JPS641235B2 - - Google Patents
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- JPS641235B2 JPS641235B2 JP11463883A JP11463883A JPS641235B2 JP S641235 B2 JPS641235 B2 JP S641235B2 JP 11463883 A JP11463883 A JP 11463883A JP 11463883 A JP11463883 A JP 11463883A JP S641235 B2 JPS641235 B2 JP S641235B2
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- porous metal
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は溶製体間の接合方法に関し、さらに詳
しくは、板状の金属多孔質体を用いて、２個ある
いはそれ以上の溶製体同士を簡便に、しかも強固
に接合する方法に関するものである。
しくは、板状の金属多孔質体を用いて、２個ある
いはそれ以上の溶製体同士を簡便に、しかも強固
に接合する方法に関するものである。
溶製体を組立合体する接合技術は、素形材加工
技術のなかで重要な位置を占めており、従来、こ
の接合技術として電気やガスを用いる溶接、摩擦
圧接、ろう付け及び拡散接合などが用いられてい
るが、これらの接合技術にはそれぞれ一長一短が
あり、必ずしも十分に満足しうるものではない。
例えば現在もつとも一般的に用いられている電気
やガスを用いる溶接は、作業形態が極めて簡便で
あるものの、接合時に接合部近傍をいつたん溶解
するため、その部分は熱影響を受けて溶製体母材
部の性質と異質なものとなることや、得られた接
合体の信頼性の点で問題がある。
技術のなかで重要な位置を占めており、従来、こ
の接合技術として電気やガスを用いる溶接、摩擦
圧接、ろう付け及び拡散接合などが用いられてい
るが、これらの接合技術にはそれぞれ一長一短が
あり、必ずしも十分に満足しうるものではない。
例えば現在もつとも一般的に用いられている電気
やガスを用いる溶接は、作業形態が極めて簡便で
あるものの、接合時に接合部近傍をいつたん溶解
するため、その部分は熱影響を受けて溶製体母材
部の性質と異質なものとなることや、得られた接
合体の信頼性の点で問題がある。
また、摩擦圧接は自動化が容易であり、かつ接
合に要する時間もわずか数秒と極めて短いため
に、大量生産に適した方法であるが、被接合面が
大きく偏心していたり、また極めて複雑な形状の
ものでは使用が困難であるなどの欠点を有してい
る。
合に要する時間もわずか数秒と極めて短いため
に、大量生産に適した方法であるが、被接合面が
大きく偏心していたり、また極めて複雑な形状の
ものでは使用が困難であるなどの欠点を有してい
る。
一方、ろう付けや拡散接合では、前記のような
製品形状による困難性はないものの、ろう付けの
場合には接着剤となるろう材の強度が十分でな
く、その結果得られた製品の強度も十分なものが
得にくいという欠点がある。また拡散接合の場合
には、被接合面を極めて清浄にし、かつその表面
も十分に滑らかにしたのち、10-4torrのような高
度の真空雰囲気下で接合しなければならないなど
厳密な作業条件が要求されるので、この拡散接合
が利用される分野は、航空機産業や原子力産業な
ど、得られた製品が高付加価値を有する分野に限
られてくるなどの問題点を有している。
製品形状による困難性はないものの、ろう付けの
場合には接着剤となるろう材の強度が十分でな
く、その結果得られた製品の強度も十分なものが
得にくいという欠点がある。また拡散接合の場合
には、被接合面を極めて清浄にし、かつその表面
も十分に滑らかにしたのち、10-4torrのような高
度の真空雰囲気下で接合しなければならないなど
厳密な作業条件が要求されるので、この拡散接合
が利用される分野は、航空機産業や原子力産業な
ど、得られた製品が高付加価値を有する分野に限
られてくるなどの問題点を有している。
本発明者らは、このような実情に鑑み、形状の
制約をまつたく受けず、かつ厳密な作業条件を必
要とすることなく簡便であり、しかも十分に強固
な接合力を有する溶製体の接合方法を開発すべく
鋭意研究を重ねた結果、板状の金属多孔質体を用
いることによりその目的を達成しうることを見出
し、この知見に基づいて本発明を完成するに至つ
た。
制約をまつたく受けず、かつ厳密な作業条件を必
要とすることなく簡便であり、しかも十分に強固
な接合力を有する溶製体の接合方法を開発すべく
鋭意研究を重ねた結果、板状の金属多孔質体を用
いることによりその目的を達成しうることを見出
し、この知見に基づいて本発明を完成するに至つ
た。
すなわち、本発明は、２個の溶製体の間に板状
の金属多孔質体を配置したのち、この金属多孔質
体の外周部に該溶製体及び金属多孔質体よりも低
い融点を有する溶浸材を配置し、次いでこのもの
を５Kgｆ／cm2以上の押圧下に該溶製体及び金属多
孔質体の融点以下かつ該溶浸材の融点以上に加熱
し、該溶浸材を接合面及び該金属多孔質体部に溶
浸させたのち、該溶浸材の融点以下まで冷却する
ことを特徴とする溶製体の接合方法を提供するも
のである。
の金属多孔質体を配置したのち、この金属多孔質
体の外周部に該溶製体及び金属多孔質体よりも低
い融点を有する溶浸材を配置し、次いでこのもの
を５Kgｆ／cm2以上の押圧下に該溶製体及び金属多
孔質体の融点以下かつ該溶浸材の融点以上に加熱
し、該溶浸材を接合面及び該金属多孔質体部に溶
浸させたのち、該溶浸材の融点以下まで冷却する
ことを特徴とする溶製体の接合方法を提供するも
のである。
本発明方法の特徴は、従来の接合法により溶製
体同士の接合を行う場合、ろう付けなどのような
接着剤を用いる一部の接合法を除いては、溶製体
同士の被接合部はたがいに直接接触させてから接
合を行つていたが、本発明方法では、接合しよう
とする溶製体と溶製体との間に、板状の金属多孔
質体を介在させて、溶製体−金属多孔質体−溶製
体型のサンドウイツチ状にし、その板状の金属多
孔質体を介して溶製体同士を強固に接合する点に
ある。なお、近年、超塑性材料を接合面に介在さ
せ、この材料の拡散接合性を利用して接合を行う
ことが一部試みられているが、本発明方法は、板
状の金属多孔質体を用い、さらに溶浸現象を応用
している点でこれと本質的に異なるものである。
体同士の接合を行う場合、ろう付けなどのような
接着剤を用いる一部の接合法を除いては、溶製体
同士の被接合部はたがいに直接接触させてから接
合を行つていたが、本発明方法では、接合しよう
とする溶製体と溶製体との間に、板状の金属多孔
質体を介在させて、溶製体−金属多孔質体−溶製
体型のサンドウイツチ状にし、その板状の金属多
孔質体を介して溶製体同士を強固に接合する点に
ある。なお、近年、超塑性材料を接合面に介在さ
せ、この材料の拡散接合性を利用して接合を行う
ことが一部試みられているが、本発明方法は、板
状の金属多孔質体を用い、さらに溶浸現象を応用
している点でこれと本質的に異なるものである。
本発明方法によれば、まず溶製体と板状の金属
多孔質体との相互間に拡散結合による接合が生
じ、そのあとに、該金属多孔質体の外周部にあら
かじめ配置された溶浸材により、溶製体と金属多
孔質体との接合面及び金属多孔質体部に溶浸が生
じる。
多孔質体との相互間に拡散結合による接合が生
じ、そのあとに、該金属多孔質体の外周部にあら
かじめ配置された溶浸材により、溶製体と金属多
孔質体との接合面及び金属多孔質体部に溶浸が生
じる。
本発明方法における溶製体は溶製鉄、溶製鋼及
びその他各種金属や合金の鋳物などであり、金属
多孔質体は、金属粉末を圧縮成形して得られた圧
粉体あるいはそれを焼結して得られた焼結体など
であり、また溶浸材は、金属多孔質体部及び接合
面に吸収、浸透するものであつて、溶製体及び金
属多孔質体のいずれかよりもその融点が低い金属
ないし合金である。
びその他各種金属や合金の鋳物などであり、金属
多孔質体は、金属粉末を圧縮成形して得られた圧
粉体あるいはそれを焼結して得られた焼結体など
であり、また溶浸材は、金属多孔質体部及び接合
面に吸収、浸透するものであつて、溶製体及び金
属多孔質体のいずれかよりもその融点が低い金属
ないし合金である。
次に本発明の実施態様を円柱状の溶製体２個を
接合する場合について説明すると、まず、接合を
行うとする溶製体の被接合面をエメリー研摩紙な
どにより、その粗さが2μｍ程度以下になるよう
に研摩し、次いで好ましくは３mm程度以下の板状
に成形された、金属粉末を圧縮成形して得られた
圧粉体又はこれを焼結して得られた焼結体から成
る金属多孔質体の被接合面も、その粗さが2μｍ
程度以下になるように研摩紙などで研摩する。こ
の板状の金属多孔質体の厚さが極単に厚くなると
溶浸材を多く用いなければならず不経済となる。
またその空隙率は10〜30％の範囲が好適である。
他方、溶浸材として、前記の溶製体及び金属多孔
質体のいずれよりも低い融点を有する金属粉末又
は合金粉末を、被接合体の接合部の外周又は内周
に合致する形状に圧縮成形したものを用いる。こ
の溶浸材の量は、ほぼ前記金属多孔質体の空隙を
埋めるに必要な量とすればよく、不必要に多くす
る必要はない。
接合する場合について説明すると、まず、接合を
行うとする溶製体の被接合面をエメリー研摩紙な
どにより、その粗さが2μｍ程度以下になるよう
に研摩し、次いで好ましくは３mm程度以下の板状
に成形された、金属粉末を圧縮成形して得られた
圧粉体又はこれを焼結して得られた焼結体から成
る金属多孔質体の被接合面も、その粗さが2μｍ
程度以下になるように研摩紙などで研摩する。こ
の板状の金属多孔質体の厚さが極単に厚くなると
溶浸材を多く用いなければならず不経済となる。
またその空隙率は10〜30％の範囲が好適である。
他方、溶浸材として、前記の溶製体及び金属多孔
質体のいずれよりも低い融点を有する金属粉末又
は合金粉末を、被接合体の接合部の外周又は内周
に合致する形状に圧縮成形したものを用いる。こ
の溶浸材の量は、ほぼ前記金属多孔質体の空隙を
埋めるに必要な量とすればよく、不必要に多くす
る必要はない。
次いで、前記の溶製体を所望の形態になるよう
に組立て、この際、前記の板状金属多孔質体を該
溶製体の接合部に配置する。すなわち、添付図面
第１図ロに示すように、溶製体１と溶製体２との
間に板状の金属多孔質体３を配置して、サンドウ
イツチ状にし、一方、溶浸材を該図に示すよう
に、金属多孔質体３及び溶製体１，２の外周部に
配置する。該溶浸材の配置はこの位置がもつとも
望ましい。その理由は、溶浸材をこの位置に配置
することによつて、該溶浸材が溶製体と金属多孔
質体との接合面を加熱中の酸化から防ぐ役目をす
ること、及び接合面に溶浸材の残滓を残さないた
めである。該溶浸材を接合面に配置すると、接合
工程の終了後に接合面に残滓が残り、接合強度の
低下を招くので好ましくない。
に組立て、この際、前記の板状金属多孔質体を該
溶製体の接合部に配置する。すなわち、添付図面
第１図ロに示すように、溶製体１と溶製体２との
間に板状の金属多孔質体３を配置して、サンドウ
イツチ状にし、一方、溶浸材を該図に示すよう
に、金属多孔質体３及び溶製体１，２の外周部に
配置する。該溶浸材の配置はこの位置がもつとも
望ましい。その理由は、溶浸材をこの位置に配置
することによつて、該溶浸材が溶製体と金属多孔
質体との接合面を加熱中の酸化から防ぐ役目をす
ること、及び接合面に溶浸材の残滓を残さないた
めである。該溶浸材を接合面に配置すると、接合
工程の終了後に接合面に残滓が残り、接合強度の
低下を招くので好ましくない。
次に、このように組立てられたものを、真空雰
囲気下又は非酸化性雰囲気中で押圧下加熱する。
真空雰囲気下の場合は、10-1torr程度の真空度で
十分であつて、高価な拡散ポンプなどを使用する
必要がなく、安価な油回転真空ポンプを使用しう
る。また押圧は５Kgｆ／cm2以上、10Kgｆ／cm2程度
でよい。さらに加熱温度は、溶製体、金属多孔質
体及び溶浸材の材質によつて決定される。すなわ
ち、その温度は溶製体及び金属多孔質体の融点以
下であり、かつ溶浸材の融点以上である。例えば
鉄又は鋼の溶製体を接合する場合には、溶浸材と
して銅合金を用い、加熱温度は1100〜1250℃程度
である。この温度で数分〜60分間程度保持したの
ち、室温まで冷却する。添付図面の第２図イ及び
ロは接合完了後の模式図であつて、それぞれ水平
断面図及び鉛直断面図である。これらの図から判
るように、溶浸材４は金属多孔質体３及び接合面
近傍に吸収又は浸透して外部に残らない。
囲気下又は非酸化性雰囲気中で押圧下加熱する。
真空雰囲気下の場合は、10-1torr程度の真空度で
十分であつて、高価な拡散ポンプなどを使用する
必要がなく、安価な油回転真空ポンプを使用しう
る。また押圧は５Kgｆ／cm2以上、10Kgｆ／cm2程度
でよい。さらに加熱温度は、溶製体、金属多孔質
体及び溶浸材の材質によつて決定される。すなわ
ち、その温度は溶製体及び金属多孔質体の融点以
下であり、かつ溶浸材の融点以上である。例えば
鉄又は鋼の溶製体を接合する場合には、溶浸材と
して銅合金を用い、加熱温度は1100〜1250℃程度
である。この温度で数分〜60分間程度保持したの
ち、室温まで冷却する。添付図面の第２図イ及び
ロは接合完了後の模式図であつて、それぞれ水平
断面図及び鉛直断面図である。これらの図から判
るように、溶浸材４は金属多孔質体３及び接合面
近傍に吸収又は浸透して外部に残らない。
本発明の溶製体の接合方法は、形態の制約をま
つたく受けず、かつ厳密な作業条件を必要とする
ことなく簡便であり、しかも十分に強固な接合力
を有する優れた方法である。
つたく受けず、かつ厳密な作業条件を必要とする
ことなく簡便であり、しかも十分に強固な接合力
を有する優れた方法である。
次に実施例によつて本発明をさらに詳細に説明
する。
する。
実施例 １
直径12mm、高さ20mmの寸法を有する機械構造用
炭素鋼S10Cの溶製体２個を接合することを目的
として、これらの間に直径12mm、厚み2.8mmの円
板状の鉄焼結体を介在させた。この鉄焼結体は、
相対密度が0.78であつて22％の空隙率を有する。
組立てに当つては、溶製体及び鉄焼結体のそれぞ
れの接合面を1000番のエメリー研摩紙で研摩し
た。次いで、銅粉の中に５％の鉄粉を有する混合
粉末の圧粉体から成る0.62ｇの重量をもつ溶浸材
を前記鉄焼結体の外周部に配置した。
炭素鋼S10Cの溶製体２個を接合することを目的
として、これらの間に直径12mm、厚み2.8mmの円
板状の鉄焼結体を介在させた。この鉄焼結体は、
相対密度が0.78であつて22％の空隙率を有する。
組立てに当つては、溶製体及び鉄焼結体のそれぞ
れの接合面を1000番のエメリー研摩紙で研摩し
た。次いで、銅粉の中に５％の鉄粉を有する混合
粉末の圧粉体から成る0.62ｇの重量をもつ溶浸材
を前記鉄焼結体の外周部に配置した。
次に、このものを約10-1torrの真空度の電気炉
に入れ、10Kgｆ／cm2の押圧下、１時間当り330℃
の昇温速度で1140℃まで昇温させ、その温度で30
分間保持し、次いで室温まで冷却して強固に接合
された溶製体を得た。
に入れ、10Kgｆ／cm2の押圧下、１時間当り330℃
の昇温速度で1140℃まで昇温させ、その温度で30
分間保持し、次いで室温まで冷却して強固に接合
された溶製体を得た。
このものの引張試験を行つたところ、破断は
S10C溶製体部から生じ、接合面が剥離すること
がなかつた。すなわち、接合面の強度はS10C溶
製体の強度以上であることが判る。なお、この場
合の引張強度は31.2Kgｆ／mm2であり、これは
S10C溶製体自体の強度である。
S10C溶製体部から生じ、接合面が剥離すること
がなかつた。すなわち、接合面の強度はS10C溶
製体の強度以上であることが判る。なお、この場
合の引張強度は31.2Kgｆ／mm2であり、これは
S10C溶製体自体の強度である。
実施例 ２
実施例１における鉄焼結体を、相対密度0.98の
ものに変える以外は、実施例１とまつたく同様に
して、S10C溶製体同士の接合を行つた。
ものに変える以外は、実施例１とまつたく同様に
して、S10C溶製体同士の接合を行つた。
得られた接合体の引張試験を行つたところ、引
張強度は29.5Kgｆ／mm2であり、実施例１で示した
強度31.2Kgｆ／mm2よりも若干劣つていた。また、
破断は接合面や鉄焼結体部から起つていた。
張強度は29.5Kgｆ／mm2であり、実施例１で示した
強度31.2Kgｆ／mm2よりも若干劣つていた。また、
破断は接合面や鉄焼結体部から起つていた。
第１図及び第２図は、それぞれ本発明方法によ
つて溶製体を接合する場合及び接合完了後の模式
図であつて、イは水平断面図、ロは鉛直断面図で
ある。 また、図中符号１及び２は溶製体、３は金属多
孔質体、４は溶浸材である。
つて溶製体を接合する場合及び接合完了後の模式
図であつて、イは水平断面図、ロは鉛直断面図で
ある。 また、図中符号１及び２は溶製体、３は金属多
孔質体、４は溶浸材である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ２個の溶製体の間に板状の金属多孔質体を配
置したのち、この金属多孔質体の外周部に該溶製
体及び金属多孔質体よりも低い融点を有する溶浸
材を配置し、次いでこのものを５Kgｆ／cm2以上の
押圧下に該溶製体及び金属多孔質体の融点以下か
つ該溶浸材の融点以上に加熱し、該溶浸材を接合
面及び該金属多孔質体部に溶浸させたのち、該溶
浸材の融点以下まで冷却することを特徴とする溶
製体の接合方法。 ２ 板状の金属多孔質体の相対密度が0.70〜0.90
である特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 溶製体が鉄又は鋼、板状の金属多孔質体が鉄
焼結体及び溶浸材が銅合金である特許請求の範囲
第１項又は第２項記載の方法。 ４ 銅合金溶浸材が１〜５重量％の鉄を含むもの
である特許請求の範囲第３項記載の方法。 ５ 鉄焼結体が厚さ３mm以内のものである特許請
求の範囲第３項記載の方法。 ６ 銅合金溶浸材の量が鉄焼結体の空隙を埋める
に十分な量である特許請求の範囲第３項記載の方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11463883A JPS606286A (ja) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | 溶製体の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11463883A JPS606286A (ja) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | 溶製体の接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS606286A JPS606286A (ja) | 1985-01-12 |
| JPS641235B2 true JPS641235B2 (ja) | 1989-01-10 |
Family
ID=14642814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11463883A Granted JPS606286A (ja) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | 溶製体の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS606286A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2620240B2 (ja) | 1987-06-10 | 1997-06-11 | 株式会社日立製作所 | 液晶表示装置 |
| JP2006224139A (ja) * | 2005-02-17 | 2006-08-31 | Kanto Yakin Kogyo Co Ltd | 金属多孔体の利用方法 |
| WO2021261284A1 (ja) * | 2020-06-26 | 2021-12-30 | 日本特殊陶業株式会社 | 接合体、および静電チャック |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5531970A (en) * | 1978-08-30 | 1980-03-06 | Tokyo Keiki Co Ltd | Measuring unit for surface velocity |
| JPS56165592A (en) * | 1980-05-26 | 1981-12-19 | Sankin Kogyo Kk | Low melting point silver solder alloy for brazing titanium and titanium alloy |
-
1983
- 1983-06-24 JP JP11463883A patent/JPS606286A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS606286A (ja) | 1985-01-12 |
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