JPS61168577A - セラミツクス複合部材 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 く産業上の利用分野〉 この発明はセラミックスと超硬合金を接合した複合部材
に関するものである。

〈従来の技術とその問題点〉 Ｓ＝　２１’１４やＳ＝Ｃなどのセラミックスを自動車
部品や耐摩耗用部品あるいは切削工具として使用する場
合、金属と接合することが不可欠である。

ところが、ＳＬ　３Ｎ午やＳＬＣなどのセラミックスは
金属と濡れにくいため、該Ｓ＝　２ＮややＳＬＣの表面
をメタライズしたり、酸化処理などで表面層の改質を行
なったのち、加圧下、非酸化性雰囲気で接合を行なって
いた。

このように５ＬａｈやＳｉＣなどのセラミックスと金属
の接合条件は実験室規模での検討はなされているが、実
際の製造現場でのＳＬ　３にやＳＬＣセラミックスと金
属の接合は困難とされている。

そして前述の実験室規模では、接合できる部品は小さく
、また複雑形状の場合は非常に難しい。

〈問題点を解決するための手段〉 この発明は上述に鑑みて、如何なる環境下でもまた如何
なる形状でも接合可能なセラミックス複合部材について
検討の結果、この発明に至ったものである。

即ち、この発明はセラミックス部材の一端面に超硬合金
を接合したことを特徴とするものである。

この発明の構成はＳｉ　３Ｎ？、ＳＬＣなどのセラミッ
クスと超硬合金を特別な接合条件下で接合して複合部材
とするものであり、金属とはロウ付け、半田等の現場技
術で接合を可能としたものである。

また、この発明は熱膨張率の低いＳＬ３に、　ＳＬＣと
金属のうちでも最も熱膨張率゛の低い超硬合金とを接合
したものである。

現場において、ロウ付けやＭの鋳込み等の接合時に熱が
加わるが、この時に熱膨張差が小さいのでＳＬ　３Ｎ？
と超硬合金の接合層に発生する応力を小さくすることが
できる。

即ち、接合後、再加熱してもセラミックスは外れるおそ
れがない。

第１図はこの発明のセラミックス複合部材Ａの一例とし
てＳＬ　３にセラミックス１と超硬合金２を接合した状
態図、第２図は応用例として、この発明のセラーミック
ス複合部材Ａをロッカーアーム部材３に現場にてロウ付
は接合した状態を示すものである。

この発明の実施の態様としては５Ｌ３Ｎやと超硬合金の
接合を助けるためＳｉ　３ＮＩと超硬合金の接合面に介
在層を設けることにより強力な接合層を得ることができ
る。第３図は介在層４にて５Ｌ３Ｎ？１と超硬合金２を
接合したセラミックス複合部材Ｂの１例を示すものであ
る。

そして介在層としては、Ｎ１伍、＃ＳＬ、Ｔｉ、陽など
の金属相あるいは酸化物相、窒化物相で構成されている
。

ざらに超硬合金とＳ＝　ｉｔ’ｌｌ、ＳＬＣなどを接合
する実施態様として、５Ｌ３ＮＪ１面をスパッタリング
したの〕。

ちＴｉ、Ｎｂ、Ｚｒなどの活性金属をコーティングした
のち、Ｍなどの金属を挿入し、加圧下あるいは無負荷で
加熱することにより接合が可能である。

〈実　施　例〉 以下、この発明を実施例により説明する。

実施例１ 外径３０ｍｍ、厚み１０ｍｍの５Ｌ３Ｎ牛の端面を＃２
００のダイヤ砥石で研摩した後、炉中で真空下１０Ｔ　
ｏｒｒにて排気し、その後炉内がＩＯＴ　ｏｒｒになる
ようにＡｒガスを導入し、スパッタリングを行なった。

さらにＳＬ、４表面にＴｉをコーティングした。

次いでこのＴｉコーティングしたＳＬ　３にと外径３０
ｍｍ。

厚さ２　ｍｍの超硬合金を合わせ、その間に介在層とし
て板厚０．５ｍｍのＭ板を挿入した。

この状態でに気流中、６６０〜７００℃で加熱を行なっ
た結果、強固な接合体が得られた。

その後膣接合体を２０角の形状に切出し〜ロウを用いて
ロッカーアームにロウ付けを行なった。

該Ｓｉ　３ＮＪ合体は自動車の部品として高性能を示し
た。

実施例２ 実施例１に示した方法で得たＳｉ　３ＮＱ複合部材をタ
ペットとして鋼部品とロウ付けを行なった。

寿命は従来の鋼タペットの１０倍以上であった。

実施例３ 外径３０ｍｍ、厚さ２０１ＴｌｌＴｌのＳｊＣに外径３
０ｍｍ、厚み５　ｍｍの超硬合金を実施例１の方法で接
合した。

該ＳＬＣ複合部材をピストンヘッドに伍ロウ付けした。

その結果、自動車エンジンのピストンヘッドとしての破
損のおそれもなく使用できることがわかった。

〈発明の効果〉 以上、詳述したように、この発明のセラミックス複合部
材は超硬合金と接合して自動車エンジンの部品として高
寿命に使用できて有用であることが認められた。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のセラミックス複合部材の一例を示す
説明図、第２図はロッカーアームにこの発明の複合部材
をロウ付けした状態を示す説明図、第３図は介在層をも
ってセラミックスと超硬合金を接合したこの発明の複合
部材を示す説明図である。 １・・・セラミックス　　　　２・・・超硬合金４・・
・介在層

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミックス部材の一端面に超硬合金を接合した
   ことを特徴とするセラミックス複合部材。
2. （２）セラミックス部材と超硬合金の接合面に介在層を
   設けて両者を接合したことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のセラミックス複合部材。
3. （３）セラミックス部材がＳｉ＿３Ｎ＿４あるいはＳｉ
   Ｃであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   セラミックス複合部材。
4. （４）セラミックス部材の表面をＴｉ、Ｎｂ、Ｚｒ等の
   活性金属でスパッタリングしたのち超硬合金と接合する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のセラミッ
   クス複合部材。
5. （５）介在層がＡｌ、Ｃｕ、Ｎｉ等の金属であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のセラミックス複
   合部材。