JPH07110426B2 - タンタル／銅／ステンレス鋼（炭素鋼）クラッドの製造方法 - Google Patents
タンタル／銅／ステンレス鋼（炭素鋼）クラッドの製造方法Info
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- JPH07110426B2 JPH07110426B2 JP36098691A JP36098691A JPH07110426B2 JP H07110426 B2 JPH07110426 B2 JP H07110426B2 JP 36098691 A JP36098691 A JP 36098691A JP 36098691 A JP36098691 A JP 36098691A JP H07110426 B2 JPH07110426 B2 JP H07110426B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は接合強度の極めて高いタ
ンタル／銅／ステンレス鋼（炭素鋼）クラッド板を製造
する方法に関する。なお、本明細書中に記載のタンタル
／銅／ステンレス鋼（炭素鋼）クラッドとは、タンタル
薄板と銅薄板とステンレス鋼薄板（または炭素鋼薄板）
とを、この順番に重ね合わせたクラッド板を意味する。
また、ステンレス鋼（炭素鋼）とはステンレス鋼薄板ま
たは炭素鋼薄板の意味であり、銀ろう薄層（箔または粉
末）とは箔状または粉末状の銀ろうを使用して形成した
純銀ろう薄層を意味する。
ンタル／銅／ステンレス鋼（炭素鋼）クラッド板を製造
する方法に関する。なお、本明細書中に記載のタンタル
／銅／ステンレス鋼（炭素鋼）クラッドとは、タンタル
薄板と銅薄板とステンレス鋼薄板（または炭素鋼薄板）
とを、この順番に重ね合わせたクラッド板を意味する。
また、ステンレス鋼（炭素鋼）とはステンレス鋼薄板ま
たは炭素鋼薄板の意味であり、銀ろう薄層（箔または粉
末）とは箔状または粉末状の銀ろうを使用して形成した
純銀ろう薄層を意味する。
【０００２】
【従来の技術】タンタルは極めて耐食性が高く、極めて
厳しい腐食環境に使用されているが、その反面高価なた
め用途が限られる。需要拡大にはクラッドとして使用す
ることがタンタルの使用量を少なくし、安価に使用でき
るので望ましい。しかし、タンタルは活性な金属で、熱
間圧延のための加熱により酸化してしまうため、熱間圧
延では製造が困難で、これまでは、爆着によりタンタル
／銅／炭素鋼クラッドが製造されていた。しかし、爆着
法ではタンタルが薄いと爆発力でタンタルが破れるた
め、タンタル厚さを薄くできないなどの問題があり、ク
ラッド化によるコストダウンが計りにくかった。
厳しい腐食環境に使用されているが、その反面高価なた
め用途が限られる。需要拡大にはクラッドとして使用す
ることがタンタルの使用量を少なくし、安価に使用でき
るので望ましい。しかし、タンタルは活性な金属で、熱
間圧延のための加熱により酸化してしまうため、熱間圧
延では製造が困難で、これまでは、爆着によりタンタル
／銅／炭素鋼クラッドが製造されていた。しかし、爆着
法ではタンタルが薄いと爆発力でタンタルが破れるた
め、タンタル厚さを薄くできないなどの問題があり、ク
ラッド化によるコストダウンが計りにくかった。
【０００３】なお、タンタルは融点が２９９５℃と極め
て高く、母材を鋼板のみとするとタンタルの溶接時に母
材が溶けてしまうので、通常は数ｍｍの銅をタンタルと
鋼板の間に挟み、銅により熱を逃がすことにより、母材
の鋼板を溶かさないようにしている。また、タンタルは
他の金属と金属間化合物を形成しやすく、この金属間化
合物が脆いため、この対策としてもタンタルと金属間化
合物を形成しない銅をタンタルと鋼板との間に挟むこと
が望ましい。
て高く、母材を鋼板のみとするとタンタルの溶接時に母
材が溶けてしまうので、通常は数ｍｍの銅をタンタルと
鋼板の間に挟み、銅により熱を逃がすことにより、母材
の鋼板を溶かさないようにしている。また、タンタルは
他の金属と金属間化合物を形成しやすく、この金属間化
合物が脆いため、この対策としてもタンタルと金属間化
合物を形成しない銅をタンタルと鋼板との間に挟むこと
が望ましい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、爆着法によ
らないで、タンタルとステンレス鋼または炭素鋼とをク
ラッドとして強固に接合する方法を提供することを目的
とする。
らないで、タンタルとステンレス鋼または炭素鋼とをク
ラッドとして強固に接合する方法を提供することを目的
とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、その目的を達
成するために、タンタル，銅，ステンレス鋼（炭素鋼）
の組合わせにおいて、タンタルと銅の間に銀またはＡｇ
−Ｃｕ等の銀ろう薄層（箔または粉末）を挿入し、これ
らの両外側に剥離材を置いた後、加圧しながら８００〜
１０５０℃に加熱することにより、拡散接合することを
特徴とするクラッドの製造方法である。
成するために、タンタル，銅，ステンレス鋼（炭素鋼）
の組合わせにおいて、タンタルと銅の間に銀またはＡｇ
−Ｃｕ等の銀ろう薄層（箔または粉末）を挿入し、これ
らの両外側に剥離材を置いた後、加圧しながら８００〜
１０５０℃に加熱することにより、拡散接合することを
特徴とするクラッドの製造方法である。
【０００６】発明者らは、タンタルとステンレス鋼また
は炭素鋼とをクラッドとして接合する方法を種々検討
し、無酸化雰囲気中で温度・時間をかけた拡散接合法
が、適切な接合方法の一つであると考えた。そこでタン
タルと炭素鋼またはステンレス鋼とを直接重ねて圧力を
加えながら、真空中で１０００〜１１００℃に加熱した
ところ、一見接合しているようであった。しかし、軽い
衝撃で容易に剥離したので、断面を顕微鏡およびＥＰＭ
Ａで調べたところ、脆い金属間化合物が観察された。こ
のようにタンタルとステンレス鋼または炭素鋼とを直接
重ねて温度と圧力を掛ける実験では、どうしても金属間
化合物が生成し、この金属間化合物が脆いため、容易に
金属間化合物の箇所から剥離してしまう。したがって、
金属間化合物を形成しない銅を間に挟むことは溶接の有
無にかかわらず必要で、タンタル／銅／ステンレス銅
（または炭素鋼）の組合わせによる拡散接合法が適切で
あることがわかった。
は炭素鋼とをクラッドとして接合する方法を種々検討
し、無酸化雰囲気中で温度・時間をかけた拡散接合法
が、適切な接合方法の一つであると考えた。そこでタン
タルと炭素鋼またはステンレス鋼とを直接重ねて圧力を
加えながら、真空中で１０００〜１１００℃に加熱した
ところ、一見接合しているようであった。しかし、軽い
衝撃で容易に剥離したので、断面を顕微鏡およびＥＰＭ
Ａで調べたところ、脆い金属間化合物が観察された。こ
のようにタンタルとステンレス鋼または炭素鋼とを直接
重ねて温度と圧力を掛ける実験では、どうしても金属間
化合物が生成し、この金属間化合物が脆いため、容易に
金属間化合物の箇所から剥離してしまう。したがって、
金属間化合物を形成しない銅を間に挟むことは溶接の有
無にかかわらず必要で、タンタル／銅／ステンレス銅
（または炭素鋼）の組合わせによる拡散接合法が適切で
あることがわかった。
【０００７】なお、タンタルと金属間化合物を形成しな
い金属を調べたところ、一般実用金属としては、銅、
銀、およびチタンがそうであることを確認した。一方、
Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｍｎ、Ａｕを調
べたが、いずれもタンタルと脆い金属間化合物を形成し
た。そこでタンタルと鋼（炭素鋼、ステンレス鋼）の接
合には銅以外に、銀、チタンなどをタンタルと鋼の間に
挟むことが考えられるが、チタンは鋼と金属間化合物を
形成しやすいので、タンタルとチタンとの２層クラッド
であればよいが、鋼とのクラッドの場合にはチタンを使
用することは得策ではない。銀を挟むことは良い方法か
もしれないが、高価な銀を３ｍｍの厚さの銅に全体を代
えることはコストアップであり、これも得策ではない。
い金属を調べたところ、一般実用金属としては、銅、
銀、およびチタンがそうであることを確認した。一方、
Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｍｎ、Ａｕを調
べたが、いずれもタンタルと脆い金属間化合物を形成し
た。そこでタンタルと鋼（炭素鋼、ステンレス鋼）の接
合には銅以外に、銀、チタンなどをタンタルと鋼の間に
挟むことが考えられるが、チタンは鋼と金属間化合物を
形成しやすいので、タンタルとチタンとの２層クラッド
であればよいが、鋼とのクラッドの場合にはチタンを使
用することは得策ではない。銀を挟むことは良い方法か
もしれないが、高価な銀を３ｍｍの厚さの銅に全体を代
えることはコストアップであり、これも得策ではない。
【０００８】金属間化合物を形成しない組合わせでの拡
散接合法として、まず、タンタル、銅、ステンレスの順
に重ねたものをそのまま真空中で加圧しながら銅の融点
近くの１０５０℃に加熱した。その結果は、ミクロンオ
ーダーの板の凹凸により、凹部で接合していないため、
接合力が低く、曲げ加工等により剥離しやすかった。銅
の代りに銀を使用し、タンタル、銀、ステンレスを重ね
たものを同じようにして、銀の融点（９６０℃）近くの
９５０℃に加熱した。しかし、この場合もタンタルと銀
の接合力は低かった。
散接合法として、まず、タンタル、銅、ステンレスの順
に重ねたものをそのまま真空中で加圧しながら銅の融点
近くの１０５０℃に加熱した。その結果は、ミクロンオ
ーダーの板の凹凸により、凹部で接合していないため、
接合力が低く、曲げ加工等により剥離しやすかった。銅
の代りに銀を使用し、タンタル、銀、ステンレスを重ね
たものを同じようにして、銀の融点（９６０℃）近くの
９５０℃に加熱した。しかし、この場合もタンタルと銀
の接合力は低かった。
【０００９】本発明の製造方法によれば、即ち、厚さ１
０μｍの銀箔をタンタルと銅の間に挟んだ組合わせ、あ
るいは銀メッキを１〜２μｍの厚さだけ施した銅とタン
タルとの組合わせ等についてテストしたところ、銀の溶
融点の９６０℃まで加熱しなくても８００〜８５０℃に
加熱すれば銀が銅と反応して溶融し、銅とタンタルとの
隙間を埋めつくすことが分った。しかも、８５０℃以上
で銀は銅中に固溶して消失してしまい、低融点のろう層
としての残存はなかった。また、銅中の不純物が銀の場
合に限り銀１％まではほとんど熱伝導率が低下しないの
で、溶接時に熱を逃がすという銅の役割を損なうことも
なかった。そして、銀の溶融により接合力は大幅に向上
した。一方、タンタル中には全く銀は検出されず、タン
タルの性能を損なうことはなかった。
０μｍの銀箔をタンタルと銅の間に挟んだ組合わせ、あ
るいは銀メッキを１〜２μｍの厚さだけ施した銅とタン
タルとの組合わせ等についてテストしたところ、銀の溶
融点の９６０℃まで加熱しなくても８００〜８５０℃に
加熱すれば銀が銅と反応して溶融し、銅とタンタルとの
隙間を埋めつくすことが分った。しかも、８５０℃以上
で銀は銅中に固溶して消失してしまい、低融点のろう層
としての残存はなかった。また、銅中の不純物が銀の場
合に限り銀１％まではほとんど熱伝導率が低下しないの
で、溶接時に熱を逃がすという銅の役割を損なうことも
なかった。そして、銀の溶融により接合力は大幅に向上
した。一方、タンタル中には全く銀は検出されず、タン
タルの性能を損なうことはなかった。
【００１０】銀薄層のインサート方法としては、銀箔、
銀メッキの他、形状的には粉末を塗布することも可能で
ある。また、組成的には純銀を使う必要はなく、Ａｇ−
Ｃｕ合金の使用も可能である。Ａｇ−Ｃｕ合金は銀ろう
として帯、粉、その他の形状で供給されているのでこれ
らを使用することが可能である。ろう材として銅と銀の
共晶組成に近い７２％Ａｇ−Ｃｕ合金の粉末を用意し、
これの融点よりもわずかに高い８００℃で銅とタンタル
の間に挟んで同様の接合を実施したところ、やはり、強
力に接合していた。
銀メッキの他、形状的には粉末を塗布することも可能で
ある。また、組成的には純銀を使う必要はなく、Ａｇ−
Ｃｕ合金の使用も可能である。Ａｇ−Ｃｕ合金は銀ろう
として帯、粉、その他の形状で供給されているのでこれ
らを使用することが可能である。ろう材として銅と銀の
共晶組成に近い７２％Ａｇ−Ｃｕ合金の粉末を用意し、
これの融点よりもわずかに高い８００℃で銅とタンタル
の間に挟んで同様の接合を実施したところ、やはり、強
力に接合していた。
【００１１】しかし、銀ろうは種類によってはＺｎ，Ｃ
ｄ，Ｎｉ，Ｓｎ等タンタルと金属間化合物を形成する元
素を含むものがある。このように、ろう材が不適切だと
タンタルと金属間化合物を形成し、接合強度の低いもの
しか得られないので注意が必要である。また、クラッド
材中にろうからの不純物が残ると、ろう成分が銅中に溶
け込み、銅の純度低下による銅の熱伝導率の低下が起こ
り、溶接熱を逃がすという銅本来の役割を損なうことに
なる。
ｄ，Ｎｉ，Ｓｎ等タンタルと金属間化合物を形成する元
素を含むものがある。このように、ろう材が不適切だと
タンタルと金属間化合物を形成し、接合強度の低いもの
しか得られないので注意が必要である。また、クラッド
材中にろうからの不純物が残ると、ろう成分が銅中に溶
け込み、銅の純度低下による銅の熱伝導率の低下が起こ
り、溶接熱を逃がすという銅本来の役割を損なうことに
なる。
【００１２】発明者らは、先に特開平３−１３２８３号
（特願平１−１４５０９３号）として大気圧を利用した
拡散接合クラッド板の製造方法を提案しているが、この
方法は本発明のタンタル／銅／ステンレス鋼（炭素鋼）
クラッドの製造方法に充分有効に利用できることを確認
した。この方法はステンレス鋼等の薄い金属板で製造し
た袋の中にクラッドとしたい材料を詰めて真空に封じる
ことにより大気圧すなわち、１Ｋｇ／ｃｍ２の圧力を掛
けるもので、圧力的には高くないが、うまく使えば、充
分接合界面の全面に圧力を掛けることができる。特に、
本発明のようにろう材を併用すれば、きわめて有効な接
合方法である。
（特願平１−１４５０９３号）として大気圧を利用した
拡散接合クラッド板の製造方法を提案しているが、この
方法は本発明のタンタル／銅／ステンレス鋼（炭素鋼）
クラッドの製造方法に充分有効に利用できることを確認
した。この方法はステンレス鋼等の薄い金属板で製造し
た袋の中にクラッドとしたい材料を詰めて真空に封じる
ことにより大気圧すなわち、１Ｋｇ／ｃｍ２の圧力を掛
けるもので、圧力的には高くないが、うまく使えば、充
分接合界面の全面に圧力を掛けることができる。特に、
本発明のようにろう材を併用すれば、きわめて有効な接
合方法である。
【００１３】より具体的に言うと、まず、タンタル／銅
／ステンレス鋼（炭素鋼）クラッドの素材、インサート
材を重ねた後、その両側に剥離材を重ねる。次いでこれ
ら全体あるいは更に同じものを数組重ねた後、全体をス
テンレス鋼などの耐酸化性金属箔または薄板でできた袋
の中にいれ、その袋の中を真空にすることによって大気
圧をかけ、袋全体を大気中または不活性雰囲気中で加熱
する方法である。
／ステンレス鋼（炭素鋼）クラッドの素材、インサート
材を重ねた後、その両側に剥離材を重ねる。次いでこれ
ら全体あるいは更に同じものを数組重ねた後、全体をス
テンレス鋼などの耐酸化性金属箔または薄板でできた袋
の中にいれ、その袋の中を真空にすることによって大気
圧をかけ、袋全体を大気中または不活性雰囲気中で加熱
する方法である。
【００１４】タンタルと銅の合計厚さが小さい場合に
は、銅とステンレス鋼（炭素鋼）の間に、銀、銀ろうを
インサートする必要はないが、タンタルと銅の合計厚さ
が大きい場合、または接合圧力が足りない場合には、銅
とステンレス鋼（炭素鋼）の間に銀または銀ろうをイン
サートする必要がある。これは板厚が厚い場合には大気
圧が接合界面全面に伝わらないため、どうしても隙間を
生じるためと考えられ、ろうを溶融させることによりこ
の隙間が充分に埋り全面の接合が達成されるものと考え
られる。
は、銅とステンレス鋼（炭素鋼）の間に、銀、銀ろうを
インサートする必要はないが、タンタルと銅の合計厚さ
が大きい場合、または接合圧力が足りない場合には、銅
とステンレス鋼（炭素鋼）の間に銀または銀ろうをイン
サートする必要がある。これは板厚が厚い場合には大気
圧が接合界面全面に伝わらないため、どうしても隙間を
生じるためと考えられ、ろうを溶融させることによりこ
の隙間が充分に埋り全面の接合が達成されるものと考え
られる。
【００１５】タンタルと銅の合計厚さがさらに大きい場
合には、例えば、タンタルを４ｍｍ、銅を３ｍｍ合計７
ｍｍの時には、タンタルと銅とステンレス鋼（炭素鋼）
を同時に袋に入れて大気圧を掛けても、大気圧が銅とス
テンレス鋼（炭素鋼）との界面に充分に到達しない。こ
のような場合には銅とステンレス鋼（炭素鋼）をまず接
合した後、もう一度タンタルを接合するという２段階接
合により、タンタル／銅／ステンレス鋼（炭素鋼）クラ
ッドを製造することもできる。
合には、例えば、タンタルを４ｍｍ、銅を３ｍｍ合計７
ｍｍの時には、タンタルと銅とステンレス鋼（炭素鋼）
を同時に袋に入れて大気圧を掛けても、大気圧が銅とス
テンレス鋼（炭素鋼）との界面に充分に到達しない。こ
のような場合には銅とステンレス鋼（炭素鋼）をまず接
合した後、もう一度タンタルを接合するという２段階接
合により、タンタル／銅／ステンレス鋼（炭素鋼）クラ
ッドを製造することもできる。
【００１６】タンタルと銅の合計厚さがもっと大きく、
例えば、タンタルが４ｍｍで銅が１０ｍｍなどの場合に
は、タンタルと銅とステンレス鋼（炭素鋼）を同時に袋
に入れて圧延を併用することで接合強度を高めることが
できる。この場合の圧延はその時点での接合が目的では
なく、圧延により各材料の表面を隙間のないようになじ
ませることが目的である。このためには、銀が溶融する
直前の温度で１％程度の極軽度の圧下率の圧延を行うと
袋が破れず、高温で軟らかな銅が、タンタルとステンレ
ス鋼（炭素鋼）になじみ、微少な隙間をほとんどなくし
てしまうので、その後の加熱による拡散接合により、接
合が十分なされるようになる。圧延圧下率は３％を超す
とかえってなじみが悪くなったり、袋が破れ、真空洩れ
を起こすので３％以下、できれば１％程度の圧下率が望
ましい。
例えば、タンタルが４ｍｍで銅が１０ｍｍなどの場合に
は、タンタルと銅とステンレス鋼（炭素鋼）を同時に袋
に入れて圧延を併用することで接合強度を高めることが
できる。この場合の圧延はその時点での接合が目的では
なく、圧延により各材料の表面を隙間のないようになじ
ませることが目的である。このためには、銀が溶融する
直前の温度で１％程度の極軽度の圧下率の圧延を行うと
袋が破れず、高温で軟らかな銅が、タンタルとステンレ
ス鋼（炭素鋼）になじみ、微少な隙間をほとんどなくし
てしまうので、その後の加熱による拡散接合により、接
合が十分なされるようになる。圧延圧下率は３％を超す
とかえってなじみが悪くなったり、袋が破れ、真空洩れ
を起こすので３％以下、できれば１％程度の圧下率が望
ましい。
【００１７】使用する銀または銀ろうの厚さは特に限定
されないが、特に厚いクラッドを製造する場合にはクラ
ッドの全厚により変化させることが必要である。また、
接合温度はＡｇ−Ｃｕ共晶温度の７８０℃よりも高い８
００℃から、銅の融点（１０８３℃）よりも低い１０５
０℃までが適当である。加熱速度は遅すぎると銀が溶融
する前に銅の中に固相拡散してしまい、融点がが上がっ
てしまい、接合温度では溶けないことがあり、このよう
な場合には接合不良を起こしてしまう。したがって、昇
温スピードには充分注意する必要がある。
されないが、特に厚いクラッドを製造する場合にはクラ
ッドの全厚により変化させることが必要である。また、
接合温度はＡｇ−Ｃｕ共晶温度の７８０℃よりも高い８
００℃から、銅の融点（１０８３℃）よりも低い１０５
０℃までが適当である。加熱速度は遅すぎると銀が溶融
する前に銅の中に固相拡散してしまい、融点がが上がっ
てしまい、接合温度では溶けないことがあり、このよう
な場合には接合不良を起こしてしまう。したがって、昇
温スピードには充分注意する必要がある。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、インサートした銀また
は銀ろうが溶融し、接合面と濡れあった後、銀は銅中に
拡散し、融点が上昇することにより等温凝固し、タンタ
ル／銅／ステンレス鋼（炭素鋼）クラッドの強固な接合
が達成される。さらに、大気圧を利用した拡散接合方法
を用いると、大気圧が接合界面に均一に作用するため、
接合強度が高い大面積のクラッドの接合が可能である。
したがって、耐食性に秀れたタンタルとステンレス鋼ま
たは炭素鋼とのクラッドが、安価に製造できる。
は銀ろうが溶融し、接合面と濡れあった後、銀は銅中に
拡散し、融点が上昇することにより等温凝固し、タンタ
ル／銅／ステンレス鋼（炭素鋼）クラッドの強固な接合
が達成される。さらに、大気圧を利用した拡散接合方法
を用いると、大気圧が接合界面に均一に作用するため、
接合強度が高い大面積のクラッドの接合が可能である。
したがって、耐食性に秀れたタンタルとステンレス鋼ま
たは炭素鋼とのクラッドが、安価に製造できる。
【００１９】
実施例１．図１に示すように、１．５ｍｍｔ×６００ｍ
ｍ×６００ｍｍのタンタル板１、２．０ｍｍｔ×６００
ｍｍ×６００ｍｍの銅板２、１２ｍｍｔ×６００ｍｍ×
６００ｍｍのＳＵＳ３１６Ｌの板３、１０μｍ×１００
ｍｍ×６００ｍｍの銀箔４（銀箔は６枚並べて使用）を
タンタル／銀箔／銅／３１６Ｌの順に重ね、その両側に
テンパーカラーを形成させた厚さ０．３ｍｍの１８Ｃｒ
−３Ａｌ鋼５を剥離材として重ねて、さらにその両外側
に０．４ｍｍ×１０００ｍｍ×１０００ｍｍの１８Ｃｒ
フェライト系ステンレス鋼６を重ね合わせた。このフェ
ライト系ステンレス鋼の周囲をシーム溶接７して袋と
し、一部にパイプ８を取り付けた後、真空引きした。そ
の後、パイプ部をシーム溶接して真空封じを行った。な
お、シーム溶接中にゲッター材として直径１ｍｍで長さ
が２００ｍｍ程度のチタン線をクラッド素材の横に並べ
て配置した。この状態で１０００℃の炉内で２時間加熱
し、冷却した後、袋の周囲を切断し、１５．５ｍｍ×６
００ｍｍ×６００ｍｍのタンタル／銅／３１６Ｌクラッ
ド板を取り出した。このクラッドの剪断強度は表１のよ
うに高い値を示した。また、溶接した後も、剪断強度が
低下するようなことはなかった。さらに、このクラッド
は冷間プレスでの鏡板の成型が可能であった。
ｍ×６００ｍｍのタンタル板１、２．０ｍｍｔ×６００
ｍｍ×６００ｍｍの銅板２、１２ｍｍｔ×６００ｍｍ×
６００ｍｍのＳＵＳ３１６Ｌの板３、１０μｍ×１００
ｍｍ×６００ｍｍの銀箔４（銀箔は６枚並べて使用）を
タンタル／銀箔／銅／３１６Ｌの順に重ね、その両側に
テンパーカラーを形成させた厚さ０．３ｍｍの１８Ｃｒ
−３Ａｌ鋼５を剥離材として重ねて、さらにその両外側
に０．４ｍｍ×１０００ｍｍ×１０００ｍｍの１８Ｃｒ
フェライト系ステンレス鋼６を重ね合わせた。このフェ
ライト系ステンレス鋼の周囲をシーム溶接７して袋と
し、一部にパイプ８を取り付けた後、真空引きした。そ
の後、パイプ部をシーム溶接して真空封じを行った。な
お、シーム溶接中にゲッター材として直径１ｍｍで長さ
が２００ｍｍ程度のチタン線をクラッド素材の横に並べ
て配置した。この状態で１０００℃の炉内で２時間加熱
し、冷却した後、袋の周囲を切断し、１５．５ｍｍ×６
００ｍｍ×６００ｍｍのタンタル／銅／３１６Ｌクラッ
ド板を取り出した。このクラッドの剪断強度は表１のよ
うに高い値を示した。また、溶接した後も、剪断強度が
低下するようなことはなかった。さらに、このクラッド
は冷間プレスでの鏡板の成型が可能であった。
【００２０】実施例２．２．２ｍｍｔ×１０００ｍｍ×
２０００ｍｍのタンタル板、３．０ｍｍｔ×１０００ｍ
ｍ×２０００ｍｍの銅板、１２ｍｍｔ×１０００ｍｍ×
２０００ｍｍのＳＵＳ３０４の板、１０μｍ×１００ｍ
ｍ×２０００ｍｍの銀箔（銀箔は６枚並べて使用）をタ
ンタル／銀箔／銅／銀箔／３０４の順に重ね、その両側
にテンパーカラーを形成させた厚さ０．３ｍｍｔの１８
Ｃｒ−３Ａｌ鋼を剥離材として重ねて、さらにその両外
側に０．４ｍｍ×１２００ｍｍ×２４００ｍｍの１８Ｃ
ｒフェライト系ステンレス鋼を袋として重ね合わせた。
フェライト系ステンレス鋼の周囲をシーム溶接し、一部
にパイプを取り付けた後、真空引きした。その後、パイ
プ部をシーム溶接して真空封じを行った。なお、シーム
溶接中にゲッター材として直径１ｍｍで長さが２００ｍ
ｍ程度のチタン線をクラッド素材の横に並べて配置し
た。この状態で１０００℃の炉内で２時間加熱し、冷却
した後、袋の周囲を切断し、１７．５ｍｍ×１０００ｍ
ｍ×２０００ｍｍのタンタル／銅／３０４クラッド板を
取り出した。このクラッドの一部からサンプリングし、
剪断強度を測定した結果、表２のように高い値を示し
た。
２０００ｍｍのタンタル板、３．０ｍｍｔ×１０００ｍ
ｍ×２０００ｍｍの銅板、１２ｍｍｔ×１０００ｍｍ×
２０００ｍｍのＳＵＳ３０４の板、１０μｍ×１００ｍ
ｍ×２０００ｍｍの銀箔（銀箔は６枚並べて使用）をタ
ンタル／銀箔／銅／銀箔／３０４の順に重ね、その両側
にテンパーカラーを形成させた厚さ０．３ｍｍｔの１８
Ｃｒ−３Ａｌ鋼を剥離材として重ねて、さらにその両外
側に０．４ｍｍ×１２００ｍｍ×２４００ｍｍの１８Ｃ
ｒフェライト系ステンレス鋼を袋として重ね合わせた。
フェライト系ステンレス鋼の周囲をシーム溶接し、一部
にパイプを取り付けた後、真空引きした。その後、パイ
プ部をシーム溶接して真空封じを行った。なお、シーム
溶接中にゲッター材として直径１ｍｍで長さが２００ｍ
ｍ程度のチタン線をクラッド素材の横に並べて配置し
た。この状態で１０００℃の炉内で２時間加熱し、冷却
した後、袋の周囲を切断し、１７．５ｍｍ×１０００ｍ
ｍ×２０００ｍｍのタンタル／銅／３０４クラッド板を
取り出した。このクラッドの一部からサンプリングし、
剪断強度を測定した結果、表２のように高い値を示し
た。
【００２１】実施例３．３．０ｍｍｔ×６００ｍｍ×６
００ｍｍの銅板、２０ｍｍｔ×６００ｍｍ×６００ｍｍ
のＳＵＳ３０４の板、１０μｍ×１００ｍｍ×６００ｍ
ｍの銀箔（銀箔は６枚並べて使用）を銅／銀箔／３０４
の順に重ね、その両側にテンパーカラーを形成させた厚
さ０．３ｍｍｔの１８Ｃｒ−３Ａｌ鋼を剥離材として重
ねて、さらにその両外側に０．４ｍｍ×１０００ｍｍ×
１０００ｍｍの１８Ｃｒフェライト系ステンレス鋼を袋
として重ね合わせた。この袋の周囲をシーム溶接し、一
部にパイプを取り付けた後、真空引きした。その後、パ
イプ部をシーム溶接して真空封じを行った。なお、シー
ム溶接中にゲッター材として直径１ｍｍで長さが２００
ｍｍ程度のチタン線をクラッド素材の横に並べて配置し
た。この状態で１０００℃の炉内で２時間加熱し、冷却
した後、袋の周囲を切断し、２３．０ｍｍ×６００ｍｍ
×６００ｍｍの銅／３０４クラッド板を取り出した。こ
のクラッドと厚さ４．０ｍｍｔ×６００ｍｍ×６００ｍ
ｍのタンタル板と１０μｍ×１００ｍｍ×６００ｍｍの
銀箔（銀箔は６枚並べて使用）をタンタル／銀箔／銅３
０４クラッドの順に重ね、その両側にテンパーカラーを
形成させた厚さ０．３ｍｍの１８Ｃｒ−３Ａｌ鋼を剥離
材として重ねて、さらにその両外側に０．４ｍｍ×１０
００ｍｍ×１０００ｍｍの１８Ｃｒフェライト系ステン
レス鋼を重ね合わせた。このフェライト系ステンレス鋼
の周囲をシーム溶接して袋とし、一部にパイプを取り付
けた後、真空引きした。その後、パイプ部をシーム溶接
して真空封じを行った。なお、シーム溶接中にゲッター
材として直径１ｍｍで長さが２００ｍｍ程度のチタン線
をクラッド素材の横に並べて配置した。この状態で１０
００℃の炉内で２時間加熱し、冷却した後、袋の周囲を
切断し、２７．０ｍｍ×６００ｍｍ×６００ｍｍのタン
タル／銅／３０４クラッド板を取り出した。一部からサ
ンプリングし、剪断強度を測定した結果、表３のように
高い値を示した。
００ｍｍの銅板、２０ｍｍｔ×６００ｍｍ×６００ｍｍ
のＳＵＳ３０４の板、１０μｍ×１００ｍｍ×６００ｍ
ｍの銀箔（銀箔は６枚並べて使用）を銅／銀箔／３０４
の順に重ね、その両側にテンパーカラーを形成させた厚
さ０．３ｍｍｔの１８Ｃｒ−３Ａｌ鋼を剥離材として重
ねて、さらにその両外側に０．４ｍｍ×１０００ｍｍ×
１０００ｍｍの１８Ｃｒフェライト系ステンレス鋼を袋
として重ね合わせた。この袋の周囲をシーム溶接し、一
部にパイプを取り付けた後、真空引きした。その後、パ
イプ部をシーム溶接して真空封じを行った。なお、シー
ム溶接中にゲッター材として直径１ｍｍで長さが２００
ｍｍ程度のチタン線をクラッド素材の横に並べて配置し
た。この状態で１０００℃の炉内で２時間加熱し、冷却
した後、袋の周囲を切断し、２３．０ｍｍ×６００ｍｍ
×６００ｍｍの銅／３０４クラッド板を取り出した。こ
のクラッドと厚さ４．０ｍｍｔ×６００ｍｍ×６００ｍ
ｍのタンタル板と１０μｍ×１００ｍｍ×６００ｍｍの
銀箔（銀箔は６枚並べて使用）をタンタル／銀箔／銅３
０４クラッドの順に重ね、その両側にテンパーカラーを
形成させた厚さ０．３ｍｍの１８Ｃｒ−３Ａｌ鋼を剥離
材として重ねて、さらにその両外側に０．４ｍｍ×１０
００ｍｍ×１０００ｍｍの１８Ｃｒフェライト系ステン
レス鋼を重ね合わせた。このフェライト系ステンレス鋼
の周囲をシーム溶接して袋とし、一部にパイプを取り付
けた後、真空引きした。その後、パイプ部をシーム溶接
して真空封じを行った。なお、シーム溶接中にゲッター
材として直径１ｍｍで長さが２００ｍｍ程度のチタン線
をクラッド素材の横に並べて配置した。この状態で１０
００℃の炉内で２時間加熱し、冷却した後、袋の周囲を
切断し、２７．０ｍｍ×６００ｍｍ×６００ｍｍのタン
タル／銅／３０４クラッド板を取り出した。一部からサ
ンプリングし、剪断強度を測定した結果、表３のように
高い値を示した。
【００２２】実施例４．４．０ｍｍｔ×４００ｍｍ×４
００ｍｍのタンタル板、１０．０ｍｍｔ×４００ｍｍ×
４００ｍｍの銅板、１５ｍｍｔ×４００ｍｍ×４００ｍ
ｍのＳＵＳ３０４の板、１０μｍ×１００ｍｍ×４００
ｍｍの銀箔（銀箔は４枚並べて使用）をタンタル／銀箔
／銅／銀箔／３０４の順に重ね、その両側にテンパーカ
ラーを形成させた厚さ０．３ｍｍｔの１８Ｃｒ−３Ａｌ
鋼を剥離材として重ねて、さらにその両外側に０．４ｍ
ｍ×１０００ｍｍ×１０００ｍｍの１８Ｃｒフェライト
系ステンレス鋼を袋として重ね合わせた。フェライト系
ステンレス鋼の周囲をシーム溶接し、一部にパイプを取
り付けた後、真空引きした。その後、パイプ部をシーム
溶接して真空封じを行った。なお、シーム溶接中にゲッ
ター材として直径１ｍｍで長さが２００ｍｍ程度のチタ
ン線をクラッド素材の横に並べて配置した。この状態で
７５０℃の炉内で２時間加熱し、そのまま熱間圧延を圧
下率１％程度を目標に行った。さらにそのまま加熱炉へ
戻し１０００℃で２時間加熱し、冷却した後、袋の周囲
を切断し、約２８．０ｍｍ×４００ｍｍ×４００ｍｍの
タンタル／銅／３０４クラッド板を取り出した。一部か
らサンプリングし、剪断強度を測定した結果、表４のよ
うに高い値を示した。
００ｍｍのタンタル板、１０．０ｍｍｔ×４００ｍｍ×
４００ｍｍの銅板、１５ｍｍｔ×４００ｍｍ×４００ｍ
ｍのＳＵＳ３０４の板、１０μｍ×１００ｍｍ×４００
ｍｍの銀箔（銀箔は４枚並べて使用）をタンタル／銀箔
／銅／銀箔／３０４の順に重ね、その両側にテンパーカ
ラーを形成させた厚さ０．３ｍｍｔの１８Ｃｒ−３Ａｌ
鋼を剥離材として重ねて、さらにその両外側に０．４ｍ
ｍ×１０００ｍｍ×１０００ｍｍの１８Ｃｒフェライト
系ステンレス鋼を袋として重ね合わせた。フェライト系
ステンレス鋼の周囲をシーム溶接し、一部にパイプを取
り付けた後、真空引きした。その後、パイプ部をシーム
溶接して真空封じを行った。なお、シーム溶接中にゲッ
ター材として直径１ｍｍで長さが２００ｍｍ程度のチタ
ン線をクラッド素材の横に並べて配置した。この状態で
７５０℃の炉内で２時間加熱し、そのまま熱間圧延を圧
下率１％程度を目標に行った。さらにそのまま加熱炉へ
戻し１０００℃で２時間加熱し、冷却した後、袋の周囲
を切断し、約２８．０ｍｍ×４００ｍｍ×４００ｍｍの
タンタル／銅／３０４クラッド板を取り出した。一部か
らサンプリングし、剪断強度を測定した結果、表４のよ
うに高い値を示した。
【００２３】
【表１】 界面 剪断強度（Ｋｇ／ｍｍ２） Ｔａ／Ｃｕ ２０．３ Ｃｕ／ステンレス １９．８
【００２４】
【表２】 界面 剪断強度（Ｋｇ／ｍｍ２） Ｔａ／Ｃｕ １８．０ Ｃｕ／ステンレス １８．２
【００２５】
【表３】 界面 剪断強度（Ｋｇ／ｍｍ２） Ｔａ／Ｃｕ １７．４ Ｃｕ／ステンレス ２０．５
【００２６】
【表４】 界面 剪断強度（Ｋｇ／ｍｍ２） Ｔａ／Ｃｕ １９．３ Ｃｕ／ステンレス ２１．２
【図１】実施例１の説明図である。
１ タンタル板 ２ 銅板 ３ ＳＵＳ３１６Ｌ板 ４ 銀箔 ５ 剥離材 ６ フェライト系ステンレス鋼 ７ シーム溶接 ８ パイプ
Claims (5)
- 【請求項１】 タンタル、銅、ステンレス鋼（炭素鋼）
の組合わせにおいて、タンタルと銅の間に銀または、Ａ
ｇ−Ｃｕ等の銀ろう薄層（箔または粉末）を挿入し、こ
れらの両外側に剥離材を置いた後、加圧しながら８００
〜１０５０℃に加熱することにより、拡散接合すること
を特徴とする、タンタル／銅／ステンレス鋼（炭素鋼）
クラッドの製造方法。 - 【請求項２】 タンタル、銅、ステンレス鋼（炭素鋼）
の組合わせにおいて、タンタルと銅、ならびに銅とステ
ンレスの間にＡｇ、またはＡｇ−Ｃｕ等の銀ろう薄層
（箔または粉末）を挿入し、これらの両外側に剥離材を
置いた後、加圧しながら８００〜１０５０℃に加熱する
ことにより、拡散接合することを特徴とする、タンタル
／銅／ステンレス鋼（炭素鋼）クラッドの製造方法。 - 【請求項３】 タンタル、銅、ステンレス鋼（炭素鋼）
の組合わせにおいて、各材料全てまたはいずれかの材料
に銀メッキまたは、Ａｇ−Ｃｕ合金メッキを施すことに
より、タンタルと銅の界面のみ、あるいはタンタルと銅
の界面ならびに銅とステンレス鋼（炭素鋼）の界面に、
銀または、Ａｇ−Ｃｕ等の銀ろう薄層が存在するように
し、これらの両外側に剥離材を置いた後、加圧しながら
８００〜１０５０℃に加熱することにより、拡散接合す
ることを特徴とする、タンタル／銅／ステンレス鋼（炭
素鋼）クラッドの製造方法。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかの方法におい
て、加圧のため両外側の剥離材とともに全体をステンレ
ス鋼等の金属箔または薄い金属板の袋に入れ、袋内を真
空に封じ、大気圧を掛けたまま加熱するクラッドの製造
方法。 - 【請求項５】 請求項４の方法において、袋ごと６００
〜９５０℃の熱間で３％以下の極めて軽度の圧延を行い
各材料間のなじみを良くした後、さらに８００〜１０５
０℃に加熱するクラッドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36098691A JPH07110426B2 (ja) | 1991-12-17 | 1991-12-17 | タンタル／銅／ステンレス鋼（炭素鋼）クラッドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36098691A JPH07110426B2 (ja) | 1991-12-17 | 1991-12-17 | タンタル／銅／ステンレス鋼（炭素鋼）クラッドの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05169281A JPH05169281A (ja) | 1993-07-09 |
| JPH07110426B2 true JPH07110426B2 (ja) | 1995-11-29 |
Family
ID=18471715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36098691A Expired - Fee Related JPH07110426B2 (ja) | 1991-12-17 | 1991-12-17 | タンタル／銅／ステンレス鋼（炭素鋼）クラッドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07110426B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4889947B2 (ja) * | 2005-01-14 | 2012-03-07 | パナソニック株式会社 | 気体吸着合金 |
| JP4892685B2 (ja) * | 2007-01-30 | 2012-03-07 | 国立大学法人 新潟大学 | 拡散接合方法 |
| CN115106639A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-09-27 | 西安理工大学 | 多元青铜/两相钛合金双金属的连接方法 |
-
1991
- 1991-12-17 JP JP36098691A patent/JPH07110426B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05169281A (ja) | 1993-07-09 |
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