JP5930505B2 - 超硬合金の拡散接合方法 - Google Patents
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- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Description
図7は、超硬合金用拡散接合装置10を用いた接合方法すなわち加熱方法の一例を説明している。この方法では、チャンバー14内で一対の軸状の第1被接合部材16および第2被接合部材18に長手方向の押圧力を0MPaとして支持するとともに、4×10−3Pa程度の真空雰囲気とし、次いで図7の(a)に示すように、その第1被接合部材16の長手方向のあらかじめプログラムされた局所加熱部位に高周波加熱コイル22を位置させてそこで1350℃程度の高周波誘導加熱を行なって第1被接合部材16および第2被接合部材18の接合面付近である接合部位が1300℃程度となるようにして、300秒間保持し、その後加熱を終了した。この加熱後の外観を図7の(b)に示す。コバルトリングと称されるやや白い領域Wが第1被接合部材16の軸端と第1被接合部材16および第2被接合部材18の接合面付近とにそれぞれ形成されている。図8は、この第1被接合部材16および第2被接合部材18の接合面付近の断面を拡大して示すSEM写真である。第1被接合部材16の端面である接合面と第2被接合部材18の端面である接合面との間には、流動したコバルトCoで充満されていることで、拡散接合が確認された。実験例1では、接合部位の温度が1300℃になるように高周波加熱位置を選定したが、結合材が接合部を越えるように図7(a)の位置と接合部の間に高周波加熱位置を選定した場合でも接合面部に結合材が満たされることを確認した。
実験例1では、一対の軸状の第1被接合部材16および第2被接合部材18に長手方向の押圧力を0MPaとされていたが、その押圧力を5MPaとし、他の条件を変えないで同様に第1被接合部材16および第2被接合部材18の高周波誘導加熱を行なったところ、実験例1と同様の拡散接合が行なわれた。
実験例1ではチャンバー14内は4×10−3Pa程度の真空雰囲気とされた状態で一対の軸状の第1被接合部材16および第2被接合部材18の加熱が行なわれたが、4Pa程度のアルゴンガス雰囲気とし、他は実験例1と同様に第1被接合部材16および第2被接合部材18の加熱を行なったところ、実験例1と同様の拡散接合が行なわれた。
この実験例4は折損強度を確認するためのものである。一対の軸状の第1被接合部材16と第2被接合部材18の軸方向の押圧力を2MPaとした以外は実験例1と同じ条件でセットされた状態で、高周波加熱コイル22により1400℃に加熱してその状態を300秒保持した後、加熱停止されることにより第1被接合部材16と第2被接合部材18とを拡散接合により一体化した軸状素材を得た。次いで、その拡散接合による一体化された軸状素材から、研削加工することにより刃径10mmφのエンドミルを製造した。次いで、以下に示す切削加工条件で1刃当たりの送り量(mm/t)を14種類変化させて、図9に示す状態で切削試験を行なうとともに、比較例として拡散接合のない一体の超硬合金製軸状素材から同様に製造したエンドミルを用いて同様の切削試験を行なった。
・被削材種:加工長さが85mmのブロック状のS50C
・加工方法:溝切削
・1刃当たり送り量:0.03〜0.15mm/t
・切削速度:70m/min
・切り込み:5mm
・切削油剤:エアブロー
・突き出し長:40mm
・使用機械:立型マシニングセンタ(BT40)
16:第1被接合部材
18:第2被接合部材
22:高周波加熱コイル
P4:コイル位置制御工程
P5:加熱温度制御工程
Claims (2)
- 超硬合金製の第1被接合部材と、該第1被接合部材と組成が同じか又は組成が異なる超硬合金製の第2被接合部材とを、零〜5MPaの加圧力でそれら一対の接合面を相互に密着させた状態で相互に拡散接合する超硬合金の拡散接合方法であって、
真空雰囲気下またはアルゴンガスなどの不活性ガス雰囲気下で、前記第1被接合部材内に該第1被接合部材の固相線温度以上の温度で局所加熱し、該固相線温度以上の高温領域から前記接合面側に向かって低くなる温度勾配を形成し、該第1被接合部材の前記局所加熱された領域内の液相状態の金属結合材を該第1被接合部材の接合面へまたは該接合面を越えるように流動させ、前記一対の接合面間を該金属結合材で満たして接合することを特徴とする超硬合金の拡散接合方法。 - 前記第1被接合部材および第2被接合部材は、相互の端面が突き合わされた軸状部材であり、
該第1被接合部材は、その長手方向の中間部が前記固相線温度以上の高温領域となるように局所加熱され、該高温領域よりも接合面側に該固相線温度よりも低い低温領域が形成されることにより、該第1被接合部材内の金属結合材が該第1被接合部材の接合面へまたは該接合面を越えるように流動させられ、前記一対の接合面間が該金属結合材で満たされた状態で接合されることを特徴とする請求項1の超硬合金の拡散接合方法。
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