JPH05131279A - アモルフアス金属を用いた金属の接合法 - Google Patents
アモルフアス金属を用いた金属の接合法Info
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- JPH05131279A JPH05131279A JP29542391A JP29542391A JPH05131279A JP H05131279 A JPH05131279 A JP H05131279A JP 29542391 A JP29542391 A JP 29542391A JP 29542391 A JP29542391 A JP 29542391A JP H05131279 A JPH05131279 A JP H05131279A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 金属を接合する際、加熱温度が高いことによ
り生ずる軟化や脆化を防止するため、アモルファス金属
の塑性流動特性を応用して、低温で拡散を進行させて接
合することを目的とする。 【構成】 接合する金属の間にアモルファス金属箔など
のアモルファス金属を介し、アモルファス金属が過冷却
液体状態となり、変形抵抗が減少する塑性流動を生じる
温度において、加圧するとアモルファス金属面のミクロ
な凹凸が接合金属の凹凸面に応じて変形し、接合金属と
アモルファス金属は面接触の状態となる。この状態を保
持することにより低温で拡散が進行し接合される。
り生ずる軟化や脆化を防止するため、アモルファス金属
の塑性流動特性を応用して、低温で拡散を進行させて接
合することを目的とする。 【構成】 接合する金属の間にアモルファス金属箔など
のアモルファス金属を介し、アモルファス金属が過冷却
液体状態となり、変形抵抗が減少する塑性流動を生じる
温度において、加圧するとアモルファス金属面のミクロ
な凹凸が接合金属の凹凸面に応じて変形し、接合金属と
アモルファス金属は面接触の状態となる。この状態を保
持することにより低温で拡散が進行し接合される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は金属を接合する際に、
金属を溶かすことなく、また接合する金属の熱影響によ
る劣化を出来るだけ発生させないようにして、接合する
方法に関するものである。
金属を溶かすことなく、また接合する金属の熱影響によ
る劣化を出来るだけ発生させないようにして、接合する
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】金属の接合は、その材料の種類や使用す
る環境、必要とする接合強度、外観面の仕上がりの他経
済性を考慮して行われる。一般に用いられる接合方法と
しては、ろう材を加熱溶融するハンダ付けおよびロウ付
け、母材を溶融させる溶接、高温での拡散接合、化学反
応による接着剤の固形化による方法などがよく知られて
いる。
る環境、必要とする接合強度、外観面の仕上がりの他経
済性を考慮して行われる。一般に用いられる接合方法と
しては、ろう材を加熱溶融するハンダ付けおよびロウ付
け、母材を溶融させる溶接、高温での拡散接合、化学反
応による接着剤の固形化による方法などがよく知られて
いる。
【０００３】
【発明が解決しょうとする課題】金属の種類によって
は、製品の特性、機能を満足させるうえで、従来の接合
方法では充分とは言えない場合がある。例えば眼鏡のメ
タルフレ−ムの組立は、一般にロウ付け法により行われ
ているが、加熱にともなう接合部金属の軟化が生じてい
る。またチタンフレ−ムではロウ付け温度により、母材
が変態して脆化するため機能、耐久性の低下が生じてい
る。
は、製品の特性、機能を満足させるうえで、従来の接合
方法では充分とは言えない場合がある。例えば眼鏡のメ
タルフレ−ムの組立は、一般にロウ付け法により行われ
ているが、加熱にともなう接合部金属の軟化が生じてい
る。またチタンフレ−ムではロウ付け温度により、母材
が変態して脆化するため機能、耐久性の低下が生じてい
る。
【０００４】この発明はこのような金属の接合におい
て、接合の際の加熱温度を低くすることにより、接合金
属の軟化や脆化の発生をできるだけ押さえて、接合する
方法に関するものである。
て、接合の際の加熱温度を低くすることにより、接合金
属の軟化や脆化の発生をできるだけ押さえて、接合する
方法に関するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】アモルファス金属を加熱
すると、温度の上昇に伴い、アモルファス状態（ガラス
状態）から過冷却液体状態を経て結晶化にいたる相変化
を起こし、過冷却液体状態においては、変形抵抗が減少
する塑性流動を示すことが知られている。アモルファス
金属の過冷却液体状態はガラス温度（Tg）と結晶化温度
（Tx）の間に現れるから、熱分析を行ってこれらの温度
を求めることにより、過冷却液体状態を示す温度範囲が
求められる。実験に用いたアモルファス金属について熱
分析によるガラス温度、結晶化温度の測定結果を図１に
示す。この図よりガラス温度は４１６℃、第１結晶化温
度（Tx1）は５２０℃、第２結晶化温度（Tx2）は５８６
℃であることがわかり、従って過冷却液体状態は４１６
℃から５２０℃の間にあるといえる。
すると、温度の上昇に伴い、アモルファス状態（ガラス
状態）から過冷却液体状態を経て結晶化にいたる相変化
を起こし、過冷却液体状態においては、変形抵抗が減少
する塑性流動を示すことが知られている。アモルファス
金属の過冷却液体状態はガラス温度（Tg）と結晶化温度
（Tx）の間に現れるから、熱分析を行ってこれらの温度
を求めることにより、過冷却液体状態を示す温度範囲が
求められる。実験に用いたアモルファス金属について熱
分析によるガラス温度、結晶化温度の測定結果を図１に
示す。この図よりガラス温度は４１６℃、第１結晶化温
度（Tx1）は５２０℃、第２結晶化温度（Tx2）は５８６
℃であることがわかり、従って過冷却液体状態は４１６
℃から５２０℃の間にあるといえる。
【０００６】アモルファス金属の過冷却液体状態におい
て、急激に変形抵抗が減少する塑性流動現象を確認する
ため、このアモルファス金属のクリ−プ試験によるひず
み測定の結果を図２に示す。この図より４６０℃を境と
して、ひずみ曲線の傾きが急激に増大しており、塑性流
動現象の現れていることが認められる。
て、急激に変形抵抗が減少する塑性流動現象を確認する
ため、このアモルファス金属のクリ−プ試験によるひず
み測定の結果を図２に示す。この図より４６０℃を境と
して、ひずみ曲線の傾きが急激に増大しており、塑性流
動現象の現れていることが認められる。
【０００７】従って塑性流動現象が現れる温度以上の過
冷却液体状態において接合荷重をかければ、アモルファ
ス金属の接合面の凹凸が接合金属の凹凸面に応じて変形
するため両金属間の接触面積が増大し、接合金属とアモ
ルファス金属間の拡散が促進され接合が容易になる。
冷却液体状態において接合荷重をかければ、アモルファ
ス金属の接合面の凹凸が接合金属の凹凸面に応じて変形
するため両金属間の接触面積が増大し、接合金属とアモ
ルファス金属間の拡散が促進され接合が容易になる。
【０００８】本発明に基づく接合の方法を図により説明
する。第３図（ａ）は接合する金属の間にアモルファス
金属箔を装着した時の接合金属面と、アモルファス金属
面のミクロな凹凸を模式的に拡大して示したもので、両
面は点接触に近い状態となっている。第３図（ｂ）は
（ａ）の状態においてアモルファス金属が過冷却液体と
なり塑性流動を生ずる温度に加熱し、加圧したときの状
態を模式的に示したもので、アモルファス金属面の凹凸
が、接合金属の凹凸に応じて変形し両金属間の面接触の
部分が増加した状態となっている。この時の接合荷重
は、接合金属表面の凹部にアモルファス金属が入り込む
だけの変形量を与える大きさが必要である。
する。第３図（ａ）は接合する金属の間にアモルファス
金属箔を装着した時の接合金属面と、アモルファス金属
面のミクロな凹凸を模式的に拡大して示したもので、両
面は点接触に近い状態となっている。第３図（ｂ）は
（ａ）の状態においてアモルファス金属が過冷却液体と
なり塑性流動を生ずる温度に加熱し、加圧したときの状
態を模式的に示したもので、アモルファス金属面の凹凸
が、接合金属の凹凸に応じて変形し両金属間の面接触の
部分が増加した状態となっている。この時の接合荷重
は、接合金属表面の凹部にアモルファス金属が入り込む
だけの変形量を与える大きさが必要である。
【０００９】金属の接合過程を順次示すと以下の通りと
なる。 接合面を研磨し平滑にする。 接合する面にアモルファス金属箔、蒸着などによるア
モルファス金属膜を装着する。 接合する金属の間にアモルファス金属箔を装着した状
態で加熱し、アモルファス金属が過冷却液体状態となり
塑性流動を示す温度で、接合面に垂直方向に荷重をかけ
てアモルファス金属面を接合金属面の凹凸に応じて変形
し、接触面積を増大させる。 前項の状態を保持することにより、接合金属とアモル
ファス金属間の拡散が生じ、接合が進行する。
なる。 接合面を研磨し平滑にする。 接合する面にアモルファス金属箔、蒸着などによるア
モルファス金属膜を装着する。 接合する金属の間にアモルファス金属箔を装着した状
態で加熱し、アモルファス金属が過冷却液体状態となり
塑性流動を示す温度で、接合面に垂直方向に荷重をかけ
てアモルファス金属面を接合金属面の凹凸に応じて変形
し、接触面積を増大させる。 前項の状態を保持することにより、接合金属とアモル
ファス金属間の拡散が生じ、接合が進行する。
【００１０】
【実施例】チタン板の接合面間にアモルファス金属箔を
装着し、真空中で加熱、加圧してチタンを接合した例を
以下に示す。装着したアモルファス箔は、Ｘ線回折によ
りアモルファス状態にあることが確認されたTi-Zr-Ni-C
u合金箔を用いた。熱分析によりこの合金のガラス温
度、結晶化温度は先に示した図１に示す通りであり、塑
性流動を示す４６０℃と結晶化温度である５２０℃の間
の過冷却液体状態において接合を行った。
装着し、真空中で加熱、加圧してチタンを接合した例を
以下に示す。装着したアモルファス箔は、Ｘ線回折によ
りアモルファス状態にあることが確認されたTi-Zr-Ni-C
u合金箔を用いた。熱分析によりこの合金のガラス温
度、結晶化温度は先に示した図１に示す通りであり、塑
性流動を示す４６０℃と結晶化温度である５２０℃の間
の過冷却液体状態において接合を行った。
【００１１】接合条件と接合された試験片の引張り試験
結果を表１に示す。破断強度の大きさよりこれらの条件
において接合が進行していることがわかる。
結果を表１に示す。破断強度の大きさよりこれらの条件
において接合が進行していることがわかる。
【００１２】
【発明の効果】本発明におけるアモルファス金属の過冷
却液体状態を利用した金属の拡散接合法により、従来の
ロウ付けおよび拡散接合法による場合より低い温度での
接合が可能となり、接合温度が高いために接合部または
接合金属が軟化したり、変態にともなう脆化などにより
劣化する金属に対して、劣化を伴わない接合が可能とな
る。
却液体状態を利用した金属の拡散接合法により、従来の
ロウ付けおよび拡散接合法による場合より低い温度での
接合が可能となり、接合温度が高いために接合部または
接合金属が軟化したり、変態にともなう脆化などにより
劣化する金属に対して、劣化を伴わない接合が可能とな
る。
【図１】アモルファス金属の熱分析結果である。
【図２】アモルファス金属の塑性流動を示すクリ−プ試
験結果である。
験結果である。
【図３】（ａ）は接合する金属の間にアモルファス金属
箔を装着した時の接合部断面の模式図である。（ｂ）は
図３（ａ）の状態においてアモルファス金属が塑性流動
を生じる温度に加熱して、加圧した時にアモルファス金
属が接合金属面の凹凸に応じて変形した状態の模式図で
ある。
箔を装着した時の接合部断面の模式図である。（ｂ）は
図３（ａ）の状態においてアモルファス金属が塑性流動
を生じる温度に加熱して、加圧した時にアモルファス金
属が接合金属面の凹凸に応じて変形した状態の模式図で
ある。
１ アモルファス金属箔 ２ 接合金属
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹下 晋正 福井県福井市二の宮４丁目25番27号 (72)発明者 高田 壽 兵庫県神戸市北区泉台５丁目１番22号 (72)発明者 下内 孝博 福井県福井市中野２丁目101番１号 (72)発明者 小川 務 福井県金津郡金津町青ノ木40番14号−１
Claims (1)
- 【請求項１】 接合する金属間にアモルファス金属を介
し、加熱することによりアモルファス金属が過冷却液体
状態となり、さらにその変形抵抗が急激に減少する塑性
流動現象を生じた状態で、加圧して金属を拡散接合する
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29542391A JPH05131279A (ja) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | アモルフアス金属を用いた金属の接合法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29542391A JPH05131279A (ja) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | アモルフアス金属を用いた金属の接合法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05131279A true JPH05131279A (ja) | 1993-05-28 |
Family
ID=17820418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29542391A Pending JPH05131279A (ja) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | アモルフアス金属を用いた金属の接合法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05131279A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5482580A (en) * | 1994-06-13 | 1996-01-09 | Amorphous Alloys Corp. | Joining of metals using a bulk amorphous intermediate layer |
| WO2005093113A1 (ja) | 2004-03-25 | 2005-10-06 | Topy Kogyo Kabushiki Kaisha | 金属ガラス積層体、その製造方法及びその利用 |
| JP2009046329A (ja) * | 2007-08-15 | 2009-03-05 | Nissan Motor Co Ltd | セラミックス部材と金属部材との接合方法及び燃料電池スタック構造体の製造方法並びに燃料電池スタック構造体 |
| WO2009063852A1 (ja) * | 2007-11-12 | 2009-05-22 | Olympus Corporation | 光学素子固定用部品および撮像ユニット |
| JP2010184283A (ja) * | 2009-02-13 | 2010-08-26 | Nissan Motor Co Ltd | アルミニウム系材料の接合方法及び接合構造 |
| JP2010240312A (ja) * | 2009-04-09 | 2010-10-28 | Olympus Corp | 医療器具部品のワイヤ固定方法、医療器具部品、および医療器具 |
| US8027101B2 (en) | 2007-11-12 | 2011-09-27 | Olympus Corporation | Optical element fixing component and imaging unit |
| JP2012218033A (ja) * | 2011-04-08 | 2012-11-12 | Musashino Eng:Kk | 非晶質金属部材の接合方法及び複合部材 |
| US8409931B2 (en) | 2011-03-24 | 2013-04-02 | Fujitsu Limited | Method of manufacturing semiconductor device |
| JP2014525837A (ja) * | 2011-07-01 | 2014-10-02 | アップル インコーポレイテッド | 熱かしめ接合 |
| US8922027B2 (en) | 2012-01-20 | 2014-12-30 | Fujitsu Limited | Electronic device having electrodes bonded with each other |
| CN105345252A (zh) * | 2015-12-04 | 2016-02-24 | 南京理工大学 | 一种高氮钢的焊接方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03158446A (ja) * | 1989-11-17 | 1991-07-08 | Takeshi Masumoto | 加工性に優れた非晶質合金 |
-
1991
- 1991-11-12 JP JP29542391A patent/JPH05131279A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03158446A (ja) * | 1989-11-17 | 1991-07-08 | Takeshi Masumoto | 加工性に優れた非晶質合金 |
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