JPS6339739A - Ｓｉ↓３Ｎ↓４基セラミツクスの焼ばめ方法 - Google Patents
Ｓｉ↓３Ｎ↓４基セラミツクスの焼ばめ方法Info
- Publication number
- JPS6339739A JPS6339739A JP18367786A JP18367786A JPS6339739A JP S6339739 A JPS6339739 A JP S6339739A JP 18367786 A JP18367786 A JP 18367786A JP 18367786 A JP18367786 A JP 18367786A JP S6339739 A JPS6339739 A JP S6339739A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- case
- shrink
- temperature
- die
- fitting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 9
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N yttrium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 229910005091 Si3N Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001293 incoloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- 229910001247 waspaloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011224 oxide ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910052574 oxide ceramic Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
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。
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、ダイス等の工具、機械構造用部品にＳｉ、Ｎ
４基セラミツクスを用いる場合の焼ばめ方法に関するも
のである。
４基セラミツクスを用いる場合の焼ばめ方法に関するも
のである。
セラミックスを金属と接合する方法には、メタライズ法
等各種方法があるが、特にダイス５０−ル等の工具とし
てセラミックスを用いる場合には、接合部にかかる応力
も大きく、通常焼ばめ法を用いてセラミックスと金属と
の接合がなされる場合が多い。金属のケースとしては熱
間ダイス鋼等を用い、４００〜５００℃以下で焼ばめを
行なうのが通例である。これは、ダイス鋼等の高温処理
による強度、硬さ低下を防止するためである。
等各種方法があるが、特にダイス５０−ル等の工具とし
てセラミックスを用いる場合には、接合部にかかる応力
も大きく、通常焼ばめ法を用いてセラミックスと金属と
の接合がなされる場合が多い。金属のケースとしては熱
間ダイス鋼等を用い、４００〜５００℃以下で焼ばめを
行なうのが通例である。これは、ダイス鋼等の高温処理
による強度、硬さ低下を防止するためである。
上記の焼ばめ法はＡｌ２Ｏ３，２ｒＯ，等の酸化物系セ
ラミックスでは、セラミックス自体の熱膨張係数が比較
的大きいこと（８−１０Ｘ １０−＠１／ｄｅｇ）、お
よびこれらセラミックスの高温で強度が著しく低下する
という特性のために高温での用途が少ないことよりほと
んど問題とされることはなかった。
ラミックスでは、セラミックス自体の熱膨張係数が比較
的大きいこと（８−１０Ｘ １０−＠１／ｄｅｇ）、お
よびこれらセラミックスの高温で強度が著しく低下する
という特性のために高温での用途が少ないことよりほと
んど問題とされることはなかった。
しかし、本発明者が種々検討した結果、Ｓｉ、Ｎ。
基セラミックスに上記焼ばめ方法を適用することは、セ
ラミックスの熱膨張係数が約３ Ｘ １０−６１／ｄｅ
ｇ前後と小さいことおよび高温の用途が多いことより、
不適当なことが多いことが判明した。すなわち、高温で
用いる場合にケース材とセラミックスの熱膨張係数の差
が大きいために、ゆるみを生じ、４００〜５００℃から
焼ばめた場合に得られる３／１０００〜４／１０００の
締め代では、使用温度においては焼ばめの効果がなくな
ることがわかったのである。
ラミックスの熱膨張係数が約３ Ｘ １０−６１／ｄｅ
ｇ前後と小さいことおよび高温の用途が多いことより、
不適当なことが多いことが判明した。すなわち、高温で
用いる場合にケース材とセラミックスの熱膨張係数の差
が大きいために、ゆるみを生じ、４００〜５００℃から
焼ばめた場合に得られる３／１０００〜４／１０００の
締め代では、使用温度においては焼ばめの効果がなくな
ることがわかったのである。
本発明の目的は、従来法では満足な結果が得られなかっ
たＳｉ３Ｎ４基セラミックスについて、使用温度におい
て十分な締め代の得られる焼ばめ法を提供するものであ
る。
たＳｉ３Ｎ４基セラミックスについて、使用温度におい
て十分な締め代の得られる焼ばめ法を提供するものであ
る。
上記問題点を解決するために本発明者らは種々検討した
結果、Ｓｉ３Ｎ４基セラミックスを超耐熱合金などのケ
ースに焼ばめるに当り、ケースとする金属の使用温度以
上の温度である焼入れ温度、時効温度、焼もどし温度な
どの熱処理温度にて焼ばめを行なうことにより、使用温
度にても十分な締め代を得られることが判明した。
結果、Ｓｉ３Ｎ４基セラミックスを超耐熱合金などのケ
ースに焼ばめるに当り、ケースとする金属の使用温度以
上の温度である焼入れ温度、時効温度、焼もどし温度な
どの熱処理温度にて焼ばめを行なうことにより、使用温
度にても十分な締め代を得られることが判明した。
すなわち、Ｓｉ、Ｎ４基セラミツクスに使用温度におい
てかかる外力を考慮して、ケース材との締め代を決定し
、使用温度以上であるケース材の熱処理温度にて焼ばめ
を行なうことにより、セラミックスとケース材の熱膨張
係数の差が大きいという問題点を克服できるのである。
てかかる外力を考慮して、ケース材との締め代を決定し
、使用温度以上であるケース材の熱処理温度にて焼ばめ
を行なうことにより、セラミックスとケース材の熱膨張
係数の差が大きいという問題点を克服できるのである。
ここで焼ばめ温度としては焼入れ温度１時効部度、焼も
どし温度等の熱処理温度から使用温度を考慮して適当に
選ぶことができる。また、焼ばめは大気中で行なっても
よいし、ケース材の酸化が予想される場合には、不活性
ガス雰囲気中または真空中で行なってもよい。そして、
焼ばめ時にはプレス等で機械的な圧力を併用してもよい
。ここでケースの材料としては高温での使用を考慮し、
超耐熱合金を用いれば、さらに良好な結果が得られる。
どし温度等の熱処理温度から使用温度を考慮して適当に
選ぶことができる。また、焼ばめは大気中で行なっても
よいし、ケース材の酸化が予想される場合には、不活性
ガス雰囲気中または真空中で行なってもよい。そして、
焼ばめ時にはプレス等で機械的な圧力を併用してもよい
。ここでケースの材料としては高温での使用を考慮し、
超耐熱合金を用いれば、さらに良好な結果が得られる。
また、特に７００℃までの平均熱膨張係数が１２ Ｘ
１０４１／ｄｅｇでかつ常温での０．２％耐力が８０
ｋｇ ｆ ／ ｍ ”以上であるケース材、例えばＩｎ
ｃｏｌｏｙ９０３、Ｉｎｃｏｌｏｙ９０４等を用いた場
合には、Ｓｉ、Ｎ４系セラミツクスとの熱膨張係数の差
が小さくなり有利である。
１０４１／ｄｅｇでかつ常温での０．２％耐力が８０
ｋｇ ｆ ／ ｍ ”以上であるケース材、例えばＩｎ
ｃｏｌｏｙ９０３、Ｉｎｃｏｌｏｙ９０４等を用いた場
合には、Ｓｉ、Ｎ４系セラミツクスとの熱膨張係数の差
が小さくなり有利である。
５１３Ｎ４基セラミツクスとしては、５１３Ｎ４の他サ
イアロンについても同様の効果を得ることができる。
イアロンについても同様の効果を得ることができる。
また、上述の方法で焼ばめしたものをさらにダイス鋼等
のケースに焼ばめ、圧入してもよく、この場合は外側の
ケースによる圧縮力により、焼ばめの効果をより高くす
ることができる。
のケースに焼ばめ、圧入してもよく、この場合は外側の
ケースによる圧縮力により、焼ばめの効果をより高くす
ることができる。
実施例ｌ
Ｓｉ３Ｎ４粉末（粒度０．’ｌｐｍ、α化率９３％）、
Ａ ］、 Ｎポリタイプ粉末（結晶型２ ］、 Ｒ１粒
度２μｍ、９８．８％）、Ａ１□０３粉末（粒度０．５
μｍ、９９．５％）、Ｙ２Ｏ３粉末（粒度１μｍ、９９
．９９％）を用いてサイアロン焼結体（ｚ−０，４、Ｙ
２Ｏ３量６％）を作製した。
Ａ ］、 Ｎポリタイプ粉末（結晶型２ ］、 Ｒ１粒
度２μｍ、９８．８％）、Ａ１□０３粉末（粒度０．５
μｍ、９９．５％）、Ｙ２Ｏ３粉末（粒度１μｍ、９９
．９９％）を用いてサイアロン焼結体（ｚ−０，４、Ｙ
２Ｏ３量６％）を作製した。
これを加工し、内径１２＋ａｍ、外径３０Ｉのダイス形
状とし、Ｉｎｃｏｌｏｙ９０３製のケースに焼ばめを行
なった。焼ばめは、Ｉｎｃｏｌｏｙ９０３の固溶化処理
温度９５０℃にて行なった。９５０℃でのサイアロンダ
イスとケースの隙間を片側０．１２ｎｗとした場合でも
７００℃の使用温度において０．２％の締め代を得るこ
とができた。
状とし、Ｉｎｃｏｌｏｙ９０３製のケースに焼ばめを行
なった。焼ばめは、Ｉｎｃｏｌｏｙ９０３の固溶化処理
温度９５０℃にて行なった。９５０℃でのサイアロンダ
イスとケースの隙間を片側０．１２ｎｗとした場合でも
７００℃の使用温度において０．２％の締め代を得るこ
とができた。
実施例２
実施例１と同様のサイアロン焼結体を用い、内径５０ｎ
ｍ、外径８０ｍのダイス形状に加工した。これをＷＡＳ
ＰＡＬＯＹ製のケースニＷＡｓＰＡ、ＬＯＹ （７）時
効温度８４．０℃にて焼ばめた。ここで、焼ばめの方法
として、ダイスおよびケース材にはそれぞれ１６のテー
パーを付け、あらかじめケース中にダイスを挿入した状
態で所定温度に加熱、熱処理し、熱処理時間終了と同時
に炉中から取り出し、加圧によりダイスをケース底部ま
で圧入し、その状態で空冷した。
ｍ、外径８０ｍのダイス形状に加工した。これをＷＡＳ
ＰＡＬＯＹ製のケースニＷＡｓＰＡ、ＬＯＹ （７）時
効温度８４．０℃にて焼ばめた。ここで、焼ばめの方法
として、ダイスおよびケース材にはそれぞれ１６のテー
パーを付け、あらかじめケース中にダイスを挿入した状
態で所定温度に加熱、熱処理し、熱処理時間終了と同時
に炉中から取り出し、加圧によりダイスをケース底部ま
で圧入し、その状態で空冷した。
第１図に構造を示す。これにより常温で０．９％。
６５０℃にて０．１７％の締め代を得ることが可能とな
った。
った。
実施例３
実施例２と同様のサイアロン製ダイスとケースを実施例
２と同様のやり方で真空炉中で加熱、熱処理後、加圧し
ながら、Ｎ２ガスを流し冷却した。
２と同様のやり方で真空炉中で加熱、熱処理後、加圧し
ながら、Ｎ２ガスを流し冷却した。
これによっても実施例２と同様の効果を得ることができ
た。
た。
実施例４
実施例１のＳｉ３Ｎ４粉末、Ａ１□Ｏ１粉末、ＭｇＯ粉
末（粒径１μｍ）、ＣｅＯ２粉末（粒径り、５μｍ）を
用いて、Ｓｉ３Ｎ、−２％Ａ１２０３−２％ＭｇＯ−３
％ＣｅＯ２組成にて５１３Ｎ４焼結体を作製した。この
Ｓｉ、Ｎ４焼結体を実施例１と同様のダイス形状に加工
し、当社でＮｉｍｏｗａｌとして実施中の合金製のケー
スに焼ばめを行なった。焼ばめ温度は、１１００℃とし
常温での締め代は０．８３％とした。この時、７００℃
での締め代は０．１８％となる。
末（粒径１μｍ）、ＣｅＯ２粉末（粒径り、５μｍ）を
用いて、Ｓｉ３Ｎ、−２％Ａ１２０３−２％ＭｇＯ−３
％ＣｅＯ２組成にて５１３Ｎ４焼結体を作製した。この
Ｓｉ、Ｎ４焼結体を実施例１と同様のダイス形状に加工
し、当社でＮｉｍｏｗａｌとして実施中の合金製のケー
スに焼ばめを行なった。焼ばめ温度は、１１００℃とし
常温での締め代は０．８３％とした。この時、７００℃
での締め代は０．１８％となる。
以上の実施例１〜４からＳｉ３Ｎ、基セラミックスを超
耐熱合金などのケース材の熱処理温度にて高温焼ばめす
ることにより、高温である使用温度にても十分の締め代
を得られることがわかる。
耐熱合金などのケース材の熱処理温度にて高温焼ばめす
ることにより、高温である使用温度にても十分の締め代
を得られることがわかる。
本発明によれば、Ｓｉ３Ｎ、基セラミックスと金属との
焼ばめにおいて、従来困難であった高い締め代を高温に
おいても得ることが可能となり、ダイス等の用途にＳｉ
３Ｎ４基セラミックスを用いる場合に極めて有効であり
、従来以上に高い外力に耐えられるようになる。
焼ばめにおいて、従来困難であった高い締め代を高温に
おいても得ることが可能となり、ダイス等の用途にＳｉ
３Ｎ４基セラミックスを用いる場合に極めて有効であり
、従来以上に高い外力に耐えられるようになる。
第１図は、サイアロンダイスとＷＡＳＰＡＬＯＹケース
の焼ばめ時の断面図を示す。 １：サイアロンダイス、２ ： ＷＡＳＰＡＬＯＹケー
ス。 第１図 加圧
の焼ばめ時の断面図を示す。 １：サイアロンダイス、２ ： ＷＡＳＰＡＬＯＹケー
ス。 第１図 加圧
Claims (1)
- １ Ｓｉ＿３Ｎ＿４基セラミックスを超耐熱合金などの
ケースに焼ばめるに当り、ケースとする金属の使用温度
以上の温度である焼入れ温度、時効温度、焼もどし温度
などの熱処理温度において焼ばめを行なうことを特徴と
するＳｉ＿３Ｎ＿４基セラミックスの焼ばめ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18367786A JPS6339739A (ja) | 1986-08-05 | 1986-08-05 | Ｓｉ↓３Ｎ↓４基セラミツクスの焼ばめ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18367786A JPS6339739A (ja) | 1986-08-05 | 1986-08-05 | Ｓｉ↓３Ｎ↓４基セラミツクスの焼ばめ方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6339739A true JPS6339739A (ja) | 1988-02-20 |
Family
ID=16139992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18367786A Pending JPS6339739A (ja) | 1986-08-05 | 1986-08-05 | Ｓｉ↓３Ｎ↓４基セラミツクスの焼ばめ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6339739A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016016452A (ja) * | 2014-07-11 | 2016-02-01 | トヨタ自動車株式会社 | インサート部材 |
-
1986
- 1986-08-05 JP JP18367786A patent/JPS6339739A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016016452A (ja) * | 2014-07-11 | 2016-02-01 | トヨタ自動車株式会社 | インサート部材 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2206395A (en) | Process for obtaining pure chromium, titanium, and certain other metals and alloys thereof | |
| EP1431261B1 (en) | Joining agent for metal or ceramic; and method for joining metal articles or ceramic articles using the same | |
| JPH0362670B2 (ja) | ||
| US4362471A (en) | Article, such as a turbine rotor and blade which comprises a first zone of a nonoxide ceramic material and a second zone of a softer material | |
| JPS6339739A (ja) | Ｓｉ↓３Ｎ↓４基セラミツクスの焼ばめ方法 | |
| US4719081A (en) | Palladium alloy for joining ceramics and method of use | |
| JPH0737346B2 (ja) | セラミック体と金属体の接合体及びその接合方法 | |
| DeLeeuw | Effects of Joining Pressure and Deformation on the Strength and Microstructure of Diffusion‐Bonded Silicon Carbide | |
| JPH02108493A (ja) | セラミックス接合材 | |
| JP2888350B2 (ja) | セラミック部材と金属部材の接合構造 | |
| JPH07196380A (ja) | 非酸化物セラミックスと金属との接合方法 | |
| Sandhage et al. | Mullite Joining by the Oxidation of Malleable, Alkaline‐Earth‐Metal‐Bearing Bonding Agents | |
| JPH0497968A (ja) | セラミックス―金属接合体 | |
| JPH05859A (ja) | セラミツクスと金属の接合体 | |
| JP2655332B2 (ja) | セラミックス接合用アルミニウム合金 | |
| JPH04235246A (ja) | セラミックスのメタライズ用合金及びメタライズ方法 | |
| JPS6351994B2 (ja) | ||
| JPH0621322B2 (ja) | セラミツクスろう付用熱膨張調整合金 | |
| Naka et al. | Joining of Alumina to Copper Using Amorphous Cu--Ti Filler Metal | |
| SU588080A1 (ru) | Способ соединени деталей | |
| JPS63391B2 (ja) | ||
| KR0180485B1 (ko) | 질화 규소 소결체와 금속 접합체의 제조 방법 | |
| JPS6379772A (ja) | セラミツクスと金属の接合方法 | |
| JPH02248371A (ja) | 窒化けい素焼結体の接合方法 | |
| JPS6191075A (ja) | セラミツクスと金属との接合方法 |