JPS61129287A - 拡散接合法 - Google Patents
拡散接合法Info
- Publication number
- JPS61129287A JPS61129287A JP59248613A JP24861384A JPS61129287A JP S61129287 A JPS61129287 A JP S61129287A JP 59248613 A JP59248613 A JP 59248613A JP 24861384 A JP24861384 A JP 24861384A JP S61129287 A JPS61129287 A JP S61129287A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- joint
- filler metal
- metal
- joint surface
- bonding
- 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
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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
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
-
- 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
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/20—Bonding
- B23K26/21—Bonding by welding
- B23K26/22—Spot welding
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (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〕
この発明は、フィラーメタルを用いた拡散接合法に関し
、更に詳しくは液相拡散接合において。
、更に詳しくは液相拡散接合において。
優れた接合形態、接合強度を得るため、接合面にフィラ
ーメタルを安定かつ確実にした拡散接合法に関する。
ーメタルを安定かつ確実にした拡散接合法に関する。
液相拡散接合法は、接合すべき母材と、その材料組成が
ほぼ同質の合金に融点を低下させる元素を添加した合金
をフィラーメタルに用い、母材の融点以下でフィラーメ
タルの融点以上の温度に接合部を加熱し、フィラーメタ
ルを溶融径融点低下元素を母材へ選択的に拡散させ、等
温凝固、均質化処理を経て接合する方法である。
ほぼ同質の合金に融点を低下させる元素を添加した合金
をフィラーメタルに用い、母材の融点以下でフィラーメ
タルの融点以上の温度に接合部を加熱し、フィラーメタ
ルを溶融径融点低下元素を母材へ選択的に拡散させ、等
温凝固、均質化処理を経て接合する方法である。
フィラーメタルはたとえばＮｉ 、 Ｃｏ 、Ｆｅ 基
合金にＢ、Ｓｉ、Ｐ等の融点低下元素を添加したもの（
Ｎｉ −Ｂ−８ｉ 、Ｎｉ −Ｃｒ−Ｂ、Ｃｏ＝Ｃｒ−
Ｂ−８ｉ 、Ｆｅ −Ｂ−８ｉ 、 Ｆｅ −Ｃｒ −
Ｂ −Ｓｉ など）が知られておりこれらのフィラー
メタルは、接合母材（Ｎｉ 、 Ｃｏ 。
合金にＢ、Ｓｉ、Ｐ等の融点低下元素を添加したもの（
Ｎｉ −Ｂ−８ｉ 、Ｎｉ −Ｃｒ−Ｂ、Ｃｏ＝Ｃｒ−
Ｂ−８ｉ 、Ｆｅ −Ｂ−８ｉ 、 Ｆｅ −Ｃｒ −
Ｂ −Ｓｉ など）が知られておりこれらのフィラー
メタルは、接合母材（Ｎｉ 、 Ｃｏ 。
ｋ基合金）の融点より数十度から数百度低い温度で溶融
する。したがって接合に当っては母材間に前記フィラー
メタルを介挿させてその接合部を該フィラーの融点以上
、母材の融点以下の温度に加熱して該フィラーメタルを
溶融し、母材をぬらして接合部を埋めてろう接したのち
、更に長時間該温度を保持してＢ 、 Ｓｉなどを母材
に拡散せしめるという方法が適用される。このときフィ
ラーメタルは母材と同時に凝固する等温度凝固現象を起
こし強固な接合部を有する。以上のごとく、液相拡散接
合法では原理的に接合部は母材と同等の性質を有し、ま
た、接合過程でフィラーメタルが一時的に液相となり接
合面を埋めるため加圧して接合面を密着させる必要がな
い。といわれている。
する。したがって接合に当っては母材間に前記フィラー
メタルを介挿させてその接合部を該フィラーの融点以上
、母材の融点以下の温度に加熱して該フィラーメタルを
溶融し、母材をぬらして接合部を埋めてろう接したのち
、更に長時間該温度を保持してＢ 、 Ｓｉなどを母材
に拡散せしめるという方法が適用される。このときフィ
ラーメタルは母材と同時に凝固する等温度凝固現象を起
こし強固な接合部を有する。以上のごとく、液相拡散接
合法では原理的に接合部は母材と同等の性質を有し、ま
た、接合過程でフィラーメタルが一時的に液相となり接
合面を埋めるため加圧して接合面を密着させる必要がな
い。といわれている。
つまり、従来のＢ、Ｓｉ、Ｐ を含むＮｉあるいはＣＯ
基合金のフィラーメタルを用いて液相拡散接合した接合
部の融点は拡散熱処理を施すことによりフィラーメタル
のベースであるＮｉ合金あるいはＣＯ合金の融点近傍の
融点を有し、かなり高温に対して有用な部品であると言
われている。
基合金のフィラーメタルを用いて液相拡散接合した接合
部の融点は拡散熱処理を施すことによりフィラーメタル
のベースであるＮｉ合金あるいはＣＯ合金の融点近傍の
融点を有し、かなり高温に対して有用な部品であると言
われている。
また、この接合法は従来の溶融溶接法のように母材を溶
融しないため、母材の溶融により著しく機械特性の低下
する、高強度Ｎｉ基超超合金γ１量の多い合金等）にも
適用できる特徴を有する。
融しないため、母材の溶融により著しく機械特性の低下
する、高強度Ｎｉ基超超合金γ１量の多い合金等）にも
適用できる特徴を有する。
しかしながら、前記フィラーメタル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、
使用に適した形状、例えば箔のような形に加工すること
が困難である。また、これら材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。
有しているため非常に脆性であって延性に乏しいため、
使用に適した形状、例えば箔のような形に加工すること
が困難である。また、これら材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。
そこで近年、前記Ｂ 、 Ｓｉ等を含む合金を溶融した
後、溶湯急冷法を適用してリボン状にしたものが開発さ
れた。この溶湯急冷法によるフィラーメタルは、密度も
１００％で延性もあり必要形状に打抜き加工することが
可能で、取扱いが容易でしかもフィラー自体の組織も均
一なので信頼性の高い接合が出来、粉末法に代わる方法
として注目されている。溶湯急冷法で得られるフィラー
メタルの厚さは、通常１００μｍ以下であり接合用フィ
ラーとして適している。しかしながら従来これらフィラ
ーメタルの接合部への介挿方法は、一方の接合材接合面
にフィラーメタルを置き５他方の接合材接合面で挟込む
ことにより介挿していた。この方法では、挟込む際フィ
ラーメタルが接合面より動いてしまうことがあり、均一
な接合部を得ることが出来ない恐れがあり特に拡散接合
法の特徴である。複雑形状部材の接合においては、フィ
ラーメタルを接合面へ確実に挟込んで介挿することが、
より困難となる。しかしながら接着剤などで固定するこ
とは１接着剤に含まれる不純物の悪影響が有り不都合で
ある。しかるに、フィラーメタルが接合面に確実に介挿
されていない場合、均一な接合部を得ることが出来ず接
合形態が劣るのみならず接合強度が大巾に低下する恐れ
があった。
後、溶湯急冷法を適用してリボン状にしたものが開発さ
れた。この溶湯急冷法によるフィラーメタルは、密度も
１００％で延性もあり必要形状に打抜き加工することが
可能で、取扱いが容易でしかもフィラー自体の組織も均
一なので信頼性の高い接合が出来、粉末法に代わる方法
として注目されている。溶湯急冷法で得られるフィラー
メタルの厚さは、通常１００μｍ以下であり接合用フィ
ラーとして適している。しかしながら従来これらフィラ
ーメタルの接合部への介挿方法は、一方の接合材接合面
にフィラーメタルを置き５他方の接合材接合面で挟込む
ことにより介挿していた。この方法では、挟込む際フィ
ラーメタルが接合面より動いてしまうことがあり、均一
な接合部を得ることが出来ない恐れがあり特に拡散接合
法の特徴である。複雑形状部材の接合においては、フィ
ラーメタルを接合面へ確実に挟込んで介挿することが、
より困難となる。しかしながら接着剤などで固定するこ
とは１接着剤に含まれる不純物の悪影響が有り不都合で
ある。しかるに、フィラーメタルが接合面に確実に介挿
されていない場合、均一な接合部を得ることが出来ず接
合形態が劣るのみならず接合強度が大巾に低下する恐れ
があった。
この発明は、上述した液相拡散接合において、優れた接
合形態および接合強度を得るためにフィラーメタルを接
合部に安定かつ確実に介挿した拡散接合方法を提供する
ことを目的とする。
合形態および接合強度を得るためにフィラーメタルを接
合部に安定かつ確実に介挿した拡散接合方法を提供する
ことを目的とする。
本発明者らは前記問題点を改良すべく鋭意研究を重ねる
なかでフィラーメタルを接合体の接合面に点状に部分溶
接（以下点溶接と称する）し固定した後拡散熱処理を施
す事により安定かつ確実に接合出来、優れた接合形態及
び接合強度が得られる事を究明した。
なかでフィラーメタルを接合体の接合面に点状に部分溶
接（以下点溶接と称する）し固定した後拡散熱処理を施
す事により安定かつ確実に接合出来、優れた接合形態及
び接合強度が得られる事を究明した。
すなわち本発明による拡散接合法では、接合体の接合面
の一方又は双方のフィラーメタルを点溶接し固定した後
接合面を合せることによりフィラーメタルを安定かつ確
実に介挿するものである。
の一方又は双方のフィラーメタルを点溶接し固定した後
接合面を合せることによりフィラーメタルを安定かつ確
実に介挿するものである。
なおフィラーメタルは、溶湯急冷法により、密度１ｏｏ
ｓ及び延性が得られたものを用いることが本発明の特徴
を生かす上で最っとも適している。
ｓ及び延性が得られたものを用いることが本発明の特徴
を生かす上で最っとも適している。
接合面は平面９曲面等に限定されることはなく特に本発
明の特徴を生かす接合面としては複雑形状をした接合面
、例えば曲面どうしの接合にも適している。フィラーメ
タルの点溶接の方法としては、アーク溶接、抵抗点溶接
、電子ビーム溶接、超音波溶接、レーザ溶接等が適して
いるが、特にこれらの方法に限定されるこ七はなく接合
材接合面とフィラーメタルが点溶接にて安定かつ確実に
固定されれば良い。フィラーメタルの点溶接は接合材接
合面の一方又は双方に行なっても良く、さらにフィラー
メタルは一層のみでなく多層に点溶接を行なっても本発
明の特徴をなんら損なうことはない。なお点溶接での溶
接面積は０．２−以下とする事が望ましい。この点溶接
面積が０．２−を超えた場合、溶融部近傍の熱影響部が
広（なり、熱影響部の機械的強度の低下に伴ない拡散接
合後の接合部強度の低下が顕著に現われる。
明の特徴を生かす接合面としては複雑形状をした接合面
、例えば曲面どうしの接合にも適している。フィラーメ
タルの点溶接の方法としては、アーク溶接、抵抗点溶接
、電子ビーム溶接、超音波溶接、レーザ溶接等が適して
いるが、特にこれらの方法に限定されるこ七はなく接合
材接合面とフィラーメタルが点溶接にて安定かつ確実に
固定されれば良い。フィラーメタルの点溶接は接合材接
合面の一方又は双方に行なっても良く、さらにフィラー
メタルは一層のみでなく多層に点溶接を行なっても本発
明の特徴をなんら損なうことはない。なお点溶接での溶
接面積は０．２−以下とする事が望ましい。この点溶接
面積が０．２−を超えた場合、溶融部近傍の熱影響部が
広（なり、熱影響部の機械的強度の低下に伴ない拡散接
合後の接合部強度の低下が顕著に現われる。
また、被接合体の接合面積に対する点溶接の総面積は、
前述と同様の理由により５％以下とする事が望ましい。
前述と同様の理由により５％以下とする事が望ましい。
面積比が５％を超えた場合、被接合母材接合部の溶融部
面積が大きくなり、拡散接合後の接合部強度の低下を招
き特に前述の高強度Ｎｉ基超超合金は母材の溶融により
、組織が変化しそれに伴い接合部強度の低下が顕著とな
る。さらに同様の理由により点溶接における被溶接材の
溶融部を含む反応ＮＩ深さは浅い方が良く、目安きして
フィラーメタルの厚さの約５０多以下となることが望ま
しい。
面積が大きくなり、拡散接合後の接合部強度の低下を招
き特に前述の高強度Ｎｉ基超超合金は母材の溶融により
、組織が変化しそれに伴い接合部強度の低下が顕著とな
る。さらに同様の理由により点溶接における被溶接材の
溶融部を含む反応ＮＩ深さは浅い方が良く、目安きして
フィラーメタルの厚さの約５０多以下となることが望ま
しい。
本発明に係る拡散接合法１こよりフィラーメタルを接合
体の接合面に安定かつ確実に介挿することが出来き、フ
ィラーメタルが接合面より動くｃとがなく、特に複雑形
状をした接合面にフィラーメタルを介挿する場合に効果
があり、この接合法により得られた接合材は優れた接合
形態、接合強度が得られる。
体の接合面に安定かつ確実に介挿することが出来き、フ
ィラーメタルが接合面より動くｃとがなく、特に複雑形
状をした接合面にフィラーメタルを介挿する場合に効果
があり、この接合法により得られた接合材は優れた接合
形態、接合強度が得られる。
以下、本発明の実施例を第１図を参照して説明する。才
ずＮｉ基合金にモニック８０ ； Ｎｉ 、Ｂａｌ。
ずＮｉ基合金にモニック８０ ； Ｎｉ 、Ｂａｌ。
Ｃｒ ２０ 、 Ｆｅ ５ 、ＣＯ，１＋ ＴＩ ２ｈ
２ ＋ Ａ１１．０ ＋ Ｃ’ ２Ｄ Ｗｔ ％ ）で
出来た直径２５．４ｍの球１とＮｉ基合金にセック８０
）で出来た直径１９．０５畷、長さ１０２頚で一端に深
さ３．２螺でＲ１２，，７ｆｉの接合面となる球面のく
ぼみ３を有する丸棒２をトリクレン及びアセトンにて脱
脂洗浄したのち溶湯急冷法で得たＮ１基７４ラーメタｋ
（４，ＯＢ １５．２Ｃｒ−ＮｉＢａｌ 、 ２ｗ
ｘｔ、厚さ２０〜２５μｍ）を長さ約５慣に切断し丸
棒接合面にレーザー溶接にて約１５枚点溶接し球体ヲ重
ね合せフィラーメタル４を介挿した。フィラーメタルは
、安定かつ確実に介挿されており接合面から外かれてい
るものはなかった。次に、接合面に約１岬の荷重を加え
真空雰囲気中（２〜５×１０Ｔｏｒｒ）にて高周波誘導
加熱で１１２０℃Ｘ１０ｍ１ｎ保持した後冷却しさらに
１１８０℃にて７２ ｈｒの拡散熱処理を行ない第２図
の如く拡散接合を終了した。接合後の外観観察を行なっ
た結果フィラーメタルは接合面全面に均一に浴融し拡が
ったことが明らかとなり優れた接合形態を示していた。
２ ＋ Ａ１１．０ ＋ Ｃ’ ２Ｄ Ｗｔ ％ ）で
出来た直径２５．４ｍの球１とＮｉ基合金にセック８０
）で出来た直径１９．０５畷、長さ１０２頚で一端に深
さ３．２螺でＲ１２，，７ｆｉの接合面となる球面のく
ぼみ３を有する丸棒２をトリクレン及びアセトンにて脱
脂洗浄したのち溶湯急冷法で得たＮ１基７４ラーメタｋ
（４，ＯＢ １５．２Ｃｒ−ＮｉＢａｌ 、 ２ｗ
ｘｔ、厚さ２０〜２５μｍ）を長さ約５慣に切断し丸
棒接合面にレーザー溶接にて約１５枚点溶接し球体ヲ重
ね合せフィラーメタル４を介挿した。フィラーメタルは
、安定かつ確実に介挿されており接合面から外かれてい
るものはなかった。次に、接合面に約１岬の荷重を加え
真空雰囲気中（２〜５×１０Ｔｏｒｒ）にて高周波誘導
加熱で１１２０℃Ｘ１０ｍ１ｎ保持した後冷却しさらに
１１８０℃にて７２ ｈｒの拡散熱処理を行ない第２図
の如く拡散接合を終了した。接合後の外観観察を行なっ
た結果フィラーメタルは接合面全面に均一に浴融し拡が
ったことが明らかとなり優れた接合形態を示していた。
さら（こ接合部の断面組織を光学顕微鏡にて観察した。
その結果、接合部は全面にわたって拡散が光分に進んで
おり、均一な組織を示していた。
おり、均一な組織を示していた。
第１図は、実施例を説明するための斜視図である。第２
図は実施例における接合体の斜視図を示す。 １・・・球、２・・・丸棒、３・・・くぼみ、４・・・
点溶接したフィラー。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑（他１名）第 １
図
図は実施例における接合体の斜視図を示す。 １・・・球、２・・・丸棒、３・・・くぼみ、４・・・
点溶接したフィラー。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑（他１名）第 １
図
Claims (3)
- （１）被接合体を拡散接合する際、フィラーメタルを前
記接合体の接合面に点状に部分溶接し固定した後、拡散
熱処理を施す事を特徴とした拡散接合法 - （２）フィラーメタルを被接合体の接合面に点状に部分
溶接する際、接合面積を０．２ｍｍ＾２以下とすること
を特徴とした特許請求の範囲第１項記載の拡散接合法 - （３）フィラーメタルを被接合体の接合面に点状に部分
溶接する際、被接合体接合面に対する該溶接部の総面積
が５％以下となることを特徴とした特許請求の範囲第１
項記載の拡散接合法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59248613A JPS61129287A (ja) | 1984-11-27 | 1984-11-27 | 拡散接合法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59248613A JPS61129287A (ja) | 1984-11-27 | 1984-11-27 | 拡散接合法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61129287A true JPS61129287A (ja) | 1986-06-17 |
Family
ID=17180717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59248613A Pending JPS61129287A (ja) | 1984-11-27 | 1984-11-27 | 拡散接合法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61129287A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107813090A (zh) * | 2016-09-13 | 2018-03-20 | 富鼎电子科技(嘉善)有限公司 | 一种探针制备方法及制备该探针的焊接治具 |
-
1984
- 1984-11-27 JP JP59248613A patent/JPS61129287A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107813090A (zh) * | 2016-09-13 | 2018-03-20 | 富鼎电子科技(嘉善)有限公司 | 一种探针制备方法及制备该探针的焊接治具 |
| CN107813090B (zh) * | 2016-09-13 | 2021-08-31 | 富鼎电子科技(嘉善)有限公司 | 一种探针制备方法及制备该探针的焊接治具 |
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