JPH09206962A - Joining member, composite material and manufacture of composite material - Google Patents
Joining member, composite material and manufacture of composite materialInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、接合用部材、複合
材およびその複合材の製造方法に関し、特に電磁加熱用
調理器に用いられる接合用部材、複合材およびその複合
材の製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a joining member, a composite material and a method for producing the composite material, and more particularly to a joining member used in an electromagnetic heating cooker, a composite material and a method for producing the composite material. Is.
【０００２】[0002]
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従
来、電磁加熱用調理器に用いられる炊飯器の内釜は、発
熱体としての鉄、ステンレスなどの磁性金属板と、その
磁性金属板から発生した熱を伝えるアルミニウム合金か
らなる伝熱板とを備えた複合材により構成される。伝熱
板が内側となるように、この複合材に深絞り等のプレス
成形加工を施すことにより、炊飯器の内釜は形成され
る。また、内釜内面には、炊飯のこびりつきを防止する
ためにフッ素樹脂のコーティングが施される。2. Description of the Related Art Conventionally, an inner pot of a rice cooker used for an electromagnetic heating cooker is made of a magnetic metal plate such as iron or stainless steel as a heating element, and the magnetic metal plate. And a heat transfer plate made of an aluminum alloy that transfers heat. The inner pot of the rice cooker is formed by subjecting the composite material to press forming such as deep drawing so that the heat transfer plate is on the inside. The inner surface of the inner pot is coated with a fluororesin in order to prevent sticking of the cooked rice.
【０００３】この複合材は、従来、ロール圧延によって
磁性金属板と伝熱板を複合化する方法により形成されて
いた（特公昭５４−３４６８号公報、特公昭５４−９９
８５号公報参照）。This composite material was conventionally formed by a method of forming a composite of a magnetic metal plate and a heat transfer plate by roll rolling (Japanese Patent Publication No. 54-3468 and Japanese Patent Publication No. 54-99).
No. 85).
【０００４】このようなロール圧延による方法では、ア
ルミニウム合金を圧縮して接合するため、アルミニウム
合金に皺が生じるという問題があった。さらに、この方
法により形成された複合材は、板厚のばらつきが大きい
という問題があった。In such a method using roll rolling, since the aluminum alloy is compressed and bonded, there is a problem that wrinkles are formed in the aluminum alloy. Further, the composite material formed by this method has a problem that the variation in plate thickness is large.
【０００５】このような問題を解決する改良技術とし
て、特開平６−１５４６５号公報、特開平６−１７９０
８３号公報に示される熱間一軸加圧による方法がある。
特開平６−１５４６５号公報に記載の方法では、鉄合金
とアルミニウム合金を接触させ、４５０℃以上６００℃
以下の雰囲気中で４００ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の圧力をか
け、両合金を接合する。また、特開平６−１７９０８３
号公報に記載の方法では、アルミニウム合金と鉄合金と
の間に銅を介在させて両合金を接触させ、２５０℃以上
４５０℃以下の雰囲気中で２５０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の
圧力をかけ、両合金を接合する。As an improved technique for solving such a problem, JP-A-6-15465 and JP-A-6-1790 are available.
There is a method by hot uniaxial pressurization disclosed in Japanese Patent No. 83.
In the method described in JP-A-6-15465, an iron alloy and an aluminum alloy are brought into contact with each other, and the temperature is 450 ° C. or higher and 600 ° C.
Both alloys are joined by applying a pressure of 400 kgf / cm 2 or more in the following atmosphere. Also, Japanese Patent Laid-Open No. 6-179083
In the method described in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2005-242242, copper is interposed between an aluminum alloy and an iron alloy to bring the two alloys into contact with each other, and a pressure of 250 kgf / cm 2 or more is applied in an atmosphere of 250 ° C. or more and 450 ° C. or less, so that To join.
【０００６】このような方法では、上述の問題点は改善
されたが、アルミニウム合金と鉄合金の十分な接合強度
が得られない場合があり、歩留りが低いという問題があ
った。また、接合強度と歩留り改善のため、より高温処
理を実施する場合、３００℃以上の高温では、アルミニ
ウム合金にフッ素樹脂を塗布した場合には、このフッ素
樹脂が溶けてしまうという問題があった。さらに、高温
で歪みが生じる金属の接合には利用できないという問題
があった。Although the above-mentioned problems have been improved by such a method, there are cases where sufficient bonding strength between the aluminum alloy and the iron alloy cannot be obtained, and there is a problem that the yield is low. Further, in order to improve the bonding strength and the yield, there is a problem that when a higher temperature treatment is carried out, the fluorine resin is melted when the fluorine resin is applied to the aluminum alloy at a high temperature of 300 ° C. or higher. Furthermore, there is a problem that it cannot be used for joining metals that are distorted at high temperatures.
【０００７】そこで、本発明は、上述の問題点を解決す
るためになされたものであり、低温で接合でき、強い接
合力が得られる接合用部材、複合材およびその複合材の
製造方法を提供することを目的とする。Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides a joining member, a composite material, and a method for producing the composite material, which can be joined at a low temperature and can obtain a strong joining force. The purpose is to do.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明の接合用部材
は、金属層と、その金属層の一方の表面上に形成された
銅を含む接合層とを備え、接合層に含まれる銅の平均結
晶粒径が１．０μｍ以下であることを特徴とする接合用
部材である。The joining member of the present invention comprises a metal layer and a joining layer containing copper formed on one surface of the metal layer, and an average of the copper contained in the joining layer. A bonding member having a crystal grain size of 1.0 μm or less.
【０００９】一般に、拡散接合では、拡散層の結晶粒径
と温度が重要な因子である。まず、温度についてである
が、原子の拡散速度は一般に温度に比例する。これは、
拡散する原子のエネルギが温度に比例するためであると
考えられる。そのため、拡散接合が高温で行なわれる場
合には、原子が十分に拡散するので、確実に接合するこ
とができる。Generally, in diffusion bonding, the crystal grain size and temperature of the diffusion layer are important factors. First, regarding the temperature, the diffusion rate of atoms is generally proportional to the temperature. this is,
It is considered that this is because the energy of the atoms that diffuse is proportional to the temperature. Therefore, when the diffusion bonding is performed at a high temperature, the atoms are sufficiently diffused, so that the bonding can be surely performed.
【００１０】しかし、拡散接合が低温で行なわれる場合
には、拡散する原子の有するエネルギは小さいものとな
る。ここで、結晶粒径が小さい場合には、結晶粒の粒界
が多く存在する。そのため、粒界を経由した拡散が顕著
となり、接合に必要な界面での原子の入換え頻度が大き
くなる。そのため、低温でも、結晶粒径が小さければ、
十分な接合が行なわれる。However, when the diffusion bonding is performed at a low temperature, the energy of the diffusing atoms is small. Here, when the crystal grain size is small, there are many grain boundaries of the crystal grains. Therefore, diffusion through the grain boundaries becomes remarkable, and the frequency of atom exchange at the interface required for bonding increases. Therefore, if the crystal grain size is small, even at low temperatures,
Sufficient bonding is performed.
【００１１】本発明者らは、これらの思想に基づき、鋭
意研究を進めた結果、拡散金属の平均結晶粒径が１．０
μｍ以下では、低温（３００℃以下、好ましくは２５０
℃以下）で十分な拡散接合が行なわれることを見い出し
た。The inventors of the present invention conducted extensive research based on these ideas, and as a result, the average grain size of the diffusion metal was 1.0.
Below μm, the temperature is low (300 ° C or below, preferably 250 ° C or below).
It was found that sufficient diffusion bonding is performed at (° C or lower).
【００１２】すなわち、この発明の接合用部材において
は、金属層の一方の表面上に形成された銅を含む接合層
中の銅の平均結晶粒径が１．０μｍ以下である。そのた
め、この接合層同士を接触させて拡散接合を行なうこと
により、低温（３００℃以下、好ましくは２５０℃以
下）で十分な拡散接合を行なうことができる。That is, in the joining member of the present invention, the average crystal grain size of copper in the joining layer containing copper formed on one surface of the metal layer is 1.0 μm or less. Therefore, when the bonding layers are brought into contact with each other to perform diffusion bonding, sufficient diffusion bonding can be performed at a low temperature (300 ° C. or lower, preferably 250 ° C. or lower).
【００１３】このように、本発明では、低温で金属の接
合を確実に行なえるため、歩留りを向上させることがで
きる、という効果がある。また、低温で接合を行なえる
ため、金属層の表面に有機樹脂を塗布した状態で接合を
行なうことができるという効果がある。また、熱による
歪を発生させないという効果もある。As described above, the present invention has an effect that the yield can be improved because the metal can be reliably joined at a low temperature. In addition, since the bonding can be performed at a low temperature, there is an effect that the bonding can be performed in a state where the surface of the metal layer is coated with the organic resin. There is also an effect that strain due to heat is not generated.
【００１４】また、接合層は、銅めっき層であることが
好ましい。このように構成された接合用部材において
は、金属層の表面に銅めっきを行なうことにより、簡易
に接合層を形成することができる。Further, the joining layer is preferably a copper plating layer. In the joining member thus configured, the joining layer can be easily formed by plating the surface of the metal layer with copper.
【００１５】また、金属層は、クロムを含有する鉄合金
を含むことが好ましい。この金属層としては、殆どすべ
ての金属元素が使用できるが、誘導化熱を利用する調理
器への使用の場合、高周波の持続により発生する渦電流
が流れることにより発熱体となる金属であることは言う
までもない。Further, the metal layer preferably contains an iron alloy containing chromium. Almost all metal elements can be used for this metal layer, but in the case of use in a cooker that uses induction heat, it must be a metal that becomes a heating element by the flow of eddy currents generated by the continuation of high frequencies. Needless to say.
【００１６】この高周波による加熱方式では、たとえ
ば、２０ｋＨｚ程度の周波数で発振された交番磁界中に
金属層を配置すると渦電流が発生し、この電流のジュー
ル熱により発熱する。このため、効率よく加熱するため
には金属層の材質や金属層の厚さなどに制約がある。こ
れは、高周波電流が金属層中を流れるときに生ずる表皮
効果の影響が著しいからである。In this high frequency heating method, for example, when a metal layer is placed in an alternating magnetic field oscillated at a frequency of about 20 kHz, an eddy current is generated and Joule heat of this current causes heat generation. Therefore, there are restrictions on the material of the metal layer, the thickness of the metal layer, and the like for efficient heating. This is because the skin effect that occurs when a high-frequency current flows through the metal layer is significant.
【００１７】金属材料が電磁調理器の発熱体として適当
か否かは、使用周波数での表皮抵抗により決定れる。た
とえば、アルミニウムのように表皮抵抗が非常に小さい
ものは、渦電流が発生しても発熱量が小さいため、十分
な出力が得られない。ロール圧延で製造されている電磁
発熱用複合板には専らＳＵＳ４３０が使用されている
が、表皮抵抗から考えても、発熱に適している材料と考
えられる。本願発明では、金属層は、ＳＵＳ４３０に限
定されるものではないが、Ｆｅを中心に合金化により固
有抵抗を増加させた材料、すなわち表皮抵抗を大きくし
た材料を金属層として利用することができる。合金化す
る材料としては、耐食性から考慮すると、クロムやニッ
ケルを選定することができる。電磁調理器用としては、
耐食性と発熱性に優れたクロムを含有する鉄合金である
ことが好ましいと考えられる。Whether a metal material is suitable as a heating element for an electromagnetic cooker is determined by the skin resistance at the frequency used. For example, a material such as aluminum having a very small skin resistance cannot generate a sufficient output because the amount of heat generated is small even if an eddy current is generated. Although SUS430 is exclusively used for the composite plate for electromagnetic heating manufactured by roll rolling, it is considered that the material is suitable for heat generation from the viewpoint of skin resistance. In the present invention, the metal layer is not limited to SUS430, but a material whose specific resistance is increased by alloying Fe as a center, that is, a material whose skin resistance is increased can be used as the metal layer. Considering the corrosion resistance, chromium or nickel can be selected as the material to be alloyed. For electromagnetic cookers,
It is considered that an iron alloy containing chromium, which is excellent in corrosion resistance and heat generation, is preferable.
【００１８】さらに、接合層は、金属層の一方の表面上
に形成されたニッケル層を介在させて、金属層の上に形
成されていることが好ましい。Further, it is preferable that the bonding layer is formed on the metal layer with a nickel layer formed on one surface of the metal layer interposed therebetween.
【００１９】このように構成された接合用部材において
は、金属層中のクロムを含有する鉄合金と、金属層の上
に形成されたニッケル層との接合性がよい。また、ニッ
ケル層と、ニッケル層の上に形成された接合層中の銅と
の接合性もよい。そのため、接合層と金属層を確実に接
合することができる。In the joining member thus configured, the joining property between the iron alloy containing chromium in the metal layer and the nickel layer formed on the metal layer is good. In addition, the bondability between the nickel layer and copper in the bonding layer formed on the nickel layer is also good. Therefore, the bonding layer and the metal layer can be reliably bonded.
【００２０】また、金属層は、アルミニウムを含むこと
が好ましい。さらに、接合層は、金属層の一方の表面上
に形成された亜鉛層と、その亜鉛層の上に形成されたニ
ッケル層とを介在させて、金属層の上に形成されている
ことが好ましい。The metal layer preferably contains aluminum. Further, the bonding layer is preferably formed on the metal layer with a zinc layer formed on one surface of the metal layer and a nickel layer formed on the zinc layer interposed. .
【００２１】このように構成された接合用部材において
は、金属層中のアルミニウムと金属層の上に形成された
亜鉛層との接合性がよい。また、その亜鉛層と、亜鉛層
の上に形成されたニッケル層との接合性もよい。さら
に、ニッケル層と、ニッケル層の上に形成された接合層
中の銅との接合性もよい。そのため、金属層と接合層が
確実に接合される。In the joining member thus constructed, the joining property between the aluminum in the metal layer and the zinc layer formed on the metal layer is good. In addition, the zinc layer and the nickel layer formed on the zinc layer have good bondability. Furthermore, the bondability between the nickel layer and copper in the bonding layer formed on the nickel layer is also good. Therefore, the metal layer and the bonding layer are reliably bonded.
【００２２】また、この発明の複合材は、第１の金属層
と、その第１の金属層の一方の表面上に形成された銅を
含む接合層と、その接合層を介在させて第１の金属層の
一方の表面上に形成された第２の金属層とを備え、接合
層に含まれる銅の平均結晶粒径が１．０μｍ以下である
ことを特徴とするものである。In the composite material of the present invention, the first metal layer, the bonding layer containing copper formed on one surface of the first metal layer, and the bonding layer are interposed between the first metal layer and the bonding layer containing copper. And a second metal layer formed on one surface of the metal layer, wherein the average crystal grain size of copper contained in the bonding layer is 1.0 μm or less.
【００２３】このように構成された複合材においては、
第１の金属層の表面に形成された、平均結晶粒径が１．
０μｍ以下である銅を含む接合層の一部と、第２の金属
層の表面に形成された平均結晶粒径が１．０μｍ以下で
ある銅を含む接合層の一部とを銅の拡散接合により接合
させた場合に、３００℃以下の低温で両金属層を確実に
接合することができる。In the composite material thus constructed,
The average crystal grain size formed on the surface of the first metal layer is 1.
Diffusion bonding of copper between a part of the bonding layer containing copper having a thickness of 0 μm or less and a part of the bonding layer containing copper having a mean crystal grain size of 1.0 μm or less formed on the surface of the second metal layer. When joined by means of the above, both metal layers can be reliably joined at a low temperature of 300 ° C. or lower.
【００２４】また、第１の金属層はアルミニウムを含
み、第２の金属層はクロムを含有する鉄合金を含むこと
が好ましい。The first metal layer preferably contains aluminum, and the second metal layer preferably contains an iron alloy containing chromium.
【００２５】さらに、第１の金属層と接合層との間に
は、第１の金属層の一方の表面上に形成された亜鉛層
と、その亜鉛層の上に形成されたニッケル層とが介在し
ており、接合層と第２の金属層との間には、ニッケル層
が介在していることが好ましい。Further, a zinc layer formed on one surface of the first metal layer and a nickel layer formed on the zinc layer are provided between the first metal layer and the bonding layer. It is preferable that a nickel layer be interposed between the bonding layer and the second metal layer.
【００２６】このように構成された複合材においては、
第１の金属層中のアルミニウムとその上に形成された亜
鉛層との接合性がよい。また、亜鉛層とその上に形成さ
れたニッケル層との接合性がよい。さらに、ニッケル層
とその上に形成された接合層中の銅との接合性がよい。
そのため、第１の金属層と接合層とが確実に接合する。In the composite material thus constructed,
Good bonding properties between the aluminum in the first metal layer and the zinc layer formed thereon. Further, the zinc layer and the nickel layer formed on the zinc layer have good bonding properties. Further, the nickel layer and the copper in the bonding layer formed thereon have good bondability.
Therefore, the first metal layer and the bonding layer are reliably bonded.
【００２７】また、第２の接合層中の鉄とその上に形成
されたニッケル層との接合性がよい。またニッケル層と
その上に形成された接合層中の銅との接合性がよい。そ
のため、第２の金属層と接合層が確実に接合する。Further, the iron in the second bonding layer and the nickel layer formed thereon have good bonding property. Also, the nickel layer and the copper in the bonding layer formed thereon have good bondability. Therefore, the second metal layer and the bonding layer are securely bonded.
【００２８】また、第１の金属層の他方の表面上には、
有機物層が形成されていることが好ましい。On the other surface of the first metal layer,
It is preferable that the organic material layer is formed.
【００２９】また、その有機物層はフッ素樹脂であるこ
とが好ましい。このように構成された複合材において
は、フッ素樹脂などの有機物層が形成された面には、汚
れがこびりつかない。そのため、電磁加熱用の調理器と
して使用することができる。また、本発明の複合材の製
造方法では、まず、第１の金属層と、その第１の金属層
の一方の表面上に形成された銅を含む第１の接合層とを
備え、かつ第１の接合層に含まれる銅の平均結晶粒径が
１．０μｍ以下である第１の接合用部材を準備する。第
２の金属層と、その第２の金属層の一方の表面上に形成
された銅を含む第２の接合層とを備え、かつ第２の接合
層に含まれる銅の平均結晶粒径が１．０μｍ以下である
第２の接合用部材を準備する。そして、第１の接合層と
第２の接合層とが対面するように第１の接合用部材と第
２の接合用部材とを重ね合せる。その重ね合せた第１お
よび第２の接合用部材を加圧し、所定の温度に加熱す
る。The organic material layer is preferably a fluororesin. In the composite material configured as described above, dirt does not stick to the surface on which the organic material layer such as the fluororesin is formed. Therefore, it can be used as a cooker for electromagnetic heating. In the method for manufacturing a composite material of the present invention, first, a first metal layer and a first bonding layer containing copper formed on one surface of the first metal layer are provided, and A first bonding member having an average crystal grain size of copper contained in the first bonding layer of 1.0 μm or less is prepared. A second metal layer and a second bonding layer containing copper formed on one surface of the second metal layer, and the average crystal grain size of copper contained in the second bonding layer is A second joining member having a thickness of 1.0 μm or less is prepared. Then, the first joining member and the second joining member are superposed so that the first joining layer and the second joining layer face each other. The superposed first and second joining members are pressurized and heated to a predetermined temperature.
【００３０】このように構成された複合材の製造方法に
おいては、第１、第２の接合層中の銅の平均結晶粒径が
１．０μｍ以下であり、これらの銅の拡散接合により第
１および第２の接合用部材を接合する。そのため、３０
０℃以下の低温で第１と第２の接合用部材を確実に接合
することができる。In the method of manufacturing a composite material having such a structure, the average crystal grain size of copper in the first and second bonding layers is 1.0 μm or less, and the first bonding is performed by diffusion bonding of copper. And the second joining member is joined. Therefore, 30
The first and second joining members can be reliably joined at a low temperature of 0 ° C. or less.
【００３１】また、第１の接合用部材を準備する工程で
は、第１の金属層の一方の表面上に銅めっき層を形成す
ることが好ましい。In the step of preparing the first joining member, it is preferable to form a copper plating layer on one surface of the first metal layer.
【００３２】また、第２の接合用部材を準備する工程で
は、第２の金属層の一方の表面上に銅めっき層を形成す
ることが好ましい。In the step of preparing the second joining member, it is preferable to form a copper plating layer on one surface of the second metal layer.
【００３３】このように構成された複合材の製造方法に
おいては、第１と第２の接合用部材の表面に銅めっきを
行なうことにより、簡易に接合層を形成することができ
る。In the method of manufacturing a composite material having such a structure, the bonding layer can be easily formed by plating the surfaces of the first and second bonding members with copper.
【００３４】また、第１の金属層はアルミニウムを含
み、第２の金属層はクロムを含有する鉄合金を含むこと
が好ましい。さらに、好ましくは、第１の接合用部材を
準備する工程は、第１の金属層の一方の表面上に亜鉛層
を形成することと、その亜鉛層の上にニッケル層を形成
することと、そのニッケル層の上に第１の接合層を形成
することと、その第１の接合層の少なくとも表面をベン
ゾトリアゾールまたはその誘導体で被覆することを含
む。第２の接合用部材を準備する工程は、第２の金属層
の一方の表面上にニッケル層を形成することと、そのニ
ッケル層の上に第２の接合層を形成することと、その第
２の接合層の少なくとも表面をベンゾトリアゾールまた
はその誘導体で被覆することを含むことが好ましい。The first metal layer preferably contains aluminum, and the second metal layer preferably contains an iron alloy containing chromium. Furthermore, preferably, the step of preparing the first joining member comprises forming a zinc layer on one surface of the first metal layer, and forming a nickel layer on the zinc layer, Forming a first bonding layer on the nickel layer and coating at least the surface of the first bonding layer with benzotriazole or a derivative thereof. The step of preparing the second bonding member includes forming a nickel layer on one surface of the second metal layer, forming a second bonding layer on the nickel layer, and It is preferable to include coating at least the surface of the two bonding layers with benzotriazole or a derivative thereof.
【００３５】このように構成された複合材の製造方法に
おいては、第１の金属層中のアルミニウムとその上に形
成された亜鉛層との接合性がよい。また、亜鉛層とその
上に形成されたニッケル層との接合性がよい。さらに、
ニッケル層とその上に形成された銅を含む第１の接合層
との接合性がよい。そのため、第１の金属層と第１の接
合層を確実に接合することができる。また、第１の接合
層の少なくとも表面をベンゾトリアゾールまたはその誘
導体で被覆することにより、第１の接合層中の銅の酸化
を防ぐことができる。そのため、銅の拡散接合を確実に
行なうことができる。また、第２の金属層中の鉄と第２
の接合層中の銅との双方に接合性がよいニッケルを介在
させることにより、第２の金属層と第２の接合層の接合
を確実なものとすることができる。また、第２の接合層
の少なくとも表面をベンゾトリアゾールまたはその誘導
体で被覆することにより、第２の接合層中の銅の酸化を
防ぐことができる。そのため、銅の拡散接合を確実に行
なうことができる。In the method of manufacturing a composite material having such a structure, the aluminum in the first metal layer and the zinc layer formed thereon have good bondability. Further, the zinc layer and the nickel layer formed on the zinc layer have good bonding properties. further,
The nickel layer and the first bonding layer containing copper formed thereon has good bondability. Therefore, the first metal layer and the first bonding layer can be reliably bonded. Further, by coating at least the surface of the first bonding layer with benzotriazole or its derivative, it is possible to prevent the oxidation of copper in the first bonding layer. Therefore, copper diffusion bonding can be reliably performed. Also, the iron in the second metal layer and the second
By interposing nickel having good bondability with both copper in the bonding layer, it is possible to ensure the bonding between the second metal layer and the second bonding layer. Further, by coating at least the surface of the second bonding layer with benzotriazole or its derivative, it is possible to prevent the oxidation of copper in the second bonding layer. Therefore, copper diffusion bonding can be reliably performed.
【００３６】[0036]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づいて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００３７】図１（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の接合用部
材を模式的に示す断面図である。図１（Ａ）を参照し
て、接合用部材１はフッ素樹脂層２と、アルミニウム合
金層３と、亜鉛層４と、ニッケル層５と、銅めっき層６
とを備えている。アルミニウム合金層３に接するように
亜鉛層４が形成されている。亜鉛層４に接するようにニ
ッケル層５が形成されている。ニッケル層５に接するよ
うに銅めっき層６が形成されている。銅めっき層６の中
の銅の平均結晶粒径は１．０μｍ以下である。亜鉛層
４、ニッケル層５は、アルミニウム合金層３と銅めっき
層６との接合を強める働きをする。亜鉛層４とニッケル
層５の代わりにアルミニウム、銅の双方と接合性がよい
金属層をアルミニウム合金層と銅めっき層６の間に介在
させてもよい。アルミニウム合金層３の上にフッ素樹脂
層２が形成されている。フッ素樹脂層２はアルミニウム
合金層３の表面が腐食されるのを防ぐ働きや、アルミニ
ウム合金層３の表面に汚れがつくのを防ぐ働きをする。FIGS. 1A and 1B are sectional views schematically showing the joining member of the present invention. With reference to FIG. 1A, the joining member 1 includes a fluororesin layer 2, an aluminum alloy layer 3, a zinc layer 4, a nickel layer 5, and a copper plating layer 6.
And A zinc layer 4 is formed so as to be in contact with the aluminum alloy layer 3. A nickel layer 5 is formed so as to be in contact with the zinc layer 4. Copper plating layer 6 is formed so as to be in contact with nickel layer 5. The average crystal grain size of copper in the copper plating layer 6 is 1.0 μm or less. The zinc layer 4 and the nickel layer 5 serve to strengthen the bond between the aluminum alloy layer 3 and the copper plating layer 6. Instead of the zinc layer 4 and the nickel layer 5, a metal layer having good bonding properties with both aluminum and copper may be interposed between the aluminum alloy layer and the copper plating layer 6. The fluororesin layer 2 is formed on the aluminum alloy layer 3. The fluororesin layer 2 functions to prevent the surface of the aluminum alloy layer 3 from being corroded and to prevent the surface of the aluminum alloy layer 3 from being soiled.
【００３８】図１（Ｂ）を参照して、第２の接合用部材
７はフッ素樹脂層１１と、鉄合金層１０と、ニッケル層
９と、銅めっき層８とを備えている。鉄合金層１０に接
するようにフッ素樹脂層１１が形成されている。フッ素
樹脂層１１は鉄合金層１０の表面が腐食されるのを防
ぎ、鉄合金層１０の表面に汚れがつくのを防ぐ働きをす
る。鉄合金層１０の上にニッケル層９が形成されてい
る。ニッケル層９の上に銅めっき層８が形成されてい
る。ニッケル層９は銅めっき層８と鉄合金層１０との接
合を強める働きをする。ニッケル層９の代わりに銅と鉄
の両方と接合性のよい金属層を銅めっき層８と鉄合金層
１０との間に介在させてもよい。銅めっき層８中の銅の
平均結晶粒径は１．０μｍ以下である。Referring to FIG. 1B, the second joining member 7 is provided with a fluororesin layer 11, an iron alloy layer 10, a nickel layer 9 and a copper plating layer 8. A fluororesin layer 11 is formed so as to be in contact with the iron alloy layer 10. The fluororesin layer 11 functions to prevent the surface of the iron alloy layer 10 from being corroded and prevent the surface of the iron alloy layer 10 from being soiled. A nickel layer 9 is formed on the iron alloy layer 10. The copper plating layer 8 is formed on the nickel layer 9. The nickel layer 9 functions to strengthen the bond between the copper plating layer 8 and the iron alloy layer 10. Instead of the nickel layer 9, a metal layer having good bondability with both copper and iron may be interposed between the copper plating layer 8 and the iron alloy layer 10. The average crystal grain size of copper in the copper plating layer 8 is 1.0 μm or less.
【００３９】なお、図１（Ａ）では、アルミニウム合金
層３と銅めっき層６との接合性があまり好ましくないた
め、これらの間に亜鉛層４とニッケル層５を介在させて
いる。しかし、アルミニウム合金層３の代わりに銅めっ
き層６と接合性のよい金属からなる層を用いれば、亜鉛
層４やニッケル層５を介在させる必要はない。In FIG. 1 (A), since the joining property between the aluminum alloy layer 3 and the copper plating layer 6 is not so preferable, the zinc layer 4 and the nickel layer 5 are interposed between them. However, if a layer made of a metal having a good bondability with the copper plating layer 6 is used instead of the aluminum alloy layer 3, it is not necessary to interpose the zinc layer 4 and the nickel layer 5.
【００４０】また、図１（Ｂ）においても、鉄合金層１
０と銅めっき層８との接合性はあまり好ましくないた
め、ニッケル層９を介在させた。しかし、鉄合金層１０
の代わりに銅めっき層８と接合性のよい金属からなる層
を用いれば、ニッケル層９を介在させる必要はない。ま
た、アルミニウム合金層３や鉄合金層１０の表面を保護
する必要がなければフッ素樹脂層２、１１を設ける必要
はない。Further, also in FIG. 1B, the iron alloy layer 1
Since the bondability between 0 and the copper plating layer 8 was not so favorable, the nickel layer 9 was interposed. However, the iron alloy layer 10
If a layer made of a metal having a good bonding property with the copper plating layer 8 is used instead of, the nickel layer 9 need not be interposed. Further, if it is not necessary to protect the surfaces of the aluminum alloy layer 3 and the iron alloy layer 10, it is not necessary to provide the fluororesin layers 2 and 11.
【００４１】図２は、本発明の複合材を模式的に示す断
面図である。図２を参照して、複合材１２は第１の接合
用部材１と第２の接合用部材７が接合したものである。
第１の接合用部材１は図１（Ａ）に示すものである。ま
た、第２の接合用部材７は図１（Ｂ）に示すものであ
る。第１の接合用部材１の銅めっき層６と第２の接合用
部材７の銅めっき層８とが拡散接合することにより、第
１の接合用部材１と第２の接合用部材７が接合してい
る。FIG. 2 is a sectional view schematically showing the composite material of the present invention. With reference to FIG. 2, the composite material 12 is formed by joining the first joining member 1 and the second joining member 7.
The first joining member 1 is shown in FIG. The second joining member 7 is shown in FIG. 1 (B). The copper plating layer 6 of the first bonding member 1 and the copper plating layer 8 of the second bonding member 7 are diffusion-bonded to bond the first bonding member 1 and the second bonding member 7 to each other. doing.
【００４２】このように構成された複合材１２において
は、性質の異なる２種類の金属を確実に接合することが
できる。ここで、鉄合金層１０に渦電流を流せば、鉄合
金層１０から熱が発生する。鉄合金層１０から発生した
熱はニッケル層９、銅めっき層８、６、ニッケル層５、
亜鉛層４を経由してアルミニウム合金層３に伝わる。そ
のため、複合材１２においては、フッ素樹脂層２の上に
置かれたものを効率よく加熱することができる。そのた
め、この複合材１２は電磁加熱用調理器に使用すること
ができる。さらに、銅のめっき処理を施すことができる
のであれば、アルミニウム合金層３や鉄合金層１０のか
わりに、他の金属を用いることも可能である。また、銅
のめっき処理を施すことができる材料であれば、金属だ
けでなくセラミック、サーメット、プラスチックなどを
アルミニウム合金層２や鉄合金層１０のかわりに用いる
ことも可能であり、さまざまな利用分野が考えられる。In the composite material 12 thus constructed, it is possible to reliably bond two kinds of metals having different properties. Here, when an eddy current is passed through the iron alloy layer 10, heat is generated from the iron alloy layer 10. The heat generated from the iron alloy layer 10 causes the nickel layer 9, the copper plating layers 8 and 6, the nickel layer 5,
It is transmitted to the aluminum alloy layer 3 via the zinc layer 4. Therefore, the composite material 12 placed on the fluororesin layer 2 can be efficiently heated. Therefore, this composite material 12 can be used for a cooker for electromagnetic heating. Further, other metals can be used instead of the aluminum alloy layer 3 and the iron alloy layer 10 as long as they can be plated with copper. In addition, not only metal but also ceramic, cermet, plastic, etc. can be used instead of the aluminum alloy layer 2 and the iron alloy layer 10 as long as the material can be plated with copper. Can be considered.
【００４３】次に、図２に示す複合材１２の製造方法に
ついて説明する。まず、図１（Ａ）、（Ｂ）に示す第１
の接合用部材１と第２の接合用部材７を準備する。ここ
で、第１および第２の接合用部材１、７の構成について
は既に説明済みであるので省略する。ここで、銅めっき
層６、８の表面が酸化されていては、次の工程におい
て、銅の拡散接合が起こらない。そのため、銅めっき層
６、８の表面は有機樹脂（たとえばベンゾトリアゾー
ル、以下、ＢＴＡと称する）で被覆されていることが好
ましい。ただし、この有機樹脂は次の工程で完全に揮発
する必要があるため、３００℃以下で完全に揮発するも
のであることが好ましい。Next, a method of manufacturing the composite material 12 shown in FIG. 2 will be described. First, the first shown in FIGS. 1 (A) and 1 (B)
The joining member 1 and the second joining member 7 are prepared. Here, since the configurations of the first and second joining members 1 and 7 have already been described, description thereof will be omitted. Here, if the surfaces of the copper plating layers 6 and 8 are oxidized, copper diffusion bonding does not occur in the next step. Therefore, the surfaces of the copper plating layers 6 and 8 are preferably coated with an organic resin (for example, benzotriazole, hereinafter referred to as BTA). However, since this organic resin needs to be completely volatilized in the next step, it is preferable that it is completely volatilized at 300 ° C. or lower.
【００４４】次に、第１の接合用部材１の銅めっき層６
と第２の接合用部材７の銅めっき層８とを対面させる。
このとき、銅めっき層６、８がＢＴＡで被覆されている
場合には銅めっき層６、８は接しない。この状態で、銅
めっき層６、８の界面と垂直な方向に５００ｋｇｆ／ｃ
ｍ2 程度の圧力を加え、２５０℃程度の加熱雰囲気にさ
らす。この際の圧力は、接合面同士が接触するのに十分
なものであればよく、接合面の凹凸形状により異なり、
最適化される。これにより、銅めっき層６、８を被覆す
るＢＴＡは揮発し、銅めっき層６、８が接する。さら
に、銅めっき層６、８の中の銅の拡散接合により、第１
の接合用部材１と第２の接合用部材７とが接合される。Next, the copper plating layer 6 of the first joining member 1
And the copper plating layer 8 of the second joining member 7 are faced to each other.
At this time, when the copper plating layers 6 and 8 are covered with BTA, the copper plating layers 6 and 8 do not contact. In this state, 500 kgf / c in the direction perpendicular to the interface between the copper plating layers 6 and 8.
Apply a pressure of about m 2 and expose to a heating atmosphere of about 250 ° C. The pressure at this time may be sufficient as long as the joining surfaces are in contact with each other, and depends on the uneven shape of the joining surface,
Optimized. As a result, the BTA covering the copper plating layers 6 and 8 is volatilized, and the copper plating layers 6 and 8 come into contact with each other. In addition, the diffusion bonding of copper in the copper plating layers 6 and 8 enables the first
The joining member 1 and the second joining member 7 are joined.
【００４５】このように構成された複合材の製造方法に
おいては、３００℃以下、好ましくは２５０℃以下で２
種類の部材を確実に接合することができる。そのため、
３００℃あるいは２５０℃を超える温度に加熱すると歪
が発生する部材であっても歪を起こさせずに接合するこ
とができる。また、３００℃または２５０℃を超える温
度に加熱すると溶解、分解する有機樹脂などが部材の一
部に形成されている場合でも部材同士を接合することが
できる。In the method for producing a composite material having the above-mentioned structure, the temperature of 300 ° C. or lower, preferably 250 ° C. or lower, 2
It is possible to reliably join the types of members. for that reason,
Even a member that is distorted when heated to a temperature higher than 300 ° C. or 250 ° C. can be joined without causing distortion. Further, the members can be joined to each other even when an organic resin or the like that dissolves and decomposes when heated to a temperature higher than 300 ° C. or 250 ° C. is formed on a part of the members.
【００４６】[0046]
【実施例】以下、本発明の実施例について、図を参照し
て説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００４７】図３は、本発明のアルミニウム部材２１を
模式的に示す断面図である。図３を参照して、アルミニ
ウム合金層２２としては、材質がＪＩＳ３００４系アル
ミニウム合金ＭＧ−１１０（住友軽金属製；Ｍｇ０．６
〜０．８重量％、Ｍｎ０．９〜１．１重量％を含む）の
厚み１．５ｍｍ、直径３６０ｍｍのサークル板を用い
た。このアルミニウム合金層２２の表面をフッ素樹脂で
被覆するため、アルミニウム合金層２２の表面にＮａＣ
ｌ水溶液中で２０クーロン／ｃｍ2 の電気量で電解エッ
チングを施し、表面に微細な凹凸を設けた。この表面に
フッ素樹脂分散液を塗布し、フッ素樹脂層３３を焼付け
により形成した。FIG. 3 is a sectional view schematically showing the aluminum member 21 of the present invention. Referring to FIG. 3, as the aluminum alloy layer 22, the material is JIS 3004 series aluminum alloy MG-110 (Sumitomo Light Metal; Mg0.6
.About.0.8 wt%, including Mn 0.9 to 1.1 wt%), a circle plate having a thickness of 1.5 mm and a diameter of 360 mm was used. Since the surface of the aluminum alloy layer 22 is coated with a fluororesin, the surface of the aluminum alloy layer 22 is covered with NaC.
Electrolytic etching was performed in an aqueous solution with an electric quantity of 20 Coulomb / cm 2 to form fine irregularities on the surface. A fluororesin dispersion liquid was applied to this surface, and a fluororesin layer 33 was formed by baking.
【００４８】次に、アルミニウム合金層２２のフッ素樹
脂層３３が形成された面の反対側の面において、アルミ
ニウム合金層２２の表面に存在する酸化物の除去を行な
うため、この面にアルカリエッチング処理を施した。こ
のアルミニウム合金層２２の表面に残存する酸化物とア
ルカリエッチングによる偏析物からなる残渣を強酸によ
り除去した。この面を亜鉛溶液に浸し、アルミニウム合
金層２２の表面を溶解しつつ亜鉛を置換析出し、亜鉛層
２３を形成した。次に、亜鉛層２３の表面に、ニッケル
めっき浴としてワット浴（浴温５０℃、陰極電流密度５
Ａ／ｄｍ2 ）を用いて、めっき処理を施し、ニッケル層
２４を形成した。Next, in order to remove oxides existing on the surface of the aluminum alloy layer 22 on the surface of the aluminum alloy layer 22 opposite to the surface on which the fluororesin layer 33 is formed, this surface is alkali-etched. Was applied. A residue consisting of oxides remaining on the surface of the aluminum alloy layer 22 and segregated substances due to alkali etching was removed with a strong acid. This surface was dipped in a zinc solution, and the surface of the aluminum alloy layer 22 was dissolved, and zinc was substituted and deposited to form a zinc layer 23. Next, a watt bath (bath temperature 50 ° C., cathode current density 5
A / dm 2 ) was used to perform a plating treatment to form a nickel layer 24.
【００４９】めっき溶液として、２２０ｇ／ｄｍ3 の硫
酸銅を水溶物、５０ｇ／ｄｍ3 の硫酸、０．５ｃｍ3 ／
ｄｍ3 の上村工業製レブコ３００Ｂ（商品名）、５ｃｍ
3 ／ｄｍ3 の上村工業製レブコ３００Ｃ（商品名）を含
む水溶液を準備した。このめっき溶液にニッケル層２４
の表面を浸し、３Ｖの定電圧電解で１０分間銅めっきを
実施した。また、めっき溶液が減ると、上村工業製レブ
コ３００Ａ（商品名）、上村工業製レブコ３００Ｂ（商
品名）を適量補給した。その結果、ニッケル層２４の表
面に銅めっき層２５が形成された。As a plating solution, 220 g / dm 3 of copper sulfate was used as a water-soluble material, 50 g / dm 3 of sulfuric acid, 0.5 cm 3 /
dm 3 Uemura Kogyo Revco 300B (trade name), 5 cm
An aqueous solution containing 3 / dm 3 of Uemura Kogyo Rebuko 300C (trade name) was prepared. A nickel layer 24 is added to this plating solution.
Was dipped in the surface of the plate and copper plating was performed for 10 minutes by constant voltage electrolysis of 3V. When the plating solution was reduced, an appropriate amount of Rebco 300A (trade name) manufactured by Uemura Kogyo and Rebco 300B (trade name) manufactured by Uemura Kogyo was supplied. As a result, the copper plating layer 25 was formed on the surface of the nickel layer 24.
【００５０】集束したガリウムイオンビームでこの銅め
っき層２５の断面をエッチングし、破面を電子顕微鏡で
観察したところ、銅めっき層２５中の銅の平均結晶粒径
は０．１０μｍであった。次に、ＢＴＡを４重量％含む
イソプロピルアルコール溶液に、アルミニウム合金層２
２を含む部材を１分間浸すことにより、全体がＢＴＡ２
６で被覆されたアルミニウム部材２１を形成した。When the cross section of the copper plating layer 25 was etched with a focused gallium ion beam and the fracture surface was observed with an electron microscope, the average crystal grain size of copper in the copper plating layer 25 was 0.10 μm. Next, the aluminum alloy layer 2 was added to an isopropyl alcohol solution containing 4% by weight of BTA.
By soaking the member containing 2 for 1 minute, the whole BTA2
The aluminum member 21 coated with 6 was formed.
【００５１】図４は、本発明の鉄部材２７を模式的に示
す断面図である。図４を参照して、ステンレス層３０と
しては、材質がＪＩＳ４３０鉄クロム合金（サイズ０．
５ｍｍ厚、３６０ｍｍφのサークル板）を用いた。この
ステンレス層３０の表面をフッ素樹脂で被覆するため、
ステンレス合金層３０の表面にＮａＣｌ水溶液中で２０
クーロン／ｃｍ2 の電気量で電解エッチングを施し、表
面に微細な凹凸を設けた。この面に、フッ素樹脂分散液
を塗布し、焼付けによりフッ素樹脂層３４を形成した。FIG. 4 is a sectional view schematically showing the iron member 27 of the present invention. Referring to FIG. 4, as the stainless steel layer 30, the material is JIS430 iron-chromium alloy (size 0.
A 5 mm thick, 360 mmφ circle plate) was used. Since the surface of the stainless layer 30 is coated with a fluororesin,
20 on the surface of the stainless alloy layer 30 in a NaCl aqueous solution.
Electrolytic etching was performed with an electric quantity of Coulomb / cm 2 to form fine irregularities on the surface. A fluororesin dispersion liquid was applied to this surface and baked to form a fluororesin layer 34.
【００５２】次に、ステンレス合金層３０のフッ素樹脂
層３４が形成された面と反対側の面についた油分とクロ
ム酸化物を除去するため、この面にアルカリ溶液中で陽
極電解処理を施した。強酸で残渣を除去した後、ニッケ
ルめっき浴としてウッド浴を用いてステンレス合金層３
０の表面に厚さ約１μｍのニッケル層２９を形成した。Next, in order to remove oil and chromium oxide on the surface of the stainless alloy layer 30 opposite to the surface on which the fluororesin layer 34 was formed, this surface was subjected to anodic electrolytic treatment in an alkaline solution. . After removing the residue with a strong acid, a stainless steel alloy layer 3 using a wood bath as a nickel plating bath
A nickel layer 29 having a thickness of about 1 μm was formed on the surface of No. 0.
【００５３】めっき溶液として、２２０ｇ／ｄｍ3 の硫
酸銅を水溶物、５０ｇ／ｄｍ3 の硫酸、０．５ｃｍ3 ／
ｄｍ3 の上村工業製レブコ３００Ｂ（商品名）、５ｃｍ
3 ／ｄｍ3 の上村工業製レブコ３００Ｃを含む水溶液を
準備した。このめっき溶液にニッケル層２４の表面を浸
し、３Ｖの定電圧電解で１０分間銅めっきを実施した。
また、めっき溶液が減ると、上村工業製レブコ３００Ａ
（商品名）、上村工業製レブコ３００Ｂ（商品名）を適
量補給した。その結果、ニッケル層２４の表面に銅めっ
き層２８が形成された。As a plating solution, 220 g / dm 3 of copper sulfate was used as a water-soluble material, 50 g / dm 3 of sulfuric acid, 0.5 cm 3 /
dm 3 Uemura Kogyo Revco 300B (trade name), 5 cm
An aqueous solution containing 3 / dm 3 Uemura Kogyo's Rebco 300C was prepared. The surface of the nickel layer 24 was immersed in this plating solution, and copper plating was performed for 10 minutes by constant voltage electrolysis of 3V.
Also, when the plating solution is reduced, Uemura Kogyo's Rebco 300A
(Trade name) and REBCO 300B (trade name) manufactured by Uemura Kogyo Co., Ltd. were supplied in appropriate amounts. As a result, the copper plating layer 28 was formed on the surface of the nickel layer 24.
【００５４】このめっき溶液にニッケル層２９の表面を
浸し、３Ｖの定電圧電解で１０分間銅めっきを実施し
た。その結果、ニッケル層２９の表面に銅めっき層２８
が形成された。The surface of the nickel layer 29 was immersed in this plating solution, and copper plating was carried out by constant voltage electrolysis of 3V for 10 minutes. As a result, the copper plating layer 28 is formed on the surface of the nickel layer 29.
Was formed.
【００５５】集束したガリウムイオンビームでこの銅め
っき層２８の断面をエッチングして破面を電子顕微鏡で
観察したところ、銅めっき層２８中の銅の平均結晶粒径
は０．１２μｍであった。次に、ＢＴＡを４重量％含む
イソプロピルアルコール溶液に、ステンレス合金層３０
を含む部材を浸すことにより、その表面全体がＢＴＡ３
１で被覆された鉄部材２７を形成した。When the cross section of the copper plating layer 28 was etched with the focused gallium ion beam and the fracture surface was observed with an electron microscope, the average crystal grain size of copper in the copper plating layer 28 was 0.12 μm. Next, the stainless alloy layer 30 was added to an isopropyl alcohol solution containing 4 wt% of BTA.
By soaking the member containing BTA3
The iron member 27 coated with 1 was formed.
【００５６】以上のようにして、本発明のアルミニウム
部材２１、鉄部材２７を形成した。次に、本発明の複合
材の製造方法について、図を参照して説明する。The aluminum member 21 and the iron member 27 of the present invention were formed as described above. Next, a method for manufacturing the composite material of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００５７】図５は本発明の複合材の製造方法を模式的
に示す断面図である。図５を参照して、銅めっき層２
５、２８が対面するように図３で示すアルミニウム部材
２１と図４で示す鉄部材２７を重ね合せた。次に、アル
ミニウム部材２１と鉄部材２７に矢印４０で示す方向に
約５００ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力をかけ、温度２５０℃の
真空中に１時間保持した。これにより、ＢＴＡ２６、３
１は完全に揮発し、銅めっき層２５、２８が拡散接合に
より接合した。FIG. 5 is a sectional view schematically showing a method for manufacturing a composite material according to the present invention. Referring to FIG. 5, copper plating layer 2
The aluminum member 21 shown in FIG. 3 and the iron member 27 shown in FIG. 4 were superposed so that Nos. 5 and 28 face each other. Next, a pressure of about 500 kgf / cm 2 was applied to the aluminum member 21 and the iron member 27 in the direction indicated by the arrow 40, and the aluminum member 21 and the iron member 27 were held in a vacuum at a temperature of 250 ° C. for 1 hour. As a result, BTA26, 3
1 was completely volatilized, and the copper plating layers 25 and 28 were joined by diffusion joining.
【００５８】図６は、図５で示す製造方法により製造さ
れた本発明の複合材を模式的に示す断面図である。図６
を参照して、複合材３２は、図３で示すアルミニウム部
材２１からＢＴＡ２６を除いたものと、図４で示す鉄部
材２７からＢＴＡ３１を除いたものとが銅めっき層２
５、２８の拡散接合により接合したものである。FIG. 6 is a sectional view schematically showing the composite material of the present invention manufactured by the manufacturing method shown in FIG. FIG.
3, the composite material 32 includes the aluminum member 21 shown in FIG. 3 with the BTA 26 removed and the iron member 27 shown in FIG. 4 with the BTA 31 removed.
They are joined by diffusion joining of Nos. 5 and 28.
【００５９】図７は、この複合材の剥離試験のために用
いた機器の模式図である。図７を参照して、鉄部材２７
の端部を９０°曲げて、この端部を固定台２００に固定
した。アルミニウム部材２１の端部を９０°曲げて、こ
の端部に矢印１００で示す方向に荷重をかけた。アルミ
ニウム部材２１と鉄部材２７が剥離する荷重を測定し、
この荷重の値を複合材３２の幅の値で割り、接着強度と
した。FIG. 7 is a schematic view of the equipment used for the peel test of this composite material. Referring to FIG. 7, the iron member 27
The end portion of was bent 90 ° and this end portion was fixed to the fixing base 200. The end portion of the aluminum member 21 was bent 90 °, and a load was applied to this end portion in the direction indicated by arrow 100. The load at which the aluminum member 21 and the iron member 27 are separated is measured,
The value of this load was divided by the value of the width of the composite material 32 to obtain the adhesive strength.
【００６０】接着強度は４０ｋｇｆ／ｃｍ以上の値を示
した。また、破壊部位は、アルミニウム内部であり、ア
ルミニウムの凝集破壊が起こっていた。The adhesive strength showed a value of 40 kgf / cm or more. Further, the fracture site was inside the aluminum, and cohesive fracture of aluminum had occurred.
【００６１】（比較例）以下、比較例について説明す
る。Comparative Example A comparative example will be described below.
【００６２】比較例として、上記の実施例とほぼ同様に
して、図３で示すアルミニウム部材２１を製造した。製
造方法において、実施例と違う点は、ニッケル層２４の
表面に銅めっき層２５を形成する際に、めっき溶液から
上村工業製レブコ３００Ｂ（商品名）を除去した点であ
る。また、めっき溶液が減った場合には、上村工業製レ
ブコ３００Ａ（商品名）だけを補給した。これにより、
銅めっき層２５中の銅の平均結晶粒径は０．７μｍとな
った。As a comparative example, an aluminum member 21 shown in FIG. 3 was manufactured in substantially the same manner as in the above-mentioned embodiment. The manufacturing method is different from that of the embodiment in that when the copper plating layer 25 is formed on the surface of the nickel layer 24, REBCO 300B (trade name) manufactured by Uemura Kogyo Co., Ltd. is removed from the plating solution. Further, when the plating solution was reduced, only Rebco 300A (trade name) manufactured by Uemura Kogyo was supplied. This allows
The average crystal grain size of copper in the copper plating layer 25 was 0.7 μm.
【００６３】次に、上記の実施例とほぼ同様にして、図
４で示す鉄部材２７を製造した。製造方法において、実
施例と違う点は、ニッケル層２９の表面に銅めっき層２
８を形成する際に、めっき溶液から上村工業製レブコ３
００Ｂ（商品名）を除去した点である。また、めっき溶
液が減った場合には、上村工業製レブコ３００Ａ（商品
名）だけを補給した。これにより、銅めっき層２８中の
銅の平均結晶粒径は１．２μｍとなった。Next, the iron member 27 shown in FIG. 4 was manufactured in substantially the same manner as in the above embodiment. The manufacturing method is different from that of the embodiment in that the copper plating layer 2 is formed on the surface of the nickel layer 29.
8 when forming 8 from the plating solution Uemura Kogyo Rebuko 3
The point is that 00B (trade name) is removed. Further, when the plating solution was reduced, only Rebco 300A (trade name) manufactured by Uemura Kogyo was supplied. As a result, the average crystal grain size of copper in the copper plating layer 28 was 1.2 μm.
【００６４】このように製造されたアルミニウム部材、
鉄部材を用いて上記実施例と同様にして、複合材を形成
した。The aluminum member manufactured in this way,
A composite material was formed using an iron member in the same manner as in the above example.
【００６５】次に、実施例と同様の方法で剥離試験を実
施し、この複合材の接着強度を測定した。接着強度は５
ｋｇｆ／ｃｍの値を示した。また、破壊部位は２つの銅
めっき層が接触する界面であった。Next, a peeling test was carried out in the same manner as in the example, and the adhesive strength of this composite material was measured. Adhesive strength is 5
The value in kgf / cm is shown. Further, the fracture site was the interface where the two copper plating layers contacted each other.
【００６６】この複合材を電磁調理器用内鍋の形に成形
加工を試みたが、問題なく実施可能であった。An attempt was made to form this composite material into the shape of an inner pot for an electromagnetic cooker, but it could be carried out without problems.
【００６７】今回開示された実施例、実施の形態はすべ
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説明ではなくて
特許請求の範囲によって示され、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ことが
意図される。The examples and embodiments disclosed this time are to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
【図１】本発明の接合用部材を模式的に示す断面図であ
る。FIG. 1 is a sectional view schematically showing a joining member of the present invention.
【図２】本発明の複合材を模式的に示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view schematically showing the composite material of the present invention.
【図３】本発明のアルミニウム部材を模式的に示す断面
図である。FIG. 3 is a sectional view schematically showing an aluminum member of the present invention.
【図４】本発明の鉄部材を模式的に示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view schematically showing an iron member of the present invention.
【図５】本発明のアルミニウム部材と鉄部材を接合する
状態を模式的に示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a state in which an aluminum member and an iron member of the present invention are joined.
【図６】本発明の複合材を模式的に示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the composite material of the present invention.
【図７】複合材の剥離試験のために用いた機器の模式図
である。FIG. 7 is a schematic view of an apparatus used for a peel test of a composite material.
１ 第１の接合用部材 ３ アルミニウム合金層 ６，８ 銅めっき層 ７ 第２の接合用部材 １０ 鉄合金層 1 1st joining member 3 Aluminum alloy layer 6,8 Copper plating layer 7 2nd joining member 10 Iron alloy layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ａ４７Ｊ 27/088 Ａ４７Ｊ 27/088 36/02 36/02 Ｂ (72)発明者 大賀 武 大阪府泉南郡熊取町大字野田950 住友電 気工業株式会社熊取製作所内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI technical display location // A47J 27/088 A47J 27/088 36/02 36/02 B (72) Inventor Takeshi Oga Osaka 950 Noda, Kumatori-cho, Sennan-gun, Sumitomo Electric Industries Kumatori Factory
Claims (15)
であって、 金属層と、 その金属層の一方の表面上に形成された銅を含む接合層
とを備え、 前記接合層に含まれる銅の平均結晶粒径が１．０μｍ以
下であることを特徴とする、接合用部材。1. A joining member for joining dissimilar metals, comprising a metal layer and a joining layer containing copper formed on one surface of the metal layer, the joining layer being included in the joining layer. An average grain size of copper to be formed is 1.0 μm or less, a joining member.
特徴とする、請求項１に記載の接合用部材。2. The joining member according to claim 1, wherein the joining layer is a copper plating layer.
を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の接
合用部材。3. The joining member according to claim 1, wherein the metal layer contains an iron alloy containing chromium.
上に形成されたニッケル層を介在させて、前記金属層の
上に形成されていることを特徴とする、請求項３に記載
の接合用部材。4. The bonding layer is formed on the metal layer with a nickel layer formed on one surface of the metal layer interposed therebetween. Member for joining.
を特徴とする、請求項１または２に記載の接合用部材。5. The joining member according to claim 1, wherein the metal layer contains aluminum.
上に形成された亜鉛層と、その亜鉛層の上に形成された
ニッケル層とを介在させて、前記金属層の上に形成され
ていることを特徴とする、請求項５に記載の接合用部
材。6. The bonding layer is formed on the metal layer by interposing a zinc layer formed on one surface of the metal layer and a nickel layer formed on the zinc layer. The joining member according to claim 5, wherein the joining member is provided.
て、 第１の金属層と、 その第１の金属層の一方の表面上に形成された銅を含む
接合層と、 その接合層を介在させて前記第１の金属層の一方の表面
上に形成された第２の金属層とを備え、 前記接合層に含まれる銅の平均結晶粒径が１．０μｍ以
下であることを特徴とする、複合材。7. A composite material in which dissimilar metals are joined, a first metal layer, a joining layer containing copper formed on one surface of the first metal layer, and the joining layer. And a second metal layer formed on one surface of the first metal layer with an intervening layer, and the average crystal grain size of copper contained in the bonding layer is 1.0 μm or less. Let's say a composite material.
み、前記第２の金属層は、クロムを含有する鉄合金を含
むことを特徴とする、請求項７に記載の複合材。8. The composite material according to claim 7, wherein the first metal layer contains aluminum, and the second metal layer contains an iron alloy containing chromium.
は、前記第１の金属層の表面上に形成された亜鉛層と、
その亜鉛層の上に形成されたニッケル層とが介在してお
り、前記接合層と前記第２の金属層との間には、ニッケ
ル層が介在していることを特徴とする、請求項８に記載
の複合材。9. A zinc layer formed on the surface of the first metal layer between the first metal layer and the bonding layer,
9. A nickel layer formed on the zinc layer is interposed, and a nickel layer is interposed between the joining layer and the second metal layer. The composite material described in.
は、有機物層が形成されていることを特徴とする、請求
項９に記載の複合材。10. The composite material according to claim 9, wherein an organic material layer is formed on the other surface of the first metal layer.
とを特徴とする、請求項１０に記載の複合材。11. The composite material according to claim 10, wherein the organic material layer contains a fluororesin.
方法であって、 第１の金属層と、その第１の金属層の一方の表面上に形
成された銅を含む第１の接合層とを備え、前記第１の接
合層に含まれる銅の平均結晶粒径が１．０μｍ以下であ
る第１の接合用部材を準備する工程と、 第２の金属層と、その第２の金属層の一方の表面上に形
成された銅を含む第２の接合層とを備え、前記第２の接
合層に含まれる銅の平均結晶粒径が１．０μｍ以下であ
る第２の接合用部材を準備する工程と、 前記第１の接合層と前記第２の接合層とが対面するよう
に前記第１の接合用部材と前記第２の接合用部材とを重
ね合わせる工程と、 重ね合せた前記第１および第２の接合用部材を加圧し、
所定の温度に加熱する工程とを備えたことを特徴とす
る、複合材の製造方法。12. A method of manufacturing a composite material in which dissimilar metals are bonded together, the first bonding including a first metal layer and copper formed on one surface of the first metal layer. A step of preparing a first bonding member having an average crystal grain size of copper of 1.0 μm or less, which is included in the first bonding layer, a second metal layer, and a second metal layer. A second bonding layer containing copper formed on one surface of the metal layer, wherein the average crystal grain size of copper contained in the second bonding layer is 1.0 μm or less. A step of preparing a member, a step of stacking the first bonding member and the second bonding member so that the first bonding layer and the second bonding layer face each other, and And pressurizing the first and second joining members,
And a step of heating to a predetermined temperature, the method for producing a composite material.
は、前記第１の金属層の一方の表面上に銅めっき層を形
成することを含む、請求項１２に記載の複合材の製造方
法。13. The method for producing a composite material according to claim 12, wherein the step of preparing the first bonding member includes forming a copper plating layer on one surface of the first metal layer. Method.
は、前記第２の金属層の一方の表面上に銅めっき層を形
成することを含む、請求項１２に記載の複合材の製造方
法。14. The production of a composite material according to claim 12, wherein the step of preparing the second joining member includes forming a copper plating layer on one surface of the second metal layer. Method.
み、 前記第２の金属層は、クロムを含有する鉄合金を含み、 前記第１の接合用部材を準備する工程は、前記第１の金
属層の一方の表面上に亜鉛層を形成することと、その亜
鉛層の上にニッケル層を形成することと、そのニッケル
層の上に前記第１の接合層を形成することと、その第１
の接合層の少なくとも表面をベンゾトリアゾールまたは
その誘導体で被覆することを含み、 前記第２の接合用部材を準備する工程は、前記第２の金
属層の一方の表面上にニッケル層を形成することと、そ
のニッケル層の上に前記第２の接合層を形成すること
と、その第２の接合層の少なくとも表面をベンゾトリア
ゾールまたはその誘導体で被覆することを含むことを特
徴とする、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の複
合材の製造方法。15. The first metal layer contains aluminum, the second metal layer contains an iron alloy containing chromium, and the step of preparing the first bonding member includes the step of preparing the first bonding member. Forming a zinc layer on one surface of the metal layer; forming a nickel layer on the zinc layer; forming the first bonding layer on the nickel layer; 1
Coating at least the surface of the bonding layer of benzotriazole or a derivative thereof, the step of preparing the second bonding member includes forming a nickel layer on one surface of the second metal layer. And forming the second bonding layer on the nickel layer, and coating at least the surface of the second bonding layer with benzotriazole or a derivative thereof. 15. The method for manufacturing the composite material according to any one of items 1 to 14.
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