JP7245592B2 - Dissimilar metal bonding hollow part manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、中空構造を有する異種金属部材同士を接合して成る異種金属接合中空部品の製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a dissimilar metal-joined hollow part, which is formed by joining dissimilar metal members having a hollow structure.
従来から、異種金属同士を接合した中空構造を有するシャフトとしては、特許文献1に示すものがある。この異種金属接合シャフトは、中空構造を有する第1シャフトの内部に第2シャフトを圧入接合する。このため、第1シャフトの内周面と第2シャフトの外周面は、軸方向に関し重複部分を有する構造となる。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a shaft having a hollow structure in which dissimilar metals are joined together, there is one disclosed in
しかしながら、上記接合方法は、圧入による接合であるため、シャフトの肉厚が薄いもの同士は接合できない問題を有していた。 However, since the joining method is press-fitting, there is a problem that shafts having a small thickness cannot be joined together.
本発明は、上記問題に鑑みて創成されたものであり、肉厚の薄い異種金属接合中空部品の製造に適した異種金属接合中空部品の製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention was made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a dissimilar metal-bonded hollow part suitable for manufacturing thin-walled dissimilar-metal-bonded hollow parts.
上記課題は、中実構造の第1金属部材と第2金属部材とを拡散接合し、中実構造の異種金属接合体を成形する拡散接合工程と、中実構造の異種金属接合体に中空孔を穿設する切削工程とを備える異種金属接合中空部品の製造方法による。 The above-mentioned problems include a diffusion bonding step of forming a solid-structure dissimilar-metal bonded body by diffusion-bonding a first metal member and a second metal member having a solid structure, and forming a hollow hole in the solid-structured dissimilar-metal bonded body. A method for manufacturing a dissimilar metal-bonded hollow part comprising a cutting step of drilling.
なお、拡散接合工程の前工程として、中実構造の第1金属部材と第2金属部材とを機械的に接合する機械的接合工程が加えられることが好ましい。 As a pre-process of the diffusion bonding process, a mechanical bonding process of mechanically bonding the solid-structured first metal member and the second metal member is preferably added.
なお、機械的接合工程は、第1金属部材の一端に設けられた凹部に第2金属部材の一端に設けられた凸部を嵌合させた状態で、両部材を嵌合強度を高める方向に圧縮させることにより接合することが好ましい。 In the mechanical joining step, the convex portion provided at one end of the second metal member is fitted to the concave portion provided at one end of the first metal member, and both members are moved in a direction to increase the fitting strength. Bonding by compression is preferred.
本発明によれば、中実構造の金属部材同士を拡散接合してから中空孔を穿設するので、肉厚に関係なく異種金属同士を接合した形態の中空部品を製造することができる。 According to the present invention, since hollow holes are formed after diffusion bonding of metal members having a solid structure, it is possible to manufacture hollow parts in which dissimilar metals are bonded together regardless of thickness.
以下、本発明である異種金属接合中空部品の製造方法を実施するための形態を図面に基づいて説明する。本製造方法は、機械的接合工程と、拡散接合工程と、切削工程とを備える。 Hereinafter, a mode for carrying out a method for manufacturing a dissimilar metal-bonded hollow part according to the present invention will be described with reference to the drawings. This manufacturing method includes a mechanical bonding process, a diffusion bonding process, and a cutting process.
図1は、機械的接合工程を示し、機械的接合工程は、銅材料でなる第1金属部材10と、鉄材でなる第2金属部材20とを接合する工程である。これら第1金属部材10および第2金属部材20は、予め別個に成形され準備されるものであり、中実構造の棒状部材である。第1金属部材10は、一端に凹部11を有し、第2金属部材20は一端に凸部21を有する。
FIG. 1 shows a mechanical joining process, which is a process of joining a
第1金属部材10の凹部11と第2金属部材20の凸部21とを嵌合させた状態で受け型1の挿入孔1aに挿入する。このとき、受け型1の挿入孔1aの下方にはノックアウトピン2が配置されているため、両部材10,20は、位置決めされる。
The
続いて、受け型1の挿入孔1aに挿通可能なパンチピン3を下方に前進させて第1金属部材を軸方向に圧縮することにより、第1金属部材10の凹部11と第2金属部材20の凸部21とによる嵌合部の嵌合強度を高める方向に塑性変形させることにより、部材同士を密着させて合する。このようにして、機械的に接合された中実構造の異種金属接合体Aが成形される。
Subsequently, the
最後に、ノックアウトピン2を上方へ前進させることにより、異種金属接合体Aは、受け型から排出される。
Finally, by advancing the
次に、図2に示すように、拡散接合工程においては、機械的接合工程において接合された接合体Aが加熱炉4に投入される。加熱炉4は、投入された1又は複数の接合体Aを加熱する構造であればよく、これを大気雰囲気で400~500℃で2時間以上、好ましくは4時間程度加熱して接合体Aの接合界面に生成された新生面に拡散層を生成するように構成されている。このようにして、拡散接合された中実構造の異種金属接合体Aが成形される。なお、本発明の拡散接合工程においては、周知の拡散接合とは異なり、加熱炉4内で両部材を加圧することはしない。
Next, as shown in FIG. 2, in the diffusion bonding process, the bonded body A bonded in the mechanical bonding process is put into the
最後に、図3に示すように、切削工程は、拡散接合工程を終えて加熱炉から取り出した異種金属接合体Aに、例えばマシニングセンタ(図示せず)などによって穴あけを行うものであり、第1金属部材10と第2金属部材20との中心線上に貫通孔30を穿設する。この貫通孔30は、第2金属部材20の凸部21が全て切削される程度の内径に穿設される。このようにして、異種金属接合中空部品が製造される。
Finally, as shown in FIG. 3, in the cutting step, the dissimilar metal joined body A taken out from the heating furnace after the diffusion bonding step is perforated by, for example, a machining center (not shown). A through
なお、切削工程において穿設される孔は、非貫通孔であってもよい。 The holes drilled in the cutting step may be non-through holes.
従来の拡散接合方法においては、部材同士の加圧密着と熱処理の両方が行える専用設備として拡散接合用ホットプレスが必要であった。これに対し、上述した異種金属接合中空部品の製造方法によれば、機械的接合工程において、第1金属部材10と第2金属体20とを密着させてから、加熱炉4に投入する。このため、拡散接合工程において、加圧密着が不要になるので、汎用の加熱炉で拡散接合を実現することができる。
In the conventional diffusion bonding method, a hot press for diffusion bonding was required as dedicated equipment capable of performing both pressure adhesion and heat treatment between members. On the other hand, according to the above-described method for manufacturing a dissimilar metal bonded hollow component, the
なお、上述した実施形態においては、2部品の接合例を示したが、3部品の接合も可能である。その一例として、図4に示すように、銅材料でなる第1金属部材110と、鉄材料でなる第2金属部材120と、鋼材である第3金属部材130は、いずれも中実構造の棒状部材である。第1金属部材110は、一端に凹部111を有し、第2金属部材20は両端にに凸部121a,121bを有し、第3金属部材130は、一端に凹部131を有する。
In addition, in the above-described embodiment, an example of joining two parts was shown, but joining of three parts is also possible. As an example, as shown in FIG. 4, a
まず、第1金属部材110の凹部111と第2金属部材120の一端の凸部121aとを嵌合させ、第2金属部材120の他端の凸部121bと第3金属部材130の凹部131とを嵌合させた状態で受け型1の挿入孔1aに挿入し、上述の機械的接合工程と同様の手順で、中実構造の異種金属接合体Bを成形する。
First, the
続いて、異種金属接合体Bを上述の拡散接合工程と同様の手順で熱処理することにより、拡散接合された中実構造の異種金属接合体Bが成形される。 Subsequently, the dissimilar metal bonded body B is heat-treated in the same procedure as the diffusion bonding step described above to form a diffusion bonded solid structure dissimilar metal bonded body B.
最後に、異種金属接合体Bの中心線上に貫通孔140を穿設することにより、異種金属接合中空部品が製造される。
Finally, by drilling a through
なお、本発明は上記の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible without departing from the scope of the present invention.
1 受け型
1a 挿入孔
2 ノックアウトピン
3 パンチピン
4 加熱炉
10 第1金属部材
11 凹部
20 第2金属部材
21 凸部
30 貫通孔
1 receiving
Claims (2)
中実構造の異種金属接合体に中空孔を穿設する切削工程と、
前記拡散接合工程の前工程として、中実構造の第1金属部材と第2金属部材とを機械的に接合する機械的接合工程が加えられることを特徴とする異種金属接合中空部品の製造方法。 a diffusion bonding step of diffusion bonding the solid-structured first metal member and the second metal member to form a solid-structured dissimilar metal bonded body;
a cutting step of drilling a hollow hole in a solid dissimilar metal joint ;
A dissimilar metal bonded hollow part characterized in that a mechanical bonding step of mechanically bonding a first metal member and a second metal member of a solid structure is added as a pre-process of the diffusion bonding step. Production method.
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