JPH0248790B2 - Tasotantaigatakinzokugasuketsuto - Google Patents
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- JPH0248790B2 JPH0248790B2 JP24206386A JP24206386A JPH0248790B2 JP H0248790 B2 JPH0248790 B2 JP H0248790B2 JP 24206386 A JP24206386 A JP 24206386A JP 24206386 A JP24206386 A JP 24206386A JP H0248790 B2 JPH0248790 B2 JP H0248790B2
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Landscapes
- Gasket Seals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、エンジン等のシール部に用いられて
好適な多層単体型金属ガスケツトに関する。
好適な多層単体型金属ガスケツトに関する。
［従来の技術］
従来、実開昭59−152249号公報に記載されるよ
うに、硬質金属からなる基板の両面に軟質金属か
らなる被着材をクラツド法によつて圧着してなる
金属ガスケツトが提案されている。
うに、硬質金属からなる基板の両面に軟質金属か
らなる被着材をクラツド法によつて圧着してなる
金属ガスケツトが提案されている。
［発明が解決しようとする問題点］
しかしながら、上記従来提案されている金属ガ
スケツトは、高温で連続使用される時、基板と被
着材の接合界面において両者の構成金属が相互
拡散したり、ひいては金属間化合物を形成し、
接合界面を脆化させて亀裂を生じさせる。これに
より、基板と被着材の境界面から被シール流体の
漏れが発生するため、長期にわたる連続使用に限
界がある。
スケツトは、高温で連続使用される時、基板と被
着材の接合界面において両者の構成金属が相互
拡散したり、ひいては金属間化合物を形成し、
接合界面を脆化させて亀裂を生じさせる。これに
より、基板と被着材の境界面から被シール流体の
漏れが発生するため、長期にわたる連続使用に限
界がある。
本発明は、高温で連続使用した際に、常に強固
な結合状態を維持し、高いシール性能を確保する
ことを目的とする。
な結合状態を維持し、高いシール性能を確保する
ことを目的とする。
［問題点を解決するための手段］
本発明は、鉄系金属からなる基板の両面に、該
基板より軟質の金属からなる被着材を添設してな
る多層単体型金属ガスケツトにおいて、基板と被
着材の間に、被着材よりも融点が高く、該ガスケ
ツトの使用温度で基板、被着材のいずれとも金属
間化合物を形成しない金属からなる中間層を設け
るようにしたものである。
基板より軟質の金属からなる被着材を添設してな
る多層単体型金属ガスケツトにおいて、基板と被
着材の間に、被着材よりも融点が高く、該ガスケ
ツトの使用温度で基板、被着材のいずれとも金属
間化合物を形成しない金属からなる中間層を設け
るようにしたものである。
［作 用］
異種金属接合界面における相互拡散現象は非常
に複雑で未だ解明されていないが、一般に、融点
の高い金属ほど拡散しにくい。本発明は、この点
に着目してなされたものであり、基板と被着材の
間に高融点金属の中間層を設けることにより、被
着材金属が該中間層ひいては基板金属に拡散する
ことを抑制する。また、本発明は、中間層がガス
ケツトの使用温度で基板、被着材のいずれとも金
属間化合物を形成しない金属によつて形成され
る。したがつて、本発明によれば、基板と中間
層、中間層と被着材の各接合界面のそれぞれにお
いて、相互に接する金属の相互拡散を抑制すると
ともに、金属間化合物の形成を防止し、接合界面
の脆化、亀裂の発生が防止できる。例えば、被着
材がAl、中間層がCuを用いた時、Cu−Al系状態
図よりAlとCuの高濃度側で金属間化合物を形成
するが、Cuの融点（1356K）は使用想定温度
（200〜300℃：473〜573K）の２倍以上あり、両
金属はほとんど拡散せず、金属間化合物の生成も
生じない。
に複雑で未だ解明されていないが、一般に、融点
の高い金属ほど拡散しにくい。本発明は、この点
に着目してなされたものであり、基板と被着材の
間に高融点金属の中間層を設けることにより、被
着材金属が該中間層ひいては基板金属に拡散する
ことを抑制する。また、本発明は、中間層がガス
ケツトの使用温度で基板、被着材のいずれとも金
属間化合物を形成しない金属によつて形成され
る。したがつて、本発明によれば、基板と中間
層、中間層と被着材の各接合界面のそれぞれにお
いて、相互に接する金属の相互拡散を抑制すると
ともに、金属間化合物の形成を防止し、接合界面
の脆化、亀裂の発生が防止できる。例えば、被着
材がAl、中間層がCuを用いた時、Cu−Al系状態
図よりAlとCuの高濃度側で金属間化合物を形成
するが、Cuの融点（1356K）は使用想定温度
（200〜300℃：473〜573K）の２倍以上あり、両
金属はほとんど拡散せず、金属間化合物の生成も
生じない。
すなわち、本発明によれば、高温で連続使用し
た際に、基板と中間層と被着材が常に強固な結合
状態を維持し、高いシール性能を確保することが
できる。
た際に、基板と中間層と被着材が常に強固な結合
状態を維持し、高いシール性能を確保することが
できる。
［実施例］
第１図は本発明の一実施例に係る金属ガスケツ
トを示す模式図、第２図は金属ガスケツトを示す
平面図、第３図は第２図の−線に鉛う断面
図、第４図は金属ガスケツトの製造方法を示す模
式図である。
トを示す模式図、第２図は金属ガスケツトを示す
平面図、第３図は第２図の−線に鉛う断面
図、第４図は金属ガスケツトの製造方法を示す模
式図である。
金属ガスケツト１０は、第１図に示すように、
鉄系金属からなる基板１１の両面に、該基板１１
より軟質（好ましくはシリンダヘツド等の被シー
部材の硬度より軟質）の金属からなる被着材１２
を添設してなるものであり、基板１１と被着材１
２の間に、被着材１２よりも融点が高く、該ガス
ケツト１０の使用温度で基板１１、被着材１２の
いずれとも金属間化合物を形成しない金属からな
る中間層１３を設けている。
鉄系金属からなる基板１１の両面に、該基板１１
より軟質（好ましくはシリンダヘツド等の被シー
部材の硬度より軟質）の金属からなる被着材１２
を添設してなるものであり、基板１１と被着材１
２の間に、被着材１２よりも融点が高く、該ガス
ケツト１０の使用温度で基板１１、被着材１２の
いずれとも金属間化合物を形成しない金属からな
る中間層１３を設けている。
なお、金属ガスケツト１０は、第２図に示すよ
うに、燃焼室孔２１、水孔２２、ボルト孔２３等
を備え、不図示のシリンダブロツクとシリンダヘ
ツドの接合面間に介装して使用される。また、金
属ガスケツト１０は、被シール領域相当部分とし
ての上記各孔２１，２２，２３の周辺に対応する
部分に、それぞれ線状に連続する凸状ビード部２
４（２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ）を備えている。
うに、燃焼室孔２１、水孔２２、ボルト孔２３等
を備え、不図示のシリンダブロツクとシリンダヘ
ツドの接合面間に介装して使用される。また、金
属ガスケツト１０は、被シール領域相当部分とし
ての上記各孔２１，２２，２３の周辺に対応する
部分に、それぞれ線状に連続する凸状ビード部２
４（２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ）を備えている。
金属ガスケツト１０は、使用想定温度に応じ
て、低温域用ガスケツト１０Ｌ、高温域用ガスケ
ツト１０Ｈのそれぞれが用いられる。
て、低温域用ガスケツト１０Ｌ、高温域用ガスケ
ツト１０Ｈのそれぞれが用いられる。
低温域用ガスケツト１０Ｌは、使用想定温度が
200〜300℃（473〜573K）であり、基板１１とし
て炭素鋼、中間層１３としてCu、被着材１２と
してAlを用いている。
200〜300℃（473〜573K）であり、基板１１とし
て炭素鋼、中間層１３としてCu、被着材１２と
してAlを用いている。
高温域用ガスケツト１０Ｈは、使用想定温度が
250〜500℃（523〜773K）であり、基板１１とし
てステンレス鋼（SUS：SUS301、SUS304、
SUS310等）、中間層１３としてNi、被着材１２
としてCuを用いている。
250〜500℃（523〜773K）であり、基板１１とし
てステンレス鋼（SUS：SUS301、SUS304、
SUS310等）、中間層１３としてNi、被着材１２
としてCuを用いている。
すなわち、ガスケツト１０がセラミツクエンジ
ン等に用いられる場合には、常用温度が400℃
（673K）程度まで上昇すると考えられるが、上記
低温域用ガスケツト１０Ｌの組み合わせでは、
Al／Cu接合界面のそれぞれにおける拡散が問題
となる。また、上記高温域での使用時には、被着
材としてAlを用いると、Alが軟化して耐圧性が
低下する。そこで、上記高温域では前記組み合わ
せに係る高温域用ガスケツト１０Ｈが用いられ
る。
ン等に用いられる場合には、常用温度が400℃
（673K）程度まで上昇すると考えられるが、上記
低温域用ガスケツト１０Ｌの組み合わせでは、
Al／Cu接合界面のそれぞれにおける拡散が問題
となる。また、上記高温域での使用時には、被着
材としてAlを用いると、Alが軟化して耐圧性が
低下する。そこで、上記高温域では前記組み合わ
せに係る高温域用ガスケツト１０Ｈが用いられ
る。
ここで、低温域用ガスケツト１０Ｌ、高温域用
ガスケツト１０Ｈの両者とも、基板１１の厚みは
0.10〜0.35mm、中間層１３の厚みは0.002〜0.03
mm、被着材１２の厚みは使用時の締付けトルク確
保のために0.03〜0.15mmとするのが好適である。
ガスケツト１０Ｈの両者とも、基板１１の厚みは
0.10〜0.35mm、中間層１３の厚みは0.002〜0.03
mm、被着材１２の厚みは使用時の締付けトルク確
保のために0.03〜0.15mmとするのが好適である。
ところで、上記ガスケツト１０における基板１
１、被着材１２、中間層１３の接合は、圧延ク
ラツド法、爆着クラツド法等のクラツド法、電
気メツキ法、溶融メツキ法等のメツキ法等、いず
れの接合方法によるものであつてもよい。
１、被着材１２、中間層１３の接合は、圧延ク
ラツド法、爆着クラツド法等のクラツド法、電
気メツキ法、溶融メツキ法等のメツキ法等、いず
れの接合方法によるものであつてもよい。
また、基板１１、被着材１２、中間層１３の間
の接合順序についても、基板１１と中間層１３
を先に接合し、接合された基板１１＋中間層１３
の接合体に被着材１２を接合してもよく、あるい
は被着材１２と中間層１３を接合し、接合され
た被着材１２＋中間層１３の接合体に基板１１を
接合してもよい。
の接合順序についても、基板１１と中間層１３
を先に接合し、接合された基板１１＋中間層１３
の接合体に被着材１２を接合してもよく、あるい
は被着材１２と中間層１３を接合し、接合され
た被着材１２＋中間層１３の接合体に基板１１を
接合してもよい。
なお、被着材１２を中間層１３にメツキする場
合には、前述の被着材１２の厚み（0.03〜0.15
mm）を確保するために、アルミナイジング等の溶
融メツキ法によるのが好適である。
合には、前述の被着材１２の厚み（0.03〜0.15
mm）を確保するために、アルミナイジング等の溶
融メツキ法によるのが好適である。
第４図は上記金属ガスケツト１０の製造ライン
を模式的に示す配置図である。３１は基板１１の
シートコイル、３２は被着材１２のシートコイ
ル、３３は中間層１３のシートコイル、３４は第
１圧着ロール、３５は第２圧着ロールである。第
１圧着ロール３４は基板１１の両面に中間層１３
を圧着し、第２圧着ロール３５は基板１１の両面
に圧着された各中間層１３の表面に被着材１２を
圧着する。基板１１、被着材１２、中間層１３
は、上記圧着後に、プレス機３６により塑性加工
され、前記各孔２１，２２，２３とともにビード
部２４を形成される。
を模式的に示す配置図である。３１は基板１１の
シートコイル、３２は被着材１２のシートコイ
ル、３３は中間層１３のシートコイル、３４は第
１圧着ロール、３５は第２圧着ロールである。第
１圧着ロール３４は基板１１の両面に中間層１３
を圧着し、第２圧着ロール３５は基板１１の両面
に圧着された各中間層１３の表面に被着材１２を
圧着する。基板１１、被着材１２、中間層１３
は、上記圧着後に、プレス機３６により塑性加工
され、前記各孔２１，２２，２３とともにビード
部２４を形成される。
以下、上記低温域用ガスケツト１０Ｌと、高温
域用ガスケツト１０Ｈのそれぞれについて、連続
使用を想定した条件で実施した加熱テストの結果
について説明する。
域用ガスケツト１０Ｈのそれぞれについて、連続
使用を想定した条件で実施した加熱テストの結果
について説明する。
実施例 １
低温域用ガスケツト１０Ｌを本発明品とし、低
温域用ガスケツト１０Ｌから中間層１３を撤去し
たものを比較品とし、表１の結果を得た。比較品
については、Fe／Alの接合界面に10μの厚みの拡
散層を生じ、亀裂の発生を見た。本発明品につい
ては、Fe／Cu接合界面では拡散層がなく、Al／
Cu接合界面で1μ以下の微小厚みの拡散層を生じ
たものの、両接合界面のいずれにおいても亀裂の
発生を見ることがなかつた。
温域用ガスケツト１０Ｌから中間層１３を撤去し
たものを比較品とし、表１の結果を得た。比較品
については、Fe／Alの接合界面に10μの厚みの拡
散層を生じ、亀裂の発生を見た。本発明品につい
ては、Fe／Cu接合界面では拡散層がなく、Al／
Cu接合界面で1μ以下の微小厚みの拡散層を生じ
たものの、両接合界面のいずれにおいても亀裂の
発生を見ることがなかつた。
実施例 ２
高温域用ガスケツト１０Ｈを本発明品とし、高
温域用ガスケツト１０Ｈから中間層１３を撤去し
たものを比較品とし、高温域用ガスケツト１０
Ｌを比較品とした。比較品については、
SUS／Cu接合界面に7μmの厚みの拡散層を生じ、
微小亀裂の発生を見た。比較品については、
Fe／Cu／Al接合界面（中間層がぼやけた接合界
面）に12μmの厚みの拡散層を生じ、亀裂の発生
を見た。本発明品については、Fe／Ni接合界面
では拡散層がなく、Ni／Cu接合界面で1μm以下
の微小厚みの拡散層を生じたものの、両接合界面
のいずれにおいても亀裂の発生を見ることがなか
つた。
温域用ガスケツト１０Ｈから中間層１３を撤去し
たものを比較品とし、高温域用ガスケツト１０
Ｌを比較品とした。比較品については、
SUS／Cu接合界面に7μmの厚みの拡散層を生じ、
微小亀裂の発生を見た。比較品については、
Fe／Cu／Al接合界面（中間層がぼやけた接合界
面）に12μmの厚みの拡散層を生じ、亀裂の発生
を見た。本発明品については、Fe／Ni接合界面
では拡散層がなく、Ni／Cu接合界面で1μm以下
の微小厚みの拡散層を生じたものの、両接合界面
のいずれにおいても亀裂の発生を見ることがなか
つた。
［発明の効果］
以上のように、本発明に係る多層単体型金属ガ
スケツトによれば、高温で連続使用した際に、基
板、中間層、被着材の接合界面における相互拡散
を抑制し、金属間化合物の生成を防止し、これに
より、常に強固な結合状態を維持し、高いシール
性能を確保することができる。
スケツトによれば、高温で連続使用した際に、基
板、中間層、被着材の接合界面における相互拡散
を抑制し、金属間化合物の生成を防止し、これに
より、常に強固な結合状態を維持し、高いシール
性能を確保することができる。
第１図は本発明の一実施例に係る金属ガスケツ
トを示す模式図、第２図は金属ガスケツトを示す
平面図、第３図は第２図の−線に沿う断面
図、第４図は金属ガスケツトの製造方法を示す模
式図である。 １０…金属ガスケツト、１０Ｌ…低温域用ガス
ケツト、１０Ｈ…高温域用ガスケツト、１１…基
板、１２…被着材、１３…中間層。
トを示す模式図、第２図は金属ガスケツトを示す
平面図、第３図は第２図の−線に沿う断面
図、第４図は金属ガスケツトの製造方法を示す模
式図である。 １０…金属ガスケツト、１０Ｌ…低温域用ガス
ケツト、１０Ｈ…高温域用ガスケツト、１１…基
板、１２…被着材、１３…中間層。
【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 鉄系金属からなる基板の両面に、該基板より
軟質の金属からなる被着材を添設してなる多層単
体型金属ガスケツトにおいて、基板と被着材の間
に、被着材よりも融点が高く、該ガスケツトの使
用温度で基板、被着材のいずれとも金属間化合物
を形成しない金属からなる中間層を設けたことを
特徴とする多層単体型金属ガスケツト。 ２ 特許請求の範囲第１項において、基板として
炭素鋼、中間層として銅、被着材としてアルミニ
ウムを用い、常用使用上限温度を300℃とする多
層単体型金属ガスケツト。 ３ 特許請求の範囲第１項において、基板として
ステンレス鋼、中間層としてニツケル、被着材と
して銅を用い、常用使用上限温度を500℃とする
多層単体型金属ガスケツト。 ４ 特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに
おいて、基板と中間層と被着材をクラツド法によ
つて接合してなる多層単体型金属ガスケツト。 ５ 特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに
おいて、基板に対して中間層をメツキ法によつて
接合し、中間層に対して被着材を溶融メツキ法に
よつて接合してなる多層単体型金属ガスケツト。 ６ 特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに
おいて、基板に対して中間層をメツキ法によつて
接合し、中間層に対して被着材をクラツド法によ
つて接合してなる多層単体型金属ガスケツト。 ７ 特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに
おいて、基板に対して中間層をクラツド法によつ
て接合し、中間層に対して被着材を溶融メツキ法
によつて接合してなる多層単体型金属ガスケツ
ト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24206386A JPH0248790B2 (ja) | 1986-10-14 | 1986-10-14 | Tasotantaigatakinzokugasuketsuto |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24206386A JPH0248790B2 (ja) | 1986-10-14 | 1986-10-14 | Tasotantaigatakinzokugasuketsuto |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6396362A JPS6396362A (ja) | 1988-04-27 |
| JPH0248790B2 true JPH0248790B2 (ja) | 1990-10-26 |
Family
ID=17083727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24206386A Expired - Lifetime JPH0248790B2 (ja) | 1986-10-14 | 1986-10-14 | Tasotantaigatakinzokugasuketsuto |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0248790B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005011574A1 (de) * | 2005-03-14 | 2006-09-21 | Robert Bosch Gmbh | Zwischenelement für ein Brennstoffeinspritzventil |
-
1986
- 1986-10-14 JP JP24206386A patent/JPH0248790B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6396362A (ja) | 1988-04-27 |
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