JPWO2010137353A1 - クラッド板 - Google Patents

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Abstract

［要約］［課題］アルミニウム板と銅板等の硬質金属板とがそれぞれの側端面で接合されたクラッド板であって、接合強度、耐曲げ剥離性に優れたものを提供する。［解決手段］アルミニウム板(１)の側端面と硬質金属板(２)の側端面とがニッケル層（３）を介して圧接により接合される。アルミニウム板(１)の側端面に形成された山部(１１)、谷部(１２)はそれぞれ硬質金属板(２)の側端面に形成された谷部(２２)、山部(２１)にニッケル層(３)を介して係合した状態で接合される。前記ニッケル層(３)の端部は前記アルミニウム板(１)の側端面の後端部Ｂを越えて板表面に露出した状態で接合され、板表面に露出したニッケル層(３)の露出部(４)の幅Ｗの平均が０．２〜１．５mmとされる。

Description

本発明は、アルミニウム材で形成されたアルミニウム板の側端面(板幅方向の端面)と、銅材などで形成された硬質金属板の側端面とが圧接接合されたクラッド板（以下、「並接クラッド板」という。）に関する。
ハイブリット車や各種電子機器等に搭載されるリチウムイオン電池パックは、必要に応じてリチウムイオン電池が直列に接続され、さらに直列接続された電池群が並列に接続される。このため、電池同士を接続する配線材が多数使用される。リチウムイオン電池は、正極端子がアルミニウム材で、負極端子が主に銅材で形成される。このため、正極端子と負極端子とを直列接続する配線材としては、一端がアルミニウム材、他端が銅材などの導電性の良好な金属材で形成された複合金属材が好適である。
このような複合金属材として好適な並接クラッド板を本発明らは特開２００８−６４９６号公報（特許文献１）において提案した。この並接クラッド板は、アルミニウム材で形成された第１金属板と銅材などの金属材で形成された第２金属板とがそれぞれの側端面で圧接接合されたものである。そして前記第１金属板の側端面の先端側から後端側に山部と谷部が設けられ、前記第２金属板の側端面の先端側から後端側に山部と谷部が設けられ、前記第１金属板の山部が第２金属板の谷部に、前記第１金属板の谷部が第２金属板の山部にそれぞれ係合した状態で圧接接合される。この並接クラッド板は、接合面（側端面）において山部と谷部が凹凸状に係合されて圧接接合されるので、良好な接合性が得られる。
近年、車両や電動工具類などに搭載される電池パックや電子部品の配線材は、振動や衝撃に対してより過酷な使用環境下での耐久性、信頼性が要望されている。さらに、電池の接続形態も複雑化しつつあり、配線材として曲げ加工される場合があるので、曲げ加工に対する耐剥離性も望まれている。
一方、アルミニウム板と銅板とを板表面同士で圧接及び拡散接合により接合したクラッド板が特開平１１−１５６９９５号公報（特許文献２）に提案されている。このクラッド板は、アルミニウム板と銅板との接合強度を向上させるため、アルミニウム板と銅板との間にニッケル層を介してこれらを一体的に接合したものである。
特開２００８−６４９６号公報 特開平１１−１５６９９５号公報
本発明者らは、アルミニウム板と銅板とをそれぞれ側端面で圧接接合した並接クラッド板について、接合面の接合強度をさらに向上させるため、アルミニウム板の側端面と銅板の側端面との間にニッケル層を介して圧接及び拡散接合により接合した並接クラッド材を製作した。前記ニッケル層を設けることにより、並接クラッド板の接合強度の向上が認められた。しかし、銅板の側端面における先端部及びこれに隣接したニッケル層がアルミニウム板の側端面における後端部に十分に圧接されないため、十分な接合強度が得られなかった。その結果、銅板の前記先端部が曲げ部の外側に位置するように並接クラッド板を曲げ加工した場合、銅板の前記先端部がニッケル層と共にアルミニウム板の前記後端部より剥離し易いという問題が認められた。
本発明はかかる問題に鑑みなされたもので、アルミニウム板と、銅板などのアルミニウム板に対して硬質の金属板とがそれぞれ側端面で圧接接合された並接クラッド板であって、接合強度、曲げ加工に対する耐剥離性（「耐曲げ剥離性」という。）に優れた並接クラッド板を提供することを目的とする。
本発明者は、アルミニウム板と銅板あるいは鉄板（以下、両板をまとめて「硬質金属板」という。）とをそれぞれ側端面の間にニッケル層を介して圧接及び拡散接合した並接クラッド板を製作し、その接合部を中心として曲げ加工し、曲げ部における剥離状態を詳細に観察した。その結果、以下のことがわかった。アルミニウム板は硬質金属板及びニッケル層に比して軟質であり、塑性変形し易いため、アルミニウム板の側端面に形成された凹凸と硬質金属板の側端面に形成された凹凸とをニッケル層を介して係合した状態で圧接すると、硬質金属板の側端面の先端部がニッケル層と共にアルミニウム板の側端面の後端部に押し込まれるようにアルミニウム板の前記後端部が塑性変形するため、硬質金属板の前記先端部及びこれに隣接したニッケル層に圧下力が掛かり難く、その結果、この部分で十分な圧接が得られない。このため、硬質金属板の前記先端部がニッケル層と共にアルミニウム板の前記後端部から剥離し易くなり、耐曲げ剥離性が劣化する。本発明はかかる知見に基づきなされたものである。
すなわち、本発明の並接クラッド板は、アルミニウム材によって形成されたアルミニウム板と、銅材あるいは鉄材によって形成された硬質金属板とを備え、前記アルミニウム板の側端面と前記硬質金属板の側端面とがニッケル層を介して圧接により接合されたものである。前記アルミニウム板の側端面の先端側から後端側に形成された山部と谷部は、それぞれ前記硬質金属板の側端面の後端側から先端側に形成された谷部と山部に前記ニッケル層を介して係合した状態で接合される。そして、前記ニッケル層の端部が前記アルミニウム板の側端面の後端部を越えて板表面に露出した状態で接合され、当該板表面に露出したニッケル層の露出部の平均幅が０．２〜１．５mmとされる。
この並接クラッド板によれば、前記アルミニウム板の山部が前記硬質金属板の谷部に、前記アルミニウム板の谷部が前記硬質金属板の山部にそれぞれニッケル層を介して係合した状態で圧接により接合されるので、前記アルミニウム板と前記硬質金属板とはそれぞれの側端面の間にニッケル層を介して強固に接合される。さらに、前記ニッケル層は、その端部が前記アルミニウム板の側端面の後端部（図１の符合Ｂ参照）を越えて板表面に露出した状態で圧接により接合され、当該板表面に露出したニッケル層の露出部（図１の符合４参照）の平均幅が０．２〜１．５mmとされるので、硬質金属板の側端面の先端部（図１の符合Ｆ参照）がニッケル層に強固に接合し、かつニッケル層がアルミニウム板の前記後端部から板表面にオーバーラップした状態で強固に接合する。このため、硬質金属板の前記先端部が曲げ部の外側になるように並接クラッド板が曲げ加工されても、前記硬質金属板の前記先端部がアルミニウム板の前記後端部から剥離し難くなり、優れた耐曲げ剥離性を備える。
上記並接クラッド板において、前記アルミニウム板の側端面と前記硬質金属板の側端面とはニッケル層を介して圧接及び拡散接合により接合されることが好ましい。また、導電性の観点から、前記アルミニウム材としては純Ａｌあるいは導電率が１０％ＩＡＣＳ以上のアルミニウム合金が好ましい。また前記銅材としては純銅あるいは導電率が１０％ＩＡＣＳ以上の銅合金が好ましく、また前記鉄材としては純鉄あるいは軟鋼が好ましい。鉄材は、導電性が銅材に比して劣るものの、強度が高く、また材料コストが低いため、経済性に優れる。
また、前記アルミニウム板および硬質金属板は、それぞれ０．５〜２mm程度の板厚が電池配線材として好ましく、また両板は板厚を等しくすることが好ましい。また、前記ニッケル層は平均厚さで３０〜１００μm が好ましい。
上記のとおり、本発明の並接クラッド板によれば、アルミニウム板の側端面と銅板あるいは鉄板によって形成された硬質金属板の側端面とが凹凸状に係合し、かつそれぞれの側端面の間にニッケル層を介在して圧接により接合されるため、両板の側端面での接合強度が向上する。さらに前記ニッケル層の端部が前記アルミニウム板の側端面の後端部を越えて板表面に露出し、オーバーラップした状態で圧接により接合され、板表面に露出したニッケル層の露出部の平均幅が０．２〜１．５mmとされるので、前記硬質金属板の側端面の先端部が曲げ部の外側になるように曲げ加工されても、前記硬質金属板の前記先端部がアルミニウム板の前記後端部から剥離し難くなり、耐曲げ剥離性に優れる。
本発明の実施形態にかかる並接クラッド板の板幅方向における接合部断面図である。 実施形態に係る並接クラッド板の部分斜視図である。 並接クラッド板の圧接前の素材の重ね合わせ状態を示す説明図である。 並接クラッド板の圧接前の素材の重ね合わせ状態を示す他の説明図である。 実施例に係る並接クラッド板の曲げ試験要領を示す説明図である。
１ アルミニウム板
２ 硬質金属板
３ ニッケル層
４ 露出部
以下、図面を参照して本発明の実施形態にかかる並接クラッド板について説明する。図１及び図２に示すように、実施形態の並接クラッド板は、アルミニウム材によって形成されたアルミニウム板１と、銅材あるいは鉄材によって形成された硬質金属板２とを備え、前記アルミニウム板１の側端面と硬質金属板２の側端面がニッケル層３を介して圧接及び拡散接合されている。
前記アルミニウム板１の側端面には、二つの傾斜面によって凹状に形成された谷部１２と凸状に形成された山部１１がその側端面の後端部Ｂの側からその先端部の側にかけて連続して形成されている。前記山部１１及び谷部１２は、アルミニウム板１の長さ方向（図２参照）に沿って同じ断面形状に形成されている。また前記硬質金属板２の側端面にも、前記アルミニウム板１の谷部１２及び山部１１に係合するように、二つの傾斜面により凸状に形成された山部２１と凹状に形成された谷部２２がその側端面の先端部Ｆの側から後端部の側にかけて連続して形成されている。そして、前記アルミニウム板１の側端面に形成された山部１１が前記硬質金属板２の側端面に形成された谷部２２に、前記アルミニウム板１の側端面に形成された谷部１２が前記硬質金属板２の側端面に形成された山部２１にそれぞれ前記ニッケル層３を介して係合した状態で接合されている。
前記アルミニウム板１の山部１１及び硬質金属板２の谷部２２を形成する、隣り合う傾斜面のなす角度（山部１１あるいは谷部２２の角度）θ１、及び前記硬質金属板２の山部２１及びアルミニウム板１の谷部１２を形成する、隣り合う傾斜面のなす角度（山部２１あるいは谷部１２の角度）θ２は、それぞれ６０°〜１５０°程度とされ、通常、θ１とθ２とはほぼ同等の角度とされる。また、並接クラッド板の板厚をｔ、前記アルミニウム板１の谷部１２の底とこの底側の板表面との間隔をｄ１、山部１１の頂上とこの頂上側の板表面との間隔をｄ２、山部１１の頂上と谷部１２の底との間隔をｈとするとき、ｄ１とｄ２とは同等ないしほぼ同等とされ、ｈは（ｔ／３−ｔ／１０）〜（ｔ／３＋ｔ／１０）程度に設定される。並接クラッド板の板厚は必要に応じて決定されるが、並接クラッド板を電池の電極間を繋ぐ配線接続材などの導電性素材とする場合、通常０．５〜２mm程度とされる。
前記並接クラッド板を導電性素材とする場合、前記アルミニウム板１を形成するアルミニウム材としては、純Ａｌあるいは導電率が１０％ＩＡＣＳ以上、好ましくは２０％ＩＡＣＳ以上のＡｌ合金を用いることが望ましい。以下、導電率の「％ＩＡＣＳ（International Annealed Copper Standard）」は単に「％」と表示する。ある材料の導電率（％ＩＡＣＳ）は下記式によって算出される。例えば、純Ｃｕは１００％、純Ａｌは６５％である。
導電率（％IACS）＝標準軟銅（純銅）の体積抵抗率（1.7241μΩ・cm）／当該材料の体積抵抗率×１００
前記導電率が１０％以上のＡｌ合金としては、Ａｌの含有量が高いほど導電率も高くなるので、好ましくは９０mass％（以下、単に「％」と表示する。）以上、より好ましくは９５％以上のＡｌ合金が望ましい。具体的には、ＪＩＳ １０５０、１０６０、１０７０、１０８０、１１００、１２００、３００３、５００５、６０６３、６１０１に規定のＡｌ合金を例示することができる。例えば、前記５００５合金は、Ａｌ−（０．５〜１．１％）Ｍｎの固溶強化型合金であり、導電率は５２％である。その他、適用可能なＡｌ合金として、Ａｌ−（４〜５％）Ｍｇ合金（ＪＩＳＡ５０８２、導電率約２９％）、Ａｌ−（５〜６％）Ｃｕ合金（ＪＩＳＡ２０１１、導電率約３９％）、Ａｌ−（３．５〜４．５％）Ｃｕ−（０．４〜１．０％）Ｍｎ−（０．２〜０．８％）Ｍｇ合金（ＪＩＳＡ２０１７、ジュラルミン、導電率約５０％）、Ａｌ−（３．８〜４．９％）Ｃｕ−（０．３〜０．９％）Ｍｎ−（１．２〜１．８％）Ｍｇ合金（ＪＩＳＡ２０２４、超ジュラルミン、導電率約３０％）、Ａｌ−（１１〜１３．５％）Ｓｉ−（０．８〜１．３％）Ｍｇ合金（ＪＩＳＡ４０３２、導電率約４０％）を例示することができる。なお、硬質金属板やニッケル層との圧接性については、これらのＡｌ合金は純Ａｌよりも硬いため有利であり、純Ａｌが最も圧接性がよくない。
また、並接クラッド板を導電性素材とする場合、前記硬質金属板２を形成する銅材としては、純Ｃｕあるいは導電率が１０％以上、好ましくは２０％以上のＣｕ合金が好ましい。前記Ｃｕ合金は、Ｃｕ含有量が高いほど導電率も高くなるので、Ｃｕ量が好ましくは９０％以上、より好ましくは９５％以上のＣｕ合金が望ましい。このようなＣｕ合金としては、ＪＩＳ Ｃ１０２０、Ｃ１１００、Ｃ１２０１、Ｃ１４５００に規定のＣｕ合金、またＪＩＳ Ｚ３２３４に規定されるＣｕ−Ｂｅ合金，Ｃｕ−Ｃｒ合金を挙げることができる。その他、適用可能なＣｕ合金を以下に例示する。Ｃｕ−２％Ｎｉ合金（導電率３３％）、Ｃｕ−６％Ｎｉ合金（導電率１７％）、Ｃｕ−９．５％Ｎｉ合金（導電率１１％）、Ｃｕ−３０％Ｚｎ合金（導電率２７．４％）、Ｃｕ−３４％Ｚｎ合金（導電率２６．５％）、Ｃｕ−Ｆｅ−Ｐ（Ｆｅ＋Ｐ：０．１３％）合金（導電率９３％）、Ｃｕ−Ｆｅ−Ｐ（Ｆｅ＋Ｐ：２．４８％）合金（導電率６９％）、Ｃｕ−０．２％Ｚｒ合金（導電率９３％）を例示することができる。
また、並接クラッド板を導電性素材とする場合、前記硬質金属板２を形成する鉄材としては、純Ｆｅ（導電率１３％）あるいは導電率が１０％以上のＦｅ合金が好ましい。前記Ｆｅ合金としては、Ｃ量が０．２％以下の軟鋼を例示することができる。
前記ニッケル層３を形成する材料としては、純ＮｉあるいはＮｉを主成分として９０％以上含有するＮｉ合金が好ましい。これらのニッケル基金属は、導電率が比較的高く、アルミニウム材、銅材あるいは鉄材との接合性にも優れる。前記Ｎｉ合金は、Ｎｉ含有量が高いほど導電率も高くなるので、Ｎｉ量は９５％以上がより好ましい。好適なＮｉ合金としては、例えばＮｉ−（２％以下）Ｃｕ合金（導電率１６．７％以上）を挙げることができる。
前記ニッケル層３の厚さは、材料コストや製造の際の素材の取り扱い易さから、通常、平均厚さで２０〜１５０μm 程度、好ましくは３０〜１２０μm 程度とされる。なお、平均厚さは、クラッド板の厚さをｔとするとき、上下表面からｔ／４の部位、ｔ／２の部位における厚さの算術平均によって求められる。
また、図１に示すように、前記ニッケル層３の一方の端部は、アルミニウム板１の側端面の後端部（肩部）Ｂから板表面に露出した状態で同表面に接合されており、板表面に露出した露出部４の幅Ｗは平均で０．２〜１．５mmとされる。後述する実施例から明らかなように、露出部４の平均幅が０．２mm未満では前記後端部Ｂから板表面へのオーバーラップが過少であるため、耐曲げ剥離性が低下する。他方、前記露出部４の平均幅が１．５mmを越えると、後述する製造過程でニッケル層３とアルミニウム板１とが長さ方向（圧延方向）に沿って均一な厚さに圧下され難くなり、並接クラッド板の厚さが長さ方向に沿って不均一になり、外観が波打ち状になったり、著しい場合は厚さが薄い部分に亀裂が生じるようになる。その結果、耐曲げ剥離性も低下するようになる。このため、露出部４の平均幅の下限を０．２mm、好ましくは０．４mmとし、その上限を１．５mm、好ましくは１．２mmとする。前記ニッケル層３の他方の端部は、図１に示すように、硬質金属板２の側端面の後端部から板表面に露出してもよく、あるいは露出しなくてもよい。硬質金属板２はアルミニウム板１に比して硬度や強度が大きいので、圧下の際に硬質金属板２の側端面の後端部ないし板表面は圧下力を十分に担持することができる。このため、前記アルミニウム板１の側端面の先端部や当該部分に沿って隣接するニッケル層は十分に硬質金属板２の側端面に圧接され、圧接性が低下することはない。
上記並接クラッド板は以下の製造方法により製造される。まず、並接クラッド板のアルミニウム板１、硬質金属板２、ニッケル層３の元になるアルミニウム素板１ａ、硬質金属素板２ａ、ニッケル薄板３ａを準備する。図３に示すように、前記アルミニウム素板１ａの側端面には、並接クラッド板のアルミニウム板１の山部１１及び谷部１２に対応した山部１１ａ及び谷部１２ａが形成されている。また前記硬質金属素板２ａの側端面には、並接クラッド板の硬質金属板２の山部２１及び谷部２２に対応した山部２１ａ及び谷部２２ａが形成されている。ニッケル薄板４ａは帯板状でもよく、あるいは前記山部、谷部に沿うように予め折り目を加工しておいてもよい。前記アルミニウム素板１ａ及び硬質金属素板２ａは、押し出し成形により、また帯板材の側端面にプレス成形や機械加工等により山部、谷部を加工することにより容易に製造することができる。
次に、図３に示すように、アルミニウム素板１ａの山部１１ａと硬質金属素板２ａの谷部２２ａとを、また硬質金属素板２ａの山部２１ａとアルミニウム素板１ａの谷部１２ａとをニッケル薄板３ａを介して重ね合わせて冷間（室温）あるいは温間で圧延ロールに通して圧接する。圧下率はアルミニウム素板１ａあるいは硬質金属素板２ａに対して４０〜８０％程度とすればよい。ニッケル薄板３ａをアルミニウム素板１ａと硬質金属板２ａとの間に介装するには、ロール圧接の際に、アルミニウム素板１ａの接合面と硬質金属素板２ａの接合面との間に帯板状あるいは折り目が加工されたニッケル薄板３ａを挟み込むようにすればよい。この際、ニッケル薄板３ａの一端部がアルミニウム素板１ａの側端面の後端部を越えるようにアルミニウム素板１ａの板表面から出しておく。ロール圧接後、図１に示すように、アルミニウム板１の側端面と硬質金属板２の側端面とがニッケル層３を介して圧接され、かつニッケル層３がアルミニウム板１の後端部Ｂから板表面にかけてオーバーラップした状態で圧接された圧接材が得られる。ロール圧接の際の材料の送り方向は、図２に示すように、各素板の長さ方向とされる。
さらに、前記圧接材は拡散焼鈍され、アルミニウム板１の接合面とニッケル層３、ニッケル層３と硬質金属板２の接合面とがそれぞれ拡散接合される。これにより、アルミニウム板１と硬質金属板２とがそれぞれ接合面において強力に接合される。しかも、アルミニウム板１の後端部Ｂから板表面にかけて所定幅Ｗでニッケル層３がオーバーラップしているので、優れた耐曲げ剥離性が得られる。前記拡散焼鈍の条件は、焼鈍温度を５１０〜５８０℃程度、保持時間を１〜５min 程度とすればよい。付言するに、ニッケル層３を設けない場合、焼鈍温度を高くするとアルミニウム板と硬質金属板との接合面に脆弱な金属間化合物が生成し易く、接合強度が低下し易いため、比較的低温で長時間焼鈍する必要があった。これに対し、本発明ではニッケル層３を設けるため、焼鈍の際に接合強度の低下を招来するような金属間化合物は生じない。それ故、ニッケル層３を設けない場合に対して、より高温、短時間での焼鈍が可能になり、生産性を向上させることができる。
前記アルミニウム素板１ａと硬質金属素板２ａとの間にニッケル薄板３ａを設けた組み合わせ体をロール圧接すると、素板やニッケル薄板の板厚は圧下されて薄くなり、各素板の山部、谷部の間隔（ｄ１ａ、ｈａ、ｄ２ａ）の比率は圧接後の並接クラッド板とそれほど違わない。しかし、素板１ａ，２ａの山部、谷部の角度θ１ａ，θ２ａについては、θ１ａ＜θ１，θ２ａ＜θ２になるため、素板のθ１ａ、θ２ａは並接クラッド板のθ１，θ２より小さい角度、例えば４０°〜１００°程度とするのが好ましい。また、θ１ａとθ２ａとは通常、等しく設定される。
図３では、製造対象を図１の形態の並接クラッド板としたので、アルミニウム素板１ａの山部１１ａ及び谷部１２ａ、並びに硬質金属素板２ａの山部２１ａ及び谷部２２ａは、その断面形状を三角形状としたが、山部や谷部の断面形状はこれに限るものではない。例えば、図４に示すように、三角形状の山部１１ａ，２１ａの先端部を平坦状とし、これを三角形状の谷部２２ａ，１２ａに係合させるようにしてもよい。このように山部の先端部を平坦状にすることで、谷部への係合が容易になる。また、山部、谷部の断面形状として、山部の頂部、谷部の底部が平坦面からなる台形状としてもよい。
以下、本発明に係る並接クラッド板について、実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明はかかる実施例によって限定的に解釈されるものではない。
厚さが３mm、断面形状が長方形をなす帯板状のアルミニウム素板及び硬質金属素板を準備した。図３に示すように、前記アルミニウム素板の側端面に三角形断面の山部１１ａ及び谷部１２ａを形成し、前記硬質金属素板の側端面に同断面形状の山部２１ａ及び谷部２２ａを形成した。各部の寸法は、θ１ａ＝θ２ａ＝９０°、ｄ１ａ＝ｄ２ａ＝ｈａ＝１mmとした。また、純Ｎｉで形成された厚さ０．２５mmの帯板状のニッケル薄板を準備した。
上記アルミニウム素板、ニッケル薄板、硬質金属素板を図３のように重ね合わせながら室温で上下一対のロールに通して冷間圧接し、厚さ１mmの圧接材を得た。圧接の際、ニッケル薄板の挿入位置を調整して、圧接後のアルミニウム板の側端面の後端部から板表面に種々の幅のニッケル層の露出部４（図１参照）が形成されるようにした。これらの圧接材を５５０℃で３分間焼鈍し、図１に示す断面形状の並接クラッド板を製造した。並接クラッド板におけるθ１、θ２は各試料とも１４５°程度であり、ｄ１，ｄ２，ｈの厚さはほぼ同等であった。また、ニッケル層の平均厚さは１００μm であった。また、ニッケル層の露出部４の幅Ｗの長さ方向の平均を表１に示す。なお、比較のため、ニッケル層のない並接クラッド板、ニッケル層及び硬質金属板のないアルミニウム単板も準備した。アルミニウム単板は、厚さ３mmの純Ａｌ板を１mmに圧下し、５５０℃で３分間焼鈍したものである。
得られた並接クラッド板について、アルミニウム板の表面に露出したニッケル層の露出部４の外観を目視観察し、ニッケル層の亀裂の有無を調べた。また、各試料から、図２に示すように、板幅方向に沿って幅１０mmの引張試験片ＴＰを採取し、試験片が破断するまで速度１mm／min で引張試験を行い、引張強さと破断部位を調べた。さらに、図５に示すように、前記引張試験片と同幅の曲げ試験片を採取し、アルミニウム板１の表面に露出したニッケル層の露出部４が曲げ部の外側の中央位置となるように半径（内径）２mmで９０°曲げ加工し、硬質金属板２の側端面における先端部の剥離の有無を目視観察した。これらの結果を表１に併せて示す。表１において、破断部位の「母材」はアルミニウム板における接合面を含まない部分での破断、「界面」はアルミニウム板の接合界面（谷部１２の後端側傾斜面）に沿っての破断を意味する。
表１より、ニッケル層の露出部４の平均幅が０．２〜１．５mmの試料No. ３〜６，８，９（硬質金属板の材質が純Ｃｕ又はＣｕ合金）、No. １２，１３、１５（硬質金属板の材質が純Ｆｅ又は軟鋼）の並接クラッド板は、接合強度に優れ、引張試験において全て接合面外のアルミニウム板で破断した。また、９０°曲げ試験においても、硬質金属板の先端部での剥離も生じなかった。これに対してニッケル層を設けていない試料No. １や、ニッケル層を設けたものの、その露出部が形成されていないもの（試料No. ２，１１）や、露出部が形成されても平均幅が過大なもの（試料No. ７，１４）では、接合強度が低下し、接合界面で剥離しながら破断し、また硬質金属板の先端部がニッケル層と共にアルミニウム板の後端部から剥離した。
Figure 2010137353

Claims (8)

  1. アルミニウム材によって形成されたアルミニウム板と、銅材によって形成された硬質金属板とを備え、前記アルミニウム板の側端面と前記硬質金属板の側端面とがニッケル層を介して圧接により接合されたクラッド板であって、
    前記アルミニウム板の側端面の先端側から後端側に形成された山部と谷部とがそれぞれ前記硬質金属板の側端面の後端側から先端側に形成された谷部と山部に前記ニッケル層を介して係合した状態で接合され、
    前記ニッケル層の端部が前記アルミニウム板の側端面の後端部を越えて板表面に露出した状態で接合され、当該板表面に露出したニッケル層の露出部の平均幅が０．２〜１．５mmとされた、クラッド板。
  2. アルミニウム材によって形成されたアルミニウム板と、鉄材によって形成された硬質金属板とを備え、前記アルミニウム板の側端面と前記硬質金属板の側端面とがニッケル層を介して圧接により接合されたクラッド板であって、
    前記アルミニウム板の側端面の先端側から後端側に形成された山部と谷部とがそれぞれ前記硬質金属板の側端面の後端側から先端側に形成された谷部と山部に前記ニッケル層を介して係合した状態で接合され、
    前記ニッケル層の端部が前記アルミニウム板の側端面の後端部を越えて板表面に露出した状態で接合され、当該板表面に露出したニッケル層の露出部の平均幅が０．２〜１．５mmとされた、クラッド板。
  3. 前記アルミニウム板の側端面と前記硬質金属板の側端面とがニッケル層を介して圧接及び拡散接合により接合された、請求項１に記載したクラッド板。
  4. 前記アルミニウム材は純アルミニウム又は導電率が１０％ＩＡＣＳ以上のアルミニウム合金で形成され、前記銅材は純銅又は導電率が１０％ＩＡＣＳ以上の銅合金で形成された、請求項１に記載したクラッド板。
  5. 前記アルミニウム板の側端面と前記硬質金属板の側端面とがニッケル層を介して圧接及び拡散接合により接合された、請求項２に記載したクラッド板。
  6. 前記アルミニウム材は純アルミニウム又は導電率が１０％ＩＡＣＳ以上のアルミニウム合金で形成され、前記鉄材は純鉄又は軟鋼で形成された、請求項２に記載したクラッド板。
  7. 前記アルミニウム板および硬質金属板の板厚がそれぞれ０．５〜２mmである、請求項１から６のいずれか１項に記載したクラッド板。
  8. 前記ニッケル層の平均厚さが３０〜１２０μm である、請求項１から７のいずれか１項に記載したクラッド板。
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