CN107427945A - 接合组件和接合组件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的一个目的是提供一种接合组件及其制造方法，其抑制钎焊填料金属从第一部件和第二部件之间的接合界面的外周缘线溢出。接合组件通过利用钎焊填料金属在第一部件和第二部件彼此接触的接合界面处将第一部件和第二部件彼此接合而获得，接合组件具有在接合界面的外周缘轮廓内侧的位置形成的非接触区，在非接触区中第一部件和第二部件彼此不接触。接合组件的第一部件具有保持凹部，当第一部件和第二部件彼此接合时熔化的钎焊填料金属聚集在保持凹部中，保持凹部提供非接触区。在保持凹部中，通过熔化的钎焊填料金属的一部分的凝固形成钎焊填料金属池。
Description
技术领域
本发明涉及通过利用钎焊填料金属将第一部件和第二部件彼此接合而获得的接合组件及其制造方法。
背景技术
通过利用钎焊填料金属将分开准备的第一部件和第二部件接合而获得的接合组件被用作流泵和压缩器等意图用于各种领域的装置的一个元件。例如，PTL1公开的接合组件包括：第一部件，其具有环部和设置在环部一侧上的柱状部分；以及环形的第二部件，其铜焊至第一部件的桥部。
PTL1还公开了一种第一部件和第二部件彼此接合的接合组件的制造方法。具体地说，将钎焊填料金属设置在接合界面的外周缘线内侧所提供的非接触区中，并且第一部件和第二部件彼此不接触。然后，通过热处理使钎焊填料金属熔化，从而非接触区中的熔化的钎焊填料金属蔓延到接合界面。因此，第一部件和第二部件彼此接合。在PTL1中，以从非接触区径向延伸的方式提供均具有约0.05mm深度的凹槽，从而促进钎焊填料金属从非接触区浸入接合界面。
引用列表
专利文献
PTL1：JP2008-302415
发明内容
技术问题
但是，在PTL1中存在如下问题：钎焊填料金属趋向于从沿着第一部件和第二部件彼此接触处的接合界面的外周缘线的位置溢出。
根据PTL1，为了抑制上述钎焊填料金属的溢出，凹槽均不延伸至接合界面的外周缘线。然而，根据PTL1，熔化的钎焊填料金属在其自身重量下被压入凹槽。因此，过量钎焊填料金属浸入接合界面，从而导致钎焊填料金属可能溢出。如果钎焊填料金属溢出，已经附着于第一部件的外周面的一些钎焊填料金属不仅使接合组件的外观变差，而且妨碍接合组件与其他机械组件组合的过程。
本发明已经考虑了上述情况，并且本发明的一个目的是提供一种接合组件以及接合组件的制造方法，其中钎焊填料金属从第一部件和第二部件之间的接合界面的外周缘线的溢出得到抑制。
解决问题的手段
根据本发明第一方面的接合组件通过利用钎焊填料金属在所述第一部件和第二部件彼此接触的接合界面处将所述第一部件和所述第二部件彼此接合而获得，所述接合组件具有相对于所述接合界面的外周缘线设置在内侧的非接触区，并且在所述非接触区中所述第一部件和第二部件彼此不接触。所述第一部件具有保持凹部，当所述第一部件和所述第二部件彼此接合时熔化的所述钎焊填料金属保持在所述保持凹部中，所述保持凹部提供所述非接触区。在所述保持凹部中，包括一些凝固部分的所述熔化的钎焊填料金属形成钎焊填料金属池。
根据本发明另一个方面的接合组件的制造方法是接合组件的制造方法，所述接合组件通过利用钎焊填料金属将第一部件的一侧的第一接合面与第二部件的一侧的第二接合面彼此接合而获得，所述方法包括如下步骤α至γ：
步骤α，准备在所述第一接合面中具有保持凹部的所述第一部件；
步骤β，在相对于所述保持凹部的外周缘线的内侧区域中将所述钎焊填料金属放置在所述第一部件上并且使所述第二部件的所述第二接合面接触所述第一部件的所述第一接合面；以及
步骤γ，通过执行热处理使所述钎焊填料金属熔化。
在所述步骤γ中暂时地保持在所述保持凹部中的熔化的钎焊填料金属进入所述第一接合面与所述第二接合面之间的间隙，并且所述钎焊填料金属使所述第一接合面和所述第二接合面彼此接合。
有益效果
上述接合组件是这样一种接合组件：其中钎焊填料金属从第一部件和第二部件之间的接合界面的外周缘线的溢出得到抑制。
通过上述接合组件的制造方法，当第一部件和第二部件彼此接合时，钎焊填料金属从第一部件和第二部件之间的接合界面的外周缘线的溢出得到抑制。
附图说明
图1是根据第一实施例的接合组件的分解透视图。
图2包括示意图，示出根据第一实施例的接合组件中包括的第一部件和第二部件之间的不同接合状态。
图3包括示出根据第一实施例的接合组件的制造方法的示意图。
图4包括示意图，示出根据第二实施例的接合组件中包括的第一部件和第二部件之间的不同接合状态。
图5包括示意图，示出根据第三实施例的接合组件中包括的第一部件和第二部件之间的不同接合状态。
图6包括示意图，示出根据第四实施例的接合组件中包括的第一部件和第二部件之间的不同接合状态。
具体实施方式
首先，实施例本发明描述。
<1>根据实施例的接合组件通过利用钎焊填料金属在第一部件和第二部件彼此接触的接合界面处将所述第一部件和所述第二部件彼此接合而获得，所述接合组件具有相对于所述接合界面的外周缘线设置在内侧的非接触区，并且在所述非接触区中所述第一部件和第二部件彼此不接触。所述第一部件具有保持凹部，当所述第一部件和所述第二部件彼此接合时熔化的所述钎焊填料金属保持在所述保持凹部中，所述保持凹部提供所述非接触区。
在所述保持凹部中，包括一些凝固部分的所述熔化的钎焊填料金属形成钎焊填料金属池。
在上述接合组件中，不存在已经从第一部件的外周缘线溢出的钎焊填料金属的滴落、或者在沿着外周缘线的任何位置处移除钎焊填料金属的这种滴落的痕迹。这是因为第一部件具有保持凹部。参考下面对接合组件的制造方法的详细描述，如果第一部件具有保持凹部，则当两个部件彼此接合时，熔化的钎焊填料金属首先保持在保持凹部中并且然后流入接合界面。结果，可以抑制熔化的钎焊填料金属被迫进入接合界面。因此，可以抑制过量钎焊填料金属浸入第一部件和第二部件之间的接合界面。因此，可以抑制钎焊填料金属的上述滴落。
<2>可以提供根据实施例的接合组件的变型例，其中所述钎焊填料金属池的表面包括位于所述接合界面以下的部分。
钎焊填料金属池的表面包括高度位于接合界面以下的一部分的状态被认为是如下事实的一个明显证据：如实施例中所描述，没有过量钎焊填料金属从保持凹部浸入接合界面。
<3>可以提供根据实施例的接合组件的另一个变型例，其中所述保持凹部具有0.3mm以上的深度。
如果保持凹部具有0.3mm以上的深度(最大)，当第一部件和第二部件彼此接合时，令人满意的数量的熔化的钎焊填料金属可以保持在保持凹部中。结果，可以抑制过量钎焊填料金属从保持凹部浸入接合界面。
<4>可以提供根据实施例的接合组件的另一个变型例，其中所述第二部件具有在与所述保持凹部对应的位置设置的对应凹部或对应孔。
如果第二部件具有对应凹部或对应孔，当制造接合组件时，可以在保持凹部上方提供具有用于接纳令人满意的容积的钎焊填料金属的空间。因此，当制造接合组件时，在与保持凹部对应的位置可以提供令人满意的数量的钎焊填料金属。
<5>可以提供根据实施例的接合组件的另一个变型例，其中所述保持凹部的与所述接合界面连续的侧壁面形成倾斜面。
如果保持凹部的侧壁面形成倾斜面，则当第一部件和第二部件彼此接合时，可以促进钎焊填料金属从保持凹部移动到接合界面。
<6>可以提供根据实施例的接合组件的另一个变型例，其中所述第一部件和所述第二部件均为烧结体。
包括均为烧结体的第一部件和第二部件的接合组件适用于各种领域。这是因为烧结体具有优良的耐热性和强度。此外，烧结体具有大量孔隙。钎焊填料金属进入这些孔隙，从而提供第一部件和第二部件非常牢固地彼此接合的接合组件。
<7>根据另一个实施例的接合组件的制造方法是制造接合组件的方法，所述接合组件通过利用钎焊填料金属将第一部件的一侧的第一接合面与第二部件的一侧的第二接合面彼此接合而获得。所述方法包括步骤α至γ：
步骤α，准备在所述第一接合面中具有保持凹部的所述第一部件；
步骤β，在相对于所述保持凹部的外周缘线的内侧区域中将所述钎焊填料金属放置在所述第一部件上并且使所述第二部件的所述第二接合面接触所述第一部件的所述第一接合面；以及
步骤γ，通过执行热处理使所述钎焊填料金属熔化。
在所述步骤γ中暂时地保持在所述保持凹部中的熔化的钎焊填料金属进入所述第一接合面与所述第二接合面之间的间隙，并且所述钎焊填料金属使所述第一接合面和所述第二接合面彼此接合。
在上述接合组件的制造方法中，抑制了过量钎焊填料金属浸入第一接合面与第二接合面之间的间隙(接合界面)。这是因为如下原因。在上述接合组件的制造方法中，熔化的钎焊填料金属在热处理过程中暂时地保持在保持凹部中，并且熔化的钎焊填料金属然后从保持凹部供给至接合界面。因为抑制了过量钎焊填料金属浸入接合界面，可以有效抑制钎焊填料金属从接合界面的外周缘线的溢出。因此，可以制造在沿着外周缘线的任何位置不存在钎焊填料金属的滴落的接合组件。
<8>可以提供根据实施例的变型例的接合组件的制造方法，其中满足下面的条件：1.5≤W/(V×D)≤5，D表示所述钎焊填料金属的真实密度，W表示在所述步骤β中放置在所述第一部件上的所述钎焊填料金属的质量，并且V表示所述保持凹部的容积，D的单位是g/cm3，W的单位是g，V的单位是mm3。
如果要放置在第一部件上的钎焊填料金属的量调节为满足上述不等式，则钎焊填料金属可以遍及整个接合界面。
<9>可以提供根据实施例的另一个变型例的接合组件的制造方法，其中所述保持凹部具有0.3mm以上的深度。
如果保持凹部具有0.3mm以上的深度(最大)，令人满意的数量的熔化的钎焊填料金属可以保持在保持凹部中。因此，可以抑制钎焊填料金属全部一次浸入接合界面。结果，可以抑制过量钎焊填料金属从保持凹部浸入接合界面。
本发明实施例的详细描述
现在将参考附图描述本发明实施例的细节。要注意，本发明不限于这些示例性实施例而是由所附权利要求限定。旨在包括在权利要求及其等同内容的范围内所做的全部改变。
<第一实施例>
<<接合组件>>
图1示出的接合组件1α通过利用钎焊填料金属将第一部件1和第二部件2彼此接合而获得(图1示出彼此分开的两个部件1和2)。接合组件1α与已知接合组件之间存在两个主要区别：[1]第一部件1具有保持凹部10；以及[2]在沿着第一部件1和第二部件2之间的接合界面的外周缘线的任何位置不存在钎焊填料金属的滴落或者移除钎焊填料金属的这种滴落的痕迹。现在将详细描述接合组件1α中包括的元件。
[第一部件]
图1示出的第一部件1具有在环部的一侧设置有三个柱状部分的构造。当然，第一部件1的形状不限于图1示出的形状。在该情况下，第一部件1的各个柱状部分的端面均形成将要接合于第二部件2的第一接合面1S，第二部件2具有环形并且下面将描述。也就是说，第一接合面1S是将要接合于第二部件2的接合区(不包括下面参考图2描述的非接触区R1的区域)。第一接合面1S在其中心具有保持凹部10。保持凹部10是凹陷部，其底部低于作为接合区的第一接合面1S的最低部。例如，第一接合面1S可以具有PTL1公开的凹槽。在该情况下，保持凹部10比凹槽深。
第一部件1中设置的保持凹部10的数量和位置以及每个保持凹部10的轮廓的平面图形状不受特别限制。保持凹部10的轮廓的平面图形状可以是例如椭圆形(包括图1示出的圆形)、多边形(包括矩形)、或任何其它形状例如星形。此外，如下面在第三和第四实施例(图5和6)中描述，保持凹部10可以在平面图中具有环形形状。
从接合界面的延伸面到保持凹部10的最深点的距离优选地为0.3mm以上。如果保持凹部10是浅的，则当第一部件1和第二部件2彼此接合时，这样的保持凹部10可能不能保持令人满意的数量的钎焊填料金属。
保持凹部10可以具有从其开口部到其底部恒定的形状或者可以具有碗状形状。根据第一实施例的保持凹部10具有如后面将要参考的图2示出的碗状形状。在这种情况下，保持凹部10的与接合界面连续的侧壁面的倾斜，也就是说，接合界面的延伸面与侧壁面之间的角度(倾斜角)优选地约30°以上并且85°以下。更优选地，该倾斜的角度是40°以上并且80°以下。更优选地，该倾斜的角度是50°以上并且75°以下。
第一部件1可以是通过烧结粉末压制体获得的烧结体，或者是铸造体。烧结体可以是例如Fe-Cu-C烧结体。
[第二部件]
图1示出的第二部件2是环形部件。第二部件2具有凹陷部，第一部件1的桥部的端部分别配合到凹陷部中。每个凹陷部的底面形成将要与第一部件1接触的第二接合面2S。第二接合面2S在与第一部件1的保持凹部10对应的位置具有通孔(对应孔)20。通孔20沿环部的厚度方向穿过第二部件2。
与第一部件1相同，第二部件2可以是通过烧结粉末压制体获得的烧结体，或者是铸造体。烧结体可以是例如Fe-Cu-C烧结体。
[钎焊填料金属]
将第一部件1的第一接合面1S和第二部件2的第二接合面2S彼此接合的钎焊填料金属不受特别限制，只要熔化状态下的钎焊填料金属对于两个部件1和2是亲水性的。如果熔化的钎焊填料金属对于两个部件1和2是亲水性的，则熔化的钎焊填料金属的表面形成中心低外部高的凹新月形。这种钎焊填料金属的实例包括Ni-Cu-Mn-Fe钎焊填料金属和Ni-Cu-Mn-Si-B钎焊填料金属。
具体地说，钎焊填料金属可以由以质量计40％的Ni、以质量计40％的Cu、以质量计15％的Mn、以质量计1.7％的Si和以质量计1.5％的B构成，真实密度为8.4g/cm3。以大百分比含有铜的熔化的钎焊填料金属的粘度约等于或低于水的粘度。
[接合状态]
将参考图2描述第一部件1和第二部件2之间的接合状态。图2包括图1示出的第一部件1和第二部件2彼此接合的示意图，各个图示出沿着线II-II截取的截面。方便起见，图2示出似乎在第一部件1和第二部件2之间的接合部处提供间隙。但是，实际上，两个部件1和2的接合面1S和2S彼此接触。图2示出将第一部件1和第二部件2彼此接合的钎焊填料金属的量不同的三种状态。
如图2中的上图所示，通过将第一部件1和第二部件2彼此接合而获得的接合组件1α包括非接触区R1，在该区域中第一部件1和第二部件2彼此不接触。非接触区R1设置在与各个保持凹部10对应的位置。钎焊填料金属3可以碎裂为汇聚于保持凹部10中的钎焊填料金属池30以及存在于第一接合面1S和第二接合面2S之间的接合界面处的铜焊填料金属接合部分31。钎焊填料金属池30的表面在基本上顺应保持凹部10的底面形状的同时是凹陷的，并且凹陷部分低于接合界面。同时，铜焊填料金属接合部分31遍及整个接合界面并且在接合界面的每个位置牢固地将第一部件1和第二部件2彼此接合。
在沿着第一部件1的外周缘线的任何位置(参见白色箭头)不存在钎焊填料金属3的滴落或者移除钎焊填料金属的这种滴落的痕迹。这是因为第一部件1具有保持凹部10，下面关于接合组件1α的制造方法将要描述。因此，抑制了过量钎焊填料金属3浸入第一部件1和第二部件2之间的接合界面。
在图2中的中间图所示的接合组件1α中，汇聚在保持凹部10中的钎焊填料金属池30的表面基本上与接合界面平齐。通孔20中钎焊填料金属池30的表面在其边缘处升高。这是因为当第一部件1和第二部件2彼此接合时出现的钎焊填料金属3的表面张力。除钎焊填料金属池30之外的部分与图2的上图相同。
在图2中的下图所示的接合组件1α中，汇聚在保持凹部10中的钎焊填料金属池30的表面比接合界面高约0.5mm。如果钎焊填料金属池30的液面比接合界面高很多(例如，高约1mm以上)，在沿着外周缘线的任何位置处(参见白色箭头)钎焊填料金属3滴落的可能性增大。在下图所示的实例中，通孔20中钎焊填料金属池30的表面在其边缘处也升高。除钎焊填料金属池30之外的部分与图2的上图相同。
<<接合组件的制造方法>>
上述接合组件1α可以通过包括下述步骤α至γ的接合组件的制造方法来制造。现在将描述图2的上图中示出的接合组件1α的示例性制造方法。
下面将参考图3描述。
[步骤α]
如图3的上图示出，在步骤α中，准备在其第一接合面1S中具有保持凹部10的第一部件1。第一部件1可以是烧结体或铸造体。此外，第一部件1可以是待烧结的粉末压制体。第一部件1的保持凹部10的深度优选地设定为0.3mm以上。
[步骤β]
在步骤β中，在保持凹部10的外周缘线的内侧上的区域中将一块钎焊填料金属3放在第一部件1上，并且使第二部件2的第二接合面2S与第一部件1的第一接合面1S接触(图3示出似乎两个部件1和2之间存在间隙)。在本实施例中，在与第一部件1的保持凹部10对应的位置，第二部件2具有在厚度方向延伸穿过第二部件2的通孔(对应孔)20。因此，在第二部件2与第一部件1接触之后，可以通过通孔20将该块钎焊填料金属3放在保持凹部10中。当然，可以在将该块钎焊填料金属3放在第一部件1的保持凹部10中之后使第二部件2与第一部件1接触。因为存在通孔20，可以容易地将厚度大于保持凹部10的深度的一块钎焊填料金属3放入保持凹部10中。
第二部件2可以是烧结体、待烧结的粉末压制体以及铸造体中的任一者。
从提供两个部件1和2之间令人满意的接合面积的观点来看，设置在第二部件2中的通孔20的尺寸优选地等于或小于设置在第一部件1中的保持凹部10的开口部的尺寸。
可以根据接合界面的面积来确定在步骤β中要放入保持凹部10的该块钎焊填料金属3的量。要放置的该块钎焊填料金属3的量只需要是使得后述熔化状态下的钎焊填料金属3可以遍及整个接合界面的量(该量在下面称为必要量)。从提供两个部件1和2之间令人满意的接合面积的观点来看，要放置的该块钎焊填料金属3的量优选地为上述必要量的1.1至2倍。此外，要放置的该块钎焊填料金属3的量可以确定为使得满足不等式1.5≤W/(V×D)≤5，或者可以等于或大于保持凹部10的容积。注意，"D"表示钎焊填料金属3的真实密度(g/cm3)，"W"表示钎焊填料金属3的质量(g)，并且V表示保持凹部10的容积(mm3)。
[步骤γ]
如图3的中间图示出，在步骤γ中，通过热处理使该块钎焊填料金属3熔化。在热处理中，熔化的钎焊填料金属3暂时地保持在保持凹部10中。也就是说，熔化的钎焊填料金属3没有直接进入接合界面，而是首先暂时地存储在保持凹部10中。因为润湿效应，熔化的钎焊填料金属3的与第一部件1的侧壁面接触的外周边缘升高至高于钎焊填料金属3的中心部分(钎焊填料金属3的表面形成凹新月形)。在本实施例中，在从该块钎焊填料金属3熔化到供给到接合界面中的钎焊填料金属3凝固的过程中，不包括外周边缘在内的熔化的钎焊填料金属3(不包括未凝固部分)的表面低于接合界面。当熔化的钎焊填料金属3的外周边缘到达第一部件1和第二部件2之间的接合界面时，熔化的钎焊填料金属3通过毛细效应被纳入接合界面。只要外周边缘到达接合界面，即使不包括外周边缘在内的熔化的钎焊填料金属3的表面低于接合界面，钎焊填料金属3也通过毛细效应供给到接合界面中。也就是说，保持凹部10中的钎焊填料金属3的表面水平在保持凹部10中升高并且在表面张力下到达接合界面，从而钎焊填料金属3被供给到接合界面中。重要的是如下过程：熔化的钎焊填料金属3的表面水平从低于接合界面的位置升高并且然后到达接合界面，该过程不同于从熔化步骤的开始在熔化的钎焊填料金属3的表面水平与接合界面平齐或者高于接合界面的状态下将熔化的钎焊填料金属3供给到接合界面中的过程。不像本实施例，如果钎焊填料金属3的表面水平大大高于接合界面，则熔化的钎焊填料金属3在其液体压力下被迫进入接合界面，并且钎焊填料金属3可以从沿着第一部件1的外周缘线的任何位置(参见白色箭头)滴落。
在高于钎焊填料金属3的熔化温度的温度下执行上述热处理。例如，热处理中设定的温度优选地比熔化温度高10℃以上。如果第一部件1和第二部件2均为粉末压制体，则热处理的温度设定为第一部件1和第二部件2被烧结所处的温度。例如，在Fe-Cu-C粉末压制体的情况下，在1100℃至1200℃(包括)的温度执行热处理持续10分钟至30分钟(包括)。烧结温度可以被认为高于钎焊填料金属3的熔点。因此，可以参考烧结温度确定热处理的温度。
如上所述，如果如图3的中间图所示在热处理过程中熔化的钎焊填料金属3暂时地保持在保持凹部10中并且然后从保持凹部10进入接合界面，则如图3的下图所示可以抑制过量钎焊填料金属3浸入接合界面。结果，可以制造在沿着第一部件1的外周缘线的任何位置(参见白色箭头)不存在钎焊填料金属3的滴落的接合组件1α。此外，因为在接合组件1α中不存在钎焊填料金属3的滴落，所有不存在移除这种钎焊填料金属的滴落的痕迹。
<第二实施例>
现在将参考图4描述第二实施例，其中第二部件2具有在与第一部件1的保持凹部10对应的位置设置的对应凹部21。图4中的上图、中间图和下图分别示出：接合组件1β，其中保持凹部10中钎焊填料金属池30的表面水平低于接合界面；接合组件1β，其中保持凹部10中钎焊填料金属池30的表面水平基本上与接合界面平齐；以及接合组件1β，其中保持凹部10中钎焊填料金属池30的表面水平稍高于接合界面。接合组件1β的不包括钎焊填料金属池30的表面水平在内的其它细节是相同的。
因为第二部件2具有对应凹部21，使钎焊填料金属3从外部不可见。可以适当确定对应凹部21的深度。如果对应凹部21的深度增大，则当第一部件1和第二部件2彼此接合时，可以将更大的一块钎焊填料金属3放入第一部件1的保持凹部10中。
为了制造图4示出的任何接合组件1β，首先将一块钎焊填料金属3放入第一部件1的保持凹部10，并且使第二部件2的第二接合面2S与第一部件1的第一接合面1S接触。然后，对所得部件进行热处理，从而利用钎焊填料金属3(铜焊填料金属接合部分31)将第一部件1和第二部件2彼此接合。
<第三实施例>
现在参考图5描述第三实施例，其中设置在第一部件1中的保持凹部10具有环形。图5中的上图、中间图和下图分别示出：接合组件1γ，其中保持凹部10中钎焊填料金属池30的表面水平低于接合界面；接合组件1γ，其中保持凹部10中钎焊填料金属池30的表面水平基本上与接合界面平齐；以及接合组件1γ，其中保持凹部10中钎焊填料金属池30的表面水平稍高于接合界面。接合组件1γ的不包括钎焊填料金属池30的表面水平在内的其它细节是相同的。
因为保持凹部10具有环形，留在保持凹部10中的钎焊填料金属池30的量可以减少。也就是说，与第一部件1和第二部件2的接合无关的钎焊填料金属3的量可以减少。
环形保持凹部10的位于外周侧的内壁面优选地与第一和第二实施例一样形成倾斜面。此外，环形保持凹部10的位于内周侧的内壁面也可以形成倾斜面。
为了制造图5示出的任一接合组件1γ，优选地将一块钎焊填料金属3放置在第一部件1的被保持凹部10包围的平台部上。通过将该块钎焊填料金属3放置在平台部上，熔化的钎焊填料金属3流入环形保持凹部10从而分布在整个保持凹部10上。结果，可以避免出现保持凹部10中的钎焊填料金属3的量在某些位置变大的情况。因此，在令人满意的数量的熔化的钎焊填料金属3保持在保持凹部10中之后，钎焊填料金属3被引入接合界面。在该情况下，如果环形保持凹部10的位于内周侧的内壁面形成倾斜面，则钎焊填料金属3可以从平台部基本上均匀地分布在整个保持凹部10上。虽然本实施例涉及平台部的顶部与接合界面等高的情况，但是平台部的顶部可以高于或低于接合界面。
<第四实施例>
如图6示出，具有在第三实施例(见图5)中使用的环形保持凹部10的第一部件1以及具有在第二实施例中使用的对应凹部21的第二部件2可以一起组合到接合组件1δ中。图6中的上图、中间图和下图分别示出：接合组件1δ，其中保持凹部10中钎焊填料金属池30的表面水平低于接合界面；接合组件1δ，其中保持凹部10中钎焊填料金属池30的表面水平基本上与接合界面平齐；以及接合组件1δ，其中保持凹部10中钎焊填料金属池30的表面水平稍高于接合界面。接合组件1δ的不包括钎焊填料金属池30的表面水平在内的其它细节是相同的。
在本实施例中，可以获得第二实施例中产生的有利效果以及第三实施例中产生的有利效果。
<试验实例>
在试验实例中，实际地制造通过利用钎焊填料金属3使第一部件1和第二部件2彼此接合而获得的图2示出的接合组件1α。具体地说，制造多个接合组件1α(样品No.2至6)使得其保持凹部10具有不同的深度，每个接合组件1α是通过将第一部件1和第二部件2接合在一起而获得。此外，作为比较例，制造通过将没有保持凹部的第一部件1与第二部件彼此接合而获得的接合组件(样品No.1)。关于钎焊填料金属浸入接合界面的状态、钎焊填料金属从接合界面的敞开端(即，图1中白色箭头指示的外周缘线)的溢出以及钎焊填料金属的表面水平考察这些接合组件。
对于每个样品No.2至6，保持凹部10的平面图面积设定为40mm2，并且接合界面的面积设定为2.77cm2。没有保持凹部的样品No.1的接合界面的面积也设定为2.77cm2。钎焊填料金属3由Ni、Cu、Mn和Fe构成并且具有约8.4g/cm3的真实密度D。每个样品的制造条件总结在表1中。
[表1]
表1中的各项分别具有如下含义。
·深度H(mm)是指从接合界面的在非接触区R1上延伸的平面到保持凹部10的最深点的最短距离。
·容积V(mm3)是指上述平面和保持凹部10限定的部分的体积，也就是说，保持凹部10的容积。
·与保持凹部的容积对应的量V×D(g)是指与保持凹部10的容积对应的钎焊填料金属3的质量。
·供给量W(g)是指在制造接合组件的过程中要放置在第一部件1上的钎焊填料金属3的质量并且在该试验中为0.50g。
·必要量Wth(g)是指在整个接合界面(具有2.77cm2的面积)上牢固地接合第一部件1和第二部件2所需的钎焊填料金属的质量并且在该试验中为0.30g。
·关系表达式提供用于确定要供给的钎焊填料金属3的优选量的指标，并且表示供给量W(g)除以量V×D(g)。
根据第一实施例中描述的接合组件的制造方法制造每个样品。尚未彼此接合的第一部件1和第二部件2均为粉末压制体。在烧结第一部件1和第二部件2的过程中执行钎焊填料金属3的热处理。热处理在1100℃至1200℃的温度(烧结温度)执行15分钟。
将如此获得的样品均沿着直线切割为具有垂直于接合界面的截面，并且考察钎焊填料金属是否已经遍及整个接合界面。如果在样品的截面中存在在接合界面处没有钎焊填料金属的任何区域，则判断接合状态是差的。如果在样品的截面中钎焊填料金属存在于整个接合界面上，则判断接合状态是令人满意的。此外，视觉上观察每个样品的接合界面的敞开端，并且考察是否存在钎焊填料金属从敞开端溢出。此外，观察每个样品的截面，确认钎焊填料金属池30的中心部分中钎焊填料金属3相对于接合界面的表面水平。考察结果汇总于表2中。
[表2]
如表2中总结，在样品No.1的情况下，钎焊填料金属遍及整个接合界面但是从敞开端溢出，从而导致一些钎焊填料金属滴落。被认为是因为第一部件没有保持凹部，熔化的钎焊填料金属在热处理过程中在其自身重量下被迫进入接合界面。这种情况被如下事实证实：在样品No.1的情况下，凝固钎焊填料金属的表面水平高于接合界面。熔化状态下钎焊填料金属的表面水平高于凝固状态下钎焊填料金属的表面水平。因此，被认为过量钎焊填料金属进入了接合界面。
在样品No.2至5每个情况下，钎焊填料金属遍及整个接合界面，没有钎焊填料金属从敞开端滴落。各个样品的表达式W/(V×D)的值在1.5至5的范围内，如表1中总结。同时，在样品No.6的情况下，尽管接合界面的一些区域没有被钎焊填料金属填充，但是观察到没有钎焊填料金属从敞开端滴落。该样品的表达式W/(V×D)的值是1.3，如表1中总结。这些结果表明表达式W/(V×D)的值优选地为1.5至5。
针对上述样品还进行第一部件和第二部件的剥离实验。具体地说，执行如下实验：沿着与接合界面垂直并且彼此背离的相反方向拉第一部件和第二部件。结果，在样品No.1至No.5的情况下，需要几乎相同程度的力来从第一部件剥离第二部件。此外，第一部件和第二部件彼此牢固地接合以至于当两个部件彼此剥离时接合界面附近第一部件的一部分和第二部件的一部分破裂。也就是说，第一部件和第二部件之间的接合强度高于形成第一和第二部件的材料的强度。同时，在样品No.6的情况下，以在样品No.1至No.5情况下所需力的约90％的力能够将第二部件从第一部件剥离。同样，在样品No.6的情况下，第一部件和第二部件彼此牢固地接合以至于接合界面附近第一部件的一部分和第二部件的一部分破裂。这意味着在样品No.6的情况下也提供了高度的接合强度。因此，可以认为在不造成钎焊填料金属泄露方面样品No.6优于样品No.1。
工业实用性
根据本发明的接合组件可以适当地用作在泵或压缩器等复杂结构中包含的一个元件。此外，根据本发明的接合部件的制造方法可以适当地用作上述接合组件的制造方法。
1α，1β，1γ，1δ接合组件
R1非接触区
1第一部件
1S第一接合面
10保持凹部
2第二部件
2S第二接合面
20通孔(对应孔)
21对应凹部
3钎焊填料金属
30钎焊填料金属池
31铜焊填料金属接合部分
Claims (9)
1.一种接合组件，其通过利用钎焊填料金属在第一部件和第二部件彼此接触的接合界面处将所述第一部件和所述第二部件彼此接合而获得，所述接合组件具有相对于所述接合界面的外周缘线设置在内侧的非接触区，并且在所述非接触区中所述第一部件和第二部件彼此不接触，
其中，所述第一部件具有保持凹部，当所述第一部件和所述第二部件彼此接合时熔化的所述钎焊填料金属保持在所述保持凹部中，所述保持凹部提供所述非接触区，并且
在所述保持凹部中，包括一些凝固部分的所述熔化的钎焊填料金属形成钎焊填料金属池。
2.根据权利要求1所述的接合组件，其中所述钎焊填料金属池的表面包括位于所述接合界面以下的部分。
3.根据权利要求1或2所述的接合组件，其中所述保持凹部具有0.3mm以上的深度。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的接合组件，其中所述第二部件具有在与所述保持凹部对应的位置设置的对应凹部或对应孔。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的接合组件，其中所述保持凹部的与所述接合界面连续的侧壁面形成倾斜面。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的接合组件，其中所述第一部件和所述第二部件均为烧结体。
7.一种接合组件的制造方法，所述接合组件通过利用钎焊填料金属将第一部件的一侧的第一接合面与第二部件的一侧的第二接合面彼此接合而获得，所述方法包括：
步骤α，准备在所述第一接合面中具有保持凹部的所述第一部件；
步骤β，在相对于所述保持凹部的外周缘线的内侧区域中将所述钎焊填料金属放置在所述第一部件上并且使所述第二部件的所述第二接合面接触所述第一部件的所述第一接合面；以及
步骤γ，通过执行热处理使所述钎焊填料金属熔化，
其中，在所述步骤γ中暂时地保持在所述保持凹部中的熔化的钎焊填料金属进入所述第一接合面与所述第二接合面之间的间隙，并且所述钎焊填料金属使所述第一接合面和所述第二接合面彼此接合。
8.根据权利要求7所述的接合组件的制造方法，其中满足下面的条件：1.5≤W/(V×D)≤5，D表示所述钎焊填料金属的真实密度，W表示在所述步骤β中放置在所述第一部件上的所述钎焊填料金属的质量，并且V表示所述保持凹部的容积，D的单位是g/cm3，W的单位是g，V的单位是mm3。
9.根据权利要求7或8所述的接合组件的制造方法，其中所述保持凹部具有0.3mm以上的深度。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20171201 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |