專利名稱：復(fù)合板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在用鋁材料制成的鋁板和用銅材料等制成的硬金屬板的各自的側(cè)端面(寬度方向的端面)，把所述鋁板和所述硬金屬板接合在一起的復(fù)合板(下面稱為“并列接合的復(fù)合板”)。
背景技術(shù)：
在安裝在混合動力汽車和各種電子設(shè)備中的鋰離子電池組中，根據(jù)需要串聯(lián)連接鋰離子電池，然后并聯(lián)連接這些串聯(lián)連接的電池組。因此，使用了許多接線材料來連接電池。鋰離子電池具有用鋁材料制成的正極端子和主要用銅材料制成的負(fù)極端子。因此，用于串聯(lián)連接正極端子和負(fù)極端子的接線材料優(yōu)選是一端由鋁材料制成，另一端由導(dǎo)電率良好的金屬材料，比如銅材料制成的復(fù)合金屬材料。本發(fā)明的發(fā)明人以前在日本特開2008-6496號公報(專利文獻(xiàn)1)中，提供了一種適合于這種復(fù)合金屬材料的并列接合的復(fù)合板。該并列接合的復(fù)合板是在用鋁材料制成的第一金屬板和用諸如銅材料之類的金屬材料制成的第二金屬板的各自的側(cè)端面，用壓焊接合的。從第一金屬板的側(cè)面的前端側(cè)到后端側(cè)，形成凸脊和凹槽，同樣從第二金屬板的側(cè)面的前端側(cè)到后端側(cè)，形成凸脊和凹槽，并在分別使第一金屬板的凸脊與第二金屬板的凹槽接合，和使第一金屬板的凹槽與第二金屬板的凸脊接合的條件下，把側(cè)端面接合在一起。在該并列接合的復(fù)合板中，利用凸脊和凹槽的相互嚙合，通過壓焊將接合面(側(cè)端面)接合在一起。因而，產(chǎn)生了良好的接合。近來，就用于安裝在汽車、電動工具等中的電子部件和電池組的接線材料來說，在振動和沖擊極其嚴(yán)重的服務(wù)環(huán)境中，期望持久性和可靠性。此外，電池連接結(jié)構(gòu)正變得越來越復(fù)雜，因而存在必須通過彎曲加工接線材料的情形，使得還期望抗彎曲的耐分離性。另一方面，在日本特開11-156995號公報(專利文獻(xiàn)2)中，提出一種通過沿著鋁板和銅板的表面，壓焊和擴(kuò)散接合所述鋁板和銅板而制備的復(fù)合板。在該復(fù)合板中，借助鎳層，以一體的方式接合鋁板和銅板，以提高鋁板和銅板之間的接合強(qiáng)度。專利文獻(xiàn)1 日本特開2008-6496號公報專利文獻(xiàn)2 日本特開11-156995號公報

發(fā)明內(nèi)容
為了進(jìn)一步提高通過在鋁板和銅板的各自的側(cè)端面，壓焊鋁板和銅板而接合的并列接合的復(fù)合板中的接合面之間的接合強(qiáng)度，本發(fā)明的發(fā)明人制備了一種并列接合的復(fù)合板材料，其中利用在鋁板的側(cè)端面和銅板的側(cè)端面之間設(shè)置的鎳層，通過壓焊和擴(kuò)散接合， 把鋁板的側(cè)端面和銅板的側(cè)端面接合在一起。證實(shí)通過設(shè)置鎳層，提高了并列接合的復(fù)合板的接合強(qiáng)度。不過，銅板的側(cè)端面的前端部和與之相鄰的鎳層未被充分壓焊到鋁板的側(cè)端面的后端部，以致未獲得足夠的接合強(qiáng)度。結(jié)果，當(dāng)以銅板的前端部位于朝向彎曲部的外側(cè)的方式，通過彎曲加工并列接合的復(fù)合板時，存在銅板的前端部和與之相鄰的鎳層有從鋁板的后端部剝離的傾向的問題。鑒于這樣的問題，提出了本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供一種具有較高的接合強(qiáng)度， 和抗彎曲的耐分離性(下面稱為“抗彎曲分離性”)的并列接合的復(fù)合板，其中在鋁板和相對于鋁板較硬的金屬板，例如銅板的各自的側(cè)端面，把所述鋁板和金屬板接合在一起。本發(fā)明的發(fā)明人制備了一種并列接合的復(fù)合板，其中通過在鋁板和銅板或鐵板 (下面都稱為“硬金屬板”)的側(cè)端面之間插入鎳層，在所述側(cè)端面進(jìn)行壓焊和擴(kuò)散接合，把所述鋁板和硬金屬板接合在一起。在以復(fù)合板的接合部為彎曲中心，彎曲該復(fù)合板，并就在彎曲段發(fā)生剝離的條件，密切地觀察該復(fù)合板。結(jié)果，獲得下述認(rèn)識。鋁板比硬金屬板和鎳層軟，從而易于塑性變形。因此，當(dāng)在使形成于鋁板的側(cè)端面中的凸脊和凹槽分別經(jīng)由鎳層，與形成于硬金屬板的側(cè)端面中的凹槽和凸脊接合的條件下，當(dāng)在鋁板和硬金屬板的側(cè)端面壓焊鋁板和硬金屬板它們時，當(dāng)硬金屬板的側(cè)端面的前端部和與之相鄰的鎳層壓在鋁板的后端部上時，鋁板的側(cè)端面的后端部產(chǎn)生塑性變性。于是，難以對硬金屬板的側(cè)端面的前端部和相鄰的鎳層施加向下的壓力。結(jié)果，在這些部分中不會發(fā)生充分的壓焊。因此，硬金屬板的前端部和相鄰的鎳層往往會從鋁板的后端部剝離，從而抗彎曲分離性降低。鑒于這種認(rèn)識，提出了本發(fā)明。具體地說，本發(fā)明的并列接合的復(fù)合板包含由鋁材料制成的鋁板，和由銅材料或鐵材料制成的硬金屬板，鋁板的側(cè)端面和硬金屬板的側(cè)端面借助鎳層，利用壓焊接合在一起。在下述條件下接合側(cè)端面使在鋁板的側(cè)端面中，從前端側(cè)到后端側(cè)形成的凸脊和凹槽經(jīng)由鎳層分別嚙合并接合到在硬金屬板的側(cè)端面中，從后端側(cè)到前端側(cè)形成的凹槽和凸脊，并且通過使鎳層的端部伸出鋁板的側(cè)端面的后端部，并暴露在鋁板的板表面上而使鎳層的端部接合到鋁板的板表面上，并且暴露在板表面上的鎳層的暴露部分的平均寬度為 0. 2-1. 5mm。根據(jù)這種并列接合的復(fù)合板，利用被插入鋁板和硬金屬板的各自的側(cè)端面之間的鎳層，使鋁板的凸脊和凹槽分別嚙合和接合到硬金屬板的凹槽和凸脊，以致在鋁板和硬金屬板的側(cè)端面，借助于鎳層牢固地接合鋁板和硬金屬板。另外，使伸出鋁板的側(cè)端面的后端部(參見圖1中的B)的鎳層的端部接合到鋁板的板表面，并且暴露在板表面上的鎳層的暴露部分(參見圖1中的4)的平均寬度為0. 2-1. 5mm，使得硬金屬板的側(cè)端面的前端部(參見圖1中的F)與鎳層牢固接合，并且其端部超出鋁板的后端部，覆蓋在板表面上的鎳層還被牢固地接合到鋁板上。因此，即使當(dāng)彎曲并列接合的復(fù)合板，使得硬金屬板的前端部在彎曲段的外側(cè)時，硬金屬板的前端部也不易從鋁板的后端部剝離，從而提供極佳的抗彎曲分離性。在并列接合的復(fù)合板中，優(yōu)選借助于鎳層，用壓焊和擴(kuò)散接合，把鋁板的側(cè)端面和硬金屬板的側(cè)端面接合在一起。從導(dǎo)電率的觀點(diǎn)看，鋁材料優(yōu)選純鋁，或者具有10% IACS 或更高的導(dǎo)電率的鋁合金。銅材料優(yōu)選是純銅或者具有10% IACS或更高導(dǎo)電率的銅合金， 鐵材料優(yōu)選是純鐵或者低碳鋼。與銅材料相比，鐵材料導(dǎo)電性較差，不過鐵材料強(qiáng)度高，并且由于成本低，因此從經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)看占有優(yōu)勢。另外，從用作電池的接線材料的觀點(diǎn)看，鋁板和硬金屬板優(yōu)選各具有約0. 5-2mm 的板厚，并且，鋁板和硬金屬板優(yōu)選具有相同的板厚。鎳層優(yōu)選具有30-100 μ m的平均厚度。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的并列接合的復(fù)合板，利用相互接合的凸脊和凹槽，借助于鎳層，通過壓焊把鋁板的側(cè)端面和由銅板或鐵板形成的硬金屬板的側(cè)端面接合在一起。于是，在鋁板和硬金屬板的側(cè)端面，接合強(qiáng)度得到提高。此外，使伸出鋁板的側(cè)端面的后端部的鎳層的端部以重疊的方式接合到鋁板的板表面，并且暴露在板表面上的鎳層的暴露部分的平均寬度在0. 2-1. 5mm的范圍內(nèi)。從而，即使進(jìn)行彎曲，以致硬金屬板的側(cè)端面的前端部在彎曲段的外側(cè)，硬金屬板的前端部也不易于從鋁板的后端部剝離，從而提供優(yōu)良的抗彎 ( ^ (flexural separation-resistant characteristics)。


圖1表示根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式的并列接合的復(fù)合板的在寬度方向的接合部的橫截面圖。圖2是根據(jù)該實(shí)施方式的并列接合的復(fù)合板的局部傾斜透視圖。圖3是表示在并列接合的復(fù)合板的壓焊之前，材料的重疊狀態(tài)的說明圖。圖4是表示在并列接合的復(fù)合板的壓焊之前，材料的重疊狀態(tài)的另一個說明圖。圖5是表示關(guān)于實(shí)施例中的并列接合的復(fù)合板的彎曲試驗(yàn)的要領(lǐng)的說明圖。附圖標(biāo)記的說明1 鋁板2硬金屬板3 鎳層4暴露部分
具體實(shí)施例方式下面參考附圖，說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的并列接合的復(fù)合板。如圖1和2中所示，本實(shí)施方式的并列接合的復(fù)合板具有用鋁材料制成的鋁板1，和用銅材料或鐵材料制成的硬金屬板2，通過在鋁板1的側(cè)端面和硬金屬板2的側(cè)端面之間插入鎳層3，利用壓焊和擴(kuò)散接合，結(jié)合兩個側(cè)端面。從鋁板1的側(cè)端面的后端部B到前端部，相繼用兩個斜面在鋁板1的側(cè)端面中形成凹陷形式的凹槽12和凸起形式的凸脊11。如此形成凸脊11和凹槽12，以致沿著鋁板1 的縱長方向(參見圖幻，具有相同的截面形狀。另外，從硬金屬板2的側(cè)端面的前端部F到后端部，相繼用兩個斜面在硬金屬板2的側(cè)端面中形成凸起形式的的凸脊21和凹陷形式的凹槽22，以便凸脊21和凹槽22分別嚙合鋁板1的凹槽12和凸脊11。在形成于鋁板1的側(cè)端面中的凸脊11和凹槽12經(jīng)由鎳層3，分別嚙合形成于硬金屬板2的側(cè)端面中的凹槽 22和凸脊21的狀態(tài)下，把所述側(cè)端面接合在一起。角度Q1(凸脊11和凹槽22的各個角度)由形成鋁板1的凸脊11和硬金屬板2 的凹槽22的相鄰斜面限定，角度θ 2 (凸脊21和凹槽12的各個角度)由形成硬金屬板2的凸脊21和鋁板1的凹槽12的相鄰斜面限定。角度9工和θ 2各自約為60° -150°，且通常彼此大體相等。另外，在t是并列接合的復(fù)合板的板厚，dl是鋁板1的凹槽12的底部與下板面之間的距離，d2是凸脊11的頂點(diǎn)與上板面之間的距離，和h是凸脊11的頂點(diǎn)與凹槽12的底部之間的距離的情況下，h被設(shè)定成約(t/3-t/10)到(t/3+t/10)，dl和d2被設(shè)定成彼此相等或大致相等。并列接合的復(fù)合板的板厚是根據(jù)需要決定的，不過當(dāng)并列接合的復(fù)合板是導(dǎo)電材料，例如接合電池的電極的接線連接材料時，厚度通常約0. 5-2mm。當(dāng)把并列接合的復(fù)合板作為導(dǎo)電材料時，形成鋁板1的鋁材料優(yōu)選是純鋁或?qū)щ娐蕿?0% IACS或更高，優(yōu)選20% IACS或更高的鋁合金。下面把表示導(dǎo)電率的術(shù)語“ ％ IACS”(國際退火銅標(biāo)準(zhǔn))簡單地表示成“％”。利用下面的公式，計算給定材料的導(dǎo)電率 (% IACS)，其中例如，純銅為100%，純鋁為65%。導(dǎo)電率(％ IACS)=標(biāo)準(zhǔn)軟銅(純銅)的體積電阻率(1. 7241 μ Ω · cm)/給定材料的體積電阻率XlOO導(dǎo)電率隨著鋁含量的增加而增大，從而作為具有10%或更高的導(dǎo)電率的鋁合金， 優(yōu)選鋁含量90質(zhì)量％ (下面簡寫成“％”)或更高，優(yōu)選95%或更高的鋁合金。具體地說， 作為例子，列舉的有在 Jis 1050，1060，1070，1080，1100，1200，3003，5005，6063 和 6101 中規(guī)定的鋁合金。例如，上面提及的5005合金是導(dǎo)電率為52%的Al-(0. 5-1. 1% )Mn固溶強(qiáng)化合金。例示的其它適宜的鋁合金是Al-(4-5% )Mg合金(JIS A5082 ，導(dǎo)電率約)， Al-(5-6 % )Cu 合金(JIS A2011,導(dǎo)電率約 39 % )，Al-(3. 5-4. 5 % )Cu-(0. 4-1. 0 % ) Mn-(0. 2-0. 8 % )Mg 合金(JIS A2017,硬鋁，導(dǎo)電率約 50 % )，Al-(3. 8-4. 9 % ) Cu-(0. 3-0. 9 % )Μη-(1· 2-1. 8 % )Mg 合金(JIS A2024,超硬鋁，導(dǎo)電率約 30 % )，和 Al-(ll-13.5%)Si-(0.8-1.3%)Mg合金(JIS A4032，導(dǎo)電率約 40% )。這些鋁合金可用于硬金屬板和鎳層的壓焊，因?yàn)樗鼈儽燃冧X硬，對壓焊來說，純鋁最差。當(dāng)把并列接合的復(fù)合板用作導(dǎo)電材料時，硬金屬板2的銅材料優(yōu)選是純銅或者導(dǎo)電率10%或更高，優(yōu)選20%或更高的銅合金。隨著銅含量的增大，銅合金具有更高的導(dǎo)電率，從而優(yōu)選使用銅含量90%或更高，優(yōu)選95%或更高的銅合金。這種銅合金的例子包括在JIS C1020，C1100，C1201和C14500中規(guī)定的銅合金，或者在JIS Z3234中規(guī)定的Cu-Be 合金和Cu-Cr合金。下面是可使用的其它銅合金的例子Cu-2% Ni合金(導(dǎo)電率33% )， Cu-6% Ni合金(導(dǎo)電率17% )，Cu-9. 5% Ni合金(導(dǎo)電率11% )，Cu_30% Si合金(導(dǎo)電率27. 4% )，Cu-34% Zn 合金(導(dǎo)電率:26. 5% )，Cu-Fe-P(Fe+P :0. 13% )合金(導(dǎo)電率93% )，Cu-Fe-P(Fe+P :2· 48% )合金(導(dǎo)電率69%)，和 Cu_0. 2% ^ 合金(導(dǎo)電率 93% )。另外，當(dāng)把并列接合的復(fù)合板用作導(dǎo)電材料時，硬金屬板2的鐵材料優(yōu)選是純鐵 (導(dǎo)電率13% )，或者導(dǎo)電率10%或更高的鐵合金。這種鐵合金的子例包括碳含量0. 2% 或更低的低碳鋼。鎳層3的材料優(yōu)選是純鎳，或者含90%或更高的鎳作為主要成分的鎳合金。這些鎳基金屬具有相當(dāng)高的導(dǎo)電率，及與鋁材料、銅材料和鐵材料的極好結(jié)合性。隨著鎳含量的增加，鎳合金具有更高的導(dǎo)電率，從而鎳含量優(yōu)選為95%或更高。例如，適宜的鎳合金是
或更低)Cu合金(導(dǎo)電率16. 7%或更高)。從生產(chǎn)過程中材料易于加工，和材料成本的觀點(diǎn)來看，鎳層3的平均厚度通常為 20-150 μ m,優(yōu)選約30-120 μ m。以t為復(fù)合板的厚度，通過取距上下表面t/4和t/2位置的厚度的算術(shù)平均值，計算平均厚度。如圖1中所示，鎳層3的一個端部被接合到鋁板的板表面，伸出鋁板1的側(cè)端面的后端部(肩部)B，從而暴露在板表面上，在縱長方向上，暴露在板表面上的暴露部分4的寬度W平均為0. 2-1. 5mm。從后面說明的實(shí)施例可清楚看出，如果暴露部分4的平均寬度小于 0. 2mm，那么超出后端部B，在板表面上的重疊將變得太小，從而抗彎曲分離性將降低。另一方面，如果暴露部分4的平均寬度超過1. 5mm，那么在下面說明的制備過程中，在縱向方向 (軋制方向)以均勻厚度，把鎳層3的暴露部分下壓到鋁板1上會變得困難，并且并列接合的復(fù)合板的暴露部分會在縱長方向的厚度方面變得不均勻，導(dǎo)致波形外觀，在極端情況下， 會導(dǎo)致在厚度較小的部分中出現(xiàn)裂紋。結(jié)果，抗彎曲分離性將降低。因此，暴露部分4的平均寬度的下限為0. 2mm，優(yōu)選為0. 4mm，上限為1. 5mm，優(yōu)選1. 2mm。如圖1中所示，鎳層3的另一個端部可超出硬金屬板2的側(cè)端面的后端部，暴露在板表面上，或者可以不暴露在板表面上。與鋁板1相比，硬金屬板2具有較高的硬度和強(qiáng)度。從而，在壓焊中，硬金屬板2的側(cè)端面的后端部和板表面能夠充分承受向下的壓力。因此，鋁板1的側(cè)端面的前端部，和沿著該前端部相鄰的鎳層將被充分壓焊到硬金屬板2的側(cè)端面，從而不存在壓焊性的降低。用下面說明的制備方法，制備并列接合的復(fù)合板。首先，分別制備形成并列接合的復(fù)合板的鋁板1，硬金屬板2和鎳層3的鋁基板la，硬金屬基板加和鎳片3a。如圖3中所示，在鋁基板Ia的側(cè)端面中形成與并列接合的復(fù)合板的鋁板1中的凸脊11和凹槽12對應(yīng)的凸脊Ila和12a。在硬金屬基板加的側(cè)端面中形成與并列接合的復(fù)合板的硬金屬板2中的凸脊21和凹槽22對應(yīng)的凸脊21a和22a。鎳片3a可以是條狀薄板，或者預(yù)先沿著上述凸脊和凹槽折痕的鎳片。利用擠壓成型，在條狀薄板的側(cè)端面上形成凸脊和凹槽的壓制成型，或者機(jī)械加工，能夠容易地制備鋁基板Ia和硬金屬基板加。隨后，如圖3中所示，利用被置于鋁基板Ia和硬金屬基板加的側(cè)端面之間的鎳片 3a，把硬金屬基板加的凸脊21a和凹槽2 分別疊加在鋁基板Ia的凹槽1 和凸脊Ila 上，通過使得到的組合體在低溫(室溫)或暖溫下通過軋制輥，壓焊該組合體。對鋁基板Ia 或硬金屬基板加來說，軋制壓下率約為40-80%。為了在利用軋制的壓焊中，把鎳片3a插入到側(cè)端面之間，可在鋁基板Ia和硬金屬基板加的接合面之間設(shè)置條狀薄板的鎳片3a或者已折痕的鎳片，以便夾在接合面之間。此時，鎳片3a的至少一個端部從鋁基板Ia的板表面突出超過鋁基板Ia的側(cè)端面的后端部。在利用軋制的壓焊之后，如圖1中所示，產(chǎn)生鋁板1的側(cè)端面和硬金屬板2的側(cè)端面借助于鎳層3被壓焊，同時鎳層的端部超出鋁板1的后端部B覆蓋在板表面上的壓焊材料。在利用軋制的壓焊過程中，板材的進(jìn)料方向?qū)?yīng)于基板的縱長方向，如圖2中所示。此外，對壓焊后的材料進(jìn)行擴(kuò)散退火，以便利用擴(kuò)散接合(diffusion joining)， 不僅把鋁板1和鎳層3的接合面接合在一起，而且把鎳層3和硬金屬板2的接合面接合在一起。結(jié)果，在各自的接合面，鋁板1和硬金屬板2被牢固地接合。此外，鎳層3超出鋁板1 的后端部B覆蓋在板表面上，使得獲得極佳的抗彎曲分離性。擴(kuò)散退火的條件可以是退火溫度約510-580°C，保溫時間約l-5min。順便說明，當(dāng)未設(shè)置鎳層3時，當(dāng)退火溫度較高時， 在鋁板和硬金屬板的接合面，傾向于產(chǎn)生脆性金屬間化合物，其傾向于降低接合強(qiáng)度。在比較低的溫度下進(jìn)行長時間退火是必要的。相反，在本發(fā)明中設(shè)置了鎳層3，使得在退火期間，不產(chǎn)生降低接合強(qiáng)度的金屬間化合物。因此，與未設(shè)置鎳層3時相比，能夠在更高的溫度下，在更短的時間內(nèi)進(jìn)行退火，這使得提高了生產(chǎn)率。當(dāng)利用軋制，壓焊其中在鋁基板Ia和硬金屬基板加之間設(shè)置有鎳片3a的組合體時，在壓力之下，基板和鎳片的板厚都被減小，但是，每個基板的凸脊和凹槽的距離(dla，ha,d2a)的比不會明顯不同于壓焊之后的并列接合的復(fù)合板的比。然而，每個基板化和加的凸脊和凹槽的角度θ Ia和9 會變成0 1a< θ 1, θ 2a < θ 2，因而，每個基板的角度 θ Ia和θ加優(yōu)選小于并列接合的復(fù)合板的角度θ 1和θ 2。例如，角度θ Ia和θ加優(yōu)選約為40° -100°。角度θ Ia和θ加通常被設(shè)定成相等。圖3表示作為具有圖1中所示結(jié)構(gòu)的并列接合的復(fù)合板的制備對象的組合體。因而，在截面中，不僅以三角形形成鋁基板Ia的凸脊Ila和凹槽12a，而且以三角形形成硬金屬基板加的凸脊21a和凹槽22a，但是，凸脊和凹槽的截面形狀并不局限于這種形狀。例如，如圖4中所示，將與三角形凹槽22a，12a接合的三角形凸脊11a，21a可具有以平面形狀形成的頂端部分。與以平面形狀形成凸脊的頂端部分相應(yīng)，和凹槽的接合變得容易。此外， 凸脊和凹槽的橫截面形狀可以是梯形，凸脊的頂端部分和凹槽的底端部分由平面構(gòu)成。下面通過提供實(shí)施例，詳細(xì)說明本發(fā)明的并列接合的復(fù)合板，但是，本發(fā)明不應(yīng)被解釋成受這些實(shí)施例的限制。實(shí)施例制備每個均為條狀，并且都具有3mm的厚度和矩形橫截面的鋁基板和硬金屬基板。如圖3中所示，在每個鋁基板的側(cè)端面中形成具有三角形截面的凸脊Ila和凹槽12a， 在每個硬金屬基板的側(cè)端面中形成具有相同截面形狀的凸脊21a和凹槽22a。尺寸為θ Ia =θ加=90°，dla = d2a = ha = 1mm。還制備用純鎳制成的厚度0. 25mm的條狀鎳片。如圖3中所示，使鋁基板，鎳片和硬金屬板相互疊置，然后通過使之在室溫下通過一對上輥和下輥而經(jīng)受冷壓焊，從而產(chǎn)生厚度為Imm的壓焊材料。在壓焊時，調(diào)整每個鎳片的插入位置，使得在壓焊之后，形成具有不同寬度的超出鋁板的側(cè)端面的后端部，覆蓋在板表面上的鎳層的各個暴露部分4(參見圖1)。各個壓焊后的材料在550°C下退火:3min，以產(chǎn)生具有圖1中所示截面形狀的并列接合的復(fù)合板的樣本。在并列接合的復(fù)合板的每個樣本中，角度Θ1和Θ2都約為145°，厚度dl，d2和h近似相等，鎳層的平均厚度約ΙΟΟμπι。 表1中給出了鎳層的暴露部分4的寬度W在縱長方向的各個平均寬度。為了比較，還制備了沒有鎳層的并列接合的復(fù)合板，和沒有鎳層和硬金屬板的簡單的鋁板的樣本。通過壓制純鋁板，以把其厚度從3mm減小到1mm，隨后在550°C退火3min，制備該簡單鋁板。目視觀察暴露在每個得到的并列接合的復(fù)合板的鋁板表面上的鎳層的暴露部分4 的外觀，以便檢查裂紋的存在。另外，如圖2中所示，沿著寬度方向，S卩，板的橫向方向，從每個樣本中獲得寬度IOmm的拉伸試驗(yàn)條TP，以lmm/min的拉伸速度進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，直到試樣斷裂為止，以便研究拉伸強(qiáng)度和斷裂位置。此外，從每個樣本中獲得寬度正好與拉伸試驗(yàn)條相同的彎曲試驗(yàn)條，然后如圖5中所示，以90°的角度和2mm的彎曲半徑(內(nèi)徑)彎曲試驗(yàn)條，同時把鋁板1的表面上的鎳層的暴露部分4置于在彎曲的外側(cè)的中央位置。隨后目視觀察硬金屬板2的側(cè)端面中的前端部，以檢查剝離的存在。結(jié)果匯編在表1中，表1中，在斷裂位置項(xiàng)之下的“母材”表示斷裂發(fā)生在不包括接合面的一部分鋁板中，“界面”表示斷裂沿著鋁板的接合面(凹槽12的后側(cè)斜面)發(fā)生。根據(jù)表1，可看出其中鎳層的各個暴露部分4的平均寬度為0. 2-1. 5mm的樣本 No. 3-6，8和9(這些硬金屬板由純銅或銅合金制成)和樣本No. 12，13和15 (這些硬金屬板由純鐵或低碳鋼制成)的并列接合的復(fù)合板都具有較高的接合強(qiáng)度，在拉伸試驗(yàn)中，是在接合面之外的鋁板中斷裂的。在90°彎曲試驗(yàn)中，這些樣本的硬金屬板的前端部不發(fā)生剝離。另一方面，沒有鎳層的樣本No. 1，有鎳層，但是沒有暴露部分的樣本(樣本No.2，ll) 和其中形成暴露部分，但是平均寬度過大的樣本(樣本No. 7，14)接合強(qiáng)度都降低，在接合面斷裂并發(fā)生剝離。這些樣本的硬金屬板的前端部與鎳層一起從鋁板的后端部剝離。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合板，包括由鋁材料制成的鋁板，和由銅材料制成的硬金屬板，所述鋁板的側(cè)端面和所述硬金屬板的側(cè)端面借助于鎳層，通過壓焊接合在一起；其中所述鋁板具有在其側(cè)端面中，從前端側(cè)到后端側(cè)形成的凸脊和凹槽，所述硬金屬板具有在其側(cè)端面中，從后端側(cè)到前端側(cè)形成的凹槽和凸脊，同時所述鋁板的所述凸脊和凹槽通過所述鎳層，分別嚙合并接合到所述硬金屬板的所述凹槽和凸脊；并且所述鎳層具有接合到所述鋁板的板表面上的端部，所述端部伸出所述鋁板的所述側(cè)端面的后端部，并暴露在所述鋁板的所述板表面上，并且暴露在所述板表面上的鎳層的暴露部分的平均寬度為0. 2-1. 5mm。
2.一種復(fù)合板，包括由鋁材料制成的鋁板，和由鐵材料制成的硬金屬板，所述鋁板的側(cè)端面和所述硬金屬板的側(cè)端面借助于鎳層，通過壓焊接合在一起，其中所述鋁板具有在其側(cè)端面中，從前端側(cè)到后端側(cè)形成的凸脊和凹槽，所述硬金屬板具有在其側(cè)端面中，從后端側(cè)到前端側(cè)形成的凹槽和凸脊，同時所述鋁板的所述凸脊和凹槽通過所述鎳層，分別嚙合和接合到所述硬金屬板的所述凹槽和凸脊；并且所述鎳層具有接合到所述鋁板的板表面上的端部，所述端部伸出所述鋁板的側(cè)端面的后端部，并暴露在所述鋁板的所述板表面上，并且暴露在所述板表面上的所述鎳層的暴露部分的平均寬度為0. 2-1. 5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合板，其中借助于所述鎳層，通過壓焊和擴(kuò)散接合，把所述鋁板的側(cè)端面和所述硬金屬板的側(cè)端面接合在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合板，其中所述鋁材料是純鋁，或者具有10%IACS或更高導(dǎo)電率的鋁合金，所述銅材料是純銅或者具有10% IACS或更高導(dǎo)電率的銅合金。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合板，其中借助于所述鎳層，通過壓焊和擴(kuò)散接合，把所述鋁板的側(cè)端面和所述硬金屬板的側(cè)端面接合在一起。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合板，其中所述鋁材料是純鋁，或者具有10%IACS或更高導(dǎo)電率的鋁合金，所述鐵材料是純鐵或者低碳鋼。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的復(fù)合板，其中所述鋁板和所述硬金屬板的板厚各為 0. 5-2mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的復(fù)合板，其中所述鎳層的平均厚度為30-120μ m。
全文摘要
本發(fā)明提供一種包括鋁板和諸如銅板之類的硬金屬板的復(fù)合板，鋁板和硬金屬板在它們的側(cè)端面被接合在一起，該復(fù)合板的接合強(qiáng)度和抗彎曲分離性優(yōu)良。鋁板(1)的側(cè)端面和硬金屬板(2)的側(cè)端面是利用壓焊，借助于鎳層(3)接合在一起的。在鋁板(1)的側(cè)端面中形成的凸脊(11)和凹槽(12)借助于鎳層(3)分別嚙合和接合到硬金屬板(2)的側(cè)端面中形成的凹槽(22)和凸脊(21)，鎳層(3)的端部伸出鋁板(1)的側(cè)端面的后端部(B)，并在該端部暴露在鋁板(1)的板表面上的狀態(tài)下，與鋁板(1)的板表面接合。暴露在板表面的鎳層(3)的暴露部分的平均寬度W為0.2-1.5mm。
文檔編號C22C21/00GK102421561SQ20108002071
公開日2012年4月18日 申請日期2010年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月29日
發(fā)明者石尾雅昭, 織田喜光, 藤田敏明 申請人:株式會社新王材料