JPS61222964A - セラミツクス／金属継手の製造法 - Google Patents
セラミツクス／金属継手の製造法Info
- Publication number
- JPS61222964A JPS61222964A JP60063476A JP6347685A JPS61222964A JP S61222964 A JPS61222964 A JP S61222964A JP 60063476 A JP60063476 A JP 60063476A JP 6347685 A JP6347685 A JP 6347685A JP S61222964 A JPS61222964 A JP S61222964A
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- JP
- Japan
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- metal
- tube
- ceramic
- joint
- metal tube
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- Pending
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- 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、セラミックス／金属継手の製造法に関する。
（従来の技術）
セラミックス管と金属板あるいは金属管の接合は、焼ば
め、冷やしばめ等によることが一般である。Ｍｏ 、
Ｍｎ ＠をセラミックスにメタライジングしたあとＮ１
メッキし、金属とろう付する方法もあるが、プロセ
スが複雑で、高価である欠点を有している。
め、冷やしばめ等によることが一般である。Ｍｏ 、
Ｍｎ ＠をセラミックスにメタライジングしたあとＮ１
メッキし、金属とろう付する方法もあるが、プロセ
スが複雑で、高価である欠点を有している。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明の目的は、プロセスを簡略化し、安価でセラミッ
クス／金属継手の製造法を提供することである。
クス／金属継手の製造法を提供することである。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、セラミックス／金属継手を製造する方法にお
いて、 ■ セラミックス部材の凹状接合部及び接合部近傍にイ
ンサート材を被覆する工程、 ■ インサート材被覆面上に接合部を囲むように分割金
属管を装着する工程、 ■ 管として一体性を保つよう分割金属管を固着する工
程、 ■ セラミックス部材、インサート材及び分割金属管を
一体として加熱する工程、 の各工程を包含することを特徴とするセラミックス／金
属継手の製造法に関する。
いて、 ■ セラミックス部材の凹状接合部及び接合部近傍にイ
ンサート材を被覆する工程、 ■ インサート材被覆面上に接合部を囲むように分割金
属管を装着する工程、 ■ 管として一体性を保つよう分割金属管を固着する工
程、 ■ セラミックス部材、インサート材及び分割金属管を
一体として加熱する工程、 の各工程を包含することを特徴とするセラミックス／金
属継手の製造法に関する。
すなわち、本発明は、機械的かん合と接合（接着剤、拡
散溶接、ろう付等）を併用した新しいセラミックス／金
属継手の製造法であシ、また、接合部を冷却する構造を
採用することによシ、機器稼動時の昇温による接合部の
性能劣下（接合部インサート材の昇温材質劣化およびセ
ラミックスと金属の昇温による熱膨張係数差による応力
発生）を阻止した上記製造法である。
散溶接、ろう付等）を併用した新しいセラミックス／金
属継手の製造法であシ、また、接合部を冷却する構造を
採用することによシ、機器稼動時の昇温による接合部の
性能劣下（接合部インサート材の昇温材質劣化およびセ
ラミックスと金属の昇温による熱膨張係数差による応力
発生）を阻止した上記製造法である。
本発明方法は、ガス分離装置その他各種のセラミックス
材使用機器に応用できる。
材使用機器に応用できる。
以下に、本発明方法を、セラミックス管と金属板あるい
は金属管との継手の場合を例にして説明する。
は金属管との継手の場合を例にして説明する。
先ず、第１図及至第２図に、セラミックス管と金属板の
継手製造法を示す。
継手製造法を示す。
第１図において、（ａ）はセラミックス管１の構造を示
し、２は管端の円周方向に設けた凹部で６ Ｄ 、（ｂ
）はセラミックス管１と接合させる金属板３の構造を示
し、（Ｃ）はセラミックス管１と接合させるフランジ具
備半割れ状金属管４の構造を示し、５はその内面に設け
たセラミックス管１の凹部２にかん合する凸部であ！Ｄ
％ （ｄ）は半割れ状金属管４の上にとりつけられる
金属管６の構造を示し、７はその金属管６の２ケ所に設
けられた冷却水出入孔、８は金属管６の内面に設けられ
た冷却水流通溝である。
し、２は管端の円周方向に設けた凹部で６ Ｄ 、（ｂ
）はセラミックス管１と接合させる金属板３の構造を示
し、（Ｃ）はセラミックス管１と接合させるフランジ具
備半割れ状金属管４の構造を示し、５はその内面に設け
たセラミックス管１の凹部２にかん合する凸部であ！Ｄ
％ （ｄ）は半割れ状金属管４の上にとりつけられる
金属管６の構造を示し、７はその金属管６の２ケ所に設
けられた冷却水出入孔、８は金属管６の内面に設けられ
た冷却水流通溝である。
また第２図において、（ａ）はセラミックス管１と金属
板３と半割れ状金属管４とを組合せ接合した態様を示す
図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面矢視図、（Ｃ）は（
ａ） 、 （１：＋）のものに金属管６を取付けた態様
を示す図である。第２図において、９は、半割れ状金属
管４を７２ンジ部も含め、合せ面を完全にシール溶接し
た部分、１０は、金属板３と半割れ状金属管４の７ラン
ク部との溶接部、１１．１２は、半割れ状金属管４と金
属管６との溶接部、１３は、セラミックス管１と半割れ
状金属管４および金属板３との間に用いるインサート材
である。ここで使用するインサート材１３とは、セラミ
ックス管１と金属管４及び金属板３との接合を促進する
もので、例えば、金属板や、有機系又は無機系の接着材
や、拡散溶接又はろう付を行う場合には特願昭５８−２
５８８１８号、同５８−２３７９８６号明細書に記載さ
れたインサート材（すなわち、（！ｕ 、 Ｎｉ。
板３と半割れ状金属管４とを組合せ接合した態様を示す
図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面矢視図、（Ｃ）は（
ａ） 、 （１：＋）のものに金属管６を取付けた態様
を示す図である。第２図において、９は、半割れ状金属
管４を７２ンジ部も含め、合せ面を完全にシール溶接し
た部分、１０は、金属板３と半割れ状金属管４の７ラン
ク部との溶接部、１１．１２は、半割れ状金属管４と金
属管６との溶接部、１３は、セラミックス管１と半割れ
状金属管４および金属板３との間に用いるインサート材
である。ここで使用するインサート材１３とは、セラミ
ックス管１と金属管４及び金属板３との接合を促進する
もので、例えば、金属板や、有機系又は無機系の接着材
や、拡散溶接又はろう付を行う場合には特願昭５８−２
５８８１８号、同５８−２３７９８６号明細書に記載さ
れたインサート材（すなわち、（！ｕ 、 Ｎｉ。
８１ 、 Ｆｅ 、 Ａｇ、 ＡＬ 、 Ｍｏ 、 Ｔ
ｉ 、 Ｚｎ 、 Ａｕ 。
ｉ 、 Ｚｎ 、 Ａｕ 。
Ｏｒ 、 Ｃｏ 、 Ｚｒ 、 Ｔａ 、 Ｗ 、 Ｎ
ｂ 、 Ｍｇ等の金属のいずれか１つと、０ｕ２０ 、
ＮｉＯ、５ｉ０２ 、 ＦｅＯ。
ｂ 、 Ｍｇ等の金属のいずれか１つと、０ｕ２０ 、
ＮｉＯ、５ｉ０２ 、 ＦｅＯ。
ＡｇＯ、Ａｚ２ｏ３． ＭｏＯ、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、Ａ
ｕＯ、０ｒ２０３゜Ｃｏｏ 、 ＺｒＯ２、ＴａＯ、Ｗ
Ｏ２、ＮｂＯ、ＭｇＯ、ＯａＯ。
ｕＯ、０ｒ２０３゜Ｃｏｏ 、 ＺｒＯ２、ＴａＯ、Ｗ
Ｏ２、ＮｂＯ、ＭｇＯ、ＯａＯ。
Ｙ２Ｏ３等の金属酸化物、あるいはＴｉＮ 、 Ｓｉ３
Ｎ４等の金属窒化物や、Ｔｉｅ 、 ＷＯ、ＳｉＯ等の
金属炭化物のいずれか１つとからなる複合インサート材
）を用いることができる。′また、目的によって任意の
充てん剤を用いることもできる。
Ｎ４等の金属窒化物や、Ｔｉｅ 、 ＷＯ、ＳｉＯ等の
金属炭化物のいずれか１つとからなる複合インサート材
）を用いることができる。′また、目的によって任意の
充てん剤を用いることもできる。
本発明方法は、先ず、セラミックス管１の端部外周面に
インサート材１６を塗布、溶射、イオングレーティング
等を行ったあと、金属板３およびフランジ具備半割れ状
金属管４を挿入１金属板３と半割れ状金属管４との継手
溶接９゜１０を行う〔第２図（、）（ｂ） ）。次いで
必要に応じ、半割れ状金属管４の上に金属管６を挿入し
、継手溶接１１．１２を行ったあと〔第２図（Ｃ）〕、
インサート材１３か接着剤のときは、加熱等適切な硬化
処理を行ない、セラミックス管１と金属板３、半割れ状
金属管４とを強固に接着し、所定の接着強度と気密性を
得る。ｔた、インサート材１５が特願昭５８−２３８８
１８号、同５Ｂ−２３７９８６号明細書に記載されたも
のの場合には、所定の加熱を行って、拡散溶接あるいは
ろう付を行い、同様にセラミックス管１と金属板５、半
割れ状金属管４とを強固に接合し、所定の接合強度と気
密性を得る。なお、継手溶接９，１０，１１．１２の代
わシに、ボルトしめや半割れ状金属管４の外周にリング
をはめこむ方法も採用できる。しかしながら、溶接（原
則的には、アーク溶接）が好ましい。
インサート材１６を塗布、溶射、イオングレーティング
等を行ったあと、金属板３およびフランジ具備半割れ状
金属管４を挿入１金属板３と半割れ状金属管４との継手
溶接９゜１０を行う〔第２図（、）（ｂ） ）。次いで
必要に応じ、半割れ状金属管４の上に金属管６を挿入し
、継手溶接１１．１２を行ったあと〔第２図（Ｃ）〕、
インサート材１３か接着剤のときは、加熱等適切な硬化
処理を行ない、セラミックス管１と金属板３、半割れ状
金属管４とを強固に接着し、所定の接着強度と気密性を
得る。ｔた、インサート材１５が特願昭５８−２３８８
１８号、同５Ｂ−２３７９８６号明細書に記載されたも
のの場合には、所定の加熱を行って、拡散溶接あるいは
ろう付を行い、同様にセラミックス管１と金属板５、半
割れ状金属管４とを強固に接合し、所定の接合強度と気
密性を得る。なお、継手溶接９，１０，１１．１２の代
わシに、ボルトしめや半割れ状金属管４の外周にリング
をはめこむ方法も採用できる。しかしながら、溶接（原
則的には、アーク溶接）が好ましい。
次に、セラミックス管と金属管の継手製造法を第３．４
図に示す。
図に示す。
第５，４図において、第１，２図と同一符号は第１，２
図と同様である。
図と同様である。
また、第３図において、（ａ） （１：、） （ｄ）は
第１図（ａ） （１，）（ｄ）と同じであシ、第３図（
Ｃ）は第１図（ｃ）と異なシフランジを有しない半割れ
状金属管４′の構造を示しておシ、第３図（ｅ）はセラ
ミックス管１と接合させる金属管１４の構造を示してい
る。第４図に示す接合の手順も（ａ）（１）） （Ｃ）
までは前述の第２図（ａ） （１：、） （Ｃ）のセラ
ミックス管と金属板の接合と基本的に同じである。但し
最後の手順で、金属管１４と半割れ状金属管４を継手溶
接１２を行い〔第４図（ｄ） ） 、接合を完了する。
第１図（ａ） （１，）（ｄ）と同じであシ、第３図（
Ｃ）は第１図（ｃ）と異なシフランジを有しない半割れ
状金属管４′の構造を示しておシ、第３図（ｅ）はセラ
ミックス管１と接合させる金属管１４の構造を示してい
る。第４図に示す接合の手順も（ａ）（１）） （Ｃ）
までは前述の第２図（ａ） （１：、） （Ｃ）のセラ
ミックス管と金属板の接合と基本的に同じである。但し
最後の手順で、金属管１４と半割れ状金属管４を継手溶
接１２を行い〔第４図（ｄ） ） 、接合を完了する。
なお、第４図（ｂ）は第４図（−）のＡ−Ａ線断面矢視
図である。
図である。
（発明の効果）
（１）半割れ状金属管の内面に設けた凸部５とセラミッ
クス管に設けた凹部がはめ合いかん合し、接着剤、拡散
溶接、ろう付等の接合に加えて、強固な機械的結合を生
みだし、すぐれたセラミックス管と金属板、あるいは、
セラミック管と金属管の継手を得ることができる。
クス管に設けた凹部がはめ合いかん合し、接着剤、拡散
溶接、ろう付等の接合に加えて、強固な機械的結合を生
みだし、すぐれたセラミックス管と金属板、あるいは、
セラミック管と金属管の継手を得ることができる。
（２）本発明で得られた継手の使用時には、必要に応じ
て金属管の内面に設けられた冷却水流通溝に冷却水を流
すことによシ、金属管やセラミックス管が、その中を通
る高温流体により昇温して、接着剤その他のインサ７ト
材が強度劣下したり、あるいは、材質的変質を来たして
継手性能を劣化するのを常に冷却することによシ、これ
を阻止し、良好な継手性能を維持することができる。ま
た、セラミックス管と金属部材が高温流体で昇温し、両
者の熱膨張係数差で両者間に剥離力、ぜん断力が働き、
接着剤等の接合にその力が作用し、強度劣化や気密性不
良を招くが、この冷却効果はこれも阻止する。
て金属管の内面に設けられた冷却水流通溝に冷却水を流
すことによシ、金属管やセラミックス管が、その中を通
る高温流体により昇温して、接着剤その他のインサ７ト
材が強度劣下したり、あるいは、材質的変質を来たして
継手性能を劣化するのを常に冷却することによシ、これ
を阻止し、良好な継手性能を維持することができる。ま
た、セラミックス管と金属部材が高温流体で昇温し、両
者の熱膨張係数差で両者間に剥離力、ぜん断力が働き、
接着剤等の接合にその力が作用し、強度劣化や気密性不
良を招くが、この冷却効果はこれも阻止する。
次に実施例を示す。
実施例
本発明方法によシ、セラミックス管（Ａｔ２０ｓ）と金
属板の継手を製造した機器の例を第５図に示す。
属板の継手を製造した機器の例を第５図に示す。
第５図において、１５は、円形又は矩形断面を有するセ
ラミックス層（Ａｔ２ｏ３） １に設けられた円形〔第
５図（ｂ）〕又は矩形〔第５図（Ｃ）〕の孔、１６は炭
素鋼製鏡板、１７は炭素鋼製胴板、１８は冷却水流通パ
イプ、１９はボルト、２０は、セラミックス管１内を通
る物質の出入口、２１は他の物質の通る孔である。
ラミックス層（Ａｔ２ｏ３） １に設けられた円形〔第
５図（ｂ）〕又は矩形〔第５図（Ｃ）〕の孔、１６は炭
素鋼製鏡板、１７は炭素鋼製胴板、１８は冷却水流通パ
イプ、１９はボルト、２０は、セラミックス管１内を通
る物質の出入口、２１は他の物質の通る孔である。
すなわち、第１，２図に示した方法で、セラ、
ミックス管１と炭素鋼板３および半割れ状炭素鋼管４と
をエポキシ系接着剤で接着し、これらの部材間の完全な
気密とすぐれた継手強度を得る。次いで、炭素鋼管６を
半割れ状金属管４に、第１，２図に説明した如く、アー
ク溶接で取付溶接し、冷却水流通パイプ１８を取ルつけ
る。
ミックス管１と炭素鋼板３および半割れ状炭素鋼管４と
をエポキシ系接着剤で接着し、これらの部材間の完全な
気密とすぐれた継手強度を得る。次いで、炭素鋼管６を
半割れ状金属管４に、第１，２図に説明した如く、アー
ク溶接で取付溶接し、冷却水流通パイプ１８を取ルつけ
る。
そのあと、炭素鋼板３と炭素鋼胴板１７および炭素鋼鏡
板１６を、ボルト１９でしめつけ固定して、本機器の組
立製作が完了する。
板１６を、ボルト１９でしめつけ固定して、本機器の組
立製作が完了する。
このようにして製作された機器に、４００℃のガス状物
質をセラミックス管（Ａｔ２０３ ） １内を通過さ
せ、反応を起こさせたが、該機器に要求される接着部１
３の気密性と継手強度は、該接着部１５の部分が冷却水
で冷却されているため、接着剤の劣化および熱膨張によ
る応力発生が阻止され、健全な状態が維持された。
質をセラミックス管（Ａｔ２０３ ） １内を通過さ
せ、反応を起こさせたが、該機器に要求される接着部１
３の気密性と継手強度は、該接着部１５の部分が冷却水
で冷却されているため、接着剤の劣化および熱膨張によ
る応力発生が阻止され、健全な状態が維持された。
第１図及び第２図は、本発明方法によるセラミックス管
と金属板の継手製造例の説明図、第５図及び第４図は、
セラミックス管と金属管の継手製造例の説明図である。 また、第５図は、実施例におけるセラミックス管（Ａｔ
２０ｇ） と金属板（炭素鋼）の継手製造例の説明図
である。 復代理人 内 １） 明 復代理人 萩 原 亮 − 第２図 （Ｑ）
と金属板の継手製造例の説明図、第５図及び第４図は、
セラミックス管と金属管の継手製造例の説明図である。 また、第５図は、実施例におけるセラミックス管（Ａｔ
２０ｇ） と金属板（炭素鋼）の継手製造例の説明図
である。 復代理人 内 １） 明 復代理人 萩 原 亮 − 第２図 （Ｑ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 セラミックス／金属継手を製造する方法において、 （１）セラミックス部材の凹状接合部及び接合部近傍に
インサート材を被覆する工程、 （２）インサート材被覆面上に接合部を囲むように分割
金属管を装着する工程、 （３）管として一体性を保つよう分割金属管を固着する
工程、 （４）セラミックス部材、インサート材及び分割金属管
を一体として加熱する工程、 の各工程を包含することを特徴とするセラミックス／金
属継手の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60063476A JPS61222964A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | セラミツクス／金属継手の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60063476A JPS61222964A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | セラミツクス／金属継手の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61222964A true JPS61222964A (ja) | 1986-10-03 |
Family
ID=13230323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60063476A Pending JPS61222964A (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | セラミツクス／金属継手の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61222964A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012148338A (ja) * | 2010-12-23 | 2012-08-09 | General Electric Co <Ge> | セラミック基材料と金属材料とから成る部品の製造工程 |
| US9228445B2 (en) | 2010-12-23 | 2016-01-05 | General Electric Company | Turbine airfoil components containing ceramic-based materials and processes therefor |
| JP2016168597A (ja) * | 2015-03-11 | 2016-09-23 | 大学共同利用機関法人自然科学研究機構 | 接合体、構造体、接合体の製造装置、及び接合体の製造方法 |
| JP2018528599A (ja) * | 2015-07-08 | 2018-09-27 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＯｓｒａｍ Ｏｐｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ＧｍｂＨ | 少なくとも２つの部品を接合するための方法 |
-
1985
- 1985-03-29 JP JP60063476A patent/JPS61222964A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012148338A (ja) * | 2010-12-23 | 2012-08-09 | General Electric Co <Ge> | セラミック基材料と金属材料とから成る部品の製造工程 |
| US9228445B2 (en) | 2010-12-23 | 2016-01-05 | General Electric Company | Turbine airfoil components containing ceramic-based materials and processes therefor |
| JP2016168597A (ja) * | 2015-03-11 | 2016-09-23 | 大学共同利用機関法人自然科学研究機構 | 接合体、構造体、接合体の製造装置、及び接合体の製造方法 |
| JP2018528599A (ja) * | 2015-07-08 | 2018-09-27 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＯｓｒａｍ Ｏｐｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ＧｍｂＨ | 少なくとも２つの部品を接合するための方法 |
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