JPS6067647A - 拡散接合用フィラ−メタル - Google Patents
拡散接合用フィラ−メタルInfo
- Publication number
- JPS6067647A JPS6067647A JP17626783A JP17626783A JPS6067647A JP S6067647 A JPS6067647 A JP S6067647A JP 17626783 A JP17626783 A JP 17626783A JP 17626783 A JP17626783 A JP 17626783A JP S6067647 A JPS6067647 A JP S6067647A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- filler metal
- atomic
- diffusion bonding
- joint
- metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/3053—Fe as the principal constituent
- B23K35/308—Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent
- B23K35/3086—Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent containing Ni or Mn
Landscapes
- 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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、オーステナイト系ステンレス鋼等カらなる母
材の拡ｉｉＩｌ接合用フィラーメタルに関し、更に詳し
くは、該母材と同等の金Ｌ１組６′２及び継手強度を有
する接合部を形成することのできるオーステナイト系ス
テンレス州に適した拡散１７｝０川フィラーメタルに関
する。
材の拡ｉｉＩｌ接合用フィラーメタルに関し、更に詳し
くは、該母材と同等の金Ｌ１組６′２及び継手強度を有
する接合部を形成することのできるオーステナイト系ス
テンレス州に適した拡散１７｝０川フィラーメタルに関
する。
一般に、金属の拡散接合法には．固１ロ拡′ｌ（Ｊｉ．
接合法と液相拡散接合法がある。前者は、被接合部材（
以下、母材という。）を相互に密消さ一１サて圧ブｊを
付加し直接接合させる方法である。この方法において母
材間の接合部の継手強度ｆｒ イυ材と回等にするため
には、母材をその接合面には＋＋ｉイドやクラックが生
じないように均一に密慴さ４１−”ること７５り必要で
ある。そのため、接合面に存在するｌｊｌＪ凸を塑性変
形させるに必要な圧力を付加しｆＦ（・月１，ばならな
い。
接合法と液相拡散接合法がある。前者は、被接合部材（
以下、母材という。）を相互に密消さ一１サて圧ブｊを
付加し直接接合させる方法である。この方法において母
材間の接合部の継手強度ｆｒ イυ材と回等にするため
には、母材をその接合面には＋＋ｉイドやクラックが生
じないように均一に密慴さ４１−”ること７５り必要で
ある。そのため、接合面に存在するｌｊｌＪ凸を塑性変
形させるに必要な圧力を付加しｆＦ（・月１，ばならな
い。
したがって、変形を１はけるべき母Ｈにこの方法を適用
することは不適当であり、更には、？’′ｉ）ｓｆｊκ
状の母材に対しては、接合面全体に均一な｝１ニカを付
加することは１秦的には非′片１にｌＩ：ｌ ！Ｉ→Ｃ
で，を、＋〕シ７）ｚも複雑な装置設備を要すること例
なってしえう。
することは不適当であり、更には、？’′ｉ）ｓｆｊκ
状の母材に対しては、接合面全体に均一な｝１ニカを付
加することは１秦的には非′片１にｌＩ：ｌ ！Ｉ→Ｃ
で，を、＋〕シ７）ｚも複雑な装置設備を要すること例
なってしえう。
一方、後者の液相拡散接合法は、母−材の接合面の間に
、通常、母相の融点よりその融点が低くしたがって母材
とはｌなった組成のフィラーメタルを介在させ、間接的
に接合する方法である。この方法の場合、接合時には該
フィラーメタルが一時的に液相になり、母材の接合面に
存在する凹凸を満たして母材を密備した状！２！！にす
るので、接合時にあって母材間に圧力全付加することは
ほとんど不要となる。
、通常、母相の融点よりその融点が低くしたがって母材
とはｌなった組成のフィラーメタルを介在させ、間接的
に接合する方法である。この方法の場合、接合時には該
フィラーメタルが一時的に液相になり、母材の接合面に
存在する凹凸を満たして母材を密備した状！２！！にす
るので、接合時にあって母材間に圧力全付加することは
ほとんど不要となる。
しかしながら、この方法の場合、用いるフィラーメタル
の組成は母材の組成とＩｒ！！なっているため。
の組成は母材の組成とＩｒ！！なっているため。
当然、得られた接合部の組成も母材のそれと異なったも
のとなりその継手強度も１号材のそれと嚢なったものと
なる。
のとなりその継手強度も１号材のそれと嚢なったものと
なる。
しだがって、この方法においては、母材と同等の継手強
度の接合部全Ｊ［ニ成するようなフィラーメタルの選定
が重要な問題となる。
度の接合部全Ｊ［ニ成するようなフィラーメタルの選定
が重要な問題となる。
Ｊｏｌ！在、液相拡散接合法に適しｐニア ４ジ−メタ
ルとしては、例えば、ニッケル（Ｎｉ）ｋ主成分とし、
ホウ素（Ｂ）、ケイ；（る（ＳＬ）、リンＣｌ’ ）の
ような融点低下元素を含有するものが知られでいる。
ルとしては、例えば、ニッケル（Ｎｉ）ｋ主成分とし、
ホウ素（Ｂ）、ケイ；（る（ＳＬ）、リンＣｌ’ ）の
ような融点低下元素を含有するものが知られでいる。
しかしながら、この材料は融点低下元素を含有している
ため非常に脆性であって延性に乏しいため、使用く適し
た形状、例えば箔のような形例加工することが困難であ
る。また、これら利料の粉末を有機バインダ（例えばア
クリロイドセメント）で結着してシートとして用いるこ
とも試みられているが、この場合、有機バインダの残渣
等により接合時に接合面にはボイド、クラックなどを発
生することがある。
ため非常に脆性であって延性に乏しいため、使用く適し
た形状、例えば箔のような形例加工することが困難であ
る。また、これら利料の粉末を有機バインダ（例えばア
クリロイドセメント）で結着してシートとして用いるこ
とも試みられているが、この場合、有機バインダの残渣
等により接合時に接合面にはボイド、クラックなどを発
生することがある。
一方、鉄（Ｆｅ ）を主成分とする鉄哨材ＦｌＱ液相拡
散接合において、フィラーメタルとして、上記したＮｌ
を主成分とするものを用いた場合、母材（鉄鋼材料）へ
のＮｉの拡散速度は、極めで小さいため、接合部にはＮ
ｌが残り易く、その結果、接合部の組成を母材と同等の
組成、すなわち、Ｉ”ｅ Ｉｃ ＊んだ組成にすること
が著しく困難となる。
散接合において、フィラーメタルとして、上記したＮｌ
を主成分とするものを用いた場合、母材（鉄鋼材料）へ
のＮｉの拡散速度は、極めで小さいため、接合部にはＮ
ｌが残り易く、その結果、接合部の組成を母材と同等の
組成、すなわち、Ｉ”ｅ Ｉｃ ＊んだ組成にすること
が著しく困難となる。
ここで、フェライト系耐熱ｊｉｌ・ｌのよりに、熱処理
により、焼入れ組織を得たのち使用に供される鉄鋼材料
に適するフィラーメタルが特開昭５７−１６７６７３に
開示されている。この技術は、 Ｆｅｔ主成分とじＣｒ
をθ〜２０原子％、ホウ素５〜２２原子％、ケイ素０〜
１２原子％、炭素０〜２０原子％を含むフィラーメタル
である。しかしながらこれは、オーステナイト相にて使
用されるオーステナイト系ステンレス鋼には不都合であ
る。
により、焼入れ組織を得たのち使用に供される鉄鋼材料
に適するフィラーメタルが特開昭５７−１６７６７３に
開示されている。この技術は、 Ｆｅｔ主成分とじＣｒ
をθ〜２０原子％、ホウ素５〜２２原子％、ケイ素０〜
１２原子％、炭素０〜２０原子％を含むフィラーメタル
である。しかしながらこれは、オーステナイト相にて使
用されるオーステナイト系ステンレス鋼には不都合であ
る。
しかるに、特開昭５３−８１４５８に開示されているよ
うなＮｉを主成分とする延性な非晶質合金については、
前述のように、接合部にＮｉが残り易い不都合が生じる
。
うなＮｉを主成分とする延性な非晶質合金については、
前述のように、接合部にＮｉが残り易い不都合が生じる
。
したがって、オーステナイト系ステンレス鋼の液相拡散
接合に適したフィラーメタルの開発は、現在強く望まれ
ている。
接合に適したフィラーメタルの開発は、現在強く望まれ
ている。
本発明は、箔の形で利用でき、均質でかつ延性に富み、
特にオーステナイト系ステンレス鋼の液相拡散接合に用
いて有用なフィラーメタルの提供を目的とする。
特にオーステナイト系ステンレス鋼の液相拡散接合に用
いて有用なフィラーメタルの提供を目的とする。
本発明のフィラーメタルは、Ｃｒ、：１６〜２８原子％
、Ｎｉ：６〜２２原子％、Ｂ：５〜２２原子％、Ｓｉ：
Ｏ〜１２原子％、Ｃ：０−１７原子％、Ｍｏ：０〜２原
子％、残部がＦｅ及び不可避不純物からなる組成である
ことを特徴とする。
、Ｎｉ：６〜２２原子％、Ｂ：５〜２２原子％、Ｓｉ：
Ｏ〜１２原子％、Ｃ：０−１７原子％、Ｍｏ：０〜２原
子％、残部がＦｅ及び不可避不純物からなる組成である
ことを特徴とする。
本発明のフィラーメタルは６〜２２原子％のＮｉをを含
み、接合部を母材と同等のメーステナ−１）相に保ち、
かつ、Ｆｅを主成分とするため、接合部釦Ｎｉに富む相
が形成されない。ＣｒとＭＯとは、目的とするオーステ
ナイト系ステンレス鋼に応じて添加量を決定することが
でき、その骨は、Ｃｒが１６〜２８原子％、 Ｍｏがθ
〜２原子％である。Ｎ１が６原子％未満である、あるい
はＣｒが１６原子％未満であると、接合部にマルテンサ
イトのような焼入れ組織が析出し、オーステナイト系ス
テン１ノス鋼トして適当でなくなるという事態が生ずる
。また、Ｎｉが２２原子％を越える。あるいはＣｒが２
８原子％を越えると、接合部組成が容易にオーステナイ
ト系ステンレス鋼と同等の組成とならない不都合が生じ
る。Ｍｏは、ＭＯを含むオーステナイト系ステンレス鋼
（例えば、８０８３１６など）の接合金目的とする場合
には、添加した方が良い。また、オーステナイト系ステ
ンレス鋼に含まれている添加元素、例えば、Ｔｉ 、Ｎ
ｂ 、Ｔａ場合によシＡｔ等については、液相拡散接合
時、接合部への拡散が容易例進行し、接合後の熱処理に
よっても接合部の組織は母材のそれと同等になることが
できる。
み、接合部を母材と同等のメーステナ−１）相に保ち、
かつ、Ｆｅを主成分とするため、接合部釦Ｎｉに富む相
が形成されない。ＣｒとＭＯとは、目的とするオーステ
ナイト系ステンレス鋼に応じて添加量を決定することが
でき、その骨は、Ｃｒが１６〜２８原子％、 Ｍｏがθ
〜２原子％である。Ｎ１が６原子％未満である、あるい
はＣｒが１６原子％未満であると、接合部にマルテンサ
イトのような焼入れ組織が析出し、オーステナイト系ス
テン１ノス鋼トして適当でなくなるという事態が生ずる
。また、Ｎｉが２２原子％を越える。あるいはＣｒが２
８原子％を越えると、接合部組成が容易にオーステナイ
ト系ステンレス鋼と同等の組成とならない不都合が生じ
る。Ｍｏは、ＭＯを含むオーステナイト系ステンレス鋼
（例えば、８０８３１６など）の接合金目的とする場合
には、添加した方が良い。また、オーステナイト系ステ
ンレス鋼に含まれている添加元素、例えば、Ｔｉ 、Ｎ
ｂ 、Ｔａ場合によシＡｔ等については、液相拡散接合
時、接合部への拡散が容易例進行し、接合後の熱処理に
よっても接合部の組織は母材のそれと同等になることが
できる。
Ｂは必須の要件でこれがないと本発明の所期の目的は得
られない。そして、その量は５〜２２原子％である。ま
た添加すると好適である組成としてｓｉ：ｏ〜１２原子
％、Ｃ：０〜１７原子％、Ｓｉ、Ｃ。
られない。そして、その量は５〜２２原子％である。ま
た添加すると好適である組成としてｓｉ：ｏ〜１２原子
％、Ｃ：０〜１７原子％、Ｓｉ、Ｃ。
ＢとＳｉ、ＵとＳｉとＣ：１７〜２２原子％等があり、
これらについてはいずれも上記に限定する範囲内で延性
がすぐれかつ非晶質フィ２−が容易に製造される。しか
し、この範囲を上限・下限のいずれにおいても越える場
合は、本発明の目的である延性にすぐれたフィシ−メタ
ルの形成が困難となって実用的でない。
これらについてはいずれも上記に限定する範囲内で延性
がすぐれかつ非晶質フィ２−が容易に製造される。しか
し、この範囲を上限・下限のいずれにおいても越える場
合は、本発明の目的である延性にすぐれたフィシ−メタ
ルの形成が困難となって実用的でない。
本発明のフィラーメタルは、常用の溶湯急冷法を適用し
て製造される。すなわち、目的とするフィラーメタルの
組成の溶融物を調製し、その溶融物を高速回転する急冷
用ドラムの上に噴出せしめて製造される。このとき、冷
却速度を少なくとも１０５℃／ ｓｅｃにすることが好
ましい。
て製造される。すなわち、目的とするフィラーメタルの
組成の溶融物を調製し、その溶融物を高速回転する急冷
用ドラムの上に噴出せしめて製造される。このとき、冷
却速度を少なくとも１０５℃／ ｓｅｃにすることが好
ましい。
このようにして、連続した箔で延性に否んだフィラーメ
タルが得られる。本発明のフィラーメタルの調製時、原
料Ｆｅに含まれるＳ 、 Ｓｉ 、融点を低下させるＢ
、８ｉ、Ｃ元素の組成領域が、本発明の範囲未満あるい
はそれを超える場合には延性に富む連続したフィラーメ
タルは得られない。また。
タルが得られる。本発明のフィラーメタルの調製時、原
料Ｆｅに含まれるＳ 、 Ｓｉ 、融点を低下させるＢ
、８ｉ、Ｃ元素の組成領域が、本発明の範囲未満あるい
はそれを超える場合には延性に富む連続したフィラーメ
タルは得られない。また。
微量の不純物が不可避的に含まれてくるが、これら不純
物は、本発明の効果に影響を与えることはない。
物は、本発明の効果に影響を与えることはない。
母材１，１′として、第１図に示す如＜ １８Ｃｒ−８
Ｎｉステンレス鋼を用意した。この銅は、ＪＩＳ規格で
ＳＵＳ ３０４に相当する組成を有するオーステナイト
系ステンレス鋼である。
Ｎｉステンレス鋼を用意した。この銅は、ＪＩＳ規格で
ＳＵＳ ３０４に相当する組成を有するオーステナイト
系ステンレス鋼である。
まず、この材料母材ｊ、１′を平行部６ｍφのクリープ
試験片に加工し、接合面を６００香工メリー紙で研磨し
たのち、トリクレンとアセトンで脱脂、洗浄した。
試験片に加工し、接合面を６００香工メリー紙で研磨し
たのち、トリクレンとアセトンで脱脂、洗浄した。
つぎに、溶湯急冷法で、Ｂ：１７原子％、Ｃｒ：１６原
子％、Ｎｉ’ ： ６原子％、Ｆｅ ：残部の実施例（
厚み３５μｍ ）および、Ｂ：１７原子％、Ｃｒ ：１
４原子％、Ｆｅ ２原子％、Ｎｉ：残部の比較例（厚み
４０μｍ）のフィラーメタル（２）を調整した。
子％、Ｎｉ’ ： ６原子％、Ｆｅ ：残部の実施例（
厚み３５μｍ ）および、Ｂ：１７原子％、Ｃｒ ：１
４原子％、Ｆｅ ２原子％、Ｎｉ：残部の比較例（厚み
４０μｍ）のフィラーメタル（２）を調整した。
試験片の接合面に、実施例及び比較例のフィラーメタル
（２）を挿入し、２Ｘ１０ ”ｌ’ｏｒｒの真空ホット
プレス中にセットして、１０Ｋｇ／ｃａの圧力下で１２
００℃１０分間保持した。
（２）を挿入し、２Ｘ１０ ”ｌ’ｏｒｒの真空ホット
プレス中にセットして、１０Ｋｇ／ｃａの圧力下で１２
００℃１０分間保持した。
その後、アルゴン雰囲気中で、１１８０℃で１ｈおよび
８ｈの拡散熱処理を施した。
８ｈの拡散熱処理を施した。
８ｈ拡散熱処理を施した２組の接合部につき、Ｘ線マイ
クロアナライザで元素分析したところ、第２図（実施例
）、第３図（比較例）に示すように実施例のフィラーメ
タルを用いた接合部はＣｒ。
クロアナライザで元素分析したところ、第２図（実施例
）、第３図（比較例）に示すように実施例のフィラーメ
タルを用いた接合部はＣｒ。
Ｎｉ、Ｆｅいずれの１直もげ栃と同等であった。
一方比較例のフィラーメタルを用いた接合部は母材との
なじみは良好で、ボイド、クラックは存在しないが、そ
の組成はＮｉに富んでいた。
なじみは良好で、ボイド、クラックは存在しないが、そ
の組成はＮｉに富んでいた。
更にクリープ破断試験を行なった結果を第４図に示す。
なお図中（ａ）は実施例を、（ｂ）は比較例をそれぞれ
示す。第４図の如く平均破断１１；′ｉ間は母材と同等
の組成が得られる、実施例のフィラーメタルを用いた接
合部の破断時間がいずわも長かった。
示す。第４図の如く平均破断１１；′ｉ間は母材と同等
の組成が得られる、実施例のフィラーメタルを用いた接
合部の破断時間がいずわも長かった。
以上の説明で明らかなように、本発明の拡散接合用フィ
ラーメタルは、オーステナイト系ステンレス鋼の液相拡
散接合に適用したとき、その接合部を母材と同等にでき
、したがって継手強度も同等にできる。しかも扇状ヤあ
るため、きわめて実用的でちゃ、その１卆的価値は大で
ある。
ラーメタルは、オーステナイト系ステンレス鋼の液相拡
散接合に適用したとき、その接合部を母材と同等にでき
、したがって継手強度も同等にできる。しかも扇状ヤあ
るため、きわめて実用的でちゃ、その１卆的価値は大で
ある。
第１図は拡散接合例を示す断面図。
第２図は実施例による接合部のＸ、神マイクロアナライ
ザによる線分析結果を示す曲部ｉ！ ［；ａ。 第３図は比較例による接合部のＸ線マイクロアナライザ
による線分析結果を示す曲線１シ（。 第４図は実施例及び比較例の特性９Ｑを示す曲線図。 代理人弁理士 則近憲佑（他１名） ＠１図 第２図 □ｙ巨山釦 第 ３ 図 □距離
ザによる線分析結果を示す曲部ｉ！ ［；ａ。 第３図は比較例による接合部のＸ線マイクロアナライザ
による線分析結果を示す曲線１シ（。 第４図は実施例及び比較例の特性９Ｑを示す曲線図。 代理人弁理士 則近憲佑（他１名） ＠１図 第２図 □ｙ巨山釦 第 ３ 図 □距離
Claims (3)
- （１）クロム：１６〜２８原子％、ニッケル＝６〜２２
原子％、ホウ素：５〜２２原子％、ケイ素：０〜１２原
子％、炭素０〜１７原子％、モリブデン二〇〜２原子％
、残部が鉄および不可避不純物から成る組成であること
を特徴とする拡散接合用フィラーメタル。 - （２）ホウ素とケイ素との合計含量が、１７〜２２原子
％である事を特徴とする特許 記載の拡散接合用フィラーメタル。 - （３）ホウ素とケイ素と炭素との合計含量が，１７〜２
２原子％である事を特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の拡散接合用フィラーメタル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17626783A JPS6067647A (ja) | 1983-09-26 | 1983-09-26 | 拡散接合用フィラ−メタル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17626783A JPS6067647A (ja) | 1983-09-26 | 1983-09-26 | 拡散接合用フィラ−メタル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6067647A true JPS6067647A (ja) | 1985-04-18 |
Family
ID=16010579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17626783A Pending JPS6067647A (ja) | 1983-09-26 | 1983-09-26 | 拡散接合用フィラ−メタル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6067647A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0342545A1 (de) * | 1988-05-20 | 1989-11-23 | Lonza Ag | Fe-Cr-Ni-B-SiC-Lötfolie |
| JP2008119744A (ja) * | 2006-01-31 | 2008-05-29 | Nippon Steel Corp | 液相拡散接合用合金 |
| JP2013018009A (ja) * | 2011-07-07 | 2013-01-31 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | 液相拡散接合用のＦｅ系合金 |
| JP2013018007A (ja) * | 2011-07-07 | 2013-01-31 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | 液相拡散接合用Ｎｉ系合金 |
| JP2013018006A (ja) * | 2011-07-07 | 2013-01-31 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | 液相拡散接合用Ｆｅ系合金 |
-
1983
- 1983-09-26 JP JP17626783A patent/JPS6067647A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0342545A1 (de) * | 1988-05-20 | 1989-11-23 | Lonza Ag | Fe-Cr-Ni-B-SiC-Lötfolie |
| JP2008119744A (ja) * | 2006-01-31 | 2008-05-29 | Nippon Steel Corp | 液相拡散接合用合金 |
| JP2013018009A (ja) * | 2011-07-07 | 2013-01-31 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | 液相拡散接合用のＦｅ系合金 |
| JP2013018007A (ja) * | 2011-07-07 | 2013-01-31 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | 液相拡散接合用Ｎｉ系合金 |
| JP2013018006A (ja) * | 2011-07-07 | 2013-01-31 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | 液相拡散接合用Ｆｅ系合金 |
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