JPS6238784A - 拡散接合用インサ−ト材 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、母材と母材との間に介装されて、加熱され
ることにより母材と母材とを接合させる拡散接合用イン
サート材に関する。

［従来の技術］ 拡散接合法は、接合せんとする金属又は合金製の母材の
接合面を適宜の加圧手段により加圧し、母材を不活性ガ
ス雰囲気又は真空中で加熱することにより、母材を溶融
させることなく、母材の金属原子の拡散又は母材と母材
との間に介装されるインサート材の金属原子の拡散によ
り母材を接合させる技術である。この拡散接合法におい
ては母材を溶融させる必要がないので、融接が困難な高
合金鋼の接合又は大面積の接合面を有する母材の接合等
に適用されている。この拡散接合法は、母材と母材の間
にインサート材を使用しない直接拡散接合、インサート
材を使用するがインサート材を溶融させない同相インサ
ート接合及びインサート材を溶融させる液相インサート
接合の３種類に分類される。この中では、液相インサー
１−拡散接合が他に比較して接合時の圧力が小さくても
接合することができるという利点があるので、多用され
ている。この液相インサート拡散接合は、接合せんとす
る母材の金属又は合金の融点より低い融点を有する金運
又は合金からなるインサート材を、母材と母材との間に
介装し、その後、インサート材が介装された母材を不活
性ガス雰囲気又は真空中でインサート材の融点以上の温
度で加熱し、インサート材を溶融させてインサート材の
原子を母材に拡散させることにより母材を接合する。こ
の液相インサーＩ・拡散接合法の場合は、粉末状若しく
は膜状のインサート材を使用するか、又は母材の接合面
に溶射若しくはめっき等によりインサート材を直接被覆
する。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、この液相インサート拡散接合において、
粉末状のインサート材を使用する場合又は溶射により直
接被覆されたインサート材を使用する場合は、接合面に
酸化物が形成されないようにすること、及び、インサー
ト層を均一な厚さにすることが困難であるため、接合強
度が低いという問題点がある。また、めっき法により直
接被覆する方法においては、接合面が単純形状の場合は
均一な厚さのインサート層を形成することができるが、
接合面が複雑形状の場合又は接合面が大面積の場合は、
均一な厚さのインサート層を形成することができないと
いう問題点がある。これに対し、インサート材として金
属膜を使用する方法の場合は、容易に大面積の接合面に
対して均一な厚さのインサート膜を形成することができ
る。しかしながら、この方法の場合には、この膜を極め
て薄くする必要があり、このような、極めて薄いインサ
ート膜は製造上の困難性をともなう。このような金属膜
を製造する技術としては、圧延法及び急冷凝固法が有る
が、いずれの方法でも極めて薄い膜を製造することが困
難であり、更に、急冷凝固法により形成した膜は機械的
強度が低く大面積の接合面に使用することができないと
いう問題点を有する。

［問題点を解決するための手段］ この発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであって、
接合面が大面積の場合及び接合面が複雑形状の場合にも
インサート層を均一な厚さにすることができ、また、母
材と母材とを高強度に接合することが可能であり、更に
、それ自体の強度が強くて取扱いが容易であり、容易に
製造することができる拡散接合用インサート材を提供す
ることを目的とする。

この発明に係る拡散接合用インサート材は、薄板又は箔
状をなす基板と、基板の両面又は片面に形成され接合せ
んとする母材よりも低融点の合金でつくられた合金層と
、を有し、接合せんとする母材と母材との間に介装され
、母材と共に前記合金層の融点より高く母材の融点より
低い温度に加熱されることによって母材と母材とを拡散
接合させることを特徴とする。

以下、添付図面を参照してこの発明について具体的に説
明する。

第１図はこの発明に係る拡散接合用インサート材の断面
図、第２図はこの発明に係る拡散接合用インサート材を
使用して接合した母材の断面図である。インサート材１
は、薄板状をなし冷間圧延してつくられた基板２と、基
板２の両面にめっき法により極めて薄く形成され接合せ
んとする母材よりも低融点の合金でつくられた接合合金
層３とを有する。このインサート材１を母材４の接合面
の間に介装し、インサート材１を母材間で加圧しつつ接
合合金層３の融点以上に加熱すると、この接合合金層３
が母材４と中心材２との双方に拡散して、強固な接合を
得ることができる。この場合に基板２の強度が母材４の
強度と同等以上であれば、接合後、接合部に基板２が存
在していても、高い接合強度を示す。また、この場合に
、このインサート材は基板２を有するので、接合合金層
３を極めて薄く（５乃至２０μｍ）形成することが可能
である。このため、接合合金層３の拡散消滅に必要な時
間を短縮することができる。また、基板２は冷間圧延が
施され、微細な組織を有するため、表面平滑度が高く接
合合金が拡散しやすい。

従って、この発明に係るインサート材を使用すれば拡散
接合に要する時間を短縮することができる。

なお、第１図においては、基板２の両面に接合合金層３
が形成されているが、基板２の片面にのみ接合合金層を
形成させてもよい。例えば、ステンレス鋼と炭素鋼の接
合において基板２に炭素鋼を使用し、基板２が炭素鋼と
対向する面にめっき層を形成せず、ステンレス鋼と対向
する面にめつき層を形成する。この場合は、基板２は炭
素鋼であるため、炭素鋼の母材４と基板２の間に接合合
金層がなくても直接拡散接合で良好に接合される。

また、接合せんとする母材が同種の素材の場合は基板の
両面に同一組成の接合合金層を形成すればよいが、異種
材を接合する場合には基板の各面に、接合せんとする母
材に適した組成の接合合金層を形成することが好ましい
。これにより、異種母材に対して同一種の接合合金を使
用する場合よりも、強固に接合することができる。従来
のインサート材を使用する拡散接合法では、異なる組成
の接合剤を使用することは不可能であったが、この発明
によれば、異なる組成の接合剤を使用することができる
ので、異種の各母相に最適の接合合金層を使用すること
ができるため、異種材を強固に接合することができる。

次に、この発明に係るインサート材の基板について述べ
る。先ず、インサート材が低融点合金の膜のみであれば
、インサート材自体の強度が低く、極薄のインサート材
を製造することが困難であるが、この発明においては、
薄板又は箔状の基板は通常の圧延法による製造が可能で
あるので、インサート材自体の機械的強度が高い。この
ため、母材の接合面に挿入する際に、インサート材が破
断する虞が少なくなるので、インサート材が取扱い易く
なる。また、基板が存在することにより、接合合金層自
体は強度が低くても足り、従って、接合合金層をメッキ
法で形成することができるので、極めて薄くすることが
可能である。更に、基板を使用しない場合は、組織に悪
影響を及ぼす元素が、一方の母材から他方の母材に拡散
することが考えられるが、基板を使用する場合は、基板
の組成及び厚さを調整することにより、組織に悪影響を
及ぼす元素の拡散を防止することができる。

［実施例］ 以下、この発明の実施例について説明する。

５ＵＳ３０４！ＩＩでつくられた母材同士を拡散接合す
るに際し、厚さ１００μｍのＮｉ圧延箔の両面に、電気
メツキラインにより、厚さが２０μｍでＰを１０％含有
するＮ１基合金（Ｎｉ−Ｐ１０％）のめつき層を形成し
、このめっき層が形成されたインサート材を、母材と母
材との間に介装し、１　Ｋｇの荷重を印加して不活性ガ
ス雰囲気の加熱炉にて１０００℃で１時間保持した。そ
の結果、母材同士は接合面全体に亘り均一に拡散接合し
ていた。この接合強度を把握するため、接合された母材
を引張り試験に供したところ、接合面では破断せずに母
材中で破断した。これにより、この発明に係る拡散接合
用インサート材を使用することによって十分な接合強度
が得られることがわる。

［発明の効果］ 口の発明によれば、インサート材が、薄板又は箔状をな
す基板と、その両面又は片面にめっき法により均一な厚
さに形成された接合合金層とを有しているため、大面積
の接合面を有する母材又は複雑形状の接合面を有する母
材を接合する場合においても、インサート層を均一な厚
さにすることができる。また、インサート層が均一であ
り、インサート材の基板自体を高強度の材質で形成する
ことが可能なため、母材と母材とを高強度に接合するこ
とができる。また、薄板又は箔状の基板は、強度の高い
材質のものを選択すれば、通常の圧延法により製造する
ことが可能であるため、取扱い　１が容易で広幅長尺の
サイズの基板を容易に製造することができる。この基板
に、めっき法により接合合金層を形成する際には、大形
のめつき設備を必要とせず、通常のめつきラインによっ
て接合合金層を形成することができる。従って、インサ
ート材を容易にかつ安価に製造することができる。

更に、接合合金層を極めて薄く（５乃至２５μＴｒＬ）
形成することができるため、接合合金層が拡散消滅する
時間が短縮され、拡散接、接合合金層の拡散消滅する時
間が短縮され、拡散接合工程に要する時間が短縮される
。更にまた、基板の両面に形成する接合合金層の組成を
、各面に接合すべき母材に最適なものにすることができ
るので、異なる組成の母材を高強度で接合することがで
きる。なお、異種材を接合する場合には、基板を一方の
母材と同種の素材にすれば、この母材と基板とは直接拡
散接合により接合するので、この接合面には接合合金層
が不要である。従って、この場合は、片面のみに接合合
金層を形成することにより、異種材を高強度に接合する
ことができる。

ゲ

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る拡散接合用インサート材の断面
図、第２図はこの発明に係る拡散接合用インサート材を
使用して接合した母材の断面図である。 １；インサート材、２；基板、３；接合合金層、４；母
材。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 てへ　　　７　　　Ｃ≧３ 第　２　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 薄板又は箔状をなす基板と、基板の両面又は片面に形成
   され接合せんとする母材よりも低融点の合金でつくられ
   た合金層と、を有し、接合せんとする母材と母材との間
   に介装され、母材と共に前記合金層の融点より高く母材
   の融点より低い温度に加熱されることによつて、母材と
   母材とを拡散接合させることを特徴とする拡散接合用イ
   ンサート材。