金属层叠材料及其制造方法技术

本发明专利技术的目的在于提供具有高散热性、更加轻量、高强度、成形加工性优异的镁层叠材料及其制造方法。镁层叠材料是具有第一不锈钢层/镁层/第二不锈钢层的三层结构的金属层叠材料，其特征在于，拉伸强度TS(MPa)为200≤TS≤430，伸长率EL为10％以上，第一不锈钢层和第二不锈钢层的表面硬度Hv为300以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属层叠材料及其制造方法
本专利技术涉及金属层叠材料及其制造方法。
技术介绍
金属层叠材料(包层材料)是将2种以上的不同金属相互贴合而成的材料，是具有通过单独材料所无法获得的复合特性的高功能性金属材料。目前，这种金属层叠材料通过经由清洗接合面、轧制接合等各工序来制造。作为金属层叠材料的示例，已知有不锈钢与铝的金属层叠材料。该金属层叠材料具有铝的轻量性和不锈钢的强度这两方面的特性，与各个单一材料相比，具有高成形加工性和散热性，因此被广泛使用。但是，考虑到对电子设备——尤其是移动电子设备用的散热用成形部件等的应用，需要金属层叠材料在保持高散热性的同时，更加轻量化、高强度化。在这种情况下，作为金属层叠材料的构成材料，本专利技术人等关注了镁。镁的散热性优异且轻量，具有比强度比铝更高的优点。但是，镁由于耐腐蚀性差且滑动面少，因此存在指向性，尤其存在双轴向的加工性极低的问题，故使用镁的金属层叠材料的现有示例与使用铝的金属层叠材料相比非常有限。作为上述使用镁的金属层叠材料的示例，(专利文献1)公开了具有镁金属层、和层叠在所述镁金属层的一边或两边的表面上的耐腐蚀性金属层的镁类金属包层板。(专利文献1的)实施例中，作为耐腐蚀性金属，使用工业用纯Ti，在氩气气氛中于300℃下加热10分钟Mg板进行退火，在氩气气氛中于750℃下加热10分钟Ti板进行退火，在此基础上，使用丙酮清洗上述Mg板和上述Ti板的表面后，用金属刷刮擦接合表面，使表面活化，将活化的表面彼此重叠，作为重叠材料，将该重叠材料在氩气气氛中于300℃下加热10分钟，用轧制辊以30％的高压下率压下(热轧)，制造双层(厚0.9mm)或三层包层板。该制造方法是考虑到，在层叠材料的外侧使用纯Ti板，纯Ti的表面硬度为110左右，较软，因此容易与Mg板接合，而在使用不锈钢代替Ti板的情况下，在上述热轧的条件下不锈钢的硬度不会降低，无法与Mg板接合。另外，(专利文献1中)就得到的层叠材料的成形加工性进行了试验，试验中的加工温度为75～250℃，其目的并不在于提高常温下的成形加工性。另外，(专利文献2)公开了将由钢构成的第一部件与由镁合金构成的第二部件接合的接合方法，包括：在所述第一部件和所述第二部件之间设置插入部件的插入步骤；在设置了所述插入部件的状态下，将所述第一部件和所述第二部件加热到所述插入部件熔融的规定温度的步骤，由此，在所述第一部件和所述第二部件的界面会形成金属互化物Fe2Al5。该接合方法中，需要额外使用插入部件加热到熔融的温度，此外，得到的层叠材料的厚度非常厚，存在层叠材料的用途仅限于结构用部件的问题。另外，(专利文献3)记载了一种金属合金层叠材料，其由镁合金板和钢板材构成，在所述镁合金板的表面和所述钢板材的表面之间经由单液性热固化型粘合剂层叠，在此状态下，通过加压并加热，使该单液性热固化型粘合剂固化，从而形成金属层叠材料。该示例中，由于使用粘合剂，故存在散热性低的缺点，另外可以预想，在层叠材料的厚度较薄的范围内，散热性低的缺点会更加凸显。现有技术文献专利文献专利文献1：(日本)特开2006-88435号公报专利文献2：(日本)专利第5323927号公报专利文献3：(日本)专利第5372469号公报专利技术概要专利技术所要解决的课题如上所述，作为用于散热用成形部件等的金属层叠材料，评述了使用镁的金属层叠材料，但现有的镁的层叠材料均存在问题，需要进一步改良。因此本专利技术的目的在于提供具有高散热性、更加轻量、高强度、成形加工性优异的镁合金(以下有时也记作“镁”)的层叠材料及其制造方法。解决课题的手段本专利技术人等为了解决上述课题而进行了潜心研究，结果发现，在由不锈钢和镁构成的三层结构的金属层叠体中，将拉伸强度、伸长率和表面硬度控制在特定范围内，另外，控制不锈钢层的结晶粒度，再在制造层叠材料时减小不锈钢的表面硬度，采用通过溅射蚀刻进行的活化接合，由此可以解决课题，从而完成了专利技术。即，本专利技术的要点如下。(1)一种金属层叠材料，具有第一不锈钢层/镁层/第二不锈钢层的三层结构，其中，拉伸强度TS(MPa)为200≤TS≤430，伸长率EL为10％以上，第一不锈钢层和第二不锈钢层的表面硬度Hv为300以下。(2)根据上述(1)所述的金属层叠材料，其中，第一不锈钢层和第二不锈钢层的平均结晶粒度为1.5μm～10μm，且在从样品坐标系TD观察的截面图像中横穿沿着样品坐标系ND的长10μm的直线的剪切带数低于5。(3)一种金属层叠材料的制造方法，其中，所述金属层叠材料为上述(1)或(2)所述的金属层叠材料，所述制造方法包括：对表面硬度Hv为300以下的第一不锈钢的板材或箔进行溅射蚀刻的工序；对表面硬度Hv为50以上的镁的板材或箔进行溅射蚀刻的工序；将所述第一不锈钢的板材或箔和所述镁的板材或箔中溅射蚀刻后的面压接，得到第一不锈钢层/镁层的双层材料的工序；对所述双层材料的镁层的面进行溅射蚀刻的工序；对表面硬度Hv为300以下的第二不锈钢的板材或箔进行溅射蚀刻的工序；以及将所述双层材料和所述第二不锈钢的板材或箔中溅射蚀刻后的面压接，得到具有第一不锈钢层/镁层/第二不锈钢层的三层结构的金属层叠材料的工序。(4)根据上述(3)所述的金属层叠材料的制造方法，其中，在将溅射蚀刻后的面压接时，以25％以下的压下率进行压接。(5)一种金属层叠材料的制造方法，包括：再对通过上述(3)或(4)所述的制造方法得到的金属层叠材料在100～590℃下进行热处理的工序。本说明书包含作为本申请的优先权基础的日本专利申请第2015-192915号中的公开内容。专利技术效果通过本专利技术，可以得到具有高散热性、成形加工性优异、轻量、高强度的具有第一不锈钢层/镁层/第二不锈钢层的三层结构的金属层叠材料。附图简要说明图1是示意性地表示本专利技术的金属层叠材料的一个实施方式的剖面图；图2是表示通过实施例1～4得到的金属层叠材料中的表面硬度与凸出高度(張出高さ)的关系的图表；图3是表示通过实施例1～4得到的金属层叠材料中的拉伸强度与凸出高度的关系的图表；图4是表示通过实施例1～4得到的金属层叠材料中的伸长率与凸出高度的关系的图表；图5是用于计算平均结晶粒度的扫描电子显微镜(SEM)的截面观察图像；A表示不锈钢箔1单体，B表示接合后(asclad，作为包层)的金属层叠材料(实施例3)的不锈钢层，C表示接合并热处理后的金属层叠材料(实施例1)的不锈钢层；图6是用于计算平均结晶粒度的扫描电子显微镜(SEM)的截面观察图像；A表示不锈钢箔2单体，B表示接合并热处理后的金属层叠材料(实施例2)的不锈钢层；图7是用于评价剪切带的不锈钢箔1单体的扫描电子显微镜(SEM)的截面观察图像；图8是用于评价剪切带的不锈钢箔3单体的扫描电子显微镜(SEM)的截面观察图像。专利技术实施方式下面对本专利技术进行详细说明。如图1所示，本专利技术的金属层叠材料1具有在镁层10的两面接合有第一不锈钢层21和第二不锈钢层22而成的第一不锈钢层21/镁层10/第二不锈钢层22的三层结构。通过在两侧设置不锈钢层，可以弥补夹在中间的镁层的低耐腐蚀性。而且，本专利技术的金属层叠材料1，其特征在于，拉伸强度TS(MPa)为200≤TS≤430，伸长率EL为10％以上，第一不锈钢层21和第二不锈钢层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属层叠材料，具有第一不锈钢层/镁层/第二不锈钢层的三层结构，其中，拉伸强度TS(MPa)为200≤TS≤430，伸长率EL为10％以上，第一不锈钢层和第二不锈钢层的表面硬度Hv为300以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.30 JP 2015-1929151.一种金属层叠材料，具有第一不锈钢层/镁层/第二不锈钢层的三层结构，其中，拉伸强度TS(MPa)为200≤TS≤430，伸长率EL为10％以上，第一不锈钢层和第二不锈钢层的表面硬度Hv为300以下。2.根据权利要求1所述的金属层叠材料，其中，第一不锈钢层和第二不锈钢层的平均结晶粒度为1.5μm～10μm，且在从样品坐标系TD观察的截面图像中横穿沿着样品坐标系ND的长10μm的直线的剪切带的数量低于5。3.一种金属层叠材料的制造方法，其中，所述金属层叠材料为权利要求1或2所述的金属层叠材料，所述制造方法包括：对表面硬度Hv为300以下的第一不锈钢的板材或箔进行溅射蚀...

【专利技术属性】
技术研发人员：南部光司，桥本裕介，冈山浩直，
申请(专利权)人：东洋钢钣株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP