JPH0243579B2 - - Google Patents
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- JPH0243579B2 JPH0243579B2 JP58083776A JP8377683A JPH0243579B2 JP H0243579 B2 JPH0243579 B2 JP H0243579B2 JP 58083776 A JP58083776 A JP 58083776A JP 8377683 A JP8377683 A JP 8377683A JP H0243579 B2 JPH0243579 B2 JP H0243579B2
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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
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔従来技術〕
本発明は、金型素材等の精密部品の打抜き加工
に使用するダイス．パンチや、シールリング、ロ
ツカーアームパツト材、ポリシングデイスク等の
耐摩摺動部品の製造に関する。かゝる部品は、必
要部分のみに超硬合金を用い、他の部分は超硬合
金を支持する材料として鋼材を用い両者をろう付
けによつて結合した複合材が使用されている。こ
の複合材は金型用のような広い面積をろう付けに
した場合、超硬合金と鋼の熱膨張差によつて冷却
時に超硬合金と鋼との間に引張応力が働きろう付
けが外れたり、超硬合金に亀裂が生じるなどの問
題が多かつた。
に使用するダイス．パンチや、シールリング、ロ
ツカーアームパツト材、ポリシングデイスク等の
耐摩摺動部品の製造に関する。かゝる部品は、必
要部分のみに超硬合金を用い、他の部分は超硬合
金を支持する材料として鋼材を用い両者をろう付
けによつて結合した複合材が使用されている。こ
の複合材は金型用のような広い面積をろう付けに
した場合、超硬合金と鋼の熱膨張差によつて冷却
時に超硬合金と鋼との間に引張応力が働きろう付
けが外れたり、超硬合金に亀裂が生じるなどの問
題が多かつた。
本発明は超硬合金にろう付けされた鋼部分を熱
処理やワイヤーカツト等の加工処理を施しても超
硬合金と鋼とが外れたり、超硬合金に亀裂を生じ
たりすることのない超硬合金と鋼との結合部材を
得るための方法を供せんとするものである。
処理やワイヤーカツト等の加工処理を施しても超
硬合金と鋼とが外れたり、超硬合金に亀裂を生じ
たりすることのない超硬合金と鋼との結合部材を
得るための方法を供せんとするものである。
本発明はこの目的を達するために超硬合金部材
と焼結鋼の原料粉末成型体とを接し、この両者に
接してろう材を配置し還元性雰囲気中で加熱して
焼結鋼の原料粉末を焼結鋼とすると同時に、焼結
鋼と超硬合金部材とを前記のろう材で結合する
際、焼結鋼の原料粉末成型体が焼結される際、該
原料中の鉄と反応し、合金化すると同時に融点が
上昇し凝固するという性質のCu35〜45重量％、
Ni40〜45重量％、Mn15〜20重量％組成からなる
ろう材が用いることにある。
と焼結鋼の原料粉末成型体とを接し、この両者に
接してろう材を配置し還元性雰囲気中で加熱して
焼結鋼の原料粉末を焼結鋼とすると同時に、焼結
鋼と超硬合金部材とを前記のろう材で結合する
際、焼結鋼の原料粉末成型体が焼結される際、該
原料中の鉄と反応し、合金化すると同時に融点が
上昇し凝固するという性質のCu35〜45重量％、
Ni40〜45重量％、Mn15〜20重量％組成からなる
ろう材が用いることにある。
焼結鋼同志又は焼結鋼と焼結鋼以外の材料とを
ろう付けるためのろう材として、銀ろう、銅ろ
う、ニツケルろう等の通常のろう材を使用した場
合、ろう材の溶融時にろう材が焼結鋼の空孔内に
吸収され接合材としての用をなさない。本発明は
前記組成のろう材を使用することにより、このよ
うな問題を解決したものである。
ろう付けるためのろう材として、銀ろう、銅ろ
う、ニツケルろう等の通常のろう材を使用した場
合、ろう材の溶融時にろう材が焼結鋼の空孔内に
吸収され接合材としての用をなさない。本発明は
前記組成のろう材を使用することにより、このよ
うな問題を解決したものである。
一般的に金属の性質の一つとして、融点の異な
る金属同士を合金させるとその合金の融点は元の
それぞれの金属の融点とは違つたものになり、両
者の融点の間の値を示す場合が多い。
る金属同士を合金させるとその合金の融点は元の
それぞれの金属の融点とは違つたものになり、両
者の融点の間の値を示す場合が多い。
本発明のろう材はこの現象を応用したものであ
る。
る。
その１は、ろう材の融点を焼結鋼の焼結温度に
近い値（但し焼結温度より低い）に調整すること
で、これにより焼結鋼の焼結と、結合を同時に行
なわせることができる。
近い値（但し焼結温度より低い）に調整すること
で、これにより焼結鋼の焼結と、結合を同時に行
なわせることができる。
その２は、この合金を一つの金属と考えた場
合、これが溶融して焼結鋼のFeと合金反応を起
した時にFeの融点の方が高いので、ろう材の融
点が上昇して凝固し焼結鋼の空孔内への拡散が抑
制される。
合、これが溶融して焼結鋼のFeと合金反応を起
した時にFeの融点の方が高いので、ろう材の融
点が上昇して凝固し焼結鋼の空孔内への拡散が抑
制される。
すなわちろう材の組成をCu35〜45重量％、
Ni40〜45重量％、Mn15〜20重量％としたのは、
先づこのような組成の範囲であれば、ろう材の融
点が1000〜1100℃の間となり、焼結温度直下の温
度に設定できることによる。
Ni40〜45重量％、Mn15〜20重量％としたのは、
先づこのような組成の範囲であれば、ろう材の融
点が1000〜1100℃の間となり、焼結温度直下の温
度に設定できることによる。
またCu、Ni、MnはそれぞれFeと高温域にお
いて単純な合金反応を示すため、それらの合金で
あるろう材ともスムーズに反応し安定して融点上
昇―凝固が行なわれる。
いて単純な合金反応を示すため、それらの合金で
あるろう材ともスムーズに反応し安定して融点上
昇―凝固が行なわれる。
このような条件を満たすことによつて焼結鋼の
焼結と超硬合金との結合が可能となる。
焼結と超硬合金との結合が可能となる。
もしろう材の組成が上記の範囲を外れた場合は
適正な融点が得られなくなり、目的を達すること
はできない。
適正な融点が得られなくなり、目的を達すること
はできない。
またこのろう材は、超硬合金中のニツケル、コ
バルト、クロムとの反応し、超硬合金の接合面に
おいて合金層を形成する。従つて焼結鋼と超硬合
金の双方において合金層を形成するため、また超
硬合金の支持材である焼結鋼が多孔質であるため
超硬合金との熱膨張差により接合面に発生する応
力の緩衝材の役目をなし、接合工程、熱処理工程
における超硬合金の剥離や亀裂発生の阻止にも役
立つている。
バルト、クロムとの反応し、超硬合金の接合面に
おいて合金層を形成する。従つて焼結鋼と超硬合
金の双方において合金層を形成するため、また超
硬合金の支持材である焼結鋼が多孔質であるため
超硬合金との熱膨張差により接合面に発生する応
力の緩衝材の役目をなし、接合工程、熱処理工程
における超硬合金の剥離や亀裂発生の阻止にも役
立つている。
本発明方法で製作した素材は超硬合金部材に焼
結鋼が結合されたものであから、使用条件によつ
ては、そのまゝ機械加工を施して使用することが
できる。しかし超硬合金の支持材としての焼結鋼
に機械的強度が更に必要な場合には、焼入れ、焼
戻しの熱処理を行なうことにより機械的強度を向
上させることができる。
結鋼が結合されたものであから、使用条件によつ
ては、そのまゝ機械加工を施して使用することが
できる。しかし超硬合金の支持材としての焼結鋼
に機械的強度が更に必要な場合には、焼入れ、焼
戻しの熱処理を行なうことにより機械的強度を向
上させることができる。
焼結鋼の原料粉末中には、焼結鋼の機械的強度
を向上するため合金元素粉末を添加することもで
き、原料鉄粉を合金としてもよい。また焼結鋼の
原料粉末成型体に焼結鋼の機械的強度を向上する
ための合金元素粉末成型体を重ねて焼結と同時に
溶浸させることもできる。
を向上するため合金元素粉末を添加することもで
き、原料鉄粉を合金としてもよい。また焼結鋼の
原料粉末成型体に焼結鋼の機械的強度を向上する
ための合金元素粉末成型体を重ねて焼結と同時に
溶浸させることもできる。
実施例 １
粒径1μmのWC粉末80重量％、粒径1μmのCo粉
末20重量％の組成の外径60mm、内径50mm、厚さ10
mmの超硬合金部材Ａと、0.8重量％の炭素微粉末
をを混合した鉄粉を外径60cmmm、内径40mm、厚さ
30mmに圧紛粉成型した焼結鋼の原料粉末成型体Ｂ
と、Cu40重量％、Ni42重量％、Mn18重量％の組
成からなるろう材粉末を外径50mm、内径40mm、厚
さ２mmに型押し成型したろう材Ｃとを作り、第１
図に示すようにＡの内側にＣを嵌合し、これをＢ
の上に同心円状に重ねた。これをアンモニア分解
ガス中で1160℃で２時間加熱して焼結鋼の原料粉
末成型体を焼結して焼結鋼にすると同時にろう材
を焼結鋼と超硬合金の境界面に浸透せしめて一体
となした結合部材を得た。
末20重量％の組成の外径60mm、内径50mm、厚さ10
mmの超硬合金部材Ａと、0.8重量％の炭素微粉末
をを混合した鉄粉を外径60cmmm、内径40mm、厚さ
30mmに圧紛粉成型した焼結鋼の原料粉末成型体Ｂ
と、Cu40重量％、Ni42重量％、Mn18重量％の組
成からなるろう材粉末を外径50mm、内径40mm、厚
さ２mmに型押し成型したろう材Ｃとを作り、第１
図に示すようにＡの内側にＣを嵌合し、これをＢ
の上に同心円状に重ねた。これをアンモニア分解
ガス中で1160℃で２時間加熱して焼結鋼の原料粉
末成型体を焼結して焼結鋼にすると同時にろう材
を焼結鋼と超硬合金の境界面に浸透せしめて一体
となした結合部材を得た。
この結合部材の超硬合金部材と焼結鋼との結合
強度は、25Kg／mm2であつた。この結合部材の内外
周を研摩し、ポンプ軸受けのシールリングとして
使用した処、耐摩耗性よく、従来の鉄系シールリ
ングの10倍の寿命を示した。
強度は、25Kg／mm2であつた。この結合部材の内外
周を研摩し、ポンプ軸受けのシールリングとして
使用した処、耐摩耗性よく、従来の鉄系シールリ
ングの10倍の寿命を示した。
実施例 ２
WC880重量％、Co20重量％の組成の縦100mm、
横80mm、厚さ２mmの四角形板状の超硬合金部材Ａ
と、0.8重量％の炭素微粉末を含有する鉄粉を縦、
横、100mm、厚さ40mmの直方体に圧粉成型した焼
結鋼の原料粉末成型体Ｂと、Cu38重量％、Ni43
重量％、Mn19重量％の組成からなるろう材粉末
を幅10mm、長さ100mm、厚さ５mmの細長に型押し
成型したろう材にC2個とを作つた。これを第２
図に示すように、Ｂの上にＢの上面両端が均等に
残るようにＡを重ね、Ａの両側のＢの上にＡに接
してＢの上面の残つた部分を丁度覆うようにＣを
重ねた。
横80mm、厚さ２mmの四角形板状の超硬合金部材Ａ
と、0.8重量％の炭素微粉末を含有する鉄粉を縦、
横、100mm、厚さ40mmの直方体に圧粉成型した焼
結鋼の原料粉末成型体Ｂと、Cu38重量％、Ni43
重量％、Mn19重量％の組成からなるろう材粉末
を幅10mm、長さ100mm、厚さ５mmの細長に型押し
成型したろう材にC2個とを作つた。これを第２
図に示すように、Ｂの上にＢの上面両端が均等に
残るようにＡを重ね、Ａの両側のＢの上にＡに接
してＢの上面の残つた部分を丁度覆うようにＣを
重ねた。
これをアンモニア分解ガス中にて1150℃に１時
間加熱した。加熱後、ろう材は超硬合金部材と焼
結された焼結鋼との接合面にも浸透しており、超
硬合金部材と焼結鋼とは完全に結合されていた。
間加熱した。加熱後、ろう材は超硬合金部材と焼
結された焼結鋼との接合面にも浸透しており、超
硬合金部材と焼結鋼とは完全に結合されていた。
この結合部材を840℃で１時間加熱後焼入れし、
180℃で1.5時間加熱して焼き戻しを行なつた後の
焼結鋼の硬度はHRB60程度であつた。熱処理に
よつて超硬合金の剥離や亀裂は発生しなかつた。
この部材をワイヤーカツトによつて切り出し、珪
素鋼板打抜き用パンチを製作し、打抜きテストを
行なつたところ、ダイス鋼の約10倍の寿命を示し
た。また打抜き製品のバリが少なく、製品の精度
の高いものが得られた。
180℃で1.5時間加熱して焼き戻しを行なつた後の
焼結鋼の硬度はHRB60程度であつた。熱処理に
よつて超硬合金の剥離や亀裂は発生しなかつた。
この部材をワイヤーカツトによつて切り出し、珪
素鋼板打抜き用パンチを製作し、打抜きテストを
行なつたところ、ダイス鋼の約10倍の寿命を示し
た。また打抜き製品のバリが少なく、製品の精度
の高いものが得られた。
実施例 ３
Cu―５重量％―４重量％Feの組成にこれら元
素粉末をを混合し型押しして縦横100mm、厚さ10
mmの型押溶浸材Ｄを作つた。この上に実施例２の
焼結鋼の原料粉末成型体Ｂを重ね、更にその上に
実施例２の超硬合金部材Ａ及びろう材Ｃとを実施
例２と同様に第３図に示すように重ねてアンモニ
ア分解ガス中にて1160℃で２時間加熱した。焼結
された焼結鋼と超硬合金部材とはろう材の溶浸に
より完全に結合しており、結合強度も充分であつ
た。
素粉末をを混合し型押しして縦横100mm、厚さ10
mmの型押溶浸材Ｄを作つた。この上に実施例２の
焼結鋼の原料粉末成型体Ｂを重ね、更にその上に
実施例２の超硬合金部材Ａ及びろう材Ｃとを実施
例２と同様に第３図に示すように重ねてアンモニ
ア分解ガス中にて1160℃で２時間加熱した。焼結
された焼結鋼と超硬合金部材とはろう材の溶浸に
より完全に結合しており、結合強度も充分であつ
た。
この結合部材を840℃で１時間加熱後焼入れし、
180℃で1.5時間加熱して焼戻しを行なつた。この
焼結鋼の硬さはHRC40程度で熱処理による超硬
合金の剥離、亀裂は全くなかつた。
180℃で1.5時間加熱して焼戻しを行なつた。この
焼結鋼の硬さはHRC40程度で熱処理による超硬
合金の剥離、亀裂は全くなかつた。
第１図は実施例１の、第２図は実施例２の、第
３図は実施例３の製造法を示す断面図である。 Ａ…超硬合金部材、Ｂ…焼結鋼の原料粉末成型
体、Ｃ…ろう材、Ｄ…型押溶浸材。
３図は実施例３の製造法を示す断面図である。 Ａ…超硬合金部材、Ｂ…焼結鋼の原料粉末成型
体、Ｃ…ろう材、Ｄ…型押溶浸材。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 超硬合金部材と、焼結鋼の原料粉末成型体と
の両者に接してろう材を配置し、これを還元性雰
囲気中で加熱して原料粉末成型体を焼結して焼結
鋼とすると同時に超硬合金部材と焼結鋼とを結合
する際、前記ろう材としてCu：35〜45重量％、
Ni：40〜45重量％、Mn：15〜20重量％と不可避
不純物からなる組成のろう材を用いることを特徴
とする超硬合金と焼結鋼との結合部材の製造法。 ２ 超硬合金部材と、焼結鋼の原料粉末成型体と
の両者に接してろう材を配置し、更に該成型体に
接して焼結鋼への溶浸材の成型体を配置した状態
で還元性雰囲気中で加熱して、成型体に溶浸材を
溶浸した状態で成型体を焼結して焼結鋼とすると
同時に該超硬合金部材と焼結鋼とを結合する際、
前記ろう材としてCu：35〜45重量％、Ni：40〜
45重量％、Mn：15〜20重量％と不可避不純物か
らなる組成のろう材を用いることを特徴とする超
硬合金と焼結鋼との結合部材の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8377683A JPS59209473A (ja) | 1983-05-13 | 1983-05-13 | 超硬合金と焼結鋼との結合部材の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8377683A JPS59209473A (ja) | 1983-05-13 | 1983-05-13 | 超硬合金と焼結鋼との結合部材の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59209473A JPS59209473A (ja) | 1984-11-28 |
| JPH0243579B2 true JPH0243579B2 (ja) | 1990-09-28 |
Family
ID=13812008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8377683A Granted JPS59209473A (ja) | 1983-05-13 | 1983-05-13 | 超硬合金と焼結鋼との結合部材の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59209473A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2581793B2 (ja) * | 1989-03-20 | 1997-02-12 | 日立粉末冶金株式会社 | 焼結部材の溶浸接合方法 |
| KR100330025B1 (ko) * | 1999-08-26 | 2002-03-27 | 한중석 | 코발트가 함유된 초경합금과 구조용강의 접합을 위한 동계 삽입금속 및 이를 이용한 초경합금과 구조용강의 접합방법 |
| JP2003251458A (ja) | 2002-02-27 | 2003-09-09 | Mitsubishi Materials Corp | ろう付け接合焼結体 |
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| JPS52122246A (en) * | 1976-04-06 | 1977-10-14 | Sumitomo Electric Industries | Joining method of super alloy |
| JPS5443446A (en) * | 1977-09-12 | 1979-04-06 | Mitsubishi Electric Corp | Antenna |
-
1983
- 1983-05-13 JP JP8377683A patent/JPS59209473A/ja active Granted
Patent Citations (2)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59209473A (ja) | 1984-11-28 |
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