JPH0966325A

JPH0966325A - 異種金属材料の接合方法

Info

Publication number: JPH0966325A
Application number: JP22683895A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Enomoto; 正敏榎本; Naoki Nishikawa; 直毅西川
Original assignee: Showa Aluminum Corp
Current assignee: Showa Aluminum Can Corp
Priority date: 1995-09-04
Filing date: 1995-09-04
Publication date: 1997-03-11

Abstract

(57)【要約】【課題】圧化率が低くても優れた接合強度を実現できる
異種金属材料の接合方法を提供する。【解決手段】硬度の異なる２つの金属材料１、２を接合
するに際し、硬質側の金属材料２の接合面に予め多数の
有底食込み穴３を形成しておく。該食込み穴３はその深
さ方向の少なくとも一部における断面積が開口部3aの面
積よりも大きく設定されてなる。かつ両部材１、２の接
合面を重ね合わせたのち、両部材を圧延することによ
り、軟質側の金属材料１を変形せしめて前記食込み穴３
に充填状態に食い込ませる。食込み穴３は電子ビームの
照射により形成するのが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば電磁誘導
により加熱する鍋、フライパン、炊飯釜等の調理用器物
の製造に用いられる異種金属材料の接合方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記のような電磁調理用器物は電磁誘導
により加熱されるため、一般に、熱伝導性は良いが透磁
性の低いアルミニウム（その合金を含む、以下同じ）
に、熱伝導性は良くないが透磁性の高い磁性鉄、ＳＵＳ
等の鉄系磁性材料が接合されたものに構成されている。

【０００３】このようなアルミニウムと鉄系磁性材料と
の接合は、従来、アルミニウムコイルと鉄系磁性材料の
コイルとをクラッド圧延したのち成形するいわゆるクラ
ッド圧延法により行われていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、単に圧延する
のみでは圧化率をかなり高くしないと十分な接合強度
（密着力）を得ることができないという欠点があった。

【０００５】この発明は、このような技術的背景に鑑み
てなされたものであって、圧化率が低くても優れた接合
強度を実現できる異種金属材料の接合方法の提供を目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、図面の符号を参照して示すと、硬度の
異なる２つの金属材料（１）（２）を接合するに際し、
硬質側の金属材料（２）の接合面に予め多数の有底食込
み穴（３）を形成しておくとともに、該食込み穴（３）
はその深さ方向の少なくとも一部における断面積が開口
部（3a）の面積よりも大きく設定されてなり、かつ両部
材（１）（２）の接合面を重ね合わせたのち、両部材を
圧延することにより、軟質側の金属材料（１）を変形せ
しめて前記食込み穴（３）に充填状態に食い込ませるこ
とを特徴とする異種金属材料の接合方法を要旨とする。

【０００７】このように、硬質側の金属材料（２）の接
合面に、深さ方向の少なくとも一部における断面積が開
口部（3a）の面積よりも大きく設定された多数の食込み
穴（３）を設け、該食込み穴（３）に軟質側の金属材料
（１）を充填状態に食い込ませることにより、食込み穴
（３）からの該金属材料（１）の脱落が有効に防止され
て強固なアンカー効果が発揮される。

【０００８】また、圧延は、軟質側の金属材料を前記食
込み穴（３）に食込ませることができる程度の圧化率で
良いから、低圧化率でも強固な接合が得られる。

【０００９】前記食込み穴（３）の形成は電子ビームの
照射により行うのが好ましい。電子ビームによる表面溶
融により、深さ方向の一部における断面積が開口部の面
積よりも大きな穴が自然的に形成されるからである。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、この発明を、電磁調理用器
物の製造に適用した実施形態について説明する。

【００１１】電磁調理用器物を製造するに際し、所定の
大きさの板状のアルミニウム材と鉄系磁性材料とを用意
する。アルミニウム材は図３に示すように電磁調理用器
物（10）の本体（20）をなすもので、熱伝導率の良いも
のを使用するのが好ましく、Ａ１０５０、Ａ１０７０、
Ａ１１００等のアルミニウム材を用いるのが好ましい。
特に、器物形状に成形するための成形性を考慮すると、
Ａ３００３、Ａ３００４等のアルミニウム材を用いるの
がより好ましい。鉄系磁性材料は電磁誘導作用により発
熱する発熱部材（30）を構成するものであり、本体（2
0）の外面に接合される。鉄系磁性材料としては、ＳＵ
Ｓ４３０、ＳＵＳ４０５等の磁性ＳＵＳ材料を用いるが
好ましい。

【００１２】次に、図２に示すように、接合すべきアル
ミニウム材と鉄系磁性材料のうち、相対的に硬質の鉄系
磁性材料（２）の接合面に多数の有底の食込み穴（３）
を形成する。この食込み穴（３）は、後述するアルミニ
ウム材との圧延によってアルミニウム材を変形せしめそ
の肉を該食込み穴（３）内に充填状態に食込ませること
により、この部分で両部材の剥離を阻止するアンカー効
果を生じさせるためのものである。かつ、この発明で
は、前記食込み穴（３）はその深さ方向の少なくとも一
部における断面積が開口部（3a）の面積よりも大きく設
定する必要がある。これにより、穴内に食込んだアルミ
ニウム材の肉が穴の開口部（3a）から抜けるのを防止で
き、さらに強力なアンカー効果を発揮するからである。
食込み穴（３）の具体的な形状としては、例えば図２に
示すような球状またはほぼ球状のものや、断面が円形で
かつ開口部から深さ方向の途中まで内径が連続的に拡大
するとともにそこから孔底にむかって内径が連続的に縮
小し底面が平坦な壺状のものや、断面が円形でかつ穴底
に至るに従って内径が連続的に拡大し底面が平坦なフラ
スコ状のものを例示できる。また、断面が必ずしも円形
でなくても良い。

【００１３】上記のように、深さ方向の少なくとも一部
における断面積が開口部の面積よりも大きい食込み穴
（３）を形成する手段は特に限定されることはないが、
最も簡便でかつ高速処理が可能なものとして、電子ビー
ムの照射による方法を挙げ得る。電子ビームの照射によ
り、図２に示すような球状ないしほぼ球状の食込み穴
（３）が自然的に形成されるからである。電子ビームの
照射条件等は鉄系材料（２）の表面を溶融しうるような
値に適宜設定すれば良い。

【００１４】鉄系磁性材料（２）の接合面に食込み穴
（３）を形成したのち、図１（ａ）に示すようにアルミ
ニウム材（１）と鉄系磁性材料（２）の接合面を重ね合
わせ、次いで同図（ｂ）のように、両部材（１）（２）
を圧延ロール（４）（４）間に通して圧延する。この圧
延により、前記食込み穴（３）の形状に沿って相対的に
軟質なアルミニウム材（１）の接合面が塑性変形し、食
込み穴（３）の内部に充填状態に食込んでいく。圧延は
冷間でも熱間でも良いが、アルミニウム材（１）の変形
抵抗を小さくして圧延時の圧化率をより小さくできる点
で、アルミニウム材（１）を加熱軟化させた状態での熱
間圧延によるのが好ましい。この場合の加熱温度は、１
５０〜３５０℃が好ましい。また、圧延時の圧化率が極
端に小さすぎるとアルミニウム材（１）の食込み穴
（３）への食込みが不十分になることから、圧化率は両
方の肉厚合計に対して少なくとも１５％は確保するのが
好ましい。

【００１５】圧延後、絞り成形等により鍋等の調理用器
物形状に成形し、図３に示すようなアルミニウム製本体
（20）の外面に鉄系磁性材料からなる発熱部材（30）が
接合された電磁調理用器物（10）とする。かかる器物に
おいては、鉄系磁性材料（２）の食込み穴（３）にアル
ミニウム材（１）の肉が充填状態に食込んで両部材の剥
離を阻止し、アルミニウム材（１）と鉄系磁性材料
（２）との強固な接合状態が確保される。

【００１６】なお、以上の実施形態では、また、アルミ
ニウム材（１）と鉄系磁性材料（２）とを接合するもの
として説明したが、この発明はかかる組み合わせに限定
されることはなく、硬度の異なる各種の異種金属に対し
てこの発明を適用できる。

【００１７】

【実施例】次に、この発明の実施例を説明する。

【００１８】Ａ３００４合金からなる厚さ３ｍｍのアル
ミニウム板と、ＳＵＳ４３０からなる厚さ０．７ｍｍの
板とを用い、両板を以下の手順で接合した。

【００１９】即ち、試料Ｎｏ１〜３については、まずＳ
ＵＳ板の接合面の全面に、電子ビームの照射による食込
み穴形成のための表面処理を行った。食込み穴は、比較
的密に分布するものと比較的粗に分布するものとの２種
類に分けて、いずれも均一に分布するように形成した。
食込み穴はいずれの場合も球状ないしはほぼ球状に形成
されており、比較的粗に分布するものにおける食込み穴
の開口部の直径は０．５〜０．６ｍｍ、深さは０．３〜
０．４ｍｍであり、比較的密に分布するものについては
開口部の直径は０．３〜０．４ｍｍ、深さは０．３〜
０．４ｍｍであった。なお、電子ビームの条件は、加速
電圧１００ｋｖ、フィラメント電流１９〜２０ｍＡ、送
り速度２００ｍｍ／ｓ、真空度１×１０^-4〜５×１０^-3
ｍｍｂａｒとした。また、試料Ｎｏ４及び５については
食込み穴を全く形成しなかった。

【００２０】次に、アルミニウム板とＳＵＳ板とを接合
面において重ね合わせ、１対の圧延ロール内を通過させ
て冷間または熱間にて圧延を行った。圧延時のアルミニ
ウム材の温度及び両部材の合計肉厚に対する圧化率を表
１に示す。

【００２１】こうして得た接合部材について、剥離試験
により接合性を評価するとともに、アルミニウム板とＳ
ＵＳ板との接合界面を断面観察した。その結果を表１に
示す。

【００２２】

【表１】上記表１からわかるように、本発明実施品はアルミニウ
ム板の接合面が変形してその肉がＳＵＳ板の多数の食込
み穴の内部全体に充填状態に食込んでおり、強固な接合
状態を実現していた。また、接合界面にボイドは存在し
なかった。

【００２３】これに対し、ＳＵＳ板に食込み穴を形成し
なかった比較品は、接合そのものが不可能であった。

【００２４】また、試料Ｎｏ１と３の比較から、熱間圧
延による方が冷間圧延よりも圧延時の圧化率が小さくて
済むこともわかる。

【００２５】

【発明の効果】この発明は、上述の次第で、硬質側の金
属材料の接合面に予め設けられかつ深さ方向の少なくと
も一部における断面積が開口部の面積よりも大きく設定
された多数の食込み穴に、圧延によって軟質側の金属材
料を充填状態に食い込ませて接合するものであるから、
食込み穴からのアルミニウム材の脱落を有効に防止しえ
て強固なアンカー効果を発揮でき、ひいては剥離しにく
い接合強度に優れた接合材を提供することができる。

【００２６】しかも、圧延は軟質側の金属材料を食込み
穴に充填状態に食い込ませることができる程度に行えば
良く、平坦面相互をクラッドする必要はないから、低圧
化率で容易に接合することができる。

【００２７】また、食込み穴の形成を電子ビームの照射
により行う場合には、表面溶融により、深さ方向の一部
における断面積が開口部の面積よりも大きな穴を自然的
に形成することができ、極めて簡単に食込み穴を形成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による接合方法を説明するための模式
的な図で、（ａ）は接合前の、（ｂ）は接合途中の、
（ｃ）は接合後のそれぞれ断面図である。

【図２】食込み穴を形成した金属材料の拡大断面図であ
る。

【図３】この発明の適用対象の一例としての電磁調理用
器物の模式的な断面図である。

【符号の説明】

１…アルミニウム材（軟質金属材料）２…鉄系磁性材料（硬質金属材料）３…食込み穴 3a…開口部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】硬度の異なる２つの金属材料（１）
（２）を接合するに際し、硬質側の金属材料（２）の接
合面に予め多数の有底食込み穴（３）を形成しておくと
ともに、該食込み穴（３）はその深さ方向の少なくとも
一部における断面積が開口部（3a）の面積よりも大きく
設定されてなり、かつ両部材（１）（２）の接合面を重
ね合わせたのち、両部材を圧延することにより、軟質側
の金属材料（１）を変形せしめて前記食込み穴（３）に
充填状態に食い込ませることを特徴とする異種金属材料
の接合方法。
【請求項２】前記食込み穴（３）の形成を電子ビーム
の照射により行う請求項１に記載の異種金属材料の接合
方法。