JPS62265188A - セラミツクスと金属とのろう付方法 - Google Patents

セラミツクスと金属とのろう付方法

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JPS62265188A
JPS62265188A JP11036986A JP11036986A JPS62265188A JP S62265188 A JPS62265188 A JP S62265188A JP 11036986 A JP11036986 A JP 11036986A JP 11036986 A JP11036986 A JP 11036986A JP S62265188 A JPS62265188 A JP S62265188A
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cylinder
brazing
ceramic
metal
ceramics
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JP11036986A
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邦彦 浜田
暮石 正義
崇晴 八木
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HIGHLY RELIAB MARINE PROPUL
TECH RES ASSOC HIGHLY RELIAB MARINE PROPUL PLANT
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HIGHLY RELIAB MARINE PROPUL
TECH RES ASSOC HIGHLY RELIAB MARINE PROPUL PLANT
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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。

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と金属とのろう付方法に関する。
従来の技術 例えば円筒内部が高温あるいは腐★環境に置かれる場合
、円筒の内面側に耐熱性、耐食性に優J’dたセラミッ
クスを使用し、外面側にしん性、加工性、経済性等に優
れた金属を使用することが考えられる。ところで、通常
、金属の線膨張率はセラミックスのそれよルも大きいた
め、室温で金属円筒とセラミックス円筒とが密着するよ
うな寸法にしても、高温になると、金属の方が大きく伸
び、金属円筒とセラミックス円筒との間に隙間が生じる
。この状態で、セラミックス円筒内面に圧力が働くと、
金属円筒には圧力が伝わらず、セラミックス円筒が割れ
ることがある。したがって、セラミックス円筒と金属円
筒とは互いに接合しておく必要がある。
ところで、金属とセラミックスと1!:i合するのに、
最も信頼性の高い接合法の一つにろう付法がある。この
ろう付法にょシ、大小の円筒同志を接合する場合、第1
1図に示すように、両日筒3υ四間の隙間のにろう材(
ハ)を挿入した後、高温に加熱してろう付が行なわれて
いた。
発明が解決しようとする問題点 上記従来のろう付法によると、内側円筒と外側円筒との
隙間(ろう付ギャップ)を約01118以下にしないと
溶融したろう材を毛管現象によシろう材面全体に保持で
きない。すなわち、第12図に示すように、両円筒c+
n@間の隙間@が大きいとろう材(ハ)は重力で下方に
流れ、上部にろう材(至)が不足し、欠陥が発生する。
このろう付法を金属円筒とセラミックス円筒との接合に
適用すると、ろう付温度への加熱により、両円筒間の隙
間はかなシ広がってしまい、溶融したろう材は下部に流
れ、上述した欠陥が発生するという問題がある。例えば
、外径が約100fiのジルコニアセラミックスの外面
に銅製の円筒を版台する場合、室温でろう付ギャップが
0uflでも、ろう付温度約8oO℃に加熱すると約O
Anに広がってしまう。
そこで本発明は上記問題を解消し得るセラミックスと金
属とのろう付方法を提供することを目的とする。
問題を解決するための手段 上記問題を解決するため、本発明のセラミックスと金属
とのろう付方法は、セラミックス円筒外面に金属円筒を
ろう付する方法であって、内面が逆円錐形状にされた保
持治具内にセラミックス円筒を配置するとともに、円周
方向で複数個に分割された金属円筒の各分割片を、ろう
材を間に挟んでセラミックス円筒外面に沿って配置し、
次に上記保持治具の内面と各分割片外面との間に球状体
を複数個配置し、次にこの球状体の上部に所定の押圧力
を加えた状態でろう付温度まで加熱する方法である。
作用 上記方法によると、セラミックス円筒の外面に接合され
る金属円筒を複数個に分割するとともに、両円筒間に配
置されるろう材の加熱時に、球状体を介して金属円筒の
各分割片をセラミックス円筒側に押圧するので、ろう材
加熱時に両円筒間の隙間は広がることがなく、シたがっ
てろう材を隙間全体に均一に充満させることができ、良
好な版台が得られる。
実施例 以下、本発明の一冥施例を図面に基づき説明する。
まず、第3図および第4図に示すように、セラミックで
形成されたセラミックス円筒(1)の外側に接合される
銅製の金属円筒(2)をその円周方向くおいて複数個例
えば8個に等分割する。次に、第1図および第2図に示
すように、基台(3)上に内面形状が逆円錐形状にされ
た空間部(4)を有する鋼製保持治具(5)を載置する
。次に、この空間部(4)内に、セラミックス円筒(1
)外面にろう材(6)を挟んで上記金属円筒(2)の各
分割片(2a)を配置した状!I(第3図および第4図
に示す)で、載置した後、この各分割片(2a)と保持
治具(5)内面との間の環状溝内に11HkMのセラミ
ックスポール(R状体)(7)を充填する。なお、この
時セラミックスポール(7)の上面が両円筒(り (2
)上面よシも高くなるようにセラミックスポール(7)
を入れておく。次に、このセラミックスポール(7)の
上面に重シ(8)を載せる。すると、セラミックスポー
ル(7)を介してその押圧力は各分割片(2a)に伝え
られ、各分割片(2a)はセラミックス円筒(1)に押
付けられる。この状態で、全体をろう材(6)の溶融温
度まで加熱する。すると、ろう材(6)は溶融するとと
もに、各分割片(2a)t−介して重フ(8)により押
圧されるため、各分割片(2a)の隙間にも十分行き渡
る。そして、この後冷やされて接合が完了する(第5図
および第6図参照)。
なお、上記実施例において、球状体としてセラミックス
ポールを使用したが、加熱温度が低い場合には、金属ポ
ールを使用してもよい。
また、さらに上記のものを補強する場合には、外側の銅
製の金属円筒の外面に、鋼製の金属円筒を、分割しない
で、そのまま従来方法によシろう付すればよい。
ζこで、セラミックスポールの大きさ、環状溝の幅(d
)および逆円錐状空間部(4)内面の傾斜角度(θ)の
関係について説明する。
セラミックスポールを環状溝に入れた場合、第7図に示
すような状態がよい。すなわち、セラミックスポールが
同一水平面に3個以上並ぶことがなく、また環状溝の下
方では1〜2個のセラミックスポールが入るようになっ
ており、重り(8)による押圧力(Flが金属円筒(2
)側に効率よく加圧力(Plとして伝わるためには、セ
ラミックスポール同志の摩擦力をできるだけ小さくする
必要がある。したがって、セラミックスポールの径(至
)は、!tj溝の幅(dlのv3〜2倍がよく、内面の
傾斜角度(θ)は70〜85°がよい。
なお、第8図のように、セラミックスポールの径が小さ
いと、その個数が多くなってセラミックスポール同志の
接触面積が増加して摩擦力が大きくなシ、例えば環状溝
の下方では金属円筒に対する加圧力が゛減少する。逆に
、第9図のように、セラミックスポールの径を大きくす
ると、セラミックスポールの歌が少なくなシ、加圧力が
上下方向で不均一になる。さらに、第10図に示すよう
に、内面の傾斜角度(θ)が70°より小声くすると、
セラミックスポールの数が多くなるとともに、角度が小
さいと垂直方向の押圧力が水平方向の加圧力に変換され
る割合が少なくなる。
次に、本発明の方法と従来の方法とを比較した突験例を
示す。
この実験では、外径80WI11厚さ5fl、高さ30
11’jlのジルコニアセラミック製円筒の外面に、厚
さ約2Hの銅製円筒t−接合する場合について行なった
まず、従来の場合では、セラミック製円筒と銅製円筒と
の間のろう付ギャップを約0.15111になるように
し、厚さく1ljf11のろう材(Ag −Cu −T
 i系ろう材)を、両円筒間に挿入して、約850℃に
加熱し之。そして、ろう付後の接合面を調べると、やは
り上部の方はろう不足のため、ろう付が成されていなか
った。これは、加熱後の隙間が加熱前のそれよシもかな
シ広がったためである。
次に、本発明の場合では、日向方向で8分割した銅製円
筒の各分割片を、セラミック製円筒の外面に、ろう材を
挟んで配置し、そしてその外側に直径6m11のセラミ
ックスポールを配置した後、このセラミックスポールの
上方に約6Kgの重シを置き、加熱してろう付けを行な
った。接合部の断面を調べてみると、両円筒間には十分
ろう材が入シ込み、接合が完全に行なわれてい念。とこ
ろで、試しに、上記と同様に8分割した銅製円筒を、ろ
う材を挟みセラミック製円筒にニクロム線(05闘径)
でしばシ付け、ろう付けを行なったが、各分割片の押付
けが均一に行なわれないため、両円筒間にはろう材が十
分に入フ込まず、完全な接合が得られなかっ九。なお、
各分割片を押圧する方法として、熱間静水圧プレス法(
HIP)があるが、高価な設備を必要とする。
発明の効果 上記本発明のろう付方法によると、セラミックス円筒の
外面に接合される金属円筒を複数個、に分割するととも
に、両円筒間に配置されるろう材の加熱時に、球状体を
介して金属円筒の各分割片をセラミックス円筒側に抑圧
子るので、ろう材加熱□時に両円筒間の隙間は広がるこ
とがなく、したが。
ってろう材を隙間全体に均一に充満させることができ、
良好な接合が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第10図は本発明の一実施例を示すもので、第
1図は全体断面図、第2図は同平面図、第3図は加熱前
の状態を示す側面図、第4図は第3図の平面図、第5図
は加熱後の状態を示す側面図、第6図は第5図の平面図
、第7図〜第10図はセラミックスポールと環状溝との
関係を示す側面図、第11図および第12図は従来例を
示す断面図である。 (1)・・・セラミックス円筒、(2)・・・金属円筒
、(2a)・・・。 分割片、(3)・・・基台、(4)・・・″空間部、(
5)・・・保持治具、(6)・・・ろう材、(7)・・
・セラミックスポール、(8)・・・重す代理人   
森  本  義  弘 第1図 第2図 第7図     第1図 第2図      第贋図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、セラミックス円筒外面に金属円筒をろう付する方法
    であって、内面が逆円錐形状にされた保持治具内にセラ
    ミックス円筒を配置するとともに、円周方向で複数個に
    分割された金属円筒の各分割片を、ろう材を間に挟んで
    セラミックス円筒外面に沿って配置し、次に上記保持治
    具の内面と各分割片外面との間に球状体を複数個配置し
    、次にこの球状体の上部に所定の押圧力を加えた状態で
    ろう付温度まで加熱することを特徴とするセラミックス
    と金属とのろう付方法。
JP11036986A 1986-05-14 1986-05-14 セラミツクスと金属とのろう付方法 Granted JPS62265188A (ja)

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JP11036986A JPS62265188A (ja) 1986-05-14 1986-05-14 セラミツクスと金属とのろう付方法

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JP2013193094A (ja) * 2012-03-16 2013-09-30 Ngk Insulators Ltd セラミックス金属接合体の製造方法

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