JP2006224139A

JP2006224139A - 金属多孔体の利用方法

Info

Publication number: JP2006224139A
Application number: JP2005040825A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Ariga; 正有賀; Terukazu Kanda; 輝一神田
Original assignee: Kanto Yakin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Kanto Yakin Kogyo Co Ltd
Priority date: 2005-02-17
Filing date: 2005-02-17
Publication date: 2006-08-31
Also published as: US7635078B2; US20060180640A1

Abstract

【課題】被ろう付け品の接合すべき一定にできない又は適正にできない間隙をろう付けすることを、課題とする。
【解決手段】Ｎｉ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｇ或いはＷを含む金属或いは合金金属の多孔体の柔性を利用して、該間隙に多孔体を挿入し、且つ挿入される多孔体をしてろう材の担持と併せて接合部を強化せしめることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

金属或いは合金金属の柔性のある多孔体は、広く知られるところである。しかし、その利用方法は限られており、本発明のようにろう付けの分野での利用方法は、全く開発されていない。

金属或いは合金金属の多孔体の製法自体は、特公昭３８−１７５５４３号、特開平５−３３９６０５号、特開平６−１５８１１６号、特開２００３−３２３００６号及び特開２００３−３２３００７号の各公報等に記載されている。これら多孔体の多くは柔性を有するものである。ここに、柔性とは、綿のような繊維の集合体で、圧力を加えることによって厚さを自由に調整できることをいう。

ところが、これらの多孔体をろう付けの分野で利用することは、前述した如く知られていない。

特公昭３８−１７５５４３号特開平５−３３９６０５号特開平６−１５８１１６号特開２００３−３２３００６号特開２００３−３２３００７号

ろう付けの分野では、金属、合金、セラミック等の被ろう付け品の接合すべき間隙が一定にできない場合、即ち接合すべき間隙が大きい場合や異常な形状や複数又は多数の接合部を有する場合には、ジグの使用による固定を行っても、一定の接合間隙を保持することは困難であり、かかる場合には適正なろう付けを行うことができない。また、被ろう付け品の接合すべき間隙が、ろう付け時の適正な間隙であるBrazing Handbook(AWS)1991による約０〜０.０５ｍｍよりもかなり広く、例えば間隙が０.１ｍｍ以上もある場合には、適正なろう付けは不可能である。

つまり、ろう付けの基本は接合間隙に液体のろう材を充填し、溶融ろう材の凝固によって接合を行うために、接合間隙の適正は重要であり、上記のような接合間隙では広過ぎて、液体ろう材の担持と充填ができないからである。

本発明では、この種の金属或いは合金金属の多孔体が、その多くが柔性であることを利用して、一般のろう付けでは接合時に問題となった被ろう付け品の間隙を補正する（図１及び図２を参照）。あるいは、該多孔体がろうを担持するように共に埋める。換言すれば、該多孔体を被ろう付け品の接合体の間隙に挿入して、多孔体の上下にろう材を添付して加熱するのである。

ろう材は加熱により溶融し、多孔体の空隙に侵入して、多孔体とろう材は一体化し、同時に被ろう付け品の母材であるＦｅ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ等の金属及び合金又はセラミックスを接合する。この場合、予め多孔体自体にろう材を添加して使用してもよい。

即ち、本発明は、金属或いは合金金属の多孔体の柔軟性を利用し、被ろう付け品の接合すべき箇所でしかも接合間隙を一定に保つことができないか又は適正な間隙に設定できない接合間に、該多孔体を挿入することを特徴とする金属或いは合金金属多孔体の利用方法であり、挿入される上記多孔体はろう材を担持する。

また、上記多孔体としては、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ａｌ、ＡｇあるいはＷを含む金属或いは合金金属を使用することができる。

本発明は、上述した如くに間隙を補正する技術を提供するだけではない。例えば、ニッケルよりも低い融点のろう材、例えば銀ろう、ニッケルろう、アルミニウム、銅ろう等のろう材の場合に、この多孔体がニッケルを含んでいるとすれば、そのニッケルはろう付け後も接合部に残留し、接合部の強化や接合部に加わる各種の応力の緩和に有効に作用する。この場合、多孔体のニッケル繊維とろう材は、金属的な界面を持つことを特徴とする。

実施例１

ウレタンにニッケル粉末を浸透させ、１３００℃で焼結して、柔性を有する金属多孔体（ニッケルマット）１を得た。この多孔体１には予めろう材である銀ろう２（７００〜９５０℃）を浸透させて焼結してもよい。この多孔体の厚さは、１.５ｍｍであった。本実施例では、被ろう付け品３、即ち接合母材としては、ＳＵＳ３０４ステンレス鋼片を用いた。

図１のろう付け前の図（図１の（イ））にて示される通り、多孔体１を接合間隙に見合うように当初の厚さ１.５ｍｍから、適正な間隙よりも広い０.４ｍｍに加圧、圧縮成形した。このように多孔体１は、必要な厚さに容易に加工できることを特徴とする。

この厚さ０.４ｍｍの多孔体１を２枚の板状ステンレス鋼３間に設置し、該多孔体１の上下をろう材である銀ろう２で挟み、１０００℃で１０分間炉中加熱後、全体を切断し、ろう付け界面近傍を顕微鏡観察した。その結果、ろう材が０.４ｍｍの接合間隙全体に均一に充填され、帯状組織のＮｉがろう材中に良好に分散し、Ｎｉとろう材とが金属的に接合していることが確認された（図１の（ロ））。

一般のろう付けでは、０.４ｍｍの間隙をろう材で充填することは不可能である。前にも述べた如く、この種のろう材を使用した適正な接合間隙は、Brazing Handbook(AWS)1991にもよるごとく約０〜０.０５ｍｍである。
実施例２

図２に示されるように、平行する２本のチューブ状のステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）３，３を、上記の実施例１と同様の材料を用いてろう付けを行った（図２の（イ））。
その結果、２本のチューブ３，３は上記実施例１と同様にＮｉとろう材とが金属的に接合して強固なろう付けがなされた（図２の（ロ））。

なお、上記実施例では多孔体１をＮｉで作ったが、その他にＣｕ、Ｔｉ、Ａｌ、Ａｇ或いはＷを含む金属或いは合金金属になる多孔体へ本発明が及ぶことは勿論である。

また、上記実施例ではろう材２に銀ろうを用いたが、その他のろう材を使用することができることは勿論であり、例えば、Ｎｉろう（９５０〜１２５０℃）、アルミニウムろう（５８０〜６１０℃）、Ｓｎ-Ａｇろう（３００〜５００℃）、金ろう（１０００〜１３００℃）等を使用することができる。

多孔体をＮｉとしこれをろう材で担持し、被ろう付け品を板状としたときの、本発明の利用方法を示す説明図である。（実施例１）多孔体をＮｉとしこれをろう材で担持し、被ろう付け品をチューブ状としたときの、本発明の利用方法を示す説明図である。（実施例２）

符号の説明

１−金属多孔体
２−銀ろう等のろう材
３−被ろう付け品

Claims

金属或いは合金金属の多孔体の柔軟性を利用し、被ろう付け品の接合すべき箇所でしかも接合間隙を一定に保つことができないか又は適正な間隙に設定できない接合間に、該多孔体を挿入することを特徴とする金属或いは合金金属多孔体の利用方法。
挿入される該多孔体がろう材を担持する請求項１記載の金属多孔体の利用方法。
該多孔体がＮｉ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ａｌ、ＡｇあるいはＷを含む金属或いは合金金属よりなる請求項１又は２記載の金属多孔体の利用方法。