JPWO2007119377A1 - 異種材料接合体の製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明の異種材料接合体の製造方法は、異種材料からなる二つの板状部材２，３を積層して板状部材積層体４を得、板状部材積層体４を加熱することにより、二つの板状部材２，３が接合された異種材料接合体１を製造する異種材料接合体の製造方法であって、板状部材積層体４を、一対の押型５の間で挟持した状態で加熱する工程を含み、押型５として、板状部材積層体４を構成する少なくとも一方の板状部材２，３の熱伝達率（Ｗ／ｍ２・Ｋ）の１．５倍以上の熱伝達率（Ｗ／ｍ２・Ｋ）を有する材料からなり、板状部材積層体４を挟持する挟持面１５と、押型５を固定する固定端１６との間に、挟持面１５から固定端１６に向けて外径が減少するテーパ部６を有する形状のものを用いる。

Description

本発明は、異種材料接合体の製造方法に関する。更に詳しくは、接合面における接合強度に優れた異種材料接合体を低コストに製造することが可能な異種材料接合体の製造方法に関する。

従来、押出成形等に用いられる口金（ダイ）のように、特に、その一部分にのみ優れた耐摩耗性が求められるものについては、例えば、異なる材料の二つの板状部材を積層して接合した接合体（異種材料接合体）が用いられている（例えば、特許文献１又は２参照）。

特許文献１には、アルミニウム（Ａｌ）又はＡｌを主成分とする金属からなるＡｌ金属部材と、該Ａｌ金属部材とは異なる材料からなる異種部材とを接合したＡｌ金属接合体において、前記Ａｌ金属部材と前記異種部材との接合界面に、Ｈｖ硬さ２０〜８０（マイクロビッカース；荷重１００ｇｆ）で且つ厚さ０．１〜３ｍｍの軟質金属層を備えたＡｌ金属接合体が開示されている。

また、特許文献２には、ろう材層を介して金属体とセラミック体とが接合された構造を有する金属−セラミック接合体において、前記金属体としてオーステナイト状態から所定の冷却速度にて冷却することにより硬化する性質を有する鋼材を使用するとともに、前記鋼材及び前記ろう材は、前記ろう材層の固相線温度をＭＰｓ、前記鋼材をオーステナイト状態から冷却したときの硬化相への変態開始温度をＴｓとして、０．１〜２００℃／分の範囲内にて前記冷却速度を選択することにより０．４ＭＰｓ＜Ｔｓ＜０．７５ＭＰｓとすることができる材質が選定された金属−セラミック接合体が開示されている。

このような異種材料接合体を製造する際には、例えば、異種材料からなる二つの板状部材を積層した後、積層した板状部材を一対の押型によって挟持した状態で加熱することにより、積層した二つの板状部材を接合させる方法を用いることがある。

特開平１０−５９９２号公報 特開２００２−１７９４７３号公報

しかしながら、従来の異種材料接合体の製造方法においては、押型によって挟持した状態の板状部材に対して、外部からの熱が均一に伝達され難いため、積層した板状部材の接合面において接合強度にむらができてしまったり、接合が不完全な箇所ができてしまったりするという問題があった。

また、加熱時には、押型によって挟持した状態の板状部材の周囲にヒータ等を配置して、このヒータからの輻射熱を利用する方法が用いられているが、従来の異種材料接合体の製造方法に用いられている押型は、輻射熱の熱伝達率及び吸収効率が悪く、加熱時におけるエネルギーコストが高くなるという問題もあった。

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、接合面における接合強度に優れた異種材料接合体を低コストに製造することが可能な異種材料接合体の製造方法を提供する。

即ち、本発明によれば、以下の異種材料接合体の製造方法が提供される。

［１］ 異種材料からなる二つの板状部材を積層して板状部材積層体を得、前記板状部材積層体を加熱することにより、前記二つの板状部材が接合された異種材料接合体を製造する異種材料接合体の製造方法であって、前記板状部材積層体を、一対の押型の間で挟持した状態で加熱する工程を含み、前記押型として、前記板状部材積層体を構成する少なくとも一方の前記板状部材の熱伝達率（Ｗ／ｍ^２・Ｋ）の１．５倍以上の熱伝達率（Ｗ／ｍ^２・Ｋ）を有する材料からなり、前記板状部材積層体を挟持する挟持面と、前記押型を固定する固定端との間に、前記挟持面から前記固定端に向けて外径が減少するテーパ部を有する形状のものを用いる異種材料接合体の製造方法。

［２］ 前記押型として、前記板状部材積層体を構成する二つの前記板状部材のそれぞれの熱伝達率（Ｗ／ｍ^２・Ｋ）の１．５倍以上の熱伝達率（Ｗ／ｍ^２・Ｋ）を有する材料からなるものを用いる前記［１］に記載の異種材料接合体の製造方法。

［３］ 前記押型として、融点が５００℃以上であり、且つ前記板状部材積層体を構成する前記板状部材の接合温度の１．５倍以上の融点を有する材料からなるものを用いる前記［１］又は［２］に記載の異種材料接合体の製造方法。

［４］ 前記押型として、銀、銅、金、アルミニウム、マグネシウム、黄銅、タングステン、ベリリウム、イリジウム、モリブデン、ケイ素、炭素、窒化アルミ、及び炭化ケイ素からなる群より選択される少なくとも一種を含む材料からなるものを用いる前記［１］〜［３］のいずれかに記載の異種材料接合体の製造方法。

［５］ 前記二つの板状部材の間にろう材を配した状態で積層することによって、前記二つの板状部材の間に前記ろう材を配した前記板状部材積層体を得る前記［１］〜［４］のいずれかに記載の異種材料接合体の製造方法。

［６］ 一対の前記押型と前記板状部材積層体との間に、予め離型材を配した状態で、前記板状部材積層体を挟持する前記［１］〜［５］のいずれかに記載の異種材料接合体の製造方法。

［７］ 前記離型材として、ケイ素、炭素、窒化アルミ、酸化アルミ、及び炭化ケイ素からなる群より選択される少なくとも一種を含む材料からなるシート状又は粉末状のものを用いる前記［６］に記載の異種材料接合体の製造方法。

［８］ 前記板状部材積層体を、前記押型によって０．１〜１００ＭＰａの圧力をかけて挟持する前記［１］〜［７］のいずれかに記載の異種材料接合体の製造方法。

［９］ 前記二つの板状部材の一方の板状部材として、オーステナイト相の冷却によってマルテンサイト変態、ベイナイト変態、及びパーライト変態からなる群より選択される少なくとも一つの相変態を起こし得る金属又は合金から構成されたものを用いる前記［１］〜［８］のいずれかに記載の異種材料接合体の製造方法。

［１０］ 前記二つの板状部材の他方の板状部材として、炭化タングステン基超硬合金から構成されたものを用いる前記［９］に記載の異種材料接合体の製造方法。

［１１］ 前記異種材料接合体を構成する一方の板状部材に、成形原料を導入するための裏孔を形成するとともに、前記異種材料接合体を構成する他方の板状部材に、前記成形原料を格子状に成形するためのスリットを形成して、前記異種材料接合体としてハニカム構造体を成形するための口金を製造する前記［１］〜［１０］のいずれかに記載の異種材料接合体の製造方法。

本発明の異種材料接合体の製造方法は、二つの板状部材を接合させた接合面における接合強度に優れた異種材料接合体を低コストに製造することができる。

特に本発明の異種材料接合体の製造方法は、押型として、上記のような材質及び形状のものを用いることにより、加熱工程においてより早く（板状部材積層体よりも早く）押型を温めることができ、更に、この温まった押型から、均一に板状部材積層体に熱を伝達することができるため、極めて熱効率のよい製造方法であるといえる。

本発明の異種材料接合体の製造方法の一の実施の形態における、板状部材積層体を製造する工程を模式的に示す説明図であり、板状部材積層体を側方から見た側面図である。 本発明の異種材料接合体の製造方法の一の実施の形態によって得られた異種材料接合体を側方から見た側面図である。 本発明の異種材料接合体の製造方法の一の実施の形態における、板状部材積層体を押型の間で挟持した状態で加熱する工程を模式的に示す説明図であり、板状部材積層体を側方から見た側面図である。 本発明の異種材料接合体の製造方法の一の実施の形態における、加熱時の熱の伝達状態を示す説明図であり、板状部材積層体を側方から見た側面図である。 本発明の異種材料接合体の製造方法の一の実施の形態における、加熱時の熱の伝達状態を示す説明図であり、板状部材積層体を側方から見た側面図である。 本発明の異種材料接合体の製造方法の一の実施の形態における、加熱時の熱の伝達状態を示す説明図であり、板状部材積層体を側方から見た側面図である。 本発明の異種材料接合体の製造方法の一の実施の形態における、二つの板状部材の間にろう材を配した状態で板状部材積層体を製造する工程を模式的に示す説明図であり、板状部材積層体を側方から見た側面図である。 ハニカム構造体を成形するための口金を模式的に示す斜視図である。 図８に示す口金によって押出成形されたハニカム構造体を示す斜視図である。 本発明の異種材料接合体の製造方法の一の実施の形態の他の例における、板状部材積層体を製造する工程を模式的に示す説明図であり、板状部材積層体の表面に垂直な断面図である。 本発明の異種材料接合体の製造方法の一の実施の形態の他の例における、板状部材積層体を押型の間で挟持した状態で加熱する工程を模式的に示す説明図であり、板状部材積層体の表面に垂直な断面図である。 本発明の異種材料接合体の製造方法の一の実施の形態の他の例における、他方の板状部材にスリットを形成する工程を模式的に示す説明図であり、板状部材積層体の表面に垂直な断面図である。

符号の説明

１：異種材料接合体、２：板状部材（一方の板状部材）、３：板状部材（他方の板状部材）、４：板状部材積層体、５：押型、６：テーパ部、７：ヒータ、８：離型材、９：ろう材、１０：輻射熱、１２：ハニカム構造体、１３：隔壁、１４：セル、１５：挟持面、１６：固定端、２１：口金、２５：スリット、２６：裏孔。

以下、図面を参照して、本発明の異種材料接合体の製造方法の実施の形態について詳細に説明するが、本発明は、これに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。

図１は、本実施の形態の異種材料接合体の製造方法における板状部材積層体を製造する工程を模式的に示す説明図であり、図２は、本実施の形態の異種材料接合体の製造方法によって得られた異種材料接合体を模式的に示す説明図である。また、図３は、本実施の形態の異種材料接合体の製造方法における、板状部材積層体を押型の間で挟持した状態で加熱する工程を模式的に示す説明図である。なお、図１〜図３は、板状部材積層体又は異種材料接合体を側方から見た側面図である。

本実施の形態の異種材料接合体の製造方法は、図１に示すように、異種材料からなる二つの板状部材２，３を積層して板状部材積層体４を得、図２に示すように、板状部材積層体４を加熱することにより、二つの板状部材２，３が接合された異種材料接合体１を製造する異種材料接合体の製造方法であって、図３に示すように、上記した板状部材積層体４を、一対の押型５の間で挟持した状態で加熱する工程を含む異種材料接合体の製造方法である。

そして、本実施の形態の異種材料接合体の製造方法においては、図３に示すように、押型５として、板状部材積層体４を構成する板状部材２，３のうちの少なくとも一方の板状部材の熱伝達率（Ｗ／ｍ^２・Ｋ）の１．５倍以上の熱伝達率（Ｗ／ｍ^２・Ｋ）を有する材料からなり、板状部材積層体４を挟持する挟持面１５と、押型５を固定する固定端１６との間に、挟持面１５から固定端１６に向けて外径が減少するテーパ部６を有する形状のものを使用する。

このように構成することによって、二つの板状部材２，３を接合させた接合面における接合強度に優れた異種材料接合体１（図２参照）を低コストに製造することができる。

従来の異種材料接合体の製造方法においては、押型によって挟持した状態の板状部材に外部からの熱が均一に伝達され難いため、二つの板状部材の接合面において接合強度にむらができてしまったり、接合が不完全な箇所ができてしまったりするという問題があったが、本実施の形態の異種材料接合体の製造方法は、上記したような、板状部材積層体４を構成する少なくとも一方の板状部材２，３の熱伝達率（Ｗ／ｍ^２・Ｋ）の１．５倍以上の熱伝達率（Ｗ／ｍ^２・Ｋ）を有する材料からなり、且つ、挟持面１５から固定端１６に向けて外径が減少するテーパ部６を有する形状の押型５を使用するため、板状部材積層体４を均一に且つ効率よく加熱することができる。

このように、本実施の形態の異種材料接合体の製造方法は、押型５として上記のような材質及び形状のものを用いることにより、加熱工程においてより早く（板状部材積層体４よりも早く）押型５を温めることができ、更に、この温まった押型５から、均一に板状部材積層体４に熱を伝達することができるため、極めて熱効率のよい製造方法であるといえる。

本実施の形態の異種材料接合体の製造方法においては、特に限定されることはないが、押型５を構成する材料の熱伝達率（Ｗ／ｍ^２・Ｋ）が、少なくとも一方の板状部材の熱伝達率（Ｗ／ｍ^２・Ｋ）よりも２倍以上高いことが好ましく、３倍以上高いことが更に好ましい。

また、本実施の形態の異種材料接合体の製造方法においては、押型５として、板状部材積層体４を構成する二つの板状部材２，３のそれぞれの熱伝達率（Ｗ／ｍ^２・Ｋ）の１．５倍以上の熱伝達率（Ｗ／ｍ^２・Ｋ）を有する材料からなるものを用いることが好ましい。このように構成することによって、より接合強度に優れた異種材料接合体１（図２参照）を製造することができる。

板状部材積層体４を一対の押型５の間で挟持した状態で加熱する場合には、図３に示すように、板状部材積層体４を挟持した押型５の周囲に配設したヒータ７等によって加熱することができる。

ここで、加熱時の熱の伝達状態について説明する。図４〜図６は、本実施の形態の異種材料接合体の製造方法における、加熱時の熱の伝達状態を示す説明図であり、板状部材積層体を側方から見た側面図である。なお、図４〜図６における押型及び板状部材積層体の斜線で示されている箇所が、熱が伝達されている部位である。

ヒータ７からの加熱が行われると、まず、図４に示すように、ヒータ７からの輻射熱１０によって、熱伝達のよい材料からなる押型５の外側から徐々に熱が伝達される。

また、本実施の形態の異種材料接合体の製造方法においては、押型５として、挟持面１５と固定端１６との間に、挟持面１５から固定端１６に向けて外径が減少するテーパ部６を有する形状のものを用いるため、通常の方法では熱が伝達され難い押型５の挟持面１５の中心部分が、テーパ部６からの熱伝達によって良好に加熱されるため、押型５の挟持面１５の温度が均一になり易くなっている。

また、このような形状の押型５は、輻射熱１０を吸収し易いため、極めて熱効率のよい加熱を行うことができる。

例えば、板状部材積層体を挟持する押型として、角柱状や円柱状等の従来公知の押型を用いた場合には、押型全体が加熱されるまでに時間が掛かるため、押型の挟持面が均一な温度となる前に、挟持面の外側から板状部材積層体が加熱されてしまい、板状部材積層体を均一に加熱することができなかった。

本実施の形態の異種材料接合体の製造方法においては、図５に示すように、熱伝達のよい押型５全体が加熱された後、図６に示すように、加熱された押型５の挟持面１５から板状部材積層体４に熱が伝達される。この際、押型５は急速な加熱によって略均一な温度まで加熱されるため、板状部材積層体４の表面には、押型５の挟持面１５から均等に熱が伝達される。

これにより、積層した板状部材２，３は、その温度を均一に上昇させることができ、接合不良を有効に低減することができ、接合面における接合強度に優れた異種材料接合体を製造することができる。

このように、押型５は加熱工程において用いられるため、押型５として、その融点が５００℃以上であり、且つ、板状部材積層体４を構成する板状部材２，３の接合温度の１．５倍以上の融点を有する材料からなるものを用いることが好ましい。このような押型５を用いることにより、押型５の板状部材積層体４への加圧を十分に行うことができ、異種材料接合体を製造した後に、押型５を容易に取り外すことができ、繰り返し使用することができる。更に、加熱工程における押型５の熱変形を緩和することができる。

なお、上記接合温度とは、接合のために加熱される温度のことであり、具体的には、加熱した時に到達する最高温度である。

なお、特に限定されることはないが、押型５の融点は、１０００℃以上であることが更に好ましく、１５００℃以上であることがより好ましい。このような材料を用いることにより、加熱工程において板状部材積層体を強固に挟持することができる。また、押型５の融点は、上記した接合温度の２倍以上であることが更に好ましい。

押型５を構成する具体的な材料としては、板状部材積層体４を構成する板状部材２，３の少なくとも一方の熱伝達率（Ｗ／ｍ^２・Ｋ）の１．５倍以上の熱伝達率（Ｗ／ｍ^２・Ｋ）を有する材料であれば特に制限はないが、例えば、銀、銅、金、アルミニウム、マグネシウム、黄銅、タングステン、ベリリウム、イリジウム、モリブデン、ケイ素、炭素、窒化アルミ、及び炭化ケイ素からなる群より選択される少なくとも一種を含む材料を好適例として挙げることができる。

また、上記した材料のうち、タングステン、モリブデン、炭素、窒化アルミ等をより好適に用いることができ、更に、材料がより安価なものであるとともに、加工性も良好であることから、炭素を特に好適に用いることができる。

なお、上記した炭素、例えば、等方性グラファイトカーボンは、その密度によって大きく熱伝達率が変化するため、本実施の形態の異種材料接合体の製造方法において押型の材料として炭素を用いる場合には、その密度が１．５Ｍｇ／ｍ^３以上であることが好ましく、１．７Ｍｇ／ｍ^３以上であることが更に好ましい。

このような密度の炭素は、従来の押型に用いられている材料と比較して高い熱伝達性を有するとともに、融点についても極めて高いことから、さまざまな材質の板状部材を用いた異種材料接合体の製造方法に利用することができる。

このように構成された押型５は、極めて良好な熱伝達であり、ヒータ７等の輻射熱１０によって素早く加熱することができる。

また、押型５の挟持面１５から板状部材積層体４により均等に熱を伝達させることができるように、板状部材積層体４は、押型５の挟持面１５と均等に隙間無く接触するように挟持されていることが好ましい。

また、一対の押型５によって板状部材積層体４を挟持する際には、図３に示すように、一対の押型５と板状部材積層体４との間に、予め離型材８（図３においては、シート状の離型材８を用いている）を配した状態で、板状部材積層体４を挟持し、押型５と板状部材積層体４との間に隙間を作らないようにすることが好ましい。

このように構成することによって、板状部材積層体４（又は、得られる異種材料接合体１（図２参照））と、押型５の挟持面１５との融着を有効に防止することができるとともに、板状部材積層体４と押型５との密着性を向上させることができる。

なお、図３においては、離型材８としてシート状のものを用いているが、例えば、図示は省略するが、粉末状の離型材を用いることもできる。このような粉末状の離型材を用いる場合には、押型と板状部材積層体との間に離型材を敷き詰めた状態で使用する。これにより、押型や板状部材積層体の表面の凹凸に粉末状の離型材が入り込み、押型と板状部材積層体との間の隙間を無くすことができ、押型からの熱伝達を向上させ、面圧分布を均一にすることができる。

また、離型材がシート状のものである場合には、その弾性率が十分に小さいことが好ましい。具体的な弾性率としては、１００ＧＰａ以下であることが好ましく、１０ＧＰａ以下であることが更に好ましい。このように構成することによって、押型と板状部材との隙間を埋めて、密着を向上させ熱伝達を向上させることができるとともに、面圧分布を均一にすることができる。

なお、この離型材８の材料については特に制限はないが、熱伝達の優れた材料からなるものであることが好ましく、例えば、ケイ素、炭素、窒化アルミ、酸化アルミ、及び炭化ケイ素からなる群より選択される少なくとも一種を含む材料からなるもの（例えば、シート状や粉末状のもの）を好適に用いることができる。

なお、離型材がシート状の場合は、その厚さが十分に薄いことが好ましく、具体的には、厚さが１ｍｍ以下であることが好ましく、０．２ｍｍ以下であることが更に好ましい。また、離型材が粉末状の場合は、その粒径が十分に小さいことが好ましく、具体的には、粒径が０．１ｍｍ以下であることが好ましく、０．０１ｍｍ以下であることが更に好ましい。

このような離型材８を用いることにより、板状部材積層体４と押型５との密着性をより向上させることができ、押型５の挟持面１５からの熱を、板状部材積層体４の表面に、より均等に伝達することが可能になる。

なお、離型材として粉末状のものを用いた場合には、押型からの熱伝達をより向上させるために、粉末状の離型材を押型と板状部材積層体との間に配置した後に、一対の押型によって板状部材積層体と離型材とを十分に加圧して、押型と板状部材積層体との間に形成されている隙間を離型材によって埋める作業を行ってから、板状部材積層体を加熱する工程を行うことが好ましい。

また、本実施の形態の異種材料接合体の製造方法において押型５によって板状部材積層体４を挟持する際には、積層した板状部材２，３の種類や構造によっても異なるが、例えば、押型５によって０．１〜１００ＭＰａの圧力をかけて挟持することが好ましい。このように構成することによって、二つの板状部材２，３の接合後に生じる反りを矯正して、歪みのない異種材料接合体１（図２参照）を得ることができる。

また、図１に示すように、板状部材積層体４を構成する二つの板状部材２，３は、その二つの板状部材２，３の材質に特に制限はないが、例えば、二つの板状部材２，３の一方の板状部材（例えば、板状部材２）として、オーステナイト相の冷却によってマルテンサイト変態、ベイナイト変態、及びパーライト変態からなる群より選択される少なくとも一つの相変態を起こし得る金属又は合金から構成されたものを用いることができる。

更に、二つの板状部材２，３のうちの一方の板状部材２として上記した金属又は合金から構成されたものを用いた場合には、他方の板状部材３として、炭化タングステン基超硬合金から構成されたものを好適に用いることができる。

このような二つの板状部材２，３を用いることにより、例えば、押出成形等に用いられる口金のように、特に、その一部分にのみ優れた耐摩耗性が求められる異種材料接合体１（図２参照）を製造することができる。

また、本実施の形態の異種材料接合体の製造方法において、異種材料からなる二つの板状部材２，３を積層して板状部材積層体４を得る際には、例えば、図７に示すように、二つの板状部材２，３の間にろう材９を配した状態で積層し、二つの板状部材２，３の間にろう材９を配した板状部材積層体４を得てもよい。このように構成することによって、二つの板状部材２，３の接合が容易になるとともに、二つの板状部材２，３の接合面における接合強度を向上させることができる。

なお、特に限定されることはないが、ろう材９としては、二つの板状部材２，３のうちの少なくとも一方の内部に浸透し得る材料からなるものであることが好ましい。このような材料からなるろう材９を用いることにより、二つの板状部材２，３の接合面にろう材６が層として残留することがなく、残留するろう材による機械的強度の低下を有効に防止することができる。

本実施の形態の異種材料接合体の製造方法に用いられるろう材９としては、銅、銀、金、ニッケル、及びアルミニウムからなる群より選ばれる少なくとも一つを含むろう材を好適例として挙げることができる。

また、本実施の形態の異種材料接合体の製造方法においては、例えば、異種材料接合体を構成する一方の板状部材２に、成形原料を導入するための裏孔を形成するとともに、異種材料接合体を構成する他方の板状部材３に、成形原料を格子状に成形するためのスリットを形成して、異種材料接合体として、図８に示すような、ハニカム構造体を成形するための口金２１を製造することもできる。

このような口金２１は、成形原料を導入するための裏孔２６が形成された板状部材２と、この成形原料を格子状に成形するためのスリット２５が形成された板状部材３とが接合された異種材料接合体１からなる口金２１である。

このような口金２１は、例えば、図９に示すように、多孔質の隔壁１３を備え、この隔壁１３によって流体の流路となる複数のセル１４が区画形成されたハニカム構造体１２を押出成形する際に用いることができる。

なお、図９に示すようなハニカム構造体１２は、内燃機関、ボイラー、化学反応機器及び燃料電池用改質器等の触媒作用を利用する触媒用担体や、排気ガス中の微粒子捕集フィルター等に好適に用いることができる。

図８に示すような口金２１を製造する際には、例えば、まず、図１０に示すように、二つの板状部材２，３のうちの一方の板状部材２に裏孔２６を形成し、この裏孔２６を形成した板状部材２と、他の板状部材３とを積層して板状部材積層体４を得る。

上記した裏孔２６は、例えば、電解加工（ＥＣＭ加工）、放電加工（ＥＤＭ加工）、レーザ加工、ドリル等の機械加工等による従来公知の方法によって形成することができる。

次に、図１１に示すように、得られた板状部材積層体４を、炭素を主成分とする材料からなり、挟持面１５と固定端１６との間に、挟持面１５から固定端１６に向けて外径が減少するテーパ部６を有する形状の一対の押型５の間で挟持した状態で加熱して、板状部材積層４を構成する二つの板状部材２，３を接合させる。

次に、図１２に示すように、他方の板状部材３に成形原料を格子状に成形するためのスリット２５を形成して、ハニカム構造体を成形するための口金２１（異種材料接合体１）を製造する。

上記したスリット５、例えば、ダイヤモンド砥石による研削加工や放電加工（ＥＤＭ加工）等による従来公知の方法によって形成することができる。

特に、このような口金２１を製造する場合には、一方の板状部材２として、オーステナイト相の冷却によってマルテンサイト変態、ベイナイト変態、及びパーライト変態からなる群より選択される少なくとも一つの相変態を起こし得る金属又は合金から構成されたものを用い、更に、他方の板状部材３として、炭化タングステン基超硬合金から構成されたものを用いることにより、耐摩耗性に優れた口金２１を製造することができる。

なお、本発明の異種材料接合体の製造方法は、異種材料からなる二つの板状部材が接合された異種材料接合体を製造するための製造方法であるが、勿論、同種の材料からなる二つの板状部材を接合して板状部材接合体を製造する製造方法としても好適に用いることができる。なお、このような同種材料からなる板状部材接合体を製造する際には、使用する材料として、同種の材料からなる二つの板状部材を用いること以外は、これまでに説明した異種材料接合体の製造方法と同様の方法によって板状部材接合体を製造することができる。

本発明の異種材料接合体の製造方法は、異種材料からなる二つの板状部材が接合された異種材料接合体を製造する方法、特に、押出成形等に用いられる口金のように、その一部分にのみ優れた耐摩耗性が求められる異種材料接合体を製造する方法として好適に用いることができる。

Claims (11)

1. 異種材料からなる二つの板状部材を積層して板状部材積層体を得、前記板状部材積層体を加熱することにより、前記二つの板状部材が接合された異種材料接合体を製造する異種材料接合体の製造方法であって、
   前記板状部材積層体を、一対の押型の間で挟持した状態で加熱する工程を含み、
   前記押型として、前記板状部材積層体を構成する少なくとも一方の前記板状部材の熱伝達率（Ｗ／ｍ^２・Ｋ）の１．５倍以上の熱伝達率（Ｗ／ｍ^２・Ｋ）を有する材料からなり、前記板状部材積層体を挟持する挟持面と、前記押型を固定する固定端との間に、前記挟持面から前記固定端に向けて外径が減少するテーパ部を有する形状のものを用いる異種材料接合体の製造方法。
2. 前記押型として、前記板状部材積層体を構成する二つの前記板状部材のそれぞれの熱伝達率（Ｗ／ｍ^２・Ｋ）の１．５倍以上の熱伝達率（Ｗ／ｍ^２・Ｋ）を有する材料からなるものを用いる請求項１に記載の異種材料接合体の製造方法。
3. 前記押型として、融点が５００℃以上であり、且つ前記板状部材積層体を構成する前記板状部材の接合温度の１．５倍以上の融点を有する材料からなるものを用いる請求項１又は２に記載の異種材料接合体の製造方法。
4. 前記押型として、銀、銅、金、アルミニウム、マグネシウム、黄銅、タングステン、ベリリウム、イリジウム、モリブデン、ケイ素、炭素、窒化アルミ、及び炭化ケイ素からなる群より選択される少なくとも一種を含む材料からなるものを用いる請求項１〜３のいずれかに記載の異種材料接合体の製造方法。
5. 前記二つの板状部材の間にろう材を配した状態で積層することによって、前記二つの板状部材の間に前記ろう材を配した前記板状部材積層体を得る請求項１〜４のいずれかに記載の異種材料接合体の製造方法。
6. 一対の前記押型と前記板状部材積層体との間に、予め離型材を配した状態で、前記板状部材積層体を挟持する請求項１〜５のいずれかに記載の異種材料接合体の製造方法。
7. 前記離型材として、ケイ素、炭素、窒化アルミ、酸化アルミ、及び炭化ケイ素からなる群より選択される少なくとも一種を含む材料からなるシート状又は粉末状のものを用いる請求項６に記載の異種材料接合体の製造方法。
8. 前記板状部材積層体を、前記押型によって０．１〜１００ＭＰａの圧力をかけて挟持する請求項１〜７のいずれかに記載の異種材料接合体の製造方法。
9. 前記二つの板状部材の一方の板状部材として、オーステナイト相の冷却によってマルテンサイト変態、ベイナイト変態、及びパーライト変態からなる群より選択される少なくとも一つの相変態を起こし得る金属又は合金から構成されたものを用いる請求項１〜８のいずれかに記載の異種材料接合体の製造方法。
10. 前記二つの板状部材の他方の板状部材として、炭化タングステン基超硬合金から構成されたものを用いる請求項９に記載の異種材料接合体の製造方法。
11. 前記異種材料接合体を構成する一方の板状部材に、成形原料を導入するための裏孔を形成するとともに、前記異種材料接合体を構成する他方の板状部材に、前記成形原料を格子状に成形するためのスリットを形成して、前記異種材料接合体としてハニカム構造体を成形するための口金を製造する請求項１〜１０のいずれかに記載の異種材料接合体の製造方法。

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