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金属部材の接合方法 NEW

国内特許コード P170014681
整理番号 (S2015-0325-N0)
掲載日 2017年11月21日
出願番号 特願2016-566331
出願日 平成27年12月21日(2015.12.21)
国際出願番号 JP2015085628
国際公開番号 WO2016104399
国際出願日 平成27年12月21日(2015.12.21)
国際公開日 平成28年6月30日(2016.6.30)
優先権データ
  • 特願2014-264109 (2014.12.26) JP
発明者
  • 小山 真司
  • 馬 小娟
  • 常藤 達礼
  • 秋山 主
  • 冨川 陽平
出願人
  • 国立大学法人群馬大学
発明の名称 金属部材の接合方法 NEW
発明の概要 比較的低温で接合が可能であり、接合時の変形を抑制することができる金
属部材の接合方法を提供する。金属シート(21)の表面に金属の有機酸塩
被膜が形成されたシート(21)を、接合面に介在させて、複数の金属部材
(1,2,3,4,5,6)を接合する工程を有し、金属部材(1,2,3,
4,5,6)としてアルミニウム又はアルミニウム合金を使用し、金属シー
ト(21)として、亜鉛、銅、マグネシウムのいずれかのシート(21)を
使用する。
従来技術、競合技術の概要

従来、アルミニウム同士は、ろう付けにより接合されていた。
ろう付けによる接合では、ろう材を溶融させて接合するため(580~620℃)、位置決め精度に問題があり、適用範囲にも制限がある。また、ろう付けには、フッ化物を含有するフラックスが用いられており、フラックス残渣による腐食の問題や、フラックスが人体に有害であるため、撤廃が望まれている。さらに、ろう材とアルミニウム母材との間で金属間化合物(脆性的な性質)が形成され、接合部が脆化する問題点もあった。


また、金属部材の他の接合方法として、レーザ溶接、摩擦撹拌接合、スポット溶接も行われている。
これらの溶接による接合では、溶接熱により溶接部の近傍が軟化し、ミクロ割れが発生する。また、接合部のクリアランスにより、腐食が問題となっている。
さらに、アルミニウムは熱伝導率が高いため、大きな電力(入熱量)を必要とする。


また、金属部材の他の接合方法として、固相拡散接合法が知られている。
固相拡散接合法は、母材を溶融することなく、固相状態で顕著な変形を加えずに、加熱及び加圧して接合する方法である。熱による部材へのダメージを減少させ、溶融させないことによるぬれ広がりの抑制や、精密組立接合が可能である、といった特徴を有している。


しかし、酸化しやすい金属材料は、大気中に曝すと、接合阻害因子である強固な自然酸化皮膜を形成する。強度の高い接合部を得るには、接合圧力及び接合温度を高くして、酸化皮膜を機械的に破壊しなくてはならず、おのずと接合時の変形量が増加してしまうという問題がある。


そこで、銅の接合面を有機酸から成る酸化膜除去液で処理してから、固相接合を行うことが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。


また、アルミニウム又はアルミニウム合金の接合面に、アルミニウムと共晶反応を起こす物質から成るシート状の材料(銅、亜鉛、銀及びそれらの合金、珪素)を介在させて、加圧接合することが提案されている(例えば、特許文献2、特許文献3参照)。

産業上の利用分野

本発明は、複数の金属部材を接合する、金属部材の接合方法に係わる。

特許請求の範囲 【請求項1】
金属シートの表面に金属の有機酸塩被膜が形成されたシートを、接合面に介在させて、複数の金属部材を接合する工程を有し、
前記金属部材として、アルミニウム又はアルミニウム合金を使用し、
前記金属シートとして、亜鉛、銅、マグネシウムのいずれかのシートを使用する
金属部材の接合方法。

【請求項2】
前記金属シートを有機酸中で煮沸することにより、前記金属シートの表面に金属の有機酸塩被膜を形成して、前記シートを作製する工程をさらに有する、請求項1に記載の金属部材の接合方法。

【請求項3】
前記金属シートに有機酸を噴霧又は塗布することにより、前記金属シートの表面に金属の有機酸塩被膜を形成して、前記シートを作製する工程をさらに有する、請求項1に記載の金属部材の接合方法。

【請求項4】
有機酸として、ギ酸、酢酸、クエン酸、ステアリン酸のいずれかを使用する、請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の金属部材の接合方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2016566331thum.jpg
出願権利状態 公開
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