JPS586784A - 拡散接合による合せ材の製造方法 - Google Patents
拡散接合による合せ材の製造方法Info
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- JPS586784A JPS586784A JP10503481A JP10503481A JPS586784A JP S586784 A JPS586784 A JP S586784A JP 10503481 A JP10503481 A JP 10503481A JP 10503481 A JP10503481 A JP 10503481A JP S586784 A JPS586784 A JP S586784A
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- plates
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/22—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded
- B23K20/233—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded without ferrous layer
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (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。
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、拡散接合による合せ材の製造方法、特に純チ
タンＩｉＩ岡志または純チタン板とチタン基パラジウム
合金板との拡散接合ζ二よる合せ材の製造方法に関する
。
タンＩｉＩ岡志または純チタン板とチタン基パラジウム
合金板との拡散接合ζ二よる合せ材の製造方法に関する
。
従来、２つの金属部材を接合する方法としては、Ｉｌｌ
ＩＩＩｗｌあるいはろう□付けなどの溶接法、接着剤を
使う方法、爆着法および拡散接合法などが知られている
。
ＩＩＩｗｌあるいはろう□付けなどの溶接法、接着剤を
使う方法、爆着法および拡散接合法などが知られている
。
一方、従来の合せ材の製造方法の多くは上述した各種接
合法を利用するものであるが、たとえば溶接法による場
合、融接法では溶は込み深さに限界があるため接合面積
に制約があり、ろう付は法では一般に接合部の強度、延
性が小さく、合せ材を製造するのには適していない、非
金属接着剤または接合剤を利用する場合には、一般に接
合強度が小さく、耐熱性も劣る。その他、爆着法は一部
で行われているが特殊設備２％殊技術を要するため、合
せ材の製造法としては容易に行なえる方法ではない。
合法を利用するものであるが、たとえば溶接法による場
合、融接法では溶は込み深さに限界があるため接合面積
に制約があり、ろう付は法では一般に接合部の強度、延
性が小さく、合せ材を製造するのには適していない、非
金属接着剤または接合剤を利用する場合には、一般に接
合強度が小さく、耐熱性も劣る。その他、爆着法は一部
で行われているが特殊設備２％殊技術を要するため、合
せ材の製造法としては容易に行なえる方法ではない。
ところで、接合面同志が一体化して、接合部と母材部と
で等しい機械的あるいは物理的性質が得られる拡散接合
法を利用することも考えられるが、接合に要する時間が
長く、シかも装置的に接合面積に制約があるため、その
すぐれた利点にもかかわらず、合せ材の製造方法として
実用的ではなかった。
で等しい機械的あるいは物理的性質が得られる拡散接合
法を利用することも考えられるが、接合に要する時間が
長く、シかも装置的に接合面積に制約があるため、その
すぐれた利点にもかかわらず、合せ材の製造方法として
実用的ではなかった。
か（して、本発明者らは、すぐれた接合部が得られると
いう上述の拡散接合法の長所に着目し、接合に長時間を
要し、かつそのような長時間真空３１ｓ気あるいはアル
ゴンなどの不活性雰囲気下（二被加工材を保持しなけれ
ばならないという短所を排除した方法を提供すべく研究
を重ねて、本発明を完成した。
いう上述の拡散接合法の長所に着目し、接合に長時間を
要し、かつそのような長時間真空３１ｓ気あるいはアル
ゴンなどの不活性雰囲気下（二被加工材を保持しなけれ
ばならないという短所を排除した方法を提供すべく研究
を重ねて、本発明を完成した。
重なり合った前記接合面の全周囲を真空下で封着して板
素材ｔし１次いで咳板素材を熱間圧延して前記接合面を
拡散接合することを特徴とする・、拡散接合による合せ
材の製造方法である。
素材ｔし１次いで咳板素材を熱間圧延して前記接合面を
拡散接合することを特徴とする・、拡散接合による合せ
材の製造方法である。
本発明において、接合すべき磁材の種類は、拡散接合が
可能なものであればｑ＃５：制限されない。
可能なものであればｑ＃５：制限されない。
しかし、特にチタン合金板および純チタン板が好ましい
。これらの場合、酸化皮膜が容易に形収されて清浄な接
合面がなかなか得られないということから、その接合は
一般に困難と考えられており、一方でチタン合金板ある
いは純チタン板の合せ板としての重要性は、これらの材
料が高価であることからも大きい。したがって、本発明
は、より＾体゛的には、２枚以上の接合すべき純チタン
板同志あるいはチタン基パラジウム合金板と純チタン板
とを腋板の清浄化したＷ！会面が向き合うように重ね、
重なり会った前記接合面の全周囲を真空下で溶接によっ
て封着して板素材とし、次いで誼板素材を熱間圧延して
前記接合面を拡散接合することを特徴とする、拡散接合
６二よる合せ材の製造方法である。
。これらの場合、酸化皮膜が容易に形収されて清浄な接
合面がなかなか得られないということから、その接合は
一般に困難と考えられており、一方でチタン合金板ある
いは純チタン板の合せ板としての重要性は、これらの材
料が高価であることからも大きい。したがって、本発明
は、より＾体゛的には、２枚以上の接合すべき純チタン
板同志あるいはチタン基パラジウム合金板と純チタン板
とを腋板の清浄化したＷ！会面が向き合うように重ね、
重なり会った前記接合面の全周囲を真空下で溶接によっ
て封着して板素材とし、次いで誼板素材を熱間圧延して
前記接合面を拡散接合することを特徴とする、拡散接合
６二よる合せ材の製造方法である。
なお、純チタン板同・志またはチタン基パラジウム合金
板と純チタン板の場合、その接合をより完全なものとす
るためには、上記板素材を次の条件下で熱間圧延するの
が好ましい。
板と純チタン板の場合、その接合をより完全なものとす
るためには、上記板素材を次の条件下で熱間圧延するの
が好ましい。
ｙ≧−０，４ｘ＋２４０
好ましくは ｙ≧−０，３６ｘ＋３０６０ ＜ ｙ ＜
１００ Ｘ≦９５０ ただし、Ｘは圧延終了温度（Ｉｃ）、ｙは圧延での全加
工度−を表わす、加工度←）は次式で与えられる。
１００ Ｘ≦９５０ ただし、Ｘは圧延終了温度（Ｉｃ）、ｙは圧延での全加
工度−を表わす、加工度←）は次式で与えられる。
このように、本発明（：あっては、圧延加工Ｃ：先立っ
て、平滑な清浄面を突き合わせて真空下Ｃ；おいて封着
して接合面のみを活性化した状態に封入することＣ二よ
って、板素材全体を真空下に保持する時間を最少にする
と共に、真空下−二保持すべき板素材全体の容積も最少
６：する。そして、得られた板素材を熱間圧延すること
６二よって、従来不可避的１：ｉｋ時間かかるとされて
きた拡散接合速度な加速的に速めることが可能となる。
て、平滑な清浄面を突き合わせて真空下Ｃ；おいて封着
して接合面のみを活性化した状態に封入することＣ二よ
って、板素材全体を真空下に保持する時間を最少にする
と共に、真空下−二保持すべき板素材全体の容積も最少
６：する。そして、得られた板素材を熱間圧延すること
６二よって、従来不可避的１：ｉｋ時間かかるとされて
きた拡散接合速度な加速的に速めることが可能となる。
したがって、本発鳴によれば、＃Ｉ！接と加熱は１、圧
憾前ということから小寸法で実施でき、次いで圧延Ｃ二
より所要の大寸法Ｃ：するのである。しかも拡１ｋｋ優
合を利用することから、接合部と母材部の機械的性質お
よび耐熱性が同等である合せ材が得られる。また、接合
の際、特殊な技術および設備を必要とせず、既存の加熱
炉および圧延設備で接合ができる。さらに接合に要する
時間は短かく、被接合材の寸法制約は小さい。
憾前ということから小寸法で実施でき、次いで圧延Ｃ二
より所要の大寸法Ｃ：するのである。しかも拡１ｋｋ優
合を利用することから、接合部と母材部の機械的性質お
よび耐熱性が同等である合せ材が得られる。また、接合
の際、特殊な技術および設備を必要とせず、既存の加熱
炉および圧延設備で接合ができる。さらに接合に要する
時間は短かく、被接合材の寸法制約は小さい。
かくして、たとえば、大板管板を作る場合、従来の製造
方法では大重量の鋳塊が必要であったが、本発明方法を
適用すれば、小重量の板を重ね合わせることＣ二より、
大重量の管板製作が可能となる。
方法では大重量の鋳塊が必要であったが、本発明方法を
適用すれば、小重量の板を重ね合わせることＣ二より、
大重量の管板製作が可能となる。
その他、たとえば純チタン板で耐食性が問題となる場合
、ＴＩ −Ｐｄ合金板を使用するが、ＴＩ −Ｐｄ合金
はコストが高く望才しいものではない。しかし、本発明
方法によれば、比較的容易（：チタン板／Ｔｌ−Ｎ合金
板の合せ材の製造ができ、コストをさらに説明する。
、ＴＩ −Ｐｄ合金板を使用するが、ＴＩ −Ｐｄ合金
はコストが高く望才しいものではない。しかし、本発明
方法によれば、比較的容易（：チタン板／Ｔｌ−Ｎ合金
板の合せ材の製造ができ、コストをさらに説明する。
（Ｉ） 接合面の平滑清浄化：
純チタン板およびチタン基パラジウム合金板の接合面と
なる面を平滑かつ清浄な面とする。これは、圧延した板
を酸洗して行なってもよい。接合面の凹凸が大きくかつ
今染されていると、冶金的反応が阻書され、接合が困難
となるため、平滑かつ清浄な接合面を用意Ｔるのである
。
なる面を平滑かつ清浄な面とする。これは、圧延した板
を酸洗して行なってもよい。接合面の凹凸が大きくかつ
今染されていると、冶金的反応が阻書され、接合が困難
となるため、平滑かつ清浄な接合面を用意Ｔるのである
。
（１）真空下での封着：
接合面を重ねた後、その接合面の全周囲を真空中で、た
とえば＊＊によって封着する。これは次の加熱および圧
延工程中Ｃニチタン板およびチタン、合金板が相対的に
ずれることを防ぐとともに、これらの接合面が酸化する
のを防止するためである。
とえば＊＊によって封着する。これは次の加熱および圧
延工程中Ｃニチタン板およびチタン、合金板が相対的に
ずれることを防ぐとともに、これらの接合面が酸化する
のを防止するためである。
このように、接合面が平滑かつ清浄な状態に保持される
こと１二よって、次工程で加熱が行なわれた後、熱間圧
延により容易に拡散接合が実現される。
こと１二よって、次工程で加熱が行なわれた後、熱間圧
延により容易に拡散接合が実現される。
真空はｉＦ’〜１Ｇ−’ ｗｄｌｇで十分である。
儂） 加熱：
上記の１１）および（１）の工程を経て得られた板素材
を加熱する。圧延時の変形抵抗を小さくシ、冶金的反応
を促進させるためである。接合面は真空下で耐雪されて
いるため、この工程における加熱鵡塩は特に制限されず
、通常の工業用大気中加熱炉とチタン基パラジウム合金
板との合せ材の場合、この工程での加熱温度は５００〜
９５０’Ｃ程度で十分である。
を加熱する。圧延時の変形抵抗を小さくシ、冶金的反応
を促進させるためである。接合面は真空下で耐雪されて
いるため、この工程における加熱鵡塩は特に制限されず
、通常の工業用大気中加熱炉とチタン基パラジウム合金
板との合せ材の場合、この工程での加熱温度は５００〜
９５０’Ｃ程度で十分である。
ｍ 熱間圧延：
加熱された板素材を次に熱間圧延により拡散接合する。
その場合の熱延条件は１．純チタン板同志または純チタ
ン板とチタン基パラジウム合金板との合せ材製造では、
圧延終了温度（’Ｃ）をＸ、加工度＠）をｙとすると、
次式の範囲内である。
ン板とチタン基パラジウム合金板との合せ材製造では、
圧延終了温度（’Ｃ）をＸ、加工度＠）をｙとすると、
次式の範囲内である。
ｙ≧−０，４ｘ＋２４０
０ ＜ ｙ ＜ １００
Ｘ≦９５０
真空状態の高温で加圧すると、接合面は容易に圧着する
。全周囲が封着された接合面は圧延時にも真空下に保持
されていることから、通常の熱間圧９５０℃より高温で
は圧延面の肌荒れが生じ、またｙ＜−０，４ｘ＋２４０
となる条件下では接合が達成できない。
。全周囲が封着された接合面は圧延時にも真空下に保持
されていることから、通常の熱間圧９５０℃より高温で
は圧延面の肌荒れが生じ、またｙ＜−０，４ｘ＋２４０
となる条件下では接合が達成できない。
このように、本発明方法によれば、純チタン板同志また
は゛純チタン板とチタン基パラジウム合金板とを熱間圧
延によって拡散接合させるためＣ：、製品厚さは板素材
厚さの合計より小さくなるが、板素材表面積は小寸法と
することができ、そのため接合面の封着のための装置、
例えば真空溶接装置および加熱装置は小型でよく、また
板素材全体を長時間真空下Ｃ：保持する必要はない。
は゛純チタン板とチタン基パラジウム合金板とを熱間圧
延によって拡散接合させるためＣ：、製品厚さは板素材
厚さの合計より小さくなるが、板素材表面積は小寸法と
することができ、そのため接合面の封着のための装置、
例えば真空溶接装置および加熱装置は小型でよく、また
板素材全体を長時間真空下Ｃ：保持する必要はない。
実施例
ＪＩＳ ２種相当の純チタン板同志および純チタン板
とＴＩ −０，１５Ｐｄ合金−を用いて接合を行なった
場合の実施例を示す。
とＴＩ −０，１５Ｐｄ合金−を用いて接合を行なった
場合の実施例を示す。
まず、□これらの板表面を機械加工で仕上げ、板厚１０
謹の純チタン板と板厚２ｍのチタン基パラジウム合金板
とを準備した。
謹の純チタン板と板厚２ｍのチタン基パラジウム合金板
とを準備した。
それぞれの板の接合面（！！合を目的とする面）を研腰
した後、硝弗酸で酸洗し、次いで脱脂乾燥させて、この
接合面を平滑かつ清浄な面とした。
した後、硝弗酸で酸洗し、次いで脱脂乾燥させて、この
接合面を平滑かつ清浄な面とした。
かくして得た純チタン板同志または純チタン板とチタン
基パラジウム合金板の清浄、平滑な接合面を重ね合せ、
その接合面の全鴫囲な真空中で溶接して封着し、これに
よって次工程の加熱および圧延中の接合面の酸化を防止
する。
基パラジウム合金板の清浄、平滑な接合面を重ね合せ、
その接合面の全鴫囲な真空中で溶接して封着し、これに
よって次工程の加熱および圧延中の接合面の酸化を防止
する。
溶接によって接合面を封着した試験材を５００〜９５０
℃で加熱後、２段圧延機（ロール径２５０■）より加工
度２０〜９（ｌの範囲内の条件下で熱間圧延を実施した
。
℃で加熱後、２段圧延機（ロール径２５０■）より加工
度２０〜９（ｌの範囲内の条件下で熱間圧延を実施した
。
圧延後、得られた合せ材の接合状態を超音波探傷法およ
び断面ミクロ組織観察により調べた。６純チタン板同志
の接合結果を表１に、純チタン板とＴｉ −０，１５Ｐ
ｄ合金板との接合結果を表２に示す。
び断面ミクロ組織観察により調べた。６純チタン板同志
の接合結果を表１に、純チタン板とＴｉ −０，１５Ｐ
ｄ合金板との接合結果を表２に示す。
これらのデータをグラフで示すとそれぞれＩ！２図およ
び第３図に示すグラフが得られる。Ｉ８４図＾〜Ｖロニ
、得られた代表的な合せ材の接合部の断面ミクロ組繊写
真を示す。
び第３図に示すグラフが得られる。Ｉ８４図＾〜Ｖロニ
、得られた代表的な合せ材の接合部の断面ミクロ組繊写
真を示す。
第２図および第３図（二示すグラフからも明らかなよう
に、本発明における熱間圧延６二よる拡散接合は、圧延
温度および加工度が高くなるほど容易−となり、この２
つをパラメーターとして、熱延による接合が可能な領域
と不可能な領域とに区分できることがわかった。すなわ
ち、上記グラフの結果から、接合可能な領域は、圧延終
了温度（’Ｃ）をＸ、加工度（すをｙとするとき、 ｙ
≧−〇、４ｘ＋２４０、好ましくはｙ≧−〇、３６ｘ＋
３０６で表わすことができる。好ましい領域、すなわち
ｙ≧−α３６ｘ＋３０６では、第４図囚およびｐ）に
示すごとく、接合は完全接合となって、接合面が消失し
、まったく１枚の板とすることができる。ｙ≧−０，４
ｘ＋２４０かつｙ＜−０，３６ｘ＋３０６ の条件下で
は、襖４図＠）および＠）に示すような部分接合となる
。このような部分接合でも隼なるライニングに適用する
場合には十分である。部分接合と完全接合のいずれを目
指すかは目的に応じて適宜選択され・、また適当な条件
設定により目的とする接合が容易に達成される。１１４
図（）および（Ｆ）は、ｙ＜−０，４ｘ＋２４０の条件
１聾無延が行なわれた場合の接合面を示し、図示のよう
に接合は達成されていない。
に、本発明における熱間圧延６二よる拡散接合は、圧延
温度および加工度が高くなるほど容易−となり、この２
つをパラメーターとして、熱延による接合が可能な領域
と不可能な領域とに区分できることがわかった。すなわ
ち、上記グラフの結果から、接合可能な領域は、圧延終
了温度（’Ｃ）をＸ、加工度（すをｙとするとき、 ｙ
≧−〇、４ｘ＋２４０、好ましくはｙ≧−〇、３６ｘ＋
３０６で表わすことができる。好ましい領域、すなわち
ｙ≧−α３６ｘ＋３０６では、第４図囚およびｐ）に
示すごとく、接合は完全接合となって、接合面が消失し
、まったく１枚の板とすることができる。ｙ≧−０，４
ｘ＋２４０かつｙ＜−０，３６ｘ＋３０６ の条件下で
は、襖４図＠）および＠）に示すような部分接合となる
。このような部分接合でも隼なるライニングに適用する
場合には十分である。部分接合と完全接合のいずれを目
指すかは目的に応じて適宜選択され・、また適当な条件
設定により目的とする接合が容易に達成される。１１４
図（）および（Ｆ）は、ｙ＜−０，４ｘ＋２４０の条件
１聾無延が行なわれた場合の接合面を示し、図示のよう
に接合は達成されていない。
以上のように、圧延温度と加工度を高くすると接合は促
進されるが、圧延終了温度が９５０℃より高温になると
、チタン板の酸化が著しく、圧延面の肌荒れが強くなる
ので、製品性状が好ましくなくなる。そのため、純チタ
ン板同志および純チタン板とチタン基パラジウム合金板
を合せ材とする場合には、圧延温度は９５０℃以下とす
るのが好嶌しい。
進されるが、圧延終了温度が９５０℃より高温になると
、チタン板の酸化が著しく、圧延面の肌荒れが強くなる
ので、製品性状が好ましくなくなる。そのため、純チタ
ン板同志および純チタン板とチタン基パラジウム合金板
を合せ材とする場合には、圧延温度は９５０℃以下とす
るのが好嶌しい。
表 １
表 ２
なお、表１および２６二おいて接合状部を示す記号は次
のようである。
のようである。
Ｏ完全接合
Ｏ部分接合
×未接合
＠１図は本発明方法の工程図；
第２図および第３図は圧延終了温度および加工度の熱間
圧延条件と接合状態との関係を示すグラフ；および ｆｓ４図囚〜促）は本発明方法によって得られた合せ材
の接合部を比較例のものと共に示す断面ミクロ組織写真
である。 番／（２１ ＃２０・ 底３図 襄４ 図 （Ａン （Ｃ）
圧延条件と接合状態との関係を示すグラフ；および ｆｓ４図囚〜促）は本発明方法によって得られた合せ材
の接合部を比較例のものと共に示す断面ミクロ組織写真
である。 番／（２１ ＃２０・ 底３図 襄４ 図 （Ａン （Ｃ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ２以上の接合すべき純チタン板同志あるいはチタン基パ
ラジウム合金板と純チタン板とを該板の清浄化した平滑
な接合面が向き合うように重ね、重なり合った前記接合
面の全周囲を真空下でＷＩ綴によって封着して板素材と
し、次いで加熱後、該板素材を次式で示す条件下で熱間
圧延して前記接合面を拡散接合することを特徴とＴる、
拡散接合による合せ材の製造方法。 ｙ≧−０，４ｘ＋２４０ ０＜ｙ＜１００ ！≦９５０ ただし、Ｘは圧延終了温度■入ｙは全加工ｌＩ鯛である
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10503481A JPS586784A (ja) | 1981-07-07 | 1981-07-07 | 拡散接合による合せ材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10503481A JPS586784A (ja) | 1981-07-07 | 1981-07-07 | 拡散接合による合せ材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS586784A true JPS586784A (ja) | 1983-01-14 |
Family
ID=14396723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10503481A Pending JPS586784A (ja) | 1981-07-07 | 1981-07-07 | 拡散接合による合せ材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS586784A (ja) |
-
1981
- 1981-07-07 JP JP10503481A patent/JPS586784A/ja active Pending
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