JP2018154862A - Method for manufacturing an aluminum composite having an aluminum porous sintered body - Google Patents
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Abstract
【課題】アルミニウム多孔質焼結体の強度を高めることができるとともに、圧延された場合にも反りの発生を抑制することができるアルミニウム多孔質焼結体を有するアルミニウム複合体の製造方法を提供する。【解決手段】予め上記アルミニウム箔の裏面にアルミニウムと共晶反応を示す粉末を塗布して、当該アルミニウム箔の表面上にアルミニウム粉末にチタンおよび/または水素化チタンを含む焼結助剤粉末を混合したアルミニウム混合原料粉末に水溶性樹脂結合剤と水と可塑剤とを添加・混合した粘性組成物を成形して発泡させることにより焼結前成形体とし、この焼結前成形体を非酸化性雰囲気にて、上記アルミニウム混合原料粉末が融解を開始する温度をTm(℃)としたときに、Tm−10(℃)≦T≦685(℃)となる加熱焼成温度T(℃)で加熱焼成して上記アルミニウム箔にアルミニウム多孔質焼結体が一体化されたアルミニウム複合体を得る。【選択図】図2The present invention provides a method for producing an aluminum composite having an aluminum porous sintered body that can increase the strength of the aluminum porous sintered body and suppress the occurrence of warpage even when rolled. . A powder that exhibits a eutectic reaction with aluminum is coated on the back surface of the aluminum foil in advance, and a sintering aid powder containing titanium and / or titanium hydride is mixed with the aluminum powder on the surface of the aluminum foil. A pre-sintered green body is formed by molding and foaming a viscous composition obtained by adding and mixing a water-soluble resin binder, water and a plasticizer to the mixed aluminum raw material powder. In the atmosphere, when the temperature at which the aluminum mixed raw material powder starts to melt is Tm (° C.), it is heated and fired at a heating and firing temperature T (° C.) that satisfies Tm−10 (° C.) ≦ T ≦ 685 (° C.). Thus, an aluminum composite in which an aluminum porous sintered body is integrated with the aluminum foil is obtained. [Selection] Figure 2
Description
本発明は、三次元網目構造の金属骨格を有し、当該金属骨格にAl−Ti化合物が分散したアルミニウム多孔質焼結体にアルミニウム箔が一体化されたアルミニウム複合体の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing an aluminum composite in which an aluminum foil is integrated with an aluminum porous sintered body having a metal skeleton having a three-dimensional network structure and an Al-Ti compound dispersed in the metal skeleton. .
本発明者等は、先にアルミニウム粉末にチタンまたは水素化チタンを含む焼結助剤粉末を混合して得られたアルミニウム混合原料粉末から、三次元網目構造のAl−Ti化合物が分散した金属骨格を有するアルミニウム多孔質焼結体を製造する方法を開発した。 The present inventors have previously developed a metal skeleton in which an Al-Ti compound having a three-dimensional network structure is dispersed from an aluminum mixed raw material powder obtained by previously mixing a sintering aid powder containing titanium or titanium hydride with aluminum powder. We have developed a method for producing an aluminum porous sintered body.
このアルミニウム多孔質焼結体によれば、高い気孔率を得ることができることから、リチウムイオン二次電池や電気二重層型キャパシタの集電体、LED放熱板ヒートシンク、ラジエータ等に好適に用いることができる。 According to this aluminum porous sintered body, a high porosity can be obtained, and therefore it can be suitably used for a current collector of a lithium ion secondary battery or an electric double layer capacitor, an LED heat sink heat sink, a radiator, etc. it can.
図6は、上記従来のアルミニウム多孔質焼結体の製造方法を示すもので、先ず上記アルミニウム混合原料粉末に、水溶性樹脂結合剤、水、可塑剤および非水溶性炭化水素系有機溶剤を添加・混合して粘性組成物1とした後に、この粘性組成物1をドクターブレード2によってキャリアシート3上に成形し、次いで発泡ゾーン4において発泡させて乾燥ゾーン5で乾燥することにより焼結前成形体6とした後に、この焼結前成形体6を切断刃7で所定形状の成形シート8に切り出す。 FIG. 6 shows the conventional method for producing an aluminum porous sintered body. First, a water-soluble resin binder, water, a plasticizer, and a water-insoluble hydrocarbon organic solvent are added to the aluminum mixed raw material powder. After mixing to form a viscous composition 1, the viscous composition 1 is formed on a carrier sheet 3 by a doctor blade 2, then foamed in a foaming zone 4 and dried in a drying zone 5 to form before sintering After forming the body 6, the pre-sintered molded body 6 is cut into a molded sheet 8 having a predetermined shape with a cutting blade 7.
次いで、上記成形シート8を脱脂、焼結工程9に送って、非酸化性雰囲気にて、上記アルミニウム混合原料粉末が融解を開始する温度をTm(℃)としたときに、Tm−10(℃)≦T≦685(℃)となる加熱焼成温度T(℃)で加熱焼成することにより、上記アルミニウム多孔質焼結体10を得るものである。 Next, the molded sheet 8 is degreased and sent to the sintering step 9 where Tm-10 (° C.) when the temperature at which the aluminum mixed raw material powder starts melting is Tm (° C.) in a non-oxidizing atmosphere. The aluminum porous sintered body 10 is obtained by heating and baking at a heating and baking temperature T (° C.) satisfying ≦ T ≦ 685 (° C.).
ところで、上記アルミニウム多孔質焼結体を製造するに際して、アルミニウム多孔質焼結体10の原材料となるアルミニウム粉末は、通常表面が酸化物に覆われており、通常概念の焼結では所望とする強度を得ることが難しい。 By the way, when manufacturing the aluminum porous sintered body, the aluminum powder as a raw material of the aluminum porous sintered body 10 is usually covered with an oxide on the surface, and usually has the desired strength in the conventional sintering. Difficult to get.
このため、焼結助剤を添加し、一部液相を出すことにより強度を向上させる方法が採られていたが、それによっても十分な強度を得ることはできていなかった。また、アルミニウム目付量を増やして強度を上げようとすると、厚さ寸法や孔径などが変化してしまうという問題点があった。 For this reason, although the method of improving intensity | strength by adding a sintering auxiliary agent and taking out a part liquid phase was taken, sufficient intensity | strength was not able to be acquired by it. Further, when the strength is increased by increasing the amount of aluminum, there is a problem that the thickness dimension, the hole diameter, and the like change.
そこで、本発明者等は、後に下記特許文献1、2において、上記粘性組成物1を、キャリアシート3に代えてアルミニウム箔上に成形し、発泡ゾーン4および乾燥ゾーン5において発泡・乾燥して上記アルミニウム箔と共に切断した後に、得られた成形シート8を、脱脂、焼結工程9に送って、図7に示すような、上記アルミニウム多孔質焼結体10とアルミニウム箔11を一体化させたアルミニウム複合体12の製造方法を提案した。 Therefore, the inventors later formed the viscous composition 1 on an aluminum foil instead of the carrier sheet 3 in the following Patent Documents 1 and 2, and foamed and dried in the foaming zone 4 and the drying zone 5. After cutting together with the aluminum foil, the obtained molded sheet 8 was sent to a degreasing and sintering step 9 to integrate the aluminum porous sintered body 10 and the aluminum foil 11 as shown in FIG. A method for manufacturing the aluminum composite 12 has been proposed.
上記製造方法によって得られたアルミニウム複合体12によれば、アルミニウム多孔質焼結体10の一方の面にアルミニウム箔11が一体化されているために、全体としての強度を高めることができる。 According to the aluminum composite 12 obtained by the above manufacturing method, since the aluminum foil 11 is integrated with one surface of the aluminum porous sintered body 10, the overall strength can be increased.
しかしながら、上記アルミニウム複合体12にあっても、アルミニウム多孔質焼結体10を単体として用いる場合と比較して強度を高めることはできるものの、これを使用して電極を作成するに際して、活物質の充填後に活物質の充填密度を上げるために圧延すると、当該圧延時におけるアルミニウム箔11側と、その反対側のアルミニウム多孔質焼結体10の表面側との強度差からアルミニウム多孔質焼結体10の表面側における変形が大きくなり、この結果反りが発生してしまう。このため、その後に反りを調整する工程が必要となるという問題点が生じていた。 However, even in the aluminum composite 12, the strength can be increased as compared with the case where the aluminum porous sintered body 10 is used as a simple substance. When rolled to increase the packing density of the active material after filling, the aluminum porous sintered body 10 is obtained from the difference in strength between the aluminum foil 11 side at the time of rolling and the surface side of the aluminum porous sintered body 10 on the opposite side. The deformation on the surface side of the film becomes large, resulting in warping. For this reason, the problem that the process of adjusting curvature after that was needed has arisen.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、アルミニウム多孔質焼結体の強度を高めることができるとともに、圧延された場合にも反りの発生を抑制することができるアルミニウム多孔質焼結体を有するアルミニウム複合体の製造方法を提供することを課題とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and can enhance the strength of an aluminum porous sintered body and can suppress the occurrence of warpage even when rolled. An object of the present invention is to provide a method for producing an aluminum composite having a body.
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、アルミニウム粉末にチタンおよび/または水素化チタンを含む焼結助剤粉末を混合してアルミニウム混合原料粉末とし、次いでこのアルミニウム混合原料粉末に、水溶性樹脂結合剤と水と可塑剤と有機溶剤を添加・混合して粘性組成物とし、この粘性組成物をアルミニウム箔の表面上に成形して発泡させることにより焼結前成形体とした後に、この焼結前成形体を非酸化性雰囲気にて、上記アルミニウム混合原料粉末が融解を開始する温度をTm(℃)としたときに、Tm−10(℃)≦T≦685(℃)となる加熱焼成温度T(℃)で加熱焼成することにより上記アルミニウム箔が一体化されたアルミニウム多孔質焼結体を有するアルミニウム複合体の製造方法において、予め上記アルミニウム箔の裏面にアルミニウムと共晶反応を示す粉末を固着させて、当該アルミニウム箔の表面上に上記粘性組成物を成形して発泡させることを特徴とするものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention described in claim 1 is to mix an aluminum powder with a sintering aid powder containing titanium and / or titanium hydride to obtain an aluminum mixed raw material powder, and then to the aluminum mixed raw material powder. A water-soluble resin binder, water, a plasticizer, and an organic solvent are added and mixed to form a viscous composition, and this viscous composition is molded on the surface of an aluminum foil and foamed to obtain a pre-sintered molded body. Later, Tm-10 (° C.) ≦ T ≦ 685 (° C.), where Tm (° C.) is the temperature at which the aluminum mixed raw material powder starts melting in a non-oxidizing atmosphere. In the method for producing an aluminum composite having an aluminum porous sintered body in which the aluminum foil is integrated by heating and firing at a heating and firing temperature T (° C.) of By fixing the powder showing the aluminum and eutectic reaction on the back surface of the iodonium foil, it is characterized in that foaming and molding the viscous composition on the surface of the aluminum foil.
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、上記粉末が、ケイ素(Si)、マグネシウム(Mg)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)または鉄(Fe)の粉末であることを特徴とするものである。 The invention of claim 2 is the invention of claim 1, wherein the powder is silicon (Si), magnesium (Mg), nickel (Ni), copper (Cu), zinc (Zn) or iron. It is a powder of (Fe).
さらに、請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、上記粉末が、ケイ素(Si)であり、かつ上記アルミニウム箔に対する質量%において2〜8質量%の範囲の量を当該アルミニウムの上記裏面に固着させておくことを特徴とするものである。 Furthermore, the invention according to claim 3 is the invention according to claim 1, wherein the powder is silicon (Si), and the amount in the range of 2 to 8% by mass with respect to the aluminum foil is in the range of 2 to 8% by mass. It is characterized by being fixed to the back surface of aluminum.
請求項1〜3のいずれかに記載の発明によれば、焼結前成形体をアルミニウム箔とともに加熱焼成する際に、アルミニウム箔とその裏面に塗布した粉末との共晶反応によって液相を発生させて、上記アルミニウム箔の溶解量を増加させることができる。 According to the invention according to any one of claims 1 to 3, when the pre-sintered molded body is heated and fired together with the aluminum foil, a liquid phase is generated by the eutectic reaction between the aluminum foil and the powder applied to the back surface thereof. Thus, the amount of dissolution of the aluminum foil can be increased.
この結果、アルミニウム多孔質焼結体とアルミニウム箔とを一体化させて強度を向上させることができるとともに、さらに得られたアルミニウム複合体におけるアルミニウム箔側とアルミニウム多孔質焼結体の表面側との強度差を小さくすることができ、よって圧延処理を施された場合にも、反りの発生を抑制することができる。 As a result, the aluminum porous sintered body and the aluminum foil can be integrated to improve the strength, and the aluminum foil side and the surface side of the aluminum porous sintered body in the obtained aluminum composite can be further improved. The difference in strength can be reduced, and thus the occurrence of warpage can be suppressed even when a rolling process is performed.
図1および図2は、本発明に係るアルミニウム多孔質焼結体を有するアルミニウム複合体の製造方法の一実施形態を説明するための図で、図6に示したものと同一構成部分に付いては同一符号を用いてその説明を簡略化する。 FIG. 1 and FIG. 2 are views for explaining an embodiment of a method for producing an aluminum composite having an aluminum porous sintered body according to the present invention, and are attached to the same components as those shown in FIG. Are simplified by using the same reference numerals.
この製造方法は、アルミニウム粉末にチタンおよび/または水素化チタンを含む焼結助剤粉末を混合してアルミニウム混合原料粉末とし、次いでこのアルミニウム混合原料粉末に、水溶性樹脂結合剤と水と可塑剤と非水溶性炭化水素系有機溶剤とを添加・混合して粘性組成物1とし、この粘性組成物1をドクターブレード2によってアルミニウム箔11の表面上に成形し、発泡ゾーン4において発泡させて乾燥ゾーン5で乾燥することにより焼結前成形体6とした後に、図6に示したものと同様に、焼結前成形体6を非酸化性雰囲気にて、上記アルミニウム混合原料粉末が融解を開始する温度をTm(℃)としたときに、Tm−10(℃)≦T≦685(℃)となる加熱焼成温度T(℃)で加熱焼成することにより概略構成されたものである。 In this production method, an aluminum powder is mixed with a sintering aid powder containing titanium and / or titanium hydride to obtain an aluminum mixed raw material powder, and then the aluminum mixed raw material powder is mixed with a water-soluble resin binder, water and a plasticizer. And a water-insoluble hydrocarbon-based organic solvent are added and mixed to obtain a viscous composition 1, which is formed on the surface of the aluminum foil 11 by the doctor blade 2, foamed in the foaming zone 4 and dried. After forming into a pre-sintered molded body 6 by drying in zone 5, the aluminum mixed raw material powder starts to melt in a non-oxidizing atmosphere in the pre-sintered molded body 6 as shown in FIG. When the temperature to be heated is Tm (° C.), it is roughly constituted by heating and baking at a heating and baking temperature T (° C.) that satisfies Tm−10 (° C.) ≦ T ≦ 685 (° C.).
上記アルミニウム粉末としては、平均粒子径が2〜200μmのものを用いる。ここで、平均粒子径2μmよりも小さくなると、粘性組成物1が所望の形状に成形可能な程度に粘性を有し、かつ焼結前成形体6がハンドリング強度を有するようにするために、アルミニウム粉末に対して水溶性樹脂結合剤を多量に加えなければならなくなる。しかしながら、水溶性樹脂結合剤を多量に加えると、焼結前成形体6を加熱焼成する際に、発泡アルミニウム中に残存する炭素量が増加し、焼結反応が阻害されてしまう。 As said aluminum powder, a thing with an average particle diameter of 2-200 micrometers is used. Here, when the average particle diameter is smaller than 2 μm, in order that the viscous composition 1 is viscous enough to be molded into a desired shape and the pre-sintered molded body 6 has handling strength, aluminum is used. A large amount of water-soluble resin binder must be added to the powder. However, when a large amount of the water-soluble resin binder is added, the amount of carbon remaining in the foamed aluminum increases when the pre-sintered shaped body 6 is heated and fired, and the sintering reaction is hindered.
他方、アルミニウム粉末の粒子径が200μmを超えると、アルミニウム多孔質焼結体10の強度が低下してしまう。したがって、アルミニウム粉末としては、上述したように平均粒子径2〜200μmの範囲内、より好ましくは4〜40μm、さらに好ましくは7μm〜40μmの範囲内のものが用いられる。ここで、平均粒子径は、レーザー回折法で測定されたものである。 On the other hand, when the particle diameter of the aluminum powder exceeds 200 μm, the strength of the aluminum porous sintered body 10 is lowered. Therefore, as the aluminum powder, those having an average particle diameter in the range of 2 to 200 μm, more preferably 4 to 40 μm, and still more preferably 7 to 40 μm are used as described above. Here, the average particle diameter is measured by a laser diffraction method.
このアルミニウム粉末に、チタンを含む焼結助剤、具体的には、チタンおよび/または水素化チタンを混合する。これにより、アルミニウム粉末にチタンを混合して、焼結前成形体6(成形シート8)をTm−10(℃)≦加熱焼成温度T≦685(℃)で加熱焼成するときに、液滴の塊を生成させることのないアルミニウムの非加圧焼結が可能となる。 This aluminum powder is mixed with a sintering aid containing titanium, specifically, titanium and / or titanium hydride. As a result, when titanium is mixed with aluminum powder and the pre-sintered molded body 6 (molded sheet 8) is heated and fired at Tm-10 (° C.) ≦ heating and firing temperature T ≦ 685 (° C.), It is possible to perform non-pressure sintering of aluminum without generating lumps.
また、水素化チタン(TiH2)は、そのチタン含有量が47.88(チタンの分子量)/(47.88+1(水素の分子量)×2)で95質量%以上であり、470〜530℃にて脱水素化するため、上述した加熱焼成したときに熱分解してチタンとなる。これにより、水素化チタンを混合した場合にも液滴の塊を生成させることのないアルミニウムの非加圧焼結が可能となる。なお、焼結助剤には、チタンや水素化チタン以外の焼結助剤粉末を用いてもよく、チタンを含む焼結助剤粉末を用いればよい。 Further, titanium hydride (TiH 2 ) has a titanium content of 47.88 (molecular weight of titanium) / (47.88 + 1 (molecular weight of hydrogen) × 2) and is 95% by mass or more, and is 470 to 530 ° C. Therefore, it is thermally decomposed into titanium when heated and fired as described above. Thereby, even when titanium hydride is mixed, non-pressure sintering of aluminum is possible without generating a lump of droplets. As the sintering aid, a sintering aid powder other than titanium or titanium hydride may be used, or a sintering aid powder containing titanium may be used.
上記チタンを含む焼結助剤は、アルミニウムとチタンの合計100質量%に対して、チタンを0.1〜20質量%含むことが好ましい。 The sintering aid containing titanium preferably contains 0.1 to 20% by mass of titanium with respect to 100% by mass of aluminum and titanium in total.
ここで、チタンおよび/または水素化チタンの平均粒子径をr(μm)、チタンおよび/または水素化チタンの配合比をW(質量%)としたときに、1(μm)≦r≦30(μm)、0.1(質量%)≦W≦20(質量%)とし、かつ0.1≦W/r≦2であると、好ましい。 Here, when the average particle diameter of titanium and / or titanium hydride is r (μm) and the blending ratio of titanium and / or titanium hydride is W (mass%), 1 (μm) ≦ r ≦ 30 ( μm), 0.1 (mass%) ≦ W ≦ 20 (mass%), and preferably 0.1 ≦ W / r ≦ 2.
すなわち、平均粒子径が4μmの水素化チタン粉の場合には、0.1≦W/4≦2であることから、配合比Wは0.4〜8質量%が好ましい。また、平均粒子径:20μmのチタン粉の場合には、0.1≦W/20≦2の条件からは、配合比Wは2〜40質量%となるが、0.1(質量%)≦W≦20(質量%)の条件を付加して、2〜20質量%とすることが好ましい。 That is, in the case of titanium hydride powder having an average particle diameter of 4 μm, since 0.1 ≦ W / 4 ≦ 2, the compounding ratio W is preferably 0.4 to 8% by mass. In the case of titanium powder having an average particle diameter of 20 μm, the compounding ratio W is 2 to 40% by mass from the condition of 0.1 ≦ W / 20 ≦ 2, but 0.1 (% by mass) ≦ It is preferable to add the condition of W ≦ 20 (mass%) to 2 to 20 mass%.
また、水素化チタンの平均粒子径は、0.1(μm)≦r≦30(μm)が好ましいが、より好ましくは4(μm)≦r≦20(μm)である。水素化チタンの平均粒径が、0.1μmより小さいと自然発火する恐れがあり、30μmを超えると焼結により生成されるAl−Ti化合物が被覆されたチタン粒子から、Al−Ti化合物相が剥離しやすくなり、焼結体に所望の強さが得られなくなるためである。 The average particle diameter of titanium hydride is preferably 0.1 (μm) ≦ r ≦ 30 (μm), more preferably 4 (μm) ≦ r ≦ 20 (μm). If the average particle size of titanium hydride is smaller than 0.1 μm, it may spontaneously ignite, and if it exceeds 30 μm, the Al—Ti compound phase is formed from the titanium particles coated with the Al—Ti compound produced by sintering. This is because peeling tends to occur and a desired strength cannot be obtained in the sintered body.
さらに、配合比Wが0.1(質量%)≦W≦20(質量%)であることが好ましいのは、焼結助剤粉末の配合比Wが20質量%を超えると、アルミニウム混合原料粉末中で焼結助剤粉末同士が接点を持つようになり、アルミニウムとチタンの反応熱を制御できなくなるとともに、所望の多孔質焼結体が得られないようになるからである。 Furthermore, the blending ratio W is preferably 0.1 (mass%) ≦ W ≦ 20 (mass%). When the blending ratio W of the sintering aid powder exceeds 20 mass%, the aluminum mixed raw material powder This is because the sintering aid powder has contact points, and the reaction heat between aluminum and titanium cannot be controlled, and a desired porous sintered body cannot be obtained.
ただし、種々の条件で試験を行ったところ、0.1(質量%)≦W≦20(質量%)の範囲内でも、焼結助剤粉末の粒子径によってはアルミニウムとチタンの反応熱が大きくなりすぎる場合があり、反応熱により溶解したアルミニウムの温度がさらに上昇して粘性が下がり、液滴を生じてしまう場合があった。 However, when the test was conducted under various conditions, the reaction heat between aluminum and titanium was large depending on the particle size of the sintering aid powder even within the range of 0.1 (% by mass) ≦ W ≦ 20 (% by mass). In some cases, the temperature of the aluminum melted by the reaction heat rises further, the viscosity decreases, and droplets may be generated.
そこで、種々の条件で作成した試験片を電子顕微鏡で観察した結果から、発熱量をチタンの配合量および粒子径で制御できる範囲内においては、チタン粒子の露出表面側からほぼ一定の厚さの表層部だけが、アルミニウムと反応していることがわかった。これにより、液滴の発生を防止するためには、1(μm)≦r≦30(μm)、かつ0.1≦W/r≦2であることが望ましいことを実験的に見出した。 Therefore, from the results of observing the test pieces prepared under various conditions with an electron microscope, within a range in which the calorific value can be controlled by the blending amount of titanium and the particle diameter, the thickness of the titanium particles is almost constant from the exposed surface side. Only the surface layer was found to react with aluminum. Thus, it was experimentally found that in order to prevent the generation of droplets, it is desirable that 1 (μm) ≦ r ≦ 30 (μm) and 0.1 ≦ W / r ≦ 2.
次に、上記アルミニウム混合原料粉末に、上記水溶性樹脂結合剤として、ポリビニルアルコール、メチルセルロースおよびエチルセルロースからなる群から選択される少なくとも一種を、また上記可塑剤として、ポリエチレングリコール、グリセリンおよびフタル酸ジ−n−ブチルからなる群から選択される少なくとも一種を、それぞれ加えるとともに、蒸留水と、界面活性剤としてのアルキルベタインとを、それぞれ加える。 Next, at least one selected from the group consisting of polyvinyl alcohol, methylcellulose and ethylcellulose as the water-soluble resin binder, and polyethylene glycol, glycerin and phthalate di- At least one selected from the group consisting of n-butyl is added, and distilled water and alkylbetaine as a surfactant are added.
このように、水溶性樹脂結合材として、ポリビニルアルコール、メチルセルロースやエチルセルロースを用いると、その添加量が比較的少量で足りる。よって、水溶性樹脂結合剤の添加量は、アルミニウム混合原料粉末の質量100質量%に対して、0.5〜7質量%である。アルミニウム混合原料粉末の質量100質量%に対して、7質量%より多いと、加熱焼成する前の焼結前成形体6に残留する炭素量の増加により焼結反応が阻害され、0.5質量%未満であると、焼結前成形体6のハンドリング強度が確保されないためである。 Thus, when polyvinyl alcohol, methylcellulose, or ethylcellulose is used as the water-soluble resin binder, a relatively small amount is sufficient. Therefore, the addition amount of the water-soluble resin binder is 0.5 to 7% by mass with respect to 100% by mass of the aluminum mixed raw material powder. If the amount is more than 7% by mass with respect to 100% by mass of the aluminum mixed raw material powder, the sintering reaction is hindered due to an increase in the amount of carbon remaining in the pre-sintered green body 6 before heating and firing, and 0.5% by mass. It is because the handling intensity | strength of the molded object 6 before sintering is not ensured that it is less than%.
また、界面活性剤としてのアルキルベタインは、アルミニウム混合原料粉末の質量100質量%に対して、0.02〜3質量%が添加される。アルミニウム混合原料粉末の質量100質量%に対して、0.02質量%以上であると、後述の非水溶性炭化水素系有機溶剤の混合の際に気泡が効果的に生成され、3質量%以下であると、焼結前成形体6に残存する炭素量の増加による焼結反応の阻害が防止される。 Moreover, 0.02-3 mass% of alkylbetaines as surfactants are added to 100 mass% of the mass of the aluminum mixed raw material powder. When the content is 0.02% by mass or more with respect to 100% by mass of the aluminum mixed raw material powder, bubbles are effectively generated when the water-insoluble hydrocarbon organic solvent described later is mixed, and the mass is 3% by mass or less. If so, inhibition of the sintering reaction due to an increase in the amount of carbon remaining in the pre-sintered molded body 6 is prevented.
そして、これらを混練した後に、さらに炭素数5〜8非水溶性炭化水素系有機溶剤を混合することにより発泡させ、気泡の混合した粘性組成物1を調整する。この炭素数5〜8非水溶性炭化水素系有機溶剤としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタンおよびオクタンからなる群から選択される少なくとも一種が使用可能である。 And after knead | mixing these, it is made to foam by mixing a C5-C8 water-insoluble hydrocarbon type organic solvent, and the viscous composition 1 with which the bubble was mixed is adjusted. As the water-insoluble hydrocarbon organic solvent having 5 to 8 carbon atoms, at least one selected from the group consisting of pentane, hexane, heptane and octane can be used.
次いで、帯状のアルミニウム箔11に、粘性組成物を厚さ0.05mm〜5mmの厚さになるように、ドクターブレード法、スラリー押出し法またはスクリーン印刷法等(本実施形態においてはドクターブレード2)によって塗布した後、周囲の温度および湿度を一定時間管理して、発泡ゾーン4において気泡を整寸化した後、乾燥ゾーン5において大気乾燥機にて温度70℃で乾燥させる。 Next, a doctor blade method, a slurry extrusion method, a screen printing method, or the like is performed on the strip-shaped aluminum foil 11 so that the viscous composition has a thickness of 0.05 mm to 5 mm (in this embodiment, the doctor blade 2). After coating, the ambient temperature and humidity are controlled for a certain period of time, the air bubbles are sized in the foaming zone 4, and then dried in the drying zone 5 at a temperature of 70 ° C. in an air dryer.
そして、本実施形態においては、このときに使用するアルミニウム箔11の裏面(粘性組成物塗布面の反対の面)に、図1(a)に示すように、前処理として共晶系粉末をエタノールなどの有機溶剤にウレタン樹脂エマルジョンと共にスプレーSから噴霧して分散させたものを塗布し、図1(b)に示すように、大気乾燥機にて70℃で乾燥させ、アルミニウム箔上に共晶系粉末を固定させたものを使用する。 And in this embodiment, as shown in FIG.1 (a), eutectic powder is ethanol on the back surface (surface opposite to the viscous composition application surface) of the aluminum foil 11 used at this time as pretreatment. Apply an organic solvent such as a urethane resin emulsion sprayed and dispersed in an organic solvent such as the above, and dry it at 70 ° C. in an air dryer as shown in FIG. Use a fixed system powder.
ちなみに、上記共晶系粉末としては、Si、Fe、Ni、Cu、Zn、Co、Mnなどが使用することができる。そして、Siを使用する場合には、平均粒子径が0.1〜20μmのものを使用する。また、Si量としてはアルミニウム箔に対して2〜8質量%が好ましい。2質量%以下ではアルミニウム箔の溶解量が少なく、圧延時の反りを抑制できず、8質量%以上では溶解量が多くなり多孔質体の焼結が進んで寸法変化が大きくなりすぎて割れが生じてしまうからである。 Incidentally, Si, Fe, Ni, Cu, Zn, Co, Mn, etc. can be used as the eutectic powder. And when using Si, a thing with an average particle diameter of 0.1-20 micrometers is used. Further, the Si amount is preferably 2 to 8% by mass with respect to the aluminum foil. If the amount is less than 2% by mass, the amount of aluminum foil dissolved is small and the warping during rolling cannot be suppressed. If the amount is 8% by mass or more, the amount of dissolution increases, the sintering of the porous body proceeds, the dimensional change becomes too large, and cracks occur. It will occur.
また、使用するアルミニウム箔11は、当該アルミニウム箔11の上に塗工される粘性組成物1の目付量に対し重量比で0.25〜1.4の重量であることが好まししく、目付量が100g/m2の場合、アルミニウム箔目付重量で25〜140g/m2、アルミニウム箔厚さ換算で10〜50μmのものが好ましい。 Moreover, it is preferable that the aluminum foil 11 to be used is a weight ratio of 0.25 to 1.4 with respect to the basis weight of the viscous composition 1 coated on the aluminum foil 11, and the basis weight is 100 g / weight. In the case of m2, it is preferable that the weight per unit weight of the aluminum foil is 25 to 140 g / m2, and the thickness of the aluminum foil is 10 to 50 μm.
次いで、乾燥ゾーン5において乾燥することによって得られた焼結前成形体6をアルミニウム箔11と共に、図6に示したものと同様に所望の形状に切り出して成形シート8とし、これを図6に示した脱脂、焼結工程9においてジルコニア等の敷粉を敷いたアルミナセッターの上に載置して、露点が−20℃以下のアルゴン雰囲気中、520℃で1時間加熱保持する仮焼成を行う。 Next, the pre-sintered molded body 6 obtained by drying in the drying zone 5 is cut into a desired shape in the same manner as shown in FIG. 6 together with the aluminum foil 11 to form a molded sheet 8, which is shown in FIG. In the degreasing and sintering step shown, the sample is placed on an alumina setter coated with a zirconia powder or the like, and calcined by heating and holding at 520 ° C. for 1 hour in an argon atmosphere with a dew point of −20 ° C. or lower. .
これにより、成形シート8中の水溶性樹脂結合剤成分、可塑剤成分、蒸留水およびアルキルベタインのバインダー溶液を揮発および/または分解させる脱バインダーが行われるとともに、焼結助剤粉末として水素化チタンを用いた場合には脱水素化がされる。 As a result, debinding that volatilizes and / or decomposes the binder solution of the water-soluble resin binder component, plasticizer component, distilled water and alkylbetaine in the molded sheet 8 is performed, and titanium hydride is used as a sintering aid powder. When is used, dehydrogenation is performed.
その後、仮焼成後の成形シート8を、Tm−10(℃)≦加熱焼成温度(T)≦685(℃)で加熱焼成することにより、アルミニウム多孔質焼結体10にアルミニウム箔11が一体化されたアルミニウム複合体12が得られる。 Then, the aluminum foil 11 is integrated with the aluminum porous sintered body 10 by heating and firing the molded sheet 8 after temporary firing at Tm-10 (° C.) ≦ heating and firing temperature (T) ≦ 685 (° C.). Thus obtained aluminum composite 12 is obtained.
この際に、成形シート8は、アルミニウムの融解温度であるTm(℃):660℃まで加熱されると、アルミニウムとチタンとの反応が開始するものと考えられるが、アルミニウムに不純物として微量に含まれるFeやSi等の共晶合金元素により融点が低下し、実際には、Tm−10(℃)での加熱により、アルミニウムとチタンとの反応が開始し、アルミニウム多孔質焼結体10が形成される。 At this time, when the molded sheet 8 is heated to Tm (° C.): 660 ° C., which is the melting temperature of aluminum, it is considered that the reaction between aluminum and titanium starts. The melting point is lowered by eutectic alloy elements such as Fe and Si, and in fact, the reaction between aluminum and titanium starts by heating at Tm-10 (° C.), and the porous aluminum sintered body 10 is formed. Is done.
具体的には、アルミニウムの融点が660℃であるのに対して、純アルミニウム粉として流通している純度98%〜99.7%程度のアトマイズ粉では650℃前後が溶解開始温度となる。他方、加熱焼成温度を685℃より高い温度で加熱保持すると、焼結体にアルミニウムの液滴状の塊が発生してしまう。 Specifically, while the melting point of aluminum is 660 ° C., the melting start temperature is around 650 ° C. for atomized powder having a purity of about 98% to 99.7% distributed as pure aluminum powder. On the other hand, if the heating and firing temperature is maintained at a temperature higher than 685 ° C., aluminum droplet-like lumps are generated in the sintered body.
このようにして得られたアルミニウム多孔質焼結体10は、上記粘性組成物のスラリー発泡時の気泡に由来する空孔と、焼結体であることに由来する金属骨格自体に形成される気孔との2種類の形態の異なる孔を有する。 The aluminum porous sintered body 10 thus obtained has pores derived from bubbles at the time of foaming of the viscous composition and pores formed in the metal skeleton itself derived from being a sintered body. And two different types of holes.
さらに、この製造方法においては、アルミニウム箔11の裏面側に固着している共晶系粉末との共晶反応によって液相を発生し、昇温中に焼結温度以下で溶融し始め、温度上昇と共に溶融面積が拡がってゆき、焼結温度到達時にはアルミニウム箔11の20〜70%が溶融して、溶融したアルミニウム箔11の一部がアルミニウム多孔質焼結体10の骨格部に吸収される。 Furthermore, in this manufacturing method, a liquid phase is generated by a eutectic reaction with the eutectic powder fixed to the back surface side of the aluminum foil 11, and starts to melt below the sintering temperature during the temperature rise, and the temperature rises. At the same time, the melting area expands, and when the sintering temperature is reached, 20 to 70% of the aluminum foil 11 is melted, and a part of the molten aluminum foil 11 is absorbed by the skeleton of the aluminum porous sintered body 10.
この結果、アルミニウム多孔質焼結体10とアルミニウム箔11とが一体化されることにより強度が向上するとともに、さらにアルミニウム箔11の溶融量が多くなってアルミニウム複合体12におけるアルミニウム箔11側とアルミニウム多孔質焼結体10の表面側との強度差が小さくなるために、圧延処理を施された場合にも、反りの発生が抑制される。 As a result, the strength is improved by integrating the aluminum porous sintered body 10 and the aluminum foil 11, and the amount of melting of the aluminum foil 11 is further increased, so that the aluminum foil 11 side and the aluminum in the aluminum composite 12 are increased. Since the difference in strength from the surface side of the porous sintered body 10 is reduced, the occurrence of warpage is suppressed even when a rolling process is performed.
なお、焼結工程9における加熱焼成は、アルミニウム粒子表面およびチタン粒子表面の酸化被膜の成長を抑制するため、非酸化性雰囲気下で行う必要がある。ただし、加熱温度が400℃以下で30分間程度保持の条件であれば、空気中で加熱しても、アルミニウム粒子表面およびチタン粒子表面の酸化被膜はさほど成長しないので、例えば、焼結前成形体を、空気中で300℃〜400℃に10分間程度加熱保持して脱バインダーした後、アルゴン雰囲気中で所定の温度に加熱して焼成してもよい。 In addition, in order to suppress the growth of the oxide film of the aluminum particle surface and the titanium particle surface, it is necessary to perform the heat baking in the sintering process 9 in a non-oxidizing atmosphere. However, if the heating temperature is 400 ° C. or lower and maintained for about 30 minutes, the oxide film on the aluminum particle surface and the titanium particle surface does not grow so much even when heated in air. After debinding by heating and holding at 300 ° C. to 400 ° C. for about 10 minutes in air, it may be fired at a predetermined temperature in an argon atmosphere.
ここで、非酸化性雰囲気とは、不活性雰囲気または還元性雰囲気を含み、アルミニウム混合原料粉末を酸化させない雰囲気であることを意味する。また、上述の加熱焼成温度は、アルミニウム混合原料粉末の温度ではなく、すなわちアルミニウム混合原料粉末の反応温度などを測定したものでなく、アルミニウム混合原料粉末の周囲の保持温度を意味するものである。 Here, the non-oxidizing atmosphere means an atmosphere that includes an inert atmosphere or a reducing atmosphere and does not oxidize the aluminum mixed raw material powder. Moreover, the above-mentioned heating and firing temperature is not the temperature of the aluminum mixed raw material powder, that is, the reaction temperature of the aluminum mixed raw material powder or the like, but means the holding temperature around the aluminum mixed raw material powder.
本発明に係るアルミニウム多孔質焼結体を有するアルミニウム複合体の製造方法の効果を検証するために、以下の製造方法によって実施例1〜4および比較例1〜4のアルミニウム複合体を作成した。 In order to verify the effect of the method for producing an aluminum composite having an aluminum porous sintered body according to the present invention, the aluminum composites of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 were prepared by the following production methods.
〔アルミニウム箔の前処理〕
先ず、アルミニウム箔に対する前処理として、エタノールに50mlにバインダーとしてウレタン樹脂エマルジョン(樹脂量30質量%)を0.05g添加し、更に平均粒子径1μmのケイ素粉末を2.5g懸濁させ、懸濁させた状態のまま厚さ寸法が20μmのアルミニウム箔に所定量塗布し、その後大気乾燥機で70℃において10分間乾燥させ、アルミニウム箔にSiを固着させた。
[Pretreatment of aluminum foil]
First, as a pretreatment for aluminum foil, 0.05 g of urethane resin emulsion (resin amount 30 mass%) as a binder is added to 50 ml of ethanol, and 2.5 g of silicon powder having an average particle diameter of 1 μm is suspended and suspended. In this state, a predetermined amount was applied to an aluminum foil having a thickness of 20 μm, and then dried at 70 ° C. for 10 minutes with an air drier, thereby fixing Si to the aluminum foil.
この際に、アルミニウム箔に対して、各々Siの量が2質量%になるように調整したもの(実施例1)、3質量%になるように調整したもの(実施例2)、5質量%になるように調整したもの(実施例3)、および8質量%になるように調整したもの(実施例4)を準備した。 At this time, the aluminum foil was adjusted so that the amount of Si was 2% by mass (Example 1), and was adjusted to be 3% by mass (Example 2), 5% by mass. (Example 3) prepared so that it might become, and (Example 4) adjusted so that it might become 8 mass% were prepared.
〔アルミニウム複合体の製造〕
上述した実施形態に示した製造方法にしたがって、アルミニウム多孔質焼結体を有するアルミニウム複合体を製造した。
先ず、平均粒子径:24μmのアルミニウム粉末(不純物として、Fe:0.15質量%、Si:0.05質量%、およびNi:0.01質量%を含む)と、平均粒子径9.1μmの水素化チタン粉末を、アルミニウム粉末と水素化チタン粉末の質量比が、99:1となるように合計500gで混合し、アルミニウム混合原料粉末を調製した。
[Production of aluminum composite]
An aluminum composite having an aluminum porous sintered body was manufactured according to the manufacturing method shown in the embodiment described above.
First, an aluminum powder having an average particle diameter of 24 μm (including impurities: Fe: 0.15 mass%, Si: 0.05 mass%, and Ni: 0.01 mass%), and an average particle diameter of 9.1 μm The titanium hydride powder was mixed in a total of 500 g so that the mass ratio of the aluminum powder and the titanium hydride powder was 99: 1 to prepare an aluminum mixed raw material powder.
バインダー溶液は、バインダー溶液:100質量%に対して、メチルセルロース:0.1質量%、エチルセルロース:2.9質量%、グリセリン:3質量%、ポリエチレングリコール:3質量%、アルキルベタイン:0.5質量%、残部水の比率で、合計500gで調製した。 Binder solution: 100% by mass of binder solution: 0.1% by mass of methyl cellulose, 2.9% by mass of ethyl cellulose, 3% by mass of glycerin, 3% by mass of polyethylene glycol, 0.5% of alkyl betaine %, The ratio of the remaining water, and a total of 500 g.
次いで、上記アルミニウム混合原料粉末:50質量%と、上記バインダー溶液:49質量%と、ヘプタン:1質量%を合計500gで混合して、粘性組成物を調製した。 Next, the aluminum mixed raw material powder: 50% by mass, the binder solution: 49% by mass, and heptane: 1% by mass were mixed in a total of 500 g to prepare a viscous composition.
次に、この粘性組成物を、ドクターブレード法によって、各々実施例1〜4用に調整したアルミニウム箔のケイ素を固着させていない面に引き伸ばして塗布し、温度および湿度を一定時間保持するよう管理して、気泡を整寸化した後、大気乾燥機にて温度70℃で乾燥させた。このときの粘性組成物の塗布量は、100g/m2であり、上記温度は35℃、湿度は90%、および保持時間は20分であった。続く乾燥は、70℃で50分間行った。そして、乾燥後の焼結前焼成体をアルミニウム箔と共に、一辺150mmの正方形に切り出して、それぞれ複数枚の成形シートを得た。 Next, this viscous composition was applied by stretching to the surface of the aluminum foil prepared for each of Examples 1 to 4 that had not been fixed by the doctor blade method, and the temperature and humidity were maintained for a certain period of time. Then, after air bubbles were sized, they were dried at a temperature of 70 ° C. with an air dryer. The amount of the viscous composition applied was 100 g / m @ 2, the temperature was 35 DEG C., the humidity was 90%, and the holding time was 20 minutes. Subsequent drying was performed at 70 ° C. for 50 minutes. And the sintered body before sintering after drying was cut out into a square with a side of 150 mm together with an aluminum foil to obtain a plurality of molded sheets.
この成形シートを、ジルコニア敷粉を敷いたアルミナセッターの上に載置して、アルゴン気流雰囲気中で仮焼成(脱バインダー)を行った後に、加熱焼成して、アルミニウム複合体を得た。この脱バインダーは、520℃で30分間行った。また、上記加熱焼成は、アルゴン雰囲気中、660℃で30分間行い、アルミニウム複合体1を得た。ここで、アルミニウム箔は面積率で40%溶融していた。また、得られたアルミニウム複合体の厚さは、0.5mmであった。 This molded sheet was placed on an alumina setter coated with zirconia bed powder, pre-baked (debindered) in an argon stream atmosphere, and then heated and fired to obtain an aluminum composite. This debinding was performed at 520 ° C. for 30 minutes. Moreover, the said heat baking was performed for 30 minutes at 660 degreeC in argon atmosphere, and the aluminum complex 1 was obtained. Here, the aluminum foil was melted by 40% in area ratio. Moreover, the thickness of the obtained aluminum composite was 0.5 mm.
〔比較例1〜4の製造〕
アルミニウム箔の代わりに剥離剤が塗布されたポリエチレンシート上に、上記粘性組成物を塗布し、乾燥後、粘性組成物を上記ポリエチレンシートから剥がして、焼結前成形体を作成した以外は、実施例1〜4のアルミニウム複合体と同様にして、比較例1のアルミニウム多孔質焼結体を複数枚作成した。
[Production of Comparative Examples 1 to 4]
This was carried out except that the viscous composition was applied on a polyethylene sheet coated with a release agent instead of an aluminum foil, and after drying, the viscous composition was peeled off from the polyethylene sheet to prepare a pre-sintered molded body. A plurality of porous aluminum sintered bodies of Comparative Example 1 were prepared in the same manner as the aluminum composites of Examples 1 to 4.
また、ケイ素(Si)を噴霧しないアルミニウム箔上に、上記粘性組成物を塗布し、焼結前成形体を作成した以外は、アルミニウム接合体と同様にして、比較例2のアルミニウム多孔質焼結体を複数枚作成した。 Moreover, the porous aluminum sintered body of Comparative Example 2 was prepared in the same manner as the aluminum joined body, except that the above viscous composition was applied onto an aluminum foil not sprayed with silicon (Si) to prepare a pre-sintered molded body. Created multiple bodies.
また、エタノールに50mlにバインダーとしてウレタン樹脂エマルジョン(樹脂量30質量%)を0.05g添加し、さらに平均粒子径1μmのケイ素粉末を2.5g懸濁させ、懸濁させた状態のまま厚さ:20μmのアルミニウム箔に所定量塗布し、その後大気乾燥機で70℃10分間乾燥させて上記アルミニウム箔にSiを固着させた。このときケイ素量はアルミニウム箔に対し1質量%(比較例3)および10質量%(比較例4)になるようにそれぞれ塗布量を調整した。 Further, 0.05 g of urethane resin emulsion (resin amount 30% by mass) as a binder in 50 ml of ethanol was added, and 2.5 g of silicon powder having an average particle diameter of 1 μm was suspended, and the thickness was kept suspended. : A predetermined amount was applied to a 20 μm aluminum foil, and then dried at 70 ° C. for 10 minutes in an air dryer to fix Si to the aluminum foil. At this time, the coating amount was adjusted so that the silicon amount was 1% by mass (Comparative Example 3) and 10% by mass (Comparative Example 4) with respect to the aluminum foil.
そして、上記アルミニウム箔の表面に、実施例1〜4と同様に粘性組成物を塗布して焼成することにより、それぞれ比較例3および比較例4のアルミニウム複合体を複数枚作成した。 And the viscous composition was apply | coated to the surface of the said aluminum foil, and the aluminum composite of the comparative example 3 and the comparative example 4 was produced in multiple numbers by baking, respectively, similarly to Examples 1-4.
次に、上記実施例1〜4および比較例1〜4として作成したアルミニウム複合体に対して、それぞれ圧下率40%のロール圧延を行い、反りの量を測定した。反り量測定は、定盤上で150mm角の資料の片側の辺を抑えて、反対側の辺と定盤との距離を反り量とした。 Next, the aluminum composites prepared as Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 were each subjected to roll rolling with a rolling reduction of 40%, and the amount of warpage was measured. In the measurement of the amount of warpage, the side of one side of a 150 mm square material on the surface plate was suppressed, and the distance between the opposite side and the surface plate was taken as the amount of warpage.
また、上記実施例1〜4および比較例1〜4として作成した別のアルミニウム複合体から、長さ寸法が100mmで、幅寸法が10mmの矩形状に切り出して、引張試験片とし引張試験にて引張強さを測定した。 In addition, from another aluminum composite prepared as Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4, a length of 100 mm and a width of 10 mm were cut out into a rectangular shape to obtain a tensile test piece. Tensile strength was measured.
図3は、この結果を示すものである。
同図から、実施例1〜4のアルミニウム複合体は、いずれも引張強さが大きく、かつ圧延時の反りが抑制されていることが判る。
FIG. 3 shows this result.
From the figure, it can be seen that the aluminum composites of Examples 1 to 4 all have high tensile strength and suppress warpage during rolling.
これに対して、アルミニウム箔が一体化されていない(アルミニウム多孔質焼結体のみ)の比較例1は、圧延時の反りはないものの、強度が低く、アルミニウム多孔質焼結体にアルミニウム箔を単に一体化させた従来のアルミニウム複合体である比較例2は、引張強さは大きいものの、圧延時の反りが大きくなっていることが判る。 On the other hand, Comparative Example 1 in which the aluminum foil is not integrated (only the aluminum porous sintered body) has no warp during rolling, but the strength is low, and the aluminum porous sintered body is made of aluminum foil. It can be seen that Comparative Example 2 which is a conventional aluminum composite simply integrated has a large warp during rolling, although the tensile strength is large.
さらに、比較例3および比較例4は、いずれも予めアルミニウム箔の裏面にSi を塗布しているが、比較例3においてはSi量が少ないために、アルミニウム箔の溶解量が少なく、引張強さは強いものの圧延時の反りが大きくなってしまっている。他方、比較例4においては、Si量が過多であるために、アルミニウム箔の溶解量が多くなり、液相が増えることで、多孔体の焼結時の寸法変化が大きくなりすぎて多孔体に割れが生じてしまい、引張強さが小さくなっていることが判る。 Further, in both Comparative Example 3 and Comparative Example 4, Si was applied to the back surface of the aluminum foil in advance, but in Comparative Example 3, the amount of Si was small, so the dissolved amount of the aluminum foil was small, and the tensile strength was low. Although it is strong, warping during rolling has increased. On the other hand, in Comparative Example 4, since the amount of Si is excessive, the dissolution amount of the aluminum foil is increased, and the liquid phase is increased, so that the dimensional change during the sintering of the porous body becomes too large and the porous body is formed. It can be seen that cracking has occurred and the tensile strength is reduced.
次いで、図4は、上記実施例2のアルミニウム複合体のアルミニウム多孔質焼結体側を撮影した走査電子顕微鏡(SEM)写真であり、撮影倍率がそれぞれ図4(a)は50倍、図4(b)は500倍、図4(c)は1000倍である。これらの写真は、本発明に係る上記アルミニウム複合体においても、三次元網目構造の骨格中に孔が分散しているアルミニウム多孔質焼結体の構造については、上記特許文献1に示した従来のものと同様な構造であることを示している。 Next, FIG. 4 is a scanning electron microscope (SEM) photograph obtained by photographing the aluminum porous sintered body side of the aluminum composite of Example 2, and the photographing magnification is 50 times in FIG. 4A and FIG. b) is 500 times, and FIG. 4C is 1000 times. These photographs show the structure of the porous aluminum sintered body in which pores are dispersed in the framework of the three-dimensional network structure in the aluminum composite according to the present invention. It shows that the structure is the same as that.
これに対して、図5は、図4のアルミニウム複合体のアルミニウム箔側を撮影した走査電子顕微鏡写真である。
この写真から、アルミニウム箔側においては、焼結前成形体をアルミニウム箔とともに加熱焼成する際に、上記特許文献1に示した従来のものと比較して、アルミニウム箔の裏面に塗布した粉末との共晶反応によって液相が発生し、アルミニウム箔の溶解量が増加してできた孔の面積率が大きいことが判る。
On the other hand, FIG. 5 is a scanning electron micrograph of the aluminum foil side of the aluminum composite of FIG.
From this photograph, on the aluminum foil side, when the pre-sintered molded body is heated and fired together with the aluminum foil, the powder applied to the back surface of the aluminum foil is compared with the conventional one shown in Patent Document 1 above. It can be seen that the liquid phase is generated by the eutectic reaction and the area ratio of the holes formed by increasing the amount of dissolution of the aluminum foil is large.
これにより、本実施例のアルミニウム複合体によれば、アルミニウム箔の溶融により、アルミニウム箔の面積が小さくなることにより、アルミニウム箔側とアルミニウム多孔質焼結体の表面側との強度差が小さくなり、この結果図3に示したように、圧延処理を施された場合にも、反りの発生を抑制することができるものと推測される。 Thereby, according to the aluminum composite of this example, the difference in strength between the aluminum foil side and the surface side of the porous aluminum sintered body is reduced by reducing the area of the aluminum foil due to melting of the aluminum foil. As a result, as shown in FIG. 3, it is presumed that the occurrence of warpage can be suppressed even when the rolling process is performed.
1 粘性組成物
8 焼結前成形体
10 アルミニウム多孔質焼結体
11 アルミニウム箔
12 アルミニウム複合体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Viscosity composition 8 Forming body before sintering 10 Aluminum porous sintered body 11 Aluminum foil 12 Aluminum composite
Claims (3)
予め上記アルミニウム箔の裏面にアルミニウムと共晶反応を示す粉末を固着させて、当該アルミニウム箔の表面上に上記粘性組成物を成形して発泡させることを特徴とするアルミニウム多孔質焼結体を有するアルミニウム複合体の製造方法。 Mixing sintering powder containing titanium and / or titanium hydride into aluminum powder to make aluminum mixed raw material powder, then add water-soluble resin binder, water, plasticizer and organic solvent to this aluminum mixed raw material powder -Mixing into a viscous composition, forming this viscous composition on the surface of the aluminum foil and foaming it into a pre-sintered molded body, and then pre-sintering the molded body in a non-oxidizing atmosphere, When the temperature at which the aluminum mixed raw material powder starts melting is Tm (° C.), the above-mentioned temperature is obtained by heating and firing at a heating firing temperature T (° C.) that satisfies Tm−10 (° C.) ≦ T ≦ 685 (° C.). In the method for producing an aluminum composite having an aluminum porous sintered body in which an aluminum foil is integrated,
A porous aluminum sintered body characterized in that a powder showing a eutectic reaction with aluminum is fixed to the back surface of the aluminum foil in advance, and the viscous composition is molded and foamed on the surface of the aluminum foil. A method for producing an aluminum composite.
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| RD07 | Notification of extinguishment of power of attorney |
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