JPH0462831B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、接合する相手材の種類に制限され
ることなく、異種金属材同士をコスト安く強固に
接合する方法に関するものである。

＜背景技術＞ 近年、異種材料が有するそれぞれの特性を兼備
した材料の実現を目指して様々な複合材料が提案
されており、例えば異種金属材同士を接合する手
段にも“爆着法”、“圧延法”或いは“拡散接合
法”等各種の方法が検討され実用されるようにな
つてきた。

そして、異種金属複合材の場合は、その特性が
最も良く発揮されるのが「広い面で異種金属同士
が接合されている部材」であることもあつて、従
来、異質金属複合材の製造には前記したような冶
金的方法による接合手段ばかりが検討されてきた
きらいがあつた。

しかしながら、異種金属材同士を“爆着法”等
のような大掛かりな設備等を必要とすることのな
い冶金的方法によつて接合しようとすると、接合
界面に金属間化合物等から成る極めて脆い異相が
生成して強固な接合が阻害されることが多く、従
つて接合相手材を広い範囲から選択することが困
難であるとの問題があつた。もつとも、これらを
解消するために予め“爆着法”等によつて作成し
ておいた薄いクラツド材を複合中間材として異材
接合を行う試みもなされているが、この場合であ
つても複合中間材における材料の組合わせに制限
がある上、中間材の製造コストが高くなるとの不
都合があり、十分な成果を挙げ得ないのが現状で
あつた。

＜問題点を解決するための手段＞ この発明は、従来の異種金属複合材製造方法に
見られる上述のような問題点を踏まえた上で、接
合材料の組合わせに格別な制限がなく、しかも広
い面での強固な接合が可能なコストの安い異材接
合法を提供すべく、様々な観点から実験・検討を
重ねた本発明者等の研究によりなされたもので、
「異種金属材間に、該異種金属のそれぞれから成
る材料を含む機械的に組合わされた複合中間材を
介在せしめた後、冶金的接合法にて少なくとも同
材同士を接合させることによつて、前記問題点を
解消し、接合相手材の種類を問わずに異種金属材
同士をコスト安く広い面で強固に接合し得るよう
にした」点、 に特徴を有するものである。

ここで、『金属』とは合金をも含むと解すべき
であり、また『異種金属材料を機械的に組合わせ
た複合中間材』としては、第１図に示されるよう
な“異質線材Ａ及びＢを縒り合わせたもの（線材
Ａ及び線材Ｂは、それぞれ接合金属材の一方と同
種材質である）”、第２図に示されるような“異質
線材Ａ及びＢを縦横に交叉させて織り上げた網状
体”或いは第３図に示されるような“２種以上の
異質材料Ａ、Ｂ及びＣを３方向に交叉させて織り
上げた網状体”等、「接合する異種金属のそれぞ
れから成る材料を含み、縒り、織り、絡み、その
他によつて機械的に組合わされた複合中間材」の
何れをも含むものである。そして、『接合する異
種金属のそれぞれから成る材料』とは、接合する
異種金属と全く同一である材料ばかりを意味する
のではなく、これら金属が純金属の場合はその合
金を、そしてこれら金属が合金の場合はその基と
なるものの純金属等、「接合する異種金属の少な
くとも何れかと冶金的接合をし易い材料」として
捕らえるべきである。更に、『冶金的接合法』と
は、拡散接合、抵抗溶接、超音波溶接、圧延によ
る圧接等の何れをも含めて意味するものである。

さて、第４図は、この発明の異材接合法を模式
的に説明した概略図であるが、まず、材質Ａ及び
Ｂから成る互いに異種の金属材１及び２の間に、
それぞれ材質Ａ及びＢから成る線材３及び４を機
械的に組合わせた複合中間材５（この場合は縦横
に交叉させて織り上げた網状体）を介在せしめた
後〔第４図ａ〕、これらに加熱・押圧による拡散
接合等の冶金的接合処理を施すと主として同種材
同士が強固に接合し〔第４図ｂ〕、第４図ｃで示
す部分拡大図の如くに複合中間材５における機械
的結合と相俟つて異種金属材１と２とが強固に接
合することとなる。

このように、この発明の接合方法では、異材質
の表面同士を直接的に接合させることを前提とし
たものではなく、異材同士が交叉等により強固な
機械的結合をなしている中間材を用い、各々の被
接合材と材質を同じくする中間材とを互いに冶金
的方法にて結合させることで得られる「強固な同
種材の冶金的結合効果と中間材における強固な機
械的結合効果とが結合した相互効果」を活用した
もので、極めて強固な異材接合を簡単に実現する
ことができる。

この場合、冶金的接合処理により被接合材と中
間材の中の異種材料が冶金的に接合したとしても
何ら差し支えがなく、むしろ好ましいことは言う
までもない。

ところで、第１図で示したような縒り合わせ材
から成る中間材は、比較的狭い部分の接合に適す
るので抵抗スポツト溶接等に向いているが、この
ような縒り合わせ材を幾組か並べて使用すれば広
い範囲の接合も可能である。

また、第２図で示した如き、線材を縦横に交叉
させて織り上げた網状体から成る中間材は、抵抗
シーム溶接等による広い面同士の異材接合や、ス
ポツト溶接等で広い面に異材の小部品を複数個取
り付ける場合等に好適である。

そして、第３図で示したような三方交叉網も第
２図で示したものと同様な利点を有しているが、
例えば三番目の方向の線材を一番目のものと同じ
Ａ材質とすれば、Ａ材質線材とＡ材質被接合材に
よる接合点の数はＢ材質材のそれの２倍となるの
で、Ａ材質が接合強度の弱いものであつてもそれ
による不利を解消することができる。なお、三番
目の方向線にＡ材質とＢ材質を交互に用いれば接
合点数の比は１：１となつて均衡を保ことがで
き、またこれらの中間的な比をとることも可能で
あるなど、双方の被接合材と中間材との接合強度
の調整が可能である。

更に、三番目の方向の線材を第３の材質Ｃとす
れば、３種の材質の被接合材のうちの任意の２種
の異材接合にこの複合中間材１種のみで対応する
ことが可能となる上、広い被接合材面の上にこれ
とは別の２種の材質の被接合材を取り付けること
にも利用することができる。加えて、第３の材質
Ｃで三番目の方向の線材を構成すると共に、材質
Ｃを異材接合と関係の無い触媒材、通電材、抵抗
加熱材、磁性材等とすれば、製品複合材にこれら
の機能を付与することも可能となる。

次いで、この発明の方法を実施例により具体的
に説明するが、これはあくまでも１つの例に過ぎ
ず、この実施例によつてこの発明が不当に制限さ
れるものでないことは言うまでもない。

＜実施例＞ まず、被接合材として各々厚さが1.2mmで幅が
10mmの純チタン板とSUS304相当ステンレス鋼板
とを用意すると共に、複合中間材として直径が
各々２mmφの純チタン線とSUS304相当ステンレ
ス鋼線とを縒り合わせた捩じり線を準備した。

続いて、第５図に示す如く、本発明の方法に従
つてSUS304相当ステンレス鋼板７と純チタン板
８との間に上記捩り線９を２本介在させてスポツ
ト溶接を行い、第６図に模式図として示した如く
にピーリング試験片を作成した後、両接合材を双
方から引つ張るピーリング試験を実施した。

一方、比較のため、前記純チタン板とSUS304
相当ステンレス鋼板とを第７図に示す如くに複合
中間材を介在させることなくスポツト溶接を行
い、同様にピーリング試験を実施した。

その結果、本発明の方法に従い複合捩じり線を
介在させて異種材接合したものはピーリング強
さ：170Kgｆ／spotの十分な接合強度を示したの
に対して、直接スポツト溶接した比較法による異
種材接合材は手で人為的に引つ張つても接合界面
で脆性破壊するなど、ピーリング試験片の作成が
困難な程の接合強度しか示さなかつた。

＜効果の総括＞ 以上に説明した如く、この発明によれば、接合
材料の組合わせに何ら制限されることもなく、し
かもコスト安く異種金属材料を強固に接合するこ
とができ、これまで実現が困難であつた新しい複
合材の提供が可能となるなど、産業上極めて有用
な効果がもたらされるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、異質線材を縒り合わせて成る異種金
属材料接合用複合中間材の１例を示す概略図、第
２図は、異質線材縦横に交叉させて織り上げた網
状体から成る異種金属材料接合用複合中間材の１
例を示す概略図、第３図は、２種以上の異質材料
を３方向に交叉させて織り上げた網状体から成る
異種金属材料接合用複合中間材の１例を示す概略
図、第４図は、本発明の異種金属材料接合法を模
式的に説明した概略図であり、第４図ａは接合素
材組合わせの位置関係を示した概略模式図、第４
図ｂは被接合材と複合中間材との接合状態を示し
た概略模式図、第４図ｃは被接合材同士が強固に
接合される理由を模式的に示した部分拡大図、第
５図は、実施例における異種金属材料接合時の様
子を説明した概略模式図、第６図は、実施例にて
得られた異種金属接合複合材のピーリング試験片
の状態を示す概略模式図、第７図は、異種金属材
を直接スポツト溶接する様子を示した概略模式図
である。 図面において、１……金属材（材質Ａ）、２…
…金属材（材質Ｂ）、３……線材（材質Ａ）、４…
…線材（材質Ｂ）、５……複合中間材、６……接
合部、７……ステンレス鋼板、８……チタン板、
９……ステンレス鋼線とチタン線とを縒り合わせ
た捩り線（複合中間材）、１０……スポツト溶接
機の電極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 異種金属材間に、該異種金属のそれぞれから
   成る材料を含む機械的に組合わされた複合中間材
   を介在せしめた後、冶金的接合法にて少なくとも
   同材同士を接合させることを特徴とする、異種金
   属材料の接合方法。 ２ 複合中間材として異質線材の縒り合わせ材を
   使用する、特許請求の範囲第１項に記載の異種金
   属材料の接合方法。 ３ 複合中間材として、２種の異質材料を縦横に
   交叉させて織り上げた網状体を使用する、特許請
   求の範囲第１項に記載の異種金属材料の接合方
   法。 ４ 複合中間材として、２種以上の異質材料を３
   方向に交叉させて織り上げた網状体を使用する、
   特許請求の範囲第１項に記載の異種金属材料の接
   合方法。