JPH0147278B2 - - Google Patents
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- JPH0147278B2 JPH0147278B2 JP57036477A JP3647782A JPH0147278B2 JP H0147278 B2 JPH0147278 B2 JP H0147278B2 JP 57036477 A JP57036477 A JP 57036477A JP 3647782 A JP3647782 A JP 3647782A JP H0147278 B2 JPH0147278 B2 JP H0147278B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/001—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces
- B23K35/004—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces at least one of the workpieces being of a metal of the iron group
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Description
本発明はNi基、Co基及びFe基の各合金よりな
る同種材同志の接合法に係るもので、特に接合部
における接合不良を著しく少なくでき、かつ複雑
形状の接合部を接合するに好適な方法である。 Ni基、Co基及びFe基合金はガスタービン、ジ
エツトエンジン等の高温部分にしばしば使用され
る。 近年これらガスタービン、ジエツトエンジンは
燃焼ガス温度を上昇させ、効率を増加することが
行なわれている。しかしながら、材料面から見る
と、かならずしも高温で十分使用に耐える材料の
開発が先行していない。その為、高温部分で使用
される部材は時により空気導入による冷却で部材
の温度を低下させることが行なわれている。ブレ
ードの場合の冷却を例に取ると対流冷却、インピ
ージメント冷却、膜冷却及び浸出冷却などがあ
り、これらを単独又は複数組合せて冷却効果を高
めている。そのため冷却空気の流路である冷却孔
は極めて複雑となる。故にブレードを複数に分割
して精密鋳造後、接合して１本のブレードを製造
することが行なわれている。 従来、接合法には接合面に中間層として合金箔
あるいは金属粉末をはさみこみ、加熱して中間層
を接合面相互に拡散させたり、中間層を溶融させ
て接合する方法がある。しかし、中間層を拡散さ
せる方法は高温、長時間の加熱が必要で、かつそ
の効果を最大限に発揮させるには大きな荷重を加
えなければならないなどの欠点がある。また合金
箔を溶融させて接合する場合は、中間層の金属箔
を接合面に密着させなければならず、そのために
この方法もまた比較的大きな荷重を加えなければ
ならない。 一方、中間層に合金粉末を利用する方法は、接
合面に均一に粉末を置くことが困難なため、予め
合金粉末とアクリル接着剤等でプレフオームを作
り、接合面に置かなければならないなどの欠点が
ある。 さらに、これらいずれの方法も、接合面が複雑
形状になると、それに合わせて中間層としての合
金箔や金属粉末とアクリル接着剤とのプレフオー
ムを接合面と十分合同にし難いという欠点もあ
る。 本発明の目的は上記従来技術の持つ欠点を補
い、接合面が複雑形状でも十分接合出来、また接
合不良の極めて少ない良好な接合法を提供するこ
とにある。 接合部における接合不良の極めて少ない良好な
接合面を得るための被接合材として、Ni基合金
の場合はニツケルほう化物たとえばNi2B、
Ni3B、Co基合金の場合はコバルトほう化物たと
えばCo3B、Fe基合金の場合は鉄ほう化物たとえ
ばFe3Bの金属間化合物を表面に形成させること
が著るしく効果的であることを見出した。 本発明は、ニツケル、コバルト及び鉄の少なく
とも１つを主成分とする合金よりなる部材の拡散
接合法において、前記部材の少なくとも一方を、
重量で粒径5μｍ以下のほう素粉末１％を越え５
％以下、ハロゲン化物0.5〜10％、耐火性非金属
粉末残部よりなるパツク剤中に埋め込み、不活性
ガス中で650〜950℃の温度に加熱することによつ
て前記部材の表面にほう素の拡散層を形成し、該
拡散層を介して両部材を接触し、非酸化性雰囲気
中で加熱し拡散接合することを特徴とする拡散接
合法にある。 ほう化物層の厚さは、薄すぎると接合が不十分
となり、厚すぎると過剰のＢが接合界面に含有さ
れ機械的性質が劣化するなどの悪影響を及ぼすた
め、ほう化物層の厚さは４〜100μｍが良く、好
ましくは30〜40μｍが最適である。 このようにして金属間化合物層を表面に形成さ
せた後、Ni基合金の場合はNiとニツケルほう化
物の共晶点、以下同様にCoとコバルトほう化物
の共晶点、Feと鉄ほう化物の共晶点以上且つ母
材の融点以下の温度に加熱することで被接合材表
面を溶融せしめ接合するものである。溶融後は
Ni、Co及びFeに対するＢの親和力が大きく、ま
た相互のぬれ性も良好なため、接合不良の少ない
良好な接合部が得られる。また、接合面全体に
Ni、Co又はFeのほう化物が存在し、加熱により
接合面全体が溶融するため、接合時に荷重を加え
なくても十分接合するものである。もつとも、荷
重を加えればより効果的に接合されることは言う
までもなく、その場合は0.3Kg/cm2以下の僅かな荷
重で十分である。 さらに、当金属間化合物を接合面の一方の面の
みに形成させた方がより優れた接合部材が得られ
る。 接合時の温度はNiとニツケルほう化物、Coと
コバルトほう化物及びFeと鉄ほう化物の共晶点
以上とする必要があるが、上限は接合されるべき
Ni基、Co基あるいはFe基合金の融点以下ならば
可である。 接合時の加熱雰囲気は、酸化を防止するため非
酸化性雰囲気で行なうことが必要であるが、特に
真空中でなくても、Arガス中で十分である。 以下本発明の詳細を実施例を示して説明する。
実験に用いた材料はNi基合金のIN−738LCで第
１表に化学組成を示した。
る同種材同志の接合法に係るもので、特に接合部
における接合不良を著しく少なくでき、かつ複雑
形状の接合部を接合するに好適な方法である。 Ni基、Co基及びFe基合金はガスタービン、ジ
エツトエンジン等の高温部分にしばしば使用され
る。 近年これらガスタービン、ジエツトエンジンは
燃焼ガス温度を上昇させ、効率を増加することが
行なわれている。しかしながら、材料面から見る
と、かならずしも高温で十分使用に耐える材料の
開発が先行していない。その為、高温部分で使用
される部材は時により空気導入による冷却で部材
の温度を低下させることが行なわれている。ブレ
ードの場合の冷却を例に取ると対流冷却、インピ
ージメント冷却、膜冷却及び浸出冷却などがあ
り、これらを単独又は複数組合せて冷却効果を高
めている。そのため冷却空気の流路である冷却孔
は極めて複雑となる。故にブレードを複数に分割
して精密鋳造後、接合して１本のブレードを製造
することが行なわれている。 従来、接合法には接合面に中間層として合金箔
あるいは金属粉末をはさみこみ、加熱して中間層
を接合面相互に拡散させたり、中間層を溶融させ
て接合する方法がある。しかし、中間層を拡散さ
せる方法は高温、長時間の加熱が必要で、かつそ
の効果を最大限に発揮させるには大きな荷重を加
えなければならないなどの欠点がある。また合金
箔を溶融させて接合する場合は、中間層の金属箔
を接合面に密着させなければならず、そのために
この方法もまた比較的大きな荷重を加えなければ
ならない。 一方、中間層に合金粉末を利用する方法は、接
合面に均一に粉末を置くことが困難なため、予め
合金粉末とアクリル接着剤等でプレフオームを作
り、接合面に置かなければならないなどの欠点が
ある。 さらに、これらいずれの方法も、接合面が複雑
形状になると、それに合わせて中間層としての合
金箔や金属粉末とアクリル接着剤とのプレフオー
ムを接合面と十分合同にし難いという欠点もあ
る。 本発明の目的は上記従来技術の持つ欠点を補
い、接合面が複雑形状でも十分接合出来、また接
合不良の極めて少ない良好な接合法を提供するこ
とにある。 接合部における接合不良の極めて少ない良好な
接合面を得るための被接合材として、Ni基合金
の場合はニツケルほう化物たとえばNi2B、
Ni3B、Co基合金の場合はコバルトほう化物たと
えばCo3B、Fe基合金の場合は鉄ほう化物たとえ
ばFe3Bの金属間化合物を表面に形成させること
が著るしく効果的であることを見出した。 本発明は、ニツケル、コバルト及び鉄の少なく
とも１つを主成分とする合金よりなる部材の拡散
接合法において、前記部材の少なくとも一方を、
重量で粒径5μｍ以下のほう素粉末１％を越え５
％以下、ハロゲン化物0.5〜10％、耐火性非金属
粉末残部よりなるパツク剤中に埋め込み、不活性
ガス中で650〜950℃の温度に加熱することによつ
て前記部材の表面にほう素の拡散層を形成し、該
拡散層を介して両部材を接触し、非酸化性雰囲気
中で加熱し拡散接合することを特徴とする拡散接
合法にある。 ほう化物層の厚さは、薄すぎると接合が不十分
となり、厚すぎると過剰のＢが接合界面に含有さ
れ機械的性質が劣化するなどの悪影響を及ぼすた
め、ほう化物層の厚さは４〜100μｍが良く、好
ましくは30〜40μｍが最適である。 このようにして金属間化合物層を表面に形成さ
せた後、Ni基合金の場合はNiとニツケルほう化
物の共晶点、以下同様にCoとコバルトほう化物
の共晶点、Feと鉄ほう化物の共晶点以上且つ母
材の融点以下の温度に加熱することで被接合材表
面を溶融せしめ接合するものである。溶融後は
Ni、Co及びFeに対するＢの親和力が大きく、ま
た相互のぬれ性も良好なため、接合不良の少ない
良好な接合部が得られる。また、接合面全体に
Ni、Co又はFeのほう化物が存在し、加熱により
接合面全体が溶融するため、接合時に荷重を加え
なくても十分接合するものである。もつとも、荷
重を加えればより効果的に接合されることは言う
までもなく、その場合は0.3Kg/cm2以下の僅かな荷
重で十分である。 さらに、当金属間化合物を接合面の一方の面の
みに形成させた方がより優れた接合部材が得られ
る。 接合時の温度はNiとニツケルほう化物、Coと
コバルトほう化物及びFeと鉄ほう化物の共晶点
以上とする必要があるが、上限は接合されるべき
Ni基、Co基あるいはFe基合金の融点以下ならば
可である。 接合時の加熱雰囲気は、酸化を防止するため非
酸化性雰囲気で行なうことが必要であるが、特に
真空中でなくても、Arガス中で十分である。 以下本発明の詳細を実施例を示して説明する。
実験に用いた材料はNi基合金のIN−738LCで第
１表に化学組成を示した。
【表】
被接合材は幅９mm、長さ13mm、厚さ５mmの試験
片を用いてＢパツク処理を行なつた。以下にＢパ
ツク処理の具体例を示す。 Ｂパツク処理に用いたパツク剤は5μｍ以下の
Ｂ粉末、ハロゲン化活力剤として試薬１級の
NH4Cl粉末、不活性耐火材として−325meshの
Al2O3粉末である。これら粉末を１〜50重量％
Ｂ、2.5重量％NH4Cl、残Al2O3に配合し、撹拌
擂潰機で40分間混合した。パツク容器は
SUS316L（内径30mm）を用い、試料１ケ当り10ｇ
のパツク剤を用い650〜950℃で3.5時間Ar雰囲気
中で加熱した。しかし、パツク剤中のＢ量が７重
量％以上のもので950℃、3.5時間のパツク処理を
行なつた試料はＢコーテイング層が厚くなり、パ
ツク処理終了後、試料取出時の冷却過程でコーテ
イング層に亀裂や剥離が生じ好ましくなかつた。
パツク剤中のＢ量を１％を越え、５重量％以下と
し650〜950℃で3.5時間加熱した試料のコーテイ
ング層には亀裂や剥離がなく良好なコーテイング
層を示し、これらコーテイング層はＸ線回析の結
果Ni2Bであることが知れた。第１図に２重量％
Ｂ、2.5重量％NH4Cl、残Al2O3のパツク剤を用
い650〜950℃で3.5時間加熱のパツク処理を行な
つた場合の加熱温度とNi2Bのコーテイング層厚
さとの関係を示す。 次にパツク剤中のＢ量を２重量％とし、他は前
述と同様の条件で処理し、コーテイング層の厚さ
を変えたものの試料を用いて接合を行なつた。接
合における加熱条件は温度1200℃で１時間保持で
ある。接合雰囲気は真空（４×10-5Torr）又は
Arガス中である。接合時、試料は１cm2の接合面
積当り0.176Kgの荷重を加えたものと無荷重との
条件で行なつた。接合後試料を切断してバフ研摩
し、光学顕微鏡にて未接合部長さを測定し、接合
率（％）を算出した。第２表にそれらの結果をま
とめて示した。
片を用いてＢパツク処理を行なつた。以下にＢパ
ツク処理の具体例を示す。 Ｂパツク処理に用いたパツク剤は5μｍ以下の
Ｂ粉末、ハロゲン化活力剤として試薬１級の
NH4Cl粉末、不活性耐火材として−325meshの
Al2O3粉末である。これら粉末を１〜50重量％
Ｂ、2.5重量％NH4Cl、残Al2O3に配合し、撹拌
擂潰機で40分間混合した。パツク容器は
SUS316L（内径30mm）を用い、試料１ケ当り10ｇ
のパツク剤を用い650〜950℃で3.5時間Ar雰囲気
中で加熱した。しかし、パツク剤中のＢ量が７重
量％以上のもので950℃、3.5時間のパツク処理を
行なつた試料はＢコーテイング層が厚くなり、パ
ツク処理終了後、試料取出時の冷却過程でコーテ
イング層に亀裂や剥離が生じ好ましくなかつた。
パツク剤中のＢ量を１％を越え、５重量％以下と
し650〜950℃で3.5時間加熱した試料のコーテイ
ング層には亀裂や剥離がなく良好なコーテイング
層を示し、これらコーテイング層はＸ線回析の結
果Ni2Bであることが知れた。第１図に２重量％
Ｂ、2.5重量％NH4Cl、残Al2O3のパツク剤を用
い650〜950℃で3.5時間加熱のパツク処理を行な
つた場合の加熱温度とNi2Bのコーテイング層厚
さとの関係を示す。 次にパツク剤中のＢ量を２重量％とし、他は前
述と同様の条件で処理し、コーテイング層の厚さ
を変えたものの試料を用いて接合を行なつた。接
合における加熱条件は温度1200℃で１時間保持で
ある。接合雰囲気は真空（４×10-5Torr）又は
Arガス中である。接合時、試料は１cm2の接合面
積当り0.176Kgの荷重を加えたものと無荷重との
条件で行なつた。接合後試料を切断してバフ研摩
し、光学顕微鏡にて未接合部長さを測定し、接合
率（％）を算出した。第２表にそれらの結果をま
とめて示した。
【表】
第２表より明らかなように被接合材表面にＢパ
ツク処理でNi2Bのコーテイング層を形成させて
おくと、極めて良好な接合状態を示した。一方、
接合に及ぼす接合雰囲気の影響は真空中とArガ
ス中での試番ａ、ｄを比較すると大差がなかつた
が、試番ｆ、ｇ、ｈのArガス雰囲気で接合した
ものは98〜99％の接合率を示している。 また、接合率に及ぼす荷重の影響についてはｂ
とｃあるいはｄとｅとの比較から知れるように荷
重を加えたｂ及びｄの場合に接合率が向上してい
ることが解る。しかし、荷重を0.3Kg/cm2以上加え
ても接合率は改善されず、また被接合材の変形を
まねくので、0.3Kg/cm2以上の荷重を加えることは
好ましくない。さらにｆ、ｇ、ｈにおいて接合す
る一方の試料のみにコーテイング層を形成させた
方がより優れた接合率が得られる。
ツク処理でNi2Bのコーテイング層を形成させて
おくと、極めて良好な接合状態を示した。一方、
接合に及ぼす接合雰囲気の影響は真空中とArガ
ス中での試番ａ、ｄを比較すると大差がなかつた
が、試番ｆ、ｇ、ｈのArガス雰囲気で接合した
ものは98〜99％の接合率を示している。 また、接合率に及ぼす荷重の影響についてはｂ
とｃあるいはｄとｅとの比較から知れるように荷
重を加えたｂ及びｄの場合に接合率が向上してい
ることが解る。しかし、荷重を0.3Kg/cm2以上加え
ても接合率は改善されず、また被接合材の変形を
まねくので、0.3Kg/cm2以上の荷重を加えることは
好ましくない。さらにｆ、ｇ、ｈにおいて接合す
る一方の試料のみにコーテイング層を形成させた
方がより優れた接合率が得られる。
第１図はパツク処理時の加熱温度とコーテイン
グ層Ni2Bの厚さとの関係図である。
グ層Ni2Bの厚さとの関係図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ニツケル、コバルト及び鉄の少なくとも１つ
を主成分とする合金よりなる部材の拡散接合法に
おいて、前記部材の少なくとも一方を、重量で粒
径5μｍ以下のほう素粉末１％を越え５％以下、
ハロゲン化物0.5〜10％、耐火性非金属粉末残部
よりなるパツク剤中に埋め込み、不活性ガス中で
650〜950℃の温度に加熱することによつて前記合
金の表面にほう素の拡散層を形成し、該拡散層を
介して両部材を接触し、非酸化性雰囲気中で加熱
し拡散接合することを特徴とする拡散接合法。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記拡散接
合時に接合面に0.3Kg/cm2以下の圧力を加える拡散
接合法。 ３ 特許請求の範囲第１項において、前記拡散接
合時に、被接合面の金属間化合物と該金属間化合
物を構成するほう素以外の金属との共晶点以上且
つ母材の融点以下の温度に加熱する拡散接合法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3647782A JPS58154476A (ja) | 1982-03-10 | 1982-03-10 | 拡散接合法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3647782A JPS58154476A (ja) | 1982-03-10 | 1982-03-10 | 拡散接合法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58154476A JPS58154476A (ja) | 1983-09-13 |
| JPH0147278B2 true JPH0147278B2 (ja) | 1989-10-13 |
Family
ID=12470890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3647782A Granted JPS58154476A (ja) | 1982-03-10 | 1982-03-10 | 拡散接合法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58154476A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01159612A (ja) * | 1987-12-17 | 1989-06-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 液晶表示装置 |
| US5471970A (en) * | 1994-03-16 | 1995-12-05 | Diamant Boart, Inc. | Method of manufacturing a segmented diamond blade |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3678570A (en) * | 1971-04-01 | 1972-07-25 | United Aircraft Corp | Diffusion bonding utilizing transient liquid phase |
| JPS4913060A (ja) * | 1972-03-20 | 1974-02-05 | ||
| JPS5277854A (en) * | 1975-12-19 | 1977-06-30 | United Technologies Corp | Construct made by diffusion joining |
| JPS5813487A (ja) * | 1981-07-13 | 1983-01-25 | Hitachi Ltd | 拡散接合法 |
| JPS5868489A (ja) * | 1981-10-21 | 1983-04-23 | Hitachi Ltd | 被接合体およびその接合方法 |
-
1982
- 1982-03-10 JP JP3647782A patent/JPS58154476A/ja active Granted
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3678570A (en) * | 1971-04-01 | 1972-07-25 | United Aircraft Corp | Diffusion bonding utilizing transient liquid phase |
| JPS4913060A (ja) * | 1972-03-20 | 1974-02-05 | ||
| JPS5277854A (en) * | 1975-12-19 | 1977-06-30 | United Technologies Corp | Construct made by diffusion joining |
| JPS5813487A (ja) * | 1981-07-13 | 1983-01-25 | Hitachi Ltd | 拡散接合法 |
| JPS5868489A (ja) * | 1981-10-21 | 1983-04-23 | Hitachi Ltd | 被接合体およびその接合方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58154476A (ja) | 1983-09-13 |
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