JPH0375280A - セラミック部材と金属部材の接合構造 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はセラミック部材と金属部材の接合構造に関す
るものである。

従来の技術 高温にさらされる部材又は装置の一部を耐熱性のセラミ
ック部材で構成する際に、セラミック部材と金属部材の
接合が通常的に行われる。

セラミック部材と金属部材の接合方法としては、焼きば
め、メタライズなどが用いられる。また接着剤を使用す
る方法もある。

発明が解決しようとする問題点 いずれの方法によってもセラミック部材と金属部材を十
分良好に接合することができず、シール性、耐荷重性、
耐熱性等の点で欠陥が生じてしまう。

発明の目的 この発明は前述の従来技術の問題点に鑑み、セラミック
部材と金属部材を強固に接合でき、しかもシール性、耐
荷重性、耐熱性等の点で優れたセラミック部材と金属部
材の接合構造を提供することを目的としている。

発明の要旨 前述の目的を達成するために、この発明は請求項１に記
載のセラミック部材と金属部材の接合構造を要旨として
いる。

問題点を解決するための手段 本発明のセラミック部材と金属部材の接合構造は、セラ
ミック部材と、第１金属部材と、第１金属部材よりも硬
度が小さい第２金属部材と、を焼きばめしたことを特徴
とする。

本発明のセラミック部材と金属部材の接合構造は、以下
のようにして製造する。すなわち、セラミック部材と第
１金属部材を焼きばめする構成にし、セラミック部材と
金属部材を焼きばめした時にその接合部の一部に所定の
隙間が形成されるようにしておき、その隙間に第１金属
部材より硬度が小さい第２金属部材を焼きばめし、第２
金属部材を押圧してセラミック部材と第１金属部材の結
合をより強固にする。

セラミック部材と第１金属部材の少なくとも一方に溝を
設け、その溝がセラミック部材と第１金属部材の接合部
に設けた隙間に連絡していて、第２金属部材を焼きばめ
して第２金属部材を押圧した時に第２金属部材が変形し
て溝の中に入り込むようにすることが望ましい。このよ
うにすると結合をさらに強固にすることができる。

また、セラミック部材と第１金属部材の接合部に設ける
隙間をリング状の形状にして、その隙間に焼きばめする
第２金属部材もリンツク部材と第１金属部材の少なくと
も一方に設ける溝も環状にすることが好ましい。このよ
うにするとさらに結合を強固にすることができる。

セラミック部材と第１金属部材の接合部に設ける隙間の
実質面積は、接合部に隙間を設けないと仮定した場合の
接合部全面積の１７２以下にすることが望ましい。隙間
領域が１／２を超えると安全性、耐荷重性の点で、十分
な結合が得られない。

また第２金属部材は第１金属部材より硬度の小さいもの
であれば何でもよいが、第１金属部材がステンレスや耐
摩耗鋼の場合、第２金属部材としてはＣｕやＡＩ等が適
切である。

作　　用 セラミック部材と第１金属部材の間に第１金属部材より
も硬度の小さい第２金属部材を焼きばめすることによっ
て、強固な接合構造が得られる。

実　　施　　例 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第４〜９図はセラミック部材と金属部材の接合構造を製
造するための工程図である。この実施例ではセラミック
丸棒４１にステンレスリング（第１金属部材）４２を接
合する手順を説明する。

セラミック棒４１は全体的に棒状でその端部の接合部に
は円環状に溝４１ａが設けである。セラミック棒はＳｉ
Ｃセラミックスで構成しである。

ステンレスリング４２は全体的にリング状である。ステ
ンレスリングの内壁４２ａの下部は、やや径が大きい内
壁４２ｂになっていて、そこには円環状に溝４２ｃが形
成しである。

第４図のように、約２００℃に加熱したステンレスリン
グ４２をセラミック棒４１に焼きばめする。

焼きばめすることにより、第５図に示すようにセラミッ
ク棒４１とステンレスリング４２の間には隙間４４が形
成される。この隙間４４の幅ａは接合部の全体的な幅（
接線長さ）Ａの１／２以下にするｇつまり、隙間４４の
セラミック棒への実質投影面積は接合部の全体的面積の
１／２以下にする。隙間４４と溝４１ａ、４２ｃはつな
がっている。

第６図に示すように、隙間４４に金属リング（第２金属
部材）４３ａを焼きばめする。

なお金属リング４３ａはステンレスリング４２よりもや
わらかい銅等で構成する。

第７図に示すようにカウンタパンチ（加工用支持具）４
５とパンチ（加工用リング）４６を用いて、金属リング
４３を押圧する。パンチ４６の先端部はリング状になっ
ていて、金属リング４３のみを押圧できるようになって
いる。

パンチ４６による加圧（例えば１００　ｋｇ　ｆ／ｍｍ
２）によって第８図に示すように金属リング４３は変形
して、溝４１ａ及び４２ｃの中に流れ込む。この工程に
よってステンレスリング４２がセラミック棒４１に強固
に接合される。

第９図はパンチ４６とカウンタパンチ−４５を取り除い
たところを示している。接合端部には空間４８が形成さ
れるが、この空間に銅等の金属部材を焼きばめして空間
を閉鎖してもよい。

次に第１〜３図を参照して本発明の他の実施例を説明す
る。

第１図はセラミックス製のラジアントチューブに金属フ
ランジを接合した断面図である。

接合部には金属フランジ１２よりも硬度が小さい金属部
材１３が焼きばめによって挿入され、さらに前述した実
施例と同様にして押圧されている。この場合、金属部材
１３の幅をやや大きめに形成し、必要によってはガイド
を用いてパンチで押圧する。抑圧後に金属部材１３の端
面が金属フランジ１２端面とつら位置にくるようにしで
ある。また、この例では金属フランジ１２にのみ溝が設
けである。

ラジアントチューブは使用時に例えば先端が工０００℃
、中間部が６００℃、終端部が２００℃になる。

第２図はセラミックス製の熱交換器伝熱管２１の両端に
金属部材２３を用いて金属フランジ２２を接合した断面
図である。この実施例では伝熱管２１とフランジ２２に
形成した溝の位置がずれている。この熱交換器伝熱管は
例えば中央部が１４００℃、フランジ部が６００℃の温
度で使用される。

第３図はセラミックス製のバーナノズル３１に金属製の
バーナ本体３２を接合したところを示している。バーナ
ノズル３１とバーナ本体の間には同様にして金属部材３
３が配置しである。

なお本発明のセラミック部材と金属部材の接合構造は前
述の実施例に限定されない。例えばセラミック部材及び
／又は金属部材に設ける溝は環状である必要はなく、不
連続な形状であってもよい。セラミック部材と第１金属
部材の間に設ける所定の隙間も同様である。

又、第２金属部材も必ずしも環状である必要はない。さ
らに本発明は棒や円筒材に、限らず角材等にも適用でき
る。また、本発明はローラ、シャフト、炉用のブツシャ
等の治具、耐磨耗装置の内張り等様々な部材、装置に適
用可能である。

さらに、セラミック部材の接合部分に蒸着等によって金
属薄膜をコーティングし、そこに同様の方法で第１、第
２金属部材を接合してもよい。

発明の効果 本発明によれば、セラミック部材と金属部材の強固な接
合構造が得られる。特に、第２金属部材をリング状にす
ることによって優れたシール性、耐荷重性、耐振動性を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明構造の実施例であるラジアントチュ
ーブ、熱交換器伝熱管、バーナノズルを示す断面図、第
４〜９図は本発明構造を実施するための一部断面をとっ
た工程図である。 １１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ラジ
アントチューブ１２．２２・・・・・・・・・・・・金
属フランジ１３．２３．３３・・・金属部材 ２１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・熱交
換器伝熱管３１・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・バーナノズル３２・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・バーナ本体４１・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・セラミック棒４２・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・ステンレスリング４１ａ
、４２ａ・・・・・・溝 ４３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・金属
リング４４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
隙　間５ ６ ｉ ｇ・ カウンタパンチ パンチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. セラミック部材と、第１金属部材と、第１金属部材より
   も硬度が小さい第２金属部材とを焼きばめしたことを特
   徴とするセラミック部材と金属部材の接合構造。