JPH028833B2 - - Google Patents
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- JPH028833B2 JPH028833B2 JP57024082A JP2408282A JPH028833B2 JP H028833 B2 JPH028833 B2 JP H028833B2 JP 57024082 A JP57024082 A JP 57024082A JP 2408282 A JP2408282 A JP 2408282A JP H028833 B2 JPH028833 B2 JP H028833B2
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- cemented carbide
- metal
- joining
- metal plate
- energy beam
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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
- B23K15/00—Electron-beam welding or cutting
- B23K15/0046—Welding
- B23K15/0093—Welding characterised by the properties of the materials to be welded
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は複数個の超硬合金部材を完全に接合し
て大型部品や複雑形状の超硬合金部材を製造する
方法に関する。
て大型部品や複雑形状の超硬合金部材を製造する
方法に関する。
超硬合金は高硬度、耐摩耗性が高く種々の工業
用途に利用されている。用途が広がるにつれて大
型部品や複雑な形状の部品の要求が高まつている
が、通常の粉末冶金技術のみではこの要求を満足
することができず、この場合は２個以上の超硬合
金を予め製作しておき、これを接合することが行
われている。しかしながらこの超硬合金の接合は
超硬合金の融点が高く硬度が高いために非常に困
難であり、一例として超硬合金同志の当接面を
1300〜1500℃の温度に加熱して圧力をかけて接合
面で相互拡散を行わせて接合する方法がある。し
かしこの場合、高温下で全体を加圧するため超硬
合金自体が変形したり、拡散不充分だつたりして
完全な接合を行うことが困難である。又大型の製
品を製作する場合には加圧装置が大型化する問題
があつた。
用途に利用されている。用途が広がるにつれて大
型部品や複雑な形状の部品の要求が高まつている
が、通常の粉末冶金技術のみではこの要求を満足
することができず、この場合は２個以上の超硬合
金を予め製作しておき、これを接合することが行
われている。しかしながらこの超硬合金の接合は
超硬合金の融点が高く硬度が高いために非常に困
難であり、一例として超硬合金同志の当接面を
1300〜1500℃の温度に加熱して圧力をかけて接合
面で相互拡散を行わせて接合する方法がある。し
かしこの場合、高温下で全体を加圧するため超硬
合金自体が変形したり、拡散不充分だつたりして
完全な接合を行うことが困難である。又大型の製
品を製作する場合には加圧装置が大型化する問題
があつた。
本発明者らはこの様な問題を解決し、前述の大
型化、複雑形状の要望に対応すべく鋭意研究を進
めた結果本発明の方法が極めて有効であることを
見出した。
型化、複雑形状の要望に対応すべく鋭意研究を進
めた結果本発明の方法が極めて有効であることを
見出した。
本発明の特徴は第１図に示す如く超硬合金部材
１と２の当接面１′，２′の間に金属薄板３を挿入
密着せしめ、この金属板に電子ビーム又はレーザ
ービームの如き高エネルギービームＡを照射して
溶融せしめることによつて溶接接合した後、真空
中あるいは不活性ガス中で1350゜〜1500℃の温度
に加熱して接合面に介在する金属を超硬合金中に
拡散させることである。又、本発明のもう一つの
方法は、上述の如く溶接接合した接合超硬合金部
材を作製したのち、熱間静水圧加圧装置（HIP）
の中で1000〜2000Kg／cm2の圧力下にて1350℃〜
1500℃の温度で拡散接合を行わしめて完全に一体
化した超硬合金部材を得る方法である。
１と２の当接面１′，２′の間に金属薄板３を挿入
密着せしめ、この金属板に電子ビーム又はレーザ
ービームの如き高エネルギービームＡを照射して
溶融せしめることによつて溶接接合した後、真空
中あるいは不活性ガス中で1350゜〜1500℃の温度
に加熱して接合面に介在する金属を超硬合金中に
拡散させることである。又、本発明のもう一つの
方法は、上述の如く溶接接合した接合超硬合金部
材を作製したのち、熱間静水圧加圧装置（HIP）
の中で1000〜2000Kg／cm2の圧力下にて1350℃〜
1500℃の温度で拡散接合を行わしめて完全に一体
化した超硬合金部材を得る方法である。
接合面に挿入する金属板は厚みが0.1〜１mmの
Ni，Co等の薄板を用いる。厚み0.1mm以下では接
合後の拡散が不充分であり、超硬合金が損傷さ
れ、１mm以上では拡散距離が長くなり接合部の硬
度、強度が超硬合金に較べて不充分である。
Ni，Co等の薄板を用いる。厚み0.1mm以下では接
合後の拡散が不充分であり、超硬合金が損傷さ
れ、１mm以上では拡散距離が長くなり接合部の硬
度、強度が超硬合金に較べて不充分である。
第２図は溶接接合後の加熱処理で起る拡散の状
況を説明するための接合部の模式断面図であり、
４はWC等の硬質相、５はCoなどの結合相であ
り、３が挿入金属板であり、加熱又は加圧加熱に
よつて超硬合金中のWC，Coが接合相へ、又接合
相のNiなどが超硬合金の結合相に相互に拡散す
る。温度1350℃〜1500℃の温度では超硬合金中に
液相が生成し、WCが結合金属であるCo相に溶解
しNi側に拡散し、同時に接合相のNiは超硬合金
中に拡散して接合相３は消減し、完全な接合体と
することができる。
況を説明するための接合部の模式断面図であり、
４はWC等の硬質相、５はCoなどの結合相であ
り、３が挿入金属板であり、加熱又は加圧加熱に
よつて超硬合金中のWC，Coが接合相へ、又接合
相のNiなどが超硬合金の結合相に相互に拡散す
る。温度1350℃〜1500℃の温度では超硬合金中に
液相が生成し、WCが結合金属であるCo相に溶解
しNi側に拡散し、同時に接合相のNiは超硬合金
中に拡散して接合相３は消減し、完全な接合体と
することができる。
本発明の方法で用いる高エネルギービームは電
子ビームあるいはレーザービームのようにビーム
径の細い方が望ましい。何故ならビームが接合部
に深く浸透して超硬合金本体を損傷することなく
接合することができる。
子ビームあるいはレーザービームのようにビーム
径の細い方が望ましい。何故ならビームが接合部
に深く浸透して超硬合金本体を損傷することなく
接合することができる。
又、高エネルギービームで溶接する場合、接合
相の全面を溶解する必要はなく当接面の外周部の
みを溶接しても良い。第３図はその一例を示すも
のであり、第３図の接合部断面において７は超硬
合金同志の当接面であり、外周部６が金属薄板を
挿入密着して電子ビーム等を照射溶融せしめて溶
接する溶接面である。このような状態で溶接し、
1400℃以上の温度で加熱することによつて、Co
WC及びNiが相互に拡散することによつて充分目
的をはたすことができる。
相の全面を溶解する必要はなく当接面の外周部の
みを溶接しても良い。第３図はその一例を示すも
のであり、第３図の接合部断面において７は超硬
合金同志の当接面であり、外周部６が金属薄板を
挿入密着して電子ビーム等を照射溶融せしめて溶
接する溶接面である。このような状態で溶接し、
1400℃以上の温度で加熱することによつて、Co
WC及びNiが相互に拡散することによつて充分目
的をはたすことができる。
溶接後の加熱は1320℃から1500℃の温度範囲が
望ましい。1320℃以下では十分な液相が生成せ
ず、しかも拡散が進みにくい。又1500℃以上では
超硬合金が変形したり、雰囲気中のガスを吸収し
たり浸炭したりして良好な超硬合金の性質を維持
することが困難である。
望ましい。1320℃以下では十分な液相が生成せ
ず、しかも拡散が進みにくい。又1500℃以上では
超硬合金が変形したり、雰囲気中のガスを吸収し
たり浸炭したりして良好な超硬合金の性質を維持
することが困難である。
次に実施例について説明する。
実施例 １
WC―20％Coの超硬合金リング（外径600φmm、
内径500mmφ、厚み30mm）の大型品を製作するに
当り、最終形状の４分割した形状（第４図９，
９′，９″，９）の超硬合金を製作した。その当
接面８，８′，８″，８を研摩した後、円環状に
組合せ、各当接面に0.5mmのCo薄板を挿入し、こ
れに150KV、30ｍＡの条件で電子ビームを照射
し、ビート深さ15mmで上下面溶接した。そのあと
真空中（10-3Torr）にて1450℃、１時間加熱を
行つた。得られた超硬合金は完全接合され強度は
溶接なしで製作したものと同じ強度が得られる。
内径500mmφ、厚み30mm）の大型品を製作するに
当り、最終形状の４分割した形状（第４図９，
９′，９″，９）の超硬合金を製作した。その当
接面８，８′，８″，８を研摩した後、円環状に
組合せ、各当接面に0.5mmのCo薄板を挿入し、こ
れに150KV、30ｍＡの条件で電子ビームを照射
し、ビート深さ15mmで上下面溶接した。そのあと
真空中（10-3Torr）にて1450℃、１時間加熱を
行つた。得られた超硬合金は完全接合され強度は
溶接なしで製作したものと同じ強度が得られる。
実施例 ２
第５図に示す如く、円柱状超硬合金部材１０と
短形板の超硬合金部材１１とを予め製作し、両者
の当接面を研摩した後、その当接面１２に0.2mm
厚のNi薄板を挿入密着せしめ、実施例１で示し
た電子ビームで当接面を溶接した。この接合部材
を、熱間静水圧プレスによつて1350℃、１時間
Arガス圧1000Kg／cm2の中で加圧加熱して相互拡
散せしめた。接合面は完全に一体化し、ブローホ
ール、キレツの全くない接合超硬合金部材が得ら
れた。
短形板の超硬合金部材１１とを予め製作し、両者
の当接面を研摩した後、その当接面１２に0.2mm
厚のNi薄板を挿入密着せしめ、実施例１で示し
た電子ビームで当接面を溶接した。この接合部材
を、熱間静水圧プレスによつて1350℃、１時間
Arガス圧1000Kg／cm2の中で加圧加熱して相互拡
散せしめた。接合面は完全に一体化し、ブローホ
ール、キレツの全くない接合超硬合金部材が得ら
れた。
第１図は本発明の方法の原理を説明するための
断面図、第２図は接合部の拡大断面図、第３図は
本発明の他の実施例を示す接合部の断面図、第４
図、第５図は本発明の方法による異形状の超硬合
金の実施例を示す上面と断面図である。 １，２，９，１０，１１；超硬合金部材、３；
金属薄板、４；硬質相、５；結合相、６；溶接
面、１′，２′，７，８′，１２；接合面。
断面図、第２図は接合部の拡大断面図、第３図は
本発明の他の実施例を示す接合部の断面図、第４
図、第５図は本発明の方法による異形状の超硬合
金の実施例を示す上面と断面図である。 １，２，９，１０，１１；超硬合金部材、３；
金属薄板、４；硬質相、５；結合相、６；溶接
面、１′，２′，７，８′，１２；接合面。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 複数個の超硬合金部材の当接面に金属薄板を
挿入密着せしめ、該金属板に高エネルギービーム
を照射して該金属板を溶融せしめ、超硬合金の液
相生成温度（1320℃）以上に加熱して、該金属板
の金属相と超硬合金との間に相互拡散させ、しか
るのちに凝固せしめる事を特徴とする超硬合金の
接合方法。 ２ 複数個の超硬合金部材の当接面に金属板を挿
入密着せしめ、該金属板に高エネルギービームを
照射して該挿入金属板を溶解凝固させて予備的に
接合し、この接合超硬合金部材を超硬合金の液相
生成温度（1320℃）以上にて熱間静水圧装置で加
圧下で加熱して接合部金属と超硬合金との間に相
互拡散させることを特徴とする超硬合金の接合方
法。 ３ 特許請求の範囲第１項，第２項において、高
エネルギービームが電子ビーム又はレーザービー
ムであることを特徴とする超硬合金の接合方法。 ４ 特許請求の範囲第１項，第２項において、当
接面に挿入する金属板の厚みが0.1〜１mmである
ことを特徴とする超硬合金の接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57024082A JPS58141880A (ja) | 1982-02-16 | 1982-02-16 | 超硬合金の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57024082A JPS58141880A (ja) | 1982-02-16 | 1982-02-16 | 超硬合金の接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58141880A JPS58141880A (ja) | 1983-08-23 |
| JPH028833B2 true JPH028833B2 (ja) | 1990-02-27 |
Family
ID=12128481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57024082A Granted JPS58141880A (ja) | 1982-02-16 | 1982-02-16 | 超硬合金の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58141880A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009117882A1 (en) * | 2008-03-27 | 2009-10-01 | Hong Kong Applied Science and Technology Research Institute Co. Ltd | Pulse-laser bonding method for through-silicon-via based stacking of electronic components |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE271426T1 (de) * | 1986-11-07 | 1989-01-05 | United Technologies Corp., Hartford, Conn. | Verfahren zur herstellung eines multimetallischen gegenstandes. |
| JP2007268647A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Mitsubishi Materials Kobe Tools Corp | エンドミル |
| JP5096872B2 (ja) * | 2006-10-31 | 2012-12-12 | 日本タングステン株式会社 | 塗布工具用先端部材とそれを具備する塗布工具 |
| JP5471380B2 (ja) * | 2009-12-04 | 2014-04-16 | 新日鐵住金株式会社 | 洋上風力発電塔用大型溶接鋼管の高能率製造方法 |
| JP5930505B2 (ja) * | 2012-02-13 | 2016-06-08 | 国立大学法人豊橋技術科学大学 | 超硬合金の拡散接合方法 |
| JP5804380B2 (ja) * | 2012-03-06 | 2015-11-04 | 三菱マテリアル株式会社 | 超高圧焼結体製切削工具 |
| CN103273205B (zh) * | 2013-04-24 | 2015-08-19 | 哈尔滨工业大学 | 一种电子束复合瞬时液相扩散连接gh4169高温合金的方法 |
-
1982
- 1982-02-16 JP JP57024082A patent/JPS58141880A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009117882A1 (en) * | 2008-03-27 | 2009-10-01 | Hong Kong Applied Science and Technology Research Institute Co. Ltd | Pulse-laser bonding method for through-silicon-via based stacking of electronic components |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58141880A (ja) | 1983-08-23 |
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