[发明专利]含有阻燃镁合金层的异种接头材料

说明书

提供一种有助于运输设备的多元材料化与轻量化的、由阻燃镁合金与选自铝合金、钛合金、不锈钢及钢构成的群中的金属或合金构成的异种接头材料。本发明的异种接头材料是一种2层以上的异种金属材料接合而成的异种接头材料，其特征在于，该2层以上的金属材料之中，至少一层由阻燃镁合金构成，另一层由选自铝合金、钛合金、不锈钢及钢构成的群中的金属或合金构成，且该2层以上的金属材料在互相重叠的接合面中彼此整面接合。

技术领域

本发明涉及一种2层以上的异种金属材料接合而成的异种接头材料，其至少一层由具有阻燃性的镁合金构成。

背景技术

在运输设备中，例如飞机、铁路车辆、汽车等，对轻质材料的需求正在增加，以通过轻量化来提高燃料效率。特别地，对于轻质材料，追求着根据各自的特征而适材适所地使用的多元材料(multi-material)化。

轻质材料之中，镁由于其轻质，被期待用于作为运输设备的构体(構体。承担车体强度的部分)使用。特别地，对于阻燃镁合金，例如通过添加钙改善了镁合金的耐热性的合金，被期待应用于铁路车辆的构体等。

镁是通过焊接等与异种金属材料接合时，由于物性差异和产生脆性金属间化合物而难以进行具有充分强度的接合的材料。因此，对于阻燃镁，通过不伴随熔化的摩擦搅拌接合等固相接合来进行接合得到研究并投入实际使用。

然而，在镁与异种金属材料进行接合时，因物性差异而带来的最佳接合条件的不同而存在以下问题：在接合部产生缺陷而无法获得充分强度，由摩擦搅拌装置的工具旋转方向与工具移动方向使产生的接合部组织产生差异，可接合的板厚存在限制等很多问题。

特别地，阻燃镁合金在强度高的另一方面，伸长率值较低，相比于一般的镁合金，材料更容易发生开裂，为了在确保强度的同时进行加工，需要在更为适合的条件下进行，这样使得与异种金属材料的接合难度进一步变高。

以下的专利文献1中，对阻燃镁合金的同种及与异种金属的摩擦搅拌接合法进行了记载。专利文献1中，虽然记载了通过将镁薄板插入接合部进行摩擦搅拌接合，可抑制强度降低和热变形，但对于接合部的剪切强度，及异种金属材料相接的面之间整面接合的形状的接头形状没有任何记载。

以下的专利文献2中，对重叠铝合金、钛合金或不锈钢与镁而成的接合材料进行了记载。专利文献2中虽然公开了作为第2实施方式的通过固相接合将异种金属接合的接合材料，但对于接合界面附近的过渡层与接合强度没有任何记载。

以下的专利文献3中公开了一种镁合金覆层材料的制造方法。专利文献3中虽然公开了通过压延进行的镁覆层的制造方法，但对于具有阻燃性的镁没有记载，对于覆层的接合强度也没有记载。

以下的专利文献4中，对将金属板材以高速使之碰撞，来使镁合金与异种金属接合的方法进行了记载。专利文献4中虽然进行了通过爆炸压接法等进行镁覆层的制造，但没有关于具有阻燃性的镁合金的实施例，对于接合强度也没有记载。

以下的专利文献5中，对异种金属的接合材料及其制造方法，以及交通运输工具的构体进行了记载。专利文献5中公开了通过粘合层进行接合，以及通过加压后加热的固相接合将异种金属相互之间直接接合的方法，此时，可认为加热引起了材料的变质。此外，专利文献5中对于接合强度没有记载。

以下的专利文献6中，对于镁合金材料与铁系材料的摩擦搅拌接合进行了记载。专利文献6中记载了通过在镁与低碳钢之间，插入含有铝的镁合金或铝薄板、铝粉末、银箔进行摩擦搅拌接合，可以体现出与纯镁的母材拉伸强度同等的拉伸强度。但是，对于与纯镁在伸长率及强度上存在较大物性差异的阻燃镁合金的实施例没有记载，对于其作为接合体的接头的用途也没有记载。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4336744号公报

专利文献2：日本专利第4256152号公报