JPS59203780A - 非酸化物系セラミックス焼結体と金属部材との接合方法 - Google Patents

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】 し発明の技術分野］ 本発明は非酸化物系セラミックス焼結体と金属部材との
接合方法に関する。

［発明の技術的背景とイの問題点］ 従来より、セラミックス焼結体を金属部材に接合させる
方法としては、セラミックス焼結体表面にモリブデン−
マンガンペースト等を塗布し、還元雰囲気中で焼成して
金属化処理を施した後、ニッケルめっきを行ない、ろう
付けして金属部材と接合する方法が一般的である。この
方法はアルミナ等の酸化物系の場合は有効であるが、窒
化ケイ素系セラミックス焼結体等の非酸化物系の場合は
接合が不充分であった。また金属部材が鋼材の場合は低
湿ではほとんど拡散接合しないばかりか、接合のため高
温にあげると鋼材が接合時の加熱により劣化するという
問題があった。

ところで、窒化ケイ素系セラミックス焼結体や炭化ケイ
素系セラミックス焼結体は耐摩耗性や高温特性に優れて
いるので、自動車部品やガスタービン部品としての用途
が考えられており、そのためにも金属部材、特に鋼材と
の接合技術の確立が強く望まれている。

［発明の目的］ 本発明者らはこのような点に対処して鋭意研究を進めた
ところ、非酸化物系セラミックス焼結体の表面にアルミ
ナ層を形成すれば通常の方法により金属化処理を施すこ
とが可能であり、またこのアルミナ層の形成は非酸化物
系セラミックス焼結体表面にアルミニウムを被覆するか
、あるいはニッケルを被覆し、酸化して酸化ニッケル膜
を形成した後、アルミナを溶射することにより可能にな
ることを見出した。すなわち非酸化物系セラミックス焼
結体表面に直接アルミナ層を形成することは困難である
が、アルミニウムまたは酸化ニッケルを介すれば可能に
なることを見出した。

本発明はこのような知見に基づいてなされたもので、金
属部材との接合が困難である非酸化物系セラミックス焼
結体であってもアルミナ層を形成することにより汎用の
金属化処理技術を用いて金属部材との強固な接合体を与
えることのできる、非酸化物系セラミックス焼結体と金
属部材との接＝３− 合方法を提供することを目的とする。

［発明の概要］ すなわち本発明の第１の方法は、非酸化物系セラミック
ス焼結体の表面にアルミニウムを被覆した後、アルミナ
層を形成し、このアルミナ層に金属化処理を施して金属
部材と接合させることを特徴とし、第２の発明は、非酸
化物系セラミックス焼結体の表面にニッケルを被覆し、
このニッケルを酸化した後、アルミナ層を形成し、この
アルミナ層に金属化処理を施して金属部材と接合させる
ことを特徴とするものである。

本発明に使用する非酸化物系セラミックス焼結体として
は、窒化ケイ素セラミックス焼結体や炭化ケイ素セラミ
ックス焼結体等があげられ、また金属部材としては鋼材
やＮｉ合金等があげられる。

本発明方法においてアルミニウムの被覆方法は、プラズ
マ溶剣法あるいは物即蒸着法（ＰＶＤ法）等があげられ
、特に前者の方法が密着強度が大きいという点で好まし
い。また、ニッケルの被覆方法としては、プラズマ溶剣
法の他に電解めっき法４− あるいは無電解めっき法があげられる。

本発明においてアルミナ層を構成する成分としては、ア
ルミナの他にアルミナを主成分とするムライト（３△β
２０３・２ＳｉＯ２）、シリマナイト（Ａλ２０３・Ｓ
ｉ　０２　）等があげられ、これらはプラズマ溶射によ
りアルミナ系のセラミックス層を形成することができる
。

本発明において金属化処理としては、モリブデン−マン
ガンペースト等の塗布焼付けによる通常のメタライズ法
や銅を接触配置し、加熱により接合させて金属化させる
方法等があげられる。

次に本発明方法について説明する。

まず、非酸化物系セラミックス焼結体表面にアルミニウ
ムを被覆した後、アルミナ層を形成するか、非酸化物系
セラミックス焼結体表面にニッケルを被覆し、このニッ
ケルを酸化した後、アルミナ層を形成し、次いでこのア
ルミナ層に通常の金属化処理を施し、さらに必要に応じ
てニッケルめっき、ろう付けにより金属部材と接合させ
る。

［発明の実施例１ 次に本発明の実施例について説明する。

実施例１ 窒化ケイ素を主成分とするセラミックス焼結体の表面に
、厚さ５０　ｔｌｍでプラズマ溶射によりアルミニウム
を被覆し、さらにムライト（３ＡＪ！　２０３　・２Ｓ
ｉ　０２　）を厚さ３００　ｔｔ　ｍとなるようプラズ
マ溶射ににり被覆した。このアルミナ層に汎用のモリブ
デン−マンガンペーストを塗布し、弱還元雰囲気中で１
／１００℃で６０分間加熱して焼成することにより金属
化処理を行ない、次いでニッケルめっきを施した後、銀
−銅ろうを介して鋼材と接合させた。

接合強度は剪断強度で５．６ｋｇ／−であつｌ〔。

実施例２ 窒化ケイ素を主成分とする廿うミックス焼結体表面に電
解めっき法によりニッケルめっきを施し、次いで酸化雰
囲気中で１２００〜１３００℃で加熱して酸化ニッケル
膜を形成した。この酸化ニッケル膜の上にアルミナ懸濁
液を塗布し、焼成してアルミナ層を形成させた。

このアルミナ層に実施例１と同様に金属化処理を施して
鋼材ど接合したところ、接合強度は剪断強度で２．８ｋ
ｇ／■イであった。

［発明の効宋］ 以上説明したように本発明方法によれば、従来金属部材
との接合が困難であった非酸化物系セラミックス焼結体
にアルミナ層を形成することにより汎用の金属化処理が
可能となり、強固な金属部材との接合体を与えることが
できる。

代理人弁理士　　　須　山　佐　−

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）非酸化物系セラミックス焼結体の表面にアルミニ
   ウムを被覆した後、アルミナ層を形成し、このアルミナ
   層に金属化処理を施して金属部材と接合させることを特
   徴とする非酸化物系セラミツ、　クス焼結体と金属部材
   との接合方法。
2. （２）非酸化物系セラミックス焼結体は、窒化ケイ素系
   セラミックス焼結体である特許請求の範囲第１項記載の
   非酸化物系セラミックス焼結体と金属部材との接合方法
   。
3. （３）金属部材は、ｒ１４材である特許請求の範囲第１
   項または第２項記載の非酸化物系セラミックス焼結体と
   金属部材との接合方法。
4. （４）アルミニウムの被覆はプラズマ溶射により行なわ
   れる特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか１項
   記載の非酸化物系セラミックス焼結体と金属部材どの接
   合方法。
5. （５）非酸化物系セラミックス焼結体の表面にニッケル
   を被覆し、このニッケルを酸化した後、アルミナ層を形
   成し、このアルミナ層に金属化処理を施して金属部材と
   接合させることを特徴とする非酸化物系セラミックス焼
   結体と金属部材との接合方法。
6. （６）非酸化物系セラミックス焼結体は、窒化ケイ素系
   セラミックス焼結体である特許請求の範囲第５項記載の
   非酸化物系セラミックス焼結体と金属部材との接合方法
   。
7. （７）金属部材は、鋼材である特許請求の範囲第５項ま
   たは第６項記載の非酸化物系セラミックス焼結体と金属
   部材との接合方法。
8. （８）ニッケルの被覆はめっきにより行なわれる特許請
   求の範囲第５項ないし第７項のいずれか１項記載の非酸
   化物系セラミックス焼結体と金属部材との接合方法。