JPS61137688A - 線膨張係数の異なる材質からなる複合部材の製造方法 - Google Patents
線膨張係数の異なる材質からなる複合部材の製造方法Info
- Publication number
- JPS61137688A JPS61137688A JP25955184A JP25955184A JPS61137688A JP S61137688 A JPS61137688 A JP S61137688A JP 25955184 A JP25955184 A JP 25955184A JP 25955184 A JP25955184 A JP 25955184A JP S61137688 A JPS61137688 A JP S61137688A
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- JP
- Japan
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- linear expansion
- composite member
- diffusion
- expansion coefficient
- 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
- B23K20/22—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (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
本発明は線膨張係数の異なる材質からなる複合部材の製
造方法に関するものである。
造方法に関するものである。
従来の技術
被接合部を真空中あるいは不活性ガス雰囲気中に設置し
、加熱、加圧して接合を行う拡散接合は。
、加熱、加圧して接合を行う拡散接合は。
拡散接合装置やホットプレス、熱間静水圧装置を用いて
行われている。
行われている。
発明が解決しようとする問題点
しかしそながら、これらの装置を用いて接合を行うと、
装置のイニシャルコストが高く能率も悪いので、実用的
でないという問題があった。その原因は加圧装置にある
。すなわち、拡散接合には高温、真空中での加圧が必要
とされており、この加圧装置を装備するために装置が複
雑になり、コストが高く能率も悪くなるのである。
装置のイニシャルコストが高く能率も悪いので、実用的
でないという問題があった。その原因は加圧装置にある
。すなわち、拡散接合には高温、真空中での加圧が必要
とされており、この加圧装置を装備するために装置が複
雑になり、コストが高く能率も悪くなるのである。
本発明はこのような問題を解決し、上記装置を用いず、
すなわち物性値の異なる材料を加圧なしで拡散接合して
も良好な複合部材を得ることのできる製造方法を提供す
ることを目的とする６問題を解決するための手段 上記問題を解決するため、本発明に係る線膨張係数の異
なる材質からなる複合部材の製造方法は、熱伝動率、熱
輻射率、線膨張係数等物性値の異なる材料ＡとＢを拡散
接合して複合部材を製造する方法であって、前記材料Ａ
とＢを、Ａ−Ｂ−ＡあるいはＢ−Ａ−Ｂというように少
なくとも三個サンドイッチ状に配置し、この状態で加熱
により拡散接合した後、中間材料の中央平面で切断する
ようにした。
すなわち物性値の異なる材料を加圧なしで拡散接合して
も良好な複合部材を得ることのできる製造方法を提供す
ることを目的とする６問題を解決するための手段 上記問題を解決するため、本発明に係る線膨張係数の異
なる材質からなる複合部材の製造方法は、熱伝動率、熱
輻射率、線膨張係数等物性値の異なる材料ＡとＢを拡散
接合して複合部材を製造する方法であって、前記材料Ａ
とＢを、Ａ−Ｂ−ＡあるいはＢ−Ａ−Ｂというように少
なくとも三個サンドイッチ状に配置し、この状態で加熱
により拡散接合した後、中間材料の中央平面で切断する
ようにした。
作用
このように材料ＡとＢをサンドイッチ状に配置すると、
中間材料の中央平面に対して、接合物（複合物）全体の
物性値が左右対称になるとともに、拡散接合中の加熱、
冷却過程における温度分布、応力分布が左右対称になり
、加圧なしで曲げ変形が防止されることとなる。
中間材料の中央平面に対して、接合物（複合物）全体の
物性値が左右対称になるとともに、拡散接合中の加熱、
冷却過程における温度分布、応力分布が左右対称になり
、加圧なしで曲げ変形が防止されることとなる。
実施例
以下５本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
先ず、熱伝動率、熱輻射率、線膨張係数等物性値の異な
る材料を加圧なしで単に拡散接合するとどうなるかにつ
いて説明する。
る材料を加圧なしで単に拡散接合するとどうなるかにつ
いて説明する。
第６図は、線膨張係数約８×１０″″′のＡ魁０．セラ
ミックス（５ｏｘ５０ｘｌＯ’ｍ＋＋＋） （１）と線
膨張係数１３Ｘ１０−６のＮｉ板（２’＋ｍ）（２）と
を、Ｔｉ箔（２０１μ■）（３）を介して加圧なしで拡
散接合した結果を示している。接合条件は、接合温度１
０００℃、真空度約５×１０−’ ｔｏ？であった。図
からも明らかなように、接合面から離れた（２〜３＋ｍ
）ところで、Ａｌ１２０．セラミックス（１）に割れが
発生した。
ミックス（５ｏｘ５０ｘｌＯ’ｍ＋＋＋） （１）と線
膨張係数１３Ｘ１０−６のＮｉ板（２’＋ｍ）（２）と
を、Ｔｉ箔（２０１μ■）（３）を介して加圧なしで拡
散接合した結果を示している。接合条件は、接合温度１
０００℃、真空度約５×１０−’ ｔｏ？であった。図
からも明らかなように、接合面から離れた（２〜３＋ｍ
）ところで、Ａｌ１２０．セラミックス（１）に割れが
発生した。
第７図は、線膨張係数約７Ｘ１０−＠のＮ１−ＴｌＣ−
ＮｂＣのサーメット（２０Ｘ４０Ｘ５″閣）（４）とＮ
ｉ板（２）とを、Ｔｉ箔（３）を介して第６図と同条件
で加圧なしで拡散接合した結果を示している。この場合
、図にみられるようにサーメット（４）にクラックが発
生した。
ＮｂＣのサーメット（２０Ｘ４０Ｘ５″閣）（４）とＮ
ｉ板（２）とを、Ｔｉ箔（３）を介して第６図と同条件
で加圧なしで拡散接合した結果を示している。この場合
、図にみられるようにサーメット（４）にクラックが発
生した。
すなわち、例えば上記第６図における例であると、Ａｉ
、Ｏ，セラミックス（１）とＮｉ板（２）とが接合され
、常温まで冷却されると、第８図に示すような残留応力
が発生する。Ｎｉ板（２）の方がＡＩＬ、０３セラミツ
クス（１）よりも線膨張係数が大きいので、収縮量も大
きい。しかし、Ｎｉ板（２）の収縮はＡｌｌ。
、Ｏ，セラミックス（１）とＮｉ板（２）とが接合され
、常温まで冷却されると、第８図に示すような残留応力
が発生する。Ｎｉ板（２）の方がＡＩＬ、０３セラミツ
クス（１）よりも線膨張係数が大きいので、収縮量も大
きい。しかし、Ｎｉ板（２）の収縮はＡｌｌ。
○、セラミックス（１）により拘束されるので、Ｎｉ板
（２）側に引張り、逆にＡｌ１２０．セラミックス（１
）側には圧縮の応力が残留する。また、接合面から離れ
た所ではＮｉ板（２）側の収縮量はＡｌ１２０．セラミ
ックス（１）側の収縮量より大きいので、Ｎｉ板（２）
側に曲がろうとする曲げ変形が発生する。この曲げ変形
により曲げモーメントに応じたせん断路力が発生する。
（２）側に引張り、逆にＡｌ１２０．セラミックス（１
）側には圧縮の応力が残留する。また、接合面から離れ
た所ではＮｉ板（２）側の収縮量はＡｌ１２０．セラミ
ックス（１）側の収縮量より大きいので、Ｎｉ板（２）
側に曲がろうとする曲げ変形が発生する。この曲げ変形
により曲げモーメントに応じたせん断路力が発生する。
第６図と第７図に示したクラックの位置からみて、その
原因は、このせん断路力によるものと考えられる。した
がって、拡散接合装置等を用いて接合から冷却まで加圧
を続けていると、曲げ変形が防止され、せん断路力が小
さくなり、クラックが発生しにくいということになる。
原因は、このせん断路力によるものと考えられる。した
がって、拡散接合装置等を用いて接合から冷却まで加圧
を続けていると、曲げ変形が防止され、せん断路力が小
さくなり、クラックが発生しにくいということになる。
本発明はこのような考察に基づくものであり、次にその
方法の具体例を示す。
方法の具体例を示す。
第１図は２枚のＡｌ１２０．セラミックス（７０ｘ １
００Ｘ １０’ ｍｍ）（７） （８）間に上下２枚の
Ｔ １ｆＲ（２０’ ｔｔ ｍ） （９）（１０）を介
してＮｉ板（５０Ｘ ５０ Ｘ ４’ ｍｍ）（１１）
を挟んでサンドイッチ状に配置し、真空中で１０分間１
０００℃に加熱して加圧なしで拡散接合した結果を示し
ている。冷却は徐冷で行った。へλ２０３セラミックス
（７） （８）とＮｉ板（１１）の線膨張係数が異なる
ことは上述の通りである。これによると、クラックの発
生は認められなかった。接合完了後は、ワイヤー放電加
工機でＮｉ板（１１）の中央平面を切断し、独立の２枚
の複合板（１３）を構成した。ＡＩＬ、Ｏ，セラミック
ス（７） （８）をサーメット（Ｎｉ−ＴｉＣ−ＮｂＣ
）に変えても同様に良好な結果が得られた。
００Ｘ １０’ ｍｍ）（７） （８）間に上下２枚の
Ｔ １ｆＲ（２０’ ｔｔ ｍ） （９）（１０）を介
してＮｉ板（５０Ｘ ５０ Ｘ ４’ ｍｍ）（１１）
を挟んでサンドイッチ状に配置し、真空中で１０分間１
０００℃に加熱して加圧なしで拡散接合した結果を示し
ている。冷却は徐冷で行った。へλ２０３セラミックス
（７） （８）とＮｉ板（１１）の線膨張係数が異なる
ことは上述の通りである。これによると、クラックの発
生は認められなかった。接合完了後は、ワイヤー放電加
工機でＮｉ板（１１）の中央平面を切断し、独立の２枚
の複合板（１３）を構成した。ＡＩＬ、Ｏ，セラミック
ス（７） （８）をサーメット（Ｎｉ−ＴｉＣ−ＮｂＣ
）に変えても同様に良好な結果が得られた。
第２図は２枚のＡ剪０．セラミックス（７０Ｘ １００
ｘ １０’ ｎｍ）（７） （８）間に上下２枚のＴｉ
箔（２０’ ｐ ＋ｗ） （９）（１０）を介してＣｕ
板（７０Ｘ１００Ｘ６’ｗｗ） （１２）を挟んでサン
ドイッチ状に配置し、第１図の場合と同条件で拡散接合
した結果を示している。この場合も、クラックの発生が
認められない良好な結果が得られた。接合完了後は、ワ
イヤー放電加工機でＣｕ板（１２）の中央平面を切断し
、独立の２枚の複合板（１３）を構成した。
ｘ １０’ ｎｍ）（７） （８）間に上下２枚のＴｉ
箔（２０’ ｐ ＋ｗ） （９）（１０）を介してＣｕ
板（７０Ｘ１００Ｘ６’ｗｗ） （１２）を挟んでサン
ドイッチ状に配置し、第１図の場合と同条件で拡散接合
した結果を示している。この場合も、クラックの発生が
認められない良好な結果が得られた。接合完了後は、ワ
イヤー放電加工機でＣｕ板（１２）の中央平面を切断し
、独立の２枚の複合板（１３）を構成した。
第３図に基づき作用を説明する。ＮｉやＣｕの金属板（
Ａ）を２枚のセラミックス（Ｂ）で（Ｂ）（Ａ）（Ｂ）
というようにサンドイッチ状に挟むと、金属板（Ａ）の
中央平面面側での板厚方向の温度分布は対称であり、温
度分布による変形は生じない。また金属板（Ａ）とセラ
ミックス（Ｂ）の線膨張係数により発生する応力も金属
板（Ａ）の中央平面に対して対称となり１曲げ変形が生
じない。したがって、本発明方法によれば、曲げ変形を
生じさせる要因が全くなく、物性値の異なる材料（Ａ、
）（Ｂ）を加圧することなく拡散接合できることになる
う切断完了後のＡｍ２０．セラミックス（またはサーメ
ット）と金属との複合板（Ｉ３）は、適宜の金属部材に
溶接、ろう付またはボルトなどにより取付け、使用する
。
Ａ）を２枚のセラミックス（Ｂ）で（Ｂ）（Ａ）（Ｂ）
というようにサンドイッチ状に挟むと、金属板（Ａ）の
中央平面面側での板厚方向の温度分布は対称であり、温
度分布による変形は生じない。また金属板（Ａ）とセラ
ミックス（Ｂ）の線膨張係数により発生する応力も金属
板（Ａ）の中央平面に対して対称となり１曲げ変形が生
じない。したがって、本発明方法によれば、曲げ変形を
生じさせる要因が全くなく、物性値の異なる材料（Ａ、
）（Ｂ）を加圧することなく拡散接合できることになる
う切断完了後のＡｍ２０．セラミックス（またはサーメ
ット）と金属との複合板（Ｉ３）は、適宜の金属部材に
溶接、ろう付またはボルトなどにより取付け、使用する
。
例えば第４図に示すように、シールド掘進機のカッタビ
ット（１４）に切削刃（１３）として、あるいは第５図
に示すように、ごみ焼却炉のＨ型火格子（１５）に耐熱
板（１３）としてろう付する。
ット（１４）に切削刃（１３）として、あるいは第５図
に示すように、ごみ焼却炉のＨ型火格子（１５）に耐熱
板（１３）としてろう付する。
発明の効果
以上本発明方法によれば、拡散接合するのに加圧を必要
としないので、加圧装置が不用となり。
としないので、加圧装置が不用となり。
設備費を低く抑えることができる。また、製造途中にお
ける接合物は曲げ変形を生じさせる要因を全く含まない
ものであるので、拡散接合装置から完全に冷却していな
くても取出すことができ、生産性を向−ヒすることがで
きる。
ける接合物は曲げ変形を生じさせる要因を全く含まない
ものであるので、拡散接合装置から完全に冷却していな
くても取出すことができ、生産性を向−ヒすることがで
きる。
第１図、第２図はそれぞれ本接合部材の断面図。
第３図は作用説明図、第４図、第５図はそれぞれ使用例
を示す斜視図、第６図、第７図はそれぞれ実験例におけ
る接合部材の断面図、第８図は作用説明図である。 （７）（８Ｌ・・ＡＩｌ、Ｏ，ｆ＝ニラミックス（９）
（１０） −Ｔ ｉ箔、（１１）・・・Ｎｉ板、（１
３）・・・複合板代理人 森 本 義 弘 第１図 第２図 第３図 圧
を示す斜視図、第６図、第７図はそれぞれ実験例におけ
る接合部材の断面図、第８図は作用説明図である。 （７）（８Ｌ・・ＡＩｌ、Ｏ，ｆ＝ニラミックス（９）
（１０） −Ｔ ｉ箔、（１１）・・・Ｎｉ板、（１
３）・・・複合板代理人 森 本 義 弘 第１図 第２図 第３図 圧
Claims (1)
- １、熱伝動率、熱輻射率、線膨張係数等物性値の異なる
材料ＡとＢを拡散接合して複合部材を製造する方法であ
って、前記材料ＡとＢを、Ａ・Ｂ・ＡあるいはＢ・Ａ・
Ｂというように少なくとも三個サンドイッチ状に配置し
、この状態で加熱により拡散接合した後、中間材料の中
央平面で切断することを特徴とする線膨張係数の異なる
材質からなる複合部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25955184A JPS61137688A (ja) | 1984-12-07 | 1984-12-07 | 線膨張係数の異なる材質からなる複合部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25955184A JPS61137688A (ja) | 1984-12-07 | 1984-12-07 | 線膨張係数の異なる材質からなる複合部材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61137688A true JPS61137688A (ja) | 1986-06-25 |
Family
ID=17335681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25955184A Pending JPS61137688A (ja) | 1984-12-07 | 1984-12-07 | 線膨張係数の異なる材質からなる複合部材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61137688A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2021106098A1 (ja) * | 2019-11-27 | 2021-06-03 | ||
| JPWO2021106097A1 (ja) * | 2019-11-27 | 2021-06-03 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54118342A (en) * | 1978-03-07 | 1979-09-13 | Mitsubishi Metal Corp | Production of irregular shape bus bars |
-
1984
- 1984-12-07 JP JP25955184A patent/JPS61137688A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54118342A (en) * | 1978-03-07 | 1979-09-13 | Mitsubishi Metal Corp | Production of irregular shape bus bars |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2021106098A1 (ja) * | 2019-11-27 | 2021-06-03 | ||
| JPWO2021106097A1 (ja) * | 2019-11-27 | 2021-06-03 |
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