2023 Fiscal Year Annual Research Report
鍛接法による軽金属材料の高速・高強度異材接合技術の確立
| Project/Area Number |
20K05110
|
|---|
| Research Institution | Toyama Industrial Technology Research and Development Center |
|---|
Principal Investigator |
山岸 英樹 富山県産業技術研究開発センター, その他部局等, 副主幹研究員 (50416153)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | 低温鍛接 / スポット低温鍛接 / 異材接合 / 低温固相接合 / 拡散 / 金属間化合物 / アルミニウム |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、申請者が近年開発した固相での高速・高強度異材接合プロセス(低温鍛接法)をモビリティの実用化技術とするため、軽量高機能なアルミニウムを軸として本法の適用範囲を様々な組み合わせに拡張、各接合機構の解明とともに、機械的性質など継手性能に対する加工条件範囲のデータベースを構築するものである。これにより、生産性などプロセス面で実用化が困難な固相接合の問題を解決、高強度・ハイサイクル・低コストを実現する競争力の高いマルチマテリアル技術を確立するものである。
最終年度は、モビリティの電動化が進む中、二次電池電極やバスバー等でその接合ニーズが急速に高まっている無酸素銅とアルミニウムの異材接合(Cu/Al)について取り組み、高強度かつ電気伝導性においても高品質な実質IMCフリーとなる界面を創成した。またその界面の反応拡散層の成長挙動が二つの基本的なパラメータ、接合温度と圧下比で制御できることをナノスケールの界面観察に基づき明らかにした(接合温度は熱拡散力であり、圧下比は反応効率に相当する制御性を有することを見出した)。本知見は、本接合法における界面反応の一般的な理解となる。
本研究全体を通じて、目的としたアルミニウムを軸とする様々な組み合わせにおいて、接合強度及び界面反応の詳細観察から加工条件範囲の探求を行い、本法適用を可能にした(Fe/Al, Cu/Al, Ti/Al, Ni/Al, Al/Alなどで実証)。また本接合法に係る基本特許の整備についても研究と並行してグローバルに進めたほか(日,米,欧,中,韓)、用途開発のため複数企業との共同研究も行い、現在、モビリティ用の電極部品やスポット接合機等について社会実装を進めている。これらに限らず、本研究開発成果は従来のプレス工程の付加価値を別次元に高める革新的マルチマテリアルプロセスとして幅広い用途での実用化が期待できる。
|
