JPH05156319A - 径方向に傾斜機能層を形成した円筒状または円柱状セラ ミックスー金属系複合体およびその製造方法。 - Google Patents
径方向に傾斜機能層を形成した円筒状または円柱状セラ ミックスー金属系複合体およびその製造方法。Info
- Publication number
- JPH05156319A JPH05156319A JP3357496A JP35749691A JPH05156319A JP H05156319 A JPH05156319 A JP H05156319A JP 3357496 A JP3357496 A JP 3357496A JP 35749691 A JP35749691 A JP 35749691A JP H05156319 A JPH05156319 A JP H05156319A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- ceramic
- cylindrical
- composite
- cylindrical body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 外側をセラミックス、内側を金属で構成する
ことにより、耐蝕性、耐摩耗性、高強度等の金属とセラ
ミックス双方の素材の長所を兼ね備えた円筒状セラミッ
クス−金属系複合体およびその製造方法を提供する。 【構成】 セラミックスと金属を径方向に積層した円筒
または円柱状複合体およびその製造方法である。この製
造方法は、低膨張合金の粉末焼結において用いられるセ
ラミックス製外型と焼結される低膨張合金自体を、その
焼結と同時にろう材により接合することにより、セラミ
ックスを複合体の構成部材ととして利用するものであ
る。また、金属製内型を用いる場合、これを焼結時に低
膨張合金自体と接合させても、焼結後に除去してもよ
い。さらに、金属製内型の使用が不可能である３次元的
に湾曲した複合体を製造する場合は、セラミックス製外
型内を低膨張合金のみで構成してもよい。
ことにより、耐蝕性、耐摩耗性、高強度等の金属とセラ
ミックス双方の素材の長所を兼ね備えた円筒状セラミッ
クス−金属系複合体およびその製造方法を提供する。 【構成】 セラミックスと金属を径方向に積層した円筒
または円柱状複合体およびその製造方法である。この製
造方法は、低膨張合金の粉末焼結において用いられるセ
ラミックス製外型と焼結される低膨張合金自体を、その
焼結と同時にろう材により接合することにより、セラミ
ックスを複合体の構成部材ととして利用するものであ
る。また、金属製内型を用いる場合、これを焼結時に低
膨張合金自体と接合させても、焼結後に除去してもよ
い。さらに、金属製内型の使用が不可能である３次元的
に湾曲した複合体を製造する場合は、セラミックス製外
型内を低膨張合金のみで構成してもよい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内側を金属、外側をセ
ラミックスで構成した円筒状または円柱状セラミックス
−金属系複合体の製造方法に関する。
ラミックスで構成した円筒状または円柱状セラミックス
−金属系複合体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来行われてきた金属とセラミックスの
複合化の方法のうち、最も代表的なものとして接合によ
る複合化が挙げられる。この接合方法を大きく分類する
と、鋳ぐるみ、焼きばめ、ボルト締め等の機械的接合
法。無機接着剤、有機接着剤を用いる接着剤接合法。お
よび、ろう付け法、固相接合法に代表される化学的接合
法があり、これらそれぞれの方法はその複合体に要求さ
れる条件により使い分けられている。
複合化の方法のうち、最も代表的なものとして接合によ
る複合化が挙げられる。この接合方法を大きく分類する
と、鋳ぐるみ、焼きばめ、ボルト締め等の機械的接合
法。無機接着剤、有機接着剤を用いる接着剤接合法。お
よび、ろう付け法、固相接合法に代表される化学的接合
法があり、これらそれぞれの方法はその複合体に要求さ
れる条件により使い分けられている。
【０００３】特に、円筒状の複合体で径方向に金属とセ
ラミックスを積層接合する場合は、外側を金属、内側を
セラミックスで構成したものであれば、一般に機械的接
合法である鋳ぐるみ、焼きばめ等が用いらている。しか
し、ここで得られる複合体は、外側の金属の熱膨張率が
内側のセラミックスのそれよりも大きいため、使用温度
の上昇に伴って熱膨張差により嵌合力が低下してしま
い、高温環境下においての使用については信頼性が著し
く低下する。また、これとは逆に外側をセラミックス、
内側を金属で構成した接合体をつくる場合は、内側に入
るべき金属の熱膨張率が外側のセラミックスのそれより
も大きいため、焼きばめ等の機械的接合法による接合は
不可能であった。
ラミックスを積層接合する場合は、外側を金属、内側を
セラミックスで構成したものであれば、一般に機械的接
合法である鋳ぐるみ、焼きばめ等が用いらている。しか
し、ここで得られる複合体は、外側の金属の熱膨張率が
内側のセラミックスのそれよりも大きいため、使用温度
の上昇に伴って熱膨張差により嵌合力が低下してしま
い、高温環境下においての使用については信頼性が著し
く低下する。また、これとは逆に外側をセラミックス、
内側を金属で構成した接合体をつくる場合は、内側に入
るべき金属の熱膨張率が外側のセラミックスのそれより
も大きいため、焼きばめ等の機械的接合法による接合は
不可能であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って、外側をセラミ
ックス、内側を金属で構成した接合体をつくる場合は、
接着剤接合法、化学的接合法を用いなければならない
が、それぞれ以下に述べる問題点がある。即ち、接着剤
による接合法においては無機接着剤、有機接着剤共に接
合は可能であるが、いずれもその接着強度が母材強度よ
りもかなり劣るため、複合体として満足できるものは得
にくく、特に有機接着剤を用いた接合は高温環境下にお
ける使用には適さない。また、一般に行われているろう
付け等の化学的接合法は、強度的信頼性はあるものの、
接合には加熱とある程度の加圧が不可欠であり、そのた
め、この方法を用いて円筒体同士の内面と外面を接合す
るような場合には、接合圧力の付与が困難であるために
実用上十分な接合強度を持った接合状態を得ることは難
しかった。さらに、モーノポンプ用スクリューの様な３
次元的に湾曲した形状のものの場合は、セラミックスと
金属を径方向に積層すること自体が困難なため、上記の
いずれの方法を用いようとも接合体を得ることは不可能
であった。
ックス、内側を金属で構成した接合体をつくる場合は、
接着剤接合法、化学的接合法を用いなければならない
が、それぞれ以下に述べる問題点がある。即ち、接着剤
による接合法においては無機接着剤、有機接着剤共に接
合は可能であるが、いずれもその接着強度が母材強度よ
りもかなり劣るため、複合体として満足できるものは得
にくく、特に有機接着剤を用いた接合は高温環境下にお
ける使用には適さない。また、一般に行われているろう
付け等の化学的接合法は、強度的信頼性はあるものの、
接合には加熱とある程度の加圧が不可欠であり、そのた
め、この方法を用いて円筒体同士の内面と外面を接合す
るような場合には、接合圧力の付与が困難であるために
実用上十分な接合強度を持った接合状態を得ることは難
しかった。さらに、モーノポンプ用スクリューの様な３
次元的に湾曲した形状のものの場合は、セラミックスと
金属を径方向に積層すること自体が困難なため、上記の
いずれの方法を用いようとも接合体を得ることは不可能
であった。
【０００５】
【目的】従って、本発明は従来困難とされてきた外側を
セラミックス、内側を金属で構成し、両方の素材の長所
を兼ね備えた円筒状または円柱状セラミックス−金属系
複合体およびその製造方法を提供することを目的とす
る。
セラミックス、内側を金属で構成し、両方の素材の長所
を兼ね備えた円筒状または円柱状セラミックス−金属系
複合体およびその製造方法を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は以下の技術的手段により構成される。即
ち、セラミックス製円筒体を外型として、その円筒内周
面金属ろう材をに配置し、内型を使用する場合は円筒内
周の中心部に内型となる金属製の円筒体または円柱体を
挿入し、その金属ろう材と内型との間の空間に複合体形
成後に低膨張合金となる金属の原料粉体をまたはスラリ
ーを充填する。また、セラミックス製円筒体が３次元的
に湾曲しているために、内型を使用できない場合などに
は、金属ろう材を配置したセラミックス製円筒体内部全
てに低膨張合金の原料粉体またはスラリーを充填する。
そして、この構成体を所定の温度まで加熱すると、粉末
金属は焼結されると同時に、外型となったセラミックス
製円筒体との間に置かれた金属ろう材によりセラミック
ス製円筒体と接合される。ここで、低熱膨張合金を使用
するのは，複合体形成後のセラミックス層と金属層の熱
膨張差により、その界面附近に生じる残留応力の影響を
できるだけ少くするためであり、原料粉体、またはその
スラリーは複合体形成後に平均熱膨張率が３×１０−６
〜８×１０−６／℃の低熱膨張性を有するようにＮｉ、
Ｃｏ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｆｅ
等の各種金属粉体が配合されている。また、外型となる
セラミックス製円筒体の材質は、アルミナ、ジルコニ
ア、窒化ケイ素、窒化チタン、硼化チタン、硼化ジルコ
ニウム、炭化硼素、炭化ケイ素、炭化チタン、超硬合
金、サイアロン、ムライト等の耐熱、耐蝕、耐摩耗性を
備えたファインセラミックスを用いる。さらに、中心部
に置かれた内型となる金属製の円筒体または円柱体は、
焼結・接合が終了した後で抜き取る必要がある場合、表
面処理を施したり、適当な材質の選択により焼結温度付
近では低熱膨張合金と反応しないようにし、抜き取る必
要の無い場合は、内型と低熱膨張合金との界面で生じる
固溶反応を利用して接合し、内型を複合体の構成部材と
して用いる。金属ろう材は、Ａｌ、Ｎｉ、Ｗ、Ｃｕ、Ｎ
ｂ、Ｔｉ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｇ
ｅ、Ｐ、Ｂ、Ｖ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、ＣｕＳの単体ある
いは混合物より成り、外型となるセラミックス円筒体と
低熱膨張合金との濡れ性の良好なものを選択する。
め、本発明は以下の技術的手段により構成される。即
ち、セラミックス製円筒体を外型として、その円筒内周
面金属ろう材をに配置し、内型を使用する場合は円筒内
周の中心部に内型となる金属製の円筒体または円柱体を
挿入し、その金属ろう材と内型との間の空間に複合体形
成後に低膨張合金となる金属の原料粉体をまたはスラリ
ーを充填する。また、セラミックス製円筒体が３次元的
に湾曲しているために、内型を使用できない場合などに
は、金属ろう材を配置したセラミックス製円筒体内部全
てに低膨張合金の原料粉体またはスラリーを充填する。
そして、この構成体を所定の温度まで加熱すると、粉末
金属は焼結されると同時に、外型となったセラミックス
製円筒体との間に置かれた金属ろう材によりセラミック
ス製円筒体と接合される。ここで、低熱膨張合金を使用
するのは，複合体形成後のセラミックス層と金属層の熱
膨張差により、その界面附近に生じる残留応力の影響を
できるだけ少くするためであり、原料粉体、またはその
スラリーは複合体形成後に平均熱膨張率が３×１０−６
〜８×１０−６／℃の低熱膨張性を有するようにＮｉ、
Ｃｏ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｆｅ
等の各種金属粉体が配合されている。また、外型となる
セラミックス製円筒体の材質は、アルミナ、ジルコニ
ア、窒化ケイ素、窒化チタン、硼化チタン、硼化ジルコ
ニウム、炭化硼素、炭化ケイ素、炭化チタン、超硬合
金、サイアロン、ムライト等の耐熱、耐蝕、耐摩耗性を
備えたファインセラミックスを用いる。さらに、中心部
に置かれた内型となる金属製の円筒体または円柱体は、
焼結・接合が終了した後で抜き取る必要がある場合、表
面処理を施したり、適当な材質の選択により焼結温度付
近では低熱膨張合金と反応しないようにし、抜き取る必
要の無い場合は、内型と低熱膨張合金との界面で生じる
固溶反応を利用して接合し、内型を複合体の構成部材と
して用いる。金属ろう材は、Ａｌ、Ｎｉ、Ｗ、Ｃｕ、Ｎ
ｂ、Ｔｉ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｇ
ｅ、Ｐ、Ｂ、Ｖ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒ、ＣｕＳの単体ある
いは混合物より成り、外型となるセラミックス円筒体と
低熱膨張合金との濡れ性の良好なものを選択する。
【０００７】
【作用】即ち、この積層体全体を低熱膨張合金の焼結温
度まで加熱すると、セラミックス製円筒体を外型として
低熱膨張合金が粉末焼結され、それと同時にセラミック
スと金属との界面においては、金属ろう材を介して接合
反応がすすみ、セラミックスと金属の接合が行われる。
また、内型は焼結終了後、必要に応じて抜き取ること
も、そのまま残すこともでき、さらに、セラミックス製
円筒体が３次元的に湾曲した形状のため内型が使用でき
ない場合は、湾曲したセラミックス製円筒体内を全て低
膨張合金の原料粉体をまたはスラリーを充填することに
よって複合化が可能となる。即ち、上述の通り内側を金
属、外側をセラミックスで構成した径方向に傾斜機能層
を有する円筒状または円柱状セラミックス−金属系複合
体が完成する。
度まで加熱すると、セラミックス製円筒体を外型として
低熱膨張合金が粉末焼結され、それと同時にセラミック
スと金属との界面においては、金属ろう材を介して接合
反応がすすみ、セラミックスと金属の接合が行われる。
また、内型は焼結終了後、必要に応じて抜き取ること
も、そのまま残すこともでき、さらに、セラミックス製
円筒体が３次元的に湾曲した形状のため内型が使用でき
ない場合は、湾曲したセラミックス製円筒体内を全て低
膨張合金の原料粉体をまたはスラリーを充填することに
よって複合化が可能となる。即ち、上述の通り内側を金
属、外側をセラミックスで構成した径方向に傾斜機能層
を有する円筒状または円柱状セラミックス−金属系複合
体が完成する。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【０００９】実施例１ 図１は本発明による外側をセラミックス製、内側を金属
で構成した円柱状セラミックス−金属系複合体の軸方向
断面の斜視図を示す。図１において、外型となる窒化ケ
イ素製円筒体１の内側に界面においてろう材として作用
するチタン箔２が、そしてその内側には焼結後に低熱膨
張合金となるべき金属粉体３が充填され、さらに中心部
には内型としてＳ４５Ｃ製の円柱体４が挿入されてい
る。
で構成した円柱状セラミックス−金属系複合体の軸方向
断面の斜視図を示す。図１において、外型となる窒化ケ
イ素製円筒体１の内側に界面においてろう材として作用
するチタン箔２が、そしてその内側には焼結後に低熱膨
張合金となるべき金属粉体３が充填され、さらに中心部
には内型としてＳ４５Ｃ製の円柱体４が挿入されてい
る。
【００１０】この製造工程について簡単に説明すると、
まず、外型となる窒化ケイ素製円筒体１の内周面に添っ
て厚さ０．５ｍｍのＴｉ箔を円筒状に丸めて挿入し、中
心部には、内型としてＳ４５Ｃ製の円柱体４を配置す
る。次に、外型と内型の間にできた空間には焼結後に低
熱膨張合金となるべき金属粉体３を充填する。尚、この
金属粉体３はＣ１．０％、Ｓｉ１．０％、Ｍｎ微量、Ｎ
ｉ３２％、Ｃｏ５％、Ｃｒ０．２％、残部Ｆｅおよび不
純物より成る混合粉体でり、焼結後は低膨張・高強度の
特性を有する。そして、粉体層の両端面より２５０ＭＰ
ａの圧力をかけ、外型と内型の間の空間内にある金属粉
体３の充填密度を高める。以上成形工程終了後、これを
真空炉中で１０℃／分にて加熱し、１６５０℃で１０分
間保持し、さらに１５℃／分にて冷却して複合体が完成
する。この複合体につき、窒化ケイ素層と低熱膨張合金
層界面における剪断強度を測定したところ、３５０ＭＰ
ａ以上の剪断強度が得られた。
まず、外型となる窒化ケイ素製円筒体１の内周面に添っ
て厚さ０．５ｍｍのＴｉ箔を円筒状に丸めて挿入し、中
心部には、内型としてＳ４５Ｃ製の円柱体４を配置す
る。次に、外型と内型の間にできた空間には焼結後に低
熱膨張合金となるべき金属粉体３を充填する。尚、この
金属粉体３はＣ１．０％、Ｓｉ１．０％、Ｍｎ微量、Ｎ
ｉ３２％、Ｃｏ５％、Ｃｒ０．２％、残部Ｆｅおよび不
純物より成る混合粉体でり、焼結後は低膨張・高強度の
特性を有する。そして、粉体層の両端面より２５０ＭＰ
ａの圧力をかけ、外型と内型の間の空間内にある金属粉
体３の充填密度を高める。以上成形工程終了後、これを
真空炉中で１０℃／分にて加熱し、１６５０℃で１０分
間保持し、さらに１５℃／分にて冷却して複合体が完成
する。この複合体につき、窒化ケイ素層と低熱膨張合金
層界面における剪断強度を測定したところ、３５０ＭＰ
ａ以上の剪断強度が得られた。
【００１１】実施例２ 図２は本発明による外側をセラミックス、内側を金属で
構成した円筒状複合体の軸方向断面の斜視図を示す。図
２において、外型となるアルミナ製円筒体５の内側に界
面においてろう材として作用するアモルファス合金ろう
６が、そしてその内側には焼結後に低熱膨張合金となる
べき金属粉体７が充填され、さらに中心部には内型とし
てＳＵＳ３０４製の円筒体８が挿入されている。
構成した円筒状複合体の軸方向断面の斜視図を示す。図
２において、外型となるアルミナ製円筒体５の内側に界
面においてろう材として作用するアモルファス合金ろう
６が、そしてその内側には焼結後に低熱膨張合金となる
べき金属粉体７が充填され、さらに中心部には内型とし
てＳＵＳ３０４製の円筒体８が挿入されている。
【００１２】この製造工程について簡単に説明すると、
まず、外型となるアルミナ製円筒体５の内周面には予め
硫化銅法により形成したＣｕＳメタライズ層９の上に、
Ｔｉ２５％、Ｚｒ２５％、Ｃｕ２５％のアモルファスろ
う材６を真空中８１５℃にて塗布する。また、中心部に
は、内型としてＳＵＳ３０４製の円筒体８を配置し、外
型と内型の間にできた空間には焼結後に低熱膨張合金と
なるべき金属粉体７を充填する。尚、内型となるＳＵＳ
３０４製の円筒体８は焼結時に低熱膨張合金と反応する
ことのないよう、表面にはアルミナ粉を塗布しておき、
また、金属粉体７はＮｉ３０％、Ｃｏ１７％、Ｍｏ１
％、Ｔｉ２％、Ａｌ０．５％、Ｃ０．１％、Ｍｎ０．３
％、Ｓｉ０．８％、Ｃｒ０．２％、残部Ｆｅおよび不純
物より成る混合粉体であり、焼結後は低膨張・高強度の
特性を有する。そして、粉体層の両端面より３００ＭＰ
ａの圧力をかけ、外型と内型の間の空間内にある金属粉
体７の充填密度を高め、成形した後、これを窒素雰囲気
中で１０℃／分にて１０５０℃まで加熱し、１０５０℃
で１０分間保持後、１５℃／分にて６００℃まで冷却す
る。そしてさらに６００℃で１０時間保持し時効処理を
施した後、炉冷にて冷却し、最後にＳＵＳ３０４製の円
筒体８を抜き取り、複合体が完成する。この複合体につ
き、アルミナ層と低熱膨張合金層界面における剪断強度
を測定したところ、３５０ＭＰａ以上の剪断強度が得ら
れた。
まず、外型となるアルミナ製円筒体５の内周面には予め
硫化銅法により形成したＣｕＳメタライズ層９の上に、
Ｔｉ２５％、Ｚｒ２５％、Ｃｕ２５％のアモルファスろ
う材６を真空中８１５℃にて塗布する。また、中心部に
は、内型としてＳＵＳ３０４製の円筒体８を配置し、外
型と内型の間にできた空間には焼結後に低熱膨張合金と
なるべき金属粉体７を充填する。尚、内型となるＳＵＳ
３０４製の円筒体８は焼結時に低熱膨張合金と反応する
ことのないよう、表面にはアルミナ粉を塗布しておき、
また、金属粉体７はＮｉ３０％、Ｃｏ１７％、Ｍｏ１
％、Ｔｉ２％、Ａｌ０．５％、Ｃ０．１％、Ｍｎ０．３
％、Ｓｉ０．８％、Ｃｒ０．２％、残部Ｆｅおよび不純
物より成る混合粉体であり、焼結後は低膨張・高強度の
特性を有する。そして、粉体層の両端面より３００ＭＰ
ａの圧力をかけ、外型と内型の間の空間内にある金属粉
体７の充填密度を高め、成形した後、これを窒素雰囲気
中で１０℃／分にて１０５０℃まで加熱し、１０５０℃
で１０分間保持後、１５℃／分にて６００℃まで冷却す
る。そしてさらに６００℃で１０時間保持し時効処理を
施した後、炉冷にて冷却し、最後にＳＵＳ３０４製の円
筒体８を抜き取り、複合体が完成する。この複合体につ
き、アルミナ層と低熱膨張合金層界面における剪断強度
を測定したところ、３５０ＭＰａ以上の剪断強度が得ら
れた。
【００１３】実施例３ 図３は本発明による外側をセラミックス製、内側を金属
で構成し、且つ、３次元的に湾曲した円柱状セラミック
ス−金属系複合体の軸方向断面の斜視図を示す。図３に
おいて、外型となるアルミナ製円筒体１０の内側にろう
材層１１が、そしてその内側には焼結後に低熱膨張合金
となるべき金属粉体１２が充填されている。
で構成し、且つ、３次元的に湾曲した円柱状セラミック
ス−金属系複合体の軸方向断面の斜視図を示す。図３に
おいて、外型となるアルミナ製円筒体１０の内側にろう
材層１１が、そしてその内側には焼結後に低熱膨張合金
となるべき金属粉体１２が充填されている。
【００１４】この製造工程について簡単に説明すると、
まず、外型となるアルミナ製円筒体１０の内周全にＡｇ
５６％、Ｃｕ４２％、Ｎｉ２％から成る銀ろうペースト
を塗布し、これを乾燥させてろう材層１１を形成する。
次に、外型と内型の間にできた空間には焼結後に低熱膨
張合金となるべき金属粉体１２を充填する。尚、この金
属粉体１２はＣ１．０％、Ｓｉ１．０％、Ｍｎ微量、Ｎ
ｉ３２％、Ｃｏ５％、Ｃｒ０．２％、残部Ｆｅおよび不
純物より成る混合粉体であり、焼結後は低膨張・高強度
の特性を有する。そして、金属粉体層１２の両端面より
３００ＭＰａの圧力をかけ、外型と内型の間の空間内に
ある金属粉体の充填密度を高める。以上成形工程終了
後、これを真空炉中で１０℃／分にて加熱、１６５０℃
で１０分間保持し、さらに１５℃／分にて冷却して、複
合体が完成する。この複合体につき、アルミナ層と低熱
膨張合金層界面における剪断強度を測定したところ、３
００ＭＰａ以上の剪断強度が得られた。
まず、外型となるアルミナ製円筒体１０の内周全にＡｇ
５６％、Ｃｕ４２％、Ｎｉ２％から成る銀ろうペースト
を塗布し、これを乾燥させてろう材層１１を形成する。
次に、外型と内型の間にできた空間には焼結後に低熱膨
張合金となるべき金属粉体１２を充填する。尚、この金
属粉体１２はＣ１．０％、Ｓｉ１．０％、Ｍｎ微量、Ｎ
ｉ３２％、Ｃｏ５％、Ｃｒ０．２％、残部Ｆｅおよび不
純物より成る混合粉体であり、焼結後は低膨張・高強度
の特性を有する。そして、金属粉体層１２の両端面より
３００ＭＰａの圧力をかけ、外型と内型の間の空間内に
ある金属粉体の充填密度を高める。以上成形工程終了
後、これを真空炉中で１０℃／分にて加熱、１６５０℃
で１０分間保持し、さらに１５℃／分にて冷却して、複
合体が完成する。この複合体につき、アルミナ層と低熱
膨張合金層界面における剪断強度を測定したところ、３
００ＭＰａ以上の剪断強度が得られた。
【００１５】
【発明の効果】以上詳述した如く、本発明によれば従来
困難とされた内側を金属、外側をセラミックスで構成し
た複合体の製造が可能となり、耐蝕性、耐摩耗性、高靭
性、高強度等、金属とセラミックスの両方の長所を合せ
持った高性能複合体の提供が実現される。
困難とされた内側を金属、外側をセラミックスで構成し
た複合体の製造が可能となり、耐蝕性、耐摩耗性、高靭
性、高強度等、金属とセラミックスの両方の長所を合せ
持った高性能複合体の提供が実現される。
【００１６】
【図１】図１は本発明による内側を金属、外側をセラミ
ックスで構成した円柱状セラミックス−金属系複合体の
軸方向断面の斜視図である。
ックスで構成した円柱状セラミックス−金属系複合体の
軸方向断面の斜視図である。
【図２】図２は本発明による内側を金属、外側をセラミ
ックスで構成した円筒状セラミックス−金属系複合体の
軸方向断面の斜視図である。
ックスで構成した円筒状セラミックス−金属系複合体の
軸方向断面の斜視図である。
【図３】図３は本発明による内測を金属、外側をセラミ
ックスで構成し、且つ、３次元的に湾曲した円筒状セラ
ミックス−金属系複合体の軸方向断面の斜視図である。
ックスで構成し、且つ、３次元的に湾曲した円筒状セラ
ミックス−金属系複合体の軸方向断面の斜視図である。
１…窒化ケイ素製円筒体、２…チタン箔、３…低熱膨張
合金、４…Ｓ４５Ｃ製円柱体、５…アルミナ製円筒体、
６…アモルファス合金ろう ７…低熱膨張合金、８…ＳＵＳ３０４製円筒体、９…Ｃ
ｕＳメタライズ層、１０…アルミナ製円筒体、１１…銀
ろう材、１２…低熱膨張合金。
合金、４…Ｓ４５Ｃ製円柱体、５…アルミナ製円筒体、
６…アモルファス合金ろう ７…低熱膨張合金、８…ＳＵＳ３０４製円筒体、９…Ｃ
ｕＳメタライズ層、１０…アルミナ製円筒体、１１…銀
ろう材、１２…低熱膨張合金。
Claims (7)
- 【請求項１】セラミックス−金属系複合体の製造におい
て、セラミックス製円筒体の内周全面に金属ろう材を配
置したものを外型とし、円筒体中心部に内型となる金属
製の円筒体または円柱体を挿入し、さらにその外型と内
型の間の空間に金属粉体を充填したものを所定の条件に
より加熱することによって、金属の粉末焼結を行うと同
時に各界面における接合を行うことを特徴とする径方向
に傾斜機能層を形成した円筒状または円柱状セラミック
ス−金属系複合体およびその製造方法。 - 【請求項２】上記請求項第１項記截の金属粉体は、複合
体形成後のセラミックス層と金属層の熱膨張差による残
留応力を小さくするため、焼結後に低熱膨張性を有する
よう配合された合金粉体であることを特徴とする請求項
第１項記載の径方向に傾斜機能層を形成した円筒状また
は円柱状セラミックス−金属系複合体およびその製造方
法。 - 【請求項３】上記請求項第１項記載の金属粉体は、有機
系バインダーによりスラリー状となったものであること
を特徴とする請求項第１項記載の径方向に傾斜機能層を
形成した円筒状または円柱状セラミックス−金属系複合
体およびその製造方法。 - 【請求項４】上記請求項第１項記載の外型となるセラミ
ックス製円筒体の材質は、アルミナ、ジルコニア、窒化
ケイ素、窒化チタン、硼化チタン、硼化ジルコニウム、
炭化硼素、炭化ケイ素、炭化チタン、超硬合金、サイア
ロン、ムライトから成ることを特徴とする請求項第１項
記載の径方向に傾斜機能層を形成した円筒状または円柱
状セラミックス−金属系複合体およびその製造方法。 - 【請求項５】上記請求項第１項記載の金属ろう材の材質
は、Ａｌ、Ｎｉ、Ｗ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ａｇ、Ｍｏ、
Ｍｎ、Ｓｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｇｅ、Ｐ、Ｂ、Ｖ、Ｔａ、Ｈ
ｆ、Ｚｒ、の単体あるいは合金から成ることを特徴とす
る請求項第１項記載の径方向に傾斜機能層を形成した円
筒状または円柱状セラミックス−金属系複合体およびそ
の製造方法。 - 【請求項６】上記請求項第１項記載のセラミックス製円
筒体の内周面にメタライズ処理を施し、さらにその面上
には上記請求項第１項および第４項記載の金属ろうの単
体あるいは合金を高温中において塗布することにより、
焼結前に予め金属ろう材層を形成しておくことを特徴と
する請求項第１項記載の径方向に傾斜機能層を形成した
円筒状または円柱状セラミックス−金属系複合体および
その製造方法。 - 【請求項７】上記請求項第１項記載の製造方法におい
て、内型を用いず、金属ろう材を配置したセラミックス
製円筒体内部を全て金属粉体、或いはスラリーで充填し
たものを焼結し、複合体を形成することを特徴とする請
求項第１項記載の径方向に傾斜機能層を形成した円筒状
セラミックス−金属系複合体およびその製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3357496A JPH05156319A (ja) | 1991-12-04 | 1991-12-04 | 径方向に傾斜機能層を形成した円筒状または円柱状セラ ミックスー金属系複合体およびその製造方法。 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3357496A JPH05156319A (ja) | 1991-12-04 | 1991-12-04 | 径方向に傾斜機能層を形成した円筒状または円柱状セラ ミックスー金属系複合体およびその製造方法。 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05156319A true JPH05156319A (ja) | 1993-06-22 |
Family
ID=18454425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3357496A Pending JPH05156319A (ja) | 1991-12-04 | 1991-12-04 | 径方向に傾斜機能層を形成した円筒状または円柱状セラ ミックスー金属系複合体およびその製造方法。 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05156319A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104874797A (zh) * | 2015-06-05 | 2015-09-02 | 株洲西迪硬质合金科技有限公司 | 一种硬质合金功能梯度材料的成型方法 |
| CN107931614A (zh) * | 2016-10-12 | 2018-04-20 | 中兴通讯股份有限公司 | 结构件的制备方法、壳体及电子设备 |
| CN110385773A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-10-29 | 济源市东方自动化设备有限公司 | 一种陶瓷棒笼式压制模具组件 |
| CN116283337A (zh) * | 2023-03-30 | 2023-06-23 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种碳化硼陶瓷-金属梯度连接结构及其制备方法 |
-
1991
- 1991-12-04 JP JP3357496A patent/JPH05156319A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104874797A (zh) * | 2015-06-05 | 2015-09-02 | 株洲西迪硬质合金科技有限公司 | 一种硬质合金功能梯度材料的成型方法 |
| CN107931614A (zh) * | 2016-10-12 | 2018-04-20 | 中兴通讯股份有限公司 | 结构件的制备方法、壳体及电子设备 |
| CN110385773A (zh) * | 2019-08-29 | 2019-10-29 | 济源市东方自动化设备有限公司 | 一种陶瓷棒笼式压制模具组件 |
| CN110385773B (zh) * | 2019-08-29 | 2024-05-17 | 济源市东方自动化设备有限公司 | 一种陶瓷棒笼式压制模具组件 |
| CN116283337A (zh) * | 2023-03-30 | 2023-06-23 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种碳化硼陶瓷-金属梯度连接结构及其制备方法 |
| CN116283337B (zh) * | 2023-03-30 | 2024-02-06 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种碳化硼陶瓷-金属梯度连接结构及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6048432A (en) | Method for producing complex-shaped objects from laminae | |
| JP7358034B2 (ja) | 予備焼結プリフォームを作製する方法 | |
| JPH0891951A (ja) | アルミニウムと窒化ケイ素の接合体およびその製造方法 | |
| GB2117799A (en) | Composite ceramic metal components | |
| JPS62253704A (ja) | 粉末物質による金属、セラミツク又は金属セラミツク部品の製造方法 | |
| US4857411A (en) | Composite body and method of manufacturing the same | |
| US5032353A (en) | Sintering method for producing structural components of an intermetallic compound | |
| JPH06506187A (ja) | セラミック体の製造法 | |
| JP2500138B2 (ja) | 細孔付セラミックスの製造方法 | |
| JPH05156319A (ja) | 径方向に傾斜機能層を形成した円筒状または円柱状セラ ミックスー金属系複合体およびその製造方法。 | |
| US3672881A (en) | Method of making powder composites | |
| JPH08281768A (ja) | シート成形用金型の製造法 | |
| US4542072A (en) | Processing silicon nitride by use of boron nitride as a barrier layer | |
| JP2004188452A (ja) | 複合部材及びその製造方法 | |
| JPS5841774A (ja) | セラミツクス−金属複合体の製造方法 | |
| JPS5891087A (ja) | セラミツクス部材と金属部材の接合体 | |
| JP3764807B2 (ja) | プレス成形用複合金型材およびその製造方法、並びに該複合金型材からなるプレス成形用金型 | |
| US6821313B2 (en) | Reduced temperature and pressure powder metallurgy process for consolidating rhenium alloys | |
| WO2022095111A1 (zh) | 芯轴部件的制作方法、芯轴部件及应用其的纺织机械 | |
| JPS6357734A (ja) | 繊維強化金属およびその製造法 | |
| JP6794416B2 (ja) | 複合ロール | |
| JPH1171186A (ja) | セラミックと金属との結合構造およびその結合方法 | |
| JP3765694B2 (ja) | 超硬合金製スリーブロール | |
| US7270782B2 (en) | Reduced temperature and pressure powder metallurgy process for consolidating rhenium alloys | |
| EP3187284B1 (en) | Dynamic bonding of powder metallurgy materials |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040203 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040402 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040706 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |