JPH0275479A - 拡散接合方法及び装置 - Google Patents
拡散接合方法及び装置Info
- Publication number
- JPH0275479A JPH0275479A JP22902988A JP22902988A JPH0275479A JP H0275479 A JPH0275479 A JP H0275479A JP 22902988 A JP22902988 A JP 22902988A JP 22902988 A JP22902988 A JP 22902988A JP H0275479 A JPH0275479 A JP H0275479A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- contact
- workpiece
- joined
- contact surfaces
- compressive
- Prior art date
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- Pending
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- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (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］
本発明は例えば航空機部品の精密加工等に用いられる例
えばＭｏ、Ｔａ、Ｔｉ等の金属やセラミック材料等を接
合する拡散接合方法及び装置に関す る、。
えばＭｏ、Ｔａ、Ｔｉ等の金属やセラミック材料等を接
合する拡散接合方法及び装置に関す る、。
［従来の技術］
拡散接合は各種の溶融接合が困難な場合や精密な組立接
合を要する場合、又は異種材料を接合する場合等に活用
されることが考えられる。
合を要する場合、又は異種材料を接合する場合等に活用
されることが考えられる。
拡散接合の原理は清浄な平滑面同志を接触させて加熱し
、接触面がミクロ的に密着するまで加圧すると原子間に
凝集力が働き原子の熱拡散により界面周辺の結晶粒が成
長して接合するものであるが、実際には接触面に表面被
膜がある為、接合は容易でなく長時間を要していた。
、接触面がミクロ的に密着するまで加圧すると原子間に
凝集力が働き原子の熱拡散により界面周辺の結晶粒が成
長して接合するものであるが、実際には接触面に表面被
膜がある為、接合は容易でなく長時間を要していた。
［発明が解決しようとする課題］
拡散接合は界面現象であるから接合面の表面被膜の除去
が必要条件であり、これまで界面を長時間加熱しながら
静的加圧して除去している為、生産性が低く、材料によ
っては長時間加熱により界面に化合物が生成して接合性
能を劣化させる等の難点があった。
が必要条件であり、これまで界面を長時間加熱しながら
静的加圧して除去している為、生産性が低く、材料によ
っては長時間加熱により界面に化合物が生成して接合性
能を劣化させる等の難点があった。
又、接合面の平滑度も接合時間に大きく影響する為可及
的に精密加工する等でコスト高となっていた。
的に精密加工する等でコスト高となっていた。
この様に生産性が低く、コスト高である為拡散接合の利
用分野がせばめられていた。
用分野がせばめられていた。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので。
短時間に接合して生産性を向上し得、かつ精密加工を緩
やかにしてコストを低減し得る拡散接合方法及び装置を
提供することを目的とする。
やかにしてコストを低減し得る拡散接合方法及び装置を
提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段と作用］
本発明は上記目的を達成するために、被加工物の接合す
る面の表面被膜を振幅振動もしくは圧縮振動荷重で物理
的に破壊して接合することにより。
る面の表面被膜を振幅振動もしくは圧縮振動荷重で物理
的に破壊して接合することにより。
接合時間の短縮を図ると同時に接合面の厳しい鏡面精密
加工を不要として加工コスト低減を図るものである。す
なわち１本発明では接合工程を２つに分け、第１工程は
被加工物の接合する面の表面被膜除去とし、真空もしく
は不活性ガス雰囲気中で所定の温度に加熱した接触面に
振幅摺動もしくは圧縮振動荷重を与えて３表面被膜破壊
もしくはミクロ的クリープ破壊を増加し新生面を生成さ
せると共に、振幅摺動もしくは圧縮振動荷重で界面が相
互に馴染み合ってミクロ的密着を容易にする。
加工を不要として加工コスト低減を図るものである。す
なわち１本発明では接合工程を２つに分け、第１工程は
被加工物の接合する面の表面被膜除去とし、真空もしく
は不活性ガス雰囲気中で所定の温度に加熱した接触面に
振幅摺動もしくは圧縮振動荷重を与えて３表面被膜破壊
もしくはミクロ的クリープ破壊を増加し新生面を生成さ
せると共に、振幅摺動もしくは圧縮振動荷重で界面が相
互に馴染み合ってミクロ的密着を容易にする。
第２工程は加圧接合で、前工程で生成した新生面同志を
加圧すると短時間に原子の熱拡散が起り接合が促進され
る。
加圧すると短時間に原子の熱拡散が起り接合が促進され
る。
［実施例］
以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
第１図は本発明の原理説明図で、接合する被加工物１と
被加工物２とは真空もしくは不活性ガス雰囲気中でそれ
ぞれ対応した被加工物ホルダー６゜８に支持されて接合
する面を接触して配置され。
被加工物２とは真空もしくは不活性ガス雰囲気中でそれ
ぞれ対応した被加工物ホルダー６゜８に支持されて接合
する面を接触して配置され。
この被加工物１と被加工物２の接触面近傍には高周波加
熱コイル３が設けられて所定の温度に加熱される。前記
被加工物ホルダー６．８はそれぞれ対応した垂直軸受７
．水平軸受９に取付けられ。
熱コイル３が設けられて所定の温度に加熱される。前記
被加工物ホルダー６．８はそれぞれ対応した垂直軸受７
．水平軸受９に取付けられ。
この被加工物ホルダー８には水平アクチエータ５が取付
けられ、この水平アクチエータ５で被加工物２に水平方
向の圧縮荷重もしくは圧縮振動荷重が加えられる。前記
被加工物ホルダー６には垂直アクチエ ータ４が取付けられ、この垂直アクチエータ４を所定の
振幅で振動させると被加工物１と被加工物２との接触面
は相互に振動状滑りの振幅摺動を生じ表面被膜を破壊す
る。
けられ、この水平アクチエータ５で被加工物２に水平方
向の圧縮荷重もしくは圧縮振動荷重が加えられる。前記
被加工物ホルダー６には垂直アクチエ ータ４が取付けられ、この垂直アクチエータ４を所定の
振幅で振動させると被加工物１と被加工物２との接触面
は相互に振動状滑りの振幅摺動を生じ表面被膜を破壊す
る。
また、水平アクチエータ５を所定の圧縮荷重で振動させ
ると被加工物１と被加工物２との接触界面は圧縮振動荷
重を受はミクロ的なりリープ疲労で密着接合する。
ると被加工物１と被加工物２との接触界面は圧縮振動荷
重を受はミクロ的なりリープ疲労で密着接合する。
尚、圧縮振動荷重は被加工物１と被加工物２との接触界
面に圧縮荷重を加えながら、圧縮荷重の−強さを変える
ものである。
面に圧縮荷重を加えながら、圧縮荷重の−強さを変える
ものである。
即ち、真空もしくは不活性ガス雰囲気中で被加工物１と
被加工物２の接合する面を接触させて被加工物ホルダー
６．８に保持して垂直軸受７．水平軸受９に取付け、こ
の被加工物１と被加工物２の接触面を加熱コイル３で所
定の温度に加熱する。
被加工物２の接合する面を接触させて被加工物ホルダー
６．８に保持して垂直軸受７．水平軸受９に取付け、こ
の被加工物１と被加工物２の接触面を加熱コイル３で所
定の温度に加熱する。
この被加工物１と被加工物２の接触面に水平アクチエー
タ５で例えばＩ Ｄ ／ ｍ ２以下等の圧縮荷重を加
えながら垂直アクチエータ４で接触面相互に超音波未満
の周波数例えば１０００Ｈｚ以下等で０．１〜１０ａｍ
の振幅摺動を与えた後、垂直アクチエータ４の振幅摺動
を停め前記被加工物１と被加工物２の接触面に水平アク
チエータ５で所定の圧縮荷重を加えて拡散接合する。尚
、垂直アクチエータ４で被加工物１と被加工物２の接触
面相互に振幅摺動を与える場合、直線状に往復運動させ
て直線状に振幅摺動してもよいし、また円弧状に往復運
動させて円弧状に振幅摺動してもよい。
タ５で例えばＩ Ｄ ／ ｍ ２以下等の圧縮荷重を加
えながら垂直アクチエータ４で接触面相互に超音波未満
の周波数例えば１０００Ｈｚ以下等で０．１〜１０ａｍ
の振幅摺動を与えた後、垂直アクチエータ４の振幅摺動
を停め前記被加工物１と被加工物２の接触面に水平アク
チエータ５で所定の圧縮荷重を加えて拡散接合する。尚
、垂直アクチエータ４で被加工物１と被加工物２の接触
面相互に振幅摺動を与える場合、直線状に往復運動させ
て直線状に振幅摺動してもよいし、また円弧状に往復運
動させて円弧状に振幅摺動してもよい。
又、真空もしくは不活性ガス雰囲気中で被加工物１と被
加工物２の接合する面を接触させて所定の温度に加熱し
、この接触面に水平アクチエータ５で例えば５ Ｋｆｌ
／ ｕ ２以下等の圧縮振動荷重を加えて拡散接合し
てもよい。
加工物２の接合する面を接触させて所定の温度に加熱し
、この接触面に水平アクチエータ５で例えば５ Ｋｆｌ
／ ｕ ２以下等の圧縮振動荷重を加えて拡散接合し
てもよい。
更に、真空もしくは不活性ガス雰囲気中で被加工物１と
被加工物２の接合する面を接触させて所定の温度に加熱
し、この接触面に水平アクチエータ５で例えば５に！ｇ
／ｌｌ１１２以下等の圧縮振以下型を加えた後、水平ア
クチエータ５の圧縮振動荷重を停め前記被加工物１と被
加工物２の接触面に水平アクチエータ５で所定の圧縮荷
重を加えて拡散接合してもよい。
被加工物２の接合する面を接触させて所定の温度に加熱
し、この接触面に水平アクチエータ５で例えば５に！ｇ
／ｌｌ１１２以下等の圧縮振以下型を加えた後、水平ア
クチエータ５の圧縮振動荷重を停め前記被加工物１と被
加工物２の接触面に水平アクチエータ５で所定の圧縮荷
重を加えて拡散接合してもよい。
第２図は本発明を具体化した装置の一例で、接合する被
加工物２３．被加工物２４はそれぞれ対応した被加工物
ホルダー２５．被加工物ホルダー２６により保持されて
垂直軸受１９．水平軸受２０に取付けられ、チャンバー
１８内に被加工物２３と被加工物２４の接合する面を接
触するよう配置してセットされる。前記チャンバー１８
内は雰囲気調整器１１で真空もしくは不活性ガス雰囲気
に保たれる。
加工物２３．被加工物２４はそれぞれ対応した被加工物
ホルダー２５．被加工物ホルダー２６により保持されて
垂直軸受１９．水平軸受２０に取付けられ、チャンバー
１８内に被加工物２３と被加工物２４の接合する面を接
触するよう配置してセットされる。前記チャンバー１８
内は雰囲気調整器１１で真空もしくは不活性ガス雰囲気
に保たれる。
前記被加工物２３と被加工物２４の接合する面は高周波
加熱機１２に接続された加熱コイル２２で加熱されると
共に、放射温度器２１で測温し温度制御器１３で所定温
度に保持される。
加熱機１２に接続された加熱コイル２２で加熱されると
共に、放射温度器２１で測温し温度制御器１３で所定温
度に保持される。
前記チャンバー１８には水平アクチエータ１６と垂直ア
クチエータ１７を設け、加振制御器１５で油圧発生器１
４に設けられたサーボ弁２７゜２８を電気制御して各ア
クチエータ１６，１７の動作を制御し、被加工物２３と
被加工物２４の接触面に圧縮荷重、もしくは振幅摺動、
もしくは圧縮振動荷重を与える。
クチエータ１７を設け、加振制御器１５で油圧発生器１
４に設けられたサーボ弁２７゜２８を電気制御して各ア
クチエータ１６，１７の動作を制御し、被加工物２３と
被加工物２４の接触面に圧縮荷重、もしくは振幅摺動、
もしくは圧縮振動荷重を与える。
尚、拡散接合過程の動作は第１図の原理説明図の様に、
水平アクチエータ１６もしくは垂直アクチエータ１７の
いずれかに振動を与えて被加工物２３と被加工物２４の
接触面に圧縮荷重、もしくは振幅摺動、もしくは圧縮振
動荷重を与えて、被加工物２３と被加工物２４の接触面
の密着を促進させて拡散接合するものである。
水平アクチエータ１６もしくは垂直アクチエータ１７の
いずれかに振動を与えて被加工物２３と被加工物２４の
接触面に圧縮荷重、もしくは振幅摺動、もしくは圧縮振
動荷重を与えて、被加工物２３と被加工物２４の接触面
の密着を促進させて拡散接合するものである。
［発明の効果］
以上述べたように本発明によれば、接触面を相互に振動
状に摺動させたり、もしくは圧縮振動荷重を加えること
で接合時間を大幅に短縮すると共に接合性能の改善を図
ることができた。又、接合面の加工コストを低減するこ
とができた。
状に摺動させたり、もしくは圧縮振動荷重を加えること
で接合時間を大幅に短縮すると共に接合性能の改善を図
ることができた。又、接合面の加工コストを低減するこ
とができた。
第１図は本発明の一実施例の原理を説明するための構成
説明図、第２図は本発明を具体化した装置の一例を示す
構成説明図である。 １．２．２３．２４・・・被加工物、３．２２・・・加
熱コイル、４．１７・・・垂直アクチエータ、５゜１６
・・・水平アクチエータ、６，８，２５．２６・・・被
加工物ホルダー、７．１９・・・垂直軸受、９゜２０・
・・水平軸受、１１・・・雰囲気調整器、１２・・・高
周波加熱機、１３・・・温度制御器、１４・・・油圧制
御器、１５・・・加振制御器、１８・・・チャンバー。 ２１・・・放射温度器。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図
説明図、第２図は本発明を具体化した装置の一例を示す
構成説明図である。 １．２．２３．２４・・・被加工物、３．２２・・・加
熱コイル、４．１７・・・垂直アクチエータ、５゜１６
・・・水平アクチエータ、６，８，２５．２６・・・被
加工物ホルダー、７．１９・・・垂直軸受、９゜２０・
・・水平軸受、１１・・・雰囲気調整器、１２・・・高
周波加熱機、１３・・・温度制御器、１４・・・油圧制
御器、１５・・・加振制御器、１８・・・チャンバー。 ２１・・・放射温度器。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図
Claims (4)
- （１）真空もしくは不活性ガス雰囲気中で被加工物の接
合する面を接触させて所定の温度に加熱し、この接触面
に圧縮荷重を加えながら接触面相互に超音波未満の周波
数で振幅摺動を与えた後、振幅摺動を停め前記被加工物
の接触面に所定の圧縮荷重を加えて接合することを特徴
とする拡散接合方法。 - （２）真空もしくは不活性ガス雰囲気中で被加工物の接
合する面を接触させて所定の温度に加熱し、この接触面
に圧縮振動荷重を加えて接合することを特徴とする拡散
接合方法。 - （３）真空もしくは不活性ガス雰囲気中で被加工物の接
合する面を接触させて所定の温度に加熱し、この接触面
に圧縮振動荷重を加えた後、圧縮振動荷重を停め前記被
加工物の接触面に所定の圧縮荷重を加えて接合すること
を特徴とする拡散接合方法。 - （４）内部が真空もしくは不活性ガス雰囲気にされた容
器と、この容器内に被加工物の接合する面を接触して配
置する装置と、この装置により配置された被加工物の接
触面に圧縮荷重、もしくは振幅摺動、もしくは圧縮振動
荷重を与える装置と、前記被加工物の接触する面を加熱
する装置とを具備することを特徴とする拡散接合装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22902988A JPH0275479A (ja) | 1988-09-13 | 1988-09-13 | 拡散接合方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22902988A JPH0275479A (ja) | 1988-09-13 | 1988-09-13 | 拡散接合方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0275479A true JPH0275479A (ja) | 1990-03-15 |
Family
ID=16885630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22902988A Pending JPH0275479A (ja) | 1988-09-13 | 1988-09-13 | 拡散接合方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0275479A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6732435B2 (en) * | 2001-05-22 | 2004-05-11 | Harmonic Drive Systems Inc. | Method of manufacturing a lightweight bearing |
| JP2008307605A (ja) * | 2007-06-15 | 2008-12-25 | Cyril Bath Co | 線形摩擦溶接装置及び方法 |
| WO2013039138A1 (ja) * | 2011-09-13 | 2013-03-21 | 矢崎総業株式会社 | 金属接続方法 |
-
1988
- 1988-09-13 JP JP22902988A patent/JPH0275479A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6732435B2 (en) * | 2001-05-22 | 2004-05-11 | Harmonic Drive Systems Inc. | Method of manufacturing a lightweight bearing |
| JP2008307605A (ja) * | 2007-06-15 | 2008-12-25 | Cyril Bath Co | 線形摩擦溶接装置及び方法 |
| WO2013039138A1 (ja) * | 2011-09-13 | 2013-03-21 | 矢崎総業株式会社 | 金属接続方法 |
| JP2013059788A (ja) * | 2011-09-13 | 2013-04-04 | Yazaki Corp | 金属接続方法 |
| CN103826789A (zh) * | 2011-09-13 | 2014-05-28 | 矢崎总业株式会社 | 金属连接方法 |
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