JP4366697B2 - Hot wire brazing apparatus and hot wire brazing method - Google Patents

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本発明は、金属、セラミックス、ダイヤモンド等の同種または異種材料を熱線によりろう付するための熱線ろう付け装置及び熱線ろう付け方法に関する。より詳しくは、ろう材を溶融する熱源として局所加熱可能な熱線によって発生する熱を利用した熱線ろう付け装置及び熱線ろう付け方法に関する。   The present invention relates to a hot-wire brazing apparatus and a hot-wire brazing method for brazing the same or different materials such as metals, ceramics, and diamond with hot wires. More specifically, the present invention relates to a hot wire brazing apparatus and a hot wire brazing method using heat generated by a hot wire that can be locally heated as a heat source for melting a brazing material.

基材に他の部材を銀ろう等ろう材を用いて接合する方法としてろう付けはよく知られている。例えば、工具のバイトシャンクと超硬合金のチップとの接合部、熱交換器のパイプとフィンとの接合部などにろう付けの技術が採用されている。ろう付け方法（加熱方法）としては、抵抗ろう付け法、炉中ろう付け法、トーチ（炎）ろう付け法などがよく知られている。しかしながら、これらの方法には、それぞれ問題点を有していることも知られている。例えば、抵抗ろう付け法やトーチろう付け法には温度コントロールが困難であるという問題点があった。また、炉中ろう付け法には、局部加熱が困難で過熱及び冷却に時間がかかるという問題点があった。   Brazing is well known as a method of joining other members to a base material using a brazing material such as silver brazing. For example, a brazing technique is employed for a joint between a tool bite shank and a cemented carbide chip, a joint between a heat exchanger pipe and a fin, and the like. As a brazing method (heating method), a resistance brazing method, an in-furnace brazing method, a torch (flame) brazing method and the like are well known. However, these methods are also known to have problems. For example, the resistance brazing method and the torch brazing method have a problem that temperature control is difficult. In addition, the in-furnace brazing method has a problem that local heating is difficult and it takes time to overheat and cool down.

一方、金属、セラミックス、ダイヤモンドなど同種または異種材料のろう付け法として、酸素との結合反応を伴わない自己燃焼反応によって発生する熱を利用してろう材料を溶融することを特徴とするろう付け方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１の発明の効果の欄には、ろう材の溶融に必要な高温が秒単位のきわめて短い時間内に得られるなどの効果を有することが記載されている。さらに、実施例１の欄には、「２本の炭素リボンヒーターの上に発熱体となるペレット（Ｔｉ＋Ｃ＝１：１モル、１．０ｇ）を置き、その上にＭｏ基板（幅１０×奥行き１０×厚さ１ｍｍ）、Ａｇ−Ｃｕ−Ｔｉろう材（Ａｇ：Ｃｕ：Ｔｉ＝７０：２８：２、厚さ１００μｍ）、１００面でカットした天然ダイヤモンド（約１／３カラット）を設置し、Ａｒ雰囲気の大気圧下で炭素リボンヒーターに通電して着火することにより発熱源ペレットの反応を促した。発熱源の温度を放射温度計で測定したところ、最高温度は約２７５０℃であった。」との記載がある。   On the other hand, as a brazing method for the same or different materials such as metal, ceramics, diamond, etc., the brazing material is melted by utilizing heat generated by a self-combustion reaction not involving a binding reaction with oxygen. Is known (see, for example, Patent Document 1). In the column of the effect of the invention of Patent Document 1, it is described that there is an effect that a high temperature necessary for melting the brazing material can be obtained within a very short time in seconds. Furthermore, in the column of Example 1, “Pellets (Ti + C = 1: 1 mol, 1.0 g) serving as a heating element are placed on two carbon ribbon heaters, and a Mo substrate (width 10 × depth) is placed thereon. 10 × thickness 1 mm), Ag—Cu—Ti brazing material (Ag: Cu: Ti = 70: 28: 2, thickness 100 μm), natural diamond (about 1/3 carat) cut on 100 faces, The carbon ribbon heater was energized and ignited under atmospheric pressure in an Ar atmosphere to accelerate the reaction of the heat source pellets.The temperature of the heat source was measured with a radiation thermometer, and the maximum temperature was about 2750 ° C. Is described.

また、セラミックスと金属との接合に際して、両者間の熱膨張の差に起因する残留応力を抑制して、セラミックスにクラックが発生するのを防止し、健全で強固な接合体を得ることができる接合方法も知られている（例えば、特許文献２参照）。この特許文献２の特許請求の範囲の欄等には、「セラミックス部材と金属部材を接合する方法において、セラミックス部材を活性金属と高融点ろう材とを有する接合材を介して金属部材よりも熱膨張係数が小さい金属板と第１の熱処理工程により接合し、次いで、前記金属板と前記金属部材との間に金属板および金属部材よりも熱処理による塑性変形が大きい軟質金属を挟んだ前記高融点ろう材の融点よりも低い融点を有する低融点ろう材を挿入し、前記第１の熱処理工程より低い温度の第２の熱処理工程により接合する」の記載がある。さらに、この特許文献２の実施例１には、「ＳｉＣをＴｉ箔（厚さ１．５μｍ）および高融点銀ろう材（ＢＡｇ８：液相線７８０℃）でタングステン板（厚さ８００μｍ）に真空炉にて８２０℃、保持時間３分の条件でろう付けしたものに、低融点ろう材（ＢＡｇ１：液相線６２０℃）で銅板（厚さ２００μｍ）に高周波加熱により６２０℃、保持時間３分の条件でろう付けした」との記載もある。   In addition, when joining ceramics and metal, the residual stress caused by the difference in thermal expansion between them can be suppressed, cracks can be prevented from occurring in the ceramics, and a sound and strong joined body can be obtained. A method is also known (see, for example, Patent Document 2). In the column of the claims of Patent Document 2 and the like, “in the method of bonding a ceramic member and a metal member, the ceramic member is heated more than the metal member via a bonding material having an active metal and a high melting point brazing material. The high melting point in which a metal plate having a small expansion coefficient is joined by a first heat treatment step, and then a soft metal having a larger plastic deformation due to heat treatment than the metal plate and the metal member is sandwiched between the metal plate and the metal member. There is a description that "a low melting point brazing material having a melting point lower than the melting point of the brazing material is inserted and bonded by a second heat treatment step having a temperature lower than that of the first heat treatment step". Further, in Example 1 of this Patent Document 2, “SiC is vacuumed on a tungsten plate (thickness 800 μm) with a Ti foil (thickness 1.5 μm) and a high melting point silver brazing material (BAg8: liquidus 780 ° C.). What was brazed in a furnace at 820 ° C. under a holding time of 3 minutes was subjected to high-frequency heating on a copper plate (thickness: 200 μm) with a low melting point brazing material (BAg1: liquid phase line 620 ° C.) and a holding time of 3 minutes. There is also a statement that "it was brazed under the conditions of".

さらに、チップボンド材からなる層を省いて、焼結工程を簡素化することができ、優れた接合強さと耐熱性の得られるダイヤモンドチップ工具の製法も知られている（例えば、特許文献３参照）。この特許文献３の特許請求の範囲の欄等には、「全体に均一に焼結したダイヤモンドチップと基材とを、中間にチップボンド材の融解変形温度と等しい、またはそれより高い融点を有する金属膜体を介在させて突き合わせ、この突き合わせ部に側方からレーザビーム、または電子ビームを照射して加熱し、ダイヤモンドチップ外形にチップボンド材の融解による変形を生じる以前に前記金属媒体を融解して接合する」の記載がある。また、特許文献３の実施例の例１の欄には、「ダイヤモンドチップと鋼製基材とをＣｏ２０ｗｔ％、Ｍｏ７ｗｔ％、Ｆｅ５．５ｗｔ％、Ｂ３．５ｗｔ％、Ｃｒ１０ｗｔ％、Ｎｉ残の組成をもつ厚さ６３μｍのテープ状金属膜体（液相線温度１１６５℃）を挟んで突き合わせ、出力１ｋＷのＣＯ２レーザをスポット径０．１５ｍｍとして突き合わせ部に沿って１．５ｍ／分の速度で移動させつつ照射し、接合させた」との記載もある。 Further, a method for producing a diamond tip tool that omits a layer made of a chip bond material, simplifies the sintering process, and obtains excellent bonding strength and heat resistance is also known (see, for example, Patent Document 3). ). In the column of the claims of this Patent Document 3, the diamond chip and the base material that are uniformly sintered as a whole have a melting point equal to or higher than the melting deformation temperature of the chip bond material. The metal film body is abutted, and the abutting part is heated by irradiating a laser beam or an electron beam from the side to melt the metal medium before the outer shape of the diamond chip is deformed by melting of the chip bond material. To join ". In addition, in the column of Example 1 of the example of Patent Document 3, “a diamond tip and a steel base material are composed of Co 20 wt%, Mo 7 wt%, Fe 5.5 wt%, B 3.5 wt%, Cr 10 wt%, and Ni remaining composition. A 63 μm thick tape-shaped metal film (liquidus temperature 1165 ° C.) is sandwiched, and a CO 2 laser with an output of 1 kW is spot diameter 0.15 mm and moved along the butted portion at a speed of 1.5 m / min. There was also a statement that “it was irradiated and bonded”.

一方、指輪、ネックレス等の宝飾品において、宝飾品の基体にダイヤモンド等宝石を固定するには、宝石上縁部（例えば、クラウン部）の複数箇所を台座側から突出した爪部の先端で押圧挟持して台座に固定するいわゆる爪留め方法がよく行われている。しかし、この爪留め方法では、宝石上縁部の一部が部分的に隠れてしまい、宝石の持つ美しさを最大限に発揮させることができないため、この爪留め方法に変わる方法として、爪部の面と宝石の面とをろう付けで固定することが知られている。しかしながら、現状のろう付け方法は、トーチ、バーナ等で加熱してろう付けする方法が一般的であり、宝石をトーチ等で加熱してろう付けすると、宝石が高温にさらされ、宝石に表面粗さの悪化や変色などを生じるおそれがあるという問題点があった。そこで、トーチ等による加熱でろう付けする作業に適したろう材として、低温で使用可能なろう材、低膨張金属が中間に設けられたロウ材などが提案されている（例えば、特許文献４、特許文献５参照）。さらに、爪留め方法、トーチ等で加熱するろう付け方法は、熟練者による熟練を要する手作業となり、非熟練者では品質の安定化等を図るのが困難であり、生産性がよくなかった。
特公平７−００８７４９号公報 特公平５−０４７５１３号公報 特公平４−０６４８０８号公報 特開平７−３２８７９０号公報 特開平６−２５３９１１号公報 On the other hand, in jewelry such as rings and necklaces, in order to fix jewelry such as diamonds to the jewelry base, press the top of the claw that protrudes from the pedestal at multiple locations on the top edge of the jewelry (for example, the crown). A so-called nail clip method for pinching and fixing to a pedestal is often performed. However, with this nail clip method, part of the upper edge of the gemstone is partially hidden, and the beauty of the gemstone cannot be maximized. It is known to fix the surface of the jewel and the surface of the jewel by brazing. However, the current brazing method is generally a method of brazing by heating with a torch, burner, etc. When the jewel is heated and brazed with a torch or the like, the jewel is exposed to a high temperature and the surface of the jewel is roughened. There was a problem that there was a risk of deterioration or discoloration. Therefore, as a brazing material suitable for brazing by heating with a torch or the like, a brazing material that can be used at a low temperature, a brazing material provided with a low expansion metal in the middle, and the like have been proposed (for example, Patent Document 4, Patents). Reference 5). Further, the nail-clamping method and the brazing method of heating with a torch or the like are manual operations requiring skill by a skilled worker, and it is difficult for a non-skilled worker to stabilize quality and the productivity is not good.
Japanese Patent Publication No. 7-008749 Japanese Patent Publication No. 5-047513 Japanese Examined Patent Publication No. 4-064808 JP 7-328790 A JP-A-6-253911

しかしながら、特許文献１の技術には、ろう付け温度を制御するために、ペレットの発熱量、混合粉末、またはペレットの配置方法、ろう付けしようとする材質の性質（重量、比熱、熱伝導度）、雰囲気（圧力、ガスの種類）等を最適に組み合わせる必要がある。従って、反応温度を制御するためには事前に十分な条件設定が必要となる問題点がある。そのうえ、燃焼反応を利用するため、一旦反応が始まると作業途中で温度を制御できない問題点もある。   However, in the technique of Patent Document 1, in order to control the brazing temperature, the calorific value of the pellets, the mixed powder or pellet arrangement method, the properties of the material to be brazed (weight, specific heat, thermal conductivity) It is necessary to optimally combine the atmosphere (pressure, type of gas) and the like. Therefore, there is a problem that sufficient conditions must be set in advance to control the reaction temperature. In addition, since the combustion reaction is used, there is a problem that the temperature cannot be controlled during the operation once the reaction starts.

また、特許文献２の技術には、ろう付け工程が２段階であるため、工程が複雑となり生産性が低下する等の問題点がある。さらに、特許文献３の技術には、レーザビームまたは電子ビームを側方より照射して加熱するため、単純形状のものしか加熱できない問題点や装置の部品点数が増加し、装置の信頼性を低下させるおそれがあるという問題点がある。   Further, the technique of Patent Document 2 has a problem that the process is complicated and the productivity is lowered because the brazing process has two stages. Furthermore, since the technique of Patent Document 3 is heated by irradiating a laser beam or electron beam from the side, the problem that only a simple shape can be heated and the number of parts of the apparatus increase, and the reliability of the apparatus decreases. There is a problem that there is a risk of causing.

さらに、特許文献４，５の技術は、ろう材に関するものであり、ろう付け方法及びろう付け装置に関する提案ではなかった。言い換えると、宝飾品の分野においては、局部的に加熱して、宝石に表面粗さの悪化や変色を生じさせることがなく、確実に固定できる宝飾品のろう付け装置及びろう付け方法の開発が要望されていた。   Furthermore, the techniques of Patent Documents 4 and 5 are related to a brazing material, and are not proposals related to a brazing method and a brazing apparatus. In other words, in the field of jewelry, the development of a brazing device and a brazing method for jewelry that can be fixed securely without locally deteriorating the surface roughness and causing discoloration of the gemstone. It was requested.

本発明は、以上の技術背景に基づき、従来の問題点を解決するためになされたもので、次の目的を達成する。   The present invention has been made to solve the conventional problems based on the above technical background, and achieves the following object.

本発明の目的は、熱線による局部加熱をろう付け面に対して垂直または略垂直に行うことにより、加熱部の温度をろう材の溶融する温度範囲で容易に制御することが可能な熱線ろう付け装置及び熱線ろう付け方法を提供することにある。   An object of the present invention is to perform hot wire brazing, in which the temperature of the heated portion can be easily controlled within the temperature range in which the brazing material melts by performing local heating by hot wire perpendicularly or substantially perpendicularly to the brazing surface. It is in providing an apparatus and a heat ray brazing method.

本発明の他の目的は、構造の単純な装置を用い、短時間・短工程で安定したろう付けを行うことが可能な熱線ろう付け装置及び熱線ろう付け方法を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a hot wire brazing apparatus and a hot wire brazing method capable of performing stable brazing in a short time and in a short process using an apparatus having a simple structure.

本発明のさらに他の目的は、宝飾品の基体に宝石を、表面粗さの悪化や変色を生じさせることなく、確実に固定でき、生産性向上、品質の安定が図れる宝飾品のろう付けに好適な熱線ろう付け装置及び熱線ろう付け方法を提供することにある。   Still another object of the present invention is to braze jewelry that can securely fix a gemstone to a jewelry base without causing deterioration in surface roughness or discoloration, improving productivity, and stabilizing quality. It is an object of the present invention to provide a suitable hot wire brazing apparatus and a hot wire brazing method.

本発明は、前記目的を達成するために次の手段をとる。
本発明１の熱線ろう付け装置は、熱線により第１の部材に第２の部材をろう付けする熱線ろう付け装置であって、前記熱線を、前記第１の部材と、前記第１の部材の上に置いたろう材と、前記ろう材の上に置いた前記第２の部材とからなる被ろう付け体に、照射する熱線源と、前記被ろう付け体を支持可能に設けられる被ろう付け体支持装置と、前記熱線源と対向する方向に開口部が形成され、前記被ろう付け体を囲繞可能に設けられる容器本体と、前記容器本体に設けられ、前記容器本体の前記開口部を密閉可能に覆うとともに前記熱線が透過可能な熱線透過窓部材とからなり、前記容器本体は、前記熱線透過窓部材で前記開口部が覆われたとき密閉可能な室を形成するものであり、前記被ろう付け体支持装置は、前記被ろう付け体が載置される被ろう付け体載置台と、前記被ろう付け体載置台を、前記熱線透過窓部材に対して進退移動する方向に、前記室の密閉状態を保ちながら移動させるための移動手段とを備え、前記被ろう付け体載置台は、前記被ろう付け体に照射された前記熱線の熱が、前記被ろう付け体から熱伝導することを低減するものであり、
前記熱線透過窓部材は、前記被ろう付け体載置台が前記熱線透過窓部材側に移動したとき、前記被ろう付け体載置台と協働して、前記被ろう付け体を挟み込むことで固定するものであることを特徴とする。
The present invention takes the following means in order to achieve the object.
The heat ray brazing apparatus according to the first aspect of the present invention is a heat ray brazing apparatus that brazes the second member to the first member with a heat ray, the heat ray being connected to the first member and the first member. A brazing body provided on a brazing body composed of a brazing material placed on the brazing material and the second member placed on the brazing material so as to support the brazed body. An opening is formed in a direction facing the support device and the heat source, and a container body provided so as to surround the body to be brazed, and provided in the container body, and the opening of the container body can be sealed. And a heat ray transmitting window member that allows the heat ray to pass therethrough, and the container body forms a chamber that can be sealed when the opening is covered with the heat ray transmitting window member, The brazed body support device is mounted with the brazed body. And the object to be brazed body mounting base Re that, the object to be brazed body mounting base, in the direction of forward and backward movement with respect to the heat ray transmission window member, and a moving means for moving while maintaining the sealed state of the chamber The brazed body mounting table is for reducing heat conduction of the heat rays irradiated to the brazed body from the brazed body ,
The heat ray transmitting window member is fixed by sandwiching the brazed body in cooperation with the brazed body placing table when the brazed body placing table moves to the heat ray transmitting window member side. It is characterized by being.

本発明２の熱線ろう付け装置は、本発明１において、
前記被ろう付け体支持装置には、前記被ろう付け体載置台と前記移動手段との間に、前記被ろう付け体にかかっている圧力または力を測定するためのセンサが設けられていることを特徴とする。
The heat brazing apparatus of the present invention 2 is the present invention 1,
The brazed body support device is provided with a sensor for measuring pressure or force applied to the brazed body between the brazed body mounting table and the moving means. It is characterized by.

本発明３の熱線ろう付け装置は、本発明１または２において、
前記熱線は、前記被ろう付け体のろう付け面に対し、７５〜１０５度の角度の方向から照射されるものであることを特徴とする。
The heat brazing apparatus according to the third aspect of the present invention is the first or second aspect of the present invention.
The said heat ray is irradiated from the direction of an angle of 75-105 degree | times with respect to the brazing surface of the said to-be-brazed body, It is characterized by the above-mentioned.

本発明４の熱線ろう付け装置は、本発明１から３において、
前記ろう付け体のろう付け部分の温度が所定の温度範囲内になるように、前記熱線源の制御を行う熱線制御装置を備え、前記熱線源は、前記被ろう付け体の温度制御が可能なものであることを特徴とする。
The heat ray brazing apparatus of the present invention 4 is the present invention 1 to 3,
A heat ray control device for controlling the heat ray source so that the temperature of the brazed portion of the brazing member is within a predetermined temperature range, and the heat ray source can control the temperature of the brazed object; It is characterized by being.

本発明５の熱線ろう付け装置は、本発明４において、
前記ろう付けする部分の温度を測定し、前記熱線制御装置に測定結果を入力するための温度計が設けられていることを特徴とする。
The heat brazing apparatus of the present invention 5 is the present invention 4,
A thermometer is provided for measuring the temperature of the brazed portion and inputting the measurement result to the heat ray control device.

本発明６の熱線ろう付け装置は、本発明１から５において、
前記熱線は、集光された赤外線、集光された遠赤外線、及びレーザ光から選択される１種以上であることを特徴とする。
The heat brazing apparatus according to the sixth aspect of the present invention includes:
The heat ray is one or more selected from a condensed infrared ray, a condensed far infrared ray, and a laser beam .

本発明７の熱線ろう付け装置は、本発明１から６において、
前記第１の部材は、金属またはセラミックスで製作されたものであり、前記第２の部材は、セラミックスで製作されたものであり、前記ろう材は、金ろう、銀ろう、銅ろう、黄銅ろう、ニッケルろう、パラジウムろうから選択される１種であることを特徴とする。
The heat ray brazing apparatus according to the seventh aspect of the present invention includes the first to sixth aspects of the present invention,
The first member is made of metal or ceramics, the second member is made of ceramics, and the brazing material is gold brazing, silver brazing, copper brazing, brass brazing , Nickel brazing and palladium brazing .

本発明８の熱線ろう付け装置は、本発明１から７において、
前記容器本体は、前記熱線透過窓部材で密閉された前記室を形成したとき、真空排気またはガス置換ができるものであることを特徴とする。
The heat ray brazing apparatus of the present invention 8 is the present invention 1 to 7,
The container body can be evacuated or replaced with gas when the chamber sealed by the heat ray transmitting window member is formed .

本発明９の熱線ろう付け方法は、
第１の部材と第２の部材とをろう付けで接合する方法であって、前記第１の部材と、前記第１の部材の上に置いたろう材と、前記ろう材の上に置いた前記第２の部材とからなる被ろう付け体を、この被ろう付け体に照射される熱線の熱が、前記被ろう付け体から熱伝導することを低減する被ろう付け体載置台に載置し、前記熱線を透過可能な熱線透過窓部材で容器本体の開口部を密閉し、前記被ろう付け体載置台を進退移動させ、前記熱線透過窓部材と前記被ろう付け体載置台との間に、前記被ろう付け体を挟み込むことで固定し、熱線源からの前記熱線を前記熱線透過窓部材を介して、局部的に、前記被ろう付け体のろう付け面に照射し、ろう付けする部分の温度が所定の温度範囲内になるように、熱線源制御装置により前記熱線源を制御して加熱し、加熱後、前記第１の部材と前記第２の部材を冷却することを特徴とする。
The heat ray brazing method of the present invention 9
A method of joining a first member and a second member by brazing, wherein the first member, a brazing material placed on the first member, and the brazing material placed on the brazing material to be brazed body comprising a second member, the heat of the heat ray emitted this to be brazed body is placed the to be brazed body mounting base to reduce the heat conduction from the object to be brazed body the hot wire sealing the opening of the container body at a heat ray transmissive window member which can transmit, said to move forward and backward to be brazed body mounting base, between said heat ray transmission window member and the object to be brazed body mounting base The part to be brazed by fixing the brazed body by sandwiching it, and irradiating the brazed surface of the brazed body locally through the heat ray transmitting window member with the heat ray from the heat ray source. The heat source is controlled by a heat source control device so that the temperature of the heat source is within a predetermined temperature range. Heated Te, after heating, characterized by cooling the second member and the first member.

本発明１０の熱線ろう付け方法は、本発明９において、
前記被ろう付け体を固定する方法は、前記被ろう付け体にかかっている圧力または力を測定しながら挟み込むことで固定する工程であることを特徴とする。
The heat ray brazing method of the present invention 10 is the present invention 9,
The method of fixing the object to be brazed body, characterized in that said step is a step of fixing scissors write Muko Metropolitan while measuring the pressure or force that depends on the brazing material.

本発明１１の熱線ろう付け方法は、本発明９または１０において、
前記熱線は、前記ろう付け面に対して、７５〜１０５度の角度の方向から照射されるものであることを特徴とする。
Hot wire brazing method of the present invention 1 1, in the present invention 9 or 1 0,
The said heat ray is irradiated from the direction of an angle of 75-105 degree | times with respect to the said brazing surface, It is characterized by the above-mentioned.

本発明１２の熱線ろう付け方法は、本発明９から１１において、
前記加熱する工程は、前記ろう付けする部分の温度を測定するとともに測定結果を前記熱線源制御装置に入力し、前記被ろう付け体の温度制御をしながら行っている工程であることを特徴とする。 The heat ray brazing method according to the present invention 12 includes the present invention 9 to 11,
The heating step is a step of measuring the temperature of the part to be brazed and inputting the measurement result to the heat ray source control device while controlling the temperature of the brazed body. To do.

本発明１３の熱線ろう付け方法は、本発明９から１２において、
前記熱線は、集光された赤外線、集光された遠赤外線、及びレーザ光から選択される１種以上であることを特徴とする。
Hot wire brazing method of the present invention 1 3, in the present invention 9 1 2,
The heat ray is one or more selected from a condensed infrared ray, a condensed far infrared ray, and a laser beam .

本発明１４の熱線ろう付け方法は、本発明９から１３において、
前記第１の部材は、金属またはセラミックスで製作されたものであり、前記第２の部材は、セラミックスで製作されたものであり、前記ろう材は、金ろう、銀ろう、銅ろう、黄銅ろう、ニッケルろう、パラジウムろうから選択される１種であることを特徴とする。
Hot wire brazing method of the present invention 1 4, in the present invention 9 1 3,
The first member is made of metal or ceramics, the second member is made of ceramics, and the brazing material is gold brazing, silver brazing, copper brazing, brass brazing , wherein 1 Tanedea Rukoto selected nickel braze, palladium wax.

本発明１５の熱線ろう付け方法は、本発明９から１４において、
前記容器本体は、前記開口部が前記熱線透過窓部材で密閉されたとき、真空排気またはガス置換ができるものであり、前記熱線の照射、加熱は、真空状態または所定のガスが充満されている状態で行っていることを特徴とする。
Hot wire brazing method of the present invention 1 5, in the present invention 9 1 4,
The container body when said opening is closed by the heat ray transmission window member, which may evacuated or gas substitution, the irradiation of the heat rays, heating, vacuum or a predetermined gas is filled It is performed in a state.

以下、本発明の熱線ろう付け装置の各要素をさらに詳細に説明する。
〔熱線源〕
本発明の熱線源は、集光された赤外線やレーザ光を用いて、ろう付け面に対して垂直または略垂直な方向からろう付けが必要な部分のみ局部加熱を、温度制御を行いつつ、短時間での加熱および冷却を実現し、安定した新規なろう付け法を実現し、工程の短縮を実現したものである。 Hereinafter, each element of the heat ray brazing apparatus of the present invention will be described in more detail.
[Heat source]
The heat ray source of the present invention uses focused infrared light or laser light to perform local heating only on a portion that needs to be brazed from a direction perpendicular or substantially perpendicular to the brazing surface, while performing temperature control, while performing short heating. It realizes heating and cooling in time, realizes a stable new brazing method, and shortens the process.

〔ろう材〕
本発明のろう材は、４５０℃以上の高い融点をもつろう付け用溶加材であり、金ろう、銀ろう、銅ろう、黄銅ろう、ニッケルろう、パラジウムろう等をいう。 [Brazing material]
The brazing material of the present invention is a filler metal for brazing having a high melting point of 450 ° C. or higher, and refers to gold brazing, silver brazing, copper brazing, brass brazing, nickel brazing, palladium brazing and the like.

〔基材〕
本発明でいう基材（第１の部材）は、熱線により加熱されることでろう材を介してセラミックスと接合される金属またはセラミックスを意味する。本発明でいう金属は、鉄系や非鉄系を含むものであり、炭素鋼、合金鋼等の鉄鋼材料、タングステン、モリブデン等の非鉄金属材料または合金等が挙げられる。 〔Base material〕
The base material (first member) in the present invention means a metal or ceramic that is heated by a heat ray and bonded to the ceramic via a brazing material. The metal referred to in the present invention includes iron-based and non-ferrous metals, and examples thereof include steel materials such as carbon steel and alloy steel, and non-ferrous metal materials or alloys such as tungsten and molybdenum.

〔セラミックス〕
本発明でいうセラミックス部材（第２の部材）とは、窯業で生産される製品をいう。具体的には、ファインセラミックス、機能性セラミックス、強化セラミックス、陶磁器をいい、酸化物系や非酸化物系を含むものであり、酸化物系には、アルミナ、シリカ、マグネシア、ジルコニア等が挙げられ、非酸化物系には炭化ケイ素、窒化ケイ素、炭化チタン、窒化チタン、窒化ホウ素、炭化ホウ素、ダイヤモンド等が挙げられる。 [Ceramics]
The ceramic member (second member) in the present invention refers to a product produced in the ceramic industry. Specifically, it refers to fine ceramics, functional ceramics, reinforced ceramics, and ceramics, including oxides and non-oxides. Examples of oxides include alumina, silica, magnesia, and zirconia. The non-oxide type includes silicon carbide, silicon nitride, titanium carbide, titanium nitride, boron nitride, boron carbide, diamond and the like.

〔ダイヤモンド〕
本発明において、ダイヤモンドとは、天然ダイヤモンド及び合成（人工）ダイヤモンド等全ての種類のものであり、単結晶ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンドを含むものである。この多結晶ダイヤモンドには、いわゆる多結晶ダイヤモンド、焼結ダイヤモンド及び薄膜ダイヤモンドが含まれる。 〔diamond〕
In the present invention, the diamond is all kinds such as natural diamond and synthetic (artificial) diamond, and includes single crystal diamond and polycrystalline diamond. This polycrystalline diamond includes so-called polycrystalline diamond, sintered diamond and thin film diamond.

本発明の熱線ろう付け装置は、簡素な構成の装置とすることができ、熱線ろう付け装置の信頼性向上が図れた。また、この装置によるろう付け方法は、加熱部の温度をろう材の溶融する温度範囲で容易に制御できるとともに、短時間・短工程で安定した新規なろう付けを行うことができた。   The heat ray brazing apparatus of the present invention can be an apparatus having a simple configuration, and the reliability of the heat ray brazing apparatus can be improved. In addition, the brazing method using this apparatus can easily control the temperature of the heating portion within the temperature range in which the brazing material melts, and can perform stable new brazing in a short time and in a short process.

また、熱線透過窓部材と、熱線透過窓部材と協働して真空室を構成する容器本体とを主な構成要素とする簡素な構成のろう付け冶具装置を用い、赤外線やレーザ光等の熱線により短時間での加熱を可能とした。また、ろう付け冶具装置への基材、ろう材、セラミックス部材からなる被ろう付け体の固定作業、取り外し作業を容易に、かつ、短時間で行えるようにし、ろう付け作業の生産性の向上が図ることができた。   In addition, using a brazing jig device having a simple configuration mainly composed of a heat ray transmitting window member and a container body constituting a vacuum chamber in cooperation with the heat ray transmitting window member, heat rays such as infrared rays and laser light are used. This enabled heating in a short time. In addition, it is possible to easily and quickly fix and remove the brazed body made of the base material, brazing material, and ceramic member from the brazing jig device, thereby improving the productivity of the brazing work. I was able to plan.

さらに、熱線による局部加熱をろう付け面に対して垂直または略垂直に行うことにより、加熱部の温度をろう材の溶融する温度範囲で容易に制御することが可能となった。また、温度計で基材の温度を計測しながらろう付けを行うことができ、確実なろう付けによる接合を行うことができる。   Furthermore, by performing local heating with a hot wire perpendicularly or substantially perpendicularly to the brazing surface, it becomes possible to easily control the temperature of the heating part within the temperature range in which the brazing material melts. Moreover, it can braze, measuring the temperature of a base material with a thermometer, and joining by reliable brazing can be performed.

また、熱線ろう付け装置を宝飾品に適用すると、宝飾品の基体に宝石を、表面粗さの悪化や変色を生じさせることなく、実用的な接合強度にろう付けすることができる。 さらに、作業者の熟練を必要せず、熱線ろう付け装置にろう付け前の宝飾品をセットさえすれば、品質の安定した宝飾品が製作でき、生産性の向上が図れる。   Further, when the heat brazing apparatus is applied to jewelry, the jewelry can be brazed to a practical bonding strength without causing deterioration of the surface roughness or discoloration. Furthermore, without requiring the skill of the operator, as long as the pre-brazing jewelery is set in the heat ray brazing device, a jewelery with a stable quality can be manufactured, and the productivity can be improved.

以下、本発明の熱線ろう付け装置の実施の形態を図面に従って説明する。
図１は、本発明の実施の形態の熱線ろう付け装置の外観を示す斜視図、図２は、ろう付け冶具装置の断面図、図３は、熱線ろう付け装置の概要を示す説明図である。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the heat ray brazing apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a heat ray brazing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of a brazing jig apparatus, and FIG. 3 is an explanatory view showing an outline of the heat ray brazing apparatus. .

〔熱線ろう付け装置の全体構成〕
熱線ろう付け装置１は、概略、ろう付け作業工程のために被ろう付け体の位置決めと、ろう付け作業環境を作るための機能を備えた装置である。機体２は、鋼板で作られたＬ字状の部材である。機体２は、底板３と側板４とからなる。底板３の上には、被ろう付け体をＸ軸方向、Ｙ軸方向の２方向で位置決めができる位置決め機構５が搭載されている。 [Overall configuration of the hot wire brazing device]
The hot-wire brazing apparatus 1 is an apparatus having a function for generally positioning a brazed body for a brazing work process and creating a brazing work environment. Airframe 2 is an L-shaped member made of a steel plate. The body 2 includes a bottom plate 3 and side plates 4. On the bottom plate 3 is mounted a positioning mechanism 5 that can position the brazed body in two directions, the X-axis direction and the Y-axis direction.

位置決め機構５は、Ｘ軸方向（図１の左右方向である）に駆動するＸ駆動機構８と、これと直交するＹ軸方向（図１の前後方向）に駆動するＹ駆動機構９とが積み重ねられている。底板３の上には、Ｘ駆動機構８が搭載されている。   The positioning mechanism 5 includes an X drive mechanism 8 that drives in the X-axis direction (the left-right direction in FIG. 1) and a Y drive mechanism 9 that drives in the Y-axis direction (the front-rear direction in FIG. 1) perpendicular thereto. It has been. An X drive mechanism 8 is mounted on the bottom plate 3.

図１から３に示すように、熱線ろう付け装置１は、ろう付け治具装置６、熱線透過窓部材３１、熱線源７を主な構成要素とする。ろう付け治具装置６には、炭化タングステン合金板等の第１の部材（基材）５０、ろう材５１、ダイヤモンド等の第２の部材（セラミックス部材）５２が固定される。熱線源７としては局部加熱が可能なように集光された熱線源を用いるのが好ましい。例えば、反射や屈折により集光された赤外線、反射や屈折により集光された遠赤外線、レーザ光のようにエネルギー密度の高い熱線源が採用できる。すなわち、熱線源は、赤外線、遠赤外線、及びレーザ光から選択される１種以上であることが好ましい。   As shown in FIGS. 1 to 3, the heat ray brazing apparatus 1 includes a brazing jig device 6, a heat ray transmitting window member 31, and a heat ray source 7 as main components. A first member (base material) 50 such as a tungsten carbide alloy plate, a brazing material 51, and a second member (ceramic member) 52 such as diamond are fixed to the brazing jig device 6. As the heat ray source 7, it is preferable to use a heat ray source condensed so that local heating is possible. For example, a heat ray source having a high energy density such as infrared light collected by reflection or refraction, far infrared light collected by reflection or refraction, or laser light can be employed. That is, the heat ray source is preferably at least one selected from infrared rays, far infrared rays, and laser light.

基材５０には、温度計６０が設けられている。温度計６０は、例えば熱電対または放射温度計を用いて温度を測定するとともにその温度データを熱線制御装置７１に出力する。熱線制御装置７１は、熱線源７の制御を行う。すなわち、熱線制御装置７１は、ろう付けする部分の温度、またはろう付けする部分の近傍の温度が、所定の温度、例えばろう材の溶融する温度範囲内になるように、熱線源７の制御を行う。   The base material 50 is provided with a thermometer 60. The thermometer 60 measures the temperature using, for example, a thermocouple or a radiation thermometer and outputs the temperature data to the hot wire controller 71. The heat ray control device 71 controls the heat ray source 7. That is, the heat ray control device 71 controls the heat ray source 7 so that the temperature of the brazing portion or the temperature in the vicinity of the brazing portion falls within a predetermined temperature, for example, a temperature range in which the brazing material melts. Do.

熱線７０により加熱された基材５０の温度を温度計６０で測定し、測定結果を熱線源７の熱線制御装置７１に入力し、基材５０の温度を制御する。基材５０の温度ならびに単位面積あたりの熱線の照射エネルギーを制御するための要素としては、熱線の絞り径、シャッターの開閉による照射時間、レーザ光のパルス波の波形等が挙げられる。   The temperature of the base material 50 heated by the hot wire 70 is measured by the thermometer 60, and the measurement result is input to the hot wire control device 71 of the hot wire source 7 to control the temperature of the base material 50. Elements for controlling the temperature of the substrate 50 and the irradiation energy of the heat rays per unit area include the diameter of the heat ray, the irradiation time by opening and closing the shutter, the waveform of the pulse wave of the laser light, and the like.

基材５０、ろう材５１及びセラミックス部材５２からなるろう付け体５５をろう付け治具装置６に固定する。具体的には、被ろう付け体載置台４０の上に載せた基材５０、ろう材５１及びセラミックス部材５２を熱線透過窓部材３１と協働して、挟み込むことで固定、加圧する。固定の際に加圧することにより、ろう材５１の溶融によって厚さの減少が生じた場合においても、基材５０、ろう材５１及びセラミックス部材５２を固定することができる。   A brazing body 55 including the base material 50, the brazing material 51 and the ceramic member 52 is fixed to the brazing jig device 6. Specifically, the base material 50, the brazing material 51, and the ceramic member 52 placed on the brazed body mounting table 40 are fixed and pressed by being sandwiched in cooperation with the heat ray transmitting window member 31. By applying pressure at the time of fixing, the base material 50, the brazing material 51, and the ceramic member 52 can be fixed even when the thickness of the brazing material 51 is reduced due to melting.

熱線透過窓部材３１でセラミックス部材５２を押さえるとともに、上部に設置された熱線源７より照射される熱線７０を、熱線透過窓部材３１を透過させて基材５０に垂直または略垂直（例えば、７５〜１０５度）に照射する。単位面積あたりの熱線７０の照射エネルギーは、基材５０に対する熱線７０の照射角度および熱線７０の絞りによって決定される。照射角度は必ずしも垂直でなくても良く、基材５０のろう付け面に対して７５〜１０５度の範囲内であれば、熱線透過窓部材３１を透過させて不具合なく加熱できる。   While holding the ceramic member 52 with the heat ray transmitting window member 31, the heat ray 70 irradiated from the heat ray source 7 installed on the upper part is transmitted through the heat ray transmitting window member 31 and is perpendicular or substantially perpendicular to the base material 50 (for example, 75 (~ 105 degrees). The irradiation energy of the heat ray 70 per unit area is determined by the irradiation angle of the heat ray 70 with respect to the substrate 50 and the restriction of the heat ray 70. The irradiation angle does not necessarily have to be vertical. If the irradiation angle is within a range of 75 to 105 degrees with respect to the brazing surface of the substrate 50, the heat ray transmission window member 31 can be transmitted and heated without any problems.

図１から３に示すように、被ろう体載置台４０の上に基材５０を置き、その上にろう材５１、更にその上に単結晶ダイヤモンド等のセラミックス部材５２を置き、上から熱線透過窓部材３１を当て、これで押圧して固定する。ろう付けを行う雰囲気は、Ａｒ（アルゴン）ガス等の不活性ガス中、または真空中が好ましい。この雰囲気条件は、真空中なら１０-1Ｐａ以下で十分であり、不活性ガス中なら１０-1Ｐａ以下に減圧した後に不活性ガスを充満させ、大気圧より約５ｍＰａ高い圧力を保てば十分である。 As shown in FIGS. 1 to 3, a base material 50 is placed on a brazing body mounting table 40, a brazing material 51 is placed thereon, and a ceramic member 52 such as single crystal diamond is placed thereon, and heat rays are transmitted from above. The window member 31 is applied and pressed and fixed with this. The atmosphere for brazing is preferably in an inert gas such as Ar (argon) gas or in a vacuum. As for this atmospheric condition, 10 −1 Pa or less is sufficient in a vacuum, and if in an inert gas, the pressure is reduced to 10 −1 Pa or less and then the inert gas is filled to maintain a pressure about 5 mPa higher than the atmospheric pressure. It is enough.

図１に示すように、底板３には、基台１１が固定されている。基台１１には、Ｘ駆動機構８が設けられている。基台１１には、両端を軸受部１２ａ、１２ｂに回転可能に支持された第１ねじ軸１０が設けられている。第１移動台１５の下部に設けられたナット１４に、第１ねじ軸１０の雄ねじがねじ込まれている。第１ねじ軸１０の一方の端部には、第１駆動モータ１３が設けられている。第１駆動モータ１３の出力軸と第１ねじ軸１０とは、図示しない連結部材で連結されている。従って、第１駆動モータ１３を駆動すると、第１移動台１５は、基台１１に形成された案内部に案内されてＸ軸方向に移動する。第１駆動モータ１３、第１ねじ軸１０等でＸ駆動機構８が構成されている。   As shown in FIG. 1, a base 11 is fixed to the bottom plate 3. The base 11 is provided with an X drive mechanism 8. The base 11 is provided with a first screw shaft 10 whose both ends are rotatably supported by the bearing portions 12a and 12b. The male screw of the first screw shaft 10 is screwed into the nut 14 provided at the lower part of the first moving table 15. A first drive motor 13 is provided at one end of the first screw shaft 10. The output shaft of the first drive motor 13 and the first screw shaft 10 are connected by a connecting member (not shown). Therefore, when the first drive motor 13 is driven, the first moving base 15 is guided by the guide portion formed on the base 11 and moves in the X-axis direction. The X drive mechanism 8 is constituted by the first drive motor 13, the first screw shaft 10, and the like.

第１移動台１５には、Ｙ駆動機構９が設けられている。第１移動台１５には、軸受部１７等に回転可能に支持された第２ねじ軸１６が設けられている。第２ねじ軸１６の一方の端部には、第２駆動モータ１８が設けられている。第２駆動モータ１８の出力軸と第２ねじ軸１６とは、図示しない連結部材で連結されている。第２移動台２０の下部に設けられたナット１９が、第２ねじ軸１６の雄ねじにねじ込まれている。従って、第２駆動モータ１８を駆動すると、第２移動台２０は、第１移動台１５に形成された案内部に案内されてＹ軸方向に移動する。第２駆動モータ１８、第２ねじ軸１６等でＹ駆動機構９が構成されている。従って、第２移動台２０は、Ｘ軸、Ｙ軸の両方向に移動可能になっている。なお、駆動モータは、移動台を直接駆動するリニアモータ、減速機構を備えた駆動モータ等他の駆動体であってもよい。要するに、熱線源７と、被ろう付け体５５が取り付けられる被ろう付け体載置台４０とが、相対的に、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動可能な構成とすることができる駆動機構であればよい。   The first moving base 15 is provided with a Y drive mechanism 9. The first moving table 15 is provided with a second screw shaft 16 that is rotatably supported by the bearing portion 17 and the like. A second drive motor 18 is provided at one end of the second screw shaft 16. The output shaft of the second drive motor 18 and the second screw shaft 16 are connected by a connecting member (not shown). A nut 19 provided at the lower portion of the second moving table 20 is screwed into the male screw of the second screw shaft 16. Therefore, when the second drive motor 18 is driven, the second moving table 20 is guided by the guide portion formed on the first moving table 15 and moves in the Y-axis direction. The Y drive mechanism 9 is composed of the second drive motor 18, the second screw shaft 16, and the like. Therefore, the second moving table 20 can move in both the X-axis and Y-axis directions. Note that the drive motor may be another drive body such as a linear motor that directly drives the moving base, a drive motor that includes a speed reduction mechanism, or the like. In short, the drive mechanism can be configured such that the heat ray source 7 and the brazed body mounting table 40 to which the brazed body 55 is attached are relatively movable in the X-axis direction and the Y-axis direction. That's fine.

〔ろう付け冶具装置６の構成〕
図２に示すように、ろう付け冶具装置６は、容器本体２５、昇降部材３６、ねじ部材３８、被ろう付け体載置台（以下、載置台という）４０、熱線透過窓部材（以下、透過窓部材という。）３１、押さえ蓋３２、シール部材４２、シール部材４３等で構成される。
ろう付け治具装置６は第２移動台２０に載置固定されている。
容器本体２５はステンレス鋼製で円柱形状をし、気密性を保つように棒鋼を穿鑿加工し、製作したものである。容器本体２５の下フランジ部２６はボルト２７で第２移動台２０に固定されている。容器本体２５は、ろう付けを真空状態で行う場合には真空容器本体となり、ろう付けを所定のガスで充満させた状態で行う場合にはガス置換容器本体となる。容器本体２５には、中間に小径の案内孔部３５を備えた中間凸部２９が形成され、中間凸部２９より上部側に上部が開口した第１の穴、下部側に第２の穴が形成されている。 [Configuration of Brazing Jig Device 6]
As shown in FIG. 2, the brazing jig device 6 includes a container body 25, an elevating member 36, a screw member 38, a brazed body mounting table (hereinafter referred to as a mounting table) 40, a heat ray transmitting window member (hereinafter referred to as a transmitting window). It is comprised of a member 31), a pressing lid 32, a sealing member 42, a sealing member 43, and the like.
The brazing jig device 6 is mounted and fixed on the second moving table 20.
The container body 25 is made of stainless steel and has a cylindrical shape and is manufactured by drilling a steel bar so as to maintain airtightness. The lower flange portion 26 of the container body 25 is fixed to the second moving table 20 with a bolt 27. The container body 25 is a vacuum container body when brazing is performed in a vacuum state, and is a gas replacement container body when brazing is performed in a state where the brazing is filled with a predetermined gas. The container body 25 is formed with an intermediate convex portion 29 having a small-diameter guide hole portion 35 in the middle, and a first hole having an upper portion opened above the intermediate convex portion 29 and a second hole being disposed on the lower portion side. Is formed.

第２の穴内に設けられたねじ部材３８の雄ねじ（例えば、Ｍ１０ｍｍのねじ）は、昇降部材３６のねじ穴３７にねじ込まれている。昇降部材３６は、図示しない回り止め部材により、容器本体２５に対して回転しないように規制されている。すなわち、昇降部材３６は、容器本体２５に対して昇降方向にのみ移動可能になっている。昇降部材３６の上部には、載置台４０が着脱可能に設けられている。従って、ねじ部材３８を回転させると、昇降部材３６が案内孔部３５に案内されて昇降動作する。すなわち、載置台４０が昇降動作し、後述する透過窓部材３１と協働して、被ろう付け体５５を固定する役割をしている。ねじ部材３８と昇降部材３６とで昇降手段が構成されている。案内孔部３５に形成された溝には、Ｏ−リング等シール部材４３が設けられている。シール部材４３は、容器本体２５の中間凸部２９と昇降部材３６との間を密封可能にしている。昇降部材３６は、シール部材４３によって密封状態を保ちながら、上下方向の移動ができる。被ろう付け体５５の厚みに応じて、上下の移動の調整をねじ部材３８で行う。   A male screw (for example, a M10 mm screw) of the screw member 38 provided in the second hole is screwed into the screw hole 37 of the elevating member 36. The elevating member 36 is restricted from rotating with respect to the container body 25 by a non-rotating member (not shown). That is, the elevating member 36 can be moved only in the elevating direction with respect to the container body 25. A mounting table 40 is detachably provided on the upper and lower members 36. Therefore, when the screw member 38 is rotated, the elevating member 36 is guided by the guide hole 35 and moves up and down. That is, the mounting table 40 moves up and down, and cooperates with a later-described transmission window member 31 to fix the brazed body 55. The screw member 38 and the elevating member 36 constitute elevating means. A seal member 43 such as an O-ring is provided in the groove formed in the guide hole portion 35. The seal member 43 can seal between the intermediate convex portion 29 of the container body 25 and the elevating member 36. The elevating member 36 can move in the vertical direction while maintaining a sealed state by the seal member 43. The vertical movement is adjusted by the screw member 38 in accordance with the thickness of the brazed body 55.

載置台４０は、例えば石英ガラスのような材料で形成されており、被ろう付け体５５に照射される以外の例えば昇降部材３６への熱伝導を低減できる。なお、載置台４０は、昇降部材３６等への熱伝導を低減できる材料で形成されているものであればよい。すなわち、熱線７０の熱が、被ろう付け体５５のみに効率よく供給され、他の部位に逃げてしまうことがないようにすることが好ましい。このことで熱線源７が大型化するのを防止できる。
透過窓部材３１は、熱線７０を透過させるとともに、照射時の被ろう付け体５５の固定の役割をしている。透過窓部材３１は、例えば透明な光学ガラス、光学用プラスチックの表面に熱線反射防止のためのコーティング等の処理がなされているものが好ましい。すなわち、被ろう付け体５５の固定のための強度を有しているとともに、熱線７０を透過させることができるものであればよい。 The mounting table 40 is made of a material such as quartz glass, for example, and can reduce heat conduction to, for example, the elevating member 36 other than the object to be brazed 55. In addition, the mounting table 40 should just be formed with the material which can reduce the heat conduction to the raising / lowering member 36 grade | etc.,. That is, it is preferable that the heat of the hot wire 70 is efficiently supplied only to the brazed body 55 and does not escape to other parts. This can prevent the heat ray source 7 from becoming large.
The transmission window member 31 transmits the heat rays 70 and also serves to fix the brazed body 55 at the time of irradiation. For example, the transparent window member 31 is preferably made of a transparent optical glass or optical plastic whose surface is coated with a coating for preventing heat ray reflection. That is, it is sufficient if it has strength for fixing the brazed body 55 and can transmit the heat ray 70.

透過窓部材３１は押さえ蓋３２に押さえられている。押さえ蓋３２は、ボルト３３で容器本体２５の上フランジ部に固定されている。容器本体２５の上フランジ部に形成された溝内には、Ｏ−リング等であるシール部材４２が設けられている。
シール部材４２は、容器本体２５と透過窓部材３１との間を密閉するためのものである。すなわち、容器本体２５の第１の穴、透過窓部材３１、シール部材４２、シール部材４３、昇降部材３６により密閉状態にすることが可能な真空室３０を形成している。押さえ蓋３２は透過窓部材３１を押さえ、容器の真空状態を保つ役割もしている。なお、シール部材は、弾性を有する材料、例えばゴム、合成樹脂、エラストマ等で形成されているいわゆるシール、パッキン類が使用できる。 The transmission window member 31 is held by a holding lid 32. The holding lid 32 is fixed to the upper flange portion of the container body 25 with bolts 33. A seal member 42 such as an O-ring is provided in a groove formed in the upper flange portion of the container body 25.
The seal member 42 is for sealing between the container body 25 and the transmission window member 31. That is, the vacuum chamber 30 that can be hermetically sealed is formed by the first hole of the container body 25, the transmission window member 31, the seal member 42, the seal member 43, and the elevating member 36. The holding lid 32 also serves to hold the transparent window member 31 and maintain the vacuum state of the container. The seal member may be a so-called seal or packing formed of an elastic material such as rubber, synthetic resin, or elastomer.

配管４６は、真空室３０内を真空排気する役割、Ａｒ（アルゴン）、Ｎ２（窒素）等の不活性ガスを流す役割及び温度計６０、圧力センサ３９の配線等を保持する役割をしている。配管４６には、圧力計、ストップバルブ等の流体圧機器が接続可能になっている。また、配管４６は、真空発生装置や不活性ガス供給装置に流体圧機器等を介して接続されている。なお、真空発生装置や不活性ガス供給装置は一般に使用されている周知なものであり詳細な説明を省略する。 The piping 46 plays a role of evacuating the inside of the vacuum chamber 30, a role of flowing an inert gas such as Ar (argon), N 2 (nitrogen), and a role of holding the wiring of the thermometer 60 and the pressure sensor 39. Yes. Fluid pressure equipment such as a pressure gauge and a stop valve can be connected to the pipe 46. The piping 46 is connected to a vacuum generator or an inert gas supply device via a fluid pressure device or the like. The vacuum generator and the inert gas supply device are well-known ones that are generally used, and detailed description thereof will be omitted.

載置台４０と昇降部材３６との間に、圧力センサ３９が設けられている。この圧力センサ３９によって、被ろう付け体５５にかかっている圧力を測定することができる。この圧力センサ３９の出力を監視することで、被ろう付け体５５の固定の際に、被ろう付け体５５を必要以上に加圧してしまうことなどを防止できる。また、被ろう付け体５５を固定できていないことも防止することができる。圧力センサ３９には、圧電式、ピエゾ抵抗式、歪センサ式など周知なセンサが使用できる。なお、圧力センサに変えて、載置台４０と昇降部材３６との間に力センサを設け、被ろう付け体５５にかかっている力（荷重）を測定してもよい。 A pressure sensor 39 is provided between the mounting table 40 and the elevating member 36. The pressure applied to the body 55 to be brazed can be measured by the pressure sensor 39. By monitoring the output of the pressure sensor 39, it is possible to prevent the brazed body 55 from being pressurized more than necessary when the brazed body 55 is fixed. Further, it is possible to prevent the brazed body 55 from being fixed. As the pressure sensor 39, a known sensor such as a piezoelectric type, a piezoresistive type, or a strain sensor type can be used. Instead of the pressure sensor, a force sensor may be provided between the mounting table 40 and the elevating member 36 and the force (load) applied to the brazed body 55 may be measured.

なお、載置台４０は、昇降部材３６に対して着脱可能になっているため、一つの被ろう付け体５５を載置したもの、複数の被ろう付け体５５を載置したものなどを用意しておけば取り替えることが可能である。例えば、これに複数の被ろう付け体５５を置き、Ｘ駆動機構８、Ｙ駆動機構９で載置台４０を移動させながら熱線を照射することで、真空状態を破ることなく一括して複数の被ろう付け体５５のろう付けができる。同時に複数の被ろう付け体５５のろう付けが可能となり、製造コスト低減を図ることができる。   Since the mounting table 40 is detachable from the elevating member 36, a mounting table on which one brazed body 55 is mounted, a mounting table on which a plurality of brazed bodies 55 are mounted, and the like are prepared. It is possible to replace it. For example, by placing a plurality of brazed bodies 55 on this and irradiating with heat rays while moving the mounting table 40 by the X drive mechanism 8 and the Y drive mechanism 9, a plurality of objects to be brazed can be obtained without breaking the vacuum state. The brazing body 55 can be brazed. At the same time, a plurality of brazed bodies 55 can be brazed, and the manufacturing cost can be reduced.

位置決め機構５は、ろう付け冶具装置６の下部に設けられている。熱線７０によるろう付け時に、Ｘ軸方向（図１の前後方向）、Ｙ軸方向（図１の左右方向）の移動、位置決めを行う。また、位置決め機構５に、Ｘ−Ｙ平面と直交する軸線の周り方向に回転させる回転駆動装置を設け、この周り方向に回転動作、位置決め動作をさせてもよい。   The positioning mechanism 5 is provided in the lower part of the brazing jig device 6. During brazing with the hot wire 70, movement and positioning in the X-axis direction (front-rear direction in FIG. 1) and Y-axis direction (left-right direction in FIG. 1) are performed. Further, the positioning mechanism 5 may be provided with a rotation driving device that rotates in the direction around the axis perpendicular to the XY plane, and the rotation and positioning operations may be performed in this direction.

基材５０、ろう材５１及びセラミックス部材５２とからなる被ろう付け体５５を載置台４０に載置可能なろう付け冶具装置６が、第２移動台２０に取り付けられている。そして、熱線源７に対して被ろう付け体５５及び載置台４０を移動させることで、熱線源７と、ろう付け治具装置６及び被ろう付け体５５との相対位置および／または角度を決定する。なお、加熱中に熱線源７とろう付け治具装置６及び被ろう付け体５５との相対位置を数百〜数千μｍ／秒の移動速度で変更することによって、局所的な加熱を行うことも可能である。   A brazing jig device 6 capable of mounting a brazed body 55 composed of a base material 50, a brazing material 51 and a ceramic member 52 on the mounting table 40 is attached to the second moving table 20. And the relative position and / or angle of the heat ray source 7 and the brazing jig apparatus 6 and the to-be-brazed object 55 are determined by moving the to-be-brazed object 55 and the mounting table 40 with respect to the heat ray source 7. To do. In addition, local heating is performed by changing the relative position of the heat ray source 7, the brazing jig device 6 and the brazed body 55 at a moving speed of several hundred to several thousand μm / second during heating. Is also possible.

本実施の形態のろう付方法を適用しうるセラミックス部材５２と基材５０の組み合わせは、例えばセラミックス（上）−金属（下）、セラミックス−セラミックスであってもよい。セラミックス部材５５は酸化物系のものでも、非酸化物系のものであってもよい。酸化物系には、アルミナ、シリカ、マグネシア、ジルコニア等が挙げられ、非酸化物系には炭化ケイ素、窒化ケイ素、炭化チタン、窒化チタン、窒化ホウ素、炭化ホウ素、ダイヤモンド等が挙げられる。   The combination of the ceramic member 52 and the substrate 50 to which the brazing method of the present embodiment can be applied may be, for example, ceramic (upper) -metal (lower), ceramic-ceramic. The ceramic member 55 may be oxide-based or non-oxide-based. Examples of oxides include alumina, silica, magnesia, zirconia, and non-oxides include silicon carbide, silicon nitride, titanium carbide, titanium nitride, boron nitride, boron carbide, and diamond.

特に、本実施の形態の方法は従来のろう付け方法と比較して容易にろう付けができる。従って、金属とセラミックスの組み合わせのように熱膨張差の大きいものの接合に大きな効果がある。熱線源７としては、レーザ光（例えば、ＹＡＧレーザやＣＯ２レーザ）または赤外線（例えば、ハロゲンランプ、カーボンランプ）を使用するとよい。所定の加熱温度での加熱時間を１０数秒〜６０秒程度と短くしてろう付けを完了することができる。 In particular, the method of this embodiment can be easily brazed as compared with the conventional brazing method. Therefore, there is a great effect in joining those having a large difference in thermal expansion, such as a combination of metal and ceramics. As the heat ray source 7, laser light (for example, YAG laser or CO 2 laser) or infrared light (for example, halogen lamp, carbon lamp) may be used. Brazing can be completed by shortening the heating time at a predetermined heating temperature to about 10 to 60 seconds.

また温度制御用の温度計を利用することにより、熱線源７の出力を容易に制御することが可能である。加熱過程、冷却過程ともに、温度が精度良く制御できることから、ろう付け工程の安定化が図れ、ひいては歩留まり向上が可能となる。   Moreover, the output of the heat ray source 7 can be easily controlled by using a thermometer for temperature control. Since the temperature can be controlled with high accuracy in both the heating process and the cooling process, the brazing process can be stabilized, and as a result, the yield can be improved.

さらに、本実施の形態の方法は、ダイヤモンドのように靭性が低く、少しの熱応力でもクラックが発生しやすいものを少なくとも一方に含む場合のろう付けには特に好適である。ダイヤモンドの熱膨張係数は、金属やろう材と比較してはるかに小さい。従って、加熱過程、冷却過程において温度が精度良く制御されていない場合は、ろう付け時の温度変化によって熱膨張係数の差異から生じる熱応力が発生し、接合面に著しく大きな応力が生じる。   Furthermore, the method according to the present embodiment is particularly suitable for brazing in which at least one of them has low toughness like diamond and is prone to crack even with a slight thermal stress. The thermal expansion coefficient of diamond is much smaller than that of metal or brazing material. Therefore, when the temperature is not accurately controlled in the heating process and the cooling process, a thermal stress resulting from a difference in thermal expansion coefficient is generated due to a temperature change during brazing, and a remarkably large stress is generated on the joint surface.

短時間でろう付けできることによる他のメリットは、ダイヤモンドのように熱分解性の性質を持つ材料が、高温においても熱分解をおこしにくいことである。ダイヤモンドを１０００℃〜１２００℃で１時間加熱すると、真空中またはアルゴン中においても３％が黒鉛に熱分解する。加熱時間を短時間にすることにより、ダイヤモンドの黒鉛への熱分解を防止することができる。   Another advantage of being able to braze in a short time is that a material having a pyrolytic property, such as diamond, is less likely to undergo thermal decomposition even at high temperatures. When diamond is heated at 1000 ° C. to 1200 ° C. for 1 hour, 3% is thermally decomposed into graphite even in vacuum or argon. By shortening the heating time, it is possible to prevent thermal decomposition of diamond into graphite.

本実施の形態に使用されるろう材としては、ろう付けする材料の組み合わせに応じたろう材が一般的に使用される。例えば、セラミックスと金属のろう付けの場合やセラミックス同士のろう付けの場合、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｖ等の活性金属を含んだ銀系または銅系あるいはニッケル系等のろう材が適している。   As the brazing material used in the present embodiment, a brazing material according to the combination of materials to be brazed is generally used. For example, in the case of brazing between ceramics and metal, or brazing between ceramics, a brazing material such as silver, copper or nickel containing active metals such as Ti, Zr, Ta, Cr, V is suitable. Yes.

以上の構成でできている熱線ろう付け装置は、熱線照射前の固定作業と照射後の取り外し作業が簡単にでき、真空排気、ガス置換も容易にできる。また、熱線照射時に、熱線用保護眼鏡を使用することによりろう付けによる接合状態を目視できるため、作業条件の変更が容易にでき、短時間で接合準備ができる利点がある。   The heat ray brazing apparatus having the above configuration can easily perform the fixing work before the heat ray irradiation and the removal work after the irradiation, and can easily perform vacuum evacuation and gas replacement. Moreover, since the joining state by brazing can be visually observed by using the protective glasses for heat rays at the time of heat ray irradiation, there is an advantage that the working conditions can be easily changed and preparation for joining can be performed in a short time.

以下、実施例に基づいて、本実施の形態をさらに詳細に説明する。   Hereinafter, the present embodiment will be described in more detail based on examples.

炭化タングステン合金板（幅１０×奥行き１０×厚さ２ｍｍ、体積０．２ｃｍ３）の上にＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉろう材（７０．５ｗｔ％Ａｇ−２７．５ｗｔ％Ｃｕ−２ｗｔ％Ｔｉ、ろう付け温度範囲：８１０〜８５０℃）を、更にその上に１００面でカットした単結晶ダイヤモンド（幅３×奥行き３×厚さ１．２ｍｍ）を置いた。
図３に示すように、ろう付け治具装置６の上に基材５０としての炭化タングステン合金板を置き、その上にろう材５１を、更にその上にセラミックス部材５２としての単結晶ダイヤモンドを載置した。 Ag-Cu-Ti brazing material (70.5 wt% Ag-27.5 wt% Cu-2 wt% Ti, brazing) on a tungsten carbide alloy plate (width 10 x depth 10 x thickness 2 mm, volume 0.2 cm 3 ) A single crystal diamond (width 3 × depth 3 × thickness 1.2 mm) cut in 100 planes was further placed thereon (temperature range: 810 to 850 ° C.).
As shown in FIG. 3, a tungsten carbide alloy plate as a base material 50 is placed on a brazing jig device 6, a brazing material 51 is placed thereon, and a single crystal diamond as a ceramic member 52 is placed thereon. I put it.

更に、単結晶ダイヤモンド５２の上から透過窓部材３１を当てて固定した。
ろう付け治具装置６、基材５０、ろう材５１、セラミックス部材５２及び透過窓部材３１を第２移動台２０に設置した。
真空室３０内をＡｒ（アルゴン）ガスにガス置換した状態であるＡｒ雰囲気の大気圧下にて透過窓部材３１を通して熱線源７から熱線７０（ＹＡＧレーザ光：出力１．８ｋＷ）をスポット径０．３ｍｍ、基材５０のろう付け面に対する熱線７０の照射角度８５度で照射した。 Further, the transmission window member 31 was applied from above the single crystal diamond 52 and fixed.
The brazing jig device 6, the base material 50, the brazing material 51, the ceramic member 52 and the transmission window member 31 were installed on the second moving table 20.
A hot wire 70 (YAG laser beam: output 1.8 kW) is transmitted from the heat source 7 through the transmission window member 31 under the atmospheric pressure of Ar atmosphere in which the inside of the vacuum chamber 30 is replaced with Ar (argon) gas. Irradiation was performed at an irradiation angle of 85 degrees of the heat ray 70 with respect to the brazing surface of the substrate 50.

セラミックス部材５２の端部から約１ｍｍ離れた基材５０に熱線７０が照射されるように、第２移動台２０を位置決め機構５で移動させた。
温度計６０を用いて基材５０の温度を測定することにより、基材温度が８２０℃となるように熱線７０の照射量および第２移動台２０の移動速度を制御した。
２０秒の加熱後、被ろう付け体（試料）５５を取り出したところ、ろう付けによる接合状態はきわめて良好で、単結晶ダイヤモンド５２にクラックの発生がなかった。 The second moving table 20 was moved by the positioning mechanism 5 so that the heat ray 70 was irradiated to the base material 50 that was about 1 mm away from the end of the ceramic member 52.
By measuring the temperature of the substrate 50 using the thermometer 60, the irradiation amount of the heat ray 70 and the moving speed of the second moving table 20 were controlled so that the substrate temperature became 820 ° C.
After the heating for 20 seconds, the object to be brazed (sample) 55 was taken out. As a result, the joined state by brazing was very good, and no crack was generated in the single crystal diamond 52.

基材５０としての炭化タングステン合金板（スローアウェイチップ形状：厚さ３ｍｍ、体積０．０８ｃｍ３）の先端にＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉろう材（７０．５ｗｔ％Ａｇ−２７．５ｗｔ％Ｃｕ−２ｗｔ％Ｔｉ、ろう付け温度範囲：８１０〜８５０℃）を、更にその上にセラミックス部材５２としての１００面でカットした単結晶ダイヤモンド（幅３×奥行き３×厚さ１．２ｍｍ）を置き、加熱温度（８３０℃）以外は実施例１と同一の条件にてろう付けした。１５秒の加熱後、被ろう付け体（試料）５５を取り出したところ、ろう付けによる接合状態はきわめて良好で、単結晶ダイヤモンド５２にクラックの発生がなかった。 An Ag—Cu—Ti brazing material (70.5 wt% Ag-27.5 wt% Cu-2 wt%) is attached to the tip of the tungsten carbide alloy plate (throw away tip shape: thickness 3 mm, volume 0.08 cm 3 ) as the base material 50. Ti, brazing temperature range: 810 to 850 ° C., and further, a single crystal diamond (width 3 × depth 3 × thickness 1.2 mm) cut on 100 face as the ceramic member 52 is placed thereon, and the heating temperature ( (830 ° C.) was brazed under the same conditions as in Example 1. When the brazed body (sample) 55 was taken out after heating for 15 seconds, the joined state by brazing was very good, and no crack was generated in the single crystal diamond 52.

基材５０としての炭化タングステン合金板（幅１０×奥行き１０×厚さ２ｍｍ、体積０．２ｃｍ３）の上にＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉろう材（７０．５ｗｔ％Ａｇ−２７．５ｗｔ％Ｃｕ−２ｗｔ％Ｔｉ）を、更にその上にセラミックス部材５２としての１００面でカットした単結晶ダイヤモンド（幅３×奥行き３×厚さ１．２ｍｍ）を置き、加熱温度（８５０℃）以外は実施例１と同一の条件にてろう付けした。２８秒の加熱後、被ろう付け体（試料）５５を取り出したところ、ろう付けによる接合状態はきわめて良好で、単結晶ダイヤモンド５２にクラックの発生がなかった。 An Ag—Cu—Ti brazing material (70.5 wt% Ag-27.5 wt% Cu-2 wt) on a tungsten carbide alloy plate (width 10 × depth 10 × thickness 2 mm, volume 0.2 cm 3 ) as the substrate 50. % Ti) and a single crystal diamond (width 3 × depth 3 × thickness 1.2 mm) cut in 100 planes as the ceramic member 52 are further placed thereon, and Example 1 except for the heating temperature (850 ° C.). Brazing was performed under the same conditions. When the brazed body (sample) 55 was taken out after heating for 28 seconds, the joined state by brazing was very good, and no crack was generated in the single crystal diamond 52.

基材５０としての炭化タングステン合金板（幅１０×奥行き１０×厚さ２ｍｍ、体積０．２ｃｍ３）の上にＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉろう材（７０．５ｗｔ％Ａｇ−２７．５ｗｔ％Ｃｕ−２ｗｔ％Ｔｉ）を、更にその上にセラミックス部材５２としての１００面でカットした単結晶ダイヤモンド（幅３×奥行き３×厚さ１．２ｍｍ）を置き、加熱温度（８５０℃）と基材５０のろう付け面に対する熱線の照射角度７５度以外は実施例１と同一の条件にてろう付けした。３０秒の加熱後、被ろう付け体（試料）５５を取り出したところ、ろう付けによる接合状態はきわめて良好で、単結晶ダイヤモンド５２のクラック発生もなかった。 An Ag—Cu—Ti brazing material (70.5 wt% Ag-27.5 wt% Cu-2 wt) on a tungsten carbide alloy plate (width 10 × depth 10 × thickness 2 mm, volume 0.2 cm 3 ) as the substrate 50. % Ti) and a single crystal diamond (width 3 × depth 3 × thickness 1.2 mm) cut on 100 surfaces as the ceramic member 52 are placed on the ceramic substrate 52, and the heating temperature (850 ° C.) and the brazing material 50 The brazing was performed under the same conditions as in Example 1 except that the irradiation angle of the heat ray to the brazing surface was 75 degrees. When the brazed body (sample) 55 was taken out after heating for 30 seconds, the joined state by brazing was very good, and the single crystal diamond 52 did not crack.

基材５０としての炭化タングステン合金板（幅１０×奥行き１０×厚さ２ｍｍ、体積０．２ｃｍ３）の上にＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉろう材（７０．５ｗｔ％Ａｇ−２７．５ｗｔ％Ｃｕ−２ｗｔ％Ｔｉ）を、更にその上にセラミックス部材５２としての１００面でカットした単結晶ダイヤモンド（幅３×奥行き３×厚さ１．２ｍｍ）を置き、加熱温度（８５０℃）と基材５０のろう付け面に対する熱線の照射角度１０５度以外は実施例１と同一の条件にてろう付けした。３１秒の加熱後、被ろう付け体（試料）５５を取り出したところ、ろう付けによる接合状態はきわめて良好で、単結晶ダイヤモンド５２のクラック発生もなかった。 An Ag—Cu—Ti brazing material (70.5 wt% Ag-27.5 wt% Cu-2 wt) on a tungsten carbide alloy plate (width 10 × depth 10 × thickness 2 mm, volume 0.2 cm 3 ) as the substrate 50. % Ti) and a single crystal diamond (width 3 × depth 3 × thickness 1.2 mm) cut on 100 surfaces as the ceramic member 52 are placed on the ceramic substrate 52, and the heating temperature (850 ° C.) and the brazing material 50 The brazing was performed under the same conditions as in Example 1 except that the irradiation angle of the heat ray with respect to the brazing surface was 105 degrees. When the brazed body (sample) 55 was taken out after heating for 31 seconds, the joined state by brazing was very good, and the single crystal diamond 52 was not cracked.

〔比較例１〕
基材５０としての炭化タングステン合金板（幅１０×奥行き１０×厚さ２ｍｍ、体積０．２ｃｍ３）の上にＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉろう材（７０．５ｗｔ％Ａｇ−２７．５ｗｔ％Ｃｕ−２ｗｔ％Ｔｉ）を、更にその上にセラミックス部材５２としての１００面でカットした単結晶ダイヤモンド（幅３×奥行き３×厚さ１．２ｍｍ）を置き、加熱温度（８００℃）以外は実施例１と同一の条件にてろう付けした。１１秒の加熱後、被ろう付け体（試料）５５を取り出したところ、ろう材５１は溶融していなかった。 [Comparative Example 1]
An Ag—Cu—Ti brazing material (70.5 wt% Ag-27.5 wt% Cu-2 wt) on a tungsten carbide alloy plate (width 10 × depth 10 × thickness 2 mm, volume 0.2 cm 3 ) as the substrate 50. % Ti) and a single crystal diamond (width 3 × depth 3 × thickness 1.2 mm) cut in 100 planes as the ceramic member 52 is further placed thereon, except for the heating temperature (800 ° C.). Brazing was performed under the same conditions. When the brazed body (sample) 55 was taken out after heating for 11 seconds, the brazing material 51 was not melted.

〔比較例２〕
基材５０としての炭化タングステン合金板（幅１０×奥行き１０×厚さ２ｍｍ、体積０．２ｃｍ３）の上にＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉろう材（７０．５ｗｔ％Ａｇ−２７．５ｗｔ％Ｃｕ−２ｗｔ％Ｔｉ）を、更にその上にセラミックス部材５２としての１００面でカットした単結晶ダイヤモンド（幅３×奥行き３×厚さ１．２ｍｍ）を置き、加熱温度（８７０℃）以外は実施例１と同一の条件にてろう付けした。４８秒の加熱後、被ろう付け体（試料）５５を取り出したところ、ろう材５１は溶融していたものの、単結晶ダイヤモンド５２に力を加えたところ、接合部が剥離した。 [Comparative Example 2]
An Ag—Cu—Ti brazing material (70.5 wt% Ag-27.5 wt% Cu-2 wt) on a tungsten carbide alloy plate (width 10 × depth 10 × thickness 2 mm, volume 0.2 cm 3 ) as the substrate 50. % Ti) and a single crystal diamond (width 3 × depth 3 × thickness 1.2 mm) cut in 100 planes as the ceramic member 52 is further placed thereon, and Example 1 except for the heating temperature (870 ° C.). Brazing was performed under the same conditions. When the brazed body (sample) 55 was taken out after heating for 48 seconds, the brazing material 51 was melted, but when a force was applied to the single crystal diamond 52, the joint part peeled off.

基材５０としての炭化タングステン合金板（幅１０×奥行き１０×厚さ２ｍｍ、体積０．２ｃｍ３）の上にＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉろう材（７０．５ｗｔ％Ａｇ−２７．５ｗｔ％Ｃｕ−２ｗｔ％Ｔｉ）を、更にその上にセラミックス部材５２としての１００面でカットした単結晶ダイヤモンド（幅３×奥行き３×厚さ１．２ｍｍ）を置き、ろう付けした。 An Ag—Cu—Ti brazing material (70.5 wt% Ag-27.5 wt% Cu-2 wt) on a tungsten carbide alloy plate (width 10 × depth 10 × thickness 2 mm, volume 0.2 cm 3 ) as the substrate 50. % Ti) was further placed thereon, and a single crystal diamond (width 3 × depth 3 × thickness 1.2 mm) cut in 100 planes as the ceramic member 52 was placed thereon and brazed.

図３に示すように、ろう付け治具装置６の上に基材５０として炭化タングステン合金板を置き、その上にろう材５１を、更にその上にセラミックス部材５２として単結晶ダイヤモンドを置いた。
更に、単結晶ダイヤモンドの上から透過窓部材３１を当てて固定した。
ろう付け治具装置６、基材５０、ろう材５１、セラミックス部材５２及び透過窓部材３１を第２移動台２０に載置した。 As shown in FIG. 3, a tungsten carbide alloy plate was placed as a base material 50 on the brazing jig device 6, a brazing material 51 was placed thereon, and a single crystal diamond was placed thereon as a ceramic member 52.
Furthermore, the transmission window member 31 was applied and fixed on the single crystal diamond.
The brazing jig device 6, the base material 50, the brazing material 51, the ceramic member 52 and the transmission window member 31 were placed on the second moving table 20.

Ａｒ雰囲気の大気圧下にて透過窓部材３１を通して熱線源７から熱線７０（ハロゲンランプ光源による赤外線：最大出力２ｋＷ）を照射した。
温度計６０を用いて基材５０の温度を測定することにより、基材温度が８２０℃となるようにハロゲンランプ（熱線源）７の出力を熱線制御装置７１によって制御した。 A heat ray 70 (infrared light from a halogen lamp light source: maximum output 2 kW) was irradiated from the heat ray source 7 through the transmission window member 31 under an atmospheric pressure of Ar atmosphere.
By measuring the temperature of the base material 50 using the thermometer 60, the output of the halogen lamp (heat source) 7 was controlled by the heat wire control device 71 so that the base material temperature was 820 ° C.

８２０℃に到達後更に１分間加熱を続けた。加熱を停止し、被ろう付け体（試料）５５を取り出したところ、ろう付けによる接合状態はきわめて良好であり、単結晶ダイヤモンド５２にクラックの発生がなかった。   After reaching 820 ° C., heating was continued for another minute. When the heating was stopped and the brazed body (sample) 55 was taken out, the joined state by brazing was very good, and the single crystal diamond 52 was not cracked.

〔比較例３〕
基材５０としての炭化タングステン合金板（幅１０×奥行き１０×厚さ２ｍｍ、体積０．２ｃｍ３）の上にＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉろう材（７０．５ｗｔ％Ａｇ−２７．５ｗｔ％Ｃｕ−２ｗｔ％Ｔｉ）を、更にその上にセラミックス部材５２としての１００面でカットした単結晶ダイヤモンド（幅３×奥行き３×厚さ１．２ｍｍ）を置き、加熱温度（８００℃）以外は実施例４と同一の条件にてろう付けした。８００℃に到達後更に１分間加熱を続けた。被ろう付け体（試料）５５を取り出したところ、ろう材５１は溶融していなかった。 [Comparative Example 3]
An Ag—Cu—Ti brazing material (70.5 wt% Ag-27.5 wt% Cu-2 wt) on a tungsten carbide alloy plate (width 10 × depth 10 × thickness 2 mm, volume 0.2 cm 3 ) as the substrate 50. % Ti) and a single crystal diamond (width 3 × depth 3 × thickness 1.2 mm) cut in 100 planes as the ceramic member 52 is further placed thereon, except for the heating temperature (800 ° C.). Brazing was performed under the same conditions. After reaching 800 ° C., heating was continued for another minute. When the brazed body (sample) 55 was taken out, the brazing material 51 was not melted.

基材５０としての炭化タングステン合金板（幅１０×奥行き１０×厚さ２ｍｍ、体積０．２ｃｍ３）の上にＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉろう材（７０．５ｗｔ％Ａｇ−２７．５ｗｔ％Ｃｕ−２ｗｔ％Ｔｉ）を、更にその上にセラミックス部材５２としての１００面でカットした単結晶ダイヤモンド（幅３×奥行き３×厚さ１．２ｍｍ）を置き、加熱温度（８５０℃）とした以外は実施例６と同一の条件にてろう付けした。８５０℃に到達後更に５０秒加熱を続けた。被ろう付け体（試料）５５を取り出したところ、ろう付けによる接合状態はきわめて良好であり、単結晶ダイヤモンド５２にクラックの発生がなかった。 An Ag—Cu—Ti brazing material (70.5 wt% Ag-27.5 wt% Cu-2 wt) on a tungsten carbide alloy plate (width 10 × depth 10 × thickness 2 mm, volume 0.2 cm 3 ) as the substrate 50. % Ti), and further, a single crystal diamond (width 3 × depth 3 × thickness 1.2 mm) cut in 100 faces as the ceramic member 52 was placed thereon, and the heating temperature (850 ° C.) was used. Brazing was performed under the same conditions as in No. 6. After reaching 850 ° C., heating was continued for another 50 seconds. When the brazed body (sample) 55 was taken out, the joined state by brazing was very good, and the single crystal diamond 52 was not cracked.

〔比較例４〕
基材５０としての炭化タングステン合金板（幅１０×奥行き１０×厚さ２ｍｍ、体積０．２ｃｍ３）の上にＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉろう材（７０．５ｗｔ％Ａｇ−２７．５ｗｔ％Ｃｕ−２ｗｔ％Ｔｉ）を、更にその上に１００面でカットしたセラミックス部材５２としての単結晶ダイヤモンド（幅３×奥行き３×厚さ１．２ｍｍ）を置き、加熱温度（８７０℃）以外は実施例４と同一の条件にてろう付けした。８７０℃に到達後更に１分間加熱を続けた。被ろう付け体（試料）５５を取り出したところ、ろう材５１は溶融していたものの、単結晶ダイヤモンド５２に力を加えたところ、ろう付けによる接合部が剥離した。 [Comparative Example 4]
An Ag—Cu—Ti brazing material (70.5 wt% Ag-27.5 wt% Cu-2 wt) on a tungsten carbide alloy plate (width 10 × depth 10 × thickness 2 mm, volume 0.2 cm 3 ) as the substrate 50. % Ti) is further placed thereon with a single crystal diamond (width 3 × depth 3 × thickness 1.2 mm) as a ceramic member 52 cut in 100 planes, and with the exception of the heating temperature (870 ° C.) Brazing was performed under the same conditions. After reaching 870 ° C., heating was continued for another minute. When the brazed object (sample) 55 was taken out, the brazing material 51 was melted, but when a force was applied to the single crystal diamond 52, the jointed part by brazing peeled off.

基材５０としての炭化タングステン合金板（スローアウェイチップ形状：厚さ３ｍｍ、体積０．０８ｃｍ３）の先端にＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉろう材（７０．５ｗｔ％Ａｇ−２７．５ｗｔ％Ｃｕ−２ｗｔ％Ｔｉ、ろう付け温度範囲：８１０〜８５０℃）を、更にその上にセラミックス部材５２としての１００面でカットした単結晶ダイヤモンド（幅３×奥行き３×厚さ１．２ｍｍ）を置き、加熱温度（８４０℃）以外は実施例５と同一の条件にてろう付けした。８４０℃に到達後更に３０秒加熱を続けた。被ろう付け体（試料）５５を取り出したところ、ろう付けによる接合状態はきわめて良好で、単結晶ダイヤモンド５２にクラックの発生がなかった。 An Ag—Cu—Ti brazing material (70.5 wt% Ag-27.5 wt% Cu-2 wt%) is attached to the tip of the tungsten carbide alloy plate (throw away tip shape: thickness 3 mm, volume 0.08 cm 3 ) as the base material 50. Ti, brazing temperature range: 810 to 850 ° C., and further, a single crystal diamond (width 3 × depth 3 × thickness 1.2 mm) cut on 100 face as the ceramic member 52 is placed thereon, and the heating temperature ( (840 ° C.) was brazed under the same conditions as in Example 5. After reaching 840 ° C., heating was continued for another 30 seconds. When the brazed body (sample) 55 was taken out, the joined state by brazing was very good, and no cracks were generated in the single crystal diamond 52.

基材５０としての炭化タングステン合金板（幅１０×奥行き１０×厚さ２ｍｍ、体積０．２ｃｍ３）の上部先端にＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉろう材（７０．５ｗｔ％Ａｇ−２７．５ｗｔ％Ｃｕ−２ｗｔ％Ｔｉ）を、更にその上にセラミックス部材５２としての窒化ボロン（幅５×奥行き５×厚さ３ｍｍ）を置き、加熱温度（８４０℃）以外は実施例１と同一の条件にてろう付けした。３３秒の加熱後、被ろう付け体（試料）５５を取り出したところ、ろう付けによる接合状態はきわめて良好で、窒化ボロン５２にクラックの発生がなかった。 An Ag—Cu—Ti brazing material (70.5 wt% Ag-27.5 wt% Cu—) is attached to the upper end of a tungsten carbide alloy plate (width 10 × depth 10 × thickness 2 mm, volume 0.2 cm 3 ) as the base material 50. 2 wt% Ti) and boron nitride (width 5 × depth 5 × thickness 3 mm) as the ceramic member 52 are further placed thereon and brazed under the same conditions as in Example 1 except for the heating temperature (840 ° C.). did. When the brazed body (sample) 55 was taken out after heating for 33 seconds, the joined state by brazing was very good, and no crack was generated in the boron nitride 52.

基材５０としての炭化タングステン合金板（スローアウェイチップ形状：厚さ３ｍｍ、体積０．０８ｃｍ３）の先端にＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉろう材（７０．５ｗｔ％Ａｇ−２７．５ｗｔ％Ｃｕ−２ｗｔ％Ｔｉ）を、更にその上にセラミックス部材５２としての１００面でカットした単結晶ダイヤモンド（幅３×奥行き３×厚さ１．２ｍｍ）を置き、突き合わせ部に沿って移動させつつＣＯ２レーザ光（出力１ｋＷ）を照射した。スポット径０．５ｍｍとし、加熱温度（８４０℃）に到達後、更に５秒の加熱し、被ろう付け体（試料）５５を取り出した。ろう付けによる接合状態はきわめて良好で、単結晶ダイヤモンド５２にクラックの発生がなかった。 An Ag—Cu—Ti brazing material (70.5 wt% Ag-27.5 wt% Cu-2 wt%) is attached to the tip of the tungsten carbide alloy plate (throw away tip shape: thickness 3 mm, volume 0.08 cm 3 ) as the base material 50. Further, a single crystal diamond (width 3 × depth 3 × thickness 1.2 mm) cut on 100 surfaces as the ceramic member 52 is placed thereon, and CO 2 laser light ( (Output 1 kW). The spot diameter was 0.5 mm, and after reaching the heating temperature (840 ° C.), it was further heated for 5 seconds, and the brazed body (sample) 55 was taken out. The joined state by brazing was very good, and no cracks were generated in the single crystal diamond 52.

〔比較例５〕
基材５０としての炭化タングステン合金板（スローアウェイチップ形状：厚さ３ｍｍ、体積０．０８ｃｍ３）の先端にＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉろう材（７０．５ｗｔ％Ａｇ−２７．５ｗｔ％Ｃｕ−２ｗｔ％Ｔｉ）を、更にその上にセラミックス部材５２としての１００面でカットした単結晶ダイヤモンド（３×３×厚さ１．２ｍｍ）を置き、突き合わせ部に沿って移動させつつＣＯ２レーザ光（出力１ｋＷ）を照射した。スポット径０．１５ｍｍとし、０．５秒の加熱後、被ろう付け体（試料）５５を取り出したところ、炭化タングステン合金板５０にスポット孔が生じ、接合（ろう付け）されていなかった。 [Comparative Example 5]
An Ag—Cu—Ti brazing material (70.5 wt% Ag-27.5 wt% Cu-2 wt%) is attached to the tip of the tungsten carbide alloy plate (throw away tip shape: thickness 3 mm, volume 0.08 cm 3 ) as the base material 50. Further, a single crystal diamond (3 × 3 × 1.2 mm thickness) cut in 100 planes as a ceramic member 52 is placed thereon, and CO 2 laser light (output 1 kW) is moved along the butted portion. ). When the spot diameter was 0.15 mm and the brazed body (sample) 55 was taken out after heating for 0.5 seconds, spot holes were formed in the tungsten carbide alloy plate 50 and were not joined (brazed).

実施例２で作製した接合体（被ろう付け体）５５をダイヤモンドバイトとして使用して、切削テストを実施した。主軸回転数１０００ｍｉｎ-1、切り込み深さ０．０１ｍｍ、送り速度０．０３ｍｍ／回転の切削条件にてＡｌ（アルミニウム）を切削したところ、切削が可能であった。また、切削後、接合部にクラック等は見られなかった。このことから、実用的な接合強度を有していることが確認された。 A cutting test was carried out using the joined body (brazed body) 55 produced in Example 2 as a diamond tool. When Al (aluminum) was cut under the cutting conditions of a spindle rotation speed of 1000 min −1 , a cutting depth of 0.01 mm, and a feed rate of 0.03 mm / rotation, cutting was possible. In addition, no cracks or the like were found in the joint after cutting. From this, it was confirmed that it has practical joint strength.

実施例８で作製した接合体（被ろう付け体）５５をダイヤモンドバイトとして使用して、切削テストを実施した。主軸回転数１０００ｍｉｎ-1、切り込み深さ０．０１ｍｍ、送り速度０．０３ｍｍ／回転の切削条件にてＡｌ（アルミニウム）を切削したところ、切削が可能であった。また、切削後、接合部にクラック等は見られなかった。このことから、実用的な接合強度を有していることが確認された。 A cutting test was performed using the joined body (brazed body) 55 produced in Example 8 as a diamond tool. When Al (aluminum) was cut under the cutting conditions of a spindle rotation speed of 1000 min −1 , a cutting depth of 0.01 mm, and a feed rate of 0.03 mm / rotation, cutting was possible. In addition, no cracks or the like were found in the joint after cutting. From this, it was confirmed that it has practical joint strength.

〔熱線ろう付け装置の他の実施の形態〕
熱線ろう付け装置の他の実施の形態について、説明を行う。なお、この他の実施の形態では、前述した実施の形態と同一の部位については同一の符号を付与し、詳細な説明を省略する。
前述した熱線ろう付け装置では、金属等の基材に、セラミックス部材をろう付けするものとして説明を行ったが、この熱線ろう付け装置は、宝飾品のろう付けにも使用することができる。すなわち、この他の実施の形態は、宝飾品の熱線ろう付け装置であり、図４から６に基づいて説明を行う。図４は、宝飾品としての指輪を図示した正面図、図５は、宝飾品としての指輪のろう付けを行う熱線ろう付け装置の概要を示す断面図、図６は、熱線の照射方向を示す説明図である。 [Other Embodiments of Heat Brazing Device]
Another embodiment of the hot wire brazing apparatus will be described. In other embodiments, the same parts as those in the above-described embodiment are given the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
In the heat ray brazing apparatus described above, the ceramic member is brazed to a base material such as metal. However, the heat ray brazing apparatus can also be used for brazing jewelry. That is, this other embodiment is a hot wire brazing device for jewelry, and will be described based on FIGS. FIG. 4 is a front view illustrating a ring as a jewelry, FIG. 5 is a cross-sectional view showing an outline of a hot wire brazing apparatus that brazes the ring as a jewelry, and FIG. 6 shows the irradiation direction of the heat rays. It is explanatory drawing.

宝飾品とは、金、銀、プラチナ、もしくはこれらの合金等からなる宝飾品の基体（第１の部材）に宝石（第２の部材）がろう付けされたものである。この他の実施の形態では、宝飾品を指輪として説明を行っているが、宝飾品は、ネックレス、ブローチ、イヤリング、ピアス、ティアラ、ブレスレッド、リング、ブローチ等他の種類の宝飾品であってもよいことはいうまでもない。宝飾品としての指輪１００は、基体１０１と宝石としてのダイヤモンド１１０とからなり、基体１０１は、リング部１０４、台座部１０２、爪部１０３などを備えており、前述した実施の形態の基材に相当する。また、ダイヤモンド１１０には、クラウン部１１１、バビリオン部１１２などが形成されている。指輪１００は、台座部１０２にキューレット部（図示せず）が支持されたダイヤモンド１１０のバビリオン部１１２と爪部１０３とをろう付けしたもの（図４（ａ））、ダイヤモンド１１０のバビリオン部１１２と爪部１０３とをろう付けしたもの（図４（ｂ））、台座部１０２とバビリオン部１１２とをろう付けしたもの（図４（ｃ），（ｄ））などであればよい。すなわち、ダイヤモンド１１０、ろう材（図示せず）、指輪１００の基体１０１で被ろう付け体が構成されている。
なお、宝石は、ダイヤモンド、エメラルド、サファイヤ、ルビー、オパール等の他の種類の宝石であってもよいことはいうまでもない。さらに、宝飾品の基体の材料は、金、銀、プラチナ、もしくはこれらの合金だけでなく、他の種類の貴金属、金属などであってもよいことはいうまでもない。 The jewelry is a jewelry (second member) brazed to a jewelry base (first member) made of gold, silver, platinum, or an alloy thereof. In this other embodiment, jewelry is described as a ring, but the jewelry may be other types of jewelry such as necklaces, brooches, earrings, earrings, tiaras, bracelets, rings, brooches, etc. Needless to say, it is good. A ring 100 as a jewelry includes a base 101 and a diamond 110 as a jewel, and the base 101 includes a ring portion 104, a pedestal portion 102, a claw portion 103, and the like. Equivalent to. In addition, the diamond 110 is formed with a crown portion 111, a bavilion portion 112, and the like. The ring 100 is obtained by brazing a bailion portion 112 of a diamond 110 and a claw portion 103 (FIG. 4A), in which a curette portion (not shown) is supported on a pedestal portion 102 (FIG. 4A), and a bavilion portion 112 of the diamond 110. What is necessary is just what brazed the nail | claw part 103 (FIG.4 (b)), what brazed the base part 102 and the babilion part 112 (FIG.4 (c), (d)). That is, the brazed body is composed of the diamond 110, the brazing material (not shown), and the base 101 of the ring 100.
Needless to say, the jewel may be other kinds of jewels such as diamond, emerald, sapphire, ruby, and opal. Furthermore, it goes without saying that the material of the base material of the jewelry may be not only gold, silver, platinum, or an alloy thereof, but also other kinds of precious metals and metals.

この他の実施の形態では、熱線源７Ａが、図５に示すように、Ｂ軸方向に傾動可能に設けられている。すなわち、Ｘ軸方向およびＹ軸方向と直交するＺ軸方向に対して、所定の角度Ｂ軸方向に傾動する。基体１０１の上部には、ろう材、ダイヤモンド１１０が順に置かれている。
被ろう付け載置台４０の上部には、Ｔ字状の取付部材１２０が設けられている。取付治具１２０は、被ろう付け載置材４０に立設された立軸部１２１と、立軸部１２１の上部に設けられた取付軸部１２２とから構成されている。この取付軸部１２２に指輪１００がダイヤモンド（宝石）１１０を上方に向けて取り付けられる。ろう付け前の指輪１００は、仮止めされた状態で取り付け治具１２０に取り付けられていることが好ましい。 In another embodiment, the heat ray source 7A is provided so as to be tiltable in the B-axis direction as shown in FIG. That is, it tilts in a predetermined angle B-axis direction with respect to the Z-axis direction orthogonal to the X-axis direction and the Y-axis direction. A brazing material and diamond 110 are placed in this order on the base 101.
A T-shaped attachment member 120 is provided on the upper part of the brazed mounting table 40. The mounting jig 120 includes a vertical shaft portion 121 that is erected on the brazed mounting material 40 and a mounting shaft portion 122 that is provided on the upper portion of the vertical shaft portion 121. The ring 100 is attached to the attachment shaft portion 122 with the diamond (jewel) 110 facing upward. It is preferable that the ring 100 before brazing is attached to the attachment jig 120 in a temporarily fixed state.

被ろう付け載置台４０を移動させ、被ろう付け体に対して、熱線７０Ａを照射可能な位置に位置決めする。または、熱線源７Ａを所定の角度傾斜させた後、被ろう付け載置台４０を移動させ、被ろう付け体に対して、熱線７０Ａを照射可能な位置に位置決めする。取付け治具１２０は、熱伝導の低減部材すなわち、石英などの材料で形成されていることが好ましい。このようにすると、熱線７０Ａの熱が、爪部１０３、ダイヤモンド１１０のバビリオン部１１２などからなる被ろう付け体に効率よく供給され、他の部位に逃げてしまうことがない。   The to-be-brazed mounting base 40 is moved, and it positions to the position which can irradiate 70 A of heat rays with respect to a to-be-brazed body. Alternatively, after the heat ray source 7A is tilted by a predetermined angle, the brazed mounting table 40 is moved and positioned at a position where the heat ray 70A can be irradiated with respect to the brazed body. The mounting jig 120 is preferably formed of a heat conduction reducing member, that is, a material such as quartz. If it does in this way, the heat | fever of 70 A of heat rays will be efficiently supplied to the to-be-brazed body which consists of the nail | claw part 103, the bavilion part 112 of the diamond 110, etc., and will not escape to another site | part.

熱線源７Ａから熱線７０Ａが照射されると、熱線７０Ａが、ダイヤモンド１１０を透過してろう付け面などに照射され、基体１０１とダイヤモンド１１０とがろう付けされる。例えば、爪部１０３とダイヤモンド１１０をろう付けする場合には、図６（ａ）に示すように、熱線源７Ａを所定の角度傾斜させ、照射方向Ｓ１または照射方向Ｓ２から熱線７０Ａを照射するとよい。また、照射方向Ｓ３のように上方から熱線７０Ａを照射してもよい。さらに、台座部１０２と、ダイヤモンド１１０とをろう付けする場合でも、照射方向Ｓ４のように上方から熱線７０Ａを照射するとよい。
照射方向Ｓ１からＳ４のように熱線７０Ａを照射すると、ろう材が溶融する。照射終了後、ろう材が冷却すると、ダイヤモンド１１０と、基体１０１の台座部１０２、爪部１０３等とがろう付けされる。 When the heat ray 70A is irradiated from the heat ray source 7A, the heat ray 70A passes through the diamond 110 and is irradiated onto the brazing surface or the like, and the base 101 and the diamond 110 are brazed. For example, when brazing the claw portion 103 and the diamond 110, as shown in FIG. 6A, the heat ray source 7A is inclined at a predetermined angle, and the heat ray 70A is irradiated from the irradiation direction S1 or the irradiation direction S2. . Moreover, you may irradiate 70 A of heat rays from upper direction like irradiation direction S3. Further, even when the pedestal portion 102 and the diamond 110 are brazed, the heat ray 70A may be irradiated from above as in the irradiation direction S4.
When the heat ray 70A is irradiated as in the irradiation directions S1 to S4, the brazing material is melted. After the irradiation, when the brazing material is cooled, the diamond 110 and the base portion 102, the claw portion 103 and the like of the base body 101 are brazed.

また、取付軸部１２２には、例えば凹状または凸状のような位置決め部が形成されていると、指輪１００を繰り返しろう付けするのに位置決めが容易となり好適である。さらに、熱線源７Ａは、所定の角度、自動的に傾動動作できるようになっていることが好ましい。また、熱線源傾動駆動装置、Ｘ−Ｙ平面と直交する軸線の周り方向に回転させる回転駆動装置などを備えていると、複数の指輪のろう付けが自動的に行え、さらによい。   In addition, if the attachment shaft portion 122 is formed with a positioning portion such as a concave shape or a convex shape, it is preferable that positioning is easy for repeatedly brazing the ring 100. Furthermore, it is preferable that the heat ray source 7A can be automatically tilted at a predetermined angle. In addition, it is further preferable that a plurality of rings can be brazed automatically if a heat source tilting driving device, a rotation driving device that rotates around an axis perpendicular to the XY plane, and the like are provided.

この他の実施の形態のように、熱線７０Ａによる加熱温度、加熱時間、熱線の照射位置の位置決めが容易に行えることにより、熱線７０Ａを、局部的照射することでダイヤモンド（宝石）１１０への影響を最小限とすることができる。また、前述したように、金属性の爪部１０３とダイヤモンド１１０等宝石の組み合わせのように熱膨張差の大きいものの接合に大きな効果がある。熱線源７Ａとしては、例えばレーザ光（例えば、ＹＡＧレーザやＣＯ２レーザ）、集光された赤外線、遠赤外線などを使用できる。又、ろう付けの条件は、例えば、前述した実施例の条件に準じたもので行うと良い。さらに、前述したろう材より１００℃ほど低い融点のろう材を使用してもよい。このように、融点の低いろう材を使用すると、温度条件を下げることが可能であり、宝石、基体への影響を更に小さいものとすることができる。 As in other embodiments, the heating temperature, the heating time, and the irradiation position of the heat ray by the heat ray 70A can be easily positioned, so that the heat ray 70A is locally irradiated to affect the diamond (jewel) 110. Can be minimized. In addition, as described above, there is a great effect in joining a material having a large difference in thermal expansion, such as a combination of a metallic claw 103 and a jewel such as diamond 110. As the heat source 7A, for example, laser light (for example, YAG laser or CO 2 laser), focused infrared light, far infrared light, or the like can be used. The brazing conditions may be performed in accordance with, for example, the conditions of the above-described embodiment. Further, a brazing material having a melting point lower by about 100 ° C. than the brazing material described above may be used. As described above, when a brazing filler metal having a low melting point is used, the temperature condition can be lowered, and the influence on the jewel and the substrate can be further reduced.

このようにすることで、強固にろう付けすることが可能であるため、台座部、爪部の大きさを最小限とすることができ、爪部及び台座部に隠れる部位を最小限にしダイヤモンドの大きさ、美しさを十分見せることができる。特に、側面方向からもダイヤモンドのほとんどの部分を眺めることができ、美観を良好にすることができる。   By doing so, it is possible to braze firmly, so the size of the pedestal and claw can be minimized, the area hidden in the claw and pedestal is minimized, and the diamond Can show the size and beauty. In particular, most of the diamond can be viewed from the side direction, and the aesthetic appearance can be improved.

以上、本発明の実施の形態の説明を行ったが、本発明はこの実施の形態に限定されることはない。本発明の目的、趣旨を逸脱しない範囲内での変更が可能なことはいうまでもない。例えば、被ろう付け体載置台側を移動可能な構成として説明しているが、熱線源側を移動可能な構成としたものであってもよい。すなわち、熱線源と、被ろう付け体載置台（被ろう付け体）とが、相対的に移動可能であればよい。
また、熱線が、宝石を透過してろう付け面に照射されると説明しているが、宝石を透過しなくてもよい。例えば、宝飾品の基体の外方から、熱線をろう付け面に照射するものであってもよい。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this embodiment. Needless to say, changes can be made without departing from the scope and spirit of the present invention. For example, the brazed body mounting table side is described as being movable, but the heat ray source side may be movable. That is, it is only necessary that the heat ray source and the brazed body mounting table (brazed body) are relatively movable.
In addition, although it has been described that the heat ray is transmitted through the jewel and irradiated onto the brazed surface, it may not be transmitted through the jewel. For example, the brazing surface may be irradiated with heat rays from the outside of the jewelry base.

本発明の熱線ろう付け装置を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the heat ray brazing apparatus of this invention. 本発明のろう付け冶具装置の断面を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the cross section of the brazing jig apparatus of this invention. 本発明の熱線ろう付け装置の概要を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the outline | summary of the heat ray brazing apparatus of this invention. 本発明の熱線ろう付け装置でろう付けを行う宝飾品としての指輪を図示した正面図である。It is the front view which illustrated the ring as a jewelry which brazes with the heat ray brazing apparatus of this invention. 本発明の他の実施の形態の熱線ろう付け装置の概要を示す断面である。It is a cross section which shows the outline | summary of the heat ray brazing apparatus of other embodiment of this invention. 他の実施の形態の熱線の照射方向を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the irradiation direction of the heat ray of other embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１，１Ａ…熱線ろう付け装置
２…機体
５…位置決め機構
６…ろう付け冶具装置
７，７Ａ…熱線源
８…Ｘ駆動機構
９…Ｙ駆動機構
１５…第１移動台
２０…第２移動台
２５…容器本体
３１…熱線透過窓部材
３２…押さえ蓋
３６…昇降部材
３８…ねじ部材
３９…圧力センサ
４０…被ろう付け体載置台
４２…シール部材（Ｏ-リング）
４３…シール部材（Ｏ-リング）
５０…基材（第１の部材）
５１…ろう材
５２…セラミックス部材（第２の部材）
５５…被ろう付け体
６０…温度計
７０，７０Ａ…熱線
７１…熱線制御装置
１００…指輪（宝飾品）
１０１…宝飾品の基体（第１の部材）
１１０…ダイヤモンド（宝石、第２の部材））
１２０…取り付け治具 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A ... Heat ray brazing apparatus 2 ... Machine body 5 ... Positioning mechanism 6 ... Brazing jig apparatus 7, 7A ... Heat ray source 8 ... X drive mechanism 9 ... Y drive mechanism 15 ... 1st moving stand 20 ... 2nd moving stand 25 ... Container body 31 ... Heat ray transmitting window member 32 ... Holding lid 36 ... Elevating member 38 ... Screw member 39 ... Pressure sensor 40 ... Brazed body mounting table 42 ... Seal member (O-ring)
43 ... Sealing member (O-ring)
50 ... Base material (first member)
51 ... brazing material 52 ... ceramic member (second member)
55 ... brazed body 60 ... thermometer 70, 70A ... heat ray 71 ... heat ray control device 100 ... ring (jewelry)
101 ... Base of jewelry (first member)
110 ... Diamond (jewel, second member))
120: Mounting jig

Claims (15)

熱線により第１の部材に第２の部材をろう付けする熱線ろう付け装置であって、
前記熱線を、前記第１の部材と、前記第１の部材の上に置いたろう材と、前記ろう材の上に置いた前記第２の部材とからなる被ろう付け体に、照射する熱線源と、
前記被ろう付け体を支持可能に設けられる被ろう付け体支持装置と、
前記熱線源と対向する方向に開口部が形成され、前記被ろう付け体を囲繞可能に設けられる容器本体と、
前記容器本体に設けられ、前記容器本体の前記開口部を密閉可能に覆うとともに前記熱線が透過可能な熱線透過窓部材とからなり、
前記容器本体は、前記熱線透過窓部材で前記開口部が覆われたとき密閉可能な室を形成するものであり、
前記被ろう付け体支持装置は、
前記被ろう付け体が載置されるとともに、前記被ろう付け体に照射された前記熱線の熱が、前記被ろう付け体から熱伝導することを低減する被ろう付け体載置台と、
前記被ろう付け体載置台を、前記熱線透過窓部材に対して進退移動する方向に、前記室の密閉状態を保ちながら移動させるための移動手段とを備え、

前記熱線透過窓部材は、前記被ろう付け体載置台が前記熱線透過窓部材側に移動したとき、前記被ろう付け体載置台と協働して、前記被ろう付け体を挟み込むことで固定するものである
ことを特徴とする熱線ろう付け装置。 A hot wire brazing device for brazing the second member to the first member by hot wire,
A heat ray source for irradiating the object to be brazed comprising the first member, the brazing material placed on the first member, and the second member placed on the brazing material. When,
A brazed body support device provided to support the brazed body;
An opening formed in a direction facing the heat ray source, and a container body provided to be able to surround the brazed body;
A heat ray transmitting window member that is provided in the container body and covers the opening of the container body so that the opening can be sealed;
The container body forms a chamber that can be sealed when the opening is covered with the heat ray transmitting window member,
The brazed body support device includes:
The object to be brazed body is placed Rutotomoni, and the of the heat rays are irradiated to the brazed body heat, the mounting object brazed material reduces that heat conduction from the object to be brazed member table,
A moving means for moving the brazed body mounting table in a direction of moving back and forth with respect to the heat ray transmitting window member while maintaining the sealed state of the chamber;

The heat ray transmitting window member is fixed by sandwiching the brazed body in cooperation with the brazed body placing table when the brazed body placing table moves to the heat ray transmitting window member side. A heat ray brazing device characterized by being a thing. 請求項１に記載された熱線ろう付け装置において、
前記被ろう付け体支持装置には、前記被ろう付け体載置台と前記移動手段との間に、前記被ろう付け体にかかっている圧力または力を測定するためのセンサが設けられている
ことを特徴とする熱線ろう付け装置。 In the heat ray brazing apparatus according to claim 1,
In the brazed body support device, a sensor for measuring pressure or force applied to the brazed body is provided between the brazed body mounting table and the moving means. Hot wire brazing device characterized by. 請求項１または２に記載された熱線ろう付け装置において、
前記熱線は、前記被ろう付け体のろう付け面に対し、７５〜１０５度の角度の方向から照射されるものである
ことを特徴とする熱線ろう付け装置。 In the heat ray brazing apparatus according to claim 1 or 2,
The said heat ray is irradiated from the direction of an angle of 75-105 degree | times with respect to the brazing surface of the said to-be-brazed body. The heat ray brazing apparatus characterized by the above-mentioned. 請求項１から３のいずれか１項に記載された熱線ろう付け装置において、
前記ろう付け体のろう付け部分の温度が所定の温度範囲内になるように、前記熱線源の制御を行う熱線制御装置を備え、
前記熱線源は、前記被ろう付け体の温度制御が可能なものである
ことを特徴とする熱線ろう付け装置。 In the heat ray brazing apparatus according to any one of claims 1 to 3,
A heat ray control device that controls the heat ray source so that the temperature of the brazed portion of the brazing body is within a predetermined temperature range;
The heat ray brazing device, wherein the heat ray source is capable of controlling the temperature of the object to be brazed. 請求項４に記載された熱線ろう付け装置において、
前記ろう付けする部分の温度を測定し、前記熱線制御装置に測定結果を入力するための温度計が設けられている
ことを特徴とする熱線ろう付け装置。 In the heat ray brazing apparatus according to claim 4,
A heat wire brazing device, characterized in that a thermometer is provided for measuring the temperature of the part to be brazed and inputting the measurement result to the heat wire control device. 請求項１から５のいずれか１項に記載された熱線ろう付け装置において、
前記熱線は、集光された赤外線、集光された遠赤外線、及びレーザ光から選択される１種以上である
ことを特徴とする熱線ろう付け装置。 In the heat ray brazing apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The said heat ray is 1 or more types selected from the condensed infrared rays, the condensed far infrared rays, and the laser beam. The heat ray brazing apparatus characterized by the above-mentioned. 請求項１から６のいずれか１項に記載された熱線ろう付け装置において、
前記第１の部材は、金属またはセラミックスで製作されたものであり、
前記第２の部材は、セラミックスで製作されたものであり、
前記ろう材は、金ろう、銀ろう、銅ろう、黄銅ろう、ニッケルろう、パラジウムろうから選択される１種である
ことを特徴とする熱線ろう付け装置。 In the heat ray brazing apparatus according to any one of claims 1 to 6,
The first member is made of metal or ceramics,
The second member is made of ceramics,
The brazing material is one selected from gold brazing, silver brazing, copper brazing, brass brazing, nickel brazing, and palladium brazing. 請求項１から７のいずれか１項に記載された熱線ろう付け装置において、
前記容器本体は、前記熱線透過窓部材で密閉された前記室を形成したとき、真空排気またはガス置換ができるものである
ことを特徴とする熱線ろう付け装置。 In the heat ray brazing apparatus according to any one of claims 1 to 7,
The heat ray brazing device, wherein the container main body can be evacuated or replaced with gas when the chamber sealed with the heat ray transmitting window member is formed. 第１の部材と第２の部材とをろう付けで接合する方法であって、
前記第１の部材と、前記第１の部材の上に置いたろう材と、前記ろう材の上に置いた前記第２の部材とからなる被ろう付け体を、この被ろう付け体に照射される熱線の熱が、前記被ろう付け体から熱伝導することを低減する被ろう付け体載置台に載置し、
前記熱線を透過可能な熱線透過窓部材で容器本体の開口部を密閉し、
前記被ろう付け体載置台を進退移動させて、前記熱線透過窓部材と前記被ろう付け体載置台との間に、前記被ろう付け体を挟み込むことで固定し、
熱線源からの前記熱線を前記熱線透過窓部材を介して、局部的に、前記被ろう付け体のろう付け面に照射し、
ろう付けする部分の温度が所定の温度範囲内になるように、熱線源制御装置により前記熱線源を制御して加熱し、
加熱後、前記第１の部材と前記第２の部材を冷却する
ことを特徴とする熱線ろう付け方法。 A method of joining a first member and a second member by brazing,
A brazed body including the first member, a brazing material placed on the first member, and the second member placed on the brazing material is irradiated to the brazed body. that heat rays of heat, placed the to be brazed body mounting table you reduce that heat conduction from the object to be brazed body,
The hot wire sealing the opening of the container body at a heat ray transmissive window member which can transmit a
The brazed body mounting table is moved forward and backward, and fixed by sandwiching the brazed body between the heat ray transmitting window member and the brazed body mounting table,
Irradiating the heat ray from the heat ray source locally on the brazed surface of the brazed body through the heat ray transmitting window member,
Control and heat the heat ray source by a heat ray source control device so that the temperature of the brazed portion is within a predetermined temperature range,
After the heating, the first member and the second member are cooled. 請求項９に記載された熱線ろう付け方法において、
前記被ろう付け体を固定する工程は、前記被ろう付け体にかかっている圧力または力を測定しながら挟み込んで固定する工程である
ことを特徴とする熱線ろう付け方法。 In the heat wire brazing method according to claim 9,
The step of fixing the brazed body is a step of clamping and fixing while measuring the pressure or force applied to the brazed body. 請求項９または１０に記載された熱線ろう付け方法において、
前記熱線は、前記ろう付け面に対して、７５〜１０５度の角度の方向から照射されるものである
ことを特徴とする熱線ろう付け方法。 In the heat ray brazing method according to claim 9 or 10,
The said heat ray is irradiated from the direction of an angle of 75-105 degree | times with respect to the said brazing surface. The heat ray brazing method characterized by the above-mentioned. 請求項９から１１のいずれか１項に記載された熱線ろう付け方法において、
前記加熱する工程は、前記ろう付けする部分の温度を測定するとともに測定結果を前記熱線源制御装置に入力し、前記被ろう付け体の温度制御をしながら行っている工程である
ことを特徴とする熱線ろう付け方法。 In the heat ray brazing method according to any one of claims 9 to 11,
The heating step is a step of measuring the temperature of the part to be brazed and inputting the measurement result to the heat ray source control device while controlling the temperature of the brazed body. How to heat braze. 請求項９から１２のいずれか１項に記載された熱線ろう付け方法において、
前記熱線は、集光された赤外線、集光された遠赤外線、及びレーザ光から選択される１種以上である
ことを特徴とする熱線ろう付け方法。 In the heat ray brazing method according to any one of claims 9 to 12,
The heat ray brazing method, wherein the heat ray is at least one selected from a condensed infrared ray, a condensed far infrared ray, and a laser beam. 請求項９から１３のいずれか１項に記載された熱線ろう付け方法において、
前記第１の部材は、金属またはセラミックスで製作されたものであり、
前記第２の部材は、セラミックスで製作されたものであり、
前記ろう材は、金ろう、銀ろう、銅ろう、黄銅ろう、ニッケルろう、パラジウムろうから選択される１種である
ことを特徴とする熱線ろう付け方法。 In the heat ray brazing method according to any one of claims 9 to 13,
The first member is made of metal or ceramics,
The second member is made of ceramics,
The brazing material is one selected from gold brazing, silver brazing, copper brazing, brass brazing, nickel brazing, and palladium brazing. 請求項９から１４のいずれか１項に記載された熱線ろう付け方法において、
前記容器本体は、前記開口部が前記熱線透過窓部材で密閉されたとき、真空排気またはガス置換ができるものであり、
前記熱線の照射、加熱は、真空状態または所定のガスが充満されている状態で行っている
ことを特徴とする熱線ろう付け方法。 In the heat ray brazing method according to any one of claims 9 to 14,
The container body is capable of evacuation or gas replacement when the opening is sealed with the heat ray transmitting window member,
The heat ray brazing method is characterized in that the heat ray irradiation and heating are performed in a vacuum state or a state in which a predetermined gas is filled.
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