JPH0313283A - 大気圧を利用した拡散接合クラッド板の製造方法 - Google Patents
大気圧を利用した拡散接合クラッド板の製造方法Info
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- JPH0313283A JPH0313283A JP14509389A JP14509389A JPH0313283A JP H0313283 A JPH0313283 A JP H0313283A JP 14509389 A JP14509389 A JP 14509389A JP 14509389 A JP14509389 A JP 14509389A JP H0313283 A JPH0313283 A JP H0313283A
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Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
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】
(産業上の利用分野)
本発明は、層間接着性が優れたクラッド板を製造する方
法に関する。
法に関する。
(従来技術)
薄板クラッドは、通常冷間圧接法によって製造されてい
る。しかし、この方法により各層か均一な接着力で接合
されたクラッド板を製造することは、製品の板幅が大き
くなるほど困難になる。また、他のクラッド材製造方法
として、拡散接合が知られている。この方法は、異種金
属を重ね合せて、加圧下で加熱することによって異種金
属を−・体止するものである。しかし、拡散接合方法は
、設備費がかさむ等の問題があり、安価に大面積のクラ
ッド板を製造することは困難であフた。しかも、薄板に
対して均一な圧力を加えることが難かしく、適切な剥離
材がないこと等の理由により、クラッド板の工業的な製
造にはほとんど採用されていなかった。
る。しかし、この方法により各層か均一な接着力で接合
されたクラッド板を製造することは、製品の板幅が大き
くなるほど困難になる。また、他のクラッド材製造方法
として、拡散接合が知られている。この方法は、異種金
属を重ね合せて、加圧下で加熱することによって異種金
属を−・体止するものである。しかし、拡散接合方法は
、設備費がかさむ等の問題があり、安価に大面積のクラ
ッド板を製造することは困難であフた。しかも、薄板に
対して均一な圧力を加えることが難かしく、適切な剥離
材がないこと等の理由により、クラッド板の工業的な製
造にはほとんど採用されていなかった。
この点、本発明者等は、温度、雰囲気及び材質を適切に
選択することによって、コイルの拡散接合によるクラッ
ド板の製造方法を開発し、特願昭63−183518号
として出願した。この方法では、2種またはそれ以上の
金属薄コイルを剥離材とともにコイルに巻き込んで、こ
れを真空中で高温に加熱して一体化している。
選択することによって、コイルの拡散接合によるクラッ
ド板の製造方法を開発し、特願昭63−183518号
として出願した。この方法では、2種またはそれ以上の
金属薄コイルを剥離材とともにコイルに巻き込んで、こ
れを真空中で高温に加熱して一体化している。
(発明が解決しようとする課題)
先願で提案した方法は、接合応力として熱応力を利用す
る場合が多く、熱膨張係数の関係から接合しにくい組合
せがあり、接合が困難な場合もある。また、コイルにす
るためには、素材がある一定量以−L必要で、しかも素
材をコイル状で真空雰囲気に保持することから、設備的
にも若干大がかりなものとなる。
る場合が多く、熱膨張係数の関係から接合しにくい組合
せがあり、接合が困難な場合もある。また、コイルにす
るためには、素材がある一定量以−L必要で、しかも素
材をコイル状で真空雰囲気に保持することから、設備的
にも若干大がかりなものとなる。
そこで、本発明は、大気圧を利用して異種金属の各層間
に均一な圧力をかけ、しかも少量だけの製造を行なう場
合や、熱膨張率等の関係からコイルによる拡散接合が困
難な場合等であっても、必要とするクラッド板を製造す
ることができる方法を提供することを目的とする。
に均一な圧力をかけ、しかも少量だけの製造を行なう場
合や、熱膨張率等の関係からコイルによる拡散接合が困
難な場合等であっても、必要とするクラッド板を製造す
ることができる方法を提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段)
本発明は、その目的を達成するために、2層又はそれ以
上のクラッドの素材金属板を重ね合せた後、更に両側に
剥離材を重ね、全体をステンレス鋼等の耐酸化性金属箔
又は薄板でできた袋の中に人れ、慈袋の中を真空にする
ことによって大気圧をかけ、大気中又は不活性雰囲気中
で加熱することを特徴とするクラット板の製造方法であ
る。
上のクラッドの素材金属板を重ね合せた後、更に両側に
剥離材を重ね、全体をステンレス鋼等の耐酸化性金属箔
又は薄板でできた袋の中に人れ、慈袋の中を真空にする
ことによって大気圧をかけ、大気中又は不活性雰囲気中
で加熱することを特徴とするクラット板の製造方法であ
る。
前記の袋には、クラット素材と剥離材との2段又はそれ
以上の組合せを入れることができる。また、剥離材を袋
として剥離材を兼用することもでき、さらに袋そのもの
をクラッド素材とすることもできる。ここで、袋又は剥
離材としては、1%以上のAffi又は1.5%以上の
Siの一方又は双方を含有する耐熱ステンレス鋼を使用
することができる。更に、袋の内部に適宜のゲッター材
を入れておいてもよい。
以上の組合せを入れることができる。また、剥離材を袋
として剥離材を兼用することもでき、さらに袋そのもの
をクラッド素材とすることもできる。ここで、袋又は剥
離材としては、1%以上のAffi又は1.5%以上の
Siの一方又は双方を含有する耐熱ステンレス鋼を使用
することができる。更に、袋の内部に適宜のゲッター材
を入れておいてもよい。
(作用)
発明者等は、温度、雰囲気及び材質が適切であれば、1
Kg7cm2の大気圧を有効に接合界面に働かせること
によって、薄板の全面を優れた接着力で接合できること
を見い出した。すなわち、従来は、大気圧程度では接合
界面全体に接着に有効に作用する圧力を加λることか困
難とされていたが、薄板クラッドの組合せを適切に選ぶ
ことにより、また剥離材及び袋の材質及び厚さを適切に
選ぶことにより、高温接合時に材質が軟化し、接合界面
まで充分に大気圧を伝えられることを見いだした。これ
によって、異種金属間の接合を簡単に行なうことができ
、大きな設備を必要とすることなくクラッド板の製造が
可能となった。
Kg7cm2の大気圧を有効に接合界面に働かせること
によって、薄板の全面を優れた接着力で接合できること
を見い出した。すなわち、従来は、大気圧程度では接合
界面全体に接着に有効に作用する圧力を加λることか困
難とされていたが、薄板クラッドの組合せを適切に選ぶ
ことにより、また剥離材及び袋の材質及び厚さを適切に
選ぶことにより、高温接合時に材質が軟化し、接合界面
まで充分に大気圧を伝えられることを見いだした。これ
によって、異種金属間の接合を簡単に行なうことができ
、大きな設備を必要とすることなくクラッド板の製造が
可能となった。
この大気圧を接合界面まで充分に伝えるためには、袋及
び剥離材の厚みが薄く、また材質的には袋と剥離材とが
接合温度で変形し易いほど効果的である。また、袋を剥
離材として兼用あるいは袋そのものをクラッド素材とす
ると、更に効率良く大気圧を伝えることができるので、
接合が良好に行われる。具体的には、フェライト系ステ
ンレス鋼は、オーステナイト系ステンレス鋼に比較して
高温強度が低いので袋又は剥離材として適切である。更
に、クラッド素材を介して大気圧を接合界面に伝えるた
めには、2層クラッドの場合には、クラッド素材の少な
くとも一方を接合温度で充分軟化する材質を選択するこ
とが好ましい。通常、拡散接合温度であれば、この条件
を満す場合が多く、材質によって定まる一定時間が経過
すると、クリープによって接合界面全体が変形して充分
大気圧の影響を受けることになる。
び剥離材の厚みが薄く、また材質的には袋と剥離材とが
接合温度で変形し易いほど効果的である。また、袋を剥
離材として兼用あるいは袋そのものをクラッド素材とす
ると、更に効率良く大気圧を伝えることができるので、
接合が良好に行われる。具体的には、フェライト系ステ
ンレス鋼は、オーステナイト系ステンレス鋼に比較して
高温強度が低いので袋又は剥離材として適切である。更
に、クラッド素材を介して大気圧を接合界面に伝えるた
めには、2層クラッドの場合には、クラッド素材の少な
くとも一方を接合温度で充分軟化する材質を選択するこ
とが好ましい。通常、拡散接合温度であれば、この条件
を満す場合が多く、材質によって定まる一定時間が経過
すると、クリープによって接合界面全体が変形して充分
大気圧の影響を受けることになる。
剥離材としては、クラッドの素材材質及び接合温度によ
って使用されるものが異なってくる。
って使用されるものが異なってくる。
般的には、たとえば18Cr−3Afl鋼等のA2を含
有するフェライト系ステンレス鋼に酸化皮膜を形成させ
たものが各種の材質のクラッドに対し剥離性が良好であ
り、優れた剥離材として使用される。これは、Aj2含
有フェライト系ステンレス鋼の表面に生成したAμ酸化
物の効果によるものと考えられる。ここで、AJ2含有
量が1%以上であれば、高温酸化によってフェライト系
ステンレス鋼の表面にAl1に富んだ酸化物が形成され
易いので、1%以上のAl2を含有するフェライト系ス
テンレス鋼を剥離材として使用することは一般に良い結
果を与える。また、Sin、も良好な剥離性を示す。そ
のため、135%以上のSiを含有する耐熱鋼も剥離材
として有効である。その他の剥離材としては、アルミク
ラッドに対し、通常のステンレス鋼をそのまま使用する
ことができる。
有するフェライト系ステンレス鋼に酸化皮膜を形成させ
たものが各種の材質のクラッドに対し剥離性が良好であ
り、優れた剥離材として使用される。これは、Aj2含
有フェライト系ステンレス鋼の表面に生成したAμ酸化
物の効果によるものと考えられる。ここで、AJ2含有
量が1%以上であれば、高温酸化によってフェライト系
ステンレス鋼の表面にAl1に富んだ酸化物が形成され
易いので、1%以上のAl2を含有するフェライト系ス
テンレス鋼を剥離材として使用することは一般に良い結
果を与える。また、Sin、も良好な剥離性を示す。そ
のため、135%以上のSiを含有する耐熱鋼も剥離材
として有効である。その他の剥離材としては、アルミク
ラッドに対し、通常のステンレス鋼をそのまま使用する
ことができる。
セラミックスも剥離材として使用可能であるが、la維
質の柔かなものでないと大気圧を伝えることが難かしく
、ガスも発生し易い。しかも、繰返し使用することが困
難である等の欠点がある。
質の柔かなものでないと大気圧を伝えることが難かしく
、ガスも発生し易い。しかも、繰返し使用することが困
難である等の欠点がある。
以下、実施例によって本発明を具体的に説明する。
実施例1
第1図に示すように厚さ0.5mrn、幅500mm、
長さ2mの銅板1で同一寸法の5US304ステンレス
鋼2を挟み、これらをクラッドの素材とした。そして、
その両側にテンパーカラーを形成させた厚さ0.29m
mの18Cr−3Aj2銅を剥離材3として重ねて、更
にその両外側に厚さ0.3mm、幅600 mm、長さ
2.4mの18Crフエライト系ステンレス鋼を袋4と
して重ね合せた。この袋4を形成するフェライト系ステ
ンレス鋼の周囲をシーム溶接5し、一部にバイブロを取
り付けた後、真空引きした。約2時間真空引きした後、
バイブ部をシーム溶接7して真空対じを行なった。なお
、シーム溶接中にゲッター材として直径1mmで長さが
2mm弱のチタン線をクラッド素材の横に並べて配置し
た。
長さ2mの銅板1で同一寸法の5US304ステンレス
鋼2を挟み、これらをクラッドの素材とした。そして、
その両側にテンパーカラーを形成させた厚さ0.29m
mの18Cr−3Aj2銅を剥離材3として重ねて、更
にその両外側に厚さ0.3mm、幅600 mm、長さ
2.4mの18Crフエライト系ステンレス鋼を袋4と
して重ね合せた。この袋4を形成するフェライト系ステ
ンレス鋼の周囲をシーム溶接5し、一部にバイブロを取
り付けた後、真空引きした。約2時間真空引きした後、
バイブ部をシーム溶接7して真空対じを行なった。なお
、シーム溶接中にゲッター材として直径1mmで長さが
2mm弱のチタン線をクラッド素材の横に並べて配置し
た。
この状態で950℃のローラーハース炉内を2時間往復
させて加熱し、冷却した後、袋4の周囲を切断し、厚さ
1.5mrn、幅500mm及び長さ2mの銅とステン
レス鋼とのクラッド板を取り出した。このクラッド板か
ら一部をサンプリングし、繰返し曲げ試験を行なったと
ころ、14回で破断した。しかし、銅とステンレス鋼と
の間での層間剥離は全くみられなかった。
させて加熱し、冷却した後、袋4の周囲を切断し、厚さ
1.5mrn、幅500mm及び長さ2mの銅とステン
レス鋼とのクラッド板を取り出した。このクラッド板か
ら一部をサンプリングし、繰返し曲げ試験を行なったと
ころ、14回で破断した。しかし、銅とステンレス鋼と
の間での層間剥離は全くみられなかった。
実施例2
第2図に示すように、厚さ0.5mm、幅及び長さ各5
00mmの2枚の銅板1を実施例1と同一の剥離材3を
間にはさみ、さらにその両外側に厚さ0.5mm、幅及
び長さ各700mmの5US304板2を置き、その周
囲をシーム溶接5し、−ケ所真空引きのバイブロを取り
つけて、真空引き後、バイブ部をシーム溶接子し、真空
対じを行なった。これを950℃X1hrの大気加熱を
行い、冷却後、表面の酸化物を酸洗除去し、しかる後に
周囲を切断除去して約500x500の寸法の全板厚が
1mm(各0.5mm)の304/銅クラッド2枚を得
た。このクラッド板から一部をサンプリングし、繰返し
曲げ試験を行なったところ、14回で破断したが層間剥
離は全く認められなかった。
00mmの2枚の銅板1を実施例1と同一の剥離材3を
間にはさみ、さらにその両外側に厚さ0.5mm、幅及
び長さ各700mmの5US304板2を置き、その周
囲をシーム溶接5し、−ケ所真空引きのバイブロを取り
つけて、真空引き後、バイブ部をシーム溶接子し、真空
対じを行なった。これを950℃X1hrの大気加熱を
行い、冷却後、表面の酸化物を酸洗除去し、しかる後に
周囲を切断除去して約500x500の寸法の全板厚が
1mm(各0.5mm)の304/銅クラッド2枚を得
た。このクラッド板から一部をサンプリングし、繰返し
曲げ試験を行なったところ、14回で破断したが層間剥
離は全く認められなかった。
実施例3
第3図に示すように、Jqさ0゜5mm、幅100mm
及び長さ200mmの銅板11と同一寸法のニッケル板
12とを重ね、これを1組のクラッドの素材とし、クラ
ッド素材2糾を3枚の剥離材13の間に挟んだ。ここで
剥離材13としては5テンパーカラーを形成させた厚さ
0.29mmの18Cr−3Aj2鋼を用い、中央の剥
1114,113の両側にニッケル板12が来るように
セットした。
及び長さ200mmの銅板11と同一寸法のニッケル板
12とを重ね、これを1組のクラッドの素材とし、クラ
ッド素材2糾を3枚の剥離材13の間に挟んだ。ここで
剥離材13としては5テンパーカラーを形成させた厚さ
0.29mmの18Cr−3Aj2鋼を用い、中央の剥
1114,113の両側にニッケル板12が来るように
セットした。
これに更に厚さ0.3mmの18C「フェライト系ステ
ンレス鋼を袋14として重ね、フェライト系ステンレス
鋼の周囲をシーム溶接15し、一部にバイ116を取り
付けて、約1時間の真空引き後、バイブ部をシーム溶接
して、真空対じを行なった。そして、900℃×1時間
の加熱を行ない、冷却後に袋の周囲を切断し、厚さ1.
0mm、幅100mm、長さ200mmのクラッド板を
2枚取り出した。このクラッド板から一部をサンプリン
グし、繰返し曲げ試験を行なったところ、10回で破断
したが、剥離は全く認られなかった。
ンレス鋼を袋14として重ね、フェライト系ステンレス
鋼の周囲をシーム溶接15し、一部にバイ116を取り
付けて、約1時間の真空引き後、バイブ部をシーム溶接
して、真空対じを行なった。そして、900℃×1時間
の加熱を行ない、冷却後に袋の周囲を切断し、厚さ1.
0mm、幅100mm、長さ200mmのクラッド板を
2枚取り出した。このクラッド板から一部をサンプリン
グし、繰返し曲げ試験を行なったところ、10回で破断
したが、剥離は全く認られなかった。
実施例4
第4図に示すように、厚さ1.5mm、幅600mm、
長さ2mの5tJS310Sステンンレスjg21の上
に、厚さが0.8mmで幅と長さが同一の22Crフエ
ライト系ステンレス鋼22を重ね、その両側に剥離材2
3として1100℃×2時間の大気中加熱によって酸化
皮膜を形成させた18Cr−3A、i!鋼を重ねた。声
だ、22Crフエライト系ステンレス鋼22と剥離材2
3との間には、厚さ45ミクロンの幅と長さが同一のA
1箔24を介在させた。更に、その両性側に袋25とな
る厚さ0.3mm、幅1000mm及び長さ2.4mの
18Crフエライト系ステンレス鋼を重ね、18Crフ
エライト系ステンレス鋼25の周囲をシーム溶接26し
、一部にバイブ27を取り付けて、約2時間の真空引き
後、バイブ部をシーム溶接して真空対じを行った。これ
を1050℃のローラーハース炉内を2時間往復させる
ことによって加熱し、冷却後に袋の周囲を切断したとこ
ろ、厚さ1.6mm、幅600mm及び只さ2mのクラ
ッド板ができあがっていた。このクラッド板の一部をサ
ンプリングしたところ、2ZCrフエライト系ステンレ
ス鋼22は5US310Sステンレス鋼21と充分に接
合しており、またアルミ箔24はクラッドの22Crフ
エライト系ステンレス鋼22中に完全に溶は込んでいた
。そして、表面からXMAによって分析したところ、表
面のアルミ濃度は約12%になっていた。
長さ2mの5tJS310Sステンンレスjg21の上
に、厚さが0.8mmで幅と長さが同一の22Crフエ
ライト系ステンレス鋼22を重ね、その両側に剥離材2
3として1100℃×2時間の大気中加熱によって酸化
皮膜を形成させた18Cr−3A、i!鋼を重ねた。声
だ、22Crフエライト系ステンレス鋼22と剥離材2
3との間には、厚さ45ミクロンの幅と長さが同一のA
1箔24を介在させた。更に、その両性側に袋25とな
る厚さ0.3mm、幅1000mm及び長さ2.4mの
18Crフエライト系ステンレス鋼を重ね、18Crフ
エライト系ステンレス鋼25の周囲をシーム溶接26し
、一部にバイブ27を取り付けて、約2時間の真空引き
後、バイブ部をシーム溶接して真空対じを行った。これ
を1050℃のローラーハース炉内を2時間往復させる
ことによって加熱し、冷却後に袋の周囲を切断したとこ
ろ、厚さ1.6mm、幅600mm及び只さ2mのクラ
ッド板ができあがっていた。このクラッド板の一部をサ
ンプリングしたところ、2ZCrフエライト系ステンレ
ス鋼22は5US310Sステンレス鋼21と充分に接
合しており、またアルミ箔24はクラッドの22Crフ
エライト系ステンレス鋼22中に完全に溶は込んでいた
。そして、表面からXMAによって分析したところ、表
面のアルミ濃度は約12%になっていた。
(発明の効果)
以上に説明したように、本発明においては、異種金属板
を重ね合せてクラッド板を製造する際、重ね合せた金属
板を袋に封じ込め、袋の内部を真空にすることにより、
大気圧で拡散接合に必要とされる圧力を異種金属の接合
界面に与えている。
を重ね合せてクラッド板を製造する際、重ね合せた金属
板を袋に封じ込め、袋の内部を真空にすることにより、
大気圧で拡散接合に必要とされる圧力を異種金属の接合
界面に与えている。
このように圧力を加えて拡散接合を行なうとき、接合界
面に与えられる圧力が均一なものとなるので、繰返し曲
げ試験に対しても充分な強度を持った層間接合強度の良
好なりラッド材が得られる。
面に与えられる圧力が均一なものとなるので、繰返し曲
げ試験に対しても充分な強度を持った層間接合強度の良
好なりラッド材が得られる。
第1図は実施例1を説明するための図であり、第2図は
実施例2を、第3図は実施例3を、第4図は実施例4を
説明するための図である。 1.11:銅板 2 : 5US304ステンレス鋼 3.13,23:剥離材 4:フェライト系ステンレス鋼 5.7,15,26:シーム溶接 6.16,27:バイブ 12;ニッケル板 14:袋(18Crフエライト系ステンレス鋼)21
:5US310Sステンレス鋼 22 : 22Crフエライト系ステンレス鋼24:A
j?箔 25 : 袋(18Crフェライト系ステンレス鋼)オ
1 図 第2図
実施例2を、第3図は実施例3を、第4図は実施例4を
説明するための図である。 1.11:銅板 2 : 5US304ステンレス鋼 3.13,23:剥離材 4:フェライト系ステンレス鋼 5.7,15,26:シーム溶接 6.16,27:バイブ 12;ニッケル板 14:袋(18Crフエライト系ステンレス鋼)21
:5US310Sステンレス鋼 22 : 22Crフエライト系ステンレス鋼24:A
j?箔 25 : 袋(18Crフェライト系ステンレス鋼)オ
1 図 第2図
Claims (6)
- (1)2層又はそれ以上のクラッドの素材金属板を重ね
合せた後、更に両側に剥離材を重ね、全体をステンレス
鋼等の耐酸化性金属箔又は薄板で出来た袋の中に入れ、
該袋の中を真空にすることによって大気圧をかけ、大気
中又は不活性雰囲気中で加熱することを特徴とするクラ
ッド板の製造方法。 - (2)請求項1記載の袋に入れるクラッド素材と剥離材
の組合せを2段又はそれ以上とするクラッド板の製造方
法。 - (3)請求項1記載の剥離材を袋として兼用するクラッ
ド板の製造方法。 - (4)請求項1記載のクラッドの表面素材を袋として兼
用し、剥離材を省略するクラッド板の製造方法。 - (5)請求項1〜4の何れかに記載の剥離材又は袋とし
て、1%以上のAl又は1.5%以上のSiの一方又は
双方を含有する耐熱ステンレス鋼を使用するクラッド板
の製造方法。 - (6)請求項1〜5の何れかに記載の袋の内部にゲッタ
ー材を入れて加圧加熱するクラッド板の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14509389A JPH0313283A (ja) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | 大気圧を利用した拡散接合クラッド板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP14509389A JPH0313283A (ja) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | 大気圧を利用した拡散接合クラッド板の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0313283A true JPH0313283A (ja) | 1991-01-22 |
Family
ID=15377216
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14509389A Pending JPH0313283A (ja) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | 大気圧を利用した拡散接合クラッド板の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0313283A (ja) |
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- 1989-06-09 JP JP14509389A patent/JPH0313283A/ja active Pending
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