JPS62220297A - 材料部材の接合方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、材料部材の接合方法に関する。本発明は、特
にセラミックスと金属、アルミニウム合金と鋼等の各異
種材料部材間、又は難接合性の同種材料部材間での接合
方法に関する。

本発明は、反応して化合物が生成される際の生成熱を利
用することにより材料部材間での接合を容易且つ低コス
１−にて行わせるものであり、その利用分野は広（、特
に限定されるものではない。

（従来の技術） 異種材料特にセラミックスと金属の接合に関しては、機
械的接合法（焼きばめ、訪包み等）、接着法く有機系、
無機系接着剤を用いる方法）、ブレージング法（負金属
法、活性金属法、酸化物ガラス法、硫化銅法等）、メタ
ライズ法（Ｍｏ−Ｍｎ法、直接鋼メタライズ法等）、固
相接合法（拡散接合）、溶融接合法（アーク溶接、レー
ザー溶接等）等が知られている。

又、アルミ合金と鋼に関しては電子ビーム溶接、摩擦圧
着法等、アルミ合金とアルミ合金の接着では電子ビーム
溶接、プロジェクション溶接等が知られている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記従来技術において、拡散接合や電子ビーム溶接等で
は連続生産が困難であり高額の設備費が必要である。ブ
レージング法、メタライジング法では処理工数が多い。

アーク溶接、レーザー溶接の溶融接合法では接合材料が
限定される。焼きばめ、プロジェクション溶接の機械的
接合法では低強度である等のさまざまな問題があった。

本発明は、上記欠点を克服するもので屁り、接合工数が
低減でき、低コストで接合部が高強度な材料部材の接合
方法を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明の材料部材の接合方法は、２以上の材料部材を、
該材料部材の接合させる面を互いに接触させるように配
置し、該材料部材の接合させる面の近傍であって該材料
部材の外周部に、反応して高い生成熱を発生する原料を
配置する配置工程と、上記原料を反応させ高い生成熱を
発生させて上記材料部材の接合させる面近傍を加熱し、
該材料部材を接合させる加熱接合工程と、から構成され
ることを特徴とする。

配置工程において、２以上の材料部材の各接合させる面
間に緩衝材を配置することができる。この緩衝材として
は、通常、銀等を用いる。

配置工程で用いられる原料としては、反応して化合物を
生成する際に大きな生成熱を発生させる系に係わる原料
であれば良い。例えばこの原料として、金属ジルコニウ
ム（Ｚｒ）および金属チタン（Ｔ　ｔ　）のうちの１つ
と、ホウ素および炭のうちの１つと、の組合せであって
、いずれもの原料も固体であり、反応により生じた化合
物が高融点のセラミックスから成るものが好′ましい。

配置工程において、少なくとも２種以上の原料が混合さ
れ成形されて成る原料成形体が、材料部材の接合させる
而の近傍であって該材料部材の外周部に配置されるもの
とすることができる。

加熱接合工程は、配置工程で配置された２以上の材料部
材の各接合させる而を加圧させた状態で該材料部材を加
熱接合させることが好ましい。この加圧は、従来と同様
に油圧あるいはクランク等で発生させることができる。

原料を反応させる手段としては、例えば原料の周辺に着
火導線としてのカーボンロンドを配置し、このカーボン
ロンドを用いてアークの火花を発生させてこの原料を強
制的に反応させ、その後、自己燃焼（自己発熱）させる
方法とすることができる。

本接合は接合させる面の近傍の雰囲気を問わず、酸化、
還元又は不活性雰囲気にて接合可能である。

従って大気中でも処理が可能である。

材料部材を加熱接合した後では、通常、原料の反応によ
り生成される化合物から成る外周部材は材料部材の外周
部に接合されており、この外周部材が接合したままの状
態で使用することもできるが、この外周部材を除去する
こともできる。

（作用） 本発明の材料部材の接合方法においては、高い生成熱を
有する化合物となるように配合された原料を接合させる
面の近傍に配置し、強制着火にて自己燃焼（発熱）反応
を行わせる。自己燃焼（発熱）反応により化合物が生成
し、生成時に高熱を発生する。この場合、反応を制罪、
促進することにより所望の温度を得ることができる。こ
れにより接合させる面の近傍を加熱させて、この面を接
合させる。

（試験例） 以下、試験例により本発明を説明する。

まず単体混合物から成る原料成形体を作成する。

即ち、Ｔｉ−炭（Ｃ）系、Ｔ１−ホウ素（Ｂ）系、Ｚｒ
−Ｂ系を用い、それぞれＴｉ：Ｃ−１：１、Ｔｉ：Ｂ＝
１：２、Ｚｒ　：　Ｂ＝１　＋　２（７）−Ｅ／Ｌ、比
でアルコール中にて混合し、真空乾燥し、不純物を取除
き乾式プレスにより円筒成形体を得る。

本実施例で用いられる原料成形体と材料部材の各組合せ
を表に示す。なおＮｏ、１およびＮｏ。

２においては応力緩衝板（Ｎｏ、１ではその厚さ約０．
３ｍｍの銀板、Ｎｏ、２では約０．５ｍｍの銀板）を用
いる。

図に示すように、材料部材１．２の接合させる面間に応
力緩衝板３をはさみ（試験例ＮＯ１、Ｎ０２）、その外
周を所定の原料成形体６で囲む。

この成形体６の外周に管上Ｓ線としてのカーボンロッド
５を設置しバンチ７で成形体６を、バンチ８で加圧し各
接合させる面を加圧する。

なお、成形体６の反応による生成物等の飛散及びバンチ
７の熱保護として断熱ダイ６を設置する。

バンチ７は超硬又はＳＫＯ鋼、断熱ダイ６はステアタイ
ト、フォルステタイト等を用いることができる。

次いで、カーボンロッド５に小型アーク溶接機にて強制
着火させると、所定の原料が反応し、接合させる面近傍
は高温となり、両材料部材１．２は銀層を介して接合す
る。

反応終了後バンチ７．８、ダイ６を取除き、さらに材料
部材の外周部に接合されて配置された外周部材を加振崩
壊もしくは圧壊にて除去する。

この材料部材の接合状態の良否およびその圧縮せん断強
度を表に示す。

この表によれば接合が十分に行われ、所定の強度も良好
な値を示している。また本実施例では接合させる面近傍
には原料成形体が配置されかつ反応には酸素を不要とす
るので、母材への酸素の混入が少ないので、母材の劣化
が少ない。

し発明の効果］ 本発明の材料部材の接合方法は　２以上の材料部材を、
該材料部材の接合させろ而を互いに接触させるように配
置し、該材料部材の接合させる而の近傍であって該材料
部材の外周部に、反応して高い生成熱を発生ずる原料を
配置する配置工程と、上記原料を反応させ高い生成熱を
発生させて上記材料部材の接合させる面近傍を加熱し、
該材料部材を接合させる加熱接合工程と、から構成され
ることを特徴とする。

従って本接合方法においては化合物の生成時の生成熱を
原料の種類、その配合により選択でき、また化学反応に
よる生成熱を利用するので高額な設備費も必要としない
ので、簡便かつ容易に所望の接合部材を接合することが
できるし、連続生産も可能である。本接合方法において
は、加熱速度が速いので、各材料部材の母材に歪を残す
ことが少ない。

【図面の簡単な説明】

図は実施例において２種類の材料部材を接合する状態を
示す説明断面図である。 １．２・・・材料部材　　　３・・・応力Ｎｍ板４・・
・原料成形体　　　　５・・・カーボンロッド６・・・
ダイ（ステアタイト）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）２以上の材料部材を、該材料部材の接合させる面
   を互いに接触させるように配置し、該材料部材の接合さ
   せる面の近傍であつて該材料部材の外周部に、反応して
   高い生成熱を発生する原料を配置する配置工程と、 上記原料を反応させ高い生成熱を発生させて上記材料部
   材の接合させる面近傍を加熱し、該材料部材を接合させ
   る加熱接合工程と、から構成されることを特徴とする材
   料部材の接合方法。
2. （２）配置工程において、２以上の材料部材の各接合さ
   せる面間に緩衝材を配置する特許請求の範囲第１項記載
   の材料部材の接合方法。
3. （３）配置工程で用いられる原料は、金属ジルコニウム
   （Ｚｒ）および金属チタン（Ｔｉ）のうちの１つと、ホ
   ウ素および炭のうちの１つと、の組合せであつて、いず
   れの原料も固体であり、反応により生じた化合物が高融
   点のセラミックスから成る特許請求の範囲第１項記載の
   材料部材の接合方法。
4. （４）配置工程において、少なくとも２種以上の原料が
   混合されて成形されて成る原料成形体が、材料部材の接
   合させる面の近傍であって該材料部材の外周部に配置さ
   れる特許請求の範囲第１項記載の材料部材の接合方法。
5. （５）加熱接合工程は、配置工程で配置された２以上の
   材料部材の各接合させる面を加圧させた状態で該材料部
   材を加熱接合させる特許請求の範囲第１項記載の材料部
   材の接合方法。
6. （６）加熱接合工程の後に、原料の反応により形成され
   た各材料部材の各接合させる面近傍であって該材料部材
   の外周部に接合されて配置された外周部材を除去する工
   程を有する特許請求の範囲第１項記載の材料部材の接合
   方法。