JPH0226880A - 黒鉛と金属のロー付け方法 - Google Patents
黒鉛と金属のロー付け方法Info
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- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 21
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
ａ、 産業上の利用分野
本発明は、原子力産業、航空宇宙産業、電子産業等の分
野で利用されている黒鉛と金属のロー付け技術に関する
ものである。
野で利用されている黒鉛と金属のロー付け技術に関する
ものである。
ｂ、 従来の技術
黒鉛は、金属と比較して溶融状態の金属に対してぬれに
り＜、かつ熱膨張係数が低いため、通常のロー付け法に
よる接合は困難であった。現在では、高温中で数百〜数
千気圧の高圧を用い、両組織を拡散同化させる拡散接合
法によらざるを得ない、また、Ｔｉ、 Ｚｒ、 Ｂｅ、
Ｇｅなどの親炭素元素をベースにしたロー材によるロ
ー付け法が発表されているが実用化されていない。
り＜、かつ熱膨張係数が低いため、通常のロー付け法に
よる接合は困難であった。現在では、高温中で数百〜数
千気圧の高圧を用い、両組織を拡散同化させる拡散接合
法によらざるを得ない、また、Ｔｉ、 Ｚｒ、 Ｂｅ、
Ｇｅなどの親炭素元素をベースにしたロー材によるロ
ー付け法が発表されているが実用化されていない。
しかも両方法とも、冷却時の金属の収縮により接合部に
大きな残留応力、歪が残存してしまうため、良好な接合
状態が得られに＜＜、矯正などの後加工が必要になり、
加圧設備などの特殊設備や高価な金属を必要とするため
、コスト面での問題から大量生産には向かない。
大きな残留応力、歪が残存してしまうため、良好な接合
状態が得られに＜＜、矯正などの後加工が必要になり、
加圧設備などの特殊設備や高価な金属を必要とするため
、コスト面での問題から大量生産には向かない。
最近、黒鉛の表面に金属溶射、メツキ、ＣＶＤ （ケミ
カル・ペーパー・デポジション）等の表面コーティング
を施したものをロー付けすることが試みられているが、
母材とコーティング層の接合強度に問題があり実用化さ
れていない。
カル・ペーパー・デポジション）等の表面コーティング
を施したものをロー付けすることが試みられているが、
母材とコーティング層の接合強度に問題があり実用化さ
れていない。
Ｃ０発明が解決しようとする課題
上述したように、従来技術は、黒鉛・金属間の低接着性
、接合後の高い在留応力および歪、高価格、低生産性な
どの問題点に十分に対応しておらず、これらの問題の解
決が望まれている。
、接合後の高い在留応力および歪、高価格、低生産性な
どの問題点に十分に対応しておらず、これらの問題の解
決が望まれている。
ｄ、 課題を解決するための手段
本発明は、上記課題を解決しようとするもので、その要
旨は、Ｎｉ＋ Ｃｕ、 Ａｇ等を基材にした合金粉末に
、ロー材の溶融時に黒鉛母材又は添加したＣによって炭
化物を形成するＦｅ＋ Ｃｒ、 Ｂ、 Ｓｉ、 Ｃｏ＋
ｐ。
旨は、Ｎｉ＋ Ｃｕ、 Ａｇ等を基材にした合金粉末に
、ロー材の溶融時に黒鉛母材又は添加したＣによって炭
化物を形成するＦｅ＋ Ｃｒ、 Ｂ、 Ｓｉ、 Ｃｏ＋
ｐ。
Ｃ等の材料の微粉を一種または複数種添加混合し、これ
を粉末状又はペースト状ロー材として黒鉛母材と金属材
との間に介装し、真空中又は不活性ガス雰囲気中で、拡
散処理と急速冷却処理とを順次行ない、両部材を接合す
ることを特徴とする黒鉛と金属のロー付け方法にある。
を粉末状又はペースト状ロー材として黒鉛母材と金属材
との間に介装し、真空中又は不活性ガス雰囲気中で、拡
散処理と急速冷却処理とを順次行ない、両部材を接合す
ることを特徴とする黒鉛と金属のロー付け方法にある。
本発明のロー付け方法において、Ｎｉ、 Ｃｕ、 Ａｇ
等を基材とした合金粉末を用いるのは、これらの基材の
融点が比較的低いこと、溶融時の流動性がよいこと、ロ
ー付け後の接合強度が高いこと、また微粉であることに
より均一にロー付け面に分布しロー付けされる部材の形
状に順応できること、添加元素との反応性に富むこと等
による。これら合金粉末の粒度は２５０メツシユアンダ
ーであることが望ましい。
等を基材とした合金粉末を用いるのは、これらの基材の
融点が比較的低いこと、溶融時の流動性がよいこと、ロ
ー付け後の接合強度が高いこと、また微粉であることに
より均一にロー付け面に分布しロー付けされる部材の形
状に順応できること、添加元素との反応性に富むこと等
による。これら合金粉末の粒度は２５０メツシユアンダ
ーであることが望ましい。
上記Ｆｅ、 Ｃｒ＋ Ｂ、 Ｓｉ＋ Ｇｏ、 Ｐ、
Ｃ等の一種又は複数種を用いるが、そのうち、Ｆｅ
、 ＣｒとＣを用いることが好ましい、これら添加材料
と上記合金粉末との配合割合は、Ｆｅ＋Ｃｒ＋Ｃが約２
０％、基材が８０％であり、とくにＣｒ ＋ Ｐｅが２
０％未満、Ｃが５％未満であることがのぞましい。
Ｃ等の一種又は複数種を用いるが、そのうち、Ｆｅ
、 ＣｒとＣを用いることが好ましい、これら添加材料
と上記合金粉末との配合割合は、Ｆｅ＋Ｃｒ＋Ｃが約２
０％、基材が８０％であり、とくにＣｒ ＋ Ｐｅが２
０％未満、Ｃが５％未満であることがのぞましい。
上記添加材料と合金粉末は、これらを単に混合するか、
あるいは有機バインダーを添加してペースト状ロー材と
する。
あるいは有機バインダーを添加してペースト状ロー材と
する。
次いで、このロー材を第１図で示すように黒鉛母材と金
属材との間に介装し、まず、拡散処理を施す。
属材との間に介装し、まず、拡散処理を施す。
この拡散処理は、真空中又は不活性ガス雰囲気中例えば
Ｎ２ガス中で行なわれるが、その理由は、拡散を妨げる
酸化膜の形成を防ぎ、金属表面を活性化させることによ
り、金属とＣとの反応を促進させることにある。
Ｎ２ガス中で行なわれるが、その理由は、拡散を妨げる
酸化膜の形成を防ぎ、金属表面を活性化させることによ
り、金属とＣとの反応を促進させることにある。
上記雰囲気中で、ロー材の液相線から１００″Ｃ程高い
温度に加熱しながら、約６０分間経過したのち、室温ま
で急速冷却する。
温度に加熱しながら、約６０分間経過したのち、室温ま
で急速冷却する。
急速冷却は加圧＾ｒまたはＮ８ガスによって行なわれる
。
。
ｅ、 作用
上記拡散処理工程の間、Ｆｅ、 Ｃｒ＋ Ｂ、 Ｓｉ
＋ Ｃ。
＋ Ｃ。
Ｐ、Ｃなどの元素は、黒鉛母材からのＣ１添加したＣと
Ｆｅ＋ Ｃｒ等との係合により炭化物を形成し、両部材
の組繊を同化させるので、十分な接合強度を得ることが
できる。十分な母材黒鉛とのぬれを得るためには拡散処
理をロー材溶融後に行う、 Ｆｅ。
Ｆｅ＋ Ｃｒ等との係合により炭化物を形成し、両部材
の組繊を同化させるので、十分な接合強度を得ることが
できる。十分な母材黒鉛とのぬれを得るためには拡散処
理をロー材溶融後に行う、 Ｆｅ。
Ｃｒなどの添加元素はロー材の液相線、固相線の間隔を
広げいわゆる固液共存のマツシーゾーン（ｍｕｓｈｙ
ｚｏｎｅ）を拡大する役目を持つ。
広げいわゆる固液共存のマツシーゾーン（ｍｕｓｈｙ
ｚｏｎｅ）を拡大する役目を持つ。
次いで、急速冷却するが、被接合体を不活性ガスにより
急速冷却することで金属母材は収縮するが、ロー材は固
液共存相のために応力を緩和し、歪を低くおさえること
ができる。
急速冷却することで金属母材は収縮するが、ロー材は固
液共存相のために応力を緩和し、歪を低くおさえること
ができる。
ｆ、 実施例１〜３、比較例１〜３
第１表に示す配合によって粉末状ロー材Ａ Ｂ。
Ｃを調製し、黒鉛板とＣｕ板との間に、約０．５ ｍの
厚さに介装し、真空下、１０２０°Ｃで、９０分間の拡
散処理後、６気圧のＡｒガスを用いて急速冷却を行った
。
厚さに介装し、真空下、１０２０°Ｃで、９０分間の拡
散処理後、６気圧のＡｒガスを用いて急速冷却を行った
。
第 １ 表
その結果、第２表の如き結果を得た。
ここで、接合状態の評価の基準は、
■ はく離なく接合されているか（接着強度が十分ある
か）、 ■ 接合後の形状に変形がないか、 である、また、処理温度パターンａ、ｂ、ｃは、第２図
の急速冷却の際の温度変化パターンに対応している。
か）、 ■ 接合後の形状に変形がないか、 である、また、処理温度パターンａ、ｂ、ｃは、第２図
の急速冷却の際の温度変化パターンに対応している。
第２表の従来技術による比較例と本発明のロー材は方法
による実施例とを比べることにより、本発明のロー材は
方法による接合の状態がいかに優れているか明らかであ
る。また、実施例１から３を比べることにより、拡散処
理後の急速冷却の効果がよくわかる。
による実施例とを比べることにより、本発明のロー材は
方法による接合の状態がいかに優れているか明らかであ
る。また、実施例１から３を比べることにより、拡散処
理後の急速冷却の効果がよくわかる。
ｇ、 発明の効果
本発明によって、市販のロー材を用いて、低価格で強接
着強度、低歪の接合が可能となり、大量生産を可能にな
る。
着強度、低歪の接合が可能となり、大量生産を可能にな
る。
第１図は本発明による黒鉛と金属のロー材は方法を実施
するＢ様を示す斜視図、第２図は処理温度パターンであ
る。 特 許 出 願 人 デムテック株式会社 （ほか２名） Ｎ１１図 第２図 特聞ｔ
するＢ様を示す斜視図、第２図は処理温度パターンであ
る。 特 許 出 願 人 デムテック株式会社 （ほか２名） Ｎ１１図 第２図 特聞ｔ
Claims (1)
- Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ等を基材にした合金粉末に、ロー材の
溶融時に黒鉛母材又は添加したＣによって炭化物を形成
するＦｅ、Ｃｒ、Ｂ、Ｓｉ、Ｃｏ、Ｐ、Ｃ等の材料の微
粉を一種又は複数種添加混合し、これを粉末状又はペー
スト状ロー材として黒鉛母材と金属材との間に介装し、
真空中又は不活性ガス雰囲気中で、拡散処理と急速冷却
処理とを順次行ない、両部材を接合することを特徴とす
る黒鉛と金属のロー付け方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17649488A JPH0226880A (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 黒鉛と金属のロー付け方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17649488A JPH0226880A (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 黒鉛と金属のロー付け方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0226880A true JPH0226880A (ja) | 1990-01-29 |
Family
ID=16014645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17649488A Pending JPH0226880A (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 黒鉛と金属のロー付け方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0226880A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6392325B2 (en) | 1997-08-21 | 2002-05-21 | Aisan Kogyo Kabushiki Kaisha | Commutateur of improved segment joinability |
| US7670681B2 (en) * | 2004-09-06 | 2010-03-02 | Plansee Se | Material composite and method of producing the composite |
| DE102009014407A1 (de) | 2009-03-28 | 2010-10-21 | Sgl Technologies Gmbh | Klebstofffreie, temperatur- und reaktionsstabile Haftverbindung zwischen Metallen und Graphit |
| CN104708161A (zh) * | 2015-02-12 | 2015-06-17 | 武汉工程大学 | 一种石墨/铜接头的焊接方法及其复合焊料 |
| CN112296472A (zh) * | 2020-11-02 | 2021-02-02 | 湘潭大学 | 一种石墨材料的钎焊方法 |
| JP2021527612A (ja) * | 2018-06-13 | 2021-10-14 | ワットロー・エレクトリック・マニュファクチャリング・カンパニー | セラミックと金属を接合するためのろう付けプロセス、およびそれを使用した半導体処理と産業機器 |
-
1988
- 1988-07-15 JP JP17649488A patent/JPH0226880A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6392325B2 (en) | 1997-08-21 | 2002-05-21 | Aisan Kogyo Kabushiki Kaisha | Commutateur of improved segment joinability |
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| US8557383B2 (en) | 2004-09-06 | 2013-10-15 | Plansee Se | Method of producing a material composite |
| DE102009014407A1 (de) | 2009-03-28 | 2010-10-21 | Sgl Technologies Gmbh | Klebstofffreie, temperatur- und reaktionsstabile Haftverbindung zwischen Metallen und Graphit |
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| US11666993B2 (en) | 2018-06-13 | 2023-06-06 | Watlow Electric Manufacturing Company | Nickel-carbon and nickel-cobalt-carbon brazes and brazing processes for joining ceramics and metals and semiconductor processing and industrial equipment using same |
| CN112296472A (zh) * | 2020-11-02 | 2021-02-02 | 湘潭大学 | 一种石墨材料的钎焊方法 |
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