JPH07100622A - アルミニウム鋳物接合体の製造方法 - Google Patents

アルミニウム鋳物接合体の製造方法

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JPH07100622A
JPH07100622A JP5266933A JP26693393A JPH07100622A JP H07100622 A JPH07100622 A JP H07100622A JP 5266933 A JP5266933 A JP 5266933A JP 26693393 A JP26693393 A JP 26693393A JP H07100622 A JPH07100622 A JP H07100622A
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JP
Japan
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aluminum
aluminum casting
solder
casting
pipe
Prior art date
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Application number
JP5266933A
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English (en)
Inventor
Shuichiro Kato
周一郎 加藤
Hiroshi Ikami
浩 井神
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Nippon Aluminium Co Ltd
Original Assignee
Nippon Aluminium Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 アルミニウム鋳物と異種金属部材との間に空
隙ができるのを防止できるアルミニウム鋳物接合体の製
造方法を提供することである。 【構成】 異種金属部材であるパイプ2の、アルミニウ
ム鋳物で鋳くるまれる部分の表面に、予め所定の金属か
らなるめっきを施した後に、超音波振動を利用してアル
ミニウム用のはんだ又はろう材からなるめっき層6を形
成し、このめっき層6の形成された部分をアルミニウム
溶湯9により鋳込むようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム及び銅を
除く金属でできた異種部材がアルミニウム鋳物と接合さ
れてなるアルミニウム鋳物接合体を製造する方法に関す
るものである。アルミニウム鋳物接合体としては、例え
ば、電子素子の冷却に用いられる冷却ジャケット、ゴル
フクラブヘッド等が挙げられる。
【0002】
【従来技術及びその問題点】例えば、冷却ジャケット
は、一般に、図1及び図1のII矢視図である図2に示す
ように、冷却される電子素子が載置されるブロック1
と、ブロック1内に挿通された冷媒を流すためのU字状
のパイプ2とで構成されており、ブロック1としてはア
ルミニウム鋳物が、また、パイプ2としてはステンレス
鋼製、チタン製等のものが用いられ、パイプ2はアルミ
ニウム鋳物で鋳くるまれている。
【0003】ところで、従来では、パイプ2を直接にア
ルミニウム溶湯を用いて鋳込んで、冷却ジャケットを製
造していた。しかし、この方法では、パイプ2に対して
アルミニウム溶湯が容易に「ぬれ」を示さないため、パ
イプ2とアルミニウム鋳物との間に空隙ができ、冷却ジ
ャケットの冷却性能が低下するという問題があった。
【0004】また、例えば、ゴルフクラブヘッドは、図
8及び図8のIX−IX断面図である図9に示すように、ゴ
ルフボールを叩くフェース12と、フェース12を保持
するヘッド本体11とで構成されており、フェース12
としてはチタン製のものが、また、ヘッド本体11とし
てはアルミニウム鋳物が用いられている。ところが、こ
のようなゴルフクラブヘッドにおいても、従来の製造方
法によれば、フェース12とヘッド本体11との間に空
隙ができ、ゴルフボールを叩く衝撃でフェース12がヘ
ッド本体11から外れやすくなるという問題があった。
【0005】
【発明の目的】本発明は、アルミニウム鋳物とこれに接
合される異種金属部材との間に空隙ができるのを防止で
きるアルミニウム鋳物接合体の製造方法を提供すること
を目的とする。
【0006】
【目的を達成するための手段】本発明は、アルミニウム
及び銅を除く金属でできた異種部材がアルミニウム鋳物
と接合されてなるアルミニウム鋳物接合体を製造する方
法において、上記異種部材の、アルミニウム鋳物と接合
される部分の表面に、予め、銅、アルミニウム、亜鉛、
鉛、ケイ素、カドミウム、スズ、及びこれらの1種以上
を主成分とする合金、の内から任意に選択した金属から
なるめっきを施しておき、このめっき部分を、溶融状態
にあるアルミニウム用のはんだ又はろう材の中に浸漬
し、超音波振動を加えて上記めっき部分に上記はんだ又
はろう材を付着させ、この付着部分に、鋳造作業によっ
てアルミニウム溶湯を接触させることを特徴とするもの
である。
【0007】
【作用】異種部材表面に形成しためっき部分には、溶融
状態にあるアルミニウム用のはんだ又はろう材の中に
て、金属間化合物及び酸化物からなる層が形成される。
即ち、めっき部分の形成された異種部材表面は、上記は
んだ又はろう材の中においても、酸化が阻止される。超
音波振動に伴なうキャビテーションによって上記めっき
部分が剥離していき、それにつれて、活性な異種部材表
面が露出し、この異種部材表面に対して上記はんだ又は
ろう材のぬれが生じ、異種部材表面には、上記はんだ又
はろう材の成分と異種部材の成分とからなる化合物層が
形成されるとともに、その化合物層を介して上記はんだ
又はろう材が強固に接合し、上記はんだ又はろう材から
なるめっき層が形成される。
【0008】アルミニウム用のはんだ又はろう材からな
る上記めっき層は、アルミニウム溶湯に接すると、直ち
に溶解してアルミニウム溶湯中に拡散し消失する。これ
により、異種部材表面とアルミニウム溶湯とは直接に
「ぬれ」を生じることとなる。
【0009】
【実施例】
(実施例1)図1及び図2は本実施例の方法により製造
される冷却ジャケットを示す図であり、図1は平面図、
図2は図1のII矢視図である。図3ないし図7は本実施
例の方法を工程順に示す図である。以下、本実施例の方
法を図に基づいて説明する。なお、パイプ2はチタン製
のものであり、ブロック1として用いられるアルミニウ
ム鋳物はAC4Cである。
【0010】まず、U字状に成形されたパイプ2の、ブ
ロック1内に位置させる部分即ちアルミニウム鋳物で鋳
くるまれる部分の、表面に、図3に示すように、2μm
程度の厚さの銅めっき層3を形成する。この銅めっき層
3を形成するためのめっき処理は、通常の電気めっき法
により行なうことができるが、例えば、次の又はに
示す前処理を行なった後に施すのが好ましい。即ち、
パイプ2を、ギ酸、酢酸、又はこれらの塩の内の、少な
くとも1種を含有した電解浴中で、10〜300Vの電
圧で陽極酸化処理する、パイプ2を、フッ化物塩と、
カルボン酸又はカルボン酸塩と、カリウムイオンとを含
み、且つpHが3.5〜7.0の範囲にある水溶液中に
浸漬し、パイプ2表面に、微小ピットと、パイプ2表面
の酸化を防止するとともにめっき液中で消失する膜とを
形成する。なお、においては、水溶液中に過酸化水素
水を添加してもよい。
【0011】次に、パイプ2の銅めっき層3の部分を、
図4に示すように、溶融状態にあるアルミニウム用はん
だ4中に浸漬し、超音波振動を適切なホーンを通じてパ
イプ2又は浴7に加える。はんだ4としては、例えば、
95%Zn−5%Alを用いる。なお、はんだ4の代わ
りにアルミニウム用ろう材を用いてもよい。超音波振動
は、周波数18KHzのものを出力500Wで8秒間加
えた。浴温度は450℃程度とした。この際、次のよう
な反応が生じると考えられる。銅めっき層3とはんだ4
との界面においては、金属間化合物及び酸化物からなる
層が形成される。即ち、パイプ2表面は、はんだ4中に
おいても、酸化が阻止される。超音波振動に伴なうキャ
ビテーションによって銅めっき層3が剥離していき、そ
れにつれて、活性なパイプ2表面が露出し、このパイプ
2表面に対してはんだ4の「ぬれ」が生じ、パイプ2表
面には、図5及び図5のA部拡大断面図である図6に示
すように、はんだ4の成分とパイプ2の成分とからなる
化合物層5が形成されるとともに、その化合物層5を介
してはんだ4が強固に接合してはんだめっき層6が形成
される。
【0012】次に、パイプ2のはんだめっき層6の部分
を、図7に示すように、鋳型8内に設置し、鋳型8内に
700℃程度のアルミニウム溶湯9を注入し、アルミニ
ウム鋳物であるブロック1を形成する。この工程におい
て、はんだめっき層6は、アルミニウム溶湯9に接する
と、直ちに溶解してアルミニウム溶湯9中に拡散し消失
する。これにより、はんだめっき層6が形成されていた
パイプ2表面とアルミニウム溶湯9との間には直接に
「ぬれ」が生じることとなり、ブロック1はパイプ2と
の間に空隙を生じることなく形成される。
【0013】そして、ブロック1の形成されたものを、
バリ取り等の適当な機械加工を行なって仕上げる。
【0014】(実施例2)図8及び図9は本実施例の方
法により製造されるゴルフクラブヘッドを示す図であ
り、図8は斜視図、図9は図8のIX−IX断面図である。
図10ないし図13は本実施例の方法を工程順に示す図
である。以下、本実施例の方法を図に基づいて説明す
る。なお、フェース12はチタン製のものであり、ヘッ
ド本体11として用いられるアルミニウム鋳物はAC4
Cである。
【0015】図10はフェース12の側面図である。ま
ず、フェース12の裏面12a及び側面12bの表面
に、2μm程度の厚さの銅めっき層を形成する。この銅
めっき層を形成するためのめっき処理は、実施例1と同
じである。
【0016】次に、フェース12の銅めっき層の部分
を、図11に示すように、溶融状態にあるアルミニウム
用はんだ4中に浸漬し、超音波振動を適切なホーンを通
じてフェース12又は浴7に加える。この際の条件は実
施例1と同じである。この際、実施例1と同じ反応が生
じ、フェース12表面には、図10のB部拡大断面図に
相当する図12に示すように、はんだ4の成分とフェー
ス12の成分とからなる化合物層5が形成されるととも
に、その化合物層5を介してはんだ4が強固に接合して
はんだめっき層6が形成される。
【0017】次に、図13に示すように、フェース12
のはんだめっき層6の部分を、鋳型8内に面するように
設置し、鋳型8内に700℃程度のアルミニウム溶湯9
を注入し、アルミニウム鋳物であるヘッド本体11を形
成する。この工程において、はんだめっき層6は、アル
ミニウム溶湯9に接すると、直ちに溶解してアルミニウ
ム溶湯9中に拡散し消失する。これにより、はんだめっ
き層6が形成されていたフェース12表面とアルミニウ
ム溶湯9との間には直接に「ぬれ」が生じることとな
り、ヘッド本体11はフェース12との間に空隙を生じ
ることなく形成される。
【0018】そして、ヘッド本体11の形成されたもの
を、バリ取り等の適当な機械加工を行なって仕上げる。
【0019】なお、実施例2において、銅めっき層やは
んだめっき層6は、フェース12の裏面12aの、ヘッ
ド本体11と接合する部分のみに形成してもよい。
【0020】また、実施例1、2において、銅めっき層
の代わりに、アルミニウム、亜鉛、鉛、ケイ素、カドミ
ウム、スズ、又はこれらの1種以上を主成分とする合金
からなるめっき層を形成してもよい。
【0021】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、異種部
材(パイプ2、フェース12)の、アルミニウム鋳物
(ブロック1、ヘッド本体11)と接合される部分の表
面に、予め所定の金属からなるめっきを施した後に、超
音波振動を利用してアルミニウム用のはんだ又はろう材
からなるめっき層6を形成し、このめっき層6の形成さ
れた部分をアルミニウム溶湯9により鋳込むようにした
ので、異種部材表面とアルミニウム溶湯9との間に直接
に「ぬれ」を生じさせることができ、異種部材とアルミ
ニウム鋳物との間に空隙ができるのを防止することがで
きる。従って、本発明によれば、冷却性能の良好な冷却
ジャケットや耐久性の強いゴルフクラブヘッドを得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1において製造される冷却ジャケット
及び従来一般の冷却ジャケットの基本構造を示す平面図
である。
【図2】 図1のII矢視図である。
【図3】 実施例1の第1工程で得られたパイプを示す
図である。
【図4】 実施例1の第2工程を示す図である。
【図5】 実施例1の第2工程で得られたパイプを示す
図である。
【図6】 図5の一部拡大断面図である。
【図7】 実施例1の第3工程を示す図である。
【図8】 実施例2において製造されるゴルフクラブヘ
ッド及び従来一般のゴルフクラブヘッドの基本構造を示
す平面図である。
【図9】 図8のIX−IX断面図である。
【図10】 実施例2の第1工程で得られたフェースを
示す図である。
【図11】 実施例2の第2工程を示す図である。
【図12】 実施例2の第2工程で得られたフェースの
一部拡大断面図である。
【図13】 実施例2の第3工程を示す図である。
【符号の説明】
1 ブロック(アルミニウム鋳物) 2 パイプ 3 銅めっき層 4 アルミニウム用はんだ 6 はんだめっき層 9 アルミニウム溶湯 11 ヘッド本体 12 フェース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C23C 2/12 2/32

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミニウム及び銅を除く金属でできた
    異種部材がアルミニウム鋳物と接合されてなるアルミニ
    ウム鋳物接合体を製造する方法において、 上記異種部材の、アルミニウム鋳物と接合される部分の
    表面に、予め、銅、アルミニウム、亜鉛、鉛、ケイ素、
    カドミウム、スズ、及びこれらの1種以上を主成分とす
    る合金、の内から任意に選択した金属からなるめっきを
    施しておき、 このめっき部分を、溶融状態にあるアルミニウム用のは
    んだ又はろう材の中に浸漬し、超音波振動を加えて上記
    めっき部分に上記はんだ又はろう材を付着させ、 この付着部分に、鋳造作業によってアルミニウム溶湯を
    接触させることを特徴とするアルミニウム鋳物接合体の
    製造方法。
  2. 【請求項2】 アルミニウム鋳物接合体が冷却ジャケッ
    トであり、上記異種部材が冷媒を流すためのパイプであ
    り、該パイプはアルミニウム鋳物により鋳くるまれてい
    る請求項1記載のアルミニウム鋳物接合体の製造方法。
  3. 【請求項3】 アルミニウム鋳物接合体がゴルフクラブ
    ヘッドであり、上記異種部材がフェース部材であり、該
    フェース部材はアルミニウム鋳物であるヘッド本体によ
    り保持されている請求項1記載のアルミニウム鋳物接合
    体の製造方法。
JP5266933A 1993-08-10 1993-10-26 アルミニウム鋳物接合体の製造方法 Pending JPH07100622A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008100056A (ja) * 2006-09-25 2008-05-01 Acushnet Co マルチメタルゴルフ
CN102069172A (zh) * 2011-02-17 2011-05-25 北京科技大学 一种铝冷却板的复合铸造方法
KR102386407B1 (ko) * 2020-12-11 2022-04-15 한국생산기술연구원 접합강도가 우수한 알루미늄-이종금속 접합재 제조방법

Cited By (4)

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