JP2548130B2 - 焼結合金部材の接合方法 - Google Patents
焼結合金部材の接合方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、焼結合金部材を金属部材や他の焼結合金
部材に接合一体化させる際に用いられる焼結合金部材の
接合方法に関するものである。
部材に接合一体化させる際に用いられる焼結合金部材の
接合方法に関するものである。
［従来の技術］ 近年、例えばエンジンのタペット等の各種の機器部品
には、それぞれの使用用途に応じた耐摩耗性や機械的強
度等の特性を有する。鉄系やNi系あるいはCo系等の各種
の焼結合金部材が局部的に接合固定されている。
には、それぞれの使用用途に応じた耐摩耗性や機械的強
度等の特性を有する。鉄系やNi系あるいはCo系等の各種
の焼結合金部材が局部的に接合固定されている。
ところで、第４図に示すように、従来このような焼結
合金部材のうち、特に成分としてＰ、ＢあるいはSi等の
低融点共晶を生成する元素を含有する、鋼やNi合金、Co
合金等の焼結合金部材１を、鋼等の金属部材２の先端部
に接合固定する場合には、以下のような接合方法が採ら
れていた。
合金部材のうち、特に成分としてＰ、ＢあるいはSi等の
低融点共晶を生成する元素を含有する、鋼やNi合金、Co
合金等の焼結合金部材１を、鋼等の金属部材２の先端部
に接合固定する場合には、以下のような接合方法が採ら
れていた。
すなわち、先ずこれら焼結合金部材１と金属部材２の
互いの接合面1a,2aを平坦な面に仕上げる。そして次
に、温度が1150℃〜1200℃程度の雰囲気下において、上
記焼結合金部材１の接合面1aを金属部材２の接合面2aに
当接させる。すると、上記焼結合金部材１の接合面1aか
ら液相が生成し、この液相を介した拡散接合によって上
記焼結合金部材１が金属部材２に接合されて一体化す
る。
互いの接合面1a,2aを平坦な面に仕上げる。そして次
に、温度が1150℃〜1200℃程度の雰囲気下において、上
記焼結合金部材１の接合面1aを金属部材２の接合面2aに
当接させる。すると、上記焼結合金部材１の接合面1aか
ら液相が生成し、この液相を介した拡散接合によって上
記焼結合金部材１が金属部材２に接合されて一体化す
る。
［発明が解決しようとする問題点］ したがって、上記従来の焼結合金部材の接合方法にあ
っては、焼結合金部材１の接合面1aと金属部材２の接合
面2aとをそれぞれ平坦な面に形成しているので、熱源の
方向や接合面1a、2aの平面度の加工誤差等により、接合
が互いの周縁部から開始した場合には、上記接合面1a、
2a間の内部に封じ込まれたガス（雰囲気中に存在してい
たガスや部材から発生したガス）がこれら接合面1a、2a
どうしの接合を阻害してしまうという問題があった。加
えて、互いの周縁部から接合が開始された場合には、接
合後の熱収縮により互いの中心位置に相対的にズレを生
じてしまうという問題もあった。
っては、焼結合金部材１の接合面1aと金属部材２の接合
面2aとをそれぞれ平坦な面に形成しているので、熱源の
方向や接合面1a、2aの平面度の加工誤差等により、接合
が互いの周縁部から開始した場合には、上記接合面1a、
2a間の内部に封じ込まれたガス（雰囲気中に存在してい
たガスや部材から発生したガス）がこれら接合面1a、2a
どうしの接合を阻害してしまうという問題があった。加
えて、互いの周縁部から接合が開始された場合には、接
合後の熱収縮により互いの中心位置に相対的にズレを生
じてしまうという問題もあった。
なお、特開昭58−23585号公報には、複数本の異種金
属素条を突き合わせて、熱間圧着又はろう付けにより接
合する方法において、素条の突き合わせる側面の少なく
とも一方の断面形状半径が素条の厚さの１〜10（好まし
くは２〜５）倍である略半円状の凸部とする技術が開示
されている。
属素条を突き合わせて、熱間圧着又はろう付けにより接
合する方法において、素条の突き合わせる側面の少なく
とも一方の断面形状半径が素条の厚さの１〜10（好まし
くは２〜５）倍である略半円状の凸部とする技術が開示
されている。
しかし、この方法は、加圧して素条同士を圧接するも
のなので、上記焼結合金部材の接合方法とは異質なもの
であり、突き合わせ面（接合面）を球面に加工しなけれ
ばならない上、この球面の半径を素条の厚さに対応して
変更しなければならない。このため、突き合わせ面（接
合面）を加工するのに時間がかかる上に、その加工球面
の半径設定にも手間がかかり、結果的に、生産性が低く
なる。
のなので、上記焼結合金部材の接合方法とは異質なもの
であり、突き合わせ面（接合面）を球面に加工しなけれ
ばならない上、この球面の半径を素条の厚さに対応して
変更しなければならない。このため、突き合わせ面（接
合面）を加工するのに時間がかかる上に、その加工球面
の半径設定にも手間がかかり、結果的に、生産性が低く
なる。
［発明の目的］ この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、
接合面の加工を容易に行えて、生産性が高い上に、少な
くとも一方の部材が焼結合金からなる２つの部材の接合
面どうしを、全面に亙って確実に接合することができ
て、歩留まりの向上する、焼結合金部材の接合方法を提
供することを目的とする。
接合面の加工を容易に行えて、生産性が高い上に、少な
くとも一方の部材が焼結合金からなる２つの部材の接合
面どうしを、全面に亙って確実に接合することができ
て、歩留まりの向上する、焼結合金部材の接合方法を提
供することを目的とする。
［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するための本発明は、少なくとも一方
の部材が低融点共晶を生成する元素を含有する焼結合金
からなる２つの部材のそれぞれの接合面を互いに当接さ
せるとともに、この状態で加熱することにより、焼結合
金部材の接合面から液相を生成させ、この液相を介した
拡散接合によって前記２つの部材をそれぞれの接合面に
おいて接合させて一体化する、焼結合金部材の接合方法
において、 前記２つの部材を前記当接させる前に、予め、２つの
部材の接合面の中央部に、前記２つの部材が面接触にて
当接するような当接平面をそれぞれ形成し、かつ前記２
つの部材の少なくとも一方の部材の接合面の周縁部を、
互いの接合面の周縁部どうしが外方に向けて0.1゜〜1.2
゜の角度をなして漸次離間するような傾斜平面に形成し
たことを特徴とするものである。
の部材が低融点共晶を生成する元素を含有する焼結合金
からなる２つの部材のそれぞれの接合面を互いに当接さ
せるとともに、この状態で加熱することにより、焼結合
金部材の接合面から液相を生成させ、この液相を介した
拡散接合によって前記２つの部材をそれぞれの接合面に
おいて接合させて一体化する、焼結合金部材の接合方法
において、 前記２つの部材を前記当接させる前に、予め、２つの
部材の接合面の中央部に、前記２つの部材が面接触にて
当接するような当接平面をそれぞれ形成し、かつ前記２
つの部材の少なくとも一方の部材の接合面の周縁部を、
互いの接合面の周縁部どうしが外方に向けて0.1゜〜1.2
゜の角度をなして漸次離間するような傾斜平面に形成し
たことを特徴とするものである。
［作用］ 上記のとおりに構成された本発明の焼結合金部材の接
合方法によれば、先ず、２つの部材を中央部の当接平面
において面接触させて位置合わせする。この際、それぞ
れの当接平面の当接により部材の傾きが阻止される。こ
こで、２つの部材を加熱すると、２つの部材の接合が、
互いの接合面の中央部から開始した後に順次周縁部に向
けて進行してゆくため、全面に亙って安定した接合状態
を得ることができる。この際、２つの部材の周縁部が0.
1゜〜1.2゜の角度をなして漸次離間するので、接合が中
央部（当接平面）から周縁部に向けて円滑に進行し、か
つ接合後の互いの接合面間の周縁部に隙間が生じず、良
品を効率よく製造できる。
合方法によれば、先ず、２つの部材を中央部の当接平面
において面接触させて位置合わせする。この際、それぞ
れの当接平面の当接により部材の傾きが阻止される。こ
こで、２つの部材を加熱すると、２つの部材の接合が、
互いの接合面の中央部から開始した後に順次周縁部に向
けて進行してゆくため、全面に亙って安定した接合状態
を得ることができる。この際、２つの部材の周縁部が0.
1゜〜1.2゜の角度をなして漸次離間するので、接合が中
央部（当接平面）から周縁部に向けて円滑に進行し、か
つ接合後の互いの接合面間の周縁部に隙間が生じず、良
品を効率よく製造できる。
［実施例］ 第１図は、この発明の焼結合金部材の接合方法を実施
するために用いられる２つの部材の一例を示すものであ
る。
するために用いられる２つの部材の一例を示すものであ
る。
第１図において、図中符号10は、上述したＰ、Ｂある
いはsi等の元素を含有する、鉄やNi、もしくはCo等を主
成分とする焼結合金部材であり、図中符号11は上記焼結
合金部材10が接合される鋼等からなる金属部材である。
そして、これら焼結合金部材10および金属部材11のそれ
ぞれの中央部には、接合時に互いに係合する位置決め用
の凸部12および位置決め用凹部13が形成されている。こ
の位置決め用凸部12および位置決め用凹部13の係合作用
により、後述する拡散接合の際に、部材10、11の特に外
周部の収縮に起因する、部材10、11の位置ずれを防止で
きる。
いはsi等の元素を含有する、鉄やNi、もしくはCo等を主
成分とする焼結合金部材であり、図中符号11は上記焼結
合金部材10が接合される鋼等からなる金属部材である。
そして、これら焼結合金部材10および金属部材11のそれ
ぞれの中央部には、接合時に互いに係合する位置決め用
の凸部12および位置決め用凹部13が形成されている。こ
の位置決め用凸部12および位置決め用凹部13の係合作用
により、後述する拡散接合の際に、部材10、11の特に外
周部の収縮に起因する、部材10、11の位置ずれを防止で
きる。
次に、これら２つの部材10、11を用いてこの発明の焼
結合金部材の接合方法の一実施例を説明する。
結合金部材の接合方法の一実施例を説明する。
先ず、焼結合金部材10の接合面14を、当接平面である
中央部14aと周縁部14bとで構成し、周縁部14bを、接合
面14の周縁部14bと他の金属部材11の接合面15の周縁部
との間隔が外方に向けて漸次離間するような傾斜平面に
形成する。ここで、この接合面14の傾斜角度θの大きさ
は、0.1゜〜1.2゜の角度の範囲に設定されている。この
理由は、傾斜角度θが0.1゜に満たないと、接合が中央
部から周縁部に向けて円滑に進行し難くなり、他方上記
傾斜角度θが1.2゜を超えると、接合後の互いの接合面1
4、15間の周縁部に隙間を生じる恐れがあり、それぞれ
ともに不適当なものになってしまうからである。
中央部14aと周縁部14bとで構成し、周縁部14bを、接合
面14の周縁部14bと他の金属部材11の接合面15の周縁部
との間隔が外方に向けて漸次離間するような傾斜平面に
形成する。ここで、この接合面14の傾斜角度θの大きさ
は、0.1゜〜1.2゜の角度の範囲に設定されている。この
理由は、傾斜角度θが0.1゜に満たないと、接合が中央
部から周縁部に向けて円滑に進行し難くなり、他方上記
傾斜角度θが1.2゜を超えると、接合後の互いの接合面1
4、15間の周縁部に隙間を生じる恐れがあり、それぞれ
ともに不適当なものになってしまうからである。
そして次に、温度が1150℃〜1200℃程度の雰囲気下に
おいて、焼結合金部材10の接合面14の当接平面である中
央部14aを、上記金属部材11の接合面15に互いの位置決
め用凸部12と位置決め用凹部13とを係合させて当接させ
る。すると、上記焼結合金部材10の接合面14から液相が
生成する。そして、この液相による拡散接合が上記接合
面14、15の互いに当接している中央部から、順次周縁部
に向けて進行してゆく。このようにして、上記焼結合金
部材10と金属部材11とは、互いの接合面14、15どうしが
全面に亙って接合されて一体化する。
おいて、焼結合金部材10の接合面14の当接平面である中
央部14aを、上記金属部材11の接合面15に互いの位置決
め用凸部12と位置決め用凹部13とを係合させて当接させ
る。すると、上記焼結合金部材10の接合面14から液相が
生成する。そして、この液相による拡散接合が上記接合
面14、15の互いに当接している中央部から、順次周縁部
に向けて進行してゆく。このようにして、上記焼結合金
部材10と金属部材11とは、互いの接合面14、15どうしが
全面に亙って接合されて一体化する。
したがって、このような焼結合金部材の接合方法によ
れば、焼結合金部材10と金属部材11との２つの部材の接
合が、互いの接合面14、15の中央部から開始した後、順
次周縁部に向けて進行してゆくため互いの接合面14、15
間にガス（雰囲気中あるいは部材から発生したもの）が
封じ込められる恐れがなく、よって全面に亙って安定し
た接合状態を得ることができる。また、互いの中心部か
ら接合されるため、接合後の熱収縮によってそれぞれの
中心位置に相対的なズレを生じることもない。
れば、焼結合金部材10と金属部材11との２つの部材の接
合が、互いの接合面14、15の中央部から開始した後、順
次周縁部に向けて進行してゆくため互いの接合面14、15
間にガス（雰囲気中あるいは部材から発生したもの）が
封じ込められる恐れがなく、よって全面に亙って安定し
た接合状態を得ることができる。また、互いの中心部か
ら接合されるため、接合後の熱収縮によってそれぞれの
中心位置に相対的なズレを生じることもない。
さらに、２つの部材10、11の接合に際して、予め、互
いの接合面14、15を、その中央部14aで面接触させるの
で、部材10、11の傾きが阻止されるとともに、位置合わ
せが容易になり、しかも、焼結合金部材10の接合面14
を、互いの接合面14、15の周縁部14bどうしが周縁部に
向けて0.1゜〜1.2゜の角度をなして漸次離間する傾斜平
面としたので、接合面に部材の厚さに合わせた半径の球
面に加工するもの（特開昭58−23585号公報）と比較し
て、接合面14の加工を容易に行える上、接合が中央部14
aから周縁部に向けて円滑に進行する。結果的に、良品
を効率よく生産できる。
いの接合面14、15を、その中央部14aで面接触させるの
で、部材10、11の傾きが阻止されるとともに、位置合わ
せが容易になり、しかも、焼結合金部材10の接合面14
を、互いの接合面14、15の周縁部14bどうしが周縁部に
向けて0.1゜〜1.2゜の角度をなして漸次離間する傾斜平
面としたので、接合面に部材の厚さに合わせた半径の球
面に加工するもの（特開昭58−23585号公報）と比較し
て、接合面14の加工を容易に行える上、接合が中央部14
aから周縁部に向けて円滑に進行する。結果的に、良品
を効率よく生産できる。
［実験例］ Fe−13％Cr−２％Ｃ−0.5％Ｐ−0.5％Mnの組成を有す
る３種類の形状の焼結合金部材A,B,Cと、これら焼結合
金部材A,B,Cを接合するための金属部材（SCr鋼製）D,E,
Fとを、各10個ずつ用意した。
る３種類の形状の焼結合金部材A,B,Cと、これら焼結合
金部材A,B,Cを接合するための金属部材（SCr鋼製）D,E,
Fとを、各10個ずつ用意した。
ここで、上記焼結合金部材Ａおよび金属部材Ｄは、そ
れぞれ第１図に示した焼結合金部材10および金属部材11
と同形状のもので、図中に示す各部寸法は、D1＝27φ、
ｄ＝５φ、D2＝25φ、θ＝0.36゜である。また、上記焼
結合金部材Ｂおよび金属部材Ｅは、それぞれ第２図に示
すような金属部材Ｅ側の接合面の周縁部が傾斜平面16に
形成された形状のもので、各部の寸法は、D3＝27φ、ｄ
＝５φ、D4＝25φ、θ＝0.11゜である。さらに、上記焼
結合金部材Ｃおよび金属部材Ｆは、それぞれ第３図に示
すような位置決め用凸部と凹部が形成されない形状のも
ので、図中の各部寸法は、D5＝22.5φ、ｄ＝５φ、D6＝
20.3φ、θ＝0.52゜である。
れぞれ第１図に示した焼結合金部材10および金属部材11
と同形状のもので、図中に示す各部寸法は、D1＝27φ、
ｄ＝５φ、D2＝25φ、θ＝0.36゜である。また、上記焼
結合金部材Ｂおよび金属部材Ｅは、それぞれ第２図に示
すような金属部材Ｅ側の接合面の周縁部が傾斜平面16に
形成された形状のもので、各部の寸法は、D3＝27φ、ｄ
＝５φ、D4＝25φ、θ＝0.11゜である。さらに、上記焼
結合金部材Ｃおよび金属部材Ｆは、それぞれ第３図に示
すような位置決め用凸部と凹部が形成されない形状のも
ので、図中の各部寸法は、D5＝22.5φ、ｄ＝５φ、D6＝
20.3φ、θ＝0.52゜である。
他方、比較例として、上記焼結合金部材および金属部
材と同様の材質のものから第４図に示す従来のものと同
形状の焼結合金部材（D7＝27φ）と金属部材（D8＝25
φ）とをそれぞれ10個ずつ用意した。
材と同様の材質のものから第４図に示す従来のものと同
形状の焼結合金部材（D7＝27φ）と金属部材（D8＝25
φ）とをそれぞれ10個ずつ用意した。
そして、これら５個（各10個ずつ）の焼結合金部材と
金属部材とを、それぞれ温度が約1170℃の真空中で約90
分かけて接合した。
金属部材とを、それぞれ温度が約1170℃の真空中で約90
分かけて接合した。
第１表は、これら焼結合金部材と金属部材との接合後
の接合率について測定した測定結果を、それぞれ合計10
個の試料における平均値と最低値について示したもので
ある。
の接合率について測定した測定結果を、それぞれ合計10
個の試料における平均値と最低値について示したもので
ある。
なお、接合率＝（超音波探傷による接合面積／接合面
の総面積）×100％である。
の総面積）×100％である。
第１表の実験結果から明らかなように、本実施例の方
法は、接合率の平均値が99％以上であり、しかも、最低
値も97％以上と大きく、２つの部材をほぼ全面に亙って
確実に接合することができる。
法は、接合率の平均値が99％以上であり、しかも、最低
値も97％以上と大きく、２つの部材をほぼ全面に亙って
確実に接合することができる。
［発明の効果］ 本発明は、以上説明したとおりに構成されているの
で、接合面の加工を容易に行える上に、接合する際に部
材の傾き阻止や位置合わせを容易に行えて、生産性が高
い。また、少なくとも一方の部材が焼結合金部材である
２つの部材接合を、互いの接合面の中央部から順次周縁
部に向けて進行させてゆくことができるため、ガス（雰
囲気中あるいは部材から発生したもの）が接合面間に混
入せず、互いの接合面どうしを全面に亙って確実に接合
することができるとともに、接合後の熱収縮によって互
いの中心位置にズレを生じることもない。さらに、２つ
の部材の周縁部が0.1゜〜1.2゜の角度をなして漸次離間
するので、接合が中央部から周縁部に向けて円滑に進行
し、かつ接合後の互いの接合面間の周縁部に隙間が生じ
ず、良品を効率よく製造でき、結果的に、歩留まりを大
きく向上できる。
で、接合面の加工を容易に行える上に、接合する際に部
材の傾き阻止や位置合わせを容易に行えて、生産性が高
い。また、少なくとも一方の部材が焼結合金部材である
２つの部材接合を、互いの接合面の中央部から順次周縁
部に向けて進行させてゆくことができるため、ガス（雰
囲気中あるいは部材から発生したもの）が接合面間に混
入せず、互いの接合面どうしを全面に亙って確実に接合
することができるとともに、接合後の熱収縮によって互
いの中心位置にズレを生じることもない。さらに、２つ
の部材の周縁部が0.1゜〜1.2゜の角度をなして漸次離間
するので、接合が中央部から周縁部に向けて円滑に進行
し、かつ接合後の互いの接合面間の周縁部に隙間が生じ
ず、良品を効率よく製造でき、結果的に、歩留まりを大
きく向上できる。
第１図〜第３図は、それぞれこの発明の焼結合金部材の
接合方法を実施するための、２つの部材の各種形状の例
を示す外形図、第４図は従来の接合方法における被接合
部材の形状を示す外形図である。 10,A,B,C……焼結合金部材 11,D,E,F……金属部材 12……位置決め用凸部 13……位置決め用凹部 14,15……接合面 14a……中央部（当接平面） 14b,16……周縁部（傾斜平面）
接合方法を実施するための、２つの部材の各種形状の例
を示す外形図、第４図は従来の接合方法における被接合
部材の形状を示す外形図である。 10,A,B,C……焼結合金部材 11,D,E,F……金属部材 12……位置決め用凸部 13……位置決め用凹部 14,15……接合面 14a……中央部（当接平面） 14b,16……周縁部（傾斜平面）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩田 茂 新潟市小金町３番地１ 三菱金属株式会 社新潟製作所内 (72)発明者 小池 正志 新潟市小金町３番地１ 三菱金属株式会 社新潟製作所内 (72)発明者 遠藤 健一 新潟市小金町３番地１ 三菱金属株式会 社新潟製作所内 (72)発明者 桐ケ谷 清一 新潟市小金町３番地１ 三菱金属株式会 社新潟製作所内 (56)参考文献 特開 昭58−23585（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−203753（ＪＰ，Ａ) 特公 昭60−49079（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (2)
- 【請求項１】少なくとも一方の部材が低融点共晶を生成
する元素を含有する焼結合金からなる２つの部材のそれ
ぞれの接合面を互いに当接させるとともに、この状態で
加熱することにより、焼結合金部材の接合面から液相を
生成させ、この液相を介した拡散接合によって前記２つ
の部材をそれぞれの接合面において接合させて一体化す
る、焼結合金部材の接合方法において、 前記２つの部材を前記当接させる前に、予め、２つの部
材の接合面の中央部に、前記２つの部材が面接触にて当
接するような当接平面をそれぞれ形成し、かつ前記２つ
の部材の少なくとも一方の部材の接合面の周縁部を、互
いの接合面の周縁部どうしが外方に向けて0.1゜〜1.2゜
の角度をなして漸次離間するような傾斜平面に形成した
ことを特徴とする焼結合金部材の接合方法。 - 【請求項２】前記２つの部材のそれぞれの当接平面に、
互いに係合するような位置決め凸部あるいは位置決め凹
部を形成することを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載の焼結合金部材の接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61009697A JP2548130B2 (ja) | 1986-01-20 | 1986-01-20 | 焼結合金部材の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61009697A JP2548130B2 (ja) | 1986-01-20 | 1986-01-20 | 焼結合金部材の接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62167910A JPS62167910A (ja) | 1987-07-24 |
| JP2548130B2 true JP2548130B2 (ja) | 1996-10-30 |
Family
ID=11727417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61009697A Expired - Fee Related JP2548130B2 (ja) | 1986-01-20 | 1986-01-20 | 焼結合金部材の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2548130B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103459080A (zh) * | 2011-05-24 | 2013-12-18 | 三菱重工业株式会社 | 中空弯曲板及其制造方法以及燃气轮机的燃烧器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5823585A (ja) * | 1981-08-04 | 1983-02-12 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 金属複合条の製造方法 |
-
1986
- 1986-01-20 JP JP61009697A patent/JP2548130B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62167910A (ja) | 1987-07-24 |
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