JP5038855B2 - 金属部材の接合方法 - Google Patents
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Description
そして、ろう付けに用いる合金を硬ろうといい、金属加工の分野では銀の合金を用いた銀ろうや、銅の合金を用いた銅ろうが多用されている。
また、高温を伴うろう付け作業を行う作業環境は必ずしも快適なものではなかった。
嵌合凹部を有する第1の金属部材と、前記嵌合凹部に嵌め合わされる嵌合凸部を有する第2の金属部材とを接合する金属部材の接合方法であって、
前記嵌合凹部の内面はテーパ内面を成し、前記嵌合凸部の外面はテーパ外面を成し、前記嵌合凹部の内面及び/又は前記嵌合凸部の外面に、前記第1の金属部材と前記第2の金属部材よりも塑性変形しにくい接合材を配し、次いで、前記接合材を介して、前記嵌合凹部に前記嵌合凸部を押し込み、前記接合材を前記第1の金属部材と前記第2の金属部材に食い込ませて、前記第1の金属部材と前記第2の金属部材とを接合することを特徴とする。
前記接合材は、前記第1の金属部材と前記第2の金属部材よりも塑性変形しにくい材料からなる粒子径が20[μm]以上、200[μm]以下の粉体である。
なお、本実施形態においては、シャンクと超硬チップとで構成される鉱山土木用ビットを例に、金属部材の接合方法を説明する。
シャンク1は、図1から図3に示すように、超硬チップ2が挿入される側となる先端部1aと、掘削工具本体側の基端部1bと、先端部1aから基端部1bに向かって先細るように形成されている嵌合凹部1cと、を有している。
つまり、嵌合凹部1cの内面は、先端部1aから基端部1bに向かって先細るテーパ状のテーパ内面を成している。
超硬チップ2は、図1から図3に示すように、超硬チップ2の先端側の掘削刃2aと、超硬チップ2の後端側の後面部2bと、掘削刃2aから後面部2bに向かって先細るように形成されている嵌合凸部2cと、を有している。
つまり、嵌合凸部2cの外面は、掘削刃2aから後面部2bに向かって先細るテーパ状のテーパ外面を成している。
なお、シャンク1の嵌合凹部1cと、超硬チップ2の嵌合凸部2cとは、同じ角度の勾配を有し、ほぼ同じ形状で同じ大きさの円錐台形状を呈するので、シャンク1の嵌合凹部1cに超硬チップ2の嵌合凸部2cを組み付けた際には、嵌合凹部1cと嵌合凸部2cとは密接し、テーパ結合するようになっている。
接合材3は、シャンク1と超硬チップ2よりも塑性変形しにくい材料であって、その塑性変形しにくい材料が粒子化された粉体であり、例えば、シリカ粉やアルミナ粉である。
なお、この粉体状の接合材3の粒子径は、20[μm]以上、200[μm]以下であることが好ましい。粒子径が20[μm]より小さいと、接合材3が嵌合凹部1cと嵌合凸部2cへ食い込む程度が浅くなり接合強度が弱くなってしまう。また、粒子径が200[μm]より大きいと、嵌合凹部1cのテーパ内面と嵌合凸部2cのテーパ外面とのテーパ結合が浅くなり接合強度が弱くなってしまう。
この嵌合凹部1cのテーパ内面と、嵌合凸部2cのテーパ外面とは、同じ角度の勾配を有しているので、嵌合凹部1cに嵌合凸部2cが押し込まれると、その嵌合凹部1cの内面と嵌合凸部2cの外面とは密着するように近接する。
そして、嵌合凹部1cと嵌合凸部2cの間には、シャンク1や超硬チップ2よりも塑性変形しにくい材料からなる粉体の接合材3が介在しているので、図3に示すように、接合材3が、嵌合凹部1cと嵌合凸部2cに食い込む(ステップS3)。
そして、嵌合凹部1cのテーパ内面と嵌合凸部2cのテーパ外面とが密着する間に、接合材3が介在しており、その接合材3が嵌合凹部1cと嵌合凸部2cに食い込んでいることにより、嵌合凹部1cに対する嵌合凸部2cの移動が規制されることとなる。
特に、同じ角度の勾配を有する嵌合凹部1cのテーパ内面と嵌合凸部2cのテーパ外面とのテーパ結合による結合力と、接合材3を介しての嵌合凹部1cと嵌合凸部2cとの噛合による結合力との協働により、嵌合凹部1cと嵌合凸部2cとの接合は強固なものとなるので、シャンク1と超硬チップ2が一体化したようになり、シャンク1と超硬チップ2とをより強固に接合することができる。
つまり、ろう付けや溶接などのように、シャンク1や超硬チップ2を高温に晒すことなく、シャンク1と超硬チップ2を接合することができるので、シャンク1や超硬チップ2を構成する金属材料の性状を変化させることなく(例えば、金属材料の硬度や強度を低下させることなく)、シャンク1と超硬チップ2を一体化することが可能になる。
そして、シャンク1と超硬チップ2を一体化した複合材として使用する際に、それぞれの金属材料特有の性状に応じた機能を発揮させることができるので、その複合材としての固有の機能を発現させることが可能になる。
1a 先端部
1b 基端部
1c 嵌合凹部
2 超硬チップ(第2の金属部材)
2a 掘削刃
2b 後面部
2c 嵌合凸部
3 接合材
10 鉱山土木用ビット
Claims (2)
- 嵌合凹部を有する第1の金属部材と、前記嵌合凹部に嵌め合わされる嵌合凸部を有する第2の金属部材とを接合する金属部材の接合方法であって、
前記嵌合凹部の内面はテーパ内面を成し、前記嵌合凸部の外面はテーパ外面を成し、前記嵌合凹部の内面及び/又は前記嵌合凸部の外面に、前記第1の金属部材と前記第2の金属部材よりも塑性変形しにくい接合材を配し、次いで、前記接合材を介して、前記嵌合凹部に前記嵌合凸部を押し込み、前記接合材を前記第1の金属部材と前記第2の金属部材に食い込ませて、前記第1の金属部材と前記第2の金属部材とを接合することを特徴とする金属部材の接合方法。 - 前記接合材は、前記第1の金属部材と前記第2の金属部材よりも塑性変形しにくい材料からなる粒子径が20[μm]以上、200[μm]以下の粉体であることを特徴とする請求項1に記載の金属部材の接合方法。
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