WO2018181717A1 - 電子機器用圧延接合体及び電子機器用筐体 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a rolled joined body for electronic equipment and a casing for electronic equipment.
- the casing of a mobile electronic device represented by a mobile phone or the like is made of a resin such as ABS or a metal material such as aluminum.
- a resin such as ABS
- a metal material such as aluminum.
- Patent Documents 1 and 2 disclose an electronic device casing made of resin.
- resin is used as the casing, there is a problem that it is lightweight but cannot have a metallic appearance, so that a high-class feeling cannot be produced.
- the resin casing is inferior in tensile strength, elastic modulus, and impact resistance compared to a metal casing, it is necessary to increase the thickness of the casing in order to improve these characteristics.
- the mounting space is reduced when the casing is thick.
- cracks may occur depending on the magnitude of impact applied to the housing. Furthermore, there is a problem in securing electromagnetic wave shielding properties and taking an electrical ground, and it is necessary to vapor-deposit a metal inside the resin casing or attach a metal foil, so that the recyclability is poor. In addition, the heat dissipation is also inferior to the metal housing.
- Patent Document 3 discloses a housing for electronic equipment made of aluminum or an aluminum alloy.
- aluminum By using aluminum, it is possible to obtain an electronic device casing that is lightweight, excellent in heat dissipation, and has a metallic appearance.
- As a method for processing a casing made of an aluminum alloy it is known to cut out an aluminum alloy on the inner surface side of the casing.
- metal materials used for housings are required to be further reduced in weight, thickness, and size.
- 6000 series and 7000 series aluminum alloys that are difficult to deform are used as the aluminum alloys, but such aluminum alloys that are difficult to deform are extremely poor in press workability, and are a method of processing into a casing.
- a rolled joined body (metal laminate material, clad material) in which two or more kinds of metal plates or metal foils are laminated is also known as a metal material.
- a rolled joined body is a highly functional metal material having composite characteristics that cannot be obtained by a single material. For example, a rolled joined body in which stainless steel and aluminum are laminated is being studied.
- Patent Document 4 discloses a rolled joined body in which stainless steel and aluminum are laminated with improved tensile strength. Specifically, a two-layer structure of stainless steel layer / aluminum layer or first stainless steel layer / A metal laminate having a three-layer structure of an aluminum layer / second stainless steel layer, the tensile strength TS (MPa) is 200 ⁇ TS ⁇ 550, the elongation EL is 15% or more, and the surface hardness of the stainless steel layer A metal laminate having an HV of 300 or less is described.
- Patent Document 4 discloses improvement in tensile strength and the like, but does not disclose impact resistance.
- Impact resistance is not a continuously applied load, but is related to the behavior when a large load is applied instantaneously, whereas the tensile strength is when a load is applied little by little in a direction parallel to the plate surface. It differs greatly in that it is the strength of. Thus, when the tensile strength is high, the impact resistance is not always high. Further, the impact resistance is also affected by the final hardness and thickness of each layer of the rolled joined body after being processed as a casing, particularly on the back surface. Therefore, a method for obtaining a rolled joined body having sufficient impact resistance in a rolled joined body of stainless steel and aluminum has not been known so far.
- JP 2005-149462 A Japanese Patent No. 5581453 JP 2002-64283 A International Publication No. 2017/057665
- an object of the present invention is to provide a rolled joined body for electronic equipment and a casing for electronic equipment mainly made of a metal material that is excellent in impact resistance while reducing the thickness.
- the present inventors have found that in a rolled joined body of stainless steel and an aluminum alloy or pure aluminum, the surface hardness (Hv) of the stainless steel layer, the thickness of the stainless steel layer, the aluminum alloy layer Alternatively, the inventors have found that controlling four factors of the surface hardness (Hv) of the pure aluminum layer and the thickness of the aluminum alloy layer or the pure aluminum layer is important for improving the impact resistance, and completed the invention. That is, the gist of the present invention is as follows.
- the thickness T S (mm) and surface hardness H S (Hv) of the stainless steel layer, and the thickness T AA (mm) and surface hardness H AA (Hv) of the aluminum alloy layer are expressed by the following formula (1).
- a rolled joined body for electronic equipment is expressed by the following formula (1).
- the stainless steel layer has a thickness T S (mm) and a surface hardness H S (Hv), and the aluminum alloy layer has a thickness T AA (mm )
- surface hardness H AA (Hv) is represented by the following formula (1) H S T S 2 + H AA T AA 2 ⁇ 11.18 (1) However, 0.2 ⁇ T S + T AA ⁇ 1.2 0.05 ⁇ T S ⁇ 0.6 0.1 ⁇ T AA ⁇ 1.1 A housing for electronic equipment.
- housing for electronic equipment 0.2 ⁇ T S + T A ⁇ 1.2 0.05 ⁇ T S ⁇ 0.6 0.1 ⁇ T A ⁇ 1.1 A housing for electronic equipment.
- a rolled joined body for electronic equipment and an electronic equipment casing having excellent impact resistance can be suitably used as a housing for mobile electronic devices (mobile terminals) such as smartphones and tablets using high impact resistance. Moreover, taking advantage of high impact resistance, it can also be suitably used as a part used in an electronic device such as an internal reinforcing member of a mobile electronic device.
- FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of an electronic device casing according to the present invention.
- FIG. 3 is a cross-sectional perspective view in the X-X ′ direction of the first embodiment of the electronic device casing according to the invention.
- the rolled bonded body for electronic device of the present invention is mainly composed of metal, and includes a stainless steel layer and an aluminum alloy layer, or a stainless steel layer and a pure aluminum layer.
- This rolled joined body is suitable as a housing material for various electronic devices such as mobile electronic devices, and is particularly preferably used as a material for the back and / or side surfaces of electronic devices.
- the back surface refers to a surface on the opposite side to the side on which the display unit (the display) is provided in the housing constituting the electronic device.
- the inside of the housing may be laminated with a metal material or a plastic material other than the rolled joined body.
- the rolled joined body is composed of 2 or more layers, preferably 2 to 4 layers, more preferably 2 or 3 layers, and particularly preferably 2 layers.
- the rolled joined body in order to obtain an appearance having a metallic luster, has a stainless steel layer on the outside of the case when used as a case, and is formed by two layers of stainless steel layer / aluminum alloy layer or pure aluminum layer. Or a rolled joined body comprising three layers of a stainless steel layer / aluminum alloy layer or a pure aluminum layer / stainless steel layer.
- an aluminum alloy layer or a pure aluminum layer is provided on the outside of the casing, and a rolled joined body composed of two layers of an aluminum alloy layer or a pure aluminum layer / stainless steel layer, or an aluminum alloy layer or a pure aluminum layer.
- a rolled joined body composed of three layers of / stainless steel layer / aluminum alloy layer or pure aluminum layer may be used.
- the configuration of the rolled joined body can be selected in accordance with the use of the rolled joined body and intended characteristics.
- the stainless steel constituting the stainless steel layer is not particularly limited, and plate materials such as SUS304, SUS201, SUS316, SUS316L, SUS301, and SUS430 can be used. If the hardness of the stainless steel before the rolling joining is too hard, there is a possibility that sufficient adhesion strength at the time of rolling joining cannot be ensured. In addition, since the hardness of the stainless steel layer after the roll joining is inevitably increased, there is a possibility that it is difficult to process and form the casing or the like, which will be described later. Therefore, annealing material (BA material) or 1 / 2H material is preferable as the tempering of stainless steel before rolling joining.
- BA material annealing material
- 1 / 2H material is preferable as the tempering of stainless steel before rolling joining.
- a plate material containing at least one additive metal element as a metal element other than aluminum can be used as the aluminum alloy constituting the aluminum alloy layer.
- the additive metal element is preferably Mg, Mn, Si and Cu.
- the total content of additive metal elements in the aluminum alloy is preferably more than 0.5% by mass, more preferably more than 1% by mass.
- the aluminum alloy preferably contains at least one additive metal element selected from Mg, Mn, Si and Cu in a total content of more than 1% by mass.
- the aluminum alloy examples include an Al—Cu alloy (2000 series), an Al—Mn alloy (3000 series), an Al—Si alloy (4000 series), and an Al—Mg alloy (5000 series) as defined in JIS.
- Al-Mg-Si based alloys (6000 series) and Al-Zn-Mg based alloys (7000 series) can be used. From the viewpoint of press workability, strength, corrosion resistance and impact resistance, 3000 series, 5000 series, 6000-series and 7000-series aluminum alloys are preferable, and 5000-series aluminum alloys are more preferable from the viewpoints of balance and cost.
- the aluminum alloy preferably contains 0.3% by mass or more of Mg.
- the pure aluminum constituting the pure aluminum layer is not particularly limited as long as it is a material in which 99.5% by mass or more is aluminum.
- 1000 series pure aluminum specified in JIS is used. be able to.
- the rolled joined body for electronic equipment includes the surface hardness H S (Hv) of the stainless steel layer, the thickness T S (mm) of the stainless steel layer, the surface hardness H AA (Hv) of the aluminum alloy layer, or a pure aluminum layer.
- the surface hardness H A (Hv) and the thickness T AA (mm) of the aluminum alloy layer or the thickness T A (mm) of the pure aluminum layer satisfy a specific relational expression.
- the inventors of the present invention have examined elements that have a particularly large contribution to impact resistance in a rolled joined body composed of a stainless steel layer and an aluminum alloy layer or a pure aluminum layer, and conducted an impact resistance test under the test conditions described below. It was found that it is effective to control the surface hardness and thickness of each layer so as to satisfy a specific relational expression as a parameter affecting the “deformation height”.
- the impact resistance is 0.6 mm or less.
- the thickness T S (mm) and the surface hardness H S (Hv) of the stainless steel layer, and the thickness T AA (mm of the aluminum alloy layer) ) And surface hardness H AA (Hv) is represented by the following formula (1) H S T S 2 + H AA T AA 2 ⁇ 11.18 (1) It is necessary to satisfy.
- the thickness T S of the stainless steel layer (mm) and the surface hardness H S (Hv), and the thickness of the aluminum alloy layer T AA (mm) and the surface hardness H AA (Hv) is represented by the following formula (2) H S T S 2 + H AA T AA 2 ⁇ 14.72 (2) It is more preferable to satisfy.
- the “deformation height” is set to 340 ⁇ m or less, and it has a high impact resistance equal to or higher than that of an Al alloy (A5052, H34 material) having a thickness of 0.6 mm, and can have a glossy appearance of stainless steel. Especially suitable for use in mobile electronic device casings.
- the upper limit of the value of “H S T S 2 + H AA T AA 2 ” is not particularly limited. However, if this value is too high, the rolled bonded body becomes thick and it may be difficult to reduce the thickness.
- 80 or less is preferable, more preferably 60 or less, and even more preferably 50 or less when further thinning is required. And particularly preferably 30 or less.
- a casing use such as a tablet or the like, a certain thickness and strength are required.
- the thickness T S (mm) and the surface hardness H S (Hv) of the stainless steel layer, and the thickness T A (mm) and the surface hardness H A (Hv) of the pure aluminum layer are expressed by the following formula (4).
- the “deformation height” is set to 340 ⁇ m or less, and it has a high impact resistance equal to or higher than that of an Al alloy (A5052, H34 material) having a thickness of 0.6 mm, and can have a glossy appearance of stainless steel. Especially suitable for use in mobile electronic device casings.
- the upper limit of the value of “H S T S 2 + H A T A 2 ” is not particularly limited, but if this value is too high, there is a concern that the rolled bonded body becomes thick and it is difficult to reduce the thickness.
- 80 or less is preferable, more preferably 60 or less, and even more preferably 50 or less when further thinning is required. And particularly preferably 40 or less.
- casing uses such as tablets a certain degree of thickness and strength are required.
- aluminum alloy layer and “pure aluminum layer” are collectively referred to as "aluminum layer"
- the surface hardness, thickness are important parameters for impact resistance. Specifically, in order to obtain a rolled joined body for electronic equipment having a glossy appearance of stainless steel, when adopting a rolled joined body of a stainless steel layer and an aluminum layer in order to obtain heat dissipation, the stainless steel layer is fixed.
- This heat treatment temperature is a temperature at which the stainless steel layer is in an unrecrystallized temperature range and is not softened. It is the temperature range that is removed and softens. And when the hardness of the aluminum layer was too low, it was found that sufficient impact resistance could not be obtained unless the thickness of the aluminum layer was not less than a certain value, specifically 0.85 mm or more. However, if the aluminum layer is 0.85 mm or more, the total thickness of the rolled joined body is 0.9 mm or more, and the thickness when used as a casing becomes too thick, so that the mounting capacity inside the casing is greatly reduced. . Therefore, the stainless steel layer also needs to have a certain thickness. On the other hand, the thicker the stainless steel layer, the heavier the casing.
- the inventors set the hardness of the aluminum layer to a certain value or more, and further increases the thickness of the aluminum layer, increases the hardness of the stainless steel layer, For electronic equipment that has a glossy appearance of a stainless steel layer and can be thinned by controlling each parameter by finding that it is necessary to take either a thickening method or a composite means A rolled joint could be obtained.
- the ratio of the thickness T S of the stainless steel layer to the total thickness of the electronic device for rolling conjugate, the thickness of the stainless steel layer and an aluminum layer is not particularly limited as long as it satisfies the equation (1) to (4), preferably 10% It is 60% or less, more preferably 12% or more and 50% or less, and further preferably 15% or more and 50% or less.
- the thickness ratio of the stainless steel layer is within this range, it is possible to obtain a casing that sufficiently secures the impact resistance of the rolled joined body and also has a sufficient heat dissipation effect by the aluminum layer.
- the thickness ratio of a stainless steel layer means the ratio of the sum total of the thickness of the stainless steel layer with respect to the total thickness of a rolling joining body, when two or more stainless steel layers exist in a rolling joining body.
- the thickness ratio of the aluminum layer is the sum of the thickness of the aluminum layer with respect to the total thickness of the rolled joined body, when there are two or more aluminum layers in the rolled joined body in the casing, similarly to the thickness ratio of the stainless steel layer.
- the total thickness of the electronic device for rolling conjugate, T S + T AA or is represented by T S + T A, is not particularly limited, from the viewpoint of increasing the internal implementation capacity, typically, the upper limit is 1.6mm or less, Preferably it is 1.2 mm or less, More preferably, it is 1.0 mm or less, More preferably, it is 0.8 mm or less.
- the lower limit is 0.2 mm or more, preferably 0.3 mm or more, more preferably 0.4 mm or more.
- the total thickness of the rolled joined body for electronic equipment refers to the average value of the measured values obtained by measuring the thickness at any 30 points of the rolled joined body with a micrometer.
- the thickness T S of the stainless steel layer is 0.05mm or 0.6mm or less. Preferably they are 0.1 mm or more and 0.5 mm or less, More preferably, they are 0.1 mm or more and 0.4 mm or less.
- the thickness of a stainless steel layer means the sum total of the thickness of each stainless steel layer, when a rolling joining body has two or more stainless steel layers.
- the thickness of the stainless steel layer of the rolled joint is obtained by obtaining an optical micrograph of the cross section of the rolled joint, measuring the thickness of the stainless steel layer at any 10 points in the optical micrograph, and saying the average value of the obtained values. .
- the surface hardness H S (Hv) of the stainless steel layer can be measured according to JIS Z 2244 (Vickers hardness test-test method) using a micro Vickers hardness meter (load 200 gf). Preferably it is 200 or more, More preferably, it is 220 or more, Most preferably, it is 230 or more.
- the deformation height decreases as the hardness of the stainless steel layer increases, resulting in an electronic equipment rolled bonded body having high impact resistance. Therefore, from the viewpoint of the impact resistance of the rolled joint, it is preferable that HS is higher.
- the hardness of the stainless steel layer is preferably 380 or less, more preferably 340 or less, and still more preferably 330 or less.
- the thickness T AA of the aluminum alloy layer can be applied as long as usual 0.1mm or 1.1mm or less. From the viewpoint of improving the impact resistance of the rolled joined body and securing heat dissipation and reducing the weight, it is preferably 0.12 mm to 0.9 mm, and more preferably 0.15 mm to 0.72 mm.
- the thickness of the aluminum alloy layer of a rolled joined body means the sum total of the thickness of each aluminum alloy layer, when a rolled joined body has two or more aluminum alloy layers.
- the thickness of the aluminum alloy layer of the rolled joined body is obtained by obtaining an optical micrograph of the cross section of the rolled joined body, measuring the thickness of the aluminum alloy layer at any 10 points in the optical micrograph, and the average value of the obtained values. Say.
- the surface hardness H AA (Hv) of the aluminum alloy layer is not particularly limited, but the impact resistance improves as the hardness increases. For this reason, there is no particular upper limit, but it is preferably 85 Hv or less. The lower limit is preferably 40 Hv or more, more preferably 50 Hv or more, and good impact resistance can be obtained.
- the surface hardness H AA of the aluminum alloy layer is used a micro Vickers hardness meter (load 50 gf), JIS Z 2244 - can be determined according to (Vickers hardness test Test method).
- the thickness T A pure aluminum layer, as well as the aluminum alloy layer, is applicable as long as usual 0.1mm or 1.1mm or less. In order to improve the impact resistance of the rolled joined body, and to ensure heat dissipation and to reduce the weight, it is preferably 0.12 mm to 0.9 mm, more preferably 0.15 mm to 0.72 mm. .
- the thickness of the pure aluminum layer of a rolled joined body means the sum total of the thickness of each pure aluminum layer, when a rolled joined body has two or more pure aluminum layers.
- the thickness of the pure aluminum layer of the rolled joined body is obtained by obtaining an optical micrograph of the cross section of the rolled joined body, measuring the thickness of the pure aluminum layer at any 10 points in the optical micrograph, and the average value of the obtained values. Say.
- the surface hardness HA (Hv) of the pure aluminum layer is not particularly limited, but as the aluminum alloy is hardened, the impact resistance is improved. Therefore, there is no particular upper limit, but it is preferably 50 Hv or less.
- the lower limit is preferably 20 Hv or more, more preferably 25 Hv or more.
- the surface hardness HA of the pure aluminum layer can be measured according to JIS Z 2244 (Vickers hardness test-test method) using a micro Vickers hardness meter (load 50 gf).
- the peel strength (180 ° peel strength, also referred to as 180 ° peel strength) as an index of adhesion strength is 60 N / 20 mm or more. It is preferable that it is preferably 80 N / 20 mm or more, particularly preferably 100 N / 20 mm or more, from the viewpoint that the rolled joined body has excellent drawing workability.
- a peel strength is 60 N / 20mm or more in each joining interface.
- peel strength becomes remarkably high, since it does not peel and it will be material fracture
- the peel strength of the rolled joined body for electronic equipment is such that a test piece having a width of 20 mm is prepared from the rolled joined body and the stainless steel layer and aluminum layer (aluminum alloy layer or pure aluminum layer) are partially peeled off, then the thick film layer side or the hard layer. The side is fixed, the force required to peel off when the other layer is pulled 180 ° opposite to the fixed side is measured, and N / 20 mm is used as a unit. In the same test, the peel strength does not change if the width of the test piece is between 10 and 30 mm.
- the rolled joined body for electronic equipment preferably has an elongation of 35% or more by a tensile test with a test piece width of 15 mm, and more preferably 40% or more from the viewpoint of good press workability.
- Elongation by a tensile test can be measured using, for example, a test piece of a tensile strength test described later, according to the measurement of elongation at break described in JIS Z 2241 or JIS Z 2201.
- the rolled joined body for an electronic device preferably has a tensile strength of 3000 N or more by a tensile test with a test piece width of 15 mm, and more preferably 3500 N or more from the viewpoint of having sufficient strength and press workability.
- the tensile strength refers to the maximum load in the tensile test.
- Tensile strength can be measured according to JIS Z 2241 or JIS Z 2201 (metallic material tensile test method) using, for example, Tensilon Universal Material Testing Machine RTC-1350A (Orientec Co., Ltd.).
- the width of 15 mm of the test piece indicates the specification of the special test piece No. 6 in JIS Z 2201.
- test piece 5 In JIS Z 2241, for example, the specification of test piece 5 can be used. At this time, the tensile strength in the No. 6 test piece is 25 mm / 15 mm, that is, about 1.66 times, because the width of the test piece may be multiplied when converted into the tensile strength in the No. 5 test piece. Become.
- the rolled joined body for an electronic device preferably has an elongation of 35% or more by a tensile test and a tensile strength of 3000 N or more by a tensile test.
- the rolled joined body for electronic equipment as described above is preferable because it is excellent in workability at the time of forming into a casing, but the back and / or side surface after forming the casing is preferably rolled for electronic equipment. It is not necessary to satisfy the characteristic value of the joined body.
- FIG. 5 and FIG. 6 show a first embodiment of an electronic device casing of the present invention.
- FIG. 5 is a perspective view showing the first embodiment of the electronic device casing of the present invention
- FIG. 6 is a cross-sectional view in the XX ′ direction of the first embodiment of the electronic device casing of the present invention. It is a cross-sectional perspective view.
- the housing 5 for electronic equipment includes a back surface 50 and a side surface 51, and the back surface 50 and / or the side surface 51 includes a rolled bonded body including a stainless steel layer and an aluminum alloy layer or a pure aluminum layer. The rolled assembly for electronic equipment can be applied as it is.
- the above-described conditions and ranges of the characteristic values required for the rolled joined body for electronic equipment are similarly applied to the housing for electronic equipment.
- the casing for electronic equipment is appropriately manufactured from the above-described rolled joined body for electronic equipment through a molding process such as pressing or inner surface machining, the thickness of each layer is determined by pressing or machining. May become thin and the surface hardness may become hard.
- the casing for electronic equipment of the present invention includes a rolled joined body mainly composed of metal and having a back surface and / or side surface made of a stainless steel layer and an aluminum alloy layer, or a stainless steel layer and a pure aluminum layer.
- the back surface 50 refers to a surface on the opposite side to a side where a display unit (tisplay, not shown) is provided in a housing constituting an electronic device such as a smartphone.
- casing 5 for electronic devices may laminate
- the case 5 for electronic devices includes a rolling joined body in the back surface 50
- the whole or a part of the back surface 50 for example, 2 cm x 2 cm or more, for example, 25 mm x 25 mm as shown by the plane part A of FIG. 5. It is sufficient that the flat portion of (ii) satisfies the above-mentioned characteristics described for the rolled joined body for electronic equipment.
- the electronic device casing 5 may have a structure including a rolled joined body on the back surface 50, but the structure is not limited to this structure depending on the structure of the electronic device, and the back surface 50 and the side surface 51 include The structure which consists of a rolling joining body may be sufficient, and the structure which contains a rolling joining body in the side surface 51 may be sufficient.
- an electronic device casing which is a center frame, shows an electronic device structure sandwiched between a display unit such as glass or resin and a back surface.
- the electronic device casing is provided on a side surface and the side surface. It is comprised from the connected internal reinforcement flame
- the housing for an electronic device can include a rolled joined body in which the side surface and / or the internal reinforcing frame is formed of a stainless steel layer and an aluminum alloy layer or a pure aluminum layer.
- the internal reinforcement frame means a support plate that is located inside an electronic device such as a smartphone and serves as a support for improving rigidity of the entire electronic device and mounting components such as a battery and a printed board. .
- the internal reinforcement frame usually has holes for connection and assembly. The hole can be opened by, for example, a press.
- the side surface and the internal reinforcing frame can be integrally formed, but the present invention is not limited to this, and the side surface and the internal reinforcing frame may not be integrated. Moreover, you may apply a rolling joined body only to a side surface.
- the electronic device casing of the present embodiment can be modified as appropriate according to the structure of the electronic device, similarly to the electronic device casing 5, and is limited to the structure described above. It is not something.
- the rolled joined body is composed of 2 or more layers, preferably 2 to 4 layers, more preferably 2 or 3 layers, and particularly preferably 2 layers.
- the rolled joined body in order to obtain an appearance having a metallic luster, has a stainless steel layer on the outer side of the casing, and a rolled joined body composed of a stainless steel layer / aluminum alloy layer or a pure aluminum layer, or a stainless steel layer / It is a rolled joined body composed of three layers of an aluminum alloy layer or a pure aluminum layer / stainless steel layer.
- an aluminum alloy layer or a pure aluminum layer is provided on the outside of the casing, and a rolled joined body composed of two layers of an aluminum alloy layer or a pure aluminum layer / stainless steel layer, or an aluminum alloy layer or a pure aluminum layer.
- a rolled joined body composed of three layers of / stainless steel layer / aluminum alloy layer or pure aluminum layer may be used.
- the configuration of the rolled joined body in the housing can be selected according to the use of the housing and the intended characteristics.
- the stainless steel constituting the stainless steel layer is not particularly limited, and plate materials such as SUS304, SUS201, SUS316, SUS316L, SUS301, and SUS430 can be used.
- a plate material containing at least one additive metal element as a metal element other than aluminum can be used as the aluminum alloy constituting the aluminum alloy layer.
- the additive metal element is preferably Mg, Mn, Si and Cu.
- the total content of additive metal elements in the aluminum alloy is preferably more than 0.5% by mass, more preferably more than 1% by mass.
- the aluminum alloy preferably contains at least one additive metal element selected from Mg, Mn, Si and Cu in a total content of more than 1% by mass.
- the aluminum alloy examples include an Al—Cu alloy (2000 series), an Al—Mn alloy (3000 series), an Al—Si alloy (4000 series), and an Al—Mg alloy (5000 series) as defined in JIS.
- Al-Mg-Si based alloys (6000 series) and Al-Zn-Mg based alloys (7000 series) can be used. From the viewpoint of strength, corrosion resistance and impact resistance, 3000 series, 5000 series, 6000 series and 7000 series can be used.
- a series aluminum alloy is preferable, and a 5000 series aluminum alloy is more preferable from the viewpoint of the balance and cost.
- the aluminum alloy preferably contains 0.3% by mass or more of Mg.
- the pure aluminum constituting the pure aluminum layer is not particularly limited as long as it is a material in which 99.5% by mass or more is aluminum.
- 1000 series pure aluminum specified in JIS is used. be able to.
- the electronic device casing includes a stainless steel layer surface hardness H S (Hv), a stainless steel layer thickness T S (mm), an aluminum alloy layer surface hardness H AA (Hv), or a pure aluminum layer.
- Hv stainless steel layer surface hardness
- T S stainless steel layer thickness
- H AA aluminum alloy layer surface hardness
- pure aluminum layer a pure aluminum layer.
- the inventors of the present invention have examined elements that have a particularly large contribution to impact resistance in a rolled joined body composed of a stainless steel layer and an aluminum alloy layer or a pure aluminum layer in a casing. It has been found that it is effective to control the surface hardness and thickness of each layer so as to satisfy a specific relational expression as a parameter affecting the “deformation height” when the test is performed.
- a specific relational expression as a parameter affecting the “deformation height” when the test is performed.
- the thickness of the rolled joined body is thin, for example, roll joining with excellent impact resistance even if the thickness of the back surface of the housing is 0.6 mm or less.
- the body layer structure was identified.
- the thickness T S (mm) and the surface hardness H S (Hv) of the stainless steel layer, and the aluminum alloy layer The thickness T AA (mm) and the surface hardness H AA (Hv) of the following formula (1) H S T S 2 + H AA T AA 2 ⁇ 11.18 (1) It is necessary to satisfy.
- H S T S 2 + H AA T AA 2 ⁇ 11.18 (1) It is necessary to satisfy.
- the thickness T S of the stainless steel layer (mm) and the surface hardness H S (Hv), and the thickness of the aluminum alloy layer T AA (mm) and the surface hardness H AA (Hv) is represented by the following formula (2) H S T S 2 + H AA T AA 2 ⁇ 14.72 (2) It is more preferable to satisfy.
- the “deformation height” is set to 340 ⁇ m or less, and it has a high impact resistance equal to or higher than that of an Al alloy (A5052, H34 material) having a thickness of 0.6 mm, and can have a glossy appearance of stainless steel. Especially suitable for use in mobile electronic device casings.
- the thickness T S (mm) of the stainless steel layer and the surface hardness H S (Hv), and the thickness T of the pure aluminum layer are expressed by the following formula (3) H S T S 2 + H A T A 2 ⁇ 17.93 (3) It is necessary to satisfy.
- the thickness T S (mm) and the surface hardness H S (Hv) of the stainless steel layer, and the thickness T A (mm) and the surface hardness H A (Hv) of the pure aluminum layer are expressed by the following formula (4).
- the “deformation height” is set to 340 ⁇ m or less, and it has a high impact resistance equal to or higher than that of an Al alloy (A5052, H34 material) having a thickness of 0.6 mm, and can have a glossy appearance of stainless steel. Especially suitable for use in mobile electronic device casings.
- a surface of a stainless steel layer in a casing for an electronic device having a rolled joined body comprising a stainless steel layer and an aluminum alloy layer or a pure aluminum layer (“aluminum alloy layer” and “pure aluminum layer” are collectively referred to as "aluminum layer")
- aluminum alloy layer and “pure aluminum layer” are collectively referred to as "aluminum layer”
- the present inventors consider that the hardness, thickness, surface hardness and thickness of the aluminum layer are important parameters for impact resistance as follows. Specifically, when a rolled joined body of a stainless steel layer and an aluminum layer is used to obtain heat dissipation for the purpose of obtaining a casing for electronic equipment having a glossy appearance of stainless steel, the stainless steel layer has a certain thickness.
- This heat treatment temperature is a temperature at which the stainless steel layer is in an unrecrystallized temperature range and is not softened. It is the temperature range that is removed and softens. And when the hardness of the aluminum layer was too low, it was found that sufficient impact resistance could not be obtained unless the thickness of the aluminum layer was not less than a certain value, specifically 0.85 mm or more. However, if the aluminum layer is 0.85 mm or more, the total thickness of the rolled joined body is 0.9 mm or more, and the thickness of the housing becomes too thick, so that the mounting capacity inside the housing is greatly reduced. Therefore, the stainless steel layer also needs to have a certain thickness. On the other hand, the thicker the stainless steel layer, the heavier the casing.
- the inventors set the hardness of the aluminum layer to a certain value or more, and further increases the thickness of the aluminum layer, increases the hardness of the stainless steel layer, We found that it is necessary to take one of the following methods to increase the thickness, or to take complex measures, and by controlling each parameter, the glossy appearance of the stainless steel layer and the thinned casing for electronic devices could get.
- the ratio of the thickness T S of the stainless steel layer to the total thickness of the rolled assembly in electronics housing, the thickness of the stainless steel layer and an aluminum layer is not particularly limited as long as it satisfies the equation (1) to (4), preferably Is from 10% to 60%, more preferably from 12% to 50%, and even more preferably from 15% to 50%.
- the thickness ratio of the stainless steel layer is within this range, it is possible to obtain a housing that sufficiently secures the impact resistance of the housing and also has a sufficient heat dissipation effect by the aluminum layer.
- the thickness ratio of a stainless steel layer means the ratio of the sum total of the thickness of the stainless steel layer with respect to the total thickness of a rolling joining body, when two or more stainless steel layers exist in the rolling joining body in a housing
- the thickness ratio of the aluminum layer is the sum of the thickness of the aluminum layer with respect to the total thickness of the rolled joined body, when there are two or more aluminum layers in the rolled joined body in the casing, similarly to the thickness ratio of the stainless steel layer.
- the upper limit is usually 1.2 mm or less, preferably 1.0 mm or less, more preferably 0.8 mm or less, and even more preferably 0.7 mm or less.
- the lower limit is 0.2 mm or more, preferably 0.3 mm or more, more preferably 0.4 mm or more.
- the total thickness of the rolled joined body refers to an average value of the values obtained by obtaining an optical micrograph of the cross section of the rear surface of the housing, measuring the thickness of the rolled joined body at any 30 points in the optical micrograph.
- the thickness of the back surface of the housing for electronic equipment is the thickness of all layers including the rolled joined body in the back surface portion of the housing (however, 2 cm ⁇ 2 cm or more, as shown by the plane portion A in FIG. 5, for example, 25 mm ⁇ 25 mm flat portion thickness), preferably 0.2 mm or more and 1.6 mm or less. More preferably, they are 0.3 mm or more and 1.2 mm or less, More preferably, they are 0.4 mm or more and 1.0 mm or less.
- the thickness of the back surface of the electronic device casing is an average value of measured values obtained by measuring the thickness at any 30 points on the back surface with a micrometer.
- the thickness T S of the stainless steel layer is 0.05mm or 0.6mm or less. Preferably they are 0.1 mm or more and 0.5 mm or less, More preferably, they are 0.1 mm or more and 0.4 mm or less.
- the thickness of a stainless steel layer means the sum total of the thickness of each stainless steel layer, when the rolling joining body in a housing
- casing has two or more stainless steel layers.
- the thickness of the stainless steel layer of the rolled joined body in the housing is obtained by obtaining an optical micrograph of the cross section of the rolled joined body, measuring the thickness of the stainless steel layer at any 10 points in the optical micrograph, and averaging the obtained values. Value.
- the surface hardness H S (Hv) of the stainless steel layer can be measured according to JIS Z 2244 (Vickers hardness test-test method) using a micro Vickers hardness meter (load 200 gf). Preferably it is 200 or more, More preferably, it is 220 or more, Most preferably, it is 230 or more. In the present invention, when the other parameters are constant, the deformation height decreases as the hardness of the stainless steel layer increases, resulting in an electronic device casing having high impact resistance. Therefore, from the viewpoint of impact resistance of the housing, H S is preferably higher.
- the upper limit of the hardness of the stainless steel layer is preferably 380 or less, more preferably 340 or less, and still more preferably 330 or less.
- the hardness of the stainless steel layer is remarkably improved after another process after forming into the casing, there is no particular upper limit, and for example, 430 or less is preferable. Although it may be applied to the case while maintaining the hardness of the stainless steel layer in the rolled joined body before being formed into the case, a little work hardening (Hv is improved by about 10 to 30 by grinding, polishing, etc.) May be added.
- the thickness T AA of the aluminum alloy layer can be applied as long as usual 0.1mm or 1.1mm or less. From the viewpoint of improving the impact resistance of the housing, ensuring heat dissipation and reducing weight, it is preferably 0.12 mm to 0.9 mm, and more preferably 0.15 mm to 0.72 mm.
- the thickness of the aluminum alloy layer of the rolled joined body in a housing means the total thickness of each aluminum alloy layer when the rolled joined body has two or more aluminum alloy layers.
- the thickness of the aluminum alloy layer of the rolled joined body is a value obtained by obtaining an optical micrograph of the cross section of the rolled joined body in the housing, measuring the thickness of the aluminum alloy layer at any 10 points in the optical micrograph. The average value of
- the surface hardness H AA (Hv) of the aluminum alloy layer is not particularly limited, but the impact resistance improves as the hardness increases. For this reason, there is no particular upper limit, but it is preferably 85 Hv or less. The lower limit is preferably 40 Hv or more, more preferably 50 Hv or more, and good impact resistance can be obtained.
- the surface hardness H AA of the aluminum alloy layer is used a micro Vickers hardness meter (load 50 gf), JIS Z 2244 - can be determined according to (Vickers hardness test Test method).
- the thickness T A pure aluminum layer, as well as the aluminum alloy layer, is applicable as long as usual 0.1mm or 1.1mm or less.
- the thickness is preferably 0.12 mm or more and 0.9 mm or less, more preferably 0.15 mm or more and 0.72 mm or less.
- the thickness of the pure aluminum layer of the rolled joined body in a housing means the sum total of the thickness of each pure aluminum layer, when the rolled joined body has two or more pure aluminum layers.
- the thickness of the pure aluminum layer of the rolled joined body is a value obtained by obtaining an optical micrograph of the cross section of the rolled joined body in the housing, measuring the thickness of the pure aluminum layer at any 10 points in the optical micrograph. The average value of
- the surface hardness HA (Hv) of the pure aluminum layer is not particularly limited, but as the aluminum alloy is hardened, the impact resistance is improved. Therefore, there is no particular upper limit, but it is preferably 50 Hv or less.
- the lower limit is preferably 20 Hv or more, more preferably 25 Hv or more.
- the surface hardness HA of the pure aluminum layer can be measured according to JIS Z 2244 (Vickers hardness test-test method) using a micro Vickers hardness meter (load 50 gf).
- the rolled joined body for electronic equipment is prepared by preparing a stainless steel plate and an aluminum alloy plate or a pure aluminum plate, and performing roll joining by the following rolling joining method.
- the casing for electronic equipment uses the rolled joint as the back of the casing, and is laminated with a metal material or plastic material prepared separately as necessary, and then undergoes molding processing such as pressing and machining.
- a rolled joined body for electronic equipment When manufacturing a rolled joined body for electronic equipment by a cold joining method, after performing brush polishing etc. on the joining surface of a stainless steel plate and an aluminum alloy plate or a pure aluminum plate, they are joined together while cold rolling, Furthermore, it can manufacture by performing an annealing process.
- the cold rolling process may be performed in multiple stages, and temper rolling may be added after the annealing treatment.
- the final reduction ratio (the reduction ratio calculated from the thickness of the pre-bonding original sheet and the rolled bonded body) is 20% to 90% rolled and joined.
- the thickness of the original plate is 0.0125 to 6 mm for the stainless steel plate, preferably 0.056 to 5 mm, more preferably 0.063 to 4 mm
- the aluminum alloy plate is 0.063 to 25 mm, preferably 0.13 to 17 mm, more preferably 0.25 to 11 mm
- a pure aluminum plate is 0.063 to 25 mm, preferably 0.13 to 17 mm, more preferably 0.25 to 11 mm. is there.
- the warm joining method it is possible to manufacture by performing brush polishing or the like on the joining surfaces in the same manner as in the cold joining method, then heating both or one of them to 200 to 500 ° C., overlapping, warm rolling and joining. it can.
- the final rolling reduction is about 15 to 40%.
- the thickness of the original plate is 0.012 to 1 mm for the stainless steel plate, preferably 0.053 to 0.83 mm, more preferably 0.059 to 0.067 mm
- the aluminum alloy plate is 0.059 to 4.2 mm, preferably 0.19 to 2.8 mm, more preferably 0.24 to 1.8 mm
- the pure aluminum plate is 0.059 to 4.2 mm, preferably 0.19. It is ⁇ 2.8 mm, more preferably 0.24 to 1.8 mm.
- the step of sputter etching the bonding surface of the stainless steel plate and the aluminum alloy plate or the pure aluminum plate By a method including a step of joining by pressure welding so that light reduction with a rolling reduction of 0% to 25% and a step of performing batch heat treatment at 200 ° C. to 400 ° C. or continuous heat treatment at 300 ° C. to 890 ° C. Can be manufactured.
- the number of layers of the obtained rolled joined body can be changed according to the number of times the sputter etching treatment step and the joining step are performed.
- a rolled joined body composed of two layers has a sputter etching treatment step. And a combination of bonding steps once, and then heat treatment can be performed, and the three-layer rolled joined body is subjected to heat treatment after repeating the combination of the sputter etching treatment step and the bonding step twice. It can be manufactured by doing.
- the joining method for obtaining a rolled joined body for electronic equipment is not limited, but if the hardness of stainless steel becomes too high, the toughness is lowered, and the stainless steel is liable to be cracked.
- the final rolling reduction is preferably 40% or less in any joining method. More preferably, it is 30% or less, More preferably, it is 25% or less.
- the rolling reduction of the layer is preferably 35% or less.
- the thickness of the stainless steel plate before joining is usually applicable as long as it is 0.045 mm or more, and the lower limit is preferably from the viewpoint of impact resistance when handling the rolled joint and having a certain thickness of stainless steel. Moreover, after making it into a housing
- the upper limit is not particularly limited because the higher the stainless steel ratio, the higher the impact resistance. However, since the stainless steel becomes heavier when the thickness of the stainless steel becomes too thick, it is preferably 0.6 mm from the viewpoint of reducing the weight when used as a housing.
- the thickness of the stainless steel plate before joining can be measured with a micrometer or the like, and means an average value of thicknesses measured at 10 points randomly selected from the surface of the stainless steel plate.
- the surface hardness (Hv) of the stainless steel plate before joining is preferably 160 or more, more preferably 180 or more.
- the hardness of the stainless steel layer in the rolled joined body affects the impact resistance, but as described above, it is considered that the effect of hardening of the stainless steel due to the state immediately before joining and the strain entering at the time of joining is large. It is preferable to control the hardness of the stainless steel plate to some extent. Therefore, the surface (Hv) of the stainless steel layer is preferably 350 or less, more preferably 330 or less.
- the thickness of the aluminum alloy plate before joining is usually applicable if it is 0.05 mm or more, and the lower limit is preferably 0.1 mm or more, more preferably 0.2 mm or more.
- the upper limit is usually 3.3 mm or less, preferably 1.5 mm or less, more preferably 1.0 mm or less from the viewpoint of weight reduction and cost.
- the thickness of the aluminum alloy plate before joining can be determined in the same manner as the stainless steel plate.
- the thickness of the pure aluminum plate before joining is usually 0.05 mm or more, and the lower limit is preferably 0.1 mm or more, more preferably 0.2 mm or more.
- the upper limit is usually 3.3 mm or less, preferably 2.2 mm or less, more preferably 1.5 mm or less from the viewpoint of weight reduction and cost.
- the thickness of the pure aluminum plate before joining can be determined in the same manner as the stainless steel plate.
- the joining surface of the stainless steel plate and the joining surface of the aluminum alloy plate or the pure aluminum surface are each sputter etched.
- the sputter etching process is performed by preparing a stainless steel plate and an aluminum alloy plate or a pure aluminum plate as a long coil having a width of 100 mm to 600 mm.
- the area of the electrode exposed to the plasma generated by the glow discharge is determined by applying an alternating current of 1 MHz to 50 MHz between the grounded one electrode and the other insulated and supported electrode. It is performed as 1/3 or less of the area of the other electrode.
- the grounded electrode is in the form of a cooling roll to prevent the temperature of each conveying material from rising.
- the adsorbed material on the surface is completely removed by sputtering the surface where the stainless steel plate and the aluminum alloy plate or pure aluminum plate are joined with an inert gas in a vacuum, and part of the oxide film on the surface Or remove all.
- the oxide film does not necessarily need to be completely removed, and a sufficient bonding force can be obtained even if it remains partially.
- the sputter etching processing time can be significantly reduced as compared with the case where the oxide film is completely removed, and the productivity of the housing can be improved.
- the inert gas argon, neon, xenon, krypton, or a mixed gas containing at least one of these can be used.
- the adsorbed material on the surface can be completely removed with an etching amount of about 1 nm (in terms of SiO 2 ).
- the sputter etching process for a stainless steel plate can be performed under vacuum, for example, with a plasma output of 100 W to 1 KW for 1 to 50 minutes, and for a long material such as a line material, for example. Under vacuum, for example, it can be performed at a plasma output of 100 W to 10 KW and a line speed of 1 m / min to 30 m / min.
- the degree of vacuum at this time is preferably higher in order to prevent re-adsorbed substances on the surface, but may be, for example, 1 ⁇ 10 ⁇ 5 Pa to 10 Pa.
- the temperature of the stainless steel plate is preferably maintained at room temperature to 150 ° C. from the viewpoint of preventing softening of the aluminum alloy plate.
- the stainless steel plate with a part of the oxide film remaining on the surface can be obtained by setting the etching amount of the stainless steel plate to 1 nm to 10 nm, for example. If necessary, the etching amount may exceed 10 nm.
- the sputter etching process for an aluminum alloy plate can be performed under a vacuum, for example, with a plasma output of 100 W to 1 KW for 1 to 50 minutes, or for a long material such as a line material. In this case, it can be performed at a plasma output of 100 W to 10 KW and a line speed of 1 m / min to 30 m / min.
- the degree of vacuum at this time is preferably higher in order to prevent re-adsorbed substances on the surface, but may be 1 ⁇ 10 ⁇ 5 Pa to 10 Pa.
- the aluminum alloy plate in which a part of the oxide film on the surface remains can be obtained by setting the etching amount of the aluminum alloy plate to 1 nm to 10 nm, for example. If necessary, the etching amount may exceed 10 nm.
- the sputter etching process for a pure aluminum plate can be performed under a vacuum, for example, with a plasma output of 100 W to 1 KW for 1 to 50 minutes, and for example, a long material such as a line material is used. In this case, it can be performed at a plasma output of 100 W to 10 KW and a line speed of 1 m / min to 30 m / min.
- the degree of vacuum at this time is preferably higher in order to prevent re-adsorbed substances on the surface, but may be 1 ⁇ 10 ⁇ 5 Pa to 10 Pa.
- a pure aluminum plate in which a part of the oxide film on the surface remains can be obtained by setting the etching amount of the pure aluminum plate to, for example, 1 nm to 10 nm. If necessary, the etching amount may exceed 10 nm.
- the joining surface of the stainless plate and aluminum alloy plate or pure aluminum plate sputter-etched as described above is light rolled so that the rolling reduction of the stainless steel layer is 0% to 25%, preferably 0% to 15%.
- a stainless steel plate and an aluminum alloy plate or a pure aluminum plate are joined by pressure welding by roll pressure welding.
- the reduction ratio of the stainless steel layer is obtained from the thickness of the stainless steel plate before joining and the thickness of the stainless steel layer of the final rolled joined body. That is, the rolling reduction ratio of the stainless steel layer is obtained by the following formula: (thickness of stainless steel plate before joining-thickness of stainless steel layer of final rolled joined body) / thickness of stainless steel plate of material before joining. .
- the aluminum alloy layer or the pure aluminum layer is often more easily deformed, and the reduction rate of the stainless steel layer is lower than the reduction rate of the aluminum alloy layer or the pure aluminum layer.
- the stainless steel layer tends to cause work hardening when the rolling reduction is high, it is preferably 15% or less, more preferably 10% or less, and further preferably 8% or less.
- the lower limit value of the rolling reduction is 0%.
- impact resistance can be improved by intentionally hardening the work. Is possible.
- the reduction ratio of the stainless steel layer is preferably 0 to 15%, particularly preferably 0.5 to 10% from the viewpoint of achieving both impact resistance and suppression of work hardening. Further, in the surface activated bonding method, it can be made 10% or less in particular, and it becomes possible to further suppress the hardening of the stainless steel.
- the rolling reduction of the aluminum alloy layer is not particularly limited, but is preferably 5% or more, more preferably 6% or more, and more preferably 8% or more in order to ensure the bonding strength before the diffusion heat treatment. .
- the rolling reduction of the aluminum alloy layer is determined from the thickness of the aluminum alloy plate before joining and the thickness of the aluminum alloy layer of the final rolled joined body. That is, the reduction ratio of the aluminum alloy layer is expressed by the following formula: (the thickness of the aluminum alloy plate of the material before joining ⁇ the thickness of the aluminum alloy layer of the final rolled joined body) / the thickness of the aluminum alloy plate of the material before joining. , Is required.
- the upper limit of the reduction ratio of the aluminum alloy layer is not particularly limited, and is not limited to, for example, the surface activated bonding method, but is 70% or less, preferably 50% or less, and more preferably 40% or less.
- the upper limit of the rolling reduction of the aluminum alloy layer is within this range, it is easy to ensure the bonding force while maintaining the thickness accuracy.
- the surface activated bonding method it can be particularly 18% or less, and the flatness of the aluminum alloy layer can be further maintained.
- the reduction rate of the pure aluminum layer is not particularly limited, but is preferably 5% or more, more preferably 10% or more, and more preferably 12% or more in order to ensure the bonding strength before the diffusion heat treatment. .
- the reduction rate of the pure aluminum layer is determined from the thickness of the pure aluminum plate before joining and the thickness of the pure aluminum layer of the final rolled joined body. That is, the reduction ratio of the pure aluminum layer is expressed by the following formula: (thickness of pure aluminum plate of material before joining ⁇ thickness of pure aluminum layer of final rolled joined body) / thickness of pure aluminum plate of material before joining , Is required.
- the upper limit of the reduction rate of the pure aluminum layer is not particularly limited, and is not limited to, for example, the surface activated bonding method, but is 70% or less, preferably 50% or less, and more preferably 40% or less.
- the upper limit of the reduction ratio of the pure aluminum layer is within this range, it is easy to ensure the bonding force while maintaining the thickness accuracy.
- the surface activated bonding method it can be particularly 18% or less, and the flatness of the pure aluminum layer can be further maintained.
- the rolling reduction of the rolled joined body is preferably 40% or less, more preferably 15% or less, and still more preferably 14% or less in the case of the surface activated joining method.
- the lower limit is not particularly limited, but is preferably 4% or more, more preferably 5% or more, still more preferably 6% or more, and particularly preferably 7.5% or more from the viewpoint of bonding strength.
- the upper limit can be made 15% or less and the lower limit can be made 4% or more, and it is easy to obtain characteristics more stably.
- the rolling reduction of the rolled joined body is determined from the total thickness of the stainless steel plate and aluminum alloy plate or pure aluminum plate of the material before joining and the final thickness of the rolled joined body.
- the rolling reduction of the rolled joined body is expressed by the following formula: (total thickness of stainless steel plate and aluminum alloy plate or pure aluminum plate of material before joining ⁇ final thickness of rolled joined body) / stainless steel of material before joining The total thickness of the plate and the aluminum alloy plate or pure aluminum plate is determined.
- the rolling line load of roll pressure welding is not particularly limited, and is set so as to achieve a predetermined rolling reduction of the rolled joined body.
- 1.6 tf / cm to 10.0 tf / cm. Can be set in the range.
- the rolling line load of the roll pressure welding is preferably 1.9 tf / cm to 4.0 tf / cm, more preferably 2.3 tf / cm to 3.0 tf / cm. cm.
- the rolling line load is applied to secure the pressure in order to achieve the specified reduction ratio. It may be necessary to increase the value, and the present invention is not limited to this numerical range.
- the temperature at the time of bonding is not particularly limited, and is, for example, from room temperature to 150 ° C. in the case of surface activated bonding.
- the bonding is performed in a non-oxidizing atmosphere, for example, Ar or the like, in order to prevent the bonding strength between the stainless steel plate and the aluminum alloy plate or pure aluminum plate from being reduced by re-adsorption of oxygen It is preferable to carry out in an inert gas atmosphere.
- a non-oxidizing atmosphere for example, Ar or the like
- the rolled bonded body obtained by bonding the stainless steel plate and the aluminum alloy plate or the pure aluminum plate as described above is subjected to heat treatment.
- heat treatment the adhesion between the layers can be increased and sufficient bonding strength can be obtained.
- the heat treatment temperature is 200 ° C. to 400 ° C., preferably 200 ° C. to 370 ° C., more preferably 250 ° C. to 345 ° C.
- the temperature is 300 to 890 ° C., preferably 300 to 800 ° C., and more preferably 350 to 550 ° C.
- stainless steel is in an unrecrystallized temperature range and is not softened substantially, and aluminum alloy and pure aluminum are in a temperature range in which processing strain is removed and softened.
- the heat treatment temperature refers to the temperature of the rolled joined body that undergoes the heat treatment.
- At least a metal element (for example, Fe, Cr, Ni) contained in the stainless steel is thermally diffused into the aluminum alloy layer or the pure aluminum layer. Further, a metal element contained in stainless steel and aluminum may be thermally diffused with each other.
- the heat treatment time can be appropriately set according to the heat treatment method (batch heat treatment or continuous heat treatment), the heat treatment temperature and the size of the rolled joined body to be heat treated.
- the rolling joined body is kept soaked for 0.5 to 10 hours, preferably 2 to 8 hours after the temperature of the rolled joined body reaches a predetermined temperature. If no intermetallic compound is formed, there is no problem even if batch heat treatment is performed for 10 hours or more.
- the rolled joined body is kept soaked for 20 seconds to 5 minutes after the temperature of the rolled joined body reaches a predetermined temperature.
- the heat treatment time refers to the time after the rolled joined body to be heat treated reaches a predetermined temperature, and does not include the temperature rise time of the rolled joined body.
- heat treatment time for heat treatment time, for example, for materials as small as A4 size (paper size), about 1 to 2 hours is sufficient for batch heat treatment, but long materials such as coil materials with a width of 100 mm or more and a length of 10 m or more are large. As for materials, batch heat treatment requires about 2 to 8 hours.
- the aluminum alloy layer or pure aluminum layer of the rolled joined body for electronic equipment As a means for controlling the surface hardness of the aluminum alloy layer or pure aluminum layer of the rolled joined body for electronic equipment to satisfy a predetermined relational expression, for example, the aluminum alloy layer with respect to the target thickness of the rolled joined body
- a method for controlling the surface hardness of the aluminum alloy layer or pure aluminum layer of the rolled joined body for electronic equipment to satisfy a predetermined relational expression for example, the aluminum alloy layer with respect to the target thickness of the rolled joined body
- the aluminum alloy layer or the pure aluminum layer of the rolled joined body is ground to reduce the thickness and finish to a target thickness.
- the aluminum alloy layer or the pure aluminum layer is cured and the hardness can be improved.
- the shape of the rolled joined body obtained by joining and heat treatment may be corrected by a tension leveler so that the elongation percentage is about 1 to 2%.
- the thickness can be reduced by about 1 to 2%, the aluminum alloy layer or the pure aluminum layer can be cured, and the surface hardness can be improved. These means may be appropriately combined. For example, after the shape correction by the tension leveler is performed, the aluminum alloy layer or the pure aluminum layer can be ground.
- a raw material having a high surface hardness (the tempering symbol H in descending order of hardness) > 3 / 4H> 1 / 2H> BA) and joining them to produce a rolled joined body.
- H in descending order of hardness the tempering symbol H in descending order of hardness
- BA the tempering symbol
- the manufactured rolled joined body for electronic equipment can be used as the back surface of a casing for electronic equipment through a molding process such as pressing or cutting of the inner surface.
- it can be widely used as a rolled joined body used for electronic equipment such as an internal reinforcing member by utilizing its thin thickness and high impact resistance.
- Example 1 Rolled bonded body for electronic equipment comprising a stainless steel layer / aluminum alloy layer (Example 1) The following types of materials were prepared as original plates, and a rolled bonded body for electronic equipment was manufactured by a surface activated bonding method. SUS304 BA (thickness 0.25 mm) was used as the stainless steel material, and aluminum alloy A5052 H34 (thickness 0.8 mm) was used as the aluminum alloy material. Sputter etching processing was performed on each surface where SUS304 and A5052 were bonded.
- Sputter etching for SUS304 was conducted with Ar as a sputter gas, under conditions of 0.1 Pa, plasma output of 4800 W, line speed of 4 m / min, and sputter etching for A5052 with Ar as a sputter gas. The test was performed under the conditions of plasma output 6400 W and line speed 4 m / min under 0.1 Pa.
- SUS304 and A5052 after the sputter etching treatment were joined by roll pressure welding at a room temperature at a rolling line load of 3.0 tf / cm to 6.0 tf / cm to obtain a rolled joined body of SUS304 and A5052. This rolled joined body was subjected to batch heat treatment at 320 ° C. for 8 hours.
- the rolled joint was subjected to shape correction with an elongation of about 1 to 2% using a tension leveler.
- the total thickness of the rolled joined body was reduced by about 1 to 2%, and the aluminum alloy layer was hardened.
- the A5052 surface of the rolled joined body was ground using emery paper to produce a rolled joined body for electronic equipment such that the total thickness of the rolled joined body was 0.561 mm.
- Example 2 The following types of materials were prepared as original plates, and a rolled bonded body for electronic equipment was manufactured by a surface activated bonding method.
- SUS304 BA (thickness 0.05 mm) was used as the stainless steel material, and aluminum alloy A5052 H34 (thickness 0.8 mm) was used as the aluminum alloy material.
- Sputter etching processing was performed on each surface where SUS304 and A5052 were bonded. Sputter etching for SUS304 was performed under conditions of 0.3 Pa under a plasma output of 700 W and 12 minutes under Ar, and sputter etching for A5052 was performed with Ar as a sputter gas. It was carried out under conditions of plasma output 700 W and 12 minutes under 3 Pa.
- SUS304 and A5052 after sputter etching were processed at a normal temperature, with a rolling roll diameter of 100 mm to 250 mm, a rolling line load of 0.5 tf / cm to 5.0 tf / cm, and a reduction rate of 0 to 5% of the stainless steel layer.
- a rolled joined body of SUS304 and A5052 was obtained. This rolled joined body was subjected to batch heat treatment at 300 ° C. for 1 hour to produce a rolled joined body for electronic equipment having a total thickness of 0.800 mm.
- Example 3 SUS304 BA (thickness 0.15 mm) was used as the stainless steel material, aluminum alloy A5052 H34 (thickness 0.5 mm) was used as the aluminum alloy material, and the rolled joined body was cut to a total thickness of 0.457 mm. Produced a rolled joined body for electronic equipment in the same manner as in Example 1 above.
- Example 4 SUS316L BA (thickness 0.1 mm) is used as a stainless steel material, aluminum alloy A5052 H34 (thickness 0.5 mm) is used as an aluminum alloy material, and shape modification by a tension leveler and grinding of an aluminum alloy layer are not performed. In the same manner as in Example 1, a rolled joined body for electronic equipment having a total thickness of 0.579 mm was manufactured.
- Example 5 Similar to Example 1 except that SUS316L BA (thickness 0.1 mm) is used as the stainless steel material, aluminum alloy A5052 H34 (thickness 0.5 mm) is used as the aluminum alloy material, and the aluminum alloy layer is not ground. Thus, a rolled joined body for electronic equipment having a total thickness of 0.579 mm was manufactured.
- Example 6 An electronic device having a total thickness of 0.552 mm as in Example 2 above, except that SUS304 BA (thickness 0.2 mm) was used as the stainless steel material and aluminum alloy A5052 H34 (thickness 0.4 mm) was used as the aluminum alloy material. Rolled joints were produced.
- Example 7 Similar to Example 1 except that SUS304 BA (thickness 0.15 mm) is used as the stainless steel material, aluminum alloy A5052 H34 (thickness 0.5 mm) is used as the aluminum alloy material, and the aluminum alloy layer is not ground. Thus, a rolled joined body for electronic equipment having a total thickness of 0.595 mm was manufactured.
- Example 8 SUS304 3 / 4H (thickness 0.15 mm) is used as the stainless steel material, and aluminum alloy A5052 H34 (thickness 0.47 mm) is used as the aluminum alloy material. A rolled joint was produced.
- Example 9 SUS304 H (thickness 0.2 mm) was used as the stainless steel material, and aluminum alloy A5052 H34 (thickness 0.25 mm) was used as the aluminum alloy material. Rolling joining for electronic equipment having a total thickness of 0.403 mm was performed in the same manner as in Example 1 above. The body was manufactured.
- Example 10 SUS304 1 / 2H (thickness 0.25 mm) is used as the stainless steel material, and roll joining for electronic equipment is performed in the same manner as in Example 1 except that the rolled joint is cut to a total thickness of 0.601 mm. The body was manufactured.
- Example 11 A rolled joined body for electronic equipment having a total thickness of 0.801 mm was manufactured in the same manner as in Example 2 except that SUS316L 1 / 2H (thickness 0.05 mm) was used as the stainless steel material.
- Example 12 A rolled joined body for electronic equipment having a total thickness of 0.798 mm was manufactured in the same manner as in Example 2 except that SUS304 1 / 2H (thickness 0.1 mm) was used as the stainless steel material.
- Example 13 A rolled joined body for electronic equipment having a total thickness of 0.803 mm was manufactured in the same manner as in Example 2 except that SUS304 BA (thickness: 0.1 mm) was used as the stainless steel material.
- Example 14 A rolled joined body for electronic equipment having a total thickness of 0.952 mm was manufactured in the same manner as in Example 2 except that SUS304 BA (thickness 0.2 mm) was used as the stainless steel material.
- Example 15 A rolled joined body for electronic equipment having a total thickness of 0.907 mm was manufactured in the same manner as in Example 2 except that SUS304 1 / 2H (thickness 0.2 mm) was used as the stainless steel material.
- Example 16 A rolled bonded body for electronic equipment having a total thickness of 0.970 mm was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the aluminum alloy layer was not ground.
- Example 17 Rolling for electronic equipment having a total thickness of 0.768 mm as in Example 2 above, except that SUS304 BA (thickness 0.5 mm) was used as the stainless steel material and A5052 H34 (thickness 0.3 mm) was used as the aluminum alloy material. A joined body was produced.
- Example 18 A rolled joined body for electronic equipment having a total thickness of 0.984 mm was manufactured in the same manner as in Example 1 except that SUS304 1 / 2H (thickness: 0.25 mm) was used as the stainless steel material and the aluminum alloy layer was not ground. .
- Example 1 Rolling for electronic equipment having a total thickness of 0.400 mm as in Example 2 above, except that SUS304 BA (thickness 0.1 mm) was used as the stainless steel material and A5052 H34 (thickness 0.3 mm) was used as the aluminum alloy material. A joined body was produced.
- Example 2 Rolling for electronic equipment having a total thickness of 0.363 mm in the same manner as in Example 1 except that SUS304 BA (thickness 0.15 mm) was used as the stainless steel material and A5052 H34 (thickness 0.5 mm) was used as the aluminum alloy material. A joined body was produced.
- a weight was dropped from a predetermined height onto the steel balls fixed on the rolled joined bodies obtained in Examples 1 to 18 and Comparative Examples 1 to 2, and the impact resistance was evaluated from the deformation amount of the rolled joined bodies. .
- a rolled joined body 1 size: 25 mm ⁇ 25 mm
- a donut-shaped plastic base 10 outer diameter 17 mm, inner diameter 10 mm, height 5 mm
- the aluminum alloy layer was placed on the lower side.
- the aluminum alloy layer 2 is on the upper side and the stainless steel layer 3 is on the lower side, and the thickness of the rolled joint before and after the drop test is measured with a digital gauge (DG-205 manufactured by PEACOCK).
- the difference d ( ⁇ m) was used as an index of impact resistance as the deformation height.
- H S T S 2 determined based on the thickness and surface hardness of the stainless steel layer and aluminum alloy layer, the total thickness of the rolled joint, and the values measured for the rolled joints of Examples 1 to 18 and Comparative Examples 1 and 2 , H AA T AA 2 , H S T S 2 + H AA T AA 2 are summarized in Table 1. The measured deformation height ( ⁇ m) is also shown in Table 1. Further, FIG. 3 shows the relationship between H S T S 2 + H AA T AA 2 and deformation height ( ⁇ m) for the rolled joined bodies of Examples 1 to 18 and Comparative Examples 1 and 2.
- rolled joined body for electronic equipment comprising a stainless steel layer / pure aluminum layer
- Example 19 The following types of materials were prepared as original plates, and a rolled bonded body for electronic equipment was manufactured by a surface activated bonding method. SUS304 3 / 4H (thickness 0.2 mm) was used as the stainless steel material, and pure aluminum A1050 H18 (thickness 0.85 mm) was used as the pure aluminum alloy material. Sputter etching was performed on each surface where SUS304 and A1050 were bonded.
- the sputter etching for SUS304 was performed under conditions of 0.3 Pa under a plasma output of 700 W and 12 minutes under Ar, and the sputter etching for A1050 was performed by flowing Ar as a sputter gas. It was carried out under conditions of plasma output 700 W and 12 minutes under 3 Pa.
- SUS304 and A1050 after the sputter etching treatment are performed at room temperature at a rolling roll diameter of 100 mm to 250 mm, a rolling line load of 0.5 tf / cm to 5.0 tf / cm, and a reduction rate of 0 to 5% of the stainless steel layer.
- Joined by roll pressure welding a rolled joined body of SUS304 and A1050 was obtained. This rolled joined body was subjected to batch heat treatment at 300 ° C. for 1 hour to produce a rolled joined body for electronic equipment having a total thickness of 0.883 mm.
- Example 20 The following types of materials were prepared as original plates, and a rolled bonded body for electronic equipment was manufactured by a surface activated bonding method.
- SUS304 BA (thickness 0.25 mm) was used as the stainless steel material, and pure aluminum A1050 H18 (thickness 0.85 mm) was used as the pure aluminum material.
- Sputter etching was performed on each surface where SUS304 and A1050 were bonded.
- Sputter etching for SUS304 is performed with Ar flowing as a sputter gas under conditions of plasma output of 4800 W and a line speed of 4 m / min under 0.1 Pa.
- Sputter etching for A1050 is performed with Ar flowing as a sputter gas.
- the test was performed under the conditions of plasma output 6400 W and line speed 4 m / min under 0.1 Pa.
- SUS304 and A1050 after the sputter etching treatment were joined by roll pressure welding at a room temperature at a rolling line load of 3.0 tf / cm to 6.0 tf / cm to obtain a rolled joined body of SUS304 and A1050.
- This rolled joined body was subjected to batch heat treatment at 300 ° C. for 8 hours. Subsequently, the rolled joint was subjected to shape correction with an elongation of about 1 to 2% using a tension leveler. As a result, the total thickness of the rolled joined body was reduced by about 1 to 2%, the aluminum alloy layer was cured, and a rolled joined body for electronic equipment having a total thickness of 0.995 mm was manufactured.
- Example 21 A rolled joined body for electronic equipment having a total thickness of 0.988 mm was manufactured in the same manner as in Example 20 except that SUS316L BA (thickness: 0.25 mm) was used as the stainless steel material.
- Example 22 A total thickness of 1.01 mm was obtained in the same manner as in Example 20 except that SUS304 1 / 2H (thickness 0.27 mm) was used as the stainless steel material and pure aluminum A1100 H18 (thickness 0.85 mm) was used as the pure aluminum material. A rolled joined body for electronic equipment was manufactured.
- Example 23 A rolled joined body for electronic equipment having a total thickness of 1.012 mm was manufactured in the same manner as in Example 19 except that SUS304 3 / 4H (thickness 0.3 mm) was used as the stainless steel material.
- Example 3 An electronic device having a total thickness of 0.550 mm as in Example 19 except that SUS304 BA (thickness 0.2 mm) was used as the stainless steel material and pure aluminum A1050 H34 (thickness 0.4 mm) was used as the pure aluminum material. Rolled joints were produced.
- Example 24 for an electronic device molded from a rolled joined body made of a stainless steel layer / aluminum alloy layer First, the following types of materials were prepared as original plates, and a rolled joined body was manufactured by a surface activated joining method. SUS304 BA (thickness 0.25 mm) was used as the stainless steel material, and aluminum alloy A5052 H34 (thickness 0.8 mm) was used as the aluminum alloy material. Sputter etching processing was performed on each surface where SUS304 and A5052 were bonded.
- Sputter etching for SUS304 was conducted with Ar as a sputter gas, under conditions of 0.1 Pa, plasma output of 4800 W, line speed of 4 m / min, and sputter etching for A5052 with Ar as a sputter gas. The test was performed under the conditions of plasma output 6400 W and line speed 4 m / min under 0.1 Pa.
- SUS304 and A5052 after the sputter etching treatment were joined by roll pressure welding at a room temperature at a rolling line load of 3.0 tf / cm to 6.0 tf / cm to obtain a rolled joined body of SUS304 and A5052. This rolled joined body was subjected to batch heat treatment at 320 ° C. for 8 hours.
- the rolled joint was subjected to shape correction with an elongation of about 1 to 2% using a tension leveler.
- the total thickness of the rolled joined body was reduced by about 1 to 2%, and the aluminum alloy layer was cured to produce a rolled joined body having a total thickness of 0.970 mm.
- the obtained rolled joined body was deep drawn at a length of 150 mm ⁇ width of 75 mm and a depth of 10 mm.
- the stainless steel layer was polished, and the aluminum alloy layer was ground to produce a casing having a total thickness of 0.551 mm to be the back surface of the electronic device.
- the electronic device casing of Example 24 obtained by forming a rolled joined body made of a stainless steel layer and an aluminum alloy layer has the following formula (1) or formula (2).
- H S T S 2 + H AA T AA 2 ⁇ 14.72 It was found that the deformation height can be suppressed to 258 ⁇ m.
- This impact resistance is a range that does not adversely affect the parts mounted inside the housing when used as the back of the housing of the electronic device, making the entire electronic device thinner, increasing the battery capacity, It is possible to increase the mounting capacity.
- Rolled joined body for electronic equipment comprising aluminum alloy layer / stainless steel layer / aluminum alloy layer (Example 25)
- the following types of materials were prepared as original plates, and a rolled bonded body for electronic equipment was manufactured by a surface activated bonding method.
- SUS304 BA (thickness 0.3 mm) was used as the stainless steel material
- aluminum alloy A5052 H34 (thickness 0.16 mm) was used as the aluminum alloy material.
- Sputter etching processing was performed on each surface where SUS304 and A5052 were bonded. Sputter etching for SUS304 was performed under conditions of 0.3 Pa under a plasma output of 700 W and 12 minutes under Ar, and sputter etching for A5052 was performed with Ar as a sputter gas.
- SUS304 and A5052 after sputter etching were processed at a normal temperature, with a rolling roll diameter of 100 mm to 250 mm, a rolling line load of 0.5 tf / cm to 5.0 tf / cm, and a reduction rate of 0 to 5% of the stainless steel layer. Bonding was performed by roll pressure welding to obtain a two-layer rolled bonded body composed of SUS304 and A5052. Next, a sputter etching process was performed on the surface of SUS304 of the two-layer rolling joined body and the surface of aluminum alloy A5052 H34 (thickness 0.3 mm) to be joined.
- Sputter etching on the SUS304 surface of the two-layer rolled joined body was carried out under the condition of flowing Ar as a sputter gas under a pressure of 0.3 Pa and a plasma output of 700 W for 12 minutes.
- Ar was flowed in under conditions of 0.3 Pa and plasma output of 700 W for 12 minutes.
- the SUS304 surface and A5052 of the two-layer rolled joint after the sputter etching treatment are rolled down at a normal temperature with a rolling roll diameter of 100 mm to 250 mm and a rolling line load of 0.5 tf / cm to 5.0 tf / cm.
- Joining was performed by roll pressure welding at a rate of 0 to 5% to obtain a three-layer rolled joined body of A5052 / SUS304 / A5052. This rolled joined body was subjected to batch heat treatment at 300 ° C. for 1 hour to produce a rolled joined body for electronic equipment having a total thickness of 0.583 mm.
- Reference Example 1 SUS304 (thickness 0.2 mm) was used as the stainless steel material, and aluminum alloy A5052 (thickness 0.8 mm) was used as the aluminum alloy material. Sputter etching was performed on SUS304 and A5052. Sputter etching for SUS304 was performed under conditions of 0.1 Pa, plasma output 700 W, 13 minutes, and sputter etching for A5052 was performed under conditions of 0.1 Pa, plasma output 700 W, 13 minutes. did.
- SUS304 and A5052 after sputter etching treatment were joined by roll pressure welding at normal temperature at a rolling roll diameter of 130 to 180 mm and a rolling line load of 1.9 tf / cm to 4.0 tf / cm.
- a rolled joint was obtained.
- This rolled joined body was subjected to batch annealing at 300 ° C. for 2 hours.
- the rolling reduction of the stainless steel layer, the aluminum alloy layer, and the rolled joined body (whole) was calculated from the thickness of the original plate before joining and the final thickness of the rolled joined body, respectively.
- Reference Examples 2-4 and 6-7 Except for changing the thickness of the aluminum alloy material of the original plate, the reduction ratio at the time of joining by changing the pressing force at the time of joining, and / or the annealing temperature to the predetermined values, the same as in Reference Example 1 to Reference Examples 2 to Rolled joints of 4 and 6-7 were obtained.
- Reference Example 2 the rolled joined body produced in Example 15 was cut out and used for evaluation.
- the thickness of the rolled joined body the value is different between Example 15 and Reference Example 2, but it is a slight difference and is substantially the same.
- 180 ° peel strength was measured for the rolled joined body after joining and before annealing, and the final rolled joined body after annealing.
- the tensile strength and elongation were measured, and the bending workability and the drawing workability were evaluated. Measurement of 180 ° peel strength, tensile strength and elongation, and evaluation of bending workability and drawing workability were performed as follows.
- a test piece having a width of 20 mm was prepared from the rolled joined body, the stainless steel layer and the aluminum alloy layer were partially peeled off, the aluminum alloy layer side was fixed, and the stainless steel layer was 180 ° opposite to the aluminum alloy layer side, and the tensile speed was 50 mm.
- the force (unit: N / 20 mm) required for tearing off when pulled at / min was measured using a Tensilon universal material testing machine RTC-1350A (manufactured by Orientec Co., Ltd.).
- Bending was performed by the V-block method (metal fitting angle 60 °, metal fitting R0.5, load 1 kN, test material width 10 mm, JIS Z 2248).
- Table 6 shows the configurations, production conditions, and evaluation results of the rolled joined bodies of Reference Examples 1 to 7.
- SUS304 (thickness 0.2 mm) was used as the stainless steel material, and pure aluminum A1050 (thickness 0.85 mm) was used as the pure aluminum material.
- Sputter etching was performed on SUS304 and A1050.
- Sputter etching for SUS304 was performed under conditions of 0.1 Pa and plasma output of 700 W for 13 minutes
- sputter etching for A1050 was performed under conditions of 0.1 Pa and plasma output of 700 W for 13 minutes. did.
- SUS304 and A1050 after sputter etching were joined by roll pressure welding at room temperature at a rolling roll diameter of 130 mm to 180 mm and a rolling line load of 1.9 tf / cm to 4.0 tf / cm. Got. This rolled joined body was subjected to batch annealing at 300 ° C. for 2 hours.
- Reference Examples 9 and 10 The rolled joined bodies of Reference Examples 9 and 10 were obtained in the same manner as Reference Example 8 except that the rolling reduction and / or the annealing temperature at the time of joining by changing the pressure applied at the time of joining were changed to predetermined values.
- Table 7 shows the configurations, production conditions, and evaluation results of the rolled joined bodies of Reference Examples 8 to 10.
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Abstract
厚みを薄くしつつ、耐衝撃性に優れるような金属材料を主とする電子機器用圧延接合体を提供することを目的とする。 金属を主体とする電子機器用圧延接合体であって、ステンレス層とアルミニウム合金層からなり、前記ステンレス層の厚みTS(mm)及び表面硬度HS(Hv)、並びに前記アルミニウム合金層の厚みTAA(mm)及び表面硬度HAA(Hv)が下記式(1) HSTS 2+HAATAA 2≧11.18 (1) を満たし、ただし、 0.2≦TS+TAA≦1.6 0.05≦TS≦0.6 0.1≦TAA≦1.1 であることを特徴とする。
Description
本発明は、電子機器用圧延接合体及び電子機器用筐体に関する。
携帯電話等に代表されるモバイル電子機器(モバイル端末)の筐体は、ABS等の樹脂や、あるいはアルミニウム等の金属材料によって作られている。近年は、電子機器の高機能化に伴い、機器内部の電池容量や実装点数が増加し、より多くの実装スペースの確保が要求されている。より多くの実装スペースを確保するため、筐体のさらなる薄肉化が必須となっている。
特許文献1及び2には、樹脂からなる電子機器の筐体が開示されている。筐体として樹脂を使用する場合、軽量ではあるが金属外観を出せないため高級感を出せないという問題がある。また、樹脂の筐体は、金属筐体と比べて引張強度や弾性率、耐衝撃性が劣るため、これらの特性を向上させるためには筐体の厚みを厚くする必要がある。しかし、前述のとおり、筐体が厚くなると実装スペースが減少してしまう問題があった。
また、筐体に加わる衝撃の大きさによってはクラックが発生する可能性もある。さらに、電磁波シールド性の確保や電気的なグラウンドを取ることに問題があり、樹脂筐体の内側に金属を蒸着したり、金属箔を貼り付ける必要があるため、リサイクル性にも劣る。加えて、放熱性も金属筐体と比べて劣っている。
特許文献3には、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる電子機器用筐体が開示されている。アルミニウムを使用することにより、軽量で放熱性に優れ、金属外観を有した電子機器用筐体を得ることができる。アルミニウム合金から作られる筐体の加工方法として、筐体の内面側についてはアルミニウム合金の削り出しが知られている。近年、筐体に用いられる金属材料には、さらなる軽量化、薄化、小型化が求められている。この要求を満たすために、アルミニウム合金として、変形しにくい6000系や7000系のアルミニウム合金が用いられるが、このような変形しにくいアルミニウム合金は、プレス加工性が極めて悪く、筐体への加工方法が削り出しに限定されてしまい、コストや生産性等の面で優れるプレス加工による加工は困難であった。また、筐体の外面側は、アルミニウムそのままでは耐食性に劣るため、着色を兼ねたアルマイト処理が必須となり、アルミニウムでは艶のある光沢外観を得ることは困難であった。一方で、ステンレスは光沢外観を得られる素材であるが、重量が重過ぎるため、また放熱性にも劣るため、筐体としての適用は困難であった。
さらに、金属材料として、2種類以上の金属板又は金属箔を積層した圧延接合体(金属積層材、クラッド材)も知られている。圧延接合体は、単独の材料では得られない複合特性を有する高機能性金属材料であり、例えば、ステンレスとアルミニウムとを積層させた圧延接合体が検討されている。
特許文献4には、引張強度を向上させた、ステンレスとアルミニウムとを積層させた圧延接合体について開示されており、具体的には、ステンレス層/アルミニウム層の2層構造又は第1ステンレス層/アルミニウム層/第2ステンレス層の3層構造を有する金属積層材であって、引張強度TS(MPa)が、200≦TS≦550であり、伸びELが15%以上であり、ステンレス層の表面硬度HVが300以下である金属積層材が記載されている。
特許文献4では、引張強度等の向上について開示されているが、耐衝撃性については開示されていない。耐衝撃性とは、連続的に加わる荷重ではなく、瞬間的に大きな荷重が加わった際の挙動に関わるのに対し、引張強度は連続的に板面と並行方向に少しずつ荷重が加わった際の強度である点で大きく異なる。このように、引張強度が高い場合に耐衝撃性も高いとは限らない。また、耐衝撃性は、筐体として加工された後の、特に背面における圧延接合体の各層の最終的な硬度や厚みによっても影響を受ける。従って、ステンレスとアルミニウムの圧延接合体において、十分な耐衝撃性を有する圧延接合体を得るための方法はこれまで知られていなかった。
前記のとおり、従来の金属材料を主とする電子機器用筐体やステンレスとアルミニウムとの電子機器用圧延接合体において、耐衝撃性の改善についてはこれまで検討されていなかった。そこで本発明は、厚みを薄くしつつ、耐衝撃性に優れるような金属材料を主とする電子機器用圧延接合体及び電子機器用筐体を提供することを目的とする。
本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意検討を行った結果、ステンレスとアルミニウム合金もしくは純アルミニウムとの圧延接合体において、ステンレス層の表面硬度(Hv)、ステンレス層の厚み、アルミニウム合金層もしくは純アルミニウム層の表面硬度(Hv)、アルミニウム合金層もしくは純アルミニウム層の厚みの4つのファクターを制御することが耐衝撃性の向上に重要であることを見出し、発明を完成した。すなわち、本発明の要旨は以下の通りである。
(1)金属を主体とする電子機器用圧延接合体であって、
ステンレス層とアルミニウム合金層からなり、
前記ステンレス層の厚みTS(mm)及び表面硬度HS(Hv)、並びに前記アルミニウム合金層の厚みTAA(mm)及び表面硬度HAA(Hv)が下記式(1)
HSTS 2+HAATAA 2≧11.18 (1)
を満たし、ただし、
0.2≦TS+TAA≦1.6
0.05≦TS≦0.6
0.1≦TAA≦1.1
である電子機器用圧延接合体。
(2)下記式(2)
HSTS 2+HAATAA 2≧14.72 (2)
を満たす前記(1)に記載の電子機器用圧延接合体。
(3)金属を主体とする電子機器用圧延接合体であって、
ステンレス層と純アルミニウム層からなり、
前記ステンレス層の厚みTS(mm)及び表面硬度HS(Hv)、並びに前記純アルミニウム層の厚みTA(mm)及び表面硬度HA(Hv)が下記式(3)
HSTS 2+HATA 2≧17.93 (3)
を満たし、ただし、
0.2≦TS+TA≦1.6
0.05≦TS≦0.6
0.1≦TA≦1.1
である電子機器用圧延接合体。
(4)下記式(4)
HSTS 2+HATA 2≧22.52 (4)
を満たす前記(3)に記載の電子機器用圧延接合体。
(5)前記圧延接合体の総厚みに対する前記ステンレス層の厚みTSの比率が、10%以上60%以下である前記(1)~(4)のいずれか1つに記載の電子機器用圧延接合体。
(6)前記ステンレス層の表面硬度HSが、200以上380以下である前記(1)~(5)のいずれか1項に記載の電子機器用圧延接合体。
(7)金属を主体とする電子機器用筐体であって、
背面及び/又は側面がステンレス層とアルミニウム合金層からなる圧延接合体を含み、 前記ステンレス層の厚みTS(mm)及び表面硬度HS(Hv)、並びに前記アルミニウム合金層の厚みTAA(mm)及び表面硬度HAA(Hv)が下記式(1)
HSTS 2+HAATAA 2≧11.18 (1)
を満たし、ただし、
0.2≦TS+TAA≦1.2
0.05≦TS≦0.6
0.1≦TAA≦1.1
である電子機器用筐体。
(8)下記式(2)
HSTS 2+HAATAA 2≧14.72 (2)
を満たす前記(7)に記載の電子機器用筐体。
(9)金属を主体とする電子機器用筐体であって、
背面及び/又は側面がステンレス層と純アルミニウム層からなる圧延接合体を含み、
前記ステンレス層の厚みTS(mm)及び表面硬度HS(Hv)、並びに前記純アルミニウム層の厚みTA(mm)及び表面硬度HA(Hv)が下記式(3)
HSTS 2+HATA 2≧17.93 (3)
を満たし、ただし、
0.2≦TS+TA≦1.2
0.05≦TS≦0.6
0.1≦TA≦1.1
である電子機器用筐体。
(10)下記式(4)
HSTS 2+HATA 2≧22.52 (4)
を満たす前記(9)に記載の電子機器用筐体。
(11)前記圧延接合体の総厚みに対する前記ステンレス層の厚みTSの比率が、10%以上60%以下である前記(7)~(10)のいずれか1つに記載の電子機器用筐体。
(12)前記ステンレス層の表面硬度HSが、200以上380以下である前記(7)~(11)のいずれか1つに記載の電子機器用筐体。
本明細書は本願の優先権の基礎となる日本国特許出願番号2017-066268号、2017-147935号、2017-246462号の開示内容を包含する。
ステンレス層とアルミニウム合金層からなり、
前記ステンレス層の厚みTS(mm)及び表面硬度HS(Hv)、並びに前記アルミニウム合金層の厚みTAA(mm)及び表面硬度HAA(Hv)が下記式(1)
HSTS 2+HAATAA 2≧11.18 (1)
を満たし、ただし、
0.2≦TS+TAA≦1.6
0.05≦TS≦0.6
0.1≦TAA≦1.1
である電子機器用圧延接合体。
(2)下記式(2)
HSTS 2+HAATAA 2≧14.72 (2)
を満たす前記(1)に記載の電子機器用圧延接合体。
(3)金属を主体とする電子機器用圧延接合体であって、
ステンレス層と純アルミニウム層からなり、
前記ステンレス層の厚みTS(mm)及び表面硬度HS(Hv)、並びに前記純アルミニウム層の厚みTA(mm)及び表面硬度HA(Hv)が下記式(3)
HSTS 2+HATA 2≧17.93 (3)
を満たし、ただし、
0.2≦TS+TA≦1.6
0.05≦TS≦0.6
0.1≦TA≦1.1
である電子機器用圧延接合体。
(4)下記式(4)
HSTS 2+HATA 2≧22.52 (4)
を満たす前記(3)に記載の電子機器用圧延接合体。
(5)前記圧延接合体の総厚みに対する前記ステンレス層の厚みTSの比率が、10%以上60%以下である前記(1)~(4)のいずれか1つに記載の電子機器用圧延接合体。
(6)前記ステンレス層の表面硬度HSが、200以上380以下である前記(1)~(5)のいずれか1項に記載の電子機器用圧延接合体。
(7)金属を主体とする電子機器用筐体であって、
背面及び/又は側面がステンレス層とアルミニウム合金層からなる圧延接合体を含み、 前記ステンレス層の厚みTS(mm)及び表面硬度HS(Hv)、並びに前記アルミニウム合金層の厚みTAA(mm)及び表面硬度HAA(Hv)が下記式(1)
HSTS 2+HAATAA 2≧11.18 (1)
を満たし、ただし、
0.2≦TS+TAA≦1.2
0.05≦TS≦0.6
0.1≦TAA≦1.1
である電子機器用筐体。
(8)下記式(2)
HSTS 2+HAATAA 2≧14.72 (2)
を満たす前記(7)に記載の電子機器用筐体。
(9)金属を主体とする電子機器用筐体であって、
背面及び/又は側面がステンレス層と純アルミニウム層からなる圧延接合体を含み、
前記ステンレス層の厚みTS(mm)及び表面硬度HS(Hv)、並びに前記純アルミニウム層の厚みTA(mm)及び表面硬度HA(Hv)が下記式(3)
HSTS 2+HATA 2≧17.93 (3)
を満たし、ただし、
0.2≦TS+TA≦1.2
0.05≦TS≦0.6
0.1≦TA≦1.1
である電子機器用筐体。
(10)下記式(4)
HSTS 2+HATA 2≧22.52 (4)
を満たす前記(9)に記載の電子機器用筐体。
(11)前記圧延接合体の総厚みに対する前記ステンレス層の厚みTSの比率が、10%以上60%以下である前記(7)~(10)のいずれか1つに記載の電子機器用筐体。
(12)前記ステンレス層の表面硬度HSが、200以上380以下である前記(7)~(11)のいずれか1つに記載の電子機器用筐体。
本明細書は本願の優先権の基礎となる日本国特許出願番号2017-066268号、2017-147935号、2017-246462号の開示内容を包含する。
本発明によれば、耐衝撃性に優れる電子機器用圧延接合体及び電子機器用筐体を得ることができる。この電子機器用圧延接合体は、高い耐衝撃性を利用して、特にスマートフォンやタブレット等のモバイル電子機器(モバイル端末)用の筐体として好適に用いることができる。また、高い耐衝撃性を活かして、モバイル電子機器の内部補強部材等の電子機器に用いる部品としても好適に用いることができる。
以下、本発明を詳細に説明する。
1.電子機器用圧延接合体
本発明の電子機器用圧延接合体は、金属を主体とし、ステンレス層とアルミニウム合金層、又はステンレス層と純アルミニウム層から構成される。この圧延接合体は、モバイル電子機器等の各種電子機器の筐体材料として好適であり、特に、電子機器の背面及び/又は側面の材料として好ましく用いられる。ここで背面とは、電子機器を構成する筐体における、表示部(ティスプレイ)が設けられる側とは反対側の面を指す。なお、筐体の内側は、圧延接合体とは別の金属材料やプラスチック材料等が積層していても良い。
1.電子機器用圧延接合体
本発明の電子機器用圧延接合体は、金属を主体とし、ステンレス層とアルミニウム合金層、又はステンレス層と純アルミニウム層から構成される。この圧延接合体は、モバイル電子機器等の各種電子機器の筐体材料として好適であり、特に、電子機器の背面及び/又は側面の材料として好ましく用いられる。ここで背面とは、電子機器を構成する筐体における、表示部(ティスプレイ)が設けられる側とは反対側の面を指す。なお、筐体の内側は、圧延接合体とは別の金属材料やプラスチック材料等が積層していても良い。
圧延接合体は、2層以上からなり、好ましくは2~4層からなり、より好ましくは2層又は3層からなり、特に好ましくは2層からなる。好ましい実施形態において、圧延接合体は、金属光沢を有する外観を得るため、筐体として用いる場合の筐体外側をステンレス層とし、ステンレス層/アルミニウム合金層又は純アルミニウム層の2層からなる圧延接合体、又はステンレス層/アルミニウム合金層又は純アルミニウム層/ステンレス層の3層からなる圧延接合体である。また、アルマイト外観を得るために、筐体の外側をアルミニウム合金層又は純アルミニウム層として、アルミニウム合金層又は純アルミニウム層/ステンレス層の2層からなる圧延接合体、あるいはアルミニウム合金層又は純アルミニウム層/ステンレス層/アルミニウム合金層又は純アルミニウム層の3層からなる圧延接合体としても良い。本発明において、圧延接合体の構成は、圧延接合体の用途や目的とする特性に応じて選択できる。
ステンレス層を構成するステンレスとしては、特に限定されずに、SUS304、SUS201、SUS316、SUS316L、SUS301及びSUS430等の板材を用いることができる。圧延接合前のステンレスの硬度が硬過ぎると、圧延接合時の密着強度を十分に確保できない虞がある。また、必然的に圧延接合後のステンレス層の硬度も硬くなるため、後述する筐体等への加工成形が困難となる虞がある。そのため、圧延接合前のステンレスの調質としては、焼鈍材(BA材)又は1/2H材が好ましい。圧延接合後、筐体に成形加工する前においては、プレス加工性の観点から3/4H相当以下の硬度を有することが好ましく、より好ましくは1/2H相当以下の硬度を有することが好ましい。本発明においては、筐体へ成形加工する前の圧延接合体(電子機器用圧延接合体)、及びこの圧延接合体を成形加工して得られた筐体(電子機器用筐体)の両方の状態で、後述の関係式を満たす硬度を有することを特徴とする。
アルミニウム合金層を構成するアルミニウム合金としては、アルミニウム以外の金属元素として、少なくとも1種の添加金属元素を含有する板材を用いることができる。添加金属元素は、好ましくはMg、Mn、Si及びCuである。アルミニウム合金中の添加金属元素の合計含有量は、好ましくは0.5質量%超であり、より好ましくは1質量%超である。アルミニウム合金は、好ましくはMg、Mn、Si及びCuから選ばれる少なくとも1種の添加金属元素を1質量%超の合計含有量で含有する。
アルミニウム合金としては、例えば、JISに規定のAl-Cu系合金(2000系)、Al-Mn系合金(3000系)、Al-Si系合金(4000系)、Al-Mg系合金(5000系)、Al-Mg-Si系合金(6000系)及びAl-Zn-Mg系合金(7000系)を用いることができ、プレス加工性、強度、耐食性及び耐衝撃性の観点から3000系、5000系、6000系及び7000系のアルミニウム合金が好ましく、特にこれらのバランスとコストの観点から5000系のアルミニウム合金がより好ましい。アルミニウム合金は、好ましくはMgを0.3質量%以上含有する。
また、純アルミニウム層を構成する純アルミニウムとしては、特に限定されるものではなく、99.5質量%以上がアルミニウムである材料であれば良く、例えば、JISに規定の1000系の純アルミニウムを用いることができる。
本発明において、電子機器用圧延接合体は、ステンレス層の表面硬度HS(Hv)と、ステンレス層の厚みTS(mm)と、アルミニウム合金層の表面硬度HAA(Hv)もしくは純アルミニウム層の表面硬度HA(Hv)と、アルミニウム合金層の厚みTAA(mm)もしくは純アルミニウム層の厚みTA(mm)とが特定の関係式を満たすことを特徴とする。
本発明者らは、ステンレス層とアルミニウム合金層もしくは純アルミニウム層とからなる圧延接合体において、耐衝撃性への寄与が特に大きい要素について検討したところ、後述の試験条件で耐衝撃試験を行った際の「変形高さ」に影響するパラメータとして、各層の表面硬度及び厚みを特定の関係式を満たすように制御することが有効であることを見い出した。
特に、薄型化による実装容量増加が求められる電子機器用圧延接合体において、圧延接合体の厚みが薄くとも、例えば筐体の背面として用いる場合の厚みが0.6mm以下であっても耐衝撃性に優れる圧延接合体の層構成を特定した。
特に、薄型化による実装容量増加が求められる電子機器用圧延接合体において、圧延接合体の厚みが薄くとも、例えば筐体の背面として用いる場合の厚みが0.6mm以下であっても耐衝撃性に優れる圧延接合体の層構成を特定した。
具体的には、ステンレス層とアルミニウム合金層からなる電子機器用圧延接合体においては、ステンレス層の厚みTS(mm)及び表面硬度HS(Hv)、並びにアルミニウム合金層の厚みTAA(mm)及び表面硬度HAA(Hv)が下記式(1)
HSTS 2+HAATAA 2≧11.18 (1)
を満たすことが必要である。上記関係式を満たすことにより、耐衝撃性試験における「変形高さ」を400μm以下と小さくすることができ、耐衝撃性が高く、筐体の用途に適することが分かった。
HSTS 2+HAATAA 2≧11.18 (1)
を満たすことが必要である。上記関係式を満たすことにより、耐衝撃性試験における「変形高さ」を400μm以下と小さくすることができ、耐衝撃性が高く、筐体の用途に適することが分かった。
また、上記のステンレス層の厚みTS(mm)及び表面硬度HS(Hv)、並びにアルミニウム合金層の厚みTAA(mm)及び表面硬度HAA(Hv)は、下記式(2)
HSTS 2+HAATAA 2≧14.72 (2)
を満たすことがより好ましい。これにより、「変形高さ」を340μm以下とし、厚み0.6mmのAl合金(A5052、H34材)と同等以上の高い耐衝撃性を有しながら、かつ、ステンレスの光沢外観を有することができ、モバイル電子機器用筐体の用途に特に適する。
HSTS 2+HAATAA 2≧14.72 (2)
を満たすことがより好ましい。これにより、「変形高さ」を340μm以下とし、厚み0.6mmのAl合金(A5052、H34材)と同等以上の高い耐衝撃性を有しながら、かつ、ステンレスの光沢外観を有することができ、モバイル電子機器用筐体の用途に特に適する。
上記「HSTS
2+HAATAA
2」の値の上限は特に限定されないが、この値が高過ぎると、圧延接合体が厚くなり、薄型化が困難となることが懸念されるため、例えば300cm2(15cm×20cm)以内のモバイル電子機器の筐体用、例えばスマートフォン等の筐体用途においては80以下が好ましく、より好ましくは60以下、さらなる薄型化を求める場合、さらに好ましくは50以下であり、特に好ましくは30以下である。300cm2を超えるモバイル電子機器の筐体用、例えばタブレット等の筐体用途においては、ある程度の厚みと強度が求められるため、好ましくは130以下である。
また、ステンレス層と純アルミニウム層からなる電子機器用圧延接合体においては、ステンレス層の厚みTS(mm)及び表面硬度HS(Hv)、並びに純アルミニウム層の厚みTA(mm)及び表面硬度HA(Hv)が、下記式(3)
HSTS 2+HATA 2≧17.93 (3)
を満たすことが必要である。上記関係式を満たすことにより、耐衝撃性試験における「変形高さ」を400μm以下と小さくすることができ、耐衝撃性が高く、筐体の用途に適することが分かった。
HSTS 2+HATA 2≧17.93 (3)
を満たすことが必要である。上記関係式を満たすことにより、耐衝撃性試験における「変形高さ」を400μm以下と小さくすることができ、耐衝撃性が高く、筐体の用途に適することが分かった。
さらに、上記のステンレス層の厚みTS(mm)及び表面硬度HS(Hv)、並びに純アルミニウム層の厚みTA(mm)及び表面硬度HA(Hv)は、下記式(4)
HSTS 2+HATA 2≧22.52 (4)
を満たすことがより好ましい。これにより、「変形高さ」を340μm以下とし、厚み0.6mmのAl合金(A5052、H34材)と同等以上の高い耐衝撃性を有しながら、かつ、ステンレスの光沢外観を有することができ、モバイル電子機器用筐体の用途に特に適する。
HSTS 2+HATA 2≧22.52 (4)
を満たすことがより好ましい。これにより、「変形高さ」を340μm以下とし、厚み0.6mmのAl合金(A5052、H34材)と同等以上の高い耐衝撃性を有しながら、かつ、ステンレスの光沢外観を有することができ、モバイル電子機器用筐体の用途に特に適する。
上記「HSTS
2+HATA
2」の値の上限は特に限定されないが、この値が高過ぎると、圧延接合体が厚くなり、薄型化が困難となることが懸念されるため、例えば300cm2(15cm×20cm)以内のモバイル電子機器の筐体用、例えばスマートフォン等の筐体用途においては80以下が好ましく、より好ましくは60以下、さらなる薄型化を求める場合、さらに好ましくは50以下であり、特に好ましくは40以下である。300cm2を超えるモバイル電子機器の筐体用、例えばタブレット等の筐体用途においては、ある程度の厚みと強度が求められるため、好ましくは140以下である。
ステンレス層とアルミニウム合金層もしくは純アルミニウム層(「アルミニウム合金層」及び「純アルミニウム層」を総称して「アルミニウム層」という)からなる電子機器用圧延接合体において、ステンレス層の表面硬度、厚み、アルミニウム層の表面硬度、厚みが耐衝撃性についての重要なパラメータとなることについて、本発明者らは以下のように考察する。具体的には、ステンレスの光沢外観を有する電子機器用圧延接合体を得ることを目的として、放熱性を得るためにステンレス層とアルミニウム層との圧延接合体を採用する場合、ステンレス層は一定の厚み以上、具体的には、光沢外観だけであれば0.015mm以上あれば問題ないが、製造工程上、ハンドリングの観点から実際には0.05mm以上の厚みが必要である。ところが、残りすべてをアルミニウム層としてしまうと、次のような問題があることが分かった。すなわち、ステンレス層とアルミニウム層との十分な接合強度を得るために、後述のような接合後の処理が必要である。しかしながら、本発明者らが試行した結果、従来のステンレス層とアルミニウム層との接合体においては、加熱処理によりアルミニウム層が軟化してしまうために耐衝撃性が著しく低下してしまうということが分かった。つまり、接合強度の向上のために所定の温度での熱処理を行うが、この熱処理温度は、ステンレス層は未再結晶温度域でありほぼ軟化しない温度であるのに対し、アルミニウム層は加工ひずみが除かれて軟化する温度域である。そして、アルミニウム層の硬度が低過ぎる場合、アルミニウム層の厚みを一定以上、具体的には0.85mm以上としなければ十分な耐衝撃性が得られないことが分かった。しかしながらアルミニウム層を0.85mm以上とすると、圧延接合体の総厚みが0.9mm以上となり、筐体として用いる場合の厚みが厚くなり過ぎるため、筐体内部の実装容量が大幅に低下してしまう。したがって、ステンレス層も一定の厚みが必要である。その一方で、ステンレス層が厚くなればなるほど、筐体の重量が重くなってしまう。そこで、このような課題をクリアするために、本発明者らはアルミニウム層の硬度を一定値以上とした上で、さらにアルミニウム層の厚みを厚くする、ステンレス層の硬度を高くする、ステンレス層の厚みを厚くする、のいずれか、もしくは複合的な手段をとる必要があることを見出し、各パラメータを制御することによって、ステンレス層の光沢外観を有し、かつ、薄型化が可能な電子機器用圧延接合体を得ることができた。
電子機器用圧延接合体の総厚みに対するステンレス層の厚みTSの比率は、ステンレス層とアルミニウム層の厚みが式(1)~(4)を満たしていれば特に制限されないが、好ましくは10%以上60%以下であり、より好ましくは12%以上50%以下であり、さらに好ましくは15%以上50%以下である。ステンレス層の厚み比率がこの範囲であると、圧延接合体の耐衝撃性を十分に確保しつつ、アルミニウム層による放熱性の効果も十分に有する筐体が得られる。なお、ステンレス層の厚み比率とは、圧延接合体においてステンレス層が2層以上存在する場合、圧延接合体の総厚みに対するステンレス層の厚みの合計の比率をいう。また、アルミニウム層の厚み比率も、前記ステンレス層の厚み比率と同様に、筐体における圧延接合体にアルミニウム層が2層以上存在する場合、圧延接合体の総厚みに対するアルミニウム層の厚みの合計の比率をいう。
電子機器用圧延接合体の総厚みは、TS+TAA、もしくはTS+TAで表され、特に限定はされないが、内部の実装容量を増加させる観点から、通常、上限が1.6mm以下、好ましくは1.2mm以下であり、より好ましくは1.0mm以下であり、さらに好ましくは0.8mm以下である。下限は0.2mm以上、好ましくは0.3mm以上であり、より好ましくは0.4mm以上である。電子機器用圧延接合体の総厚みは、圧延接合体の任意の30点における厚みをマイクロメータで測定し、得られた測定値の平均値をいう。
ステンレス層の厚みTSは、薄型化の際の耐衝撃性の確保の観点から、0.05mm以上0.6mm以下である。好ましくは0.1mm以上0.5mm以下であり、より好ましくは0.1mm以上0.4mm以下である。なお、ステンレス層の厚みとは、圧延接合体が2層以上のステンレス層を有する場合、各ステンレス層の厚みの合計をいう。圧延接合体のステンレス層の厚みは、圧延接合体の断面の光学顕微鏡写真を取得し、その光学顕微鏡写真において任意の10点におけるステンレス層の厚みを計測し、得られた値の平均値をいう。
ステンレス層の表面硬度HS(Hv)は、マイクロビッカース硬度計(荷重200gf)を用い、JIS Z 2244(ビッカース硬さ試験-試験方法)に準じて測定することができる。好ましくは200以上であり、さらに好ましくは220以上、特に好ましくは230以上である。本発明では、他のパラメータが一定の場合、ステンレス層の硬度が高くなると変形高さは小さくなることから、耐衝撃性の高い電子機器圧延接合体となる。したがって、圧延接合体の耐衝撃性の観点からは、HSは高い方が好ましいが、一方で、筐体に成形加工する前の圧延接合体においては、ステンレス層が硬過ぎると、プレス成形、特に絞り成形の際に割れ等が発生し、成形性が著しく低下する虞があるため、筐体へ成形加工することが困難となる可能性がある。そのため、ステンレス層の硬度は好ましくは380以下、より好ましくは340以下、さらに好ましくは330以下とする必要がある。
アルミニウム合金層の厚みTAAは、通常0.1mm以上1.1mm以下であれば適用可能である。圧延接合体の耐衝撃性を向上させ、また、放熱性を確保し軽量化も図る観点から、好ましくは0.12mm以上0.9mm以下、より好ましくは0.15mm以上0.72mm以下である。なお、圧延接合体のアルミニウム合金層の厚みとは、圧延接合体が2層以上のアルミニウム合金層を有する場合、各アルミニウム合金層の厚みの合計をいう。圧延接合体のアルミニウム合金層の厚みは、圧延接合体の断面の光学顕微鏡写真を取得し、その光学顕微鏡写真において任意の10点におけるアルミニウム合金層の厚みを計測し、得られた値の平均値をいう。
アルミニウム合金層の表面硬度HAA(Hv)は、特に制限されないが、硬くなる程、耐衝撃性は向上する。そのため、上限は特にないが、好ましくは85Hv以下である。下限としては40Hv以上が好ましく、さらに好ましくは50Hv以上あれば良好な耐衝撃性が得られる。本発明において、アルミニウム合金層の表面硬度HAAは、マイクロビッカース硬度計(荷重50gf)を用い、JIS Z 2244(ビッカース硬さ試験-試験方法)に準じて測定することができる。
純アルミニウム層の厚みTAは、アルミニウム合金層と同様に、通常0.1mm以上1.1mm以下であれば適用可能である。圧延接合体の耐衝撃性を向上させ、また、放熱性を確保し軽量化も図るためには、好ましくは0.12mm以上0.9mm以下、より好ましくは0.15mm以上0.72mm以下である。なお、圧延接合体の純アルミニウム層の厚みとは、圧延接合体が2層以上の純アルミニウム層を有する場合、各純アルミニウム層の厚みの合計をいう。圧延接合体の純アルミニウム層の厚みは、圧延接合体の断面の光学顕微鏡写真を取得し、その光学顕微鏡写真において任意の10点における純アルミニウム層の厚みを計測し、得られた値の平均値をいう。
純アルミニウム層の表面硬度HA(Hv)は、特に制限されないが、アルミニウム合金と同様に、硬くなる程、耐衝撃性は向上する。そのため、上限は特にないが、好ましくは50Hv以下である。下限としては20Hv以上であることが好ましく、さらに好ましくは25Hv以上である。本発明において、純アルミニウム層の表面硬度HAは、マイクロビッカース硬度計(荷重50gf)を用い、JIS Z 2244(ビッカース硬さ試験-試験方法)に準じて測定することができる。
ステンレス層とアルミニウム合金層もしくは純アルミニウム層とからなる電子機器用圧延接合体については、密着強度の指標としてのピール強度(180°ピール強度、180°剥離強度ともいう)が、60N/20mm以上であることが好ましく、圧延接合体が優れた絞り加工性を有するという観点から、より好ましくは80N/20mm以上であり、特に好ましくは100N/20mm以上である。なお、3層以上からなる圧延接合体では、各接合界面において、ピール強度が60N/20mm以上であることが好ましい。なお、ピール強度が顕著に高くなった場合、剥離せずに材料破断となるため、ピール強度の上限値はない。
電子機器用圧延接合体のピール強度は、圧延接合体から幅20mmの試験片を作製しステンレス層とアルミニウム層(アルミニウム合金層もしくは純アルミニウム層)を一部剥離後、厚膜層側又は硬質層側を固定し、他方の層を固定側と180°反対側へ引っ張った際に引きはがすのに要する力を測定し、単位としてN/20mmを用いる。なお、同様の試験において、試験片の幅が10~30mmの間であれば、ピール強度は変化しない。
また、電子機器用圧延接合体は、好ましくは、試験片の幅が15mmの引張試験による伸びが35%以上であり、良好なプレス加工性の観点から、より好ましくは40%以上である。引張試験による伸びはJIS Z 2241又はJIS Z 2201に記載される破断伸びの測定に準じて、例えば後記の引張強さ試験の試験片を用いて測定することができる。
電子機器用圧延接合体は、好ましくは、試験片の幅が15mmの引張試験による引張強さが3000N以上であり、十分な強度及びプレス加工性を有するという観点から、より好ましくは3500N以上である。ここで引張強さとは引張試験における最大荷重を指す。引張強さは、例えばテンシロン万能材料試験機 RTC-1350A(株式会社オリエンテック製)を用い、JIS Z 2241又はJIS Z 2201(金属材料引張試験方法)に準じて測定することができる。なお、上記試験片の幅15mmはJIS Z 2201における特別試験片6号の仕様を指す。JIS Z 2241においては例えば試験片5号の仕様を用いることが可能である。このとき上記6号試験片における引張強さは、5号試験片での引張強さへ換算するときは、試験片の幅の倍率をかければよいので25mm/15mm、つまり約1.66倍となる。
電子機器用圧延接合体は、好ましくは、引張試験による伸びが35%以上及び引張試験による引張強さが3000N以上である。
なお、上記のような電子機器用圧延接合体は、筐体へ成形加工を行う際の加工性に優れるため好ましいが、筐体とした後の背面及び/又は側面については上記の電子機器用圧延接合体の特性値を満たす必要はない。
2.電子機器用筐体
続いて、本発明に係る電子機器用筐体の構成について説明する。まず、本発明の電子機器用筐体の第1の実施形態を図5及び図6に示す。図5は、本発明の電子機器用筐体の第1の実施形態を示す斜視図であり、図6は、本発明の電子機器用筐体の第1の実施形態のX-X’方向における断面斜視図である。電子機器用筐体5は、背面50と側面51からなり、背面50及び/又は側面51が、ステンレス層とアルミニウム合金層又は純アルミニウム層からなる圧延接合体を含み、その圧延接合体として、上述の電子機器用圧延接合体をそのまま適用することができる。それゆえ、耐衝撃性を向上させる観点から、上記の電子機器用圧延接合体に必要とされる特性値の条件・範囲は電子機器用筐体に同様に当てはまる。ただし、電子機器用筐体は、上記の電子機器用圧延接合体から、プレス加工や内面の削り出し加工等の成形加工を経て適宜製造されるため、プレス加工や削り出し処理によって、各層の厚みが薄くなり、表面硬度が硬くなる場合がある。
続いて、本発明に係る電子機器用筐体の構成について説明する。まず、本発明の電子機器用筐体の第1の実施形態を図5及び図6に示す。図5は、本発明の電子機器用筐体の第1の実施形態を示す斜視図であり、図6は、本発明の電子機器用筐体の第1の実施形態のX-X’方向における断面斜視図である。電子機器用筐体5は、背面50と側面51からなり、背面50及び/又は側面51が、ステンレス層とアルミニウム合金層又は純アルミニウム層からなる圧延接合体を含み、その圧延接合体として、上述の電子機器用圧延接合体をそのまま適用することができる。それゆえ、耐衝撃性を向上させる観点から、上記の電子機器用圧延接合体に必要とされる特性値の条件・範囲は電子機器用筐体に同様に当てはまる。ただし、電子機器用筐体は、上記の電子機器用圧延接合体から、プレス加工や内面の削り出し加工等の成形加工を経て適宜製造されるため、プレス加工や削り出し処理によって、各層の厚みが薄くなり、表面硬度が硬くなる場合がある。
本発明の電子機器用筐体は、金属を主体とし、背面及び/又は側面がステンレス層とアルミニウム合金層、又はステンレス層と純アルミニウム層からなる圧延接合体を含む。図5に示すように、ここで背面50とは、スマートフォン等の電子機器を構成する筐体における、表示部(ティスプレイ、図示せず)が設けられる側とは反対側の面を指す。また、電子機器用筐体5の内側は、圧延接合体とは別の金属材料やプラスチック材料等が積層していても良い。なお、電子機器用筐体5は、圧延接合体を背面50に含む場合、背面50の全体又は一部(例えば、図5の平面部分Aで示すような、2cm×2cm以上、例えば25mm×25mmの平面部分)が、電子機器用圧延接合体について記載した前記の特性を満たしていれば良い。また、電子機器用筐体5は、その背面50に圧延接合体を含む構造とすることができるが、電子機器の構造によっては本構造に限定されるものではなく、背面50と側面51とが圧延接合体からなる構造であっても良く、また、側面51に圧延接合体を含む構造であっても良い。
次に、本発明の電子機器用筐体の第2の実施形態について説明する。本実施形態では、センターフレームである電子機器用筐体が、ガラスや樹脂等の表示部及び背面によって挟まれた電子機器構造を示しており、電子機器用筐体は、側面と、その側面に接続された内部補強フレーム(電子機器用筐体における背面を構成する)から構成される。電子機器用筐体は、側面及び/又は内部補強フレームが、ステンレス層とアルミニウム合金層又は純アルミニウム層からなる圧延接合体を含むことができる。ここで内部補強フレームとは、スマートフォン等の電子機器の内部に位置し、電子機器全体の剛性向上や電池やプリント基板等の部品を実装する支持体としての役割を果たす支持板のことを意味する。内部補強フレームは、通常、接続やアセンブリのための穴を有する。穴は、例えばプレス等によって開けることが可能である。本実施形態においては、側面と内部補強フレームとを一体に構成することができるが、それに限定されるものではなく、側面と内部補強フレームとを一体化しなくても良い。また、側面だけに圧延接合体を適用しても良い。なお、本実施形態の電子機器用筐体についても、前記の電子機器用筐体5と同様に、電子機器の構造に応じて適宜変形することができ、上記で説明したような構造に限定されるものではない。
圧延接合体は、2層以上からなり、好ましくは2~4層からなり、より好ましくは2層又は3層からなり、特に好ましくは2層からなる。好ましい実施形態において、圧延接合体は、金属光沢を有する外観を得るため、筐体外側をステンレス層とし、ステンレス層/アルミニウム合金層又は純アルミニウム層の2層からなる圧延接合体、又はステンレス層/アルミニウム合金層又は純アルミニウム層/ステンレス層の3層からなる圧延接合体である。また、アルマイト外観を得るために、筐体の外側をアルミニウム合金層又は純アルミニウム層として、アルミニウム合金層又は純アルミニウム層/ステンレス層の2層からなる圧延接合体、あるいはアルミニウム合金層又は純アルミニウム層/ステンレス層/アルミニウム合金層又は純アルミニウム層の3層からなる圧延接合体としても良い。本発明において、筐体における圧延接合体の構成は、筐体の用途や目的とする特性に応じて選択できる。
ステンレス層を構成するステンレスとしては、特に限定されずに、SUS304、SUS201、SUS316、SUS316L、SUS301及びSUS430等の板材を用いることができる。
アルミニウム合金層を構成するアルミニウム合金としては、アルミニウム以外の金属元素として、少なくとも1種の添加金属元素を含有する板材を用いることができる。添加金属元素は、好ましくはMg、Mn、Si及びCuである。アルミニウム合金中の添加金属元素の合計含有量は、好ましくは0.5質量%超であり、より好ましくは1質量%超である。アルミニウム合金は、好ましくはMg、Mn、Si及びCuから選ばれる少なくとも1種の添加金属元素を1質量%超の合計含有量で含有する。
アルミニウム合金としては、例えば、JISに規定のAl-Cu系合金(2000系)、Al-Mn系合金(3000系)、Al-Si系合金(4000系)、Al-Mg系合金(5000系)、Al-Mg-Si系合金(6000系)及びAl-Zn-Mg系合金(7000系)を用いることができ、強度、耐食性及び耐衝撃性の観点から3000系、5000系、6000系及び7000系のアルミニウム合金が好ましく、特にこれらのバランスとコストの観点から5000系のアルミニウム合金がより好ましい。アルミニウム合金は、好ましくはMgを0.3質量%以上含有する。
また、純アルミニウム層を構成する純アルミニウムとしては、特に限定されるものではなく、99.5質量%以上がアルミニウムである材料であれば良く、例えば、JISに規定の1000系の純アルミニウムを用いることができる。
本発明において、電子機器用筐体は、ステンレス層の表面硬度HS(Hv)と、ステンレス層の厚みTS(mm)と、アルミニウム合金層の表面硬度HAA(Hv)もしくは純アルミニウム層の表面硬度HA(Hv)と、アルミニウム合金層の厚みTAA(mm)もしくは純アルミニウム層の厚みTA(mm)とが特定の関係式を満たすことを特徴とする。
本発明者らは、筐体における、ステンレス層とアルミニウム合金層もしくは純アルミニウム層とからなる圧延接合体において、耐衝撃性への寄与が特に大きい要素について検討したところ、後述の試験条件で耐衝撃試験を行った際の「変形高さ」に影響するパラメータとして、各層の表面硬度及び厚みを特定の関係式を満たすように制御することが有効であることを見い出した。
特に、薄型化による実装容量増加が求められる電子機器用筐体において、圧延接合体の厚みが薄くとも、例えば筐体の背面の厚みが0.6mm以下であっても耐衝撃性に優れる圧延接合体の層構成を特定した。
特に、薄型化による実装容量増加が求められる電子機器用筐体において、圧延接合体の厚みが薄くとも、例えば筐体の背面の厚みが0.6mm以下であっても耐衝撃性に優れる圧延接合体の層構成を特定した。
具体的には、背面にステンレス層とアルミニウム合金層からなる圧延接合体を有する電子機器用筐体においては、ステンレス層の厚みTS(mm)及び表面硬度HS(Hv)、並びにアルミニウム合金層の厚みTAA(mm)及び表面硬度HAA(Hv)が下記式(1)
HSTS 2+HAATAA 2≧11.18 (1)
を満たすことが必要である。上記関係式を満たすことにより、耐衝撃性試験における「変形高さ」を400μm以下と小さくすることができ、耐衝撃性が高く、筐体の用途に適することが分かった。
HSTS 2+HAATAA 2≧11.18 (1)
を満たすことが必要である。上記関係式を満たすことにより、耐衝撃性試験における「変形高さ」を400μm以下と小さくすることができ、耐衝撃性が高く、筐体の用途に適することが分かった。
また、上記のステンレス層の厚みTS(mm)及び表面硬度HS(Hv)、並びにアルミニウム合金層の厚みTAA(mm)及び表面硬度HAA(Hv)は、下記式(2)
HSTS 2+HAATAA 2≧14.72 (2)
を満たすことがより好ましい。これにより、「変形高さ」を340μm以下とし、厚み0.6mmのAl合金(A5052、H34材)と同等以上の高い耐衝撃性を有しながら、かつ、ステンレスの光沢外観を有することができ、モバイル電子機器用筐体の用途に特に適する。
HSTS 2+HAATAA 2≧14.72 (2)
を満たすことがより好ましい。これにより、「変形高さ」を340μm以下とし、厚み0.6mmのAl合金(A5052、H34材)と同等以上の高い耐衝撃性を有しながら、かつ、ステンレスの光沢外観を有することができ、モバイル電子機器用筐体の用途に特に適する。
また、背面にステンレス層と純アルミニウム層からなる圧延接合体を有する電子機器用筐体においては、ステンレス層の厚みTS(mm)及び表面硬度HS(Hv)、並びに純アルミニウム層の厚みTA(mm)及び表面硬度HA(Hv)が、下記式(3)
HSTS 2+HATA 2≧17.93 (3)
を満たすことが必要である。上記関係式を満たすことにより、耐衝撃性試験における「変形高さ」を400μm以下と小さくすることができ、耐衝撃性が高く、筐体の用途に適することが分かった。
HSTS 2+HATA 2≧17.93 (3)
を満たすことが必要である。上記関係式を満たすことにより、耐衝撃性試験における「変形高さ」を400μm以下と小さくすることができ、耐衝撃性が高く、筐体の用途に適することが分かった。
さらに、上記のステンレス層の厚みTS(mm)及び表面硬度HS(Hv)、並びに純アルミニウム層の厚みTA(mm)及び表面硬度HA(Hv)は、下記式(4)
HSTS 2+HATA 2≧22.52 (4)
を満たすことがより好ましい。これにより、「変形高さ」を340μm以下とし、厚み0.6mmのAl合金(A5052、H34材)と同等以上の高い耐衝撃性を有しながら、かつ、ステンレスの光沢外観を有することができ、モバイル電子機器用筐体の用途に特に適する。
HSTS 2+HATA 2≧22.52 (4)
を満たすことがより好ましい。これにより、「変形高さ」を340μm以下とし、厚み0.6mmのAl合金(A5052、H34材)と同等以上の高い耐衝撃性を有しながら、かつ、ステンレスの光沢外観を有することができ、モバイル電子機器用筐体の用途に特に適する。
ステンレス層とアルミニウム合金層もしくは純アルミニウム層(「アルミニウム合金層」及び「純アルミニウム層」を総称して「アルミニウム層」という)からなる圧延接合体を有する電子機器用筐体において、ステンレス層の表面硬度、厚み、アルミニウム層の表面硬度、厚みが耐衝撃性についての重要なパラメータとなることについて、本発明者らは以下のように考察する。具体的には、ステンレスの光沢外観を有する電子機器用筐体を得ることを目的として、放熱性を得るためにステンレス層とアルミニウム層との圧延接合体を採用する場合、ステンレス層は一定の厚み以上、具体的には、光沢外観だけであれば0.015mm以上あれば問題ないが、製造工程上、ハンドリングの観点から実際には0.05mm以上の厚みが必要である。ところが、残りすべてをアルミニウム層としてしまうと、次のような問題があることが分かった。すなわち、ステンレス層とアルミニウム層との十分な接合強度を得るために、後述のような接合後の処理が必要である。しかしながら、本発明者らが試行した結果、従来のステンレス層とアルミニウム層との接合体においては、加熱処理によりアルミニウム層が軟化してしまうために耐衝撃性が著しく低下してしまうということが分かった。つまり、接合強度の向上のために所定の温度での熱処理を行うが、この熱処理温度は、ステンレス層は未再結晶温度域でありほぼ軟化しない温度であるのに対し、アルミニウム層は加工ひずみが除かれて軟化する温度域である。そして、アルミニウム層の硬度が低過ぎる場合、アルミニウム層の厚みを一定以上、具体的には0.85mm以上としなければ十分な耐衝撃性が得られないことが分かった。しかしながらアルミニウム層を0.85mm以上とすると、圧延接合体の総厚みが0.9mm以上となり、筐体の厚みが厚くなり過ぎるため、筐体内部の実装容量が大幅に低下してしまう。したがって、ステンレス層も一定の厚みが必要である。その一方で、ステンレス層が厚くなればなるほど、筐体の重量が重くなってしまう。そこで、このような課題をクリアするために、本発明者らはアルミニウム層の硬度を一定値以上とした上で、さらにアルミニウム層の厚みを厚くする、ステンレス層の硬度を高くする、ステンレス層の厚みを厚くする、のいずれか、もしくは複合的な手段をとる必要があることを見出し、各パラメータを制御することによって、ステンレス層の光沢外観を有し、かつ、薄型化した電子機器用筐体を得ることができた。
電子機器用筐体における圧延接合体の総厚みに対するステンレス層の厚みTSの比率は、ステンレス層とアルミニウム層の厚みが式(1)~(4)を満たしていれば特に制限されないが、好ましくは10%以上60%以下であり、より好ましくは12%以上50%以下であり、さらに好ましくは15%以上50%以下である。ステンレス層の厚み比率がこの範囲であると、筐体の耐衝撃性を十分に確保しつつ、アルミニウム層による放熱性の効果も十分に有する筐体が得られる。なお、ステンレス層の厚み比率とは、筐体における圧延接合体にステンレス層が2層以上存在する場合、圧延接合体の総厚みに対するステンレス層の厚みの合計の比率をいう。また、アルミニウム層の厚み比率も、前記ステンレス層の厚み比率と同様に、筐体における圧延接合体にアルミニウム層が2層以上存在する場合、圧延接合体の総厚みに対するアルミニウム層の厚みの合計の比率をいう。
電子機器用筐体における圧延接合体の総厚みは、TS+TAA、もしくはTS+TAで表され、特に限定はされないが、筐体の背面部分等に圧延接合体を使用した場合、電子機器内部の実装容量を増加させる観点から、通常、上限が1.2mm以下、好ましくは1.0mm以下であり、より好ましくは0.8mm以下であり、さらに好ましくは0.7mm以下である。下限は0.2mm以上、好ましくは0.3mm以上であり、より好ましくは0.4mm以上である。圧延接合体の総厚みは、筐体の背面の断面の光学顕微鏡写真を取得し、その光学顕微鏡写真において任意の30点における圧延接合体の厚みを計測し、得られた値の平均値をいう。また、電子機器用筐体の背面の厚みは、筐体の背面部分の、圧延接合体を含むすべての層の厚み(ただし、図5の平面部分Aで示すような、2cm×2cm以上、例えば25mm×25mmの平面部分における厚み)をいい、好ましくは0.2mm以上1.6mm以下である。より好ましくは0.3mm以上1.2mm以下、さらに好ましくは0.4mm以上1.0mm以下である。電子機器用筐体の背面の厚みは、背面の任意の30点における厚みをマイクロメータで測定し、得られた測定値の平均値をいう。
ステンレス層の厚みTSは、薄型化の際の耐衝撃性の確保の観点から、0.05mm以上0.6mm以下である。好ましくは0.1mm以上0.5mm以下であり、より好ましくは0.1mm以上0.4mm以下である。なお、ステンレス層の厚みとは、筐体における圧延接合体が2層以上のステンレス層を有する場合、各ステンレス層の厚みの合計をいう。筐体における圧延接合体のステンレス層の厚みは、圧延接合体の断面の光学顕微鏡写真を取得し、その光学顕微鏡写真において任意の10点におけるステンレス層の厚みを計測し、得られた値の平均値をいう。
ステンレス層の表面硬度HS(Hv)は、マイクロビッカース硬度計(荷重200gf)を用い、JIS Z 2244(ビッカース硬さ試験-試験方法)に準じて測定することができる。好ましくは200以上であり、さらに好ましくは220以上、特に好ましくは230以上である。本発明では、他のパラメータが一定の場合、ステンレス層の硬度が高くなると変形高さは小さくなることから、耐衝撃性の高い電子機器筐体となる。したがって、筐体の耐衝撃性の観点からは、HSは高い方が好ましい。ステンレス層の硬度の上限は好ましくは380以下、より好ましくは340以下、さらに好ましくは330以下である。筐体への加工成形後に別の工程を経てステンレス層の硬度を著しく向上させるような場合は特に上限なく、例えば430以下が好ましい。筐体に成形加工する前の圧延接合体におけるステンレス層の硬度を維持したまま筐体へ適用しても良いが、少しの加工硬化(研削、研磨等によりHvは10~30程度向上する)を加えても良い。
アルミニウム合金層の厚みTAAは、通常0.1mm以上1.1mm以下であれば適用可能である。筐体の耐衝撃性を向上させ、また、放熱性を確保し軽量化も図る観点から、好ましくは0.12mm以上0.9mm以下、より好ましくは0.15mm以上0.72mm以下である。なお、筐体における圧延接合体のアルミニウム合金層の厚みとは、圧延接合体が2層以上のアルミニウム合金層を有する場合、各アルミニウム合金層の厚みの合計をいう。圧延接合体のアルミニウム合金層の厚みは、筐体における圧延接合体の断面の光学顕微鏡写真を取得し、その光学顕微鏡写真において任意の10点におけるアルミニウム合金層の厚みを計測し、得られた値の平均値をいう。
アルミニウム合金層の表面硬度HAA(Hv)は、特に制限されないが、硬くなる程、耐衝撃性は向上する。そのため、上限は特にないが、好ましくは85Hv以下である。下限としては40Hv以上が好ましく、さらに好ましくは50Hv以上あれば良好な耐衝撃性が得られる。本発明において、アルミニウム合金層の表面硬度HAAは、マイクロビッカース硬度計(荷重50gf)を用い、JIS Z 2244(ビッカース硬さ試験-試験方法)に準じて測定することができる。
純アルミニウム層の厚みTAは、アルミニウム合金層と同様に、通常0.1mm以上1.1mm以下であれば適用可能である。筐体の耐衝撃性を向上させ、また、放熱性を確保し軽量化も図るためには、好ましくは0.12mm以上0.9mm以下、より好ましくは0.15mm以上0.72mm以下である。なお、筐体における圧延接合体の純アルミニウム層の厚みとは、圧延接合体が2層以上の純アルミニウム層を有する場合、各純アルミニウム層の厚みの合計をいう。圧延接合体の純アルミニウム層の厚みは、筐体における圧延接合体の断面の光学顕微鏡写真を取得し、その光学顕微鏡写真において任意の10点における純アルミニウム層の厚みを計測し、得られた値の平均値をいう。
純アルミニウム層の表面硬度HA(Hv)は、特に制限されないが、アルミニウム合金と同様に、硬くなる程、耐衝撃性は向上する。そのため、上限は特にないが、好ましくは50Hv以下である。下限としては20Hv以上であることが好ましく、さらに好ましくは25Hv以上である。本発明において、純アルミニウム層の表面硬度HAは、マイクロビッカース硬度計(荷重50gf)を用い、JIS Z 2244(ビッカース硬さ試験-試験方法)に準じて測定することができる。
3.電子機器用圧延接合体及び電子機器用筐体の製造方法
電子機器用圧延接合体は、ステンレス板とアルミニウム合金板又は純アルミニウム板を用意し、以下のような圧延接合方法により圧延接合を行って製造することができる。また、電子機器用筐体は、その圧延接合体を筐体の背面として用い、必要に応じて別途用意した金属材料もしくはプラスチック材料等と積層させ、プレス加工や削り出し等の成形加工を経ることによって得ることができる。
電子機器用圧延接合体は、ステンレス板とアルミニウム合金板又は純アルミニウム板を用意し、以下のような圧延接合方法により圧延接合を行って製造することができる。また、電子機器用筐体は、その圧延接合体を筐体の背面として用い、必要に応じて別途用意した金属材料もしくはプラスチック材料等と積層させ、プレス加工や削り出し等の成形加工を経ることによって得ることができる。
電子機器用圧延接合体を冷間接合法により製造する場合、ステンレス板とアルミニウム合金板又は純アルミニウム板の接合面にブラシ研磨等を施した後、両者を重ねあわせて冷間圧延しながら接合し、さらに焼鈍処理を施すことで製造することができる。冷間圧延の工程は多段階で行ってもよく、また焼鈍処理後に調質圧延を加えてもよい。この方法では、最終的な圧下率(接合前原板と圧延接合体の厚みより算出される圧下率)として20~90%の範囲で圧延接合される。冷間接合法で製造する場合、上記圧下率を考慮すると、原板の厚みは、ステンレス板は0.0125~6mm、好ましくは0.056~5mm、より好ましくは0.063~4mm、アルミニウム合金板は0.063~25mm、好ましくは0.13~17mm、より好ましくは0.25~11mm、純アルミニウム板は0.063~25mm、好ましくは0.13~17mm、より好ましくは0.25~11mmである。
温間接合法の場合、冷間接合法と同様に接合面にブラシ研磨等を施した後、両者あるいは片方を200~500℃に加熱して重ねあわせて温間圧延し接合することで製造することができる。この方法では、最終的な圧下率は15~40%程度となる。温間接合法で製造する場合、上記圧下率を考慮すると、原板の厚みは、ステンレス板は0.012~1mm、好ましくは0.053~0.83mm、より好ましくは0.059~0.067mm、アルミニウム合金板は0.059~4.2mm、好ましくは0.19~2.8mm、より好ましくは0.24~1.8mm、純アルミニウム板は0.059~4.2mm、好ましくは0.19~2.8mm、より好ましくは0.24~1.8mmである。
真空表面活性化接合法(以下、表面活性化接合法も同義)の場合、ステンレス板及びアルミニウム合金板又は純アルミニウム板の接合面をスパッタエッチングする工程と、スパッタエッチングした表面同士を、ステンレス層の圧下率が0%~25%の軽圧延となるように圧接して接合する工程と、200℃~400℃でのバッチ熱処理又は300℃~890℃での連続熱処理を行う工程とを含む方法によって製造できる。この製造方法では、スパッタエッチング処理工程及び接合工程を行う回数に応じて、得られる圧延接合体が有する層の数を変えることができ、例えば、2層からなる圧延接合体は、スパッタエッチング処理工程及び接合工程の組み合わせを1回行った後、熱処理を行うことで製造することができ、3層からなる圧延接合体は、スパッタエッチング処理工程及び接合工程の組み合わせを2回繰り返した後、熱処理を行うことで製造することができる。
以上のように、電子機器用圧延接合体を得る接合方法は限られないが、ステンレスの硬度が高くなり過ぎると靱性が低下し、ステンレスに割れが生じやすくなる上に、アルミニウム合金又は純アルミニウムとステンレスとの接合体においては、接合後の焼鈍においてステンレスの軟化焼鈍が困難なため、いずれの接合方法においても最終的な圧下率は40%以下が好ましい。より好ましくは30%以下、さらに好ましくは25%以下である。特にステンレス層は圧下率が高くなり過ぎると著しい加工硬化が生じ、靱性が低下するため、圧延接合時やそのハンドリング、又は筐体として使用する際にステンレス層に割れが生じる恐れがあり、そのためステンレス層の圧下率は35%以下が好ましい。以下、圧下率が低くとも接合しやすい表面活性化接合の製造方法について説明する。
接合前のステンレス板の厚みは、通常0.045mm以上であれば適用可能であり、下限は圧延接合体としたときのハンドリング性やある程度ステンレスの厚みがあった方が耐衝撃性の観点から好ましく、また筐体にした後、加飾や鏡面加工時の研磨代を確保するという観点から、好ましくは0.06mm以上、より好ましくは0.1mm以上である。上限はステンレス比率が高い方が耐衝撃性がより高くなるので特に制限はないが、ステンレス厚みが厚くなり過ぎると重くなるため、筐体としたときに軽量にする観点から、好ましくは0.6mm以下、より好ましくは0.5mm以下、さらに好ましくは0.4mm以下である。接合前のステンレス板の厚みは、マイクロメータ等によって測定可能であり、ステンレス板の表面上からランダムに選択した10点において測定した厚みの平均値をいう。
接合前のステンレス板の表面硬度(Hv)は、好ましくは160以上であり、より好ましくは180以上である。本発明では、圧延接合体におけるステンレス層の硬度が耐衝撃性に影響するが、前記の通り、接合直前の状態及び接合時に入るひずみによるステンレスの硬化の影響が大きいと考えられるため、接合前のステンレス板においてもその硬度をある程度制御することが好ましい。よって、ステンレス層の表面(Hv)は、好ましくは350以下であり、より好ましくは330以下である。
接合前のアルミニウム合金板の厚みは、通常0.05mm以上であれば適用可能であり、下限は好ましくは、0.1mm以上、さらに好ましくは0.2mm以上である。上限は、軽量化やコストの観点から通常3.3mm以下であり、好ましくは1.5mm以下、より好ましくは1.0mm以下である。接合前のアルミニウム合金板の厚みは、前記のステンレス板と同様にして決定することができる。
接合前の純アルミニウム板の厚みは、通常0.05mm以上であれば適用可能であり、下限は好ましくは、0.1mm以上、さらに好ましくは0.2mm以上である。上限は、軽量化やコストの観点から通常3.3mm以下であり、好ましくは2.2mm以下、より好ましくは1.5mm以下である。接合前の純アルミニウム板の厚みは、前記のステンレス板と同様にして決定することができる。
スパッタエッチング処理では、ステンレス板の接合面とアルミニウム合金板もしくは純アルミニウム面の接合面をそれぞれスパッタエッチングする。
スパッタエッチング処理は、具体的には、ステンレス板とアルミニウム合金板もしくは純アルミニウム板を、幅100mm~600mmの長尺コイルとして用意し、接合面を有するステンレス板とアルミニウム合金板もしくは純アルミニウム面をそれぞれアース接地した一方の電極とし、絶縁支持された他の電極との間に1MHz~50MHzの交流を印加してグロー放電を発生させ、且つグロー放電によって生じたプラズマ中に露出される電極の面積を前記の他の電極の面積の1/3以下として行う。スパッタエッチング処理中は、アース接地した電極が冷却ロールの形をとっており、各搬送材料の温度上昇を防いでいる。
スパッタエッチング処理では、真空中でステンレス板とアルミニウム合金板又は純アルミニウム板の接合する面を不活性ガスによりスパッタすることにより、表面の吸着物を完全に除去し、且つ表面の酸化膜の一部又は全部を除去する。酸化膜は必ずしも完全に除去する必要はなく、一部残存した状態であっても十分な接合力を得ることができる。酸化膜を一部残存させることにより、完全に除去する場合に比べてスパッタエッチング処理時間を大幅に減少させ、筐体の生産性を向上させることができる。不活性ガスとしては、アルゴン、ネオン、キセノン、クリプトン等や、これらを少なくとも1種類含む混合気体を適用することができる。ステンレス板とアルミニウム合金板又は純アルミニウム板のいずれについても、表面の吸着物は、エッチング量約1nm程度(SiO2換算)で完全に除去することができる。
ステンレス板についてのスパッタエッチング処理は、例えば単板の場合、真空下で、例えば100W~1KWのプラズマ出力で1~50分間行うことができ、また、例えばライン材のような長尺の材料の場合、真空下で、例えば100W~10KWのプラズマ出力、ライン速度1m/分~30m/分で行うことができる。この時の真空度は、表面への再吸着物を防止するため高い方が好ましいが、例えば1×10-5Pa~10Paであればよい。スパッタエッチング処理において、ステンレス板の温度は、アルミニウム合金板の軟化を防止する観点から、好ましくは常温~150℃に保たれる。
表面に酸化膜が一部残存するステンレス板は、ステンレス板のエッチング量を、例えば1nm~10nmにすることによって得られる。必要に応じて、10nmを超えるエッチング量としても良い。
アルミニウム合金板についてのスパッタエッチング処理は、例えば単板の場合、真空下で、例えば100W~1KWのプラズマ出力で1~50分間行うことができ、また、例えばライン材のような長尺の材料の場合、100W~10KWのプラズマ出力、ライン速度1m/分~30m/分で行うことができる。この時の真空度は、表面への再吸着物を防止するため高い方が好ましいが、1×10-5Pa~10Paであれば良い。
表面の酸化膜が一部残存するアルミニウム合金板は、アルミニウム合金板のエッチング量を、例えば1nm~10nmにすることによって得られる。必要に応じて、10nmを超えるエッチング量としても良い。
純アルミニウム板についてのスパッタエッチング処理は、例えば単板の場合、真空下で、例えば100W~1KWのプラズマ出力で1~50分間行うことができ、また、例えばライン材のような長尺の材料の場合、100W~10KWのプラズマ出力、ライン速度1m/分~30m/分で行うことができる。この時の真空度は、表面への再吸着物を防止するため高い方が好ましいが、1×10-5Pa~10Paであれば良い。
表面の酸化膜が一部残存する純アルミニウム板は、純アルミニウム板のエッチング量を、例えば1nm~10nmにすることによって得られる。必要に応じて、10nmを超えるエッチング量としても良い。
以上のようにしてスパッタエッチングしたステンレス板及びアルミニウム合金板又は純アルミニウム板の接合面を、ステンレス層の圧下率が0%~25%、好ましくは0%~15%の軽圧延となるように、例えばロール圧接により圧接して、ステンレス板とアルミニウム合金板又は純アルミニウム板を接合する。
ステンレス層の圧下率は、接合前のステンレス板の厚みと最終的な圧延接合体のステンレス層の厚みから求める。すなわち、ステンレス層の圧下率は、以下の式:(接合前の材料のステンレス板の厚み-最終的な圧延接合体のステンレス層の厚み)/接合前の材料のステンレス板の厚み、により求められる。
ステンレス層とアルミニウム合金層又は純アルミニウム層の接合においては、アルミニウム合金層又は純アルミニウム層の方が変形しやすい場合が多く、ステンレス層の圧下率はアルミニウム合金層又は純アルミニウム層の圧下率よりも低くなる。ステンレス層は圧下率が高いと加工硬化が生じやすくなるため、好ましくは15%以下、より好ましくは10%以下であり、さらに好ましくは8%以下である。なお、圧接の前後で厚みが変わらなくても良いため、圧下率の下限値は0%であるが、ステンレス板の硬度が低い場合、あえて加工硬化をさせることにより耐衝撃性を向上させることも可能である。この場合、好ましくは0.5%以上であり、より好ましくは2%以上であり、さらに好ましくは3%以上である。ステンレス層の圧下率は、耐衝撃性及び加工硬化の抑制との両立の観点から、好ましくは0~15%、特に好ましくは0.5~10%である。また、表面活性化接合法においては特に10%以下とすることが可能であり、よりステンレスの硬化の抑制が可能となる。
本発明において、アルミニウム合金層の圧下率は、特に制限されないが、拡散熱処理前の接合力確保のために5%以上が好ましく、より好ましくは6%以上であり、より好ましくは8%以上である。アルミニウム合金層の圧下率は、接合前のアルミニウム合金板の厚みと最終的な圧延接合体のアルミニウム合金層の厚みから求める。すなわち、アルミニウム合金層の圧下率は、以下の式:(接合前の材料のアルミニウム合金板の厚み-最終的な圧延接合体のアルミニウム合金層の厚み)/接合前の材料のアルミニウム合金板の厚み、により求められる。
アルミニウム合金層の圧下率の上限は、特に限定されずに、例えば表面活性化接合法に限らず70%以下であり、好ましくは50%以下であり、より好ましくは40%以下である。アルミニウム合金層の圧下率の上限がこの範囲であると厚み精度を保ちつつ、接合力を確保しやすい。また、表面活性化接合法においては特に18%以下とすることが可能であり、よりアルミニウム合金層の平坦性を維持することが可能となる。
本発明において、純アルミニウム層の圧下率は、特に制限されないが、拡散熱処理前の接合力確保のために5%以上が好ましく、より好ましくは10%以上であり、より好ましくは12%以上である。純アルミニウム層の圧下率は、接合前の純アルミニウム板の厚みと最終的な圧延接合体の純アルミニウム層の厚みから求める。すなわち、純アルミニウム層の圧下率は、以下の式:(接合前の材料の純アルミニウム板の厚み-最終的な圧延接合体の純アルミニウム層の厚み)/接合前の材料の純アルミニウム板の厚み、により求められる。
純アルミニウム層の圧下率の上限は、特に限定されずに、例えば表面活性化接合法に限らず70%以下であり、好ましくは50%以下であり、より好ましくは40%以下である。純アルミニウム層の圧下率の上限がこの範囲であると厚み精度を保ちつつ、接合力を確保しやすい。また、表面活性化接合法においては特に18%以下とすることが可能であり、より純アルミニウム層の平坦性を維持することが可能となる。
圧延接合体の圧下率は、表面活性化接合法の場合も40%以下が好ましく、より好ましくは15%以下、さらに好ましくは14%以下である。なお、下限は、特に制限はないが、接合強度の観点から、好ましくは4%以上、より好ましくは5%以上、さらに好ましくは6%以上、特に好ましくは7.5%以上である。表面活性化接合法においては特に上限を15%以下、下限を4%以上とすることが可能であり、より安定的に特性を得やすい。圧延接合体の圧下率は、接合前の材料のステンレス板及びアルミニウム合金板又は純アルミニウム板の総厚みと、最終的な圧延接合体の厚みから求める。すなわち、圧延接合体の圧下率は、以下の式:(接合前の材料のステンレス板及びアルミニウム合金板又は純アルミニウム板の総厚み-最終的な圧延接合体の厚み)/接合前の材料のステンレス板及びアルミニウム合金板又は純アルミニウム板の総厚み、により求められる。
ロール圧接の圧延線荷重は、特に限定されずに、圧延接合体の所定の圧下率を達成するように設定し、例えば、表面活性化接合の場合、1.6tf/cm~10.0tf/cmの範囲に設定することができる。例えば圧接ロールのロール直径が100mm~250mmのとき、ロール圧接の圧延線荷重は、好ましくは1.9tf/cm~4.0tf/cmであり、より好ましくは2.3tf/cm~3.0tf/cmである。ただし、ロール直径が大きくなった場合や接合前のステンレス板やアルミニウム合金板又は純アルミニウム板の厚みが厚い場合等には、所定の圧下率を達成するために圧力確保のために圧延線荷重を高くすることが必要になる場合があり、この数値範囲に限定されるものではない。
接合時の温度は、特に限定されずに、例えば表面活性化接合の場合、常温~150℃である。
表面活性化接合の場合、接合は、ステンレス板とアルミニウム合金板又は純アルミニウム板表面への酸素の再吸着によって両者間の接合強度が低下するのを防止するため、非酸化雰囲気中、例えばAr等の不活性ガス雰囲気中で行うことが好ましい。
以上のようにしてステンレス板とアルミニウム合金板又は純アルミニウム板を接合して得た圧延接合体について、熱処理を行う。熱処理によって、各層の間の密着性を高めて十分な接合力とできる。
熱処理温度は、例えばバッチ熱処理の場合、200℃~400℃であり、好ましくは200℃~370℃であり、さらに好ましくは250℃~345℃である。また、例えば連続熱処理の場合、300~890℃であり、好ましくは300℃~800℃であり、さらに好ましくは350℃~550℃である。この熱処理温度では、ステンレスは未再結晶温度域でありほぼ軟化せず、アルミニウム合金及び純アルミニウムでは加工ひずみが除かれて軟化する温度域である。なお、熱処理温度とは、熱処理を行う圧延接合体の温度をいう。
また、この熱処理では、少なくともステンレスに含まれる金属元素(例えば、Fe、Cr、Ni)がアルミニウム合金層又は純アルミニウム層に熱拡散する。また、ステンレスに含まれる金属元素と、アルミニウムとを相互に熱拡散させても良い。
熱処理時間は、熱処理方法(バッチ熱処理又は連続熱処理)、熱処理温度や熱処理を行う圧延接合体のサイズに応じて適宜設定することができる。例えば、バッチ熱処理の場合、圧延接合体の温度が所定の温度になってから圧延接合体を0.5~10時間均熱保持し、好ましくは2~8時間均熱保持する。なお、金属間化合物が形成されなければ10時間以上のバッチ熱処理を行っても問題ない。また、連続熱処理の場合、圧延接合体の温度が所定の温度になってから圧延接合体を20秒~5分間均熱保持する。なお、熱処理時間とは、熱処理を行う圧延接合体が所定の温度になってからの時間をいい、圧延接合体の昇温時間は含まない。熱処理時間は例えば、A4版(用紙サイズ)程度の小さい材料については、バッチ熱処理では1~2時間程度で十分あるが、長尺もの、例えば幅100mm以上、長さ10m以上のコイル材などの大きい材料については、バッチ熱処理では2~8時間程度必要である。以上の工程を経て、本発明に係る電子機器用圧延接合体を製造することができる。
電子機器用圧延接合体のアルミニウム合金層又は純アルミニウム層の表面硬度が所定の関係式を満たすように制御するための手段として、例えば、目標とする圧延接合体の厚みに対して、アルミニウム合金層又は純アルミニウム層が厚い圧延接合体を一旦作製した後、圧延接合体のアルミニウム合金層又は純アルミニウム層を研削して厚みを薄くし、目標とする厚みに仕上げる方法が挙げられる。アルミニウム合金層又は純アルミニウム層を研削することにより、アルミニウム合金層又は純アルミニウム層が硬化し、硬度を向上させることができる。また、接合し熱処理を行って得られた圧延接合体について、1~2%程度の伸び率になるようにテンションレベラーによる形状修正を実施しても良い。この形状修正により、厚みが1~2%程度減少し、アルミニウム合金層又は純アルミニウム層を硬化させ、表面硬度を向上させることができる。これらの手段は、適宜組み合わせても良く、例えば、テンションレベラーによる形状修正を実施した後に、アルミニウム合金層又は純アルミニウム層の研削を行うことができる。
また、電子機器用圧延接合体のステンレス層の表面硬度を高めて所定の関係式を満たすように制御するための手段として、例えば、表面硬度の高い原材料(硬さが高い順に、調質記号H>3/4H>1/2H>BA)を用意し、これを接合して圧延接合体を作製する方法が挙げられる。ただし、ステンレス層の表面硬度が高過ぎると筐体への加工が困難となるため留意するものとする。あるいは、圧延接合する際の荷重を高くすることで、接合後の圧延接合体のステンレス層の表面硬度を高めても良い。例えば、ステンレス層の圧下率が0.5~10%になるように接合することで、ステンレス層の表面硬度は160~200(Hv)から270(Hv)程度まで増加し、耐衝撃性を向上させることができる。
製造した電子機器用圧延接合体は、プレス加工や内面の削り出し等の成形加工を経て電子機器用筐体の背面として用いることができる。その他、厚さが薄く且つ高い耐衝撃性を活かして、内部補強部材等の電子機器に用いられる圧延接合体として広く利用することができる。
以下、実施例及び比較例に基づき本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
1.ステンレス層/アルミニウム合金層からなる電子機器用圧延接合体
(実施例1)
原板として以下の種類の材料を用意し、表面活性化接合法により、電子機器用圧延接合体を製造した。
ステンレス材としてSUS304 BA(厚み0.25mm)を用い、アルミニウム合金材としてアルミニウム合金A5052 H34(厚み0.8mm)を用いた。
SUS304及びA5052の接合する各々の面に対してスパッタエッチング処理を実施した。SUS304についてのスパッタエッチングは、スパッタガスとしてArを流入し、0.1Pa下で、プラズマ出力4800W、ライン速度4m/分の条件にて実施し、A5052についてのスパッタエッチングは、スパッタガスとしてArを流入し、0.1Pa下で、プラズマ出力6400W、ライン速度4m/分の条件にて実施した。
スパッタエッチング処理後のSUS304とA5052を、常温で、圧延線荷重3.0tf/cm~6.0tf/cmにてロール圧接により接合し、SUS304とA5052の圧延接合体を得た。この圧延接合体に対し、320℃、8時間の条件でバッチ熱処理を行った。
続いて、上記圧延接合体についてテンションレベラーによる伸び率1~2%程度の形状修正を実施した。これによって、圧延接合体の総厚みを1~2%程度減少させ、アルミニウム合金層を硬化させた。その後、上記圧延接合体のA5052面を、エメリー紙を用いて研削し、圧延接合体の総厚みが0.561mmになるようにして電子機器用圧延接合体を製造した。
(実施例1)
原板として以下の種類の材料を用意し、表面活性化接合法により、電子機器用圧延接合体を製造した。
ステンレス材としてSUS304 BA(厚み0.25mm)を用い、アルミニウム合金材としてアルミニウム合金A5052 H34(厚み0.8mm)を用いた。
SUS304及びA5052の接合する各々の面に対してスパッタエッチング処理を実施した。SUS304についてのスパッタエッチングは、スパッタガスとしてArを流入し、0.1Pa下で、プラズマ出力4800W、ライン速度4m/分の条件にて実施し、A5052についてのスパッタエッチングは、スパッタガスとしてArを流入し、0.1Pa下で、プラズマ出力6400W、ライン速度4m/分の条件にて実施した。
スパッタエッチング処理後のSUS304とA5052を、常温で、圧延線荷重3.0tf/cm~6.0tf/cmにてロール圧接により接合し、SUS304とA5052の圧延接合体を得た。この圧延接合体に対し、320℃、8時間の条件でバッチ熱処理を行った。
続いて、上記圧延接合体についてテンションレベラーによる伸び率1~2%程度の形状修正を実施した。これによって、圧延接合体の総厚みを1~2%程度減少させ、アルミニウム合金層を硬化させた。その後、上記圧延接合体のA5052面を、エメリー紙を用いて研削し、圧延接合体の総厚みが0.561mmになるようにして電子機器用圧延接合体を製造した。
(実施例2)
原板として以下の種類の材料を用意し、表面活性化接合法により、電子機器用圧延接合体を製造した。
ステンレス材としてSUS304 BA(厚み0.05mm)を用い、アルミニウム合金材としてアルミニウム合金A5052 H34(厚み0.8mm)を用いた。
SUS304及びA5052の接合する各々の面に対してスパッタエッチング処理を実施した。SUS304についてのスパッタエッチングは、スパッタガスとしてArを流入し、0.3Pa下で、プラズマ出力700W、12分間の条件にて実施し、A5052についてのスパッタエッチングは、スパッタガスとしてArを流入し、0.3Pa下で、プラズマ出力700W、12分間の条件にて実施した。
スパッタエッチング処理後のSUS304とA5052を、常温で、圧延ロール径100mm~250mm、圧延線荷重0.5tf/cm~5.0tf/cmの加圧力で、ステンレス層の圧下率0~5%にてロール圧接により接合し、SUS304とA5052の圧延接合体を得た。この圧延接合体に対し、300℃、1時間の条件でバッチ熱処理を行い、総厚み0.800mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
原板として以下の種類の材料を用意し、表面活性化接合法により、電子機器用圧延接合体を製造した。
ステンレス材としてSUS304 BA(厚み0.05mm)を用い、アルミニウム合金材としてアルミニウム合金A5052 H34(厚み0.8mm)を用いた。
SUS304及びA5052の接合する各々の面に対してスパッタエッチング処理を実施した。SUS304についてのスパッタエッチングは、スパッタガスとしてArを流入し、0.3Pa下で、プラズマ出力700W、12分間の条件にて実施し、A5052についてのスパッタエッチングは、スパッタガスとしてArを流入し、0.3Pa下で、プラズマ出力700W、12分間の条件にて実施した。
スパッタエッチング処理後のSUS304とA5052を、常温で、圧延ロール径100mm~250mm、圧延線荷重0.5tf/cm~5.0tf/cmの加圧力で、ステンレス層の圧下率0~5%にてロール圧接により接合し、SUS304とA5052の圧延接合体を得た。この圧延接合体に対し、300℃、1時間の条件でバッチ熱処理を行い、総厚み0.800mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
(実施例3)
ステンレス材としてSUS304 BA(厚み0.15mm)を用い、アルミニウム合金材としてアルミニウム合金A5052 H34(厚み0.5mm)を用い、さらに、圧延接合体の総厚みが0.457mmになるように切削した以外は、上記実施例1と同様にして電子機器用圧延接合体を製造した。
ステンレス材としてSUS304 BA(厚み0.15mm)を用い、アルミニウム合金材としてアルミニウム合金A5052 H34(厚み0.5mm)を用い、さらに、圧延接合体の総厚みが0.457mmになるように切削した以外は、上記実施例1と同様にして電子機器用圧延接合体を製造した。
(実施例4)
ステンレス材としてSUS316L BA(厚み0.1mm)を用い、アルミニウム合金材としてアルミニウム合金A5052 H34(厚み0.5mm)を用い、さらに、テンションレベラーによる形状修正とアルミニウム合金層の研削を行わない以外は、上記実施例1と同様にして総厚み0.579mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
ステンレス材としてSUS316L BA(厚み0.1mm)を用い、アルミニウム合金材としてアルミニウム合金A5052 H34(厚み0.5mm)を用い、さらに、テンションレベラーによる形状修正とアルミニウム合金層の研削を行わない以外は、上記実施例1と同様にして総厚み0.579mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
(実施例5)
ステンレス材としてSUS316L BA(厚み0.1mm)を用い、アルミニウム合金材としてアルミニウム合金A5052 H34(厚み0.5mm)を用い、さらに、アルミニウム合金層の研削を行わない以外は、上記実施例1と同様にして総厚み0.579mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
ステンレス材としてSUS316L BA(厚み0.1mm)を用い、アルミニウム合金材としてアルミニウム合金A5052 H34(厚み0.5mm)を用い、さらに、アルミニウム合金層の研削を行わない以外は、上記実施例1と同様にして総厚み0.579mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
(実施例6)
ステンレス材としてSUS304 BA(厚み0.2mm)を用い、アルミニウム合金材としてアルミニウム合金A5052 H34(厚み0.4mm)を用いた以外は、上記実施例2と同様にして総厚み0.552mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
ステンレス材としてSUS304 BA(厚み0.2mm)を用い、アルミニウム合金材としてアルミニウム合金A5052 H34(厚み0.4mm)を用いた以外は、上記実施例2と同様にして総厚み0.552mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
(実施例7)
ステンレス材としてSUS304 BA(厚み0.15mm)を用い、アルミニウム合金材としてアルミニウム合金A5052 H34(厚み0.5mm)を用い、さらに、アルミニウム合金層の研削を行わない以外は、上記実施例1と同様にして総厚み0.595mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
ステンレス材としてSUS304 BA(厚み0.15mm)を用い、アルミニウム合金材としてアルミニウム合金A5052 H34(厚み0.5mm)を用い、さらに、アルミニウム合金層の研削を行わない以外は、上記実施例1と同様にして総厚み0.595mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
(実施例8)
ステンレス材としてSUS304 3/4H(厚み0.15mm)を用い、アルミニウム合金材としてアルミニウム合金A5052 H34(厚み0.47mm)を用い、上記実施例1と同様にして総厚み0.560mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
ステンレス材としてSUS304 3/4H(厚み0.15mm)を用い、アルミニウム合金材としてアルミニウム合金A5052 H34(厚み0.47mm)を用い、上記実施例1と同様にして総厚み0.560mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
(実施例9)
ステンレス材としてSUS304 H(厚み0.2mm)を用い、アルミニウム合金材としてアルミニウム合金A5052 H34(厚み0.25mm)を用い、上記実施例1と同様にして総厚み0.403mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
ステンレス材としてSUS304 H(厚み0.2mm)を用い、アルミニウム合金材としてアルミニウム合金A5052 H34(厚み0.25mm)を用い、上記実施例1と同様にして総厚み0.403mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
(実施例10)
ステンレス材としてSUS304 1/2H(厚み0.25mm)を用い、さらに、圧延接合体の総厚みが0.601mmになるように切削した以外は、上記実施例1と同様にして電子機器用圧延接合体を製造した。
ステンレス材としてSUS304 1/2H(厚み0.25mm)を用い、さらに、圧延接合体の総厚みが0.601mmになるように切削した以外は、上記実施例1と同様にして電子機器用圧延接合体を製造した。
(実施例11)
ステンレス材としてSUS316L 1/2H(厚み0.05mm)を用いた以外は、上記実施例2と同様にして総厚み0.801mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
ステンレス材としてSUS316L 1/2H(厚み0.05mm)を用いた以外は、上記実施例2と同様にして総厚み0.801mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
(実施例12)
ステンレス材としてSUS304 1/2H(厚み0.1mm)を用いた以外は、上記実施例2と同様にして総厚み0.798mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
ステンレス材としてSUS304 1/2H(厚み0.1mm)を用いた以外は、上記実施例2と同様にして総厚み0.798mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
(実施例13)
ステンレス材としてSUS304 BA(厚み0.1mm)を用いた以外は、上記実施例2と同様にして総厚み0.803mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
ステンレス材としてSUS304 BA(厚み0.1mm)を用いた以外は、上記実施例2と同様にして総厚み0.803mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
(実施例14)
ステンレス材としてSUS304 BA(厚み0.2mm)を用いた以外は、上記実施例2と同様にして総厚み0.952mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
ステンレス材としてSUS304 BA(厚み0.2mm)を用いた以外は、上記実施例2と同様にして総厚み0.952mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
(実施例15)
ステンレス材としてSUS304 1/2H(厚み0.2mm)を用いた以外は、上記実施例2と同様にして総厚み0.907mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
ステンレス材としてSUS304 1/2H(厚み0.2mm)を用いた以外は、上記実施例2と同様にして総厚み0.907mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
(実施例16)
アルミニウム合金層の研削を行わない以外は、上記実施例1と同様にして総厚み0.970mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
アルミニウム合金層の研削を行わない以外は、上記実施例1と同様にして総厚み0.970mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
(実施例17)
ステンレス材としてSUS304 BA(厚み0.5mm)を用い、アルミニウム合金材としてA5052 H34(厚み0.3mm)を用いた以外は、上記実施例2と同様にして総厚み0.768mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
ステンレス材としてSUS304 BA(厚み0.5mm)を用い、アルミニウム合金材としてA5052 H34(厚み0.3mm)を用いた以外は、上記実施例2と同様にして総厚み0.768mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
(実施例18)
ステンレス材としてSUS304 1/2H(厚み0.25mm)を用い、アルミニウム合金層の研削を行わない以外は、上記実施例1と同様にして総厚み0.984mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
ステンレス材としてSUS304 1/2H(厚み0.25mm)を用い、アルミニウム合金層の研削を行わない以外は、上記実施例1と同様にして総厚み0.984mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
(比較例1)
ステンレス材としてSUS304 BA(厚み0.1mm)を用い、アルミニウム合金材としてA5052 H34(厚み0.3mm)を用いた以外は、上記実施例2と同様にして総厚み0.400mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
ステンレス材としてSUS304 BA(厚み0.1mm)を用い、アルミニウム合金材としてA5052 H34(厚み0.3mm)を用いた以外は、上記実施例2と同様にして総厚み0.400mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
(比較例2)
ステンレス材としてSUS304 BA(厚み0.15mm)を用い、アルミニウム合金材としてA5052 H34(厚み0.5mm)を用いた以外は、上記実施例1と同様にして総厚み0.363mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
ステンレス材としてSUS304 BA(厚み0.15mm)を用い、アルミニウム合金材としてA5052 H34(厚み0.5mm)を用いた以外は、上記実施例1と同様にして総厚み0.363mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
[ステンレス層・アルミニウム合金層の厚み]
実施例1~18及び比較例1~2で得られた圧延接合体の断面の光学顕微鏡写真を取得し、その光学顕微鏡写真において任意の10点におけるステンレス層及びアルミニウム合金層の厚みを計測し、得られた値の平均値を算出した。
実施例1~18及び比較例1~2で得られた圧延接合体の断面の光学顕微鏡写真を取得し、その光学顕微鏡写真において任意の10点におけるステンレス層及びアルミニウム合金層の厚みを計測し、得られた値の平均値を算出した。
[圧延接合体の厚み(総厚み)]
圧延接合体上の任意の30点における厚みをマイクロメータで測定し、得られた測定値の平均値を算出した。
圧延接合体上の任意の30点における厚みをマイクロメータで測定し、得られた測定値の平均値を算出した。
[表面硬度]
マイクロビッカース硬度計(荷重200gf)を用い、ステンレス層の表面硬度(Hv)をJIS Z 2244(ビッカース硬さ試験-試験方法)に準じて測定した。また、マイクロビッカース硬度計(荷重50gf)を用い、アルミニウム合金層の表面硬度(Hv)をJIS Z 2244(ビッカース硬さ試験-試験方法)に準じて測定した。
マイクロビッカース硬度計(荷重200gf)を用い、ステンレス層の表面硬度(Hv)をJIS Z 2244(ビッカース硬さ試験-試験方法)に準じて測定した。また、マイクロビッカース硬度計(荷重50gf)を用い、アルミニウム合金層の表面硬度(Hv)をJIS Z 2244(ビッカース硬さ試験-試験方法)に準じて測定した。
[変形高さの測定]
実施例1~18及び比較例1~2で得られた圧延接合体の上に固定した鋼球に、重りを所定の高さから落下させ、圧延接合体の変形量から耐衝撃性を評価した。具体的には、図1に示すように、ドーナツ状のプラスチック製台座10(外径17mm、内径10mm、高さ5mm)の上に、測定対象の圧延接合体1(サイズ:25mm×25mm)をアルミニウム合金層が下側になるように載置した。その圧延接合体1の上に、鋼球20(SUJ2、直径6mm)を置き、20gの重り40を、L=500mmの高さからアクリル管30に沿って落下させた。そして、図2に示すように、アルミニウム合金層2が上側、ステンレス層3が下側になるようにし、落下試験前後の圧延接合体の厚みをデジタルゲージ(PEACOCK社製 DG-205)で測定し、その差d(μm)を変形高さとして耐衝撃性の指標とした。
実施例1~18及び比較例1~2で得られた圧延接合体の上に固定した鋼球に、重りを所定の高さから落下させ、圧延接合体の変形量から耐衝撃性を評価した。具体的には、図1に示すように、ドーナツ状のプラスチック製台座10(外径17mm、内径10mm、高さ5mm)の上に、測定対象の圧延接合体1(サイズ:25mm×25mm)をアルミニウム合金層が下側になるように載置した。その圧延接合体1の上に、鋼球20(SUJ2、直径6mm)を置き、20gの重り40を、L=500mmの高さからアクリル管30に沿って落下させた。そして、図2に示すように、アルミニウム合金層2が上側、ステンレス層3が下側になるようにし、落下試験前後の圧延接合体の厚みをデジタルゲージ(PEACOCK社製 DG-205)で測定し、その差d(μm)を変形高さとして耐衝撃性の指標とした。
[評価結果]
実施例1~18及び比較例1~2の圧延接合体について測定したステンレス層及びアルミニウム合金層の厚み及び表面硬度、圧延接合体の総厚み、並びにそれらの値に基づき求められるHSTS 2、HAATAA 2、HSTS 2+HAATAA 2の各値を表1にまとめて示す。また、測定した変形高さ(μm)の値も表1に示す。さらに、図3に、実施例1~18及び比較例1~2の圧延接合体についての、HSTS 2+HAATAA 2と変形高さ(μm)の関係を示す。
実施例1~18及び比較例1~2の圧延接合体について測定したステンレス層及びアルミニウム合金層の厚み及び表面硬度、圧延接合体の総厚み、並びにそれらの値に基づき求められるHSTS 2、HAATAA 2、HSTS 2+HAATAA 2の各値を表1にまとめて示す。また、測定した変形高さ(μm)の値も表1に示す。さらに、図3に、実施例1~18及び比較例1~2の圧延接合体についての、HSTS 2+HAATAA 2と変形高さ(μm)の関係を示す。
[評価結果]
表1及び図3の結果から、ステンレス層とアルミニウム合金層からなる圧延接合体については、下記式(1)
HSTS 2+HAATAA 2≧11.18 (1)
を満たすことにより、変形高さを400μm以下に抑制できることが分かった。400μm以下の変形高さは、圧延接合体を電子機器の筐体として使用した場合に、筐体内部に実装される部品に悪影響を与えることがない範囲であると評価することができる。
また、下記式(2)
HSTS 2+HAATAA 2≧14.72 (2)
を満たすことにより、変形高さがさらに小さくなり、340μm以下に抑制できることが分かった。340μm以下の変形高さは、圧延接合体を電子機器の筐体として使用した場合に、筐体内部に実装される部品に悪影響を与えることが全くない範囲であり、電子機器全体の薄型化、電池容量の増加、実装容量の増加等を図ることができる。
表1及び図3の結果から、ステンレス層とアルミニウム合金層からなる圧延接合体については、下記式(1)
HSTS 2+HAATAA 2≧11.18 (1)
を満たすことにより、変形高さを400μm以下に抑制できることが分かった。400μm以下の変形高さは、圧延接合体を電子機器の筐体として使用した場合に、筐体内部に実装される部品に悪影響を与えることがない範囲であると評価することができる。
また、下記式(2)
HSTS 2+HAATAA 2≧14.72 (2)
を満たすことにより、変形高さがさらに小さくなり、340μm以下に抑制できることが分かった。340μm以下の変形高さは、圧延接合体を電子機器の筐体として使用した場合に、筐体内部に実装される部品に悪影響を与えることが全くない範囲であり、電子機器全体の薄型化、電池容量の増加、実装容量の増加等を図ることができる。
2.ステンレス層/純アルミニウム層からなる電子機器用圧延接合体
(実施例19)
原板として以下の種類の材料を用意し、表面活性化接合法により、電子機器用圧延接合体を製造した。
ステンレス材としてSUS304 3/4H(厚み0.2mm)を用い、純アルミニウム合金材として純アルミニウムA1050 H18(厚み0.85mm)を用いた。
SUS304及びA1050の接合する各々の面に対してスパッタエッチング処理を実施した。SUS304についてのスパッタエッチングは、スパッタガスとしてArを流入し、0.3Pa下で、プラズマ出力700W、12分間の条件にて実施し、A1050についてのスパッタエッチングは、スパッタガスとしてArを流入し、0.3Pa下で、プラズマ出力700W、12分間の条件にて実施した。
スパッタエッチング処理後のSUS304とA1050を、常温で、圧延ロール径100mm~250mm、圧延線荷重0.5tf/cm~5.0tf/cmの加圧力で、ステンレス層の圧下率0~5%にてロール圧接により接合し、SUS304とA1050の圧延接合体を得た。この圧延接合体に対し、300℃、1時間の条件でバッチ熱処理を行い、総厚み0.883mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
(実施例19)
原板として以下の種類の材料を用意し、表面活性化接合法により、電子機器用圧延接合体を製造した。
ステンレス材としてSUS304 3/4H(厚み0.2mm)を用い、純アルミニウム合金材として純アルミニウムA1050 H18(厚み0.85mm)を用いた。
SUS304及びA1050の接合する各々の面に対してスパッタエッチング処理を実施した。SUS304についてのスパッタエッチングは、スパッタガスとしてArを流入し、0.3Pa下で、プラズマ出力700W、12分間の条件にて実施し、A1050についてのスパッタエッチングは、スパッタガスとしてArを流入し、0.3Pa下で、プラズマ出力700W、12分間の条件にて実施した。
スパッタエッチング処理後のSUS304とA1050を、常温で、圧延ロール径100mm~250mm、圧延線荷重0.5tf/cm~5.0tf/cmの加圧力で、ステンレス層の圧下率0~5%にてロール圧接により接合し、SUS304とA1050の圧延接合体を得た。この圧延接合体に対し、300℃、1時間の条件でバッチ熱処理を行い、総厚み0.883mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
(実施例20)
原板として以下の種類の材料を用意し、表面活性化接合法により、電子機器用圧延接合体を製造した。
ステンレス材としてSUS304 BA(厚み0.25mm)を用い、純アルミニウム材として純アルミニウムA1050 H18(厚み0.85mm)を用いた。
SUS304及びA1050の接合する各々の面に対してスパッタエッチング処理を実施した。SUS304についてのスパッタエッチングは、スパッタガスとしてArを流入し、0.1Pa下で、プラズマ出力4800W、ライン速度4m/分の条件にて実施し、A1050についてのスパッタエッチングは、スパッタガスとしてArを流入し、0.1Pa下で、プラズマ出力6400W、ライン速度4m/分の条件にて実施した。
スパッタエッチング処理後のSUS304とA1050を、常温で、圧延線荷重3.0tf/cm~6.0tf/cmにてロール圧接により接合し、SUS304とA1050の圧延接合体を得た。この圧延接合体に対し、300℃、8時間の条件でバッチ熱処理を行った。
続いて、上記圧延接合体についてテンションレベラーによる伸び率1~2%程度の形状修正を実施した。これによって、圧延接合体の総厚みを1~2%程度減少させ、アルミニウム合金層を硬化させ、総厚みが0.995mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
原板として以下の種類の材料を用意し、表面活性化接合法により、電子機器用圧延接合体を製造した。
ステンレス材としてSUS304 BA(厚み0.25mm)を用い、純アルミニウム材として純アルミニウムA1050 H18(厚み0.85mm)を用いた。
SUS304及びA1050の接合する各々の面に対してスパッタエッチング処理を実施した。SUS304についてのスパッタエッチングは、スパッタガスとしてArを流入し、0.1Pa下で、プラズマ出力4800W、ライン速度4m/分の条件にて実施し、A1050についてのスパッタエッチングは、スパッタガスとしてArを流入し、0.1Pa下で、プラズマ出力6400W、ライン速度4m/分の条件にて実施した。
スパッタエッチング処理後のSUS304とA1050を、常温で、圧延線荷重3.0tf/cm~6.0tf/cmにてロール圧接により接合し、SUS304とA1050の圧延接合体を得た。この圧延接合体に対し、300℃、8時間の条件でバッチ熱処理を行った。
続いて、上記圧延接合体についてテンションレベラーによる伸び率1~2%程度の形状修正を実施した。これによって、圧延接合体の総厚みを1~2%程度減少させ、アルミニウム合金層を硬化させ、総厚みが0.995mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
(実施例21)
ステンレス材としてSUS316L BA(厚み0.25mm)を用いた以外は、上記実施例20と同様にして総厚み0.988mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
ステンレス材としてSUS316L BA(厚み0.25mm)を用いた以外は、上記実施例20と同様にして総厚み0.988mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
(実施例22)
ステンレス材としてSUS304 1/2H(厚み0.27mm)を用い、純アルミニウム材として純アルミニウムA1100 H18(厚み0.85mm)を用いた以外は、上記実施例20と同様にして総厚み1.01mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
ステンレス材としてSUS304 1/2H(厚み0.27mm)を用い、純アルミニウム材として純アルミニウムA1100 H18(厚み0.85mm)を用いた以外は、上記実施例20と同様にして総厚み1.01mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
(実施例23)
ステンレス材としてSUS304 3/4H(厚み0.3mm)を用いた以外は、上記実施例19と同様にして総厚み1.012mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
ステンレス材としてSUS304 3/4H(厚み0.3mm)を用いた以外は、上記実施例19と同様にして総厚み1.012mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
(比較例3)
ステンレス材としてSUS304 BA(厚み0.2mm)を用い、純アルミニウム材として純アルミニウムA1050 H34(厚み0.4mm)を用いた以外は、上記実施例19と同様にして総厚み0.550mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
ステンレス材としてSUS304 BA(厚み0.2mm)を用い、純アルミニウム材として純アルミニウムA1050 H34(厚み0.4mm)を用いた以外は、上記実施例19と同様にして総厚み0.550mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
[ステンレス層・純アルミニウム層の厚み等の測定]
実施例19~23及び比較例3で得られた圧延接合体について、アルミニウム合金層を純アルミニウム層に置き換えて説明を適用する以外は、上述のステンレス層/アルミニウム合金層からなる電子機器用圧延接合体の測定方法と同様にして、ステンレス層及び純アルミニウム層の厚み、圧延接合体の総厚み、ステンレス層及び純アルミニウム層の表面硬度、並びに耐衝撃性の指標としての変形高さを測定した。その結果を表2にまとめて示す。さらに、図4に、実施例19~23及び比較例3の圧延接合体についての、HSTS 2+HATA 2と変形高さ(μm)の関係を示す。
実施例19~23及び比較例3で得られた圧延接合体について、アルミニウム合金層を純アルミニウム層に置き換えて説明を適用する以外は、上述のステンレス層/アルミニウム合金層からなる電子機器用圧延接合体の測定方法と同様にして、ステンレス層及び純アルミニウム層の厚み、圧延接合体の総厚み、ステンレス層及び純アルミニウム層の表面硬度、並びに耐衝撃性の指標としての変形高さを測定した。その結果を表2にまとめて示す。さらに、図4に、実施例19~23及び比較例3の圧延接合体についての、HSTS 2+HATA 2と変形高さ(μm)の関係を示す。
[評価結果]
表2及び図4の結果から、ステンレス層と純アルミニウム層からなる圧延接合体については、下記式(3)
HSTS 2+HATA 2≧17.93 (3)
を満たすことにより、変形高さを400μm以下に抑制できることが分かった。400μm以下の変形高さは、圧延接合体を電子機器の筐体として使用した場合に、筐体内部に実装される部品に悪影響を与えることがない範囲であると評価される。
また、下記式(4)
HSTS 2+HATA 2≧22.52 (4)
を満たすことにより、変形高さがさらに小さくなり、340μm以下に抑制できることが明らかとなった。340μm以下の変形高さは、圧延接合体を電子機器の筐体として使用した場合に、筐体内部に実装される部品に悪影響を与えることが全くない範囲であり、電子機器全体の薄型化、電池容量の増加、実装容量の増加等を図ることができる。
表2及び図4の結果から、ステンレス層と純アルミニウム層からなる圧延接合体については、下記式(3)
HSTS 2+HATA 2≧17.93 (3)
を満たすことにより、変形高さを400μm以下に抑制できることが分かった。400μm以下の変形高さは、圧延接合体を電子機器の筐体として使用した場合に、筐体内部に実装される部品に悪影響を与えることがない範囲であると評価される。
また、下記式(4)
HSTS 2+HATA 2≧22.52 (4)
を満たすことにより、変形高さがさらに小さくなり、340μm以下に抑制できることが明らかとなった。340μm以下の変形高さは、圧延接合体を電子機器の筐体として使用した場合に、筐体内部に実装される部品に悪影響を与えることが全くない範囲であり、電子機器全体の薄型化、電池容量の増加、実装容量の増加等を図ることができる。
3.ステンレス層/アルミニウム合金層よりなる圧延接合体から成形加工された電子機器用筐体
(実施例24)
まず、原板として以下の種類の材料を用意し、表面活性化接合法により、圧延接合体を製造した。
ステンレス材としてSUS304 BA(厚み0.25mm)を用い、アルミニウム合金材としてアルミニウム合金A5052 H34(厚み0.8mm)を用いた。
SUS304及びA5052の接合する各々の面に対してスパッタエッチング処理を実施した。SUS304についてのスパッタエッチングは、スパッタガスとしてArを流入し、0.1Pa下で、プラズマ出力4800W、ライン速度4m/分の条件にて実施し、A5052についてのスパッタエッチングは、スパッタガスとしてArを流入し、0.1Pa下で、プラズマ出力6400W、ライン速度4m/分の条件にて実施した。
スパッタエッチング処理後のSUS304とA5052を、常温で、圧延線荷重3.0tf/cm~6.0tf/cmにてロール圧接により接合し、SUS304とA5052の圧延接合体を得た。この圧延接合体に対し、320℃、8時間の条件でバッチ熱処理を行った。
続いて、上記圧延接合体についてテンションレベラーによる伸び率1~2%程度の形状修正を実施した。これによって、圧延接合体の総厚みを1~2%程度減少させ、アルミニウム合金層を硬化させ、総厚み0.970mmの圧延接合体を製造した。
(実施例24)
まず、原板として以下の種類の材料を用意し、表面活性化接合法により、圧延接合体を製造した。
ステンレス材としてSUS304 BA(厚み0.25mm)を用い、アルミニウム合金材としてアルミニウム合金A5052 H34(厚み0.8mm)を用いた。
SUS304及びA5052の接合する各々の面に対してスパッタエッチング処理を実施した。SUS304についてのスパッタエッチングは、スパッタガスとしてArを流入し、0.1Pa下で、プラズマ出力4800W、ライン速度4m/分の条件にて実施し、A5052についてのスパッタエッチングは、スパッタガスとしてArを流入し、0.1Pa下で、プラズマ出力6400W、ライン速度4m/分の条件にて実施した。
スパッタエッチング処理後のSUS304とA5052を、常温で、圧延線荷重3.0tf/cm~6.0tf/cmにてロール圧接により接合し、SUS304とA5052の圧延接合体を得た。この圧延接合体に対し、320℃、8時間の条件でバッチ熱処理を行った。
続いて、上記圧延接合体についてテンションレベラーによる伸び率1~2%程度の形状修正を実施した。これによって、圧延接合体の総厚みを1~2%程度減少させ、アルミニウム合金層を硬化させ、総厚み0.970mmの圧延接合体を製造した。
続いて、得られた圧延接合体について、縦150mm×横75mm、深さ10mmで深絞り加工を行った。次に、ステンレス層を研磨し、アルミニウム合金層を研削して、電子機器の背面となる総厚み0.551mmの筐体を製造した。
[ステンレス層・純アルミニウム層の厚み等の測定]
得られた筐体背面の中央部を25mm×25mmのサイズに切り出した後、上述のステンレス層/アルミニウム合金層からなる電子機器用圧延接合体の測定方法と同様にして、ステンレス層及びアルミニウム合金層の厚み、ステンレス層及びアルミニウム合金層の表面硬度、並びに耐衝撃性の指標としての変形高さを測定した。その結果を表3にまとめて示す。
得られた筐体背面の中央部を25mm×25mmのサイズに切り出した後、上述のステンレス層/アルミニウム合金層からなる電子機器用圧延接合体の測定方法と同様にして、ステンレス層及びアルミニウム合金層の厚み、ステンレス層及びアルミニウム合金層の表面硬度、並びに耐衝撃性の指標としての変形高さを測定した。その結果を表3にまとめて示す。
[評価結果]
表3に示すように、ステンレス層とアルミニウム合金層からなる圧延接合体を成形加工して得られた実施例24の電子機器用筐体は、下記式(1)ないしは式(2)
HSTS 2+HAATAA 2≧11.18 (1)
HSTS 2+HAATAA 2≧14.72 (2)
を満たしており、これによって変形高さを258μmまで抑制できることが分かった。この耐衝撃性は、電子機器の筐体背面として使用した場合に、筐体内部に実装される部品に悪影響を与えることが全くない範囲であり、電子機器全体の薄型化、電池容量の増加、実装容量の増加等を図ることができる。
表3に示すように、ステンレス層とアルミニウム合金層からなる圧延接合体を成形加工して得られた実施例24の電子機器用筐体は、下記式(1)ないしは式(2)
HSTS 2+HAATAA 2≧11.18 (1)
HSTS 2+HAATAA 2≧14.72 (2)
を満たしており、これによって変形高さを258μmまで抑制できることが分かった。この耐衝撃性は、電子機器の筐体背面として使用した場合に、筐体内部に実装される部品に悪影響を与えることが全くない範囲であり、電子機器全体の薄型化、電池容量の増加、実装容量の増加等を図ることができる。
4.アルミニウム合金層/ステンレス層/アルミニウム合金層からなる電子機器用圧延接合体
(実施例25)
原板として以下の種類の材料を用意し、表面活性化接合法により、電子機器用圧延接合体を製造した。
ステンレス材としてSUS304 BA(厚み0.3mm)を用い、アルミニウム合金材としてアルミニウム合金A5052 H34(厚み0.16mm)を用いた。
SUS304及びA5052の接合する各々の面に対してスパッタエッチング処理を実施した。SUS304についてのスパッタエッチングは、スパッタガスとしてArを流入し、0.3Pa下で、プラズマ出力700W、12分間の条件にて実施し、A5052についてのスパッタエッチングは、スパッタガスとしてArを流入し、0.3Pa下で、プラズマ出力700W、12分間の条件にて実施した。
スパッタエッチング処理後のSUS304とA5052を、常温で、圧延ロール径100mm~250mm、圧延線荷重0.5tf/cm~5.0tf/cmの加圧力で、ステンレス層の圧下率0~5%にてロール圧接により接合し、SUS304とA5052から成る2層の圧延接合体を得た。
次に、前記の2層圧延接合体のSUS304の面と、アルミニウム合金A5052 H34(厚み0.3mm)の接合する面に対してスパッタエッチング処理を実施した。2層圧延接合体のSUS304面についてのスパッタエッチングは、スパッタガスとしてArを流入し、0.3Pa下で、プラズマ出力700W、12分間の条件にて実施し、A5052についてのスパッタエッチングは、スパッタガスとしてArを流入し、0.3Pa下で、プラズマ出力700W、12分間の条件にて実施した。
スパッタエッチング処理後の2層圧延接合体のSUS304面とA5052を、常温で、圧延ロール径100mm~250mm、圧延線荷重0.5tf/cm~5.0tf/cmの加圧力で、ステンレス層の圧下率0~5%にてロール圧接により接合し、A5052/SUS304/A5052の3層圧延接合体を得た。
この圧延接合体に対し、300℃、1時間の条件でバッチ熱処理を行い、総厚み0.583mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
(実施例25)
原板として以下の種類の材料を用意し、表面活性化接合法により、電子機器用圧延接合体を製造した。
ステンレス材としてSUS304 BA(厚み0.3mm)を用い、アルミニウム合金材としてアルミニウム合金A5052 H34(厚み0.16mm)を用いた。
SUS304及びA5052の接合する各々の面に対してスパッタエッチング処理を実施した。SUS304についてのスパッタエッチングは、スパッタガスとしてArを流入し、0.3Pa下で、プラズマ出力700W、12分間の条件にて実施し、A5052についてのスパッタエッチングは、スパッタガスとしてArを流入し、0.3Pa下で、プラズマ出力700W、12分間の条件にて実施した。
スパッタエッチング処理後のSUS304とA5052を、常温で、圧延ロール径100mm~250mm、圧延線荷重0.5tf/cm~5.0tf/cmの加圧力で、ステンレス層の圧下率0~5%にてロール圧接により接合し、SUS304とA5052から成る2層の圧延接合体を得た。
次に、前記の2層圧延接合体のSUS304の面と、アルミニウム合金A5052 H34(厚み0.3mm)の接合する面に対してスパッタエッチング処理を実施した。2層圧延接合体のSUS304面についてのスパッタエッチングは、スパッタガスとしてArを流入し、0.3Pa下で、プラズマ出力700W、12分間の条件にて実施し、A5052についてのスパッタエッチングは、スパッタガスとしてArを流入し、0.3Pa下で、プラズマ出力700W、12分間の条件にて実施した。
スパッタエッチング処理後の2層圧延接合体のSUS304面とA5052を、常温で、圧延ロール径100mm~250mm、圧延線荷重0.5tf/cm~5.0tf/cmの加圧力で、ステンレス層の圧下率0~5%にてロール圧接により接合し、A5052/SUS304/A5052の3層圧延接合体を得た。
この圧延接合体に対し、300℃、1時間の条件でバッチ熱処理を行い、総厚み0.583mmの電子機器用圧延接合体を製造した。
[ステンレス層・アルミニウム合金層の厚み]
実施例25で得られた圧延接合体の断面の光学顕微鏡写真を取得し、その光学顕微鏡写真において任意の10点におけるステンレス層及び各アルミニウム合金層の厚みを計測し、得られた値の平均値を算出した。
実施例25で得られた圧延接合体の断面の光学顕微鏡写真を取得し、その光学顕微鏡写真において任意の10点におけるステンレス層及び各アルミニウム合金層の厚みを計測し、得られた値の平均値を算出した。
[圧延接合体の厚み(総厚み)]
圧延接合体上の任意の30点における厚みをマイクロメータで測定し、得られた測定値の平均値を算出した。
圧延接合体上の任意の30点における厚みをマイクロメータで測定し、得られた測定値の平均値を算出した。
[表面硬度]
マイクロビッカース硬度計(荷重200gf)を用い、ステンレス層の表面硬度(Hv)をJIS Z 2244(ビッカース硬さ試験-試験方法)に準じて測定した。
マイクロビッカース硬度計(荷重50gf)を用い、各アルミニウム合金層の表面硬度(Hv)をJIS Z 2244(ビッカース硬さ試験-試験方法)に準じて測定した。その結果を表4にまとめて示す。
マイクロビッカース硬度計(荷重200gf)を用い、ステンレス層の表面硬度(Hv)をJIS Z 2244(ビッカース硬さ試験-試験方法)に準じて測定した。
マイクロビッカース硬度計(荷重50gf)を用い、各アルミニウム合金層の表面硬度(Hv)をJIS Z 2244(ビッカース硬さ試験-試験方法)に準じて測定した。その結果を表4にまとめて示す。
[評価結果]
表4の結果から、ステンレス層とアルミニウム合金層からなる3層圧延接合体については、下記式(1)
HSTS 2+HAATAA 2≧11.18 (1)
を満たすことにより、変形高さを400μm以下に抑制できることが分かった。400μm以下の変形高さは、圧延接合体を電子機器の筐体として使用した場合に、筐体内部に実装される部品に悪影響を与えることがない範囲であると評価することができる。
また、下記式(2)
HSTS 2+HAATAA 2≧14.72 (2)
を満たすことにより、変形高さがさらに小さくなり、340μm以下に抑制できることが分かった。340μm以下の変形高さは、圧延接合体を電子機器の筐体として使用した場合に、筐体内部に実装される部品に悪影響を与えることが全くない範囲であり、電子機器全体の薄型化、電池容量の増加、実装容量の増加等を図ることができる。
表4の結果から、ステンレス層とアルミニウム合金層からなる3層圧延接合体については、下記式(1)
HSTS 2+HAATAA 2≧11.18 (1)
を満たすことにより、変形高さを400μm以下に抑制できることが分かった。400μm以下の変形高さは、圧延接合体を電子機器の筐体として使用した場合に、筐体内部に実装される部品に悪影響を与えることがない範囲であると評価することができる。
また、下記式(2)
HSTS 2+HAATAA 2≧14.72 (2)
を満たすことにより、変形高さがさらに小さくなり、340μm以下に抑制できることが分かった。340μm以下の変形高さは、圧延接合体を電子機器の筐体として使用した場合に、筐体内部に実装される部品に悪影響を与えることが全くない範囲であり、電子機器全体の薄型化、電池容量の増加、実装容量の増加等を図ることができる。
次に、参考例1~10の圧延接合体を製造し、下記特性を評価した。
(参考例1)
ステンレス材としてSUS304(厚み0.2mm)を用い、アルミニウム合金材としてアルミニウム合金A5052(厚み0.8mm)を用いた。SUS304とA5052に対してスパッタエッチング処理を施した。SUS304についてのスパッタエッチングは、0.1Pa下で、プラズマ出力700W、13分間の条件にて実施し、A5052についてのスパッタエッチングは、0.1Pa下で、プラズマ出力700W、13分間の条件にて実施した。スパッタエッチング処理後のSUS304とA5052を、常温で、圧延ロール径130~180mm、圧延線荷重1.9tf/cm~4.0tf/cmの加圧力にてロール圧接により接合して、SUS304とA5052の圧延接合体を得た。この圧延接合体に対し、300℃、2時間の条件でバッチ焼鈍を行った。焼鈍後の圧延接合体について、ステンレス層、アルミニウム合金層及び圧延接合体(全体)の圧下率を、それぞれ、接合前の原板の厚みと最終的な圧延接合体における厚みから算出した。
(参考例1)
ステンレス材としてSUS304(厚み0.2mm)を用い、アルミニウム合金材としてアルミニウム合金A5052(厚み0.8mm)を用いた。SUS304とA5052に対してスパッタエッチング処理を施した。SUS304についてのスパッタエッチングは、0.1Pa下で、プラズマ出力700W、13分間の条件にて実施し、A5052についてのスパッタエッチングは、0.1Pa下で、プラズマ出力700W、13分間の条件にて実施した。スパッタエッチング処理後のSUS304とA5052を、常温で、圧延ロール径130~180mm、圧延線荷重1.9tf/cm~4.0tf/cmの加圧力にてロール圧接により接合して、SUS304とA5052の圧延接合体を得た。この圧延接合体に対し、300℃、2時間の条件でバッチ焼鈍を行った。焼鈍後の圧延接合体について、ステンレス層、アルミニウム合金層及び圧延接合体(全体)の圧下率を、それぞれ、接合前の原板の厚みと最終的な圧延接合体における厚みから算出した。
(参考例2~4及び6~7)
原板のアルミニウム合金材の厚み、接合時の加圧力を変更することによる接合時の圧下率、及び/又は焼鈍温度を所定の値に変更した以外は参考例1と同様にして、参考例2~4及び6~7の圧延接合体を得た。参考例2では、実施例15で製造した圧延接合体を切り出して評価に用いた。圧延接合体の厚みに関して、実施例15と参考例2とでは値が異なるが、微差であり、実質的には同一である。
原板のアルミニウム合金材の厚み、接合時の加圧力を変更することによる接合時の圧下率、及び/又は焼鈍温度を所定の値に変更した以外は参考例1と同様にして、参考例2~4及び6~7の圧延接合体を得た。参考例2では、実施例15で製造した圧延接合体を切り出して評価に用いた。圧延接合体の厚みに関して、実施例15と参考例2とでは値が異なるが、微差であり、実質的には同一である。
(参考例5)
実施例16で製造した圧延接合体を切り出して評価に用いた。
実施例16で製造した圧延接合体を切り出して評価に用いた。
参考例1~7の圧延接合体について、180°ピール強度を、接合後で焼鈍前の圧延接合体と、焼鈍後の最終的な圧延接合体について測定した。また、参考例1~7の圧延接合体について、引張強さ及び伸びを測定し、曲げ加工性及び絞り加工性を評価した。180°ピール強度、引張強さ及び伸びの測定、並びに曲げ加工性及び絞り加工性の評価は以下のようにして行った。
[180°ピール強度]
圧延接合体から幅20mmの試験片を作製し、ステンレス層とアルミニウム合金層を一部剥離後、アルミニウム合金層側を固定し、ステンレス層をアルミニウム合金層側と180°反対側へ、引張速度50mm/分にて引っ張った際に引きはがすのに要する力(単位:N/20mm)を、テンシロン万能材料試験機 RTC-1350A(株式会社オリエンテック製)を用いて測定した。
圧延接合体から幅20mmの試験片を作製し、ステンレス層とアルミニウム合金層を一部剥離後、アルミニウム合金層側を固定し、ステンレス層をアルミニウム合金層側と180°反対側へ、引張速度50mm/分にて引っ張った際に引きはがすのに要する力(単位:N/20mm)を、テンシロン万能材料試験機 RTC-1350A(株式会社オリエンテック製)を用いて測定した。
[引張強さ]
テンシロン万能材料試験機 RTC-1350A(株式会社オリエンテック製)を用い、試験片としてJIS Z 2201に記載の特別試験片6号の仕様を用いて、JIS Z 2241(金属材料引張試験方法)に準じて測定した。
テンシロン万能材料試験機 RTC-1350A(株式会社オリエンテック製)を用い、試験片としてJIS Z 2201に記載の特別試験片6号の仕様を用いて、JIS Z 2241(金属材料引張試験方法)に準じて測定した。
[伸び]
引張強さ試験の試験片を用い、JIS Z 2241に記載される破断伸びの測定に準じて測定した。
引張強さ試験の試験片を用い、JIS Z 2241に記載される破断伸びの測定に準じて測定した。
[曲げ加工性]
Vブロック法(金具角度60度、押し金具加工R0.5、荷重1kN、試験材幅10mm、JIS Z 2248)により曲げ加工を施した。
Vブロック法(金具角度60度、押し金具加工R0.5、荷重1kN、試験材幅10mm、JIS Z 2248)により曲げ加工を施した。
[絞り加工性]
機械式エリクセン試験機(ERICHSEN社製 万能型薄板成形試験機 モデル145-60)を用いて円筒絞り加工を行い評価した。絞り加工条件は以下のとおりとした。
ブランク径φ:49mm(絞り比1.63)又は55mm(絞り比1.83)
パンチサイズφ:30mm
パンチ肩R:3.0
ダイ肩R:3.0
シワ押さえ圧力:3N
潤滑油:プレス加工油(No.640(日本工作油製))
成形温度:室温(25℃)
成形速度:50mm/秒
絞り加工性は以下の表5に示す5段階で評価した。数値が高い程絞り加工性に優れる。なお、ブランク径55mm(絞り比1.83)の条件は、ブランク径49mm(絞り比1.63)の条件よりも加工が厳しい。
機械式エリクセン試験機(ERICHSEN社製 万能型薄板成形試験機 モデル145-60)を用いて円筒絞り加工を行い評価した。絞り加工条件は以下のとおりとした。
ブランク径φ:49mm(絞り比1.63)又は55mm(絞り比1.83)
パンチサイズφ:30mm
パンチ肩R:3.0
ダイ肩R:3.0
シワ押さえ圧力:3N
潤滑油:プレス加工油(No.640(日本工作油製))
成形温度:室温(25℃)
成形速度:50mm/秒
絞り加工性は以下の表5に示す5段階で評価した。数値が高い程絞り加工性に優れる。なお、ブランク径55mm(絞り比1.83)の条件は、ブランク径49mm(絞り比1.63)の条件よりも加工が厳しい。
参考例1~7の圧延接合体の構成、製造条件及び評価結果を表6に示す。
表6より、接合時の加圧力を高くして、アルミニウム合金層の圧下率を高くした参考例1及び2は、アルミニウム合金層の圧下率が5%未満である参考例6と比較して、接合後で焼鈍前のピール強度は同等であるが、焼鈍後のピール強度が顕著に向上しており、絞り加工性が高くなることが示された。また、参考例2、3及び7より、焼鈍後の圧延接合体のピール強度を高くするために適切な焼鈍温度範囲が存在し、これはバッチ焼鈍では200℃~370℃であると考えられる。また、アルミニウム合金材の厚みが薄い場合についても、圧延接合体のピール強度を高くすることができ、この場合、特に、焼鈍前後でのピール強度向上幅が大きかった(参考例4)。
また、以下の純アルミニウムを用いた参考例8~10の結果との比較により、アルミニウム層がアルミニウム合金の場合、純アルミニウムの場合と比較して、ピール強度が高くなりにくいことがわかった。これは、アルミニウム合金は純アルミニウムよりも硬度が高く、変形しにくいため、そもそも接合時にピール強度があがりにくく、また、焼鈍により金属間化合物を接合界面に生成しやすいため、この金属間化合物生成によりピール強度が下がってしまうためであると推定される。
(参考例8)
ステンレス材としてSUS304(厚み0.2mm)を用い、純アルミニウム材として純アルミニウムA1050(厚み0.85mm)を用いた。SUS304とA1050に対してスパッタエッチング処理を施した。SUS304についてのスパッタエッチングは、0.1Pa下で、プラズマ出力700W、13分間の条件にて実施し、A1050についてのスパッタエッチングは、0.1Pa下で、プラズマ出力700W、13分間の条件にて実施した。スパッタエッチング処理後のSUS304とA1050を、常温で、圧延ロール径130mm~180mm、圧延線荷重1.9tf/cm~4.0tf/cmにてロール圧接により接合して、SUS304とA1050の圧延接合体を得た。この圧延接合体に対し、300℃、2時間の条件でバッチ焼鈍を行った。
ステンレス材としてSUS304(厚み0.2mm)を用い、純アルミニウム材として純アルミニウムA1050(厚み0.85mm)を用いた。SUS304とA1050に対してスパッタエッチング処理を施した。SUS304についてのスパッタエッチングは、0.1Pa下で、プラズマ出力700W、13分間の条件にて実施し、A1050についてのスパッタエッチングは、0.1Pa下で、プラズマ出力700W、13分間の条件にて実施した。スパッタエッチング処理後のSUS304とA1050を、常温で、圧延ロール径130mm~180mm、圧延線荷重1.9tf/cm~4.0tf/cmにてロール圧接により接合して、SUS304とA1050の圧延接合体を得た。この圧延接合体に対し、300℃、2時間の条件でバッチ焼鈍を行った。
(参考例9及び10)
接合時の加圧力を変更することによる接合時の圧下率及び/又は焼鈍温度を所定の値に変更した以外は参考例8と同様にして、参考例9及び10の圧延接合体を得た。
接合時の加圧力を変更することによる接合時の圧下率及び/又は焼鈍温度を所定の値に変更した以外は参考例8と同様にして、参考例9及び10の圧延接合体を得た。
参考例8~10の圧延接合体を前記と同様に評価した。参考例8~10の圧延接合体の構成、製造条件及び評価結果を表7に示す。
表7より、アルミニウム層が純アルミニウムである場合についても、アルミニウム合金の場合と同様に、接合時の圧下率を上げることにより、接合後のピール強度は同等であるものの、焼鈍後のピール強度を顕著に大きくすることができ、焼鈍前後でのピール強度向上幅を大きくすることができることが示された。
1 圧延接合体
2 アルミニウム合金層
3 ステンレス層
5 電子機器用筐体
10 台座
20 鋼球
30 アクリル管
40 重り
50 背面
51 側面
A 平面部分
2 アルミニウム合金層
3 ステンレス層
5 電子機器用筐体
10 台座
20 鋼球
30 アクリル管
40 重り
50 背面
51 側面
A 平面部分
本明細書で引用した全ての刊行物、特許及び特許出願はそのまま引用により本明細書に組み入れられるものとする。
Claims (12)
- 金属を主体とする電子機器用圧延接合体であって、
ステンレス層とアルミニウム合金層からなり、
前記ステンレス層の厚みTS(mm)及び表面硬度HS(Hv)、並びに前記アルミニウム合金層の厚みTAA(mm)及び表面硬度HAA(Hv)が下記式(1)
HSTS 2+HAATAA 2≧11.18 (1)
を満たし、ただし、
0.2≦TS+TAA≦1.6
0.05≦TS≦0.6
0.1≦TAA≦1.1
である電子機器用圧延接合体。 - 下記式(2)
HSTS 2+HAATAA 2≧14.72 (2)
を満たす請求項1に記載の電子機器用圧延接合体。 - 金属を主体とする電子機器用圧延接合体であって、
ステンレス層と純アルミニウム層からなり、
前記ステンレス層の厚みTS(mm)及び表面硬度HS(Hv)、並びに前記純アルミニウム層の厚みTA(mm)及び表面硬度HA(Hv)が下記式(3)
HSTS 2+HATA 2≧17.93 (3)
を満たし、ただし、
0.2≦TS+TA≦1.6
0.05≦TS≦0.6
0.1≦TA≦1.1
である電子機器用圧延接合体。 - 下記式(4)
HSTS 2+HATA 2≧22.52 (4)
を満たす請求項3に記載の電子機器用圧延接合体。 - 前記圧延接合体の総厚みに対する前記ステンレス層の厚みTSの比率が、10%以上60%以下である請求項1~4のいずれか1項に記載の電子機器用圧延接合体。
- 前記ステンレス層の表面硬度HSが、200以上380以下である請求項1~5のいずれか1項に記載の電子機器用圧延接合体。
- 金属を主体とする電子機器用筐体であって、
背面及び/又は側面がステンレス層とアルミニウム合金層からなる圧延接合体を含み、
前記ステンレス層の厚みTS(mm)及び表面硬度HS(Hv)、並びに前記アルミニウム合金層の厚みTAA(mm)及び表面硬度HAA(Hv)が下記式(1)
HSTS 2+HAATAA 2≧11.18 (1)
を満たし、ただし、
0.2≦TS+TAA≦1.2
0.05≦TS≦0.6
0.1≦TAA≦1.1
である電子機器用筐体。 - 下記式(2)
HSTS 2+HAATAA 2≧14.72 (2)
を満たす請求項7に記載の電子機器用筐体。 - 金属を主体とする電子機器用筐体であって、
背面及び/又は側面がステンレス層と純アルミニウム層からなる圧延接合体を含み、
前記ステンレス層の厚みTS(mm)及び表面硬度HS(Hv)、並びに前記純アルミニウム層の厚みTA(mm)及び表面硬度HA(Hv)が下記式(3)
HSTS 2+HATA 2≧17.93 (3)
を満たし、ただし、
0.2≦TS+TA≦1.2
0.05≦TS≦0.6
0.1≦TA≦1.1
である電子機器用筐体。 - 下記式(4)
HSTS 2+HATA 2≧22.52 (4)
を満たす請求項9に記載の電子機器用筐体。 - 前記圧延接合体の総厚みに対する前記ステンレス層の厚みTSの比率が、10%以上60%以下である請求項7~10のいずれか1項に記載の電子機器用筐体。
- 前記ステンレス層の表面硬度HSが、200以上380以下である請求項7~11のいずれか1項に記載の電子機器用筐体。
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JP2017-147935 | 2017-07-31 | ||
JP2017-246462 | 2017-12-22 | ||
JP2017246462A JP6382434B1 (ja) | 2017-07-31 | 2017-12-22 | 電子機器用圧延接合体及び電子機器用筐体 |
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