JP2008545064A - Metal body bonding method by sintering - Google Patents

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Abstract

金属製の中空の球体を有機物質の存在下、高真空にて、当該球体の炭素と金属との構成成分間の共晶混合物の融点と少なくとも同じ温度で加熱する。
【選択図】なし
A hollow metal sphere is heated in the presence of an organic substance in a high vacuum at a temperature at least as high as the melting point of the eutectic mixture between the carbon and metal components of the sphere.
[Selection figure] None

Description

本発明は、航空機の熱い部分に使用される金属体を、焼結によって互いに結合させる方法に関する。   The present invention relates to a method of bonding metal bodies used in hot parts of an aircraft together by sintering.

民間航空機からの音波の放出は、離陸時は155dBに到達することがあり、聴覚の痛覚閾値を越える値は130dBと推定される。したがって、このレベルの音波の放出を減少させることが望ましい。   The sound wave emission from a commercial aircraft may reach 155 dB at takeoff, and the value exceeding the auditory pain threshold is estimated to be 130 dB. It is therefore desirable to reduce the emission of this level of sound waves.

この課題を解決しようとするための一つの方法は、放出のポイントのうちの一つ、すなわちエンジンにおける騒音を吸収することにある。エンジンの「冷たい」部分においては、解決法は既に開発されているが、現時点では「熱い」部分は、音響上のあらゆる処理の対象とはなっていない。それゆえに、航空機のエンジンの熱い部分のために設計された吸音機能を有する材料を開発することが望ましい。これを行うために、エンジンの内部で生じる騒音をある程度は吸収する能力を有するノズルの開発が検討される。   One way to try to solve this problem is to absorb one of the points of emission, i.e. the noise in the engine. In the “cold” part of the engine, solutions have already been developed, but at the present time the “hot” part is not subject to any acoustical treatment. It is therefore desirable to develop a sound absorbing material designed for the hot parts of aircraft engines. To do this, the development of nozzles with the ability to absorb some noise generated inside the engine is considered.

さらに、大量の運動エネルギーを吸収する能力を有すると同時に重量が極めて小さいシステムを製造することは、人および資産の双方に明らかに有効である。   Furthermore, manufacturing a system that has the ability to absorb large amounts of kinetic energy and at the same time has a very low weight is clearly beneficial to both people and assets.

これらの様々な仕様を満足させることができる一つのシステムには、球体をベースとするセル状の材料を用いることが必要である。   One system that can satisfy these various specifications requires the use of a sphere-based cellular material.

しかしながら、現時点では、ニッケルベースの球体およびセラミックまたは有機性の球体だけが市販されている。焼結によってこれらの成分を会合させても、上記の目的を達成するための所望の組み合わせが可能にはならない。さらに、航空機のエンジンに要求される機械的強度、酸化に対する抵抗性および腐食性の環境のすべての点で温度能力が極めて限定される。   However, at present, only nickel-based spheres and ceramic or organic spheres are commercially available. The association of these components by sintering does not allow the desired combination to achieve the above objectives. Furthermore, the temperature capability is very limited in all respects of the mechanical strength, oxidation resistance and corrosive environment required for aircraft engines.

粉末金属は、焼結することによって合金の塊、特にニッケルをベースとする航空機の超合金を再生産することができる。焼結による再生産方法としては、多数の緻密化法、例えばダイナミック成形、静水圧プレス成形、圧縮などが挙げられ、これらの方法は高温、すなわち融点の三分の二程度で適用される。   Powder metal can be sintered to reproduce alloy lumps, especially nickel-based aircraft superalloys. Reproduction methods by sintering include a number of densification methods such as dynamic molding, isostatic pressing, compression, and the like. These methods are applied at high temperatures, that is, about two-thirds of the melting point.

対照的に、同一の温度で通常の焼結によって緻密化すること、すなわち地球の重力場以外の外的な圧力が無い場合は、他孔質の合金が生じる。   In contrast, in the case of densification by normal sintering at the same temperature, that is, when there is no external pressure other than the earth's gravitational field, other porous alloys are produced.

本発明は、これらの難点を解決することにある。   The present invention is to solve these difficulties.

これらの球体をベースとするセル状の金属材料を用いた際の難点を解決するために、次の利点を持つ新規材料を研究することに決めた。
−粉末金属由来でありニッケルをベースとする超合金から構築でき、かつ外的な圧力を用いることなく合金の緻密化が実施できること、
−モデリングから得られる仕様に予測される性能特性を有する可能性、
−仕様に最適な材料から作られる可能性、
−一回の操作で緻密な壁面を有する可能性、および
−多くの機能を持つ可能性。
In order to solve the difficulties of using these cellular materials based on spheres, we decided to study new materials with the following advantages.
-It can be constructed from a superalloy derived from powder metal and based on nickel, and the densification of the alloy can be carried out without using external pressure,
The possibility of having the expected performance characteristics in the specification derived from modeling,
-The possibility of being made from the best material for the specification,
-The possibility of having a dense wall in one operation-and the possibility of having many functions.

本発明は、バインダーとして初期作用する有機性物質が存在する真空下で、炭素と共晶反応可能であり、有機性物質と互いに初期結合させた金属体を真空下で焼結によって互いに結合させる方法に関し、前記金属体および前記有機性物質を前記有機性物質の分解により生じる炭素が前記金属体を還元するように10−3Paより良好である真空度にて、前記金属体の前記有機性物質の前記分解により生じる前記炭素と前記金属体の金属の構成成分との間の共晶混合物の温度と同じ温度または若干高い温度で、局所融解を得るために、加熱する。 The present invention relates to a method of bonding metal bodies that are eutectic-reactive with carbon under vacuum in the presence of an organic substance that initially acts as a binder and that are initially bonded to each other by sintering under vacuum. The organic material of the metal body and the organic material at a degree of vacuum that is better than 10 −3 Pa so that carbon produced by the decomposition of the organic material reduces the metal body To obtain local melting at a temperature equal to or slightly higher than the temperature of the eutectic mixture between the carbon resulting from the decomposition of the metal and the metal constituents of the metal body.

温度を共晶混合物の温度と同じ温度または若干高い温度に維持することで、液相を炭素と接する金属体の領域にのみ関与させ、固相に残る金属体で焼結中の金属体の強度を仮定することができる。   By maintaining the temperature at the same temperature as or slightly higher than that of the eutectic mixture, the liquid phase is involved only in the region of the metal body in contact with the carbon, and the strength of the metal body during sintering with the metal body remaining in the solid phase. Can be assumed.

この固相は特に超合金粉末からなる中空体の製造の際に保存しておく必要がある。実際、中空体の直径は通常、中空体の壁面の厚みの10〜100倍程度であり、壁面の厚みは通常、壁面を構成する粒子の平均粒子径の2〜100倍程度である。   This solid phase needs to be preserved particularly in the production of a hollow body made of superalloy powder. Actually, the diameter of the hollow body is usually about 10 to 100 times the thickness of the wall surface of the hollow body, and the thickness of the wall surface is usually about 2 to 100 times the average particle diameter of the particles constituting the wall surface.

本発明の任意の特徴において、付加的なものまたは代替的なもののいずれかが、下記のように与えられる。
−前記真空度は10−4Paよりも良い。
−機械的応力が無い状態で焼結を行う。
−前記金属体は粉末である。
−金属粉、有機バインダーを含み、必要に応じて溶媒の混合物を、前記真空度下にて前記温度で加熱する。
−開始時の核の形状と寸法とを実質的に有する多様な中空の金属体を得るために、それぞれが金属粉と有機性接着剤との混合物で覆われる、有機材料からなる多様な固体の核を当該真空度下で当該温度にて加熱し、焼結によってそれらの金属体を互いに結合させる。
−有機性接着剤を利用して互いに結合させた多様な中空の金属体を前記真空度下で前記温度にて加熱し、接着による結合が焼結による結合に置換される。
−焼結に続いて脱炭処理を行う。
−前記金属体が、ニッケルおよび/またはコバルト、またはこれらの金属の合金、特にニッケルベースおよび/またはコバルトベースの超合金から作られる。
In any feature of the invention, either additional or alternative will be given as follows.
-The degree of vacuum is better than 10-4 Pa.
-Sintering in the absence of mechanical stress.
The metal body is a powder.
-A metal powder and an organic binder are included, and if necessary, the solvent mixture is heated at the temperature under the vacuum.
-To obtain a variety of hollow metal bodies having substantially the shape and dimensions of the starting nucleus, a variety of solids made of organic materials, each covered with a mixture of metal powder and organic adhesive. The core is heated at the temperature under the vacuum and the metal bodies are bonded together by sintering.
-Various hollow metal bodies bonded to each other using an organic adhesive are heated at the temperature under the vacuum, and the bond due to bonding is replaced with the bond due to sintering.
-A decarburization process is performed following sintering.
The metal body is made of nickel and / or cobalt, or alloys of these metals, in particular nickel-based and / or cobalt-based superalloys.

本発明の一つの態様によれば、その中に金属粉が導入される金型またはプレフォームから最終目的物が得られ、金属粉は、かけら、ペーストまたは注入が容易なその他のあらゆる揺変性(チキソトロピックな)混合物を形成するように調製される。   According to one embodiment of the present invention, the final object is obtained from a mold or preform into which the metal powder is introduced, the metal powder being a piece, paste or any other thixotropic agent that is easy to inject ( It is prepared to form a thixotropic mixture.

本発明の他の態様によれば、ボールなどの体の表面上に金属粉を沈着させる。そのためには、殻として所望の合金の粉末を、球体の表面上に結合させる。   According to another aspect of the invention, metal powder is deposited on the surface of a body such as a ball. To do so, the desired alloy powder as a shell is bonded onto the surface of the sphere.

したがって、本発明は次の工程を含んでもよい。
−金型またはプレフォームに注入可能な揺変性混合物を得るための合金粉末/有機物前駆体混合物の製造、
−中空の球体を形成させるための塗布、および
−任意で、アルミニウムメッキによる材料の保護。
Therefore, the present invention may include the following steps.
-The production of an alloy powder / organic precursor mixture to obtain a thixotropic mixture that can be injected into a mold or preform;
Application to form hollow spheres, and optionally protection of the material by aluminum plating.

中空の球体を製造する場合、仏国特許第2585445A号の教示に頼ることなく、ルーズスタッキング技術を利用することが可能である。   When manufacturing hollow spheres, it is possible to use loose stacking technology without resorting to the teachings of French Patent No. 2585445A.

本発明は、次の所見に依存する。   The present invention relies on the following findings.

1.有機体、すなわち炭素の化学的性質に基づく分子からなるものを、高真空(P<10−3Pa)かつ高温(T>150℃)に付した場合、直接気化するすなわち昇華することによって、またはそれら自身が気体に変化してもよい一以上の単体に分解することのいずれかによって、固体(または液体)から気体に移行する。有機物質を適切に選択するために、このような高温での真空にさらされる材料の90%を超える量が気化することになる。しかしながら、特に分解が生じる場合、酸素との反応性が高いことから、有機物質の容器の表面上に、微量の元素状態の炭素が残っていてもよい。 1. When an organism, i.e. composed of molecules based on the chemical nature of carbon, is subjected to high vacuum (P <10 −3 Pa) and high temperature (T> 150 ° C.), it directly vaporizes or sublimates, or The transition from a solid (or liquid) to a gas, either by breaking into one or more units that may themselves turn into a gas. In order to properly select the organic material, more than 90% of the material exposed to such high temperature vacuum will be vaporized. However, particularly when decomposition occurs, since the reactivity with oxygen is high, a trace amount of elemental carbon may remain on the surface of the organic material container.

2.わずかに酸化された金属元素、すなわち酸素と水蒸気とに富む雰囲気に室温で接触し、かつ500℃を超える温度で10−4Paよりも良好な(10−4Pa未満の)真空度で元素炭素と接触することによって、この材料に由来する自然に生じた酸化物の層で覆われたものが、次の反応により自発的に還元する。なお、これは炭素の第一の作用である。 2. Oxidized metal element slightly, i.e. oxygen and in contact at room temperature to an atmosphere rich in water vapor, and better than 10 -4 Pa at a temperature exceeding 500 ° C. (under 10 -4 Pa) elemental carbon in vacuum In contact with the material, the naturally occurring oxide layer derived from this material is spontaneously reduced by the following reaction. This is the first action of carbon.

+yC→xM+yCO↑
+yCO→xM+yCO
3.金属元素がステップ2で還元すると、金属元素は炭素と直接接触する。この際、温度を上げるとともに炭素をフラックスとして用いることにより共晶融液を得ることが可能である。これは炭素の第二の作用である。次の形態は特に炭素との共晶反応物である。
M x O y + yC → xM + yCO ↑
M x O y + yCO → xM + yCO 2
3. When the metal element is reduced in step 2, the metal element is in direct contact with carbon. At this time, it is possible to obtain a eutectic melt by raising the temperature and using carbon as a flux. This is the second effect of carbon. The next form is in particular a eutectic reaction with carbon.

Co(T=1320℃)、Cr(T=1534℃)、Fe(T=1153℃)、Ni(T=1326℃)およびPd(T=1504℃)。 Co (T m = 1320 ° C.), Cr (T m = 1534 ° C.), Fe (T m = 1153 ° C.), Ni (T m = 1326 ° C.) and Pd (T m = 1504 ° C.).

したがって、どのような合金粉末、特にニッケルベースおよびコバルトベースのいずれかのものとの焼結、すなわちこの場合では局所融解は、対応する共晶混合物の温度より数度以上高い温度から十分可能である。このような温度であれば、金属元素が還元せずに共晶混合物の融解は起こらない。   Thus, sintering with any alloy powder, in particular either nickel-based or cobalt-based, ie in this case local melting, is possible sufficiently from a temperature several degrees higher than the temperature of the corresponding eutectic mixture . At such a temperature, the eutectic mixture does not melt because the metal element is not reduced.

これを行うために必要なすべてのことは、還元してtcの再現に所望の合金の粉末型(有利であるが必須ではなく、粒子径の中心は40μm)とすること、およびその粉末を用いてバインダーが添加されるかけらを作ることである。   All that is necessary to do this is to reduce to the desired alloy powder type (advantageous, but not essential, the center of the particle size is 40 μm) and to use t To make a piece to which a binder is added.

ここで当該バインダーは、可能であれば、例えばエチルアルコールで希釈したエポキシ系接着剤、アセトンで希釈したポリメチルメタクリラートまたは水で希釈したメチルセルロースである。   Here, the binder is, for example, an epoxy adhesive diluted with ethyl alcohol, polymethyl methacrylate diluted with acetone, or methyl cellulose diluted with water.

溶媒(エチルアルコール、アセトン、水、その他任意の極性溶媒)を除去するために、このように形成された混合物をオーブン(T>80℃)内で乾燥させる。次いで、10−3Paより良い真空度のチャンバー内に置き、金属/炭素の共晶混合物の融点を超える温度でアニールする。実験の最後に得られるものは、再生された開始時の合金であり、得られた成型されたインゴットについて実施された化学分析から、炭素の混入は許容限度内のままであることが示される。 In order to remove the solvent (ethyl alcohol, acetone, water, any other polar solvent), the mixture thus formed is dried in an oven (T> 80 ° C.). It is then placed in a chamber with a vacuum better than 10 −3 Pa and annealed at a temperature above the melting point of the metal / carbon eutectic mixture. What is obtained at the end of the experiment is a regenerated starting alloy, and the chemical analysis performed on the resulting molded ingot shows that carbon contamination remains within acceptable limits.

本発明を、非制限的な実施例によって下記に例示する。   The invention is illustrated below by non-limiting examples.

初期の超合金を再現するために、アストロロイ粉末を焼結した。ここでアストロロイとは、次の重量パーセント:Cr 15、Co 17、Mo 5.3、Al 4.0、Ti 3.5、C 0.06、B 0.03および残りがNiで100の組成を有するニッケルベースの超合金である。なお、アストロロイの炭素との共晶混合物の温度は1250℃である。   In order to reproduce the early superalloy, the astroloy powder was sintered. Here, astroloy means the following weight percentage: Cr 15, Co 17, Mo 5.3, Al 4.0, Ti 3.5, C 0.06, B 0.03, and the balance is Ni, with a composition of 100. A nickel-based superalloy having The temperature of the eutectic mixture of astroloy with carbon is 1250 ° C.

焼結を行うために、上記のアストトロイ粉末を溶媒としてのポリビニルアルコールおよび水と混合した。得られたかけらは60体積%の金属粉を含んでいた。水を除去するために、80℃で16時間、オーブンで加熱した後、10−3Paよりも良い(10−3Pa未満の)真空度のチャンバー内にアセンブリを設置した。有機バインダーの分解温度(約450℃)に達するまで、アセンブリを徐々に加熱(1分間あたり約1℃)した。 In order to perform the sintering, the above Astroy powder was mixed with polyvinyl alcohol as a solvent and water. The resulting pieces contained 60% by volume of metal powder. To remove water, for 16 hours at 80 ° C., after heating in an oven, it was placed the assembly to 10 -3 better than Pa (less than 10 -3 Pa) of vacuum in the chamber. The assembly was gradually heated (about 1 ° C. per minute) until the decomposition temperature of the organic binder (about 450 ° C.) was reached.

約二時間にわたって温度を保持した後、1分間あたり100℃の速度で1250℃までアセンブリを加熱した。十分間保持した後、アセンブリを室温にまで急冷した。   After holding the temperature for about two hours, the assembly was heated to 1250 ° C. at a rate of 100 ° C. per minute. After holding for a while, the assembly was quenched to room temperature.

オーブンから得られたものは固体の物質であり、孔は全く無かった。鋼質試験から、開始時の超合金の従来型の構造、すなわちその中ではNi(Al,Ti)γ’−沈殿物が分散しているγ−ニッケルマトリックスであることが明らかになった。化学組成は、初期の材料のものと一致した。 What was obtained from the oven was a solid material with no holes at all. Steel quality tests revealed a conventional structure of the starting superalloy, ie a γ-nickel matrix in which Ni 3 (Al, Ti) γ′-precipitates are dispersed. The chemical composition was consistent with that of the initial material.

過剰の炭素が検出された場合、この元素の含有量を脱炭処理、例えば当業者に周知の湿性水素内での加熱処理によって減少させることが可能であった。   If excess carbon was detected, the content of this element could be reduced by decarburization treatment, for example heat treatment in wet hydrogen well known to those skilled in the art.

接着によってボールの表面に直接結合している超合金粉末に存する技術を利用した。   The technology that exists in superalloy powders that are directly bonded to the surface of the ball by bonding was utilized.

複合電気メッキと比較して、接着による結合技術は、超合金の組成と極めて近い組成の球体を得ることを可能にする。実際に、用いる粉末の性質により、無数の化学組成が実現できる。   Compared to composite electroplating, bonding technology by adhesion makes it possible to obtain spheres with a composition very close to that of the superalloy. In fact, a myriad of chemical compositions can be realized depending on the nature of the powder used.

次の操作方法を利用して、球状のポリスチレン支持体の表面に粉末を直接結合させた。
−製造メーカーが推奨する最適な混合物を得るために、約90cmのアストロロイ粉末(D50が約10μm)を、ARALDITE 2011ブランドの10cmのエポキシ系接着剤と、時計皿上で、種々の量の接着剤と硬化剤の測定が可能なアプリケーターガンを用いて混合した。
−次いで第二段階において、百程度のポリスチレンのボールをそこに添加した。
−次いでこのボールを、第二の時計皿を用いて粉末/エポキシ系接着剤混合物内で回転させた。そして
−支持体の表面全体が覆われた直後に、このように覆われたボールを穴の開いたトレイ上に置き、60℃のオーブンで乾燥させた。
The powder was directly bonded to the surface of the spherical polystyrene support using the following procedure.
-In order to obtain the optimum mixture recommended by the manufacturer, about 90 cm 3 of astroloy powder (D 50 of about 10 μm) was mixed with ARALDITE 2011 brand 10 cm 3 of epoxy adhesive on a watch glass. The amount of adhesive and curing agent was mixed using an applicator gun capable of measuring.
-Then in the second stage, about a hundred polystyrene balls were added thereto.
-The ball was then spun in a powder / epoxy adhesive mixture using a second watch glass. And—just after the entire surface of the support was covered, the balls covered in this way were placed on a perforated tray and dried in an oven at 60 ° C.

得られた粉末/エポキシ系接着剤の厚さは約0.1mmであった。   The thickness of the obtained powder / epoxy adhesive was about 0.1 mm.

支持体を除去することによって中空になるであろう球体の機械的強度を十分な程度維持するために、新たなタイプの熱処理を開発した。これには、最終的に得られる構造に応じた適切な形状の支持体、例えば密集した(コンパクトな)スタックを得るためにはV型支持体上にボールを置き、次いで真空オーブンの、排気操作の間でもボールの位置を保持する目的の開口部のある蓋が設けられたアルミナ容器内に置くことが含まれる。10−3Paより良い(10−3Pa未満の)真空度が一旦得られれば、次の加熱処理を適用した。
−温度450℃まで一分間あたり0.5℃の加温、
−保温120分、
−温度1250℃まで一分間あたり100℃の加温、
−保温20分、
−急冷(約20分間かけて1250℃から600℃に低下)。
A new type of heat treatment has been developed to maintain a sufficient degree of mechanical strength of the spheres that will become hollow by removing the support. This involves placing the ball on a V-shaped support to obtain a suitably shaped support, eg a compact (compact) stack, depending on the final structure obtained, and then evacuating the vacuum oven. And placing it in an alumina container provided with a lid with an opening for the purpose of holding the position of the ball. Once a degree of vacuum better than 10 −3 Pa (less than 10 −3 Pa) was obtained, the following heat treatment was applied.
-Heating at 0.5 ° C per minute to a temperature of 450 ° C,
-Heat retention 120 minutes,
-Heating at 100 ° C per minute to a temperature of 1250 ° C,
-Keeping warm for 20 minutes,
-Rapid cooling (decreasing from 1250 ° C to 600 ° C over about 20 minutes).

規定された応用例をより容易に産業化する目的にとって、処理が容易で、工程数が最小化できるので、この手法を選択した。真空でのアニーリングの間、ポリスチレンとエポキシ系接着剤は、元素の炭素を少し含むそれぞれの粉末の表面を互いに充実させる。この炭素が一旦形成されると、それぞれの粉末は脱酸素反応をおこす。   This approach was chosen because it is easy to process and minimizes the number of steps for the purpose of more easily industrializing the specified application. During vacuum annealing, polystyrene and epoxy adhesives enrich each other's powder surface with a small amount of elemental carbon. Once this carbon is formed, each powder undergoes a deoxygenation reaction.

最終的に、炭素とNiおよびその他の超合金の構成成分とによって形成された共晶混合物の融点、すなわち1250℃となった時それぞれの粉末表面は、部分的に溶融する。さらに、液体の層が存在することが原因で、このボールが処理中に互いに結合する。   Finally, when the melting point of the eutectic mixture formed by carbon and Ni and other superalloy constituents, that is, 1250 ° C., each powder surface partially melts. In addition, due to the presence of a layer of liquid, the balls bond to each other during processing.

この技術によって、多様なニッケルベースの超合金のボールから形成される、十分に満足な構造を得ることが可能となる。   This technique makes it possible to obtain sufficiently satisfactory structures formed from various nickel-based superalloy balls.

この実施例の目的は、純粋なニッケルの目標に炭素を混入させることにより、単純な共晶混合物の蝋付けを実施することであった。より詳細には、この目的は、フランスの企業のAtecaが供給する純粋なニッケル製の中空の球体を、互いに付着させることであった。   The purpose of this example was to perform a simple eutectic mixture brazing by incorporating carbon into a pure nickel target. More specifically, the aim was to attach together the hollow spheres of pure nickel supplied by the French company Ateca.

このボールを、アルコールで希釈したエポキシ系接着剤ARALDITE 2011で結合させた。この希釈の目的は、硬化前のボールを扱う時間を増やすためである。80℃の温度で2時間、空気中でのオーブン処理の後、ボールのセットを10−3Paよりも真空度が良好なチャンバー内に置いた。 The balls were bonded with an epoxy-based adhesive ARALDITE 2011 diluted with alcohol. The purpose of this dilution is to increase the time to handle the balls before curing. After an oven treatment in air at a temperature of 80 ° C. for 2 hours, the set of balls was placed in a chamber with a better vacuum than 10 −3 Pa.

次いで、アセンブリ全体を次の加熱プログラムに付した。1350℃の温度、すなわちNi−C共晶混合物の温度より25℃高い温度まで一分間あたり100℃の温度上昇、10分間温度を保持、そして急冷(約25分間かけて1350℃から600℃に)。   The entire assembly was then subjected to the following heating program. A temperature of 1350 ° C., ie a temperature increase of 100 ° C. per minute to a temperature 25 ° C. higher than the temperature of the Ni—C eutectic mixture, a temperature maintained for 10 minutes, and a rapid cooling (from 1350 ° C. to 600 ° C. over about 25 minutes) .

冷却後、これらの接点に形成されるメニスカスで示されるように、ボールが互いに蝋付けされていることが分かった。このボールを分離することは不可能であった。   After cooling, it was found that the balls were brazed together as indicated by the meniscus formed at these contacts. It was impossible to separate the balls.

比較のために、同じバッチから選び取られた球体を注意深く脱脂し、同じ真空加熱処理に付した。その実験の最後では、接点にメニスカスは形成されなかった。同じ接点ではわずかに少量の相互拡散現象が観察されたが、ボールは容易に分離できた。   For comparison, spheres selected from the same batch were carefully defatted and subjected to the same vacuum heat treatment. At the end of the experiment, no meniscus was formed at the contacts. Although a small amount of interdiffusion was observed at the same contact, the balls were easily separated.

当然ながら、本発明を上記の実施例以外の金属材料に適用することが可能であり、特にニッケルベースおよびコバルトベースのすべての超合金に適用することが可能である。   Of course, the present invention can be applied to metal materials other than the above-described examples, and particularly applicable to all nickel-based and cobalt-based superalloys.

本発明は、超合金からなる中空の球体の製造に適用することができる。   The present invention can be applied to the production of a hollow sphere made of a superalloy.

Claims (8)

炭素と共晶反応可能であり、有機性物質と互いに初期結合させた金属体を真空下で焼結によって互いに結合させる方法であって、前記金属体および前記有機性物質を前記有機性物質の分解により生じる炭素が前記金属体を還元するように10−3Paより良好である真空度にて、前記金属体の前記有機性物質の前記分解により生じる前記炭素と前記金属体の金属の構成成分との間の共晶混合物の温度と同じ温度または若干高い温度で、局所融解を得るために、加熱することを特徴とする焼結による金属体結合方法。 A method in which a metal body capable of eutectic reaction with carbon and initially bonded to an organic substance is bonded to each other by sintering under vacuum, the metal body and the organic substance being decomposed into the organic substance. The carbon produced by the decomposition of the organic material of the metal body and the metal components of the metal body at a degree of vacuum that is better than 10 −3 Pa so that the carbon produced by the reduction of the metal body A method of bonding metal bodies by sintering, characterized by heating to obtain local melting at a temperature equal to or slightly higher than the temperature of the eutectic mixture. 請求項1に記載の焼結による金属体結合方法であって、前記真空度が10−4Paより良好であることを特徴とする焼結による金属体結合方法。 The metal body bonding method by sintering according to claim 1, wherein the degree of vacuum is better than 10 −4 Pa. 請求項1または2に記載の焼結による金属体結合方法であって、機械的応力が無い状態で焼結を行うことを特徴とする焼結による金属体結合方法。   3. The method for bonding metal bodies by sintering according to claim 1 or 2, wherein the sintering is performed in the absence of mechanical stress. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の焼結による金属体結合方法であって、前記金属体が粉末であることを特徴とする焼結による金属体結合方法。   The metal body bonding method by sintering according to any one of claims 1 to 3, wherein the metal body is a powder. 請求項4に記載の焼結による金属体結合方法であって、開始時の核の形状と寸法とを実質的に有する多様な中空の金属体を得るために、それぞれが金属粉と有機性接着剤との混合物で覆われる、有機材料からなる多様な固体の核を前記真空度にて前記温度で加熱し、焼結によってそれらの金属体を互いに結合させることを特徴とする焼結による金属体結合方法。   5. The method for bonding metal bodies by sintering according to claim 4, wherein each of the metal powders and the organic adhesive is bonded to obtain various hollow metal bodies having substantially the shape and dimensions of the starting nucleus. A sintered metal body characterized in that various solid nuclei made of an organic material covered with a mixture with an agent are heated at the above temperature at the above-mentioned vacuum degree, and these metal bodies are bonded together by sintering. Join method. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の焼結による金属体結合方法であって、有機性接着剤を利用して互いに結合させた多様な中空の金属体を前記真空度にて前記温度で加熱し、接着による結合が焼結による結合に置換されることを特徴とする焼結による金属体結合方法。   The metal body bonding method by sintering according to any one of claims 1 to 3, wherein various hollow metal bodies bonded to each other using an organic adhesive are heated at the temperature at the degree of vacuum. A method for bonding metal bodies by sintering, characterized in that the bonding by bonding is replaced by bonding by sintering. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の焼結による金属体結合方法であって、前記焼結に続いて脱炭処理を行うことを特徴とする焼結による金属体結合方法。   The metal body bonding method by sintering according to any one of claims 1 to 6, wherein a decarburization treatment is performed following the sintering. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の焼結による金属体結合方法であって、前記金属体が、ニッケルおよび/またはコバルトまたはこれらの金属の合金から作られ、前記合金はニッケルベースおよび/またはコバルトベースの超合金であることを特徴とする焼結による金属体結合方法。   8. A metal body bonding method by sintering according to any one of claims 1 to 7, wherein the metal body is made of nickel and / or cobalt or an alloy of these metals, the alloy being a nickel base and A method for bonding metal bodies by sintering, characterized in that the metal body is a cobalt-based superalloy.
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