KR102511594B1

KR102511594B1 - 압연 접합체

Info

Publication number: KR102511594B1
Application number: KR1020197031161A
Authority: KR
Inventors: 유스케 하시모토; 고타 사다키; 뎁페이 구로카와; 다카시 고시로; 다카후미 하타케다
Original assignee: 도요 고한 가부시키가이샤
Priority date: 2017-03-29
Filing date: 2018-03-29
Publication date: 2023-03-17
Also published as: CN110446602A; KR20190134669A; US11840045B2; CN110446602B; US20210101364A1; WO2018181721A1

Abstract

두께가 비교적 커도, 높은 에릭센값을 나타내고, 성형 가공성이 우수한 압연 접합체를 제공하는 것을 목적으로 한다. 스테인레스층과 스테인레스와는 다른 금속층으로 이루어지는 압연 접합체로서, 두께(T)가 0.2mm 이상 3mm 이하이고, 상기 두께(T)에 대한 상기 스테인레스층의 두께(T_SUS)의 비율(P_SUS)과, 상기 스테인레스층 측을 X선 회절 측정하였을 때에 얻어지는 결정의 면방위(200)를 나타내는 피크의 반값폭(FWHM₂₀₀)의 관계가, 하기 식을 만족시키는 것을 특징으로 한다. FWHM₂₀₀≤0.0057P_SUS+0.4

Description

압연 접합체

본 발명은, 압연 접합체에 관한 것이다.

금속 재료는 다양한 분야에서 이용되고 있고, 예를 들어, 모바일 전자 기기의 케이싱 등의 전자 기기용 프레스 성형 부품으로서 이용되고 있다. 이들 금속 재료에는 높은 프레스 가공성이 요구된다. 이러한 금속 재료로서, 단일 금속으로 이루어지는 금속 재료에 더하여, 2종류 이상의 금속판 또는 금속박을 적층한 압연 접합체(금속 적층재, 클래드재)가 알려져 있다. 압연 접합체는, 단독 재료로는 얻을 수 없는 복합 특성을 갖는 고기능성 금속 재료이며, 예를 들어, 스테인레스와 알루미늄을 적층시킨 압연 접합체가 검토되어 있다.

여기서, 압연 접합체를 이용한 전자 기기 용도의 금속 부품은, 일반적으로 프레스 가공에 의해 성형된다. 프레스 가공은 전단 가공, 굽힘 가공, 드로잉 가공으로 크게 분류되고, 그 중에서도 케이싱은 드로잉 가공에 의해 성형된다. 드로잉 가공은 압연 접합체를 다이스에 고정하고, 다이스에 설치된 구멍에 펀치를 밀어넣어 용기 형상으로 성형하기 때문에, 프레스 가공 중에서도 가공이 어렵다. 드로잉 가공을 행함에 있어서 압연 접합체의 장출 성형성(stretch formability)은 중요한 파라미터 중 하나이며, 장출 성형성이 높은 것이 요구된다.

종래의, 성형 가공성이 우수한 압연 접합체(금속 적층재, 클래드재)로서, 특허문헌 1에는, 스테인레스층/알루미늄층의 2층 구조를 가지며, 인장 강도(TS(MPa))가 200≤TS≤550이고, 신장(EL; elongation)이 15% 이상이며, 스테인레스층의 표면 경도(Hv)가 300 이하인 것과 같은 금속 적층재가 개시되어 있다.

특허문헌 1: 국제공개 제2017/057665호

상기 특허문헌 1에 기재된 압연 접합체는, 특정 범위의 인장 강도, 신장 및 스테인레스층의 표면 경도를 가짐으로써, 에릭센 시험에 의한 장출 높이(stretch height; 에릭센값)가 6.0mm 이상이라는 높은 성형 가공성을 얻는 것이다. 그러나, 특허문헌 1에 관한 압연 접합체는, 전자 기기의 방열 부재 등에 이용되는 것과 같은 두께가 얇은 압연 접합체이며, 예를 들어 3층재에서는 0.4mm 이상, 2층재에서는 0.3mm 이상이 되는 것과 같은, 케이싱용에 적합한 두께의 압연 접합체에 관해서는 검토가 불충분하였다.

압연 접합체에서는, 두께가 커질수록, 압연 접합시에 필요한 압하(壓下)력이 높아지기 때문에, 스테인레스층 등의 경도의 오름폭이 커서, 두꺼워질수록 경도의 제어는 곤란하였다. 그리고, 경도가 높을수록, 일반적으로 신장은 저하되기 때문에, 케이싱용으로서 필요한 성형 가공성을 갖는 압연 접합체를 얻는 것은 곤란하였다.

그래서 본 발명은, 상기 종래의 상황을 감안하여, 두께가 비교적 커도, 높은 에릭센값을 나타내고, 성형 가공성이 우수한 압연 접합체, 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명자들이 면밀히 검토를 행한 결과, 압연 접합체에서의 스테인레스층의 집합 조직(입경·방위·변형)이 압연 접합체의 신장 특성에 영향을 주는 것이 명백해지고, 나아가 집합 조직과 스테인레스층의 두께 비율이 특정 관계를 만족시킴으로써 케이싱용으로서 필요한 성형 가공성이 얻어지는 것을 알아내어 발명을 완성하였다. 즉, 본 발명의 요지는 다음과 같다.

(1) 스테인레스층과 스테인레스와는 다른 금속층으로 이루어지는 압연 접합체로서,

두께(T)가 0.2mm 이상 3mm 이하이고,

상기 두께(T)에 대한 상기 스테인레스층의 두께(T_SUS)의 비율(P_SUS)과, 상기 스테인레스층 측을 X선 회절 측정하였을 때에 얻어지는 결정의 면방위(200)를 나타내는 피크의 반값폭(FWHM₂₀₀)의 관계가, 하기 식을 만족시키는 상기 압연 접합체.

FWHM₂₀₀≤0.0057P_SUS+0.4

(2) 상기 스테인레스와는 다른 금속층이, 알루미늄, 알루미늄 합금 및 구리로 이루어지는 군에서 선택되는 금속의 층인 상기 (1)에 기재된 압연 접합체.

(3) 전자 기기용 케이싱을 위한 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 압연 접합체.

(4) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 압연 접합체를 이용한 전자 기기용 케이싱.

본 명세서는 본원의 우선권의 기초가 되는 일본특허출원번호 2017-066268호, 2017-120895호, 2017-246456호의 개시 내용을 포함한다.

본 발명에 의하면, 두께가 비교적 크고, 또한 에릭센 시험에 의한 장출 높이가 7mm 이상이라는 높은 성형 가공성을 갖는 압연 접합체를 얻을 수 있다. 이 압연 접합체는, 우수한 성형 가공성을 이용하여, 모바일 전자 기기 등의 각종 전자 기기의 케이싱용 부재 등으로서 적합하게 이용할 수 있다.

도 1은, 본 발명에 관한 압연 접합체의 일 실시형태의 단면을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 2는, 스테인레스층의 두께의 비율(P_SUS)과 면방위(200)를 나타내는 피크의 반값폭(FWHM₂₀₀)의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 3은, 스테인레스층의 두께(T_SUS)와 면방위(200)를 나타내는 피크의 반값폭(FWHM₂₀₀)의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4는, 스테인레스층의 두께의 비율(P_SUS)과 스테인레스층의 표면 경도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는, 본 발명에 관한 전자 기기용 케이싱의 제1 실시형태를 나타내는 사시도이다.
도 6은, 본 발명에 관한 전자 기기용 케이싱의 제1 실시형태의 X-X' 방향에서의 단면 사시도이다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

I. 압연 접합체

본 발명에 관한 압연 접합체의 일 실시형태를 도 1에 기초하여 설명한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시형태의 압연 접합체(1)는, 스테인레스(SUS)층(10)과, 스테인레스와는 다른 금속층(20)으로 구성된다.

스테인레스층(10)에 이용되는 스테인레스로서는, 특별히 한정되지 않고, SUS304, SUS201, SUS316, SUS316L 및 SUS430 등의 판재를 이용할 수 있다.

스테인레스와는 다른 금속층(20)을 구성하는 금속은, 압연 접합체의 용도나 목적으로 하는 특성에 따라 적절히 선택할 수 있다. 구체적으로는, 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 구리 합금, 마그네슘, 마그네슘 합금 등을 들 수 있다. 특히, 알루미늄, 알루미늄 합금 및 구리로 이루어지는 군에서 선택되는 금속은 바람직하게 이용된다. 이들 금속을 스테인레스층과 압연 접합함으로써, 압연 접합체의 방열성 및 경량성을 향상시킬 수 있어, 예를 들어 모바일 전자 기기의 케이싱용으로서 적합한 압연 접합체를 얻을 수 있다.

알루미늄 합금으로서는, 알루미늄 이외의 금속 원소로서, Mg, Mn, Si 및 Cu에서 선택되는 적어도 1종의 첨가 금속 원소를, 첨가 금속 원소의 합계 함유량 1질량% 초과로 함유하는 알루미늄 합금의 판재를 이용할 수 있다.

예를 들어, 알루미늄 합금으로서, JIS에 규정된 Al-Cu계 합금(2000계), Al-Mn계 합금(3000계), Al-Si계 합금(4000계), Al-Mg계 합금(5000계), Al-Mg-Si계 합금(6000계) 및 Al-Zn-Mg계 합금(7000계)을 이용할 수 있고, 프레스 성형성, 강도, 내식성의 관점에서 3000계, 5000계, 6000계 및 7000계의 알루미늄 합금이 바람직하며, 특히 이들의 균형과 비용의 관점에서 5000계의 알루미늄 합금이 보다 바람직하다. 알루미늄 합금은, 바람직하게는, Mg를 0.3질량% 이상 함유한다.

또한, 알루미늄으로서는, 알루미늄 이외의 첨가 금속 원소의 합계 함유량이 1질량% 이하인 순알루미늄의 판재를 이용할 수 있다. 순알루미늄으로서는, 예를 들어, JIS에 규정된 1000계의 순알루미늄을 이용할 수 있다. 순알루미늄 중의, 알루미늄 이외의 첨가 금속 원소의 합계 함유량은, 바람직하게는 0.5질량% 이하이고, 보다 바람직하게는 0.3질량% 이하이며, 특히 바람직하게는 0.15질량% 이하이다.

구리로서는, 구리 이외의 첨가 금속 원소의 합계 함유량이 1질량% 이하인 구리의 판재를 이용할 수 있다. 구체적으로는, C1100 등의 판재를 들 수 있다. 또한, 구리 합금의 예로서는, 코르손(corson) 구리를 들 수 있다.

압연 접합체(1)의 두께(T)는, 특별히 한정되지 않고, 통상 0.2mm 이상 3mm 이하이며, 바람직하게는 0.3mm 이상 2.2mm 이하, 특히 바람직하게는 0.4mm 이상 1.5mm 이하이다. 여기서, 압연 접합체(1)의 두께(T)란, 스테인레스층(10)과 스테인레스와는 다른 금속층(20)의 총두께를 말한다. 압연 접합체의 두께(T)는, 압연 접합체(1) 상의 임의의 30점에서의 두께를 마이크로미터 등으로 측정하여, 얻어진 측정값의 평균값을 말한다.

스테인레스층(10)의 두께(T_SUS)는, 통상 0.01mm 이상이면 적용 가능하고, 하한은 드로잉 성형성과 강도의 관점에서, 바람직하게는 0.045mm 이상, 보다 바람직하게는 0.05mm 이상이다. 상한은 특별히 제한은 없지만, 스테인레스와는 다른 금속층(20)에 대해 너무 두꺼우면, 경량성·방열성이 저하될 우려가 있기 때문에, T_SUS는 바람직하게는 0.6mm 이하, 보다 바람직하게는 0.5mm 이하, 나아가 경량화의 관점에서 0.4mm 이하인 것이 특히 바람직하다. 또한, 압연 접합체(1)의 방열성을 확보하는 관점에서, 스테인레스층(10)은 스테인레스와는 다른 금속층(20)보다 얇은 것이 바람직하다. 구체적으로는, 두께(T)에 대한 스테인레스층(10)의 두께(T_SUS)의 비율(P_SUS)이, 5% 이상 70% 이하인 것이 바람직하고, 7% 이상 60% 이하인 것이 보다 바람직하다. 더욱 바람직하게는 15% 이상 50% 이하이다. 압연 접합체(1)에서의 스테인레스층(10)의 두께(T_SUS)는, 압연 접합체(1)의 단면의 광학 현미경 사진을 취득하고, 그 광학 현미경 사진에서 임의의 10점에서의 스테인레스층(10)의 두께를 계측하여, 얻어진 값의 평균값을 말한다. 또, 압연 접합체의 제조에 있어서, 재료의 스테인레스 강판은 소정의 압하율로 접합되기 때문에, 압연 접합체의 스테인레스층의 두께는 접합 전의 재료의 스테인레스 강판보다 얇아진다.

그리고, 본 실시형태의 압연 접합체(1)는, 두께(T)에 대한 스테인레스층(10)의 두께(T_SUS)의 비율(P_SUS)과, 스테인레스층(10) 측을 X선 회절 측정하였을 때에 얻어지는 결정의 면방위(200)를 나타내는 피크의 반값폭(FWHM₂₀₀)의 관계가, 하기 식을 만족시키는 것을 특징으로 한다. 면방위(200)를 나타내는 피크는, 관(管)전압: 45kV, 관전류: 200mA로, 선원(線源): CuKα를 이용하여, 스테인레스층(10)을 2θ/θ 측정하였을 때에 2θ=48~52°에 나타나는 피크이며, 반값폭(FWHM₂₀₀)은 상기 피크의 높이(H)의 반분(H/2)의 위치에서의 피크의 폭(°)을 말한다.

FWHM₂₀₀≤0.0057P_SUS+0.4

상기 식을 만족시킴으로써, 스테인레스층(10)에서의 결정립의 상태가 스테인레스층(10)의 두께 비율(P_SUS)과의 관계로 최적화되고, 압연 접합체(1)의 두께가 비교적 큰 경우(0.2mm 이상 3mm 이하)이어도, 우수한 성형 가공성을 갖는 압연 접합체(1)를 얻을 수 있다.

한편, (111) 회절 피크의 바로 근처, 2θ=43~45°에서, 스테인레스의 가공도에 의존한다고 생각되는 피크가 발현하기 쉽고, 이 피크의 영향으로 (111) 회절 피크가 브로드화되어 버리는 결과, 회절 피크의 분리가 곤란해지고, (111) 유래의 반값폭의 동정(同定)은 곤란한 것을 알 수 있었다. 또한, (220)이나 (311)은, (111)과 같이 가공도에 의존하는 피크에 의한 영향은 없지만, 결정 원래의 강도가 (111)이나 (200)에 대해 낮고, 회절 피크가 백그라운드의 강도에 영향을 받기 때문에, 반값폭과 두께 비율의 상관성을 얻지 못하였다. 이들에 반해, (200)의 피크에 대해서는, 반값폭과 두께 비율이 상기 식의 관계성을 만족시킴으로써, 높은 성형 가공성이 얻어지는 것을 알 수 있었다.

즉, 두께가 비교적 큰 경우, 두께가 커지는 것에 의한 성형성 향상의 효과가 얻어지는 한편, 압연 접합체에서는 접합시에 필요한 압하력이 높아지기 때문에, 스테인레스층의 결정립의 미세화나 가공 변형의 도입에 의해 경도가 높아지고, 신장의 저하가 발생하며, 그 결과, 케이싱용으로서 필요한 성형 가공성을 갖는 압연 접합체를 얻기 어렵다는 과제를 본 발명자들은 알아내었다. 그리고, 접합시의 영향도 반영된 접합 후의 스테인레스층의 파라미터로서 반값폭에 착안하여, 그 중에서도 (200)면의 반값폭과 스테인레스층의 두께 비율을 제어함으로써 성형 가공성을 최적화할 수 있는 것, 및 상기 식을 만족시킴으로써 우수한 성형 가공성을 갖는 압연 접합체가 얻어지는 것을 알아내었다. 구체적으로는, 압연 접합체(1)의 에릭센 시험에 의한 장출 높이(에릭센값)가 7.0mm 이상, 바람직하게는 8.0mm 이상이라는 높은 성형 가공성을 얻을 수 있다. 여기서, 에릭센 시험에 의한 장출 높이는, 예를 들어 기계식 에릭센 시험기 ESM-1(CAP2mm, (주)도쿄 코키(東京衝機) 시험기 제품)을 이용하여, JIS Z 2247(에릭센 시험 방법)에 준하여 측정할 수 있다.

또한, 본 발명자들은, 상기 관계식을 만족시키는 압연 접합체가, (200)면의 피크의 반값폭(FWHM₂₀₀) 및 스테인레스층의 두께(T_SUS(mm))에 관해, 하기 관계식을 더욱 만족시키는 것이 바람직한 것을 알아내었다. 이에 의해, 압연 접합체의 성형 가공성이 보다 향상된다.

FWHM₂₀₀≤0.571T_SUS+0.4

또한, 본 실시형태에 관한 압연 접합체(1)에 있어서, 스테인레스층(10)의 표면 경도(Hv)는, 압연 접합체의 성형 가공성과 내상성의 균형을 고려하여 적절히 설정된다. 본 발명에 있어서, 표면 경도(Hv)는, 예를 들어 마이크로 비커스 경도계(하중 200gf)를 이용하여, JIS Z 2244(비커스 경도 시험-시험 방법)에 준하여 측정할 수 있다.

나아가 본 실시형태에 관한 압연 접합체(1)는, 밀착 강도의 지표로서의 박리 강도(180° 필 강도, 180° 박리 강도라고도 함)가, 60N/20mm 이상인 것이 바람직하고, 우수한 드로잉 가공성을 얻기 위해, 보다 바람직하게는 80N/20mm 이상이며, 특히 바람직하게는 100N/20mm 이상이다. 또, 박리 강도가 현저하게 높아진 경우, 박리하지 않고 재료 파단이 되기 때문에, 박리 강도의 상한값은 없다.

압연 접합체(1)의 박리 강도는, 압연 접합체(1)로부터 폭 20mm의 시험편을 제작하여 스테인레스층(10)과 스테인레스와는 다른 금속층(20)을 일부 박리 후, 후막층측 또는 경질층측을 고정하고, 다른 쪽의 층을 고정측과 180° 반대측으로 잡아당겼을 때에 잡아떼는 데에 필요로 하는 힘을 말한다(단위: N/20mm). 또, 마찬가지의 시험에 있어서, 시험편의 폭이 10~30mm의 사이이면, 박리 강도는 변화하지 않는다.

박리 강도가 높은 압연 접합체에서는, 드로잉 가공시에, 한쪽의 층이 다른 쪽의 층에 추종할 수 있어, 어떤 층도 파단하지 않고 가공 가능하다.

압연 접합체(1)는, 높은 드로잉 가공성을 가지며, 한계 드로잉비가 1.20 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 1.63 이상이고, 더욱 바람직하게는 1.83 이상이다. 압연 접합체의 한계 드로잉비란, 원통 드로잉 가공에서의 원통의 직경(d)에 대한 블랭크 직경(D)의 비인 드로잉비(D/d)에서 1회의 드로잉으로 파단을 일으키지 않고 원통을 드로잉할 수 있는 최대의 블랭크 직경을 Dmax로 하였을 때의, Dmax/d의 값을 가리킨다.

또한, 본 실시형태의 압연 접합체(1)는, 폭이 15mm인 시험편에 대해, 인장 시험에 의한 신장이 바람직하게는 35% 이상이고, 보다 바람직하게는 40% 이상이다. 이에 의해, 양호한 프레스 가공성을 얻을 수 있다. 인장 시험에 의한 신장은 JIS Z 2241 또는 JIS Z 2201에 기재되는 파단 신장의 측정에 준하여, 예를 들어 후술하는 인장 강도 시험의 시험편을 이용하여 측정할 수 있다.

압연 접합체(1)는, 바람직하게는, 시험편의 폭이 15mm인 인장 시험에 의한 인장 강도가 3000N 이상이다. 충분한 강도 및 프레스 가공성을 가진다는 관점에서, 보다 바람직하게는 3500N 이상이다. 여기서 인장 강도란 인장 시험에서의 최대 하중을 가리킨다. 인장 강도는, 예를 들어 텐실론 만능 재료 시험기 RTC-1350A(주식회사 오리엔텍 제품)를 이용하여, JIS Z 2241 또는 JIS Z 2201(금속 재료 인장 시험 방법)에 준하여 측정할 수 있다. 또, 상기 시험편의 폭 15mm는 JIS Z 2201에서의 특별 시험편 6호의 사양을 가리킨다. JIS Z 2241에서는 예를 들어 시험편 5호의 사양을 이용하는 것이 가능하다. 여기서, 상기 6호 시험편에서의 인장 강도를 5호 시험편에서의 인장 강도로 환산할 때는, 시험편의 폭의 배율을 곱하면 되므로 25mm/15mm, 즉 약 1.66배가 되면 된다.

II. 압연 접합체의 제조 방법

압연 접합체(1)를 제조할 때에는, 스테인레스의 판재와, 스테인레스와는 다른 금속의 판재를 준비하고, 이들을 냉간 압연 접합, 온간 압연 접합, 표면 활성화 접합 등의 각종 방법에 의해 서로 접합하여 행할 수 있다. 또한, 접합한 후에는 안정화 열처리를 실시하는 것이 바람직하다. 온간 압연 접합은, 접합재의 재결정 온도 이상의 열을 가하면서 압연 접합하는 방법으로, 냉간 압연 접합에 비해 낮은 힘으로 접합할 수 있지만, 접합 계면에 금속간 화합물을 생성하기 쉽다. 따라서, 금속간 화합물을 생성하지 않도록, 가열 온도, 가열 시간의 조건의 선택에 유의하는 것으로 한다.

또한, 냉간 압연 접합에서는, 스테인레스의 판재와 스테인레스와는 다른 금속의 판재의 접합면에 브러시 연마 등을 실시한 후, 양자를 겹쳐맞추어 냉간 압연하면서 접합하고, 나아가 소둔(annealing) 처리를 실시함으로써 압연 접합체를 제조할 수 있다. 냉간 압연의 공정은 다단계로 행해도 되고, 또한 소둔 처리 후에 조질(調質) 압연을 가해도 된다. 이 방법에서는, 최종적인 압하율로서 20~90%의 범위로 압연 접합된다. 냉간 접합법으로 제조하는 경우, 상기 압하율을 고려하면, 원판의 두께는, 스테인레스의 판재에 대해서는 0.0125mm~6mm, 바람직하게는 0.056mm~5mm, 보다 바람직하게는 0.063mm~4mm, 스테인레스와는 다른 금속의 판재에 대해서는 0.063mm~25mm, 바람직하게는 0.13mm~17mm, 보다 바람직하게는 0.25mm~11mm이다.

나아가 온간 압연 접합에서는, 냉간 압연 접합과 마찬가지로 접합면에 브러시 연마 등을 실시한 후, 양자 혹은 한쪽을 200~500℃로 가열하고, 겹쳐맞추어 온간 압연하여 접합함으로써 제조할 수 있다. 이 방법에서는, 최종적인 압하율은 15~40% 정도가 된다. 온간 접합법으로 제조하는 경우, 상기 압하율을 고려하면, 원판의 두께는, 스테인레스의 판재에 대해서는 0.012mm~1mm, 바람직하게는 0.053mm~0.83mm, 보다 바람직하게는 0.059mm~0.067mm, 스테인레스와는 다른 금속의 판재에 대해서는 0.059mm~4.2mm, 바람직하게는 0.19mm~2.8mm, 보다 바람직하게는 0.24mm~1.8mm이다.

압연 접합체(1)를 제조하는 방법으로서는, 접합시에 스테인레스층에 가해지는 가공 변형을 억제하기 쉽다는 관점에서, 표면 활성화 접합에 의해 접합하는 것이 바람직하다. 바람직한 태양은 다음과 같다. 즉, 스테인레스판과, 스테인레스와는 다른 금속판(이하, 「다른 쪽의 금속판」이라고 함)을 준비하고, 스테인레스판 및 다른 쪽의 금속판의 접합면을 스퍼터 에칭하는 공정과, 스퍼터 에칭한 표면끼리를, 스테인레스층의 압하율이 0% 이상 25% 이하의 경(輕)압연이 되도록 압접하여 접합하는 공정과, 200℃ 이상 500℃ 이하의 배치 열처리 또는 300℃ 이상 890℃ 이하에서의 연속 열처리를 행하는 공정을 포함하는 방법에 의해 제조할 수 있다.

이용할 수 있는 스테인레스판은, 성형 가공성의 관점에서 소둔재(BA재), 1/2H재 등이 바람직하게 이용되지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.

접합 전의 스테인레스판의 두께는, 통상 0.01mm 이상이면 적용 가능하고, 하한은 압연 접합체로 하였을 때의 드로잉 성형성과 강도 및 핸들링성의 관점에서, 바람직하게는 0.045mm 이상, 보다 바람직하게는 0.05mm 이상이다. 상한은 특별히 제한은 없지만, 다른 쪽의 금속층에 대해 너무 두꺼우면 압연 접합체로 하였을 때의 신장 및 드로잉 성형성이 저하될 우려가 있기 때문에, 바람직하게는 0.8mm 이하, 보다 바람직하게는 0.67mm 이하, 나아가 경량화의 관점을 더하면 0.53mm 이하인 것이 특히 바람직하다. 접합 전의 스테인레스판의 두께는, 마이크로미터 등에 의해 측정 가능하고, 스테인레스판의 표면상으로부터 랜덤으로 선택한 10점에서 측정한 두께의 평균값을 말한다.

스테인레스판과 접합시키는, 다른 쪽의 금속판으로서는, 금속의 종류에 따라 여러 가지 금속판에서 적절히 선택하여 이용할 수 있다. 다른 쪽의 금속판의 접합 전에서의 두께는, 통상 0.05mm 이상이면 적용 가능하고, 하한은 바람직하게는 0.1mm 이상이며, 보다 바람직하게는 0.2mm 이상이 된다. 상한은, 경량화나 비용의 관점에서 통상 3.3mm 이하이고, 바람직하게는 2.3mm 이하이며, 보다 바람직하게는 1.5mm 이하이다. 접합 전의 다른 쪽의 금속판의 두께는, 상기 스테인레스판과 마찬가지로 하여 결정할 수 있다.

스퍼터 에칭 처리는, 구체적으로는, 스테인레스판과, 다른 쪽의 금속판을, 폭 100mm~600mm의 띠형의 코일로서 준비하고, 접합면을 갖는 스테인레스판 및 다른 쪽의 금속판을 각각 어스 접지한 한쪽의 전극으로 하며, 절연 지지된 다른 전극과의 사이에 1MHz~50MHz의 교류를 인가하여 글로 방전을 발생시키고, 또한 글로 방전에 의해 발생한 플라즈마 중에 노출되는 전극의 면적을 상기 다른 전극의 면적의 1/3 이하로 하여 행한다. 스퍼터 에칭 처리 중은, 어스 접지한 전극이 냉각 롤의 형태를 취하고 있어, 각 반송 재료의 온도 상승을 막을 수 있다.

스퍼터 에칭 처리에서는, 진공 중에서 스테인레스판과 다른 쪽의 금속판의 접합하는 면을 비활성 가스에 의해 스퍼터함으로써, 표면의 흡착물을 완전히 제거하고, 또한 표면의 산화막의 일부 또는 전부를 제거한다. 산화막은 반드시 완전히 제거할 필요는 없고, 일부 잔존한 상태이어도 충분한 접합력을 얻을 수 있다. 산화막을 일부 잔존시킴으로써, 완전히 제거하는 경우에 비해 스퍼터 에칭 처리 시간을 대폭으로 감소시켜, 압연 접합체의 생산성을 향상시킬 수 있다. 비활성 가스로서는, 아르곤, 네온, 크세논, 크립톤 등이나, 이들을 적어도 1종류 포함하는 혼합기체를 적용할 수 있다. 스테인레스판과 다른 쪽의 금속판 중 어느 것에 대해서도, 표면의 흡착물은, 에칭량 약 1nm 정도(SiO₂ 환산)로 완전히 제거할 수 있다.

스테인레스판에 대한 스퍼터 에칭 처리는, 예를 들어 단판의 경우, 진공 하에서, 예를 들어 100W~1kW의 플라즈마 출력으로 1~50분간 행할 수 있고, 또한 예를 들어 라인재와 같은 띠형의 재료의 경우, 진공 하에서, 예를 들어 100W~10kW의 플라즈마 출력, 라인 속도 1m/분~30m/분으로 행할 수 있다. 이 때의 진공도는, 표면에의 재흡착물을 방지하기 위해 높은 것이 바람직한데, 예를 들어 1×10^-5Pa~10Pa이면 된다. 스퍼터 에칭 처리에 있어서, 스테인레스판의 온도는, 다른 쪽의 금속판의 연화를 방지하는 관점에서, 바람직하게는 상온(常溫)~150℃로 유지된다.

표면에 산화막이 일부 잔존하는 스테인레스판은, 스테인레스판의 에칭량을, 예를 들어 1nm~10nm로 함으로써 얻을 수 있다. 필요에 따라, 10nm를 초과하는 에칭량으로 해도 된다.

다른 쪽의 금속판에 대한 스퍼터 에칭 처리의 조건은, 금속의 종류에 따라 적절히 설정된다. 예를 들어, 알루미늄 합금판에 대한 스퍼터 에칭 처리는, 예를 들어 단판의 경우, 진공 하에서, 예를 들어 100W~1kW의 플라즈마 출력으로 1~50분간 행할 수 있고, 또한 예를 들어 라인재와 같은 띠형의 재료의 경우, 100W~10kW의 플라즈마 출력, 라인 속도 1m/분~30m/분으로 행할 수 있다. 이 때의 진공도는, 표면에의 재흡착물을 방지하기 위해 높은 것이 바람직한데, 1×10^-5Pa~10Pa이면 된다.

표면의 산화막이 일부 잔존하는 알루미늄 합금판은, 알루미늄 합금판의 에칭량을, 예를 들어 1nm~10nm로 함으로써 얻을 수 있다. 필요에 따라, 10nm를 초과하는 에칭량으로 해도 된다.

이상과 같이 하여 스퍼터 에칭한 스테인레스판 및 다른 쪽의 금속판의 접합면을, 스테인레스층의 압하율이 0% 이상 25% 이하의 경압연이 되도록, 예를 들어 롤 압접에 의해 압접하여, 스테인레스판과 다른 쪽의 금속판을 접합한다.

스테인레스층의 압하율은, 바람직하게는 0% 이상 10% 이하이고, 보다 바람직하게는 0% 이상 8% 이하이다. 스테인레스층의 압하율의 상한이 상기 범위이면, 가공 변형이 도입되는 것에 의한 스테인레스층의 가공 경화를 억제할 수 있기 때문에, 신장의 저하 및 프레스 가공성의 저하를 억제하는 것이 가능해진다. 또, 스테인레스층은 압연 접합 후의 열처리에 의한 연화의 효과가 작기 때문에, 압연 접합시의 압하율에 의해 가공 경화의 영향의 제어가 필요하다.

압연 접합체의 전체 압하율은, 바람직하게는 0% 이상 25% 이하이고, 보다 바람직하게는 0% 이상 15% 이하이다. 더욱 바람직하게는 10% 이하이다. 압연 접합체의 압하율이 25% 이하이면, 스테인레스층에 가공 변형이 너무 많아지지 않아 충분한 강도 및 신장을 가지기 때문에, 프레스 가공성이 높은 압연 접합체를 얻기 쉽다. 또한, 각 층의 두께를 어느 정도 균일하게 유지할 수 있기 때문에, 높은 프레스 가공성을 발현한다. 즉, 압연 접합시에 두께가 얇은 곳이 생겨 버리면, 프레스 가공시에 국소적으로 하중이 걸리기 쉬워져 파단할 우려가 있다. 압연 접합체의 압하율은, 접합 전의 재료인 스테인레스판 및 다른 쪽의 금속판의 총두께와, 최종적인 압연 접합체의 두께로부터 구한다. 즉, 압연 접합체의 압하율은, 이하의 식: (접합 전의 스테인레스판 및 다른 쪽의 금속판의 총두께-최종적인 압연 접합체의 두께)/접합 전의 스테인레스판 및 다른 쪽의 금속판의 총두께에 의해 구해진다.

롤 압접의 압연 선(線)하중은, 특별히 한정되지 않고, 스테인레스층에 대해 소정의 압하율을 달성하도록 적절히 설정할 수 있다. 예를 들어, 1.0tf/cm~10.0tf/cm의 범위로 설정할 수 있다. 예를 들어 압접 롤의 롤 직경이 100mm~250mm일 때, 롤 압접의 압연 선하중은, 바람직하게는 1.5tf/cm~5.0tf/cm이고, 보다 바람직하게는 1.6tf/cm~4.0tf/cm이다. 단, 롤 직경이 크게 된 경우나 접합 전의 스테인레스판이나 다른 쪽의 금속판의 두께가 두꺼운 경우 등에는, 압력 확보를 위해 압연 선하중을 높이는 것이 필요한 경우가 있고, 이 수치 범위에 한정되는 것은 아니다.

접합시의 온도는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 상온~150℃이다.

접합은, 스테인레스판과 다른 쪽의 금속판의 표면에의 산소의 재흡착에 의해 양자 사이의 접합 강도가 저하되는 것을 방지하기 위해, 비산화 분위기 중, 예를 들어 Ar 등의 비활성 가스 분위기 중에서 행하는 것이 바람직하다.

이상과 같이 하여 스테인레스판과 다른 쪽의 금속판을 접합하여 얻은 압연 접합체에 대해, 열처리를 행한다. 열처리에 의해, 각 층 사이의 밀착성을 향상시키는 것이 가능해진다. 또, 다른 쪽의 금속판이 알루미늄 합금 등인 경우, 열처리가 알루미늄 합금층의 소둔을 겸할 수 있다.

열처리 온도는, 예를 들어 배치 열처리의 경우, 200℃ 이상 500℃ 이하이고, 바람직하게는 200℃ 이상 400℃ 이하이다. 또한, 예를 들어 연속 열처리의 경우, 300℃ 이상 890℃ 이하이고, 바람직하게는 300℃ 이상 800℃ 이하이다. 열처리 온도를 이 범위로 함으로써, 압연 접합체의 박리 강도가 60N/20mm 이상으로 높아지고, 그 결과, 성형 가공성이 향상된다. 이 열처리 온도는, 스테인레스에 대해서는 미재결정 온도 영역이기 때문에 거의 연화하지 않는다. 본 실시형태에서는, 접합시의 스테인레스층의 압하율과, 열처리 온도를 소정의 범위로 제어함으로써, 압연 접합체의 박리 강도가 유의미하게 향상되고, 그 결과, 성형 가공성이 향상된다. 또, 열처리 온도란, 열처리를 행하는 압연 접합체의 온도를 말한다.

또한, 이 열처리에서는, 적어도 스테인레스에 포함되는 금속 원소(예를 들어, Fe, Cr, Ni)가 다른 쪽의 스테인레스와는 다른 금속층으로 열확산된다. 또한, 스테인레스에 포함되는 금속 원소와, 스테인레스와는 다른 금속층에 포함되는 금속 원소를 서로 열확산시켜도 된다.

열처리 시간은, 열처리 방법(배치 열처리 또는 연속 열처리), 열처리 온도나 열처리를 행하는 압연 접합체의 크기에 따라 적절히 설정할 수 있다. 예를 들어, 배치 열처리의 경우, 압연 접합체의 온도가 소정의 온도가 되고 나서 압연 접합체를 0.5~10시간 균열(均熱) 유지하고, 바람직하게는 2~8시간 균열 유지한다. 또, 금속간 화합물이 형성되지 않으면 10시간 이상의 배치 열처리를 행해도 문제없다. 또한, 연속 열처리의 경우, 압연 접합체의 온도가 소정의 온도가 되고 나서 압연 접합체를 20초~5분간 균열 유지한다. 또, 열처리 시간이란, 열처리를 행하는 압연 접합체가 소정의 온도가 되고 나서의 시간을 말하고, 압연 접합체의 승온 시간은 포함하지 않는다. 열처리 시간은, 예를 들어, A4판(용지 크기) 정도의 작은 재료에 대해서는, 배치 열처리에서는 1~2시간 정도로 충분하지만, 띠형의 것, 예를 들어 폭 100mm 이상, 길이 10m 이상의 코일재 등의 큰 재료에 대해서는, 배치 열처리에서는 2~8시간 정도 필요하다.

III. 압연 접합체의 용도

본 실시형태에 관한 압연 접합체는, 각종 프레스 성형 부품으로서 이용할 수 있다. 특히, 두께가 두꺼운 경우에는, 강도가 크고, 또한 높은 성형 가공성을 가지기 때문에, 전자 기기용의 케이싱으로서, 그 중에서도 모바일 전자 기기(모바일 단말)의 케이싱으로서 적합하게 이용할 수 있다. 케이싱에서는 외면측이 가공이 심하여, 특히 알루미늄 합금 또는 순알루미늄으로 이루어지는 금속층을 내면측, 스테인레스층을 외면측으로 하여 성형한 케이싱이나 스테인레스층이 얇은 케이싱으로의 가공은, 스테인레스층의 파단이 일어나기 쉬운데, 본 실시형태에 관한 압연 접합체를 이용함으로써, 스테인레스층이 다른 쪽의 금속층에 추종함으로써 양호한 가공성을 가지기 때문에, 스테인레스층이 파단하지 않고 케이싱을 얻을 수 있다. 또, 케이싱으로 하였을 때에는, 변색 억제나 가식(加飾)을 목적으로 한 처리가 실시되어 있어도 되고, 또한 압연 접합체의 용도는 상기 케이싱에 한정되는 것은 아니다.

전자 기기용 케이싱은, 바람직하게는 배면 및/또는 측면에 본 발명의 압연 접합체를 포함한다.

본 발명의 압연 접합체를 이용한 전자 기기용 케이싱의 제1 실시형태를 도 5 및 도 6에 나타낸다. 도 5는, 본 발명의 압연 접합체를 이용한 전자 기기용 케이싱의 제1 실시형태를 나타내는 사시도이고, 도 6은, 본 발명의 압연 접합체를 이용한 전자 기기용 케이싱의 제1 실시형태의 X-X' 방향에서의 단면 사시도이다. 전자 기기용 케이싱(5)은, 배면(50)과 측면(51)으로 이루어지고, 배면(50)과 측면(51) 또는 그 일부가, 스테인레스층과 스테인레스와는 다른 금속층으로 이루어지는 본 발명의 압연 접합체를 포함할 수 있다. 여기서 배면이란, 스마트폰 등의 전자 기기(모바일 단말)를 구성하는 케이싱에서의, 표시부(디스플레이, 도시생략)가 설치되는 측과는 반대측의 면을 가리킨다. 또한, 전자 기기용 케이싱(5)의 내측에는 압연 접합체와는 다른 금속 재료나 플라스틱 재료 등을 적층시켜도 된다. 또, 전자 기기용 케이싱(5)은, 압연 접합체를 배면(50)에 포함하는 경우, 배면(50)의 전체 또는 일부(예를 들어, 도 5의 평면 부분 A로 나타내는 바와 같은, 2cm×2cm 이상, 예를 들어 25mm×25mm의 평면 부분)가, 압연 접합체에 대해 기재한 상기 특성을 만족시키면 된다. 또, 전자 기기용 케이싱(5)은, 그 배면(50)에 압연 접합체를 포함하는 구조이지만, 전자 기기의 구조에 따라서는 본 구조에 한정되는 것은 아니고, 배면(50)과 측면(51)이 압연 접합체로 이루어지는 구조이어도 되고, 또한 측면(51)에 압연 접합체를 포함하는 구조이어도 된다.

다음에, 본 발명의 압연 접합체를 이용한 전자 기기용 케이싱의 제2 실시형태에 대해 설명한다. 본 실시형태에서는, 센터 프레임인 전자 기기용 케이싱이, 유리나 수지 등의 표시부 및 배면에 의해 끼워진 전자 기기 구조를 나타내고 있고, 전자 기기용 케이싱은, 측면과, 그 측면에 접속된 내부 보강 프레임(전자 기기용 케이싱에서의 배면을 구성함)으로 구성된다. 전자 기기용 케이싱은, 측면과 내부 보강 프레임 또는 그 일부가, 스테인레스층과 스테인레스와는 다른 금속층으로 이루어지는 본 발명의 압연 접합체를 포함할 수 있다. 여기서 내부 보강 프레임이란, 스마트폰 등의 전자 기기의 내부에 위치하여, 전자 기기 전체의 강성 향상이나 전지나 프린트 기판 등의 부품을 실장하는 지지체로서의 역할을 하는 지지판을 의미한다. 내부 보강 프레임은, 통상 접속이나 어셈블리를 위한 구멍을 가진다. 구멍은, 예를 들어 프레스 등에 의해 형성되는 것이 가능하다. 본 실시형태에서는, 측면과 내부 보강 프레임을 일체로 구성할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 측면과 내부 보강 프레임을 일체화하지 않아도 된다. 또한, 측면에만 압연 접합체를 적용해도 된다. 또, 본 실시형태의 전자 기기용 케이싱에 대해서도, 상기 전자 기기용 케이싱(5)과 마찬가지로, 전자 기기의 구조에 따라 적절히 변형할 수 있고, 상기에서 설명한 바와 같은 구조에 한정되는 것은 아니다.

실시예

이하, 실시예 및 참고예에 기초하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1)

표면 활성화 접합법에 의해, 압연 접합체를 제조하였다. 스테인레스판으로서 두께: 0.05mm의 SUS304 BA를 이용하고, 알루미늄판으로서 두께: 0.8mm의 알루미늄 합금 A5052를 이용하였다. SUS304와 A5052에 대해 스퍼터 에칭 처리를 실시하였다. SUS304에 대한 스퍼터 에칭은, 0.3Pa 하에서, 플라즈마 출력 700W, 12분간의 조건으로 실시하고, A5052에 대한 스퍼터 에칭은, 0.3Pa 하에서, 플라즈마 출력 700W, 12분간의 조건으로 실시하였다. 스퍼터 에칭 처리 후의 SUS304와 A5052를, 상온에서, 압연 롤 지름 100mm~250mm, 압연 선하중 0.5tf/cm~5.0tf/cm의 가압력으로, 스테인레스층의 압하율 0%~5%로 롤 압접에 의해 접합하여, SUS304와 A5052의 압연 접합체를 얻었다. 이 압연 접합체에 대해, 300℃, 1시간의 조건으로 배치 열처리를 행하였다.

(실시예 2~6, 비교예 1~3)

원판의 스테인레스판의 강종, 조질, 두께 및/또는 원판의 알루미늄판의 품종, 두께를 변경하고, 또한 접합시의 가압력을 소정의 값으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 실시예 2~6 및 비교예 1~3의 압연 접합체를 얻었다.

실시예 2는 스테인레스판으로서 두께: 0.05mm의 316L 1/2H를 이용하고, 알루미늄판으로서 두께: 0.8mm의 알루미늄 합금 A5052를 이용하였다.

실시예 3은 스테인레스판으로서 두께: 0.1mm의 304 1/2H를 이용하고, 알루미늄판으로서 두께: 0.8mm의 알루미늄 합금 A5052를 이용하였다.

실시예 4는 스테인레스판으로서 두께: 0.1mm의 304 1/2H를 이용하고, 알루미늄판으로서 두께: 0.8mm의 알루미늄 합금 A5052를 이용하였다.

실시예 5는 스테인레스판으로서 두께: 0.1mm의 304 1/2H를 이용하고, 알루미늄판으로서 두께: 0.8mm의 알루미늄 A1050을 이용하였다.

실시예 6은 스테인레스판으로서 두께: 0.2mm의 304 1/2H를 이용하고, 알루미늄판으로서 두께: 0.8mm의 알루미늄 합금 A5052를 이용하였다.

비교예 1은 스테인레스판으로서 두께: 0.1mm의 304 3/4H를 이용하고, 알루미늄판으로서 두께: 0.8mm의 알루미늄 합금 A5052를 이용하였다.

비교예 2는 스테인레스판으로서 두께: 0.2mm의 304 3/4H를 이용하고, 알루미늄판으로서 두께: 0.8mm의 알루미늄 A1050을 이용하였다.

비교예 3은 스테인레스판으로서 두께: 0.3mm의 304 3/4H를 이용하고, 알루미늄판으로서 두께: 0.8mm의 알루미늄 A1050을 이용하였다.

(실시예 8)

스테인레스판으로서 두께: 0.25mm의 SUS304 BA를 이용하고, 알루미늄판으로서 두께: 0.8mm의 알루미늄 합금 A5052를 이용하였다. SUS304와 A5052에 대해 스퍼터 에칭 처리를 실시하였다. SUS304에 대한 스퍼터 에칭은, 0.1Pa 하에서, 플라즈마 출력 4800W, 라인 속도 4m/분의 조건으로 실시하고, A5052에 대한 스퍼터 에칭은, 0.1Pa 하에서, 플라즈마 출력 6400W, 라인 속도 4m/분의 조건으로 실시하였다. 스퍼터 에칭 처리 후의 SUS304와 A5052를, 상온에서, 압연 선하중 3.0tf/cm~6.0tf/cm으로 롤 압접에 의해 접합하여, SUS304와 A5052의 압연 접합체를 얻었다. 이 압연 접합체에 대해, 300℃에서 8시간의 배치 열처리를 행하였다.

(실시예 9~12)

원판의 스테인레스판의 강종, 조질, 두께 및/또는 원판의 알루미늄판의 품종, 두께를 변경하고, 또한 접합시의 가압력을 소정의 값으로 변경한 것 이외에는 실시예 8과 마찬가지로 하여, 실시예 9~12의 압연 접합체를 얻었다.

실시예 9는 스테인레스판으로서 두께: 0.25mm의 304 1/2H를 이용하고, 알루미늄판으로서 두께: 0.8mm의 알루미늄 합금 A5052를 이용하였다.

실시예 10은 스테인레스판으로서 두께: 0.2mm의 316L BA를 이용하고, 알루미늄판으로서 두께: 0.8mm의 알루미늄 합금 A5052를 이용하였다.

실시예 11은 스테인레스판으로서 두께: 0.25mm의 304 BA를 이용하고, 알루미늄재로서 두께: 0.8mm의 알루미늄 A1050을 이용하였다.

실시예 12는 스테인레스판으로서 두께: 0.25mm의 316L BA를 이용하고, 알루미늄판으로서 두께: 0.8mm의 알루미늄 A1050을 이용하였다.

(실시예 7, 비교예 4~6)

냉간 접합법에 의해, 스테인레스판과 알루미늄 합금판의 압연 접합체(두께: 0.403~1.025mm)를 준비하였다. 스테인레스판과 알루미늄 합금판의 접합면에 브러시 연마 등을 실시한 후, 양자를 겹쳐맞추어 냉간 압연하면서 접합하고, 추가로 열처리를 실시함으로써 제조하였다.

제작한 압연 접합체에서의 각 층의 종류 및 두께와, 스테인레스층의 두께 비율(P_SUS)을 표 1에 정리하여 나타낸다. 또한, X선 회절 장치(리가쿠사 제품 Smartlab)를 이용하여, 스테인레스층에 대해 X선 회절 측정을 행하고, 2θ=48~52°에 나타나는 결정의 면방위(200)를 나타내는 피크의 반값폭(FWHM₂₀₀)을 측정하였다. 측정 결과를 표 1에 나타낸다. 제작한 압연 접합체에 대해, 에릭센 시험에 의한 장출 높이를 측정하였다. 측정은, 기계식 에릭센 시험기 ESM-1(CAP2mm, (주)도쿄 코키 시험기 제품)을 이용하여, JIS Z 2247(에릭센 시험 방법)에 준하여 행하였다. 또한, 스테인레스층의 표면 경도(Hv)를, 마이크로 비커스 경도계(하중 200gf)를 이용하여, JIS Z 2244(비커스 경도 시험-시험 방법)에 준하여 측정하였다. 장출 높이 및 비커스 경도의 측정 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 실시예 1~12 및 비교예 1~6의 압연 접합체에 대해, 스테인레스층의 두께의 비율(P_SUS)과 면방위(200)를 나타내는 피크의 반값폭(FWHM₂₀₀)의 관계를 도 2에 나타낸다. 또한, 스테인레스층의 두께(T_SUS)와 반값폭(FWHM₂₀₀)의 관계를 도 3에 나타낸다. 나아가 스테인레스층의 두께의 비율(P_SUS)과 스테인레스층의 표면 경도의 관계를 도 4에 나타낸다. 또, 반값폭 측정시에는 시료를 연마하여 행하였다. 연마의 방법은 특별히 한정되지 않지만, 연마시의 표면 가공은 버프 연마나 전해 연마가 바람직하다. 현저하게 연삭되는 것과 같은 연마의 방법은, FWHM₂₀₀에 영향을 줄 우려가 있기 때문에, 주의가 필요하다.

표 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 하기 식

FWHM₂₀₀≤0.0057P_SUS+0.4

를 만족시키는 실시예의 압연 접합체는, 모두 에릭센 시험에 의한 장출 높이가 7mm 초과라는 높은 값을 나타내고, 성형 가공성이 우수한 것이 명백해졌다. 한편, 상기 식의 조건을 만족시키지 않는 비교예 1~6의 압연 접합체는, 장출 높이는 7mm 미만에 그치고, 케이싱용의 압연 접합체로서는 불충분하였다. 또한, 표 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 하기 식

FWHM₂₀₀≤0.571T_SUS+0.4

를 만족시킴으로써도 성형 가공성이 향상되는 것이 명백해졌다.

다음에, 참고예 1~10의 압연 접합체를 제조하여, 하기 특성을 평가하였다.

(참고예 1)

스테인레스판으로서 SUS304(두께 0.2mm)를 이용하고, 알루미늄판으로서 알루미늄 합금 A5052(두께 0.8mm)를 이용하였다. SUS304와 A5052에 대해 스퍼터 에칭 처리를 실시하였다. SUS304에 대한 스퍼터 에칭은, 0.1Pa 하에서, 플라즈마 출력 700W, 13분간의 조건으로 실시하고, A5052에 대한 스퍼터 에칭은, 0.1Pa 하에서, 플라즈마 출력 700W, 13분간의 조건으로 실시하였다. 스퍼터 에칭 처리 후의 SUS304와 A5052를, 상온에서, 압연 롤 지름 130~180mm, 압연 선하중 1.9tf/cm~4.0tf/cm의 가압력으로 롤 압접에 의해 접합하여, SUS304와 A5052의 압연 접합체를 얻었다. 이 압연 접합체에 대해, 300℃, 2시간의 조건으로 배치 소둔을 행하였다. 소둔 후의 압연 접합체에 대해, 스테인레스층, 알루미늄 합금층 및 압연 접합체(전체)의 압하율을, 각각, 접합 전의 원판의 두께와 최종적인 압연 접합체에서의 두께로부터 산출하였다.

(참고예 2~4 및 6~7)

원판의 알루미늄판의 두께, 접합시의 가압력을 변경하는 것에 의한 접합시의 압하율, 및/또는 소둔 온도를 소정의 값으로 변경한 것 이외에는 참고예 1과 마찬가지로 하여, 참고예 2~4 및 6~7의 압연 접합체를 얻었다. 참고예 2에서는, 실시예 6에서 제조한 압연 접합체를 잘라내어 평가에 이용하였다. 압연 접합체의 두께에 관해, 실시예 6과 참고예 2에서는 값이 다르지만, 미세한 차이며, 실질적으로는 동일하다.

(참고예 5)

실시예 9에서 제조한 압연 접합체를 잘라내어 평가에 이용하였다. 압연 접합체의 두께에 관해, 실시예 9와 참고예 5에서는 값이 다르지만, 미세한 차이며, 실질적으로는 동일하다.

참고예 1~7의 압연 접합체에 대해, 180° 박리 강도를, 접합 후 소둔 전의 압연 접합체와, 소둔 후의 최종적인 압연 접합체에 대해 측정하였다. 또한, 참고예 1~7의 압연 접합체에 대해, 인장 강도 및 신장을 측정하고, 굽힘 가공성 및 드로잉 가공성을 평가하였다. 180° 박리 강도, 인장 강도 및 신장의 측정, 및 굽힘 가공성 및 드로잉 가공성의 평가는 이하와 같이 하여 행하였다.

[180° 박리 강도]

압연 접합체로부터 폭 20mm의 시험편을 제작하고, 스테인레스층과 알루미늄층을 일부 박리 후, 알루미늄층 측을 고정하고, 스테인레스층을 알루미늄층 측과 180° 반대측으로, 인장 속도 50mm/분으로 잡아당겼을 때에 잡아떼는 데에 필요로 하는 힘(단위: N/20mm)을, 텐실론 만능 재료 시험기 RTC-1350A(주식회사 오리엔텍 제품)를 이용하여 측정하였다.

[인장 강도]

텐실론 만능 재료 시험기 RTC-1350A(주식회사 오리엔텍 제품)를 이용하고, 시험편으로서 JIS Z 2201에 기재된 특별 시험편 6호의 사양을 이용하여, JIS Z 2241(금속 재료 인장 시험 방법)에 준하여 측정하였다.

[신장]

인장 강도 시험의 시험편을 이용하여, JIS Z 2241에 기재되는 파단 신장의 측정에 준하여 측정하였다.

[굽힘 가공성]

V 블록법(금구 각도 60도, 누름 금구 가공 R0.5, 하중 1kN, 시험재 폭 10mm, JIS Z 2248)에 의해 굽힘 가공을 실시하였다.

[드로잉 가공성]

기계식 에릭센 시험기(ERICHSEN사 제품 만능형 박판 성형 시험기 모델 145-60)를 이용하여 원통 드로잉 가공을 행하여 평가하였다. 드로잉 가공 조건은 이하와 같이 하였다.

블랭크 지름 φ: 49mm(드로잉비 1.63) 또는 55mm(드로잉비 1.83)

펀치 크기 φ: 30mm

펀치 어깨 R: 3.0

다이 어깨 R: 3.0

주름 누름 압력: 3N

윤활유: 프레스 가공유(No.640(니혼 코우사쿠유(工作油) 제품))

성형 온도: 실온(25℃)

성형 속도: 50mm/초

드로잉 가공성은 이하의 표 2에 나타내는 5단계로 평가하였다. 수치가 높을수록 드로잉 가공성이 우수하다. 또, 블랭크 지름 55mm(드로잉비 1.83)의 조건은, 블랭크 지름 49mm(드로잉비 1.63)의 조건보다 가공이 어렵다.

참고예 1~7의 압연 접합체의 구성, 제조 조건 및 평가 결과를 표 3에 나타낸다.

표 3으로부터, 접합시의 가압력을 높여, 알루미늄 합금층의 압하율을 높인 참고예 1 및 2는, 알루미늄 합금층의 압하율이 5% 미만인 참고예 6과 비교하여, 접합 후 소둔 전의 박리 강도는 동등하지만, 소둔 후의 박리 강도가 현저하게 향상되어 있고, 드로잉 가공성이 높아지는 것이 나타났다. 또한, 참고예 2, 3 및 7로부터, 소둔 후의 압연 접합체의 박리 강도를 높이기 위해 적절한 소둔 온도 범위가 존재하고, 이는 배치 소둔에서는 200℃~370℃라고 생각된다. 또한, 알루미늄판의 두께가 얇은 경우에 대해서도, 압연 접합체의 박리 강도를 높일 수 있고, 이 경우, 특히, 소둔 전후에서의 박리 강도 향상폭이 컸다(참고예 4).

또한, 이하의 순알루미늄을 이용한 참고예 8~10의 결과와의 비교에 의해, 알루미늄판이 알루미늄 합금인 경우, 순알루미늄의 경우와 비교하여, 박리 강도가 높아지기 어려운 것을 알 수 있었다. 이는, 알루미늄 합금은 순알루미늄보다 경도가 높아 변형되기 어렵기 때문에, 원래 접합시에 박리 강도가 올라가기 어렵고, 또한 소둔에 의해 금속간 화합물을 접합 계면에 생성하기 쉽기 때문에, 이 금속간 화합물 생성에 의해 박리 강도가 내려가 버리기 때문이라고 추정된다.

(참고예 8)

스테인레스판으로서 SUS304(두께 0.2mm)를 이용하고, 알루미늄판으로서 순알루미늄 A1050(두께 0.85mm)을 이용하였다. SUS304와 A1050에 대해 스퍼터 에칭 처리를 실시하였다. SUS304에 대한 스퍼터 에칭은, 0.1Pa 하에서, 플라즈마 출력 700W, 13분간의 조건으로 실시하고, A1050에 대한 스퍼터 에칭은, 0.1Pa 하에서, 플라즈마 출력 700W, 13분간의 조건으로 실시하였다. 스퍼터 에칭 처리 후의 SUS304와 A1050을, 상온에서, 압연 롤 지름 130mm~180mm, 압연 선하중 1.9tf/cm~4.0tf/cm으로 롤 압접에 의해 접합하여, SUS304와 A1050의 압연 접합체를 얻었다. 이 압연 접합체에 대해, 300℃, 2시간의 조건으로 배치 소둔을 행하였다.

(참고예 9 및 10)

접합시의 가압력을 변경하는 것에 의한 접합시의 압하율 및/또는 소둔 온도를 소정의 값으로 변경한 것 이외에는 참고예 8과 마찬가지로 하여, 참고예 9 및 10의 압연 접합체를 얻었다.

참고예 8~10의 압연 접합체를 상기와 마찬가지로 평가하였다. 참고예 8~10의 압연 접합체의 구성, 제조 조건 및 평가 결과를 표 4에 나타낸다.

표 4로부터, 알루미늄판이 순알루미늄인 경우에 대해서도, 알루미늄 합금의 경우와 마찬가지로, 접합시의 압하율을 올림으로써, 접합 후의 박리 강도는 동등하지만, 소둔 후의 박리 강도를 현저하게 크게 할 수 있고, 소둔 전후에서의 박리 강도 향상폭을 크게 할 수 있는 것이 나타났다.

본 명세서에서 인용한 모든 간행물, 특허 및 특허출원은 그대로 인용에 의해 본 명세서에 도입되는 것으로 한다.

1 압연 접합체
10 스테인레스층
20 스테인레스와는 다른 금속층
5 전자 기기용 케이싱
50 배면
51 측면
A 평면 부분

Claims

스테인레스층과 스테인레스와는 다른 금속층으로 이루어지는 압연 접합체로서,
두께(T)가 0.2mm 이상 3mm 이하이고,
인장 시험에 의한 신장이 35% 이상이며,
필 강도가 60N/20mm 이상이고,
상기 두께(T)에 대한 상기 스테인레스층의 두께(T_SUS)의 비율(P_SUS)과, 상기 스테인레스층 측을 X선 회절 측정하였을 때에 얻어지는 결정의 면방위(200)를 나타내는 피크의 반값폭(FWHM₂₀₀)의 관계가, 하기 식을 만족시키는 상기 압연 접합체.
FWHM₂₀₀≤0.0057P_SUS+0.4
청구항 1에 있어서,
상기 스테인레스와는 다른 금속층이, 알루미늄, 알루미늄 합금 및 구리로 이루어지는 군에서 선택되는 금속의 층인 압연 접합체.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
전자 기기용 케이싱을 위한 압연 접합체.
청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 압연 접합체를 이용한 전자 기기용 케이싱.