JPS63192591A - ろう付材料 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、ろう付接合に使用されるＴｉ合金系のろう竹
材料に関するものである。

（従来の技術） 従来、ろう付接合に使用されるろう竹材料としては、銀
ろう、黄銅ろう、アルミニウム合金ろう、りん銅ろう、
ニッケルろう、余ろう、パラジウムろうなどがＪＩＳに
おいて制定されている。

一方、宇宙航空機器や化学装置などの分野においては、
高比強度でかつ高靭性を有し、優れた耐食性を示すと共
に、加工、溶接、切削なども合金種によっては容易に可
能であるというすぐれた特性をもつＴｉおよびＴｉ合金
が多く採用されている。そして、これらＴｉおよびＴｉ
合全全部材同士組立てるに際し　、リベットやボルト類
を用いる場合には、リベ−／　）やボルト類の貫通孔を
形成する必要があることから、当該貫通孔から液体洩れ
を生ずるのを防ぐ必要があり、また応力集中が生じない
ようにする必要もあり、リベットやボルト類の貫通孔を
必要としない溶接やろう付による接合も重要視されてい
る。

しかしながら、溶接による場合には、ビーム溶接やプラ
ズマ溶接などの高エネルギー密度の熱源を使用するため
、母材と溶接部とで組織に大きな違いを生じたり、残留
応力を発生したりし、機械的性質のばらつきや低下など
を生じる可能性があるため細心の注意を払う必要がある
。

他方、ろう付による接合は、接合部の機械的性質を比較
的均質なものにすることが可能であり、例えば、銀ろう
系のろう竹材料であるＧＡＰＡＳ　Ｉ　Ｌが使用される
こともあった。

（発明が解決しようとする問題点） 上記の銀ろう系のろう竹材料は、ＴｉもしくはＴｉ合金
中に拡散しても脆い化合物を生じがたく、ぬれ性も良好
であるという利点を有しているが、非常に高価であり、
接合部の最大引張強度もさほど大きくないという問題点
を有していた。

そこで、とくにＴｉおよびＴｉ合金のろう付接合に適す
る種々のろう竹材料の開発がなされているが、例えば粉
末状のろう竹材料としてこれを有機溶媒と共にペースト
状にして使用する場合には、上記有機溶媒の燃焼によっ
て多量の煙が発生したり、またろう打抜の接合部にボイ
ドが発生したり、さらには接合部の組成が不均一なもの
となったりすることがあった。

他方、粉末ペーストによる問題点を回避するために、ろ
う竹材料を延伸加工により帯状や箔状にして使用する場
合もあったが、合金系によっては延伸加工が著しく困難
なものもあり、この場合には例えばろう竹材料の成分を
延伸加工が可能な成分に分割して合計で前記ろう竹材料
の成分となるようにし、前記分割した成分のものを延伸
加工し、例えば二重構造（芯材と外皮材）のものとする
こともあったが、このようにした場合にはコストが大幅
に増加するという問題点があった。

（発明の目的） 本発明は、上述した従来の問題点に着目してなされたも
ので、銀ろう系のろう竹材料のように高価でなく、かつ
また銀ろう系のものよりも高い最大引張強度を得ること
が可能であると共に、粉末のペースト状として用いる場
合のようにろう付接合時における多量の煙の発生、ろう
付接合部におけるボイドの形成、成分不均一による機械
的強度のばらつきなどといった不具合の発生がなく、か
つまた延伸加工によらずとも成分組成が均一の帯・線状
となっており、ろう付作業性を著しく良好なものとする
ことが可能であるＴｉ合金系のろう竹材料を提供するこ
とを目的としているものである。

し発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明の第一発明に係るろう竹材料は、Ｎｉ：５〜４０
原子％、Ｃｏ：１０〜３０原子％、残部Ｔｉおよび不純
物からなり、液体急冷凝固により帯・線状をなしている
ことを特徴としており、また、本発明の第二発明に係る
ろう竹材料は、Ｎｉ：５〜４０原子％、Ｃｏ：１０〜３
０原子％、Ｃｕｒ１〜２０原子％、残部原子台よび不純
物がらなり、液体急冷凝固により帯・線状をなしている
ことを特徴としており、さらに、本発明の第三発明に係
るろう竹材料は、Ｎｉ：５〜４０原子％、ＣＯ：ｌＯ〜
３０Ｗ子％、残部Ｔｉ＋Ｃｒ（ただし、Ｃｒ／　（Ｔｉ
＋Ｃｒ）〜０．２〜０．６）および不純物からなり、液
体急冷凝固により帯会線状をなしていることを特徴とし
ており、さらにまた、本発明の第四発明に係るろう竹材
料は、Ｎｉ：５〜４０４０原子Ｃｏ：１０〜３０原子％
、Ｃｕ：原子上０原子％、残部Ｔｉ＋Ｃｒ（ただし、Ｃ
ｒ／　（Ｔｉ＋Ｃｒ）〜０．２〜０．６９および不純物
からなり、液体急冷凝固により帯・線状をなしているこ
とを特徴としており、前記第一ないし第四発明に係るろ
う竹材料の不純物中において、より望ましくは、［Ｏ］
　：０．２原子％以下、［Ｎ］：０．１原子％以下、［
Ｃ］：０．５原子％以下、［Ｆｅｌ：０．１原子％以下
であるようにしたことを特徴としているものである。

次に、本発明に係るろう竹材料の成分範囲の限定理由に
ついて説明する。

Ｎｉ：５〜４０原子％ ＮｉはＴｉ合金系のろう竹材料の融点を低下させるのに
有効な元素であり、５原子％以上、より望ましくは１０
原子％以上、さらに望ましくは１５原子％以上とするの
がよい。

しかし、多すぎるとろう付接合部の特性が母材であるＴ
ｉおよびＴｉ合金の特性と相違する度合が増大して母材
との親和性が低下するので、４０原子％以下、より望ま
しくは３５原子％以下とするのがよい。

Ｃｏ：１０〜３０原子％ ＣｏはＴｉ合金系ろう竹材料の融点を低下させると共に
ろう付接合部のぬれ性を向上させるのに有効な元素であ
り、ｌＯ原子％以上とするのがよい。

しかし、多すぎると、Ｔｉ合金系ろう竹材料の融点が上
昇すると共に、価格の上昇をもたらすので３０Ｍ子％以
下とするのがよい。

Ｃｕｒ１〜２０原子％ Ｃｕは原子台金系のろう竹材料の融点を低下させるのに
有効な元素であり、１原子％以上、より望ましくは５原
子％以上とするのがよい。

しかし、多すぎるとろう付接合部の特性が母材であるＴ
ｉおよびＴｉ合金の特性と相違する程度が大きくなって
母材との親和性が低下するとともに、ろう付したあと結
晶質となって脆い金属間化合物を形成して、ろう付接合
部の強度および靭性な低下させるので、２０原子％以下
とするのがよい。

Ｔｉ：残部 Ｔｉは、とくに母材となるＴｉおよびＴｉ合金のろう付
接合において、接合部の特性を当該母材の特性に近似さ
せるために残部とした。また、必要に応じてＴｉの一部
をＣｒに置換して、Ｔｉ合金系のろう竹材料の融点をさ
らに低下させるようにすることも望ましく、この場合は
Ｃｒ／（Ｔｉ＋Ｃｒ）の値が０．２〜０．６の範囲とな
るようにするのがよい。すなわち、上記比が０．２より
も小さいとＣｒによるろう竹材料の融点低下に大きな効
果がなく、０．６よりも大きいと脆いσ相が形成されて
、ろう付接合部の靭性を低下させるおそれがでてくるこ
とによる。

さらに、不純物中においては、［Ｏ］：０．２原子％以
下、［Ｎ］：０．１原子％以下、［Ｃ］＝０．５原子％
以下、［Ｆｅｌ：０．１原子％以下とすることによって
、ろう付接合部における強度および靭性に代表される機
械的特性のより一層の向上をはかるようにすることも望
ましい。

本発明に係るろう竹材料は上記の成分を有し、約ｌＯ４
〜１０６°Ｃ／ＳｅＣの冷却速度で冷却する液体急冷凝
固により帯・線状をなしているものである。

すなわち、例えば、回転状態にある液中に上記成分の合
金溶湯を流下させる液中紡糸法や、ガラス管内に上記合
金溶湯を入れてガラス管ごと引くティラー法や、単ロー
ルあるいは双ロールの表面に上記成分の合金溶湯を流下
させるロール法などによって、帯・線状のろう付材料と
する。

このようにして液体急冷凝固して得られたろう付材料は
、微細結晶質となっているものであるか、あるいは全部
もしくは半分以上が非晶質（アモルファス）で残部が微
細結晶質となっているものであり、非晶質を多く含んで
いるものとすることがとくに望ましい。

すなわち、非晶質を多く含む帯・線状のろう付材料とし
ておくことよって、ろう付材料の溶融による収縮を少な
くし、薄くて均一な肉厚を有し、曲げによって簡単に折
れたり破断したりすることがなく、可撓性を有している
ため複雑形状などのろう封接合部への添加ないしは介装
が容易であって充填効率を高いものにできるろう付材料
とすることができる。

（実施例） 第１表に示す成分のＴｉ合金をアルゴンガス雰囲気中で
高周波誘導加熱により溶製したのち、得られた合金溶湯
をノズル先端より高速回転するロール表面に流下させて
液体急冷凝固させることによって、帯状の非晶質系（非
晶質の割合が５０〜１００体積％）のろう付材料を得た
。これらのろうイ１材料は、折曲げによって簡単に破断
しない十分良好な可撓性を有するものであった。

一方、ろう付接合に使用する母材としては、純Ｔｉおよ
びα＋β型のＴｉ−６％Ａ文−４％ＶよりなるＴｉ合金
を用い、接合すべき母材の間に前記帯状のろう付材料を
介装した状態にして、アルゴンガス雰囲気中においてそ
れぞれ第２表に示す温度および時間でろう付接合を行っ
た。

次いで、ろう封接合体の最大引張強度 （ＵＴＳ）を調べたところ、第２表に示す結果であった
。

第１表および第２表に示すように、本発明に係るろう付
材料を用いてＴｉおよびＴｉ合金のろう付接合を行った
場合には、接合部の最大引張強度がかなり高い値を示し
た。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明の一発明に係るろう付
材料は、Ｎｉ：５〜４０原子％、ＣＯ：ｌＯ〜３０原子
％、残部Ｔｉおよび不純物からなり、液体急冷凝固によ
り帯・線状をなしているものであり、本発明の第二発明
に係るろう付材料は、Ｎｉ：５〜４０原子％、Ｃｏ：１
０〜３０原子％、Ｃｕｒ１〜２０原子％、残部Ｔｉおよ
び不純物からなり、液体急冷凝固により帯・線状をなし
ているものであり、本発明の第三発明に係るろう付材料
は、Ｎｉ：５〜４０原子％、Ｃｏ：１０〜３０原子％、
残部Ｔｉ＋Ｃｒ（ただし、Ｃｒ／（Ｔｉ＋Ｃｒ）＝０．
２〜０．６）および不純物からなり、液体急冷凝固によ
り帯・線状をなしているものであり、本発明の第四発明
に係るろう付材料は、Ｎｉ：５〜４０原子％、Ｃｏ：１
０〜３０原子％、Ｃｕ：１〜２０原子％、残部Ｔ　ｉ　
＋Ｃｒ　’（ただし、Ｃｒ／　（Ｔｉ＋Ｃｒ）＝０．２
〜０．６）および不純物からなり、液体急冷凝固により
帯・線状をなしているものであるから、従来の銀ろう系
のろう付材料はど高価でなく、また銀ろう系のものより
もろう付接合部において高い最大引張強度を得ることが
可能であると共に、従来の粉末のペースト状として用い
る場合のようにろう付接合部における多量の煙の形成、
ろう付接合部におけるボイドの形成、成分不均一による
機械的強度のばらつきなどといった不具合の発生がなく
、かつまた延伸加工によらずども成分組成が均一の帯・
線状のろう付材料となっており、ろう付作業性を著しく
良好なものにすることが可能であるという非常に優れた
効果がもたらされる。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｎｉ；５〜４０原子％、Ｃｏ：１０〜３０原子％
   、残部Ｔｉおよび不純物からなり、液体急冷凝固により
   帯・線状をなしていることを特徴とするろう付材料。
2. （２）不純物中において、［Ｏ］：０．２原子％以下、
   ［Ｎ］：０．１原子％以下、［Ｃ］：０．５原子％以下
   、［Ｆｅ］：０．１原子％以下であることを特徴とする
   特許請求の範囲第（１）項に記載のろう付材料。
3. （３）Ｎｉ：５〜４０原子％、Ｃｏ：１０〜３０原子％
   、Ｃｕ：１〜２０原子％、残部Ｔｉおよび不純物からな
   り、液体急冷凝固により帯・線状をなしていることを特
   徴とするろう付材料。
4. （４）不純物中において、［Ｏ］：０．２原子％以下、
   ［Ｎ］：０．１原子％以下、［Ｃ］：０．５原子％以下
   、［Ｆｅ］：０．１原子％以下であることを特徴とする
   特許請求の範囲第（３）項に記載のろう付材料。
5. （５）Ｎｉ：５〜４０原子％、Ｃｏ：１０〜３０原子％
   、残部Ｔｉ＋Ｃｒ（ただし、Ｃｒ／（Ｔｉ＋Ｃｒ）＝０
   ．２〜０．６）および不純物からなり、液体急冷凝固に
   より帯・線状をなしていることを特徴とするろう付材料
   。
6. （６）不純物中において、［Ｏ］：０．２原子％以下、
   ［Ｎ］：０．１原子％以下、［Ｃ］：０．５原子％以下
   、［Ｆｅ］：０．１原子％以下であることを特徴とする
   特許請求の範囲第（５）項に記載のろう付材料。
7. （７）Ｎｉ：５〜４０原子％、Ｃｏ：１０〜３０原子％
   、Ｃｕ：１〜２０原子％、残部Ｔｉ＋Ｃｒ（ただし、Ｃ
   ｒ／（Ｔｉ＋Ｃｒ）＝０．２〜０．６）および不純物か
   らなり、液体急冷凝固により帯・線状をなしていること
   を特徴とするろう付材料。
8. （８）不純物中において、［Ｏ］：０．２原子％以下、
   ［Ｎ］：０．１原子％以下、［Ｃ］：０．５原子％以下
   、［Ｆｅ］：０．１原子％以下であることを特徴とする
   特許請求の範囲第（７）項に記載のろう付材料。