずれか１項に記載のクラッド材の製造方法。
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