JPH11254180A - ステンレス鋼用ろう材とそのろう付け部品 - Google Patents

ステンレス鋼用ろう材とそのろう付け部品

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JPH11254180A
JPH11254180A JP8301098A JP8301098A JPH11254180A JP H11254180 A JPH11254180 A JP H11254180A JP 8301098 A JP8301098 A JP 8301098A JP 8301098 A JP8301098 A JP 8301098A JP H11254180 A JPH11254180 A JP H11254180A
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JP
Japan
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brazing
stainless steel
filler metal
solution treatment
austenitic stainless
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JP8301098A
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English (en)
Inventor
Masami Ueda
雅巳 植田
Hachiro Kushida
八郎 串田
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Hitachi Metals Ltd
Citizen Watch Co Ltd
Original Assignee
Citizen Watch Co Ltd
Sumitomo Special Metals Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 オーステナイト系ステンレス鋼に対するスポ
ット溶接性、ろう付流動性、接合強度にすぐれ、色合い
もよく、ろう材自体の冷・熱間加工性にもすぐれ、薄板
や細線での供給が可能で、ろう付作業温度がオーステナ
イト系ステンレス鋼の溶体化処理温度と同等であるステ
ンレス鋼用ろう材の提供。 【解決手段】 Cu1〜15wt%,Ni5〜35wt
%,残部Mnからなる組成を基本として、さらにSi,
Cr,Mg,Coの1種又は2種以上を添加したオース
テナイト系ステンレス鋼用ろう材となすことにより、オ
ーステナイト系ステンレス鋼の溶体化処理温度と同等で
あるために、溶体化処理と同時にろう付作業が可能で工
程を削減でき、無酸化雰囲気炉中のろう付に適してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、無酸化雰囲気炉
中でのろう付に適した新規なオーステナイト系ステンレ
ス鋼用ろう材に係り、所要組成のCu‐Ni−Mn系ろ
う材、Cu‐Ni‐M(Si,Cr,Mg,Co)−M
n系ろう材となすことにより、熱間および冷間塑性加工
性にすぐれ、細線や薄板化が可能で適正量のろうを必要
箇所に正確に供給でき、安定した接合品質を得ることが
可能で、ろう付接合強度が高くかつ耐食性にすぐれ、さ
らにステンレス鋼に対する流動性にすぐれ、ろう付け作
業温度が1000℃〜1150℃とオーステナイト系ス
テンレス鋼の溶体化処理温度と同等であるために、溶体
化処理と同時にろう付作業が可能で工程を削減でき、無
酸化雰囲気炉中のろう付に適したオーステナイト系ステ
ンレス鋼用ろう材とそのろう付け部品に関する。
【0002】
【従来の技術】ろう付けは、古くから活用されている金
属接合法であるが、他の溶接法に比べて低温で行うこと
ができること、異種金属の接合が可能であること、接合
寸法精度が高いこと、自動化が容易であること、など多
くの特徴を有しているため、現代では、電子機器、熱交
換器、宇宙航空機などに対する合理的な接合法となって
いる。
【0003】このなかで無酸化雰囲気炉中ろう付に適し
たステンレス鋼ろう材として、炉の汚染とステンレス鋼
表面の酸化防止のため、ろう付作業温度で蒸発しやすい
Zn、Cd等の低融点元素は含有することはできず、代
表的なろう材としては、例えばJIS BAg‐8など
のAg‐Cu系ろう、JIS BCu‐1などのCuろ
う、JIS BNi‐1、BNi‐6、BNi‐7など
のNiろうが挙げられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】無酸化雰囲気炉中ろう
付に適したAgろう材として、代表的なJIS BAg
‐8はしばしばステンレス鋼のろう付に応用されるが、
所定位置にろう材を流すためにAgろう材とステンレス
鋼部品の仮止め作業としてのスポット溶接性が悪く、仮
固定が困難である。またオーステナイト系ステンレス鋼
へのろう付は、流動性や耐食性が悪く接合品質が安定し
ないという問題がある。
【0005】銅ろうは、鉄鋼材料には良好な濡れ性を示
し、ろう付温度が1083℃以上と高いことを特徴とす
るが、色合いが赤色のため、腕時計外装部品などの装飾
用ステンレス鋼部品では外観不良となる問題があり、耐
食性も悪い。またオーステナイト系ステンレス鋼に対し
てのスポット溶接性が悪いという問題がある。
【0006】耐熱性、耐食性の高いろう材として、Ni
系ろう材が知られているが、B,C,Si,Pなどを多
く含有しているため、加工性が極めて悪いことから、通
常は粉末状で使用されている。しかし、粉末状であるた
めに適正量のろうを必要箇所に正確に供給することが困
難であり、微小部のろう付や精密なろう付には不向きで
ある。
【0007】例えば腕時計外装部品として、高い寸法精
度と装飾的外観品質を要求されるオーステナイト系ステ
ンレス鋼部品は、一般的に溶体化処理後、無酸化雰囲気
炉中ろう付作業が行われることが多い。このため工数削
減を目的にオーステナイト系ステンレス鋼の溶体化処理
と同時にろう付作業ができるろう材が要求されている。
【0008】また、ろう材に要求される特性としてステ
ンレス鋼に対する流動性はもちろん、耐食性、塑性加工
性がよく、オーステナイト系ステンレス鋼との色合いが
よく、接合強度にすぐれスポット溶接性がよいことが要
求される。
【0009】この発明は、ろう材に要求される特性とし
ての流動性、耐食性はもちろん、塑性加工性がよく、細
線や薄板形状の供給が可能で、オーステナイト系ステン
レス鋼に対しての色合いがよく、接合強度にすぐれスポ
ット溶接性がよく、ろう付作業温度がオーステナイト系
ステンレス鋼の溶体化処理温度と同等で溶体化処理時に
無酸化雰囲気炉中でろう付可能なろう材並びにステンレ
ス鋼部品の溶体化処理と同時にろう付接合されたステン
レス鋼部品の提供を目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】発明者は、ろう材に要求
される特性として、流動性、耐食性はもちろん、塑性加
工性がよく、細線や薄板形状の供給が可能で、オーステ
ナイト系ステンレス鋼に対しての色合いがよく、接合強
度にすぐれスポット溶接性がよく、ろう付作業温度がオ
ーステナイト系ステンレス鋼の溶体化処理温度と同等の
ろう材の提供を目的に、融点が1000℃〜1100℃
の成分系、当該成分系で固液共存領域の狭い組成につい
て種々検討した結果、所要組成のCu‐Ni−Mn系ろ
う材、Cu‐Ni‐M(Si,Cr,Mg,Co)−M
n系ろう材となすことにより、ステンレス鋼の溶体化処
理時に無酸化雰囲気炉中でろう付が可能であることを知
見し、この発明を完成した。
【0011】すなわち、この発明は、Cu1〜15wt
%、Ni5〜35wt%、あるいはさらにSi0.1〜
1wt%、Cr0.1〜5wt%、Mg0.005〜
0.05wt%、Co1〜15wt%のうち少なくとも
一種と、残部Mn及び不可避不純物からなるステンレス
鋼用ろう材である。
【0012】
【発明の実施の形態】この発明のろう材において、C
u,Ni,Mnはステンレス鋼の焼鈍温度と同じ融点を
得るための基本成分であり、Cuが15wt%を越え、
Mnが60wt%未満のMn基合金は融点が1000℃
未満となり、またCuが15wt%未満、Niが5wt
%未満のMn基合金は融点が1100℃を越え、またC
uが15wt%を越え、Mnが60wt%以上、75w
t%以下のMn基合金は融点が1000℃〜1100℃
であるが、流動性が悪く、Niが35wt%を越えるM
n基合金の熱間加工性は著しく低下するため、Cu1〜
15wt%、Ni5〜35wt%とする。さらに好まし
くは、Cu3〜10wt%、Ni20〜35wt%であ
る。
【0013】この発明のろう材において、添加元素のM
(Si,Cr,Mg,Co)は、後述の理由により所望
の特性を得るために1種又は2種以上を選択して添加す
る。添加元素のSiはCu‐Ni‐Mn系の流動性に影
響を及ぼす成分であり、0.1wt%未満では良好な流
動性が得られないが、1wt%を越えて添加すると流れ
過ぎ、また塑性加工性が劣化するため、Siは0.1〜
1wt%に限定する。さらに好ましくは、Si0.1〜
0.5wt%である。
【0014】添加元素のCrは、Cu‐Ni‐Mn系の
耐食性を改善する元素であり、0.1wt%未満ではか
かる効果がないが、5wt%を越えて添加しても効果が
飽和し、また加工性が劣化するため、Crは0.1〜5
wt%に限定する。また、好ましくは、Cr0.3〜2
wt%である。
【0015】添加元素のMgは、熱間加工性を改善する
元素であり、0.005wt%未満ではかかる効果がな
く、また0.05wt%を越えて添加するとかえって熱
間加工性が劣化するため、Mgは0.005〜0.05
wt%に限定する。さらに好ましくは、Mg0.005
〜0.03wt%である。
【0016】添加元素のCoは、冷・熱間塑性加工性を
改善する元素であり、1.0wt%未満では効果がなく
15wt%を越えて添加すると融点が高くなり、また加
工性を劣化させるためCoは1wt%〜15wt%に限
定する。さらに好ましくはCo5〜12wt%である。
【0017】この発明のろう材において、MnはCu、
Niとともにこの合金の基幹をなし、上記の各元素の含
有残余を占める。好ましくは、60〜70wt%であ
る。
【0018】この発明のろう材は、実施例で装飾部材で
ある腕時計用裏蓋部品を例に説明するごとく、ろう付け
作業温度が1000℃〜1150℃とオーステナイト系
ステンレス鋼の溶体化処理温度と同等であり、溶体化処
理と同時にろう付作業が可能で工程を削減でき、無酸化
雰囲気炉中のろう付に適しており、ステンレス鋼部品の
溶体化処理と同時にろう付接合され、ろう付接合強度が
高くかつ耐食性にすぐれたステンレス鋼部品を得ること
ができる。
【0019】また、実施例では装飾部材である腕時計用
裏蓋部材を例に挙げたが、ステンレス鋼からなる電子機
器部品、熱交換器部品、宇宙航空機部品等の接合にこの
発明のステンレス鋼用ろう材が使用できることは当然で
ある。
【0020】
【実施例】まず、SUS304製の腕時計用裏蓋部品を
公知の方法によりプレス成形して準備した。裏蓋本体は
0.6mm厚み、裏蓋中子は0.3mm厚の素材で作製
した。前記裏蓋本体1に裏蓋中子2を仮嵌合させろう付
前の部品としてセッティングした。
【0021】また、この発明による種々の組成のCu−
Ni−Mn系ろう材と、この発明の組成限定を外れるC
u‐Mn‐Ni系ろう材(比較例)をArガス雰囲気中
で溶解し鋳魂を作製し、700℃〜900℃に加熱し、
熱間鍛造と熱間圧廷加工と冷間線引加工により1.0m
m径のワイヤーを準備した。
【0022】さらに、上記工程の中でろう材の加工性を
調査した。また、従来例として公知の市販銅ろう材、銀
ろう材、Niろう材を準備した。表1にはそれぞれの成
分組成を示す。
【0023】この後、図1に示すごとく2つの部品を仮
嵌合しセッティングした腕時計裏蓋部品の内側に前述し
たろう材を各々抵抗溶接器により、所定量、約0.2g
rを仮スポット溶接した。なお、市販のNiろう材は粉
末状であり、液状パラフィンと混合させ筆塗りで所定量
を塗布した。この工程でスポット溶接性を調査した。
【0024】ろう付作業は、SUS304製の裏蓋部品
の溶体化処理作業温度と同等にするために、1100℃
にセッティングされたアンモニア分解ガス雰囲気の連続
マッフル炉で行い、ろう材の流動性を調査した。
【0025】ろう付作業後にろう付部の裏蓋本体との色
合いと耐食性とろう付による接合強度を調査した。ま
た、ろう付の色合いは目視で、耐食性はJIS H85
02 CASS試験、10時間噴霧後の耐食状況を調査
した。
【0026】また、ろう付による接合強度は、図1の裏
蓋本体1をバイスに固定し、一端の裏蓋中子2を工具で
挟み引張った時のろう付部3の破損状況を検査した。表
2には前述した各ろう材の加工性とろう付特性の調査結
果を示す。また、表2中の記号の状況説明を表3に示
す。
【0027】
【表1】
【0028】
【表2】
【0029】
【表3】
【0030】表2に示すごとく、この発明によるCu‐
Ni‐Mn系ろう材は1100℃のろう付作業温度で良
好な流動性を示し、ステンレス鋼との色合い、耐食性、
接合強度も良好であり、ろう材自体の冷・熱間加工性も
よく、細線での供給も可能であり、適正量のろう材でス
ポット溶接を実施でき、精密なろう付作業が可能なこと
が明らかである。
【0031】
【発明の効果】この発明によるCu‐Ni‐Mn系ろう
材、Cu‐Ni‐M(Si,Cr,Mg,Co)−Mn
系ろう材は、冷間および熱間塑性加工性にすぐれ、細線
や薄板化が可能であり、種々の寸法、形状のろう材とな
して適正量を必要箇所に正確に供給できるため、安定し
た接合品質を得ることが可能である。
【0032】また、この発明によるろう材は、固液共存
領域が狭いために流動性良好で、得られる接合強度も高
く、耐食性にすぐれ、オーステナイト系ステンレス鋼と
のスポット溶接性にすぐれ、ろう付部の色合いもよいと
いうすぐれた基本性能とともに、ステンレス鋼の溶体化
処理温度とろう付作業温度が同じであるため、無酸化雰
囲気での溶体化処理と同時にろう付が実施でき、工数削
減が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】装飾部材である腕時計用裏蓋部品のろう付部を
示す要部断面説明図である。
【符号の説明】
1 裏蓋本体 2 裏蓋中子 3 ろう付部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Cu1〜15wt%、Ni5〜35wt
    %、残部Mn及び不可避不純物からなるステンレス鋼用
    ろう材。
  2. 【請求項2】 Cu1〜15wt%、Ni5〜35wt
    %、さらにSi0.1〜1wt%、Cr0.1〜5wt
    %、Mg0.005〜0.05wt%、Co1〜15w
    t%のうち少なくとも一種と、残部Mn及び不可避不純
    物からなるステンレス鋼用ろう材。
  3. 【請求項3】 所要のステンレス鋼部材を組み合せてろ
    う付接合されたステンレス鋼部品において、Cu1〜1
    5wt%、Ni5〜35wt%、あるいはさらにSi
    0.1〜1wt%、Cr0.1〜5wt%、Mg0.0
    05〜0.05wt%、Co1〜15wt%のうち少な
    くとも一種と、残部Mn及び不可避不純物からなるステ
    ンレス鋼用ろう材を用い、ステンレス鋼部品の溶体化処
    理と同時にろう付接合されたステンレス鋼部品。
JP8301098A 1998-03-12 1998-03-12 ステンレス鋼用ろう材とそのろう付け部品 Pending JPH11254180A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6605371B1 (en) 1998-09-28 2003-08-12 Sumitomo Special Metals Co., Ltd. Brazing alloy for stainless steel, structure braze-assembled with the brazing alloy, and brazing material for stainless steel
JP2012038825A (ja) * 2010-08-04 2012-02-23 Mitsubishi Materials Corp パワーモジュール用基板の製造装置および製造方法
CN104646848A (zh) * 2013-11-25 2015-05-27 上海工程技术大学 一种用于钎焊不锈钢的钎料及其制备方法
CN115971718A (zh) * 2023-01-30 2023-04-18 华东交通大学 一种铝/钢异种金属熔焊原位形成多主元共晶高熵焊缝的填充材料及其焊接方法

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US6605371B1 (en) 1998-09-28 2003-08-12 Sumitomo Special Metals Co., Ltd. Brazing alloy for stainless steel, structure braze-assembled with the brazing alloy, and brazing material for stainless steel
JP2012038825A (ja) * 2010-08-04 2012-02-23 Mitsubishi Materials Corp パワーモジュール用基板の製造装置および製造方法
CN104646848A (zh) * 2013-11-25 2015-05-27 上海工程技术大学 一种用于钎焊不锈钢的钎料及其制备方法
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