JPH07124759A - 異種材料の拡散接合方法 - Google Patents
異種材料の拡散接合方法Info
- Publication number
- JPH07124759A JPH07124759A JP27443993A JP27443993A JPH07124759A JP H07124759 A JPH07124759 A JP H07124759A JP 27443993 A JP27443993 A JP 27443993A JP 27443993 A JP27443993 A JP 27443993A JP H07124759 A JPH07124759 A JP H07124759A
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- JP
- Japan
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- bonded
- materials
- diffusion
- bonding
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- Pending
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- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 異種材料の拡散接合時、被接合材の強度を低
下させることなく、強固な接合を得ること。 【構成】 第１の被接合材11表面全面に純銅でメッキを
施しメッキ層12を形成する。次に、被接合材11をＨＩＰ
処理で被接合材11とメッキ層12とを拡散接合する。次
に、第２の被接合材13を図のように第１の被接合材11に
重ね合わせ、真空中で加圧しながら加熱し、被接合材13
とメッキ層12とを拡散接合する。
下させることなく、強固な接合を得ること。 【構成】 第１の被接合材11表面全面に純銅でメッキを
施しメッキ層12を形成する。次に、被接合材11をＨＩＰ
処理で被接合材11とメッキ層12とを拡散接合する。次
に、第２の被接合材13を図のように第１の被接合材11に
重ね合わせ、真空中で加圧しながら加熱し、被接合材13
とメッキ層12とを拡散接合する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、異種材料の拡散接合方
法に係り、特に被接合材の強度を低下させることが少な
く、強固な接合を得ることが可能な異種材料の拡散接合
方法に関する。
法に係り、特に被接合材の強度を低下させることが少な
く、強固な接合を得ることが可能な異種材料の拡散接合
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】各種材料の特性を組合わせて高機能な部
品を得るために、従来、異種材料からなる接合体および
その拡散接合方法が開発されている。同種材料に比較し
て異種材料の拡散接合においては、融点が大きく異なる
ために接合温度が一方の材料の融点に近い温度になるこ
とがあり、また接合部に脆い金属間化合物を生成するこ
とがある。このため、２種の被接合材に共に接合性の良
い材料または金属間化合物の生成防止に有効な材料をイ
ンサート材としてそう入することが一般に行われてい
る。
品を得るために、従来、異種材料からなる接合体および
その拡散接合方法が開発されている。同種材料に比較し
て異種材料の拡散接合においては、融点が大きく異なる
ために接合温度が一方の材料の融点に近い温度になるこ
とがあり、また接合部に脆い金属間化合物を生成するこ
とがある。このため、２種の被接合材に共に接合性の良
い材料または金属間化合物の生成防止に有効な材料をイ
ンサート材としてそう入することが一般に行われてい
る。
【０００３】このようなインサート材をそう入して拡散
接合を行う場合、インサート材と被接合材との接合性が
問題となる。インサート材と被接合材との接合を強固と
する方法として例えば、特開平１−178382号公報に開示
されるやり方がある。これは、一方の被接合部材の接合
面に他方の被接合部材と同種の材料をイオンミキシング
法を用いて成膜し、その後、この膜と同種材料である他
方の被接合部材とを拡散接合するものである。この方法
によれば特殊なインサート材を選択せずに異種材を強固
に接合することが可能である。また、インサート材そう
入方法としては上記のイオンミキシング法等を用いるも
の箔あるいは粉末を用いるものメッキを用いるものがあ
る。
接合を行う場合、インサート材と被接合材との接合性が
問題となる。インサート材と被接合材との接合を強固と
する方法として例えば、特開平１−178382号公報に開示
されるやり方がある。これは、一方の被接合部材の接合
面に他方の被接合部材と同種の材料をイオンミキシング
法を用いて成膜し、その後、この膜と同種材料である他
方の被接合部材とを拡散接合するものである。この方法
によれば特殊なインサート材を選択せずに異種材を強固
に接合することが可能である。また、インサート材そう
入方法としては上記のイオンミキシング法等を用いるも
の箔あるいは粉末を用いるものメッキを用いるものがあ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の方法によれば、
一方の被接合部材と他方の被接合部材間にインサート材
をそう入し、これらを同時に接合するために被接合材全
体をこれら異種材対の適正接合温度にまで加熱する必要
がある。この際、一方の被接合部材が必要以上に加熱さ
れ、素材特性が劣化するおそれがある。この劣化を避け
るように加熱温度を制限すると、接合性が低下してしま
う。
一方の被接合部材と他方の被接合部材間にインサート材
をそう入し、これらを同時に接合するために被接合材全
体をこれら異種材対の適正接合温度にまで加熱する必要
がある。この際、一方の被接合部材が必要以上に加熱さ
れ、素材特性が劣化するおそれがある。この劣化を避け
るように加熱温度を制限すると、接合性が低下してしま
う。
【０００５】また、上記した特開平１−178382号公報に
示されるものはインサート材選定の難しさおよびインサ
ート材と被接合材との接合性の低さを解決可能である
が、一方の被接合部材の接合面に他方の被接合部材と同
種の材料を成膜する際、高真空が必要であり、大形の被
接合物に対しては、処理が困難であるか、可能としても
製品価格が高価になる。また、内面や細部等複雑形状物
の処理は非常に難しい。
示されるものはインサート材選定の難しさおよびインサ
ート材と被接合材との接合性の低さを解決可能である
が、一方の被接合部材の接合面に他方の被接合部材と同
種の材料を成膜する際、高真空が必要であり、大形の被
接合物に対しては、処理が困難であるか、可能としても
製品価格が高価になる。また、内面や細部等複雑形状物
の処理は非常に難しい。
【０００６】本発明は上記従来技術の問題点を解決する
ためになされたもので、異種材料の拡散接合時、被接合
材の強度を低下させることなく、強固な接合を得ること
のできる異種材料の拡散接合方法を提供することを目的
とする。
ためになされたもので、異種材料の拡散接合時、被接合
材の強度を低下させることなく、強固な接合を得ること
のできる異種材料の拡散接合方法を提供することを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は初めに一の被接合材表面に他の被接合材と同
種の材料を用いてメッキ層を形成し、次に一の被接合材
とメッキ層とをＨＩＰ処理で拡散接合し、この後前記他
の被接合材とメッキ層とを拡散接合するようにしたこと
を特徴とするものである。
に本発明は初めに一の被接合材表面に他の被接合材と同
種の材料を用いてメッキ層を形成し、次に一の被接合材
とメッキ層とをＨＩＰ処理で拡散接合し、この後前記他
の被接合材とメッキ層とを拡散接合するようにしたこと
を特徴とするものである。
【０００８】
【作用】図２を参照して本発明の作用を説明する。一方
の被接合材１にメッキを施しただけでは、そのメッキ接
合部４の接合は弱い。メッキ層３は全面に施してあるの
で、熱間等方圧加圧法（以下、ＨＩＰと称する）の缶の
役割を果たす。この状態でＨＩＰ処理を行うことでメッ
キ接合部４は強固な接合状態となる。
の被接合材１にメッキを施しただけでは、そのメッキ接
合部４の接合は弱い。メッキ層３は全面に施してあるの
で、熱間等方圧加圧法（以下、ＨＩＰと称する）の缶の
役割を果たす。この状態でＨＩＰ処理を行うことでメッ
キ接合部４は強固な接合状態となる。
【０００９】一方の被接合材１とメッキ層３が強固に接
合した後に、他方の被接合材２とメッキ層３を拡散接合
する。他方の被接合材２とメッキ層３は同種材であり、
一方の被接合材１と他方の被接合材２を直接接合するよ
りも低い温度での接合が可能である。
合した後に、他方の被接合材２とメッキ層３を拡散接合
する。他方の被接合材２とメッキ層３は同種材であり、
一方の被接合材１と他方の被接合材２を直接接合するよ
りも低い温度での接合が可能である。
【００１０】
【実施例】本発明の実施例の構成を図１を参照して説明
する。第１の被接合材11は構造材とするためステンレス
鋼を用いている。この表面全面に純銅を用いてメッキを
施しメッキ層12を形成する。メッキ層12の厚はおよそ10
μｍとする。この第１の被接合材11をＨＩＰ処理し、第
１の被接合材11とメッキ層12とを拡散接合する。
する。第１の被接合材11は構造材とするためステンレス
鋼を用いている。この表面全面に純銅を用いてメッキを
施しメッキ層12を形成する。メッキ層12の厚はおよそ10
μｍとする。この第１の被接合材11をＨＩＰ処理し、第
１の被接合材11とメッキ層12とを拡散接合する。
【００１１】表面に純銅によるメッキ層12を有する第１
の被接合材11とアルミナ分散強化銅製の第２の被接合材
13とを図１に示すように重ね合わせ、真空中で上下方向
から加圧しながら加熱し、第２の被接合材13とメッキ層
12とを拡散接合する。
の被接合材11とアルミナ分散強化銅製の第２の被接合材
13とを図１に示すように重ね合わせ、真空中で上下方向
から加圧しながら加熱し、第２の被接合材13とメッキ層
12とを拡散接合する。
【００１２】第１の被接合材11とメッキ層12とは、ステ
ンレス鋼と銅のＨＩＰ処理条件900℃×２Ｈ×1000 kgf
／cm2 にて接合する。この被膜は10μｍの厚さであり、
ＨＩＰ処理の際缶として機能させるのに充分であって、
ＨＩＰの加圧力で割れることはない。このＨＩＰ処理で
強固な拡散接合状態が得られる。さらに図１のような構
造として拡散接合する際は条件を600 ℃×30 min×２kg
f ／mm2 とする。この処理により、第２の被接合材13と
メッキ層12は強固に拡散接合する。以上の処理により図
１に示す異種材よりなる強固に拡散接合した機械構造物
のための接合体を得ることができる。
ンレス鋼と銅のＨＩＰ処理条件900℃×２Ｈ×1000 kgf
／cm2 にて接合する。この被膜は10μｍの厚さであり、
ＨＩＰ処理の際缶として機能させるのに充分であって、
ＨＩＰの加圧力で割れることはない。このＨＩＰ処理で
強固な拡散接合状態が得られる。さらに図１のような構
造として拡散接合する際は条件を600 ℃×30 min×２kg
f ／mm2 とする。この処理により、第２の被接合材13と
メッキ層12は強固に拡散接合する。以上の処理により図
１に示す異種材よりなる強固に拡散接合した機械構造物
のための接合体を得ることができる。
【００１３】本実施例によれば、アルミナ分散強化銅
（第２の被接合材13）の強度を著しく低下させることな
しに図１に示すような拡散接合による接合体を製作する
ことができる。これは、構造物としてステンレス鋼との
接合にもかかわらず、ミクロ的にはこのステンレス鋼表
面に強固に接合した銅との拡散接合となるためであり、
ＳＵＳ−Ｃｕの拡散接合条件よりも低い温度で接合可能
だからである。
（第２の被接合材13）の強度を著しく低下させることな
しに図１に示すような拡散接合による接合体を製作する
ことができる。これは、構造物としてステンレス鋼との
接合にもかかわらず、ミクロ的にはこのステンレス鋼表
面に強固に接合した銅との拡散接合となるためであり、
ＳＵＳ−Ｃｕの拡散接合条件よりも低い温度で接合可能
だからである。
【００１４】ステンレス鋼（第１の被接合材11）とメッ
キ層12とはＨＩＰ接合するために強固な接合が得られ
る。また純銅被膜が缶として機能するためＨＩＰ用キャ
ニングは不要となる。
キ層12とはＨＩＰ接合するために強固な接合が得られ
る。また純銅被膜が缶として機能するためＨＩＰ用キャ
ニングは不要となる。
【００１５】さらに図１に示すような接合体とするため
の拡散接合条件は、ＳＵＳ−Ｃｕのものに比べて低温、
低圧となるので、接合体の精度を向上させることができ
る。また、メッキを用いる方法であるため、他のＰＶＤ
等による成膜に比較し、成膜処理が容易である。
の拡散接合条件は、ＳＵＳ−Ｃｕのものに比べて低温、
低圧となるので、接合体の精度を向上させることができ
る。また、メッキを用いる方法であるため、他のＰＶＤ
等による成膜に比較し、成膜処理が容易である。
【００１６】本発明は上記実施例に限られるものではな
く、第２の被接合材としてクロム銅等の析出強化合金を
用いても同様の効果が得られる。また、ステンレス鋼に
純銅でメッキ層を形成する前にＮｉメッキを施す等複合
メッキすることで接合強度を上げることが可能である。
複雑な接合部を有するものでもメッキ処理は容易であ
り、拡散接合で仮に接合し、接合部のボイドをクローズ
ドにした後オープンＨＩＰすることで強固な接合体を得
ることができる。
く、第２の被接合材としてクロム銅等の析出強化合金を
用いても同様の効果が得られる。また、ステンレス鋼に
純銅でメッキ層を形成する前にＮｉメッキを施す等複合
メッキすることで接合強度を上げることが可能である。
複雑な接合部を有するものでもメッキ処理は容易であ
り、拡散接合で仮に接合し、接合部のボイドをクローズ
ドにした後オープンＨＩＰすることで強固な接合体を得
ることができる。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、一方の被接合材に他方
の被接合材と同種のメッキ層を形成し、ＨＩＰ処理で強
固に接合した後、このメッキ層と他方の被接合材とを他
方の被接合材の強度が著しく低下しない接合条件にて拡
散接合するようにしたので、異種材料の拡散接合におい
て、被接合材の強度を著しく低下させることなく強固に
接合可能な拡散接合方法を提供することができる。
の被接合材と同種のメッキ層を形成し、ＨＩＰ処理で強
固に接合した後、このメッキ層と他方の被接合材とを他
方の被接合材の強度が著しく低下しない接合条件にて拡
散接合するようにしたので、異種材料の拡散接合におい
て、被接合材の強度を著しく低下させることなく強固に
接合可能な拡散接合方法を提供することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す構成図。
【図２】本発明の作用を説明するための図。
１…一方の被接合材、２…他方の被接合材、３…メッキ
層、４…メッキ接合部、５…拡散接合部、11…第１の被
接合材、12…メッキ層、13…第２の被接合材。
層、４…メッキ接合部、５…拡散接合部、11…第１の被
接合材、12…メッキ層、13…第２の被接合材。
Claims (1)
- 【請求項１】 初めに一の被接合材表面に他の被接合材
と同種の材料を用いてメッキ層を形成し、次に前記一の
被接合材とメッキ層とをＨＩＰ処理で拡散接合し、この
後他の被接合材と該メッキ層とを拡散接合するようにし
たことを特徴とする異種材料の拡散接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27443993A JPH07124759A (ja) | 1993-11-02 | 1993-11-02 | 異種材料の拡散接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27443993A JPH07124759A (ja) | 1993-11-02 | 1993-11-02 | 異種材料の拡散接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07124759A true JPH07124759A (ja) | 1995-05-16 |
Family
ID=17541699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27443993A Pending JPH07124759A (ja) | 1993-11-02 | 1993-11-02 | 異種材料の拡散接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07124759A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012016935A (ja) * | 2010-07-09 | 2012-01-26 | Nisshin Steel Co Ltd | 異方性伝熱体およびその製造法 |
-
1993
- 1993-11-02 JP JP27443993A patent/JPH07124759A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012016935A (ja) * | 2010-07-09 | 2012-01-26 | Nisshin Steel Co Ltd | 異方性伝熱体およびその製造法 |
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