JPH06210488A - スチールからなる母材への硬物質のロウ付け方法 - Google Patents
スチールからなる母材への硬物質のロウ付け方法Info
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- JPH06210488A JPH06210488A JP5270188A JP27018893A JPH06210488A JP H06210488 A JPH06210488 A JP H06210488A JP 5270188 A JP5270188 A JP 5270188A JP 27018893 A JP27018893 A JP 27018893A JP H06210488 A JPH06210488 A JP H06210488A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 硬化性ロウ合金の高い機械的強度及び硬物質
／スチール結合の熱応力の減少が達成される、スチール
からなる母材への硬物質のロウ付け方法。 【構成】 中間層として硬化性銅−もしくはニッケル合
金が使用されかつ両面に中間層の融点を少なくとも５０
℃下回る作業温度を有する硬ロウ層を備えた三層ロウを
使用し、ロウ付けの場合に作業温度及び合金を選択する
ことによって中間層の融解を防止し、かつロウ付け後に
中間層の析出硬化のために２５０〜５５０℃での熱処理
を引き続き行なう。
／スチール結合の熱応力の減少が達成される、スチール
からなる母材への硬物質のロウ付け方法。 【構成】 中間層として硬化性銅−もしくはニッケル合
金が使用されかつ両面に中間層の融点を少なくとも５０
℃下回る作業温度を有する硬ロウ層を備えた三層ロウを
使用し、ロウ付けの場合に作業温度及び合金を選択する
ことによって中間層の融解を防止し、かつロウ付け後に
中間層の析出硬化のために２５０〜５５０℃での熱処理
を引き続き行なう。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、５７０℃を上回る温度
で、中間層が銅−もしくはニッケル合金からなっており
かつ両面に、作業温度が中間層の銅−もしくはニッケル
合金の融点を少なくとも５０℃下回っている硬ロウから
なる層を備えている三層ロウの使用下でスチールからな
る母材に硬物質をロウ付けする方法に関する。
で、中間層が銅−もしくはニッケル合金からなっており
かつ両面に、作業温度が中間層の銅−もしくはニッケル
合金の融点を少なくとも５０℃下回っている硬ロウから
なる層を備えている三層ロウの使用下でスチールからな
る母材に硬物質をロウ付けする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】硬物質、特に超硬合金及びサーメット
は、木材、スチール及び岩石の加工のための切断技術に
広範囲に使用される。このためには、硬物質部材をスチ
ールからなる母材と結合させることが必要である。この
結合は、通常クランプ−もしくはボルト結合によって行
なわれるか又は有利にロウ付けによって行なわれる。
は、木材、スチール及び岩石の加工のための切断技術に
広範囲に使用される。このためには、硬物質部材をスチ
ールからなる母材と結合させることが必要である。この
結合は、通常クランプ−もしくはボルト結合によって行
なわれるか又は有利にロウ付けによって行なわれる。
【０００３】上記の加工用工具の使用の場合に超硬合金
部材と母材の間の結合部分に高くかつ複雑な応力、例え
ば圧応力、引張応力及び剪断応力が生じる。その上、ロ
ウ付けの場合には硬物質とスチールの異なる熱膨張係数
によって冷却の際に著しい応力が生じ、この応力は、延
性のままであるロウによって差異を取り除くことができ
る。このような延性ロウ、例えばＣｕＭｎＮｉ合金、Ｃ
ｕＭｎＣｏ合金、ＣｕＭｎＳｉ合金、ＡｇＣｕＺｎＭｎ
Ｎｉ合金は、数多くの使用に対して十分に高い機械的強
度を有している。切断技術に頻繁に登場する可能性があ
る極端な使用ケースに対しては、より高い強度を有する
ロウが必要とされる。
部材と母材の間の結合部分に高くかつ複雑な応力、例え
ば圧応力、引張応力及び剪断応力が生じる。その上、ロ
ウ付けの場合には硬物質とスチールの異なる熱膨張係数
によって冷却の際に著しい応力が生じ、この応力は、延
性のままであるロウによって差異を取り除くことができ
る。このような延性ロウ、例えばＣｕＭｎＮｉ合金、Ｃ
ｕＭｎＣｏ合金、ＣｕＭｎＳｉ合金、ＡｇＣｕＺｎＭｎ
Ｎｉ合金は、数多くの使用に対して十分に高い機械的強
度を有している。切断技術に頻繁に登場する可能性があ
る極端な使用ケースに対しては、より高い強度を有する
ロウが必要とされる。
【０００４】ドイツ連邦共和国特許出願公開第４０ ３
６ ７７７号明細書では、析出硬化性ロウ、例えばＣｕ
ＮｉＳｉ−、ＣｕＢｅ−、ＣｕＺｒ−もしくはＣｕＴｉ
合金が超硬合金部材とスチールからなる母材との結合に
使用されている。該ロウは、冷却後に高い延性を有して
おり、かつ、焼戻しの加熱による硬化後に高い機械的強
度を達成する。
６ ７７７号明細書では、析出硬化性ロウ、例えばＣｕ
ＮｉＳｉ−、ＣｕＢｅ−、ＣｕＺｒ−もしくはＣｕＴｉ
合金が超硬合金部材とスチールからなる母材との結合に
使用されている。該ロウは、冷却後に高い延性を有して
おり、かつ、焼戻しの加熱による硬化後に高い機械的強
度を達成する。
【０００５】しかしながら、上記方法の欠点は、この析
出硬化性銅合金の高い融点が理由で高い熱応力が超硬合
金とスチールとの結合に生じることにある。このことに
よって特に、少量のコバルト結合成分を有する超硬合金
の場合には部材が役に立たないということが生じる。
出硬化性銅合金の高い融点が理由で高い熱応力が超硬合
金とスチールとの結合に生じることにある。このことに
よって特に、少量のコバルト結合成分を有する超硬合金
の場合には部材が役に立たないということが生じる。
【０００６】ロウ付け技術の場合には多層ロウが公知で
ある。多層ロウは、例えば、延性ロウ成分を重ねてメッ
キしかつ相応するロウ成形部材を得ることによって、自
体変形不可能な脆性ロウ部材を得るのに使用される。本
来のロウ合金は、被覆ロウの溶融の際に初めて現われ
る。
ある。多層ロウは、例えば、延性ロウ成分を重ねてメッ
キしかつ相応するロウ成形部材を得ることによって、自
体変形不可能な脆性ロウ部材を得るのに使用される。本
来のロウ合金は、被覆ロウの溶融の際に初めて現われ
る。
【０００７】欧州特許第６７７ ０１２号明細書から、
両面にロウ層がメッキされている、スチール、銅又は銅
−ニッケル合金からなる中間層からなる三層ロウが公知
である。中間層はロウ付け工程の際には硬いままであ
り、かつ、熱応力を受け入れるためにロウ結合を補強す
る役割を有している。該ロウは超硬合金工具にも使用さ
れるが、しかし、最適な強度値をまだ有していない。
両面にロウ層がメッキされている、スチール、銅又は銅
−ニッケル合金からなる中間層からなる三層ロウが公知
である。中間層はロウ付け工程の際には硬いままであ
り、かつ、熱応力を受け入れるためにロウ結合を補強す
る役割を有している。該ロウは超硬合金工具にも使用さ
れるが、しかし、最適な強度値をまだ有していない。
【０００８】米国特許第３ ６７６ ０８８号明細書に
も、多層ロウが記載されており、この場合、中間層は銅
合金からなっている。該ロウは、脆性銅−燐ロウの代替
物として使用され、かつスチールへの超硬合金のロウ付
けには使用されない。
も、多層ロウが記載されており、この場合、中間層は銅
合金からなっている。該ロウは、脆性銅−燐ロウの代替
物として使用され、かつスチールへの超硬合金のロウ付
けには使用されない。
【０００９】スチールへの超硬合金のロウ付けには、両
面を銀ロウでメッキされた、銅又はニッケルからなる中
間層からなる、ドイツ連邦共和国特許第８６３７３７号
明細書に記載の多層ロウが使用される。銀と中間層の金
属との間のさらなる拡散を達成するためにロウ付け後に
なお熱処理が行なわれる。従って高い硬度値は、達成す
ることができない。
面を銀ロウでメッキされた、銅又はニッケルからなる中
間層からなる、ドイツ連邦共和国特許第８６３７３７号
明細書に記載の多層ロウが使用される。銀と中間層の金
属との間のさらなる拡散を達成するためにロウ付け後に
なお熱処理が行なわれる。従って高い硬度値は、達成す
ることができない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、５７
０℃を上回る温度で、中間層が銅−もしくはニッケル合
金からなっておりかつ両面に、作業温度が中間層の銅−
もしくはニッケル合金の融点を少なくとも５０℃下回っ
ている硬ロウからなる層を備えている三層ロウの使用下
でスチールからなる母材に硬物質をロウ付けする方法を
開発することであった。
０℃を上回る温度で、中間層が銅−もしくはニッケル合
金からなっておりかつ両面に、作業温度が中間層の銅−
もしくはニッケル合金の融点を少なくとも５０℃下回っ
ている硬ロウからなる層を備えている三層ロウの使用下
でスチールからなる母材に硬物質をロウ付けする方法を
開発することであった。
【００１１】上記方法を用いて、硬化性ロウ合金の高い
機械的強度ばかりではなく、硬物質／スチール結合の熱
応力の減少も達成されなければならない。
機械的強度ばかりではなく、硬物質／スチール結合の熱
応力の減少も達成されなければならない。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題は、本発明によ
れば、中間層として硬化性銅−もしくはニッケル層を使
用すること、ロウ付けの場合に作業温度及び合金を選択
することによって中間層の融解を防止すること並びにロ
ウ付け後に中間層の析出硬化のために２５０〜５５０℃
での熱処理を引き続き行なうことによって解決される。
れば、中間層として硬化性銅−もしくはニッケル層を使
用すること、ロウ付けの場合に作業温度及び合金を選択
することによって中間層の融解を防止すること並びにロ
ウ付け後に中間層の析出硬化のために２５０〜５５０℃
での熱処理を引き続き行なうことによって解決される。
【００１３】
【作用】自体公知の硬化性銅合金もしくはニッケル合金
も多層ロウの中間層として使用される。この中間層に両
面で、自体公知の硬ロウがメッキされ、この場合、メッ
キされたロウの作業温度が析出硬化性中間層の融点を少
なくとも５０℃下回っていなければならない。作業温度
及び合金を選択することによって中間層がロウ付け工程
中に溶融しないため、母材と硬物質部材との間の熱応力
を明らかに減少させる、より厚いロウ層の形成を達成す
ることができる。
も多層ロウの中間層として使用される。この中間層に両
面で、自体公知の硬ロウがメッキされ、この場合、メッ
キされたロウの作業温度が析出硬化性中間層の融点を少
なくとも５０℃下回っていなければならない。作業温度
及び合金を選択することによって中間層がロウ付け工程
中に溶融しないため、母材と硬物質部材との間の熱応力
を明らかに減少させる、より厚いロウ層の形成を達成す
ることができる。
【００１４】硬化性中間層を有する多層ロウの使用下で
の本発明による方法の本質的な利点は、硬化性中間層の
溶体化処理に実際的に相応するロウ付け工程の際に中間
層の高い延性を冷却段階全体にわたって維持されたまま
であることにある。
の本発明による方法の本質的な利点は、硬化性中間層の
溶体化処理に実際的に相応するロウ付け工程の際に中間
層の高い延性を冷却段階全体にわたって維持されたまま
であることにある。
【００１５】熱応力がとりわけ冷却の際に生じるため、
溶体化処理された状態にある中間層は、熱応力を大部分
縮小することができる。冷却の際には、析出物が生じな
い程度に迅速に冷却を行なうことに専ら注意しなければ
ならない。
溶体化処理された状態にある中間層は、熱応力を大部分
縮小することができる。冷却の際には、析出物が生じな
い程度に迅速に冷却を行なうことに専ら注意しなければ
ならない。
【００１６】硬化性ロウ−中間層は、ロウ付け工程に後
続する析出加熱によって、熱応力を本質的に高めること
なくロウ結合の機械的強度を高める可能性を提供してい
る。従って、本発明によるロウ付け方法を用いて強度が
高くかつ同時に応力が僅かであるロウ結合を得ることが
できる。
続する析出加熱によって、熱応力を本質的に高めること
なくロウ結合の機械的強度を高める可能性を提供してい
る。従って、本発明によるロウ付け方法を用いて強度が
高くかつ同時に応力が僅かであるロウ結合を得ることが
できる。
【００１７】中間層として有利に、融点がメッキされる
使用ロウの作業温度をはるかに上回っておりかつ２５０
〜５５０℃の範囲内の焼戻し温度を有している、硬化性
銅合金及びニッケル合金が選択される。
使用ロウの作業温度をはるかに上回っておりかつ２５０
〜５５０℃の範囲内の焼戻し温度を有している、硬化性
銅合金及びニッケル合金が選択される。
【００１８】多層ロウの中間層には、インジウム、クロ
ム、ベリリウム、ニッケル、マグネシウム、スカンジウ
ム、珪素、錫、チタン、ジルコニウム、ハフニウム及び
マンガンの１種もしくはそれ以上の金属又は元素が添加
された銅合金ないしはアルミニウム、銅、チタン及びベ
リリウムの１種もしくはそれ以上の金属が添加されたニ
ッケル合金が有利に使用される。
ム、ベリリウム、ニッケル、マグネシウム、スカンジウ
ム、珪素、錫、チタン、ジルコニウム、ハフニウム及び
マンガンの１種もしくはそれ以上の金属又は元素が添加
された銅合金ないしはアルミニウム、銅、チタン及びベ
リリウムの１種もしくはそれ以上の金属が添加されたニ
ッケル合金が有利に使用される。
【００１９】次の銅合金は硬化性ロウ中間層として有効
であることが判明した： ＣｕとＭｎ１５〜２５重量％及びＮｉ１５〜２５重量
％、ＣｕとＭｎ７〜８.５重量％及びＳｉ２〜３重量
％、ＣｕとＣｒ０.４〜２重量％、ＣｕとＨｆ０.４〜１
重量％及びＺｒ０.３〜０.５重量％、ＣｕとＺｒ０.１
〜０.４重量％、ＣｕとＴｉ０.５〜２重量％、ＣｕとＮ
ｉ６〜１０重量％及びＳｎ６〜１０重量％、ＣｕとＴｉ
１〜２重量％、Ｓｉ２〜３重量％及びＣｒ０.３〜０.８
重量％、ＣｕとＩｎ０.５〜２０重量％、ＣｕとＢｅ１
〜４重量％、ＣｕとＮｉ１〜３重量％、Ｓｉ０.４〜０.
８重量％ ないしはニッケル合金 ＮｉとＡｌ２〜６重量％及びチタン１〜２重量％、Ｎｉ
とＣｕ２０〜４０重量％及びＡｌ２〜４重量％、Ｎｉと
Ｂｅ１〜３重量％。
であることが判明した： ＣｕとＭｎ１５〜２５重量％及びＮｉ１５〜２５重量
％、ＣｕとＭｎ７〜８.５重量％及びＳｉ２〜３重量
％、ＣｕとＣｒ０.４〜２重量％、ＣｕとＨｆ０.４〜１
重量％及びＺｒ０.３〜０.５重量％、ＣｕとＺｒ０.１
〜０.４重量％、ＣｕとＴｉ０.５〜２重量％、ＣｕとＮ
ｉ６〜１０重量％及びＳｎ６〜１０重量％、ＣｕとＴｉ
１〜２重量％、Ｓｉ２〜３重量％及びＣｒ０.３〜０.８
重量％、ＣｕとＩｎ０.５〜２０重量％、ＣｕとＢｅ１
〜４重量％、ＣｕとＮｉ１〜３重量％、Ｓｉ０.４〜０.
８重量％ ないしはニッケル合金 ＮｉとＡｌ２〜６重量％及びチタン１〜２重量％、Ｎｉ
とＣｕ２０〜４０重量％及びＡｌ２〜４重量％、Ｎｉと
Ｂｅ１〜３重量％。
【００２０】特に、ＣｕとＭｎ２０％及びＮｉ２０％、
ＣｕとＭｎ７.６５％及びＳｉ２.３５％、ＣｕとＴｉ１
％、ＣｕとＮｉ２％、Ｓｉ０.６％、ＮｉとＡｌ４％及
びＴｉ１１.５％、ＣｕとＣｒ０.６％、ＣｕとＺｒ０.
２％並びにＣｕとＨｆ０.６６％及びＺｒ０.０４％は、
有効であった。
ＣｕとＭｎ７.６５％及びＳｉ２.３５％、ＣｕとＴｉ１
％、ＣｕとＮｉ２％、Ｓｉ０.６％、ＮｉとＡｌ４％及
びＴｉ１１.５％、ＣｕとＣｒ０.６％、ＣｕとＺｒ０.
２％並びにＣｕとＨｆ０.６６％及びＺｒ０.０４％は、
有効であった。
【００２１】次のロウ組成物はメッキ適性ロウ層として
有効であることが判明した： 作業温度６５０〜７００℃を有する ＡｇとＣｕ２５〜３４重量％、Ｚｎ１８〜２５重量％、
Ｍｎ１〜５重量％及びＮｉ０.３〜１重量％、 作業温度７１０〜８００℃を有する ＡｇとＣｕ２０〜３５重量％、Ｉｎ４〜８重量％、Ｎｉ
１〜３重量％及びＭｎ１〜３重量％、 作業温度５７０〜７８０℃を有する ＣｕとＡｇ１５〜２０重量％、Ｚｎ２０〜３０重量％、
Ｃｄ１５〜２０重量％、Ｍｎ２〜３重量％及びＮｉ０.
３〜０.７重量％、 作業温度９５０〜１０００℃を有する ＣｕとＭｎ１０〜１５重量％及びＮｉ１〜４重量％。
有効であることが判明した： 作業温度６５０〜７００℃を有する ＡｇとＣｕ２５〜３４重量％、Ｚｎ１８〜２５重量％、
Ｍｎ１〜５重量％及びＮｉ０.３〜１重量％、 作業温度７１０〜８００℃を有する ＡｇとＣｕ２０〜３５重量％、Ｉｎ４〜８重量％、Ｎｉ
１〜３重量％及びＭｎ１〜３重量％、 作業温度５７０〜７８０℃を有する ＣｕとＡｇ１５〜２０重量％、Ｚｎ２０〜３０重量％、
Ｃｄ１５〜２０重量％、Ｍｎ２〜３重量％及びＮｉ０.
３〜０.７重量％、 作業温度９５０〜１０００℃を有する ＣｕとＭｎ１０〜１５重量％及びＮｉ１〜４重量％。
【００２２】メッキされた層のロウ及び中間層の硬化性
合金は常に、ロウの作業温度と中間層の融点の間で温度
差が少なくとも５０℃である程度に選択かつ組み合わさ
れなければならない。
合金は常に、ロウの作業温度と中間層の融点の間で温度
差が少なくとも５０℃である程度に選択かつ組み合わさ
れなければならない。
【００２３】次の表には、適当な多層ロウの例がロウ層
の作業温度、エージング温度及び達成された剪断強さの
記載とともに示されている。
の作業温度、エージング温度及び達成された剪断強さの
記載とともに示されている。
【００２４】
【００２５】
【表１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴィリ マリコフスキー ドイツ連邦共和国 アシャッフェンブルク ブレンターノプラッツ 11
Claims (2)
- 【請求項１】 ５７０℃を上回る温度で、中間層が銅−
もしくはニッケル合金からなっておりかつ両面に、作業
温度が中間層の銅−もしくはニッケル合金の融点を少な
くとも５０℃下回っている硬ロウからなる層を備えてい
る三層ロウの使用下でスチールからなる母材に硬物質を
ロウ付けする方法において、中間層として硬化性銅−も
しくはニッケル合金を使用すること、ロウ付けの場合に
作業温度及び合金を選択することによって中間層の融解
を防止すること並びにロウ付け後に中間層の析出硬化の
ために２５０〜５５０℃での熱処理を引き続き行なうこ
とを特徴とする、スチールからなる母材への硬物質のロ
ウ付け方法。 - 【請求項２】 中間層として、Ｃｕ Ｍｎ２０ Ｎｉ２
０、Ｃｕ Ｍｎ７.６５Ｓｉ２.３５、Ｃｕ Ｔｉ１、Ｃｕ
Ｎｉ２ Ｓｉ０.６、Ｎｉ Ａｌ４ Ｔｉ１.５、Ｃｕ Ｃ
ｒ０.６、Ｃｕ Ｚｒ０.２及びＣｕ Ｈｆ０.６６ Ｚｒ
０.０４の組成の硬化性銅合金及びニッケル合金を使用
する、請求項１記載の硬物質のロウ付け方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4236383 | 1992-10-28 | ||
| DE4236383.7 | 1993-10-04 | ||
| DE4333798A DE4333798C2 (de) | 1992-10-28 | 1993-10-04 | Verfahren zum Aufbringen von Hartstoffen auf Stähle |
| DE4333798.8 | 1993-10-04 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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