JP6723495B2 - 端部同士クラッド金属複合材の製造方法 - Google Patents

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関連出願の相互参照
本出願は、２０１５年４月３日に出願された米国仮特許出願第６２／１４２，７５３号の優先権を主張し、その開示は参照により依拠され明細書に組み込まれる。

本発明は、端部同士配置の多層クラッドを有する金属ラミネート複合材に関する。

単一金属製品は、所望されるすべての特性を示すことはめったにない。その結果、所望の特性を有する製品を実現するために、金属を互いに組み合わせるか又はクラッドする必要性が多い。金属のロールクラッディングによって、エキサイティングな新製品の設計のためのドアを開くプロセスで異種金属を互いに配置することが可能である。クラッディングは、一般に、ロールクラッディングミル又はプレスの使用により、金属ストリップを熱及び／又は圧力と互いに圧縮することによって提供される。しかし、従来のクラッディングには、端部同士クラッディングに関して制限がある。これらの制限は、本明細書に記載されるプロセスで対処される。

異なる金属（アルミニウム及び銅など）の２つ以上のストリップの端部同士クラッディングのためのプロセスが、本明細書に記載されている。金属ストリップは、互いに隣接して接合されて、端部同士又は横並びクラッドバイメタルを形成する。一実施形態では、９つの金属ストリップを使用して所望のクラッド金属複合材を製造する。そのデザインには、業界標準の切断端部を有する金属ストリップが含まれる。クラッド金属複合材は、クラッディングのために端部同士に配置された複数の金属層を含み得る。

端部同士バイメタルクラッディングプロセスによって形成されたクラッド金属複合材の斜視図である。 端部同士バイメタルラッディングプロセスを用いてクラッド金属複合材を形成する金属の個々のストリップの斜視図である。 クラッド金属複合材の端面図である。 時間及び温度の関数として理論的な銅 - アルミニウム金属間化合物の厚さの概要を示すチャートである。 端部同士バイメタルクラッディングプロセスを用いてクラッドされる９層の金属の基本的な接合構成の端面図である。 図５Ａに示す接合されたクラッド金属複合材の複合層の端面図であり、複合層は左右のスリット切断部に分割されている。 デュアルコア接合構成を製造するために調製された上部層及び底部層である、２つの単一コア層クラッド金属複合材の端面図である。 左右のスリット切断部に分割された、図６Ａに示されるような二重層クラッド金属複合材を有するクラッド金属複合材の端面図である。 三重コア接合構成を生成するように調製された３つの単一コア層クラッド金属複合材、上部層、中間層、及び底部層の端面図である。 図７Ａに示すような３層クラッド金属複合材を有する接合されたクラッド金属複合材の端面図であり、左右のスリット切断部に分割されている。 図５Ａに示すような端部同士バイメタルクラッディングプロセスを用いてクラッドされる９層の金属の基本的な接合構成の端面図であり、追加の層として２つの追加の金属強化材が加えられている。 図８Ａに示した接合されたクラッド金属複合材の複合層の端面図である。 接合のために調製された上部層、底部層、及び上部層と底部層の間に配置された金属強化材を有するデュアルコアを有する二重層クラッド金属複合材の端面図である。 図９Ａに示す金属強化材を有する二重層クラッド金属複合材を有する接合されたクラッド金属複合材の端面図である。 接合のために調製された上部層、中間層、及び底部層、並びに上部層と中間層との間の第１の金属強化材及び中間層と底部層の間の第２の金属強化材を有する３重コアを有する、３層クラッド金属複合材の端面図である。 図１０Ａ示す金属強化材層を有する３層クラッド金属複合材を有する接合されたクラッド金属複合材の端面図である。 端部同士バイメタルクラッディングプロセスを用いてクラッドされる５層の金属のクラッド金属複合材の端面図である。 図１１Ａに示すクラッド金属複合材の複合層の端面図である。 図１１Ａ及び図１１Ｂに示される接合されたクラッド金属複合材の端面図である。 端部同士バイメタルクラッディングプロセスを用いてクラッドされる４層の金属のインレイクラッド金属複合材の端面図である。 図１２Ａに示す接合されたクラッド金属複合材の複合層の端面図である。 図１２Ａに示す接合されたクラッド金属複合材の複合層の端面図であり、接合された層は左右の切断に分割されている。 端部同士バイメタルクラッディングプロセスを用いてクラッドされる７層の金属のインレイクラッド金属複合材の端面図である。 端部同士バイメタルクラッディングプロセスを用いてクラッドされる７層の金属のインレイクラッド金属複合材の端面図である。 図１３Ａに示す接合されたクラッド金属複合材の複合層の端面図である。 図１３Ａに示すクラッド金属複合材の複合層の端面図であり、複合層は左右のスリット切断部に分割されている。 ４つの金属層を含むクラッド材料の実施形態を示す。 ４つの金属層を含むクラッド材料の実施形態を示す。 ４つの金属層を含むクラッド材料の実施形態を示す。 ４つの金属層を含むクラッド材料の実施形態を示す。 第１の金属及び第２の金属から作られた金属ストリップを接合するためのプロセスステップを示すプロセスフローチャートである。 ２つのローラーを使用するクラッドしている金属層の図である。 ９つの金属層を単一のクラッド金属複合材にクラッドするのに使用されるボンディングミルアセンブリの図である。 銅からアルミニウムへの移行部における二重コア銅−アルミニウムの顕微鏡写真である。

本明細書では、金属の端部同士クラッディングの新しいプロセスを説明する。本質的には、２つ以上の異なる金属（アルミニウム及び銅などであるが、他の組み合わせを使用することができる）が、互いに隣接して接合されて、端部同士又は横並びのクラッドバイメタル１０を形成する（図１−３）。

図２、５Ａ及び５Ｂを参照すると、９つの金属ストリップが、所望のクラッド金属複合材１０を形成するために使用される。金属ストリップは、業界標準のスリット端部のような、プロファイルのない実質的に真っ直ぐなストリップ端部を有する。本明細書に記載の実施形態では、金属ストリップは銅とアルミニウムから作られている；しかし、様々な金属の組み合わせを実施して、クラッド金属複合材１０を提供することができる。例えば、組み合わせとしては、銅と接合されたアルミニウム、ニッケル、鋼及び／又はステンレス鋼、アルミニウムと接合された鋼及び／又はステンレス鋼、又は他の複数の金属の組み合わせを含むがこれらに限定されない金属類からなる第１の金属を含むことができる。

図５Ａ及び５Ｂを参照すると、第１の実施形態のクラッド金属複合材１０は、３つの層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を含み、各層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は３つの金属ストリップを有する。すなわち、第１の層Ｌ１は、第１の中央ストリップ１４の両側に配置された第１及び第２の側部ストリップ１２、１６を含み、第２の層Ｌ２は、第２の中央ストリップ２０の両側に配置された第３及び第４の側部ストリップ１８、２２を含み、第３の層Ｌ３は、第３の中央ストリップ２６の両側に配置された第５及び第６の側部ストリップ２４、２８を含む。図示の実施形態では、各層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、第１の金属（例えば、中実のアルミニウム）の２つの側部ストリップ及び第２の金属（銅など）の１つのストリップを有する。第１の金属の側部ストリップは１２、１６、１８、２２、２４及び２８と表示され、第２の金属の中央ストリップは１４、２０、２６と表示される。この実施形態では、第２の金属（例えば、銅）の個々のストリップは、第１の金属の２つのストリップ（例えば、アルミニウム）の間の中央に配置され、側部ストリップは中央ストリップに隣接する。第１の金属の側部ストリップは、第２の金属の中央ストリップに沿ってクラッド又は接合される。しかしながら、金属ストリップの構成が逆転する可能性があることが予見される。すなわち、各層は、アルミニウムストリップの２つの側部に２つの銅ストリップを含むことができる。

引き続き図５Ａを見ると、各層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は実質的に複合幅ＣＷを有する。第１の層Ｌ１を参照すると、中央ストリップ１４の幅Ｗ２は、第３の層Ｌ３の中央ストリップ２６の幅と実質的に同じである。これと比較して、第２の又は中間層Ｌ２の中央の中間層ストリップ２０の幅Ｗ４は、第１及び第３の層Ｌ１、Ｌ３の中央ストリップ１４、２６の幅Ｗ２よりも実質的に大きい。同様に、第１及び第２の側部ストリップ１２、１６の幅Ｗ１は、第５及び第６の側部ストリップ２４、２８の幅にほぼ等しいが、第２の層Ｌ２の第３及び第４の側部ストリップ１８、２２の幅Ｗ３は、第１及び第３の層Ｌ１、Ｌ３における側部ストリップ１２、１６、２４、２８の幅Ｗ１よりも小さい。中央の中間層ストリップ２０の幅Ｗ４と上下の中央ストリップ１４及び２６の幅Ｗ２の差は、クラッド金属複合材１０の中央領域に「重なり合った」階段状のクラッド接合ゾーン」をもたらす。この金属ストリップの幅の重なりを、カスタム用途に必要とされるように接合ゾーン領域を変化させるように制御することができる。図５Ａ及び５Ｂは、８つの他のストリップ１２、１４、１６、１８、２２、２４、２６、２８のそれぞれに接触する中央の中間層ストリップ２０を示し、中央の中間ストリップ２０並びに銅ストリップ１４及び２６はクラッドされる金属がボンディングミル２９９に入るとき、中央の中間層ストリップ２０の上部及び底部に隣接する。本発明のクラッド金属複合材は、クラッド金属複合材１０の接合ジョイント構成の基礎を提供するために、「階段状」又は千鳥状の内層（複数可）を利用する。

金属ストリップ１２〜２８は、ボンディングミル２９９内で加熱又は非加熱のボンディングミルロール３００、３０２、３０４、３０６を使用して接合することができる。複数のコア層構成は、中間熱処理の有無にかかわらず製造することができる。中間熱処理を回避することは、本明細書に記載されるような有害な銅−アルミニウム金属間化合物の形成を最小限に抑えることによって有益であり得る。接合された複合材１０のクラッド金属複合材特性は、熱処理サイクルの間に最適化され得る。熱処理サイクルは、バッチ又は連続熱処理によって達成することができる。

図４は、バッチ焼結熱処理及びストランド焼結熱処理の両方について予想される温度サイクルと時間サイクルの間の理論的銅−アルミニウム金属間化合物（ＩＭＣ）厚さ比較の概要を示すチャートである。４５０°Ｆ／４時間のバッチ焼結に対して予想されるＩＭＣ成長は、約１．５２ミクロンである。７５０°Ｆ／３分間のバッチ焼結に対して予想されるＩＭＣ成長は、約３．０９ミクロンである。したがって、本設計では、バッチ焼結プロセスが好ましく、バッチ焼結プロセスはストランド焼結プロセスのＩＭＣ厚さの実質的に半分の厚さをもたらすと予想される。このＩＭＣ成長の重要性は、接着強度、成形性、熱伝導率及び電気伝導率に及ぼす負の効果である。ＩＭＣの厚さの増加は、接合強度、成形性、熱伝導率及び電気伝導率が低下させる。

図５Ａ及び５Ｂは、クラッド金属複合材１０の１つの例示的な実施形態を示す。図示の構成に限定されるものではないが、この実施形態は、１つの単一のクラッド金属複合材１０として接合された９つの独立した銅ストリップ及びアルミニウムストリップを示す。すなわち、単一クラッドアセンブリ１０は、３つの上部ストリップ、３つの中間ストリップ、及び３つの底部ストリップを含む。他の実施形態が本明細書に記載される。

図５Ｂ、６Ｂ、７Ｂ、９Ｂ、１０Ｂ、１３Ｃ、１４Ｄ、１５Ｄ、及び１６Ｄを参照すると、図１に示すように、接合されたクラッド金属複合材１０をスリットして左右のストリッププロファイルを形成し、次いで、形成されるスタンプパーツにスタンピングすることができる。

様々なストリップをクラッド金属複合材１０に接合するプロセスを図１５に示す。最初に、ステップ２００、２０２、２０４において、クラッド金属複合材１０に使用される金属が選択される。図示の実施形態では、アルミニウム及び銅を含む各層に金属ストリップがある（及び他の可能性のある実施形態）。そのデザインには、業界標準の切断端部を有する金属ストリップが含まれる。様々な金属ストリップを、ステップ２０６、２０８、２１０の洗浄を介して接合のために調製される。クラッド接合の完全性を保証するため、ストリップ表面からの汚れ及び油分の洗浄が必要である。本実施形態では、各ストリップの表面がクラッド接合のために適切に調製されていることを保証するために、洗浄が行われる。

一旦金属が調製されたら、複数の金属ストリップを整列させ（ステップ２１２）、各層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の業界標準の切断端部を所望通りに位置決めする。図５Ａ及び５Ｂに示す９つのストリップの実施形態では、それぞれの３つの層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の各々を、所望の実施形態及び用途に従って整列させる。図５Ａを参照すると、上部層Ｌ１の金属ストリップ１２、１４、１６を整列させて、中央金属ストリップ１４をストリップ１２、１６に当接させ；中間層Ｌ２の金属ストリップ１８、２０、２２を整列させて、中央金属ストリップ２０をストリップ１８、２２に当接させ、底部層Ｌ３の金属ストリップ２４、２６、２８を整列させて、中心金属ストリップ２６をストリップ２４、２８に当接させる。金属ストリップを各層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３において整列させ、各層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を他の層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に対して整列させて、所望の重なりの階段状クラッド金属複合材を得る。

金属ストリップの整列は、当技術分野で公知であり、添付の図に具体的に示されていないカスタムガイドを使用して行うことができる。これらのガイドは、それらがボンディングミルロール３００、３０２、３０４、３０６内に引き込まれるときに、様々な個々の金属ストリップの幅を同時に整列させる。例えば、図１６は、ボンディングミル２９９のロール３００、３０２、３０４、３０６に同時に引き込まれる９つの様々な個々の金属ストリップ幅１２〜２８を示す概略図を提供する。しかしながら、層及びストリップの数は、生産者による所望の用途に応じて変えることができる。

次のステップはロール接合である（ステップ２１４）。これは、個々の金属ストリップが、第１の金属６からなる部分と第２の金属８からなる部分とを含む一体物に「クラッド」されるプロセスステップである。図１７を参照すると、このステップは、重い金属の厚さ減少の間に生成される分離力及び熱に対抗するために特別に設計されて構築されたロールクラッディングミル２９９で行われる。

次いで、接合層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を焼結処理する（ステップ２１６）。焼結は、クラッド層間の冶金的結合を促進する熱処理ステップである。この加熱処理は、連続ストランド焼鈍炉又はバッチ焼鈍炉を用いて行うことができる。接合層はいずれかの選択肢を用いて処理することができ、処理の選択肢は、エンドユーザによって指定される金属要件及び最終的な機械的特性に基づいて、当該技術分野で公知の最良の方法に従って選択される。

銅−アルミニウム金属系の場合、「金属間化合物」の形成は、接合完全性（接合強度）、成形性、熱伝導率及び電気伝導率に有害であり得る。図４は、時間及び温度の関数としての計算された銅−アルミニウム金属間化合物（ＩＭＣ）厚さ値の理論的比較を提供するグラフを含む。

生産者は最終的な顧客仕様を満たすために最善の製造プラクティスを決定する。次いで、クラッド金属複合材１０をスリットし（ステップ２１８）、検査及び出荷のために準備する（ステップ２２０）。

さらに、追加のクラッド複合材層ＣＬ１、ＣＬ２を有する得られたクラッド金属複合材３０により、クラッド金属複合材１０の１組の結合金属ストリップを別個のクラッド金属複合材１０と組み合わせることができる。そのような実施形態を図６Ｂ及び７Ｂに示す。図６Ａ及び図６Ｂには、二重コア層接合構成を有するクラッド金属複合材３０が示されている。この実施形態では、接合されたストリップ１０の２つの独立したセット又は複合層ＣＬ１、ＣＬ２を組み合わせて、２つの銅コア延長部を有する所望の厚さを有するクラッド金属複合材３０を実現する。すなわち、クラッド金属複合材１０の各セットが上述のように接合されると、次いで、２つのセットは整列され、互いにロールクラッドされて、クラッド金属複合材３０が製造される。銅からアルミニウムへの移行部における二重コア銅−アルミニウムの顕微鏡写真が図１８に示されており、この写真は階段状構成を示している。図６Ｂを参照すると、次に、クラッド金属複合材３０を２つのクラッド半体３０Ａ及び３０Ｂにスリットすることができる。

図７Ａ及び７Ｂは、多層接合ストリップ１０の３つの層ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を有する３層接合構成を示す。三重接合を調製するプロセスでは、最初に３つの独立した多層接合ストリップ１０を形成し、各セットを互いに整列させ、次に３セットの接合ストリップ１０をロールクラッドして、所望の三重コア層クラッド材４０を得る。次いで、クラッド材４０を、２つのクラッド材半体４０Ａ及び４０Ｂにスリットしてもよい。

図８Ａ及び８Ｂを参照すると、追加の実施形態が示されている。この実施形態では、図５Ａに示す接合層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３のセットは、さらに、複数の金属ストリップ層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の間に配置され、クラッド金属複合材５４に対して接合された１つ以上の補助金属強化層５０、５２を含む。接合金属ストリップのセットは、上記のように、層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の間に配置された追加の補強金属強化材層５０、５２を用いて、簡単に調製される。すなわち、第１の層Ｌ１と第２の層Ｌ２の間に１つの強化材層５０を配置し、第２の層Ｌ２と第３の層Ｌ３の間に第２の強化材層５２を配置してもよい。一例として、追加の金属強化材層５０、５２は、ニッケル、アルミニウム、銅、鋼、ステンレス鋼又は銅−アルミニウム構成の他の同様の材料のグループから形成することができる。金属強化材層５０、５２は、バルク金属強度を増加させ、クラッド金属５４の熱抵抗率及び電気抵抗率を変化させる。

図９Ａ及び９Ｂを参照すると、複合材層ＣＬ１、ＣＬ２を有する２つのクラッド金属複合材１０の間に追加金属の補強強化材層６０が配置される、本発明の追加の実施形態が示されている。この実施形態では、各クラッド金属複合材１０は、上述のように調製され、互いに接合されて二重コア層接合クラッド複合材３０を形成するように調製されるが、追加の金属強化材層６０はクラッド金属複合材１０の間に配置される。クラッド金属複合材１０及び強化材層６０をロール接合して、強化された二重コア層接合クラッド複合材６２を得る。次いで、クラッド材６２を、２つのクラッド金属複合材半体６２Ａ及び６２Ｂにスリットしてもよい（図９Ｂ参照）。

図１０Ａ及び１０Ｂは、図９Ａ及び９Ｂに示されたものと同様の実施形態を示しており、この実施形態は、接合金属ストリップ１０の各セットの間に配置された２つの追加の金属層７０、７２と互いに組み合わされた接合コア層１０の３つの層ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３を含む。セット１０は、三重コア層接合クラッド金属複合材７４を製造するために互いに接合されるが、追加の金属層７２は、所望の結果を達成するためにロール接合されるセットの間に配置される。次いで、クラッド材７４を２つのクラッド金属複合材半体７４Ａ及び７４Ｂにスリットすることができる。

最後に、図１２Ａ−１４Ｄを参照して、上述のステップに従って調製された独立したセットの接合層の追加の実施形態を検討する。これらの実施形態は、上記のような３つの金属ストリップの３つの層に加えて、層構成の他の組み合わせを調製することができることを示している。各設計に対する共通要素は、端部同士配置に配置された異なる金属のストリップの階段状配置が存在することである。

図１１Ａ、１１Ｂ及び１１Ｃは、次の３つの金属層を含む実施形態を示す：ベース層Ｌ３、プライマリ層Ｌ２、及び上部層Ｌ１。しかしながら、この実施形態では、上部層Ｌ１及びベース層Ｌ３は、それぞれアルミニウムの単一金属ストリップ９０、９４を有する。中間金属層の金属ストリップ９２、９４、９６は、銅ストリップ９４の両側にアルミニウムの金属ストリップ９２、９６を有する銅の単一の金属ストリップ９４を含む。その結果、図１１Ｃに示すように、階段状の構成を有するクラッド材１００の中心に銅の単一の層９４が存在する。接合されるとき、アルミニウム層は、層６内にロックされた接続部の独立した銅層９４を有する単一の層６に接合する。

図１２Ａ及び１２Ｂは、図１１Ａ、１１Ｂ及び１１Ｃに示される実施形態に関連した実施形態を示しており、図１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃに示す上部アルミニウム層を結合されたセットの層から除去してクラッド金属複合材１１６を実現している。したがって、アルミニウムのベース層１１６は、３つの金属ストリップ−アルミニウムの２つの側部ストリップ１１０、１１４の間に配置された銅の中央ストリップ１１２、を有する上部層を有する。この実施形態は、接合された金属１１６の２つの分割ストリップを製造するために中央切断を伴う図１２Ｃにさらに示されている。

図１２Ａ、１２Ｂ及び１２Ｃは、２層の実施形態を示す。ベース層Ｌ２はアルミニウムの単一金属ストリップ１１５である。ベース層Ｌ２の上に配置されたプライマリ層又は上部層Ｌ１は、銅ストリップ１１２の両側に端部同士接合されたアルミニウムのアルミニウムストリップ１１０、１１４を有する銅ストリップ１１２を含む。上部層Ｌ１における３つの金属ストリップ１１０、１１２、１１４の合計幅は、ベース層Ｌ２の幅と実質的に等しい。ストリップ１１０、１１２、１１４、１１５は互いに接合されて、第２の金属１１２を載せる第１の金属６を含むクラッド金属複合材１１６を形成する。次いで、クラッド金属複合材１１６を２つのクラッド金属複合材半体１１６Ａ及び１１６Ｂにスリットすることができる。

図１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ及び１３Ｄは、３つの金属層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を含む実施形態を示す。しかしながら、この実施形態では、上部層Ｌ１は、第１の金属（例えば、アルミニウム）の２つの金属ストリップ１４０、１４４と、第２の金属（例えば、銅）の中央金属ストリップ１４２を有し、ベース層Ｌ３は、第１の金属の単一金属ストリップ１５２を含む。中央金属層Ｌ２の金属ストリップ１４６、１４８、１５０は、中央金属ストリップ１４８の両側に第２の金属の金属ストリップ１４６、１５０を有する第２の金属の単一の金属ストリップ１４８を含む。その結果、クラッド金属複合材１５４の中心に第２の金属（例えば、銅）の二重層が存在する。層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３が接合されるとき、コア金属ストリップ８が階段形状構成のインレイとして形成される。この実施形態は、図１３Ｄにさらに示されており、中心スリット切断が接合されたクラッド金属複合材１５４Ａ、１５４Ｂの２つの分割ストリップを形成する。

図１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ及び１４Ｄは、４つの金属層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を含む実施形態を示す。この実施形態では、第１の層Ｌ１、第２の層Ｌ２及び第３の層Ｌ３は、図５Ａ及び５Ｂに示すクラッド金属複合材１０と同じである。層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３はすべて２つのアルミニウム金属ストリップ及び中心の銅金属ストリップを有し、ベース層は図５Ａに示すようにアルミニウムの単一金属ストリップを有する。第１、第２及び第３の金属層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の金属ストリップは、両側部にアルミニウムの金属ストリップを有する銅の単一の中央金属ストリップ１４、２０、２６を含む。しかし、第２の層の銅金属ストリップは、第１及び第３の金属層の銅金属ストリップよりも広い。３つの層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、クラッド金属複合材１０の中心に銅の三重層が存在するように接合される。一旦接合されると、補助ベース金属ストリップ１６０の第４の層Ｌ４が追加され、ここで補助ベース金属ストリップ１６０はアルミニウムの単一の金属ストリップである。次に、この第４の層Ｌ４をクラッド金属複合材１０に接合して、階段状構成のインレイとしての３層コア銅金属ストリップを有する接合されたクラッド金属複合材１６２を製造する。この実施形態は、図１４Ｄにさらに示されており、中心スリット切断がクラッド金属複合材１６２Ａ、１６２Ｂの２つの分割ストリップを形成する。

上述のように金属複合金属を製造する方法の例示的な実施形態を説明したが、当業者であれば、その開示は例示的なものに過ぎず、本開示の範囲内で様々な他の代替、適応、及び修正を行うことができることに注意するべきである。したがって、本発明は、本明細書に例示される特定の実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。

Claims (25)

1. クラッド金属複合ストリップを製造する方法であって：
   ａ）第１の金属の第１の側部ストリップ、前記第１の金属の第２の側部ストリップ、及び第２の金属の中央ストリップを含む金属ストリップの第１の層を提供するステップであって、前記第１の側部ストリップを、前記中央ストリップの一方の縁部に当接させ、前記第２の側部ストリップを、前記第１の中央ストリップの反対側の縁部に当接させ、ここにおいて前記第１の中央ストリップは第１の幅を有し、前記第１及び第２の側部ストリップは第２の幅を有する、ステップ；
   ｂ）金属ストリップの第２の層を、前記金属ストリップの第１の層に整列させるステップであって、前記金属ストリップの第２の層は、前記金属ストリップの第１の層の幅に等しい幅を有して前記第２の金属の第２の中央ストリップ並びに前記第１の金属の第３及び第４の側部ストリップを含み、前記第３の側部ストリップを前記第２の中央ストリップの一方の縁部に当接させ、前記第４の側部ストリップを前記第２の中央ストリップの反対側の縁部に当接させ、ここにおいて前記第２の中央ストリップは第３の幅を有し、前記第３及び第４の側部ストリップは第４の幅を有する、ステップ；
   ｃ）金属ストリップの第３の層を前記金属ストリップの第２の層に整列させるステップであって、前記金属ストリップの第３の層は前記金属ストリップの第１及び第２の層の幅に等しい幅を有して前記第２の金属の第３の中央ストリップ並びに前記第１の金属の第５及び第６の側部ストリップを含み、前記第５の側部ストリップを前記第３の中央ストリップの一方の端部に当接させ、前記第６の側部ストリップを前記第３の中央ストリップの反対側の縁部に当接させ、ここにおいて前記第３の中央ストリップの幅は前記第１の幅に等しく、前記第５及び第６の側部ストリップの幅は前記第２の幅に等しく、前記第２の中央ストリップの前記第２の幅は、前記第１及び第３の中央ストリップの前記第１の幅から変化する、ステップ；
   ｄ）金属ストリップの層を互いに第１のクラッド金属複合材に結合するステップと、
   を含む方法。
2. 金属ストリップの第４の層を、前記結合された金属ストリップと整列させるステップであって、前記第４の層は、前記第１のクラッド金属複合材の幅に等しい幅を有して前記第２の金属を含むステップと；
   前記第４の層を前記接合された金属ストリップと接合するステップと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１の金属はアルミニウムであり前記第２の金属は銅である、請求項１に記載の方法。
4. 前記第１の金属は、アルミニウム、鋼、ステンレス鋼、及びニッケルからなる群から選択され、前記第２の金属は、銅及びアルミニウムからなる群から選択され、前記第１の金属は前記第２の金属とは異なる、請求項１に記載の方法。
5. 前記第１の金属は、鋼及びステンレス鋼からなる群から選択され、前記第２の金属は、アルミニウム及びニッケルからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
6. ステップｄ）の前に、前記第１の層と前記第２の層の間及び／又は前記第２の層と前記第３の層の間に金属強化層を加えるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記金属強化層は、ニッケル、アルミニウム、鋼、ステンレス鋼、及び銅からなる群から選択される、請求項６に記載の方法。
8. 接合後に前記接合された金属ストリップの前記層を焼結するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
9. ステップａ）−ｄ）を繰り返して第２のクラッド金属複合材を調製するステップと；
   前記第１のクラッド金属複合材を第２のクラッド金属複合材と結合させて、ダブルコア層クラッド金属複合材を形成するステップと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
10. 前記第１のクラッド金属複合材を前記第２のクラッド金属複合材と接合する前に：
    前記第１のクラッド金属複合材と前記第２のクラッド金属複合材の間に金属強化材を配置するステップと；
    前記第１のクラッド金属複合材、前記金属強化材及び前記第２のクラッド金属複合材を接合して、強化されたダブルコア層の接合クラッド金属複合材を形成するステップと、を実行する、請求項９に記載の方法。
11. 請求項１のステップａ）−ｄ）を繰り返して第３のクラッド金属複合材を調製するステップと；
    前記第１の接合クラッド金属複合材、前記第２のクラッド金属複合材、及び前記第３のクラッド金属複合材を接合して、３重コア層接合クラッド金属複合材を形成するステップと、をさらに含む、請求項９に記載の方法。
12. 前記第１のクラッド金属複合材、前記第２のクラッド金属複合材、及び前記第３のクラッド金属複合材を接合する前に：
    前記第１のクラッド金属複合材と前記第２のクラッド金属複合材の間に第１の金属強化材を配置するステップと；
    前記第２のクラッド金属複合材と前記第３のクラッド金属複合材の間に第２の金属強化材を配置するステップと；
    前記第１のクラッド金属複合材、前記第１の金属強化材、前記第２のクラッド金属複合材、前記第２の金属強化材、及び前記第３のクラッド金属複合材を接合して強化３重コア層接合クラッド金属複合材を形成するステップと、を実行する、請求項１１に記載の方法。
13. インレイラミネート構造を有するクラッド金属複合材を製造する方法であって：
    ａ）第１の金属の少なくとも１つの金属ストリップを有するベース層を提供するステップであって、前記ベース層は複合幅を有するステップと；
    ｂ）第１の金属の２つの側部ストリップと第２の金属の中央金属ストリップとを含むプライマリ層を設けるステップであって、前記中央ストリップは前記２つの側部ストリップの間に配置され、金属ストリップの前記プライマリ層は前記複合幅と実質的に等しい幅を有するステップと；
    ｃ）前記金属ストリップのプライマリ層を少なくとも１つの金属ストリップの前記ベース層と整列させるステップと；
    ｄ）前記金属ストリップのプライマリ層とベース層を結合してインレイラミネート構造を有するクラッド金属複合材を形成するステップと、を含む方法。
14. ステップｄ）の前に：
    前記第１の金属の金属ストリップを含む上部層を提供するステップであって、前記金属ストリップの上部層は複合幅を有するステップと；
    前記上部層、プライマリ層及びベース層を結合して、中心コアラミネート構造を有するクラッド金属複合材を形成するステップと、を含む、請求項１３に記載の方法。
15. ステップｄ）の前に：
    前記第１の金属の２つの上部側部ストリップと前記第２の金属の上部中央の金属ストリップを提供するステップであって、前記上部中央ストリップは前記２つの上部側部ストリップの間に配置され、前記金属ストリップの上部層は複合幅を有するステップと；
    前記上部層、プライマリ層及びベース層を結合してインレイラミネート構造を有するクラッド金属複合材を形成するステップと、を含む、請求項１３に記載の方法。
16. 前記上部中央金属ストリップの前記幅は、前記プライマリ層の前記中心金属ストリップの前記幅から変化して階段状インレイラミネート構造を有するクラッド金属複合材を形成する、請求項１５に記載の方法。
17. ステップａ）は：
    第１の金属の２つの側部ストリップと第２の金属の中央金属ストリップを含むベース層を設けるステップであって、前記中央ストリップは前記２つの側部ストリップの間に配置され、前記金属ストリップのベース層は前記複合幅を有するステップ、を含む、請求項１５に記載の方法。
18. 前記ベース中央金属ストリップの前記幅は、前記プライマリ層の前記中央金属ストリップの前記幅から変化する、請求項１７に記載の方法。
19. 補強ベース金属ストリップの第４の層を前記ベース層に整列させるステップであって、前記第４の層は前記複合幅に等しい幅を有して前記第１の金属を含むステップと；
    前記第４の層を前記接合された金属ストリップと接合するステップと、をさらに含む、請求項１８に記載の方法。
20. 第１のクラッド金属複合材を製造するステップと；
    前記ステップを繰り返して第２のクラッド金属複合材を調製するステップと；
    前記第１のクラッド金属複合材を前記第２のクラッド金属複合材と接合するステップと、をさらに含む請求項１７に記載の方法。
21. 前記第１のクラッド金属複合材を前記第２のクラッド金属複合材に接合する前に：
    前記第１のクラッド金属複合材と前記第２のクラッド金属複合材の間に強化材を加えるステップ、を含む請求項２０に記載の方法。
22. 前記請求項１７のステップを繰り返して第３のクラッド金属複合材を調製するステップと；
    前記第１のクラッド金属複合材、前記第２のクラッド金属複合材、及び前記第３のクラッド金属複合材を結合するステップと、をさらに含む請求項２１に記載の方法。
23. 前記第１のクラッド金属複合材、前記第２のクラッド金属複合材、及び前記第３のクラッド金属複合材を接合する前に：
    前記第１のクラッド金属複合材と前記第２のクラッド金属複合材の間に第１の金属強化材を加えるステップと；
    前記第２のクラッド金属複合材と前記第３のクラッド金属複合材の間に第２の金属強化材を加えるステップと、含む、請求項２２に記載の方法。
24. 前記第１の金属は、アルミニウム、鋼、ニッケル及びステンレス鋼からなる群から選択され、前記第２の金属は、銅及びアルミニウムからなる群から選択され、前記第１の金属は前記第２の金属とは異なる、請求項１３に記載の方法。
25. 前記第１の金属は、鋼及びステンレス鋼からなる群から選択され、前記第２の金属は、アルミニウム及びニッケルからなる群から選択される、請求項１３に記載の方法。

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