JPS6140626B2 - - Google Patents
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- Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、アルミニウム材とセラミツクス材
との接合方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application This invention relates to a method for joining aluminum material and ceramic material.
なお、この明細書において、アルミニウムの語
は、アルミニウム合金を含む意味において用いら
れる。 Note that in this specification, the term aluminum is used to include aluminum alloys.
従来の技術と問題点
たとえば整流装置における整流素子の冷却装置
においては、放熱用の上部凝縮部と、これに連通
され内部に整流素子の許容上限温度以下で蒸発す
るフロン等の液状冷媒が封入された整流素子取付
用の下部蒸発部との間に、最も一般的にはセラミ
ツクス材からなる絶縁材が介在されて、素子の不
導通期間時における凝縮部間の短絡、絶縁劣化に
基づく危険を回避するように配慮されている。而
して、上記セラミツクス材は、これを上部凝縮部
および下部蒸発と連結するため、それらの素材で
ある金属材と一体に接合されなければならない。
ところが、凝縮部よび蒸発部がアルミニウム製で
あるような場合、従来ではこれを直接セラミツク
ス材と充分強固にろう付け接合することが困難で
あるため、例えば中間にステンレス材を用い、予
め該ステンレス材をアルミニウム材と摩擦圧接等
の方法で接合したのち、該ステンレス材をセラミ
ツクス材に銀ろう、ソルダーガラス等を用いて接
合していた。しかしながら、もとより、このよう
な二段階の間接的な接合は多くの手間と時間を要
し面倒なものであつた。Conventional Technology and Problems For example, in a cooling device for a rectifying element in a rectifying device, an upper condensing part for heat radiation is connected to the upper condensing part, and a liquid refrigerant such as fluorocarbon, which evaporates at a temperature below the allowable upper limit temperature of the rectifying element, is sealed inside. An insulating material, most commonly made of ceramic material, is interposed between the lower evaporator section for mounting the rectifying element, to avoid short circuits between the condensing sections and dangers due to insulation deterioration during the non-conducting period of the element. care has been taken to ensure that Therefore, in order to connect the ceramic material to the upper condensing section and the lower evaporation section, the ceramic material must be integrally joined with the metal material from which they are made.
However, when the condensing part and the evaporating part are made of aluminum, it is difficult to braze them directly to the ceramic material with sufficient strength. is joined to an aluminum material by a method such as friction welding, and then the stainless steel material is joined to a ceramic material using silver solder, solder glass, or the like. However, such two-step indirect bonding is troublesome and requires a lot of effort and time.
一方、アルミニウム材とセラミツクス材のろう
付けによる接合を可能とするべく、例えば特開公
52―1144608号公報に見られるように、セラミツ
クス材の対アルミニウム材接合個所に予めMo焼
結によるメタライジング層を形成し、然る後ろう
材を用いてアルミニウム材をろう付けする方法も
提案されているが、この場合においてもなおその
接合強度において充分な満足が得られるものでは
なかつた。 On the other hand, in order to enable the joining of aluminum and ceramic materials by brazing, for example,
As seen in Publication No. 52-1144608, a method has also been proposed in which a metallizing layer is formed in advance by Mo sintering at the joint of a ceramic material to an aluminum material, and then the aluminum material is brazed using a brazing filler metal. However, even in this case, sufficient satisfaction could not be obtained in terms of bonding strength.
上記のような従来技術に鑑み、この発明は、ア
ルミニウム材をセラミツクス材に直接的に、しか
もMo被覆層を形成する従来技術による場合より
も更に一段と強固に接合しうる接合方法を提供し
ようとするものである。 In view of the above-mentioned prior art, the present invention aims to provide a joining method that can directly join an aluminum material to a ceramic material and more firmly than the conventional technology of forming a Mo coating layer. It is something.
問題点を解決する為の手段
この発明は上記の目的において、セラミツクス
材側に予め形成するMoまたはMo―Mn合金から
なる焼結被覆層上に、更に接合性の改善に役立つ
特定金属、即ちAlまたは(および)Niからなる
金属鍍金層を形成すること、及び接合媒体として
特にアルミニウム・ブレージングシートを用いる
ことを特徴とするものである。Means for Solving the Problems In order to achieve the above-mentioned object, the present invention has a sintered coating layer made of Mo or Mo--Mn alloy formed in advance on the ceramic material side, and further includes a specific metal, namely Al, which is useful for improving bondability. or (and) the formation of a metal plating layer consisting of Ni, and the use, in particular, of an aluminum brazing sheet as the bonding medium.
従つて、この発明は更に詳しくは、セラミツク
ス材にMoまたはMo―Mn合金からなる焼結被覆
層から形成し、更に該焼結被覆層上に、Alおよ
びNiのうちの少なくともいずれか1からなる金
属鍍金層を形成したのち、該鍍金層上にアルミニ
ウム・ブレージングシートを介してアルミニウム
材をろう付けすることを特徴とするアルミニウム
材とセラミツクス材との接合方法を要旨とする。 Therefore, in more detail, the present invention is directed to forming a sintered coating layer made of Mo or a Mo--Mn alloy on a ceramic material, and further forming a sintered coating layer made of at least one of Al and Ni on the sintered coating layer. The gist of this invention is a method for joining aluminum material and ceramic material, which is characterized by forming a metal plating layer and then brazing the aluminum material onto the plating layer via an aluminum brazing sheet.
MoまたはMo―Mn合金からなる焼結被覆層
は、一般的にはその金属粉末をセラミツクス上に
焼結することによつて形成されるものであり、そ
の厚さは、10〜30μとくに20μ程度とするのが普
通である。 A sintered coating layer made of Mo or Mo-Mn alloy is generally formed by sintering the metal powder on ceramics, and its thickness is about 10 to 30μ, especially about 20μ. It is normal to do so.
アルミニウム・ブレージングシートは、2S、
3S等のアルミニウム芯材の両面にAl―Si―Mg系
ろう材をクラツドした公知物を好適に使用しうる
ものであり、この両面ブレージングシートの使用
によつて前記焼結被覆層と形成したセラミツクス
材に対してアルミニウム材の直接的かつ強固なろ
う付け接合を可能にするものである。 Aluminum brazing sheet is 2S,
It is possible to suitably use a known material such as 3S, which has an aluminum core material clad with Al--Si--Mg brazing filler metal on both sides, and by using this double-sided brazing sheet, the ceramic formed with the sintered coating layer can be This enables direct and strong brazing of aluminum to other materials.
この接合強度の増大は、上記焼結被覆層上に、
特に選ばれた金属としてAl及びNiのうちの少な
くともいずれか1の金属を予め鍍金したものとす
ることによつて達成しうることを見出し得た。
AlとMiを比較すると、Ni鍍金層の場合よりAl鍍
金層の場合の方が、相対的には良好な接合強度が
得られるが、更に好ましくは、MoまたMo―Mn
合金被覆層上に予めNiからなる第1鍍金層を形
成したのち、その上にAlからなる第2鍍金層を
形成したものとすることにより、MiあるいはAl
単独の鍍金層を形成したいずれの場合よりも更に
一層強固な接合強度を得ることができる。これら
の鍍金層の厚さは、単層において5μ程度のもの
とすることにより所期の効果を良好に達成しう
る。 This increase in bonding strength is due to the fact that on the sintered coating layer,
It has been found that this can be achieved by pre-plating at least one of Al and Ni as a particularly selected metal.
Comparing Al and Mi, relatively better bonding strength is obtained with the Al plating layer than with the Ni plating layer, but it is more preferable to use Mo or Mo-Mn.
By forming a first plating layer made of Ni on the alloy coating layer in advance and then forming a second plating layer made of Al thereon, it is possible to
Even stronger bonding strength can be obtained than in any case where a single plating layer is formed. The desired effect can be satisfactorily achieved by setting the thickness of these plating layers to be about 5 μm in a single layer.
ブレージングシートを介して行うろう付けは、
常法による真空ブレード法によつて行うのが一般
的であるが、特に該方法のみに限定されるもので
なく不活性ガスブレージング法等によることも許
容される。 Brazing performed through a brazing sheet is
Although it is generally carried out by a conventional vacuum blading method, the method is not particularly limited to this method, and an inert gas blazing method or the like may also be used.
発明の効果
この発明の方法によれば、アルミニウム材とセ
ラミツクス材との極めて強固な接合を達成しう
る。特にMo焼結被覆層上に直接アルミニウム材
をろう付けする場合に較べて、更に一段と優れた
接合強度を得ることができる。従つて、従来のよ
うに中間にステンレス等の他の金属材を介して二
段階に接合するような場合に較べて、接合工程の
顕著な簡素化をはかり得、ひいては両者を接合し
て製作される各種品を製造コストの低減をはかり
うるものである。Effects of the Invention According to the method of the present invention, an extremely strong bond between an aluminum material and a ceramic material can be achieved. In particular, even better bonding strength can be obtained compared to the case where an aluminum material is brazed directly onto the Mo sintered coating layer. Therefore, compared to the conventional method of joining in two steps with another metal material such as stainless steel in the middle, the joining process can be significantly simplified, and the product can be manufactured by joining both. It is possible to reduce the manufacturing cost of various products.
実施例 次に、この発明の実施例を参照して説明する。Example Next, the present invention will be described with reference to embodiments.
実施例 1
第1図に示すように、短筒状のセラミツクス管
1に対してその両対にアルミニウム管2,2に突
き合わせ状態に接合しようとするものであつて、
この接合を行うに際しては、先ずセラミツクス管
1の両端に、該端部を断面略コ字状に被覆する状
態にMo粉末を焼結し、厚さ20μの焼結被覆層3
を形成する。そして、更にその表面上に、Ni鍍
金属6を形成する。Embodiment 1 As shown in FIG. 1, a short cylindrical ceramic tube 1 is to be joined to both pairs of aluminum tubes 2, 2 in abutting state.
When performing this joining, first, Mo powder is sintered on both ends of the ceramic tube 1 so that the end portions are coated with a substantially U-shaped cross section, and a sintered coating layer 3 with a thickness of 20 μm is formed.
form. Then, a Ni plating metal 6 is further formed on the surface thereof.
一方、アルミニウム芯材の両面にAl―Si―Mg
系ろう材をクラツドした厚さ1.6mmのブレージン
グシート4を用い、これを内周縁に前記被覆層3
内側にしつくりとはまり込む直径の環状凸縁4a
を有し、外周縁にアルミニウム管2の外周面にし
つくりと被嵌しうる環状凸縁4bを有する〓形の
リング状に成形する。 On the other hand, Al-Si-Mg on both sides of the aluminum core material
A brazing sheet 4 with a thickness of 1.6 mm clad with brazing filler metal is used, and the coating layer 3 is applied to the inner peripheral edge of the brazing sheet 4.
An annular convex edge 4a with a diameter that fits inside the structure
The aluminum tube 2 is formed into a ring shape having an annular convex edge 4b that can be fitted onto the outer circumferential surface of the aluminum tube 2.
そして、このブレージングシート4を介してセ
ラミツクス管1の両端にアルミニウム管2,2を
突き合わせ状態に配置し、真空ブレージング処理
を施した。ここに、ろう付け条件は、真空度を5
×10-5Torrとし、550℃で20分間の予熱後、610
℃で5分間加熱してろう付けを行い、炉冷するも
のとした。 Then, the aluminum tubes 2, 2 were placed at both ends of the ceramic tube 1 so as to butt each other with the brazing sheet 4 interposed therebetween, and vacuum brazing treatment was performed. Here, the brazing conditions are a vacuum degree of 5
×10 -5 Torr, after preheating at 550℃ for 20 minutes, 610
Brazing was performed by heating at °C for 5 minutes, and then cooling in a furnace.
これによつて得られた第2図に示すような接合
物はセラミツクス管1とアルミニウム管2,2と
が充分強固に接合されたものであり、被覆層3と
ブレージングシート4との重なり部分の端縁にフ
イレツト5の形成が認められるものであつた。 The resulting bonded product as shown in FIG. Formation of fillet 5 was observed at the edge.
また、これらの接合強度を、第4図に示すよう
にNi鍍金属6を有しないで、セラミツクス材1
上にMo焼結被覆層3のみを形成し、該層3上に
直接ブレージングシート4を介してアルミニウム
材2をろう付けした接合品と比較したところ、こ
れに較べて接合強度に一段と優れたものであるこ
とを確認し得た。 Furthermore, as shown in FIG.
A comparison was made with a bonded product in which only a Mo sintered coating layer 3 was formed and an aluminum material 2 was brazed directly onto the layer 3 via a brazing sheet 4, and the bonding strength was much better than that. I was able to confirm that.
実施例 2
セラミツクス管1の両端部に、該端部を実施例
1と同様に被覆する状態にMo―Mn粉末を焼結し
て厚さ20μの焼結被覆層3を形成したのち、更に
その表面に、Ni鍍金層に代えてAl鍍金層6を形
成したものとして、他は実施例1と同様にしてろ
う付けを行つた。これにより得られた接合物は実
施例1の接合物より更に一段と接合強度に優れた
ものであつた。Example 2 A sintered coating layer 3 with a thickness of 20μ was formed by sintering Mo-Mn powder to cover both ends of a ceramic tube 1 in the same manner as in Example 1. Brazing was performed in the same manner as in Example 1 except that an Al plating layer 6 was formed on the surface in place of the Ni plating layer. The bonded product thus obtained had even better bonding strength than the bonded product of Example 1.
実施例 3
第3図に示すように、セラミツクス管1の両端
部にMo―Mnからなる厚さ20μの被覆層13形成
したのち、その表面にNi鍍金を施して厚さ5μ
の第1鍍金層16を形成し、更にその表面にAl鍍
金を施して厚さ5μの第2鍍金層26を形成し
た。然るのちその他は前記実施例1と同様にして
ろう付けを行つた。これにより得られた接合物
は、前記実施例1〜2によるいずれのものより更
に接合強度に優れたものであつた。Example 3 As shown in FIG. 3, a coating layer 13 made of Mo--Mn with a thickness of 20 μm was formed on both ends of the ceramic tube 1, and then Ni plating was applied to the surface to form a coating layer 13 with a thickness of 5 μm.
A first plating layer 16 was formed, and the surface thereof was further plated with Al to form a second plating layer 26 having a thickness of 5 μm. Thereafter, brazing was carried out in the same manner as in Example 1 above. The bonded products thus obtained had even better bonding strength than any of the products of Examples 1 and 2.
図面はこの発明の実施例を示すもので、第1図
は第1および第2実施例における接合前の状態の
接合用部材の縦断面図、第2図はその接合後の状
態の縦断面図、第3図は第3実施例におけるセラ
ミツクス管の縦断面図、第4図は従来技術による
金属焼結被覆層を有するセラミツクス管の縦断面
図である。
1…セラミツクス管、2…アルミニウム管、
3,13…MoまたはMo―Nnの焼結被覆層、4
…ブレージングシート、6…鍍金層、16…第1
鍍金層、26…第2鍍金層。
The drawings show embodiments of the present invention; FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the joining member in the first and second embodiments before joining, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the joining member in the state after joining. 3 is a longitudinal cross-sectional view of a ceramic tube according to a third embodiment, and FIG. 4 is a longitudinal cross-sectional view of a ceramic tube having a metal sintered coating layer according to the prior art. 1...Ceramics tube, 2...Aluminum tube,
3,13...Mo or Mo-Nn sintered coating layer, 4
...brazing sheet, 6...plating layer, 16...first
Plating layer, 26...second plating layer.
Claims (1)
らなる焼結被覆層を形成し、更に該焼結被覆層材
に、AlおよびNiのうちの少なくともいずれか1
からなる金属鍍金層を形成したのち、該鍍金層上
にアルミニウム・ブレージングシートを介してア
ルミニウム材をろう付けすることを特徴とするア
ルミニウム材とセラミツクス材との接合方法。 2 鍍金層が、Niからなる第1鍍金層と、その
上に形成されたAlからなる第2鍍金層とからな
る特許請求の範囲第1項記載のアルミニウム材と
セラミツクス材の接合方法。[Claims] 1. A sintered coating layer made of Mo or a Mo-Mn alloy is formed on a ceramic material, and at least one of Al and Ni is added to the sintered coating layer material.
1. A method for joining an aluminum material and a ceramic material, which comprises forming a metal plating layer consisting of a metal plating layer, and then brazing an aluminum material onto the plating layer via an aluminum brazing sheet. 2. The method for joining an aluminum material and a ceramic material according to claim 1, wherein the plating layer comprises a first plating layer made of Ni and a second plating layer made of Al formed thereon.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7357482A JPS58190880A (en) | 1982-04-30 | 1982-04-30 | Method of bonding aluminum material and ceramic material |
Applications Claiming Priority (1)
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JP7357482A JPS58190880A (en) | 1982-04-30 | 1982-04-30 | Method of bonding aluminum material and ceramic material |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPS58190880A JPS58190880A (en) | 1983-11-07 |
JPS6140626B2 true JPS6140626B2 (en) | 1986-09-10 |
Family
ID=13522184
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7357482A Granted JPS58190880A (en) | 1982-04-30 | 1982-04-30 | Method of bonding aluminum material and ceramic material |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS58190880A (en) |
Families Citing this family (4)
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JPH0788262B2 (en) * | 1985-04-01 | 1995-09-27 | 株式会社日立製作所 | Method for joining silicon nitride and metal |
JPS62182174A (en) * | 1986-02-05 | 1987-08-10 | 日本碍子株式会社 | Ceramics-metal composite body |
JPH085723B2 (en) * | 1989-07-31 | 1996-01-24 | 日本碍子株式会社 | Pressure joining method for ceramic parts and Al parts |
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JPS4948707A (en) * | 1972-05-03 | 1974-05-11 | ||
JPS52114608A (en) * | 1976-03-23 | 1977-09-26 | Tokyo Shibaura Electric Co | Soldered structure of ceramics with al |
-
1982
- 1982-04-30 JP JP7357482A patent/JPS58190880A/en active Granted
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPS58190880A (en) | 1983-11-07 |
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