JPS5868489A - 被接合体およびその接合方法 - Google Patents
被接合体およびその接合方法Info
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- JPS5868489A JPS5868489A JP16710281A JP16710281A JPS5868489A JP S5868489 A JPS5868489 A JP S5868489A JP 16710281 A JP16710281 A JP 16710281A JP 16710281 A JP16710281 A JP 16710281A JP S5868489 A JPS5868489 A JP S5868489A
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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
- B23K20/14—Preventing or minimising gas access, or using protective gases or vacuum during welding
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Laminated Bodies (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Ｎｉ基、Ｃｏ基またはＦｅ基合金の被接合体お
よびその接合法に係り、特に接合部における接合不良を
著しく少なくすることができ、かつ複雑形状の接合部を
接合するのに好適な被接合体およびその接合法に関する
。
よびその接合法に係り、特に接合部における接合不良を
著しく少なくすることができ、かつ複雑形状の接合部を
接合するのに好適な被接合体およびその接合法に関する
。
Ｎｉ基、Ｃｏ基及びＦｅ基合金はガスタービン。
ジェットエンジン等の高温部分にしばしば使用される。
近年これらガスタービン、ジェットエンジンでは燃焼ガ
ス温度を上昇させ、燃焼効率を増加させることが行なわ
れている。しかしながら、材料面から見ると、かならず
しも高温で十分使用に耐える材料の開発が先行していな
い。その為、高温部分で使用される部材に対しては時に
より空気導入による冷却が行なわれている。ブレードの
場合の冷却を例に取ると対流冷却、インピージメント冷
却、膜冷却及び浸出冷却などがあり、これらを単独又は
複数組合せて冷却効果を高めている。そのため冷却空気
の流路である冷却孔は非常に複雑となる。故にブレード
を複数に分割して精鋳後、分割された鋳造品を接合して
１本のブレードを製造することが行なわれる。
ス温度を上昇させ、燃焼効率を増加させることが行なわ
れている。しかしながら、材料面から見ると、かならず
しも高温で十分使用に耐える材料の開発が先行していな
い。その為、高温部分で使用される部材に対しては時に
より空気導入による冷却が行なわれている。ブレードの
場合の冷却を例に取ると対流冷却、インピージメント冷
却、膜冷却及び浸出冷却などがあり、これらを単独又は
複数組合せて冷却効果を高めている。そのため冷却空気
の流路である冷却孔は非常に複雑となる。故にブレード
を複数に分割して精鋳後、分割された鋳造品を接合して
１本のブレードを製造することが行なわれる。
従来、各種合金の接合法として、被接合面に合金箔また
は合金粉末を挾み込み、これら加熱して接合面に相互に
拡散させる方法、被接合面に合金箔または合金粉末を挾
み込み、これらを溶融させて接合する方法がある。
は合金粉末を挾み込み、これら加熱して接合面に相互に
拡散させる方法、被接合面に合金箔または合金粉末を挾
み込み、これらを溶融させて接合する方法がある。
しかし、前者の方法は高温、長時間の加熱が必要であり
、また接合強度を高めるためには大きな荷重を加えなけ
ればならない。後者の方法では合金箔または合金粉末を
接合面に密着させることが必要であり、このために大き
な荷重を加えなければならない。両者の方法のなかで特
に合金粉末を用いる方法では、被接合面に合金粉末を均
一に載置することが困難なため、予め合金粉末とアクリ
ル接着剤でプレフォームを作り被接合面に載置している
が、均一な層を形成するには十分でない。
、また接合強度を高めるためには大きな荷重を加えなけ
ればならない。後者の方法では合金箔または合金粉末を
接合面に密着させることが必要であり、このために大き
な荷重を加えなければならない。両者の方法のなかで特
に合金粉末を用いる方法では、被接合面に合金粉末を均
一に載置することが困難なため、予め合金粉末とアクリ
ル接着剤でプレフォームを作り被接合面に載置している
が、均一な層を形成するには十分でない。
さらに両者の方法に共通な点は、接合面が複雑な形状に
なると、中間層としての合金箔、または合金粉末とアク
リル接着剤とのプレフォームを接合面に対応して挾み込
むことが困難であるという欠点がある。
なると、中間層としての合金箔、または合金粉末とアク
リル接着剤とのプレフォームを接合面に対応して挾み込
むことが困難であるという欠点がある。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなりシ、接
合面が複雑な形状であっても十分接合することができ、
また接合不良が極めて少ない合金の接合法とこの接合法
に用いるのに好適な被接合材を提供することにある。
合面が複雑な形状であっても十分接合することができ、
また接合不良が極めて少ない合金の接合法とこの接合法
に用いるのに好適な被接合材を提供することにある。
本発明者らは接合部における接合不良の極めて少ない良
好な接合面を得るための被接合材として、Ｎｉ基合金の
場合はＮｉ２Ｂ、ｃｏ基合金の場合はＣｏ２Ｂ、Ｆｅ基
合金の場合はＦｅ、Ｈの金属間化合物を表面に形成させ
ることが著るしく効果的であることを見出した。
好な接合面を得るための被接合材として、Ｎｉ基合金の
場合はＮｉ２Ｂ、ｃｏ基合金の場合はＣｏ２Ｂ、Ｆｅ基
合金の場合はＦｅ、Ｈの金属間化合物を表面に形成させ
ることが著るしく効果的であることを見出した。
本発明は、上記知見に基づいてなされたものであって、
Ｎｉ基、Ｃｏ基またはＦｅ基の合金表面にそれぞれＮｉ
、ＣｏまたはＦｅとＢとの金属間化合物層を形成させた
被接合材、およびこのような金属間化合物層を形成した
被接合材同志、または金属間化合物層を形成した被接合
材と金属間化合物層を形成していない被接合材とを接合
する方法である。
Ｎｉ基、Ｃｏ基またはＦｅ基の合金表面にそれぞれＮｉ
、ＣｏまたはＦｅとＢとの金属間化合物層を形成させた
被接合材、およびこのような金属間化合物層を形成した
被接合材同志、または金属間化合物層を形成した被接合
材と金属間化合物層を形成していない被接合材とを接合
する方法である。
本発明において、Ｎｉ基、Ｃｏ基またけＦｅ基合金に金
属間化合物を形成するほう化処理は、上記合金を溶融塩
中に漬ける浸漬法、ガスを用いる気相法、合金を粉末中
に埋めて加熱する固体法、スパッタ法、蒸着法などその
手段を問わない。
属間化合物を形成するほう化処理は、上記合金を溶融塩
中に漬ける浸漬法、ガスを用いる気相法、合金を粉末中
に埋めて加熱する固体法、スパッタ法、蒸着法などその
手段を問わない。
合金の表面に形成される金属間化合物層としてＭ２Ｂ（
Ｎｉ２Ｂ、 Ｃｏ２Ｅｌ、 Ｆｅ、 Ｂ ）が好ましく
、その厚さは４〜１００μｍ１好ましくは３０〜４０μ
ｍとすることが望ましい。Ｍ２Ｂ層が厚すぎると過乗の
Ｂが接合界面に含有されるので接合部の機械的性質が劣
化するなどの悪影響を及ぼし、またＭ２Ｂ層が薄すぎる
と接合強度が不十分となる。
Ｎｉ２Ｂ、 Ｃｏ２Ｅｌ、 Ｆｅ、 Ｂ ）が好ましく
、その厚さは４〜１００μｍ１好ましくは３０〜４０μ
ｍとすることが望ましい。Ｍ２Ｂ層が厚すぎると過乗の
Ｂが接合界面に含有されるので接合部の機械的性質が劣
化するなどの悪影響を及ぼし、またＭ２Ｂ層が薄すぎる
と接合強度が不十分となる。
本発明の接合方法は、上記のような金属間化合物層が表
面に形成された合金を、金属間化合物層を挾持する形で
接触加熱して接合するものである。
面に形成された合金を、金属間化合物層を挾持する形で
接触加熱して接合するものである。
すなわち合金の被接合面は少なくとも一方に金属間化合
物層が形成されていればよい。
物層が形成されていればよい。
接合時の加熱は、Ｎｉ基合金の場合、ＮｉとＮｉ３Ｂの
共晶点以上、Ｎｉ合金の融点よシ低い温度範囲とし、Ｃ
ｏ基合金の場合、ＣｏとＣｏ３Ｂの共晶点以上、Ｃｏ基
合金の融点より低い温度範囲とし、Ｆｅ基合金の場合、
ＦｅとＦｅ５Ｂとの共晶意思上、Ｆｅ基合金の融点よシ
低い温度範囲とすることが望ましい。
共晶点以上、Ｎｉ合金の融点よシ低い温度範囲とし、Ｃ
ｏ基合金の場合、ＣｏとＣｏ３Ｂの共晶点以上、Ｃｏ基
合金の融点より低い温度範囲とし、Ｆｅ基合金の場合、
ＦｅとＦｅ５Ｂとの共晶意思上、Ｆｅ基合金の融点よシ
低い温度範囲とすることが望ましい。
接合時の加熱雰囲気は、被接合材の酸化を防止するため
に非酸化性雰囲気で行なうことが必要であるが、真空中
に限らすＡｒガスでも十分な効果がある。
に非酸化性雰囲気で行なうことが必要であるが、真空中
に限らすＡｒガスでも十分な効果がある。
上記の加熱条件下では、被接合材表面が溶融し。
溶融後ＶｉＮｉ、ＣｏまたはＦｅに対するＢの親和力が
大きく、また相互の濡れ性も良好なため接合不良の少な
い良好な接合部が得られる。また接合面全域にＮｉ、
Ｂ、 Ｃｏ□Ｂ ｔたはＦｅ２Ｂが存在し、加熱により
接合面全域が溶融するため、接合時に荷重を加えなくと
も十分接合する。もつとも荷重を加えることによって、
より効果的に接合されることは言うまでもなく、この場
合０．３ ｋ ｇ／ｃｍ２以下の僅かの荷重で十分であ
る。
大きく、また相互の濡れ性も良好なため接合不良の少な
い良好な接合部が得られる。また接合面全域にＮｉ、
Ｂ、 Ｃｏ□Ｂ ｔたはＦｅ２Ｂが存在し、加熱により
接合面全域が溶融するため、接合時に荷重を加えなくと
も十分接合する。もつとも荷重を加えることによって、
より効果的に接合されることは言うまでもなく、この場
合０．３ ｋ ｇ／ｃｍ２以下の僅かの荷重で十分であ
る。
以下本発明の詳細を実施例を示して説明する。
実験に用いた材料はＮｉ基合金のｌＮ−７３８ＬＣで第
１表に化学組成を示した。
１表に化学組成を示した。
第１表
被接合材には巾９ｍｍ、長さ１３ ｒｒｆｎ、厚さ５＋
ａの試験片を用いた。Ｎｉ２Ｂを形成させる方法として
、粉末中に被接合材を埋めて加熱する固体法を利用した
。すなわち、１ｗ１０Ｂ−２，５ｗ１０ＮＨ４Ｃ１−残
Ａｔ２０゜の混合粉末中に被接合材を埋め６５０〜９５
０Ｃで３．５時間Ａｒ雰囲気で加熱処理を行なった。処
理後Ｘ線回析で表面の形成物を同定し、また被接合材断
面から表面の形成物の厚さを測定した。その結果、表面
形成物は明らかにＮｉ２Ｂであシ、加熱処理温度とＮｉ
２Ｂ層の厚さとの関係は第１図のようであった。
ａの試験片を用いた。Ｎｉ２Ｂを形成させる方法として
、粉末中に被接合材を埋めて加熱する固体法を利用した
。すなわち、１ｗ１０Ｂ−２，５ｗ１０ＮＨ４Ｃ１−残
Ａｔ２０゜の混合粉末中に被接合材を埋め６５０〜９５
０Ｃで３．５時間Ａｒ雰囲気で加熱処理を行なった。処
理後Ｘ線回析で表面の形成物を同定し、また被接合材断
面から表面の形成物の厚さを測定した。その結果、表面
形成物は明らかにＮｉ２Ｂであシ、加熱処理温度とＮｉ
２Ｂ層の厚さとの関係は第１図のようであった。
次にこれらの試料を用いて接合を行なった。接合に先立
って試料表面を耐水エメリー紙の１０００番で軽く研摩
した。接合における加熱条件は温度１２００Ｃで１時間
保持である。接合雰囲気は真空（４Ｘ１０＝’ｌ’ｏｒ
ｒ）又はＡｒガス中である。接合後試料を切断して、パ
フ研摩し、光学顕微鏡にて未接合部長さを測定し、接合
率（％）を算出した。
って試料表面を耐水エメリー紙の１０００番で軽く研摩
した。接合における加熱条件は温度１２００Ｃで１時間
保持である。接合雰囲気は真空（４Ｘ１０＝’ｌ’ｏｒ
ｒ）又はＡｒガス中である。接合後試料を切断して、パ
フ研摩し、光学顕微鏡にて未接合部長さを測定し、接合
率（％）を算出した。
第２表にそれらの結果をまとめて示した。なお、第１図
に示したＮｉ２Ｂ層の厚さと第２表で具体的に示した接
合試料のＮｉ、 ３３層の厚さが異るのは、上述したよ
うに接合に先立ってＮｉ２Ｂ層を耐水エメリー紙で研摩
したためである。なおＮｉとＮｉ３Ｂとの共晶点け１０
８０ｔ：’である。
に示したＮｉ２Ｂ層の厚さと第２表で具体的に示した接
合試料のＮｉ、 ３３層の厚さが異るのは、上述したよ
うに接合に先立ってＮｉ２Ｂ層を耐水エメリー紙で研摩
したためである。なおＮｉとＮｉ３Ｂとの共晶点け１０
８０ｔ：’である。
第２表より明らかなように被接合材表面にＮｉ２Ｂを形
成させておくと、極めて良好な接合状態を示した。一方
、接合率に及ぼす接合雰囲気の影響は真空中とＡｒガス
中で賦香ａ、ｂを比較すると大差がなかったが、賦香ｆ
、ｇ、ｈのＡｒガス雰囲気で接合したものは９８〜９９
％の接合率を示している。
成させておくと、極めて良好な接合状態を示した。一方
、接合率に及ぼす接合雰囲気の影響は真空中とＡｒガス
中で賦香ａ、ｂを比較すると大差がなかったが、賦香ｆ
、ｇ、ｈのＡｒガス雰囲気で接合したものは９８〜９９
％の接合率を示している。
また、接合率に及ぼす荷重の影響についてけｂとＣある
いＨｄとｅとの比較から知られるように荷重を加えたｂ
及びｄの場合に接合率が向上していることが解る。しか
し、荷重を０．３ ｋ ｇ／ｃｍ２以上加えても接合率
は改善されず、また、被接合材の変形をまねくのセ、０
．３ｋｇＺ肩２以上の荷重を力ｌえることは好ましくな
い。
いＨｄとｅとの比較から知られるように荷重を加えたｂ
及びｄの場合に接合率が向上していることが解る。しか
し、荷重を０．３ ｋ ｇ／ｃｍ２以上加えても接合率
は改善されず、また、被接合材の変形をまねくのセ、０
．３ｋｇＺ肩２以上の荷重を力ｌえることは好ましくな
い。
以上のように本発明によれば、被接合材の被接合面に予
めＮｉ２Ｂなどの金属間化合物Ｍ２ Ｂが形成され、ま
たこれらの被接材を合せて加熱するので特に複雑な形状
の合金の接合に有効であり、しかも接合不良の少ない接
合部を得ることができる。
めＮｉ２Ｂなどの金属間化合物Ｍ２ Ｂが形成され、ま
たこれらの被接材を合せて加熱するので特に複雑な形状
の合金の接合に有効であり、しかも接合不良の少ない接
合部を得ることができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、Ｎｉ基、Ｃｏ基またはＦｅ基の合金表面にそれぞれ
Ｎｉ、ＣｏまたはＦｅとＢとの金属間化合物層を形成さ
せたことを特徴とする被接合体。 ２、前記金属間化合物層はＭ、 Ｂ （Ｎｉ２Ｂ、 ｃ
ｏ、１３゜ＦｅｔＢ）である特許請求の範囲第１項記載
の被接合体。 ３、金属間化合物層が、４〜１００μｍであることを特
徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の被接合
体。 ４、Ｎｉ基、Ｃｏ基またはＦｅ基の合金同志を接合する
方法において、前記合金の少なくとも一方の被接合面Ｖ
ｃＮｉ、（：：ｏまたはＦｅとＢとの金属間化合物層を
形成させた後、両方の合金の被接合面を接触させて加熱
し、接合することを特徴とする接合法。 ５、金属間化合物層が、４〜１００μｍである特許請求
の範囲第４項記載の接合法。 ６、両方の合金の接合が、非酸化性雰囲気中で行なわれ
る特許請求の範囲第４項記載の接合法。 ７、両方の合金の加熱時に、０．３ ｋｇ／ｃｒｎ２以
下の圧力を加える特許請求の範囲第４項記載の接合法。 ８、Ｎｉ基合金の接合時の加熱温度を、Ｎｉと前記金属
間化合物との共晶点以上、Ｎｉ基合金の融点より低い温
度範囲とする特許請求の範囲第４項記載の接合法。 ９、 ＣＯ基合金の接合時の加熱温度を、Ｃｏと前記金
属間化合物との共晶点以上、ＣＯ基合金の融点より低い
温度範囲とする特許請求の範囲第４項記載の接合法。 １０、Ｆｅ基合金の接合時の加熱温度を、Ｆｅと前記金
属間化合物との共晶点以上、Ｆｅ基合金の融点より低い
温度範囲とする特許請求の範囲第４項記載の接合法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16710281A JPS5868489A (ja) | 1981-10-21 | 1981-10-21 | 被接合体およびその接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16710281A JPS5868489A (ja) | 1981-10-21 | 1981-10-21 | 被接合体およびその接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5868489A true JPS5868489A (ja) | 1983-04-23 |
| JPH0147277B2 JPH0147277B2 (ja) | 1989-10-13 |
Family
ID=15843460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16710281A Granted JPS5868489A (ja) | 1981-10-21 | 1981-10-21 | 被接合体およびその接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5868489A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58154476A (ja) * | 1982-03-10 | 1983-09-13 | Hitachi Ltd | 拡散接合法 |
| US4494287A (en) * | 1983-02-14 | 1985-01-22 | Williams International Corporation | Method of manufacturing a turbine rotor |
| JPS60166183A (ja) * | 1984-02-06 | 1985-08-29 | Taiho Kogyo Co Ltd | 摺動材料とその製造方法 |
| JPS6464840A (en) * | 1987-09-04 | 1989-03-10 | Taiho Kogyo Co Ltd | Sliding member |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102560332B (zh) * | 2012-03-14 | 2013-07-17 | 陈唯明 | 在低碳钢磨段表面形成渗硼共晶层的渗硼剂及其处理工艺 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3678570A (en) * | 1971-04-01 | 1972-07-25 | United Aircraft Corp | Diffusion bonding utilizing transient liquid phase |
| JPS4913060A (ja) * | 1972-03-20 | 1974-02-05 | ||
| JPS5277854A (en) * | 1975-12-19 | 1977-06-30 | United Technologies Corp | Construct made by diffusion joining |
| JPS5813487A (ja) * | 1981-07-13 | 1983-01-25 | Hitachi Ltd | 拡散接合法 |
-
1981
- 1981-10-21 JP JP16710281A patent/JPS5868489A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US3678570A (en) * | 1971-04-01 | 1972-07-25 | United Aircraft Corp | Diffusion bonding utilizing transient liquid phase |
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| JPS58154476A (ja) * | 1982-03-10 | 1983-09-13 | Hitachi Ltd | 拡散接合法 |
| JPH0147278B2 (ja) * | 1982-03-10 | 1989-10-13 | Hitachi Ltd | |
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| JPS6464840A (en) * | 1987-09-04 | 1989-03-10 | Taiho Kogyo Co Ltd | Sliding member |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0147277B2 (ja) | 1989-10-13 |
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