JP2002516183A - コバルト−クロム−パラジウムをベースとするろう付用合金 - Google Patents

コバルト−クロム−パラジウムをベースとするろう付用合金

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Abstract

(57)【要約】 この発明は、コバルト、ニッケル、タングステン、モリブデン及び一定のメタロイド類のような遷移金属を含有する、コバルト−クロム−パラジウムをベースとする合金から構成されるろう付用金属に関する。より特定的には、高温で金属をろう付して、強度が高くて高い耐酸化性及び耐高温性及び耐腐食性のろう付をもたらすのに有用な、コバルト、クロム、パラジウム、ニッケル、タングステン、モリブデン、ホウ素、及びケイ素を含有する多成分合金に関する。本発明の合金は、式：Ｃｒa Ｎｉb Ｗc Ｐｄd Ｓｉe Ｂf Ｃｏbal 〔式中、添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ及びｆは、元素％であって、ａは約１５〜約２２、ｂは約０〜約２０、ｃは約１〜約５、ｄは約１〜約１０、ｅは約５〜約１２、ｆは約５〜約１２であり、そしてｂａｌは合計を１００％にするための数値である。〕により定義される組成（及び存在し得る不純物）を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】
１．発明の分野 この発明は、コバルト、ニッケル、タングステン、モリブデン及び一定のメタ
ロイド類のような遷移金属を含有する、コバルト−クロム−パラジウムをベース
とする合金から構成されるろう付用金属に関する。より特定的には、高温で金属
をろう付して、強度が高くて高い耐酸化性及び耐高温性及び耐腐食性のろう付を
もたらすのに特に有用な、コバルト、クロム、パラジウム、ニッケル、タングス
テン、モリブデン、ホウ素、及びケイ素を含有する多成分合金に関する。本発明
の合金は、式： Ｃｒa Ｎｉb Ｗc Ｐｄd Ｓｉe Ｂf Ｃｏbal 〔式中、添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ及びｆは、元素％であって、ａは約１５〜約
２２、ｂは約０〜約２０、ｃは約１〜約５、ｄは約１〜約１０、ｅは約５〜約１
２、ｆは約５〜約１２であり、そしてｂａｌは合計を１００％にするための数値
である。〕により定義される組成（及び存在し得る不純物）を有する。
【０００２】 ２．先行技術の説明 ろう付は、しばしば非類似の組成の金属部品を相互に接合する方法である。典
型的には、ろう付は、接合される部品よりも低い融点を有する充填剤金属を挿入
して集成体を形成することにより達成される。次いで、その集成体は、ろう付用
充填剤金属を溶融させるのに十分な温度に加熱される。冷却すると、強くて、好
ましくは耐酸化性及び耐高温性及び耐腐食性の接合が形成される。 ろう付プロセスによって製造される僅かなクラスの製品は、例えば、宇宙産業
におけるジェットエンジンとして及び電気エネルギーを発生する発電プラントに
おいて運転されるパワータービンの重要な部品として使用れる。タービンシール
、第１段階タービンノズルガイド羽根、及びタービンブレードのような特定のパ
ワータービン部品は、運転中に高温で高酸化性の環境に曝される。かくして、こ
れら用途に使用されるろう付された部品は、運転温度と直接関係する高エネルギ
ー効率を達成するために、そのような苛酷な運転条件に耐えれなければならない
。
【０００３】 ろう付技術の別の重要な用途は、超音速ジェット機及び再利用シャトルの翼及
び他の機体部分の前縁のための軽量で耐高温性のハチの巣状構造体の製造である
。これら用途では、接合されるベース金属は、殆どがニッケル及びコバルトをベ
ースとする超合金及び高クロム含有の鉄をベースとする合金である。そのような
超合金及び鉄−クロムをベースとする合金は、コバルト、ニッケル、クロム、鉄
、及び幾つかの耐火性元素のような一群の遷移元素の一部又は全部から構成され
る複雑な組成を有している。更に、これら全ての合金は、典型的には、それらの
耐高温性及び耐酸化性を向上させるために、アルミニウム、チタン、及びイット
リア付加物も含有する。後者は、そのようなベース金属部品上の酸化アルミナ／
チタニア表面保護膜の内在的形成により達成される。
【０００４】 高温実用環境に曝される全ての部品について特に大切なのは、その部品の機械
的一体性を維持しながら酸化に抵抗性であることである。これらベース金属の耐
酸化性は、上記の高密度の部品表面上のアルミナ／チタニア保護膜の存在に起因
している。不運にも、ホウ素やケイ素のような活性なメタロイド元素を含有する
充填剤金属を使用するろう付は、ろう付領域において、これら保護性酸化膜の部
分的な又は完全でさえある溶解を引き起こす。その結果、ろう付された界面は、
破滅的部品酸化を引き起し得る酸素浸透のための導管として働く。従って、これ
ら酸化膜が初期状態で保存され得ないとしても、材料のろう付の間、ろう付界面
の一体性を保存することは最も重要である。
【０００５】 これまで、コバルト／ニッケル−クロムをベースとする合金からなる幾つかの
非晶質ろう付用充填剤金属が開発され、高温で十分な強度と良好な耐腐食性を示
している。そのような合金は、例えば、米国特許第４，２６０，６６６号、第４
，５１５，８６８号、第４，５１５，８６９号、第４，５１５，８７０号、及び
第４，８０１，０７２号に開示されている。しかしながら、これら特許に開示さ
れた合金は、それぞれが欠点を示すので、高温、高酸化性及び高腐食性環境で長
期間の実用寿命が必要なろう付用製品には適していない。例えば、米国特許第４
，２６０，６６６号、第４，５１５，８６８号及び第４，８０１，０７２号に開
示された合金は、遷移元素、耐火性元素、ホウ素及びケイ素を含有する。不運に
も、ホウ素は、その非常に小さな原子半径のために、接合領域から合金の中に、
特に、強いホウ化クロムを形成する傾向の故にクロムを含有する合金の中に広範
に拡散する。これらホウ化物は、列理境界で優先的に形成されるので、合金が脆
くなって過剰に酸化されるか又は完全に崩壊さえする。同時に、これら合金は、
ベース金属をホウ素拡散から保護する元素を含有しない。
【０００６】 米国特許第４，５１５，８６９号及び第４，５１５，８７０号に開示された多
成分合金に関しては、それらも、ニッケルをベースとするとはいえ、類似の遷移
元素、耐火性元素、ホウ素及びケイ素を含有する。従って、これら多成分合金は
、中程度の量（３０元素％未満）のコバルトしか含有しない結果として、ろう付
された部品を高温及び高酸化性の環境から保護するには不充分である。 上記の理由から、これまで知られている合金は、タービンエンジン及び超音速
航空機構造体の用途に存在する高温、高酸化性及び高応力環境で用いられるろう
付された製品に使用するには有効ではない。 従って、超合金及び鉄−クロムをベースとする合金を高温でろう付するのに適
する、高温及び高酸化性環境で長時間の高応力下で実用に耐えることができる、
改善されたろう付用充填剤材料の必要性が当該技術分野に存在している。
【０００７】 具体的には、ろう付界面で高温抵抗相の保護層を自然に形成して、ろう付を完
結させる際にベース金属部品を広範なホウ素浸透から保護するろう付用充填剤金
属の必要性が当該技術分野に存在している。更には、この層がホウ素を接合物質
の内部に保持して、ホウ素がベース金属内に広範に拡散するのを阻止できれば、
より有益であろう。かくして、本発明の目的は、そのようなろう付用金属を提供
することである。 本発明の更なる目的は、第１に、高温抵抗性のベース金属と適合性である主要
な金属元素を含有し、第２に、ろう付操作中に酸化物で覆われた表面を湿潤化で
き、そして、第３に、優勢に移動して接合界面で保護相の層を形成する元素を含
有する、ろう付用充填剤金属を提供することである。
【０００８】
【発明の要旨】
本発明は、高温溶融特性を有しかつ非常に高い実用温度において高い強度と高
い耐酸化性を有するろう付を形成する改善されたろう付用充填剤金属を提供する
。ろう付用充填剤として使用するのに特に適するそうしたろう付用合金は、コバ
ルト、クロム、パラジウム、ニッケル、タングステン、モリブデン、ホウ素、及
びケイ素を含有するものであり、高温で金属をろう付して、強度が高くて高い耐
酸化性及び耐高温性及び耐腐食性のろう付をもたらすのに特に有用である。そう
した合金は、式： Ｃｒa Ｎｉb Ｗc Ｐｄd Ｓｉe Ｂf Ｃｏbal 〔式中、添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ及びｆは、元素％であって、ａは約１５〜約
２２、ｂは約０〜約２０、ｃは約１〜約５、ｄは約１〜約１０、ｅは約５〜約１
２、ｆは約５〜約１２であり、そしてｂａｌは合計を１００％にするための数値
である。〕により表される組成及び存在し得る不純物を有する。
【０００９】 本発明の合金は、これまでに認識されたことも開示されたこともない幾つかの
有利な特性を示す。これら合金は、約１０５０〜１１８０℃の高い融点を示す。
これら合金は、少ない量のホウ素しか含有せず、そして最も大切なことはパラジ
ウムを含有するので、ホウ素含有合金に付随する拡散の問題を実質的に無視し得
る。パラジウムは、接合界面において高融点の高耐酸化性アルミニウム−パラジ
ウムＡｌＰｄ金属間化合物相の支配的層を形成するので、ホウ素浸透を阻止し、
接合部のミクロ構造を変化させて好ましく精錬し、そして接合部を酸化から保護
する。更に、本発明の合金は、このパラジウムの存在、ケイ素濃度を比較的低レ
ベルに維持することと合わさったホウ素濃度の最小限化にも拘らず、延性のある
生成物として製造され得る。より進んで、コバルト濃度を犠牲にしてパラジウム
濃度を高めることで、非晶質状態に形成される合金の能力が保存されるので、ホ
イル形態で延性があるままである。
【００１０】 ろう付されたベース金属部品は、酸化から保護され、かつ、本発明の合金が接
合界面でのＡｌＰｄ相の有益な層の形成に起因するベース金属内への過剰で有害
なホウ素拡散からの優れた保護を示すので、それらの高温強度は高いレベルであ
る。同様に、高温の固体ＡｌＰｄ相が最初に固体ベース金属／液体充填剤の界面
に形成されるので、薄いベース金属ストックの腐食は、液体充填剤と固体ベース
金属の間で遮蔽された相互作用に起因して、実質的に抑制される。 そのような充填剤金属を使用して出来たろう付は、実質的に均一なミクロ構造
を有し、高温で高い強度を有する。加えて、本発明は、好ましくは少なくとも８
０％の非晶質構造を有する準安定材料から構成される均質で延性のあるホイルの
形態のろう付用充填剤金属を提供する。
【００１１】 更に、本発明によれば、超合金及び／又は鉄−クロムをベースとするハチの巣
状構造体を接合するための改善された方法が提供され、その方法は、上記の充填
剤金属を諸ベース金属部品の間に挿入して集成体を形成する工程；及び、その集
成体を、そのろう付用充填剤金属の液相線温度よりも約２５〜５０℃上回る温度
に加熱し、そして、強くて酸化抵抗性の接合を形成するのに十分な時間その温度
を保持する工程を含んでなる。 以下の本発明の好ましい態様の説明及び添付の図面を参照すれば、この発明は
より十分に理解され、そして更なる効果が明らかになるであろう。
【００１２】
【発明の説明】
いかなるろう付プロセスでも、ろう付用材料は、一緒にろう付される金属部品
の実用的要件を満たすような強度を提供するのに十分に高い融点を有さなければ
ならない。更に、その材料は、ろう付されるベース金属部品と化学的にも冶金学
的にも適合性でなければならない。理想的には、ろう付用材料は、複雑な形状が
それから烙印されかつ複雑な構造のろう付が容易に達成されるように、１００％
金属含有ホイル形態であるべきである。更には、ろう付用ホイルは均質で延性で
あるべきである、即ち、ろう付の間にボイド若しくは汚染残渣を形成するバイン
ダーや他の物質を含有しないべきであり、そして、ホイルが破れることなくその
ホイルの厚みの約１００倍という小さな丸みに曲げられるように十分な柔軟性を
示すべきである。
【００１３】 本発明によれば、少なくとも約１０９０℃の液相線を示し、そして超合金及び
鉄−クロム−アルミニウムをベースとする合金をろう付するのに特に適する、コ
バルト／ニッケル−クロムをベースとする多成分合金が提供される。このろう付
用充填剤金属は、式： Ｃｒa Ｎｉb Ｗc Ｐｄd Ｓｉe Ｂf Ｃｏbal 〔式中、添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ及びｆは、元素％であって、ａは約１５〜約
２２、ｂは約０〜約２０、ｃは約１〜約５、ｄは約１〜約１０、ｅは約５〜約１
２、ｆは約５〜約１２であり、そしてｂａｌは合計を１００％にするための数値
である。〕により表される組成及び存在し得る不純物を有する。
【００１４】 ホウ素及びケイ素は、非晶質形態で存在できるその合金の能力を増進するため
及びその合金の融点を低下させるために添加される。ホウ素及びケイ素の添加は
湿潤性も提供するので、充填剤金属とベースとの間の冶金学的結合を確実にする
。個別的には、ホウ素は、非晶質性及びベースと充填剤金属との間の相互作用を
向上させるために、約５〜約１２元素％、より好ましくは約６．５〜約８．０元
素％の量で存在する。ケイ素含量は、約５〜約１２元素％、より好ましくは約５
．０〜約１０．５元素％である。これら量では、ケイ素が、非晶質構造の形成を
誘発して、充填剤金属のろう付性に寄与すると考えられる。ホウ素及びケイ素含
量の合計は、ろう付の間にベース金属の過剰な腐食を引き起こすか又はろう付部
分中に分離した脆い金属間化合物の過剰形成を引き起こすほど大きいものであっ
てはならない。好ましくは、充填物金属のホウ素及びケイ素含量の合計は、約１
４．５〜約２０元素％、より好ましくは約１４．５〜約１７元素％である。
【００１５】 重要なことは、ろう付材料とベース金属の間の界面に高温の金属間化合物であ
るアルミニウム−パラジウム相の保護層を形成するように、１〜約１０元素％、
より好ましくは１．５〜７元素％の量のパラジウムが存在することである。二成
分アルミニウム−パラジウム構成相ダイヤグラムによれば、これら両方の元素は
、非常に高融点（Ｔmelt＝１６４５℃）の強くて耐酸化性の、狭い組成範囲で存
在するＡｌＰｄ金属間化合物成分を形成する。“Binary Alloy Phases Diagnosi
s" Ed. T. Misoalski, ASM 1990, p.139-191 を参照のこと。標準的な熱力学的
データによれば、この化合物は、コバルト、クロム、タングステン、鉄及びケイ
素がアルミニウムと共に形成することができる他の可能な金属間化合物相及び他
の相のものと比べて、非常に高い形成のエンタルフィー値を有する。この高い形
成のエンタルフィー値は、関与する成分間の化学反応の強さの基本的尺度であり
、その得られる生成物質、即ち、この場合にあっては、ＡｌＰｄの化学安定性及
び機械的強度の指標である（表１を参照のこと）。この発明で、ろう付操作の間
、ＡｌＰｄ二成分金属間化合物相が、多成分ベースと充填剤金属の間の接合界面
で最初に分離することが発見された。結果として、保護相の層の形成が起こると
考えられる。
【００１６】 加えて、好ましくは、タングステンも、約１〜約５元素％、より好ましくは約
３．０〜約３．５元素％の量で存在する。本発明の合金中でのタングステンの役
割は、ろう付接合部上に生成する受動膜 (passive film) の全体的強度を向上さ
せながら、合金の高い溶融温度を保存することである。 主要な元素成分であるコバルトとクロムは、本発明の合金の組成的基礎を構成
し、それらは、形成されるろう付接合部の高温耐酸化性を提供するのに特に適し
ている。本発明の合金中でのニッケルの存在は、一定の非酸素化腐食媒体に対す
るそれらの抵抗性を大きく向上させる。ニッケルは、非晶質性、延性等のような
他の望ましい特性も付与する。
【００１７】 本発明の合金は、種々の周知の技術の応用により、粉体、ホイル、リボン、及
びワイヤのような種々の形態に製造することができる。本発明の合金は、上記の
組成の合金を急速固化法を用いて流延することによって、準安定性粉体、均質で
延性のあるホイル又はワイヤの形態にも製造することができる。合金を粉体形態
に製造するのに普通に使用される方法には、気体微塵化若しくは水微塵化又は機
械的微粉化が含まれる。本発明の合金をホイル、リボン又はワイヤに製造するの
に用いられる最も好ましい方法は、急速固化法である。
【００１８】 本発明の合金は、これまでに認識されたことも開示されたこともない幾つかの
有利な特性を示す。これら合金は高い溶融温度を示し、かつ一般に高ホウ素含量
合金に付随する拡散問題は大したことはない。というのは、ホウ素濃度が最小限
に保たれていると同時に、パラジウムの存在が大部分のホウ素をろう付接合部の
内部に保持するからである。同時に、十分なケイ素濃度と合わさったホウ素濃度
は、急速固化法によって、延性がありかつ分厚いリボン生成物の製造を可能にす
る。更には、ホウ素とケイ素の濃度を十分なレベルで組み合わせて含有させ、ク
ロム濃度を約２１元素％限界値に保つと、合金の、非晶質状態に形成される能力
及びリボン形状において延性を維持する能力が保存される。最後に、本発明の合
金は、ベース金属を実質的に腐食しないことにより、ハチの巣状構造体及びプレ
ート型構造体に使用される薄いひれ状部品の一体性を保存する。
【００１９】 本発明の合金は、上記の組成の合金を急速固化法を用いて流延することによっ
て均質で延性のあるホイル又はワイヤの形態に製造することができる。より具体
的には、本発明の均質なろう付用充填剤金属を急速固化法によって製造すること
ができ、その方法は、組成物の溶融物を生成させ、そして回転急冷ホイール上で
その溶融物を少なくとも約１０5 ℃／秒の速度で急冷することを含んでなる。そ
のような方法は、米国特許第４，１４２，５７１号に開示されている。 これら急冷条件下では、準安定性の均質な延性のある生成物が得られる。その
準安定性材料は非晶質であることができ、その場合、無機酸化物ガラスについて
観察されるのと類似の拡散ハロ（diffuse halo）を示すＸ線回折パターン（図４
）によって証明されるように、長いレンジのオーダーがない。好ましくは、本発
明の合金のミクロ構造は、優れた延性を達成するために、少なくとも５０％の非
晶質相を含有し、最も好ましくは少なくとも約９０％の非晶質相を含有する。
【００２０】 準安定性生成物は、構成要素の溶液であってもよい。本発明の合金の場合、そ
のような準安定性の固体溶液相は、結晶性合金を製造する技術分野で用いられる
慣用的な加工方法のもとでは、普通には製造されない。従って、上記の流延法が
用いられる。これら準安定性生成物は、延性でもある急速固化された粉体であっ
てもホイルであってもよい。 本明細書に記載される急速固化法によって製造されるホイルは、約１３〜約１
００マイクロメーターの厚み、通常は約１３〜約７６マイクロメーターの厚みで
あり、そして２００ｍｍ又はそれを越える幅である。これら生成物は均質である
（即ち、全ての方向で実質的に均一な組成である）ので、それから生成するろう
付接合部はまさしく均一であり実質的にボイドを有さない。
【００２１】 本発明の組成物の広い範囲内で、約１８〜約２２元素％クロム、１２〜約１７
元素％ニッケル、約１．５〜約７元素％パラジウム、約３．０〜約３．５元素％
タングステン、約５〜約１０．５元素％ケイ素、及び約６．５〜約８．０元素％
ホウ素で、残りが本質的にコバルト及び存在し得る不純物の組成を有する好まし
い態様が発見された。この最も好ましい態様の合金は、約１０１０〜約１１８０
℃、最も好ましくは約１０１５〜約１１６０℃の溶融温度を示す。これら合金の
特有の利点には、機械的特性のどのような有意な劣化もなしに、高酸化性及び高
腐食性の環境下で高温でろう付できる能力及び高温で用いることができるろう付
接合を提供する能力が含まれる。
【００２２】 本発明に従って製造される合金は、航空機産業及び発電プラントに使用される
タービン部品並びに航空機及び宇宙船構造物のろう付に特に適している。 以下の実施例は、本発明のより完全な理解を提供するために示される。本発明
の原理及び実施を説明するために記載した特定の技術、条件、材料、割合及び得
られたデータは例示に過ぎず、本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべ
きではない。
【００２３】
【実施例】
実施例１ 約２．５４〜約２００ｍｍの幅で約１３〜約７６マイクロメーターの厚みのリ
ボンが、急速に回転する銅製冷却ホイール（表面スピード約３０００〜約６００
０ｆｔ／分）上にアルゴンを過圧にすることにより以下の表２に記載した各々の
組成の溶融物を連続的に堆積することによって形成される。実質的にガラス状の
構造を有する準安定性の均質なリボンが製造される。表２に記載したリボンの液
相線及び固相線温度は、示差熱分析法（ＤＴＡ）により測定される。個々のサン
プルは、不活性な参照材料と一緒に並べて均一な速度で加熱され、それらの温度
差が温度の関数として測定される。サーモグラム（熱エネルギー変化 vs 温度の
プロット）を作成して、そこから、それぞれ固相線及び液相線温度として知られ
る溶融の始まりと終わりを割り出す。それら値を以下の表２に示す。
【００２４】
【表２】
【００２５】 実施例２ 冶金学試験の試験片を“サンドイッチ様”ラップ型試験片として寸法を決めて
作製する。各々の試験片は、２０重量％のＣｒ、５．５重量％のＡｌ、０．５重
量％のＴｉ、０．４５重量％のＹ2 Ｏ3 、及び残りは鉄の組成を有する合金ＰＭ
２０００の１２５μｍ厚の２枚のストリップと、表２に示したサンプルのうちの
一つである１枚の２５μｍ厚のホイルからなる。これらホイルには、従来技術に
従って製造されたサンプル No.１及び本発明に従って製造された No.４と No.５
の表示組成のサンプルが含まれる。その１枚のろう付用ホイルは、２枚のＰＭ２
０００ストリップの間に予め置かれる。ＰＭ２０００ストリップ及び全てのろう
付用充填剤金属合金の幅は約１０ｍｍである。これらろう付用合金の場合、リボ
ンはスペーサーとして働く。ろう付は１．３３×１０-2Ｐａ（１０-4トル）に等
しいか又はそれより低い圧力まで減圧にされた真空炉内で行われる。ろう付は１
１９５℃で１５分間行われる。炉内で冷却したら、ろう付された試験片からセグ
メントを切断し、プラスチックの型に載せ、そして走査電子顕微鏡冶金学的観察
用の冶金学試験片を調製するための標準的装置で研磨する。接合部のミクロ構造
は、ＳＥＭ／ＥＤＡＸ及びＡｕｇｅｒ分析法を用いて観察される。従来技術を用
いて製造されたサンプル１の表示組成を有する合金を用いて調製された接合部の
典型的なミクロ構造を図１に示す。その顕微鏡写真は、ベース金属部品の本体中
に析出したかなりの量のホウ化クロムの存在（黒い矢印で指示されている）を描
写している。これらホウ化物は、ベース金属合金の回転方向に対して平行な平面
において優勢に偏析している。
【００２６】 図２は、３重量％のパラジウムを含有しかつ本発明に従って製造された表示組
成のサンプル No.４を有する充填剤金属ホイルを使用して調製された試験片のＳ
ＥＭ顕微鏡写真である。この顕微鏡写真は、接合界面で形成されたＡｌＰｄ金属
間化合物相の高密度層（中抜き矢印で指示されている）を描写し、そして、それ
がホウ素の浸透及び有害なホウ化クロムの形成から金属を保護していることを描
写している。このベース金属は、実質的に均一で単一相のミクロ構造を有し、非
常に限定された量の析出したホウ化クロムしか含んでいない。図３は、５重量％
のパラジウムを含有しかつ本発明に従って製造された表示組成のサンプル No.５
を有する充填剤金属ホイルを使用して作られた接合部の顕微鏡写真である。この
顕微鏡写真は、図２に示したのと同じの接合部ミクロ構造の有益な基本的特徴を
描写するが、実質的により多くの量のＡｌＰｄ相（中抜き矢印で指示されている
）を含有している。これは、ＡｌＰｄ相の形成が、実際に、本発明の充填剤金属
合金中のパラジウムの量に関連していることを証明している。 本発明を十分に詳細に説明してきたが、そのような詳細な事項は厳格に解され
る必要はなく、種々の変更及び修飾が当業者に示唆されており、それらは、特許
請求の範囲によって規定される本発明の範囲内に属することが理解されるであろ
う。
【図面の簡単な説明】
【図１】 米国特許第４，２６０，６６６号に記載された先行技術に従って製造された充
填剤金属を使用して作られた鉄−クロム−アルミニウムをベースとする接合部の
ＳＥＭ顕微鏡写真である。この顕微鏡写真は、ベース金属部品の本体中に析出し
たかなりの量のホウ化クロムの存在（黒い矢印で指示されている）を描写してい
る。これらホウ化物は、ベース金属合金の回転方向に対して平行な平面に優勢に
偏析している。
【図２】 ３重量％のパラジウムを含有しかつ本発明に従って製造された充填剤金属を使
用して作られた鉄−クロム−アルミニウムをベースとする接合部のＳＥＭ顕微鏡
写真である。この顕微鏡写真は、接合界面で形成されたＡｌＰｄ金属間化合物相
の高密度層（中抜き矢印で指示されている）を描写し、そして、それがホウ素の
浸透及び有害なホウ化クロムの形成から金属を保護していることを描写している
。このベース金属は、実質的に均一で単一相のミクロ構造を有し、非常に限定さ
れた量の析出したホウ化クロムしか含んでいない。
【図３】 ５重量％のパラジウムを含有しかつ本発明に従って製造された充填剤金属を使
用して作られた鉄−クロム−アルミニウムをベースとする接合部のＳＥＭ顕微鏡
写真である。この顕微鏡写真は、図２に示したのと同じの接合部ミクロ構造の有
益な基本的特徴を示すが、実質的により多くの量のＡｌＰｄ相（中抜き矢印で指
示されている）を含有している。これは、ＡｌＰｄ相の形成が、実際に、本発明
の充填剤金属合金中のパラジウムの量に関連していることを証明している。
【図４】 非晶質状態の拡散したハロ(hallo) 特徴を示すホイルサンプル No.４から撮っ
たＸ線回折パターンである。
【手続補正書】
【提出日】平成１２年１２月２０日（２０００．１２．２０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，Ｎ Ｏ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ， ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (37)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 式： Ｃｒa Ｎｉb Ｗc Ｐｄd Ｓｉe Ｂf Ｃｏbal 〔式中、添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ及びｆは、元素％であって、ａは約１５〜約
    ２２、ｂは約０〜約２０、ｃは約１〜約５、ｄは約１〜約１０、ｅは約５〜約１
    ２、ｆは約５〜約１２であり、そしてｂａｌは合計を１００％にするための数値
    である。〕により定義される組成物及び存在し得る不純物を含んでなるろう付用
    材料。
  2. 【請求項２】 粉体である、請求項１記載のろう付用材料。
  3. 【請求項３】 合金である、請求項１記載のろう付用材料。
  4. 【請求項４】 合金の少なくとも約５０％がガラス状である、請求項３記載
    のろう付用材料。
  5. 【請求項５】 合金の少なくとも約８０％がガラス状である、請求項３記載
    のろう付用材料。
  6. 【請求項６】 少なくとも約１０１０℃の固相線と少なくとも約１１３０℃
    から約１１８０℃までの液相線を有する、請求項１記載のろう付用材料。
  7. 【請求項７】 ホイルである、請求項１のろう付用材料。
  8. 【請求項８】 請求項３の合金から形成されるろう付用ホイル。
  9. 【請求項９】 請求項４の合金から形成されるろう付用ホイル。
  10. 【請求項１０】 請求項５の合金から形成されるろう付用ホイル。
  11. 【請求項１１】 約１０〜１００μｍの厚みを有する、請求項６記載のろう
    付用ホイル。
  12. 【請求項１２】 ａが約１８〜約２２元素％である、請求項６記載のろう付
    用ホイル。
  13. 【請求項１３】 ｂが約１２〜約１７元素％である、請求項６記載のろう付
    用ホイル。
  14. 【請求項１４】 ｃが約３．０〜約３．５元素％である、請求項６記載のろ
    う付用ホイル。
  15. 【請求項１５】 ｄが約１．５〜約７元素％である、請求項６記載のろう付
    用ホイル。
  16. 【請求項１６】 ｅが約５〜約１０．５元素％である、請求項６記載のろう
    付用ホイル。
  17. 【請求項１７】 ｆが約６．５〜約８．０元素％である、請求項６記載のろ
    う付用ホイル。
  18. 【請求項１８】 ろう付された物品を製造する方法であって： （ａ）請求項１記載のろう付用材料を諸ベース金属部品の間に挿入して集成体
    を形成する工程；及び （ｂ）該集成体を、前記ろう付用材料の液相線温度よりも約２５〜５０℃上回
    る温度に加熱し、そして、接合を形成するのに十分な時間前記温度を保持する工
    程 を含んでなる方法。
  19. 【請求項１９】 ろう付された物品を製造する方法であって： （ａ）請求項１記載のろう付用材料を諸ベース金属部品の間に挿入して集成体
    を形成する工程； （ｂ）該集成体を、前記ろう付用充填剤金属の液相線温度よりも約２５〜５０
    ℃上回る温度に加熱し、そして、ろう付の間、構造体を形成するのに十分な時間
    前記温度を保持し、その後、約１０００℃まで冷却して、前記構造体のろう付後
    アニーリングに十分な時間前記温度を保持する工程；及び （ｃ）該集成体を冷却して、ろう付された構造体を提供する工程 を含んでなる方法。
  20. 【請求項２０】 ろう付された物品であって： （ａ）請求項１記載のろう付用材料を諸ベース金属部品の間に挿入して集成体
    を形成する工程； （ｂ）該集成体を、前記ろう付用材料の液相線温度よりも約２５〜５０℃上回
    る温度に加熱する工程；及び （ｃ）該集成体を冷却して、ろう付された構造体を提供する工程 を含んでなる方法により製造される物品。
  21. 【請求項２１】 ベース金属部品中にもろい金属間化合物ホウ化クロム相を
    実質的に含まないろう付を有するろう付された物品。
  22. 【請求項２２】 式： Ｃｒa Ｎｉb Ｗc Ｐｄd Ｓｉe Ｂf Ｃｏbal 〔式中、添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ及びｆは、元素％であって、ａは約１８〜約
    ２２、ｂは約１２〜約１７、ｃは約３．０〜約３．５、ｄは約１．５〜約７、ｅ
    は約５〜約１０．５、ｆは約６．５〜約８であり、そしてｂａｌは合計を１００
    ％にするための数値である。〕により定義される組成物及び存在し得る不純物を
    含んでなるろう付用材料。
  23. 【請求項２３】 粉体である、請求項２２記載のろう付用材料。
  24. 【請求項２４】 合金である、請求項２２記載のろう付用材料。
  25. 【請求項２５】 合金の少なくとも約５０％がガラス状である、請求項２３
    記載のろう付用材料。
  26. 【請求項２６】 合金の少なくとも約８０％がガラス状である、請求項２４
    記載のろう付用材料。
  27. 【請求項２７】 少なくとも約１０１０℃の固相線と少なくとも約１１３０
    ℃から約１１６０℃までの液相線を有する、請求項２２記載のろう付用材料。
  28. 【請求項２８】 材料がホイルである、請求項２２のろう付用材料。
  29. 【請求項２９】 請求項２４の合金から形成されるろう付用ホイル。
  30. 【請求項３０】 請求項２５の合金から形成されるろう付用ホイル。
  31. 【請求項３１】 請求項２６の合金から形成されるろう付用ホイル。
  32. 【請求項３２】 約１４〜１００μｍの厚みを有する、請求項２６記載のろ
    う付用ホイル。
  33. 【請求項３３】 ろう付された物品を製造する方法であって： （ａ）請求項２２記載のろう付用材料を諸ベース金属部品の間に挿入して集成
    体を形成する工程；及び （ｂ）該集成体を、前記ろう付用材料の液相線温度よりも約２５〜５０℃上回
    る温度に加熱し、そして、接合を形成するのに十分な時間前記温度を保持する工
    程 を含んでなる方法。
  34. 【請求項３４】 ろう付された物品を製造する方法であって： （ａ）請求項２２記載のろう付用材料を諸ベース金属部品の間に挿入して集成
    体を形成する工程； （ｂ）該集成体を、前記ろう付用充填剤金属の液相線温度よりも約２５〜５０
    ℃上回る温度に加熱し、そして、ろう付の間、構造体を形成するのに十分な時間
    前記温度を保持し、その後、約１０００℃まで冷却して、前記構造体のろう付後
    アニーリングのために十分な時間前記温度を保持する工程；及び （ｃ）該集成体を冷却して、ろう付された構造体を提供する工程 を含んでなる方法。
  35. 【請求項３５】 ろう付された物品であって： （ａ）請求項２２記載のろう付用材料を諸ベース金属部品の間に挿入して集成
    体を形成する工程； （ｂ）該集成体を、前記ろう付用材料の液相線温度よりも約２５〜５０℃上回
    る温度に加熱する工程；及び （ｃ）該集成体を冷却して、ろう付された構造体を提供する工程 を含んでなる方法により製造される物品。
  36. 【請求項３６】 約１１００℃〜約１１９０℃の融点を有する、請求項１記
    載のろう付用材料。
  37. 【請求項３７】 約１０８０℃〜約１１５０℃の融点を有する、請求項２２
    記載のろう付用材料。
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