JPS60177992A - ポ−ラス部材の接合方法および製品 - Google Patents
ポ−ラス部材の接合方法および製品Info
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- JPS60177992A JPS60177992A JP59033748A JP3374884A JPS60177992A JP S60177992 A JPS60177992 A JP S60177992A JP 59033748 A JP59033748 A JP 59033748A JP 3374884 A JP3374884 A JP 3374884A JP S60177992 A JPS60177992 A JP S60177992A
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- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C33/0242—Making ferrous alloys by powder metallurgy using the impregnating technique
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
- B22F7/002—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of porous nature
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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
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- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
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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
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- B23K35/308—Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ポーラス部材の接合方法および部品に関し、
更に詳細には、ポーラスな金織部材に対して拡散性のす
ぐれた元素を構成要素として含む共晶合金、を含む金属
材料をろう材として使用することを特徴とする接合方法
および製品に関する。
更に詳細には、ポーラスな金織部材に対して拡散性のす
ぐれた元素を構成要素として含む共晶合金、を含む金属
材料をろう材として使用することを特徴とする接合方法
および製品に関する。
焼結合金のようなポーラス部材を接合する方法としては
、圧粉体と圧粉体、または圧粉体と焼結体とを嵌合して
おき、加熱焼結して接合する方法、溶接する方法、包晶
反応を利用して、ろう材で接合する方法などが知られて
いる。
、圧粉体と圧粉体、または圧粉体と焼結体とを嵌合して
おき、加熱焼結して接合する方法、溶接する方法、包晶
反応を利用して、ろう材で接合する方法などが知られて
いる。
固相焼結により接合する方法では、接合面に圧力を加え
て十分に密着させた状態で加熱する必要がある。そのた
めに適切な形状、加熱条件を必要とするので、この方法
は特定の部品の接合にしか適用することができず、一般
的なものとはいえない０ 溶接法では、被接合部材に気孔が存在するために、溶接
部に側泡や“果”などの欠陥が発生しやす（、信頼性に
之しい。
て十分に密着させた状態で加熱する必要がある。そのた
めに適切な形状、加熱条件を必要とするので、この方法
は特定の部品の接合にしか適用することができず、一般
的なものとはいえない０ 溶接法では、被接合部材に気孔が存在するために、溶接
部に側泡や“果”などの欠陥が発生しやす（、信頼性に
之しい。
旬晶反応を利用して、ろう材で接合する方法として現在
提案されている方法では、接合しようとする三部品の高
温時における固定が不十分であるため、メツシュベルト
式や、プッシャ一式の連続炉を使用するばあい、搬送装
置の振動や衡撃によって、三部品相互の位置ずれを起こ
すという欠点がある。
提案されている方法では、接合しようとする三部品の高
温時における固定が不十分であるため、メツシュベルト
式や、プッシャ一式の連続炉を使用するばあい、搬送装
置の振動や衡撃によって、三部品相互の位置ずれを起こ
すという欠点がある。
銅ろうや鋳ろうなど公知のろう材を用いてろう付けする
と、被接合部材の気孔中にろう材が浸入し、多量のろう
材を必要とし、しかもポーラス部材のり５孔がつぶされ
るため、ポーラス部材としての特性が失われてしまうと
いう欠点がある。又、十分圧強固な接合が得られない。
と、被接合部材の気孔中にろう材が浸入し、多量のろう
材を必要とし、しかもポーラス部材のり５孔がつぶされ
るため、ポーラス部材としての特性が失われてしまうと
いう欠点がある。又、十分圧強固な接合が得られない。
したがって本発明の目的は、上記従来法の欠点をもたな
い、ポーラス部材の接合方法を緯供することである。
い、ポーラス部材の接合方法を緯供することである。
本発明のもう７つの目的は、ポーラス部材としての特性
を保持した、ポーラス部材の接合製品を桿供することで
ある。
を保持した、ポーラス部材の接合製品を桿供することで
ある。
上記目的は、醪−ラスな金属部材に対して拡散性のすぐ
れた元素を構成要素として含む共晶合金、を含む金属利
料をろう材として使用することにより達成さイアる。
れた元素を構成要素として含む共晶合金、を含む金属利
料をろう材として使用することにより達成さイアる。
すなわち本発明は、少なくとも一方がポーラスなΩつの
金属部材を接合する方法において、ポーラスな金、（（
部材に対して拡散性のすぐれた元素を構成要素として含
む共晶合釡または共晶合金を生成する元素、を含む金属
材料をろう林として使用することを特徴とするポーラス
部材の接合方法、および、少（とも一方がポーラスなλ
つの金属部材を共晶合金からなる金属ろう材で接合して
なる金属製品であって、ポーラスな金属部材の接合面側
気孔のみに金属ろう材が充膚されており、かつ該気孔内
における金楠ろう材が、拡散性のすぐれた元素が減少し
て共晶関係がくずれた成分比率に賛化していることを特
徴とするポーラス部材の接合製品である。
金属部材を接合する方法において、ポーラスな金、（（
部材に対して拡散性のすぐれた元素を構成要素として含
む共晶合釡または共晶合金を生成する元素、を含む金属
材料をろう林として使用することを特徴とするポーラス
部材の接合方法、および、少（とも一方がポーラスなλ
つの金属部材を共晶合金からなる金属ろう材で接合して
なる金属製品であって、ポーラスな金属部材の接合面側
気孔のみに金属ろう材が充膚されており、かつ該気孔内
における金楠ろう材が、拡散性のすぐれた元素が減少し
て共晶関係がくずれた成分比率に賛化していることを特
徴とするポーラス部材の接合製品である。
本発明によれば、溶融した共晶合金がまず、ポーラス部
材の気孔中に浸入する。浸入した共晶合金を構成する元
素のなかで、ポーラスな金剛部材に対して拡散性のすぐ
れた元素は、ポーラスな金属部材中に拡散してゆく。こ
のため共晶合金とポーラスな金属部材との界面付近にお
いて共晶合金の共晶関係がくずれ、その結像高融点の面
相が生じて気孔を塞いでしまうため、溶融共晶合金がさ
らに気孔中に浸入することはできなくなる。こうして、
ポーラスな金顧部材は、接合面に隣接するわずかな部分
において気孔を塞がれるだけで、はとんどの気孔は塞が
れることな（、ｌ−たがって、ポーラスな部材としての
特性を保持したまま、強固に、冶金学的に接合される。
材の気孔中に浸入する。浸入した共晶合金を構成する元
素のなかで、ポーラスな金剛部材に対して拡散性のすぐ
れた元素は、ポーラスな金属部材中に拡散してゆく。こ
のため共晶合金とポーラスな金属部材との界面付近にお
いて共晶合金の共晶関係がくずれ、その結像高融点の面
相が生じて気孔を塞いでしまうため、溶融共晶合金がさ
らに気孔中に浸入することはできなくなる。こうして、
ポーラスな金顧部材は、接合面に隣接するわずかな部分
において気孔を塞がれるだけで、はとんどの気孔は塞が
れることな（、ｌ−たがって、ポーラスな部材としての
特性を保持したまま、強固に、冶金学的に接合される。
本発明において使用されるろう材は、圧粉体または有機
結合剤を用いてシート化した粉末成形体、粉末状、箔状
、板状、テープ状など、任矛の形態で使用することがで
きる。特に、粉末成形体が便利である。
結合剤を用いてシート化した粉末成形体、粉末状、箔状
、板状、テープ状など、任矛の形態で使用することがで
きる。特に、粉末成形体が便利である。
粉末成形体は、好ましくは粒度が７５０メツシユ以下の
合金粉末を、適量の有機結合剤と混合し、必要により加
熱しながら、加圧成形することにより容易につくること
ができる。また合金粉末と有機結合剤に、適量の溶剤を
加★て混練し、ロール圧延等によりシート化することも
できる。
合金粉末を、適量の有機結合剤と混合し、必要により加
熱しながら、加圧成形することにより容易につくること
ができる。また合金粉末と有機結合剤に、適量の溶剤を
加★て混練し、ロール圧延等によりシート化することも
できる。
シート状のろう材を用いてろう付けを行うばあい、接着
剤層を介してろう材を被接合部材の間にはさみ、接着固
定する。また、シート中に有機結合剤が含まれ、シート
が自己接着性を有するばあいは、接着剤層を設けること
なく、半成接合部材とろう材を直接に接着固定してもよ
い。
剤層を介してろう材を被接合部材の間にはさみ、接着固
定する。また、シート中に有機結合剤が含まれ、シート
が自己接着性を有するばあいは、接着剤層を設けること
なく、半成接合部材とろう材を直接に接着固定してもよ
い。
上記有機結合剤および接着剤として飼も適切なものは、
アクリル系樹脂、からなる粘着剤である。
アクリル系樹脂、からなる粘着剤である。
アクリル系樹脂としては、アクリル酸エステルおよびメ
タクリル酸エステルの沖合体および共重合体、又はこれ
らのエステルと共重合可能な官能基を持つ重合性単葉体
との共重合体が好ましい。
タクリル酸エステルの沖合体および共重合体、又はこれ
らのエステルと共重合可能な官能基を持つ重合性単葉体
との共重合体が好ましい。
アクリル系樹脂からなる粘着剤と、合金粉末との配合比
は、粘着剤を７０〜／重量％、合金粉末を９θ〜９９重
量％とすることが望ましい。粘着剤が７重量％より少な
いと、粘着性が不足してシートが脆化し、必要なシート
の可撓性を確保することができず、また、７０重量％よ
り多いと、樹脂分が過剰となって、ろう材層の中に気孔
、巣が多量に残るため接合が不十分となり好ましくない
。
は、粘着剤を７０〜／重量％、合金粉末を９θ〜９９重
量％とすることが望ましい。粘着剤が７重量％より少な
いと、粘着性が不足してシートが脆化し、必要なシート
の可撓性を確保することができず、また、７０重量％よ
り多いと、樹脂分が過剰となって、ろう材層の中に気孔
、巣が多量に残るため接合が不十分となり好ましくない
。
本発明方法を、鉄系のポーラス部材の接合に適用するば
あい、ろう材として好ましい共晶合金は、Ｆｅ −Ｍ
−Ｃ系の三元共晶合金である。Ｍとしては、Ｍｏ 、
Ｂ 、 Ｐ またはこれらの二種以上の混合物が好まし
い。特にＰは、Ｃと同様鉄系部材に対する拡散性が強い
ので好ましい。さらに、副次的な成分として、Ｃｒ 、
Ｖ ！ Ｗ ｒ Ｎｂ ｒ Ｔａ 、 ＴＩのうち少
なくとも一種を含むことが好ましい。すなわち、合金粉
末の一部が共晶合金を形成し、残部は、高融点の合金を
形成するようなものが好ましい。
あい、ろう材として好ましい共晶合金は、Ｆｅ −Ｍ
−Ｃ系の三元共晶合金である。Ｍとしては、Ｍｏ 、
Ｂ 、 Ｐ またはこれらの二種以上の混合物が好まし
い。特にＰは、Ｃと同様鉄系部材に対する拡散性が強い
ので好ましい。さらに、副次的な成分として、Ｃｒ 、
Ｖ ！ Ｗ ｒ Ｎｂ ｒ Ｔａ 、 ＴＩのうち少
なくとも一種を含むことが好ましい。すなわち、合金粉
末の一部が共晶合金を形成し、残部は、高融点の合金を
形成するようなものが好ましい。
さらに具体的には、粒度が／左θメツシュ以下であり、
Ｃ「７０．０〜７５．０重量％、副次的にＣ２Ｐ 、
Ｓｌ ＋ Ｓ ＊ Ｍｎ 、 Ｎｌ などの少なくとも
一種／、Ｓ重ｉｔ％以下、残部Ｆｅ からなるＦｅ −
Ｃｒ系合金粉末３０〜７０重量％と、粒度が７ｋＯメツ
シユ以下であり、Ｃ３，、！？−り、り重量％、Ｐ ／
、ｇ〜コ０ｇ重量％、Ｍｏ ３〜７２重量％、副次的に
Ｃｒ。
Ｃ「７０．０〜７５．０重量％、副次的にＣ２Ｐ 、
Ｓｌ ＋ Ｓ ＊ Ｍｎ 、 Ｎｌ などの少なくとも
一種／、Ｓ重ｉｔ％以下、残部Ｆｅ からなるＦｅ −
Ｃｒ系合金粉末３０〜７０重量％と、粒度が７ｋＯメツ
シユ以下であり、Ｃ３，、！？−り、り重量％、Ｐ ／
、ｇ〜コ０ｇ重量％、Ｍｏ ３〜７２重量％、副次的に
Ｃｒ。
Ｓｌ 、 Ｓ 、 Ｍｎ 、 Ｎｌ のうち少なくとも
一種４を重−１ｅｔ％以下、残部Ｆｅ からなるＦｅ
−Ｃ−Ｐ −Ｍｏ系合金粉末７θ〜３０重量％とからな
る合金粉末混合物が好ましい。この混合合金粉末９０〜
９９市景％と、前記アクリル系樹脂粘着剤７０〜／ Ｉ
ｌｊ’量％を混合し、アセトン、トルエン等の溶剤を適
量加えて混練し、ロール圧延等によりシート化して、粉
末シート状のろう材をつくる。
一種４を重−１ｅｔ％以下、残部Ｆｅ からなるＦｅ
−Ｃ−Ｐ −Ｍｏ系合金粉末７θ〜３０重量％とからな
る合金粉末混合物が好ましい。この混合合金粉末９０〜
９９市景％と、前記アクリル系樹脂粘着剤７０〜／ Ｉ
ｌｊ’量％を混合し、アセトン、トルエン等の溶剤を適
量加えて混練し、ロール圧延等によりシート化して、粉
末シート状のろう材をつくる。
このようにしてつくったろう材シートを、前述のとおり
、接着剤層を介して、あるいは、介さずに、被接合部材
の間にはさみ、押圧して、接着させる。接着剤層として
は、前記粘着剤として使用した、アクリル系樹脂と同一
組成の樹脂を使用するのが好ましい。このような接着剤
層は、粘着剤を適当な溶剤に溶解して塗布するか、ある
いは、シリコン１ｌＩｉｌｆ型紙等の基材にこのような
粘着剤溶液を塗布して溶剤を蒸発させてつくった粘着テ
ープを貼りつけることにより容易に形成することができ
る。
、接着剤層を介して、あるいは、介さずに、被接合部材
の間にはさみ、押圧して、接着させる。接着剤層として
は、前記粘着剤として使用した、アクリル系樹脂と同一
組成の樹脂を使用するのが好ましい。このような接着剤
層は、粘着剤を適当な溶剤に溶解して塗布するか、ある
いは、シリコン１ｌＩｉｌｆ型紙等の基材にこのような
粘着剤溶液を塗布して溶剤を蒸発させてつくった粘着テ
ープを貼りつけることにより容易に形成することができ
る。
次に、一体化したろう材と被接合部材を加熱焼成する。
加熱は、合金粉末の酸化および、粘着剤が使用されてい
るばあいには粘着剤の酸化を防止するため、窒素、アル
ゴン等の不活性ガス、水素等の還元性ガス、真空中等の
、非６タ化性零囲気中で行うことが必要である。
るばあいには粘着剤の酸化を防止するため、窒素、アル
ゴン等の不活性ガス、水素等の還元性ガス、真空中等の
、非６タ化性零囲気中で行うことが必要である。
昇温速度は１１ｔＯ℃／分以下とすることが好ましい。
ｌＩＯ℃／分より大きくすると、特に、粘着剤を使用し
ているばあいには、粘着剤中の低沸点成分が急激に揮発
するため、粉末シートが破損したり、接着面に気泡が発
生して、ろう材層と被接合部材とが剥離したり、位置ず
れを起こすことがあり、好ましくない。
ているばあいには、粘着剤中の低沸点成分が急激に揮発
するため、粉末シートが破損したり、接着面に気泡が発
生して、ろう材層と被接合部材とが剥離したり、位置ず
れを起こすことがあり、好ましくない。
ろう材が粘着剤を含んでいるばあい、または、接着剤層
を設けたばあいには、時給温度まで昇温する前に予備加
熱処理を行うことが望ましい。この加熱処理は、１５０
℃〜３ｇＯ℃、好ましくはコθθ℃〜３Ｓθ℃の温度で
、５分間以上行うこ熱分解重縮合反応を起こし、タール
ピッチ状物質を生成する。このタールピッチ状′吻質に
よって、３００℃以上においても合金粉末シートの重量
を保持するのに十分な接着力が維持される。したがって
、被処理物品の搬送中に、振動や衝撃が４女られても、
合金粉末シートは脱落したり、剥離したりすることがな
い。加熱処理温度が７３０℃より低いと、樹脂成分の熱
分解が十分に行われず、したがってタールピッチ状物質
の生成量が少な（、十分な接着力が得られない。一方、
加熱処理湿度が３ｇＯ℃より高いと、樹脂成分が急激に
分解し、このばあいにも、タールピッチ状物質の生成量
が少なく、十分な接着力が得られない。
を設けたばあいには、時給温度まで昇温する前に予備加
熱処理を行うことが望ましい。この加熱処理は、１５０
℃〜３ｇＯ℃、好ましくはコθθ℃〜３Ｓθ℃の温度で
、５分間以上行うこ熱分解重縮合反応を起こし、タール
ピッチ状物質を生成する。このタールピッチ状′吻質に
よって、３００℃以上においても合金粉末シートの重量
を保持するのに十分な接着力が維持される。したがって
、被処理物品の搬送中に、振動や衝撃が４女られても、
合金粉末シートは脱落したり、剥離したりすることがな
い。加熱処理温度が７３０℃より低いと、樹脂成分の熱
分解が十分に行われず、したがってタールピッチ状物質
の生成量が少な（、十分な接着力が得られない。一方、
加熱処理湿度が３ｇＯ℃より高いと、樹脂成分が急激に
分解し、このばあいにも、タールピッチ状物質の生成量
が少なく、十分な接着力が得られない。
予備加熱処理時間がＳ分間より短いばあいにも、タール
ピッチ状物質の生成が不十分であり、十分な接着力が得
られない。処理時間は、熱処理温度、粘着剤樹脂の種類
等によって適宜決定されるが、一般に７．２θ分間以上
保持することは不必要でありかつ不経済である。
ピッチ状物質の生成が不十分であり、十分な接着力が得
られない。処理時間は、熱処理温度、粘着剤樹脂の種類
等によって適宜決定されるが、一般に７．２θ分間以上
保持することは不必要でありかつ不経済である。
予備加熱処理したのち、ろう材の固相線湯度以上に加熱
昇温してろう付けを行う。このとき、情動した共晶合金
の成分のなかで、ポーラスな金属部材に対してすぐれた
枦Ｚ散性を有する成分がポーラスな金属部材中に拡散す
ると同時に、ポーラス金属中の主に鉄が共晶合金中へ拡
散する。このため、共晶合金の共晶関係がくずね、高劇
点の１−ｉｌ相を生じる。この胡１象を、ポーラスな全
類部材として、密度乙、左０ ？／ｃｒｌ、ＣＯ，グ重
量％、他部Ｆｅ からなるＦｅ 系焼結合金を、ろう材
として、上記Ｆｅ −Ｃｒ系合金粉末とＦｅ −Ｃ−Ｐ
−Ｍｏ糸金合金粉末混合物を、それぞれ用いたばあい（
実施例参照）を例にとり詳細に説明する。
昇温してろう付けを行う。このとき、情動した共晶合金
の成分のなかで、ポーラスな金属部材に対してすぐれた
枦Ｚ散性を有する成分がポーラスな金属部材中に拡散す
ると同時に、ポーラス金属中の主に鉄が共晶合金中へ拡
散する。このため、共晶合金の共晶関係がくずね、高劇
点の１−ｉｌ相を生じる。この胡１象を、ポーラスな全
類部材として、密度乙、左０ ？／ｃｒｌ、ＣＯ，グ重
量％、他部Ｆｅ からなるＦｅ 系焼結合金を、ろう材
として、上記Ｆｅ −Ｃｒ系合金粉末とＦｅ −Ｃ−Ｐ
−Ｍｏ糸金合金粉末混合物を、それぞれ用いたばあい（
実施例参照）を例にとり詳細に説明する。
第１図は、上記実施例によりつくられた接合部分の顕微
鏡写真である。この写真から明らかなように、ろう材の
共晶組織部分には、Ｃ＋ Ｐ ｒ Ｍ。
鏡写真である。この写真から明らかなように、ろう材の
共晶組織部分には、Ｃ＋ Ｐ ｒ Ｍ。
がリッチに分布している。この部分は、固相線調度１０
３θ℃以上に加熱すると溶融するが、他の部分は固相状
態に保たれるので、Ｆｅ−Ｃ−Ｐ−ＭＯ合金は全体とし
て半溶醋状態になる。一方、Ｆｅ −Ｃｒ系合金も固相
状性に保たれる。融液部は、Ｆｓ −Ｃ−Ｐ −Ｍｏ合
金の固相部、Ｆｅ −Ｃｒ系合金との濡れ性が白いため
、こわらの粉末粒子および結晶粒を被って、内部の気泡
を外部へ辿い出しながら、液相焼結が進行し、収縮して
、真密度に近づく。融液部はまた、ポーラスなＦｅ −
Ｃ系焼結部材の基地（マトリックス部）との濡れ性も均
く、合金化が進行すると同時に、ポーラスな部材の気孔
中へ浸入する。
３θ℃以上に加熱すると溶融するが、他の部分は固相状
態に保たれるので、Ｆｅ−Ｃ−Ｐ−ＭＯ合金は全体とし
て半溶醋状態になる。一方、Ｆｅ −Ｃｒ系合金も固相
状性に保たれる。融液部は、Ｆｓ −Ｃ−Ｐ −Ｍｏ合
金の固相部、Ｆｅ −Ｃｒ系合金との濡れ性が白いため
、こわらの粉末粒子および結晶粒を被って、内部の気泡
を外部へ辿い出しながら、液相焼結が進行し、収縮して
、真密度に近づく。融液部はまた、ポーラスなＦｅ −
Ｃ系焼結部材の基地（マトリックス部）との濡れ性も均
く、合金化が進行すると同時に、ポーラスな部材の気孔
中へ浸入する。
銅ろうや優ろう等のろう材では、前述のとおり、ろう材
が気孔中に浸透してしまうために、多量のろう利を必要
とする。これに対して、本発明のろう材では、ろう材自
身が完全に溶融することはなく、半溶融状態に保たれて
いる。すなわち、上四己例において、Ｆｅ−Ｃ−Ｐ−Ｍ
ｏの共晶組成部分のみが溶融状態にあり、共晶組成以外
の部分およびＦｅ −Ｃｒ合金部分は同相状態にあり、
溶融していない。したがって、ポーラスな部材の気孔中
には、この溶融状態の共晶組成部分のみが浸入する。と
ころが、共晶組成の融液がＩ−ラス部材の基地であるＦ
ｅ −Ｃ合金と接触すると、融液中の共晶成分のうち、
Ｃ、Ｐ 、 Ｍｏ が急速に基地中に拡散してゆく。又
、逆にポーラス部材中のＦｅ が共晶組成部分へ拡散す
る。ごのために共晶組成がくずれ、融点が上昇するため
、融液は凝固してしまう。その結果、連続した気孔（有
効槃孔）が封孔され、ろう材の融液部がさらに気孔中に
浸入することはできなくなる。
が気孔中に浸透してしまうために、多量のろう利を必要
とする。これに対して、本発明のろう材では、ろう材自
身が完全に溶融することはなく、半溶融状態に保たれて
いる。すなわち、上四己例において、Ｆｅ−Ｃ−Ｐ−Ｍ
ｏの共晶組成部分のみが溶融状態にあり、共晶組成以外
の部分およびＦｅ −Ｃｒ合金部分は同相状態にあり、
溶融していない。したがって、ポーラスな部材の気孔中
には、この溶融状態の共晶組成部分のみが浸入する。と
ころが、共晶組成の融液がＩ−ラス部材の基地であるＦ
ｅ −Ｃ合金と接触すると、融液中の共晶成分のうち、
Ｃ、Ｐ 、 Ｍｏ が急速に基地中に拡散してゆく。又
、逆にポーラス部材中のＦｅ が共晶組成部分へ拡散す
る。ごのために共晶組成がくずれ、融点が上昇するため
、融液は凝固してしまう。その結果、連続した気孔（有
効槃孔）が封孔され、ろう材の融液部がさらに気孔中に
浸入することはできなくなる。
以上のとおり、ポーラス材料とろう材は冶金学的に接合
されるので、接合強度は十分に大きく、側孔中へのろう
材の浸入は、接合表面近傍のみに限られるので、ろう材
の使用量も少ない。
されるので、接合強度は十分に大きく、側孔中へのろう
材の浸入は、接合表面近傍のみに限られるので、ろう材
の使用量も少ない。
本発明によれば、ポーラス材料を冶金学的に、したがっ
て十分な接合強度をもって接合することができ、しかも
ろう材の使用量が少なく、？−ラス部材の気孔をほとん
ど塞ぐことなくそのまま保持することができる。
て十分な接合強度をもって接合することができ、しかも
ろう材の使用量が少なく、？−ラス部材の気孔をほとん
ど塞ぐことなくそのまま保持することができる。
次の組成（重量％）：
Ｃｒ ＣＰ ３１ Ｓ ＭｎＮｌＦｅ
／、２．２．２ ００／’ｌ ００／ｇ Ｏ，７９０，
００３０，Ｏｇ Ｏ，Ｏｇ ３’Ｕ部を有し、粒度がス
θ０メツシュ以下のＦｅ −ｃｒ合金粉末５０重量％と
、次の組成（重量％）：ＣＰ Ｍｏ Ｃｒ Ｓｔ Ｓ
Ｍｎ ＮＩ Ｆｅ’７３ λｌＩ乙 ／θ４ ．２．７
．？ ０左、２ ０．０３７ ０．３７ ０．０３ 残
部を有し、粒度が２００メツシユ以下のＦｅ −Ｃ−Ｐ
−Ｍｏ 合°金粉末３０重量％との混合粉末９２容量％
（９７，７ｇ重量％）と、左θ容景部のトルエンに溶解
したアクリル系樹脂粘着剤（アクリル酸エステル−アク
リル酸共重合体）ｇ重量％（２，ｇ 、２型針％）とを
混練し、ロール圧延してＪｌみ／、Ｏｔｎｍの合金粉末
シートをつくった。
００３０，Ｏｇ Ｏ，Ｏｇ ３’Ｕ部を有し、粒度がス
θ０メツシュ以下のＦｅ −ｃｒ合金粉末５０重量％と
、次の組成（重量％）：ＣＰ Ｍｏ Ｃｒ Ｓｔ Ｓ
Ｍｎ ＮＩ Ｆｅ’７３ λｌＩ乙 ／θ４ ．２．７
．？ ０左、２ ０．０３７ ０．３７ ０．０３ 残
部を有し、粒度が２００メツシユ以下のＦｅ −Ｃ−Ｐ
−Ｍｏ 合°金粉末３０重量％との混合粉末９２容量％
（９７，７ｇ重量％）と、左θ容景部のトルエンに溶解
したアクリル系樹脂粘着剤（アクリル酸エステル−アク
リル酸共重合体）ｇ重量％（２，ｇ 、２型針％）とを
混練し、ロール圧延してＪｌみ／、Ｏｔｎｍの合金粉末
シートをつくった。
ｃ ｏ、ｌ１重量％、残部Ｆｅ からなり、密度乙、左
ｖ／ｃｎＩの、ポーラス焼結部材（接合部、１０ｎ渭φ
）を２個用意し、この間に、同材儂のアクリル系樹脂粘
着テープ（３０μｍ厚）を介して、前記合金粉末シート
をはさんで接着し、水素ガス零囲勿中、ｉｓ℃７分の昇
温速度で３００℃まで昇温し、この温度に３０分間保持
した。次に−１同じ昇温速度で／θ９０ ’Ｃまで昇温
し、この温度に２０分間保持したのち徐冷した。
ｖ／ｃｎＩの、ポーラス焼結部材（接合部、１０ｎ渭φ
）を２個用意し、この間に、同材儂のアクリル系樹脂粘
着テープ（３０μｍ厚）を介して、前記合金粉末シート
をはさんで接着し、水素ガス零囲勿中、ｉｓ℃７分の昇
温速度で３００℃まで昇温し、この温度に３０分間保持
した。次に−１同じ昇温速度で／θ９０ ’Ｃまで昇温
し、この温度に２０分間保持したのち徐冷した。
こうして得られた接合部の断面顕微鏡写真を第１図に示
す。すなわち第１図は本発明の合金粉末シート（ろう材
）を用いて接合した、接合部の横断面の顕微鏡写真であ
る。この図から、焼結部材を基にして、最表面部にろう
材のミクロ組織があり、次にこのろう材の中に含まれて
いる液相分が、焼結部材表面から０．３ ！ｆ； ｍｍ
程度溶浸しさらに拡散層ができていることにより、接゛
合が十分に行なわれていることが確認できる。
す。すなわち第１図は本発明の合金粉末シート（ろう材
）を用いて接合した、接合部の横断面の顕微鏡写真であ
る。この図から、焼結部材を基にして、最表面部にろう
材のミクロ組織があり、次にこのろう材の中に含まれて
いる液相分が、焼結部材表面から０．３ ！ｆ； ｍｍ
程度溶浸しさらに拡散層ができていることにより、接゛
合が十分に行なわれていることが確認できる。
第２図は、接合部の２次電子像を示す写真である。また
、第３図、第９図はろう材中のＭｏ 、 Ｐ等の元素が
焼結部制へ拡散している状態を示すＭ。
、第３図、第９図はろう材中のＭｏ 、 Ｐ等の元素が
焼結部制へ拡散している状態を示すＭ。
にα特性Ｘ線像写真とＰにα特性Ｘ線像写真である。こ
れらの図から、ＭＯ、Ｐ 等の元素は焼結部材中へ拡散
していることが確認できる。と同時に、Ｍｏ であれば
表面よりＱ、ｇｗ程度、Ｐであれば表面よりθ、乙ｍｍ
程度の拡散で止まっていることから、本ろう材は焼結部
材の内部までしみこまないことが確認できる。
れらの図から、ＭＯ、Ｐ 等の元素は焼結部材中へ拡散
していることが確認できる。と同時に、Ｍｏ であれば
表面よりＱ、ｇｗ程度、Ｐであれば表面よりθ、乙ｍｍ
程度の拡散で止まっていることから、本ろう材は焼結部
材の内部までしみこまないことが確認できる。
また、比較例として、鉋：材（３２５Ｃ）（接合面：１
０ｎ渭φ）を釧ろう付けしたものをつくり、実施例で作
成した試料の接合強度と比較した。本発明の、粉末シー
トを用いた試料の接合強度は、２に〜３ 、！； Ｋｇ
／ｍｍ２ であり、通常の方法により銀ろう付けした比
較例の試料の接合強度／Ｓ−り０Ｋｆ７Ｂ２ より高い
。銀ろう付けしたロッカーアームが実用化されているこ
とから、本発明方法による接合強度が実用上十分な強度
であることがわかる。
０ｎ渭φ）を釧ろう付けしたものをつくり、実施例で作
成した試料の接合強度と比較した。本発明の、粉末シー
トを用いた試料の接合強度は、２に〜３ 、！； Ｋｇ
／ｍｍ２ であり、通常の方法により銀ろう付けした比
較例の試料の接合強度／Ｓ−り０Ｋｆ７Ｂ２ より高い
。銀ろう付けしたロッカーアームが実用化されているこ
とから、本発明方法による接合強度が実用上十分な強度
であることがわかる。
第１図は本発明の合金粉末シート（ろう相）を用いて接
合した、接合部の横断面の顕＠鏡写貫である。 第２図は接合部のａ次市子像を示す写真である。 第３図および第７図はろう材中のＭｏ 、 ｐ 等の元
素が焼結部材へ拡散している状態を示すＭＯにα特性Ｘ
線像写真とＰＫα、特性Ｘ線像写真である。 第１図 （Ｘ １００） 第２図 第３図 ＋−９ｈ−ηｉぐ州すＱｘ臣２咽−チお嘴何ゲ＋＞−一
１−一一一一一一−−６−一−−一−−一−−−一−−
−−□特開口ＵＧＯ−１７７９９２（６） 第４図
合した、接合部の横断面の顕＠鏡写貫である。 第２図は接合部のａ次市子像を示す写真である。 第３図および第７図はろう材中のＭｏ 、 ｐ 等の元
素が焼結部材へ拡散している状態を示すＭＯにα特性Ｘ
線像写真とＰＫα、特性Ｘ線像写真である。 第１図 （Ｘ １００） 第２図 第３図 ＋−９ｈ−ηｉぐ州すＱｘ臣２咽−チお嘴何ゲ＋＞−一
１−一一一一一一−−６−一−−一−−一−−−一−−
−−□特開口ＵＧＯ−１７７９９２（６） 第４図
Claims (4)
- （１）少な（とも一方がポーラスなλつの金属部材を接
合する方法において、デーラスな金属部材に対して拡散
性のすぐれた元素を構成要素として含む共晶合金または
共晶合金を生成する合金、を含む金属材料をろう材とし
て使用することを特徴とする、ポーラス部材の接合方法
。 - （２）共晶合金が、Ｆｅ −Ｍ −Ｃ系共晶合金であり
、Ｍの主成分がＭｏ 、 Ｂ 、 Ｐ またはこれらの
Ω種以上の混合物であり、ポーラスな金属部材が鉄系金
属部材である、特許請求の範囲第１項記載の方法。 - （３） ろう材が、共晶合金粉末成形体である、特許請
求の範囲第１項記載の方法。 - （４） 少くとも一方がポーラスな２つの金属部材を共
晶合金からなる金属ろう材で接合してなる金属製品であ
って、ポーラスな金に部材の接合面側気孔のみに全勝ろ
う材が充填されており、かつ該気孔内における金属ろう
材が、拡散性のすぐれた元素が減少して共晶関係がくず
れた成分比率に変化していることを特徴とするポーラス
部材の接合製品。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59033748A JPS60177992A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | ポ−ラス部材の接合方法および製品 |
| DE19853506275 DE3506275A1 (de) | 1984-02-24 | 1985-02-22 | Verfahren zum verbinden von poroesen metallkoerpern und nach dem verfahren hergestelltes produkt |
| US07/009,094 US4690320A (en) | 1984-02-24 | 1987-01-29 | Method of bonding porous metallic members and product made by the method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59033748A JPS60177992A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | ポ−ラス部材の接合方法および製品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60177992A true JPS60177992A (ja) | 1985-09-11 |
| JPH0225702B2 JPH0225702B2 (ja) | 1990-06-05 |
Family
ID=12395036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59033748A Granted JPS60177992A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | ポ−ラス部材の接合方法および製品 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4690320A (ja) |
| JP (1) | JPS60177992A (ja) |
| DE (1) | DE3506275A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6453797A (en) * | 1987-06-01 | 1989-03-01 | Gen Electric | Alloy powder mixture for treating alloy |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH076026B2 (ja) * | 1986-09-08 | 1995-01-25 | マツダ株式会社 | 耐摩耗性に優れた鉄系焼結合金部材の製造法 |
| GB8821044D0 (en) * | 1988-09-08 | 1988-10-05 | Metal Box Plc | Method of bonding tool material to holder & tools made by method |
| DE4304391A1 (de) * | 1993-02-13 | 1994-08-18 | Schaeffler Waelzlager Kg | Verfahren zur Herstellung von Leichtbauteilen |
| JP3378139B2 (ja) * | 1996-03-19 | 2003-02-17 | 株式会社デンソー | はんだ付け用のフラックス |
| DE19703499C2 (de) * | 1997-01-31 | 2002-10-17 | Pierburg Ag | Drehkolbenpumpe |
| JP3740858B2 (ja) * | 1997-09-16 | 2006-02-01 | マツダ株式会社 | 接合金属部材及び該部材の接合方法 |
| JP3752830B2 (ja) * | 1998-03-31 | 2006-03-08 | マツダ株式会社 | 接合金属部材及び該部材の接合方法 |
| JP4045014B2 (ja) | 1998-04-28 | 2008-02-13 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 多結晶ダイヤモンド工具 |
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| JPS5722867A (en) * | 1980-07-16 | 1982-02-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Diffusion brazing method of steel |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1984
- 1984-02-24 JP JP59033748A patent/JPS60177992A/ja active Granted
-
1985
- 1985-02-22 DE DE19853506275 patent/DE3506275A1/de active Granted
-
1987
- 1987-01-29 US US07/009,094 patent/US4690320A/en not_active Expired - Fee Related
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| JPS6453797A (en) * | 1987-06-01 | 1989-03-01 | Gen Electric | Alloy powder mixture for treating alloy |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3506275C2 (ja) | 1988-12-29 |
| US4690320A (en) | 1987-09-01 |
| DE3506275A1 (de) | 1985-08-29 |
| JPH0225702B2 (ja) | 1990-06-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |