JPH0263687A - 熱間等方圧プレスによる拡散接合方法 - Google Patents
熱間等方圧プレスによる拡散接合方法Info
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- JPH0263687A JPH0263687A JP21342788A JP21342788A JPH0263687A JP H0263687 A JPH0263687 A JP H0263687A JP 21342788 A JP21342788 A JP 21342788A JP 21342788 A JP21342788 A JP 21342788A JP H0263687 A JPH0263687 A JP H0263687A
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Landscapes
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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。
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〕
本発明は熱間等方圧プレス（ＨＩ Ｐ）による拡散接合
方法に関し、特に接合面間からガスを排除して真空封止
する前処理工程を容易に行う方法に関する。
方法に関し、特に接合面間からガスを排除して真空封止
する前処理工程を容易に行う方法に関する。
熱間等方圧プレスによる拡散接合は、被接合物の接合面
同士を密接させてＨＩＰ炉に入れ、高圧ガスにより全方
向から加圧しながら高温に加熱し、接合面の原始拡散に
よりセラミックス同士、或いはセラミックスと金属を接
合するものである。
同士を密接させてＨＩＰ炉に入れ、高圧ガスにより全方
向から加圧しながら高温に加熱し、接合面の原始拡散に
よりセラミックス同士、或いはセラミックスと金属を接
合するものである。
この熱間等方圧プレスによる拡散接合を行うためには、
接合面間をガスを抜いた状態で封止しておく必要がある
。接合面は研磨加工しても微細な凹凸が必ず生じて完全
な密着状態を得ることができないので、封止しないと接
合面に高圧ガスが侵入して接合面同士を密着させる圧力
が作用しないからである。
接合面間をガスを抜いた状態で封止しておく必要がある
。接合面は研磨加工しても微細な凹凸が必ず生じて完全
な密着状態を得ることができないので、封止しないと接
合面に高圧ガスが侵入して接合面同士を密着させる圧力
が作用しないからである。
上述した熱間等方圧プレスによる拡散接合の前処理とし
ての接合面の真空封止方法として、従来は第５図に示す
ようなガラスカプセルを用いる方法或いは第６図に示す
ようなガラスモールドを行う方法があった。
ての接合面の真空封止方法として、従来は第５図に示す
ようなガラスカプセルを用いる方法或いは第６図に示す
ようなガラスモールドを行う方法があった。
第５図に示すガラスカプセル（１）を用いる方法は、密
接させた接合物（２）（３）を、ガラスの付着を防止す
る隔離剤及び圧力媒体としく２） てのＢＮ（窒化ボロン等）を詰めたガラスカプセル（１
）内に入れ、ガラスカプセル（１）の内部を真空引きし
た状態で開口部をバーナ（４）で封じ切るものである。
接させた接合物（２）（３）を、ガラスの付着を防止す
る隔離剤及び圧力媒体としく２） てのＢＮ（窒化ボロン等）を詰めたガラスカプセル（１
）内に入れ、ガラスカプセル（１）の内部を真空引きし
た状態で開口部をバーナ（４）で封じ切るものである。
このガラスカプセル（１）はＨＩＰ炉内で高圧ガスを作
用させる前に加熱軟化させられて収縮可能な状態となる
。
用させる前に加熱軟化させられて収縮可能な状態となる
。
この軟化状態で接合面間を真空に保ったまま所定のガス
圧及び温度を作用させることができる。
圧及び温度を作用させることができる。
第６図に示すガラスモールドによる方法は、接合面同士
を密接させた接合物（５）（６）を真空中に置き、側面
に露出した接合の境界を覆うように配置したガラス（７
）を熔融させ、接合面間を真空に封止するものである。
を密接させた接合物（５）（６）を真空中に置き、側面
に露出した接合の境界を覆うように配置したガラス（７
）を熔融させ、接合面間を真空に封止するものである。
上記ガラスカプセルを用いる方法は、使い捨てとなるガ
ラスカプセルが一組の接合物毎に必要となる。また接合
物をＢＮと共にガラスカプセル内に詰める工程、ガラス
カプセルの封じ切り工程のため、工数が多く、コスト高
になる。
ラスカプセルが一組の接合物毎に必要となる。また接合
物をＢＮと共にガラスカプセル内に詰める工程、ガラス
カプセルの封じ切り工程のため、工数が多く、コスト高
になる。
また上記ガラスモールドする方法は、接合の境界面を真
空中において溶融ガラスで覆う作業が難しく、後のＨＩ
Ｐ炉内での加熱の際に流れ落ちて、密封状態が損なわれ
ることがあった。
空中において溶融ガラスで覆う作業が難しく、後のＨＩ
Ｐ炉内での加熱の際に流れ落ちて、密封状態が損なわれ
ることがあった。
そこで本発明は、熱間等方圧プレスの前処理である接合
面間の真空封止工程を、ガラスカプセル等の容器を用い
ず、しかも容易で確実に行える方法を提供することを目
的とする。
面間の真空封止工程を、ガラスカプセル等の容器を用い
ず、しかも容易で確実に行える方法を提供することを目
的とする。
本発明が提供する熱間等方圧プレスによる拡散接合方法
は、接合面の縁部全周に、接合物よりも融点が低い軟質
のろう材を挟んで接合物を重ねる工程と、この重ねた接
合物を真空炉内で加熱し熔融したろう材により接合面間
を真空封止する工程と、この真空封止した接合物を高圧
ガス雰囲気中において高温に加熱し、接合面を拡散接合
する工程とを含むことを特徴とする。
は、接合面の縁部全周に、接合物よりも融点が低い軟質
のろう材を挟んで接合物を重ねる工程と、この重ねた接
合物を真空炉内で加熱し熔融したろう材により接合面間
を真空封止する工程と、この真空封止した接合物を高圧
ガス雰囲気中において高温に加熱し、接合面を拡散接合
する工程とを含むことを特徴とする。
上記本発明方法は、接合物の間にろう材を挾み真空加熱
するだけで、接合面間を確実に真空封止することができ
る。そしてこれをＨＩＰ炉中において、熱間等方圧プレ
スを行えば、接合面間に挾まれたろう材は流れ落ちるこ
となく、接合面間からガスを排除した状態を維持して、
拡散接合を行える。
するだけで、接合面間を確実に真空封止することができ
る。そしてこれをＨＩＰ炉中において、熱間等方圧プレ
スを行えば、接合面間に挾まれたろう材は流れ落ちるこ
となく、接合面間からガスを排除した状態を維持して、
拡散接合を行える。
本発明方法の一実施例として磁気ヘッドのセンダストコ
ア（金属）にチタン酸カルシウムのスライダ（セラミッ
クス）を接合する場合を挙げて、以下に説明する。
ア（金属）にチタン酸カルシウムのスライダ（セラミッ
クス）を接合する場合を挙げて、以下に説明する。
第１図に示すように接合物であるスライダ（ｌＯ）とセ
ンダストコア（１１）の各接合面（１０ａ）（１１ａ
）を鏡面研磨し、この接合面（１０ａ）（ｌｌａ）の縁
部全周に沿う枠形で箔状のろう材（１２）と、ろう材（
１２）に囲まれる形の箔状のインサート材（１３）を用
意する。
ンダストコア（１１）の各接合面（１０ａ）（１１ａ
）を鏡面研磨し、この接合面（１０ａ）（ｌｌａ）の縁
部全周に沿う枠形で箔状のろう材（１２）と、ろう材（
１２）に囲まれる形の箔状のインサート材（１３）を用
意する。
ろう材（１２）の材質は伸展性に冨む軟質金属であり、
かつ接合物よりも低融点の金属が選ばれる。この実施例
の場合はアルミニウムである。
かつ接合物よりも低融点の金属が選ばれる。この実施例
の場合はアルミニウムである。
インサート材（１３）は、接合物であるスライダとセン
ダストコア（１０） （１１）の熱膨張係数の中間の
熱膨張係数を持つ素材または、軟質金属などが選ばれる
。この実施例の場合は軟質金属である銅箔を用いた。こ
のインサート材（１３）の使用目的は、高温に加熱して
接合した後に、常温に冷却されたときの収縮率の差によ
る接合物の剥離を防止するためのものである。従って、
接合物の熱膨張係数の差が小さい場合は、このインサー
ト材（１３）は不要である。なおインサート材（１３）
の厚さはろう材（１２）より小さくし、ろう材（１２）
による真空封止を可能にする。
ダストコア（１０） （１１）の熱膨張係数の中間の
熱膨張係数を持つ素材または、軟質金属などが選ばれる
。この実施例の場合は軟質金属である銅箔を用いた。こ
のインサート材（１３）の使用目的は、高温に加熱して
接合した後に、常温に冷却されたときの収縮率の差によ
る接合物の剥離を防止するためのものである。従って、
接合物の熱膨張係数の差が小さい場合は、このインサー
ト材（１３）は不要である。なおインサート材（１３）
の厚さはろう材（１２）より小さくし、ろう材（１２）
による真空封止を可能にする。
次に第２図に示すようにインサート材（１３）を内側に
入れたろう材（１２）を接合面（ｌｏｇ）（Ｉｌａ）に
挟んで、接合物であるスライダ（１０）とセンダストコ
ア（１１）を重合わせる。そしてこの重ねた接合物（１
０） （１１）を真空炉内に入れて加熱する。この加
熱条件は、アルミニウムをろう材（１２）に用いたこの
実施例の場合は、５８０℃にまで上昇させた後、この温
度を１０分間保持するものである。この間にろう材（１
２）は接合面（１０ａ）（ｌｌａ）の縁部に溶着し、真
空状態にされた接合面間を密閉封止する。
入れたろう材（１２）を接合面（ｌｏｇ）（Ｉｌａ）に
挟んで、接合物であるスライダ（１０）とセンダストコ
ア（１１）を重合わせる。そしてこの重ねた接合物（１
０） （１１）を真空炉内に入れて加熱する。この加
熱条件は、アルミニウムをろう材（１２）に用いたこの
実施例の場合は、５８０℃にまで上昇させた後、この温
度を１０分間保持するものである。この間にろう材（１
２）は接合面（１０ａ）（ｌｌａ）の縁部に溶着し、真
空状態にされた接合面間を密閉封止する。
次にこの真空封止した接合物をＨＩＰ炉に入れ高圧ガス
雰囲気中で高温に加熱して、接合面（１０ａ）（ｌｌａ
）を原始拡散によ−って接合する。この処理条件は、こ
の実施例の場合は、例えば第４図に示すようになる。始
めにＨＩＰ炉内に接合物を入れて、１０気圧のアルゴン
ガスを満たす。次に２０℃の初期温度から一気に加熱し
て約１時間で５８０℃にし、５分間この温度を維持する
。次に１０分間でアルゴンのガス圧を１２００気圧まで
上昇させると同時に温度を７８０℃まで上昇させる。そ
してこの状態を９０分間維持する。
雰囲気中で高温に加熱して、接合面（１０ａ）（ｌｌａ
）を原始拡散によ−って接合する。この処理条件は、こ
の実施例の場合は、例えば第４図に示すようになる。始
めにＨＩＰ炉内に接合物を入れて、１０気圧のアルゴン
ガスを満たす。次に２０℃の初期温度から一気に加熱し
て約１時間で５８０℃にし、５分間この温度を維持する
。次に１０分間でアルゴンのガス圧を１２００気圧まで
上昇させると同時に温度を７８０℃まで上昇させる。そ
してこの状態を９０分間維持する。
この９０分間の処理によって、インサート材（１３）と
接合物であるスライダ（１０）及びセンダストバルク（
１１）の各接合面が、原始の相互拡散によって第３図に
示すように接合される。
接合物であるスライダ（１０）及びセンダストバルク（
１１）の各接合面が、原始の相互拡散によって第３図に
示すように接合される。
上記実施例は、セラミックス（チタン酸カルシウムのス
ライダ）と金属（センダストコア）を拡散接合するもの
であったが、本発明はセラミックス同士の接合にも用い
ることができる。
ライダ）と金属（センダストコア）を拡散接合するもの
であったが、本発明はセラミックス同士の接合にも用い
ることができる。
ろう材及びインサート材の材質と、温度・圧力の処理条
件を、接合物であるセラミックス又は金属の材質に応じ
て適当なものを選定して行うのである。
件を、接合物であるセラミックス又は金属の材質に応じ
て適当なものを選定して行うのである。
なお、二つの接合物間の熱膨張係数の差が小さい場合は
インサート材は前述のように不要で、各接合物の接合面
が直接に原子拡散接合されることになる。
インサート材は前述のように不要で、各接合物の接合面
が直接に原子拡散接合されることになる。
本発明によれば、ガラスカプセル等の密閉容器を使用す
る必要がなく、また接合物間の外周溶接のような雛しい
作業をしないで、熱間等方圧プレスの前処理工程である
接合面間の真空封止を容易に行うことができる。
る必要がなく、また接合物間の外周溶接のような雛しい
作業をしないで、熱間等方圧プレスの前処理工程である
接合面間の真空封止を容易に行うことができる。
第１図〜第３図は本発明方法による熱間等方圧プレスの
各工程を示し、第１図は接合物を重ねる前の状態を示す
斜視図、第２図は真空封止後の状態を示す断面図、第３
図は熱間等方圧ブレス後の状態を示す断面図である。第
４図は熱間等方圧プレスにおいて加える温度及び圧力の
条件の一例を示す図である。 第５１！ｌ及び第６図は従来例を示し、第５図はガラス
カプセル内に接合物を封入する方法を示す断面図、第６
図はガラスモールドした接合物を示す斜視図である。 （１０） （１１）−接合物、（１２）−・・・ろう
材。
各工程を示し、第１図は接合物を重ねる前の状態を示す
斜視図、第２図は真空封止後の状態を示す断面図、第３
図は熱間等方圧ブレス後の状態を示す断面図である。第
４図は熱間等方圧プレスにおいて加える温度及び圧力の
条件の一例を示す図である。 第５１！ｌ及び第６図は従来例を示し、第５図はガラス
カプセル内に接合物を封入する方法を示す断面図、第６
図はガラスモールドした接合物を示す斜視図である。 （１０） （１１）−接合物、（１２）−・・・ろう
材。
Claims (1)
- 接合面の縁部全周に、接合物よりも融点が低い軟質のろ
う材を挟んで接合物を重ねる工程と、この重ねた接合物
を真空炉内で加熱し溶融したろう材により接合面間を真
空封止する工程と、この真空封止した接合物を高圧ガス
雰囲気中において高温に加熱し、接合面を拡散接合する
工程とを含む熱間等方圧プレスによる拡散接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21342788A JPH0263687A (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 熱間等方圧プレスによる拡散接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21342788A JPH0263687A (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 熱間等方圧プレスによる拡散接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0263687A true JPH0263687A (ja) | 1990-03-02 |
Family
ID=16639048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21342788A Pending JPH0263687A (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 熱間等方圧プレスによる拡散接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0263687A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100899780B1 (ko) * | 2008-12-31 | 2009-05-28 | 이명배 | Ｈｉｐ공법을 이용한 연료 분사 노즐용 소재의 제조방법 |
| CN102500910A (zh) * | 2011-11-04 | 2012-06-20 | 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 | 一种用于热等静压焊接的无包套封焊方法 |
| JP2013503750A (ja) * | 2009-09-07 | 2013-02-04 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | 中空域、好ましくは流体の循環用の中空域を有するモジュールを製作するための方法 |
| KR102719698B1 (ko) * | 2024-01-08 | 2024-10-21 | 주식회사 비츠로넥스텍 | HIP 공법과 Brazing 공법을 동시에 이용한 이종소재 접합 방법 |
-
1988
- 1988-08-26 JP JP21342788A patent/JPH0263687A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100899780B1 (ko) * | 2008-12-31 | 2009-05-28 | 이명배 | Ｈｉｐ공법을 이용한 연료 분사 노즐용 소재의 제조방법 |
| JP2013503750A (ja) * | 2009-09-07 | 2013-02-04 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | 中空域、好ましくは流体の循環用の中空域を有するモジュールを製作するための方法 |
| CN102500910A (zh) * | 2011-11-04 | 2012-06-20 | 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 | 一种用于热等静压焊接的无包套封焊方法 |
| KR102719698B1 (ko) * | 2024-01-08 | 2024-10-21 | 주식회사 비츠로넥스텍 | HIP 공법과 Brazing 공법을 동시에 이용한 이종소재 접합 방법 |
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