JP2002321085A - ろう付け用合金粉末 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ろう付け後の強度の安定、向上を図るろう付
け用合金粉末を提供する。 【解決手段】 質量％で、Ｃｒ：１６．０〜２３．０
％、Ｓｉ：７．０〜１２．０％、Ｏ：１５０〜４００ｐ
ｐｍ、Ｎ：１５０〜４００ｐｐｍ、を含有するＮｉ基合
金からなることを特徴とするろう付け用合金粉末。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ろう付け後の強度
の安定、向上を図るろう付け用合金粉末に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、ステンレス鋼材を使用した部材を
接合する場合に、２つの部材の継手をニッケルろうを使
用したろう付けにより接合することがある。このニッケ
ルろうはＪＩＳにも規定されているように、ニッケルを
主成分として、Ｂ，Ｓｉ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｐ等の添加物を
含んだ合金として形成されている。また、ニッケルろう
材として、例えば特開平１１−１１４６９２号公報に開
示されているように、ぬれ性が良好で、連続した脆化相
が生じることなく、クラックの発生を防止することがで
き、かつ靱性に富む接合部組織を得ることができるニッ
ケルろう材およびこのろう材を用いたろう付け方法とし
て、粉末状ニッケルろうに、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｎｉ−Ｃｒ合
金、ＳＵＳ（ステンレス鋼）のうち選ばれた金属粉末を
１重量％以上１０重量％未満添加したニッケルろう材、
およびその使用するろう付け方法が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特許公報においては、確かにぬれ性が良好で、連続し
た脆化相が生じることなく、クラックの発生を防止する
ことができるかもしれないが、必要最小限の使用量で強
度の高い接合部を安定して形成することが出来るまでに
は至っておらず、特に強度において不十分であるという
問題がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上述したような問題を解
消するために、発明者らは鋭意開発を進めた結果、合金
粉末中の酸素量、窒素量を合金成分として適正な値に制
御することにより、ろう付け後の強度の安定、向上を図
ることが可能なろう付け用合金粉末を提供することにあ
る。その発明に要旨とするところは、質量％で、Ｃｒ：
１６．０〜２３．０％、Ｓｉ：７．０〜１２．０％、
Ｏ：１５０〜４００ｐｐｍ、Ｎ：１５０〜４００ｐｐ
ｍ、を含有するＮｉ基合金からなることを特徴とするろ
う付け用合金粉末にある。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るろう付け用合
金成分組成の限定理由を述べる。 Ｃｒ：１６．０〜２３．０％ Ｃｒは、耐食性を向上させる元素である。しかし、１
６．０％未満では効果が得られない。一方、２３．０％
を超えると靱性や加工性が劣化するので上限を２３．０
％とした。 Ｓｉ：７．０〜１２．０％ Ｓｉは、固溶強化元素であり、かつ脱酸剤である。しか
し、１２．０％を超えると加工性を低下させるので、そ
の上限を１２．０％とした。

【０００６】Ｏ：１５０〜４００ｐｐｍ Ｏは、多量に存在すると粗大な酸化物系非金属介在物を
ろう接金属中に生成させ、ピンホールを発生しクラック
を発生する。従って、その効果を得るための下限値とし
て１５０ｐｐｍとした。一方、４００ｐｐｍを超える添
加をしても特性の改善効果は飽和することから、下限を
４００ｐｐｍとした。

【０００７】Ｎ：１５０〜４００ｐｐｍ Ｎは、素地に固溶され、硬さを上昇させる元素である。
しかし、１５０ｐｐｍ未満ではその効果が得られず、ま
た、４００ｐｐｍを超える添加は硬質化し、加工性が劣
化するので、その範囲を１５０〜４００ｐｐｍとした。
上述した成分組成を含有するＮｉ基合金からなり、その
他の元素についても、効果のみられる元素については、
特に限定されることなく任意に数％程度添加しても良
い。

【０００８】

【実施例】Ｎｉ基合金を溶製した後、Ｎ₂ ガスを使用し
たガス噴霧法により粉化し、そのままガス雰囲気中で冷
却してＮｉ基ろう材粉末２０００ｋｇを製造した。次い
で、前記粉末を−１５０〜＋３０μｍに分級した５００
ｋｇ／バッチを大気雰囲気中で４００℃、５００℃、６
００℃×２時間の加熱を行って酸化させた。その結果を
表１のＮｏ．１〜３に示す。また、上記同様に、Ｎｉ基
合金を溶製した後、Ｎ₂ ガス中の酸素量が３００〜１２
００ｐｐｍであるように調整したＮ₂ ガスを使用したガ
ス噴霧法により粉化し、そのままガス雰囲気中で冷却し
てＮｉ基ろう材粉末２０００ｋｇを製造した。その結果
を表１のＮｏ．４〜６に示す。

【０００９】また、Ｎｉ基合金をＮ₂ ガス雰囲気中で溶
製した後、Ｎ₂ ガスを使用したガス噴霧法により粉化
し、そのままガス雰囲気中で冷却してＮｉ基ろう材粉末
２０００ｋｇを製造した。その結果を表１のＮｏ．７に
示す。さらに、Ｎｉ基合金をＮ₂ ガス雰囲気中で溶製し
た後、Ｎ₂ ガス中の酸素量が３００〜１２００ｐｐｍで
あるように調整したＮ₂ ガスを使用したガス噴霧法によ
り粉化し、そのままガス雰囲気中で冷却してＮｉ基ろう
材粉末２０００ｋｇを製造した。その結果を表１のＮ
ｏ．８〜１０に示す。

【００１０】比較例のために、Ｎｉ基合金を溶製した
後、Ｎ₂ ガスを使用したガス噴霧法により粉化し、その
ままガス雰囲気中で冷却してＮｉ基ろう材粉末を製造
し、酸化処理を行わなかった粉末２０００ｋｇを製造し
た。その結果を表１のＮｏ．１１に示す。なお、濡れ性
評価方法として、粉末を５０ｇを５箇所より採取し、各
試料を山とし、バインダー１ｍｌを試料の山の頂上に落
とし、バインダーが粉末中にしみ込む時間をストップウ
オッチにて測定した。その時の基準として、以下のよう
に定めた。

【００１１】 ○：浸透時間が１０秒未満 △：浸透時間が１５秒未満 ×：浸透時間が１５秒以上 また、バインダーとしては、ポリビニルアルコール系、
あるいはメタアクリル酸アルコール系などの有機バイン
ダーを用いた。

【００１２】また、ピンホール評価方法として、ろう接
面の断面ミクロ組織を５ケ所観察し、ピンホールの有無
を確認した。その時の基準として、以下のように定め
た。 ○：ピンホールが無し（０個） △：ピンホールが有り（１個以内） ×：ピンホールが有り（２個以上）

【００１３】さらに、接合強度（破断）について、以下
のように定めた。ろう接面の断面ミクロ組織を５ケ所観
察し、基材との接合状態を確認した。その時の基準とし
て、以下のように定めた。 ○：未溶接部がなし（０個） △：未溶接部が有り（１ケ所以内） ×：破断有り（２ケ所以上）

【００１４】

【表１】

【００１５】表１に示すように、Ｎｏ．１，２、Ｎｏ．
８〜１０は本発明例であり、Ｎｏ．３〜７、Ｎｏ．１１
は比較例である。Ｎｏ．３はＯが４５０ｐｐｍと高いの
で、濡れ性がやや悪い。Ｎｏ．４はＯが１３０ｐｐｍと
低く、また、Ｎも１１０ｐｐｍと低いために、濡れ性が
悪い。Ｎｏ．５はＮが９０ｐｐｍと低いために、濡れ性
がやや悪い。Ｎｏ．６はＯが５００ｐｐｍと高く、ま
た、Ｎは８０ｐｐｍと低いために、濡れ性が悪い。Ｎ
ｏ．７はＯが１００ｐｐｍと低いために、濡れ性がやや
悪い。さらに、Ｎｏ．１１はＯが９０ｐｐｍと低く、ま
た、Ｎも５０ｐｐｍと低いために、濡れ性が悪い。これ
に対し、本発明はいずれも濡れ性が良好である。

【００１６】ピンホール発生状況および接合強度につい
ても、本発明例であるＮｏ．１，２、Ｎｏ．８〜１０に
ついては、ピンホールの発生もなく破断も見られず接合
強度が良好であることが判る。これに対して、比較例で
あるＮｏ．３〜７、Ｎｏ．１１のいずれも、ピンホール
の発生が１個以上発生し、また、接合強度についても未
接合部が１ケ所以上発生することが認められた。

【００１７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明により、合金
粉末中の酸素量および窒素量を適正な値に制御すること
により、ろう材合金粉末とバインダーとのぬれ性を良好
にすることにより、ろう接金属中のピンホールの発生を
防止し、強度の高い接合部を形成し、ろう付け後の強度
の安定、向上を図ることが出来る極めて優れた効果を奏
するものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 質量％で、 Ｃｒ：１６．０〜２３．０％、 Ｓｉ：７．０〜１２．０％、 Ｏ：１５０〜４００ｐｐｍ、 Ｎ：１５０〜４００ｐｐｍ、 を含有するＮｉ基合金からなることを特徴とするろう付
   け用合金粉末。