JPS5865564A - 複合金属体の製造方法 - Google Patents

複合金属体の製造方法

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JPS5865564A
JPS5865564A JP16278081A JP16278081A JPS5865564A JP S5865564 A JPS5865564 A JP S5865564A JP 16278081 A JP16278081 A JP 16278081A JP 16278081 A JP16278081 A JP 16278081A JP S5865564 A JPS5865564 A JP S5865564A
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composite
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Akira Sakamoto
昭 坂本
Takashi Onda
恩田 孝
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/14Casting in, on, or around objects which form part of the product the objects being filamentary or particulate in form

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複数の金属層よりなりしかも外形が複雑だった
り内部に孔や溝を有する複合金属体の製造方法に関する
ものである。
同種または異種金属で作られた複数の金属部材を接合す
る接合方法には、ろう付、拡散接合などがあるが、ろう
付法は、金属部材間9間隙を所定値、一般には0.02
〜α08■に保持する必要があり、この間隙保持が困難
な部品、例えば大物部品、接合面が曲面の部品、或いは
一方が板金部品で他方が機械加工部品の接合には適用で
きない。
また拡散接合法は、通常高温での加圧保持が必要で、接
合する部品の形状に制限がある。また高温での加圧保持
が必要なので、部品に数憾以上の変形が生じて、精度を
要求されている部品の接合には適用できないという問題
があった。
本発明は前記の問題点に対処するもので、同種または異
種金属で作られた複数の金属部材の間若しくは同金属部
材と型または中子との間に形成された中空部に金属粉末
を充填し、次いで同金属粉床中に上記金属部材、型、中
子、及び金属粉末よりも融点の低い金属の溶湯を含浸さ
せて、複合金属体を製造することを特徴とした複合金属
体の製造方法、及び同種または異種金属で作られた複数
の金属部材の間若しくは同金属部材と型または中子との
間に形成された中空部に金属粉末を充填し、次いで同金
属粉末中に上記金属部材、型、中子、及び金属粉末より
も融点の低い金属の溶湯を含浸させ、次いで同金属粉末
と同金属溶湯とを加熱保持して互を拡散させることkよ
り同部分に均質の合金層を形成して、複合金属体を製造
することを特徴とした複合金属体の製造方法に係り、そ
の目的とする処は、複数の金属層よりなりしかも外形が
複雑だったり内部に孔や溝を有する複合金属体を金属部
材に変形等を生じさせずKg造できる改良された複合金
属体の製造方法を供する点にある。
次に本発明の複合体の製造方法な第1.2図に示す一実
施例により説明すると、(11121が異径の截頭円錐
状中空金属部品、(31が金属粉末、(4)が金属の溶
湯、(5)(6)が型、(7)が中子で、2つの金属部
品(11(2)と多数の中子(71とを型T5116+
の間に図のようにセットして、同各金属部品(11(2
1の間に中空部を形成し、次いで同中空部に金属粉末(
3)を充填し、次いで同金属粉末(31中に金属部品+
11121金属粉末(3)型(5116+中子(7)よ
りも融点の低い金属の溶湯(4)を含浸させて、金属部
品(11(21と金属層(3,4)とよりなる複合金属
体な製造する。なお上記金属の溶湯(4)は、溶湯(4
)の自重と金属粉末(3)間の毛細現象とにより含浸さ
せるが、金属部品(1)(2)の内面形状が複雑だった
り、金属粉末(3)の内部に含浸不良やシュリンケージ
ポロシティが発生する惧れのある場合には溶湯(4)を
加圧して含浸させる。
また第6,4図は、円筒状中空金属部品(11を型(5
1上にセットして、互の間に中空部を形成し、次いで同
中空部に金属粉末(3)を充填し、次いで同金属粉末(
3)中に金属部品(II金属粉末(31型(5)よりも
融点の低い金属の溶湯(4)を含浸させて、金属部品(
1)と金属層(3,4)とよりなる複合金属体な製造す
る本発明の製造方法の他の実施例である。
次に前記複合金属体の製造方法な具体例により説明スる
。液体ロケットエンジンの再生冷却式燃焼室は、燃焼室
に面した部分が無酸素銅により、外側の部分がステンレ
ス鋼(805347ステンレス鋼)により、それぞれ構
成され、しかも内層部に液体水素または液体酸素の通る
冷却通路b−設けられている形状の複雑な複合金属体で
ある。この複合金属体を本発明の製造方法を用(・て製
造する場合には、第5.6.7図に示すよ5に外周面に
多数の溝(la)を有する部品(1)な無酸素銅により
作り、第8.9図に示すように上記部品(ljに沿った
形の分割された部品(211にステンレス鋼により作り
、次いで上記部品(1)の溝(1a)に、セラミックス
粉末と水溶性塩と水とよりなるスラリー状の充填剤(8
)を充填して、400Cで2時間、加熱乾燥することに
より同充填剤(8)を硬化させ、次(・で上記部品(1
1121を型(5)上に第8図のようにセットして、互
の間に中空部を形成するとともに部品(21の分割部を
溶接し、次いで80〜120メツシユの球状金属粉末(
3)を上記中空部に充填し、次〜・で同金属粉末(3)
上に−58,5% Ag  31.5 % Cu−10
%Pa  (固相縮約825”、液相締約850C)の
金@ (41を置き、真空中で880 CK加熱、保持
して、同金属(4)を溶融させた。その結果、同金属の
溶湯(4)が金属粉末(31中に完全に浸透し、合金属
が形成されて、各部分が完全に一体化した。
なおセラミックス充填剤(8)は温水洗滌により除去し
て、冷却通路な形成した。第10図に示すのは、無酸素
銅製金属片…とステンレス鋼製金属片(21とな上記と
同じ条件で接合しC%た試験片で、引張試験な行なった
ところ、無酸素銅製の金属片(1)は破断したが、同金
属片(11と合金層(3,4)との界面、合金層(3,
4) 、合金層(3,4)とステンレス鋼製金属片(2
)との界面は破断または剥離せず、これらの部分の強度
が無酸素銅製金属片(1)のそれよりも高いことが確認
された。
次にスターリングエンジンのレジバーコーンのモデルの
試作例を第11.12図により説明する。
Inconel 62X5(公称組成22%−Or 、
 94y −MO14%−Nb 、 3%−Fe 、 
0.2 %−Tt 、 0.2 qb−酊1残りNi)
の薄板(厚さ0.5■)(l)と同じ金属材料よりなる
管(21とを溶接して、板金溶接構造体を作り、次いで
同薄板(1)と間管(2)との間の中空部に80〜12
0メツシユの純銅粉末(3)を密に充填し、次いでその
上kAg−Gu共晶合金(共晶温度779tl:’)i
k置き、真空中で810cK加熱した。その結果、複数
の管(2)す有し、しかもInconel (525を
外皮とする金属複合体を得られた。この場合、Ag−G
u共晶合金の銅粉末中への浸透が完全で、浸透体と管及
び外皮との界面が完全に接合されて、互いが一体化され
ていることは、断面の金属ミクロ組織を観察することに
より確藺している。
次に本発明の交合金属体の製造方法な第13図により説
明する。(1)は厚さ1■の純銅板により作った筒状容
器で、この中に100〜200メツシユの純アルミニウ
ムの粒状粉末(3)を充填し、次いでその上に溶湯保持
型(6)とυ−81共晶合金(共晶温度577 G )
 (4)とを置き、さらkその上に加圧工具(9)を置
き、次いで600Cに加熱して、AJ −S を共晶合
金(4)な溶融させる一方、同共晶合金(4)を加圧工
具(91により加圧した。その結果、銅の外皮な有し、
内部がアルミニウム合金の複合金属体kmられた。この
場合にも断面の金属ミクロ組織を観察したところ、銅と
アルミニウム合金との界面に1両者の拡散による合金層
が生成され、しかもそれ以外の部分に、アルミニウム粉
末とA−8−81共晶合金との合金層が生成されている
ことが紹められ、互が完全に一体化していることが確認
された。上記複合金属体は軽量だし、導電性に優れてい
る。
なお中子(7)の使用、金属部材(1)12+の形状、
金属部材(1112+及び金属粉末(3)溶湯(4)の
材料は、製造する金属複合体の形状、機能等により決ま
り、前記例には限定されない。例えば金属部材(11に
チタン合金、金属粉末131 Kアルミニウム合金粉末
、溶湯(4)K上記mt3+よりも融点の低い金属を使
用すれば、外皮がチタン合金、内部がアルミニウム合金
の金属複合体が得られる。また金属部材(1)Kステン
レス鋼、金属粉末+31 K鉄粉末、溶湯(4)K鋳鉄
を使用すれば、外皮がステンレス鋼、内部が低合金鋼の
金属複合体が得られる。この場合、溶融した鋳鉄を鉄粉
末に浸透させた状態で加熱、保持すれば、鋳鉄中の炭素
が鉄粉末の内部に拡散して、鋳鉄の炭素量の低下による
恒温凝固が進行するとともに両者の成分元素の相互拡散
により【複合体内部が均質な低合金鋼になる。上記内部
の恒温凝固による均質な合金化は、+3)(41に同系
材料を使用すれば殆んどの場合可能になる。
以上本発明を実施例について説明したが、勿論本発明は
このような実施例にだけ局限されるものではなく、本発
明の精神を逸脱しない範囲内で種々の設計の改変を施し
5るものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る複合金属体の製造方法の一実施例
を示す縦断側面図、第2図は第1図矢視■−り線に沿う
横断底面図、第6図は他の実施例を示す縦断側面図、第
4図は第8図矢視N−N線に沿う横断底面図、第5図は
液体ロケットエンジンの再生冷却式燃焼室の内側部分な
示す側面図、第6図は第8図矢視N−N線に沿う横断側
面図、第7図は第6図矢印■部分の拡大図、第8図は本
発明の製造方法を使用して上記再生冷却式燃焼室を製造
する場合を示す縦断側面図、第9図は第8図矢視N−N
線に沿う横断底面図、第10図は第8.9因の条件と同
じ条件で作った試験片を示す縦断側面図、第11図は本
発明の製造方法を使用L”(スターリングエンジンのレ
シーバ−コーンのモデルを製造する場合を示す縦断側面
図、第12図は第8図矢視N−N線に沿う横断底面図、
第16図は本発明の製造方法を使用して内外二層つ金属
複合体を製造する場合を示す縦断側面図である。 +11+21・−・金属部材    (3)・・・金属
粉末(4)・・・溶湯 復代理人 弁理士 開本重文 外2名 ¥1図 4

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 l)同種または異種金属で作られた複数の金属部材の間
    若しくは同金属部材と型または中子との間に形成された
    中空部に金属粉末を充填し、次いで同金属粉末中に上記
    金属部材、型、中子、及び金属粉末よりも融点の低い金
    属の溶湯な含浸させて、複合金属体を製造することを特
    徴とした複合金属体の製造方法。 2)同極または異種金属で作られた複数の金属部材の間
    若しくは同金属部材と型または中子との間に形成された
    中空部に金属粉末を充填し、次いで同金属粉末中に上記
    金属部材、型、中子、及び金属粉末よりも融点の低い金
    属の溶湯を含浸させ、次いで同金属粉末と同金属溶湯と
    を加熱保持して互を拡散させるととにより同部分に均質
    の合金層を形成して、複合金属体を製造することを特徴
    とした複合金属体や製造方法。
JP16278081A 1981-10-14 1981-10-14 複合金属体の製造方法 Granted JPS5865564A (ja)

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