JPH0371390B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は耐熱、耐摩耗及び断熱などの目的で構
造物又は部材の一部に用いられるセラミツクスを
金属へ取付けるための方法に関する。

一般に、セラミツクスと金属との接合は困難で
ある。特に、溶接によつて接合することは不可能
である。したがつて、従来、金属とセラミツクス
との接合は、セラミツクスの表面に特殊な金属を
蒸着しこれと金属とろう付する方法、特殊な金属
を介して拡散接合を行う方法、セラミツクスを鋳
ぐるむ方法、及びボルトやスタツドなどにより機
械的に取付ける方法などが検討されている。しか
しながら、ろう付方法や拡散接合方法などは、一
般にセラミツクスが高温で使用されているため、
セラミツクスと金属との熱膨脹差に起因する応力
の発生によつて使用中に剥離を生じたり、セラミ
ツクスに割れが発生するなど、問題点が多い。一
方、ボルトやスタツドなどによる機械的な取付方
法は、取付部材や構造物の形状・寸法による制約
を受けやすいなど、いずれの方法も一長一短があ
り、実用的でない。

したがつて、金属へのセラミツクスの取付方法
の非常にむずかしい点がセラミツクスの利用を阻
害していることが多い。

本発明は、先きにのべたように部材の一部とし
てセラミツクスを積極的に利用するため、従来に
ない手法により金属へセラミツクスを取付ける簡
便で確実な方法を提供するものである。すなわ
ち、本発明は、金属へセラミツクスを取付けるに
あたり、金属と接触するセラミツクスの表面に凹
みを設け、該凹み部分に上記金属より低融点の金
属ろう材を配置したのち、上記金属と上記セラミ
ツクスを所定の形状に取り付け、上記金属とセラ
ミツクスとろう材とを該ろう材が溶融する温度以
上に加熱することを特徴とするセラミツクスの取
付方法である。本発明によれば、セラミツクス表
面の凹みに装着された低融点の金属のろう材が所
定の温度に加熱されることにより溶融して金属部
材へ接合し、いわば金属部材の一部がセラミツク
スの凹みへ突出した形状となるため、金属部材か
らのセラミツクスの離脱が防止されることにな
る。

以下に、本発明の具体的実施例をのべる。

第１図は、本発明の第１実施例を示すもので、
円筒形の金属部材１の内面に円筒形のセラミツク
ス２を取付ける方法を示す。セラミツクス２の外
表面に加工された複数個の凹み２ａに、低融点金
属、例えばろう材３を装着したのち円筒形のセラ
ミツクス２を第１図のように円筒形の金属部材１
の内面に装着し、所定の温度に加熱、冷却すれ
ば、ろう材３が溶融、凝固し、ろう材３と金属部
材１は金属接合を生じ、かつ、凝固したろう材３
がセラミツクスの凹み２ａ内に突出した形状とな
るので、両部材１及び２の離脱は防止される。

第２図は、本発明の第２実施例を示すもので、
平板の金属部材２１に、リング状のセラミツクス
２２を取付ける方法を示す。２２ａはセラミツク
ス２２の内外側面に設けられた溝状の凹みで、こ
れにろう材（低融点金属）２３を装着したのち、
第２図のように、所定の位置に装着される。その
後全体を加熱・冷却することによつて、ろう材２
３を溶融、かつ凝固させ、第１実施例でのべた作
用効果により、金属部材２１とセラミツクス２２
との離脱を防止するものである。

第３図は、本発明の第３実施例を示すもので、
平板の金属部材３１に、平板のセラミツクス３２
を重ね合せ、両者を取付ける方法を示す。この場
合は、セラミツクス３２の厚さ方向に貫通し、表
面へ開口した複数個のテーパ穴３２ａを設け、こ
の穴の底部にろう材３３を装着し、前記と同様の
加熱・冷却を行つて両部材３１及び３２の離脱を
防止するもので３４はテーパ穴３２ａを覆うため
の栓である。

第４図は、本発明の第４実施例を示すもので、
金属管４１とセラミツクス管４２をスリーブ４４
を介して取付ける場合を示したものである。この
場合も、セラミツクス管４２の一端で、スリーブ
４４に挿入される部分の外表面に１個又は複数個
の溝４２ａを設け、その溝４２ａに、ろう材４３
を配置したのち、第４図に示すように組立てられ
る。その後、上記取合部をろう材４３の溶融点以
上の温度に加熱し、スリーブ４４とろう材４３を
接合させ、セラミツクス管４２の離脱を防止す
る。金属管４１とスリーブ４４の接合は金属同士
の接合なので、通常の溶接やろう付で接合させる
ことになる。

以上、本発明の代表的な実施例についてのべた
が、このほかにも金属部材とセラミツクス部材の
取合いに応じて本発明を利用範囲は広い。

本発明は、前にのべたようにセラミツクス部材
とろう材とは直接的に接合されるわけではない。
したがつて、両部材の熱膨脹差によつて取付完了
後に常温で使用する場合には両部材間に若干のす
き間が生じることになるので、両部材間の気密維
持が必要な場合には本発明の利用は好ましくな
い。

しかしながら、両部材間を若干のすき間が生じ
ることは高温で使用される場合の熱応力によるセ
ラミツクスの割れ防止の面に却つて好都合であ
る。しかも、使用条件によつては両部材が必ずし
も完全に接合されている必要はない場合もあり、
本発明は使用条件にある程度の制約はあるものの
その利用範囲は広いものである。例えば、石炭焚
ボイラーなどに用いられる耐摩耗バーナチツプの
噴孔、耐摩耗整流板、微粉炭の搬送用配管の一部
や、高温での耐摩耗、耐食性が要求される内燃機
関のシリンダライナ、ピストン冠、給排気弁の一
部などに効果的に利用される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例で、同筒形の金属
とセラミツクスの嵌合を示す断面図、第２図は本
発明の第２実施例で、平板の金属とリング状のセ
ラミツクの嵌合を示す断面図、第３図は本発明の
第３実施例で、金属部材とセラミツクス部材の二
重構成を示す断面図、第４図は本発明の第４実施
例で、金属管とセラミツクス管をスリーブを介し
て嵌合することを示す断面図である。 １……金属管、２……セラミツクス管、２ａ…
…セラミツクス管の外表面に設けられた溝状凹
み、３……ろう材（低融点金属）、２１……金属
板、２２……セラミツクスの内外面に設けられた
溝状の凹み、２３……ろう材、３１……金属板、
３２……セラミツクス板、３２ａ……セラミツク
ス板に設けられ外面へ開口したテーパ穴、３３…
…ろう材、３４……栓、４１……金属管、４２…
…セラミツクス管、４２ａ……セラミツクス管の
外表面に設けられた溝状の凹み、４３……ろう
材、４４……スリーブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金属へセラミツクスを取付けるにあたり、金
   属と接触するセラミツクスの表面に凹みを設け、
   該凹みの部分に上記金属より低融点の金属のろう
   材を配置したのち、上記金属と上記セラミツクス
   を所定の形状に取り付け、上記金属とセラミツク
   スとろう材とを該ろう材が溶融する温度以上に加
   熱することを特徴とするセラミツクスの取付方
   法。