JP2808332B2 - ろう付用治具材 - Google Patents
ろう付用治具材Info
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- JP2808332B2 JP2808332B2 JP29448489A JP29448489A JP2808332B2 JP 2808332 B2 JP2808332 B2 JP 2808332B2 JP 29448489 A JP29448489 A JP 29448489A JP 29448489 A JP29448489 A JP 29448489A JP 2808332 B2 JP2808332 B2 JP 2808332B2
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- Japan
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- jig
- alumina
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- shape
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、セラミックスとセラミックス、又はセラミ
ックスと金属をろう付けする際に用いるろう付け用治具
材に関するものである。
ックスと金属をろう付けする際に用いるろう付け用治具
材に関するものである。
〔従来の技術〕 ろう付けには、トーチランプ等とフラックスを用いて
行なう方法と炉を用いて行なう方法があるが、被接合体
の少なくとも一方がセラミックスである場合、局部加熱
や急熱、急冷が困難であるため、炉を用いるのが一般的
である。
行なう方法と炉を用いて行なう方法があるが、被接合体
の少なくとも一方がセラミックスである場合、局部加熱
や急熱、急冷が困難であるため、炉を用いるのが一般的
である。
このような場合、被接合体どうしの位置決めや固定の
ための治具、いわゆる、ろう付け用治具を用いることが
多い。
ための治具、いわゆる、ろう付け用治具を用いることが
多い。
最近のように、多品種少量の生産に対応するために
は、ろう付け用治具材をある程度ストックしておき、必
要に応じて旋盤、フライス盤などを用いて必要な形状に
加工し、利用するのが一般的である。
は、ろう付け用治具材をある程度ストックしておき、必
要に応じて旋盤、フライス盤などを用いて必要な形状に
加工し、利用するのが一般的である。
そのため、従来、加工性が良く、コストが安いという
点から高密度カーボンがろう付け用治具の材料として用
いられる。
点から高密度カーボンがろう付け用治具の材料として用
いられる。
しかしながら、どちらか一方がセラミックスである被
接合体をろう付けするとき、カーボンをろう付け用治具
として用いた場合、位置決めや固定を必要上必ずセラミ
ックスと接触させねばならない。
接合体をろう付けするとき、カーボンをろう付け用治具
として用いた場合、位置決めや固定を必要上必ずセラミ
ックスと接触させねばならない。
このとき、セラミックスにカーボンが付着し、多くの
場合、この付着カーボンは洗浄によっても完全に落すこ
とができず、外観検査で不良となることが多かった。ま
た、絶縁物としての特性がセラミックスに要求されてい
る場合には、外観上問題ない程度の付着であっても表面
の絶縁抵抗が低下し、不良となることがあった。
場合、この付着カーボンは洗浄によっても完全に落すこ
とができず、外観検査で不良となることが多かった。ま
た、絶縁物としての特性がセラミックスに要求されてい
る場合には、外観上問題ない程度の付着であっても表面
の絶縁抵抗が低下し、不良となることがあった。
近年マシナブルセラミックスと称して市販されている
ものをろう付け用治具の材料として用いる試みもなされ
ている。
ものをろう付け用治具の材料として用いる試みもなされ
ている。
しかしながら、このものは価格が高く、カーボンの場
合のような不良がなくなることによるコストダウンを差
し引いても、なお、コストアップとなってしまい、量産
品以外には到底使用できなかった。
合のような不良がなくなることによるコストダウンを差
し引いても、なお、コストアップとなってしまい、量産
品以外には到底使用できなかった。
即ち本発明の目的は、セラミックスとの接触部が汚
れず、旋盤加工が容易で、安価なろう付け用治具材
を提供することにある。
れず、旋盤加工が容易で、安価なろう付け用治具材
を提供することにある。
発明者らは、セラミックスを用いることにより上記
を解決し、用いるセラミックスの相対密度を下げ気孔の
量を増やすことにより上記を解決し、かつ、安価で容
易に入手できる原料としてアルミナ又はアルミナ・シリ
カ系原料を用いることにより上記が解決できるとの結
論に達し、実験により更に詳しい条件を決定して本発明
を完成した。
を解決し、用いるセラミックスの相対密度を下げ気孔の
量を増やすことにより上記を解決し、かつ、安価で容
易に入手できる原料としてアルミナ又はアルミナ・シリ
カ系原料を用いることにより上記が解決できるとの結
論に達し、実験により更に詳しい条件を決定して本発明
を完成した。
すなわち、本発明は、相対密度が40％以上80％以下の
アルミナ質又はアルミナ・シリカ質多孔体からなるろう
付け用治具材で、該多孔体は超硬チップを用い、切込深
さ0.5mm、送り速度30mm/分で旋盤加工したときの切削粉
の200メッシュのふるいの通過量が90％以上であり、か
つ、該多孔体の室温から所望のろう付け温度までの間に
おける熱膨張率が３×10-6〜10×10-6/℃であることを
特徴とするろう付け用治具材を提供するものである。
アルミナ質又はアルミナ・シリカ質多孔体からなるろう
付け用治具材で、該多孔体は超硬チップを用い、切込深
さ0.5mm、送り速度30mm/分で旋盤加工したときの切削粉
の200メッシュのふるいの通過量が90％以上であり、か
つ、該多孔体の室温から所望のろう付け温度までの間に
おける熱膨張率が３×10-6〜10×10-6/℃であることを
特徴とするろう付け用治具材を提供するものである。
なお、本発明における相対密度（％）とは、多孔体の
見掛密度（開気孔を含む）を、原料密度で除して100を
乗じたものである。
見掛密度（開気孔を含む）を、原料密度で除して100を
乗じたものである。
本発明の治具材の材質としては、さきに述べたように
入手の容易さと安価な点からアルミナ質又はアルミナ・
シリカ質がよく、他の材質のものは原料価格が高いうえ
に焼成に際して非酸化雰囲気が必要であったり、高い温
度にする必要があるなど、コストが上がり、結局マシナ
ブルセラミックスと大差なくなり、本発明の目的が達せ
られない。
入手の容易さと安価な点からアルミナ質又はアルミナ・
シリカ質がよく、他の材質のものは原料価格が高いうえ
に焼成に際して非酸化雰囲気が必要であったり、高い温
度にする必要があるなど、コストが上がり、結局マシナ
ブルセラミックスと大差なくなり、本発明の目的が達せ
られない。
このような材質としては、市販のアルミナ粉末の他、
水酸化アルミニウム粉末、シリカ粉末やカオリン、長石
粉末などが挙げられ、それらを成形焼成した成形体がろ
う付け用治具材として用いられる。
水酸化アルミニウム粉末、シリカ粉末やカオリン、長石
粉末などが挙げられ、それらを成形焼成した成形体がろ
う付け用治具材として用いられる。
材料の相対密度が40％に満たないものでは旋盤加工の
際に欠けることが多くなり、80％を超えるものは旋盤で
の加工が非常に困難になる。したがって、相対密度は40
〜80％、好ましくは50〜70％がよい。
際に欠けることが多くなり、80％を超えるものは旋盤で
の加工が非常に困難になる。したがって、相対密度は40
〜80％、好ましくは50〜70％がよい。
旋盤やフライス盤で欠けなどを生じさせずに精密に加
工される条件として、前に述べた相対密度の他に治具用
材料を構成している個々の粒子の大きさと、その結合の
度合が重要である。
工される条件として、前に述べた相対密度の他に治具用
材料を構成している個々の粒子の大きさと、その結合の
度合が重要である。
しかしながら、構成粒子が細かければ欠けにくく、精
密加工が可能であるかのごとく考えられるが、各々の結
合が強い場合には欠けがおこり易く、精密な加工は困難
である。反対に、構成粒子が大きくても、粒子間の結合
が弱けれけば欠けにくく、精密加工が可能である。した
がって、材料を構成粒子の粒径やその結合力（曲げ強度
などで代用できる）で規定することができない。
密加工が可能であるかのごとく考えられるが、各々の結
合が強い場合には欠けがおこり易く、精密な加工は困難
である。反対に、構成粒子が大きくても、粒子間の結合
が弱けれけば欠けにくく、精密加工が可能である。した
がって、材料を構成粒子の粒径やその結合力（曲げ強度
などで代用できる）で規定することができない。
そこで発明者らは数多くの実験を行った結果、超硬チ
ップを用いて、切込み深さ0.5mm、送り速度30mm/分の条
件において旋盤加工を行った際に出る切削粉の90％以上
が200メッシュのふるいを通過するような材料であれ
ば、加工に際して欠けがおこり難く、精密な加工が可能
であることを見出した。
ップを用いて、切込み深さ0.5mm、送り速度30mm/分の条
件において旋盤加工を行った際に出る切削粉の90％以上
が200メッシュのふるいを通過するような材料であれ
ば、加工に際して欠けがおこり難く、精密な加工が可能
であることを見出した。
また、ろう付け用治具としての特性上、ろう付け温度
による寸法変化が大きいもの好ましくない。アルミナ又
はアルミナ・シリカ質の材料であれば熱膨張率は最大で
も８×10-6/℃であり、問題はないが、焼結による収縮
が起る場合があり得る。この場合には、治具が割れてし
まったり、組み立て精度が悪くなるなどの不具合が生じ
るため好ましくない。発明者らは、室温と所望のろう付
け温度との間の熱膨張率が３×10-6/℃以上10×10-6/℃
以下であれば上述のような不具合が生じないことを見出
した。
による寸法変化が大きいもの好ましくない。アルミナ又
はアルミナ・シリカ質の材料であれば熱膨張率は最大で
も８×10-6/℃であり、問題はないが、焼結による収縮
が起る場合があり得る。この場合には、治具が割れてし
まったり、組み立て精度が悪くなるなどの不具合が生じ
るため好ましくない。発明者らは、室温と所望のろう付
け温度との間の熱膨張率が３×10-6/℃以上10×10-6/℃
以下であれば上述のような不具合が生じないことを見出
した。
本発明のろう付け用治具材を製造する方法としては、
例えば平均粒径0.5μｍ程度のアルミナ粉末を成形し、
大気雰囲気炉中で焼成する方法がある。成形はアルミナ
粉末を、必要に応じてバインダを加えて成形し、電気
炉、ガス炉等で焼成する。成形される形状は棒状、パイ
プ状、板状、ブロック状等任意であるが、加工により目
的とする治具の形状が得られる形状が好ましい。焼成に
よる収縮での形状変化が許容し得る範囲であれば、直接
治具形状に成形することも可能である。
例えば平均粒径0.5μｍ程度のアルミナ粉末を成形し、
大気雰囲気炉中で焼成する方法がある。成形はアルミナ
粉末を、必要に応じてバインダを加えて成形し、電気
炉、ガス炉等で焼成する。成形される形状は棒状、パイ
プ状、板状、ブロック状等任意であるが、加工により目
的とする治具の形状が得られる形状が好ましい。焼成に
よる収縮での形状変化が許容し得る範囲であれば、直接
治具形状に成形することも可能である。
焼成温度は、一般に所望のろう付け温度より高い温度
が採用され、例えば900℃で焼成した場合、ろう付け温
度850℃程度まで使用できる材料が得られる。更に高い
ろう付け温度用の治具材をつくる場合には原料粉末の平
均粒径を大きめにし、焼成温度を上げるとよい。
が採用され、例えば900℃で焼成した場合、ろう付け温
度850℃程度まで使用できる材料が得られる。更に高い
ろう付け温度用の治具材をつくる場合には原料粉末の平
均粒径を大きめにし、焼成温度を上げるとよい。
本発明のろう付け用治具材は、上記の方法以外でも、
本発明の要件を満たすものができるような方法であれば
よいことは言うまでもない。
本発明の要件を満たすものができるような方法であれば
よいことは言うまでもない。
〔実施例〕 以下、実施例によって本発明の治具材及びろう付け用
治具に利用する場合の加工性及びろう付け試験結果を示
す。
治具に利用する場合の加工性及びろう付け試験結果を示
す。
実施例１〜３及び比較例１〜５ 昭和電工（株）製アルミナ粉末（AL160SG−１）を約3
0φ×70mmの円柱形にCIP成形し、第１表に示す温度で各
々焼成してろう付け用治具材を得、それらの材料につい
て相対密度を求めた。
0φ×70mmの円柱形にCIP成形し、第１表に示す温度で各
々焼成してろう付け用治具材を得、それらの材料につい
て相対密度を求めた。
これを超硬チップを用い、切込み深さ0.5mm、送り速
度30mm/分の条件で、内径20mm、外径25mm、高さ50mmの
円筒形状に旋盤加工した。
度30mm/分の条件で、内径20mm、外径25mm、高さ50mmの
円筒形状に旋盤加工した。
このときの切削粉を200メッシュのふるいにかけ、通
過分重量をはかり、同時に旋盤加工の良否を○、△、×
で第１表に示した。
過分重量をはかり、同時に旋盤加工の良否を○、△、×
で第１表に示した。
また、得られた治具の室温から800℃までの熱膨張率
を測定した結果を第１表に示す。ここで負の符号がつい
ているのは収縮したものである。
を測定した結果を第１表に示す。ここで負の符号がつい
ているのは収縮したものである。
第１図は上記の形状に加工したろう付け用治具１を用
いてろう付けを行なう前の状態で、ろう付け端部面３に
Mo−Mnメタライズを施したアルミナセラミックス管２と
Fe−Ni−Co合金製フランジ４とをBAg−８の銀ろう５を
間にはさみ、その周囲にろう付け用治具１をかぶせた状
態を示す。
いてろう付けを行なう前の状態で、ろう付け端部面３に
Mo−Mnメタライズを施したアルミナセラミックス管２と
Fe−Ni−Co合金製フランジ４とをBAg−８の銀ろう５を
間にはさみ、その周囲にろう付け用治具１をかぶせた状
態を示す。
この状態で、H2−N2混合ガス雰囲気中800℃で15分加
熱してろう付け試験を行った。
熱してろう付け試験を行った。
その結果、第１表に示すように熱膨張率が３×10-6/
℃より小さいものは治具がこわれてしまった。なお、加
工性が×及び××のものについてはろう付け試験は行な
わなかった。
℃より小さいものは治具がこわれてしまった。なお、加
工性が×及び××のものについてはろう付け試験は行な
わなかった。
実施例４〜９及び比較例６〜８ アルミナ粉末として平均粒径が2.0mmの昭和電工
（株）製アルミナ粉末AL−150を用い、上記実施例と同
様にして各種焼成温度で成形し、同じろう付け試験を行
なった。各種の測定結果を第１表に示す。
（株）製アルミナ粉末AL−150を用い、上記実施例と同
様にして各種焼成温度で成形し、同じろう付け試験を行
なった。各種の測定結果を第１表に示す。
実施例10〜13及び比較例９〜12 アルミナ・シリカ系原料を用いた例として、原料にニ
ュージーランド産カオリン（共立窯業社取扱い、平均粒
径1.0μｍ）を用い、ろう付け試験における銀ろうにBAg
−１を用い、630℃で加熱した以外は上記の実施例と同
様のにして評価を行なった。結果は第１表に示すとおり
である。
ュージーランド産カオリン（共立窯業社取扱い、平均粒
径1.0μｍ）を用い、ろう付け試験における銀ろうにBAg
−１を用い、630℃で加熱した以外は上記の実施例と同
様のにして評価を行なった。結果は第１表に示すとおり
である。
本発明のろう付け用治具材は、特定の相対密度と加工
性を有する治具材であるので、目的とする治具形状に精
密加工でき、かつセラミック質であるので、ろう付けに
際して、加工物の汚染がなく、また、熱膨張率が制御さ
れているのでろう付け中に治具の破損がなく、正確なろ
う付けを行なうことができる。
性を有する治具材であるので、目的とする治具形状に精
密加工でき、かつセラミック質であるので、ろう付けに
際して、加工物の汚染がなく、また、熱膨張率が制御さ
れているのでろう付け中に治具の破損がなく、正確なろ
う付けを行なうことができる。
第１図は上記の形状に加工したろう付け用治具１を用い
てろう付けを行なう前の状態を示す。 １……ろう付け用治具、２……アルミナセラミックス
管、３……ろう付け端面、４……フランジ、５……銀ろ
う。
てろう付けを行なう前の状態を示す。 １……ろう付け用治具、２……アルミナセラミックス
管、３……ろう付け端面、４……フランジ、５……銀ろ
う。
Claims (1)
- 【請求項１】相対密度が40％以上80％以下のアルミナ質
又はアルミナ・シリカ質多孔体からなるろう付け用治具
材で、該多孔体は超硬チップを用いて切込深さ0.5mm、
送り速度30mm/分で旋盤加工したときの切削粉の200メッ
シュのふるいの通過量が90％以上であり、かつ、該多孔
体の室温から所望のろう付け温度までの間における熱膨
張率が３×10-6〜10×10-6/℃であることを特徴とする
ろう付け用治具材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29448489A JP2808332B2 (ja) | 1989-11-13 | 1989-11-13 | ろう付用治具材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29448489A JP2808332B2 (ja) | 1989-11-13 | 1989-11-13 | ろう付用治具材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03153578A JPH03153578A (ja) | 1991-07-01 |
| JP2808332B2 true JP2808332B2 (ja) | 1998-10-08 |
Family
ID=17808362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29448489A Expired - Lifetime JP2808332B2 (ja) | 1989-11-13 | 1989-11-13 | ろう付用治具材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2808332B2 (ja) |
-
1989
- 1989-11-13 JP JP29448489A patent/JP2808332B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03153578A (ja) | 1991-07-01 |
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