JPH01258864A - 金属基複合材料の接合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は金属基複合材料の接合方法に関わり。

詳しくは真空ろう付けおよび熱間静水圧加圧処理方法を
利用して欠陥のない健全な接合物の製造方法に関するも
のである。

〔従来の技術］ 近年、省エネルギーおよびエネルギーの効率化が進み、
それに伴い材料の特性に対する要求も、より高機能、高
性能化している。これにともない注目され始めている材
料に金属基複合材料がある。金属基複合材料は主として
ＡＱ、Ｍｇ等の金属中にセラミックス等の繊維を強化材
として分散させたもので、比強度、高温強度の優れた材
料として航空、宇宙分野からスポーツ・レジャー分野に
至るまでその利用分野は幅広く考えられるが、一方では
その難加工性が用途拡大を妨げている。この問題を解決
する手段の一つとして金属基複合材料の部品を接合によ
り。

組み立ててより複雑な形状の部品を作る方法が考えられ
、各企業、研究機関で研究開発が進められている。例え
ば、特開昭６２−７７１８７号公報、特開昭６２−７７
１８８号公報、特開昭６ロ一７７１８９号公報にあるよ
うに拡散接合を用いて接合する方法が挙げられる。また
特開昭６１−２２５０４６号公報にあるようにろう付け
を用いて接合する方法もある。

しかし、拡散接合は設備上、施工上複雑な設備・行程が
あり実用上必ずしも有効な接合手段とは言えない。また
、ろう付は方法も通常のろう付は方法ではそのろう付は
部に未ろう付は部が残存する可能性が高く、特に高品質
を要求される航空・宇宙産業への適用には問題が残る。

Ｃ発明が解決しようとする課題］ 本発明はかかる現状を鑑み、高温強度、比強度に優れた
金属基複合材料同士および金属基複合材料と金属材料の
健全で強固な接合対の製造方法を提供するものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、上記の目的を達成すべく種々の実験検討
を重ねた結果、真空ろう付は方法を用いて金属基複合材
料同士あるいは金属基複合材料と金属材料をろう付けし
た場合そのろう付は面に残留する未ろう付は部（ボイド
）内は真空であることに注目し、真空ろう付は後にさら
に熱間静水圧加圧（ｌｌｏｔ　ｌ５ｏｓｔａｔｉｃ　Ｐ
ｒｅｓｓ以後。

略してＨＩＰと呼ぶ）処理を行なうことにより、この内
部が真空の未ろう付は而（真空ボイド）を消滅させるこ
とが可能であることを見いだした。

さらに金属基複合材料内に存在する内部欠陥も欠陥内部
が真空の場合このＨＩＰ処理過程で同時に消滅させるこ
とが可能である。

本発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、そ
の要旨は以下に説明するように金属基複合材料同士ある
いは金属基複合材料と金属材料とをろう付けを用いて接
合する際において、予め用いるろう材の適性ろう付は条
件で真空ろう付けした後に、熱間静水圧加圧処理を行な
うことによりろう付は部および、母材内の欠陥を除去し
、健全な接合部および母材の特性改善を同時に行なうこ
とを特徴とする金属基複合材料の接合方法にある。

［作　　　用］ 本発明を以下に説明する。先ず金属基複合材料同士ある
いは金属基複合材料と金属材料を真空ろう付けする。第
１図には、本発明のろう付は過程を示す。第１図（ａ）
はろう付は前、第１図（ｂ）はろう付は中、第３図はろ
う付は後を示す。

第１図中、１．２は金属基複合材料あるいは金属材料、
３はろう材、４は加熱源、５はろう付は後ろう材中に存
在する内部が真空の未ろう付は部、６は金属基複合材料
中に存在する内部が真空の内部欠陥を示す。この真空ろ
う付けに用いるろう材は各々の材料に適したろう材およ
びろう付は条件を用いれば良い。例えばＡＱ基複合材料
をろう付けする場合真空ろう付は用ＡＱろうを用いその
ろう付は温度は５７０〜６２０℃程度であるが金属基複
合材料の母材の劣化防止のため必要最低限のろう付は温
度を用いることが望ましい。但し、後のＨＩＰ処理にお
いて充分にその効果が得られるように、ろう付は面周辺
には充分ろう材が回りたとえろう付は面内に未ろう付は
部が発生しても外部と通じていない閉じた内部欠陥とな
るように例えば治具で接合物を固定するなどして注意す
る必要がある。

真空ろう付けの後、このろう付は接合物にたいしてＩＩ
ＩＰ処理を行なう、第２図には、本発明におけるＨＩＰ
処理過程を示す。第２図（ａ）は１（ＩＰ処理前、第２
図（ｂ）は）ＩＩＰ処理中、第２図（ｃ）はＨＩＰ処理
後を示す、第２図中、７はＨＩＰ装置の圧力容器、８は
ＨＩＰ装置の加熱源、Ｐは圧力を示す。この１１汁処理
に際してはろう付は面内の未ろう付は部は、内部が真空
の外部に対して閉じた真空ボイドと見なされるので通常
のＨＩＰ処理において必要とされるような）ＩＩＰ処理
物である接合物をあらためて真空封入処理する必要はな
くそのまま旧Ｐ処理することができる。ＩＩＩＰ条件と
して処理温度は真空ろう付げに用いたろう材の融点（ろ
う付は温度）以下でかつ金属基複合材料の材質劣化の生
じない温度を選択する必要があり例えばＡＱ基複合材料
の場合４５０〜５５０℃程度が適当である。処理圧力、
処理時間も用いた金属基複合材料およびろう材により決
定する必要がある。このようにしてＩＩＩＰ処理を行な
うことにより真空ろう付は時に生じていたろう付は面内
に存在した未ろう付は部を消滅することができる。さら
に、金属基複合材料内部に存在する内部欠陥で外部に対
して閉じた内部が真空の内部欠陥も同様に）ＩＩＰ処理
により消滅させることができ、ｆＬ属基複合材料の素材
の特性改善も同時に行なうことができる。

［実施例］ 本発明を、Ａｆｌ基ＳｉＣ長繊維強化型金属基複合材料
のろう付は接合に適用した。まず、２枚の［１基ＳｉＣ
長繊維強化型金属基複合材料（以後、Ａ１１基複合材料
と呼ぶ）を間にＡＱろう材を挾んで重ね合わせて真空ろ
う付けを行なった。ろう付は条件は、６００℃で１０分
間５ｘｌＯ””Ｔｏｒｒの真空中で行なった。ろう付は
後、ろう付は部には未ろう付は部が存在していた。次に
このろう付は体をＩＩＩＰ処理する。ＨＩＰ処理条件は
処理温度が５００℃、処理圧力が１０００気圧、処理時
間は１時間とし処理物であるろう付は接合体は真空封入
処理は行なわず、そのままＨＩＰ処理を行なった。

その結果を第３図（ａ、）に示す。これは、ろう付は接
合物の横断面におけるろう付は線上の全長に対する未ろ
う付は部の長さの比を示したものである。このようにろ
う付は後ＨＩＰ処理前ではろう付は線上に約５０％の未
ろう付は部が存在していたのに対し、ＨＩＰ処理後では
ほぼ０％に減少している。同様に、ＡＱ基複合材料中に
存在していた内部欠陥も消滅した。第３図（＆）は第３
図（ａ）における欠陥率ａの説明図でありＱ工＋０２＋
Ｑ。

ａ＝　　　　　　　　　　　　　Ｘ１００〔発明の効果
コ 以上のように、金属基複合材料同士あるいは金属基複合
材料と金属材料とを真空ろう付は方法を用いてろう付け
する際において、予め用いるろう材の適性ろう付は条件
で真空ろう付けしな後に、熱間静水圧加圧処理を行なう
ことにより金属複合材料同士あるいは金属基複合材料と
金属材料を強固にかつ安定して接合することができる。

これにより金属基複合材料を利用した複雑な形状の製品
や大型の構造部材を容易に製造することができ、例えば
航空・宇宙機産業への適用など金属基複合材料の利用範
囲は拡大し産業上貢献するところは大である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明のろう付は過
程の説明図、第２図（ａ）、　（ｂ）、（Ｃ）は本発明
のＨＩＰ処理過程を示した説明図、第３図（α）は継手
の欠陥率を比較したグラフ、第３図（ら）は欠陥率ａの
説明図である。 １・・・金属基複合材料あるいは金属材料２・・・金属
基複合材料あるいは金属材料３・・ろう材　　　　　４
・・・加熱源５・・ろう付は後ろう材中に存在する内部
が真空の未ろう付は部 ６・・・金属基複合材料中に存在する内部が真空の内部
欠陥 ７・・・ＨＩＰの圧力容器 ８・・ＨＩＰの加熱源 Ｐ・・・圧力 −ＩＮの寸 第２図 Ｉ！３図 （ｂ） ２：金属基複合材料あるいは金ｉｔイ科３：ろう材 ５：ろう付は後ろう材中に存在する 内部が真空の未ろう付は部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属基複合材料同士あるいは金属基複合材料と金属材料
   とをろう付けを用いては接合する際において、予め真空
   ろう付けした後に、熱間静水圧加圧処理を行なうことを
   特徴とする金属基複合材料の接合方法。