JPH0147273B2 - - Google Patents
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- JPH0147273B2 JPH0147273B2 JP57147505A JP14750582A JPH0147273B2 JP H0147273 B2 JPH0147273 B2 JP H0147273B2 JP 57147505 A JP57147505 A JP 57147505A JP 14750582 A JP14750582 A JP 14750582A JP H0147273 B2 JPH0147273 B2 JP H0147273B2
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Classifications
-
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
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- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
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- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
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- B22F1/09—Mixtures of metallic powders
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
- B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ニツケルベース又はコバルトベース
の耐熱超合金部材の拡散接合方法に係る。
の耐熱超合金部材の拡散接合方法に係る。
拡散接合方法ととは、互いに似た組成を有する
金属部材の接合面間に、当該金属部材に類似した
組成を有し且つ金属部材中の一種以上の金属成分
より溶融し易いと共に当該金属成分中に浸潤し得
るフラツクスとも称される溶加元素を少くとも一
種含有する接合層を設け、金属部材と接合層との
集合体を適宜に熱処理して溶加元素を溶融して溶
加元素を金属成分に浸潤させ、その後当該集合体
の溶融したものを再凝固させて金属部材を接合す
る方法である。
金属部材の接合面間に、当該金属部材に類似した
組成を有し且つ金属部材中の一種以上の金属成分
より溶融し易いと共に当該金属成分中に浸潤し得
るフラツクスとも称される溶加元素を少くとも一
種含有する接合層を設け、金属部材と接合層との
集合体を適宜に熱処理して溶加元素を溶融して溶
加元素を金属成分に浸潤させ、その後当該集合体
の溶融したものを再凝固させて金属部材を接合す
る方法である。
拡散接合による超金属部材の接合、特に鋳造部
材の接合は公知である。例えばフランス特許公開
第2132050号明細書は、ニツケルベースの超合金
部材の接合に於けるこの種の方法を提案してい
る。接合層に含まれた溶加元素は、超合金中に拡
散する間に脆性相を生じないように選択される。
従つて、接合層に於いてアルミニウム、チタン、
炭素のような元素の使用は原則として避けるべき
である。接合層の組成の一例を重量％で示すと、
15Cr；15Co；5Mo；3B；残部Niである。
材の接合は公知である。例えばフランス特許公開
第2132050号明細書は、ニツケルベースの超合金
部材の接合に於けるこの種の方法を提案してい
る。接合層に含まれた溶加元素は、超合金中に拡
散する間に脆性相を生じないように選択される。
従つて、接合層に於いてアルミニウム、チタン、
炭素のような元素の使用は原則として避けるべき
である。接合層の組成の一例を重量％で示すと、
15Cr；15Co；5Mo；3B；残部Niである。
前記のような接合方法の実施には細心の配慮が
必要である。先ず、接合層の厚みはできるだけ薄
くする。何故なら、接合層の厚みが大きくなる
と、接合領域と金属溜との周囲にシールを設けて
密閉しない限り、接合層に巣ができたり、接合層
の材料のロスが増大し、拡散時間が長くなり、加
えて接合すべき部材の組成及び特性が接合面の近
傍で変質し易くなる。
必要である。先ず、接合層の厚みはできるだけ薄
くする。何故なら、接合層の厚みが大きくなる
と、接合領域と金属溜との周囲にシールを設けて
密閉しない限り、接合層に巣ができたり、接合層
の材料のロスが増大し、拡散時間が長くなり、加
えて接合すべき部材の組成及び特性が接合面の近
傍で変質し易くなる。
しかし乍ら、接合層の厚みが薄過ぎれば、溶込
み不良等の接合欠陥が生じる恐れが増大する。こ
のため、接合すべき部材の接合面を高精度で切削
し、接合の際に、接合すべき部材に、圧力をかけ
て互いに密着させるのがよい。
み不良等の接合欠陥が生じる恐れが増大する。こ
のため、接合すべき部材の接合面を高精度で切削
し、接合の際に、接合すべき部材に、圧力をかけ
て互いに密着させるのがよい。
前記の欠点はいずれも、接合層が完全に溶融す
ることに起因する。より詳細には、液相線温度が
接合すべき部材の超合金の固相線温度より低いこ
とに起因する。例えば部材の接合によつて複雑な
形状の部材を形成するために、良好に接合を達成
したい場合には、要求される条件が厳しく、接合
層として有効に使用され得る組成を有する合金を
粉末又はストリツプ等の形態で市場で入手するこ
とが困難である。
ることに起因する。より詳細には、液相線温度が
接合すべき部材の超合金の固相線温度より低いこ
とに起因する。例えば部材の接合によつて複雑な
形状の部材を形成するために、良好に接合を達成
したい場合には、要求される条件が厳しく、接合
層として有効に使用され得る組成を有する合金を
粉末又はストリツプ等の形態で市場で入手するこ
とが困難である。
本発明の目的は、拡散接合されるべき耐熱超合
金部材の接合領域における残留多孔及び亀裂の発
生を阻止し得る耐熱超合金部材の拡散接合方法を
提供することにある。
金部材の接合領域における残留多孔及び亀裂の発
生を阻止し得る耐熱超合金部材の拡散接合方法を
提供することにある。
本発明によれば、前記目的は、耐熱超合金部材
の拡散接合方法であつて、ニツケル―クロム―ホ
ウ素合金又はニツケル―コバルト―ケイ素―ホウ
素合金の第１の粉末を準備する段階と、固相線温
度が前記第１の粉末の液相線温度より高く、前記
第１の粉末より多い重量のニツケルベース合金又
はコバルトベース合金の第２の粉末を準備する段
階と、前記第１の粉末及び前記第２の粉末の混合
物を形成する段階と、ニツケルベース又はコバル
トベースの一対の耐熱超合金部材の接合面の間に
前記混合物を充填する段階と、前記一対の耐熱超
合金部材及び前記充填された混合物の集合体を前
記第１の粉末が溶解し且つ前記第２の粉末及び前
記耐熱超合金部材が溶解しない温度であつて前記
溶解した第１の粉末が前記第２の粉末及び前記一
対の耐熱超合金部材に浸潤すると共に毛管現象に
よつて前記第２の粉末及び前記一対の耐熱超合金
部材の中に保持される温度に加熱する段階とから
なる方法によつて達成される。
の拡散接合方法であつて、ニツケル―クロム―ホ
ウ素合金又はニツケル―コバルト―ケイ素―ホウ
素合金の第１の粉末を準備する段階と、固相線温
度が前記第１の粉末の液相線温度より高く、前記
第１の粉末より多い重量のニツケルベース合金又
はコバルトベース合金の第２の粉末を準備する段
階と、前記第１の粉末及び前記第２の粉末の混合
物を形成する段階と、ニツケルベース又はコバル
トベースの一対の耐熱超合金部材の接合面の間に
前記混合物を充填する段階と、前記一対の耐熱超
合金部材及び前記充填された混合物の集合体を前
記第１の粉末が溶解し且つ前記第２の粉末及び前
記耐熱超合金部材が溶解しない温度であつて前記
溶解した第１の粉末が前記第２の粉末及び前記一
対の耐熱超合金部材に浸潤すると共に毛管現象に
よつて前記第２の粉末及び前記一対の耐熱超合金
部材の中に保持される温度に加熱する段階とから
なる方法によつて達成される。
本発明によれば、拡散接合時に溶融して体積膨
張し且つ再凝固して体積収縮する第１の粉末の重
量が第２の粉末の重量よりも少ないが故に、第１
の粉末と第２の粉末との混合物の体積膨張及び体
積収縮を減らし得、拡散接合領域における残留多
孔及び亀裂の発生を阻止し得る。
張し且つ再凝固して体積収縮する第１の粉末の重
量が第２の粉末の重量よりも少ないが故に、第１
の粉末と第２の粉末との混合物の体積膨張及び体
積収縮を減らし得、拡散接合領域における残留多
孔及び亀裂の発生を阻止し得る。
本発明に係る第１の粉末は、好ましくは、三種
の元素又は四種の元素を含むものから選択され
る。特に、Ni、Cr、Ｂからなる粉末、Ni、Co、
Si、Ｂからなる粉末はすぐれた浸潤性を有してお
り、通常の処理温度で非溶融化合物を形成しな
い。このことに関しては、特に、元素Ni、Cr、
Si、Ｂを同時に存在させないのがよい。
の元素又は四種の元素を含むものから選択され
る。特に、Ni、Cr、Ｂからなる粉末、Ni、Co、
Si、Ｂからなる粉末はすぐれた浸潤性を有してお
り、通常の処理温度で非溶融化合物を形成しな
い。このことに関しては、特に、元素Ni、Cr、
Si、Ｂを同時に存在させないのがよい。
前述のような構成によれば、さらに、以下のよ
うな利点が得られる。
うな利点が得られる。
混合物からなる接合層の厚みが１／10×数ミリメ
ートルから１ミリメートルの程度まで大きくなつ
ても再凝固後の接合層が緻密に維持される。第１
の粉末としての溶加材粉末が溶融するときに液相
が第２の粉末としてのベース粉末の粒子間に毛細
現象によつて保持されるときは、この傾向がより
顕著である。ここに、ベース粉末の固相線温度
は、溶加材粉末の液相線温度より高い。
ても再凝固後の接合層が緻密に維持される。第１
の粉末としての溶加材粉末が溶融するときに液相
が第２の粉末としてのベース粉末の粒子間に毛細
現象によつて保持されるときは、この傾向がより
顕著である。ここに、ベース粉末の固相線温度
は、溶加材粉末の液相線温度より高い。
完全に拡散するための溶加材粉末の溶加元素の
移動距離は、接合層の厚みに関わり無く、ベース
粉末の粒子が球状でないときは、ベース粉末の粒
子の厚みの１／２以下であり、当該粒子が球状で
あるときは該グレーンの半径以下である。従つ
て、従来の拡散接合方法の場合と比較して、熱処
理の拡散相の維持時間の長さが接合層の厚みに左
右される度合が遥かに小さい。
移動距離は、接合層の厚みに関わり無く、ベース
粉末の粒子が球状でないときは、ベース粉末の粒
子の厚みの１／２以下であり、当該粒子が球状で
あるときは該グレーンの半径以下である。従つ
て、従来の拡散接合方法の場合と比較して、熱処
理の拡散相の維持時間の長さが接合層の厚みに左
右される度合が遥かに小さい。
ベース粉末と溶加材粉末との相対比率を加減す
れば、拡散接合後の接合領域の化学的組成を最適
に調整することが可能である。即ち、ほぼ全ての
場合に市販の粉末混合物を使用することができ
る。
れば、拡散接合後の接合領域の化学的組成を最適
に調整することが可能である。即ち、ほぼ全ての
場合に市販の粉末混合物を使用することができ
る。
接合すべき超合金部材及びベース粉末のベース
元素とは異なるベース元素を含む溶加材粉末を使
用してもよい。例えば、コバルトベースの超合金
部材の接合のために、コバルトをベース元素とす
るベース粉末と、ニツケルをベース元素とする溶
加材粉末とを使用し得る。
元素とは異なるベース元素を含む溶加材粉末を使
用してもよい。例えば、コバルトベースの超合金
部材の接合のために、コバルトをベース元素とす
るベース粉末と、ニツケルをベース元素とする溶
加材粉末とを使用し得る。
本発明の方法と従来の拡散接合方法との組合せ
又は併用も可能である。これにより、考えられる
全ての幾何学形状の接合面を、特にこれらの接合
面間の間隔が極めて小さい場合にも機械的加工す
ること無く処理することが可能である。
又は併用も可能である。これにより、考えられる
全ての幾何学形状の接合面を、特にこれらの接合
面間の間隔が極めて小さい場合にも機械的加工す
ること無く処理することが可能である。
本発明の方法は融通性があり、多くの用途に有
利に適用することができる。特に、下記のような
用途に使用され得る。即ち、少なくとも２個の超
合金部材を接合して複雑な部材を形成する用途、
超合金部材に存在する鋳造欠陥、亀裂等の予定外
の空洞、又は中子の挿入口等の予定した空洞を、
本発明に係る混合物自体から成る栓を埋込んで閉
塞する用途、超合金部材の欠陥部分を補修する用
途、又は超合金部材に突起、補強リブ等の付着物
を接合する用途である。
利に適用することができる。特に、下記のような
用途に使用され得る。即ち、少なくとも２個の超
合金部材を接合して複雑な部材を形成する用途、
超合金部材に存在する鋳造欠陥、亀裂等の予定外
の空洞、又は中子の挿入口等の予定した空洞を、
本発明に係る混合物自体から成る栓を埋込んで閉
塞する用途、超合金部材の欠陥部分を補修する用
途、又は超合金部材に突起、補強リブ等の付着物
を接合する用途である。
本発明の方法により、混合物自体の予焼結ブラ
ンクを部材に接合しこれと同時にブランクに圧縮
成形を施してもよい。混合物から成るブランクを
部材に接触させ、次に拡散接合処理を実施する
と、一方でブランクの圧縮成形及び均質化、他方
でブランクと部材との接合が同時に達成される。
このときに、接合層は、部材と接触したブランク
の表層領域から成る。この方法は主として極めて
安価な予焼結ブランクとして入手し得る簡単な形
状の突起又は栓等の付着物を既に仕上つた部品に
接合するときに使用される。
ンクを部材に接合しこれと同時にブランクに圧縮
成形を施してもよい。混合物から成るブランクを
部材に接触させ、次に拡散接合処理を実施する
と、一方でブランクの圧縮成形及び均質化、他方
でブランクと部材との接合が同時に達成される。
このときに、接合層は、部材と接触したブランク
の表層領域から成る。この方法は主として極めて
安価な予焼結ブランクとして入手し得る簡単な形
状の突起又は栓等の付着物を既に仕上つた部品に
接合するときに使用される。
添附図面に基づく以下の記載より本発明が更に
十分に理解されるであろう。
十分に理解されるであろう。
第１図は、拡散接合処理を実施する前の超合金
の部材Ａ，Ｂと接合層との集合体の一部分の構造
を概略的に示す。接合すべき２個の部材Ａ，Ｂの
壁の一部分と、ベース粉末の粒子Ｃと溶加材粉末
の粒子Ｄとから成る粉末混合物とが示されてい
る。
の部材Ａ，Ｂと接合層との集合体の一部分の構造
を概略的に示す。接合すべき２個の部材Ａ，Ｂの
壁の一部分と、ベース粉末の粒子Ｃと溶加材粉末
の粒子Ｄとから成る粉末混合物とが示されてい
る。
第２図は、粒子Ｄが溶融したときの構造を概略
的に示す。溶融より生じた液相Ｅが部材Ａ，Ｂと
粒子Ｃとに浸潤する。粒子の寸法が小さいため、
液相は毛管現象によって保持される。
的に示す。溶融より生じた液相Ｅが部材Ａ，Ｂと
粒子Ｃとに浸潤する。粒子の寸法が小さいため、
液相は毛管現象によって保持される。
第３図は、拡散が正しく進行したときの構造を
概略的に示す。
概略的に示す。
部材Ａ，Ｂの壁に拡散により結合した均一な金
相学的構造の固体中間層Ｆが形成されている。層
Ｆは、部材Ａ，Ｂの縁端を示す破線によつて限定
されている。
相学的構造の固体中間層Ｆが形成されている。層
Ｆは、部材Ａ，Ｂの縁端を示す破線によつて限定
されている。
処理中に生じる物理的現象及び冶金的現象によ
つて、残留多孔率を実質的に０にすることが可能
である。
つて、残留多孔率を実質的に０にすることが可能
である。
次に、第４，５，６図を参照して本発明の方法
の使用実施例を説明する。これらの各実施例に於
いては、主要な条件、即ち、接合すべき部材を構
成する一種以上の超合金に関して常用の規格化記
号で示される性質、ベース粉末の超合金の性質と
粒度、溶加工粉末の化学組成（重量％）と粒度、
これらの２種の粉末の各割合、これらの粉末の混
合物から形成された接合層の厚み、拡散接合のた
めの熱処理工程の温度及び持続時間のみについて
記載する。
の使用実施例を説明する。これらの各実施例に於
いては、主要な条件、即ち、接合すべき部材を構
成する一種以上の超合金に関して常用の規格化記
号で示される性質、ベース粉末の超合金の性質と
粒度、溶加工粉末の化学組成（重量％）と粒度、
これらの２種の粉末の各割合、これらの粉末の混
合物から形成された接合層の厚み、拡散接合のた
めの熱処理工程の温度及び持続時間のみについて
記載する。
これらの実施例で適用され得るいくつかの条件
に関しては以下に説明する。これらの条件は当業
者に公知であるから、各実施例毎に繰返して記載
しない。
に関しては以下に説明する。これらの条件は当業
者に公知であるから、各実施例毎に繰返して記載
しない。
接合層を構成する粉末混合物は種々の形態で使
用され得る。部材の接合面が平坦水平であるとき
は、混合物をそのまま接合面間に配置し得る。し
かし乍ら殆んどの場合には、熱処理中に熱分解に
より消散し炭素質残渣を残さないように選択され
た有機結合剤を混合物に添加るのが好ましい。例
えば、アクリル樹脂のアクリル樹脂モノマー溶液
に粉末混合物を分散させて得られた流体ペースト
状の接合層を接合面間に配置するか、又はアクリ
ル樹脂に粉末混合物を分散させ、これを圧延して
得られたシート又はテープ状の接合層を接合面間
に配置する。
用され得る。部材の接合面が平坦水平であるとき
は、混合物をそのまま接合面間に配置し得る。し
かし乍ら殆んどの場合には、熱処理中に熱分解に
より消散し炭素質残渣を残さないように選択され
た有機結合剤を混合物に添加るのが好ましい。例
えば、アクリル樹脂のアクリル樹脂モノマー溶液
に粉末混合物を分散させて得られた流体ペースト
状の接合層を接合面間に配置するか、又はアクリ
ル樹脂に粉末混合物を分散させ、これを圧延して
得られたシート又はテープ状の接合層を接合面間
に配置する。
ベース粉末と溶加材粉末との粒度は明らかに、
大きい方の粒子が、接合層の厚みを左右する接合
部材間の間隙を越えないように選択されなければ
ならない。しかし乍ら、混合物がより緻密になる
ようにベース粉末に等しいか又はより微細な寸法
の溶加材粉末を使用するのが好ましい。粒度の比
が好ましく選択され、溶加材粉末の割合が過度に
大きくないときは、大きい方の粒子が互いに接触
しようとするときにさえも小さい方の粒子が大き
い方の粒子間に入り込む。これにより、残留多孔
率をさらに減らし得る。
大きい方の粒子が、接合層の厚みを左右する接合
部材間の間隙を越えないように選択されなければ
ならない。しかし乍ら、混合物がより緻密になる
ようにベース粉末に等しいか又はより微細な寸法
の溶加材粉末を使用するのが好ましい。粒度の比
が好ましく選択され、溶加材粉末の割合が過度に
大きくないときは、大きい方の粒子が互いに接触
しようとするときにさえも小さい方の粒子が大き
い方の粒子間に入り込む。これにより、残留多孔
率をさらに減らし得る。
拡散接合処理に続いて液体化処理又は焼戻し処
理が必要であるが、これらの処理は本発明の方法
の一部を構成しないので説明しない。
理が必要であるが、これらの処理は本発明の方法
の一部を構成しないので説明しない。
残留多孔を除去するために、好ましくは真空下
で行なわれる拡散接合処理に続いて、圧力下での
圧縮処理を行つてもよい。しかし乍ら、不活性雰
囲気に於いて静圧下で拡散接合処理を実施するこ
とも可能である。但し、後者の場合には、処理装
置がより複雑で高価である。
で行なわれる拡散接合処理に続いて、圧力下での
圧縮処理を行つてもよい。しかし乍ら、不活性雰
囲気に於いて静圧下で拡散接合処理を実施するこ
とも可能である。但し、後者の場合には、処理装
置がより複雑で高価である。
以下の説明において、接合すべき部材の接合面
の洗浄処理及び酸洗い処理は公知であるから、例
外的場合を除いては言及しない。
の洗浄処理及び酸洗い処理は公知であるから、例
外的場合を除いては言及しない。
なお、以下の説明における組成は重量％で表示
される。
される。
実施例 １
（第４図）
この実施例では、商品名HS31として市販され
ている公知のコバルトベースの合金KC25NW（ベ
ースCo―25Cr―11Ni―8W）から精密鋳造され
たタービンの案内羽根４０おいて、熱疲労によつ
て生じた亀裂４１を処理する。
ている公知のコバルトベースの合金KC25NW（ベ
ースCo―25Cr―11Ni―8W）から精密鋳造され
たタービンの案内羽根４０おいて、熱疲労によつ
て生じた亀裂４１を処理する。
羽根４０の修復に於いては、羽根４０の後縁４
２の肉盛を行なつて羽根４０の輪郭を復元する。
２の肉盛を行なつて羽根４０の輪郭を復元する。
原則として下記の工程により修復処理を実施す
る。
る。
予め混合した粉末混合物と揮発性結合剤とから
成るペーストの形状のNi Cr Ｂベースの金属溶
加材を細い亀裂４１に充填する、 真空下で15分間1200℃に加熱して金属溶加材を
溶融して亀裂を閉塞し、コバルトベースのベース
粉末をNi Co Si Ｂ合金の溶加材粉末とから成る
粉末混合物を後縁４２に付着させ、真空下で15分
間1200℃に加熱して溶加材粉末を溶融し、修復部
の幾何学的形状を点検し、真空下1200℃で拡散処
理を４時間継続する。
成るペーストの形状のNi Cr Ｂベースの金属溶
加材を細い亀裂４１に充填する、 真空下で15分間1200℃に加熱して金属溶加材を
溶融して亀裂を閉塞し、コバルトベースのベース
粉末をNi Co Si Ｂ合金の溶加材粉末とから成る
粉末混合物を後縁４２に付着させ、真空下で15分
間1200℃に加熱して溶加材粉末を溶融し、修復部
の幾何学的形状を点検し、真空下1200℃で拡散処
理を４時間継続する。
この実施例は、溶加材粉末のベース元素（この
場合ニツケル）がベース粉末及び部品のベース元
素（この場合コバルト）とは異なる元素から成る
という注目すべき場合を示している。
場合ニツケル）がベース粉末及び部品のベース元
素（この場合コバルト）とは異なる元素から成る
という注目すべき場合を示している。
実施例 ２
（第５図）
この実施例では、商品名RENE77として市販さ
れている公知の合金NK15CADT（ベースNi―
15Co―14.5Cr―4Al―4Mo―3Ti）から成る３個
の羽根エレメント５３の上端フランジ５１と下端
フランジ５２との接合によつて低圧タービンの３
個の羽根から成るセクタが得られる。
れている公知の合金NK15CADT（ベースNi―
15Co―14.5Cr―4Al―4Mo―3Ti）から成る３個
の羽根エレメント５３の上端フランジ５１と下端
フランジ５２との接合によつて低圧タービンの３
個の羽根から成るセクタが得られる。
厚み約100ミクロンの接合層５４は、商品名
Astroloyとして市販されている合金NK17CDAT
（ベースNi―17Co―15Cr―4Al―3.5Ti）から成
る粒度100ミクロン未満のベース粉末75重量％と
組成が15Cr、3.5B、残部Niの合金から成る融点
1055℃、粒度40ミクロンの溶加材粉末25重量％と
からなる。
Astroloyとして市販されている合金NK17CDAT
（ベースNi―17Co―15Cr―4Al―3.5Ti）から成
る粒度100ミクロン未満のベース粉末75重量％と
組成が15Cr、3.5B、残部Niの合金から成る融点
1055℃、粒度40ミクロンの溶加材粉末25重量％と
からなる。
拡散接合のための熱処理は主として、約３時間
で1200℃までの加熱と、1200℃で12分間の保持
と、1190℃で４時間の保持と、約２時間の1190℃
から540℃までの温度降下とを含む。
で1200℃までの加熱と、1200℃で12分間の保持
と、1190℃で４時間の保持と、約２時間の1190℃
から540℃までの温度降下とを含む。
上記２種の合金粉末は市場で入手し得る。
実施例 ３
（第６図）
この実施例では、合金NK15CADTから成る中
空ターピン羽根５３の上端フランジ６１に中子を
挿入すべく設けられた開口６３の閉塞が行なわれ
る。従来の閉塞方法ではステンレス鋼のろう付け
ボールを収容するために開口を切削する必要があ
つた。
空ターピン羽根５３の上端フランジ６１に中子を
挿入すべく設けられた開口６３の閉塞が行なわれ
る。従来の閉塞方法ではステンレス鋼のろう付け
ボールを収容するために開口を切削する必要があ
つた。
本実施例では、栓６４を形成する予焼結ブラン
クを接合する。
クを接合する。
ブランクは、合金NK17CDATの粒度160ミク
ロンのベース粉末75重量％と、 粒度40ミクロン未満、組成が17Co、4Si、
2.7B、残部Niの合金からなる固相線温度960℃、
粒度40ミクロン未満の溶加材粉末25重量％との粉
末混合物からなる。
ロンのベース粉末75重量％と、 粒度40ミクロン未満、組成が17Co、4Si、
2.7B、残部Niの合金からなる固相線温度960℃、
粒度40ミクロン未満の溶加材粉末25重量％との粉
末混合物からなる。
ブランクを開口内に導入し、全体を拡散接合す
るために急速熱処理する。
るために急速熱処理する。
処理中には必ず、1200℃で15分間の保持期間が
含まれる。この処理により、栓６４のブランクの
焼結と開口６３の壁に対するブランクの結合とが
同時に達成され得る。接合層は、孔の壁と接触し
たブランクの表層のみから成る。壁の適当な酸洗
い処理がしてある限り、孔を切削する必要はな
い。
含まれる。この処理により、栓６４のブランクの
焼結と開口６３の壁に対するブランクの結合とが
同時に達成され得る。接合層は、孔の壁と接触し
たブランクの表層のみから成る。壁の適当な酸洗
い処理がしてある限り、孔を切削する必要はな
い。
ベース粉末と溶加材粉末とが市場で入手し易い
という利点に加えて、本実施例の方法は要約すれ
ば、ブランクが極めて安価であり、粗い成形面と
の結合に利用し得るという利点を有する。
という利点に加えて、本実施例の方法は要約すれ
ば、ブランクが極めて安価であり、粗い成形面と
の結合に利用し得るという利点を有する。
前記方法は更に、リブ、突起等の如き付着部材
を既存の部材に結合させる場合にも使用され得
る。
を既存の部材に結合させる場合にも使用され得
る。
本発明方法の他の使用例も数多く挙げることが
できるが、記載の実施例だけで可能な種々の応用
を示すに十分である。
できるが、記載の実施例だけで可能な種々の応用
を示すに十分である。
本発明のために実施したテストによれば、一般
的に、接合すべき部材がコバルトベースの超合金
から成るときは粉末混合物中の溶加材粉末の割合
が好ましくは５％から40％であり、ニツケルベー
スの超合金から成るときは粉末混合物中の溶加材
粉末の割合が好ましくは５％から25％である。
的に、接合すべき部材がコバルトベースの超合金
から成るときは粉末混合物中の溶加材粉末の割合
が好ましくは５％から40％であり、ニツケルベー
スの超合金から成るときは粉末混合物中の溶加材
粉末の割合が好ましくは５％から25％である。
第１，２，３図は、本発明の方法を実施すると
この接合層の種々の物理化学的状態を示す概略説
明図、第４図は、本発明の方法により修復された
タービンの案内羽根の説明図、第５図は、本発明
の方法によつて羽根エレメントを互いに接合して
得られたタービン羽根セクタの正面図、第６図
は、本発明の方法により中子の挿入孔に栓を埋込
んで閉塞された中空タービン羽根の一部分の断面
図である。 ４０…案内羽根、４１…亀裂、５１…上端フラ
ンジ、５２…下端フランジ、５３…羽根エレメン
トト、５４…接合層、６３…開口、６４…栓。
この接合層の種々の物理化学的状態を示す概略説
明図、第４図は、本発明の方法により修復された
タービンの案内羽根の説明図、第５図は、本発明
の方法によつて羽根エレメントを互いに接合して
得られたタービン羽根セクタの正面図、第６図
は、本発明の方法により中子の挿入孔に栓を埋込
んで閉塞された中空タービン羽根の一部分の断面
図である。 ４０…案内羽根、４１…亀裂、５１…上端フラ
ンジ、５２…下端フランジ、５３…羽根エレメン
トト、５４…接合層、６３…開口、６４…栓。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 耐熱超合金部材の拡散接合方法であつて、ニ
ツケル―クロム―ホウ素合金又はニツケル―コバ
ルト―ケイ素―ホウ素合金の第１の粉末を準備す
る段階と、固相線温度が前記第１の粉末の液相線
温度より高く、前記第１の粉末より多い重量のニ
ツケルベース合金又はコバルトベース合金の第２
の粉末を準備する段階と、前記第１の粉末及び前
記第２の粉末の混合物を形成する段階と、ニツケ
ルベース又はコバルトベースの一対の耐熱超合金
部材の接合面の間に前記混合物を充填する段階
と、前記一対の耐熱超合金部材及び前記充填され
た混合物の集合体を前記第１の粉末が溶解し且つ
前記第２の粉末及び前記耐熱超合金部材が溶解し
ない温度であつて前記溶解した第１の粉末が前記
第２の粉末及び前記一対の耐熱超合金部材に浸潤
すると共に毛管現象によつて前記第２の粉末及び
前記一対の耐熱超合金部材の中に保持される温度
に加熱する段階とからなる方法。 ２ 前記第１の粉末の重量が前記混合物の重量の
５〜25％である特許請求の範囲第１項に記載の方
法。 ３ 前記第１の粉末の粒度が40ミクロンであり、
前記第２の粉末の粒度が100ミクロンである特許
請求の範囲第１項又は第２項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8116283 | 1981-08-26 | ||
| FR8116283A FR2511908A1 (fr) | 1981-08-26 | 1981-08-26 | Procede de brasage-diffusion destine aux pieces en superalliages |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5844962A JPS5844962A (ja) | 1983-03-16 |
| JPH0147273B2 true JPH0147273B2 (ja) | 1989-10-13 |
Family
ID=9261680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57147505A Granted JPS5844962A (ja) | 1981-08-26 | 1982-08-25 | 耐熱超合金部材の拡散接合方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4614296A (ja) |
| EP (1) | EP0075497B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5844962A (ja) |
| CA (1) | CA1197399A (ja) |
| DE (1) | DE3267601D1 (ja) |
| FR (1) | FR2511908A1 (ja) |
Families Citing this family (80)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4478638A (en) * | 1982-05-28 | 1984-10-23 | General Electric Company | Homogenous alloy powder |
| FR2564350B1 (fr) * | 1984-05-17 | 1987-11-20 | Snecma | Procede de reparation par diffusion |
| JPS619968A (ja) * | 1984-06-27 | 1986-01-17 | Mitsubishi Metal Corp | 高温熱交換用内外フイン付パイプの製造法 |
| JPS61250514A (ja) * | 1985-04-26 | 1986-11-07 | Nippon Soken Inc | 車両用勾配検出装置 |
| US4937042A (en) * | 1986-11-28 | 1990-06-26 | General Electric Company | Method for making an abradable article |
| US4842953A (en) * | 1986-11-28 | 1989-06-27 | General Electric Company | Abradable article, and powder and method for making |
| JPS63194879A (ja) * | 1987-02-09 | 1988-08-12 | Hitachi Ltd | インサ−ト材を用いる接合方法 |
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| US4910098A (en) * | 1987-10-16 | 1990-03-20 | Avco Corporation | High temperature metal alloy mixtures for filling holes and repairing damages in superalloy bodies |
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