JPS619985A - 金属複合材の製造方法 - Google Patents
金属複合材の製造方法Info
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- JPS619985A JPS619985A JP12989484A JP12989484A JPS619985A JP S619985 A JPS619985 A JP S619985A JP 12989484 A JP12989484 A JP 12989484A JP 12989484 A JP12989484 A JP 12989484A JP S619985 A JPS619985 A JP S619985A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/001—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/16—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating with interposition of special material to facilitate connection of the parts, e.g. material for absorbing or producing gas
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Physical Vapour Deposition (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】
／Ｉｌｈへ糺ｍ
本発明は金属複合材の製造方法に関し、更に詳しくは少
なくとも２つの金属基材を拡散接合により接合せしめた
金属複合材の製造方法に関する。
なくとも２つの金属基材を拡散接合により接合せしめた
金属複合材の製造方法に関する。
艷り東１１
近年、各種金属からなる板材、角線材等の基材を接合す
る方法として、爆発圧着・ロウ付は法があり該基材を真
空もしくは不活性雰囲気中で再結晶温度以上に加熱し、
加圧下に接合する、いわゆる拡散接合法が開発された。
る方法として、爆発圧着・ロウ付は法があり該基材を真
空もしくは不活性雰囲気中で再結晶温度以上に加熱し、
加圧下に接合する、いわゆる拡散接合法が開発された。
斯かる拡散接合法において接合すべき基材の間に異種の
金属のメッキまたは箔の挿入により薄層を挿入する方法
が提案されている。黙しながら、斯かる金属箔は層の厚
さがかなり厚く且つ不均一であり、且つ複雑な表面形状
を有する基材、例えば多数・小径の有孔板等への適用は
困難である。またメッキによる場合は、接合面のみへの
薄層の形成は不可能であり、またパターン形状面にメッ
キするとエッチ部に盛り上りが発生し接合面における変
形が大きくなる等の欠点がある。
金属のメッキまたは箔の挿入により薄層を挿入する方法
が提案されている。黙しながら、斯かる金属箔は層の厚
さがかなり厚く且つ不均一であり、且つ複雑な表面形状
を有する基材、例えば多数・小径の有孔板等への適用は
困難である。またメッキによる場合は、接合面のみへの
薄層の形成は不可能であり、またパターン形状面にメッ
キするとエッチ部に盛り上りが発生し接合面における変
形が大きくなる等の欠点がある。
が解 しようとする
本発明者らは、上記の欠点を解消すべく研究を重ねた結
果、接合すべき金属基材面に特定の金属の物理的ブＯセ
スによる気相メッキ（以下ＰＶＤと呼ぶ）によって薄層
を形成させることにより、複雑なパターン形状を有する
基材面を極めて高い接着力を以て接合し得ることを見出
し本発明に到達したものである。
果、接合すべき金属基材面に特定の金属の物理的ブＯセ
スによる気相メッキ（以下ＰＶＤと呼ぶ）によって薄層
を形成させることにより、複雑なパターン形状を有する
基材面を極めて高い接着力を以て接合し得ることを見出
し本発明に到達したものである。
問題点を解決するための手
すなわち本発明は、少なくとも２つの金属基材を拡散接
合して接合構造物を形成せしめるに際し、金属基材の接
合すべき面に予めＳｉ、Ｍｎ、Ｎｔ。
合して接合構造物を形成せしめるに際し、金属基材の接
合すべき面に予めＳｉ、Ｍｎ、Ｎｔ。
Ｃｒ 、Ｔｉ 、Ｃｕ 、Ａｇ及びｌ”ｅからなる群よ
り選ばれた少なくとも１種の金属をＰＶＤにより薄ＩＦ
ＩＩ（０，１〜５μ■）を形成した後に、拡散接合する
ことを特徴とする金属複合材の製造方法に関する。
り選ばれた少なくとも１種の金属をＰＶＤにより薄ＩＦ
ＩＩ（０，１〜５μ■）を形成した後に、拡散接合する
ことを特徴とする金属複合材の製造方法に関する。
本発明に係る方法は各種の金属基材に対し適用すること
ができ基材を構成する金属の種類及び基材の形状は特に
限定されない。
ができ基材を構成する金属の種類及び基材の形状は特に
限定されない。
本発明に於て拡散接合とは、接合すべき基材を真空もし
くは不活性雰囲気中で加熱加圧して該基材の表面にＰＶ
Ｄにより形成させた金ｊＩ３ｉ１層の拡散層を形成させ
て基材を接合する方法をいう。拡散接合の条件は一般に
実施される条件に従えば良く特に限定されないが、通常
基材の加熱温度６００〜１２００℃、加圧力０．１ｋｇ
／Ｃ１２以上で行なわれる。
くは不活性雰囲気中で加熱加圧して該基材の表面にＰＶ
Ｄにより形成させた金ｊＩ３ｉ１層の拡散層を形成させ
て基材を接合する方法をいう。拡散接合の条件は一般に
実施される条件に従えば良く特に限定されないが、通常
基材の加熱温度６００〜１２００℃、加圧力０．１ｋｇ
／Ｃ１２以上で行なわれる。
本発明に依れば、斯かる金属基材を拡散接合により接着
せしめるのに先立ち、該基材の接着すべき表面にＳｉ、
Ｍｎ、Ｎｉ、Ｏｒ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｇ及びＦｌからなる
群から選ばれた少なくとも１種の金属をＰＶＤにより薄
層を形成せしめる。
せしめるのに先立ち、該基材の接着すべき表面にＳｉ、
Ｍｎ、Ｎｉ、Ｏｒ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｇ及びＦｌからなる
群から選ばれた少なくとも１種の金属をＰＶＤにより薄
層を形成せしめる。
薄層形成金属は基材を構成する金属の種類に拘らず上記
の群から任意に選び得るが、例えば鋼基材の場合には３
ｉ及びＭｎが鋼に対し特に拡散し易いので好適に使用さ
れる。
の群から任意に選び得るが、例えば鋼基材の場合には３
ｉ及びＭｎが鋼に対し特に拡散し易いので好適に使用さ
れる。
本発明に於てＰＶＤとは真空蒸着法、イオンスパッタリ
ング法及びイオン化プレーティング法が包含される。す
なわち真空蒸着法は、上記の薄層形成用金属を１０−
’ Ｔｏｒｒ以下の高真空中で加熱蒸発させて、蒸発し
た原子または分子を基材面に当て、凝結の結果金属の薄
膜を形成させる方法：イオンスパッタリング法は基材を
陽極、ターゲット（薄層形成金ＩＩ）を陰極とし、グロ
ー放電下に雰囲気ガス（アルゴン）イオンによりたたき
出されたターゲットの金属原子を基板上に堆積させる方
法；イオン化プレーティング法はアルゴン等の気体放電
中に基板（陰極）及び蒸発源（薄層形成金属−陽極）を
置き、蒸発金属原子をイオン化して、負の電位をかけた
基板上に沈積させる方法である。なお本発明に依りＰＶ
Ｄを実施するに先立って、基板の接合面を清浄化するた
めアルゴンイオンの基板衝撃による前処理（イオンボン
バード処理）を施すことが好ましい。上記各処理は通常
下記の条件で実施する。形成される薄層の厚さは通常０
．１〜５μｍが好ましく、これ以上の厚さにすると、薄
層中にボイドが発生し、接着力が低下づる。
ング法及びイオン化プレーティング法が包含される。す
なわち真空蒸着法は、上記の薄層形成用金属を１０−
’ Ｔｏｒｒ以下の高真空中で加熱蒸発させて、蒸発し
た原子または分子を基材面に当て、凝結の結果金属の薄
膜を形成させる方法：イオンスパッタリング法は基材を
陽極、ターゲット（薄層形成金ＩＩ）を陰極とし、グロ
ー放電下に雰囲気ガス（アルゴン）イオンによりたたき
出されたターゲットの金属原子を基板上に堆積させる方
法；イオン化プレーティング法はアルゴン等の気体放電
中に基板（陰極）及び蒸発源（薄層形成金属−陽極）を
置き、蒸発金属原子をイオン化して、負の電位をかけた
基板上に沈積させる方法である。なお本発明に依りＰＶ
Ｄを実施するに先立って、基板の接合面を清浄化するた
めアルゴンイオンの基板衝撃による前処理（イオンボン
バード処理）を施すことが好ましい。上記各処理は通常
下記の条件で実施する。形成される薄層の厚さは通常０
．１〜５μｍが好ましく、これ以上の厚さにすると、薄
層中にボイドが発生し、接着力が低下づる。
ｉ ）真 空 蒸 着
処理室内圧力 １０− ’ Ｔｏｒｒ以下蒸発源加
熱電力 ２〜９ＫＷ 基板加熱温度 ２００〜４００℃ ｉｉ）前処理（イオンボンバード処理）処理室内圧力
１０−２〜１０−３Ｔｏｒｒバイアス電圧 −
１〜−４ＫＶ イオン衝撃時間 ５〜２０ａｉｎｓ ｉｉｉ ）イオンスパッタリング処理 処理室内圧力 １０− ’ 〜１０−３Ｔｏｒｒバ
イアス電圧 〜１０ＫＶ又は ＲＦ （１３，５６ＭＨ２） 基板加熱温度 ２００〜４００℃ ｉｖ）イオン化プレーティング処理 処理室内圧力 １０−２〜１Ｏ−５Ｔｏｒｒバイア
ス電圧 ０〜５ＫＶ 蒸発源加熱電力 ２〜９ＫＷ 基板加熱温度 ２００〜６００℃ １」臥１１ 本発明に従いＰＶＤにより上記の如き金属薄層を金属基
材面に形成させることにより、金属表面の酸化膜・汚れ
をイオンボンバード処理で除去しているため該金属基材
の拡散接合は極めて容易且つ均一に進行し著しく高い接
着力を以て接合された複合材を得ることができる。特に
イオン化プレーティングにより形成された金属薄層は既
に金属基材と拡散層を形成しており、拡散接合の接着力
が強い。本発明の方法は下記の如き種々の利点もしくは
特徴を有する。
熱電力 ２〜９ＫＷ 基板加熱温度 ２００〜４００℃ ｉｉ）前処理（イオンボンバード処理）処理室内圧力
１０−２〜１０−３Ｔｏｒｒバイアス電圧 −
１〜−４ＫＶ イオン衝撃時間 ５〜２０ａｉｎｓ ｉｉｉ ）イオンスパッタリング処理 処理室内圧力 １０− ’ 〜１０−３Ｔｏｒｒバ
イアス電圧 〜１０ＫＶ又は ＲＦ （１３，５６ＭＨ２） 基板加熱温度 ２００〜４００℃ ｉｖ）イオン化プレーティング処理 処理室内圧力 １０−２〜１Ｏ−５Ｔｏｒｒバイア
ス電圧 ０〜５ＫＶ 蒸発源加熱電力 ２〜９ＫＷ 基板加熱温度 ２００〜６００℃ １」臥１１ 本発明に従いＰＶＤにより上記の如き金属薄層を金属基
材面に形成させることにより、金属表面の酸化膜・汚れ
をイオンボンバード処理で除去しているため該金属基材
の拡散接合は極めて容易且つ均一に進行し著しく高い接
着力を以て接合された複合材を得ることができる。特に
イオン化プレーティングにより形成された金属薄層は既
に金属基材と拡散層を形成しており、拡散接合の接着力
が強い。本発明の方法は下記の如き種々の利点もしくは
特徴を有する。
ｉ）形成される金属ｙａｍがメッキ又は箔より薄く且つ
、寸法変化が少なく再現性が良い。
、寸法変化が少なく再現性が良い。
ｉｉ）パターン形状に関係なく適用することができる。
例えば小径の多孔形状の薄板の接合に極めて有効に適用
し得る。
し得る。
ｉｉｉ ）パターン形状にメッキを施すとエツジ部に盛
り上りが発生し接着面の変形が大きいのに対し、本発明
のＰＶＤ、なかんずくイオンスパッタリング及びイオン
化プレーティングにより形成したＭＦａは斯かるエツジ
部の盛り上り等は生ぜず均一な薄層が形成される。
り上りが発生し接着面の変形が大きいのに対し、本発明
のＰＶＤ、なかんずくイオンスパッタリング及びイオン
化プレーティングにより形成したＭＦａは斯かるエツジ
部の盛り上り等は生ぜず均一な薄層が形成される。
ｉｖ）形成された金属薄層が既に、基材と薄ｌＦｉｍに
拡散層が形成されているため、基材中へ容易に拡散され
従って強接着力が得られる。
拡散層が形成されているため、基材中へ容易に拡散され
従って強接着力が得られる。
■）基材と金属薄層との間に酸化膜等の不純物が介在し
ないため拡散が容易である。
ないため拡散が容易である。
ｖｉ）メッキでは基材全面に層が形成され、また箔の挿
入は複雑な形状あるいは多孔形状の基材面には適用し得
ないが、真空プレーティング、なかんずくイオンスパッ
タリング又はイオン化プレーティングによれば基材の所
望の面のみに薄層を形成できる。
入は複雑な形状あるいは多孔形状の基材面には適用し得
ないが、真空プレーティング、なかんずくイオンスパッ
タリング又はイオン化プレーティングによれば基材の所
望の面のみに薄層を形成できる。
以下実施例を挙げて本発明をさらに説明する実 施
例 鋼薄板（ＳＵＳ−３０４、板厚０．２１１）をイオンプ
レーティング装置（日本真空社製）に基板（陰極）とし
てセットし、３ｉを蒸発材として下記条件にて前処理（
イオンボンバード処理）及びコーティング処理（イオン
化プレーティング）を行なった。
例 鋼薄板（ＳＵＳ−３０４、板厚０．２１１）をイオンプ
レーティング装置（日本真空社製）に基板（陰極）とし
てセットし、３ｉを蒸発材として下記条件にて前処理（
イオンボンバード処理）及びコーティング処理（イオン
化プレーティング）を行なった。
ｉ）前処理−イオンボンバード処理
処理室内圧力 １．５Ｘ １０−２Ｔｏｒｒバイ
アス電圧 −３，３ＫＶ イオン衝撃時間 １０分 ｉｉ）コーティング処理 処理苗内圧力 ５Ｘ１０−５Ｔｏｒｒバイヤス電
圧 −５ＫＶ 蒸発源加熱電力 １．６ＫＷ 基板加熱温度 ４５０℃ 上記処理の結果、基板に対する３ｉ被ＮＲの厚さは１μ
ｍであった。
アス電圧 −３，３ＫＶ イオン衝撃時間 １０分 ｉｉ）コーティング処理 処理苗内圧力 ５Ｘ１０−５Ｔｏｒｒバイヤス電
圧 −５ＫＶ 蒸発源加熱電力 １．６ＫＷ 基板加熱温度 ４５０℃ 上記処理の結果、基板に対する３ｉ被ＮＲの厚さは１μ
ｍであった。
斯くして得られた鋼薄板のｓｉｎ覆面を互いに重ね合わ
せ、ｌＸ１０−’Ｔｏｒｒの処理室内で１０２０℃に加
熱し’） ツ０ 、１ ｋｇ／ｃｍ２の圧力下に加圧接
着を行ない鋼積層体を得た。
せ、ｌＸ１０−’Ｔｏｒｒの処理室内で１０２０℃に加
熱し’） ツ０ 、１ ｋｇ／ｃｍ２の圧力下に加圧接
着を行ない鋼積層体を得た。
（りられた積層体は拡散層が１０μｍ形成されており、
ＪＩＳ Ｋ ６８５４に依るＴ型剥離試験を行なっ
た結果、剥離接着強さは３４ ｋｏ／ ２５ ｉｎであ
った。
ＪＩＳ Ｋ ６８５４に依るＴ型剥離試験を行なっ
た結果、剥離接着強さは３４ ｋｏ／ ２５ ｉｎであ
った。
（以 上）
４口・
Claims (3)
- （１）少なくとも２つの金属基材を拡散接合して接合構
造物を形成せしめるに際し、金属基材の接合すべき面に
予めＳｉ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｇ及びＦ
ｅからなる群より選ばれた少なくとも１種の金属を物理
的プロセスによる気相めつき法で薄層を形成した後に、
拡散接合することを特徴とする金属複合材の製造方法。 - （２）該物理的プロセスによる気相メッキをイオン化プ
レーティングにより実施することを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の方法。 - （３）物理的プロセスにより気相メッキした薄層が０．
１〜５．０μｍの厚さを有することを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59129894A JPH07115213B2 (ja) | 1984-06-22 | 1984-06-22 | 金属複合材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59129894A JPH07115213B2 (ja) | 1984-06-22 | 1984-06-22 | 金属複合材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS619985A true JPS619985A (ja) | 1986-01-17 |
| JPH07115213B2 JPH07115213B2 (ja) | 1995-12-13 |
Family
ID=15020989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59129894A Expired - Lifetime JPH07115213B2 (ja) | 1984-06-22 | 1984-06-22 | 金属複合材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07115213B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US4883219A (en) * | 1988-09-01 | 1989-11-28 | Anderson Jeffrey J | Manufacture of ink jet print heads by diffusion bonding and brazing |
| WO2002032660A1 (fr) * | 2000-10-18 | 2002-04-25 | Toyo Kohan Co., Ltd. | Lamine metallique multicouche et procede d'elaboration |
| EP1204304A2 (en) * | 2000-11-01 | 2002-05-08 | Visteon Global Technologies, Inc. | Etched tri-layer metal bonding layer |
| JP2002256427A (ja) * | 2001-03-01 | 2002-09-11 | Vacuum Metallurgical Co Ltd | スパッタリング用チタンターゲット組立て体及びその製造方法 |
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-
1984
- 1984-06-22 JP JP59129894A patent/JPH07115213B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07115213B2 (ja) | 1995-12-13 |
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