JP2004082218A

JP2004082218A - ロウ材シート及びその製造方法

Info

Publication number: JP2004082218A
Application number: JP2003192901A
Authority: JP
Inventors: Tomotoshi Mochizuki; 望月　智俊; Takayuki Iwasaki; 岩▲崎▼　孝行; Koki Yoshizawa; 吉澤　廣喜
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2002-07-05
Filing date: 2003-07-07
Publication date: 2004-03-18

Abstract

【課題】取り扱い性の良いロウ材シートを提供する。
【解決手段】ロウ材組成粉末を粉末圧延してシート状に成形して成る。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロウ材がシート状に成形されたロウ材シート及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
現在実用化されているニッケルロウ材シートは、ニッケルロウ材組成の金属を溶解し急冷ロール法によりアモルファスシート状にしたものであり、アモルファスシートであるためバネのように弾力性があり所定の隙間になじませてセットすることが難しく、また極めて薄い箔状（数十ミクロン厚）であるために隙間が大きい場合には、所定の形状に裁断したものを何枚も重ねた状態で接合部に敷き詰める必要があるので作業性が悪い。さらに、シート幅が最大で２００ｍｍ程度であり、さらに広い幅に亘って接合しようとした場合には、複数枚を隣り合わせた状態に敷き詰める必要があり、この点においても作業性が悪い。
【０００３】
なお、シート状ではなく、粉末状のニッケルロウ材も実用化されているが、この粉末状のものは、バインダーを混ぜることによりペースト状にする必要があると共に、接合の前段階においてバインダーを揮発させる工程も必須なため、これも接合作業における作業性が悪い。
【０００４】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、取り扱い性の良いロウ材シート及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、ロウ材シートに係わる第１の手段として、ロウ材組成の粉末をシート状に成形して成るという構成を採用する。
【０００６】
ロウ材シートに係わる第２の手段として、上記第１の手段において、塑性加工法またはバインダー成形法によりロウ材組成の粉末をシート状に成形するという構成を採用する。
【０００７】
ロウ材シートに係わる第３の手段として、上記第２の手段において、塑性加工法は粉末圧延であるという構成を採用する。
【０００８】
ロウ材シートに係わる第４の手段として、上記第１〜第３いずれかの手段において、ロウ材組成の粉末はニッケルを主成分としたニッケルロウ材組成であるという構成を採用する。
【０００９】
ロウ材シートに係わる第５の手段として、上記第１〜第３いずれかの手段において、ロウ材組成の粉末は少なくとも２種類以上の粉末を所定の重量割合で混合することによりロウ材組成となる成分比に調合したものであるという構成を採用する。
【００１０】
また、本発明では、ロウ材シートの製造方法に係わる第１の手段として、ロウ材組成の粉末を圧延によってシート状に成形するという構成を採用する。
【００１１】
ロウ材シートの製造方法に係わる第２の手段として、上記第１の手段において、塑性加工法またはバインダー成形法によりロウ材組成の粉末をシート状に成形するという構成を採用する。
【００１２】
ロウ材シートの製造方法に係わる第３の手段として、上記第２の手段において、塑性加工法は粉末圧延であるという構成を採用する。
【００１３】
ロウ材シートの製造方法に係わる第４の手段として、上記第１〜第３いずれかの手段において、ロウ材組成の粉末はニッケルを主成分としたニッケルロウ材組成であるという構成を採用する。
【００１４】
ロウ材シートの製造方法に係わる第５の手段として、上記第１〜第３いずれかの手段において、ロウ材組成の粉末は少なくとも２種類以上の粉末を所定の重量割合で混合することによりロウ材組成となる成分比に調合したものであるという構成を採用する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係わるロウ材シート及びその製造方法の一実施形態について説明する。なお、本実施形態は、原料となるロウ材組成の粉末としてニッケルを主成分とするニッケルロウ材組成の粉末（ニッケルロウ材組成粉末）を用いたニッケルロウ材シートに関するものである。
【００１６】
図１は、本実施形態におけるニッケルロウ材シートの斜視図である。また、図２は、本ニッケルロウ材シートの製造装置（ロウ材シート製造装置）の模式図である。これらの図において、符号Ａはニッケルロウ材シート、１はニッケルロウ材組成粉末、２Ａ，２Ｂは圧延ローラ、３は加熱炉である。
【００１７】
本ニッケルロウ材シートＡは、ニッケルロウ材組成粉末１を塑性加工法またはバインダー成形法によりシート状に成形し、さらに焼結させてたものである。塑性加工法は、ニッケルロウ材組成粉末１をプレス法によりシート化するものであり、一例として本実施形態で用いている粉末圧延がある。また、バインダー成形法は、ニッケルロウ材組成粉末１と樹脂とが混練したものを、例えばドクターブレード法を用いてシート化するものである。一般的な塑性加工法では、連続した帯状のシート材を成形することは困難であるが、粉末圧延によればこのような問題点を解決することができる。また、粉末圧延は、バインダー成形法のようにニッケルロウ材組成粉末１と樹脂とを混練させる工程が不要な分、製造工程を単純化できるというメリットがある。
【００１８】
本ニッケルロウ材シートＡの板厚は、粉末圧延時の押圧力の調節により、約２０μｍ（マイクロメートル）〜５００μｍ（マイクロメートル）の範囲内の値に設定される。また、ニッケルロウ材組成粉末は、ニッケルを主成分とするニッケル基合金の粉末であり、１０マイクロメートル〜１００マイクロメートルの粒径を有する。なお、このニッケルロウ材組成粉末１の粒径は、成形しようとする板厚に応じて適宜最適なもの、つまり粉末圧延においてシート状に成形し易いものが適宜選択される。
【００１９】
このようなニッケルロウ材シートＡを製造するためのロウ材シート製造装置は、図２に示すように、１対の圧延ローラ２Ａ，２Ｂと加熱炉３とから構成されている。１対の圧延ローラ２Ａ，２Ｂは、互いの周面が所定間隔を隔てて平行対峙するように配置されている。加熱炉３は、このような圧延ローラ２Ａ，２Ｂの下方に設けられている。
【００２０】
ニッケルロウ材組成粉末１は、上記１対の圧延ローラ２Ａ，２Ｂ上に上方から供給される。このニッケルロウ材組成粉末１は、ニッケル（Ｎｉ）を主成分としたものであり、例えばクロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、珪素（Ｓｉ）、ホウ素（Ｂ）等を所定の重量パーセント含むもので、例えばＪＩＳ規格のＢＮｉ−２，ＢＮｉ−３，ＢＮｉ−５，ＢＮｉ−６のようなニッケルロウ材組成を有するものである。
【００２１】
このようなニッケルロウ材組成粉末１は、各圧延ローラ２Ａ，２Ｂが矢印で示すように回転駆動されることにより、各圧延ローラ２Ａ，２Ｂとの間に形成された空隙に順次送り込まれる。そして、ニッケルロウ材組成粉末１は、粉末圧延処理、すなわち各圧延ローラ２Ａ，２Ｂによって押圧されつつ下方に順次送り出されてシート状に成形される。
【００２２】
このシート状のニッケルロウ材組成粉末１は、圧延ローラ２Ａ，２Ｂの下方に位置する加熱炉３によって所定温度まで加熱されることにより焼結処理される。この加熱炉３における焼結温度は、ニッケルロウ材組成粉末１の融点の７５％程度に相当する温度である。このようにして加熱炉３から送り出されたものが上記ニッケルロウ材シートＡである。
【００２３】
本実施形態によれば、ニッケルロウ材組成粉末１を粉末圧延によってシート状に形成する。すなわち、このようにして製造されたニッケルロウ材シートＡは、粉末圧延時の押圧力の調節により、上述したように厚さを広い範囲に亘って設定することができるので、従来の箔状アモルファスシートに比べて極めて使い勝手が良く、接合における作業性を大幅に向上させることができる。
【００２４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく次のような変形例が考えられる。例えば、上記実施形態では各圧延ローラ２Ａ，２Ｂによる粉末圧延処理の後に加熱炉３による焼結処理を行うが、この焼結処理は、必ずしも必須の処理ではなく、各圧延ローラ２Ａ，２Ｂによる粉末圧延処理のみによってもロウ材組成粉末１をシート状に成形することができる。
【００２５】
また、このニッケルロウ材組成粉末１としては、１種類の母材からなる粉末に限定されるものではなく、複数種類の粉末を混合したものであっても良い。このような場合、ニッケルロウ材組成粉末１は、加熱炉３による焼結時には局所的にロウ材組成にならないことがあり得るが、ニッケルロウ材シートＡとしての実使用時には溶解してロウ材としての機能を呈する。
【００２６】
例えば、ＪＩＳ規格のＢＮｉ−２であれば、ニッケル（Ｎｉ）粉末とニッケル−クロム（Ｎｉ−Ｃｒ）合金粉末とニッケル−ボロン（Ｎｉ−Ｂ）合金粉末と鉄−クロム（Ｆｅ−Ｃｒ）合金粉末と鉄−ニッケル（Ｆｅ−Ｎｉ）合金粉末と鉄−シリコン（Ｆｅ−Ｓｉ）合金粉末とを混合し、全体の総和の成分比がニッケル（Ｎｉ）を母材成分とし、クロム（Ｃｒ）が６ｗｔ％以上かつ８ｗｔ％以下、ボロン（Ｂ）が２．７５ｗｔ％以上かつ３．５ｗｔ％以下、鉄（Ｆｅ）が２．５ｗｔ％以上かつ３．５ｗｔ％以下、シリコン（Ｓｉ）が４ｗｔ％以上かつ５ｗｔ％以下となるように調合したものを粉末圧延法でグリーンシートに形成して、加熱炉で焼結する。このような混合粉の焼結後のシートは、局所的にはニッケルロウ材組成ではないが、溶解することによりロウ材となってロウ付を行うことができる。なお、これらの各粉末の粒径は、１００μｍ以下であることが好ましい。
【００２７】
〔追加事項〕
また、ニッケル（Ｎｉ）粉末、クロム（Ｃｒ）粉末、ボロン（Ｂ）粉末、鉄（Ｆｅ）粉末及びシリコン（Ｓｉ）粉末を所定の重量割合で混合しＢＮｉ−２の成分比に調合した混合粉末でも良い。
このような混合粉末で形成したシートの場合、延性のあるニッケル（Ｎｉ）粉末が８０ｗｔ％以上を占める混合材料シートとなる。よってＢＮｉ−２組成の合金化が起こっていないシートを得ることができ、ＢＮｉ−２合金シートよりも脆くなく、延性、ハンドリング性に優れたシートを得ることができる。
【００２８】
また、例えばＪＩＳ規格のＢＣｕｐ−４リン銅ロウ材であれば、銅（Ｃｕ）粉末とリン（Ｐ）粉末と銀（Ａｇ）粉末とを所定の重量割合で混合した混合粉末を用いて、粉末圧延によりシート状に形成することができ、シートは合金化していない粉末組成の混合材のシートであるが、溶融させることによりＪＩＳ規格のＢＣｕｐ−４リン銅ロウ材となる。
【００２９】
さらに、原料となるロウ材組成の粉末としては、上述したニッケルを主成分とするニッケルロウ材組成の粉末に限定されるものではない。例えばアルミロウ材や銀ロウ材、またその他のロウ材について、少なくとも２種類以上の異種粉末を所定の重量割合で混合した粉末を粉末圧延によりシート状に形成することで、ロウ材シートを得ることができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ロウ材組成の粉末をシート状に成形し焼結して成るので、成形時の押圧力の調節により厚さを広い範囲に亘って設定することが可能であり、よって従来の箔状アモルファスシートに比べて極めて使い勝手が良く、接合における作業性を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係わるニッケルロウ材シートＡの構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係わるロウ材シート製造装置の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
Ａ……ニッケルロウ材シート
１……ニッケルロウ材組成粉末
２Ａ，２Ｂ……圧延ローラ
３……加熱炉

Claims

ロウ材組成の粉末をシート状に成形して成ることを特徴とするロウ材シート。
塑性加工法またはバインダー成形法によりロウ材組成の粉末をシート状に成形することを特徴とする請求項１記載のロウ材シート。
塑性加工法は粉末圧延であることを特徴とする請求項２記載のロウ材シート。
ロウ材組成の粉末はニッケルを主成分としたニッケルロウ材組成であることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載のロウ材シート。
ロウ材組成の粉末は少なくとも２種類以上の粉末を所定の重量割合で混合することによりロウ材組成となる成分比に調合したものであることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載のロウ材シート。
ロウ材組成の粉末を圧延によってシート状に成形することを特徴とするロウ材シートの製造方法。
塑性加工法またはバインダー成形法によりロウ材組成の粉末をシート状に成形することを特徴とする請求項６記載のロウ材シートの製造方法。
塑性加工法は粉末圧延であることを特徴とする請求項７記載のロウ材シートの製造方法。
ロウ材組成の粉末はニッケルを主成分としたニッケルロウ材組成であることを特徴とする請求項６〜８いずれかに記載のロウ材シートの製造方法。
ロウ材組成の粉末は少なくとも２種類以上の粉末を所定の重量割合で混合することによりロウ材組成となる成分比に調合したものであることを特徴とする請求項６〜８いずれかに記載のロウ材シートの製造方法。