クラッド材の製造方法
【課題】複数本の金属線を固相接合して、一体化し、種々の特性を付与することができるクラッド材の製造方法を提供する。
【解決手段】複数本の金属線２１からなるワーク２２または金属製のパイプ２０に複数本の金属線２１を充填したワーク２２に圧縮加工を施して、各金属線２１の相互間に生じた隙間を潰す。その後、途中部に屈折部１２を有する貫通孔１１にワーク２２を通すことにより、当該ワーク２２を屈折部１２でせん断変形させて、各金属線２１同士を固相接合させ、クラッド材を得る。
これにより、複数本の金属線２１を一体化する。
【解決手段】複数本の金属線２１からなるワーク２２または金属製のパイプ２０に複数本の金属線２１を充填したワーク２２に圧縮加工を施して、各金属線２１の相互間に生じた隙間を潰す。その後、途中部に屈折部１２を有する貫通孔１１にワーク２２を通すことにより、当該ワーク２２を屈折部１２でせん断変形させて、各金属線２１同士を固相接合させ、クラッド材を得る。
これにより、複数本の金属線２１を一体化する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラッド材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、製品の高性能化や高機能化に伴って、耐熱性、耐食性、熱伝導性、耐磨耗性、熱膨張性などの特性の向上など、金属材料の高機能化が求められている。
例えば、クラッド材は、異なる性質を有する２種類以上の金属板材の積層体であり、単一の金属板材では達し得ない複数の特性を兼ね備えている。前記クラッド材は、例えば、異なる性質を有する２種類以上の金属板材を重ね合わせ、圧延法などにより接合することにより製造されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
前記特許文献１には、ベース材用金属を溶解、鋳造して製造したベース材用鋳塊、および前記ベース材用金属とは成分組成の異なる被覆材用金属を溶解、鋳造して製造した被覆材用鋳塊をそれぞれ準備した後、前記ベース材用鋳塊の片面または両面に前記被覆材用鋳塊を所定配置に重ね合わせ、得られた重ね合わせ材を熱間圧延してクラッド材を製造する方法が記載されている。
しかしながら、特許文献１に記載の方法には、製法上、金属板材の積層数が限られてしまい、付与することができる特性の種類が限られてしまう。しかも、特許文献１に記載の方法によれば、被覆材の特性によっても、付与することができる特性の種類が制約されてしまう傾向がある。
【０００４】
一方、金属材料の高強度化や高剛性化を図る方法として、例えば、９０°に屈折した屈折部を有する貫通孔に、前記貫通孔の断面の寸法と略同じ寸法を有する１種類の金属からなるワークを装填し、当該貫通孔より押し出すことにより、このワークをせん断変形させる方法（ＥＣＡＰ法）が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３２２１８４号公報
【特許文献２】特開２００３−９６５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載の方法でも、１種類の金属からなるワークをせん断変形させて、組織を微細化しているだけであるので、付与することができる特性の種類に限界がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、種々の特性を有するクラッド材を得ることができるクラッド材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のクラッド材の製造方法は、複数本の金属線からなるワークまたは金属製のパイプに複数本の金属線を充填したワークに圧縮加工を施して、各金属線の相互間に生じた隙間を潰す圧縮工程と、
途中部に屈折部を有する貫通孔に前記ワークを通すことにより、当該ワークを前記屈折部でせん断変形させて、各金属線同士を固相接合させる接合工程と、
をこの順に含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明のクラッド材の製造方法では、前記ワークの圧縮加工により、複数本の金属線の相互間に生じた隙間が潰されるとともに、金属線同士がそれぞれ密に接触する。さらに、接合工程でのワークのせん断変形により、金属線のそれぞれの表面層が強く摩擦され、新生面が生じ、金属線同士が金属接合しやすい状態になる。しかも、前記せん断変形により、ワークの組織を微細化することができる。
これにより、複数本の金属線を少なくとも部分的に固相接合して、一体化することができる。したがって、本発明のクラッド材の製造方法によれば、用いられる金属線の種類を選択することにより、種々の特性をクラッド材に付与することができ、種々の機能を兼ね備えたクラッド材を得ることができる。
【００１０】
本発明のクラッド材の製造方法では、前記圧縮工程および接合工程を、ＥＣＡＰ法によって連続的に行うことが好ましい。
この場合、圧縮工程と接合工程とを、前記貫通孔内で一連に行うことができるので、クラッド材を効率よく製造することができる。
【００１１】
また、本発明のクラッド材の製造方法では、貫通孔が前記屈折部においてほぼ直角に屈折していることが好ましい。
この場合、ワークに生じるせん断ひずみ量を十分確保することができる。このため、金属線同士をより強固に接合することができる。
【００１２】
本発明のクラッド材の製造方法では、パイプの少なくとも外周面が潤滑性を有することが好ましい。
この場合、貫通孔の内壁面とワークの表面との間の摩擦抵抗を低減することができる。このためワークを貫通孔に容易に通すことができる。
【００１３】
また、本発明のクラッド材の製造方法では、接合工程において、ワークを加熱して固相接合を促進させることが好ましい。
この場合、金属線相互間の接合強度をさらに高めることができる。
【００１４】
本発明のクラッド材の製造方法では、接合工程を複数回行なうのが好ましい。
これにより、クラッド材における金属線同士をより強固に固相接合させることができ、しかも、組織をより一層微細化することができる。
【００１５】
前記パイプの材料としては、銅、アルミニウムおよび黄銅からなる群より選択されたいずれか一種を用いるのが好ましい。
この場合、パイプの材料自体が有する延性および潤滑性によって、貫通孔の内壁面とワークの表面との間の摩擦抵抗を効果的に低減することができる。このためワークを貫通孔に容易に通すことができる。
【００１６】
また、前記金属線の材料としては、銅、アルミニウム、黄銅、銀および鉄からなる群より選択された少なくとも一種を用いるのが好ましい。
この場合、金属線同士をより良好に固相接合させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のクラッド材の製造方法によれば、種々の特性を有するクラッド材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係るクラッド材の製造方法の処理手順を示す工程図である。
【図２】本発明のクラッド材の製造方法に用いる製造装置の一例を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るクラッド材の製造方法において、ワークを金型の貫通孔に装填したときのワークの状態を説明する要部断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るクラッド材の製造方法において、金型の貫通孔内でワークを圧縮成形したときのワークの状態を説明する要部断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るクラッド材の製造方法において、ワークが屈折部を通過する際のワークの状態を説明する要部断面図である。
【図６】実施例１〜５で得られた試料について、断面を観察した結果を示す光学顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［クラッド材の製造方法の処理手順］
以下、本発明の一実施形態に係るクラッド材の製造方法について添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るクラッド材の製造方法の処理手順を示す工程図である。図１においては、図２に示される製造装置１を用い、ＥＣＡＰ（Ｅｑｕａｌ−Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｎｇｕｌａｒ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ）法によりクラッド材を製造した場合の処理手順を例として挙げて説明する。
【００２０】
製造装置１は、貫通孔１１を形成したダイス鋼などからなる金型１０と、パイプ２０に複数本の金属線を充填したワーク２２を押圧するプランジャー３０と、金型１０を拘束するホルダー４１と、金型１０を介してワーク２２を加熱する加熱部５０とを備えている。
金型１０の貫通孔１１は、途中部にほぼ直角に屈折した屈折部１２を有するＬ字形のものであり、金型１０の上面および側面にそれぞれ上流側開口部１３および下流側開口部１４を有している。本実施形態の製造装置１では、貫通孔１１の上流側開口部１３から下流側開口部１４に至るまで、断面形状が正方形形状とされており、かつその断面積が同じになるようにされている。
また、貫通孔１１の長手方向に直交する断面の一辺の寸法は、パイプ２０の外径と略同寸法となっている。
ホルダー４１は、金型１０の外周を包囲した状態で、この金型１０を移動不能に拘束している。このホルダー４１には、金型１０の貫通孔１１の下流側開口部１４に対応する位置に切り欠き部４２が設けられている。
また、加熱部５０は、ホルダー４１の外周外方に設けられている。この加熱部５０は、金型１０を所定温度に加熱するヒータ５１と、このヒータ５１を収容するとともに、金型１０を所定温度に保つジャケット本体５２とから構成されている。
ジャケット本体５２には、貫通孔１１の下流側開口部１４に対応する位置に切り欠き部５３が設けられており、クラッド材２３を製造装置１の外に取り出すことができるようにされている。
【００２１】
本実施形態に係るクラッド材の製造方法では、まず、複数本の金属線２１を、パイプ２０内に充填してワーク２２を得る（「充填工程」、図１（ａ）参照）。
【００２２】
パイプ２０および金属線２１は、予め、硝酸水溶液、水などで洗浄し、乾燥させておく。これにより、後述の接合工程において、パイプ２０と金属線２１との間および金属線２１同士をより良好に固相接合させることができる。
【００２３】
パイプ２０は、銅製にて母線が軸線と平行な円筒体２０１からなる。このパイプ２０の外周面には、貫通孔１１の内壁面に対して潤滑性を有する材料である二硫化モリブデンなどの固形潤滑材２０２が塗布されている（図３（ａ）参照）。
パイプ２０は、複数本の金属線２１のキャリヤーであるとともに、金属線２１と固相接合させるための材料として用いられている。
また、金属線２１は、パイプ２０を構成する銅とは異なる機械的性質を有する銅からなる線材である。
【００２４】
パイプ２０内に充填する金属線２１の本数は、金属線２１の外径、パイプ２０の内径、製造するクラッド材の組成などに応じて適宜設定する。
クラッド材の組成は、例えば、パイプ２０を構成する金属と全ての金属線２１を構成する金属との質量比により設定することができる。この実施形態においては、パイプ２０の内部空間が金属線２１によってほぼ塞がれている。
【００２５】
つぎに、パイプ２０内に複数本の金属線２１を充填したワーク２２を、金型１０の貫通孔１１の上流側開口部１３側より貫通孔１１内に装填し、その後、この上流側開口部１３側より貫通孔１１内に、プランジャー３０を挿入する（「装填工程」、図１（ｂ）、（ｃ）参照）。
【００２６】
つぎに、プランジャー３０によって、ワーク２２を押圧して当該ワーク２２に圧縮加工を施す（「圧縮工程」、図１（ｃ）参照）。
この圧縮工程では、ワーク２２が、貫通孔１１の鉛直側通路１１ａの途中に位置している場合、つまり、ワーク２２の下端部が鉛直側通路１１ａの底部Ｂに到達していない場合（図３（ａ）参照）には、複数本の金属線２１の相互間に隙間ｄ１が生じている（図３（ｂ）参照）。
そして、プランジャー３０によりワーク２２をさらに押圧することにより、ワーク２２の先端が鉛直側通路１１ａの底部Ｂに突き当たると（図４（ａ）参照）、ワーク２２に圧縮方向への強い加圧力が負荷される。これにより、ワーク２２が円筒状から角筒状に変形するとともに、長手方向に収縮する。また、このとき、複数本の金属線２１それぞれが拡幅し、複数本の金属線２１の相互間の隙間ｄ１が潰され、複数本の金属線２１間の界面が強圧にて互いに面接触した状態で、ワーク２２が貫通孔１１内に張り詰められる（図４（ｂ）参照）。
【００２７】
プランジャー３０によりワーク２２を圧縮成形するときの最大加圧力は、例えば、銀線２０本、パイプ内径２．１ｍｍ、外径２．５ｍｍのとき、約１１００ＭＰａである。また、貫通孔１１内におけるワーク２２の通過速度は、得られるクラッド材の組織を微細なものとし、十分な材料強度を確保する観点から、１ｍｍ／分〜１００ｍｍ／分、好ましくは１０〜２０ｍｍ／分である。このとき、ひずみ速度は、４×１０-4／秒〜６．７×１０-2／秒である。
前記加圧力は、パイプ２０を構成する材料および金属線２１を構成する金属の種類やパイプ２０および金属線２１の寸法などに応じて、適宜設定する。また、貫通孔１１内におけるワーク２２の通過速度は、得られるクラッド材の組織の状態や、材料強度に応じて、適宜設定する。
【００２８】
つぎに、プランジャー３０によりワーク２２をさらに押圧し、当該ワーク２２を直角に屈折させて水平側通路１１ｂに導く。この際、ワーク２２を屈折部１２でせん断変形させて、複数本の金属線２１同士を固相接合させる（「接合工程」、図１（ｄ）参照）。
この接合工程では、図５に示されるように、ワーク２２に対して、屈折部１２の外側屈折線Ｃと内側屈折線Ｄとを結ぶ平面において、ＣからＤ方向およびＤからＣ方向にせん断力が連続的に負荷される。
【００２９】
また、複数本の金属線２１の相互間の接触面において、せん断力により、強い摩擦力が生じ、ワーク２２が塑性変形して、隣接する金属線２１それぞれの表面の酸化皮膜が破断し、新生面を生じる。これと同時に、これら隣接する金属線２１の新生面同士において、少なくとも部分的に固相接合が起こる。
さらに、かかるせん断力により、屈折部１２の外側屈折頂線Ｃと内側屈折頂線Ｄとを結ぶワーク２２の平面上の金属の組織が微細化される。
したがって、ワーク２２が屈折部１２を通過することによって、金属線２１を相互に固相接合させ得るとともに、組織の微細化を図ることができる。
本実施形態では、前記圧縮工程および接合工程が、ＥＣＡＰ法により一つの貫通孔１１内で一連に行なわれるので、クラッド材を効率よく製造することができる。
【００３０】
その後、加工物であるクラッド材２３を、水平側通路１１ｂを通して、下流側開口部１４より押し出す（「押し出し工程」、図１（ｅ）参照）。
この押し出し工程では、例えば、金型１０の上流側開口部１３側より、別のワーク２２を貫通孔１１内に装填し、プランジャー３０により押圧することにより、先に加工されたクラッド材２３を貫通孔１１より押し出すことができる。
【００３１】
以上により、得られたクラッド材２３に対して、さらに、種々の加工を施してもよい。
得られたクラッド材２３は、衝撃吸収材、振動吸収材やセンサーの材料などの種々の用途が期待される。
【００３２】
本実施形態のクラッド材の製造方法によれば、延性および潤滑性に優れる銅製のパイプ２０が用いられているため、貫通孔１１の内壁面との間に生じる摩擦抵抗を、ワーク２２全体にわたって均一かつ小さくすることができる。このため、ワーク２２の圧縮、屈折および押し出しに要する押圧力を低減することができ、生産性やエネルギー効率を向上させることができる。
しかも、パイプ２０の外周面に、固形潤滑材２０２が塗布されているため、パイプ２０と貫通孔１１との間の摩擦の発生をより効果的に低減させることができる。
【００３３】
［変形例］
前記実施形態では、パイプ２０の内部に金属線２１を充填してワーク２２を作製した後、当該ワーク２２を貫通孔１１の内部に装填しているが、これに代えて、パイプ２０を貫通孔１１内にセットした状態で、このパイプ２０内に複数本の金属線２１を充填してもよい。
【００３４】
本発明では、前記接合工程を複数回行なってもよい。これにより、金属線２１同士をより確実に固相接合させることができ、しかも、組織をより一層微細化することができる。この場合、接合工程の回数は、クラッド材の用途に応じて適宜設定する。
【００３５】
また、本発明では、前記接合工程を行なう際に、加熱部５０により金型１０を介してワーク２２を加熱してもよい。この場合、加熱温度は、例えば、室温（２９３Ｋ）〜５７３Ｋとすることができる。なお、かかる加熱温度は、金属線２１を構成する金属の種類などに応じて設定する。
【００３６】
本発明においては、パイプ２０を構成する材料として、銅に代えて、アルミニウム、黄銅などを用いてもよく、この場合にも、パイプ２０の材料自体が有する延性および潤滑性によって、貫通孔１１の内壁面とワーク２２の表面との間の摩擦抵抗を効果的に低減することができる。この他、パイプ２０を構成する材料として、ステンレス、マグネシウムなども用いることができる。
【００３７】
また、パイプ２０は、円筒パイプに限られるものではなく、角パイプなどであってもよい。
さらに、前記パイプ２０は、鉄、ステンレスなどの材料からなる円筒体２０１の外周面に、前記銅などの延性および潤滑性を有する材料をメッキしたものでもあってもよい。要するにパイプ２０は、少なくとも外周面が貫通孔１１の内壁面に対して、潤滑性を有すればよい。
【００３８】
金属線２１を構成する金属として、銅に代えて、銀、アルミニウム、黄銅、鉄、マグネシウム、チタン、ニッケル、金、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６など、またはこれらの任意の組み合わせを用いることができる。
前記複数本の金属線２１は、それぞれ、同一種類であってもよく、２種類以上であってもよい。
また、前記複数本の金属線２１に対して、非金属からなる線材を混ぜてもよい。
【００３９】
なお、パイプ２０を構成する材料および金属線２１を構成する金属が、同一の金属元素からなる場合、互いに異なる機械的性質（硬さなど）や、互いに異なる組成（不可避成分の組成など）を有するものが用いられる。
【００４０】
プランジャー３０によりワーク２２を圧縮成形するときの最大加圧力は、金属線２１を構成する金属に応じて、適宜設定することができる。例えば、前記最大加圧力は、金属線２０本、パイプ内径２．１ｍｍ、外径２．５ｍｍのとき、金属線２１を構成する金属が銀である場合、約１０００ＭＰａ、アルミニウムである場合、約１０２０ＭＰａ、黄銅である場合、約１３５０ＭＰａ、鉄である場合、約１４９０ＭＰａとすることができる。
【００４１】
貫通孔１１の長手方向に直交する断面の形状は、円形や多角形であってもよい。
また、貫通孔１１の鉛直側通路１１ａと水平側通路１１ｂとが成す屈折角度は、屈折部１２を通過するワーク２２に対してせん断力を負荷することができる角度であればよい。かかる屈折角度が小さいほどワークに生じるせん断ひずみ量を大きくすることができる。前記屈折角度は、押し出し抵抗を抑制して製造効率を向上させる観点から、好ましくは３０°以上であり、十分なせん断変形量を得る観点から、好ましくは１５０°以下である。高い製造効率で、十分なせん断変形量を得ることができる観点から、貫通孔１１が屈折部１２においてほぼ直角に屈折していることがより好ましい。
【００４２】
さらに、前記実施形態では、パイプ２０の内部に金属線２１を充填したワーク２２を用いているが、前記パイプ２０を用いることなく、複数本の金属線２１のみからなるワーク２２を用いてもよい。この場合にも、複数本の金属線２１同士を固相接合させたクラッド材２３を得ることができる。
【００４３】
さらに、本発明においては、複数本の金属線２１の束に軸腺回りの捩じりを与えて、パイプ２０の内部に充填したワーク２２を用いてもよい。この場合、捩じりによるひずみが複数本の金属線２１に加わることで当該金属線２１同士をより強固に固相接合させることができ、しかも、組織をより一層微細化することができる。
【実施例】
【００４４】
以下、実施例などにより本発明のクラッド材の製造方法の作用効果を検証するが、本発明は、かかる実施例により限定されるものではない。なお、以下の実施例では、図２に示される製造装置１を用いた。
【００４５】
（実施例１〜５）
各種金属線を用い、クラッド材を製造した。
製造装置１において、貫通孔１１は、長手方向に直交する断面において、２．５ｍｍ×２．５ｍｍの寸法の正方形形状とした。また、屈折部１２における屈折角度は、９０°とした。パイプ２０として、９９．９質量％の純度の銅からなり、内径２．１ｍｍ、外径２．５ｍｍおよび長さ２７ｍｍの円形断面の銅管を用いた。なお、金型１０は、分割金型とした。
【００４６】
金属線２１として、パイプ２０とは異なる機械的性質を有する銅（９９．９質量％；実施例１）、銀（９９．９質量％；実施例２）、アルミニウム（９９．９質量％；実施例３）、黄銅（組成：銅６３質量％、亜鉛３７質量％；実施例４）、鉄（９９．５質量％；実施例５）の各伸線焼きなまし材料からなる、外径０．３ｍｍ、長さ２７ｍｍの線材を用いた。パイプ２０および金属線２１は、試験前に硝酸水溶液で洗浄した後、水で洗浄し、乾燥させた。
その後、パイプ２０内に３０本の金属線２１を充填し、かつこのパイプ２０を構成する円筒体２０１の外周面に、二酸化モリブデンからなる固形潤滑材２０２を塗布して、ワーク２２を得た。
【００４７】
得られたワーク２２を金型１０の貫通孔１１の上流側開口部１３より装填し、室温（２９３Ｋ）で、押圧速度が２ｍｍ／分になるように、プランジャー３０によりワーク２２を押圧して貫通孔１１より押し出した。なお、ワーク２２におけるパイプ２０内の金属線２１同士の接合状態を確認し、金属線２１同士が良好に接合していない場合には、加熱部５０により金型１０を５７３Ｋに加熱しながら、プランジャー３０によりワーク２２を押圧して貫通孔１１より押し出した。
【００４８】
貫通孔１１内にワーク２２を通し、プランジャー３０の先端が、上流側開口部１３から２０ｍｍの深さに達したときに、プランジャー３０によるワーク２２の押圧を終了した。これによりＬ字型になった加工物を実施例１〜５の試料とした。
【００４９】
（試験例１）
実施例１〜５の各試料のＬ字状の側面を、長手方向（図５において左右方向）に直交する幅寸法が１／２になるまで研磨し、その断面を光学顕微鏡で観察した。実施例１〜５で得られた試料について、断面を観察した結果を示す光学顕微鏡写真を図６に示す。図６中、（ａ）は、銅からなる金属線（図中、「Ｃｕ」）、（ｂ）は、銀からなる金属線（図中、「Ａｇ」）、（ｃ）は、アルミニウムからなる金属線（図中、「Ａｌ」）、黄銅からなる金属線（図中、「Ｂｒａｓｓ」）、鉄からなる金属線（図中、「Ｆｅ」）を用いた場合の結果を示す。
【００５０】
図６に示される結果から、銅、銀、アルミニウム、黄銅および鉄のいずれの材料からなる金属線２１を用いた場合であっても、パイプ２０内に複数本の金属線２１を充填したワークを、屈折部１２を有する貫通孔１１より押し出すことにより、金属線２１同士が良好に固相接合し、一体化して、クラッド材が得られることがわかる。
また、図６に示された結果から、パイプ２０の素材である銅が圧縮されて、貫通孔１１の内壁面に薄く伸ばされ、金属線２１をその内部に包み込んでいることがわかる。これにより、貫通孔１１の内壁面とパイプ２０との間でのみ摩擦が生じていることが明らかである。
【００５１】
なお、黄銅からなる金属線２１を用いた場合および鉄からなる金属線２１を用いた場合には、室温（２９３Ｋ）で屈折部１２を通過させて得られたた試料（図示せず）に比べて、５７３Ｋで加熱しながら屈折部１２を通過させて得られた試料（図６（ｄ）および（ｅ）参照）の方が、複数本の金属線２１同士がより広範囲で固相接合していた。
この結果から、金属線２１の種類に応じてワーク２２を適宜加熱することにより、より効果的に金属線２１同士を固相接合させる得ることがわかる。
【００５２】
（試験例２）
実施例１、３〜５の各試料を代表例として、貫通孔１１の屈折部１２を通過していない部分と、前記屈折部１２を通過した部分において、荷重を９．８０６６５Ｎとした場合のマイクロビッカース硬さを、ＪＩＳ Ｚ２２４４にしたがって測定した。その結果を表１に示す。なお、表中、「屈折部未通過部」は、屈折部１２を通過していない部分におけるマイクロビッカース硬さを示し、「屈折部通過部」は、屈折部１２を通過した部分におけるマイクロビッカース硬さを示す。屈折部１２を通過していない部分におけるマイクロビッカース硬さは、屈折部１２を通過する前の押圧により、ワーク２２が圧縮加工を施されたときの影響を示しており、屈折部１２を通過した部分におけるマイクロビッカース硬さは、圧縮加工に加えて、屈折部１２を通過することにより、さらにせん断変形も加わったときの影響を示している。
【００５３】
【表１】
【００５４】
表１に示された結果から、各金属線２１について、屈折部１２を通過していない部分におけるマイクロビッカース硬さに比べて、屈折部１２を通過した部分におけるマイクロビッカース硬さが硬くなっていることがわかる。
この結果から、屈折部１２を有する貫通孔１１にワーク２２を通すことにより、組織を微細化させて、その硬さを硬くできることがわかる。
【００５５】
なお、黄銅からなる金属線２１を用いた場合および鉄からなる金属線２１を用いた場合には、室温（２９３Ｋ）で屈折部１２を通過させた加工物に比べて、５７３Ｋで屈折部１２を通過させた加工物のほうが、より硬さを向上させる得ることがわかる。
この結果から、金属線２１の種類に応じて、ワーク２２を適宜加熱することにより、より効果的に硬さをより硬くできることがわかる。
【符号の説明】
【００５６】
１ 製造装置
１０ 金型
１１ 貫通孔
１２ 屈折部
１３ 上流側開口部
１４ 下流側開口部
２０ パイプ
２１ 金属線
２２ ワーク
２３ クラッド材
３０ プランジャー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラッド材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、製品の高性能化や高機能化に伴って、耐熱性、耐食性、熱伝導性、耐磨耗性、熱膨張性などの特性の向上など、金属材料の高機能化が求められている。
例えば、クラッド材は、異なる性質を有する２種類以上の金属板材の積層体であり、単一の金属板材では達し得ない複数の特性を兼ね備えている。前記クラッド材は、例えば、異なる性質を有する２種類以上の金属板材を重ね合わせ、圧延法などにより接合することにより製造されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
前記特許文献１には、ベース材用金属を溶解、鋳造して製造したベース材用鋳塊、および前記ベース材用金属とは成分組成の異なる被覆材用金属を溶解、鋳造して製造した被覆材用鋳塊をそれぞれ準備した後、前記ベース材用鋳塊の片面または両面に前記被覆材用鋳塊を所定配置に重ね合わせ、得られた重ね合わせ材を熱間圧延してクラッド材を製造する方法が記載されている。
しかしながら、特許文献１に記載の方法には、製法上、金属板材の積層数が限られてしまい、付与することができる特性の種類が限られてしまう。しかも、特許文献１に記載の方法によれば、被覆材の特性によっても、付与することができる特性の種類が制約されてしまう傾向がある。
【０００４】
一方、金属材料の高強度化や高剛性化を図る方法として、例えば、９０°に屈折した屈折部を有する貫通孔に、前記貫通孔の断面の寸法と略同じ寸法を有する１種類の金属からなるワークを装填し、当該貫通孔より押し出すことにより、このワークをせん断変形させる方法（ＥＣＡＰ法）が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３２２１８４号公報
【特許文献２】特開２００３−９６５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載の方法でも、１種類の金属からなるワークをせん断変形させて、組織を微細化しているだけであるので、付与することができる特性の種類に限界がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、種々の特性を有するクラッド材を得ることができるクラッド材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のクラッド材の製造方法は、複数本の金属線からなるワークまたは金属製のパイプに複数本の金属線を充填したワークに圧縮加工を施して、各金属線の相互間に生じた隙間を潰す圧縮工程と、
途中部に屈折部を有する貫通孔に前記ワークを通すことにより、当該ワークを前記屈折部でせん断変形させて、各金属線同士を固相接合させる接合工程と、
をこの順に含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明のクラッド材の製造方法では、前記ワークの圧縮加工により、複数本の金属線の相互間に生じた隙間が潰されるとともに、金属線同士がそれぞれ密に接触する。さらに、接合工程でのワークのせん断変形により、金属線のそれぞれの表面層が強く摩擦され、新生面が生じ、金属線同士が金属接合しやすい状態になる。しかも、前記せん断変形により、ワークの組織を微細化することができる。
これにより、複数本の金属線を少なくとも部分的に固相接合して、一体化することができる。したがって、本発明のクラッド材の製造方法によれば、用いられる金属線の種類を選択することにより、種々の特性をクラッド材に付与することができ、種々の機能を兼ね備えたクラッド材を得ることができる。
【００１０】
本発明のクラッド材の製造方法では、前記圧縮工程および接合工程を、ＥＣＡＰ法によって連続的に行うことが好ましい。
この場合、圧縮工程と接合工程とを、前記貫通孔内で一連に行うことができるので、クラッド材を効率よく製造することができる。
【００１１】
また、本発明のクラッド材の製造方法では、貫通孔が前記屈折部においてほぼ直角に屈折していることが好ましい。
この場合、ワークに生じるせん断ひずみ量を十分確保することができる。このため、金属線同士をより強固に接合することができる。
【００１２】
本発明のクラッド材の製造方法では、パイプの少なくとも外周面が潤滑性を有することが好ましい。
この場合、貫通孔の内壁面とワークの表面との間の摩擦抵抗を低減することができる。このためワークを貫通孔に容易に通すことができる。
【００１３】
また、本発明のクラッド材の製造方法では、接合工程において、ワークを加熱して固相接合を促進させることが好ましい。
この場合、金属線相互間の接合強度をさらに高めることができる。
【００１４】
本発明のクラッド材の製造方法では、接合工程を複数回行なうのが好ましい。
これにより、クラッド材における金属線同士をより強固に固相接合させることができ、しかも、組織をより一層微細化することができる。
【００１５】
前記パイプの材料としては、銅、アルミニウムおよび黄銅からなる群より選択されたいずれか一種を用いるのが好ましい。
この場合、パイプの材料自体が有する延性および潤滑性によって、貫通孔の内壁面とワークの表面との間の摩擦抵抗を効果的に低減することができる。このためワークを貫通孔に容易に通すことができる。
【００１６】
また、前記金属線の材料としては、銅、アルミニウム、黄銅、銀および鉄からなる群より選択された少なくとも一種を用いるのが好ましい。
この場合、金属線同士をより良好に固相接合させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のクラッド材の製造方法によれば、種々の特性を有するクラッド材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係るクラッド材の製造方法の処理手順を示す工程図である。
【図２】本発明のクラッド材の製造方法に用いる製造装置の一例を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るクラッド材の製造方法において、ワークを金型の貫通孔に装填したときのワークの状態を説明する要部断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るクラッド材の製造方法において、金型の貫通孔内でワークを圧縮成形したときのワークの状態を説明する要部断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るクラッド材の製造方法において、ワークが屈折部を通過する際のワークの状態を説明する要部断面図である。
【図６】実施例１〜５で得られた試料について、断面を観察した結果を示す光学顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［クラッド材の製造方法の処理手順］
以下、本発明の一実施形態に係るクラッド材の製造方法について添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るクラッド材の製造方法の処理手順を示す工程図である。図１においては、図２に示される製造装置１を用い、ＥＣＡＰ（Ｅｑｕａｌ−Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｎｇｕｌａｒ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ）法によりクラッド材を製造した場合の処理手順を例として挙げて説明する。
【００２０】
製造装置１は、貫通孔１１を形成したダイス鋼などからなる金型１０と、パイプ２０に複数本の金属線を充填したワーク２２を押圧するプランジャー３０と、金型１０を拘束するホルダー４１と、金型１０を介してワーク２２を加熱する加熱部５０とを備えている。
金型１０の貫通孔１１は、途中部にほぼ直角に屈折した屈折部１２を有するＬ字形のものであり、金型１０の上面および側面にそれぞれ上流側開口部１３および下流側開口部１４を有している。本実施形態の製造装置１では、貫通孔１１の上流側開口部１３から下流側開口部１４に至るまで、断面形状が正方形形状とされており、かつその断面積が同じになるようにされている。
また、貫通孔１１の長手方向に直交する断面の一辺の寸法は、パイプ２０の外径と略同寸法となっている。
ホルダー４１は、金型１０の外周を包囲した状態で、この金型１０を移動不能に拘束している。このホルダー４１には、金型１０の貫通孔１１の下流側開口部１４に対応する位置に切り欠き部４２が設けられている。
また、加熱部５０は、ホルダー４１の外周外方に設けられている。この加熱部５０は、金型１０を所定温度に加熱するヒータ５１と、このヒータ５１を収容するとともに、金型１０を所定温度に保つジャケット本体５２とから構成されている。
ジャケット本体５２には、貫通孔１１の下流側開口部１４に対応する位置に切り欠き部５３が設けられており、クラッド材２３を製造装置１の外に取り出すことができるようにされている。
【００２１】
本実施形態に係るクラッド材の製造方法では、まず、複数本の金属線２１を、パイプ２０内に充填してワーク２２を得る（「充填工程」、図１（ａ）参照）。
【００２２】
パイプ２０および金属線２１は、予め、硝酸水溶液、水などで洗浄し、乾燥させておく。これにより、後述の接合工程において、パイプ２０と金属線２１との間および金属線２１同士をより良好に固相接合させることができる。
【００２３】
パイプ２０は、銅製にて母線が軸線と平行な円筒体２０１からなる。このパイプ２０の外周面には、貫通孔１１の内壁面に対して潤滑性を有する材料である二硫化モリブデンなどの固形潤滑材２０２が塗布されている（図３（ａ）参照）。
パイプ２０は、複数本の金属線２１のキャリヤーであるとともに、金属線２１と固相接合させるための材料として用いられている。
また、金属線２１は、パイプ２０を構成する銅とは異なる機械的性質を有する銅からなる線材である。
【００２４】
パイプ２０内に充填する金属線２１の本数は、金属線２１の外径、パイプ２０の内径、製造するクラッド材の組成などに応じて適宜設定する。
クラッド材の組成は、例えば、パイプ２０を構成する金属と全ての金属線２１を構成する金属との質量比により設定することができる。この実施形態においては、パイプ２０の内部空間が金属線２１によってほぼ塞がれている。
【００２５】
つぎに、パイプ２０内に複数本の金属線２１を充填したワーク２２を、金型１０の貫通孔１１の上流側開口部１３側より貫通孔１１内に装填し、その後、この上流側開口部１３側より貫通孔１１内に、プランジャー３０を挿入する（「装填工程」、図１（ｂ）、（ｃ）参照）。
【００２６】
つぎに、プランジャー３０によって、ワーク２２を押圧して当該ワーク２２に圧縮加工を施す（「圧縮工程」、図１（ｃ）参照）。
この圧縮工程では、ワーク２２が、貫通孔１１の鉛直側通路１１ａの途中に位置している場合、つまり、ワーク２２の下端部が鉛直側通路１１ａの底部Ｂに到達していない場合（図３（ａ）参照）には、複数本の金属線２１の相互間に隙間ｄ１が生じている（図３（ｂ）参照）。
そして、プランジャー３０によりワーク２２をさらに押圧することにより、ワーク２２の先端が鉛直側通路１１ａの底部Ｂに突き当たると（図４（ａ）参照）、ワーク２２に圧縮方向への強い加圧力が負荷される。これにより、ワーク２２が円筒状から角筒状に変形するとともに、長手方向に収縮する。また、このとき、複数本の金属線２１それぞれが拡幅し、複数本の金属線２１の相互間の隙間ｄ１が潰され、複数本の金属線２１間の界面が強圧にて互いに面接触した状態で、ワーク２２が貫通孔１１内に張り詰められる（図４（ｂ）参照）。
【００２７】
プランジャー３０によりワーク２２を圧縮成形するときの最大加圧力は、例えば、銀線２０本、パイプ内径２．１ｍｍ、外径２．５ｍｍのとき、約１１００ＭＰａである。また、貫通孔１１内におけるワーク２２の通過速度は、得られるクラッド材の組織を微細なものとし、十分な材料強度を確保する観点から、１ｍｍ／分〜１００ｍｍ／分、好ましくは１０〜２０ｍｍ／分である。このとき、ひずみ速度は、４×１０-4／秒〜６．７×１０-2／秒である。
前記加圧力は、パイプ２０を構成する材料および金属線２１を構成する金属の種類やパイプ２０および金属線２１の寸法などに応じて、適宜設定する。また、貫通孔１１内におけるワーク２２の通過速度は、得られるクラッド材の組織の状態や、材料強度に応じて、適宜設定する。
【００２８】
つぎに、プランジャー３０によりワーク２２をさらに押圧し、当該ワーク２２を直角に屈折させて水平側通路１１ｂに導く。この際、ワーク２２を屈折部１２でせん断変形させて、複数本の金属線２１同士を固相接合させる（「接合工程」、図１（ｄ）参照）。
この接合工程では、図５に示されるように、ワーク２２に対して、屈折部１２の外側屈折線Ｃと内側屈折線Ｄとを結ぶ平面において、ＣからＤ方向およびＤからＣ方向にせん断力が連続的に負荷される。
【００２９】
また、複数本の金属線２１の相互間の接触面において、せん断力により、強い摩擦力が生じ、ワーク２２が塑性変形して、隣接する金属線２１それぞれの表面の酸化皮膜が破断し、新生面を生じる。これと同時に、これら隣接する金属線２１の新生面同士において、少なくとも部分的に固相接合が起こる。
さらに、かかるせん断力により、屈折部１２の外側屈折頂線Ｃと内側屈折頂線Ｄとを結ぶワーク２２の平面上の金属の組織が微細化される。
したがって、ワーク２２が屈折部１２を通過することによって、金属線２１を相互に固相接合させ得るとともに、組織の微細化を図ることができる。
本実施形態では、前記圧縮工程および接合工程が、ＥＣＡＰ法により一つの貫通孔１１内で一連に行なわれるので、クラッド材を効率よく製造することができる。
【００３０】
その後、加工物であるクラッド材２３を、水平側通路１１ｂを通して、下流側開口部１４より押し出す（「押し出し工程」、図１（ｅ）参照）。
この押し出し工程では、例えば、金型１０の上流側開口部１３側より、別のワーク２２を貫通孔１１内に装填し、プランジャー３０により押圧することにより、先に加工されたクラッド材２３を貫通孔１１より押し出すことができる。
【００３１】
以上により、得られたクラッド材２３に対して、さらに、種々の加工を施してもよい。
得られたクラッド材２３は、衝撃吸収材、振動吸収材やセンサーの材料などの種々の用途が期待される。
【００３２】
本実施形態のクラッド材の製造方法によれば、延性および潤滑性に優れる銅製のパイプ２０が用いられているため、貫通孔１１の内壁面との間に生じる摩擦抵抗を、ワーク２２全体にわたって均一かつ小さくすることができる。このため、ワーク２２の圧縮、屈折および押し出しに要する押圧力を低減することができ、生産性やエネルギー効率を向上させることができる。
しかも、パイプ２０の外周面に、固形潤滑材２０２が塗布されているため、パイプ２０と貫通孔１１との間の摩擦の発生をより効果的に低減させることができる。
【００３３】
［変形例］
前記実施形態では、パイプ２０の内部に金属線２１を充填してワーク２２を作製した後、当該ワーク２２を貫通孔１１の内部に装填しているが、これに代えて、パイプ２０を貫通孔１１内にセットした状態で、このパイプ２０内に複数本の金属線２１を充填してもよい。
【００３４】
本発明では、前記接合工程を複数回行なってもよい。これにより、金属線２１同士をより確実に固相接合させることができ、しかも、組織をより一層微細化することができる。この場合、接合工程の回数は、クラッド材の用途に応じて適宜設定する。
【００３５】
また、本発明では、前記接合工程を行なう際に、加熱部５０により金型１０を介してワーク２２を加熱してもよい。この場合、加熱温度は、例えば、室温（２９３Ｋ）〜５７３Ｋとすることができる。なお、かかる加熱温度は、金属線２１を構成する金属の種類などに応じて設定する。
【００３６】
本発明においては、パイプ２０を構成する材料として、銅に代えて、アルミニウム、黄銅などを用いてもよく、この場合にも、パイプ２０の材料自体が有する延性および潤滑性によって、貫通孔１１の内壁面とワーク２２の表面との間の摩擦抵抗を効果的に低減することができる。この他、パイプ２０を構成する材料として、ステンレス、マグネシウムなども用いることができる。
【００３７】
また、パイプ２０は、円筒パイプに限られるものではなく、角パイプなどであってもよい。
さらに、前記パイプ２０は、鉄、ステンレスなどの材料からなる円筒体２０１の外周面に、前記銅などの延性および潤滑性を有する材料をメッキしたものでもあってもよい。要するにパイプ２０は、少なくとも外周面が貫通孔１１の内壁面に対して、潤滑性を有すればよい。
【００３８】
金属線２１を構成する金属として、銅に代えて、銀、アルミニウム、黄銅、鉄、マグネシウム、チタン、ニッケル、金、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６など、またはこれらの任意の組み合わせを用いることができる。
前記複数本の金属線２１は、それぞれ、同一種類であってもよく、２種類以上であってもよい。
また、前記複数本の金属線２１に対して、非金属からなる線材を混ぜてもよい。
【００３９】
なお、パイプ２０を構成する材料および金属線２１を構成する金属が、同一の金属元素からなる場合、互いに異なる機械的性質（硬さなど）や、互いに異なる組成（不可避成分の組成など）を有するものが用いられる。
【００４０】
プランジャー３０によりワーク２２を圧縮成形するときの最大加圧力は、金属線２１を構成する金属に応じて、適宜設定することができる。例えば、前記最大加圧力は、金属線２０本、パイプ内径２．１ｍｍ、外径２．５ｍｍのとき、金属線２１を構成する金属が銀である場合、約１０００ＭＰａ、アルミニウムである場合、約１０２０ＭＰａ、黄銅である場合、約１３５０ＭＰａ、鉄である場合、約１４９０ＭＰａとすることができる。
【００４１】
貫通孔１１の長手方向に直交する断面の形状は、円形や多角形であってもよい。
また、貫通孔１１の鉛直側通路１１ａと水平側通路１１ｂとが成す屈折角度は、屈折部１２を通過するワーク２２に対してせん断力を負荷することができる角度であればよい。かかる屈折角度が小さいほどワークに生じるせん断ひずみ量を大きくすることができる。前記屈折角度は、押し出し抵抗を抑制して製造効率を向上させる観点から、好ましくは３０°以上であり、十分なせん断変形量を得る観点から、好ましくは１５０°以下である。高い製造効率で、十分なせん断変形量を得ることができる観点から、貫通孔１１が屈折部１２においてほぼ直角に屈折していることがより好ましい。
【００４２】
さらに、前記実施形態では、パイプ２０の内部に金属線２１を充填したワーク２２を用いているが、前記パイプ２０を用いることなく、複数本の金属線２１のみからなるワーク２２を用いてもよい。この場合にも、複数本の金属線２１同士を固相接合させたクラッド材２３を得ることができる。
【００４３】
さらに、本発明においては、複数本の金属線２１の束に軸腺回りの捩じりを与えて、パイプ２０の内部に充填したワーク２２を用いてもよい。この場合、捩じりによるひずみが複数本の金属線２１に加わることで当該金属線２１同士をより強固に固相接合させることができ、しかも、組織をより一層微細化することができる。
【実施例】
【００４４】
以下、実施例などにより本発明のクラッド材の製造方法の作用効果を検証するが、本発明は、かかる実施例により限定されるものではない。なお、以下の実施例では、図２に示される製造装置１を用いた。
【００４５】
（実施例１〜５）
各種金属線を用い、クラッド材を製造した。
製造装置１において、貫通孔１１は、長手方向に直交する断面において、２．５ｍｍ×２．５ｍｍの寸法の正方形形状とした。また、屈折部１２における屈折角度は、９０°とした。パイプ２０として、９９．９質量％の純度の銅からなり、内径２．１ｍｍ、外径２．５ｍｍおよび長さ２７ｍｍの円形断面の銅管を用いた。なお、金型１０は、分割金型とした。
【００４６】
金属線２１として、パイプ２０とは異なる機械的性質を有する銅（９９．９質量％；実施例１）、銀（９９．９質量％；実施例２）、アルミニウム（９９．９質量％；実施例３）、黄銅（組成：銅６３質量％、亜鉛３７質量％；実施例４）、鉄（９９．５質量％；実施例５）の各伸線焼きなまし材料からなる、外径０．３ｍｍ、長さ２７ｍｍの線材を用いた。パイプ２０および金属線２１は、試験前に硝酸水溶液で洗浄した後、水で洗浄し、乾燥させた。
その後、パイプ２０内に３０本の金属線２１を充填し、かつこのパイプ２０を構成する円筒体２０１の外周面に、二酸化モリブデンからなる固形潤滑材２０２を塗布して、ワーク２２を得た。
【００４７】
得られたワーク２２を金型１０の貫通孔１１の上流側開口部１３より装填し、室温（２９３Ｋ）で、押圧速度が２ｍｍ／分になるように、プランジャー３０によりワーク２２を押圧して貫通孔１１より押し出した。なお、ワーク２２におけるパイプ２０内の金属線２１同士の接合状態を確認し、金属線２１同士が良好に接合していない場合には、加熱部５０により金型１０を５７３Ｋに加熱しながら、プランジャー３０によりワーク２２を押圧して貫通孔１１より押し出した。
【００４８】
貫通孔１１内にワーク２２を通し、プランジャー３０の先端が、上流側開口部１３から２０ｍｍの深さに達したときに、プランジャー３０によるワーク２２の押圧を終了した。これによりＬ字型になった加工物を実施例１〜５の試料とした。
【００４９】
（試験例１）
実施例１〜５の各試料のＬ字状の側面を、長手方向（図５において左右方向）に直交する幅寸法が１／２になるまで研磨し、その断面を光学顕微鏡で観察した。実施例１〜５で得られた試料について、断面を観察した結果を示す光学顕微鏡写真を図６に示す。図６中、（ａ）は、銅からなる金属線（図中、「Ｃｕ」）、（ｂ）は、銀からなる金属線（図中、「Ａｇ」）、（ｃ）は、アルミニウムからなる金属線（図中、「Ａｌ」）、黄銅からなる金属線（図中、「Ｂｒａｓｓ」）、鉄からなる金属線（図中、「Ｆｅ」）を用いた場合の結果を示す。
【００５０】
図６に示される結果から、銅、銀、アルミニウム、黄銅および鉄のいずれの材料からなる金属線２１を用いた場合であっても、パイプ２０内に複数本の金属線２１を充填したワークを、屈折部１２を有する貫通孔１１より押し出すことにより、金属線２１同士が良好に固相接合し、一体化して、クラッド材が得られることがわかる。
また、図６に示された結果から、パイプ２０の素材である銅が圧縮されて、貫通孔１１の内壁面に薄く伸ばされ、金属線２１をその内部に包み込んでいることがわかる。これにより、貫通孔１１の内壁面とパイプ２０との間でのみ摩擦が生じていることが明らかである。
【００５１】
なお、黄銅からなる金属線２１を用いた場合および鉄からなる金属線２１を用いた場合には、室温（２９３Ｋ）で屈折部１２を通過させて得られたた試料（図示せず）に比べて、５７３Ｋで加熱しながら屈折部１２を通過させて得られた試料（図６（ｄ）および（ｅ）参照）の方が、複数本の金属線２１同士がより広範囲で固相接合していた。
この結果から、金属線２１の種類に応じてワーク２２を適宜加熱することにより、より効果的に金属線２１同士を固相接合させる得ることがわかる。
【００５２】
（試験例２）
実施例１、３〜５の各試料を代表例として、貫通孔１１の屈折部１２を通過していない部分と、前記屈折部１２を通過した部分において、荷重を９．８０６６５Ｎとした場合のマイクロビッカース硬さを、ＪＩＳ Ｚ２２４４にしたがって測定した。その結果を表１に示す。なお、表中、「屈折部未通過部」は、屈折部１２を通過していない部分におけるマイクロビッカース硬さを示し、「屈折部通過部」は、屈折部１２を通過した部分におけるマイクロビッカース硬さを示す。屈折部１２を通過していない部分におけるマイクロビッカース硬さは、屈折部１２を通過する前の押圧により、ワーク２２が圧縮加工を施されたときの影響を示しており、屈折部１２を通過した部分におけるマイクロビッカース硬さは、圧縮加工に加えて、屈折部１２を通過することにより、さらにせん断変形も加わったときの影響を示している。
【００５３】
【表１】
【００５４】
表１に示された結果から、各金属線２１について、屈折部１２を通過していない部分におけるマイクロビッカース硬さに比べて、屈折部１２を通過した部分におけるマイクロビッカース硬さが硬くなっていることがわかる。
この結果から、屈折部１２を有する貫通孔１１にワーク２２を通すことにより、組織を微細化させて、その硬さを硬くできることがわかる。
【００５５】
なお、黄銅からなる金属線２１を用いた場合および鉄からなる金属線２１を用いた場合には、室温（２９３Ｋ）で屈折部１２を通過させた加工物に比べて、５７３Ｋで屈折部１２を通過させた加工物のほうが、より硬さを向上させる得ることがわかる。
この結果から、金属線２１の種類に応じて、ワーク２２を適宜加熱することにより、より効果的に硬さをより硬くできることがわかる。
【符号の説明】
【００５６】
１ 製造装置
１０ 金型
１１ 貫通孔
１２ 屈折部
１３ 上流側開口部
１４ 下流側開口部
２０ パイプ
２１ 金属線
２２ ワーク
２３ クラッド材
３０ プランジャー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の金属線からなるワークまたは金属製のパイプに複数本の金属線を充填したワークに圧縮加工を施して、各金属線の相互間に生じた隙間を潰す圧縮工程と、
途中部に屈折部を有する貫通孔に前記ワークを通すことにより、当該ワークを前記屈折部でせん断変形させて、各金属線同士を固相接合させる接合工程と、
をこの順に含むことを特徴とするクラッド材の製造方法。
【請求項２】
前記圧縮工程および接合工程を、ＥＣＡＰ法によって連続的に行う請求項１記載のクラッド材の製造方法。
【請求項３】
前記貫通孔が前記屈折部においてほぼ直角に屈折している請求項１記載のクラッド材の製造方法。
【請求項４】
前記パイプの少なくとも外周面が潤滑性を有する請求項１記載のクラッド材の製造方法。
【請求項５】
前記接合工程において、ワークを加熱して固相接合を促進させる請求項１記載のクラッド材の製造方法。
【請求項６】
前記接合工程を複数回行なう請求項１記載のクラッド材の製造方法。
【請求項７】
前記パイプの材料が、銅、アルミニウムおよび黄銅からなる群より選択されたいずれか一種である請求項１記載のクラッド材の製造方法。
【請求項８】
前記金属線の材料が、銅、アルミニウム、黄銅、銀および鉄からなる群より選択された少なくとも一種である請求項１記載のクラッド材の製造方法。
【請求項１】
複数本の金属線からなるワークまたは金属製のパイプに複数本の金属線を充填したワークに圧縮加工を施して、各金属線の相互間に生じた隙間を潰す圧縮工程と、
途中部に屈折部を有する貫通孔に前記ワークを通すことにより、当該ワークを前記屈折部でせん断変形させて、各金属線同士を固相接合させる接合工程と、
をこの順に含むことを特徴とするクラッド材の製造方法。
【請求項２】
前記圧縮工程および接合工程を、ＥＣＡＰ法によって連続的に行う請求項１記載のクラッド材の製造方法。
【請求項３】
前記貫通孔が前記屈折部においてほぼ直角に屈折している請求項１記載のクラッド材の製造方法。
【請求項４】
前記パイプの少なくとも外周面が潤滑性を有する請求項１記載のクラッド材の製造方法。
【請求項５】
前記接合工程において、ワークを加熱して固相接合を促進させる請求項１記載のクラッド材の製造方法。
【請求項６】
前記接合工程を複数回行なう請求項１記載のクラッド材の製造方法。
【請求項７】
前記パイプの材料が、銅、アルミニウムおよび黄銅からなる群より選択されたいずれか一種である請求項１記載のクラッド材の製造方法。
【請求項８】
前記金属線の材料が、銅、アルミニウム、黄銅、銀および鉄からなる群より選択された少なくとも一種である請求項１記載のクラッド材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−８８１７４（Ｐ２０１１−８８１７４Ａ）
【公開日】平成２３年５月６日（２０１１．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４２５９３（Ｐ２００９−２４２５９３）
【出願日】平成２１年１０月２１日（２００９．１０．２１）
【出願人】（５０９３１１７８０）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月６日（２０１１．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２１日（２００９．１０．２１）
【出願人】（５０９３１１７８０）
【Ｆターム（参考）】
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