JPH0460751B2 - - Google Patents
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- JPH0460751B2 JPH0460751B2 JP59063161A JP6316184A JPH0460751B2 JP H0460751 B2 JPH0460751 B2 JP H0460751B2 JP 59063161 A JP59063161 A JP 59063161A JP 6316184 A JP6316184 A JP 6316184A JP H0460751 B2 JPH0460751 B2 JP H0460751B2
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- Japan
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- metal
- protrusion
- sintered body
- bonding
- diffusion
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、硬質焼結体と金属との拡散接合方法
の改良に係り、更に詳しく言えば接合部分の破断
繰返回数の大きな拡散接合方法に関するものであ
る。
の改良に係り、更に詳しく言えば接合部分の破断
繰返回数の大きな拡散接合方法に関するものであ
る。
［従来の技術］
真空又は不活性ガス雰囲気中で複数の金属を接
触させ、高温で圧力を加えて原子間の結合によつ
て固相のまま接合する、いわゆる拡散接合は溶接
等の溶融接合の困難な硬質焼結体或いは硬質合金
と金属材料との接合に利用され、特種合金の用途
を拡大するのに役立つている。
触させ、高温で圧力を加えて原子間の結合によつ
て固相のまま接合する、いわゆる拡散接合は溶接
等の溶融接合の困難な硬質焼結体或いは硬質合金
と金属材料との接合に利用され、特種合金の用途
を拡大するのに役立つている。
例えば、流動床ボイラなどの伝熱管や炉壁は流
動媒体の砂によつて激しく摩耗され、いわゆるエ
ロ−ジヨンによつて損傷するので、その対策とし
て耐摩耗性合金のボライド合金Fe−Ｂ（Mo，Cr，
Ni，Ｗ）を、基材金属、例えば炭素鋼やステン
レス鋼のような鉄系金属の表面に拡散接合して使
用されている。
動媒体の砂によつて激しく摩耗され、いわゆるエ
ロ−ジヨンによつて損傷するので、その対策とし
て耐摩耗性合金のボライド合金Fe−Ｂ（Mo，Cr，
Ni，Ｗ）を、基材金属、例えば炭素鋼やステン
レス鋼のような鉄系金属の表面に拡散接合して使
用されている。
［発明が解決しようとする課題］
この場合、従来の拡散接合方法では、第１図に
示すよううに角形又は板状の焼結体１をそのまま
基材金属２の接合面３に圧接加熱しているため、
硬質の焼結体１が金属２の中に食い込み、金属の
凹みのコーナー部４に応力が集中し、繰返し応力
を受けると第２図に示すように亀裂５が発生し、
破損の原因になつている。
示すよううに角形又は板状の焼結体１をそのまま
基材金属２の接合面３に圧接加熱しているため、
硬質の焼結体１が金属２の中に食い込み、金属の
凹みのコーナー部４に応力が集中し、繰返し応力
を受けると第２図に示すように亀裂５が発生し、
破損の原因になつている。
本発明は上記の如き亀裂を防止することができ
る拡散接合方法を提供することを目的とする。
る拡散接合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、上記の目的を達成するために硬質焼
結体と金属とを拡散接合する方法において、硬質
焼結体接合面に入る大きさの接合面を有する突出
部を金属に設けると共にその突出部と金属表面に
曲率Ｒをもたせ、該突出部の接合面を硬質焼結体
の接合面内に圧接加熱させて接合するようにした
ものである。
結体と金属とを拡散接合する方法において、硬質
焼結体接合面に入る大きさの接合面を有する突出
部を金属に設けると共にその突出部と金属表面に
曲率Ｒをもたせ、該突出部の接合面を硬質焼結体
の接合面内に圧接加熱させて接合するようにした
ものである。
［作用］
上記の構成によれば、突出部と金属表面に曲率
Ｒをもたせることで、接合時にその部分に応力集
中が起こらなくなり、耐疲労強度が向上する。
Ｒをもたせることで、接合時にその部分に応力集
中が起こらなくなり、耐疲労強度が向上する。
すなわち、上述した亀裂は、硬質焼結体を圧接
加熱することにより、硬質層結体が金属中に食い
込んで、金属接合面が凹み、その周辺に応力集中
部を生ずることによつて起こるものと考えられる
ので、このような応力集中部を生じさせないよう
な接合面形状とすることで亀裂の発生が防止でき
耐疲労強度が向上する。
加熱することにより、硬質層結体が金属中に食い
込んで、金属接合面が凹み、その周辺に応力集中
部を生ずることによつて起こるものと考えられる
ので、このような応力集中部を生じさせないよう
な接合面形状とすることで亀裂の発生が防止でき
耐疲労強度が向上する。
［実施例］
以下、本発明の好適実施例を添付図面に基づい
て説明する。
て説明する。
本発明においては図３に示すように、金属１１
の接合面に接合用の突出部１２を設け、突出部表
面１３、すなわち接合面が焼結体１４の接合面１
５に当接したとき焼結体１４の接合面にあつて、
これからはみ出さないような大きさとする。
の接合面に接合用の突出部１２を設け、突出部表
面１３、すなわち接合面が焼結体１４の接合面１
５に当接したとき焼結体１４の接合面にあつて、
これからはみ出さないような大きさとする。
ところで破断繰返回数で表された疲労強度は応
力集中係数Ktの大小で決まり、Ktが大きいほど
疲労強度が小さくなる。
力集中係数Ktの大小で決まり、Ktが大きいほど
疲労強度が小さくなる。
例えば、S45C・QT鋼の場合、Kt＝1.5では、
Kt＝１（すなわち応力集中のない場合）に比して
１／１．２程度に低下する。
Kt＝１（すなわち応力集中のない場合）に比して
１／１．２程度に低下する。
Ktが1.5以上では疲労強度が1/1.2よりも小さく
なるが、工学的判断によれば、これよりも疲労強
度が低下することは設計寿命の保証に重大な影響
を来すと考えられるので、本発明においてはKt
≦1.5とするのが望ましい。
なるが、工学的判断によれば、これよりも疲労強
度が低下することは設計寿命の保証に重大な影響
を来すと考えられるので、本発明においてはKt
≦1.5とするのが望ましい。
従つて、金属接合部である突出部１２と金属１
１の表面の曲率Ｒ及び突出部の高さｈは、応力集
中係数Kt≦1.5となるように選ぶのが好ましい。
１の表面の曲率Ｒ及び突出部の高さｈは、応力集
中係数Kt≦1.5となるように選ぶのが好ましい。
金属の接合面に接合用突出部がある場合と無い
場合の破断繰返回数と応力振幅との関係について
疲労試験を行つた結果の一例を第４図に示す。
場合の破断繰返回数と応力振幅との関係について
疲労試験を行つた結果の一例を第４図に示す。
図中、○印は突出部を設けずに直接基材金属に
ボライド合金を拡散接合した試料、□印はｈ＝１
mm、Ｒ＝６mmの突出部を有するｔ＝18mmのボイラ
用炭素鋼板にボライド合金を拡散接合した試料に
ついての結果を示している。
ボライド合金を拡散接合した試料、□印はｈ＝１
mm、Ｒ＝６mmの突出部を有するｔ＝18mmのボイラ
用炭素鋼板にボライド合金を拡散接合した試料に
ついての結果を示している。
図から突出部を設けて拡散した場合は、例えば
同一応力振幅で比較してみれば破断繰返し回数が
著しく大きくなることが理解されよう。
同一応力振幅で比較してみれば破断繰返し回数が
著しく大きくなることが理解されよう。
この突出部１２の曲率は実施例においてはＲ＝
６mmの例で説明したが、６mm以上に形成しても支
障はない、しかしＲを大きくすると加工範囲が大
きくなり、現実的に無駄であり好ましくない、ま
たＲは、２mm以下とする応力集中係数Ktが1.5以
上となつて亀裂が入り易くなるので好ましくな
い。
６mmの例で説明したが、６mm以上に形成しても支
障はない、しかしＲを大きくすると加工範囲が大
きくなり、現実的に無駄であり好ましくない、ま
たＲは、２mm以下とする応力集中係数Ktが1.5以
上となつて亀裂が入り易くなるので好ましくな
い。
また突出部ｈは、金属材料や圧接の程度に応じ
て適宜の高さに形成する。
て適宜の高さに形成する。
［発明の効果］
以上述べたように本発明にかかる焼結体と金属
の拡散接合方法は、金属の接合部に相手方の接合
面より小さな接合面を有する突出部を設けると共
に突出部と金属表面に曲率をもたせて形成し、該
突出部の接合面を焼結体接合面内に当接させて加
圧加熱して拡散接合するので、焼結体が金属接合
面に食い込んで金属接合面に応力集中することが
ないから、接合部の疲労強度を著しく改善するこ
とができ、耐摩耗性を要求すると共に繰返応力を
受けるような部品に使用して実用上の効果がきわ
めて大きい。
の拡散接合方法は、金属の接合部に相手方の接合
面より小さな接合面を有する突出部を設けると共
に突出部と金属表面に曲率をもたせて形成し、該
突出部の接合面を焼結体接合面内に当接させて加
圧加熱して拡散接合するので、焼結体が金属接合
面に食い込んで金属接合面に応力集中することが
ないから、接合部の疲労強度を著しく改善するこ
とができ、耐摩耗性を要求すると共に繰返応力を
受けるような部品に使用して実用上の効果がきわ
めて大きい。
第１図は従来の拡散接合方法を説明するための
側面図、第２図は同じく繰返応力を受けた場合の
亀裂発生を示す金属組織の顕微鏡写真、第３図は
本発明の方法を示す側面図、第４図は従来方法と
対比して示した本発明の方法に係る試料について
の応力振幅と破断繰返回数との関係の一例を示す
グラフである。 図中、１は焼結体、２は金属、５は亀裂、１１
は金属、１２は接合用突出部、１３は突出部接合
面、１４は焼結体、１５は焼結体接合面、Ｒは曲
率である。
側面図、第２図は同じく繰返応力を受けた場合の
亀裂発生を示す金属組織の顕微鏡写真、第３図は
本発明の方法を示す側面図、第４図は従来方法と
対比して示した本発明の方法に係る試料について
の応力振幅と破断繰返回数との関係の一例を示す
グラフである。 図中、１は焼結体、２は金属、５は亀裂、１１
は金属、１２は接合用突出部、１３は突出部接合
面、１４は焼結体、１５は焼結体接合面、Ｒは曲
率である。
Claims (1)
- １ 硬質焼結体と金属とを拡散接合する方法にお
いて、硬質焼結体接合面に入る大きさの接合面を
有する突出部を金属に設けると共にその突出部と
金属表面に曲率Ｒをもたせ、該突出部の接合面を
硬質焼結体の接合面内に圧接加熱させて接合する
ことを特徴とする拡散接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6316184A JPS60210378A (ja) | 1984-04-02 | 1984-04-02 | 焼結体と金属の拡散接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6316184A JPS60210378A (ja) | 1984-04-02 | 1984-04-02 | 焼結体と金属の拡散接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60210378A JPS60210378A (ja) | 1985-10-22 |
| JPH0460751B2 true JPH0460751B2 (ja) | 1992-09-28 |
Family
ID=13221235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6316184A Granted JPS60210378A (ja) | 1984-04-02 | 1984-04-02 | 焼結体と金属の拡散接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60210378A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2808500B2 (ja) * | 1991-08-23 | 1998-10-08 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービンの中空ファン動翼 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53149848A (en) * | 1977-06-02 | 1978-12-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Friction pressure welding method for copper and aluminum |
-
1984
- 1984-04-02 JP JP6316184A patent/JPS60210378A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53149848A (en) * | 1977-06-02 | 1978-12-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Friction pressure welding method for copper and aluminum |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60210378A (ja) | 1985-10-22 |
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