JPS5895670A - 窒化珪素セラミツクスと金属との接合方法 - Google Patents
窒化珪素セラミツクスと金属との接合方法Info
- Publication number
- JPS5895670A JPS5895670A JP19152281A JP19152281A JPS5895670A JP S5895670 A JPS5895670 A JP S5895670A JP 19152281 A JP19152281 A JP 19152281A JP 19152281 A JP19152281 A JP 19152281A JP S5895670 A JPS5895670 A JP S5895670A
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- Japan
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- silicon nitride
- metal
- alloy
- nitride ceramic
- ceramic
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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、窒化珪素セラミックスと金属との接合方法に
関するものである。
関するものである。
従来、金属４１に耐熱金属と窒化珪素セラミックス間の
接合を、互いの強度をそれ程損わずに接合する技術はな
かった。
接合を、互いの強度をそれ程損わずに接合する技術はな
かった。
本発明は％接合すべき被接合材の強度特性を一持できる
ようにした窒化珪素セラミックスと金属との新規な接合
方法を提供することを目的とする。
ようにした窒化珪素セラミックスと金属との新規な接合
方法を提供することを目的とする。
本発明は、Ｃｒ−Ｎｉ −Ｆｅ −ｈｈ−Ｓｉ系合金を
窒化珪素セラミックス表面に融着させる工程と、該窒化
珪素セラミックスの融着表面と被接合金属の表面とを接
触させて拡散接合する工程とからなることを特徴とする
窒化珪素セラミックスと金属との接合方法である。
窒化珪素セラミックス表面に融着させる工程と、該窒化
珪素セラミックスの融着表面と被接合金属の表面とを接
触させて拡散接合する工程とからなることを特徴とする
窒化珪素セラミックスと金属との接合方法である。
本発明において使用されるＣｒ−Ｎｉ−Ｆｅ−庵−ＳＩ
系合金は、窒化珪素（Ｓ輸ル）セラミックスおよび接合
すべき金属に対するぬれ性が良好であシ、融着時にセラ
ミックス表面に＃合金系の珪化物を生成し、そして被接
合金属と拡散接合して金属結合を形成して、セラきツク
スと金属とに強固な結合を形成するものである。この合
金の各成分のうち、Ｓｉ、 Ｍｎは相手セラミックスと
のぬれ性の作用で、またＣｒ、 Ｎｉ、Ｆｅ、 Ｍｌｌ
は相手金属と＜ Ｋ Ｎｉ、Ｃｒベースの耐熱金属との
ぬれ性および拡散接合性を考直して含まれるもので、溶
融温度範囲、ぬれ性、拡散接合性などを考慮して、重量
比でｃｒｔｓ 〜２５％、 Ｎｉ４〜Ｉ ＩＩ ｌｂ、
Ｍｏｎｏ 〜２０１１、Ｓｉ２Ｎ３−および残部をＦｅ
とした組成割合とするととが合理的である。
系合金は、窒化珪素（Ｓ輸ル）セラミックスおよび接合
すべき金属に対するぬれ性が良好であシ、融着時にセラ
ミックス表面に＃合金系の珪化物を生成し、そして被接
合金属と拡散接合して金属結合を形成して、セラきツク
スと金属とに強固な結合を形成するものである。この合
金の各成分のうち、Ｓｉ、 Ｍｎは相手セラミックスと
のぬれ性の作用で、またＣｒ、 Ｎｉ、Ｆｅ、 Ｍｌｌ
は相手金属と＜ Ｋ Ｎｉ、Ｃｒベースの耐熱金属との
ぬれ性および拡散接合性を考直して含まれるもので、溶
融温度範囲、ぬれ性、拡散接合性などを考慮して、重量
比でｃｒｔｓ 〜２５％、 Ｎｉ４〜Ｉ ＩＩ ｌｂ、
Ｍｏｎｏ 〜２０１１、Ｓｉ２Ｎ３−および残部をＦｅ
とした組成割合とするととが合理的である。
この合金を窒化珪素セラミックスに融着する工程は、窒
素ガス、アルゴンガスなどの不活性雰ｍ気中で、使用合
金に適する一度で加熱溶融させてセラミックス表面に融
着させる。
素ガス、アルゴンガスなどの不活性雰ｍ気中で、使用合
金に適する一度で加熱溶融させてセラミックス表面に融
着させる。
被接合金属は、使用する窒化珪素セラミックスとの関連
で相対的に決定されるものであるが、耐熱金属例えばＮ
ｉ−Ｃｒ系合金、Ｃｒ −Ｍｏ系合金は望ましい。また
窒化珪素セラミックスは通常の方法において焼結した焼
結体が使用でき、その形状等によって限定されない。
で相対的に決定されるものであるが、耐熱金属例えばＮ
ｉ−Ｃｒ系合金、Ｃｒ −Ｍｏ系合金は望ましい。また
窒化珪素セラミックスは通常の方法において焼結した焼
結体が使用でき、その形状等によって限定されない。
表面処理したセラミックスと金属とを接合する工程は、
窒素ガス、アルゴンガスなどの不活性雰囲気中で被接合
金属の表面と窒化珪素セラミックスの合金融着表面とを
密接させ、加熱処理して拡散接合させることによって行
われる。
窒素ガス、アルゴンガスなどの不活性雰囲気中で被接合
金属の表面と窒化珪素セラミックスの合金融着表面とを
密接させ、加熱処理して拡散接合させることによって行
われる。
この拡散接合時の温度は、使用する合金および相手普接
合材の種類によって異なるが、合金の溶融温度、その組
成変更および接合部の劣化（変態）などを考慮して、通
常９００〜１１５０℃で行う、！Ｉ合処理時間も、合金
および被接合材の種類によつて一定しないが、各々に適
した時間で行う。
合材の種類によって異なるが、合金の溶融温度、その組
成変更および接合部の劣化（変態）などを考慮して、通
常９００〜１１５０℃で行う、！Ｉ合処理時間も、合金
および被接合材の種類によつて一定しないが、各々に適
した時間で行う。
このよう１ｋＩｉ！合処理をすることによって、各々の
被接合材の強度特性を維持せしめた接合体を得ることが
できる。
被接合材の強度特性を維持せしめた接合体を得ることが
できる。
以下、実施例を挙げて本発明をさらに説明する。
実施例
図中、１は窒化珪素セフィックス製ガスタービンロータ
ーシャフトで、ハブ２とシャフト５が一体化され、シャ
フトの端部４が耐縫合金（クロムモリブデン鋼）製シャ
フト５の端部６と嵌合できるように断面十字状の形状と
なっている。Ｃｒｔ５〜２５９６． Ｎｉ４〜１ ａ
ｌｌ、Ｍｎ１０〜２０％。
ーシャフトで、ハブ２とシャフト５が一体化され、シャ
フトの端部４が耐縫合金（クロムモリブデン鋼）製シャ
フト５の端部６と嵌合できるように断面十字状の形状と
なっている。Ｃｒｔ５〜２５９６． Ｎｉ４〜１ ａ
ｌｌ、Ｍｎ１０〜２０％。
Ｓｉ２〜Ｓ−および残部をｒｅとする合金の扮末をロー
ターシャフト端部４の表面に塗布してアルゴン中で溶融
させて、溶融物の窒化珪素に対する良好な濡れ性を利用
して表面を覆った壁冷却する。冷却毅炉外へＷＩＬ出し
、融体処理表面を研摩加工して所定寸法とする。一方、
クロムモリブデン鋼のシャフト５の端部６をローターシ
ャフト端絡４と嵌合できる寸法形状としておき、アルゴ
ン雰囲気中、１０５０℃の温度で四−ターシャフト端部
４をシャフト５の端部６中に押し込んで嵌合させ、２時
間加熱して拡散接合させた・ 得られたタービンローター（接合体）の接合部（図中、
４と６の嵌合部）を５６０℃に加熱して４５．ＯＯＯｒ
ｐｍで５０時間運転したが、何ら構造上の欠陥を生じな
かった。
ターシャフト端部４の表面に塗布してアルゴン中で溶融
させて、溶融物の窒化珪素に対する良好な濡れ性を利用
して表面を覆った壁冷却する。冷却毅炉外へＷＩＬ出し
、融体処理表面を研摩加工して所定寸法とする。一方、
クロムモリブデン鋼のシャフト５の端部６をローターシ
ャフト端絡４と嵌合できる寸法形状としておき、アルゴ
ン雰囲気中、１０５０℃の温度で四−ターシャフト端部
４をシャフト５の端部６中に押し込んで嵌合させ、２時
間加熱して拡散接合させた・ 得られたタービンローター（接合体）の接合部（図中、
４と６の嵌合部）を５６０℃に加熱して４５．ＯＯＯｒ
ｐｍで５０時間運転したが、何ら構造上の欠陥を生じな
かった。
以上説明したように、本発明方法によれば、Ｃｒ−Ｎｉ
−Ｆｅ −Ｍｎ−Ｓｉ系合金によりて窒化珪素セラミ
ックスと金鵜とが強く結合するので、それぞれの被接合
材の強度特性を維持した接合体を得ることができ、工業
的な窒化珪素セラミックスと金属との接合方法として好
適である。特に本発明方法は、セラミックガスタービン
エンジン部材中の窒化珪素製ハブに耐熱金１Ｉ４ＩＩＩ
！軸棒を接合するのに好適である。
−Ｆｅ −Ｍｎ−Ｓｉ系合金によりて窒化珪素セラミ
ックスと金鵜とが強く結合するので、それぞれの被接合
材の強度特性を維持した接合体を得ることができ、工業
的な窒化珪素セラミックスと金属との接合方法として好
適である。特に本発明方法は、セラミックガスタービン
エンジン部材中の窒化珪素製ハブに耐熱金１Ｉ４ＩＩＩ
！軸棒を接合するのに好適である。
図線、本発明方法の一実施のｌ１１ｍを示す工程説明図
である。 図中、 １・・・窒化珪素製ローターシャフト ４・・・ローターシャフト端部 ５・・・耐熱合金製シャフト ６・・・耐熱合金製シャフト端部
である。 図中、 １・・・窒化珪素製ローターシャフト ４・・・ローターシャフト端部 ５・・・耐熱合金製シャフト ６・・・耐熱合金製シャフト端部
Claims (1)
- （１） Ｃｒ−Ｎｉ −Ｆｅ−鳩−８Ｉ系合金を窒化
珪素セラミックス表面に融着させる工程と、該窒化珪素
セラミックスの融着表面と被接合金属の表面とを接触さ
せて拡散接合する工程とからなることを特徴とする窒化
珪素セラミックスと金層との接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19152281A JPH0233677B2 (ja) | 1981-11-28 | 1981-11-28 | Chitsukakeisoseramitsukusutokinzokutonosetsugohoho |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19152281A JPH0233677B2 (ja) | 1981-11-28 | 1981-11-28 | Chitsukakeisoseramitsukusutokinzokutonosetsugohoho |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5895670A true JPS5895670A (ja) | 1983-06-07 |
| JPH0233677B2 JPH0233677B2 (ja) | 1990-07-30 |
Family
ID=16276055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19152281A Expired - Lifetime JPH0233677B2 (ja) | 1981-11-28 | 1981-11-28 | Chitsukakeisoseramitsukusutokinzokutonosetsugohoho |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0233677B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59223280A (ja) * | 1983-06-02 | 1984-12-15 | 日本特殊陶業株式会社 | セラミツクと金属の接合方法 |
| EP0146024A2 (en) * | 1983-12-14 | 1985-06-26 | Hitachi, Ltd. | Method for bonding ceramics to metals |
| US4624404A (en) * | 1983-12-19 | 1986-11-25 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Method for bonding ceramics and metals |
| US4784313A (en) * | 1986-03-14 | 1988-11-15 | Kernforschungsanlage Julich Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung | Method for bonding silicon carbide molded parts together or with ceramic or metal parts |
-
1981
- 1981-11-28 JP JP19152281A patent/JPH0233677B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59223280A (ja) * | 1983-06-02 | 1984-12-15 | 日本特殊陶業株式会社 | セラミツクと金属の接合方法 |
| EP0146024A2 (en) * | 1983-12-14 | 1985-06-26 | Hitachi, Ltd. | Method for bonding ceramics to metals |
| JPS60127271A (ja) * | 1983-12-14 | 1985-07-06 | 株式会社日立製作所 | 非酸化物系セラミックスと鋼との接合方法 |
| JPH0362670B2 (ja) * | 1983-12-14 | 1991-09-26 | Hitachi Ltd | |
| US4624404A (en) * | 1983-12-19 | 1986-11-25 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Method for bonding ceramics and metals |
| US4784313A (en) * | 1986-03-14 | 1988-11-15 | Kernforschungsanlage Julich Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung | Method for bonding silicon carbide molded parts together or with ceramic or metal parts |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0233677B2 (ja) | 1990-07-30 |
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