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公開番号2025162475
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-27
出願番号2024065815
出願日2024-04-15
発明の名称アルミニウム銅クラッド材
出願人株式会社プロテリアル
代理人
主分類B23K 20/04 20060101AFI20251020BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】ニッケル層を有さず、容易に実用可能な簡易な構成により層間の接合強度を適正に確保し、所望の特性(機械特性、導電性、熱伝導性、展性、成形性、加工性、溶接性など)を有することが可能なアルミニウム銅クラッド材を提供する。
【解決手段】アルミニウム層と、Cuを98質量%以上含む銅からなる銅層と、を含み、前記アルミニウム層は、Alを99質量%以上含むアルミニウムからなる純アルミニウム層と、アルミニウム合金からなるアルミニウム合金層と、により構成され、前記純アルミニウム層は、前記アルミニウム合金層と前記銅層との間にあって、前記アルミニウム合金層および前記銅層に対して拡散接合されているアルミニウム銅クラッド材にする。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
アルミニウム層と、Ｃｕを９８質量％以上含む銅からなる銅層と、を含み、
前記アルミニウム層は、Ａｌを９９質量％以上含むアルミニウムからなる純アルミニウム層と、アルミニウム合金からなるアルミニウム合金層と、により構成され、
前記純アルミニウム層は、前記アルミニウム合金層と前記銅層との間にあって、前記アルミニウム合金層および前記銅層に対して圧接されて拡散接合されている、アルミニウム銅クラッド材。
続きを表示（約 160 文字）【請求項２】
前記純アルミニウム層の平均厚さが、１０μｍ以上である、請求項１に記載のアルミニウム銅クラッド材。
【請求項３】
前記純アルミニウム層の平均厚さをｔ１ａとし、前記アルミニウム合金層の平均厚さをｔ１ｂとするとき、ｔ１ａ／ｔ１ｂ≦１０を満たす、請求項１または２に記載のアルミニウム銅クラッド材。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、アルミニウム銅クラッド材に関し、特に、電気的特性を確保しながら軽量化が求められる電極端子、バスバー（電極間接続板）、導電性ケースおよびリード線などの素材に適するアルミニウム銅クラッド材に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、加熱による拡散反応を抑制するためのニッケル層を有さない、アルミニウム銅クラッド材が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に開示されるアルミニウム銅クラッド材は、アルミニウム層と銅層とにより構成されている。このアルミニウム銅クラッド材は、アルミニウム板と銅板とが圧接（クラッド圧延）後に拡散焼鈍されている。このアルミニウム銅クラッド材には、拡散反応を抑制するためのニッケル層がないので、アルミニウム層と銅層との間に拡散層が形成されている。この拡散層は、アルミニウム層から拡散したＡｌと銅層から拡散したＣｕとからなるＡｌ－Ｃｕ系の脆弱な金属間化合物により構成されている。このＡｌ－Ｃｕ系の金属間化合物は、圧接（クラッド圧延）後に施される拡散焼鈍の加熱により生成される。
【０００４】
圧接後の拡散焼鈍において、過剰加熱の場合、過剰拡散によって脆弱な金属間化合物が過剰成長し、拡散層の平均厚さが過大になる。また、加熱不足の場合、拡散不足によって拡散層の平均厚さが適正に形成されない。したがって、拡散焼鈍では、過剰加熱または加熱不足であると、アルミニウム層と銅層との間の加熱拡散による接合強度が適切に得られない。そこで、特許文献１では、拡散層の平均厚さが０．５μｍ～１０μｍの範囲になるように調整し、かつ、アルミニウム層内および銅層内において、拡散層から０．５μｍ離れた拡散層近傍部の結晶粒径が中央部の結晶粒径の０．５倍以下になるように調整している。このような各層内の構成組織の調整により、ニッケル層を有さないアルミニウム銅クラッド材であっても各層間の接合強度が確保されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開第２０１１／１５５３７９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
発明者は、アルミニウム合金と純銅とを用いて、圧接（クラッド圧延）および拡散焼鈍を一般的な条件で実施し、ニッケル層を有さないアルミニウム銅クラッド材を試作した。ところが、その試作で得られたアルミニウム銅クラッド材は、期待の接合強度を有していなかった。その原因の一つとして、圧接（クラッド圧延）および拡散焼鈍の条件の不適合が考えられる。また、別の原因として、アルミニウム合金元素の加熱拡散で生成された酸化物の拡散層内での濃化が考えられる。
【０００７】
特許文献１は、アルミニウム板の表面酸化膜（酸化アルミニウムの連続膜）が圧接（クラッド圧延）時に分断・分散されて隙間が形成され、その隙間においてアルミニウム合金と純銅とが直に接触してＡｌ－Ｃｕ系の金属間化合物を生成することを教示している。この点を参酌すれば、上記隙間において、アルミニウム合金中から拡散したＭｇやＭｎなどの合金元素が層間の残存酸素と結合して酸化物を生成し、その酸化物が濃化してＡｌ－Ｃｕ系の金属間化合物の適正な形成を妨げている可能性がある。たとえば、濃化した高硬度の酸化マグネシウムが拡散層内に分散し、Ａｌ－Ｃｕ系の金属間化合物の適正な生成を妨げるかもしれない。あるいは、濃化した高脆性の酸化マンガンが拡散層内に分散し、拡散層の構成組織を脆弱にするかもしれない。したがって、アルミニウム合金を用いる場合、圧接（クラッド圧延）や拡散焼鈍の条件の適合以外に、層間の接合強度が得られる適正な構成要件を見出す必要がある。
【０００８】
この発明の一つの目的は、ニッケル層を有さないアルミニウム銅クラッド材を対象とし、容易に実用可能な簡易な構成により層間の接合強度を適正に確保し、所望の特性（機械特性、導電性、熱伝導性、展性、成形性、加工性、溶接性など）を有することが可能な、アルミニウム銅クラッド材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係るアルミニウム銅クラッド材は、アルミニウム層と、Ｃｕを９８質量％以上含む銅からなる銅層と、を含み、前記アルミニウム層は、Ａｌを９９質量％以上含むアルミニウムからなる純アルミニウム層と、アルミニウム合金からなるアルミニウム合金層と、により構成され、前記純アルミニウム層は、前記アルミニウム合金層と前記銅層との間にあって、前記アルミニウム合金層および前記銅層に対して拡散接合されている。
【００１０】
この発明に係るアルミニウム銅クラッド材は、好ましくは、前記純アルミニウム層の平均厚さが、１０μｍ以上である。
（【００１１】以降は省略されています）

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