JP3546261B2

JP3546261B2 - 異種金属材料の接合方法

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Publication number: JP3546261B2
Application number: JP04765796A
Authority: JP
Inventors: 修平安達; 純一稲波
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1996-03-05
Filing date: 1996-03-05
Publication date: 2004-07-21
Anticipated expiration: 2016-03-05
Also published as: EP0794030A1; US5860401A; JPH09239566A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、融点の異なる異種金属材料を抵抗熱接合法によって接合する異種金属材料の接合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、４サイクルエンジンにおいては、燃焼室に開口する吸・排気ポートが吸・排気バルブによってそれぞれ適当なタイミングで開閉されて所要のガス交換がなされるが、シリンダヘッドの吸・排気ポートの開口部周縁には、吸・排気バルブが間欠的に着座すべきバルブシートが一般には圧入によって組み付けられている。例えば、図１８に示すようにシリンダヘッド１０３の吸気ポート１０４と排気ポート１０５の開口部周縁には、吸気バルブ１０１、排気バルブ１０２がそれぞれ間欠的に着座すべきバルブシート１０６，１０７が圧入によって装着されている。
【０００３】
ところで、圧入型バルブシートは必要強度及び剛性を確保する必要からその厚さが比較的厚く、又、所定の圧入代を要するためにその高さ寸法も比較的大きく設定されている。このため、複数のバルブを備える多バルブエンジンにあっては、バルブ間の距離が大きくなり、バルブの大径化或はバルブの燃焼ドーム中心近傍への配置に限界があり、吸入ガス量の増大を図ることができなかった。
【０００４】
他方、内燃エンジンの分野においては、近年、高速化の一環として多バルブ化が進んでおり、シリンダヘッドの各気筒には複数の吸・排気ポートが近接して配置されるため、各ポートの間隔が狭くなりつつあり、斯かる状況下でバルブシートを吸・排気ポートの周縁に従来通り圧入すると、シリンダヘッドのポート間に割れが発生する等の問題が生ずる。
【０００５】
そこで、バルブシートを例えばＦｅ系燒結材で構成し、これを抵抗熱接合法によってシリンダヘッドの吸・排気ポート周縁に接合する試みがなされている。この抵抗熱接合法は、溶融反応層を形成することなく、且つ、接合界面の少なくとも低融点材料側に塑性変形層を形成することによって融点の異なる異種金属材料を金属学的に接合する方法である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、融点の異なる異種金属材料を上記抵抗熱接合法によって必要十分な強度で接合することは必ずしも容易ではなく、金属材料の種類によっては実用に耐え得る接合強度を確保することができなかった。つまり、両金属材料の接合に必要十分な強度を確保するための普遍的な接合条件が見出されていなかった。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、融点の異なる異種金属材料を必要十分な強度で接合することができる異種金属材料の接合方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、融点の異なる異種金属材料を抵抗熱接合法によって接合する方法であって、接合界面の少なくとも低融点材料側に塑性変形層を形成することによって両金属材料を金属学的に接合する異種金属材料の接合方法において、低融点材料の接合プロセスにおける温度を、該低融点材料の固相線温度を超えず、且つ、該低融点材料が接合界面付近において固相のまま塑性流動し得る温度範囲内に制御するとともに、電極への電流供給パターン及び電極による加圧力パターンを制御することによって、高融点材料の低融点材料への沈み量を最終値まで非線形的に増大するよう制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、電極への通電時間を少なくとも低融点材料が固相のまま塑性流動し得るに必要十分な時間に設定することを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、高融点材料としてのＦｅ系燒結材から成るバルブシートを低融点材料としての鋳造Ａｌ合金から成るシリンダヘッドに接合することを特徴とする。
【００１６】
従って、請求項１又は２記載の発明によれば、抵抗熱接合法によって異種金属材料が金属学的に接合されるが、低融点材料の接合プロセスにおける温度が該低融点材料の固相線温度以下に抑えられるため、両金属材料の接合界面に溶融反応層が形成されることがなく、両金属材料を構成する金属原子の固相拡散によって両金属材料が金属学的に強固に接合され、異種金属材料を必要十分な強度で接合することができる。尚、少なくとも低融点材料がその固相線温度以上に加熱されると、金属材料の接合面に形成される酸化被膜の厚さが厚くなるとともに、接合界面付近に溶融反応層が形成され、厚い酸化被膜が溶融反応層に溶け込んで両金属材料の接合強度を下げてしまう。
【００１７】
又、低融点材料の接合プロセスにおける温度は該低融点材料が接合界面付近において固相のまま塑性流動し得る温度範囲内に制御されるため、金属材料の接合面に形成される酸化被膜や接合面に付着した汚れが低融点材料の接合界面付近での塑性流動によって破壊されて接合界面外に排出され、従って、接合界面への酸化被膜や汚れの巻き込みが防がれ、両金属材料の直接接触による健全な接合界面が得られ、異種金属材料の強固な接合が可能となる。
【００２１】
請求項２記載の発明によれば、電極への通電時間を少なくとも低融点材料が固相のまま塑性流動し得るに必要十分な時間に設定したため、請求項１記載の発明と同様の効果が得られる。
【００２２】
請求項３記載の発明によれば、内燃エンジンのバルブシートをシリンダヘッドに強固に接合することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２４】
本実施の形態では、４サイクルエンジンのシリンダヘッドにバルブシートを本発明方法によって接合する場合について説明する。
【００２５】
先ず、４サイクルエンジンのシリンダヘッド構造を図１に基づいて概説する。
【００２６】
図１は４サイクル５バルブエンジンのシリンダヘッドの縦断面図、図２は図１のＡ部（吸気側のバルブシート部）の拡大詳細図であり、該４サイクルエンジンは各気筒について３つの吸気バルブ１−１，１−２（１−１は両側の吸気バルブ、１−２は中央の吸気バルブ（センターバルブ））と２つの排気バルブ２を備えている。そして、軽量な鋳造Ａｌ合金で構成されるシリンダヘッド３に形成された３つの吸気ポート４と２つの排気ポート５はそれぞれ前記吸気バルブ１−１，１−２、排気バルブ２によって適当なタイミングで開閉され、これによって所要のガス交換がなされる。尚、シリンダヘッド３の材料である鋳造Ａｌ合金としては、ＪＩＳ：ＡＣ２Ｂ，ＡＣ４Ｂ，ＡＣ４Ｃ等が選定される。
【００２７】
ところで、前記シリンダヘッド３の下面には、燃焼室１６を構成する凹状の燃焼ドーム３ａが形成されており、同シリンダヘッド３に形成された前記吸気ポート４と排気ポート５の燃焼室１６への開口部周縁には、前記吸気バルブ１−１，１−２、排気バルブ２がそれぞれ間欠的に着座すべきバルブシート６，７が各々装着されている。
【００２８】
而して、吸気バルブ１−１，１−２と排気バルブ２はそれぞれバルブガイド８，９に摺動自在に挿通しており、これらはバルブスプリング１０，１１によって閉じ方向に付勢されている。そして、吸気バルブ１−１，１−２と排気バルブ２は、バルブリフタ１２，１３に摺接しながら回転するカム１４，１５によってそれぞれ適当なタイミングで駆動される。
【００２９】
ここで、バルブシート６，７について説明する。
【００３０】
本実施の形態においては、バルブシート６，７は接合型バルブシートであって、これらは耐衝撃性、耐摩耗性及び高温強度に優れたＦｅ系燒結材によってリング状に成形されており、本発明に係る抵抗熱接合法によってシリンダヘッド３に金属学的に結合されている。尚、バルブシート６，７に高い熱伝導性や耐衝撃性等を付与するため、該バルブシート６，７の材質であるＦｅ燒結材にはＣｕ等の金属が溶浸処理によって充填されている。
【００３１】
ここで、吸気側のバルブシート６の接合部の詳細を図２に示すが、該バルブシート６とシリンダヘッド３との接合界面を境としてシリンタヘッド３側には後述の塑性変形層２５が形成されている。このバルブシート６の内周部には３つのテーパ面６ａ，６ｂ，６ｃが形成されており、テーパ面６ｂが前記吸気バルブ１−１，１−２の当り面（着座面）となっている。又、バルブシート６の外周面には２つのテーパ面６ｄ，６ｅが形成され、両テーパ面６ｄ，６ｅが交わる部分は鈍角の突起部６ｆを構成している。尚、排気側のバルブシート７の断面形状も吸気側のバルブシート６のそれと同様であるため、これについての説明は省略する。
【００３２】
次に、吸気側のバルブシート６のシリンダヘッド３への接合プロセスを図３乃至図１０に基づいて説明する。尚、図３は抵抗溶接機の概略構成図、図４乃至図９はバルブシートの接合プロセスを説明するための部分断面図、図１０は図６のＢ部拡大詳細図である。
【００３３】
図３に示す抵抗溶接機２０は、加圧装置２１と、該加圧装置２１によって加圧される電極２２と、該電極２２に給電するための不図示の給電装置を含んで構成されている。電極２２はＣｕ又はその合金で構成され、その中心部には円孔２２ａが貫設されており、該円孔２２ａには丸棒状のガイドバー２３が摺動自在に嵌挿されている。
【００３４】
而して、上記構成を有する抵抗溶接機２０にはシリンダヘッド３とシートリング材６’が図示のようにセットされる。即ち、シリンダヘッド３は、これに形成されたバルブガイド孔３ｂに抵抗溶接機２０の前記ガイドバー２３が嵌合されることによって位置決めされ、該シリンダヘッド３に形成された吸気ポート４の開口部周縁が電極２２に対して正確に位置決めされる。尚、シートリング材６’はバルブシート６の素材であって、これはＦｅ系燒結材によってリング状に成形され、その断面形状の詳細は図４に示される。
【００３５】
上記シートリング材６’のシリンダヘッド３への接合に際しては、図４に示すように、該シートリング材６’はその外周の突起部６ａ’がシリンダヘッド３の吸気ポート４の開口部周縁に当接する状態でセットされ、その後、図３に示す加圧装置２１によって電極２２がガイドバー２３に沿って下動されてシートリング材６’の内周テーパ面６ｂ’に嵌合され、シートリング材６’が電極２２によって所定の加圧力Ｐで加圧され始める。
【００３６】
上述のようにシートリング材６’を電極２２によって加圧しながら、電極２２によってシートリング材６’に通電がなされると、該シートリング材６’からシリンダヘッド３へと電流が流れ、両者の接触部及びその周辺が加熱される。すると、シートリング材６’の材質であるＦｅ系燒結材よりも変形抵抗の小さな鋳造Ａｌ合金製のシリンダヘッド３が図５に示すように塑性変形し、シートリング材６’がシリンダヘッド３に沈み込んでいく。
【００３７】
ここで、電極２２への電流供給パターンと加圧力パターン及びシートリング材の沈み量（電極２２の軸方向変位）或は変位速度（電極２２の軸方向変位の時間的変化率）の例を図１１、図１２にそれぞれ示すが、図１１に示す例では、電流Ｉは途中で一旦下げられた後に再び同一値が供給され、加圧力Ｐは２段階的に加えられ、シートリング材６’の沈み量Ｓは最終値まで非線形的に増大せしめられている。又、図１２に示す例では、電流Ｉは次第に増大するよう段階的（３段階）に供給され、加圧力Ｐは最終値まで瞬時に加えられ、シートリング材６’の沈み量Ｓは最終値まで非線形的に増大せしめられている。
【００３８】
ところで、本実施の形態においては、低融点材料である鋳造Ａｌ合金製のシリンダヘッド３の接合プロセスにおける温度は鋳造Ａｌ合金の固相線温度を超えないよう制御され、鋳造Ａｌ合金が接合界面付近において固相のまま塑性流動し得る温度範囲内に設定される。尚、抵抗溶接機２０の電極２２への通電時間は、鋳造Ａｌ合金が接合界面付近において固相のまま塑性流動し得るに必要十分な通電時間とされる。
【００３９】
ところで、本発明に係る接合方法においては、融点の異なる異種金属の各固相線温度の差は３４０℃以上に設定される。尚、一般に金属の融点とは、液相が発現する下限温度として定義される。
【００４０】
ここで、鋳造Ａｌ合金が固相のまま塑性流動し得る温度範囲を各種材質：ＡＣ４Ｃ，ＡＣ４Ｂ，ＡＣ２Ｂについて図１３にそれぞれ示す。図１３において、Ｌは液相、Ｌ＋Ｓは固・液混合相、Ｓは固相であり、ＡＣ４Ｃ，ＡＣ４Ｂ，ＡＣ２Ｂについての固相線温度はそれぞれ５５５℃，５２０℃，５２０℃である。そして、固相のまま塑性流動し得る温度範囲は、図１３に斜線にて示すように、ＡＣ４Ｃについては４００℃〜５５５℃、ＡＣ４ＢとＡＣ２Ｂについては共に４５０℃〜５２０℃である。尚、高融点材料であるＦｅ系燒結材の固相線温度は約１０８０℃であるため、該Ｆｅ系燒結材の固相線温度と低融点材料である鋳造Ａｌ合金の固相線温度との差は３４０℃以上となる。
【００４１】
一方、高融点材料であるＦｅ系燒結材製のシートリング材６’の接合プロセスにおける温度は、該Ｆｅ系燒結材の相変態点温度を超えないよう制御される。ここで、Ｆｅ系燒結材の昇温時のＴＭＡ曲線を図１４に示すが、Ｆｅ系燒結材の相変態点温度は図示のように８３８．３℃であり、シートリング材６’の接合プロセスにおける温度はこの相変態点温度（８３８．３℃）以下に抑えられる。
【００４２】
而して、前述の温度範囲で前述のようにシートリング材６’とシリンダヘッド３との接触部及びその周辺が加熱されると、温度上昇によって活発化した原子運動の結果、図１０に示すようにＦｅ原子とＡｌ原子の固相拡散が起き、この固相拡散によってシートリング材６’がシリンダヘッド３に金属学的に強固に接合され、図１５に示すように、Ｆｅ−Ａｌ合金組成を有する非常に薄い固相拡散層２４が形成される。尚、図１５はシートリング材６’とシリンダヘッド３との接合界面付近における鋳造Ａｌ合金の主成分Ａｌの濃度分布を示す図である。
【００４３】
尚、一般に金属学的結合としては、機械的締結に対する概念として接合界面そのものに相互に働く結合力によって相対変位が抑制されるような結合という定義がある他、金属結合（自由電子を媒介とした原子間の結合）、共有結合、イオン結合、水素結合等の化学結合論上分類されている結合様式もある。又、金属材料を構成する原子の相互拡散（固相拡散、液相拡散）等のようなプロセスによって分類されている結合様式の定義がある。本発明方法においては、主には異種金属材料を構成する原子の固相拡散プロセスと上記定義の結合様式の１つ以上の組合せによって両金属材料が接合される。
【００４４】
又、同時にシリンダヘッド３を構成する鋳造Ａｌ合金はシートリング材６’との接合界面において図１０の矢印方向の塑性流れを生じ、両金属材料の表面に被覆されていた酸化被膜は鋳造Ａｌ合金の上記塑性流れによって破壊されて接合界面外へ押し出され、更に、両金属材料の接合面に付着していた汚れも鋳造Ａｌ合金の塑性流れによって接合界面外へ排出されるため、酸化被膜や汚れが接合界面に巻き込まれることがない。
【００４５】
而して、前述のように電極２２への電流供給パターン、電極２２による加圧力パターン、電極２２の変位パターン等を制御することによって（図１１及び図１２参照）、図７に示すようにシートリング材６’がシリンダヘッド３に所定量だけ沈み込むと、電極２２への通電が終了し、シートリング材６’はシリンダヘッド３の吸気ポート４の開口部周縁に強固に接合される。そして、図７及び図１５に示すように接合界面を境としてシリンダヘッド３側（Ａｌ合金側）には所定厚さの塑性変形層２５が形成される。
【００４６】
以上のようにしてシートリング材６’がシリンダヘッド３の吸気ポート４の開口部周縁に金属学的に接合されると、図８示すように、電極２２を取り除いてシートリング材６’への加圧を解除し、最後に図９に示すようにシートリング材６’を機械加工によって所定の形状に仕上加工してバルブシート６として仕上げれば、該バルブシート６のシリンダヘッド３への接合作業が完了し、バルブシート６はシリンダヘッド３の吸気ポート４の開口部周縁に強固に接合されて一体化される。
【００４７】
尚、以上は吸気側のバルブシート６の接合プロセスについて説明したが、排気側のバルブシート７も同様にしてシリンダヘッド３に強固に接合される。
【００４８】
以上のように、本発明に係る接合方法によれば、抵抗熱接合法によってバルブシート６，７がシリンダヘッド３に金属学的に接合されるが、シリンダヘッド３を構成する鋳造Ａｌ合金の接合プロセスにおける温度が鋳造Ａｌ合金の固相線温度以下に抑えられるため、両金属材料の接合界面に溶融反応層が形成されることがなく、両金属材料を構成するＦｅ原子とＡｌ原子の固相拡散によってバルブシート６，７がシリンダヘッド３の吸・排気ポート４，５の開口部周縁に金属学的に強固に接合される。
【００４９】
尚、シリンダヘッド３を構成する鋳造Ａｌ合金（低融点材料）がこれに固有な固相線温度以上に加熱されると、バルブシート６，７とシリンダヘッド３の接合面に形成される酸化被膜の厚さが厚くなるとともに、接合界面付近に溶融反応層が形成され、厚い酸化被膜や汚れが溶融反応層に溶け込むのに加え、凝固収縮に伴う欠陥や残留応力が発生するため、バルブシート６，７のシリンダヘッド３への接合強度を下げてしまう。これに対して鋳造Ａｌ合金の接合プロセスにおける温度を前記温度範囲（図１３参照）の下限値よりも低い温度に設定すると、該鋳造Ａｌ合金の活発な塑性流れが殆ど発生せず、塑性流れによる酸化被膜や汚れの接合界面外への排出が積極的に行われないばかりか、塑性変形層に大きな残留応力が発生するため、バルブシート６，７のシリンダヘッド３への接合強度が低下し、実用に耐え得る接合強度を確保することが不可能となる。従って、塑性変形層２５での残留応力を小さく抑えるとともに、鋳造Ａｌ合金の接合流れを活性化させて酸化被膜や汚れを接合界面外に積極的に排出して高い接合強度を得るためには、鋳造Ａｌ合金の接合プロセスにおける温度は前記温度範囲（図１３参照）内であって、且つ、該鋳造Ａｌ合金の固相線温度に近い値に設定すべきである。
【００５０】
又、本発明に係る接合方法によれば、低融点材料である鋳造Ａｌ合金の接合プロセスにおける温度は該鋳造Ａｌ合金が接合界面付近において固相のまま塑性流動し得る温度範囲内に設定されるため、両金属材料の接合面に形成される酸化被膜や接合面に付着した汚れがＡｌ合金材の接合界面付近での塑性流動によって破壊されて接合界面外に排出され、酸化被膜や汚れの接合界面への巻き込みが防がれ、両金属材料の直接接触による健全な接合界面が得られ、バルブシート６，７のシリンダヘッド３への強固な接合が可能となる。
【００５１】
更に、本発明方法によれば、バルブシート６，７を構成する高融点材料であるＦｅ燒結材の接合プロセスにおける温度が該Ｆｅ燒結材の相変態点温度以下に抑えられるため、該Ｆｅ燒結材の相変態（マルテンサイト化）による著しい硬化が防がれ、バルブシート６，７に十分な靭性が確保され、これらに要求される高い耐衝撃性等の機能が損なわれることがない。
【００５２】
その他、本発明方法によれば、バルブシート６，７のシリンダヘッド３への沈み量を設計的に要求される値に設定することができる。
【００５３】
ここで、本発明方法によってシリンダヘッドに接合されたバルブシートの接合強度を測定した結果を図１６に示す。即ち、図１６はシリンダヘッドの材質としてそれぞれＡＣ４Ｃ，ＡＣ４Ｂ，ＡＣ２Ｂを選定し、各材質のシリンダヘッドに接合されたバルブシートを引き剥すに要する荷重（剥離荷重）を測定した結果を示すが、何れの場合も剥離荷重は許容レベルをクリヤーし、各バルブシートの接合強度は十分実用に耐え得る値を示している。
【００５４】
ところで、実際の内燃エンジンにおいては、バルブシートは高温の燃焼ガスに長時間晒されるため、実用に耐え得るだけの耐久強度を備えている必要がある。
【００５５】
そこで、異なる接合加熱条件（条件１，２，３）において接合されたバルブシートの接合直後の接合強度（剥離荷重）と３００℃の温度に２４時間保持した後の接合強度（耐久強度）を測定した結果を図１７に示す。図１７に示すように、条件１，３においてはバルブシートの接合強度（剥離荷重）は耐久後に低下しているが、条件２においてはバルブシートの接合強度（剥離荷重）は耐久後においても低下しておらず、接合直後の接合強度（剥離荷重）と同等の値を示す。
【００５６】
尚、以上は本発明を特に内燃エンジンにおけるバルブシートのシリンダヘッドへの接合方法について説明したが、本発明は耐摩耗性の高いＳＫＤ材等から成るシート材を軽量なＡｌ合金やＭｇ合金等から成るバルブリフタの頂面に接合する場合の他、融点の異なる他の任意の異種金属材料の接合に対して適用し得ることは勿論である。
【００５７】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、融点の異なる異種金属材料を抵抗熱接合法によって接合する方法であって、接合界面の少なくとも低融点材料側に塑性変形層を形成することによって両金属材料を金属学的に接合する異種金属材料の接合方法において、低融点材料の接合プロセスにおける温度を、該低融点材料の固相線温度を超えず、且つ、該低融点材料が接合界面付近において固相のまま塑性流動し得る温度範囲内に制御するとともに、電極への電流供給パターン及び電極による加圧力パターンを制御することによって、高融点材料の低融点材料への沈み量を最終値まで非線形的に増大するよう制御するようにしたため、両金属材料の接合界面に溶融反応層が形成されることがなく、両金属材料を構成する金属原子の固相拡散によって両金属材料が金属学的に強固に接合され、異種金属材料を必要十分な強度で接合することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】接合型バルブシートを備える４サイクルエンジンのシリンダヘッドの縦断面図である。
【図２】図１のＡ部（吸気側のバルブシート部）拡大詳細図である。
【図３】接合型バルブシートの接合プロセスを説明するための半裁断面図である。
【図４】抵抗溶接機の概略構成図である。
【図５】バルブシートの接合プロセスを説明するための部分断面図である。
【図６】バルブシートの接合プロセスを説明するための部分断面図である。
【図７】バルブシートの接合プロセスを説明するための部分断面図である。
【図８】バルブシートの接合プロセスを説明するための部分断面図である。
【図９】バルブシートの接合プロセスを説明するための部分断面図である。
【図１０】図６のＢ部拡大詳細図である。
【図１１】供給電流と加圧力及び電極の軸方向変位パターンを示す図である。
【図１２】供給電流と加圧力及び電極の軸方向変位パターンを示す図である。
【図１３】シリンダヘッドの各種材質（ＡＣ４Ｃ，ＡＣ４Ｂ，ＡＣ２Ｂ）の接合プロセスにおける温度範囲を示す図である。
【図１４】バルブシートの材料であるＦｅ系燒結材の昇温時のＴＭＡ曲線を示す図である。
【図１５】バルブシートとシリンダヘッドの接合界面近傍の構造を示す図である。
【図１６】バルブシートの接合強度（剥離荷重）を測定した結果を示す図である。
【図１７】バルブシートの接合直後の接合強度（剥離荷重）と耐久後（３００℃の温度に２４時間保持）後の接合強度（耐久強度）を測定した結果を示す図である。
【図１８】圧入型バルブシートを備える４サイクルエンジンのシリンダヘッドの縦断面図である。
【符号の説明】
３シリンダヘッド（低融点材料）
６，７バルブシート（高融点材料）
２０抵抗溶接機
２１加圧装置
２２電極
２５塑性変形層

Claims

融点の異なる異種金属材料を抵抗熱接合法によって接合する方法であって、接合界面の少なくとも低融点材料側に塑性変形層を形成することによって両金属材料を金属学的に接合する異種金属材料の接合方法において、
低融点材料の接合プロセスにおける温度を、該低融点材料の固相線温度を超えず、且つ、該低融点材料が接合界面付近において固相のまま塑性流動し得る温度範囲内に制御するとともに、電極への電流供給パターン及び電極による加圧力パターンを制御することによって、高融点材料の低融点材料への沈み量を最終値まで非線形的に増大するよう制御することを特徴とする異種金属材料の接合方法。
電極への通電時間は、少なくとも低融点材料が固相のまま塑性流動し得るに必要十分な時間に設定されることを特徴とする請求項１記載の異種金属材料の接合方法。
高融点材料としてのＦｅ系燒結材から成るバルブシートを低融点材料としての鋳造Ａｌ合金から成るシリンダヘッドに接合することを特徴とする請求項１又は２記載の異種金属材料の接合方法。