JPH0433759B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 本発明は無機絶縁物と銅材との真空ろう付け方
法に関するものである。

Ｂ 発明の概要 この発明は、無機絶縁物と銅材とを真空ろう付
け接合する方法において、 銅−マンガン−ニツケルからなるろう材の成分
組成を、銅が50重量％、マンガンが41重量％、及
びニツケルが９重量％とすることにより、 ろう付け接合部の機械的強度の向上及び信頼性
の高い真空機密接合が得られるようにしたもので
ある。

Ｃ 従来の技術 無機絶縁物と金属とを真空ろう付け接合する従
来方法として、真空インタラプタの真空容器の製
造に用いられた例を説明すると、まず、真空容器
Ａは第６図に示すように、ガラス又はアルミナセ
ラミツクなどの無機絶縁物円筒１からなり、その
両端面にモリブデン−マンガン合金からなるメタ
ライズ層２を設け、このメタライズ層２と金属円
筒３の１端面とをろう材４で接合する一方、金属
円筒３の他端面に金属端板７を同様にろう付け接
合して構成した。真空容器Ａ内には、電極５ａ，
６ａを有する固定リード棒５と可動リード棒６と
がそれぞれ気密に貫通させてある。そして、前記
可動リード棒６は真空容器Ａの軸方向に進退可能
な如く、ベローズ８を介して可動的に構成されて
いる。

上記金属円筒３はコバール（Fe−Ni−Co）、
ろう材４は銀−銅ろうが用いられ、そして、真空
ろう付けするには、ろう付け接合すべき部分にろ
う材を挾んで真空容器Ａを仮組立し、10^-5Torr
程度の真空圧を保持した真空加熱炉内で900℃〜
1050℃に加熱して行なう。ろう付け接合が終る
と、真空加熱炉内で徐冷した後、真空インタラプ
タの製作が完了する。

Ｄ 発明が解決しようとする問題点 上記従来法によると、無機絶縁物円筒１と接合
される金属円筒３はコバールであり、またろう材
４は銀−銅ろうであるから、ろう付け時にろう材
４がメタライズ層２の表面全体に広がるので、局
部応力緩和の為にろう溜り４ａを形成する必要が
あつた。特に、無機絶縁物円筒１がアルミナセラ
ミツクの場合、両端同時にろう付け接合する場合
にはそれなりの処置が必要となるから、手数が掛
かり面倒であつて、製造能率が著しく低下すると
ともに、気密ろう付けの機械的強度が弱く、衝撃
がくり返し加わると真空気密が破壊されるという
問題があつた。

そこで、金属円筒３に銅材を使用し、またろう
材４を公知の銅−マンガン−ニツケル合金からな
るもの（銅53重量％、マンガン38重量％、ニツケ
ル９重量％）を用いると、ろう材４が金属円筒３
を侵食する度合いが高いので、真空気密ろう付け
の機械的強度は比較的良好となる反面、それでも
真空気密の信頼性の面で充分でない。

Ｅ 問題点を解決するための手段 本発明は、前記問題点を解決するため、銅−マ
ンガン−ニツケルからなるろう材を、メタライズ
層を施した無機絶縁物と銅からなる金属との間に
挾持せしめ、真空加熱炉においてろう付け接合す
る方法において、前記ろう材の成分組成を、銅が
50重量％、マンガンが41重量％、及びニツケルが
９重量％の割合とし、このろう材を無機絶縁物と
金属との真空ろう付に用いる方法を提供する。

Ｆ 作用 本発明によると、ろう材は銅材に対する侵食性
の高い銅−マンガン−ニツケルろうを用いるた
め、ろう付け部分の気密接合とその機械的強度が
良く、かつ、安定するから、真空洩れが生じ難く
なり、真空インタラプタの耐用寿命を延長させ
る。

Ｇ 実施例 以下に本発明をその一実施例について説明す
る。

まず初めに、第１図を用いて機械的強度が満た
された真空気密ろう付け後の真空容器Ａの要部を
第１図に示す。図中、１は無機絶縁物円筒、２は
無機絶縁物円筒１の端面に施されたモリブデン−
マンガンからなるメタライズ層、３は銅材からな
る金属円筒である。また、A₁，A₂はメタライズ
層２のろう材非着部分であり、この幅は約１mm以
上に形成されている。B₁，B₂はろう材溜部分で、
この幅は１mm以下で0.3mm以上に形成される。C₁
はメタライズ層２の有効幅寸法である。メタライ
ズ層２の有効幅C₁の下限値は、金属円筒３の厚
寸法を考慮して適宜定められる。

そこで上記したA₁，A₂，B₁，B₂の各幅寸法を
得るためのろう付け方法を説明する。ここで用い
られるろう材９はその成分組成が、銅50重量％、
マンガン41重量％、ニツケル９重量％であり、か
つ、このろう材９は第３図に示すように略Ｌ字形
の断面となる如くバーリング成形されている。こ
のバーリング成形における厚みT₁と立上り高さ
H₁については次のような条件が必要である。

即ち、T₁は、バーリング加工によるそり返り
が小なること、真空ろう付けする場合、ろう材９
表面から720℃以上でマンガンが真空中に抜けて
も融点が大きく変化しない量、例えば0.14〜0.2
mm程度がよい。

また、H₁は、金属円筒３が膨張しても内径側
に位するようにし、0.5mm〜１mm程度がよい。

このようにバーリング成形されたろう材９を、
第２図に示すように、金属円筒３と無機絶縁物円
筒１との間に挾んで仮組付をし、真空加熱炉中に
おいてろう付け接合させる。

真空加熱炉における加熱温度は、900℃〜1050
℃とし、加熱時間はろう材９が融着するまでの所
要時間であり、かつ、真空度が10^-5Torr以下の
圧力で行う。

なお、第４図及び第５図は本発明の応用例を示
す要部断面図である。第４図の例では、金属円筒
３の接合端面が肉厚T₂よりも大きく、Ｔ字形を
なしていて、上例同様の銅−マンガン−ニツケル
のろう材９で接合されている。第５図は金属円筒
３の外端面に銅−マンガン−ニツケルのろう材９
によりステンレス部品１０が接合されている。こ
のステンレス部品１０には、例えば端板７を溶接
できる。

Ｈ 発明の効果 以上に説明した本発明によれば、銅が50重量
％、マンガンが41重量％、ニツケルが９重量％か
らなる銅−マンガン−ニツケルろうを用いて無機
絶縁物と銅材とを真空ろう付けできるので、銅材
の侵食性が適性な範囲に抑制され、ろう付けの機
械的強度が向上するのは勿論、充分な信頼性を有
する真空気密接合を得ることができ、真空インタ
ラプタの製造に好適である。しかも、本発明によ
る銅−マンガン−ニツケルろうは、銀銅ろうに比
べ粘性が大きく、したがつてろう溜りを形成すべ
き特別の処置を施こすことなく、例えば真空容器
の両端に金属円筒を同時に真空炉内においてろう
付けすることができ、真空容器の製造能率を向上
させる。また、ろう材は、銅−マンガン−ニツケ
ルろうであるから、例えば金属円筒の外端部にス
テンレスからなる端板を同時にろう付けすること
も可能となり、従来、真空炉外で溶接により端板
を取付けていた不便を解消できる。すなわち、銅
−マンガン−ニツケルろうを真空中で１回ろう付
けすると、マンガンは高蒸気圧であると同時に、
ろうの融点を下げる添加元素であるから、溶け凝
固した銅−マンガン−ニツケルろうからマンガン
が少なくなり融点が上がる。よつて、無機絶縁物
に銅材をろう付けし、かつ、銅材に同じろう材を
用いてステンレス部品をろう付けすることが可能
である。更に、無機絶縁物と接合される金属とし
て磁性体であるコバールを用いなくともよく、銅
材を用いることができるので、大電流用の真空イ
ンタラプタとして用いたとき、磁気歪による電流
損失又は騒音の発生が生じない、等の効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法により接合された無機絶縁
物と銅材との要部断面図、第２図は本発明による
ろう付け前の状態を示す分解した要部断面図、第
３図はバーリング成形によるろう材の縦断側面
図、第４図及び第５図は本発明の応用例を示す要
部縦断面図、第６図は従来例の要部縦断面図であ
る。 １……無機絶縁物円筒、２……メタライズ層、
３……金属円筒、６……ろう溜り、９……ろう
材、A₁，A₂……ろう材非着部分、B₁，B₂……ろ
う溜部分。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 銅−マンガン−ニツケルからなるろう材を、
   メタライズ層を施した無機絶縁物と銅からなる金
   属との間に挾持せしめ、真空加熱炉においてろう
   付け接合する方法において、前記ろう材の成分組
   成を、銅が50重量％、マンガンが41重量％、及び
   ニツケルが９重量％としたことを特徴とする無機
   絶縁物と銅材との真空ろう付け方法。