JPS63140781A - Fe基合金接合用材料 - Google Patents

Fe基合金接合用材料

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JPS63140781A
JPS63140781A JP28433286A JP28433286A JPS63140781A JP S63140781 A JPS63140781 A JP S63140781A JP 28433286 A JP28433286 A JP 28433286A JP 28433286 A JP28433286 A JP 28433286A JP S63140781 A JPS63140781 A JP S63140781A
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JP
Japan
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joining
alloy
joined
diffusion
bonding
Prior art date
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Pending
Application number
JP28433286A
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English (en)
Inventor
Ryoichi Kajiwara
良一 梶原
Takao Funamoto
舟本 孝雄
Mitsuo Kato
光雄 加藤
Tomohiko Shida
志田 朝彦
Kyo Matsuzaka
松坂 矯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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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、被接合部材である母材と同程度の機械的及び
冶金的性質を有するすぐれた接合部を得るための液相拡
散接合法に係り、特に薄板及び小物部形状をしたFe基
合金の精密耐食接合に好適な接合用材料に関する。
〔従来の技術〕
一般に、Fe基合金の同相接合法としては、被接合部材
同志に圧力を付加して直接接合する方法と、被接合部材
同志をその接合面間にインサート金属を介在させること
によって間接的に接合する方法とが知られている。
従来、後者の間接接合法においては、所定の接合温度で
完全に溶融するインサート金属を選定することにより、
高い圧力を加えることなく、インサート金属の部材への
拡散現象のみによって接合を行うことが可能である。こ
のため、部材の塑性変形を生じさせず精密な接合が可能
であるが、通常母材より低融点のインサート金属を用い
た接合部は母材と異なる合金組成となるので、強度的に
は母材と同程度の強さの接合部が得られても、耐食性等
の冶金的性質において母材部より劣ることになる。
この問題を解決する1つの手段として、日本金属学会誌
1985.49巻、4号の「鉄基ろう材を用いた耐熱鋼
の液相拡散接合」と題する文献において論じられている
方法が知られている。この文献では、Fe基合金(SU
S304,120tll)に対してFa基ろう材(Fa
−Ni−Cr−B。
Fa−Cr−B)の30μm厚さの合金箔を接合界面に
インサートし、接合温度1200”C1接合時間24h
r、加圧力10〜50gf/mm”の条件で接合を行っ
ており、組成濃度変化のない均質な接合部が得られると
している。
また他の手段として、特開昭59−156587号公報
に開示されている接合方法が知られている。これは、鉄
族基合金の被接合材の接合部表面にBとSiの複合拡散
浸透処理を施して深さ0.003〜0.25閣の拡散層
を形成し、非酸化性雰囲気下で950〜1200℃に加
熱して接合する方法である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来技術のうちBの入ったFa基ろう材の箔をイン
サート材に用いる方法においては、製造°上の制約から
箔の厚さを十数μm以下に薄くすることができず、この
ため接合部の均質化に要する時間が長くなること、薄板
や小物部品の接合に際しては液相のはみ出し等により精
密接合が難しいこと及び母材に対するインサート材の相
対量が多くなるため被接合材の材質が変化すること等の
問題がある。
一方、接合部表面にB及びSiの複合拡散浸透処理を行
う方法においては、溶融塩浴への浸漬法あるいはパック
法のいずれの処理においても表面が荒れるため、精密接
合を行うには再加工が必要なこと、拡散層の薄い条件で
は厚さやB及びSi濃度の制御が難しく接合結果が変動
しやすいこと、拡散浸透処理工程では被接合材を無加圧
の状態で800℃以上に加熱するため薄板部材では変形
が生じやすく後の精密接合に適さなくなることなどの問
題がある。
本発明の目的は、薄板や微小部品形状をしたFe基合金
の接合において、接合部の品質が機械的及び冶金的に容
易に母材と同等になりしかも接合部品精度を高くするこ
とができるFe基合金接合用材料及び接合方法を提供す
ることである。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、被接合材の両方あるいは片方の接合部表面
に、被接合材の合金組成にBを1〜6wt%、Siを2
〜20wt%添加した合金を0.5〜20μmの厚さに
物理的蒸着法の手段によって形成し、非酸化性雰囲気中
で1〜500gf/■2の圧力を加え、1000〜12
50℃の温度に加熱し接合することにより達成される。
〔作用〕
本発明は、接合用機料として被接合材にB及びSiを添
加して低融点化した合金を用い、物理的蒸着法によって
所定の組成の合金を所定の厚さに均一に接合部表面に形
成して接合する点に特徴がある。
薄板や微小部品を精密に接合するためには、液相となる
インサート材の厚さを融合不良が生じない程度に薄くす
る方がよく、表面の仕上げ精度が1μm以下の場合には
数μm厚さが適当となる。
゛・所定の組成のインサート材の厚さを数μmと薄くす
ることは合金箔のインサート法や拡散層形成法では困難
で、物理的蒸着法によってのみ可能となる。
ところが、この物理的蒸着法によって接合用材料を膜状
にして供給する方法では、融点低下元素としてBのみを
用いた場合、昇温過程中にBが母材中へ拡散することに
より融点が上昇し、著しい場合には実用的接合温度範囲
1250℃以下ではインサート材が融けず液相拡散接合
ができないこと。
またBのみでは液相の流動性が悪く被接合材とインサー
ト材の膜の界面に欠陥が生じやすいことなどの問題があ
る。5US304に対して融点1080℃のN1−B合
金を約10μm蒸着して1200℃で接合した後の接合
部断面検査では、膜が溶融せず接合不良が生じていた。
またFa−Ni−Go金合金対して融点1100℃のF
e−N1−Co−B合金を蒸着し1200℃で接合した
後の接合部断面検査では、被接合材とインサート材の界
面に欠陥が生じていた。これに対して、融点低下元素と
してBとSiを共に添加した場合には、Siの拡散がB
に比べて遅いため融点の著しい上昇が押えられ1250
℃以下での液相拡散が可能となる。また、Siが入ると
流動性及びFe基合金とのぬれ性が向上し被接合材とイ
ンサート材との界面の欠陥が生じなくなるといった効果
もある。
F a −N i −Co合金に対してF e −N 
i −C。
−3B−4,58i合金を5μm蒸着して接合温度12
00℃、時間30分、加圧力10 g h / ma”
の条件で接合とた後の接合部断面検査において良好な接
合部が得られることを確認した。
また、本発明では接合用材料のベース合金として被接合
材と全く同一の合金を用いているため。
接合部の貴均質化が短時間で可能である。接合部の均質
化の状況を比較するため+Fe−N1−co合金に対し
てN1−B合金を蒸着した場合とFa−Ni−Go−B
合金を蒸着した場合について1200℃で接合を行い、
接合部のFe、Ni。
Co、Bの組成変化をEPMAで分析した結果、N i
 −B合金の場合は接合層の部分でNiが多くFe、C
oが少なくなっているが、Fe−N1−G o −B合
金の場合には接合層の組成は母材部と全く同一になって
いることを確認した。
〔実施例〕
以下、本発明の詳細な説明する。
第1表は、Fe−29Ni−18Co合金を接合するた
めの接合用材料の合金組成と融点の一例を示す。この相
流のうち&2を用いてマイクロベローズを接合し組立て
た。マイクロベローズの製作に当って、ベローズリング
と白濁接合リングと、外周接合リングを用い、これらを
組み合せて接合した。ベローズリングは板厚50μmで
内周及び外周接合リングは厚さ100μmで1に200
μmであり、各材質はすべてFe−29Ni−18Co
である。このうち内周及び外周接合リングに対しては接
合部表面を予め真空中でArイオンビームにより数百オ
ングストローム程度エツチングして清浄化し、その後引
き続いて直流マグネトロンスパッタ蒸着により膜厚2μ
mの合金膜を形成している。接合リングは画面が接合面
となるため、裏面も上記と同様の操作により合金膜を形
成している。接合用合金膜形成後、ベローズリングと各
接合リングを内周と外周が交互に接合されるような順序
で積層し、10−4トール以下の高真空中で1200℃
に加熱し、保持時間60分、加圧力50 g f /I
m”の条件で液相拡散接合している。
本実施例によれば、板厚50μmの極薄板であってもイ
ンサート材の厚さを2μmと薄くでき、その組成も最適
な合金組成に制御できるため、接合不良がなく高気密で
部品精度の高いマイクロベローズを作ることができる。
また、接合部を母材と同等に均質化できるため内部に水
などが入った腐食環境下に置かれても腐食電位差がなく
母材部の耐食性向上が図れる。
本実施例ではF e −29N i −18G o合金
を示したが、F e −N i系、F e −Cr系、
Fe−Ni−Cr系の合金に対してもB及びSiを添加
した合金を用いて1250℃以下で精密で均質な接合が
可能である。
第1表 〔発明の効果〕 以上詳述したように、本発明によれば、被接合材の組成
に近い合金を用いかつ最小の液相量にコントロールして
液相拡散接合ができるので、薄板や微小部品であっても
高精度に接合でき、しかも短時間に母材部に均質な高品
質の接合部が得られるという効果がある。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、被接合材である合金組成に、B及びSi元素の両者
    を含有させたことを特徴とするFe基合金接合用材料。
JP28433286A 1986-12-01 1986-12-01 Fe基合金接合用材料 Pending JPS63140781A (ja)

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JP28433286A JPS63140781A (ja) 1986-12-01 1986-12-01 Fe基合金接合用材料

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JP28433286A JPS63140781A (ja) 1986-12-01 1986-12-01 Fe基合金接合用材料

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JPS63140781A true JPS63140781A (ja) 1988-06-13

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JP28433286A Pending JPS63140781A (ja) 1986-12-01 1986-12-01 Fe基合金接合用材料

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6135345A (en) * 1998-02-10 2000-10-24 Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha Metal material bonding method
JP2015518425A (ja) * 2012-03-28 2015-07-02 アルファ−ラヴァル・コーポレート・アーベー 金属部品を接合するための方法

Cited By (4)

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