JPH03243287A - Al基複合材料とAl材料との接合方法 - Google Patents
Al基複合材料とAl材料との接合方法Info
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- JPH03243287A JPH03243287A JP4144990A JP4144990A JPH03243287A JP H03243287 A JPH03243287 A JP H03243287A JP 4144990 A JP4144990 A JP 4144990A JP 4144990 A JP4144990 A JP 4144990A JP H03243287 A JPH03243287 A JP H03243287A
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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、A2基複合材料とAl材料とをA1基インサ
ート材を介在させ真空または不活性雰囲気中で加熱接合
する方法に関するものである。
ート材を介在させ真空または不活性雰囲気中で加熱接合
する方法に関するものである。
Alff間士を、Al基インサート材を介在させ真空ま
たは不活性雰囲気中で加熱接合する方法は従来より行わ
れている。この方法による接合は一般にAlff上り比
較的低融点のAl基インサート材を使用し、接合のため
の加熱の際、Al基インサート材の液相線以上の温度に
加熱し、溶融したAf基インサート材とAlff上の間
の相互拡散によって接合が行われている。
たは不活性雰囲気中で加熱接合する方法は従来より行わ
れている。この方法による接合は一般にAlff上り比
較的低融点のAl基インサート材を使用し、接合のため
の加熱の際、Al基インサート材の液相線以上の温度に
加熱し、溶融したAf基インサート材とAlff上の間
の相互拡散によって接合が行われている。
一方、近年、純AlまたはAl合金のマトリックス材を
セラ逅ツタ等各種の繊維あるいは粒子で強化した所謂A
1基複合材料が開発され、AI2材料と同様の用途、さ
らにはより高強度を要する用途等に使用されるようにな
ってきた。
セラ逅ツタ等各種の繊維あるいは粒子で強化した所謂A
1基複合材料が開発され、AI2材料と同様の用途、さ
らにはより高強度を要する用途等に使用されるようにな
ってきた。
〔発明が解決しようとするR83
ところで、本発明者等は、上記Al基複合材料の接合方
法について研究を重ねており、AIl基複合材料を上述
したA1材料同士の接合と同様の接合方法によって行う
と、溶融したAl基インサート材戒成分Al複合合材料
への拡散が著しく起こり、Ae基複合材料中の強化材と
反応し、Al基複合複合内にボイドを発生させ健全な接
合が得に(いことを知見した。
法について研究を重ねており、AIl基複合材料を上述
したA1材料同士の接合と同様の接合方法によって行う
と、溶融したAl基インサート材戒成分Al複合合材料
への拡散が著しく起こり、Ae基複合材料中の強化材と
反応し、Al基複合複合内にボイドを発生させ健全な接
合が得に(いことを知見した。
そこで本発明は、上記の問題点を解決するためになされ
たものであって、その目的は、健全な接合状態が得られ
るAfi複合材料とAf材料との接合方法を提供するも
のである。
たものであって、その目的は、健全な接合状態が得られ
るAfi複合材料とAf材料との接合方法を提供するも
のである。
上記目的を達成するため、本発明に係わるAN基複合材
料とAl材料との接合方法は、lv1基複合材料とAl
材料とをAl基インサート材を介在させ真空または不活
性雰囲気中で加熱接合する方法であって、前記Al基複
合材料とAl基インサート材との間にTiの皮膜層を介
在させたことを特徴とするものである。
料とAl材料との接合方法は、lv1基複合材料とAl
材料とをAl基インサート材を介在させ真空または不活
性雰囲気中で加熱接合する方法であって、前記Al基複
合材料とAl基インサート材との間にTiの皮膜層を介
在させたことを特徴とするものである。
また、上記方法において、Al材料に代えてAl基複合
材料を使用し、所謂Al基複合材料同士の接合を行うこ
ともできる。
材料を使用し、所謂Al基複合材料同士の接合を行うこ
ともできる。
また、上記Tiの皮膜層に代えてT i / T i
N/Tiの三層構造の皮膜層にしてもよい。
N/Tiの三層構造の皮膜層にしてもよい。
Al基複合材料とAl基インサート材との間にTiの皮
膜層を介在させることにより、Tiの皮膜層が、溶融し
ているA2基インサート材成分のAl基複合材料への拡
散を反応して抑制するため、Al基複合材料中での溶融
Alと強化材との反応が無くなり、A1基複合材料中に
ボイド等の欠陥の無い健全な接合ができる。
膜層を介在させることにより、Tiの皮膜層が、溶融し
ているA2基インサート材成分のAl基複合材料への拡
散を反応して抑制するため、Al基複合材料中での溶融
Alと強化材との反応が無くなり、A1基複合材料中に
ボイド等の欠陥の無い健全な接合ができる。
Tiの皮膜層の設は方としては、Al基複合材料の接合
面上に物理的蒸着法によって設ける方法が好ましい。こ
の物理的蒸着法による場合は、真空蒸着、イオンブレー
ティング、イオンスパンタリング等のいずれでもよいが
、特に皮膜層の密着密度、底膜の安定性の点からはアー
クイオンブレーティングが好ましい。またIf!Hさは
0.5μn以上15μm以下がよく、0.5μ情未満の
場合にはAl基インサート材戒成分Al基複合材料への
拡散抑制効果が軽減され、15μmを越えると皮膜層の
強度が低下する。
面上に物理的蒸着法によって設ける方法が好ましい。こ
の物理的蒸着法による場合は、真空蒸着、イオンブレー
ティング、イオンスパンタリング等のいずれでもよいが
、特に皮膜層の密着密度、底膜の安定性の点からはアー
クイオンブレーティングが好ましい。またIf!Hさは
0.5μn以上15μm以下がよく、0.5μ情未満の
場合にはAl基インサート材戒成分Al基複合材料への
拡散抑制効果が軽減され、15μmを越えると皮膜層の
強度が低下する。
また、皮膜層としてTiを用いる理由は、種々の成分の
ものを試験した結果、TiがAI!、と反応し易く、し
かも生成した化合物の強度が高く、健全な接合が行える
ためで、T i’7T i N / T iの三層構造
としてもTi単独の場合と同様の結果であった。
ものを試験した結果、TiがAI!、と反応し易く、し
かも生成した化合物の強度が高く、健全な接合が行える
ためで、T i’7T i N / T iの三層構造
としてもTi単独の場合と同様の結果であった。
また、A1基インサート材は、特に限定されるものでは
ないが、耐食性、接合強度等の点よりA1−3i系また
はAl−31−Mg系のAI!、基インサート材が好ま
しい。
ないが、耐食性、接合強度等の点よりA1−3i系また
はAl−31−Mg系のAI!、基インサート材が好ま
しい。
尚、本発明が対象とするAl基複合材料は、純Alまた
はA1合金のマトリックス材を各種の繊維あるいは粒子
で強化したものであればいずれでもよく、例えば強化材
としてS i C,S 13Na等のウィスカや、C,
A/220x、Al2O。
はA1合金のマトリックス材を各種の繊維あるいは粒子
で強化したものであればいずれでもよく、例えば強化材
としてS i C,S 13Na等のウィスカや、C,
A/220x、Al2O。
SiO2,SiC等の短繊維および長I&雄や、Sic
、 Al2O,、S 13Na 、ZrO,、TiC,
Ti Of等のセラミック粒子を用いたものが上げられ
る。
、 Al2O,、S 13Na 、ZrO,、TiC,
Ti Of等のセラミック粒子を用いたものが上げられ
る。
[実 施 例]
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は、加熱接合前の素材の積層状態を示す説明図で
ある。図中、1はA2基複合材料(SiCウィスカ強化
A1合金:マトリックス材A6061)、2はA1合金
材(A6061)、3はAl基インサート材、4はTi
皮膜層を示す。
ある。図中、1はA2基複合材料(SiCウィスカ強化
A1合金:マトリックス材A6061)、2はA1合金
材(A6061)、3はAl基インサート材、4はTi
皮膜層を示す。
この時、Al基インサート材3としては1,11材料の
ろう付けに用いられているA4NO4(A1−12Si
−1,5Mg)とA4047(1!12Si)を用いた
。またTi皮膜層4としては、TiとT i/T i
N/T iを用いて、それぞれアークイオンブレーティ
ングでAI!、複合合材料1の接合面上に皮膜層4とし
て設けた。
ろう付けに用いられているA4NO4(A1−12Si
−1,5Mg)とA4047(1!12Si)を用いた
。またTi皮膜層4としては、TiとT i/T i
N/T iを用いて、それぞれアークイオンブレーティ
ングでAI!、複合合材料1の接合面上に皮膜層4とし
て設けた。
このようにして積層した素材を真空雰囲気中で下表に示
す接合条件で加熱接合した。また比較のため皮膜層4の
無い積層素材、および皮膜N4として厚さ15μ嘗の純
Al箔を介在させた積層素材を造り真空雰囲気中で下表
に示す接合条件で加熱接合した。これら得られた接合後
の素材の接合界面の断面ミクロ観察を行うと共に、素材
を第2図に示す形状の引張せん断試験片に加工しせん断
試験を行った。これらの結果も併せて下表に示す。
す接合条件で加熱接合した。また比較のため皮膜層4の
無い積層素材、および皮膜N4として厚さ15μ嘗の純
Al箔を介在させた積層素材を造り真空雰囲気中で下表
に示す接合条件で加熱接合した。これら得られた接合後
の素材の接合界面の断面ミクロ観察を行うと共に、素材
を第2図に示す形状の引張せん断試験片に加工しせん断
試験を行った。これらの結果も併せて下表に示す。
下表より明らかなように、No、 lおよびNo、 2
は、皮膜層を設けなかった比較例であって、溶融したA
l基インサート材成分がA11接合材料に拡散し、Al
基複合材料内の強化材と反応してAl基複合材料内にボ
イドが発生しており、そのためせん断強さも低いもので
あった。
は、皮膜層を設けなかった比較例であって、溶融したA
l基インサート材成分がA11接合材料に拡散し、Al
基複合材料内の強化材と反応してAl基複合材料内にボ
イドが発生しており、そのためせん断強さも低いもので
あった。
No、 3およびNo、 4は、皮膜層として純Al箔
を設けた比較例であって、皮膜層がAlでは溶融したA
l基インサート材戒成分Af基複合材料への拡散を抑制
し得す、上記皮膜層を設けなかった場合と同様に、やは
りAl基複合材料内にボイドが発生しており、そのため
せん断強さも低いものであった。
を設けた比較例であって、皮膜層がAlでは溶融したA
l基インサート材戒成分Af基複合材料への拡散を抑制
し得す、上記皮膜層を設けなかった場合と同様に、やは
りAl基複合材料内にボイドが発生しており、そのため
せん断強さも低いものであった。
No、 5およびNα6は、皮膜層としてTiを設けた
本発明例であって、溶融したAl基インサート材成分の
Al基複合材料への拡散がTi皮膜層により抑制され、
従ってAl複合合材料内にボイドが観られず健全な接合
が得られ、せん断強さもほぼAl基インサート材自体の
強度に匹敵する高い強度が得られた。
本発明例であって、溶融したAl基インサート材成分の
Al基複合材料への拡散がTi皮膜層により抑制され、
従ってAl複合合材料内にボイドが観られず健全な接合
が得られ、せん断強さもほぼAl基インサート材自体の
強度に匹敵する高い強度が得られた。
Nα7および隘8は、皮膜層としてT i / T i
N/Tiを設けた本発明例であって、上記Ti皮膜層
の場合と同様に、溶融したA1基インサート材成分のA
11接合材料への拡散が皮膜層により抑制され、/1基
複合材料内にボイドが観られず健全な接合が得られ、せ
ん断強さもほぼAl基インサート材、自体の強度に匹敵
する高い強度が得られた。
N/Tiを設けた本発明例であって、上記Ti皮膜層
の場合と同様に、溶融したA1基インサート材成分のA
11接合材料への拡散が皮膜層により抑制され、/1基
複合材料内にボイドが観られず健全な接合が得られ、せ
ん断強さもほぼAl基インサート材、自体の強度に匹敵
する高い強度が得られた。
(以 下 余 白)
*断面ミクロ観察 ○:健全
X:AI基複合材料にボイド
(以下余白)
〔発明の効果]
上述したように、本発明に係わるAN基複合材料とA1
材料との接合方法によれば、A2基複合材料同士、また
はAl基複合材料をAj2材料にボイド等の欠陥を生し
ることなく健全な接合部を得て接合することができる。
材料との接合方法によれば、A2基複合材料同士、また
はAl基複合材料をAj2材料にボイド等の欠陥を生し
ることなく健全な接合部を得て接合することができる。
第1図は、加熱接合前の素材の積層状態を示す説明図、
第2図は、加熱接合後の素材による引張せん断試験片の
斜視図である。 I AI2基複合材料 2 Al合金材 3 Al基インサート材
第2図は、加熱接合後の素材による引張せん断試験片の
斜視図である。 I AI2基複合材料 2 Al合金材 3 Al基インサート材
Claims (3)
- (1)Al基複合材料とAl材料とをAl基インサート
材を介在させ真空または不活性雰囲気中で加熱接合する
方法であって、前記Al基複合材料とAl基インサート
材との間にTiの皮膜層を介在させたことを特徴とする
Al基複合材料とAl材料との接合方法。 - (2)Al材料がAl基複合材料であることを特徴とす
る第1請求項に記載のAl基複合材料とAl材料との接
合方法。 - (3)Tiの皮膜層がTi/TiN/Tiの三層構造で
あることを特徴とする第1請求項または第2請求項に記
載のAl基複合材料とAl材料との接合方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4144990A JPH03243287A (ja) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | Al基複合材料とAl材料との接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4144990A JPH03243287A (ja) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | Al基複合材料とAl材料との接合方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03243287A true JPH03243287A (ja) | 1991-10-30 |
Family
ID=12608686
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4144990A Pending JPH03243287A (ja) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | Al基複合材料とAl材料との接合方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03243287A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007245219A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Taiheiyo Cement Corp | アルミニウム基複合材料の接合方法およびアルミニウム基複合材料接合体 |
-
1990
- 1990-02-21 JP JP4144990A patent/JPH03243287A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007245219A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Taiheiyo Cement Corp | アルミニウム基複合材料の接合方法およびアルミニウム基複合材料接合体 |
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