接合用部件及使用它的器具制造技术

本发明专利技术是扩散接合性优良的含钛层的接合用部件，该接合用部件具有钛层和在钛层的一侧表面上所形成的作为接合层的铜层。在铜层中所含铜的平均晶粒粒径在０．５μｍ或０．５μｍ以下。在钛层另一侧表面上也可形成钛的非导体膜。另外，在此另一侧的表面上也可形成发色耐酸铝层，另外，在此另一侧表面上也可形成氟树脂层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及接合用部件及器具，特别是涉及使用具有钛层基材的接合用部件以及使用它的器具。
技术介绍
历来，接合用部件例如已在特开平9-206962号公报上公开了。钛具有与铁系材料同等程度的高强度。另外，由于低比重；有如铝和镁那样地轻；在耐蚀性方面也具有超过不锈钢的耐蚀性。由于“轻”、“硬”、“不锈”等优良特性，从在宇宙航空、化学、电力等领域利用开始，最近，正向建筑、土木、医疗、民用品(从眼镜框到锅)迅速需要的领域扩展。然而，唯有热传导性与不锈钢是同等程度，热传导性低到铝的1/10，铁的1/4。相反，由于此特性，却具有保温性优良的特征。为了弥补热传导性，考虑到与铝等包层(ケラデイングレ)作成复合材料，但由于熔点差大；而且在钛的表面上形成强固的钝态膜，使对板材的复合化有困难。因此，仅得到线和管等的复合材料。
技术实现思路
这里，本专利技术正是为解决上述问题点而作的，本专利技术目的在于提供具有钛层的接合用部件。作为获得具有钛层的接合用部件的方法，我们开发了将扩散接合性优良的镀铜作为接合层的技术。通过将钛层表面用乙二胺四乙酸(EDTA)等有机酸和氟化铵等氟化物盐的混合水溶液处理，除去钛的钝态膜。随后，通过电镀镍层形成其晶粒粒径控制在0.5μm或0.5μm以下的粘附性良好的电镀铜。例如，在获得铝板和钛板的复合板的场合，将钛/电镀镍/电镀铜和铝/锌酸盐处理皮膜/镍(镀铜浴是焦磷酸铜或氰化铜浴的场合则不必要)/电镀铜作成皮膜组成，在镀铜彼此对置的状态下，在温度150℃或150℃以上的温度下，通过热压接合，得到复合材料。基于如上的见解，按照本专利技术的接合用部件是包括以钛层作为金属最外层的基材和在上述基材的一侧表面上通过镍层而形成的铜接合层，且在上述接合层中所含的铜的平均晶粒粒径为0.5μm或0.5μm以下的接合用部件。作为本专利技术的其它形态，在上述钛层和镍层之间具有不锈钢层。上述接合层是通过电镀而形成的，并在该电镀时以通过在电解浴中添加巯基丙磺酸，多羟基化合物(多元醇)和染料中的至少一种来控制上述接合层中铜的粒径者令人满意。更令人满意的是在接合层中所含的铜的平均晶粒粒径在0.2μm或0.2μm以下。在上述基材上，如果在与接合层相反一侧的表面上再形成选自钛的钝态膜，发色耐酸铝层，碳化氟中的至少一种的层，则成为耐久性，外观等更良好的、令人满意的形态。将上述钛层或不锈钢层表面用有机酸处理后，再将上述镍层在其表面上形成者令人满意。将上述不锈钢层作成与钛层直接接触的磁性不锈钢层是令人满意的。在上述铜的接合层中所含的硫的浓度按质量比计为100ppm或100ppm以下，表面硬度在400Hv或400Hv以下，则易于接合并令人满意。按照本专利技术的器具的形态是将上述任何一种接合用部件和在接合层上接合的被接合材以铜层面对面地接合后通过加工围成预定的空间。附图简述附附图说明图1是显示从样品1到8的器具的构成表。附图2是模拟地示出本专利技术的接合用部件的实例(图2B)和其他接合用部件(图2A)的断面图。附图3是模拟地示出本专利技术的复合材料(样品1)的断面图。附图4是模拟地示出本专利技术器具(样品1)的断面图。附图5是示出温度和扩散距离关系的曲线图。附图6是示出金属晶粒粒径与接合强度关系的曲线图。附图7是示出形成镍层的前处理工序图。实施专利技术的最佳方案以下，就本专利技术的实施方案参照附图加以说明。再者，在以下的实施方案中对相同或相当部分附以相同的参考附号，不再重复说明。首先，将构成本专利技术基材的钛的物性说明如下钛的比重为4.51或4.51以上，它是铁和不锈钢比重的大约一半；铝比重的约1.5倍。机械强度方面，钝钛是500N/mm2；钛合金约为800N/mm2。熔点是1668℃，而铁的熔点为1535℃；铝的熔点是660℃。钛的传热性与不锈钢相同程度，它相当于铝的1/10；铁的1/4。钛的热膨胀系数约为不锈钢的1/2。钛有弹性，具体地说，钛的杨氏弹性模量为铁的加倍，与铜的杨氏弹性模量大致相等。钛的耐蚀性、耐候性也比不锈钢优良。它在大气中和海水中不腐蚀。(关于作为烹调器具的优点)附图1是示出从样品1到8的器具的构成表。在附图1中示出烹调用器具的例子。以下就附图1中的样品1到样品8加以说明。再者，在附图1中各层组分下所示的数字表示各层的厚度。例如在样品1中“Ti 2mm”就表示形成厚度为2mm的钛层。样品1样品1是使用本专利技术接合用部件的一例和使用组合另一接合用部件而成的复合材料所制器具的例子。此器具主要是由钛层/铝层/氟树脂层(PTFE)所构成。再者，省略了接合用膜的构成。由于如样品1那样的构成，当作为长柄平底炒锅、锅和釜使用时，导热性优良，质轻，强度高，不易受伤，耐受直火加热等的高温，也不会腐蚀。在其内表面由氟树脂(PTFE)涂层，故烹调物不粘附。只是，由于氟树脂柔软，故不得使用金属制的刷帚等。附图2是模拟地图示本专利技术接合用部件的例子(附图2B)和另一接合用部件(附图2A)的断面图。附图3是模拟地图示本专利技术复合材料(样品1)的断面图。附图4是模拟地图示本专利技术器具(样品1)的断面图。在附图2的实例中，在由钛层10所构成的基材之上，形成作为中间层的镍层9。在镍层9之上，形成作为含铜接合层的铜层8。作为基材的钛层10，镍层9和铜层8构成接合用部件7。含于铜层8中的铜的平均晶粒粒径在0.5μm或0.5μm以下。另一接合用部件1(被接合材料)，从下起顺序地叠积有作为接合层的铜层6，镍层5，锌层4，铝层3和氟树脂层2。将附图2的部件如附图3所示那样，使2个铜层6和8接触并使之进行固相扩散，以此形成复合材料100。此时，由于扩散接合后的铜的平均晶粒粒径变大，故不一定在0.5μm或0.5μm以下。将在附图3中所制作的复合材料100进行加工，形成如附图4那样的通过深冲加工的器具200。器具200是具有外表面200a和内表面200b，且围成预定空间101的筐体形状。再者，器具200也可是圆柱形状或方柱形状等的形状；也可是侧面倾斜的所谓锥体。当形成器具200时，用冲模进行深冲加工，而且在该冲模中优选使用液体、固体或混合体润滑剂。作为润滑剂可使用硫系油性润滑剂，硫化油脂和碳酸钙微粉末的混合物、碳酸钙、硬脂酸钙、レジコ一ト(Redicoat)(アクゾノ一ベル社商标)、硬脂酸钙和碳酸钙的混合物等各种润滑剂。样品1中，从器具的外侧起配置钛层、镍层、铜层、铜层、镍层、锌层、铝层、氟树脂层。样品2样品2是使用复合材料制作器具，该复合材料使用本专利技术接合用部件的二个例子，在其间使用两面接合部件。此器具主要由钛层/铝层/钛层所构成。更详细地说，从器具外侧向内侧顺序地配置钛层、镍层、铜层、铜层、镍层、锌层、铝层、锌层、镍层、铜层、铜层、镍层、钛层。当将样品2所示的器具作为锅或釜等使用时，导热性优良、质轻、强度高，不易受伤，也耐直接火加热等高温，且不腐蚀。虽然不像氟树脂那样的非粘附性，但其表面质硬，难以受伤，因此，烹调物的附着少，而且，可能用金属铲刷等将烹调物毫不残存地除去。样品3样品3是使用复合材料制作器具的例子，该复合材料两侧用本专利技术接合用部件的二类形态，在其间配置两面接合部件。该器具主要由钛层/铝层/氧化处理的钛层构成。具体地说，从器具的外侧向内侧配置钛层、镍层、铜层、铜层、镍层、锌层、铝层、锌层、镍层、铜层、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接合用部件，其特征在于：该接合用部件包括在金属最外层具有钛层的基材，和在上述基材一侧的表面上通过镍层而形成的铜的接合层，且在上述接合层中所含的铜的平均晶粒粒径在０．５μｍ或０．５μｍ以下。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：稻泽信二，细江晃久，松村一广，新田耕司，松下信贤，吉坂琢磨，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]