JPS6281267A - 複合ろう付け部材の製造法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、軽電にして、冷却効果が高く、例えば炭酸
ガスレーザーの反射鏡や、真空炉の熱反射壁材などとし
ての使用に適した複合ろう付け部材の製造法に関するも
のである。

〔従来の技術〕

従来、一般に、例えば炭酸ガスレーザーの反射鏡として
、純Ｃｕ製表面を鏡面仕上げしたものや、さらにこの表
面にＡｕめっきな癩し友ものなどが用いられている。

しかしながら、これらの純Ｃｕ製反射鏡では、レーザー
照射時間が長くなると、鏡面に加工材から発生し友金属
や非金属の蒸気が蒸着し、その反射率が低下するように
なるばかりでなく、鏡面がレーザーのエネルギーを吸収
して溶融し、反射鏡ヲ破損してしまうなどの事故が発生
するようになる。

この工うな事故を防止するには、定期的に鏡面の蒸着物
を除去しなければならないが、反射鏡を構成する純Ｃｕ
やＭめつきは非常に軟かいために、ふき取るときに鏡面
を傷つけ易く、反射特性を損うことが多発していた。

このようなことから、近年、炭酸ガスレーザーの反射鏡
の材料として、純Ｃｕに代って硬質の金属Ｍｏや金属Ｗ
を使用することが定着しつつある。この金属Ｍｏまたは
金属Ｗ製反射鏡としては、特に単結晶のものや、微細な
結晶粒の多結晶のものが蒸発物の付着も少なく、すぐれ
友ものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

一方、炭酸ガスレーザー装置は、地上設備ばかりでなく
、宇宙ステーションにも設置されるものである友め、装
置自体の＠置化が要求されるようになっており、これに
伴って比重の大きい、すなわち重質の金属ＭＯまたは金
属Ｗ製の反射鏡の重量軽減が強く望まれている。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明者等は、上述の工うな観点から。

炭酸ガスレーザーの反射鏡や真空炉の熱反射壁材などの
金属Ｍｏ部材や、Ｍｏ合金部材、さらに金属Ｗ部材やＷ
合金部材に着目し、これの軽微化をはかるべく研究を行
なった結果、金属Ｍｏ　、　Ｍｏ合金、金属Ｗ、お工び
Ｗ合金のうちのいずれかからなる部材の一部を軽けの純
Ａ６ま之はＡＩ３合金で構成し、一方１例えば金属Ｍｏ
と純Ａ４は、比重（金属Ｍｏは１０．２゜純Ｍは２．７
）、熱膨張率（金属Ｍｏは５　Ｘ　１０−’ん、純Ｍは
２３．３Ｘ１０−’／’Ｃ）、および熱伝導率（金属Ｍ
Ｏは０．３５　ｃａ／　／　Ｃａｌ　−ｓ−℃、純Ｍは
０．５３　ｃａｌｌ　／ｃｍ−ｓ　−℃）などの種々の
点で特性上著しく異るので、これら両部材を高い接合強
度でろう付けすることはきわめて困難であるが、上記の
金属Ｍｏ　、　Ｍ□金合金金属Ｗ、お工びＷ合金のうち
のいずれかからなる部材のろう付け面に、Ｍ−Ｓｉ系合
金の薄膜を形成し、この薄膜に拡散処理を施した状態で
、Ｓｉ：６〜１４重徴％（以下％は電歇％を示す）を含
有するＭ−Ｓｉ系合金からなるろう材を用いて真空ろう
付けすると、これら部材は純ＡｌまたはＡｌ合金からな
る基体に、著しく高い接合強度でろう付けされるように
なるという知見を得たのである。

この発明は、上記知見にもとづいてなされたもので、金
ＪｄＭｏ　、　Ｍｏ合金、金顔Ｗ、およびＷ合金のうち
のいずれかからなる被ろう付け部材のろう付け面に、平
均層厚で０．１〜７０μｍのＭ−３ｉ系合金薄膜を形成
し、 ついで、この薄膜形成の被ろう付け部材に、真空中ある
いは非酸ｆヒ性雰囲気中、６７０〜８５０℃の温度に加
熱の条件で薄膜拡散処理を怖し、引続いて、この被ろう
付け部材を、薄膜拡散層を介し、Ｓｉ：６〜１４％を含
有するＡＩ　　３ｉ系合金からなるろう材を用いて、純
ＡｌまたはＡｌ合金の基体に真空ろう付けすることから
なる複合ろう付け部材の製造法に特徴を有するものであ
る。

なお、この発明の方法において、Ｍ−Ｓｉ系合金薄膜の
平均層厚を０．１〜７０μｍに限定し友のは、その平均
層厚が０．１μｍ未満では、薄膜拡散層が薄すぎｔす、
あるいはこれの存在しない個所が生じたりして、所望の
接合強度を確保することが難しく、一方その平均層厚が
７０μｍを越えると、スパッタリングなどにエリ薄膜を
形成した場合、発生した内部残留歪によって薄膜拡散処
理時に、被ろう付け部材の表面から剥離するようになる
という理由によるものである。

ま几、薄膜拡散処理温度を６７０〜８５０℃としたのは
、その温度が６７０℃未満では薄膜と被ろう付け部材の
弧散が不十分で、所望のろう付け接合強度を８保するこ
とができず、一方、その温度が８５０℃を越えると、薄
膜の拡散反応が進行しすぎて、被ろう付け部材のろう付
け面における基体とのろう付け性が低下するようになる
という理由によるものである。

さらに、ろう材の８１含有量を６〜１４％に限定したの
は、その含有ｌが６％未満では、ろう材の融点が高くな
りすぎ、基体の融点エリ高いろう付け温度を必要とする
場合が生じるようになって。

ろう付けが不可能となる場合が生じ、一方、その含有砒
が１４％を越えても、ろう材の融点が６５０００を越え
るようになる場合が生じるほか、ろう付け部の接合強度
が著しく低下する工うになるという理由にもとづくもの
である。

〔実施例〕

つぎに、この発明の方法な実癩例にエリ具体的に説明す
る。

いずれも直径：１００ｍＸ厚さ＝２雪の寸法を有し、か
つそれぞれ第１表に示される組成をもつ九被ろう付け部
材を用意し、これらの被ろう付け部材の片面に、通常の
プレーナーマグネトロンスパッタリング装置を用い、 雰囲気：Ａｒ、 雰囲気圧カニ１Ｘ１０ｔＯｒｒ、 ターゲット：直径ｔｏｏｘｌｓＥさ５ｍの寸法を有する
各種のＭ−Ｓｉ系合金、 ろう付け部材とターゲット間距離：６０ｍ、スパッタ電
圧：２０００Ｖ、 スパッタ電カニ　１．５　ＫＷ。

時間二８秒〜９０分の範囲内の所定時間、の条件で、第
１表に示される組成お工び平均層厚を有するＭ−Ｓｉ系
合金薄膜を形成し、ついで、これらの薄膜形成の被ろう
付け部材に、圧カニ５Ｘ１０−’ｔｏｒｒのＡｒ雰囲気
中、第１表に示される条件で薄膜拡散処理を施しｔ後、
同じく第１表に示される組成を有する直径：１００ｗＸ
厚さ：０．３ｗの寸法をもったろう材を用い、同じく第
１表に示されろ組成を有し、かつ直径：１００ＩＩＩＩ
Ｉｘ厚さ：１８フの寸法をもった基体の上面に、前記ろ
う材お工び薄膜拡散層を介して前記被ろう付け部材を重
ね合せた状態で、Ｉ　Ｘ　１０−５ｔｏｒｒの真空中、
６００〜６５０℃の範囲内の所定温度に２０分間保持の
条件で真空ろう付けを行なうことによって本発明法１〜
５お工び比較法１〜５をそれぞれ実施した。

なお、比較法１〜５は、この発明を構成する条件のうち
のいずれかの条件（第１表に憂印を付した条件）がこの
発明の範囲から外れ九条件で実施したものである。

ついで、この結果得られた複合ろう付け部材のろう付け
部における剪断強度を測定した。この測定結果も第１表
に示した。

〔発明の効果〕

第１表に示される結果から、本発明法１〜５においては
、いずれも従来ろう付けが不可能とされていた金属Ｍｏ
　、　Ｍｏ合金、金属Ｗ、お工びＷ合金のうちのいずれ
かからなる部材と、純ＡｌまたはＭ合金からなる部材と
を強固な接合強度でろう付けすることができることが明
らかである。

一方、比較法１〜５に見られるように、いずれかの条件
がこの発明の範囲から外れると、良好な接合強度が得ら
れないことがわかる。

上述のように、この発明の方法によれば、金属Ｍｏ　、
　Ｍｏ合金、金属Ｗ、お工びＷ合金のうちのいずれかか
らなる重質部材の一部を軽質の純ＭまだはＭ合金で置換
構成することが可能となるので、これら重質部材の軽ｔ
（ヒな可能とし、さらに純ＭやＭ合金はすぐれた冷却作
用をもつので、この結果の複合ろう付け部材を、例えば
炭酸ガスレーザーの反射鏡や真空炉の熱反射壁材などと
して用い定場合に、すぐれた性能を長期に亘って発揮す
るようになるなど工業上有用な効果がもたらされるので
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 金属Ｍｏ、Ｍｏ合金、金属Ｗ、およびＷ合金のうちのい
   ずれかからなる被ろう付け部材のろう付け面に、平均層
   厚で０．１〜７０μｍのＡｌ−Ｓｉ系合金薄膜を形成し
   、 この薄膜形成の被ろう付け部材に、真空中あるいは非酸
   化性雰囲気中、６７０〜８５０℃の温度に加熱の薄膜拡
   散処理を施し、 引続いて、この被ろう付け部材を、薄膜拡散層を介し、
   Ｓｉ：６〜１４重量％を含有するＡｌ−Ｓｉ系合金から
   なるろう材を用いて、純ＡｌまたはＡｌ合金の基体に真
   空ろう付けすることを特徴とする複合ろう付け部材の製
   造法。