JP6375048B1 - 圧延接合体 - Google Patents

Abstract

【課題】厚みが比較的大きくても、高いエリクセン値を示し、成形加工性に優れる圧延接合体を提供することを目的とする。【解決手段】ステンレス層とステンレスとは異なる金属層とからなる圧延接合体であって、厚みＴが０．２ｍｍ以上３ｍｍ以下であり、前記厚みＴに対する前記ステンレス層の厚みＴＳＵＳの比率ＰＳＵＳと、前記ステンレス層側をＸ線回折測定した際に得られる結晶の面方位（２００）を示すピークの半価幅ＦＷＨＭ２００との関係が、下記式を満たすことを特徴とする。ＦＷＨＭ２００≦０．００５７ＰＳＵＳ＋０．４【選択図】図１

Description

本発明は、圧延接合体に関する。

金属材料は様々な分野で利用されており、例えば、モバイル電子機器の筐体等の電子機器用のプレス成形部品として用いられている。これらの金属材料には高いプレス加工性が要求される。このような金属材料として、単一の金属からなる金属材料に加えて、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）が知られている。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。

ここで、圧延接合体を用いた電子機器用途の金属部品は、一般にプレス加工によって成形される。プレス加工はせん断加工、曲げ加工、絞り加工に大きく分類され、その中でも筐体は絞り加工によって成形される。絞り加工は圧延接合体をダイスに固定し、ダイスに設けられた穴にパンチを押し込んで容器形状に成形するため、プレス加工の中でも加工が難しい。絞り加工を行う上で圧延接合体の張り出し成形性は重要なパラメータの一つであり、張り出し成形性の高いことが要求される。

従来の、成形加工性に優れる圧延接合体（金属積層材、クラッド材）として、特許文献１には、ステンレス層／アルミニウム層の２層構造を有し、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以下であるような金属積層材が開示されている。

国際公開第２０１７／０５７６６５号

上記特許文献１に記載の圧延接合体は、特定範囲の引張強度、伸び及びステンレス層の表面硬度を有することにより、エリクセン試験による張出高さ（エリクセン値）が６．０ｍｍ以上という高い成形加工性を得るものである。しかし、特許文献１に係る圧延接合体は、電子機器の放熱部材等に用いられるような厚みが薄い圧延接合体であり、例えば３層材においては０．４ｍｍ以上、２層材においては０．３ｍｍ以上となるような、筐体用に適した厚みの圧延接合体に関しては検討が不十分であった。

圧延接合体においては、厚みが大きくなるほど、圧延接合時に必要な圧下力が高くなるため、ステンレス層等の硬度の上がり幅が大きく、厚くなるほど硬度の制御は困難であった。そして、硬度が高いほど、一般に伸びは低下するため、筐体用として必要な成形加工性を有する圧延接合体を得ることは困難であった。

そこで本発明は、上記従来の状況に鑑み、厚みが比較的大きくても、高いエリクセン値を示し、成形加工性に優れる圧延接合体、及びその製造方法を提供するものである。

上記課題を解決するため、本発明者らが鋭意検討を行った結果、圧延接合体におけるステンレス層の集合組織（粒径・方位・歪）が圧延接合体の伸び特性に影響することが明らかとなり、さらに、集合組織とステンレス層の厚み比率とが特定の関係を満たすことで筐体用として必要な成形加工性が得られることを見い出し、発明を完成した。すなわち、本発明の要旨は次のとおりである。

（１）ステンレス層とステンレスとは異なる金属層とからなる圧延接合体であって、
厚みＴが０．２ｍｍ以上３ｍｍ以下であり、
前記厚みＴに対する前記ステンレス層の厚みＴ_ＳＵＳの比率Ｐ_ＳＵＳと、前記ステンレス層側をＸ線回折測定した際に得られる結晶の面方位（２００）を示すピークの半価幅ＦＷＨＭ_２００との関係が、下記式を満たす前記圧延接合体。
ＦＷＨＭ_２００≦０．００５７Ｐ_ＳＵＳ＋０．４
（２）前記ステンレスとは異なる金属層が、アルミニウム、アルミニウム合金及び銅からなる群から選択される金属の層である上記（１）に記載の圧延接合体。
（３）電子機器用筐体のための上記（１）又は（２）に記載の圧延接合体。
（４）上記（１）又は（２）に記載の圧延接合体を用いた電子機器用筐体。

本発明によれば、厚みが比較的大きく、且つエリクセン試験による張出高さが７ｍｍ以上という高い成形加工性を有する圧延接合体を得ることができる。この圧延接合体は、優れた成形加工性を利用して、モバイル電子機器等の各種電子機器の筐体用の部材等として好適に用いることができる。

本発明に係る圧延接合体の一実施形態の断面を模式的に示す図である。 ステンレス層の厚みの比率Ｐ_ＳＵＳと面方位（２００）を示すピークの半価幅ＦＷＨＭ_２００との関係を示すグラフである。 ステンレス層の厚みＴ_ＳＵＳと面方位（２００）を示すピークの半価幅ＦＷＨＭ_２００との関係を示すグラフである。 ステンレス層の厚みの比率Ｐ_ＳＵＳとステンレス層の表面硬度との関係を示すグラフである。 本発明に係る電子機器用筐体の第１の実施形態を示す斜視図である。 本発明に係る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。

以下、本発明を詳細に説明する。

Ｉ．圧延接合体
本発明に係る圧延接合体の一実施形態を図１に基づき説明する。図１に示すように、本実施形態の圧延接合体１は、ステンレス（ＳＵＳ）層１０と、ステンレスとは異なる金属層２０とから構成される。

ステンレス層１０に用いられるステンレスとしては、特に限定されずに、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ２０１、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ及びＳＵＳ４３０等の板材を用いることができる。

ステンレスとは異なる金属層２０を構成する金属は、圧延接合体の用途や目的とする特性に応じて適宜選択することができる。具体的には、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、マグネシウム、マグネシウム合金等が挙げられる。特に、アルミニウム、アルミニウム合金及び銅からなる群から選択される金属は好ましく用いられる。これらの金属をステンレス層と圧延接合することで、圧延接合体の放熱性及び軽量性を向上させることができ、例えばモバイル電子機器の筐体用として好適な圧延接合体を得ることができる。

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、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、添加金属元素の合計含有量１質量％超で含有するアルミニウム合金の板材を用いることができる。

例えば、アルミニウム合金として、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、プレス成形性、強度、耐食性の観点から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、アルミニウムとしては、アルミニウム以外の添加金属元素の合計含有量が１質量％以下である純アルミニウムの板材を用いることができる。純アルミニウムとしては、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。純アルミニウム中の、アルミニウム以外の添加金属元素の合計含有量は、好ましくは０．５質量％以下であり、より好ましくは０．３質量％以下であり、特に好ましくは０．１５質量％以下である。

銅としては、銅以外の添加金属元素の合計含有量が１質量％以下である銅の板材を用いることができる。具体的には、Ｃ１１００等の板材を挙げることができる。また、銅合金の例としては、コルソン銅を挙げることができる。

圧延接合体１の厚みＴは、特に限定されずに、通常０．２ｍｍ以上３ｍｍ以下であり、好ましくは０．３ｍｍ以上２．２ｍｍ以下、特に好ましくは０．４ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。ここで、圧延接合体１の厚みＴとは、ステンレス層１０とステンレスとは異なる金属層２０の総厚みをいう。圧延接合体の厚みＴは、圧延接合体１上の任意の３０点における厚みをマイクロメータ等で測定し、得られた測定値の平均値をいう。

ステンレス層１０の厚みＴ_ＳＵＳは、通常０．０１ｍｍ以上であれば適用可能であり、下限は絞り成形性と強度の観点から、好ましくは０．０４５ｍｍ以上、より好ましくは０．０５ｍｍ以上である。上限は特に制限はないが、ステンレスとは異なる金属層２０に対して厚過ぎると、軽量性・放熱性が低下する恐れがあるため、Ｔ_ＳＵＳは好ましくは０．６ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以下、さらに軽量化の観点から０．４ｍｍ以下であることが特に好ましい。また、圧延接合体１の放熱性を確保する観点から、ステンレス層１０はステンレスとは異なる金属層２０よりも薄いことが好ましい。具体的には、厚みＴに対するステンレス層１０の厚みＴ_ＳＵＳの比率Ｐ_ＳＵＳが、５％以上７０％以下であることが好ましく、７％以上６０％以下であることがより好ましい。さらに好ましくは１５％以上５０％以下である。圧延接合体１におけるステンレス層１０の厚みＴ_ＳＵＳは、圧延接合体１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１０の厚みを計測し、得られた値の平均値をいう。なお、圧延接合体の製造において、材料のステンレス鋼板は所定の圧下率にて接合されるため、圧延接合体のステンレス層の厚みは接合前の材料のステンレス鋼板よりも薄くなる。

そして、本実施形態の圧延接合体１は、厚みＴに対するステンレス層１０の厚みＴ_ＳＵＳの比率Ｐ_ＳＵＳと、ステンレス層１０側をＸ線回折測定した際に得られる結晶の面方位（２００）を示すピークの半価幅ＦＷＨＭ_２００との関係が、下記式を満たすことを特徴とする。面方位（２００）を示すピークは、管電圧：４５ｋＶ、管電流：２００ｍＡで、線源：ＣｕＫαを用いて、ステンレス層１０を２θ／θ測定した際に２θ＝４８〜５２°に現れるピークであり、半価幅ＦＷＨＭ_２００は上記ピークの高さＨの半分（Ｈ／２）の位置におけるピークの幅（°）をいう。
ＦＷＨＭ_２００≦０．００５７Ｐ_ＳＵＳ＋０．４

上記式を満たすことにより、ステンレス層１０における結晶粒の状態がステンレス層１０の厚み比率Ｐ_ＳＵＳとの関係で最適化され、圧延接合体１の厚みが比較的大きい場合（０．２ｍｍ以上３ｍｍ以下）であっても、優れた成形加工性を有する圧延接合体１を得ることができる。

一方、（１１１）回折ピークのすぐ近く、２θ＝４３〜４５°において、ステンレスの加工度に依存すると考えられるピークが発現しやすく、このピークの影響で（１１１）回折ピークがブロード化してしまう結果、回折ピークの切り分けが困難となり、（１１１）由来の半価幅の同定は困難であることが分かった。また、（２２０）や（３１１）は、（１１１）のように加工度に依存するピークによる影響はないが、結晶元来の強度が（１１１）や（２００）に対して低く、回折ピークがバックグランドの強度に影響されるためか、半価幅と厚み比率との相関性が得られなかった。これらに対し、（２００）のピークについては、半価幅と厚み比率とが上記式の関係性を満たすことにより、高い成形加工性が得られることが分かった。

すなわち、厚みが比較的大きい場合、厚みが大きくなることによる成形性向上の効果が得られる一方で、圧延接合体においては接合時に必要な圧下力が高くなるため、ステンレス層の結晶粒の微細化や加工ひずみの導入により硬度が高くなり、伸びの低下が生じてしまい、結果、筐体用として必要な成形加工性を有する圧延接合体が得られにくいという課題を本発明者らは見出した。そして、接合時の影響も反映された接合後のステンレス層のパラメータとして半価幅に着目し、中でも（２００）面の半価幅とステンレス層の厚み比率を制御することにより成型加工性を最適化できること、及び、上記式を満たすことによって優れた成形加工性を有する圧延接合体が得られることを見出した。具体的には、圧延接合体１のエリクセン試験による張出高さ（エリクセン値）が７．０ｍｍ以上、好ましくは８．０ｍｍ以上という高い成形加工性が得られる。ここで、エリクセン試験による張出高さは、例えば機械式エリクセン試験機ＥＳＭ−１（ＣＡＰ２ｍｍ、(株)東京衡機試験機製）を用い、ＪＩＳ Ｚ ２２４７（エリクセン試験方法）に準じて測定することができる。

また、本発明者らは、上記関係式を満たす圧延接合体が、（２００）面のピークの半価幅ＦＷＨＭ_２００及びステンレス層の厚みＴ_ＳＵＳ（ｍｍ）に関して、下記の関係式をさらに満たすことが好ましいことを見い出した。これにより、圧延接合体の成形加工性がより向上する。
ＦＷＨＭ_２００≦０．５７１Ｔ_ＳＵＳ＋０．４

また、本実施形態に係る圧延接合体１において、ステンレス層１０の表面硬度Ｈｖは、圧延接合体の成形加工性と耐傷性とのバランスを考慮して適宜設定される。本発明において、表面硬度Ｈｖは、例えば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。

さらに、本実施形態に係る圧延接合体１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、優れた絞り加工性を得るために、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。

圧延接合体１のピール強度は、圧延接合体１から幅２０ｍｍの試験片を作製しステンレス層１０とステンレスとは異なる金属層２０とを一部剥離後、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おける引きはがすのに要する力をいう（単位：Ｎ／２０ｍｍ）。

ピール強度が高い圧延接合体では、絞り加工の際に、一方の層が他方の層に追随することができ、いずれの層も破断することなく加工可能である。

圧延接合体１は、高い絞り加工性を有し、限界絞り比が１．２０以上であることが好ましい。より好ましくは１．６３以上であり、さらに好ましくは１．８３以上である。圧延接合体の限界絞り比とは、円筒絞り加工における円筒の直径ｄに対するブランク直径Ｄの比の絞り比Ｄ／ｄにおいて１回の絞りで破断を起こさないで円筒を絞ることのできる最大のブランク直径をＤｍａｘとしたときの、Ｄｍａｘ／ｄの値を指す。

また、本実施形態の圧延接合体１は、幅が１５ｍｍの試験片について、引張試験による伸びが好ましくは３５％以上であり、より好ましくは４０％以上である。これにより、良好なプレス加工性が得られる。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、例えば後述する引張強さ試験の試験片を用いて測定することができる。

圧延接合体１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以上である。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。ここで、上記６号試験片における引張強さを５号試験片での引張強さに換算するときは、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倍すれば良い。

ＩＩ．圧延接合体の製造方法
圧延接合体１を製造するに際しては、ステンレスの板材と、ステンレスとは異なる金属の板材を準備し、これらを冷間圧延接合、温間圧延接合、表面活性化接合等の各種の方法により互いに接合して行うことができる。また、接合した後には安定化熱処理を施すことが好ましい。温間圧延接合は、接合材の再結晶温度以上の熱を加えながら圧延接合する方法であり、冷間圧延接合に比べて低い力で接合することができるが、接合界面に金属間化合物を生成し易い。したがって、金属間化合物を生成しないよう、加熱温度、加熱時間の条件の選択に留意するものとする。

また、冷間圧延接合では、ステンレスの板材とステンレスとは異なる金属の板材の接合面にブラシ研磨等を施した後、両者を重ね合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圧延接合体を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良く、また焼鈍処理後に調質圧延を加えても良い。この方法では、最終的な圧下率として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、ステンレスの板材については０．０１２５ｍｍ〜６ｍｍ、好ましくは０．０５６ｍｍ〜５ｍｍ、より好ましくは０．０６３ｍｍ〜４ｍｍ、ステンレスとは異なる金属の板材については０．０６３ｍｍ〜２５ｍｍ、好ましくは０．１３ｍｍ〜１７ｍｍ、より好ましくは０．２５ｍｍ〜１１ｍｍである。

さらに、温間圧延接合では、冷間圧延接合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、重ね合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、ステンレスの板材については０．０１２ｍｍ〜１ｍｍ、好ましくは０．０５３ｍｍ〜０．８３ｍｍ、より好ましくは０．０５９ｍｍ〜０．０６７ｍｍ、ステンレスとは異なる金属の板材については０．０５９ｍｍ〜４．２ｍｍ、好ましくは０．１９ｍｍ〜２．８ｍｍ、より好ましくは０．２４ｍｍ〜１．８ｍｍである。

圧延接合体１を製造する方法としては、接合の際にステンレス層へ入る加工ひずみを抑制し易いという観点から、表面活性化接合により接合することが好ましい。好ましい態様は次のとおりである。すなわち、ステンレス板と、ステンレスとは異なる金属板（以下、「他方の金属板」という）とを用意し、ステンレス板及び他方の金属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％以上２５％以下の軽圧延となるように圧接して接合する工程と、２００℃以上５００℃以下のバッチ熱処理又は３００℃以上８９０℃以下での連続熱処理を行う工程とを含む方法によって製造することができる。

用いることができるステンレス板は、成形加工性の観点から焼鈍材（ＢＡ材）、１／２Ｈ材等が好ましく用いられるが、これらに限定されるものではない。

接合前のステンレス板の厚みは、通常０．０１ｍｍ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絞り成形性と強度及びハンドリング性の観点から、好ましくは０．０４５ｍｍ以上、より好ましくは０．０５ｍｍ以上である。上限は特に制限はないが、他方の金属層に対して厚過ぎると圧延接合体としたときの伸び及び絞り成形性が低下する恐れがあるため、好ましくは０．８ｍｍ以下、より好ましくは０．６７ｍｍ以下、さらに軽量化の観点を加えると０．５３ｍｍ以下であることが特に好ましい。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。

ステンレス板と接合させる、他方の金属板としては、金属の種類に応じて種々の金属板から適宜選択して用いることができる。他方の金属板の接合前における厚みは、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以上であり、より好ましくは０．２ｍｍ以上となる。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２．３ｍｍ以下であり、より好ましくは１．５ｍｍ以下である。接合前の他方の金属板の厚みは、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は、具体的には、ステンレス板と、他方の金属板を、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及び他方の金属板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ぐことができる。

スパッタエッチング処理では、真空中でステンレス板と他方の金属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、圧延接合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。ステンレス板と他方の金属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（ＳｉＯ_２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であれば良い。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、他方の金属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。

他方の金属板についてのスパッタエッチング処理の条件は、金属の種類によって適宜設定される。例えば、アルミニウム合金板に対する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。

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他方の金属板の接合面を、ステンレス層の圧下率が０％以上２５％以下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、ステンレス板と他方の金属板とを接合する。

ステンレス層の圧下率は、好ましくは０％以上１０％以下であり、より好ましくは０％以上８％以下である。ステンレス層の圧下率の上限が上記範囲であると、加工ひずみが導入されることによるステンレス層の加工硬化を抑制できるため、伸びの低下及びプレス加工性の低下を抑制することが可能となる。なお、ステンレス層は圧延接合後の熱処理による軟化の効果が小さいため、圧延接合時の圧下率により加工硬化の影響の制御が必要となる。

圧延接合体の全体の圧下率は、好ましくは０％以上２５％以下であり、より好ましくは０％以上１５％以下である。さらに好ましくは１０％以下である。圧延接合体の圧下率が２５％以下であると、ステンレス層に加工ひずみが入り過ぎず、十分な強度及び伸びを有するため、プレス加工性が高い圧延接合体が得られ易い。また、各層の厚みをある程度均一に保つことができるため、高いプレス加工性を発現する。すなわち、圧延接合時に厚みの薄いところが生じてしまうと、プレス加工の際に局所的に荷重がかかり易くなり、破断する恐れがある。圧延接合体の圧下率は、接合前の材料であるステンレス板及び他方の金属板の総厚みと、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：（接合前のステンレス板及び他方の金属板の総厚み−最終的な圧延接合体の厚み）／接合前のステンレス板及び他方の金属板の総厚み、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、ステンレス層について所定の圧下率を達成するように適宜設定することができる。例えば、１．０ｔｆ／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１．５ｔｆ／ｃｍ〜５．０ｔｆ／ｃｍであり、より好ましくは１．６ｔｆ／ｃｍ〜４．０ｔｆ／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他方の金属板の厚みが厚い場合等には、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、例えば常温〜１５０℃である。

接合は、ステンレス板と他方の金属板の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他方の金属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向上することが可能となる。なお、他方の金属板がアルミニウム合金等である場合、熱処理がアルミニウム合金層の焼鈍を兼ねることができる。

熱処理温度は、例えばバッチ熱処理の場合、２００℃以上５００℃以下であり、好ましくは２００℃以上４００℃以下である。また、例えば連続熱処理の場合、３００℃以上８９０℃以下であり、好ましくは３００℃以上８００℃以下である。熱処理温度をこの範囲とすることによって、圧延接合体のピール強度が６０Ｎ／２０ｍｍ以上と高くなり、その結果、成形加工性が向上する。この熱処理温度は、ステンレスについては未再結晶温度域であるためほぼ軟化しない。本実施形態では、接合時のステンレス層の圧下率と、熱処理温度を所定の範囲に制御することによって、圧延接合体のピール強度が有意に向上し、その結果、成形加工性が向上する。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）が他方のステンレスとは異なる金属層に熱拡散する。また、ステンレスに含まれる金属元素と、ステンレスとは異なる金属層に含まれる金属元素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以上のコイル材等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。

ＩＩＩ．圧延接合体の用途
本実施形態に係る圧延接合体は、各種のプレス成形部品として利用することができる。特に、厚みが厚い場合には、強度が大きく、また高い成形加工性を有することから、電子機器用の筐体として、その中でもモバイル電子機器（モバイル端末）の筐体として好適に利用することができる。筐体においては外面側の方が加工が厳しく、特にアルミニウム合金又は純アルミニウムからなる金属層を内面側、ステンレス層を外面側として成形した筐体やステンレス層が薄い筐体への加工は、ステンレス層の破断が起き易いが、本実施形態に係る圧延接合体を用いることにより、ステンレス層が他方の金属層に追随することによって良好な加工性を有するため、ステンレス層が破断することなく筐体を得ることができる。なお、筐体とした際には、変色抑制や加飾を目的とした処理が施されていても良く、また、圧延接合体の用途は上記筐体に限定されるものではない。

電子機器用筐体は、好ましくは背面及び／又は側面に本発明の圧延接合体を含む。

本発明の圧延接合体を用いた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、本発明の圧延接合体を用いた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、本発明の圧延接合体を用いた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と側面５１又はその一部が、ステンレス層とステンレスとは異なる金属層とからなる本発明の圧延接合体を含むことができる。ここで背面とは、スマートフォン等の電子機器（モバイル端末）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の内側には圧延接合体とは別の金属材料やプラスチック材料等を積層させても良い。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、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。なお、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であるが、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、本発明の圧延接合体を用いた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、側面と内部補強フレーム又はその一部が、ステンレス層とステンレスとは異なる金属層とからなる本発明の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。

以下、実施例及び参考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。

（実施例１）
表面活性化接合法により、圧延接合体を製造した。ステンレス板として厚み：０．０５ｍｍのＳＵＳ３０４ ＢＡを用い、アルミニウム板として厚み：０．８ｍｍのアルミニウム合金Ａ５０５２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、０．３Ｐａ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、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った。

（実施例２〜６、比較例１〜３）
原板のステンレス板の鋼種、調質、厚み及び／又は原板のアルミニウム板の品種、厚みを変更し、また、接合時の加圧力を所定の値に変更した以外は実施例１と同様にして、実施例２〜６及び比較例１〜３の圧延接合体を得た。
実施例２はステンレス板として厚み：０．０５ｍｍの３１６Ｌ １／２Ｈを用い、アルミニウム板として厚み：０．８ｍｍのアルミニウム合金Ａ５０５２を用いた。
実施例３はステンレス板として厚み：０．１ｍｍの３０４ １／２Ｈを用い、アルミニウム板として厚み：０．８ｍｍのアルミニウム合金Ａ５０５２を用いた。
実施例４はステンレス板として厚み：０．１ｍｍの３０４ １／２Ｈを用い、アルミニウム板として厚み：０．８ｍｍのアルミニウム合金Ａ５０５２を用いた。
実施例５はステンレス板として厚み：０．１ｍｍの３０４ １／２Ｈを用い、アルミニウム板として厚み：０．８ｍｍのアルミニウムＡ１０５０を用いた。
実施例６はステンレス板として厚み：０．２ｍｍの３０４ １／２Ｈを用い、アルミニウム板として厚み：０．８ｍｍのアルミニウム合金Ａ５０５２を用いた。
比較例１はステンレス板として厚み：０．１ｍｍの３０４ ３／４Ｈを用い、アルミニウム板として厚み：０．８ｍｍのアルミニウム合金Ａ５０５２を用いた。
比較例２はステンレス板として厚み：０．２ｍｍの３０４ ３／４Ｈを用い、アルミニウム板として厚み：０．８ｍｍのアルミニウムＡ１０５０を用いた。
比較例３はステンレス板として厚み：０．３ｍｍの３０４ ３／４Ｈを用い、アルミニウム板として厚み：０．８ｍｍのアルミニウムＡ１０５０を用いた。

（実施例８）
ステンレス板として厚み：０．２５ｍｍのＳＵＳ３０４ ＢＡを用い、アルミニウム板として厚み：０．８ｍｍのアルミニウム合金Ａ５０５２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、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て、ＳＵＳ３０４とＡ５０５２の圧延接合体を得た。この圧延接合体に対し、３００℃で８時間のバッチ熱処理を行った。

（実施例９〜１２）
原板のステンレス板の鋼種、調質、厚み及び／又は原板のアルミニウム板の品種、厚みを変更し、また、接合時の加圧力を所定の値に変更した以外は実施例８と同様にして、実施例９〜１２の圧延接合体を得た。
実施例９はステンレス板として厚み：０．２５ｍｍの３０４ １／２Ｈを用い、アルミニウム板として厚み：０．８ｍｍのアルミニウム合金Ａ５０５２を用いた。
実施例１０はステンレス板として厚み：０．２ｍｍの３１６Ｌ ＢＡを用い、アルミニウム板として厚み：０．８ｍｍのアルミニウム合金Ａ５０５２を用いた。
実施例１１はステンレス板として厚み：０．２５ｍｍの３０４ ＢＡを用い、アルミニウム材として厚み：０．８ｍｍのアルミニウムＡ１０５０を用いた。
実施例１２はステンレス材として厚み：０．２５ｍｍの３１６Ｌ ＢＡを用い、アルミニウム板として厚み：０．８ｍｍのアルミニウムＡ１０５０を用いた。

（実施例７、比較例４〜６）
冷間接合法により、ステンレス板とアルミニウム合金板との圧延接合体（厚み：０．４０３〜１．０２５ｍｍ）を準備した。ステンレス板とアルミニウム合金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、さらに熱処理を施すことで製造した。

作製した圧延接合体における各層の種類及び厚みと、ステンレス層の厚み比率Ｐ_ＳＵＳを表１にまとめて示す。また、Ｘ線回折装置（リガク社製Smartlab）を用い、ステンレス層についてＸ線回折測定を行い、２θ＝４８〜５２°に現れる結晶の面方位（２００）を示すピークの半価幅ＦＷＨＭ_２００を測定した。測定結果を表１に示す。作製した圧延接合体について、エリクセン試験による張出高さを測定した。測定は、機械式エリクセン試験機ＥＳＭ−１（ＣＡＰ２ｍｍ、(株)東京衡機試験機製）を用い、ＪＩＳ Ｚ ２２４７（エリクセン試験方法）に準じて行った。また、ステンレス層の表面硬度Ｈｖを、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）に準じて測定した。張出高さ及びビッカース硬度の測定結果を表１に示す。また、実施例１〜１２及び比較例１〜６の圧延接合体について、ステンレス層の厚みの比率Ｐ_ＳＵＳと面方位（２００）を示すピークの半価幅ＦＷＨＭ_２００との関係を図２に示す。また、ステンレス層の厚みＴ_ＳＵＳと半価幅ＦＷＨＭ_２００との関係を図３に示す。さらに、ステンレス層の厚みの比率Ｐ_ＳＵＳとステンレス層の表面硬度との関係を図４に示す。なお、半価幅測定の際には試料を研磨して行った。研磨の方法は特に限定されないが、研磨の際の表面加工はバフ研磨や電解研磨が好ましい。著しく研削されるような研磨の方法は、ＦＷＨＭ_２００に影響を与える恐れがあるため、注意が必要である。

表１及び図２に示すように、下記式
ＦＷＨＭ_２００≦０．００５７Ｐ_ＳＵＳ＋０．４
を満たす実施例の圧延接合体は、いずれもエリクセン試験による張出高さが７ｍｍ超という高い値を示し、成形加工性に優れることが明らかとなった。一方、上記式の条件を満たさない比較例１〜６の圧延接合体は、張出高さは７ｍｍ未満に留まり、筐体用の圧延接合体としては不十分であった。また、表１及び図３に示すように、下記式
ＦＷＨＭ_２００≦０．５７１Ｔ_ＳＵＳ＋０．４
を満たすことによっても成形加工性が向上することが明らかとなった。

１ 圧延接合体
１０ ステンレス層
２０ ステンレスとは異なる金属層
５ 電子機器用筐体
５０ 背面
５１ 側面
Ａ 平面部分

Claims (3)

1. ステンレス層と、アルミニウム又はアルミニウム合金である金属層とからなる２層又は３層の圧延接合体であって、
   厚みＴが０．４ｍｍ以上３ｍｍ以下であり、
   エリクセン試験による張出高さが７．０ｍｍ以上であり、
   前記厚みＴに対する前記ステンレス層の厚みＴ_ＳＵＳの比率Ｐ_ＳＵＳと、前記ステンレス層側をＸ線回折測定した際に得られる結晶の面方位（２００）を示すピークの半価幅ＦＷＨＭ_２００との関係が、下記式を満たす前記圧延接合体。
   ＦＷＨＭ_２００≦０．００５７Ｐ_ＳＵＳ＋０．４
2. 電子機器用筐体のための請求項１に記載の圧延接合体。
3. 請求項１に記載の圧延接合体を用いた電子機器用筐体。

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