异种材料接合铝合金压铸件用于汽车

      不用粘合剂也不用连接件就能将异种材料牢固接合在一起的异种材料接合技术，其适用材料的种类正在不断扩大。

      开发出了直接接合树脂与金属的“AMALPHA”技术的日本MEC公司，将该技术适用的树脂材料由原来的5种增加到了17种。金属方面，除了铝合金锻造材料之外，还可接合铝合金压铸材料。增加了铝合金压铸材料之后，该技术有望快速推广到使用压铸件较多的汽车领域。

      下表列出了MEC公司测试过的材料、接合条件及接合强度。以前可接合的树脂有聚苯硫醚（PPS）、聚酰胺（PA6）、聚醚醚酮（PEEK）、酚醛树脂及环氧树脂5种。此次增加了12种，分别为PA6T、PA66、PA11、PA12、聚邻苯二甲酰胺（PPA）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、液晶聚合物（LCP）、聚碳酸酯（PC）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）、聚丙烯（PP）、三元乙丙橡胶（EPDM）、丁腈橡胶（NBR）。

而金属方面以前只有铝合金、不锈钢（SUS）和铜（Cu）3种材料，现在还可接合铝合金压铸材料。

      表中的记号表示接合条件和接合强度。◎表示可通过射出成型进行接合，在拉伸试验中，接合面未脱落而树脂被破坏（母材破坏）。○表示热压焊接，在拉伸试验中母材破坏。△表示通过射出成型或热压进行接合，但接合强度低，在1MPa左右的强度下，接合面就有可能脱落。“─”表示尚未测试。也就是说，标记为◎或○的树脂与金属可直接牢固接合。

      树脂与金属的接合利用的是可形成物理性接合的“锚固效应”。其原理是，在金属表面开一些微细的小孔，向其中浇注熔融树脂，等树脂冷却凝固，树脂就像锚一样钩在孔上，拔不下来了。

      接合工艺如下。首先，将金属浸入脱脂液，去掉金属表面附着的加工油和锈等。第二步是将金属浸入蚀刻液（表面粗化剂），使金属表面粗化，形成一些微细的小孔。然后将金属浸入酸性溶液中，冲掉金属表面析出的副产物（污物），再水洗、干燥。最后，通过射出成型、树脂传递成型、热压成型等方法将熔融树脂注入表面开孔的金属。树脂凝固后，就制成了树脂与金属的接合品。

      MEC公司开发出了适合每种金属的蚀刻液，并找出了适合每种树脂的成形条件，从而增加了可异种接合的材料。其中，找出能够与铝合金压铸材料直接接合的树脂（PPS、PA6、PA66、苯酚树脂、环氧树脂）是为了应用于汽车零部件。

      图1是带水套的功率模块样品。使用PPS将铝合金散热片与不锈钢水管接合并封装在一起。利用了AMALPHA的高接合强度和高气密性。这是试制品，使用的是经过切削的铝合金锻造材料，量产时将使用铝合金压铸材料。

      图2是电子控制单元（ECU）盒的样品。直接将使用铝合金锻造材料切削而成的机壳与PPS连接器接合。量产时也打算使用铝合金压铸材料。