JPH01266978A - 金属製構造体の接合方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は冷間圧延、急冷凝固により成形された薄板によ
り形成された金属構造体の接合方法に係り、詳しくは金
属製薄板て形成された構造体を真空中で加熱、（’Ａ持
し薄帯の接触部をプレーシングシー１−を用いることな
く拡散接合する方法に関する。

［従来の技術］ 六角柱その他多くのセル形状のものが集合した蜂の巣状
の構造体はハニカム構造体とも言われ、軽量で剛性が高
いという特性かある。さらにこの構造体はそのまま担体
として用いた場合種々の特性が得られるものてあって、
この構造体を流体中に入れた場合の整流効果が特に優れ
ているという特性があり、また小さなセルで仕切られて
いるので壁面績が体積より非常に大きく、空気や水の接
触面積が大きく取れることから、触媒用構造体として用
いられる。

このハニカム構造の金属製構造体の製法は展張式とコル
グー１〜式の２方法が採用されている。展張法は材料に
接着剤を線状に塗布したのち、適当な長さに切断して何
枚も積み重ね、圧力と熱を加え接着硬化させ、適当な厚
さにスライスして展張し、所要の形状のハニカｌ＼とす
るものである。コルグーｌ−法は、通常展張不可能な高
密度のハニカノ＼の製造に適用される。まず材料を波形
ロールくコルケーＩ・ロール）て折り１１１１プ、波の
頂上に接着剤を塗布し、この波板を多数積み重ねたのち
、積み重ね方向に荷重をかけた状！ぶて加熱接着する。

さらに、コルケート法にはコルゲートロールで折り曲げ
られたコルゲー１へシー■−に同し幅の平板を重ね合わ
せ、重ね自わせなままでロール状に巻き込んで、所定の
大きさに巻いて、ついてコルゲートシートの波形の山部
および谷部を平板にろう付は等で接合してハニカム構造
体を製造する方法がある。本発明はコルゲートシートと
平板とを重ねｂわせてロール状に巻き込んで接着するコ
ルゲー１へ法に関するものである。

従来のハニカム１Ｍ３ｆｆｉ体の製造方法の内、コルゲ
ートジー）・と平板とを重ね合わせてロール状に巻き込
みコルグー１〜シートと平板を接合する方法では、コル
グー１−ジー）・と平板には、ろう付は用の材料を被覆
したフレージンクシー１〜を用い、ロール状に巻き込ん
な後加熱してコルゲートシー１へと３−１１板とをろう
Ｃ１けしていた。しかし、この従来のろう付りによるコ
ルゲートシーｈと平板の接合方法では、フレージンクシ
−１〜を用いるために＝１ストか高いものとなり、ろう
付は部分の耐食性が劣化するという欠点があり、さらに
は加熱によってコルゲートシートおよび平板の表面が酸
化して早期に内部まて腐食が進行するといった問題点も
あった。

［発明か解決しようとする問題点］ 本発明はハニカム構造の金属製構造体の製造方法のうち
、コルゲーＩ・ジーｌ〜と平板とを重ね合わせてロール
状に巻き込みコルゲートシー１〜と平板を接合する方法
における前記のごとき問題点に鑑みてなされたもので、
フレージンクシー１〜を用いることなくコスｈタウンを
図ると共に、ろう付けによらないて、かつ板の表面を酸
化させることな・ぐコルゲー１へシー１−と平板とを接
＆することのできる金属製構造体の接合方法を提供する
ことを１」的とする。

［問題点を解決するだめの手段］ 本発明名は、コルグー１〜シー１へと３Ｖ板とを重ね音
わぜてロール状に巻き込んな状態においては、コルケー
トシートのＢ；〔了と平板の原子の間に凝集力が働く程
度に密着していることに着目し、同相接合が可能である
ことを新たに知見すると共に、構造体の酸化を防止する
ために、真空中で加熱することを着想し、本発明を完成
するに至った。

すなわち、本発明の金属製構造体の接ぎ方法は、冷間圧
延もしくは急冷凝固により成形された薄板を素材とし、
前記薄板の少なくとも一方に表面積を増すために機械的
に変形を加え、ついて前記薄板を組合わせ金属構造体を
形成し、該構造体の薄板と薄板との接触部を接合させる
に、前記金属構造体を１０−２〜１０−６Ｔｏｒｒの真
空中て８５０〜１２００°Ｃに加熱、保持し、構造体の
接触部を拡散接合さぜることを要旨とする。

小几ｉ男Ｏこ用いΦ７専板こ）ま、１０〜”５００こグ
ロン程度の表面清浄性、平滑性（こ優れた冷間圧延もし
くは急冷凝固により成形された薄板か好ましく、かつ本
発明において薄板の少なくとも一方に表面積を増加させ
るための機械的な変形とは、波形形状、折り曲げ形状、
襞形形状等いずれてもよい。

＝４− １作用］ 拡散接合は主として原子の拡散とクリープ変形を利用し
て接合面の密着が図られる。拡散接合は界面現象である
ことから当然表面状態が重要となる。接合条件因子とし
て考えられるものは、表面処理、温度、時間、圧力など
の施工的因子のほが、材料の機械的あるいは冶金的因子
が必要である。

拡散接合では他の接合法に比較して厳格な表面清浄と平
滑化が要求される。表面は清浄なはと、また、平滑なほ
ど低温　低圧力て接合てきる。本発明においてはコルケ
ートシートと平板とを重ねきわせロール状に巻き込んだ
状態においては、コルケートシートと平板との接触部は
原子間に凝集力が働く程度に密着しており、かつ本発明
の用いわｒｓ促の力奇なり１でも７ｎ聞圧９ルにより成
升２Ｌｐ簿板は特に表面清浄性、平滑性に優れたおり拡
散接合するに充分な平滑性を有している。また、清浄化
された接合面は、加熱に際して真空中に保持されるのて
、表面の汚染が避けられる。

金属製構造体を構成する材料は、鉄系、Ｎｉ系あるいは
ｃｏ系の材料てあれば良く、鉄系てあれば例えはオース
テナイト系ステンレス鋼あるいはフェライト系ステンレ
ス鋼が使用される。板厚は４０μｍ０位のものか良いか
、これより厚いものでも横わない。

本発明において、接合温度は８５０〜１２００°Ｃであ
る。接合温度か８５０℃未満であるときは原子の拡散速
度およびクリープ変形か充分てなく、満足な接合部が得
られないからてあり、接合温度が１２００°Ｃを越える
と、金属製構造体の形状が変形する」二に素材金属の蒸
発が起こり素材成分か変質するからである。加熱は１０
−２〜１Ｏ−６Ｔｏｒｒの真空中で行うか、真空度か１
０−２未満ではコルグー１〜ジーＩ・および平板の清浄
度が充分に保てないからてあり、１０−１′ｉＪ上にな
ると素材金属の蒸発か起こるからである。

接合時間は原子の拡散およびクリープ変形を左右する重
要な因子であるが、材質や製品の種類によって異なるが
、３０分〜８時間稈度か好ましい。

すなわち、引張りに対して十分な強度を得るには少なく
とも３０分以上の保持時間か必要であり、また、８時間
以上保持してもそれ以上強度の向上が望めない。なお、
オーステナイト系ステンレス鋼を用いた４０μ【０板厚
の構造体では１１００℃で１．５時間、フェライト系ス
テンレス鋼では１１００°Ｃで５時間程度である。

接合圧力は温度、時間とならふ重要な因子で、表面皮膜
の破壊、密着化を左右するほか、原子の拡散、クリープ
変形を促進する。本発明において、コルゲートシートと
平板とを重ね合わせロール状に巻き込んだ状態において
は、巻き込みによってコルゲートシート りコルケートシートと平板とが適度の圧力で密着するこ
ととなる。

［実施例］ 本発明の実施例について以下図面に従って説明する。第
１図は金属製構造体の製造過程を模式的に示した斜視図
である。第１図において第１の薄板コイル１０および第
２の薄板コイルは冷間圧延により成形したＦｅ−Ｃｒ−
ＡＩ金合金らなるフェ−７＝ ライ１〜系ステンレス鋼の板厚４０μ「０の薄板であっ
て、表面あらさを０　２μＩ１１に仕上４ｆたものであ
る。

第１の薄板コイル］０から引き出された薄板］２は矢印
方向に回転する一対のコルグー１−ローラ１４に噛み込
まれ、コルゲートシー１・］６となって出てくる。

第２の薄板コルケートシート１８は第１の薄板コイルと
同し幅てあって、この第２の薄板コイル１８から引き出
された薄板は平板２０のままコルケートシート１６と重
ね合わされる。重ね合わさ−　れなコルゲートシー１へ
１６と平板２０とは、ロール状に巻き取られハニカム揚
造状の金属製構造体２２となる。

得られた金属製構造体２２を真空度］．　Ｏ　’−５Ｔ
　ｏｒｒ・に保った加熱炉に入れ、１１００℃に加熱し
て１、５時間保持し、コルケートジー１へ１８と平板２
０とを拡散接合した。加熱炉から取り出した金属製構造
体２２グ）接合状態をＩＬ１１＼なところ、コルゲーＩ
・シート］８と下板２０とは完全に一体に接ぎされてお
り、接合部を引き剥がそうと引つ張つたところ、接合部
は剥がれずに板の強度の弱い部分て破断し、コルゲート
ジー１−１６と平板２０が完全に接合されたことが確認
された。

なお、第１表に示す板厚および表面粗さのフェライト系
ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）、オーステナイＩ・系ス
テンレス鋼（ＳＵＳ３１０）、軟鉄およびＩ　ｎｃｏｎ
ｅｌ　７　５　１についても、真空度１０−”Ｉ”ｏｒ
ｒに保った加熱炉において第１表に示す加熱温度で第１
表に示す時間保持することによって、それぞれ素材が完
全に拡散接合された。接合部の強度を調へたところ、そ
の強度は素材に匹敵する程度であり、第１表に示す金属
の構造体が本発明方法で接合か可能であることが確認さ
れた。

く　以　　下　　余　　白　　） 第　　　　　１　　　　　表 ［発明の効果］ 本発明の金属製構造体の接合方法は以上説明したように
、波状に折り＋ＩＩロヂたコルゲートシートと平板とを
重ね合わせロール状に巻き込んだ金属製構造体の接合方
法であって、前記金属製構造体を１０−２〜１０−６Ｔ
ｏｒｒの真空中で８５０〜１２００℃に加熱保持し、コ
ルゲートシートと平板とを拡散接合するものであって、
コルケートシート平板をろう付けする必要がないためブ
レージンクを使用せずコスト的に安価であり、ろう付は
部分がないのて耐食性を害することがなく、さらには構
造体を構成する板材の清浄度が良い上に、強固な接合部
を得ることかできるという陵れな効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は金属製構造体の製造過程を説明する斜視図であ
る。 １６・　　コルゲー１へシー１へ、２０　−・平板、２
２・　　金属製ｗｉ構造体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）冷間圧延もしくは急冷凝固により成形された薄板
   を素材とし、前記薄板の少なくとも一方に表面積を増す
   ために機械的に変形を加え、ついで前記薄板を組合わせ
   金属構造体を形成し、該構造体の薄板と薄板との接触部
   を接合させるに、前記金属構造体を１０＾−＾２〜１０
   ＾−＾６Ｔｏｒｒの真空中で８５０〜１２００℃に加熱
   、保持し、構造体の接触部を拡散接合させることを特徴
   とする金属製構造体の接合方法。