JPH0225702B2 - - Google Patents
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- JPH0225702B2 JPH0225702B2 JP59033748A JP3374884A JPH0225702B2 JP H0225702 B2 JPH0225702 B2 JP H0225702B2 JP 59033748 A JP59033748 A JP 59033748A JP 3374884 A JP3374884 A JP 3374884A JP H0225702 B2 JPH0225702 B2 JP H0225702B2
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- metal
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C33/0242—Making ferrous alloys by powder metallurgy using the impregnating technique
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
- B22F7/002—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of porous nature
-
- 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
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
-
- 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
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550°C
- B23K35/3053—Fe as the principal constituent
- B23K35/308—Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Composite Materials (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ポーラス部材の接合方法および製品
に関し、更に詳細には、ポーラスな金属部材に対
して拡散性のすぐれた元素を構成要素として含む
共晶合金、を含む金属部材をポーラスとして使用
することを特徴とする接合方法および製品に関す
る。
に関し、更に詳細には、ポーラスな金属部材に対
して拡散性のすぐれた元素を構成要素として含む
共晶合金、を含む金属部材をポーラスとして使用
することを特徴とする接合方法および製品に関す
る。
焼結合金のようなポーラス部材を接合する方法
としては、圧粉体と圧粉体、または圧粉体と焼結
体とを嵌合しておき、加熱焼結して接合する方
法、溶接する方法、包晶反応を利用して、ろう材
で接合する方法などが知られている。
としては、圧粉体と圧粉体、または圧粉体と焼結
体とを嵌合しておき、加熱焼結して接合する方
法、溶接する方法、包晶反応を利用して、ろう材
で接合する方法などが知られている。
固相焼結により接合する方法では、接合面に圧
力を加えて十分に密着させた状態で加熱する必要
がある。そのために適切な形状、加熱条件を必要
とするので、この方法は特定の部品の接合にしか
適用することがきず、一般的なものとはいえな
い。
力を加えて十分に密着させた状態で加熱する必要
がある。そのために適切な形状、加熱条件を必要
とするので、この方法は特定の部品の接合にしか
適用することがきず、一般的なものとはいえな
い。
溶接方法では、破接合部材に気孔が存在するた
めに、溶接に気泡や“巣”などの欠陥が発生しや
すく、信頼性に乏しい。
めに、溶接に気泡や“巣”などの欠陥が発生しや
すく、信頼性に乏しい。
包晶反応を利用して、ろう材で接合する方法と
して現在提案されている方法では、接合しようと
する二部品の高温時における固定が不十分である
ため、メツシユベルト式や、プツシヤー式の連続
炉を使用するばあい、搬送装置の振動や衝撃によ
つて、二部品相互の位置ずれを起こすという欠点
がある。
して現在提案されている方法では、接合しようと
する二部品の高温時における固定が不十分である
ため、メツシユベルト式や、プツシヤー式の連続
炉を使用するばあい、搬送装置の振動や衝撃によ
つて、二部品相互の位置ずれを起こすという欠点
がある。
銅ろうや銀ろうなど公知のろう材を用いてろう
付けすると、被接合部材の気孔中にろう材が浸入
し、多量のろう材を必要とし、しかもポーラス部
材の気孔がつぶされるため、ポーラス部材として
の特性が失われてしまうという欠点がある。又、
十分に強固な接合が得られない。
付けすると、被接合部材の気孔中にろう材が浸入
し、多量のろう材を必要とし、しかもポーラス部
材の気孔がつぶされるため、ポーラス部材として
の特性が失われてしまうという欠点がある。又、
十分に強固な接合が得られない。
したがつて本発明の目的は、上記従来法の欠点
をもたない、ポーラス部材の接合方法を提供する
ことである。
をもたない、ポーラス部材の接合方法を提供する
ことである。
本発明のもう１つの目的は、ポーラス部材とし
ての特性を保持した、ポーラス部材の接合製品を
提供することである。
ての特性を保持した、ポーラス部材の接合製品を
提供することである。
上記目的は、ポーラスな金属部材に対して拡散
性のすぐれた元素を構成要素として含む共晶合
金、を含む金属材料をろう材として使用すること
により達成される。
性のすぐれた元素を構成要素として含む共晶合
金、を含む金属材料をろう材として使用すること
により達成される。
すなわち本発明は、少なくとも一方がポーラス
なFe−C2元系焼結品である２つの鉄系金属部材
をろう材を用いて接合する方法であつて、ろう材
が、Fe−Cr系粉末と、共晶合金であるFe−Ｍ−
Ｃ系粉末との混合物をアクリル樹脂でシート状に
成形したものであり、Ｍの主成分がMo、Ｂ、Ｐ
またはこれらの２種以上の混合物であることを特
徴とする、ポーラス部材の接合方法、および少な
くとも一方がポーラスなFe−C2元系焼結品であ
る２つの鉄系金属部材をろう材で接合してなる金
属製品であつて、ろう材が、Fe−Cr系粉末と、
共晶合金であるFe−Ｍ−Ｃ系粉末との混合物を
アクリル樹脂でシート状に成形したものであり、
Ｍの主成分がMo、Ｂ、Ｐまたはこれらの２種以
上の混合物であり、ポーラスな金属部材の接合面
側気孔のみに金属ろう材が充填されており、かつ
該気孔内における金属ろう材が、拡散性のすぐれ
た元素Ｍが減少して共晶関係がくずれた成分比率
に変化していることを特徴とするポーラス部材の
接合製品である。
なFe−C2元系焼結品である２つの鉄系金属部材
をろう材を用いて接合する方法であつて、ろう材
が、Fe−Cr系粉末と、共晶合金であるFe−Ｍ−
Ｃ系粉末との混合物をアクリル樹脂でシート状に
成形したものであり、Ｍの主成分がMo、Ｂ、Ｐ
またはこれらの２種以上の混合物であることを特
徴とする、ポーラス部材の接合方法、および少な
くとも一方がポーラスなFe−C2元系焼結品であ
る２つの鉄系金属部材をろう材で接合してなる金
属製品であつて、ろう材が、Fe−Cr系粉末と、
共晶合金であるFe−Ｍ−Ｃ系粉末との混合物を
アクリル樹脂でシート状に成形したものであり、
Ｍの主成分がMo、Ｂ、Ｐまたはこれらの２種以
上の混合物であり、ポーラスな金属部材の接合面
側気孔のみに金属ろう材が充填されており、かつ
該気孔内における金属ろう材が、拡散性のすぐれ
た元素Ｍが減少して共晶関係がくずれた成分比率
に変化していることを特徴とするポーラス部材の
接合製品である。
本発明によれば、溶融した共晶合金がまず、ポ
ーラス部材の気孔中に浸入する。浸入した共晶合
金を構成する元素のなかで、ポーラスな金属部材
に対して拡散性のすぐれた元素は、ポーラスな金
属部材中に拡散してゆく。このため共晶合金とポ
ーラスな金属部材との界面付近において共晶合金
の共晶関係がくずれ、その結果高融点の固相が生
じて気孔を塞いでしまうため、溶融共晶合金がさ
らに気孔中に浸入することはできなくなる。こう
して、ポーラスな金属部材は、接合面に隣接する
わずかな部分において気孔を塞がれるだけで、ほ
とんどの気孔は塞がれることなく、したがつて、
ポーラスな部材としての特性を保持したまま、強
固に、冶金学的に接合される。
ーラス部材の気孔中に浸入する。浸入した共晶合
金を構成する元素のなかで、ポーラスな金属部材
に対して拡散性のすぐれた元素は、ポーラスな金
属部材中に拡散してゆく。このため共晶合金とポ
ーラスな金属部材との界面付近において共晶合金
の共晶関係がくずれ、その結果高融点の固相が生
じて気孔を塞いでしまうため、溶融共晶合金がさ
らに気孔中に浸入することはできなくなる。こう
して、ポーラスな金属部材は、接合面に隣接する
わずかな部分において気孔を塞がれるだけで、ほ
とんどの気孔は塞がれることなく、したがつて、
ポーラスな部材としての特性を保持したまま、強
固に、冶金学的に接合される。
本発明において使用されるろう材は、圧粉体ま
たは有機結合剤を用いてシート化した粉末成形
体、粉末状、箔状、板状、テープ状など、任意の
形態で使用することができる。特に、粉末成形体
が便利である。
たは有機結合剤を用いてシート化した粉末成形
体、粉末状、箔状、板状、テープ状など、任意の
形態で使用することができる。特に、粉末成形体
が便利である。
粉末成形体は、好ましくは粒度が150メツシユ
以下の合金粉末を、適量の有機結合剤と混合し、
必要により加熱しながら、加圧成形することによ
り容易につくることができる。また合金粉末と有
機結合剤に、適量の溶剤を加えて混練し、ロール
圧延等によりシート化することもできる。
以下の合金粉末を、適量の有機結合剤と混合し、
必要により加熱しながら、加圧成形することによ
り容易につくることができる。また合金粉末と有
機結合剤に、適量の溶剤を加えて混練し、ロール
圧延等によりシート化することもできる。
シート状のろう材を用いてろう付けを行うばあ
い、接着剤層を介してろう材を被接合部材の間に
はさみ、接着固定する。また、シート中に有機結
合剤が含まれ、シートが自己接着性を有するばあ
いは、接着剤層を設けることなく、被接合部材と
ろう材を直接に接着固定してもよい。
い、接着剤層を介してろう材を被接合部材の間に
はさみ、接着固定する。また、シート中に有機結
合剤が含まれ、シートが自己接着性を有するばあ
いは、接着剤層を設けることなく、被接合部材と
ろう材を直接に接着固定してもよい。
上記有機結合剤および接着剤として最も適切な
ものは、アクリル系樹脂、からなる粘着剤であ
る。
ものは、アクリル系樹脂、からなる粘着剤であ
る。
アクリル系樹脂としては、アクリル酸エステル
およびメタクリル酸エステルの重合体および共重
合体、又はこれらのエステルと共重合可能な官能
基を持つ重合性単量体との共重合体が好ましい。
およびメタクリル酸エステルの重合体および共重
合体、又はこれらのエステルと共重合可能な官能
基を持つ重合性単量体との共重合体が好ましい。
アクリル系銃脂からなる粘着剤と、合金粉末と
の配合比は、粘着剤を10〜１重量％、合金粉末を
90〜99重量％とすることが望ましい。粘着剤が１
重量％より少ないと、粘着性が不足してシートが
脆化し、必要なシートの可撓性を確保することが
できず、また、10重量％より多いと、樹脂分が過
剰となつて、ろう材層の中に気孔、巣が多量に残
るため接合が不十分となり好ましくない。
の配合比は、粘着剤を10〜１重量％、合金粉末を
90〜99重量％とすることが望ましい。粘着剤が１
重量％より少ないと、粘着性が不足してシートが
脆化し、必要なシートの可撓性を確保することが
できず、また、10重量％より多いと、樹脂分が過
剰となつて、ろう材層の中に気孔、巣が多量に残
るため接合が不十分となり好ましくない。
本発明方法に使用される共晶合金は、Fe−Ｍ
−Ｃ系の三元共晶合金である。Ｍとしては、
Mo、Ｂ、Ｐまたはこれらの二種以上の混合物が
好ましい。特にＰは、Ｃと同様鉄系部材に対する
拡散性が強にので好ましい。さらに、副次的な成
分として、Cr、Ｖ、Ｗ、Nb、Ta、Tiのうち少
なくとも一種を含むことが好ましい。すなわち、
合金粉末の一部が共晶合金を形成し、残部は、高
融点の合金を形成するようなものが好ましい。さ
らに具体的には、粒度が150メツシユ以下であり、
Cr10.0〜15.0重量％、副次的にＣ、Ｐ、Si、Ｓ、
Mn、Niなどの少なくとも一種1.5重量％以下、
残部FeからなるFe−Cr系合金粉末30〜70重量％
と、粒度が150メツシユ以下であり、C3.5〜4.5重
量％、P1.8〜2.8重量％、Mo8〜12重量％、副次
的にCr、Si、Ｓ、Mn、Niのうち少なくとも一４
重量％以下、残部FeからなるFe−Ｃ−Ｐ−Mo系
合金粉末70〜30重量％とからなる合金粉末混合物
が好ましい。この混合金粉末90〜99重量％と、前
記アクリル系樹脂粘着剤10〜１重量％を混合し、
アセトン、トルエン等の溶剤を適量加えて混練
し、ロール圧延等によりシート化して、粉末シー
ト状のろう材をつくる。
−Ｃ系の三元共晶合金である。Ｍとしては、
Mo、Ｂ、Ｐまたはこれらの二種以上の混合物が
好ましい。特にＰは、Ｃと同様鉄系部材に対する
拡散性が強にので好ましい。さらに、副次的な成
分として、Cr、Ｖ、Ｗ、Nb、Ta、Tiのうち少
なくとも一種を含むことが好ましい。すなわち、
合金粉末の一部が共晶合金を形成し、残部は、高
融点の合金を形成するようなものが好ましい。さ
らに具体的には、粒度が150メツシユ以下であり、
Cr10.0〜15.0重量％、副次的にＣ、Ｐ、Si、Ｓ、
Mn、Niなどの少なくとも一種1.5重量％以下、
残部FeからなるFe−Cr系合金粉末30〜70重量％
と、粒度が150メツシユ以下であり、C3.5〜4.5重
量％、P1.8〜2.8重量％、Mo8〜12重量％、副次
的にCr、Si、Ｓ、Mn、Niのうち少なくとも一４
重量％以下、残部FeからなるFe−Ｃ−Ｐ−Mo系
合金粉末70〜30重量％とからなる合金粉末混合物
が好ましい。この混合金粉末90〜99重量％と、前
記アクリル系樹脂粘着剤10〜１重量％を混合し、
アセトン、トルエン等の溶剤を適量加えて混練
し、ロール圧延等によりシート化して、粉末シー
ト状のろう材をつくる。
このようにしてつくつたろう材シートを、前述
のとおり、接着剤層を介して、あるいは、介さず
に、被接合部材の間にはさみ、押圧して、接着さ
せる。接着剤層としては、前記粘着剤として使用
した、アクリル系樹脂と同一組成の樹脂を使用す
るのが好ましい。このような接着剤層は、粘着剤
を適当な溶剤に溶解して塗布するか、あるいは、
シリコン離型紙等の基材にこのような粘着剤溶液
を塗布して溶剤を蒸発させてつくつた粘着テープ
を貼りつけることにより容易に形成することがで
きる。
のとおり、接着剤層を介して、あるいは、介さず
に、被接合部材の間にはさみ、押圧して、接着さ
せる。接着剤層としては、前記粘着剤として使用
した、アクリル系樹脂と同一組成の樹脂を使用す
るのが好ましい。このような接着剤層は、粘着剤
を適当な溶剤に溶解して塗布するか、あるいは、
シリコン離型紙等の基材にこのような粘着剤溶液
を塗布して溶剤を蒸発させてつくつた粘着テープ
を貼りつけることにより容易に形成することがで
きる。
次に、一体化したろう材と被接合部材を加熱焼
成する。加熱は、合金粉末の酸化および、粘着剤
が使用されているばあいには粘着剤の酸化を防止
するため、窒素、アルゴン等の不活性ガス、水素
等の還元性ガス、真空中等の、非酸化性零囲気中
で行うことが必要である。
成する。加熱は、合金粉末の酸化および、粘着剤
が使用されているばあいには粘着剤の酸化を防止
するため、窒素、アルゴン等の不活性ガス、水素
等の還元性ガス、真空中等の、非酸化性零囲気中
で行うことが必要である。
昇温速度は40℃／分以下とすることが好まし
い。40℃／分より大きくすると、特に、粘着剤を
使用しているばあいには、粘着剤中の低沸点成分
が急激に揮発するため、粉末シートが破損した
り、接着面に気泡が発生して、ろう材層と被接合
部材とが剥離したり、位置ずれを起こすことがあ
り、好ましくない。
い。40℃／分より大きくすると、特に、粘着剤を
使用しているばあいには、粘着剤中の低沸点成分
が急激に揮発するため、粉末シートが破損した
り、接着面に気泡が発生して、ろう材層と被接合
部材とが剥離したり、位置ずれを起こすことがあ
り、好ましくない。
ろう材が粘着剤を含んでいるばあい、または、
接着剤層を設けたばあいには、焼結温度まで昇温
する前に予備加熱処理を行うことが望ましい。こ
の加熱処理は、150℃〜380℃、好ましくは200℃
〜350℃の温度で、５分間以上行うことが必要で
ある。この加熱処理によつて粘着剤として使用さ
れている合成樹脂が完全に焼失することなく熱分
解重縮合反応を起こし、タールピツチ状物質を生
成する。このタールピツチ状物質によつて、300
℃以上においても合金粉末シートの重量を保持す
るのに十分な接着力が維持される。したがつて、
被処理物品の搬送中に、振動や衝激が与えられて
も、合金粉末シートは脱落したり、剥離したりす
ることがない。加熱処理温度が150℃より低いと、
樹脂成分の熱分解が十分に行われず、したがつて
タールピツチ状物質の生成量が少なく、十分な接
着力が得られない。一方、加熱処理温度が380℃
より高いと、樹脂成分が急激に分解し、このばあ
いにも、タールピツチ状物質の生成量が少なく、
十分な接着力が得られない。
接着剤層を設けたばあいには、焼結温度まで昇温
する前に予備加熱処理を行うことが望ましい。こ
の加熱処理は、150℃〜380℃、好ましくは200℃
〜350℃の温度で、５分間以上行うことが必要で
ある。この加熱処理によつて粘着剤として使用さ
れている合成樹脂が完全に焼失することなく熱分
解重縮合反応を起こし、タールピツチ状物質を生
成する。このタールピツチ状物質によつて、300
℃以上においても合金粉末シートの重量を保持す
るのに十分な接着力が維持される。したがつて、
被処理物品の搬送中に、振動や衝激が与えられて
も、合金粉末シートは脱落したり、剥離したりす
ることがない。加熱処理温度が150℃より低いと、
樹脂成分の熱分解が十分に行われず、したがつて
タールピツチ状物質の生成量が少なく、十分な接
着力が得られない。一方、加熱処理温度が380℃
より高いと、樹脂成分が急激に分解し、このばあ
いにも、タールピツチ状物質の生成量が少なく、
十分な接着力が得られない。
予備加熱処理時間が５分間より短いばあいに
も、タールピツチ状物質の生成が不十分であり、
十分な接着力が得られない。処理時間は、熱処理
温度、粘着剤樹脂の種類等によつて適宜決定され
るが、一般に120分間以上保持することは不必要
でありかつ不経済である。
も、タールピツチ状物質の生成が不十分であり、
十分な接着力が得られない。処理時間は、熱処理
温度、粘着剤樹脂の種類等によつて適宜決定され
るが、一般に120分間以上保持することは不必要
でありかつ不経済である。
予備加熱処理したのち、ろう材の固相線温度以
上に加熱昇温してろう付けを行う。このとき、溶
融した共晶合金の成分のなかで、ポーラスな金属
部材に対してすぐれた拡散性を有する成分がポー
ラスな金属部材中に拡散すると同時に、ポーラス
金属中の主に鉄が共晶合金中へ拡散する。このた
め、共晶合金の共晶関係がくずれ、高融点の固相
を生じる。この現象を、ポーラスな金属部材とし
て、密度6.50ｇ／cm3、C0・４重量％、残部Feか
らなるFe系焼結合金を、ろう材として、上記Fe
−Cr系粉末とFe−Ｃ−Ｐ−Mo系合金粉末の混合
物を、それぞれ用いたばあい（実施例参照）を例
にとり詳細に説明する。
上に加熱昇温してろう付けを行う。このとき、溶
融した共晶合金の成分のなかで、ポーラスな金属
部材に対してすぐれた拡散性を有する成分がポー
ラスな金属部材中に拡散すると同時に、ポーラス
金属中の主に鉄が共晶合金中へ拡散する。このた
め、共晶合金の共晶関係がくずれ、高融点の固相
を生じる。この現象を、ポーラスな金属部材とし
て、密度6.50ｇ／cm3、C0・４重量％、残部Feか
らなるFe系焼結合金を、ろう材として、上記Fe
−Cr系粉末とFe−Ｃ−Ｐ−Mo系合金粉末の混合
物を、それぞれ用いたばあい（実施例参照）を例
にとり詳細に説明する。
第１図は、上記実施例によりつくられた接合部
分の顕微鏡写真である。この写真から明らかなよ
うに、ろう材の共晶組識部分には、Ｃ、Ｐ、Mo
がリツチに分布している。この部分は、固相線温
度1030℃以上に加熱すると溶融するが、他の部分
は固相状態に保たれるので、Fe−Ｃ−Ｐ−Mo合
金は全体として半溶融状態になる。一方、Fe−
Cr系合金も固相状態に保たれる。融液部は、Fe
−Ｃ−Ｐ−Mo合金の固相部、Fe−Cr系合金との
濡れ性が良いため、これらの粉末粒子および結晶
粒を被つて、内部の気泡を外部へ追い出しなが
ら、液相焼結が進行し、収縮して、真密度に近づ
く。融液部はまた、ポーラスなFe−Ｃ系焼結部
材の基地（マトリツクス部）との濡れ性も良く、
合金化が進行するのと同時に、ポーラスな部材の
気孔中へ浸入する。
分の顕微鏡写真である。この写真から明らかなよ
うに、ろう材の共晶組識部分には、Ｃ、Ｐ、Mo
がリツチに分布している。この部分は、固相線温
度1030℃以上に加熱すると溶融するが、他の部分
は固相状態に保たれるので、Fe−Ｃ−Ｐ−Mo合
金は全体として半溶融状態になる。一方、Fe−
Cr系合金も固相状態に保たれる。融液部は、Fe
−Ｃ−Ｐ−Mo合金の固相部、Fe−Cr系合金との
濡れ性が良いため、これらの粉末粒子および結晶
粒を被つて、内部の気泡を外部へ追い出しなが
ら、液相焼結が進行し、収縮して、真密度に近づ
く。融液部はまた、ポーラスなFe−Ｃ系焼結部
材の基地（マトリツクス部）との濡れ性も良く、
合金化が進行するのと同時に、ポーラスな部材の
気孔中へ浸入する。
銅ろうや銀ろう等のろう材では、前述のとお
り、ろう材が気孔中に浸透してしまうために、多
量のろう材を必要とする。これに対して、本発明
のろう材では、ろう材自身が完全に溶融すること
はなく、半溶融状態の保たれている。すなわち、
上記例において、Fe−Ｃ−Ｐ−Moの共晶組成部
分のみが溶融状態にあり、共晶組成以外の部分お
よびFe−Cr合金部分は固相状態にあり、溶融し
ていない。したがつて、ポーラスな部材の気孔中
には、この溶融状態の共晶組成部分のみが浸入す
る。ところが、共晶組成の融液がポーラス部材の
基地であるFe−Ｃ合金と接触すると、融液中の
共晶成分のうち、Ｃ、Ｐ、Moが急速に基地中に
拡散してゆく。又、逆にポーラス部材中のFeが
共晶組成部分へ拡散する。このために共晶組成が
くずれ、融点が上昇するため、融液は凝固してし
まう。その結果、連続した気孔（有効気孔）が封
孔され、ろう材の融液部がさらに気孔中に浸入す
ることはきなくなる。
り、ろう材が気孔中に浸透してしまうために、多
量のろう材を必要とする。これに対して、本発明
のろう材では、ろう材自身が完全に溶融すること
はなく、半溶融状態の保たれている。すなわち、
上記例において、Fe−Ｃ−Ｐ−Moの共晶組成部
分のみが溶融状態にあり、共晶組成以外の部分お
よびFe−Cr合金部分は固相状態にあり、溶融し
ていない。したがつて、ポーラスな部材の気孔中
には、この溶融状態の共晶組成部分のみが浸入す
る。ところが、共晶組成の融液がポーラス部材の
基地であるFe−Ｃ合金と接触すると、融液中の
共晶成分のうち、Ｃ、Ｐ、Moが急速に基地中に
拡散してゆく。又、逆にポーラス部材中のFeが
共晶組成部分へ拡散する。このために共晶組成が
くずれ、融点が上昇するため、融液は凝固してし
まう。その結果、連続した気孔（有効気孔）が封
孔され、ろう材の融液部がさらに気孔中に浸入す
ることはきなくなる。
以上のとおり、ポーラス材料とろう材は冶金学
的に接合されるので、接合強度は十分に大きく、
気孔中へのろう材の浸入は、接合表面近傍のみに
限られるので、ろう材の使用量も少ない。
的に接合されるので、接合強度は十分に大きく、
気孔中へのろう材の浸入は、接合表面近傍のみに
限られるので、ろう材の使用量も少ない。
本発明によれば、ポーラス材料を冶金学的に、
したがつて十分な接合強度をもつて接合すること
ができ、しかもろう材の使用量が少なく、ポーラ
ス部材の気孔をほとんど塞ぐことなくそのまま保
持することができる。
したがつて十分な接合強度をもつて接合すること
ができ、しかもろう材の使用量が少なく、ポーラ
ス部材の気孔をほとんど塞ぐことなくそのまま保
持することができる。
次の組成（重量％）：
Cr Ｃ Ｐ Si
12.22 0.014 0.018 0.79
Ｓ Mn Ni Fe
0.003 0.08 0.08 残部
を有し、粒度が200メツシユ以下のFe−Cr合金粉
末50重量％と、次の組成（重量％）： Ｃ Ｐ MO Cr Si 4.3 2.46 10.6 2.73 0.52 Ｓ Mn Ni Fe 0.037 0.37 0.05 残部 を有し、粒度が200メツシユ以下のFe−Ｃ−Ｐ−
Mo合金粉末50重量％との混合粉末92容量％
（97.18重量％）と、50容量部のトルエンに溶解し
たアクリル系樹脂粘着剤（アクリル酸エステル−
アクリル酸共重合体）８容量％（2.82重量％）と
を混練し、ロール圧延して厚み1.0mm合金粉末シ
ートをつくつた。
末50重量％と、次の組成（重量％）： Ｃ Ｐ MO Cr Si 4.3 2.46 10.6 2.73 0.52 Ｓ Mn Ni Fe 0.037 0.37 0.05 残部 を有し、粒度が200メツシユ以下のFe−Ｃ−Ｐ−
Mo合金粉末50重量％との混合粉末92容量％
（97.18重量％）と、50容量部のトルエンに溶解し
たアクリル系樹脂粘着剤（アクリル酸エステル−
アクリル酸共重合体）８容量％（2.82重量％）と
を混練し、ロール圧延して厚み1.0mm合金粉末シ
ートをつくつた。
C0.4重量％、残部Feからなり、密度6.5ｇ／cm3
の、ポーラス焼結部材（接合面、10mmφ）を２個
用意し、この間に、同材質のアクリル系樹脂粘着
テープ（30μｍ厚）を介して、前記合金粉末シー
トをはさんで接着し、水素ガス零囲気中、15℃／
分の昇温速度で300℃まで昇温し、この温度に30
分間保持した。次に、同じ昇温速度で1090℃まで
昇温し、この温度に20分間保持したのち徐冷し
た。
の、ポーラス焼結部材（接合面、10mmφ）を２個
用意し、この間に、同材質のアクリル系樹脂粘着
テープ（30μｍ厚）を介して、前記合金粉末シー
トをはさんで接着し、水素ガス零囲気中、15℃／
分の昇温速度で300℃まで昇温し、この温度に30
分間保持した。次に、同じ昇温速度で1090℃まで
昇温し、この温度に20分間保持したのち徐冷し
た。
こうして得られた接合部の断面顕微鏡写真を第
１図に示す。すなわち第１図は本発明の合金粉末
シート（ろう材）を用いて接合した、接合部の横
断面の顕微鏡写真である。この図から、焼結部材
を基にして、最表面部にろう材のミクロ組識があ
り、次にこのろう材の中に含まれている液相分
が、焼結部材表面から0.35mm程度溶浸しさらに拡
散層ができていることにより、接合が十分に行な
われていることが確認できる。
１図に示す。すなわち第１図は本発明の合金粉末
シート（ろう材）を用いて接合した、接合部の横
断面の顕微鏡写真である。この図から、焼結部材
を基にして、最表面部にろう材のミクロ組識があ
り、次にこのろう材の中に含まれている液相分
が、焼結部材表面から0.35mm程度溶浸しさらに拡
散層ができていることにより、接合が十分に行な
われていることが確認できる。
第２図は、接合部の２次電子像を示す写真であ
る。また、第３図、第４図はろう材中のMo、Ｐ
等の元素が焼結部材へ拡散している状態を示す
MoKα特性Ｘ線像写真とPKα特性Ｘ線像写真で
ある。これらの図から、Mo、Ｐ等の元素は焼結
部材中へ拡散していることが確認できる。同時
に、Moであれば表面より0.8mm程度、Ｐであれば
表面より0.6mm程度の拡散で止まつていることか
ら、本ろう材は焼結部材の内部までしみこまない
ことが確認できる。
る。また、第３図、第４図はろう材中のMo、Ｐ
等の元素が焼結部材へ拡散している状態を示す
MoKα特性Ｘ線像写真とPKα特性Ｘ線像写真で
ある。これらの図から、Mo、Ｐ等の元素は焼結
部材中へ拡散していることが確認できる。同時
に、Moであれば表面より0.8mm程度、Ｐであれば
表面より0.6mm程度の拡散で止まつていることか
ら、本ろう材は焼結部材の内部までしみこまない
ことが確認できる。
また、比較例として、銅材（S25C）（接合面；
10mmφ）を銀ろう付けしたものをつくり、実施例
で作成した試料の接合強度と比較した。本発明
の、粉末シートを用いた試料の接合強度は25〜55
Kg／mm2であり、通常の方法により銀ろう付けした
比較例の試料の接合強度15〜40Kg／mm2より高い。
銀ろう付けしたロツカーアームが実用化されてい
ることから、本発明方法による接合強度が実用上
十分な強度であることがわかる。
10mmφ）を銀ろう付けしたものをつくり、実施例
で作成した試料の接合強度と比較した。本発明
の、粉末シートを用いた試料の接合強度は25〜55
Kg／mm2であり、通常の方法により銀ろう付けした
比較例の試料の接合強度15〜40Kg／mm2より高い。
銀ろう付けしたロツカーアームが実用化されてい
ることから、本発明方法による接合強度が実用上
十分な強度であることがわかる。
第１図は本発明の合金粉末シート（ろう材）を
用いて接合した、接合部の横断面の顕微鏡写真で
ある。第２図は接合部の２次電子像を示す写真で
ある。第３図および第４図はろう材中のMo、Ｐ
等の元素が焼結部材へ拡散している状態を示す
MoKα特性Ｘ線像写真とPKα特性Ｘ線像写真で
ある。
用いて接合した、接合部の横断面の顕微鏡写真で
ある。第２図は接合部の２次電子像を示す写真で
ある。第３図および第４図はろう材中のMo、Ｐ
等の元素が焼結部材へ拡散している状態を示す
MoKα特性Ｘ線像写真とPKα特性Ｘ線像写真で
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも一方がポーラスなFe−C2元系焼
結品である２つの鉄系金属部材をろう材を用いて
接合する方法であつて、ろう材が、Fe−Cr系粉
末と、共晶合金であるFe−Ｍ−Ｃ系粉末との混
合物をアクリル樹脂でシート状に成形したもので
あり、Ｍの主成分がMo、Ｂ、Ｐまたはこれらの
２種以上の混合物であることを特徴とする、ポー
ラス部材の接合方法。 ２ 少なくとも一方がポーラスなFe−C2元系焼
結品である２つの鉄系金属部材をろう材で接合し
てなる金属製品であつて、ろう材が、Fe−Cr系
粉末と、共晶合金であるFe−Ｍ−Ｃ系粉末との
混合物をアクリル樹脂でシート状に成形したもの
であり、Ｍの主成分がMo、Ｂ、Ｐまたはこれら
の２種以上の混合物であり、ポーラスな金属部材
の接合面側気孔のみに金属ろう材が充填されてお
り、かつ該気孔内における金属ろう材が、拡散性
のすぐれた元素Ｍが減少して共晶関係がくずれた
成分比率に変化していることを特徴とするポーラ
ス部材の接合製品。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59033748A JPS60177992A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | ポ−ラス部材の接合方法および製品 |
| DE19853506275 DE3506275A1 (de) | 1984-02-24 | 1985-02-22 | Verfahren zum verbinden von poroesen metallkoerpern und nach dem verfahren hergestelltes produkt |
| US07/009,094 US4690320A (en) | 1984-02-24 | 1987-01-29 | Method of bonding porous metallic members and product made by the method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59033748A JPS60177992A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | ポ−ラス部材の接合方法および製品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60177992A JPS60177992A (ja) | 1985-09-11 |
| JPH0225702B2 true JPH0225702B2 (ja) | 1990-06-05 |
Family
ID=12395036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59033748A Granted JPS60177992A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | ポ−ラス部材の接合方法および製品 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4690320A (ja) |
| JP (1) | JPS60177992A (ja) |
| DE (1) | DE3506275A1 (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH076026B2 (ja) * | 1986-09-08 | 1995-01-25 | マツダ株式会社 | 耐摩耗性に優れた鉄系焼結合金部材の製造法 |
| US4830934A (en) * | 1987-06-01 | 1989-05-16 | General Electric Company | Alloy powder mixture for treating alloys |
| GB8821044D0 (en) * | 1988-09-08 | 1988-10-05 | Metal Box Plc | Method of bonding tool material to holder & tools made by method |
| DE4304391A1 (de) * | 1993-02-13 | 1994-08-18 | Schaeffler Waelzlager Kg | Verfahren zur Herstellung von Leichtbauteilen |
| JP3378139B2 (ja) * | 1996-03-19 | 2003-02-17 | 株式会社デンソー | はんだ付け用のフラックス |
| DE19703499C2 (de) * | 1997-01-31 | 2002-10-17 | Pierburg Ag | Drehkolbenpumpe |
| JP3740858B2 (ja) * | 1997-09-16 | 2006-02-01 | マツダ株式会社 | 接合金属部材及び該部材の接合方法 |
| JP3752830B2 (ja) * | 1998-03-31 | 2006-03-08 | マツダ株式会社 | 接合金属部材及び該部材の接合方法 |
| JP4045014B2 (ja) * | 1998-04-28 | 2008-02-13 | 住友電工ハードメタル株式会社 | 多結晶ダイヤモンド工具 |
| US6164916A (en) * | 1998-11-02 | 2000-12-26 | General Electric Company | Method of applying wear-resistant materials to turbine blades, and turbine blades having wear-resistant materials |
| WO2001049437A2 (de) * | 2000-01-06 | 2001-07-12 | Bleistahl-Produktions Gmbh & Co. Kg | Pulvermetallurgisch hergestelltes sinter-formteil |
| US6843823B2 (en) * | 2001-09-28 | 2005-01-18 | Caterpillar Inc. | Liquid phase sintered braze forms |
| US7918382B2 (en) | 2002-06-18 | 2011-04-05 | Zimmer Technology, Inc. | Method for attaching a porous metal layer to a metal substrate |
| KR100985231B1 (ko) * | 2007-11-30 | 2010-10-05 | 이세린 | 다공성 경량체 및 그 제조방법 |
| US8727203B2 (en) | 2010-09-16 | 2014-05-20 | Howmedica Osteonics Corp. | Methods for manufacturing porous orthopaedic implants |
| US8708655B2 (en) | 2010-09-24 | 2014-04-29 | United Technologies Corporation | Blade for a gas turbine engine |
| US10765975B2 (en) * | 2016-07-01 | 2020-09-08 | Caterpillar Inc. | Filter element and method of manufacturing a filter element |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB648778A (en) * | 1947-12-19 | 1951-01-10 | Stefan Wlodarczyk | Improvements in and relating to radio aerials |
| ZA702110B (en) * | 1969-04-18 | 1971-11-24 | Nat Standard Co | Metal bonding |
| US3675311A (en) * | 1970-07-02 | 1972-07-11 | Northrop Corp | Thin-film diffusion brazing of nickel and nickel base alloys |
| US3716347A (en) * | 1970-09-21 | 1973-02-13 | Minnesota Mining & Mfg | Metal parts joined with sintered powdered metal |
| US3678570A (en) * | 1971-04-01 | 1972-07-25 | United Aircraft Corp | Diffusion bonding utilizing transient liquid phase |
| US3984044A (en) * | 1973-10-01 | 1976-10-05 | Composite Sciences, Inc. | Retention means for mechanical separation and process of making same |
| JPS5134318A (ja) * | 1974-09-19 | 1976-03-24 | Toyota Motor Co Ltd | Enjinyokamushafuto |
| DE2618815A1 (de) * | 1975-05-05 | 1976-11-18 | Gen Electric | Verfahren zum polymerisieren cyclischer diorganopolysiloxane |
| JPS5412901A (en) * | 1977-06-30 | 1979-01-31 | Touhoku Rikoo Kk | Method of photoengraving by discharge breakdown |
| JPS5813603B2 (ja) * | 1978-01-31 | 1983-03-15 | トヨタ自動車株式会社 | 軸部材とその嵌合部材の接合法 |
| JPS5830361B2 (ja) * | 1979-02-26 | 1983-06-29 | 日本ピストンリング株式会社 | 内燃機関用耐摩耗性部材の製造方法 |
| JPS5722867A (en) * | 1980-07-16 | 1982-02-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Diffusion brazing method of steel |
| JPS5789412A (en) * | 1980-11-26 | 1982-06-03 | Toshiba Corp | Preparation of iron-containing sintered product |
| JPS57154556A (en) * | 1981-03-19 | 1982-09-24 | Nippon Piston Ring Co Ltd | Manufacturing method of cam shaft |
| JPS583902A (ja) * | 1981-07-01 | 1983-01-10 | Toyota Motor Corp | カムシヤフトの製造法 |
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| JPS58192942U (ja) * | 1982-06-17 | 1983-12-22 | 日本ピストンリング株式会社 | すべり軸受 |
| JPS60149703A (ja) * | 1984-01-12 | 1985-08-07 | Nippon Piston Ring Co Ltd | カムシヤフトの製造方法 |
-
1984
- 1984-02-24 JP JP59033748A patent/JPS60177992A/ja active Granted
-
1985
- 1985-02-22 DE DE19853506275 patent/DE3506275A1/de active Granted
-
1987
- 1987-01-29 US US07/009,094 patent/US4690320A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4690320A (en) | 1987-09-01 |
| JPS60177992A (ja) | 1985-09-11 |
| DE3506275A1 (de) | 1985-08-29 |
| DE3506275C2 (ja) | 1988-12-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |