JPS61197477A - 複合部品 - Google Patents
複合部品Info
- Publication number
- JPS61197477A JPS61197477A JP25608185A JP25608185A JPS61197477A JP S61197477 A JPS61197477 A JP S61197477A JP 25608185 A JP25608185 A JP 25608185A JP 25608185 A JP25608185 A JP 25608185A JP S61197477 A JPS61197477 A JP S61197477A
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- JP
- Japan
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- sintered body
- metal
- base metal
- ceramic sintered
- ceramic
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- 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】
〔発明の技術分野〕
本発明は金属体とセラミックス焼結体とを組合せてなる
複合部品に関する。
複合部品に関する。
近時機械部品などの各分野では、部品と形成する母材金
属体と、耐摩耗性などの優れた性質を有するセラミック
ス焼結体とを組合せて結合し、母材金属体とセ、ラミッ
クス焼結体の両方の性質を併せ持つ複合部品の実用化が
検討されている。しかして、この複合部品にあっては、
母材金属体とセラミックス焼結体とを強固に結合するこ
とが重要である。
属体と、耐摩耗性などの優れた性質を有するセラミック
ス焼結体とを組合せて結合し、母材金属体とセ、ラミッ
クス焼結体の両方の性質を併せ持つ複合部品の実用化が
検討されている。しかして、この複合部品にあっては、
母材金属体とセラミックス焼結体とを強固に結合するこ
とが重要である。
従来、一般に金属体とセラミックス焼結体とを結合する
ためには、焼きばめ法、拡散接合法あるいはろう付は法
などの方法が行なわれている。
ためには、焼きばめ法、拡散接合法あるいはろう付は法
などの方法が行なわれている。
しかしながら、これらの方法では複合部品における母材
金属体とセラミックス焼結体との結合強度が充分でない
場合があシ、結合信頼性が乏しく、また両者を結合する
ためのグロセスが複雑で生産コストが高くなるという問
題がある。
金属体とセラミックス焼結体との結合強度が充分でない
場合があシ、結合信頼性が乏しく、また両者を結合する
ためのグロセスが複雑で生産コストが高くなるという問
題がある。
本発明は前記事情に基づいてなされたもので、母材金属
体とセラミックス焼結体とを強固に結合して高い結合信
頼性を得ることができ、しかも高い生産性をもって生産
できる複合部品を提供することを目的とする。
体とセラミックス焼結体とを強固に結合して高い結合信
頼性を得ることができ、しかも高い生産性をもって生産
できる複合部品を提供することを目的とする。
本発明の複合部品は、セラミックス焼結体の外側に金属
焼結体を組合せ、この金属焼結体の外側に、この金属焼
結体より小さい熱膨張率を有する母材金属体を組合せて
、これらセラミ。
焼結体を組合せ、この金属焼結体の外側に、この金属焼
結体より小さい熱膨張率を有する母材金属体を組合せて
、これらセラミ。
クス焼結体と金属焼結体と母材金属体とを夫々強固に結
合してなることを％徴とするものである。
合してなることを％徴とするものである。
本発明の複合部品において、各部材を組合せる基本的な
形態は、第１図で示すようにセラミックス焼結体１の外
側に金属焼結体２を組合せ、この金属焼結体２の外側に
母材金属体３を組合せて、これらセラミックス焼結体１
と金属焼結体２、金属焼結体２と母材金属体３とを夫々
相互に結合したものである。すなわち、セラミックス焼
結体１と母材金属体３とを金属焼結体２を介して結合し
た複合構造をなすものである。
形態は、第１図で示すようにセラミックス焼結体１の外
側に金属焼結体２を組合せ、この金属焼結体２の外側に
母材金属体３を組合せて、これらセラミックス焼結体１
と金属焼結体２、金属焼結体２と母材金属体３とを夫々
相互に結合したものである。すなわち、セラミックス焼
結体１と母材金属体３とを金属焼結体２を介して結合し
た複合構造をなすものである。
この複合部品においては、各部材の熱膨張率が少なくと
も母材金属体３の熱膨張率く金属焼結体２の熱膨張率と
なるように設定し、各部材の材料を夫々選択して組合せ
る。例えば、セラミックス焼結体１はＡｔ２０３． Ａ
ｔＮ 、 ５ｌｙ２゜８１ Ｎ ＝ ＳｉＣ、Ｚｒ０
ｚなどで形成し、金属焼結体２はＦｅ系、 ＳＵＳ系、
Ｃｕ系などで形成し、母材金属材３はＦｅ系などの溶
製材で形成する。この組合せでは、複合部材を熱的影響
を受ける用途に用いた場合に、母材金属体３が金属焼結
体２の熱膨張を規制するため、金属焼結体２の熱膨張力
の反作用でセラミックス焼結体１を結合し、複合部品全
体として各部材の結合を確保できる。
も母材金属体３の熱膨張率く金属焼結体２の熱膨張率と
なるように設定し、各部材の材料を夫々選択して組合せ
る。例えば、セラミックス焼結体１はＡｔ２０３． Ａ
ｔＮ 、 ５ｌｙ２゜８１ Ｎ ＝ ＳｉＣ、Ｚｒ０
ｚなどで形成し、金属焼結体２はＦｅ系、 ＳＵＳ系、
Ｃｕ系などで形成し、母材金属材３はＦｅ系などの溶
製材で形成する。この組合せでは、複合部材を熱的影響
を受ける用途に用いた場合に、母材金属体３が金属焼結
体２の熱膨張を規制するため、金属焼結体２の熱膨張力
の反作用でセラミックス焼結体１を結合し、複合部品全
体として各部材の結合を確保できる。
すなわち、金属焼結体２がセラミックス焼結体１と母材
金属体３との間にあって、これら両部材の熱膨張の差を
緩和する緩衝材の役目をなすので、セラミックス焼結体
１と金属焼結体２、金属焼結体２と母材金属体３とを夫
々相互に強固に接合でき、結果としてセラミックス焼結
体１と母材金属体３とを金属焼結体２を介して強固に結
合できる。
金属体３との間にあって、これら両部材の熱膨張の差を
緩和する緩衝材の役目をなすので、セラミックス焼結体
１と金属焼結体２、金属焼結体２と母材金属体３とを夫
々相互に強固に接合でき、結果としてセラミックス焼結
体１と母材金属体３とを金属焼結体２を介して強固に結
合できる。
本発明の複合部品において、セラミックス焼結体と金属
焼結体と母材金属体とを結合する構造は、次に述べるも
のがある。
焼結体と母材金属体とを結合する構造は、次に述べるも
のがある。
その１つは、セラミックス焼結体と金属焼結体と母材金
属体とをしまシばめによ多結合する構造である。この場
合の例としては、第１図で示すものがある。すなわち、
セラミックス焼結体１を、これと組合さる環状をなす金
属焼結体２の孔部に圧入する。母材金属体３は孔部を有
するもので、金属焼結体２を母材金属体３の孔部に圧入
して、各部材が結合されている。
属体とをしまシばめによ多結合する構造である。この場
合の例としては、第１図で示すものがある。すなわち、
セラミックス焼結体１を、これと組合さる環状をなす金
属焼結体２の孔部に圧入する。母材金属体３は孔部を有
するもので、金属焼結体２を母材金属体３の孔部に圧入
して、各部材が結合されている。
他の結合構造は、セラミックス焼結体と金属焼結体と母
材金属焼結体とを、金属焼結体の変形によ多結合するも
のである。第２図はこの結合構造の一例である。図中１
１はセラミックス焼結体、１２は環状をなす金属焼結体
、１３は孔部を有する母材金属体であシ、セラミックス
焼結体１１は凹状をなす外周面が係合部１１ａとなって
おシ、母材金属体１３は孔部における凹状をなす内周面
が係合部１３ｍである。金属焼結体１２は、セラミック
ス焼結体１１と母材金属体１３の間にあって各係合部１
１ ｍ 、 １３ｍに係止している。この結合構造の場
合には、母材金属体１３の孔部にセラミックス焼結体１
１を配置し、セラミックス焼結体１１と母材金属体１３
との間に仮想線で示す断面形状をもつ金属粉末仮焼体１
２′を配置し、この金属粉末仮焼体１２′を加圧して変
形させることにより結合部１１ｍ、１３＊に同時に係止
して結合する。その後、各部材が結合した状態で金属粉
末仮焼体１２′の焼結を行ない金属焼結体１２とする。
材金属焼結体とを、金属焼結体の変形によ多結合するも
のである。第２図はこの結合構造の一例である。図中１
１はセラミックス焼結体、１２は環状をなす金属焼結体
、１３は孔部を有する母材金属体であシ、セラミックス
焼結体１１は凹状をなす外周面が係合部１１ａとなって
おシ、母材金属体１３は孔部における凹状をなす内周面
が係合部１３ｍである。金属焼結体１２は、セラミック
ス焼結体１１と母材金属体１３の間にあって各係合部１
１ ｍ 、 １３ｍに係止している。この結合構造の場
合には、母材金属体１３の孔部にセラミックス焼結体１
１を配置し、セラミックス焼結体１１と母材金属体１３
との間に仮想線で示す断面形状をもつ金属粉末仮焼体１
２′を配置し、この金属粉末仮焼体１２′を加圧して変
形させることにより結合部１１ｍ、１３＊に同時に係止
して結合する。その後、各部材が結合した状態で金属粉
末仮焼体１２′の焼結を行ない金属焼結体１２とする。
第３図も同じく金属焼結体の変形による結合構造を示し
ている。図中２１はセラミックス焼結体、２２は環状を
なす金属焼結体、２３は孔部分有する母材金属体で、セ
ラミックス焼結体２１は段状をなす係合部２１ｍを有し
、母材金属体２３はテーパ状をなす孔部内周面からなる
係合部２３ａを有している。この場合には、セラミック
ス焼結体２ノと、外形が仮想線で示す形状をなす金属粉
末仮焼体２２′とを組合せて、母材金属体２３の孔部に
配置し、金属粉末仮焼体２２′を加圧変形して各係合部
２１ｈ、２３＊に係止し、その後に焼結を行なう。また
第４図も同じ結合構造をなすものである。図中３１は係
合部ＪＪａを有するセラミックス焼結体、３２は金属焼
結体、３３は係合部３３ａを有する母材金属焼結体であ
る。
ている。図中２１はセラミックス焼結体、２２は環状を
なす金属焼結体、２３は孔部分有する母材金属体で、セ
ラミックス焼結体２１は段状をなす係合部２１ｍを有し
、母材金属体２３はテーパ状をなす孔部内周面からなる
係合部２３ａを有している。この場合には、セラミック
ス焼結体２ノと、外形が仮想線で示す形状をなす金属粉
末仮焼体２２′とを組合せて、母材金属体２３の孔部に
配置し、金属粉末仮焼体２２′を加圧変形して各係合部
２１ｈ、２３＊に係止し、その後に焼結を行なう。また
第４図も同じ結合構造をなすものである。図中３１は係
合部ＪＪａを有するセラミックス焼結体、３２は金属焼
結体、３３は係合部３３ａを有する母材金属焼結体であ
る。
また、この結合構造では、金属粉末仮焼体を結合する場
合に、焼結時あるいは焼結後に溶浸処理を行なうと、溶
浸材を溶浸した金属焼結体と、セラミックス焼結体およ
び母材金属材とが溶着して一層強固に結合できる。
合に、焼結時あるいは焼結後に溶浸処理を行なうと、溶
浸材を溶浸した金属焼結体と、セラミックス焼結体およ
び母材金属材とが溶着して一層強固に結合できる。
さらに、第５図は、第４図で示すものと同じ形状のセラ
ミックス焼結体２１と、第３図の仮想線で示す形状の金
属粉末成形体、金属粉末仮焼体または焼結体２２にとを
組合せて母材金属体２３の孔部に配置し、焼結時あるい
は焼結後に金属粉末成形体、金属粉末仮焼体あるいは焼
結体２２ｋに溶浸処理を施し、金属粉末成形体、金属粉
末仮焼体あるいは焼結体２２にの外周面と母材金属体２
３の結合部２３ｍとの間の空間することにより、結果と
して金属焼結体２２にと母材金属体２３およびセラミッ
クス焼結体２１とを結合する構造を示している。
ミックス焼結体２１と、第３図の仮想線で示す形状の金
属粉末成形体、金属粉末仮焼体または焼結体２２にとを
組合せて母材金属体２３の孔部に配置し、焼結時あるい
は焼結後に金属粉末成形体、金属粉末仮焼体あるいは焼
結体２２ｋに溶浸処理を施し、金属粉末成形体、金属粉
末仮焼体あるいは焼結体２２にの外周面と母材金属体２
３の結合部２３ｍとの間の空間することにより、結果と
して金属焼結体２２にと母材金属体２３およびセラミッ
クス焼結体２１とを結合する構造を示している。
また、第２図に示すような係合部を有する組合せでは、
セラミックス焼結体１１及び母材金属体１３を所定の金
型に入れ、これらの間に金属粉末を充填して加圧成形し
たのち、焼結することによって複合部品を得ることが可
能である。
セラミックス焼結体１１及び母材金属体１３を所定の金
型に入れ、これらの間に金属粉末を充填して加圧成形し
たのち、焼結することによって複合部品を得ることが可
能である。
この方法は加圧工程を必要としない点で有利である。ま
た得られた複合部品の金属焼結体の部分に溶浸を施こす
ことにより結合状態はより良好なものとなる。
た得られた複合部品の金属焼結体の部分に溶浸を施こす
ことにより結合状態はより良好なものとなる。
本発明の具体例として第３図で示す複合部品を製作した
。
。
Ｓｌ、Ｎ４粉末と焼結助剤とを混合、加圧して温度約１
５００〜１６００℃で焼結を行ない、セラミックス焼結
体２１を形成した。また、鉄系金属粉末を加圧して第３
図の仮想線で示す外形を有する金属粉末成形体を成形し
、これを仮焼結して金属粉末仮焼体２２′を得た。そし
て、セラミックス焼結体２１と金属粉末仮焼体２２′と
を組合せて、鉄系金属溶製材からなる母材金属体２３の
孔部に配置し、３〜１０）ン／備２の圧力で金属粉末仮
焼体２２′を加圧変形させた。その後に、Ｎ２ガスをベ
ースとする非酸化雰囲気、温度約１１００℃、時間約３
０分の条件で焼結を行なった。この結果、セラミックス
焼結体２１と金属焼結体２２と母材金属体２３が相互に
強固に結合した複合部品が得られた。
５００〜１６００℃で焼結を行ない、セラミックス焼結
体２１を形成した。また、鉄系金属粉末を加圧して第３
図の仮想線で示す外形を有する金属粉末成形体を成形し
、これを仮焼結して金属粉末仮焼体２２′を得た。そし
て、セラミックス焼結体２１と金属粉末仮焼体２２′と
を組合せて、鉄系金属溶製材からなる母材金属体２３の
孔部に配置し、３〜１０）ン／備２の圧力で金属粉末仮
焼体２２′を加圧変形させた。その後に、Ｎ２ガスをベ
ースとする非酸化雰囲気、温度約１１００℃、時間約３
０分の条件で焼結を行なった。この結果、セラミックス
焼結体２１と金属焼結体２２と母材金属体２３が相互に
強固に結合した複合部品が得られた。
以上説明したように本発明によれば、セラミックス焼結
体と母材金属体とが金属焼結体を介して強固に結合して
高い結合信頼性を有し、且つ高い生産性をもって製造で
きる複合部品を得ることができる。
体と母材金属体とが金属焼結体を介して強固に結合して
高い結合信頼性を有し、且つ高い生産性をもって製造で
きる複合部品を得ることができる。
第１図は本発明の複合部品の基本的な組合せを示す説明
図、第２図ないし第５図は本発明の複合部品の結合構造
を示す説明図である。 １．１１．２１・・・セラミックス焼結体、２１１２．
２２・・・金属焼結体、３，１３．２３・・・母材金属
体。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 １２′ を 第２図 第３図 第４図 第５図
図、第２図ないし第５図は本発明の複合部品の結合構造
を示す説明図である。 １．１１．２１・・・セラミックス焼結体、２１１２．
２２・・・金属焼結体、３，１３．２３・・・母材金属
体。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第１図 １２′ を 第２図 第３図 第４図 第５図
Claims (5)
- （１）セラミックス焼結体の外側に金属焼結体を組合せ
、この金属焼結体の外側に、この金属焼結体より小さい
熱膨張率を有する母材金属体を組合せて、これらセラミ
ックス焼結体と金属焼結体と母材金属体とを夫々結合し
たものであることを特徴とする複合部品。 - （２）セラミックス焼結体と金属焼結体は、係合部によ
り組合せてなる特許請求の範囲第１項に記載の複合部品
。 - （３）セラミックス焼結体と金属焼結体と母材金属体は
、しまりばめされて結合してなる特許請求の範囲第１項
または第２項に記載の複合部品。 - （４）セラミックス焼結体と金属焼結体と母材金属体は
、金属焼結体の変形により結合してなる特許請求の範囲
第１項または第２項に記載の複合部品。 - （５）金属焼結体は溶浸材が溶浸されてなる特許請求の
範囲第１項ないし第４項いずれかに記載の複合部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25608185A JPS61197477A (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | 複合部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25608185A JPS61197477A (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | 複合部品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61197477A true JPS61197477A (ja) | 1986-09-01 |
| JPH0329030B2 JPH0329030B2 (ja) | 1991-04-22 |
Family
ID=17287625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25608185A Granted JPS61197477A (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | 複合部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61197477A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55104979A (en) * | 1979-02-02 | 1980-08-11 | Kogyo Gijutsuin | Adhesion of ceramic molded body to transition metal |
-
1985
- 1985-11-15 JP JP25608185A patent/JPS61197477A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55104979A (en) * | 1979-02-02 | 1980-08-11 | Kogyo Gijutsuin | Adhesion of ceramic molded body to transition metal |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0329030B2 (ja) | 1991-04-22 |
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