JPH03243288A - 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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- JPH03243288A JPH03243288A JP4145090A JP4145090A JPH03243288A JP H03243288 A JPH03243288 A JP H03243288A JP 4145090 A JP4145090 A JP 4145090A JP 4145090 A JP4145090 A JP 4145090A JP H03243288 A JPH03243288 A JP H03243288A
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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、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Ａ１材料より比
較的低融点のＡ２基インサート材を使用し、接合のため
の加熱の際、Ａｆ基インサート材の液相線以上の温度に
加熱し、溶融したＡＩ！．基インサート材とＡｊ２材料
と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Ａ１材料より比
較的低融点のＡ２基インサート材を使用し、接合のため
の加熱の際、Ａｆ基インサート材の液相線以上の温度に
加熱し、溶融したＡＩ！．基インサート材とＡｊ２材料
と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
セラミック等各種の繊維あるいは粒子で強化した所謂Ａ
ｌ基複合材料が開発され、Ａ１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。
セラミック等各種の繊維あるいは粒子で強化した所謂Ａ
ｌ基複合材料が開発され、Ａ１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。
ところで、本発明者等は、上記／ｌ基複合材料の接合方
法について研究を重ねており、Ａｌ基複合材料を上述し
たＡＩｌ材料同士の接合と同様の接合方法によって行う
と、溶融したへ１基インサート材成分のＡｌ基複合材料
への拡散が著しく起こり、Ａ１基複合材料中の強化材と
反応し、へ１複合合材料内にボイドを発生させ健全な接
合が得にくいことを知見した。
法について研究を重ねており、Ａｌ基複合材料を上述し
たＡＩｌ材料同士の接合と同様の接合方法によって行う
と、溶融したへ１基インサート材成分のＡｌ基複合材料
への拡散が著しく起こり、Ａ１基複合材料中の強化材と
反応し、へ１複合合材料内にボイドを発生させ健全な接
合が得にくいことを知見した。
そこで本発明は、上記の問題点を解決するためになした
ものであって、その目的は、健全な接合状態が得られる
Ａｌ基複合材料とＡｌ材料との接合方法を提供するもの
である。
ものであって、その目的は、健全な接合状態が得られる
Ａｌ基複合材料とＡｌ材料との接合方法を提供するもの
である。
上記目的を遠戚するため、本発明に係わるＡ１基複合材
料とＡｌ材料との接合方法は、Ａ１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基イン
サート材として、前記Ａｌ基複合材料のマトリックス材
の固相線温度とその固相線温度−２０℃との間で固液共
存相を生成するＡｌ基インサート材を使用すると共に、
Ａｌ１複合材料のマトリックス材の固相線温度とその固
相線塩度−２０℃との間の温度に加熱して接合するもの
である。
料とＡｌ材料との接合方法は、Ａ１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基イン
サート材として、前記Ａｌ基複合材料のマトリックス材
の固相線温度とその固相線温度−２０℃との間で固液共
存相を生成するＡｌ基インサート材を使用すると共に、
Ａｌ１複合材料のマトリックス材の固相線温度とその固
相線塩度−２０℃との間の温度に加熱して接合するもの
である。
また、上記方法において、ＡＩ２材料に代えてＡｌ基複
合材料を使用し、所謂Ａｆ基複合材料同士の接合を行う
こともできる。
合材料を使用し、所謂Ａｆ基複合材料同士の接合を行う
こともできる。
〔作 用］
上記本発明によれば、Ａｆ基複合材料同士の間、または
ＡＱ基複合材料とＡｌ材料との間に、Ａｌ基複合材料の
マトリックス材の固相線温度とその固相線温度−２０℃
との間で固液共存相を１威するＡ１基インサート材を介
在させることにより、Ａｌ基インサート材が溶融して液
体になった場合よりもＡｌ基インサート材戒成分ＡＮ基
複合材料への拡散が抑制され、このため、Ａｌ基複合材
料中での溶融Ａ２と強化材との反応が無くなり、ＡＮ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
。
ＡＱ基複合材料とＡｌ材料との間に、Ａｌ基複合材料の
マトリックス材の固相線温度とその固相線温度−２０℃
との間で固液共存相を１威するＡ１基インサート材を介
在させることにより、Ａｌ基インサート材が溶融して液
体になった場合よりもＡｌ基インサート材戒成分ＡＮ基
複合材料への拡散が抑制され、このため、Ａｌ基複合材
料中での溶融Ａ２と強化材との反応が無くなり、ＡＮ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
。
そして、接合の際の加熱は、Ａ１基複合材料のマトリッ
クス材の固相線温度とその固相線温度２０℃との間の全
域でＡｌ基インサート材が固液共存相にある場合には、
Ａｌ基複合材料のマトリックス材の固相線温度−２０℃
の温度以上、その固相線温度以下に加熱され、また、Ａ
ｌ基複合材料のマトリックス材の固相線温度とその固相
線温度−２０’Ｃとの間で、Ａｌ基インサート材が固液
共存相および液相状態にある場合には、Ａｌ基複合材料
のマトリックス材の固相線温度−２０℃の温度以上、Ａ
ｌ基インサート材の液相線温度以下に加熱され、また、
Ａｌ基複合材料のマトリックス材の固相線温度とその固
相線温度−２０℃との間で、Ａ１基インサート材が固相
状態および固液共存相にある場合には、ＡＩ！、基イン
サート材の固相線温度以上、ＡＩ！、複合合材料のマト
リックス材の固相線温度以下に加熱される。
クス材の固相線温度とその固相線温度２０℃との間の全
域でＡｌ基インサート材が固液共存相にある場合には、
Ａｌ基複合材料のマトリックス材の固相線温度−２０℃
の温度以上、その固相線温度以下に加熱され、また、Ａ
ｌ基複合材料のマトリックス材の固相線温度とその固相
線温度−２０’Ｃとの間で、Ａｌ基インサート材が固液
共存相および液相状態にある場合には、Ａｌ基複合材料
のマトリックス材の固相線温度−２０℃の温度以上、Ａ
ｌ基インサート材の液相線温度以下に加熱され、また、
Ａｌ基複合材料のマトリックス材の固相線温度とその固
相線温度−２０℃との間で、Ａ１基インサート材が固相
状態および固液共存相にある場合には、ＡＩ！、基イン
サート材の固相線温度以上、ＡＩ！、複合合材料のマト
リックス材の固相線温度以下に加熱される。
ここで、接合の際のＡＩ！、複合合材料の加熱温度を、
マトリックス材の固相線温度とその固相線温度−２０℃
との間に特定した理由は、加熱温度がマトリックス材の
固相線温度を越えると、マトリックス材が局部溶融し、
接合部にボイドを生じ接合強度も低下し健全な接合がで
きない。また加熱温度がマトリックス材の固相線温度−
２０℃より低いと、Ａｌ基複合材料側戒成分Ａｌ基イン
サート材への拡散が不充分なためこれも充分な接合強度
が得られず健全な接合ができない。
マトリックス材の固相線温度とその固相線温度−２０℃
との間に特定した理由は、加熱温度がマトリックス材の
固相線温度を越えると、マトリックス材が局部溶融し、
接合部にボイドを生じ接合強度も低下し健全な接合がで
きない。また加熱温度がマトリックス材の固相線温度−
２０℃より低いと、Ａｌ基複合材料側戒成分Ａｌ基イン
サート材への拡散が不充分なためこれも充分な接合強度
が得られず健全な接合ができない。
尚、本発明が対象とするＡＩ！、複合合材料は、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ＳｉＣ，５ｉｚＮａ等のウィスカや、Ｃ，Ａ
Ｉ！、ｚ ０３、Ａ／！２０゜ＳｉＯ□、ＳｉＣ等の短
繊維および長繊維や、ＳｉＣ，Ａｌｌ ０３ 、Ｓ １
２ Ｎａ 、Ｚｒ０ｚ 、ＴｉＣ，Ｔ ｉ Ｏｚ等のセ
ラミック粒子を用いたものが上げられる。
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ＳｉＣ，５ｉｚＮａ等のウィスカや、Ｃ，Ａ
Ｉ！、ｚ ０３、Ａ／！２０゜ＳｉＯ□、ＳｉＣ等の短
繊維および長繊維や、ＳｉＣ，Ａｌｌ ０３ 、Ｓ １
２ Ｎａ 、Ｚｒ０ｚ 、ＴｉＣ，Ｔ ｉ Ｏｚ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、ｌはＡｌ基複合材料（ＳｉＣウィスカ強化
Ａｌ合金：マトリックス材Ａ６０６１）、２はＡｌ合金
材（Ａ６０６１）、３はＡｌ基インサート材を示す、尚
、Ａｌ基複合材料のマトリックス材Ａ６０６１の固相線
塩度は５９３℃である。
ある。図中、ｌはＡｌ基複合材料（ＳｉＣウィスカ強化
Ａｌ合金：マトリックス材Ａ６０６１）、２はＡｌ合金
材（Ａ６０６１）、３はＡｌ基インサート材を示す、尚
、Ａｌ基複合材料のマトリックス材Ａ６０６１の固相線
塩度は５９３℃である。
°Ｃである。
そして、Ａｌ基インサート材３として、固相線塩度が５
２１℃１液相線温度が６４ＦＣであるＡ１−４Ｃｕ合金
を用い、上記の如く積層した素材を真空雰囲気中で第１
表に示す接合条件で加熱接合した。得られた接合後の素
材を第２同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。この結果も併せて第１表に示す。
２１℃１液相線温度が６４ＦＣであるＡ１−４Ｃｕ合金
を用い、上記の如く積層した素材を真空雰囲気中で第１
表に示す接合条件で加熱接合した。得られた接合後の素
材を第２同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。この結果も併せて第１表に示す。
第１表より明らかなように、Ｎｏ、 １からＮα４は比
較例であって、接合の際の塩度が５７３℃すなわちマト
リックス材Ａ６０６１の固相線温度５９３２０℃より低
い例で、充分なせん断強さが得られなかった。尚、接合
の際の温度が５７３ ’Ｃに近づくにつれせん断強さが
増加する傾向は認められた。
較例であって、接合の際の塩度が５７３℃すなわちマト
リックス材Ａ６０６１の固相線温度５９３２０℃より低
い例で、充分なせん断強さが得られなかった。尚、接合
の際の温度が５７３ ’Ｃに近づくにつれせん断強さが
増加する傾向は認められた。
Ｎα５からＮｏ、 ７は本発明例であって、接合の際の
温度が５７３℃〜マトリックス材Ａ６０６１の固相線温
度５９３℃の間のもので、充分なせん断強さが得られた
。
温度が５７３℃〜マトリックス材Ａ６０６１の固相線温
度５９３℃の間のもので、充分なせん断強さが得られた
。
Ｎｏ、 ８は比較例であって、接合の際の温度がマトリ
ックス材Ａ６０６１の固相線温度５９３℃を５℃越えた
例で、断面ξクロ観察ではボイドが認められ、せん断強
さが低下し健全な接合が得られなかった。
ックス材Ａ６０６１の固相線温度５９３℃を５℃越えた
例で、断面ξクロ観察ではボイドが認められ、せん断強
さが低下し健全な接合が得られなかった。
次に、さらに比較のため、Ａ１基インサート材３として
、へ〇材料のろう付けに用いられている固相線温度が５
５９℃１液相線温度が５７２℃であるＡ４ＮＯ４（Ａ／
！−１２３ｉ−１，５Ｍｇ）を用い、上記と同様に積層
した素材を真空雰囲気中で第２表に示す接合条件で加熱
接合し、せん断試験を行った。結果を併せて第２表に示
す。
、へ〇材料のろう付けに用いられている固相線温度が５
５９℃１液相線温度が５７２℃であるＡ４ＮＯ４（Ａ／
！−１２３ｉ−１，５Ｍｇ）を用い、上記と同様に積層
した素材を真空雰囲気中で第２表に示す接合条件で加熱
接合し、せん断試験を行った。結果を併せて第２表に示
す。
第２表に示すものは全て比較例であって、表より明らか
なように、Ｎα９とＮｌｌｌ０は、接合の際の温度がマ
トリックス材の固相線温度５９３−２０℃（５７３’Ｃ
）より低く、且つインサート材の固相線塩度５５９ ”
Ｃより低い例で、せん断強さが低く健全な接合が得られ
なかった。
なように、Ｎα９とＮｌｌｌ０は、接合の際の温度がマ
トリックス材の固相線温度５９３−２０℃（５７３’Ｃ
）より低く、且つインサート材の固相線塩度５５９ ”
Ｃより低い例で、せん断強さが低く健全な接合が得られ
なかった。
Ｎｏ、 １１とＮα１２は、接合の際の温度がマトリッ
クス材の固相線塩度５９３−２０’Ｃ（５７３℃）より
低く、且つインサート材の固相線塩度５５９℃と液相線
温度５７２℃との間の例で、せん断強さは比較的高い値
かえられるが、上記本発明例のせん断強さの半分にすぎ
ない。
クス材の固相線塩度５９３−２０’Ｃ（５７３℃）より
低く、且つインサート材の固相線塩度５５９℃と液相線
温度５７２℃との間の例で、せん断強さは比較的高い値
かえられるが、上記本発明例のせん断強さの半分にすぎ
ない。
Ｎ（１１３からＮ０１５は、接合の際の温度がマトリッ
クス材の固相線塩度５９３−２０℃（５７３℃）より高
く、且つインサート材の液相線温度５７２℃より高い例
で、せん断強さは上記Ｎｏ、 １１とＮ０１２と同程度
の値かえられたが、断面ミクロ観察では接合部にボイド
が認められ健全な接合が得られなかった。
クス材の固相線塩度５９３−２０℃（５７３℃）より高
く、且つインサート材の液相線温度５７２℃より高い例
で、せん断強さは上記Ｎｏ、 １１とＮ０１２と同程度
の値かえられたが、断面ミクロ観察では接合部にボイド
が認められ健全な接合が得られなかった。
た。
第１表
第２表
（以 下 余 白）
〔発明の効果〕
上述したように、本発明に係わるＡ１１接合材料とＡｌ
材料との接合方法によれば、Ａｆ基複合材料同士、また
はＡ２２接合材料をＡ１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、Ａｆ基複合材料同士、また
はＡ２２接合材料をＡ１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口、
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 ＡＮ基複合材料 ２ ＡＮ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 ＡＮ基複合材料 ２ ＡＮ合金材 ３ Ａｌ基インサート材
Claims (2)
- （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基インサート材として、前記Ａ
ｌ基複合材料のマトリックス材の固相線温度とその固相
線温度−２０℃との間で固液共存相を生成するＡｌ基イ
ンサート材を使用すると共に、Ａｌ基複合材料のマトリ
ックス材の固相線温度とその固相線温度−２０℃との間
の温度に加熱して接合することを特徴とするＡｌ基複合
材料の接合方法。 - （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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4145090A JPH03243288A (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 |
|---|---|---|---|
| JP4145090A JPH03243288A (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 |
|---|---|
| JPH03243288A true JPH03243288A (ja) | 1991-10-30 |
Family
ID=12608718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4145090A Pending JPH03243288A (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) | JPH03243288A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011152556A1 (ja) * | 2010-06-04 | 2011-12-08 | 古河スカイ株式会社 | アルミニウム合金材の接合方法 |
| WO2013065160A1 (ja) * | 2011-11-02 | 2013-05-10 | 古河スカイ株式会社 | アルミニウム合金クラッド材の製造方法 |
| WO2013080833A1 (ja) * | 2011-11-30 | 2013-06-06 | 古河スカイ株式会社 | 金属の成形方法およびその成形品 |
| JP2013111606A (ja) * | 2011-11-28 | 2013-06-10 | Furukawa-Sky Aluminum Corp | 耐食性に優れた接合体 |
| JP2013111607A (ja) * | 2011-11-28 | 2013-06-10 | Furukawa-Sky Aluminum Corp | 接合体及びその製造方法 |
-
1990
- 1990-02-21 JP JP4145090A patent/JPH03243288A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101285511B1 (ko) * | 2010-06-04 | 2013-07-17 | 후루카와 스카이 가부시키가이샤 | 알루미늄 합금재의 접합 방법 |
| JP5021097B2 (ja) * | 2010-06-04 | 2012-09-05 | 古河スカイ株式会社 | アルミニウム合金材の接合方法 |
| CN102917833A (zh) * | 2010-06-04 | 2013-02-06 | 古河Sky株式会社 | 铝合金材料的接合方法 |
| WO2011152556A1 (ja) * | 2010-06-04 | 2011-12-08 | 古河スカイ株式会社 | アルミニウム合金材の接合方法 |
| JP5284542B1 (ja) * | 2011-11-02 | 2013-09-11 | 古河スカイ株式会社 | アルミニウム合金クラッド材の製造方法 |
| WO2013065160A1 (ja) * | 2011-11-02 | 2013-05-10 | 古河スカイ株式会社 | アルミニウム合金クラッド材の製造方法 |
| JP2013111606A (ja) * | 2011-11-28 | 2013-06-10 | Furukawa-Sky Aluminum Corp | 耐食性に優れた接合体 |
| JP2013111607A (ja) * | 2011-11-28 | 2013-06-10 | Furukawa-Sky Aluminum Corp | 接合体及びその製造方法 |
| WO2013080833A1 (ja) * | 2011-11-30 | 2013-06-06 | 古河スカイ株式会社 | 金属の成形方法およびその成形品 |
| JP5276238B1 (ja) * | 2011-11-30 | 2013-08-28 | 古河スカイ株式会社 | 金属の成形方法およびその成形品 |
| CN104080569A (zh) * | 2011-11-30 | 2014-10-01 | 株式会社Uacj | 金属成型方法以及其成型品 |
| US9662741B2 (en) | 2011-11-30 | 2017-05-30 | Uacj Corporation | Metal forming method and formed product |
| CN104080569B (zh) * | 2011-11-30 | 2017-05-31 | 株式会社Uacj | 金属成型方法以及其成型品 |
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