JPS61155269A - 拡散焼結接合方法 - Google Patents
拡散焼結接合方法Info
- Publication number
- JPS61155269A JPS61155269A JP27905784A JP27905784A JPS61155269A JP S61155269 A JPS61155269 A JP S61155269A JP 27905784 A JP27905784 A JP 27905784A JP 27905784 A JP27905784 A JP 27905784A JP S61155269 A JPS61155269 A JP S61155269A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diffusion
- bonding
- iron
- silicon
- powder
- Prior art date
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- Pending
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- Ceramic Products (AREA)
- Powder Metallurgy (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
〔発明の目的〕
本発明は窒化珪素セラミックスと鉄系金属との接合にお
いて、接合部及びその付近に発生する割れを防止する拡
散接合法に関するもめで、自動車部品のターボチャージ
ャなどの溶接部品に利用されるものである。
いて、接合部及びその付近に発生する割れを防止する拡
散接合法に関するもめで、自動車部品のターボチャージ
ャなどの溶接部品に利用されるものである。
（従来の技術）
セラミックスと鉄系金属との拡散接合については、特開
昭５１１９５６７０号「窒化珪來セラミックスと金属と
の接合方法の公報がある。
昭５１１９５６７０号「窒化珪來セラミックスと金属と
の接合方法の公報がある。
このものはＣｒ−Ｎｉ−Ｆｅ−Ｍｏ−３ｉ系合金と窒化
珪素セラミックスを接合する直接接合方法で、両者は共
に濡れ性が良く接合時にセラミックス表面に前記合金系
の珪素化合物を生成しセラミックスと金属とを接合する
旨開示されている。
珪素セラミックスを接合する直接接合方法で、両者は共
に濡れ性が良く接合時にセラミックス表面に前記合金系
の珪素化合物を生成しセラミックスと金属とを接合する
旨開示されている。
（発明が解決しようとする問題点）
然し前記セラミックスと金属との直接接合の場合には引
張強度が１５〜２０ｋｇ／ｗ＃程度であり、静的な荷重
が係る部品については使用可能であるが、ターボチャー
ジャのような高トルクの係る回転軸においては接合強度
がやや小さく、従って信頼性に問題がなり、長期間にわ
たって使用することはできないという問題点があった。
張強度が１５〜２０ｋｇ／ｗ＃程度であり、静的な荷重
が係る部品については使用可能であるが、ターボチャー
ジャのような高トルクの係る回転軸においては接合強度
がやや小さく、従って信頼性に問題がなり、長期間にわ
たって使用することはできないという問題点があった。
そこで本発明は窒化珪素セラミックスと鉄系金属との接
合において、回転軸としても使用可能な接合強度である
２５〜３０ ｋｇ ／ ｖｈ）上を有する拡散接合方法
を提供することを目的とするものである。
合において、回転軸としても使用可能な接合強度である
２５〜３０ ｋｇ ／ ｖｈ）上を有する拡散接合方法
を提供することを目的とするものである。
（問題点を解決するための手段）
上記技術的課題を解決するために講じた技術的手段は、
窒化珪素系セラミックスと鉄系金属の接合において、 （１）金型にて２０μｍ以下の微細シリコン粉末に有機
結合剤を混合し、金型にて加圧してシリコン圧粉体を形
成し、 （２）次に前記シリコン圧粉体の上部に２０ 、！７
ｍ以下の鉄系粉末と結合剤とを混合して入れ圧粉後４０
０〜５００°Ｃに加熱し、更に加圧することにより鉄系
粉末とシリコン圧粉体とを一体化した仮焼結材を形成し
、 （３）次に前記仮焼結材を金型に入れ解離アンモニア雰
囲気内に１３００℃程度に加熱し、更に加圧することに
より、窒化珪素の反応焼結体と鉄系金属の焼結材を形成
し、両者の接合面において拡散接合させるものである。
窒化珪素系セラミックスと鉄系金属の接合において、 （１）金型にて２０μｍ以下の微細シリコン粉末に有機
結合剤を混合し、金型にて加圧してシリコン圧粉体を形
成し、 （２）次に前記シリコン圧粉体の上部に２０ 、！７
ｍ以下の鉄系粉末と結合剤とを混合して入れ圧粉後４０
０〜５００°Ｃに加熱し、更に加圧することにより鉄系
粉末とシリコン圧粉体とを一体化した仮焼結材を形成し
、 （３）次に前記仮焼結材を金型に入れ解離アンモニア雰
囲気内に１３００℃程度に加熱し、更に加圧することに
より、窒化珪素の反応焼結体と鉄系金属の焼結材を形成
し、両者の接合面において拡散接合させるものである。
（作用）
上記手段は次のように作用する。すなわら、シリコン及
び鉄系金属の仮焼結体はいずれも微細な粉末により成形
されこの仮焼結材が、拡散接合により一体化されるもの
で、拡散接合においては、相接する物質の原子の動きの
活発なものほど接合が強固に行われるもので、従来の拡
散接合では温度を上げることにより原子の動きを活性化
していたがセラミックスが安定なために強固な接合が困
難であったが、前記接合法は、 （１） エネルギー状態が高く、 （２）拡散の媒体をなす空孔の数が多く、（３）相接す
る物質の接触面積が多い粉体時に接合を進行させるため
に、相互拡散が生じやすく窒化珪素セラミックスと鉄系
金属の接合面は接合強度は約３０ｋｇ／ｍ＃以上となる
。
び鉄系金属の仮焼結体はいずれも微細な粉末により成形
されこの仮焼結材が、拡散接合により一体化されるもの
で、拡散接合においては、相接する物質の原子の動きの
活発なものほど接合が強固に行われるもので、従来の拡
散接合では温度を上げることにより原子の動きを活性化
していたがセラミックスが安定なために強固な接合が困
難であったが、前記接合法は、 （１） エネルギー状態が高く、 （２）拡散の媒体をなす空孔の数が多く、（３）相接す
る物質の接触面積が多い粉体時に接合を進行させるため
に、相互拡散が生じやすく窒化珪素セラミックスと鉄系
金属の接合面は接合強度は約３０ｋｇ／ｍ＃以上となる
。
（実施例）
以上具体的な実施例について説明する。
金型１内に２０．＋＋ｍ以下の微細なシリコン粉と有機
結合剤を混入しピストン２にて加圧しシリコン圧粉体３
を製造する。
結合剤を混入しピストン２にて加圧しシリコン圧粉体３
を製造する。
次にピストン２を上昇させて、シリコン圧粉体３の上部
に２０μｍ以下の鉄系金属粉４と結合剤として酸化マグ
ネシュウムを入れ圧粉後、加熱装置５にて５００〜６０
０°Ｃに加熱し、加圧することにより仮焼結材６を製造
する。
に２０μｍ以下の鉄系金属粉４と結合剤として酸化マグ
ネシュウムを入れ圧粉後、加熱装置５にて５００〜６０
０°Ｃに加熱し、加圧することにより仮焼結材６を製造
する。
次に仮焼結材６を、拡散接合装置１１にて接合するもの
である。
である。
拡散接合装置１１はキャビン１２．加熱電源１３、真空
ポンプ１４．コンプレッサー１５．加圧ロッド１６ａ、
１６ｂ、 ヒーター１７．アンモニアガスタンク１８よ
りなり、解離アンモニアガス雰囲気内にて、焼結材６を
加圧ロッド１６８．１６ｂにて加圧し、約１３００℃に
加熱すると、シリコン仮焼結体は反応焼結により窒化珪
素セラミックスとなり、鉄系仮焼結体は鉄系焼結体とな
る。かつこの両焼結体は拡散接合により一体物となる。
ポンプ１４．コンプレッサー１５．加圧ロッド１６ａ、
１６ｂ、 ヒーター１７．アンモニアガスタンク１８よ
りなり、解離アンモニアガス雰囲気内にて、焼結材６を
加圧ロッド１６８．１６ｂにて加圧し、約１３００℃に
加熱すると、シリコン仮焼結体は反応焼結により窒化珪
素セラミックスとなり、鉄系仮焼結体は鉄系焼結体とな
る。かつこの両焼結体は拡散接合により一体物となる。
これを１０に示す。尚、この境界には接合層１０ａが存
在する。
在する。
この接合材を引張試験の結果３０〜３５ ｋｇ ／ ＋
ａ＋＊にて接合面より破断し、従来例に対して３０〜５
０％アップした。
ａ＋＊にて接合面より破断し、従来例に対して３０〜５
０％アップした。
本発明は以下のような特有の効果を有する。すなわち、
積極的な拡散接合により接合面の接合強度がアップする
と共に更にセラミックス（Ｓｉ３Ｎ、）と鉄系金属の焼
結中の収縮率がほぼ同程度のために内部応力も発生しに
くく、クラックの発生が、まったくないものである。
積極的な拡散接合により接合面の接合強度がアップする
と共に更にセラミックス（Ｓｉ３Ｎ、）と鉄系金属の焼
結中の収縮率がほぼ同程度のために内部応力も発生しに
くく、クラックの発生が、まったくないものである。
第１図は仮焼結材の製造工程説明図で、（イ）はセラミ
ック材の製造工程図で、く口）は仮焼結材の製造工程図
である。第２図は拡散接合工程図で、（イ）は仮焼結材
の断面図であり、（ロ）は金型装置の断面図であり、（
ハ）は接合材の断面図である。第３図は拡散接合装置の
簡略化した説明図である。
ック材の製造工程図で、く口）は仮焼結材の製造工程図
である。第２図は拡散接合工程図で、（イ）は仮焼結材
の断面図であり、（ロ）は金型装置の断面図であり、（
ハ）は接合材の断面図である。第３図は拡散接合装置の
簡略化した説明図である。
Claims (1)
- 窒化珪素セラミックスと鉄系金属との接合方法において
、金型内にシリコンの粉末に結合剤を混入し、加圧装置
により加圧してシリコン圧粉体を作り、前記金型内のシ
リコン圧粉体の上部に鉄系金属粉と結合剤を入れて圧粉
後加熱、加圧して、仮焼結材を製造し、前記仮焼結材を
拡散接合装置により解離アンモニア雰囲気内で加熱、加
圧することにより窒化珪素セラミック材と鉄系金属の焼
結材を作ると共に両者の接合面において拡散接合により
接合させてなるセラミックスと金属の拡散焼結接合方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27905784A JPS61155269A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 拡散焼結接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27905784A JPS61155269A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 拡散焼結接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61155269A true JPS61155269A (ja) | 1986-07-14 |
Family
ID=17605797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27905784A Pending JPS61155269A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 拡散焼結接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61155269A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5042872A (en) * | 1988-07-30 | 1991-08-27 | Mazda Motor Corporation | Pillar structure for front body portion of automobile |
| JP2007302127A (ja) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | Mazda Motor Corp | 自動車の前部車体構造 |
-
1984
- 1984-12-27 JP JP27905784A patent/JPS61155269A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5042872A (en) * | 1988-07-30 | 1991-08-27 | Mazda Motor Corporation | Pillar structure for front body portion of automobile |
| JP2007302127A (ja) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | Mazda Motor Corp | 自動車の前部車体構造 |
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