JPS61247666A - 非酸化物系セラミツクスと金属との接合方法 - Google Patents
非酸化物系セラミツクスと金属との接合方法Info
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- JPS61247666A JPS61247666A JP8865085A JP8865085A JPS61247666A JP S61247666 A JPS61247666 A JP S61247666A JP 8865085 A JP8865085 A JP 8865085A JP 8865085 A JP8865085 A JP 8865085A JP S61247666 A JPS61247666 A JP S61247666A
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- joining
- alloy
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は非酸化物系セラミックスと金属との接合方法に
関する。
関する。
従来の接合方法は、特開昭５８−１３５１８０に記載の
ように、東にＡｌまたはＡｌ合金ｍ独をインサート材と
し、これらインサート材の融点直下で加熱および加圧し
ていた。しかし、この方法は単に接合性に主眼を置いた
ものであり、接合強度の向上については配慮されていな
かった。又、インサート材は、ＡｌあるいはＡｌ合金を
単独で使用しており、熱応力を緩和するための低熱膨張
インサー１−材についても配慮されていなかった。
ように、東にＡｌまたはＡｌ合金ｍ独をインサート材と
し、これらインサート材の融点直下で加熱および加圧し
ていた。しかし、この方法は単に接合性に主眼を置いた
ものであり、接合強度の向上については配慮されていな
かった。又、インサート材は、ＡｌあるいはＡｌ合金を
単独で使用しており、熱応力を緩和するための低熱膨張
インサー１−材についても配慮されていなかった。
本発明の目的は非酸化物系セラミックスと金属と接合に
おいて、接合温度をＡｌインサート材の一部が溶融する
温度とし、かつ非酸化物系セラミックスと金属との熱膨
張差に起因する熱応力を緩和することにより接合強度を
向上させると共に、気密性に優れた高信頼性接合部品を
提供することにある。
おいて、接合温度をＡｌインサート材の一部が溶融する
温度とし、かつ非酸化物系セラミックスと金属との熱膨
張差に起因する熱応力を緩和することにより接合強度を
向上させると共に、気密性に優れた高信頼性接合部品を
提供することにある。
本発明はＡｎ、Ａｌ合金および低熱膨張材を併用し、Ａ
ｌ合金の一部を溶融する温度でしかもインサート材の塑
性変形を可能な限り少なくするように加工することによ
り熱応力緩和効果を得るようにするものである。
ｌ合金の一部を溶融する温度でしかもインサート材の塑
性変形を可能な限り少なくするように加工することによ
り熱応力緩和効果を得るようにするものである。
以下、本発明の実施例を図により説明する。
実施例（１） （Ａｌインサート材による窒化硅素と
鋼との接合） 第１図に示すように低合金鋼丸棒２と窒化硅素丸棒１と
の接合面に種々の厚さのＡｌレシートおよびＡ、 Ｑ合
金を芯材Ａｌ−Ｓｉ−ＭＫ合金を両表皮材とする三層よ
りなるブレージングシート４を挿入し、真空雰囲気（１
０−’Ｔｏｒｒ）で接合温度６００℃、加圧力０．５ｋ
ｇ／ｍｍ２で３０分間加熱、加圧保持して接合した。こ
のとき、接合温度５８０℃以上でブレージングシート４
の両表皮材であるＡｌ−８１−Ｍｇ合金のみは溶融し、
窒化硅素と容易に結合する。一方、低合金鋼面ではＦｅ
とＡｌとの化合物層が生成し結合する。」二記接合品の
接合後のＡｌインサート材厚さと曲げ強さの関係を第２
図に示す。ＡＩ２インサート材厚さの増加と共に熱応力
は緩和され、曲げ強さは向上し、１ｍｍｍｍ以＝では２
２ 、５ ｋｇ／ ｍｍ２一定となる。このことから、
Ａｌインサート材厚さ１．ｍｍ以−ヒにすることにより
信頼性のある高強度接合体が得られる。−ヒ記接合法及
び従来の特開昭５８−１．３５１８０に記載されたＡｌ
およびＡ Ｑ −Ｃｕ合金の単独インサート材を融点あ
るいは液相線温度より１０℃低い温度でＡｌインサート
材厚さ２ｍｍ一定で接合したときの加圧力と接合後のＡ
ｌインサート材厚さとの関係を第３図に示す。従来の特
開昭５８−１３５１８０に記載された接合温度は融点直
下のため、加圧力１ ｋｇ／ ｖｎ２以下でも著しく塑
性変形するが（曲線１はＡｌ材、曲線２はＡ （１−Ｃ
ｕ材）、本接合法（曲線３）はＡｌクシ−−３の融点よ
り６０℃低いために塑性変形はかなり抑制され、Ａｌイ
ンサート材厚さ０．８ｍｍ以上が容易に確保できる。適
正加圧力は未接合部が生じない限界圧力である０ 、
２ ’５ ｋｇ／ ｍｍ”から、比較的塑性変形が少な
い１ｋｇ／ｍｍ２の範囲である。
鋼との接合） 第１図に示すように低合金鋼丸棒２と窒化硅素丸棒１と
の接合面に種々の厚さのＡｌレシートおよびＡ、 Ｑ合
金を芯材Ａｌ−Ｓｉ−ＭＫ合金を両表皮材とする三層よ
りなるブレージングシート４を挿入し、真空雰囲気（１
０−’Ｔｏｒｒ）で接合温度６００℃、加圧力０．５ｋ
ｇ／ｍｍ２で３０分間加熱、加圧保持して接合した。こ
のとき、接合温度５８０℃以上でブレージングシート４
の両表皮材であるＡｌ−８１−Ｍｇ合金のみは溶融し、
窒化硅素と容易に結合する。一方、低合金鋼面ではＦｅ
とＡｌとの化合物層が生成し結合する。」二記接合品の
接合後のＡｌインサート材厚さと曲げ強さの関係を第２
図に示す。ＡＩ２インサート材厚さの増加と共に熱応力
は緩和され、曲げ強さは向上し、１ｍｍｍｍ以＝では２
２ 、５ ｋｇ／ ｍｍ２一定となる。このことから、
Ａｌインサート材厚さ１．ｍｍ以−ヒにすることにより
信頼性のある高強度接合体が得られる。−ヒ記接合法及
び従来の特開昭５８−１．３５１８０に記載されたＡｌ
およびＡ Ｑ −Ｃｕ合金の単独インサート材を融点あ
るいは液相線温度より１０℃低い温度でＡｌインサート
材厚さ２ｍｍ一定で接合したときの加圧力と接合後のＡ
ｌインサート材厚さとの関係を第３図に示す。従来の特
開昭５８−１３５１８０に記載された接合温度は融点直
下のため、加圧力１ ｋｇ／ ｖｎ２以下でも著しく塑
性変形するが（曲線１はＡｌ材、曲線２はＡ （１−Ｃ
ｕ材）、本接合法（曲線３）はＡｌクシ−−３の融点よ
り６０℃低いために塑性変形はかなり抑制され、Ａｌイ
ンサート材厚さ０．８ｍｍ以上が容易に確保できる。適
正加圧力は未接合部が生じない限界圧力である０ 、
２ ’５ ｋｇ／ ｍｍ”から、比較的塑性変形が少な
い１ｋｇ／ｍｍ２の範囲である。
また、適正加熱温度はブレージングシートの表皮材であ
るＡ Ｑ −Ｓ ｉ −Ｍ ｏ合金が溶融する５８０℃
から、比較的塑性変形が少ない６３０℃の範囲である。
るＡ Ｑ −Ｓ ｉ −Ｍ ｏ合金が溶融する５８０℃
から、比較的塑性変形が少ない６３０℃の範囲である。
なお、本実施例および以下に述べる実施例は真空雰囲気
中での接合であるが、不活性ガスあるいは大気中でも接
合可能である。
中での接合であるが、不活性ガスあるいは大気中でも接
合可能である。
実施例（２） （Ａ、Ｑインサート材による炭化硅素
と鋼との接合） 第１図に示す窒化硅素丸棒のかわりに炭化硅素丸軸を用
い、実施例（１）と同じ接合方法および接合条件で接合
したときの接合後のＡＩｌインサート材厚さと曲げ強さ
の関係を第４図に示す。実施例（１）と同様Ａｌインサ
ート材厚さの増加と共に曲げ強さは向上し１ 、１．
ｎｕｎ以上では１３ 、５ ｋｇ／ｍｍ２一定となる。
と鋼との接合） 第１図に示す窒化硅素丸棒のかわりに炭化硅素丸軸を用
い、実施例（１）と同じ接合方法および接合条件で接合
したときの接合後のＡＩｌインサート材厚さと曲げ強さ
の関係を第４図に示す。実施例（１）と同様Ａｌインサ
ート材厚さの増加と共に曲げ強さは向上し１ 、１．
ｎｕｎ以上では１３ 、５ ｋｇ／ｍｍ２一定となる。
このことから、Ａｌインサート材厚さを１ 、１ ｍｍ
以上にすることにより信頼性のある高強度接合品が得ら
れる。
以上にすることにより信頼性のある高強度接合品が得ら
れる。
本実施例では低合金鋼と非酸化物系セラミックスとをＡ
ｌインサート材単独で接合したものであるが、被接合金
属より低熱膨張材であるコバール（Ｆｅ−２９％Ｎ ｉ
−１７％ｃｏ合金）、４２Ｎｉ（Ｆｅ−４２％Ｎｉ合
金Ｌ Ｔ ｘ ｖ Ｗｒ Ｍ ｏ 、超硬合金等を被接
合金属と直接接合した後Ａｌインサート材でセラミック
スと接合しても同様の効果が認められる。
ｌインサート材単独で接合したものであるが、被接合金
属より低熱膨張材であるコバール（Ｆｅ−２９％Ｎ ｉ
−１７％ｃｏ合金）、４２Ｎｉ（Ｆｅ−４２％Ｎｉ合
金Ｌ Ｔ ｘ ｖ Ｗｒ Ｍ ｏ 、超硬合金等を被接
合金属と直接接合した後Ａｌインサート材でセラミック
スと接合しても同様の効果が認められる。
本発明法によれば、Ａｌインサート材を厚くすることと
、および被接合金属よりも熱膨張係数の小さい低熱膨張
材とＡｌインサート材とを併用することにより、非酸化
物系セラミックスと被接合金属との熱膨張差により発生
する熱応力が緩和できるので、以下の様な効果がある。
、および被接合金属よりも熱膨張係数の小さい低熱膨張
材とＡｌインサート材とを併用することにより、非酸化
物系セラミックスと被接合金属との熱膨張差により発生
する熱応力が緩和できるので、以下の様な効果がある。
（１）高強度、高信頼性接合部品が得られる。
（２）耐熱サイクル材が優れている。
（３）Ａｌインサート材の一部を溶融しているため、気
密性が優れている。
密性が優れている。
（４）接合温度が６３０℃以下であるため、既に熱処理
あるいは表面処理された金属部材あるいは既にろう付箇
所のため部材との接合が可能である。
あるいは表面処理された金属部材あるいは既にろう付箇
所のため部材との接合が可能である。
第１図はＡｌインサート材による窒化硅素と鋼との本発
明の詳細な説明図、第２図は第１図の方法で得られる接
合体のＡρインサート材厚さと曲げ強さの関係図、第３
図は本発明法および従来の方法の加圧力とＡｌインサー
ト材厚さの関係図、第４図はＡｌインサー１−材による
炭化硅素と鋼の接合体におけるＡｌインサート材厚さと
曲げ強さの関係図である。 ］・・・窒化硅素丸棒、２・・・鋼丸棒、３・・・ＡＭ
シーｉ〜、４・・・Ａ Ｑ −Ｓ ｊ −Ｍ ｇブレー
ジングシート。
明の詳細な説明図、第２図は第１図の方法で得られる接
合体のＡρインサート材厚さと曲げ強さの関係図、第３
図は本発明法および従来の方法の加圧力とＡｌインサー
ト材厚さの関係図、第４図はＡｌインサー１−材による
炭化硅素と鋼の接合体におけるＡｌインサート材厚さと
曲げ強さの関係図である。 ］・・・窒化硅素丸棒、２・・・鋼丸棒、３・・・ＡＭ
シーｉ〜、４・・・Ａ Ｑ −Ｓ ｊ −Ｍ ｇブレー
ジングシート。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、非酸化物系セラミックスと金属との接合において、
非酸化物系セラミックスと金属との接合面間にＡｌまた
はＡｌ合金板を挿入するかあるいはＡｌおよびＡｌ合金
の他に被接合金属より熱膨張率の小さい低熱膨張材を挿
入し、これらインサート材が熱応力を緩和するのに充分
な厚さになるように加熱加圧することを特徴とする非酸
化物系セラミックスと金属との接合方法。 ２、前記Ａｌ合金板にＡｌあるいはＡｌ合金を芯材とし
Ａｌ−Ｓｉ系合金を両表皮材とする三層よりなる積層板
またはブレージングシートを用い、Ａｌ−Ｓｉ系合金の
固相線以上の温度でかつこれらインサート材が熱応力を
緩和するのに充分な厚さになるように加熱すると共に加
圧することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の非
酸化物系セラミックスと金属との接合方法。 ３、前記Ａｌインサート材厚さを少なくとも０．８ｍｍ
になるように加熱、加圧することを特徴とする特許請求
の範囲第１項、第２項のいずれかに記載の非酸化物系セ
ラミックスと金属との接合方法。 ４、前記Ａｌインサート材厚さを少なくとも０．８ｍｍ
とするために加熱温度を５８０℃から６３０℃、加圧力
を０．２５ｋｇ／ｍｍ＾２から１ｋｇ／ｍｍ＾２とする
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項および
第３項のいずれかに記載の非酸化物系セラミックスと金
属との接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8865085A JPS61247666A (ja) | 1985-04-26 | 1985-04-26 | 非酸化物系セラミツクスと金属との接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8865085A JPS61247666A (ja) | 1985-04-26 | 1985-04-26 | 非酸化物系セラミツクスと金属との接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61247666A true JPS61247666A (ja) | 1986-11-04 |
Family
ID=13948690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8865085A Pending JPS61247666A (ja) | 1985-04-26 | 1985-04-26 | 非酸化物系セラミツクスと金属との接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61247666A (ja) |
-
1985
- 1985-04-26 JP JP8865085A patent/JPS61247666A/ja active Pending
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