JP3862968B2 - ろう付け用合金粉末 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ろう付け後のろう接金属中へのピンホール発生を防止したろう付け用合金粉末に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ステンレス鋼材を使用した部材を接合する場合に、２つの部材の継手をニッケルろうを使用したろう付けにより接合することがある。このニッケルろうはＪＩＳにも規定されているように、ニッケルを主成分として、Ｂ，Ｓｉ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｐ等の添加物を含んだ合金として形成されている。また、ニッケルろう材として、例えば特開平１１−１１４６９２号公報に開示されているように、ぬれ性が良好で、連続した脆化相が生じることなく、クラックの発生を防止することができ、かつ靱性に富む接合部組織を得ることができるニッケルろう材およびこのろう材を用いたろう付け方法として、粉末状ニッケルろうに、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｎｉ−Ｃｒ合金、ＳＵＳ（ステンレス鋼）のうち選ばれた金属粉末を１重量％以上１０重量％未満添加したニッケルろう材、およびその使用するろう付け方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特許公報においては、確かにぬれ性が良好で、連続した脆化相が生じることなく、クラックの発生を防止することができるかもしれないが、水素量を制御することにより、ろう接金属中に微小なピンホールが発生することを防止した、ろう接性の点において十分でなく、特にピンホールの発生を防止する点おいて不十分であるという問題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上述のような問題を解消するために、発明者らは鋭意開発を進めた結果、合金粉末中の水素量を合金成分として適正な値に制御することにより、ろう付け後のろう接金属中への微小なピンホールの発生を防止して、ろう接性の安定、向上を図ることが可能なろう付け用合金粉末を提供することにある。その発明の要旨とするところは、質量％で、Ｃｒ：１６．０〜２３．０％、Ｓｉ：７．０〜１０．５％、Ｈ：０．５〜３０ｐｐｍ、を含有し、残部Ｎｉおよび不可避的不純物からなる合金からなることを特徴とするろう付け用合金粉末にある。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るろう付け用合金成分組成の限定理由を述べる。
Ｃｒ：１６．０〜２３．０％
Ｃｒは、耐食性を向上させる元素である。しかし、１６．０％未満では効果が得られない。一方、２３．０％を超えると靱性や加工性が劣化するので上限を２３．０％とした。
Ｓｉ：７．０〜１０．５％
Ｓｉは、固溶強化元素であり、かつ脱酸剤である。しかし、１０．５％を超えると加工性を低下させるので、その上限を１０．５％とした。
【０００６】
Ｈ：０．５〜３０ｐｐｍ
Ｈは、多量に存在するとろう接金属中にピンホールが発生しクラックを発生すると共に、ろう接面の接合において未接合部があり、ろう接性が悪い。従って、その効果を得るためには、３０ｐｐｍ以下にする必要がある。しかし、０．５ｐｐｍ未満にすることは製造上難しくコストを上昇させるのみであり、かつ、逆にピンホールを発生しクラックを発生し、ろう接面の接合において未接合部があり、ろう接性が悪いので、その下限を０．５ｐｐｍとした。
上述した成分組成を含有するＮｉ基合金からなり、その他の元素についても、効果の見られる元素については、特に限定されることなく任意に数％程度添加しても良い。
【０００７】
【実施例】
Ｎｉ基合金を溶製した後、Ｎ₂ ガスを使用したガス噴霧法により粉化し、そのままガス雰囲気中で冷却してＮｉ基ろう材粉末２０００ｋｇを製造した。次いで、前記粉末を−１５０〜＋３０μｍに分級した５００ｋｇ／バッチを真空炉中、脱ガスを行った。その結果を表１のＮｏ．１〜３に示す。
また、上記同様に、Ｎｉ基合金を溶製した後、５０〜５００ｐｐｍ水素還元炉雰囲気中で水素量を増加させた。その結果を表１のＮｏ．４〜６に示す。
【０００８】
また、Ｎｉ基合金をＮ₂ ガス中の水素量を１〜２００ｐｐｍであるように調整したＮ₂ ガスを使用したガス噴霧法により粉化し、そのままガス雰囲気中で冷却してＮｉ基ろう材粉末２０００ｋｇを製造した。その結果を表１のＮｏ．７〜１０に示す。
なお、ピンホール評価方法として、ろう接面の断面ミクロ組織を５ケ所観察し、ピンホールの有無を確認した。その時の基準として、以下のように定めた。
○：ピンホールが無し（０個）
×：ピンホールが有り（１個以上）
【０００９】
さらに、ろう接性として、以下のように定めた。
ろう接面の断面ミクロ組織を５ケ所観察し、基材との接合状態を確認した。その時の基準として、以下のように定めた。
○：剥離が無し（０個）
×：未接合部が有り（１個以上）
【００１０】
【表１】

【００１１】
表１に示すように、Ｎｏ．１，４、Ｎｏ．７〜９は本発明例であり、Ｎｏ．２、３Ｎｏ．５〜６、Ｎｏ．１０は比較例である。Ｎｏ．２、３はＨが０．２，０．３ｐｐｍと低いために逆にピンホールが発生し、ろう接面の接合において未接合部があり、ろう接性が悪い。Ｎｏ．５、６はＨが４２，３２ｐｐｍと高く、また、Ｎｏ．１０も３５ｐｐｍと高いために、ピンホールが発生し、ろう接面の接合において未接合部があり、ろう接性が悪い。これに対し、本発明はいずれもピンホールの発生が少なく、ろう接面の接合において剥離が見られずろう接性に優れていることが判る。
【００１２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明により、合金粉末中の水素量を適正な値に制御することにより、ろう接金属中のピンホールの発生を防止し、ろう接面の接合において剥離のない接合部を形成し、ろう付け後のろう接性の安定、向上を図ることが出来る極めて優れた効果を奏するものである。

Claims (1)

1. 質量％で、
   Ｃｒ：１６．０〜２３．０％、
   Ｓｉ：７．０〜１０．５％、
   Ｈ：０．５〜３０ｐｐｍ、
   を含有し、残部Ｎｉおよび不可避的不純物からなる合金からなることを特徴とするろう付け用合金粉末。