JPS61193791A - 超耐熱合金から成る構成部分の結合方法 - 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】 本発明は超耐熱合金から成る構成部分を、圧力及び熱の
同時適用下に固体状態で結合する際、被結合構成部分の
表面上機械的、化学的又は電解的に加工し、同構ａＳ分
を結合温度にもたらして圧縮し、このようにして行った
プレス接合後に冷却しかつさらに熱的及び／又は熱力学
的に処理することから成る前記構成部分の結合方法に関
する。

従来の技術 特に商度に熟練を要する熱機械の製造の除の超耐熱合金
から成る加工物の熱的及び機械豹負荷容欝に対する要求
が絶えす増大する結果、加工物は次第に、大きな諸困難
の下でのみ実現されうるか又は決して−べんでは全体が
具体化でぎない複雑で特異な形のものとなる。従って複
伴な、特に凹状で中空の形を有する、数部分から成る加
工Ｑｌ１１−製造しかつ前Ｎｅ部分を適当な方法で結合
する解決手段が追求される。しかも、可及的に均質で、
組織的に均一であって、継目がもはや認められずかつす
べての断面に亘って可及的に同等な特性を有する一体的
最終製品に対する袂求も生じる。結合方法としては、就
中、液相の生じないような方法、例えは拡散接合、プレ
ス泡液が提供されている。この種の方法（超耐熱合金と
は別種の材料の場合にも逼する）は多数の刊行物から公
知である〔例えばＧ、Ｈ。

１’シンジヤー（Ｇｅｅｓｉｎｇｅｔ　）　、パウダー
・メタラジ−〇オプ・シューパーアロイズ（１’ｏｗｄ
ｅｒＭｅｔａ１１ｕｒｇ７０ｆ　８ｕｐｌＳｒ！Ｌｌ１
０７８　）　、パターウオースズ（Ｂｕｔｔｓｒｗｏｒ
ｔｈｓ　）　、１９８４．８゜２．１章拡散結合（Ｄｉ
ｆｆｕｓｉｏｎ　ｂｏｎａｉｎｇ　）　、６［１６〜６
１２頁；ホルコ（ＨＯｌｋＯ）等、ステイトーオプーテ
クノロジー・フォア・ジョイニング・ＴＤ　　−ＮｉＣ
ｒ　　シ　−　）　　（８ｔａｔｅ−ｏｆ−ｔｅｃｈｎ
ｏｌｏｇｙ　　ｆｏｒｊｏｉｎｉｎｇ　　ＴＤ−ＮｉＣ
ｒ　５ｈ８ｅｔ　）　、超耐熱合金、加工、ＭＣＩＣＫ
関する第２回国際会議議事録（Ｐｒｏｃ　。

５ｅｃｏｎｄ　　工ｎｔ、Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　　ｏ
ｎ　８ｕｐｅｒａ１１ｏｙａ　。

Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　、　ＭＣ工Ｃ）、ペンシルバニ
ア州在セブ７．スプリングス（５ｅｖｅｎ　８ｐｒｉｎ
ｇｓ　）刊、１９７２、Ｔ−１−５−１２；ジョンＡ、
バカリー（Ｊｏｈｎ　Ａ、　Ｖａｃｃａｒｉ、　）　、
フオーム−ボンディング・チタニウム・イン・ワン・シ
ョット（Ｆｏｒｍ　−ｂｏｎｄｉｎｇ　ｔｉｔａｎｉｕ
ｍ　ｉｎ　ｏｎｅ　５ｈｏｔ　）、アメリカン争マ＼キ
ニス）　（ＡｍｅｒｉＯ＆ｎ１ａａｈｉｎ１ｓｔ　）、
１９８６年１０月刊、９１〜９４頁；　Ｇ、　／’ｉつ
７ラー（Ｈａｕｆｌｅｒ　）等、シフニージョン・ボン
ディング・オプ・シューバーアロイズ・フォア・ガス・
タービンス （Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ　ｂｏｎｄｉｎｇ　ｏｆ　８ｕｐ
ｐｅｒａｌｌｏｙａ　ｆｏｒｇａｓ　ｔｕｒｂｉｎｅｓ
　）　、コ、ｘ、ト、リジｘ　（Ｃ０８Ｔ　。

Ｌｉｅｇｅ　）　１９８２刊、１０４６〜１０５０頁：
ＫｊＣ，？イナーズ（Ｍｉｎｅｒｓ　）　、ジペロプメ
ントーオプ・ガス−プレッシャー・ボンディング・プロ
セス・フォア秦エアークールド・タービン・プレイズ（
、Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｇａｓ−ｐｒｅｓｓ
ｕｒｅｂｏｎｄｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　　ｆｏｒ　　
ａｉｒ−ｃｏｏｌｅｄ　　ｔｕｒｂｉｎｅｂｌａｄｅｓ
　）　、パテレ、コランパスｅオキオ（ＢａｔＱｌｌｅ
　、　−Ｃｏｌｕｍｂｕｆｌ　ＱｈｉＯ）　、ＮＡ８Ａ
　、ＣＲ−１２１０９０，１９７２年２月１５日、６１
〜８０幽参照〕。

分散硬化ニッケル合金から成る構成部分を結合するため
の拡散浴接法は、米国％計第３．７９８，７４８号から
公知である。この場合には結合すべき表面會予め清浄し
かつ研磨した後督接な接触下に結合１Ｍ度で１時間保つ
。次に光取加工物全体に粗大結晶上つくるための熱処理
を施丁と、再結晶先端が初の結合継目を越えて移動する
Ｏ ＝＋＋　＝じ刊行物に把Ｉｉｋされ友方法には、多くの
点に餉し、特に前記方法の限定され′ｆｃ８現性、及び
多動の要因、例えは材料の前被覆、結合すべき面の予備
自製及び製品の経済性ならびに目愕稍度に対する依存性
に関して改良点が残っている。これらの方法は一般に浪
φ的で、遅くかつコスト高であシ、経済的な工業的製造
のためにはしはしは極めて不適当である。

従って公知方法上簡素化し、改良しかつ方法の時間経過
を署しく加速する心安が生じる。

発明が解決しようとする間瞠点 本発明の課題は、超耐熱合金から成る構成部分を結合す
る方法において、可及的に良好なり素化１Ｆ−保持丁れ
は、均質構造を弔゛する複雑な加工物の製造を費用のか
かる装置の回泣下に短時間で可及的に経済αソな手段で
保証する＠把方法ケ提供するごとである。この場＠裏造
中の加工物の何形経過を不利にする不当に大きい変形は
可及的に回避しなけれはならない。

間鴫点を解決するための手段 前記課＠は、胃顧記載の方法において、全構成部分５の
全体的変形の静大制限下に、同構成部分の接合丁べぎ接
触部分に短時間強制的に強い動的塑性流動を起させ、こ
の際接合ゾーン６に関し℃局部的変形ε１、局部的変形
速度２１及び変形＃ｉＬ度ヶ、接合ゾーン６の寸法に相
応する初め微結晶粒の試験体が、同一変形条件下で圧締
される場合、再結晶温度での熱処理後に粗結晶粒組織を
生じるように相互に調整し、ε１か（ｈｏ−結合かＪ（
Ｄ接合ゾーン６の＃ｉさ一圧動削の試験体の圧動ゾーン
のｉｌ６さ、 ｈｆ−結合後の接合ゾーン６の尚さ一圧剣後の試験体の
圧縮ゾーンの高さ〕である ことによって解決される。

また、強制的塑性流動の際、接合ゾーン６に関して局部
的変形ε１及び局部的変形速度’１ｋｓ加工材料に依存
する所定の変形ε、の場合に、式： ％式％） 〔ＤＮｌ一温度に依存するニッケルの拡散係数〕が限界
値ＡＳＢの範囲に入り、ε１が、（ｈｏ−結合前の接合
ゾーン６の高さ、ｈｆ−結合後の接合ゾーン６の商さ〕
でありかつ限界値Ｂが２０であシ、これに対して限界値
Ａが６１及び加工劇科の組成に依存するが、少なくとも
１０であるように相互に調整するか、 又は変形ｍ度が８００〜１０５０’Ｃであシかつ接触シ
ー７６に−して局部的変形速度の平均１１ｅ、が少なく
とも０−０２８−１であシ、局部的変形ε１が少なくと
も０．１であり、変形時間Δｔが高々２０ａであるよう
にし、この際ε１、ｉｌかそれぞれ Ｃｈｏ−結合前の接合ゾーンの筒さ、ｈｆ−結合後の接
合ゾーンの蝿さ〕であることによって陪決される。

実施例 次に本発ｋＪｌ−図面による実施例にょシ評述する： 分 第１図に、被結合徊造部＼を入れに型（プレス）の略示
縦断面図である。１に、型用加熱装置１ｔ、（図示して
ない）を備えたプレスにおける上型であシ、２は下型で
ある。上型１及び下型２に好ましくは耐高熱性モリブデ
ン合金（ＴＺＭ　）から成る。下型２には、プレスの行
！４を制限するためのストッパー３及び物Ｉｘ流動用仝
隙４が設けられている。もちろん３及び４は上型にも又
は１及び２に分配されて設けられていてもよい。

５は結合すべぎ栴成笥３分（この場合には円筒状又は角
柱状試験体）？表わす。矢は力Ｐにょシ行われる上型と
下型との間の相対連動を示す。

型の外形及び構成部分５の寸法によって、重要な接合作
業パラメーター、特に接合ゾーン及び変形度が十分に確
定される。この場合特に、構成部分５の型にはめられ几
自由運動可能な部分の状態が重要である。

楽２図は、時間的に連＠せる方法段階、っまシ接合工程
の罰、間及び後における被結合構成部分の略示縦１ｆｒ
面図である。本例では、それぞれの端面において接合さ
れる２個の同一の円筒状構成部分を結合する。接合前の
画構成部分の全高はＨＯで表わしである。相応の接合シ
ー７６は接合前にはｈｏ　ｋ肩する。７は矢によって側
面応力を表わす。Ｐに加工物に及ぼす一方回プレスカで
ある。接合ゾーン６で惹起される物質流動は外事１ｊ（
７）横方向に向けられた矢で表わされている。初めに接
触している構成部分５の端面に接合工程の経過の中で仮
想接合面９を形成する。圧動及び横方向ｗＪ質流動によ
って加工物の接合ゾーン６には隆起８が形成される。接
合後の構成部分５の全４４３さはＨｆで表わし、接合ゾ
ーン６の残夛の鳥さはｈｆ″′Ｃ：表わしである。

時間尺度ｔは本例の場合には０　：　０．５　：　１８
゜（秒）で表わしである。もちろん時間尺度は本発明に
よる限定の範囲内で十分に任意であってよい。次の関係
が適用されるニ ー全体的変形： −局部的変形： ここでＨｏ−結合前の加工物の全部さ Ｈｆ　＝　結合後の加工物の全＃ｌさ ｈｏ−結合前の接合ゾーンの隅さ ｈｆ−結合後の接合ゾーンの筒さ 第６図は一時間の関数たるＮ要な接合作業パラメーター
のグラフである。横座慨は時間軸ｔ（抄−θ）である。

１ｅ−結合段階の終了は全有効プレス時間（接合時間）
である０縦座標には、一つには４ｈさＨ−Ｈ（ｔ）　　
及びｈ閣ｈ（ｔ）数の時間ｔに関する導関数： （ＬＴＩ ｔ図示しである。

個々の曲＃ｋａ−ビの意味は次の記載から明らかになる
； ａ・・・常用の無調整プレスの場合のプレス時間ｔのｒ
ＪＡ数九る加工物の全開さ ａ′・・・一定の型打速度ｔ−Ｗするプレスの場合のプ
レス時間の関１ｔ１．たる加工物の全＾さｂ・・・常用
のＳ調整プレスの場合のプレス時ｔ’ｄｌ　ｔの関数で
ある接合ゾーンの高さ ゾ・・・一定の型打速度を肩するプレスの場合のプレス
時間ｔの関数である接合ゾーンの烏さＣ・・・常用の無
調整プレスの場合のプレス時間ｔの関数であるＨｏ　／
　Ｈ（ｔ） ａ′・・・一定の型打速度を肩するプレスの場合のプレ
ス時間ｔのｐＡａであるＨｏ　／　Ｈ（すｄ・・・常用
の無調整プレスの場合のプレス時間ｔの関数であるｈｏ
／　ｈ　（す ｄ′・・・一定の型打速度ｋＷするプレスの場合のプレ
ス時間ｔの関ｔｉたるｈＯ／ｈ（ｔ）ｅ・・・客用の無
調整プレスの場合のプレス時間ｔの関数である加工物の
全体的変形円ε。

ａ′・・・一定の型打速度を弔するプレスの場合のプレ
ス時間ｔの関数である全体的変形−ε６ｆ・・・常用の
勲ｖ＠整プレスの場合のプレス時間ｔの関数である全体
的変形速度＝ｇｇ ｆ′・・・一定の型打速度を有するプレスの場合のプレ
ス時間ｔの関数である加工材料の全体的変形速度−Ｋｇ ｇ・・・常用の無調整プレスの場合のプレス時間ｔの関
数である接合ゾーンの局部的変形−８ｌ〆・・・一定の
型打速度１肩するプレスの場合のプレス時間ｔの関数で
ある接合ゾーンの局部的変形−ε１ ｋ・・・常用の無ａｌｌ！整プレスの場合のプレス時間
℃の関数である接合ゾーンの局部的変形速度＝２□ ビ・・・一定の型打速度を勇するプレスの場合のプレス
時間ｔの関数である接合ゾーンの局部的変形−嶋 無調整プレスの場合には−Ｖに、変形速度はプレス行程
のｉシ頃には変形抵抗の増大により減少する（１１に関
する曲ａｌｌ見よ）。これは、一定の型打速度に調整さ
れるプレスの場合には正反対となる。つまり変形速度は
プレス行程の経過につれて瑠犬する（ｉｌに関する曲蛛
ｋｌ　ｔ、見よ）。加工物の冶金的特性にとっては接合
・戸−ン６における局部的状態が決定的である。

この局部的状態は、グラフが示すように、プレスの幾何
学的データから計算される全体的な値とは著しく相違し
ている。

第４図には、全体的変形速度が一定の場合の主要な、時
間の関ｅたる接合作業パラメーターのグラフ上図示しで
ある。記号に、第６図で定義したものと１司じである。

勧）々の曲１１１３！１−〇の意味に次の把歓がら明ら
かになる。

１・・・調整プレスの場合のプレス時１１ｆｌｔの関数
であって、一定の変形速度；ｇ＊Ｍする加工物の全体「
ソ変形−εｇ ｍ・・・一定の全体的変形速度−嶋 ｎ・・・調ｔ＋プレスの場合のプレス時間の関数であっ
て、一定の変形速ＩＸ嶋七肩する接合ゾーンの局Ｓ市変
形−６１ ０・・・調整プレスの場合のプレス時間の関数であって
、一定の変形速度ｔｇｋ弔する接合の局部変形速度 全体的変形速度にプログラム制御により一定に保つ（−
に曲する面蛛ｍ）−これは加工物及び型の幾何的寸法か
ら逆算することによって決めることができる一場合、本
例でに、局部的変形速度（ｉｌに関する曲紛０）は軽易
に増大することか判る。平均値は破線によって示しであ
る。

第５図は、紹合釉の被結合構成部分の嵌込まれ友型の略
示部分縦断面を示す。この場合は横断面で図示し友ガス
タービン羽根の部分である。

１１は羽根の半シェル、つまり上部であり、１２は同羽
根の下部を示す。両部会の間には、例えはセラミック材
料又は過当な金属物情から成っていてもよい支持体（支
持ｖｂ＊＞１ｏが存在する。支持体１０は、加工物の接
合ゾーンの外に在る部分の、接合工稚中の計容できない
変形を妨止する役目ｔＭする。この棟の支持体１０は被
結合構成部分が薄肉の場合に有利に使用される。このよ
うな支持体は、接合後に化学的方法で浸出するか又は浴
出することによって再び除去することができる。金属支
持体１０の場合には、その融点は接合温度′ｌｔ趣える
が、加工物の固相温度未満でなけれはならない。

第６図は、接合されて全体ｒ形成する、結合後の第５図
による構Ｉｆｉ、部分の略示横断面である。

接合後の一体的加工ｗ１３は、中空体として設計された
、ガスタービン羽根のプレートである。

９に接合部のもはや罐認できない接合面である。

８は羽根人口縁及び出口縁における各１１１６１の隆ｅ
會示す。支持体１０（第５図参照）は除去さ′れている
。

鮎７図は、８合前の複雑な形の被結合構成部分が嵌込ま
れかつ支持されｆｃ型の略示部分縦断面である。第５図
と同様にこれに、横断面で図示したガスタービン羽根の
部分である。奈照智号１．２．３．４．１０．１１．１
２に第５図のものと同じである。この場合には、支持体
（支持物質）１０は、板金インサート （Ｂｌｅｃｈｅｉｎｓａｔｚ　）　ｉ　４　ｆ７ｆ４効
に支持す６７’Ｃめに多部分から構成されている。１０
．１１゜１２及び１４は、プレスの際の変形が実°際に
は結合可能な部分（接合ゾーン）においてのみ起りうる
ように、型において相互に適合されてい□る。

第８図は、接合されて全体全形成する、結合後の第７図
による複雑な形の構成部分を名む型の略示部分縦断面図
である。初めの板金インサー）１４（第７図参照）から
形成されたブリッジ１５は、ブリッジ／半シェルの結合
ｓ１６で残シの加工物１３（もとの半シェル１１及び１
２）と固定されている。他の参照数字は第６及び７図の
ものと全く同じである。

例　　１ （第１因、第２図及び第４図参照） 構成部分５としての２個の同一円筒状試験体を端面で結
合した。構ａ部分５は次の寸法に’！してい−ｆｃ： 使用した加工材料〔商標名ＭＡ６０００（工ＮＣ０）’
）に、分散硬化した做＃１結晶組＃！＆、状のニッケル
台超耐熱合金であプ、次の組成ケ肩し℃いた二Ｎ１　　
≧　　６９ｍ楚％ Ｃｒ　　−１５ｊｋｌ−物％ Ｗ　　−４，０″ＭｉｆＩ′％ Ｍｏ−２，０重か一％ Ａｌ　　−４，５ｉｔ％ ＴＬ　　　＝　　　２．５知ム鍵％ Ｔ８．　　−　　２−０１關％ Ｃ＝０．０５止り％ Ｂ　　　　＝０．０１　重−ｉ′％ Ｚｒ　　　−０，１５３３℃％ Ｙ２Ｏ，−１，１″Ｍ蓄％ 予め研磨し、清浄した構成部分５に９８０°Ｇの接合錦
度にもたらし上型１及び下型２かも成る加熱され′ｆｉ
：、型に人ねた。型及び加工物はアルイン雰囲気中に存
在していた。この場合該円筒状臥康体にそれぞれ１２關
の長さが側面で軸付けられており、残りの４ｆｉが窒隙
４で自由運動することができた。

プレス力Ｐの作用下に構成部分５會軸方向に圧締し、接
合させた。局部的？ｌ！Ｉ實流動は第２図で矢で示され
ている。粘合後の接合ゾーン６はなお４關の高さｈｆｋ
南していた。接合の作業パラメータは次のように設定し
九二 全体的変形速度二〇か一定に保友れるようにプレスを調
侵した。

ε、−０．１３ 嶋　−０，１３８−１一定（第４図Ｏｉ１ｉｋｍ　）ε
１−０．６９ ’１　−０−６９　ｓ−１（平均偽） Δｔ　　−１ａ（全有効接合時間） 接合後に加工物を冷却し、次にこの加工物に熱処理音節
した。この熱処理は１２００℃の温度で１時間粗粒化焼
鈍することであった。貴結晶先端が初めの接合面９會越
えて移動していて、前記接合向かもに’Ｐ誌められない
ことを確認することかでき友。光層加工物からＷＡ、験
片を作り出し、機械的強さの憤をミー及び尚められｆｃ
温度で検量した。弾性高温限界ならびに疲れ強さは、比
較可能な組峨形成’ｔ−１する未結合の相応の加工材料
に劣っていなかつｔ。継目実効ぷ（Ｎａｈｔｅｆｆｅｋ
ｔｉｖｉｔａｅｔ　）　１Ｑ　Ｑ％が得らし九。。

例　　２　： （第１図、第２図及び第６図参照〕 構成部分５としての２１ｍｌの同−円筒状臥紗体會例１
と同様に端面で接合し友。１１１成部分５はそれぞれ次
の寸法に！していた： 材料に、商備名ＭＡ　７５４　（工ＮＣ０）’に肩７る
分散硬化ニッケル台超耐熱合金であり、次の組＆’！ｒ
市していた： Ｎ１　：ｌ：　　７８ｋｉｉ％ Ｃｒ　”　　　２０Ｘｉｉ％ Ｃ−０，０５重賃％ Ａｌ　　−０，３１鰍％ Ｔｉ−０，５ｍ賞％ Ｆｅ−１，Ｑ止−％ Ｙ２Ｏ３−１−０］ｉＭ％ 構成部分５に、清浄しｆｃ衣力面全接合温度８５０℃も
たらし、加熱した抛中に導入した。

保護ガス雰囲気（アルゴン）下で作業した。紹合削の接
合ゾーン６の渦さｈＯは７．６１關ｍであり友。結合の
行われた後の接合ゾーン６の市すｈｆになお３．６ｗ″
′Ｃあった。接合の作業パラメーターは次の、ように与
えられｆｃ： 型打速度がほぼ一定であるようにプレス’（Ｉ−Ａ整し
た＠ ｔ６−　　ｏ、ｉ　ｓ ’　　”：　　０−３８−１％　　はぼ一定（第３図の
固練ｆＩ）ε１−０．７４ ７、−　１−４８　’−上　（平均他）Δｔ−０，５８
（全実効接合時１１！１　）接合及び冷却後に該加工物
に、１３１５℃の温良で１時間の粗粒化焼鈍を施し、最
後に空気中で冷却した。機械的試験によって継目実効率
１００％が得られ友。

例　　６　： （ｖｐＪ５図及び第６図参照） 構成部分として中窒タービン羽根部分七使用した。羽根
の半シェル（上ｓ１１、下部１２）は羽根プレートの半
分の冒さに関して次の横断面寸法上Ｍしてい次： 上部　下部 幅：　　　　　　　　　　１０，０闘　１００朋最太深
さく外部から測定）：２１關　　２０龍内厚：　　　　
　　　　　　　　４　ｗｘ　　　４　ｌ！１１半シェル
中にセラミック材料から成る支持体１（１−入れたが、
その輪郭は児成羽根の中空形に丁度合致していた。半シ
ェル１１と支持体１０との間の、プレス接合用に使用さ
れうる間１ｆｉｌｌｉに、片側で測定してｆ１２龍であ
った。

羽根中シェル１０及び１１の材料は例１で記載した超耐
熱合金ＭＡ６００Ｌ］であった。

封入された支持体１０ｔ−Ｗする半シェル１１及び１２
ｒ１アルゴン雰囲気下に９５０℃の温度にもたらし、第
５図により型１，２中に入れたＯ 作業パラメータは次のよう与えられた（第２図参照）： ＨＯ−４１鵡 Ｈｆ−３９ｉｕｉ ｈＯ■　　８Ｉ１ｍｌ ｈｆ＝　　　６１１ ｇｇ−ｏ、ｏｓ ｉｇ　　−ｏ、ｏ＝ｏｓθ−１−一定 εｘ−０−２８５ ’ｌ　　−０−０２８５９−１（平均値）Δｔ−１Ｑｓ 接合後に該加工＠は、％徴的な隆起８を弔する第６図に
よる形状を有していた。冷却し、支持体１０に化学的に
浸出した後、粗粒調整のためにゾーン焼鈍によって熱処
理を行つ次。金属組織学的検査によって、初めの接合面
９は結晶粒組織により％ｌにや［認できないことが判明
した。晶子は平均、厚さ１．５ｓｌｌｍで幅２１１１及
び長さＩＱｎ＋七令してい友。組織形成の同じ未接合材
料の強さの値が十分に得られた。

例　　４　： 〔第７図及び第８図参照〕 接合すべき構成部分は、内部に数個のみぞ及び補強リプ
を肩する中空タービン羽根の部分宅あった。羽根の半シ
ェル（上部１１、下部１２ンは羽根プレートの半分の高
さに関し次の横断面寸法を肩してい几： 上　　部　　　下　　部 幅：６０１Ｉ１６ＩＩＩｍ 最大ｇ１７．さく外部から測定）：　　１ＱＩ１ｍ　　
、　　１２１ｍ肉厚：　　　　　　　　　　　２．４ｓ
ｌｌ　　　２．４０補強のために使用される板金インサ
ート１４は波状に形成されていて、肉厚０．８１１　ｋ
　Ｍしていた。半シェルと板金インサート１４との間に
は、完成羽根のみぞ形に相応する輪郭上層するセラミッ
ク支持物質１０ｋｆｌめ込んだ。半シェル１１及び１２
と板金インサート１４ならびに支持物質１０との間の接
合のために利用されうる空隙は、片ｉＩ＋ｌｌで測定し
て約Ｑ、９ｍ、＊であった。

羽根半シェル１１及び１２ならびに板金インサートの材
料としては、例２で記載し次Ｗ！ｉ耐熱合金ＭＡ７５４
會選択した。

半シェル１１及び１２、板金インサート１４及び支持物
質１０から成る全体をアルゴン雰吐気下に温度８７０℃
にもたらし、第７図により型１，２に入れた。

プレス接合の作業パラメーターは次のように与えられ几
（第２図参照）： Ｈｏ−２０１ＥＩ Ｈｊ−１９，１１１ ｈＯｍ　　２．５１１１ ｈｆ−１，６ｆｍｌ ｆｇ−０，０５ 二ｇ　ミ０．０２８−よ　　（はぼ一定）Ｃ１婁０．４
４５ ｇｘ　　−０，１７８８−１（平均＜ｔｉｒ　）Δｔ−
２，５ｓ 接合後の加工物の形状に第８図のようになった。羽根プ
レートに、隆起８によって特徴づけられｔプレート前縁
及び後縁の他に、ブリッジ／半シェルの結合部１６及び
補強ブリッジ１５會弔−していた。次にセラミック支持
物質１０會化学薬剤を用いて浸出し、加工物を粗粒調整
のために例３と同様に等温焼鈍によって熱処理し几。機
僚的試験により継目失効塞１００％であることが判った
。

例　　５　： （第１図及び第２図参照） 商係名“パスパロイ”（ＷａａｐａｌＯｙ　）の超耐熱
合金から構成部分５としての円筒状試欺体會製作した。

該構成部分は次の寸法’（＋−有していた：Ｏ ■径＝１ＱＩｌＩＩＳ　筒さ＝１６１１（駆□）加工材
料は次の組戊會令していた： ｃ　　−０，０３！ｉｔ％ Ｃｒ　　−１９，５３ｉｔ％ ＭＯ−４，５１℃貨％ Ｃｏ　　−１４，０ＩＩＬｅ１％ Ｔ１−３．０貞１％ Ａｌ　　−１，４１菫％ Ｆｅ２　−　　２．０１ｋｉｌ：％ Ｎ１　−　　残り 次に構成部分５の端面七ＢＮ粉を含有する研磨ディスク
を用いて研磨し、超音波浴（水＋アルコール）中で清浄
し、脱脂しかつフレオン中に保管した。フレオンの代シ
にまたアゼトンも使用することができる。笑験前に構成
部分を弱い圧力下で加熱し、型にはめ込み、全体にアル
ゴン金十分にあびせた。各構成部分５の円筒状物体に、
それぞれ１０關の長さで側面で締付けられており、残り
の突出部分６龍か空隙４で自由運動可能であった。構成
部分５を軸方向に作用するプレスカＰの作用下にそれぞ
れ４翼重圧縮し、同時に端面で接合した。外形は次のよ
うに与えられた： Ｈａ−３２ｓｎ Ｈ１’−２４ｍ１ ｈＯ−１２１１１１ Ｊ　　ｍ　　４■ 接合作業パラメーターは次のとおシでありｆｃ＝一定の
型打速度−０，２８５１１／　Ｅｌ　：ｇｇ　　＝　０
−２８５ Ｔｇ　　ζ０．０２８−１　（平均値）ε１．−ｍｌ、
Ｉ Ｔよ　−０．０５８−１　（平均値） Δｔ−１４８（実効接合時間〕 Ｔ　　−１１５０℃（接合温度ン 型打行程の終了後、接合加工物音なおさらに２分の保持
時間の間最終調整圧力下に放置し、次いで型から取出し
、冷却し、このものに引続き熱処理音節し友。これ４−
！１１５０℃での１時間の粗粒化焼鈍であった。次に該
加工物を空気中で冷却し、テストした。

本発明は′＠記実施例に限定されない。

ＷａＳ分５０接合すぺぎ表面線、先づ極めて一般的に機
械的、化学的又は電解的に加工し、清浄し、結合温度に
もたらしかつｌｆ＃する。プレス接合の本質は、極め−
Ｃ％定の作業パラメーターの厳守下での意識的な局部的
変形である。

この際全構成部分５の全体重変形Ｋｇ　　が所望の形状
ｒ侍るために与えられた限界内で保たれ、他方実際の接
合ゾーン６に短時間強い動的塑性流動を惹起させること
を考慮に入れなければならない。この際局部的変形６１
及び局部的変形速度上、接合ゾーン６の寸法Ｉｆ−相応
して形成された初め微結晶粒の試験体が、構ａ部分５の
接合の場合と同一の変形条件下で圧動する除、書結晶温
度での熱処理後に必ず粗結晶粒組峨七生じるように、相
互に調整する。この際結合前の接合ゾーン６の高ｈ（、
は圧動削の圧縮ゾーンの高さに等しくなけれはならない
。結合後及び圧縮後の高−ｇ　ｈｆについても同様なこ
とがいえる。

物理的−冶金学的条件から、作業パラメーター６１及び
嶋に関しては、加工側斜に依存する所定の変形６１の場
合、式： ％式％ （ＤＮＩ−温良に依存するニッケルの拡散係数〕が限界
値Ａ及びＢの間の十分限定された範囲に人らなけれはな
らず、この際ＢＵ一般に２０の頭七有し、他方Ａは材料
組成及び６１に依存するが、少なくとも１０の値を有し
なければならないことが判明する。

次の組成： Ｎ１　　ミ　６９ｍＮ％ Ｃｒ＝１５１量％ Ｗ　　−４，０崖シ％ ＭＯ館　　２．０東童％ Ａｍ　　−４，５ｍ、ｍ％ Ｔａ　　”　　　２．ＯＮ、ｔ％ Ｃ−０，０５１ｆ量％ Ｂ　　−０，０１１ｉｆｉ：％ Ｚｒ　　−Ｑ、１５重ｆ％ Ｙ２Ｏ３−１，１］Ｌｊ１％ １を有する種類の加工材料に関しては、限界（＠Ａは変
形　εｘく０．６の場合には１０であり、ε１〉０．６
の＃ｈ＠には１５．０”でなけれはならない。

次の組成： Ｎｉ　　２：　７８重１％ Ｃｒ−２０重當％ Ｃ岡０．０５′ｉＡ飯％ Ａ１−　０．３重＃％　　　　　 Ｔｉ　　−０，５Ｊｋｌ：％ Ｆ’ｅ　　−１−［Ｊｍｆｆｉ％ Ｙ２Ｏ３−１，０ｍＪ１％ を弔する種類の加工材料に関しては、限界値ＡＢ　Ｋ　
形’１＜、　０．６　（Ｄ場合にｈｉｏで、？＋シ、ｇ
ｌ）０．６の場合には１４．５でなければならない。

構成部分５ｒ結合する次めの方法は一般に変形及び変形
速度の九−小値によって定義される。

局部的変形速度の平均値−〇に少なくとも０．０２８″
″ｌであシ、局部的変形ε、は少なくとも０．１であり
、変形時間Δｔは高々２０日であり、変形温度に８００
〜１０５０℃であることが要求される。

全構成部分５に関連した全体的変形線、特に複雑な加工
物の場合には、上型１及び下型２によって表わされｆｃ
ｍ中に該栴成部分會できるだけ十分に固定することによ
って制限されなければならない。凹状又は中空の薄肉体
、例えは羽根半シェル１１及び１２のような形の複雑な
構成部分の場合には、全体的変形の制限及び局部的変形
の調整のために不利には支持物質又に支持体１０を使用
する。接合後にこの支持物質１０を機械的、ｖｌＪ埋的
又は化学的方法で貴び除去する◇この除去は、金属支持
物質の場合には、構成部分５を侵さないアルカリ溶液、
醸又に塩浴液を用いる溶出又は浸出によって行うことが
できる。塩浴液はセラミック支持物質１０の場合にも有
効である。

本発明による方法は、特にＯｒ　１５％、２０％又は６
０％勿含肩室上酸化物分散硬化ニッケル超耐熱合金から
成る構成部分に対して不利に適用することができる。

調整、加熱、冷却等を含む接合時の作業サイクルの全時
間は加工物の大ぎさに応じて１０〜１５〜２０分である
。

本発明によるプレス接合の利点は、作業サイクル時間の
著しい短１紬、＃逼粗粒性′Ｉｔ＠るための物理的−冶
金学的作業パラメーターの調整、製品の良好な再現性及
び低い接合温度に依シ比較的小さい型コストつま多部の
可使時間の延長にある。さらに本発明による方法は、複
雑な形状及び複合材料系にも有利に適用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は被結合構成部分を入れた型の略示部分縦断面、
第２図は時間的に連続する方法段階における被結合構成
部分の略示縦断面図、第６図に１要な接合作業ノ七うメ
ータの時間的変化を示すグラフ、第４図は全体的ｆ彫速
度が一定の場合の主要な接合作業パラメータの変化を示
すグラフ、第５図は被結合構成部分を入れ７？＋型（結
合前）の略示部分断面図、第６図は第５図による構成部
分の結合後の略示＠断面図、第７図は複雑な形の構成部
分がはめ込まれかつ支持された型（結合前）の略示鄭分
縦断面図及び第８図は結合後の第７図による構ｖＸ、部
分を名Ｕ型の略示部分縦断面である： １・・・上型、２・・・下型、４・・・空隙、５・・・
構成部分、６・・・接合ゾーン、１０・・・支持物質（
支持体）、１１．１２・・・薄肉体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、超耐熱合金から成る構成部分（５）を、固体状態で
   圧力及び熱の同時適用下に結合する際、被結合構成部分
   （５）の表面を機械的、化学的及び電解的に加工し、同
   構成部分（５）を結合温度にもたらして圧縮し、このよ
   うにして行つたプレス接合後に冷却しかつさらに熱的及
   び／又は熱力学的に処理することから成る前記構成部分
   （５）の結合方法において、全構成部分（５）の全体的
   変形の最大制限下に、同構成部分の接合すべき接触部分
   に短時間強制的に強い動的塑性流動を起させ、この際接
   合ゾーン（６）に関して局部的変形ε＿１、局部的変形
   速度■＿１及び変形温度を、接合ゾーン（６）の寸法に
   相応する初め微結晶粒の試験体が、同一変形条件下で圧
   縮される場合、再結晶温度での熱処理後に粗結晶粒組識
   を生じるように相互に調整し、ε＿１が ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔ｈ＿ｏ＝結合前の接合ゾーン（６）の高さ＝圧縮前の
   試験体の圧縮ゾーンの高さ、 ｈ＿ｆ＝結合後の接合ゾーン（６）の高さ＝圧縮後の試
   験体の圧縮ゾーンの高さ〕 であることを特徴する超耐熱合金から成る構成部分の結
   合方法。 ２、全構成部分（５）に関する全体的変形を、同構成部
   分を型（１、２）内に可及的に十分に固定することによ
   つて制限する特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、被結合構成部分（５）の少なくとも１個が凹状又は
   中空の薄肉体（１１、１２）から成つており、全体的に
   存在する構成部分（５）の空隙の少なくとも一部分が予
   め挿入された支持物質（１０）又は支持体（１０）によ
   つて充填されておりかつ前記支持物質（１０）を結合及
   び冷却段階後に機械的、物理的又は化学的に除去する特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 ４、被結合構成部分（５）がＣｒ１５％を含有する酸化
   物分散硬化ニッケル超耐熱合金から成る特許請求の範囲
   第１項記載の方法。 ５、被結合構成部分（５）がＣｒ２０％を含有する酸化
   物分散硬化ニッケル超耐熱合金から成る特許請求の範囲
   第１項記載の方法。 ６、被結合構成部分（５）がＣｒ３０％を含有する酸化
   物分散硬化ニッケル超耐熱合金から成る特許請求の範囲
   第１項記載の方法。 ７、超耐熱合金から成る構成部分（５）を、固体状態で
   圧力及び熱の同時適用下に結合す際、被結合構成部分（
   ５）の表面を機械的、化学的及び電解的に加工し、同構
   成部分（５）を結合温度にもたらして圧縮し、このよう
   にして行ったプレス接合後に冷却しかつさらに熱的及び
   ／又は熱力学的に処理することから成る前記構成部分（
   ５）の結合方法において、全構成部分（５）の全体的変
   形の最大制限下に、同構成部分の接触ゾーンに短時間強
   制的に強い動的塑性流動を起させ、この際接合ゾーン（
   ６）に関して局部的変形ε＿１及び局部的変形速度■＿
   １を、加工材料に依存する所定の変形ε＿１の場合に、
   式： ｌｏｇ（■＿１Ｄ＿Ｎ＿ｉ＾＝＾１ｍ＾２）〔Ｄ＿Ｎ＿
   ｉ＝温度に依存するニッケルの拡散係数〕が幽界値Ａ〜
   Ｂの範囲に入り、ε＿１が、 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔ｈ＿ｏ＝結合前の接合ゾーン（６）の高さ、ｈ＿ｆ＝
   結合後の接合ゾーン（６）の高さ〕でありかつ限界値Ｂ
   が２０であり、これに対して限界値Ａが１１及び加工材
   料の組成に依存するが、少なくとも１０であるように相
   互に調整することを特徴とする超耐熱合金から成る構成
   部分の結合方法。 ８、被結合構成部分（５）が次の組成： Ｎｉ≒６９重量％、 Ｃｒ＝１５重量％ Ｗ＝４．０重量％ Ｍｏ＝２．０重量％ Ａｌ＝４．５重量％ Ｔｉ＝２．５重量％ Ｔａ＝２．０重量％ Ｃ＝０．０５重量％ Ｂ＝０．０１重量％ Ｚｒ＝０．１５重量％ Ｙ＿２Ｏ＿３＝１．１重量％ を有する加工材料から成りかつ限界値Ａが ε＿１≦０．６の場合には１０であり、ε＿１＞０．６
   の場合には１５．０である特許請求の範囲第７項記載の
   方法。 ９、被結合構成部分（５）が組成： Ｎｉ≒７８重量％ Ｃｒ＝２０重量％ Ｃ＝０．０５重量％ Ａｌ＝０．６重量％ Ｔｉ＝０．５重量％ Ｆｅ＝１．０重量％ Ｙ＿２Ｏ＿３＝１．０重量％ を有する加工材料から成りかつ限界値Ａが ε＿１≦０．６の場合には１０であり、ε＿１＞０．６
   の場合には１４．５である特許請求の範囲第７項記載の
   方法。 １０、全構成部分（５）に関する全体的変形を、同構成
   部分を型（１、２）内に可及的に十分に固定することに
   よつて制限する特許請求の範囲第７項記載の方法。 １１、被結合構成部分（５）の少なくとも１個が凹状又
   中空の薄肉体（１１、１２）から成つており、全体的に
   存在する構成部分（５）の空隙の少なくとも一部分が予
   め挿入された支持物質（１０）又は支持体（１０）によ
   つて充填されておりかつ前記支持物質（１０）を結合及
   び冷却段階後に機械的、物理的又は化学的に除去する特
   許請求の範囲第７項記載の方法。 １２、被結合構成部分（５）がＣｒ１５％を含有する酸
   化物分散硬化ニッケル超耐熱合金から放る特許請求の範
   囲第７項記載の方法。 １３、被結合構成部分（５）がＣｒ２０％を含有する酸
   化物分散硬化ニッケル超耐熱合金から成る特許請求の範
   囲第７項記載の方法。 １４、被結合構成部分（５）がＣｒ３０％を含有する酸
   化物分散硬化ニッケル超耐熱合金から成る特許請求の範
   囲第７項記載の方法。 １５、超耐熱合金から成る構成部分（５）を、固体状態
   で圧力及び熱の同時適用下に結合する際、被結合構成部
   分（５）の表面を機械的、化学的及び電解的に加工し、
   同構成部分（５）を結合温度にもたらして圧縮し、この
   ようにして行つたプレス接合後に冷却しかつさらに熱的
   及び／又は熱力学的に処理することから成る前記構成部
   分（５）の結合方法において、全構成部分（５）の全体
   的変形の最大制限下に、同構成部分の接触ゾーンに短時
   間強制的に強い動的塑性流動を起させ、この際変形温度
   が８００〜１０５０℃でありかつ接触ゾーン（６）に関
   して局部的変形速度の平均値 ε＿１が少なくとも０．０２ｓ＾−＾１であり、局部的
   変形ε＿１が少なくとも０．１であり、変形時間Δｔが
   高々２０ｓであるようにし、ε＿１、■＿１がそれぞれ ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔ｈ＿ｏ＝結合前の接合ゾーンの高さ、ｈ＿ｆ＝結合後
   の接合ゾーンの高さ〕であることを特徴とする超耐熱合
   金から成る構成部分（５）の結合方法。 １６、全構成部分（５）に関する全体的変形を、同構成
   部分を型（１、２）内に可及的に十分に固定することに
   よつて制限する特許請求の範囲第１５項記載の方法。 １７、被結合構成部分（５）の少なくとも１個が凹状又
   は中空の薄肉体（１１、１２）から成つており、全体的
   に存在する構成部分（５）の空隙の少なくとも一部分が
   予め挿入された支持物質（１０）又は支持体（１０）に
   よつて充填されておりかつ前記支持物質（１０）を結合
   及び冷却段階後に機械的、物理的又は化学的に除去する
   特許請求の範囲第１５項記載の方法。 １８、支持物質（１０）として、被結合構成部分（５）
   の結合温度とその固相温度との間にある融点を有する金
   属又は合金を使用しかつ支持物質の除去を溶出によつて
   行う特許請求の範囲第１７項記載の方法。 １９、支持物質（１０）として金属、合金又はセラミッ
   ク物質を使用しかつ支持物質の除去を、構成部分（５）
   を侵さないアルカリ溶液、酸又は塩溶液を用いて浸出に
   よつて行う特許請求の範囲第１７項記載の方法。 ２０、被結合構成部分（５）がＣｒ１５％を含有する酸
   化物分散硬化ニッケル超耐熱合金から成る特許請求の範
   囲第１５項記載の方法。 ２１、被結合構成部分（５）がＣｒ２０％を含有する酸
   化物分散硬化ニツケル超耐熱合金から成る特許請求の範
   囲第１５項記載の方法。 ２２、被結合構成部分（５）がＣｒ３０％を含有する酸
   化物分散硬化ニッケル超耐熱合金から成る特許請求の範
   囲第１５項記載の方法。