JP2003112288A - 銀鑞材料 - Google Patents

銀鑞材料

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JP2003112288A
JP2003112288A JP2001307648A JP2001307648A JP2003112288A JP 2003112288 A JP2003112288 A JP 2003112288A JP 2001307648 A JP2001307648 A JP 2001307648A JP 2001307648 A JP2001307648 A JP 2001307648A JP 2003112288 A JP2003112288 A JP 2003112288A
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brazing
brazing material
silver
indium
turbine blade
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Yoshimi Kamito
好美 上戸
Atsutaka Yamaguchi
温孝 山口
Ryoichi Sonoda
良一 薗田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 鑞付作業を低い鑞付温度で行うことができ、
湯流れを起こしにくい鑞材料を提供する。 【解決手段】 本発明の銀鑞材料は、インジウム(I
n)を含有し、700゜C以下の温度で鑞付可能である
ことを特徴としている。好ましくは、インジウム(I
n)を1乃至5重量パーセント含有するのが良い。さら
に好ましくは、銀(Ag)を40乃至50重量パーセン
ト、銅(Cu)を10乃至20重量パーセント、亜鉛
(Zn)を10乃至20重量パーセント、カドミウム
(Cd)を20乃至25重量パーセント、インジウム
(In)を1乃至5重量パーセント含有するのが良い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鑞付に使用する銀
鑞材料に関し、特に、タービン翼のステライトをタービ
ン翼本体に鑞付するための銀鑞材料に関する。
【0002】
【従来の技術】水滴を含む湿り蒸気中で作動するタービ
ン翼は、一般に、キャビテーションエロージョンを受け
る。このキャビテーションエロージョンによってタービ
ン翼本体が摩耗するのを防止するために、タービン翼の
長手方向に沿ってステライトが鑞付されている。一般
に、ステライトの鑞付には、銀、銅、亜鉛、カドミウム
等を含むBAg−1、BAg−3(JIS Z 326
1)等の銀鑞が使用され、ガス、又は高周波加熱等によ
って鑞付が行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、BAg
−1、BAg−3等の銀鑞材料は、融点が高いため、6
50゜C乃至700゜C以上の温度で鑞付作業を行う必
要がある。このような高温で鑞付を行うと、タービン翼
本体又はステライトが、それらの焼戻し温度以上の温度
に加熱される場合がある。タービン翼本体やステライト
が、焼戻し温度以上に加熱されると、タービン翼の疲労
強度の低下や、SCC(応力腐食割れ)を引起こす場合
があるという問題がある。また、従来の銀鑞材料は、溶
融した鑞材料の粘性が低いため、湯流れを起こし、鑞付
け部分から鑞材料が流れ落ちやすいという問題がある。
また、逆に、溶融した鑞材料の粘性が高すぎると、鑞材
料の拡がり率が低くなり、鑞付け対象物間の隙間に鑞材
料が十分に充填されないという問題がある。
【0004】従って、本発明は、鑞付作業を低い鑞付温
度で行うことができ、湯流れを起こしにくい鑞材料を提
供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明の銀鑞材料は、インジウム(In)を含
有し、700゜C以下の温度で鑞付可能であることを特
徴としている。このように構成された本発明において
は、銀鑞材料が、低い融点で溶融するので、鑞付対象物
を700゜C以上に加熱することなく鑞付作業を行うこ
とができる。これにより、鑞付対象物に、鑞付のための
加熱による熱的な悪影響を与えることなく鑞付作業を行
うことができる。
【0006】また、好ましくは、本発明の銀鑞材料は、
インジウム(In)を1乃至5重量パーセント含有する
のが良い。このように構成された本発明においては、溶
融した銀鑞材料が適度な粘性を有するので湯流れを起こ
しにくく、また、鑞材料の拡がり率が大きくなるので、
良好な鑞付を行うことができる。
【0007】また、本発明の銀鑞材料は、銀(Ag)を
40乃至50重量パーセント、銅(Cu)を10乃至2
0重量パーセント、亜鉛(Zn)を10乃至20重量パ
ーセント、カドミウム(Cd)を20乃至25重量パー
セント、インジウム(In)を1乃至5重量パーセント
含有することを特徴としている。
【0008】さらに、本発明は、上記何れかの銀鑞材料
によってタービン翼本体にステライトを鑞付したことを
特徴とするタービン翼である。このように構成された本
発明においては、タービン翼本体及びステライトに熱的
な悪影響を与えることなくステライトを鑞付けすること
ができるので、タービン翼の疲労強度の低下及び応力腐
食割れを防止することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】次に、図面を参照して、本発明の
実施形態を説明する。本発明の実施形態による銀鑞材料
は、銀(Ag)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、カドミウ
ム(Cd)を含有する一般的な銀鑞に、インジウム(I
n)を添加したものである。好ましくは、本実施形態に
よる銀鑞材料は、銀を40乃至50重量パーセント、銅
を10乃至20重量パーセント、亜鉛を10乃至20重
量パーセント、カドミウムを20乃至25重量パーセン
ト、インジウムを1乃至5重量パーセント含有し、特に
好ましくは、銀を約45重量パーセント、銅を約15重
量パーセント、亜鉛を約15重量パーセント、カドミウ
ムを約22重量パーセント、インジウムを約3重量パー
セント含有する。
【0010】図1は、銀鑞BAg−1にインジウムを添
加した場合の、インジウムの添加量と銀鑞の融点との関
係を示すグラフである。図1に示すように、インジウム
の添加量が0%、即ち、従来の銀鑞材料BAg−1で
は、その融点が650゜Cである。このBAg−1にイ
ンジウムを添加すると、添加量が増加するに従って銀鑞
材料の融点はほぼ直線的に低下し、インジウムを約6重
量%添加すると、融点は約620゜Cまで低下する。一
般に、鑞付作業は、鑞材料の融点に対して±10゜C程
度の温度範囲で行われるため、インジウムを添加するこ
とによって、鑞付温度をタービン翼本体及びステライト
の焼戻し温度以下に低下させることが可能になる。
【0011】また、鑞材料は、融点が低いだけではな
く、拡がり率、粘性等、鑞付性に影響を与える特性が適
正な値の範囲内にあることも必要である。図2は、銀鑞
BAg−1にインジウムを添加した場合の、インジウム
の添加量と鑞材料の拡がり率との関係、及び、インジウ
ムの添加量と溶融した鑞材料の粘性との関係を示すグラ
フである。
【0012】ここで、図3(a)乃至(c)を参照し
て、鑞材料の拡がり率を説明する。拡がり率とは、溶融
した鑞材料が、鑞付対象物T間の隙間d、即ち、開先隙
間dを充填する度合いを表す量である。まず、所定の幅
Wの鑞付対象物Tの上に、鑞付対象物Tと同一幅Wの箔
状の鑞材料Fを配置し、更にその上にもう一方の鑞付対
象物Tを配置する。この状態で鑞付対象物Tを加熱して
鑞付を行う。鑞付の仕上がりにおいて、図3(a)のよ
うに、鑞材料Fが鑞付対象物の幅W全体に充填されてい
る状態が拡がり率100%であり、図3(b)のよう
に、鑞付対象物T間が鑞付対象物Tの半分の幅(W/
2)で接合されている状態が拡がり率50%、図3
(c)のように、鑞付対象物T間で鑞切れが起り、鑞付
対象物Tが接合されていない状態が拡がり率0%であ
る。従って、拡がり率が高いほど良好な鑞付であると言
える。
【0013】再び図2を参照すると、鑞材料の拡がり率
を表す曲線は、インジウムの添加量約3%で極大値10
0%を示している。また、鑞材料の粘性を示す曲線は、
インジウムの添加量0%において約250[P](ポア
ズ)であり、インジウムの添加量の増大と共に指数関数
的に増大し、添加量8%において約1500[P]に達
している。溶融した鑞材料の粘性が低すぎる場合には、
湯流れを生じる原因となり、逆に、粘性が高すぎる場合
には、鑞材料が十分に広がらず、鑞材料の濡れ性が低下
すると共に拡がり率が低下する原因となる。
【0014】図1及び図2のグラフから、湯流れを生じ
にくく、なおかつ高い拡がり率を有するインジウムの添
加量は約1乃至5%程度であることがわかる。即ち、イ
ンジウムの添加量1%における鑞材料の融点は約645
゜C、拡がり率は約60%、粘性は約400[P]であ
り、インジウムの添加量5%における鑞材料の融点は約
620゜C、拡がり率は約75%、粘性は約900
[P]である。
【0015】一方、鑞材料の拡がり率は、鑞付対象物間
の隙間d、即ち、開先隙間dの大きさにも依存する。図
4は、開先隙間dと鑞材料の拡がり率との関係を示すグ
ラフであり、従来の鑞材料BAg−1の拡がり率を実線
で、本実施形態による銀鑞材料の拡がり率を破線で示
す。なお、図4に示すグラフは、鑞付対象物間に種々の
開先隙間dを設け、その開先隙間に厚さ0.2[mm]
の箔状の鑞材料を配置し、加熱することによって得られ
た鑞付部分の拡がり率を示すデータである。
【0016】図4によれば、従来の銀鑞材料であるBA
g−1では、開先隙間dが0.2[mm]を越えると拡
がり率が低下し始めるのに対し、本実施形態による銀鑞
材料では、開先隙間dが0.5[mm]を越えるまで拡
がり率100%が維持されていることがわかる。従っ
て、本実施形態による銀鑞材料によれば、開先隙間が広
い場合にも良好な鑞付を行うことができる。
【0017】次に、図5を参照して、本発明の実施形態
による銀鑞材料の使用を、鑞付け対象物であるタービン
翼本体とステライトとを鑞付する場合を例に説明する。
まず、タービン翼本体Bの鑞付部分である開先を、開先
仕上げする。次に、開先仕上げを行ったタービン翼本体
Bの鑞付部分に、本発明の実施形態による箔状の銀鑞F
を配置する。配置された箔状の銀鑞Fの上に、開先仕上
げを行ったステライトSを配置する。この状態で、ター
ビン翼本体B及びステライトSの鑞付部分を、ガスバー
ナ、高周波加熱器等で鑞付温度まで加熱し、ステライト
Sをタービン翼本体Bに鑞付する。
【0018】本発明の実施形態による銀鑞材料を使用す
ると、タービン翼本体B及びステライトSの焼戻し温度
よりも十分に低い温度で鑞付作業を行うことができる。
これにより、ステライトを鑞付けしたタービン翼に、疲
労強度の低下やSCCが発生するのを防止することがで
きる。特に、鑞付における加熱の温度ムラによってター
ビン翼の温度が局部的に上昇した場合においても、なお
その部分の温度が焼戻し温度以下に保たれるので、鑞付
加熱の温度管理が容易になる。このことは、ステライト
Sの鑞付けを自動化する場合に特に有利である。また、
本実施形態による銀鑞材料は、高い拡がり率及び適正な
粘性を有しているので、鑞切れや湯流れを起こしにく
い。更に、本実施形態による銀鑞材料では、開先隙間が
広い場合にも高い拡がり率が維持されるため、開先部分
の仕上げ精度が低く、開先隙間が広い場合にも良好な鑞
付をすることが可能になる。
【0019】以上、本発明の好ましい実施形態を説明し
たが、上述した実施形態に種々の変更を加えることがで
きる。特に、本発明の銀鑞材料を、タービン翼本体への
ステライトの鑞付以外の用途に使用することもできる。
また、本発明の銀鑞材料には、上記実施形態において列
挙した以外の微量の元素が含まれていても良い。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、鑞付作業を低い鑞付温
度で行うことができ、湯流れを起こしにくい鑞材料を提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】銀鑞材料に添加されるインジウムの量と、銀鑞
材料の融点との関係を示すグラフである。
【図2】銀鑞材料に添加されるインジウムの量と、銀鑞
材料の拡がり率との関係、及び、インジウムの添加量
と、銀鑞材料の粘性との関係を示すグラフである。
【図3】鑞付部分の状態と、拡がり率の値との関係を示
す図である。
【図4】開先隙間と拡がり率との関係を示すグラフであ
る。
【図5】タービン翼本体にステライトを鑞付する様子を
示す斜視図である。
【符号の説明】
B タービン翼本体 d 開先隙間 F 箔状の銀鑞材料 S ステライト T 鑞付対象物 W 鑞付部分の幅
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 薗田 良一 長崎県長崎市飽の浦町1番1号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内 Fターム(参考) 3G002 EA02 EA06

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インジウム(In)を含有し、700゜
    C以下の温度で鑞付可能であることを特徴とする銀鑞材
    料。
  2. 【請求項2】 インジウム(In)を1乃至5重量パー
    セント含有することを特徴とする請求項1記載の銀鑞材
    料。
  3. 【請求項3】 銀(Ag)を40乃至50重量パーセン
    ト、銅(Cu)を10乃至20重量パーセント、亜鉛
    (Zn)を10乃至20重量パーセント、カドミウム
    (Cd)を20乃至25重量パーセント、インジウム
    (In)を1乃至5重量パーセント含有することを特徴
    とする銀鑞材料。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至請求項3の何れか1項に記
    載の銀鑞材料によってタービン翼本体にステライトが鑞
    付されていることを特徴とするタービン翼。
JP2001307648A 2001-10-03 2001-10-03 銀鑞材料 Withdrawn JP2003112288A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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