JPH07124760A - Ti−Al系金属間化合物の接合方法 - Google Patents

Ti−Al系金属間化合物の接合方法

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JPH07124760A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 大気中で接合する際にTi−Al系金属間化
合物内のAl,Tiと酸素との反応を防止すること。 【構成】 Ti−Al系金属間化合物から構成される第
1被接合部材21と、金属から構成される第2被接合部
材22とを接合するTi−Al系金属間化合物の接合方
法であって、還元作用を有する元素を含有すると共に両
被接合部材21,22の融点よりも低い融点である合金
を両被接合部材21,22の間に介在させた状態で、両
被接合部材21,22及び合金を加熱して両被接合部材
21,22を接合したこと。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、チタン−アルミニウム
系金属間化合物(以下Ti−Al系金属間化合物と称す
る)の接合方法即ちTi−Al系金属間化合物から構成
される第1被接合部材と、金属から構成される第2被接
合部材とを接合するTi−Al系金属間化合物の接合方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の技術としては、特開平4
−288984号公報に示されるものが知られている。
これは、真空又は不活性ガス雰囲気及び加熱温度400
〜1000℃でTi−Al系金属間化合物とチタン(以
下Tiと称する)又はアルミニウム(以下Alと称す
る)から成る超塑性合金とを重ねた状態で加圧して前記
超塑性合金を塑性変形させることにより前記両者を接合
する方法である。このように、非大気雰囲気中で両者を
接合しているので、Ti−Al系金属間化合物及びTi
又はAlから成る超塑性合金の接合面が高温状態になっ
た場合において、内部に含まれるTi又はAlを大気中
の酸素と反応させるのを防ぐことができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した真
空又は不活性ガス雰囲気でTi−Al系金属間化合物と
Ti又はAlから成る超塑性合金とを接合する方法で
は、真空槽が不可欠になり、その分コストがアップす
る。又、真空槽内を真空又は不活性ガス雰囲気にする工
程も必要になり、大気雰囲気で接合する場合と比較して
工数が増大する。
【0004】故に、本発明は、大気中で接合してもTi
−Al系金属間化合物内のAl及びTiと酸素との反応
を防止できるTi−Al系金属間化合物の接合方法を提
供することを、その第1の技術的課題とするものであ
る。
【0005】又、上記した方法では、超塑性合金を塑性
変形させることによりTi−Al系金属間化合物とTi
又はAlから成る超塑性合金とを接合しているので、接
合面付近に必ずバリが発生し、そのバリを取り除くため
の工数が必要になり、その分工数が増大する。
【0006】故に、本発明は、バリの発生を抑制して接
合工数を短縮できるTi−Al系金属間化合物の接合方
法を提供することを、その第2の技術的課題とするもの
である。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記第1の技術的課題を
解決するために請求項1の発明において講じた技術的手
段(以下第1の技術的手段と称する)は、Ti−Al系
金属間化合物から構成される第1被接合部材と、金属か
ら構成される第2被接合部材とを接合するTi−Al系
金属間化合物の接合方法であって、還元作用を有する元
素を含有すると共に両被接合部材の融点よりも低融点で
ある合金を両被接合部材の間に介在させた状態で、両被
接合部材及び合金を加熱して合金を拡散させて両被接合
部材を接合したことである。
【0008】上記第1及び第2の技術的課題を解決する
ために請求項2の発明において講じた技術的手段(以下
第2の技術的手段と称する)は、加熱温度を両被接合部
材の融点よりも低く設定したことである。
【0009】上記第1の技術的課題を解決するために請
求項3の発明において講じた技術的手段(以下第3の技
術的手段と称する)は、前記合金内に拡散性良好な元素
を含有させ、合金を拡散させることにより両被接合部材
を接合したことである。
【0010】ここで、還元作用を有し且つ拡散性の良好
な元素には、ホウ素(B),珪素(Si)が挙げられ
る。又、還元作用のみを有する元素には、マンガン(M
n),アルミニウム(Al)等が挙げられる。更に、拡
散性のみの良好な元素には、炭素(C)が挙げられる。
【0011】又、前記合金には、ニッケル−クロム合金
(Ni−Cr合金),鉄−クロム−カーボン合金(Fe
−Cr−C合金)等が挙げられる。
【0012】
【作用】上記第1の技術的手段によれば、還元作用を有
する元素を含有する合金を両被接合部材の間に介在させ
た状態で両被接合部材及び合金を加熱したので、両被接
合部材が高温状態になった場合でも、前記合金内の還元
作用を有する元素によりTi−Al系金属間化合物内の
Ti及びAlが大気中の酸素と反応するのが防止され
る。その結果、大気中での両被接合部材同士の接合が可
能になり、従来技術のように真空又は不活性ガス雰囲気
で接合させる必要がなくなる。従って、真空槽が不要に
なりその分コストがダウンし、真空又は不活性ガス雰囲
気に設定するのに要する工数が短縮できる。
【0013】上記第2の技術的手段によれば、両被接合
部材及び合金を両被接合部材の融点よりも低い温度で加
熱したので、両被接合部材は塑性変形をすることはなく
なる。その結果、接合面付近に殆どバリが発生しなくな
り、バリを取り除くための工数が不要になり、その分工
数が短縮する。
【0014】上記第3の技術的手段によれば、第1の技
術的手段で用いる合金内に拡散性良好な元素を含有させ
たので、通常の拡散ろう付け法よりも合金の拡散速度が
向上し、その結果、短時間で両被接合部材を接合できる
と共にその接合強度が向上する。
【0015】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。
【0016】図1は、本実施例に係るTi−Al系金属
間化合物の接合方法に用いる一装置の概略図である。図
1に示す装置10は、抵抗通電加熱により接合させるた
めのもので、後述する被接合部材を支持するための一対
の電極11,12と、交流電源13とから構成されてい
る。
【0017】本実施例は、融点略1500〜1600℃
のTi−Al系金属間化合物から構成される第1被接合
部材21と、金属から構成される第2被接合部材22と
を接合するTi−Al系金属間化合物の接合方法に関す
るもので、例えば、タービンロータとシャフトを接合す
るために用いられる。尚、Ti−Al系金属間化合物は
軽量で高温強度が非常に高いため、タービンロータに使
用するとその性能が向上する。
【0018】以下、具体的な実施例つまりTi−Al系
金属間化合物から構成される第1被接合部材21とTi
−Al系金属間化合物以外の金属から構成される第2被
接合部材22とを接合する場合について説明する。
【0019】〔実施例〕Ti−Al系金属間化合物に
は、Al:35.7重量%、Ni:0.25重量%、
B:0.04重量%、Si:0.03重量%、Mn:
0.02以下重量%、V:0.01重量%、C:0.0
19重量%、O:0.14重量%、N:0.006重量
%、Ti:残部を含有するもの(融点1510℃)を使
用する。又、前記Ti−Al系金属間化合物以外の金属
には融点略1400〜1500℃のニッケルクロムモリ
ブデン鋼(JIS規格SNCM439,以下SNCM4
39と称する)を使用する。
【0020】前述の成分のTi−Al系金属間化合物か
ら構成される第1被接合部材21の接合面21aにイン
サート合金23を溶射する。ここで、インサート合金2
3は還元作用を有し且つ拡散性の良好なホウ素,珪素及
び拡散性の良好な炭素を含有し、更に両被接合部材2
1,22の融点よりも低融点であるNi−Cr合金から
成るものである。尚、SNCM439から構成される第
2被接合部材22の接合面22aにインサート合金23
を溶射しても良いし、両接合面21a,22aに溶射し
ても良い。
【0021】次に、インサート合金23が溶射された第
1被接合部材21をインサート合金23を露呈するよう
に電極11に支持し、そのインサート合金23に接合面
22aを接触させるように第2被接合部材21を電極1
2に支持する。その状態で、大気雰囲気で2.4kgf
/mm2 の圧力を加えながら交流電源13から電流を流
して略1200℃で両被接合部材21,22及びインサ
ート合金23を加熱する。その結果、インサート部材2
3が即座に拡散して両接合面21a,22aが接合され
る。ここで、加熱温度は、インサート合金23の固相線
(958℃)以上で且つ両被接合部材21,22の融点
より低い温度が好ましい。
【0022】尚、本実施例では抵抗通電加熱により加熱
したが、本発明は加熱方法については限定されることな
く、例えば高周波加熱を用いても良い。
【0023】このように、本実施例では、第1被接合部
材21,第2接合部材22の少なくとも一方の接合面に
還元作用を有するホウ素,珪素を含有するNi−Cr合
金から構成されるインサート合金23を溶射したので、
両被接合部材21,22が高温状態になった場合でも、
還元作用を有するホウ素,珪素によりTi−Al系金属
間化合物内のTi及びAlが大気中の酸素と反応するの
を防止できる。その結果、大気中での第1,第2被接合
部材21,22の接合が可能になり、従来技術のように
真空又は不活性ガス雰囲気で両部材21,22を接合さ
せる必要がなくなる。従って、真空槽が不要になりその
分コストがダウンし、真空又は不活性ガス雰囲気に設定
するのに要する工数が短縮できる。
【0024】ここで、Ti−Al系金属間化合物とSN
CM439(即ち材料特性の異なる部材同士)を大気中
で摩擦圧接により接合しようとした場合、塑性変形しに
くいTi−Al系金属間化合物の方がバリの発生が少な
くなり、Ti−Al系金属間化合物の接合面で生成した
Ti及びAlの酸化物が外部に押し出され難くなる。
【0025】その結果、両者間の接合強度が小さくな
る。このように、摩擦圧接法では材料特性の異なる部材
同士を確実に接合することが不可能になる。これに対し
て、本実施例では、前述したように両被接合部材21,
22が高温状態になった場合でも、還元作用を有するホ
ウ素,珪素により酸化物の生成を防ぐことができるの
で、摩擦圧接法と比較して両被接合部材21,22間の
接合強度が著しく向上する。
【0026】つまり、材料特性の異なる部材同士を確実
に接合することが可能になる。
【0027】又、両被接合部材21,22及びインサー
ト合金23を両被接合部材21,22の融点よりも低い
温度で加熱したので、両被接合部材21,22は塑性変
形をすることはない。その結果、接合面21a,22a
付近に殆どバリの発生がなくなり、バリを取り除くため
の工数が不要になり、その分工数が短縮できる。
【0028】更に、拡散性の良好なホウ素,珪素,炭素
の作用によりインサート合金23の拡散速度が向上し、
通常の拡散ろう付け法よりも短時間で両被接合部材2
1,22を接合できると共にその接合強度が向上する。
尚、本実施例では第1被接合部材21の引張強度と同等
なものが得られた。
【0029】尚、本実施例では、インサート部材23を
少なくとも一方の接合面21a,22aに溶射したが、
本発明はこれに限定される必要は全くなく、インサート
部材23を両接合面21a,22aの間に介在させるだ
けでも良い。
【0030】
【発明の効果】請求項1の発明は、以下の如く効果を有
する。
【0031】還元作用を有する元素を含有する合金を両
被接合部材の間に介在させた状態で両被接合部材及び合
金を加熱したので、両被接合部材が高温状態になった場
合でも、前記合金内の還元作用を有する元素によりTi
−Al系金属間化合物内のTi及びAlが大気中の酸素
と反応するのが防止される。その結果、大気中での両被
接合部材同士の接合が可能になり、従来技術のように真
空又は不活性ガス雰囲気で接合させる必要がなくなる。
従って、真空槽が不要になりその分コストがダウンし、
真空又は不活性ガス雰囲気に設定するのに要する工数が
短縮できる。
【0032】請求項2の発明は、以下の如く効果を有す
る。
【0033】両被接合部材及び合金を両被接合部材の融
点よりも低い温度で加熱したので、両被接合部材は塑性
変形をすることはなくなる。その結果、接合面付近に殆
どバリが発生しなくなり、バリを取り除くための工数が
不要になり、その分工数が短縮できる。
【0034】請求項3の発明は、以下の如く効果を有す
る。
【0035】請求項1の発明の合金内に拡散性良好な元
素を含有させたので、通常の拡散ろう付け法よりも合金
の拡散速度が向上し、その結果、短時間で両被接合部材
を接合できると共にその接合強度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例に係るTi−Al系金属間化合物の接
合方法に用いる装置の概略図である。
【符号の説明】
21 第1被接合部材 21a 第1被接合部材の接合面 22 第2被接合部材 22a 第2被接合部材の接合面 23 インサート部材

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Ti−Al系金属間化合物から構成され
    る第1被接合部材と、金属から構成される第2被接合部
    材とを接合するTi−Al系金属間化合物の接合方法で
    あって、 還元作用を有する元素を含有すると共に前記両被接合部
    材の融点よりも低融点である合金を前記両被接合部材の
    間に介在させた状態で、前記両被接合部材及び前記合金
    を加熱して前記両被接合部材を接合したことを特徴とす
    るTi−Al系金属間化合物の接合方法。
  2. 【請求項2】 前記加熱温度を前記両被接合部材の融点
    よりも低く設定したことを特徴とする請求項1記載のT
    i−Al系金属間化合物の接合方法。
  3. 【請求項3】 前記合金は拡散性良好な元素を含有する
    ものであり、前記合金を拡散させることにより前記両被
    接合部材を接合したことを特徴とする請求項1記載のT
    i−Al系金属間化合物の接合方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100346921C (zh) * 2004-02-17 2007-11-07 日产自动车株式会社 用于异种金属板的液相扩散结合方法和设备
WO2020101065A1 (ko) * 2018-11-14 2020-05-22 울산대학교 산학협력단 통전압접장치 및 통전압접방법

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2739583B1 (fr) * 1995-10-04 1997-12-12 Snecma Procede d'assemblage par frittage reactif de pieces en materiau intermetallique et applications derivees
CN102151981A (zh) * 2011-04-28 2011-08-17 哈尔滨工业大学 一种采用Al箔作中间层实现TiAl基合金连接的方法
US10240222B2 (en) * 2014-07-08 2019-03-26 GM Global Technology Operations LLC Current schedule for optimized reaction metallurgical joining
CN109746561B (zh) * 2019-03-07 2020-08-21 西北工业大学 Tc17合金与tc4合金的固态连接方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2906008A (en) * 1953-05-27 1959-09-29 Gen Motors Corp Brazing of titanium members
DE2813166C3 (de) * 1978-03-25 1981-04-09 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München Verfahren zum Hartlöten von einem schnelloxydierenden Metall mit einem anderen Metall
JPS6036356B2 (ja) * 1981-07-13 1985-08-20 株式会社日立製作所 拡散接合法
JPS59225881A (ja) * 1983-06-08 1984-12-18 Hitachi Ltd Tiの拡散接合方法
JPH0818151B2 (ja) * 1988-11-11 1996-02-28 大同特殊鋼株式会社 Ti−Al合金と構造用鋼との接合方法および接合部品
DE4203869C2 (de) * 1992-02-11 1994-06-16 Daimler Benz Ag Hochbelastbare, beschichtete Bauteile aus einem Werkstoff, der aus der intermetallischen Phase Titan-Aluminid besteht

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100346921C (zh) * 2004-02-17 2007-11-07 日产自动车株式会社 用于异种金属板的液相扩散结合方法和设备
WO2020101065A1 (ko) * 2018-11-14 2020-05-22 울산대학교 산학협력단 통전압접장치 및 통전압접방법

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