JP2838267B2 - Dissimilar material joining structure and method - Google Patents

Dissimilar material joining structure and method

Info

Publication number
JP2838267B2
JP2838267B2 JP4908496A JP4908496A JP2838267B2 JP 2838267 B2 JP2838267 B2 JP 2838267B2 JP 4908496 A JP4908496 A JP 4908496A JP 4908496 A JP4908496 A JP 4908496A JP 2838267 B2 JP2838267 B2 JP 2838267B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nickel
titanium
materials
alloy material
nitinol
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP4908496A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH09239530A (en
Inventor
茂樹 前田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TAIGAA KK
Original Assignee
TAIGAA KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=12821236&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP2838267(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by TAIGAA KK filed Critical TAIGAA KK
Priority to JP4908496A priority Critical patent/JP2838267B2/en
Publication of JPH09239530A publication Critical patent/JPH09239530A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2838267B2 publication Critical patent/JP2838267B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば草刈機にお
ける回転切断刃や耕耘機における耕耘刃、コンバインや
バインダー等の収穫機における刈刃、ヘッジトリマーの
ブレードなどのように、作動時に大きな衝撃荷重を受け
る条件下で使用される各種刃物の母材とチップとの接合
などに適用される異種材料の接合構造及びその方法に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a large impact load during operation, such as a rotary cutting blade in a mower, a tilling blade in a cultivator, a cutting blade in a harvester such as a combine or a binder, and a blade of a hedge trimmer. The present invention relates to a joining structure of dissimilar materials applied to a joining of a base material and a tip of various kinds of blades used under the conditions of receiving the same, and a method therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】上記した刃物を例にとってみると、従来
一般には、その母材としてステンレス鋼やアルミニウム
などの鋼材料を使用し、チップ材として炭化けい素(S
iC)やタングステンカーバイト(WC)、鋼材(S
K)、ステンレス、アルミナ等のセラミックといった超
硬材料を使用し、両者をろう付けにより接合していた。
しかし、このような従来一般のものでは、刃物全体の重
量が大きくなるだけでなく、母材とチップ材との接合強
度が小さくて衝撃荷重を受けた際にろう付け箇所が亀裂
損傷して使用中にチップ材が剥離する可能性があり、さ
らに母材自体の機械的強度も小さくて割れや変形破損を
生じ易いという難点がある。
2. Description of the Related Art Taking the above-mentioned cutting tool as an example, conventionally, generally, a steel material such as stainless steel or aluminum is used as a base material, and silicon carbide (S) is used as a tip material.
iC), tungsten carbide (WC), steel (S
K), a super hard material such as a ceramic such as stainless steel or alumina was used, and both were joined by brazing.
However, with such conventional general products, not only does the weight of the entire blade increase, but also the joint strength between the base material and the chip material is low, and the brazing point is damaged by a crack when subjected to an impact load. There is a problem that the chip material may be peeled off inside, and furthermore, the mechanical strength of the base material itself is small and cracks or deformation damages are likely to occur.

【0003】そこで近年では、上記のような難点を解消
する手段として、母材として機械的強度および耐食性に
優れ、かつ軽量なチタンまたはチタン合金を使用し、こ
のチタン材またはチタン合金材に上記したような超硬材
料製チップをろう付けにより接合する方法が多く採用さ
れるに至っている。
[0003] In recent years, as a means for solving the above-mentioned difficulties, titanium or a titanium alloy which is excellent in mechanical strength and corrosion resistance and which is lightweight is used as a base material. A method of joining such a chip made of a hard material by brazing has been widely adopted.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、チタン
材またはチタン合金材に超硬材をろう付けにより接合す
るにあたっては、例えばチクシル(Ticusil) やチクニ(T
icuni)などのように、チタンと金とコバルトの混合物か
らなる非常に高価なチタン用ろう材およびそれに適合す
る特殊フラックスを用いる必要があって、材料費が高く
つくだけでなく、また、ろう付け時の加熱に伴って酸化
チタン(TiO2 )を生じないようにするためには、大
気中でろう付けすることができず、還元性雰囲気あるい
は真空下でろう付けしなければならないから、接合作業
コストも嵩むといった問題があった。
However, when a cemented carbide material is joined to a titanium material or a titanium alloy material by brazing, for example, Ticusil or Chikuni (T
It is necessary to use very expensive titanium brazing material consisting of a mixture of titanium, gold and cobalt and a special flux compatible with it, such as icuni). In order to prevent titanium oxide (TiO 2 ) from being generated with heating at the time, brazing cannot be performed in the air and brazing must be performed in a reducing atmosphere or under vacuum. There was a problem that the cost increased.

【0005】本発明者は上記のような問題の発生原因を
解明すべく鋭意研究した結果、チタン材またはチタン合
金材に、これとは全く異質の超硬材を直接にろう付けす
ることに問題の発生原因があることを知見し、この知見
に基づいて、チタン材またはチタン合金材の所要箇所に
メッキなどによってニッケル材またはニッケル合金材を
被覆処理した上、そのニッケル材またはニッケル合金材
に超硬材をろう付けする接合する異種材料の接合方法を
考え出すに至った。このような接合方法によれば、銀ろ
うなどの汎用ろう材および汎用フラックスの使用が可能
であるとともに、大気中でのろう付け作業も可能で、コ
ストの低減を図り、上述の問題を解消することができ
る。
The present inventor has conducted intensive studies to elucidate the causes of the above-mentioned problems, and as a result, it has become difficult to directly braze a super-hard material completely different from titanium materials or titanium alloy materials. Of the cause of the occurrence of, and based on this knowledge, coating the nickel or nickel alloy material on the required portion of the titanium material or titanium alloy material by plating, etc. We have come up with a joining method for dissimilar materials to be joined by brazing hard materials. According to such a joining method, it is possible to use a general-purpose brazing material such as a silver braze and a general-purpose flux, and also possible to perform a brazing operation in the air, thereby reducing costs and solving the above-described problems. be able to.

【0006】ところが、上記した異種材料の接合方法に
よって接合された刃物について更に種々の実験研究を続
けた結果、使用状態で大きな衝撃荷重が作用した時、ろ
う付け箇所には亀裂損傷が発生しないものの、チタン材
またはチタン合金材にメッキ等によって被覆処理したニ
ッケル材またはニッケル合金材がチタン材またはチタン
合金材から剥離しやすいという新たな問題が存在するこ
とが判明した。
However, as a result of continuing various experimental studies on the blades joined by the above-described joining method of dissimilar materials, when a large impact load is applied in use, cracking does not occur at the brazing portion. It has been found that there is a new problem that a nickel material or a nickel alloy material obtained by coating a titanium material or a titanium alloy material by plating or the like is easily peeled off from the titanium material or the titanium alloy material.

【0007】そこで、本発明のうち請求項1及び請求項
2に記載の発明は上記のような実情に鑑みてなされたも
ので、チタン材またはチタン合金材とこれに積層される
ニッケルまたはニッケル合金材とを、特別な界面剤など
を用いることなく、大きな衝撃荷重が作用しても全く剥
離しないように強力に結合することができる異種材料の
接合構造及びその方法を提供することを目的としてい
る。
In view of the above circumstances, the present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and a titanium material or a titanium alloy material and nickel or a nickel alloy laminated thereon are provided. It is an object of the present invention to provide a joining structure of dissimilar materials that can be strongly bonded to a material without using a special interfacial agent or the like so as not to be separated at all even when a large impact load is applied, and a method thereof. .

【0008】また、請求項3及び請求項4に記載の発明
は、上記した強力な結合強度を損なうことなく、ニッケ
ル材またはニッケル合金材に超硬材を汎用ろう材および
汎用フラックスを用い、かつ大気中でのろう付けにより
高強度に接合することができる異種材料の接合構造及び
その方法を提供することを目的としている。
The invention according to claims 3 and 4 is characterized in that a superhard material is used for a nickel material or a nickel alloy material without using the above-mentioned strong bonding strength, using a general-purpose brazing material and a general-purpose flux, and An object of the present invention is to provide a joining structure of dissimilar materials that can be joined with high strength by brazing in the atmosphere and a method thereof.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に記載の発明に係る異種材料の接合構造
は、チタン材またはチタン合金材とニッケル材またはニ
ッケル合金材とを、両材の界面間に形成された金属間化
合物であるニチノールを介して結合してなることを特徴
とするものであり、また、請求項2に記載の発明に係る
異種材料の接合方法は、チタン材またはチタン合金材と
ニッケル材またはニッケル合金材とを積層した状態で、
250〜600℃の温度範囲に加熱するとともに、その
加熱温度を所定時間に亘って均一保持することにより、
両材の界面間に金属間化合物であるニチノールを形成さ
せて、該ニチノールを介して上記両材を結合させること
を特徴とするものである。
In order to achieve the above-mentioned object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a joint structure for dissimilar materials comprising a titanium material or a titanium alloy material and a nickel material or a nickel alloy material. The method for bonding dissimilar materials according to the invention according to claim 2 is characterized in that the bonding is performed via nitinol which is an intermetallic compound formed between the interfaces of the materials. Or, in a state where a titanium alloy material and a nickel material or a nickel alloy material are laminated,
By heating to a temperature range of 250 to 600 ° C. and maintaining the heating temperature uniformly over a predetermined time,
Nitinol, which is an intermetallic compound, is formed between the interfaces of the two materials, and the two materials are bonded via the nitinol.

【0010】上記のような請求項1に記載の発明によれ
ば、チタン材またはチタン合金材とニッケル材またはニ
ッケル合金材とを、熱処理にともない両材の界面間に形
成される金属間化合物であるニチノールを介して結合さ
れているため、特別な界面剤などを用いなくとも、両材
を大きな衝撃荷重の作用によっても全く剥離しないよう
な強力な結合状態に接合することが可能である。また、
請求項2に記載の発明によれば、上記チタン材またはチ
タン合金材とニッケル材またはニッケル合金材との積層
状態で250〜600℃の温度範囲に加熱し、かつ、そ
の加熱温度を所定時間に亘って均一に保持させるといっ
た簡易な熱処理を施すだけで、両材の界面で発生する共
晶反応、つまり、両材の結晶の機械的な共融混合物によ
り金属間化合物であるニチノールを確実に形成させて、
該ニチノールを介して両材を、特別な界面剤などを用い
ることなく、大きな衝撃荷重が作用しても全く剥離を生
じないように強力な結合状態に接合することが可能であ
る。
According to the first aspect of the present invention, a titanium material or a titanium alloy material and a nickel material or a nickel alloy material are formed by an intermetallic compound formed between an interface between the two materials by heat treatment. Since the two materials are bonded via a certain nitinol, it is possible to bond the two materials to a strong bonding state that does not peel off even by the action of a large impact load without using a special interfacial agent or the like. Also,
According to the second aspect of the present invention, the titanium material or the titanium alloy material and the nickel material or the nickel alloy material are heated to a temperature range of 250 to 600 ° C. in a laminated state, and the heating temperature is set to a predetermined time. The eutectic reaction that occurs at the interface between the two materials, that is, a mechanical eutectic mixture of the crystals of both materials, reliably forms Nitinol, an intermetallic compound, by simply performing a simple heat treatment such as maintaining the uniformity over the entire material. Let me
Through the nitinol, the two materials can be joined to each other in a strong bonding state without using a special interfacial agent or the like so that no delamination occurs even when a large impact load is applied.

【0011】さらに、請求項3に記載の発明に係る異種
材料の接合構造は、チタン材またはチタン合金材とその
表面に被覆された5μm以上の厚さのニッケル材または
ニッケル合金材とが、両材の界面間に形成された金属間
化合物であるニチノールを介して結合されているととも
に、上記ニッケル材またはニッケル合金材にろう材を介
して超硬材料製部材が接合されていることを特徴とする
ものであり、また、請求項4に記載の発明に係る異種材
料の接合方法は、チタン材またはチタン合金材の表面
に、厚さが5μm以上のニッケル材またはニッケル合金
材を被覆させた状態で、250〜600℃の温度範囲に
加熱するとともに、その加熱温度を所定時間に亘って均
一保持することにより、両材の界面間に金属間化合物で
あるニチノールを形成させて、該ニチノールを介して上
記両材を結合させ、その後、上記ニッケル材またはニッ
ケル合金材の表面に超硬材料製部材をろう材を介して接
合することを特徴とするものである。
Further, in the joint structure of dissimilar materials according to the third aspect of the present invention, a titanium material or a titanium alloy material and a nickel material or a nickel alloy material having a thickness of 5 μm or more coated on the surface thereof can be used. It is characterized in that it is bonded via Nitinol, which is an intermetallic compound formed between the interfaces of the materials, and a member made of a super hard material is joined to the nickel material or Nickel alloy material via a brazing material. The method for joining dissimilar materials according to the invention according to claim 4, wherein the surface of the titanium material or the titanium alloy material is coated with a nickel material or a nickel alloy material having a thickness of 5 μm or more. Then, while heating to a temperature range of 250 to 600 ° C. and maintaining the heating temperature uniformly for a predetermined time, nitinol, which is an intermetallic compound, is formed between the interfaces of both materials. Then, the two materials are bonded via the nitinol, and thereafter, a member made of a super hard material is joined to the surface of the nickel material or the nickel alloy material via a brazing material.

【0012】上記のような請求項3に記載の発明によれ
ば、チタン材またはチタン合金材とその表面に被覆され
たニッケル材またはニッケル合金材とを、上述したとお
り両材の界面間に形成される金属間化合物であるニチノ
ールを介して結合することで大きな衝撃荷重が作用して
も両材が全く剥離しないように強力な結合状態に接合す
ることが可能であるのはもとより、ニッケル材またはニ
ッケル合金材として5μm以上の厚さのものを使用する
ことで、該ニッケル材またはニッケル合金材に超硬材料
製部材をろう材を用いて接合するときの接合加熱温度の
影響によって上記金属間化合物であるニチノールが破壊
されることを防止し、もって、チタン材またはチタン合
金材とニッケル材またはニッケル合金材との強力な結合
強度を維持しながら、超硬材料製部材を銀ろう等の汎用
ろう材および汎用フラックスを用いて、コスト面で安価
に、かつ亀裂損傷のないようにチタン材またはチタン合
金材に強固に接合することが可能であり、また、請求項
4に記載の発明によれば、ニッケル材またはニッケル合
金材の被覆状態で、250〜600℃の温度範囲に加熱
し、かつ、その加熱温度を所定時間に亘って均一に保持
させるといった簡易な熱処理を施すだけで、チタン材ま
たはチタン合金材と被覆ニッケル材またはニッケル合金
材との強力な接合はもとより、その結合強度を維持しな
がら銀ろう等の汎用ろう材および汎用フラックスを用い
て超硬材料製部材をチタン材またはチタン合金材に強固
に接合することが可能である。
According to the third aspect of the present invention, the titanium material or the titanium alloy material and the nickel material or the nickel alloy material coated on the surface thereof are formed between the interfaces of the two materials as described above. By joining via Nitinol, which is an intermetallic compound to be applied, it is possible to join in a strong joint state so that the two materials are not separated at all even if a large impact load is applied. By using a nickel alloy material having a thickness of 5 μm or more, the above-mentioned intermetallic compound is affected by the joining heating temperature when joining a cemented carbide member to the nickel material or the nickel alloy material using a brazing material. Nitinol is prevented from being destroyed, thereby maintaining a strong bonding strength between the titanium material or the titanium alloy material and the nickel material or the nickel alloy material. Using a general-purpose brazing material such as silver brazing and a general-purpose flux, it is possible to join a cemented carbide material to a titanium material or a titanium alloy material inexpensively and without crack damage. According to the fourth aspect of the present invention, in a state of being coated with a nickel material or a nickel alloy material, heating is performed in a temperature range of 250 to 600 ° C., and the heating temperature is uniformly maintained for a predetermined time. By simply applying a simple heat treatment, such as to make a strong joint between the titanium material or titanium alloy material and the coated nickel material or the nickel alloy material, as well as to use a general-purpose brazing material such as silver braze and a general-purpose flux while maintaining the bonding strength. It is possible to firmly join a member made of a super hard material to a titanium material or a titanium alloy material by using the same.

【0013】ここで、超硬材料製部材の接合に用いるろ
う材としては、その固相線温度が約605〜約780℃
の範囲に含まれるBAg−1〜BAg−24の17種類
をもつ銀ろうが最も好ましいが、これ以外に、銅及び黄
銅ろうやりん銅ろうであってもよい。また、ニッケル材
またはニッケル合金材の加熱および均一保持温度として
は、250〜600℃の範囲であるが、特に、300℃
で1時間保持、550℃で30分保持が最も実用的であ
る。
Here, the brazing material used for joining the cemented carbide material has a solidus temperature of about 605 ° C. to about 780 ° C.
The most preferred are silver brazes having 17 types of BAg-1 to BAg-24 included in the range, but other than these, copper, brass brass and phosphorous brass may be used. Further, the heating and uniform holding temperature of the nickel material or the nickel alloy material is in the range of 250 to 600 ° C.
Is most practically held at 550 ° C. for 30 minutes.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
にもとづいて説明する。図1は本発明に係る異種材料の
接合構造を草刈機における回転切断刃に適用した状態で
示す要部の平面図であり、同図において、2は回転切断
刃1の母材となる回転円板で、その中心部において駆動
軸3に固定されており、チタンまたはチタン合金から構
成されている。このチタンまたはチタン合金製回転円板
2の外周部には周方向に等間隔を隔ててチップ取付用凹
部4が形成されているとともに、これら各凹部4の回転
方向手前の箇所にはそれぞれ被切断物掻込み用凹入部5
が形成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of a main part of a joining structure of dissimilar materials according to the present invention applied to a rotary cutting blade of a mower. In FIG. The plate is fixed to the drive shaft 3 at the center thereof and is made of titanium or a titanium alloy. Tip mounting recesses 4 are formed at equal intervals in the circumferential direction on the outer peripheral portion of the titanium or titanium alloy rotating disk 2, and each of the recesses 4 is cut at a position just before the rotating direction. Recess 5 for scraping objects
Are formed.

【0015】6はチップで、SiCやWC、SK、ステ
ンレス、アルミナ等のセラミックといった超硬材料から
構成されており、その先端刃縁6aが回転円板2の外周
面よりも外方に突出するように、その基端部を上記凹部
4内に嵌合させてチタンまたはチタン合金製回転円板2
に後述する接合方法によって接合されている。
Reference numeral 6 denotes a chip, which is made of a superhard material such as ceramics such as SiC, WC, SK, stainless steel, and alumina, and has a tip edge 6a protruding outward from the outer peripheral surface of the rotating disk 2. As described above, the base end portion is fitted into the recess 4 so that the titanium or titanium alloy rotating disc 2
Are joined by a joining method described later.

【0016】図2は上記超硬材料製チップ6と上記チタ
ンまたはチタン合金製回転円板2との接合構造を説明す
る要部の拡大断面図であり、同図において、7は上記回
転円板2におけるチップ取付用凹部4の表面にメッキに
より5μm以上の厚さに被覆処理されたニッケル(ニッ
ケル材)またはニッケル合金層(ニッケル合金材)であ
る。このニッケルまたはニッケル合金層7を、250〜
600℃の温度範囲に加熱するとともに、その加熱温度
を所定時間に亘って均一保持することによって、具体的
には、300℃に加熱昇温し、その温度を1時間に亘っ
て均一保持する、もしくは、550℃に加熱昇温し、そ
の温度を30分間に亘って均一保持することによって、
回転円板2とニッケルまたはニッケル合金層7の界面に
発生する共晶反応により界面間に金属間化合物であるニ
チノール(TiNi)8を形成させ、該ニチノール8を
介して上記回転円板2とニッケルまたはニッケル合金層
7とを結合させる。
FIG. 2 is an enlarged sectional view of an essential part for explaining a joining structure of the cemented carbide tip 6 and the titanium or titanium alloy rotary disk 2, and in FIG. 2 is a nickel (nickel material) or nickel alloy layer (nickel alloy material) coated on the surface of the chip mounting recess 4 by plating to a thickness of 5 μm or more. This nickel or nickel alloy layer 7 is
By heating to a temperature range of 600 ° C. and maintaining the heating temperature uniformly over a predetermined time, specifically, heating to 300 ° C. and maintaining the temperature uniformly over 1 hour. Alternatively, by heating to 550 ° C. and maintaining the temperature uniformly for 30 minutes,
A eutectic reaction occurs at the interface between the rotating disk 2 and the nickel or nickel alloy layer 7 to form an intermetallic compound, Nitinol (TiNi) 8, between the interface and the rotating disk 2 and nickel through the Nitinol 8. Alternatively, it is bonded to the nickel alloy layer 7.

【0017】その後において、上記超硬材料製チップ6
の基端部をニッケルまたはニッケル合金層7が被覆処理
された凹部4内に嵌合させて銀ろう9を介して上記回転
円板2のニッケルまたはニッケル合金層7に接合したも
のである。
Thereafter, the cemented carbide chip 6
Is fitted in the concave portion 4 coated with the nickel or nickel alloy layer 7 and joined to the nickel or nickel alloy layer 7 of the rotating disk 2 via the silver solder 9.

【0018】上記のように構成された草刈機における回
転切断刃1においては、その母材である回転円板2がチ
タンまたはチタン合金から構成されているので、機械的
強度および耐食性に優れているとともに軽量であり、か
つ、超硬材料製チップ6をろう付け接合するための母材
の所要箇所がニッケルまたはニッケル合金層7で被覆処
理されているので、高価なチタン用ろうおよびそれに適
合する特殊なフラックスを用いなくとも、銀ろう9など
の安価な汎用ろう材および汎用フろうラックスを用いて
強固に接合することができるとともに、大気中でのろう
付け接合が可能となり、接合作業コストの低減も図るこ
とができる。
The rotary cutting blade 1 of the mowing machine constructed as described above has excellent mechanical strength and corrosion resistance because the rotating disk 2 as its base material is made of titanium or a titanium alloy. In addition, since the required portion of the base material for brazing and joining the cemented carbide chip 6 is coated with a nickel or nickel alloy layer 7, the expensive titanium brazing and special It is possible to firmly join using inexpensive general-purpose brazing material such as silver brazing material 9 and general-purpose flux without using a simple flux, and brazing bonding in the air is possible, reducing the cost of joining work. Can also be achieved.

【0019】そのうえ、チタンまたはチタン合金製回転
円板2におけるチップ取付用凹部4の表面に被覆された
ニッケルまたはニッケル合金層7が界面間に形成された
金属間化合物であるニチノール8を介して母材に結合さ
れているので、所定の草刈り作動時にチップ6を介して
ニッケルまたはニッケル合金層7に強い衝撃荷重が作用
したとしても、該ニッケルまたはニッケル合金層7が剥
離することがなく、また、ニッケルまたはニッケル合金
層7は5μm以上の厚さで被覆させているので、ろう付
け時に650℃以上に加熱昇温したとしても、その熱影
響によって上記金属間化合物であるニチノール(TiN
i)8が破壊されるおそれもなく、このニチノール(T
iNi)8によるチタンまたはチタン合金製回転円板2
とニッケルまたはニッケル合金層7との強力な結合状態
を確保することが可能である。したがって、チップ6を
回転円板2に対して非常に強力に接合させて回転切断刃
全体の耐久性を著しく向上することができる。
In addition, the nickel or nickel alloy layer 7 coated on the surface of the chip mounting concave portion 4 of the titanium or titanium alloy rotating disk 2 is interposed between the mother metal via the nitinol 8 which is an intermetallic compound formed between the interfaces. Even if a strong impact load is applied to the nickel or nickel alloy layer 7 via the tip 6 during a predetermined mowing operation, the nickel or nickel alloy layer 7 is not peeled off, Since the nickel or nickel alloy layer 7 is coated with a thickness of 5 μm or more, even if the temperature is raised to 650 ° C. or more during brazing, the above-mentioned intermetallic compound nitinol (TiN
i) This nitinol (T
iNi) 8 rotating disk made of titanium or titanium alloy
It is possible to secure a strong bonding state between the metal and the nickel or nickel alloy layer 7. Therefore, the tip 6 can be very strongly joined to the rotary disk 2 to significantly improve the durability of the entire rotary cutting blade.

【0020】因みに、草刈機における回転切断刃を実験
対象として、チップ6にその回転軸線方向に沿った衝撃
荷重を付加してみたところ、35kg/mm2 までチッ
プ6が回転円板2から離脱することはなかった。この値
は、20kg/mm2 までの耐応荷重が望まれているこ
の種の回転切断刃にとって十分である。
Incidentally, when an impact load was applied to the chip 6 along the direction of the rotation axis of the rotary cutting blade of the mowing machine as an experimental object, the chip 6 was detached from the rotary disk 2 up to 35 kg / mm 2. I never did. This value is sufficient for this type of rotary cutting blade where a load bearing capacity of up to 20 kg / mm 2 is desired.

【0021】なお、上記実施の形態では、草刈機におけ
る回転切断刃の回転円板に対するチップの接合に適用し
た場合について説明したが、請求項1および請求項2に
記載の発明は、チタンまたはチタン合金材料性の母材に
ニッケルまたはニッケル合金材料製膜をメッキや溶射、
蒸着等の手段で被覆処理するだけの技術にも適用可能で
ある。
In the above embodiment, the case where the present invention is applied to the joining of the tip to the rotary disk of the rotary cutting blade in a mowing machine has been described. Plating or spraying nickel or nickel alloy material film on alloy material base material,
The present invention is also applicable to a technique of simply performing a coating process by means such as evaporation.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上のように、請求項1に記載の発明に
よれば、チタン材またはチタン合金材とニッケル材また
はニッケル合金材とを、特別な界面剤などを用いなくと
も、両材の界面で発生する共晶反応により形成される金
属間化合物であるニチノールを介して大きな衝撃荷重が
作用しても剥離を招くようなことなく非常に強力な結合
状態に接合することができ、また、請求項2に記載の発
明によれば、両者の積層状態で250〜600℃の温度
範囲に加熱し、かつ、その加熱温度を所定時間に亘って
均一に保持させるといった簡易な熱処理を施すだけで、
上記のような非常に強力な結合状態での接合構造を確実
に得ることができるという効果を奏する。
As described above, according to the first aspect of the present invention, a titanium material or a titanium alloy material and a nickel material or a nickel alloy material can be combined with each other without using a special interfacial agent or the like. Even if a large impact load acts via Nitinol, which is an intermetallic compound formed by the eutectic reaction generated at the interface, it can be joined to a very strong bonding state without causing delamination, According to the second aspect of the present invention, it is only necessary to perform a simple heat treatment such that the two layers are heated in a temperature range of 250 to 600 ° C. and the heating temperature is uniformly maintained for a predetermined time. ,
There is an effect that the bonding structure in the very strong bonding state as described above can be reliably obtained.

【0023】また、請求項3に記載の発明によれば、チ
タン材またはチタン合金材とその表面に被覆されたニッ
ケル材またはニッケル合金材とを、上述したとおり両材
の界面間に形成される金属間化合物であるニチノールを
介して強力な結合状態に接合することができるのはもと
より、ニッケル材またはニッケル合金材として5μm以
上の厚さのものを使用することで、該ニッケル材または
ニッケル合金材に超硬材料製部材をろう材を用いて接合
するときの接合加熱温度の影響によって上記ニチノール
が破壊されることを防止でき、したがって、チタン材ま
たはチタン合金材とニッケル材またはニッケル合金材と
の強力な結合強度を維持しながら、超硬材料製部材を銀
ろう等の汎用ろう材および汎用フラックスを用いて、コ
スト面で安価に、かつ亀裂損傷のないようにチタン材ま
たはチタン合金材に非常に強固に接合することができ、
また、請求項4記載の発明によれば、チタン材またはチ
タン合金材の表面にニッケル材またはニッケル合金材を
被覆した状態で、250〜600℃の温度範囲に加熱
し、かつ、その加熱温度を所定時間に亘って均一に保持
させるといった簡易な熱処理を施すだけで、両材の界面
間に強力な結合状態の接合機能を発揮するニチノールを
確実に形成させることができるとともに、その強力な結
合強度を低下させることなく、超硬材料製部材を銀ろう
等の汎用ろう材および汎用フラックスを用いて、ニッケ
ル材またはニッケル合金材の表面に非常に容易かつ強固
に接合することができるという効果を奏する。
According to the third aspect of the present invention, the titanium material or the titanium alloy material and the nickel material or the nickel alloy material coated on the surface thereof are formed between the interfaces between the two materials as described above. In addition to being able to join in a strong bonding state via Nitinol, which is an intermetallic compound, by using a nickel material or nickel alloy material having a thickness of 5 μm or more, the nickel material or nickel alloy material can be used. Nitinol can be prevented from being destroyed by the influence of the joining heating temperature when joining a member made of a super hard material using a brazing material, and therefore, the titanium material or the titanium alloy material and the nickel material or the nickel alloy material While maintaining strong bond strength, the cemented carbide material is made of a general-purpose brazing material such as silver braze and a general-purpose flux, at a low cost, One such crack-free damage can be very firmly bonded to the titanium material or titanium alloy,
Further, according to the invention of claim 4, in a state where the surface of the titanium material or the titanium alloy material is coated with the nickel material or the nickel alloy material, the material is heated to a temperature range of 250 to 600 ° C., and the heating temperature is reduced. By simply performing a simple heat treatment such as maintaining the material uniformly over a predetermined period of time, it is possible to reliably form Nitinol, which exhibits a strong bonding state between the two materials, and to have a strong bonding strength. The effect that the member made of a super hard material can be very easily and firmly joined to the surface of a nickel material or a nickel alloy material using a general-purpose brazing material such as silver brazing and a general-purpose flux without lowering .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る異種材料の接合構造及びその方法
を草刈機における回転切断刃に適用した状態で示す要部
の平面図である。
FIG. 1 is a plan view of a main part showing a state in which a joining structure of dissimilar materials and a method according to the present invention are applied to a rotary cutting blade in a mower.

【図2】要部の拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 チタンまたはチタン合金製回転円板 6 超硬材料製チップ 7 ニッケルまたはニッケル合金層 8 ニチノール 9 銀ろう 2 Rotating disk made of titanium or titanium alloy 6 Tip made of cemented carbide material 7 Nickel or nickel alloy layer 8 Nitinol 9 Silver solder

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B23K 1/19 C22C 14/00──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) B23K 1/19 C22C 14/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 チタン材またはチタン合金材とニッケル
材またはニッケル合金材とを、両材の界面間に形成され
た金属間化合物であるニチノールを介して結合してなる
ことを特徴とする異種材料の接合構造。
1. A heterogeneous material comprising a titanium material or a titanium alloy material and a nickel material or a nickel alloy material bonded together via an intermetallic compound, nitinol, formed between the two materials. Joint structure.
【請求項2】 チタン材またはチタン合金材とニッケル
材またはニッケル合金材とを積層した状態で、250〜
600℃の温度範囲に加熱するとともに、その加熱温度
を所定時間に亘って均一保持することにより、両材の界
面間に金属間化合物であるニチノールを形成させて、該
ニチノールを介して上記両材を結合させることを特徴と
する異種材料の接合方法。
2. A laminate comprising a titanium material or a titanium alloy material and a nickel material or a nickel alloy material,
By heating to a temperature range of 600 ° C. and maintaining the heating temperature uniformly for a predetermined time, nitinol, which is an intermetallic compound, is formed between the interfaces of the two materials, and the two materials are interposed via the nitinol. A method for joining dissimilar materials, characterized in that:
【請求項3】 チタン材またはチタン合金材とその表面
に被覆された5μm以上の厚さのニッケル材またはニッ
ケル合金材とが、両材の界面間に形成された金属間化合
物であるニチノールを介して結合されているとともに、
上記ニッケル材またはニッケル合金材にろう材を介して
超硬材料が接合されていることを特徴とする異種材料の
接合構造。
3. A titanium material or a titanium alloy material and a nickel material or a nickel alloy material having a thickness of 5 μm or more coated on the surface of the titanium material or the titanium alloy material via a nitinol which is an intermetallic compound formed between an interface between the two materials. Together with
A joining structure of dissimilar materials, wherein a cemented carbide material is joined to the nickel material or nickel alloy material via a brazing material.
【請求項4】 チタン材またはチタン合金材の表面に、
厚さが5μm以上のニッケル材またはニッケル合金材を
被覆させた状態で、250〜600℃の温度範囲に加熱
するとともに、その加熱温度を所定時間に亘って均一保
持することにより、両材の界面間に金属間化合物である
ニチノールを形成させて、該ニチノールを介して上記両
材を結合させ、その後、上記ニッケル材またはニッケル
合金材の表面に超硬材料製部材をろう材を介して接合す
ることを特徴とする異種材料の接合方法。
4. The surface of a titanium material or a titanium alloy material,
In a state where a nickel material or a nickel alloy material having a thickness of 5 μm or more is coated, the material is heated to a temperature range of 250 to 600 ° C., and the heating temperature is uniformly maintained for a predetermined time, so that an interface between the two materials is obtained. An intermetallic compound, nitinol, is formed between the two materials, and the two materials are bonded via the nitinol. Thereafter, a cemented carbide member is joined to the surface of the nickel material or nickel alloy material via a brazing material. A method for joining dissimilar materials, characterized in that:
JP4908496A 1996-03-06 1996-03-06 Dissimilar material joining structure and method Expired - Lifetime JP2838267B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4908496A JP2838267B2 (en) 1996-03-06 1996-03-06 Dissimilar material joining structure and method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4908496A JP2838267B2 (en) 1996-03-06 1996-03-06 Dissimilar material joining structure and method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09239530A JPH09239530A (en) 1997-09-16
JP2838267B2 true JP2838267B2 (en) 1998-12-16

Family

ID=12821236

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4908496A Expired - Lifetime JP2838267B2 (en) 1996-03-06 1996-03-06 Dissimilar material joining structure and method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2838267B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH09239530A (en) 1997-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5660320A (en) Method of manufacturing a metallic component or substrate with bonded coating
JPH07504945A (en) Method for joining sputter target backing plate assemblies and assemblies produced thereby
JPH0217509B2 (en)
JPS646882B2 (en)
JPS6140624B2 (en)
JP2838267B2 (en) Dissimilar material joining structure and method
JPH0748667A (en) Sputtering target having high joining strength
US20040060962A1 (en) Method of joining surfaces
JPH0867978A (en) Method for soldering target for sputtering
JP3469261B2 (en) Diffusion bonded sputtering target assembly and method of manufacturing the same
US20080054048A1 (en) Method of joining a microwave transparent component to a host component
JPH07498B2 (en) Diamond joining method for cutting tools
KR102422569B1 (en) Ribbon for brazing and manufacturing method thereof
JP3660013B2 (en) Sputtering target
JPS59180004A (en) Moving blade of steam turbine
JP3316578B2 (en) Method for producing joined body of ceramic member and aluminum member
JP3042399U (en) Mowing tip saw
JPS62118004A (en) Moving blade for steam turbine and manufacture thereof
JPH04304369A (en) Chromium-silicon oxide target material
CN115846788A (en) Low-temperature brazing method for NiTi shape memory alloy and 316L stainless steel
JP3010034U (en) Diamond saw blade
JPS62165507A (en) Turbine blade
JPS60148664A (en) Diffusion brazing method
JP3318720B2 (en) Ceramic-metal joint and its manufacturing method
JPH05213677A (en) Method for joining copper sheet to alumina or aln substrate