JPS61126992A - ジルコニアとステンレス鋼の接合用ろう材 - Google Patents
ジルコニアとステンレス鋼の接合用ろう材Info
- Publication number
- JPS61126992A JPS61126992A JP24804184A JP24804184A JPS61126992A JP S61126992 A JPS61126992 A JP S61126992A JP 24804184 A JP24804184 A JP 24804184A JP 24804184 A JP24804184 A JP 24804184A JP S61126992 A JPS61126992 A JP S61126992A
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- JP
- Japan
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- filler metal
- brazing filler
- zirconia
- stainless steel
- brazing
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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
- 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
- B23K35/32—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at more than 1550 degrees C
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ceramic Products (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】
（産業上の利用分野）
大発明は、セラミック特にジルコニアとステンレス鋼と
の接合用に好適なろう材に関するものである。
の接合用に好適なろう材に関するものである。
（従来技術と問題点）
セラミックの最たる特徴の１つは耐熱性であり、この点
に関しては如何なる金属材料も及ばない。例えば電気用
発熱体ではＮｉ−Ｃｒ系、Ｆｅ−Ｃｒ−へ文系が最高１
１００〜１２００℃が限界であり、応力下の回転部分、
例えばターボジェットエンジンなどのスーパーアロイで
は９００〜１０００℃が限界であるが、これに対し、セ
ラミックスでは発熱体が１７００〜２０００℃、エンジ
ン部品では１２００℃位でも充分な耐熱性を有している
。したがって、熱効率の向上、燃費の節約をねらって、
自動車関係の各社はセラミ；ツクエンジンやセラミック
ターボチャージャの開発に力をそそいでいる。
に関しては如何なる金属材料も及ばない。例えば電気用
発熱体ではＮｉ−Ｃｒ系、Ｆｅ−Ｃｒ−へ文系が最高１
１００〜１２００℃が限界であり、応力下の回転部分、
例えばターボジェットエンジンなどのスーパーアロイで
は９００〜１０００℃が限界であるが、これに対し、セ
ラミックスでは発熱体が１７００〜２０００℃、エンジ
ン部品では１２００℃位でも充分な耐熱性を有している
。したがって、熱効率の向上、燃費の節約をねらって、
自動車関係の各社はセラミ；ツクエンジンやセラミック
ターボチャージャの開発に力をそそいでいる。
しかし、セラミンクには脆性という宿命的な弱点がある
ので、靭性の高い金属と組合せてセラミックを実用化す
る技術が考えられ１例えばターボチャージャの応力負荷
のかかるシャフトには金属を用い、高温に晒されるブレ
ード（羽根）部分にはセラミックを用いるいわゆる金属
とセラミックの長所を併用する手法が注目されている。
ので、靭性の高い金属と組合せてセラミックを実用化す
る技術が考えられ１例えばターボチャージャの応力負荷
のかかるシャフトには金属を用い、高温に晒されるブレ
ード（羽根）部分にはセラミックを用いるいわゆる金属
とセラミックの長所を併用する手法が注目されている。
公知のセラミックと金属の接合法は、予めセラミック上
にメタライズしその後銀ろうなどによって接合する方法
と、直接ろう材で接合する方法に大別される。前者の方
法には、Ｗ法、Ｍｏ−Ｍｎ法などによる高融点金属をセ
ラミック上にメタライズする方法と、硫化銅をセラミッ
ク上に塗布した後加熱し、その反応によって表面に銅皮
膜を形成させ、更に炭酸銀を散布し銀膜を形成させた後
ろう付する方法などがあるが、銀ろうおよび銅のメタラ
イズ層はそれ自体耐熱性が乏しく、したがって耐熱性を
有するセラミックの接合には適当とはいえない。
にメタライズしその後銀ろうなどによって接合する方法
と、直接ろう材で接合する方法に大別される。前者の方
法には、Ｗ法、Ｍｏ−Ｍｎ法などによる高融点金属をセ
ラミック上にメタライズする方法と、硫化銅をセラミッ
ク上に塗布した後加熱し、その反応によって表面に銅皮
膜を形成させ、更に炭酸銀を散布し銀膜を形成させた後
ろう付する方法などがあるが、銀ろうおよび銅のメタラ
イズ層はそれ自体耐熱性が乏しく、したがって耐熱性を
有するセラミックの接合には適当とはいえない。
またメタライズ工程は極めて煩雑で作業性が悪いという
欠点もある。
欠点もある。
後者の直接ろう材を用いる方法には、Ｔｉ、Ｚｒなどの
活性金属を用いる方法や酸化銅を用い酸素分圧を調整し
て接合する方法などがあるが、まだ耐熱性の充分な信頼
性の高い継手を得るまでにはいたっていない。
活性金属を用いる方法や酸化銅を用い酸素分圧を調整し
て接合する方法などがあるが、まだ耐熱性の充分な信頼
性の高い継手を得るまでにはいたっていない。
（発明の目的）
本発明は、上記のような従来技術の問題点を改善するも
ので、耐食性の極めて大きいジルコニアとステンレス鋼
のろう付において、充分な耐熱性と高い靭性を有する接
合部を形成するろう材を提供するものである。
ので、耐食性の極めて大きいジルコニアとステンレス鋼
のろう付において、充分な耐熱性と高い靭性を有する接
合部を形成するろう材を提供するものである。
（発明の構成と作用）
本発明の要旨は、重量％でＮｉ １０〜３５％ 、Ｍｎ
０．５〜５Ｌ Ｂ ０．１〜１．ＯＬ Ａｇ Ｏ，５〜
５％、残部Ｚｒ力ら成るジルコニアとステンレス鋼の接
合用ろう材にある０本発明のろう材における、旧、Ｍｎ
、 Ｂ、Ａｇ等の添加元素の役割及び添加量を限定した
理由は下記のとおりである。
０．５〜５Ｌ Ｂ ０．１〜１．ＯＬ Ａｇ Ｏ，５〜
５％、残部Ｚｒ力ら成るジルコニアとステンレス鋼の接
合用ろう材にある０本発明のろう材における、旧、Ｍｎ
、 Ｂ、Ａｇ等の添加元素の役割及び添加量を限定した
理由は下記のとおりである。
Ｎｉの添加はＺｒの融点を著しく低下させ、また高温の
性質も優れている。例えば旧を １７％添加することに
より、 Ｚｒの融点１８６０℃は９８１℃まで低下する
。しかしＮｉ １（Ｈ未満及び３５％を超えると、その
効果がない。
性質も優れている。例えば旧を １７％添加することに
より、 Ｚｒの融点１８６０℃は９８１℃まで低下する
。しかしＮｉ １（Ｈ未満及び３５％を超えると、その
効果がない。
ＬｎはＺｒなどの活性金属のセラミックへの吸着を助長
し、ヌレ性を改善する効果がある。しかし０．５％未満
ではその効果がなく、また５＄を超えると著しくろう材
を脆性にするので適当でない。
し、ヌレ性を改善する効果がある。しかし０．５％未満
ではその効果がなく、また５＄を超えると著しくろう材
を脆性にするので適当でない。
日の添加はＭｎと同様にヌレ性に効果がある。またＺｒ
−ＮｉおよびＺｒ−Ｎｉ−Ｍｎ系は金属側母材、例えば
ステンレス鋼のろう材中への溶融症″け込みが著しいが
、Ｂの添加により、それを軽減する効果がある。その量
がＯ，ｌ＄未満では効果がなく、またｌｚを超えると接
合部を脆化する。
−ＮｉおよびＺｒ−Ｎｉ−Ｍｎ系は金属側母材、例えば
ステンレス鋼のろう材中への溶融症″け込みが著しいが
、Ｂの添加により、それを軽減する効果がある。その量
がＯ，ｌ＄未満では効果がなく、またｌｚを超えると接
合部を脆化する。
Ａｇの添加はろう材の流動性、またはヌレ性を向上する
と共に接合部の靭性を改善し、強度の向上に効果がある
。しかし０．５１未満ではその効果がなく、５ｚを超え
ると低融点層が生じ耐熱性を低下させるので適当でない
。
と共に接合部の靭性を改善し、強度の向上に効果がある
。しかし０．５１未満ではその効果がなく、５ｚを超え
ると低融点層が生じ耐熱性を低下させるので適当でない
。
本発明のろう材を用いてろう付を行うには、真空又は少
量の不活性ガスを含む減圧気中で、ろう材を介してステ
ンレス鋼とジルコニアを突合せた後、ろう材を加熱溶融
する。
量の不活性ガスを含む減圧気中で、ろう材を介してステ
ンレス鋼とジルコニアを突合せた後、ろう材を加熱溶融
する。
その際、ろう材中の活性金属成分であるＺｒは選択吸着
によりジルコニア表面上に薄層として生成され、これに
よってジルコニアとステンレス鋼の接合を可能にするも
のと推定される。
によりジルコニア表面上に薄層として生成され、これに
よってジルコニアとステンレス鋼の接合を可能にするも
のと推定される。
次に本発明を実施例によって説明する。
（実施例１）
ジルコニアとＳＵＳ ａ３０を用いてろう付を行った。
図１はその試験片の形状を示すもので、直径５．０ｍｍ
のジルコニア棒（１）とＳＵＳ ４３０棒（２）を突合
せた継手である。ろう材（３）は円板状のものを両者の
間に嵌め込んだのち、５ Ｘｌ０−！ｒＴｏｒｒの真空
中で１１００°Ｃに加熱しろう付を行った。使用したろ
う材の組成は重量％で、Ｎｉ １５Ｌ Ｋｎ １％ 、
Ｂ Ｏ，１％ 、 Ａｇ ３％ 、残部Ｚｒテあった
。
のジルコニア棒（１）とＳＵＳ ４３０棒（２）を突合
せた継手である。ろう材（３）は円板状のものを両者の
間に嵌め込んだのち、５ Ｘｌ０−！ｒＴｏｒｒの真空
中で１１００°Ｃに加熱しろう付を行った。使用したろ
う材の組成は重量％で、Ｎｉ １５Ｌ Ｋｎ １％ 、
Ｂ Ｏ，１％ 、 Ａｇ ３％ 、残部Ｚｒテあった
。
図２は、接合部の界面組織を示す説明図で、ろう材のジ
ルコニア側界面には２「と思われる強固な薄層が生成し
てくる。なお、この薄層は顕微鏡写真で明確に認められ
る。
ルコニア側界面には２「と思われる強固な薄層が生成し
てくる。なお、この薄層は顕微鏡写真で明確に認められ
る。
（実施例２）
セラミンクターボチャージャーのローター用として４図
３に示すモデル試験片のろう付を行った。試験片は直径
１２ｍｍノｓＵｓ ４３０棒（２）に８０度の角度で６
／にの溝リノ加工を行い、この溝にろう材（３）を介し
て１ｍｍ厚のジルコニア板（１）を嵌め込み５Ｘ１０Ｔ
ｏｒｒの真空中でろう付を行った。
３に示すモデル試験片のろう付を行った。試験片は直径
１２ｍｍノｓＵｓ ４３０棒（２）に８０度の角度で６
／にの溝リノ加工を行い、この溝にろう材（３）を介し
て１ｍｍ厚のジルコニア板（１）を嵌め込み５Ｘ１０Ｔ
ｏｒｒの真空中でろう付を行った。
ろう材の組成は重量％で、Ｎｉ ３０％、 Ｍｎ ２％
、８０．２％、 Ａｇ ３＄ 、残部Ｚｒで、ろう付温
度は１１００℃であった。得られた試験片は、接合部の
ろう付性良好で、剥れを生ずることがなかった。
、８０．２％、 Ａｇ ３＄ 、残部Ｚｒで、ろう付温
度は１１００℃であった。得られた試験片は、接合部の
ろう付性良好で、剥れを生ずることがなかった。
（発明の効果）
本発明のろう材によれば、ジルコニアとステンレス鋼の
接合が比較的簡単に可能であり、しかも充分な耐熱性と
高い靭性をもった接合部が得られる。
接合が比較的簡単に可能であり、しかも充分な耐熱性と
高い靭性をもった接合部が得られる。
図１は、実施例１で用いた試験片の説明図０図２は、実
施例１における接合部を示す説明図０図３は、実施例２
で用いた試験片の説明図。 ｌジルコニア ２ ＳＯ９４３０ ３ろう材
施例１における接合部を示す説明図０図３は、実施例２
で用いた試験片の説明図。 ｌジルコニア ２ ＳＯ９４３０ ３ろう材
Claims (1)
- 重量％で、Ｎｉ１０〜３５％、Ｍｎ０．５〜５％、Ｂ０
．１〜１．０％、Ａｇ０．５〜５％、残部Ｚｒより成る
ことを特徴とするジルコニアとステンレス鋼の接合用ろ
う材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24804184A JPS61126992A (ja) | 1984-11-26 | 1984-11-26 | ジルコニアとステンレス鋼の接合用ろう材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24804184A JPS61126992A (ja) | 1984-11-26 | 1984-11-26 | ジルコニアとステンレス鋼の接合用ろう材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61126992A true JPS61126992A (ja) | 1986-06-14 |
| JPH042354B2 JPH042354B2 (ja) | 1992-01-17 |
Family
ID=17172314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24804184A Granted JPS61126992A (ja) | 1984-11-26 | 1984-11-26 | ジルコニアとステンレス鋼の接合用ろう材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61126992A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5334344A (en) * | 1990-11-13 | 1994-08-02 | Endress U. Hauser Gmbh U. Co. | Ternary active brazing based on a zirconium-nickel alloy |
| CN103203562A (zh) * | 2013-04-11 | 2013-07-17 | 金华市欧瑞焊材制造有限公司 | 钎焊不锈钢金属镜钎料及制作工艺 |
| CN104588811A (zh) * | 2014-12-02 | 2015-05-06 | 中国核动力研究设计院 | 一种核反应堆用锆合金与不锈钢钎焊连接工艺 |
| CN106346168A (zh) * | 2016-11-10 | 2017-01-25 | 江苏科技大学 | 304不锈钢与氧化铝陶瓷连接的粘带钎料及制备和钎焊方法 |
| CN108907509A (zh) * | 2018-08-15 | 2018-11-30 | 哈尔滨工业大学 | 一种用于核反应堆堆芯结构钎焊的Zr-Ni钎料及其制备方法和应用 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59116350A (ja) * | 1982-12-23 | 1984-07-05 | Masaaki Naga | ろう付け用液体急冷合金箔帯 |
| JPS59126739A (ja) * | 1983-01-11 | 1984-07-21 | Ikuo Okamoto | ろう付け用液体急冷合金箔帯 |
-
1984
- 1984-11-26 JP JP24804184A patent/JPS61126992A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59116350A (ja) * | 1982-12-23 | 1984-07-05 | Masaaki Naga | ろう付け用液体急冷合金箔帯 |
| JPS59126739A (ja) * | 1983-01-11 | 1984-07-21 | Ikuo Okamoto | ろう付け用液体急冷合金箔帯 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5334344A (en) * | 1990-11-13 | 1994-08-02 | Endress U. Hauser Gmbh U. Co. | Ternary active brazing based on a zirconium-nickel alloy |
| US5351938A (en) * | 1990-11-13 | 1994-10-04 | Endress U. Hauser Gmbh U. Co. | Apparatus for fabricating a foil |
| CN103203562A (zh) * | 2013-04-11 | 2013-07-17 | 金华市欧瑞焊材制造有限公司 | 钎焊不锈钢金属镜钎料及制作工艺 |
| CN104588811A (zh) * | 2014-12-02 | 2015-05-06 | 中国核动力研究设计院 | 一种核反应堆用锆合金与不锈钢钎焊连接工艺 |
| CN104588811B (zh) * | 2014-12-02 | 2016-07-06 | 中国核动力研究设计院 | 一种核反应堆用锆合金与不锈钢钎焊连接工艺 |
| CN106346168A (zh) * | 2016-11-10 | 2017-01-25 | 江苏科技大学 | 304不锈钢与氧化铝陶瓷连接的粘带钎料及制备和钎焊方法 |
| CN108907509A (zh) * | 2018-08-15 | 2018-11-30 | 哈尔滨工业大学 | 一种用于核反应堆堆芯结构钎焊的Zr-Ni钎料及其制备方法和应用 |
| CN108907509B (zh) * | 2018-08-15 | 2020-12-29 | 哈尔滨工业大学 | 一种用于核反应堆堆芯结构钎焊的Zr-Ni钎料及其制备方法和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH042354B2 (ja) | 1992-01-17 |
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