JP6199191B2 - Manufacturing method of bonding material - Google Patents
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Description
この発明は、一対の板材の間にハニカム構造体が接合されている接合材とその製造方法、鉄道車両の構体及び交通輸送手段の構体に関する。 The present invention relates to a bonding material in which a honeycomb structure is bonded between a pair of plate members, a manufacturing method thereof, a structure of a railway vehicle, and a structure of a transportation means.
従来の高速車両構体では、アルミニウム材料の特性向上のためCu(銅)、Mg(マグネシウム)、Si(ケイ素)、Zn(亜鉛)などの元素をアルミニウムに添加したアルミニウム合金が使用されている。このようなアルミニウム合金材は、押し出し性、中強度、溶接性に優れているとともに、比重が軽いため軽量化の高まりとともに鉄道車両への使用が進んでいる。また、アルミニウム合金の一対の表面板の間に、アルミニウム合金の蜂の巣状のコアを挟み込んだハニカムパネルが提案されている。従来のアルミニウム合金製のハニカムパネルは、一対の表面板と、この一対の表面板間にろう付けされる枠体と、一対の表面板と枠体との間の空間に配置されてこれらにろう付けされるコア材とを備えている（例えば、特許文献１参照）。このような従来のアルミニウム合金製のハニカムパネルは、高マグネシウム入りのアルミニウム材の地金金属の表面に、低マグネシウム入りのアルミニウム材の被覆金属を貼り付けて複合材料に形成して、強度を向上させている。 In conventional high-speed vehicle structures, aluminum alloys in which elements such as Cu (copper), Mg (magnesium), Si (silicon), and Zn (zinc) are added to aluminum are used to improve the characteristics of the aluminum material. Such an aluminum alloy material is excellent in extrudability, medium strength, and weldability, and has a light specific gravity, so that its use in railway vehicles is progressing with an increase in weight reduction. Further, a honeycomb panel in which an aluminum alloy honeycomb core is sandwiched between a pair of aluminum alloy surface plates has been proposed. A conventional honeycomb panel made of an aluminum alloy is disposed in a pair of surface plates, a frame body brazed between the pair of surface plates, and a space between the pair of surface plates and the frame body. (For example, refer to Patent Document 1). Such a conventional honeycomb panel made of aluminum alloy improves the strength by forming a composite material by attaching a coated metal of aluminum material containing low magnesium to the surface of the metal material of aluminum material containing high magnesium. I am letting.
従来のアルミニウム合金製のハニカムパネルは、一対の表面板の強度が不足しており、高速鉄道車両などに適用する場合には十分な強度を確保しつつより一層の軽量化を図る必要がある。高速鉄道車両では、アルミニウム合金に代わる軽量材として繊維強化プラスティック(FRP)などの樹脂系複合材が使用されている。例えば、FRPは炭素繊維と高分子とが複合した複合材料であり優れた強度特性を示すとともに、軽量化をより一層図ることができる。しかし、樹脂系複合材は、強度と剛性が優れているが、鉄道車両への適用に関しては鉄道車両の構体として使用可能な大型素材の製造が困難であり、コストが非常に高くなってしまう問題点がある。 A conventional honeycomb panel made of an aluminum alloy lacks the strength of a pair of surface plates, and when applied to a high-speed railway vehicle or the like, it is necessary to further reduce the weight while ensuring sufficient strength. In high-speed railway vehicles, resin-based composite materials such as fiber reinforced plastic (FRP) are used as lightweight materials instead of aluminum alloys. For example, FRP is a composite material in which carbon fibers and a polymer are combined, and exhibits excellent strength characteristics and can further reduce the weight. However, although resin-based composite materials are excellent in strength and rigidity, it is difficult to produce large-scale materials that can be used as the structure of railway vehicles when applied to railway vehicles, resulting in a very high cost. There is a point.
この発明の課題は、軽量化を図りつつ難燃性を確保し容易に製造することができる接合材の製造方法を提供することである。 The subject of this invention is providing the manufacturing method of the joining material which can ensure a flame retardance and can manufacture easily, aiming at weight reduction.
この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、図２〜図４に示すように、一対の板材（３ａ，３ｂ）の間にハニカム構造体（３ｃ）が接合されている接合材の製造方法であって、難燃性マグネシウム合金を前記板材に加工する板材加工工程（＃１１０）と、アルミニウム合金を前記ハニカム構造体に加工するハニカム構造体加工工程（＃１２０）と、前記一対の板材と前記ハニカム構造体とを接合する接合工程（＃１３０）とを含み、前記板材加工工程は、均質加熱温度150℃以上200℃以下、均質加熱温度30時間以上45時間以下で、鋳造後の前記難燃性マグネシウム合金の鋼片を均質化処理する均質化処理工程と、圧延温度200℃以上350℃以下、圧下率60%以上80%以下で、均質化処理後の前記難燃性マグネシウム合金を前記板材に圧延加工する圧延工程とを含むことを特徴とする接合材の製造方法（＃１００）である。
The present invention solves the above-mentioned problems by the solving means described below.
In addition, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected and demonstrated, it is not limited to this embodiment.
The invention of claim 1 is a method for manufacturing a joining material in which a honeycomb structure (3c) is joined between a pair of plate members (3a, 3b) as shown in FIGS. A plate material processing step (# 110) for processing a functional magnesium alloy into the plate material, a honeycomb structure processing step (# 120) for processing an aluminum alloy into the honeycomb structure, and the pair of plate materials and the honeycomb structure. The plate material processing step includes a homogeneous heating temperature of 150 ° C. to 200 ° C., a homogeneous heating temperature of 30 hours to 45 hours, and the flame-retardant magnesium alloy steel after casting. A homogenization treatment step for homogenizing the piece, rolling at a rolling temperature of 200 ° C. to 350 ° C., a rolling reduction of 60% to 80%, and rolling the flame-retardant magnesium alloy after the homogenization treatment to the plate material Including a process This is a manufacturing method (# 100) of the bonding material.
請求項２の発明は、請求項１に記載の接合材の製造方法において、前記難燃性マグネシウム合金は、カルシウムを0.5mass%以上2.0mass%未満含有し、アルミニウムを2.0mass%以上10.0mass%以下含有することを特徴とする接合材の製造方法である。 The invention of claim 2 is the method for producing a bonding material according to claim 1 , wherein the flame retardant magnesium alloy contains 0.5 mass% or more and less than 2.0 mass% of calcium, and 2.0 mass% or more and 10.0 mass% of aluminum. It is the manufacturing method of the joining material characterized by containing below.
請求項３の発明は、請求項２に記載の接合材の製造方法において、前記難燃性マグネシウム合金は、亜鉛を0.1mass%以上1.5mass%以下含有することを特徴とする接合材の製造方法である。 Invention of Claim 3 is a manufacturing method of the joining material of Claim 2 , The said flame-retardant magnesium alloy contains 0.1 mass% or more and 1.5 mass% or less of zinc, The manufacturing method of the joining material characterized by the above-mentioned. It is.
請求項４の発明は、請求項２に記載の接合材の製造方法において、前記難燃性マグネシウム合金は、マンガンを0.1mass%以上1.5mass%以下含有することを特徴とする接合材の製造方法である。 Invention of Claim 4 is the manufacturing method of the joining material of Claim 2 , The said flame-retardant magnesium alloy contains 0.1 mass% or more and 1.5 mass% or less of manganese, The manufacturing method of the joining material characterized by the above-mentioned. It is.
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の接合材の製造方法において、前記板材加工工程は、前記難燃性マグネシウム合金を前記板材に圧延加工する圧延工程を含むことを特徴とする接合材の製造方法である。 The invention according to claim 5 is the method for manufacturing a bonding material according to any one of claims 1 to 4 , wherein the plate material processing step includes rolling the flame-retardant magnesium alloy into the plate material. It is a manufacturing method of the joining material characterized by including a process.
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の接合材の製造方法において、前記ハニカム構造体加工工程は、前記アルミニウム合金を前記ハニカム構造体に機械加工する機械加工工程を含むことを特徴とする接合材の製造方法である。 The invention of claim 6 is the method for manufacturing a bonding material according to any one of claims 1 to 5 , wherein the honeycomb structure processing step mechanically processes the aluminum alloy into the honeycomb structure. It is a manufacturing method of the joining material characterized by including a machining process.
この発明によると、軽量化を図りつつ難燃性を確保し容易に製造することができる。 According to the present invention, it is possible to easily manufacture while ensuring the flame retardancy while reducing the weight.
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について詳しく説明する。
図１に示す交通輸送手段１は、電車又は気動車などの鉄道車両である。構体２は、交通輸送手段１の主構造である。構体２は、図１に示すように、乗客又は貨物などの重量を支持し車体の床部分又は台枠を構成する床構え２ａと、この床構え２ａの両縁に固定され車体の側面部分を構成する一対の側構え２ｂ，２ｃと、この一対の側構え２ｂ，２ｃの上縁に固定され車体の屋根部分を構成する屋根構え２ｄと、車両の両端部分を構成する図示しない妻構えなどを備えている。構体２は、例えば、接合材３によって形成された車外面板と室内面板とをトラス又はリブによって結合したダブルスキン構体である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The transportation means 1 shown in FIG. 1 is a railway vehicle such as a train or a train. The structure 2 is the main structure of the traffic transportation means 1. As shown in FIG. 1, the structure 2 supports a weight of a passenger or a cargo and constitutes a floor portion or a frame of the vehicle body, and a floor structure 2a fixed to both edges of the floor structure 2a and a side surface portion of the vehicle body. A pair of side stands 2b, 2c to be constructed, a roof stand 2d which is fixed to the upper edges of the pair of side stands 2b, 2c and constitutes a roof portion of the vehicle body, and a wife stance not shown which constitutes both ends of the vehicle, etc. I have. The structure 2 is, for example, a double skin structure in which a vehicle outer surface plate and an indoor surface plate formed by the bonding material 3 are coupled by a truss or a rib.
図１〜図３に示す接合材３は、一対の板材３ａ，３ｂの間にハニカム構造体３ｃが接合された部材である。接合材３は、図２及び図３に示す板材３ａ，３ｂと、ハニカム構造体３ｃと、図３に示す接着層３ｄなどを備えている。接合材３は、図３に示すように、一対の板材３ａ，３ｂとハニカム構造体３ｃとを重ね合わせて接着層３ｄによって接合したサンドイッチ構造の合せ板材（クラッド材）である。接合材３は、例えば、鉄道車両の構体２を構成する車外面板又は室内面板と略同じ厚さに形成されている。 The bonding material 3 shown in FIGS. 1 to 3 is a member in which a honeycomb structure 3c is bonded between a pair of plate materials 3a and 3b. The bonding material 3 includes plate materials 3a and 3b shown in FIGS. 2 and 3, a honeycomb structure 3c, an adhesive layer 3d shown in FIG. As shown in FIG. 3, the bonding material 3 is a laminated plate material (clad material) having a sandwich structure in which a pair of plate materials 3a and 3b and a honeycomb structure 3c are overlapped and bonded by an adhesive layer 3d. The joining material 3 is formed to have substantially the same thickness as, for example, a vehicle outer surface plate or an indoor surface plate constituting the structure 2 of the railway vehicle.
図２及び図３に示す板材３ａ，３ｂは、難燃性マグネシウム合金である。板材３ａ，３ｂは、素材特性としての難燃性を確保するために製造時にカルシウムが添加されている。板材３ａ，３ｂは、例えば、Mg-Al-Zn-Ca合金又はMg-Al-Mn-Ca合金が好ましい。板材３ａ，３ｂは、カルシウムの含有量が0.5mass%未満であると十分な難燃性の効果を発揮することができず、2.0mass%以上であると脆くなって圧延時に割れが発生するため、カルシウムを0.5mass%以上2.0mass%未満含有することが好ましい。 The plate materials 3a and 3b shown in FIGS. 2 and 3 are flame retardant magnesium alloys. The plate materials 3a and 3b are added with calcium at the time of manufacture in order to ensure flame retardancy as a material characteristic. The plate members 3a and 3b are preferably, for example, an Mg—Al—Zn—Ca alloy or an Mg—Al—Mn—Ca alloy. The plate materials 3a and 3b cannot exhibit a sufficient flame retardant effect if the calcium content is less than 0.5 mass%, and if it is 2.0 mass% or more, they become brittle and cracks occur during rolling. Further, it is preferable to contain calcium in an amount of 0.5 mass% or more and less than 2.0 mass%.
板材３ａ，３ｂは、アルミニウムの含有量が2.0mass%未満であると強度が低下し、10.0mass%を超えると金属間化合物の量が増加して加工性が低下するため、アルミニウムを2.0mass%以上10.0mass%以下含有することが好ましい。板材３ａ，３ｂは、亜鉛の含有量が0.1mass%未満であると耐食性、鋳造性、塑性加工性が低下し、1.5mass%を超えるとアーク溶接性が悪くなる他、耐食性や鋳造性に効果が少なくなるため、亜鉛を0.1mass%以上1.5mass%以下含有することが好ましい。板材３ａ，３ｂは、マンガンの含有量が0.1mass%未満であると耐食性と鋳造性が悪くなり、1.5mass%を超えると加工性が低下するため、マンガンを0.1mass%以上1.5mass%以下含有することが好ましい。 When the aluminum content is less than 2.0 mass%, the plate materials 3a and 3b have a reduced strength. When the aluminum content exceeds 10.0 mass%, the amount of intermetallic compounds increases and the workability decreases. It is preferable to contain 10.0 mass% or less. When the zinc content is less than 0.1 mass%, the corrosion resistance, castability, and plastic workability of the plate materials 3a and 3b are reduced. When the content exceeds 1.5 mass%, the arc weldability is deteriorated, and the corrosion resistance and castability are effective. Therefore, it is preferable to contain 0.1 mass% or more and 1.5 mass% or less of zinc. When the content of manganese is less than 0.1 mass%, the plate materials 3a and 3b have poor corrosion resistance and castability. When the content exceeds 1.5 mass%, the workability deteriorates. Therefore, manganese is contained in the range of 0.1 mass% to 1.5 mass%. It is preferable to do.
板材３ａ，３ｂは、鉄の含有量が0.001mass%を下回ると鋳造性の問題があり、0.002mass%を超えると耐食性の問題があるため、鉄を0.001mass%以上0.002mass%以下含有することが好ましい。板材３ａ，３ｂは、ケイ素及び銅の含有量がそれぞれ0.01mass%以上になると耐食性及び溶接性の問題があるため、ケイ素及び銅の含有量をそれぞれ0.01mass%未満含有することが好ましい。板材３ａ，３ｂは、ニッケルの含有量が0.001mass%以上になると耐食性及び溶接性の問題があるため、ニッケルの含有量を0.001mass%未満含有することが好ましい。 The plate materials 3a and 3b have a problem of castability when the iron content is less than 0.001 mass%, and since there is a problem of corrosion resistance when the content exceeds 0.002 mass%, the iron must contain 0.001 mass% to 0.002 mass%. Is preferred. Since the plate materials 3a and 3b have problems of corrosion resistance and weldability when the silicon and copper contents are each 0.01 mass% or more, it is preferable that the silicon and copper contents each contain less than 0.01 mass%. Since the plate materials 3a and 3b have a problem of corrosion resistance and weldability when the nickel content is 0.001 mass% or more, the nickel content is preferably less than 0.001 mass%.
板材３ａ，３ｂは、厚さが10mmを超えると接合材３全体の軽量化を図ることができず、2mmを下回ると接合材３全体の強度が不足するため、厚さを2mm以上10mm以下にすることが好ましい。板材３ａ，３ｂは、例えば、摩擦撹拌接合(摩擦撹拌溶接)(Friction Stir Welding(FSW))、レーザ溶接又はMIG溶接などの低熱源接合方法によって端部同志（接合面同志）が接合されて構体２に組み込まれる。 If the thickness of the plate members 3a and 3b exceeds 10 mm, the overall weight of the bonding material 3 cannot be reduced. If the thickness is less than 2 mm, the strength of the entire bonding material 3 is insufficient, so that the thickness is 2 mm or more and 10 mm or less. It is preferable to do. The plate members 3a and 3b are formed by joining end members (joint surfaces) by a low heat source joining method such as friction stir welding (FSW), laser welding, or MIG welding. 2 is incorporated.
図２及び図３に示すハニカム構造体３ｃは、空隙部３ｅを有するアルミニウム合金である。ハニカム構造体３ｃは、隙間なく配列された断面形状が六角形のコア部３ｆなどを備えるハニカム材（軽量構造体）であり、コア部３ｆ内には空隙部３ｅが形成されている。ハニカム構造体３ｃは、例えば、耐食性及び加工性に優れた3000系アルミニウム合金のようなAl-Mn系アルミニウム合金、又は車両用内装材に使用される5000系アルミニウム合金のようなAl-Mg系アルミニウム合金などが好ましい。ハニカム構造体３ｃは、例えば、フライス加工のような機械加工によってコア部３ｆが切削されて所定の形状のコア材に形成されている。ハニカム構造体３ｃは、図２に示すように、箔厚Ｔ、セルサイズＳ及び高さＨが所定の範囲内に設定されている。箔厚Ｔは、25μmを下回ると剛性の問題があり、60μmを超えると座屈の問題があるため、25μm以上60μm以下にすることが好ましい。セルサイズＳは、3.2mmを下回ると剛性の問題があり、20.0mmを超えると座屈及び強度不足の問題があるため、3.2mm以上20.0mm以下にすることが好ましい。高さＨは、5mmを下回ると剛性不足の問題があり、10mmを超えると座屈の問題があるため、5mm以上10mm以下にすることが好ましい。 The honeycomb structure 3c shown in FIGS. 2 and 3 is an aluminum alloy having a gap 3e. The honeycomb structure 3c is a honeycomb material (light-weight structure) including a hexagonal core portion 3f and the like, which are arranged without a gap, and a void portion 3e is formed in the core portion 3f. The honeycomb structure 3c is made of, for example, an Al-Mn-based aluminum alloy such as a 3000-series aluminum alloy having excellent corrosion resistance and workability, or a 5000-series aluminum alloy used for a vehicle interior material. Alloys are preferred. The honeycomb structure 3c is formed into a core material having a predetermined shape by cutting the core portion 3f by, for example, machining such as milling. As shown in FIG. 2, the honeycomb structure 3c has a foil thickness T, a cell size S, and a height H set within predetermined ranges. If the foil thickness T is less than 25 μm, there is a problem of rigidity, and if it exceeds 60 μm, there is a problem of buckling. Therefore, the foil thickness T is preferably 25 μm or more and 60 μm or less. If the cell size S is less than 3.2 mm, there is a problem of rigidity, and if it exceeds 20.0 mm, there are problems of buckling and insufficient strength. Therefore, the cell size S is preferably set to 3.2 mm or more and 20.0 mm or less. If the height H is less than 5 mm, there is a problem of insufficient rigidity, and if it exceeds 10 mm, there is a problem of buckling. Therefore, the height H is preferably 5 mm or more and 10 mm or less.
図３に示す接着層３ｄは、板材３ａ，３ｂとハニカム構造体３ｃとを接着する層である。接着層３ｄは、例えば、エポキシ系やイソシアナート系のような二液接着剤（反応型接着剤）、エポキシ系やフェノール系などの熱硬化性接着剤、又は空気中の水分によって高速でアニオン重合して硬化するα−シアノアクリラート型の瞬間接着剤などによって形成することが好ましい。接着層３ｄは、塗布後に加熱処理する場合にはエポキシ接着剤などの強力接着剤によって形成することが好ましく、塗布後に加熱処理しない場合にはエポキシ系接着剤又はエポキシ接着剤以外の他の接着剤によって形成することが好ましい。接着層３ｄは、板材３ａ，３ｂとハニカム構造体３ｃとを接着した後に低温処理（例えば室温処理）されて乾燥される。 The adhesive layer 3d shown in FIG. 3 is a layer that adheres the plate materials 3a and 3b and the honeycomb structure 3c. The adhesive layer 3d is, for example, a two-component adhesive (reactive adhesive) such as epoxy or isocyanate, a thermosetting adhesive such as epoxy or phenol, or anionic polymerization at high speed by moisture in the air. Then, it is preferably formed by an α-cyanoacrylate type instantaneous adhesive or the like that cures. The adhesive layer 3d is preferably formed of a strong adhesive such as an epoxy adhesive when heat-treated after application, and an epoxy-based adhesive or other adhesive other than the epoxy adhesive when not heat-treated after application. It is preferable to form by. The adhesive layer 3d is dried after being subjected to a low temperature treatment (for example, a room temperature treatment) after bonding the plate materials 3a and 3b and the honeycomb structure 3c.
次に、この発明の実施形態に係る接合材の製造方法について説明する。
図４に示す製造方法＃１００は、図２及び図３に示す一対の板材３ａ，３ｂの間にハニカム構造体３ｃが接合されている接合材３を製造する方法である。製造方法＃１００は、板材加工工程＃１１０と、ハニカム構造体加工工程＃１２０と、接合工程＃１３０などを含む。図４に示す板材加工工程＃１１０は、難燃性マグネシウム合金を板材３ａ，３ｂに加工する工程である。板材加工工程＃１１０は、加熱溶解工程＃１１１と、鋳造工程＃１１２と、均質化処理工程＃１１３と、圧延工程＃１１４などを含む。板材加工工程＃１１０では、難燃性マグネシウム合金を圧延加工し素形材として板材３ａ，３ｂを製造する。
Next, the manufacturing method of the joining material which concerns on embodiment of this invention is demonstrated.
Manufacturing method # 100 shown in FIG. 4 is a method of manufacturing a bonding material 3 in which a honeycomb structure 3c is bonded between a pair of plate materials 3a and 3b shown in FIGS. Manufacturing method # 100 includes plate material processing step # 110, honeycomb structure processing step # 120, joining step # 130, and the like. The plate material processing step # 110 shown in FIG. 4 is a step of processing the flame retardant magnesium alloy into the plate materials 3a and 3b. The plate material processing step # 110 includes a heating and melting step # 111, a casting step # 112, a homogenization treatment step # 113, a rolling step # 114, and the like. In the plate material processing step # 110, the flame retardant magnesium alloy is rolled to produce plate materials 3a and 3b as raw material.
加熱溶解工程＃１１１は、マグネシウム合金とカルシウムとを加熱溶解する工程である。加熱溶解工程＃１１１では、Mg-Al-Az系のマグネシウム合金とカルシウム、又はMg-Al-Mg系のマグネシウム合金とカルシウムとを真空又はアルゴンガス雰囲気化で600〜750℃の範囲内で加熱溶解する。 The heating and melting step # 111 is a step of heating and melting the magnesium alloy and calcium. In the heating and melting step # 111, Mg-Al-Az-based magnesium alloy and calcium, or Mg-Al-Mg-based magnesium alloy and calcium are heated and melted in a vacuum or argon gas atmosphere within a range of 600 to 750 ° C. To do.
鋳造工程＃１１２は、加熱溶解工程＃１１１後のマグネシウム合金の溶融金属を鋳造する工程である。鋳造工程＃１１２では、加熱溶解工程＃１１１後のマグネシウム合金の溶融金属を塑性加工するために、所定の形状及び寸法のマグネシウム合金の鋳塊（金属塊）に鋳造した後に、このマグネシウム合金の鋳塊を分塊圧延して正方形又は丸型断面の小型のマグネシウム合金の鋼片（鋳造ビレット）に加工する。 The casting process # 112 is a process of casting the molten metal of the magnesium alloy after the heating and melting process # 111. In the casting process # 112, in order to plastically process the molten metal of the magnesium alloy after the heating and melting process # 111, the magnesium alloy is cast into a magnesium alloy ingot (metal lump) having a predetermined shape and size, and then the magnesium alloy is cast. The ingot is slab-rolled and processed into a small magnesium alloy steel piece (cast billet) having a square or round cross section.
均質化処理工程＃１１３は、鋳造工程＃１１２後のマグネシウム合金の金属材料の合金元素がこの金属材料中に均質に分布するように、この金属材料を所定の温度に加熱して一定時間保持する工程である。均質化処理工程＃１１３では、鋳造工程＃１１２後のマグネシウム合金の鋼片を一度200℃で36時間の均質加熱（均質化処理）を行う。均質化処理工程＃１３０では、マグネシウム合金の鋼片の均質加熱温度が150℃未満であると均質不十分の問題があり、200℃を超えると結晶粒粗大化の問題があるため、均質加熱温度を150℃以上200℃以下で均質化処理することが好ましい。また、均質化処理工程＃１３０では、マグネシウム合金の鋼片の均質加熱時間が30時間未満であると均質不十分及び合金元素の偏析の問題があり、45時間を超えると結晶粒粗大化の問題があるため、均質加熱時間を30時間以上45時間以下で均質化処理することが好ましい。 Homogenization step # 113, cast as an alloy element of the metal material forming step # 112 after the magnesium alloy are distributed homogeneously in the metal material, a predetermined time holding and heating the metallic material to a predetermined temperature It is a process to do. The homogenization step # 113, carried Casting Step # homogeneous heating of 36 h billet at once 200 ° C. Magnesium alloy after 112 (homogenization). In the homogenization treatment step # 130, there is a problem of insufficient homogeneity when the homogeneous heating temperature of the steel pieces of magnesium alloy is less than 150 ° C, and there is a problem of coarsening of grains when the heating temperature exceeds 200 ° C. Is preferably homogenized at 150 ° C. or higher and 200 ° C. or lower. Further, in the homogenization step # 130, if the homogeneous heating time of the magnesium alloy steel slab is less than 30 hours, there is a problem of insufficient homogeneity and segregation of alloy elements, and if it exceeds 45 hours, the problem of coarsening of grains Therefore, it is preferable to perform the homogenization treatment with a homogeneous heating time of 30 hours to 45 hours.
圧延工程＃１１４は、均質化処理工程＃１１３後のマグネシウム合金を圧延加工して素形材を製造する工程である。圧延工程＃１１４では、マグネシウム合金の圧延温度が200℃未満であると圧延時に割れが発生し、350℃を超えると結晶粒が再結晶化して柔らかくなるため、圧延温度を200℃以上350℃以下で圧延加工することが好ましい。また、圧延工程＃１１４では、マグネシウム合金の圧下率が60%未満であると欠陥が発生し、80%を超えると割れが発生するため、圧下率を60%以上80%以下で圧延加工することが好ましい。 Rolling step # 114 is a step of rolling the magnesium alloy after homogenization treatment step # 113 to produce a shaped material. In rolling process # 114, if the rolling temperature of the magnesium alloy is less than 200 ° C, cracking occurs during rolling, and if it exceeds 350 ° C, the crystal grains recrystallize and become soft, so the rolling temperature is 200 ° C or more and 350 ° C or less. It is preferable to perform the rolling process. In rolling step # 114, defects occur when the rolling reduction of the magnesium alloy is less than 60%, and cracks occur when the rolling reduction exceeds 80%. Therefore, rolling is performed at a rolling reduction of 60% or more and 80% or less. Is preferred.
ハニカム構造体加工工程＃１２０は、アルミニウム合金をハニカム構造体３ｃに加工する工程である。ハニカム構造体加工工程＃１２０は、アルミニウム合金をハニカム構造体３ｃに機械加工する機械加工工程を含む。ハニカム構造体加工工程＃１２０では、例えば、所定の厚さのアルミニウム合金板をフライス加工して、図２に示すような六角形のコア材が隙間なく配列されたハニカム構造体３ｃに加工する。 The honeycomb structure processing step # 120 is a step of processing the aluminum alloy into the honeycomb structure 3c. The honeycomb structure processing step # 120 includes a machining step of machining the aluminum alloy into the honeycomb structure 3c. In the honeycomb structure processing step # 120, for example, an aluminum alloy plate having a predetermined thickness is milled to form a honeycomb structure 3c in which hexagonal core materials as shown in FIG. 2 are arranged without gaps.
図４に示す接合工程＃１３０は、一対の板材３ａ，３ｂとハニカム構造体３ｃとを接合する工程である。接合工程＃１３０は、図２及び図３に示す一対の板材３ａ，３ｂとハニカム構造体３ｃとを接着する接着工程を含む。接合工程＃１３０では、図３に示すように、板材３ａ，３ｂとハニカム構造体３ｃとが接着層３ｄによって接着されて接合される。接合工程＃１３０では、板材３ａ，３ｂ又はハニカム構造体３ｃのいずれか一方又は双方の表面に強力接着剤を塗布して接着層３ｄを形成し、ハニカム構造体３ｃの高さ方向の両面と板材３ａ，３ｂとを接合してハニカムサンドイッチ工法によって接合材３が製造される。接合工程＃１３０では、例えば、エポキシ系接着剤によって接着層３ｄを形成するときには、接着層３ｄが固化して板材３ａ，３ｂとハニカム構造体３ｃとが完全に固着処理されるように、板材３ａ，３ｂとハニカム構造体３ｃとを接着後に温度40℃で２時間又は温度60℃で１時間熱処理する。 A joining step # 130 shown in FIG. 4 is a step of joining the pair of plate members 3a and 3b and the honeycomb structure 3c. The joining step # 130 includes an adhesion step for adhering the pair of plate members 3a and 3b and the honeycomb structure 3c shown in FIGS. In the joining step # 130, as shown in FIG. 3, the plate members 3a and 3b and the honeycomb structure 3c are bonded and bonded together by the adhesive layer 3d. In the joining step # 130, a strong adhesive is applied to the surface of one or both of the plate members 3a, 3b and the honeycomb structure 3c to form an adhesive layer 3d, and both sides of the honeycomb structure 3c in the height direction and the plate material are formed. 3a and 3b are joined, and the joining material 3 is manufactured by the honeycomb sandwich method. In the bonding step # 130, for example, when the adhesive layer 3d is formed with an epoxy adhesive, the plate material 3a is solidified so that the plate materials 3a, 3b and the honeycomb structure 3c are completely fixed. , 3b and the honeycomb structure 3c are heat-treated after bonding at a temperature of 40 ° C. for 2 hours or at a temperature of 60 ° C. for 1 hour.
この発明の実施形態に係る接合材とその製造方法には、以下に記載するような効果がある。
(1) この実施形態では、板材３ａ，３ｂが難燃性マグネシウム合金であり、ハニカム構造体３ｃがアルミニウム合金である。このため、軽量化を図りつつ難燃性を確保することができる。また、一対の表面板の間に蜂の巣状のコアを挟み込んだ従来のアルミニウム合金性のハニカムパネルに比べて、表面板をマグネシウム合金にすることによって、重量を１割程度軽量化することができる。その結果、鉄道車両などの交通輸送手段１の構体２に軽量材である接合材３を適用することによって、交通輸送手段の軽量化をより一層図ることができる。さらに、表面板として板材３ａ，３ｂに難燃性のマグネシウム合金の薄板を使用することによって、鉄道車両などの交通輸送手段１の火災安全性などを確保することができる。
The bonding material and the manufacturing method thereof according to the embodiment of the present invention have the effects described below.
(1) In this embodiment, the plate materials 3a and 3b are flame retardant magnesium alloys, and the honeycomb structure 3c is an aluminum alloy. For this reason, flame retardance can be ensured while achieving weight reduction. Further, compared to a conventional aluminum alloy honeycomb panel in which a honeycomb core is sandwiched between a pair of surface plates, the weight can be reduced by about 10% by making the surface plate a magnesium alloy. As a result, by applying the bonding material 3 which is a lightweight material to the structure 2 of the traffic transportation means 1 such as a railway vehicle, it is possible to further reduce the weight of the traffic transportation means. Furthermore, the fire safety of the traffic transportation means 1 such as a railway vehicle can be ensured by using a flame-retardant magnesium alloy thin plate for the plate members 3a and 3b as the surface plates.
(2) この実施形態では、板材３ａ，３ｂとハニカム構造体３ｃとを接着層３ｄが接着する。このため、簡単な接着工程によって短時間に低コストで接合材３を製造することができる。また、一対の板材３ａ，３ｂとハニカム構造体３ｃとを接着層３ｄから剥離することができるため、リサイクル性を向上させることができる。 (2) In this embodiment, the adhesive layers 3d adhere the plate members 3a, 3b and the honeycomb structure 3c. For this reason, the joining material 3 can be manufactured at low cost in a short time by a simple bonding process. Further, since the pair of plate members 3a and 3b and the honeycomb structure 3c can be peeled from the adhesive layer 3d, the recyclability can be improved.
(3) この実施形態では、難燃性マグネシウム合金がカルシウムを0.5mass%以上2.0mass%未満含有し、アルミニウムを2.0mass%以上10.0mass%以下含有する。このため、軽量化を図りつつ難燃性を確保させることができる。その結果、鉄道車両などの交通輸送手段１の構体の一部である一対の板材３ａ，３ｂに難燃性マグネシウム合金を適用することによって、従来のアルミニウム合金製の鉄道車両などに比べて軽量化を図ることができるとともに、鉄道車両の火災安全性などを確保することができる。また、従来のマグネシウム合金のように難燃性を確保するためにマグネシウム合金の表面に難燃剤をコーティングする必要がなくなって、安価に製造することができる。 (3) In this embodiment, the flame retardant magnesium alloy contains calcium in an amount of 0.5 mass% to less than 2.0 mass% and aluminum in an amount of 2.0 mass% to 10.0 mass%. For this reason, a flame retardance can be ensured, achieving weight reduction. As a result, by applying a flame retardant magnesium alloy to the pair of plate members 3a and 3b which are a part of the structure of the transportation means 1 such as a railway vehicle, the weight can be reduced as compared to a conventional aluminum alloy railway vehicle. In addition, the fire safety of the railway vehicle can be ensured. Further, it is not necessary to coat the surface of the magnesium alloy with a flame retardant in order to ensure the flame retardance as in the case of the conventional magnesium alloy, and it can be manufactured at low cost.
(4) この実施形態では、難燃性マグネシウム合金は、亜鉛を0.1mass%以上1.5mass%以下含有する。このため、亜鉛を含有することで融点を下げて鍛造が容易になって圧延加工によって高強度のマグネシウム合金を容易に製造することができる。 (4) In this embodiment, the flame retardant magnesium alloy contains 0.1 mass% or more and 1.5 mass% or less of zinc. For this reason, the melting point is lowered by containing zinc, forging becomes easy, and a high-strength magnesium alloy can be easily manufactured by rolling.
(5) この実施形態では、難燃性マグネシウム合金は、マンガンを0.1mass%以上1.5mass%以下含有する。このため、マンガンを含有することで耐食性及び強度に優れたマグネシウム合金を容易に製造することができる。 (5) In this embodiment, the flame retardant magnesium alloy contains 0.1 mass% to 1.5 mass% of manganese. For this reason, the magnesium alloy excellent in corrosion resistance and intensity | strength can be easily manufactured by containing manganese.
(6) この実施形態では、難燃性マグネシウム合金を板材３ａ，３ｂに板材加工工程＃１１０で加工し、アルミニウム合金をハニカム構造体３ｃにハニカム構造体加工工程＃１２０で加工し、一対の板材３ａ，３ｂとハニカム構造体３ｃとを接合工程＃１３０で接合する。このため、難燃性アルミニウム合金の板材３ａ，３ｂとアルミニウム合金のハニカム構造体３ｃとを貼り合せるだけで、短時間で低コストに接合材３を容易に製造することができる。 (6) In this embodiment, the flame retardant magnesium alloy is processed into the plate materials 3a and 3b in the plate material processing step # 110, the aluminum alloy is processed into the honeycomb structure 3c in the honeycomb structure processing step # 120, and a pair of plate materials 3a, 3b and the honeycomb structure 3c are joined in the joining step # 130. Therefore, the bonding material 3 can be easily manufactured in a short time and at a low cost by simply bonding the flame-retardant aluminum alloy plate materials 3a and 3b and the aluminum alloy honeycomb structure 3c.
(7) この実施形態では、難燃性マグネシウム合金を板材３ａ，３ｂに圧延加工する圧延工程＃１１４を板材加工工程＃１１０が含む。このため、所定の強度を有する薄板状の難燃性マグネシウム合金を製造することができる。 (7) In this embodiment, the plate material processing step # 110 includes a rolling step # 114 for rolling the flame retardant magnesium alloy into the plate materials 3a and 3b. For this reason, a thin plate-like flame-retardant magnesium alloy having a predetermined strength can be produced.
(8) この実施形態では、圧延工程の圧延温度が200℃以上350℃以下であり、圧下率が60%以上80%以下であるである。このため、圧延時に割れが発生するのを防ぐことができるとともに、結晶粒が再結晶化して柔らかくなるのを防ぐことができる。 (8) In this embodiment, the rolling temperature in the rolling step is 200 ° C. or higher and 350 ° C. or lower, and the rolling reduction is 60% or higher and 80% or lower. For this reason, it can prevent that a crack generate | occur | produces at the time of rolling, and can prevent that a crystal grain recrystallizes and becomes soft.
(9) この実施形態では、アルミニウム合金をハニカム構造体３ｃに機械加工する機械加工工程をハニカム構造体加工工程＃１２０が含む。このため、所定の形状を有する蜂の巣状のコア材を容易に製造することができる。 (9) In this embodiment, the honeycomb structure processing step # 120 includes a machining process for machining the aluminum alloy into the honeycomb structure 3c. For this reason, a honeycomb-shaped core material having a predetermined shape can be easily manufactured.
(10) この実施形態では、一対の板材３ａ，３ｂとハニカム構造体３ｃとを接着する接着工程を接合工程＃１３０が含む。このため、従来のアルミニウム製のハニカムパネルのようなろう付けのための加熱作業が不要になって、高強度の接着剤を使用することで接合材３の製造工程を簡略化することができる。 (10) In this embodiment, the joining step # 130 includes an adhesion step for adhering the pair of plate members 3a, 3b and the honeycomb structure 3c. For this reason, the heating operation for brazing like a conventional aluminum honeycomb panel is not required, and the manufacturing process of the bonding material 3 can be simplified by using a high-strength adhesive.
次に、この発明の実施例について説明する。 Next, examples of the present invention will be described.
試験材は、表１に示す実施例１〜４及び比較例２，３に係る難燃性マグネシウム合金と、表２に示す比較例１に係るアルミニウム合金とを用いた。表１，２に示す単位は、質量パーセントである。
（実施例１）
実施例１は、カルシウムを添加したMg-Al-Zn-Ca系の難燃性マグネシウム合金を長さ60mm×幅20mm×厚さ1 mmに加工した板材である。実施例１に係る難燃性マグネシウム合金は、マグネシウムにアルミニウムを3.1mass%、亜鉛を0.84mass%を含有するマグネシウム合金を電気炉によって加熱温度580℃で加熱し、マグネシウム合金を溶融させた後にカルシウムを1.0mass%添加して鋳造しビレットを作製し、250℃、圧下率60％で圧延して作製した。
As the test materials, flame retardant magnesium alloys according to Examples 1 to 4 and Comparative Examples 2 and 3 shown in Table 1 and an aluminum alloy according to Comparative Example 1 shown in Table 2 were used. The units shown in Tables 1 and 2 are mass percent.
Example 1
Example 1 is a plate material obtained by processing an Mg—Al—Zn—Ca-based flame retardant magnesium alloy with calcium added into a length of 60 mm, a width of 20 mm, and a thickness of 1 mm. In the flame-retardant magnesium alloy according to Example 1, a magnesium alloy containing 3.1 mass% aluminum and 0.84 mass% zinc in magnesium is heated in an electric furnace at a heating temperature of 580 ° C., and then the magnesium alloy is melted. A billet was prepared by adding 1.0 mass% and cast and rolled at 250 ° C. and a reduction rate of 60%.
（実施例２）
実施例２は、カルシウムを添加したMg-Al-Zn-Ca系の難燃性マグネシウム合金を長さ60mm×幅20mm×厚さ1mmに加工した板材である。実施例２に係る難燃性マグネシウム合金は、マグネシウムにアルミニウムを5.9mass%、亜鉛を0.93mass%含有するマグネシウム合金を電気炉によって加熱温度 580℃で加熱し、マグネシウム合金を溶融させた後にカルシウムを1.0mass%添加して鋳造しビレットを作製し、250℃、圧下率60％で圧延して作製した。
(Example 2)
Example 2 is a plate material obtained by processing an Mg—Al—Zn—Ca-based flame retardant magnesium alloy with calcium added into a length of 60 mm, a width of 20 mm, and a thickness of 1 mm. In the flame-retardant magnesium alloy according to Example 2, a magnesium alloy containing 5.9 mass% aluminum and 0.93 mass% zinc in magnesium is heated by an electric furnace at a heating temperature of 580 ° C., and after melting the magnesium alloy, calcium is added. A billet was prepared by adding 1.0 mass% and cast, and rolled at 250 ° C. and a reduction rate of 60%.
（実施例３）
実施例３は、カルシウムを添加したMg-Al-Mn-Ca系の難燃性マグネシウム合金を長さ60mm×幅20mm×厚さ1mmに加工した板材である。実施例３に係る難燃性マグネシウム合金は、マグネシウムにアルミニウムを3.3mass%、マンガンを0.98mass%含有するマグネシウム合金を電気炉によって加熱温度600℃で加熱し、マグネシウム合金を溶融させて後にカルシウムを1.0mass%添加して鋳造しビレットを作製し、250℃、圧下率60％で圧延して作製した。
(Example 3)
Example 3 is a plate material obtained by processing an Mg—Al—Mn—Ca-based flame retardant magnesium alloy with calcium added into a length of 60 mm × width of 20 mm × thickness of 1 mm. In the flame-retardant magnesium alloy according to Example 3, a magnesium alloy containing 3.3 mass% aluminum and 0.98 mass% manganese in magnesium is heated in an electric furnace at a heating temperature of 600 ° C. A billet was prepared by adding 1.0 mass% and cast, and rolled at 250 ° C. and a reduction rate of 60%.
（実施例４）
実施例４は、カルシウムを添加したMg-Al-Mn-Ca系の難燃性マグネシウム合金を長さ60mm×幅20mm×厚さ1mmに加工した板材である。実施例４に係る難燃性マグネシウム合金は、マグネシウムにアルミニウムを6.2mass%、マンガンを1.01mass%含有するマグネシウム合金を電気炉によって加熱温度600℃で加熱し、マグネシウム合金を溶融させて後にカルシウムを1.0mass%添加して鋳造しビレットを作製し、250℃、圧下率60％で圧延して作製した。
Example 4
Example 4 is a plate material obtained by processing an Mg—Al—Mn—Ca-based flame retardant magnesium alloy with calcium added into a length of 60 mm × width of 20 mm × thickness of 1 mm. In the flame-retardant magnesium alloy according to Example 4, a magnesium alloy containing 6.2 mass% aluminum and 1.01 mass% manganese in magnesium is heated in an electric furnace at a heating temperature of 600 ° C. A billet was prepared by adding 1.0 mass% and cast, and rolled at 250 ° C. and a reduction rate of 60%.
図５に示すように、実施例２に係る難燃性マグネシウム合金の金属組織を観察したところ、アルミニウムとカルシウムとが結合して金属間化合物(Al2Ca)が生成されており、糸状の金属間化合物が蜂の巣状に形成されていることが確認された。 As shown in FIG. 5, when the metal structure of the flame-retardant magnesium alloy according to Example 2 was observed, an intermetallic compound (Al 2 Ca) was formed by combining aluminum and calcium, and a thread-like metal was formed. It was confirmed that the intermetallic compound was formed in a honeycomb shape.
（比較例１）
比較例１は、表２に示す化学成分の合金番号A6061のAl-Mg-Si系のアルミニウム合金を長さ60mm×幅20mm×厚さ1mmに加工した板材である。
(Comparative Example 1)
Comparative Example 1 is a plate material obtained by processing an Al—Mg—Si based aluminum alloy having the chemical composition shown in Table 2 and having an alloy number A6061 into a length of 60 mm × width of 20 mm × thickness of 1 mm.
（比較例２）
比較例２は、表１に示す化学成分のAZ61のMg-Al-Zn系のマグネシウム合金を長さ60mm×幅20mm×厚さ1mmに加工した板材である。
(Comparative Example 2)
Comparative Example 2 is a plate material obtained by processing an Mg-Al-Zn-based magnesium alloy of AZ61 having chemical components shown in Table 1 into a length of 60 mm, a width of 20 mm, and a thickness of 1 mm.
（比較例３）
比較例３は、カルシウムを添加したMg-Al-Zn-Ca系の難燃性マグネシウム合金を長さ60mm×幅20mm×厚さ1mmに加工した板材である。比較例３に係る難燃性マグネシウム合金は、実施例２に係る難燃性マグネシウム合金の化学成分のうちカルシウムの含有量のみが異なる。比較例３に係る難燃性マグネシウム合金は、マグネシウムにアルミニウムを5.9mass%、亜鉛を0.93mass%を含有するマグネシウム合金を電気炉によって加熱温度 580℃で加熱し、マグネシウム合金を溶融させた後にカルシウムを2.0mass%添加して鋳造しビレットを作製し、250℃、圧下率60％で圧延して作製した。
(Comparative Example 3)
Comparative Example 3 is a plate material obtained by processing a Mg—Al—Zn—Ca-based flame retardant magnesium alloy with calcium added into a length of 60 mm × width of 20 mm × thickness of 1 mm. The flame retardant magnesium alloy according to Comparative Example 3 differs only in the calcium content among the chemical components of the flame retardant magnesium alloy according to Example 2. In the flame-retardant magnesium alloy according to Comparative Example 3, a magnesium alloy containing 5.9 mass% of aluminum and 0.93 mass% of zinc in magnesium is heated by an electric furnace at a heating temperature of 580 ° C. A billet was prepared by adding 2.0 mass% and cast and rolled at 250 ° C. and a reduction rate of 60%.
この発明の実施例及び比較例の難燃性及び圧延加工性の評価結果を表２に示す。
（燃焼試験）
実施例１〜４及び比較例１，２の難燃性を確認するために燃焼試験を実施した。燃焼試験は、ガスバーナを使用して実施例１〜４及び比較例１〜３を直接加熱する手法で行った。燃焼試験装置は、ブロックで囲いをくみ上げ、上面にガスバーナを設置したものを試作した。燃焼温度は、最大加熱温度が700℃程度で、加熱時間が1分であり、熱電対を使用して測定した。その結果、図６に示すように、比較例１に係るアルミニウム合金については発火する前に溶融し、比較例２に係るマグネシウム合金については発火し燃焼することが確認された。一方、実施例１〜４及び比較例３に係る難燃性マグネシウム合金については、いずれも発火せず難燃性の効果が確認された。このため、図４に示すようなマグネシウム合金の金属組織内のカルシウム系の金属間化合物によって難燃性が保持されることが確認された。
Table 2 shows the evaluation results of flame retardancy and rolling processability of Examples and Comparative Examples of the present invention.
(Combustion test)
In order to confirm the flame retardancy of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2, a combustion test was performed. The combustion test was performed by a method in which Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 were directly heated using a gas burner. Combustion test equipment was prototyped with a block surrounded by a block and a gas burner on the top. The combustion temperature was measured using a thermocouple with a maximum heating temperature of about 700 ° C. and a heating time of 1 minute. As a result, as shown in FIG. 6 , it was confirmed that the aluminum alloy according to Comparative Example 1 melted before ignition, and the magnesium alloy according to Comparative Example 2 ignited and combusted. On the other hand, the flame retardant magnesium alloys according to Examples 1 to 4 and Comparative Example 3 were not ignited, and the flame retardant effect was confirmed. For this reason, it was confirmed that the flame retardancy is maintained by the calcium-based intermetallic compound in the metal structure of the magnesium alloy as shown in FIG.
（圧延加工性）
実施例１〜４及び比較例３に係る難燃性マグネシウム合金の圧延加工性を確認するために、油圧式圧延加工機を用い、荷重を200kg、圧延温度を250℃、圧下率60％で圧延加工を実施した。その結果、図６に示すように、比較例３に係る難燃性マグネシウム合金については割れが確認された。このため、カルシウムを2mass%以上含有する難燃性マグネシウム合金については圧延加工性が劣ることが確認された。一方、実施例１〜４に係る難燃性マグネシウム合金については、いずれも割れが発生せず圧延加工性が良好であることが確認された。このため、図４に示すようなマグネシウム合金の金属組織内のカルシウム系の金属間化合物によって強度が確保されることが確認された。
(Rolling workability)
In order to confirm the rolling workability of the flame retardant magnesium alloys according to Examples 1 to 4 and Comparative Example 3, using a hydraulic rolling machine, the load was 200 kg, the rolling temperature was 250 ° C., and the rolling reduction was 60%. Processing was carried out. As a result, as shown in FIG. 6, the flame-retardant magnesium alloy according to Comparative Example 3 was confirmed to be cracked. For this reason, it was confirmed that the flame workability magnesium alloy containing 2 mass% or more of calcium is inferior in rolling workability. On the other hand, about the flame-retardant magnesium alloy which concerns on Examples 1-4, it was confirmed that all are cracked and rolling workability is favorable. For this reason, it was confirmed that the strength was ensured by the calcium-based intermetallic compound in the metal structure of the magnesium alloy as shown in FIG.
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、鉄道車両に接合材３を適用する場合を例に挙げて説明したが、自動車、船舶、航空機又は飛翔体などの他の交通輸送手段についてもこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、鉄道車両の構体２に接合材３を適用する場合を例に挙げて説明したが、鉄道車両の床材、パンタグラフカバー又は台車塞ぎ板などについてもこの発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、断面形状が六角形のコア部３ｆを備えるハニカム構造体３ｃを例に挙げて説明したが、断面形状を六角形に限定するものではなく、三角形、四角形又はひし形などのコア部についてもこの発明を適用することができる。
The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications or changes can be made as described below, and these are also within the scope of the present invention.
(1) In this embodiment, the case where the bonding material 3 is applied to a railway vehicle has been described as an example. However, the present invention is also applied to other transportation means such as an automobile, a ship, an aircraft, or a flying object. Can do. Further, in this embodiment, the case where the bonding material 3 is applied to the structure 2 of the railway vehicle has been described as an example. Can do. Furthermore, in this embodiment, the honeycomb structure 3c including the core portion 3f having a hexagonal cross-sectional shape has been described as an example. The present invention can also be applied to the core portion.
(2) この実施形態では、板材加工工程＃１１０において難燃性マグネシウム合金を圧延加工して板材３ａ，３ｂを製造する場合を例に挙げて説明したが、押出、鍛造、鋳造、曲げなどの加工によって板材３ａ，３ｂを製造することもできる。例えば、図４に示す均質化処理工程＃１１３後の鋳造ビレットや圧延工程＃１１４後の圧延材に対して鍛造のプレスフォージング法を利用して板材３ａ，３ｂを製造することもできる。この場合には、200℃〜350℃でプレスフォージングを行うことが好ましい。また、この実施形態では、ハニカム構造体加工工程＃１２０においてアルミニウム合金を切削加工してハニカム構造体３ｃを製造する場合を例に挙げて説明したが、押出、鍛造、鋳造などの加工によってハニカム構造体３ｃを製造することもできる。さらに、この実施形態では、接合工程＃１３０において板材３ａ，３ｂとハニカム構造体３ｃとを接着層３ｄによって接合する場合を例に挙げて説明したが、摩擦撹拌接合、レーザ溶接又はMIG溶接などの低熱源接合方法によってこれらを接合することもできる。 (2) In this embodiment, the case of producing the plate materials 3a and 3b by rolling the flame retardant magnesium alloy in the plate material processing step # 110 has been described as an example. However, the extrusion, forging, casting, bending, etc. The plate materials 3a and 3b can also be manufactured by processing. For example, the plate materials 3a and 3b can be manufactured using a forging press forging method for the cast billet after the homogenization treatment step # 113 shown in FIG. 4 and the rolled material after the rolling step # 114. In this case, it is preferable to perform press forging at 200 ° C to 350 ° C. Further, in this embodiment, the case where the honeycomb structure 3c is manufactured by cutting the aluminum alloy in the honeycomb structure processing step # 120 has been described as an example, but the honeycomb structure is processed by processing such as extrusion, forging, and casting. The body 3c can also be manufactured. Furthermore, in this embodiment, the case where the plate members 3a, 3b and the honeycomb structure 3c are joined by the adhesive layer 3d in the joining step # 130 has been described as an example. However, friction stir welding, laser welding, MIG welding, or the like is used. These can also be joined by a low heat source joining method.
１ 交通輸送手段（鉄道車両）
２ 構体
３ 接合材
３ａ，３ｂ 板材（難燃性マグネシウム合金）
３ｃ ハニカム構造体（アルミニウム合金）
３ｄ 接着層
３ｅ 空隙部
３ｆ コア部
1 Transportation means (railcar)
2 Structure 3 Bonding material 3a, 3b Plate material (flame retardant magnesium alloy)
3c Honeycomb structure (aluminum alloy)
3d adhesive layer 3e gap 3f core
Claims (6)
難燃性マグネシウム合金を前記板材に加工する板材加工工程と、
アルミニウム合金を前記ハニカム構造体に加工するハニカム構造体加工工程と、
前記一対の板材と前記ハニカム構造体とを接合する接合工程とを含み、
前記板材加工工程は、
均質加熱温度150℃以上200℃以下、均質加熱温度30時間以上45時間以下で、鋳造後の前記難燃性マグネシウム合金の鋼片を均質化処理する均質化処理工程と、
圧延温度200℃以上350℃以下、圧下率60%以上80%以下で、均質化処理後の前記難燃性マグネシウム合金を前記板材に圧延加工する圧延工程とを含むこと、
を特徴とする接合材の製造方法。 A method for manufacturing a bonding material in which a honeycomb structure is bonded between a pair of plate members,
A plate material processing step of processing the flame retardant magnesium alloy into the plate material;
A honeycomb structure processing step of processing an aluminum alloy into the honeycomb structure;
A bonding step of bonding the pair of plate members and the honeycomb structure,
The plate material processing step,
A homogenization process step of homogenizing the steel slab of the flame-retardant magnesium alloy after casting at a homogeneous heating temperature of 150 ° C. or more and 200 ° C. or less, a homogeneous heating temperature of 30 hours or more and 45 hours or less,
A rolling step of rolling the flame-retardant magnesium alloy after the homogenization treatment into the plate material at a rolling temperature of 200 ° C. or more and 350 ° C. or less, a rolling reduction of 60% or more and 80% or less,
The manufacturing method of the joining material characterized by these.
前記難燃性マグネシウム合金は、
カルシウムを0.5mass%以上2.0mass%未満含有し、
アルミニウムを2.0mass%以上10.0mass%以下含有すること、
を特徴とする接合材の製造方法。 In the manufacturing method of the joining material according to claim 1 ,
The flame retardant magnesium alloy is
Containing calcium 0.5mass% or more and less than 2.0mass%,
Containing 2.0 mass% or more and 10.0 mass% or less of aluminum,
The manufacturing method of the joining material characterized by these.
前記難燃性マグネシウム合金は、亜鉛を0.1mass%以上1.5mass%以下含有すること、
を特徴とする接合材の製造方法。 In the manufacturing method of the joining material according to claim 2 ,
The flame retardant magnesium alloy contains 0.1 mass% or more and 1.5 mass% or less of zinc,
The manufacturing method of the joining material characterized by these.
前記難燃性マグネシウム合金は、マンガンを0.1mass%以上1.5mass%以下含有すること、
を特徴とする接合材の製造方法。 In the manufacturing method of the joining material according to claim 2 ,
The flame retardant magnesium alloy contains 0.1 mass% or more and 1.5 mass% or less of manganese,
The manufacturing method of the joining material characterized by these.
前記ハニカム構造体加工工程は、前記アルミニウム合金を前記ハニカム構造体に機械加工する機械加工工程を含むこと、
を特徴とする接合材の製造方法。 In the manufacturing method of the bonding | jointing material of any one of Claim 1- Claim 4 ,
The honeycomb structure processing step includes a machining step of machining the aluminum alloy into the honeycomb structure;
The manufacturing method of the joining material characterized by these.
前記接合工程は、前記一対の板材と前記ハニカム構造体とを接着する接着工程を含むこと、
を特徴とする接合材の製造方法。 In the manufacturing method of the joining material according to any one of claims 1 to 5 ,
The joining step includes an adhesion step of adhering the pair of plate members and the honeycomb structure;
The manufacturing method of the joining material characterized by these.
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