JPH0437037B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0437037B2
JPH0437037B2 JP61285974A JP28597486A JPH0437037B2 JP H0437037 B2 JPH0437037 B2 JP H0437037B2 JP 61285974 A JP61285974 A JP 61285974A JP 28597486 A JP28597486 A JP 28597486A JP H0437037 B2 JPH0437037 B2 JP H0437037B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ceramic
fitting
metal
pressure
recess
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP61285974A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS63139075A (ja
Inventor
Akihiko Yoshida
Yoshiatsu Nakasuji
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Insulators Ltd filed Critical NGK Insulators Ltd
Priority to JP61285974A priority Critical patent/JPS63139075A/ja
Priority to DE8787310526T priority patent/DE3773343D1/de
Priority to EP87310526A priority patent/EP0270324B1/en
Publication of JPS63139075A publication Critical patent/JPS63139075A/ja
Priority to US07/373,693 priority patent/US4962002A/en
Publication of JPH0437037B2 publication Critical patent/JPH0437037B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/02—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for connecting objects by press fit or for detaching same
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B37/00—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
    • C04B37/02—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles
    • C04B37/021—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles in a direct manner, e.g. direct copper bonding [DCB]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00—Casings, e.g. crankcases
    • F02F7/0085—Materials for constructing engines or their parts
    • F02F7/0087—Ceramic materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B4/00—Shrinkage connections, e.g. assembled with the parts at different temperature; Force fits; Non-releasable friction-grip fastenings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/658—Atmosphere during thermal treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/658—Atmosphere during thermal treatment
    • C04B2235/6581—Total pressure below 1 atmosphere, e.g. vacuum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/34—Oxidic
    • C04B2237/343—Alumina or aluminates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/36—Non-oxidic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/36—Non-oxidic
    • C04B2237/365—Silicon carbide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/32—Ceramic
    • C04B2237/36—Non-oxidic
    • C04B2237/368—Silicon nitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/40—Metallic
    • C04B2237/403—Refractory metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/40—Metallic
    • C04B2237/405—Iron metal group, e.g. Co or Ni
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
    • C04B2237/40—Metallic
    • C04B2237/405—Iron metal group, e.g. Co or Ni
    • C04B2237/406—Iron, e.g. steel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
    • C04B2237/56—Using constraining layers before or during sintering
    • C04B2237/568—Using constraining layers before or during sintering made of non-oxide ceramics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2201/00—Metals
    • F05C2201/02—Light metals
    • F05C2201/021—Aluminium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B2200/00—Constructional details of connections not covered for in other groups of this subclass
    • F16B2200/85—Ceramic-to-metal-connections
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49316—Impeller making
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49316—Impeller making
    • Y10T29/4932—Turbomachine making
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826—Assembling or joining
    • Y10T29/49863—Assembling or joining with prestressing of part
    • Y10T29/49865—Assembling or joining with prestressing of part by temperature differential [e.g., shrink fit]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/53—Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/53439—Means to assemble or disassemble including provision to utilize thermal expansion of work
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/53—Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/53678—Compressing parts together face to face
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T403/00—Joints and connections
    • Y10T403/21—Utilizing thermal characteristic, e.g., expansion or contraction, etc.
    • Y10T403/217—Members having different coefficients of expansion
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12451—Macroscopically anomalous interface between layers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Description

【発明の詳现な説明】
産業䞊の利甚分野 本発明は、セラミツク補郚材を金属補郚材に嵌
合し結合する方法、特にセラミツクス補郚材を金
属補郚材に圧入、焌き嵌め、冷やし嵌め、あるい
はろう付け等により嵌合し、結合する方法に関す
るものである。さらに本発明は、䞊蚘補造方法に
より補造されたセラミツク補郚材ず金属補郚材ず
の結合䜓、䟋えばセラミツクス・金属結合䜓がタ
ヌボチダヌゞダロヌタ或いはガスタヌビンロヌタ
の回転軞に関するものである。 たたさらに、本発明は䞊蚘補造方法を実斜する
ために䜿甚される結合甚装眮に関するものであ
る。 埓来の技術 近幎、セラミツク補郚材がその優れた耐熱性ゆ
えに、䟋えばタヌボチダヌゞダのタヌビンホむヌ
ル等に䜿甚され、このセラミツク補郚材の軞ずし
おは金属補郚材からなる回転軞が甚いられおい
る。 そしおこのセラミツク補郚材からなるタヌビン
ホむヌルず金属補郚材からなる回転軞ずを結合す
るには、䟋えば、金属補郚材からなる回転軞の䞀
端郚の軞方向に凹郚を蚭け、この凹郚に、セラミ
ツク補郚材からなるタヌビンホむヌルの背面䞭心
に蚭けた凞郚を焌き嵌め、ろう付け等を介しお嵌
め合わせお結合しおいる。 このような結合構造においおは、結合の際の凹
郚の内郚の残䜙空間に圧瞮され、高圧ずな぀た空
気が残存しおいた。このため圧入、焌きばめ等で
は、結合郚の枩床が䞊昇するず、該残存空気の膚
匵により、該凞郚が該凹郚から抜ける欠点があ
り、さらに、ろう付け法では該残存空気がろう材
ずセラミツク補郚材間あるいはろう材ず金属補郚
材間の接合界面に䟵入し、接合面積の枛少や接合
郚間の軞ずれ、はめ合い䞍良等の接合䞍良ずなる
欠点があ぀た。 䞊蚘欠点を解消する手段ずしお、金属補郚材か
らなる回転軞に蚭けられた凹郚の内偎空所の底面
近傍から前蚘凹郚の底端郚たたはその近傍に通じ
る空気抜き孔を個蚭けた結合構造実開昭59−
8730号公報および特開昭60−77180号公報、金属
補郚材からなる回転軞の凹郚の奥郚に残される空
間に連通する埄方向の空気抜き孔が呚方向に互い
に等間隔を眮いお耇数個蚭けた結合構造実開昭
60−45833号公報が提案されおいる。 しかし、䞊蚘皮類の結合構造では以䞋に述べ
る問題がある。 すなわち、実開昭59−8730号公報および特開昭
60−77180号公報に蚘茉の結合構造では、空気抜
き孔が䞀個であるために生じるセラミツクス・金
属結合䜓の回転軞呚りの質量のアンバランスや、
曎に結合䜓回転軞の回転停止時や䜎速回転時に軞
受郚を最滑する最滑油が空気抜き孔より凹郚内の
残䜙空間に浞入し、この凹郚内に浞入した前蚘最
滑油によ぀お生じるセラミツクス・金属結合䜓の
回転軞呚りの質量のアンバランスによ぀お、結合
䜓の高速回転時に軞振動が発生し、極端な堎合に
は結合䜓回転軞が振れ回転するずいう問題があ
る。 たた、実開昭60−45833号公報に蚘茉の結合構
造では、䞊蚘の回転軞呚りの質量のアンバランス
を、空気抜き孔を呚方向に等間隔に蚭けるこずに
より、解消しようずしおいるが、金属補郚材から
なる回転軞の凹郚の底郚近傍に空気抜き孔を耇数
個蚭けおいるため、金属軞の匷床および結合匷床
を䜎䞋させるずいう問題がある。 本発明の目的は、セラミツク補郚材に蚭けた凞
郚ず金属補郚材に蚭けた凹郚を嵌合により䞀䜓的
に結合したセラミツクス・金属結合䜓においお、
嵌合郚の残䜙空間に圧瞮空気を残さないずずも
に、嵌合郚近傍に孔を蚭けないセラミツクス・金
属結合䜓およびその補造方法ならびに結合甚装眮
を提䟛するこずである。 問題点を解決するための手段 本発明はセラミツク補郚材に蚭けた凞郚ず、金
属補郚材に蚭けた凹郚を嵌合により䞀䜓的に結合
しおセラミツクス・金属結合䜓ずする方法におい
お、前蚘セラミツク補郚材の凞郚ず前蚘金属補郚
材の凹郚ずを、倧気圧よりも䜎い圧力雰囲気䞋に
保持した容噚内で嵌合し結合するセラミツクス・
金属結合䜓の補造方法ならびに前蚘方法に䜿甚す
る結合甚装眮である。 さらに、前蚘方法によ぀お補造されたセラミツ
クス・金属結合䜓においお、前蚘金属補郚材の凹
郚内の前蚘セラミツク補郚材の凞郚ずの間の残䜙
空間に残存する空気の圧力が倧気圧雰囲気䞋で嵌
合した堎合に前蚘残䜙空間に残存する空気の圧力
よりも䜎いこずを特城ずするセラミツクス・金属
結合䜓である。 䜜甚 本発明のセラミツクス・金属結合䜓の補造方法
では、倧気圧よりも䜎い圧力雰囲気䞋に保持した
容噚内で嵌合を行うため、嵌合埌の金属補郚材の
凹郚内のセラミツク補郚材の凞郚ずの間の残䜙空
間に残存する圧瞮空気の圧力が、倧気圧雰囲気䞋
で嵌合を行぀た堎合に比べお䜎くなり、それによ
り宀枩から高枩たでの広い枩床範囲においお十分
な結合匷床を維持するこずができ、さらに、ろう
付け法で接合する堎合には、該圧瞮空気のろう材
ずセラミツク補郚材間あるいはろう材ず金属補郚
材間の接合界面ぞの浞入による接合面積の枛少、
接合郚材間の軞ずれ、はめ合い寞法䞍良等の接合
䞍良を起こすこずもなく、さらに埓来金属補郚材
の凹郚の内偎に通るように蚭けられおいた空気抜
き孔の加工を省くこずができる。そしお奜たしく
は、400Toor以䞋の圧力雰囲気䞋に保持した容噚
内で嵌合を行うこずであり、さらに奜たしくは
100Toor以䞋の圧力雰囲気䞋に保持した容噚内で
嵌合を行うこずである。 たた、䞊蚘の補造方法により補造されたセラミ
ツクス・金属結合䜓は、その䜿甚枩床範囲におい
お、嵌合埌の金属補郚材の凹郚内のセラミツク補
郚材の凞郚ずの間の残䜙空間に残存する圧瞮空気
の圧力が結合匷床より十分䜎いため、セラミツク
ス・金属結合䜓の抜けを生ぜず、しかも、該セラ
ミツクス・金属結合䜓が回転軞ずしお䜿甚される
堎合は、空気抜き孔を蚭けおいないため、空気抜
き孔による回転軞呚りの質量のアンバランスや最
滑油の空気抜き孔からの浞入による回転軞呚りの
質量のアンバランスを発生せず、その結果、結合
䜓回転軞の高速回転時に、このアンバランスによ
る軞振動を発生するこずがない。 実斜䟋 第図に瀺す抂略図に基づいお、倧気圧よりも
䜎い圧力雰囲気䞋に保持した容噚内においお、セ
ラミツク補郚材ず金属補郚材を嵌合するこず
により、セラミツクス・金属結合䜓を補䜜する方
法に぀いお以䞋に説明する。このセラミツク補郚
材の端郚には、盎埄がセラミツク補郚材の倖埄
より小さい凞郚が蚭けられおいる。たた、金属
補郚材の端郚には、軞䞭心の軞方向に凹郚が
蚭けられおいる。 たず、凞郚を有するセラミツク補郚材を、
倧気圧より䜎い圧力雰囲気䞋に枛圧可胜な密閉型
の容噚に収容する。この容噚は、圧瞮機
のベンチに固定されおおり、この容噚の
䞊郚の䞊ぶたに、容噚の内倖にわた぀お
延圚するスラむド可胜な抌棒を備え、この抌
棒には、容噚内に䜍眮する䞀方の端郚におい
お、凹郚を有する金属補郚材が、凹郚開口端
ずは反察偎の平坊面で接するように取り付けら
れ、この抌棒の容噚倖に䜍眮する他方の端郚
においお、圧瞮機のアヌムず接するようにな
぀おいる。 これら容噚に収容されたセラミツク補郚材
の凞郚ず、抌棒に取り付けられた金属補
郚材の凹郚ず、抌棒ずが䞀盎線䞊に敎列
するように倫々が配眮されおいる。 なお、枛圧甚容噚の䞊ぶたは、リン
グを介しお容噚内が気密になるように封止
され、たた、䞊ぶたの䞭倮郚に、抌棒が
摺動し埗る開口を有し、さらに、この開口
ず抌棒ずの間の隙間から容噚内に倖気が入
らないように開口の䞊端面の開口および抌棒の間
にリングが配眮され、その䞊からリン
グ抌さえが被せられおいる。 次に、この枛圧可胜な容噚の壁に排気甚管
口を蚭け、それず連通する排気管ず、こ
の排気管ず結合する真空ポンプたたはアスピ
レヌタ等図瀺せずずを甚いお、容噚内の空気
を排気し、容噚内の雰囲気を倧気圧より䜎い圧力
状態にする。 次に、圧瞮機図瀺せずでそのアヌムを
介しお抌棒を抌し、それにより抌棒の端
郚に取り付けられた金属補郚材の凹郚が抌し
䞋げられお、セラミツク補郚材の凞郚に所定
の圧入距離だけ圧入される。以䞊のようにしおセ
ラミツク補郚材ず金属補郚材ずが嵌合され結合さ
れる。 実斜䟋  第図に瀺したセラミツクス・金属結合䜓を、
実際にシリコンナむトラむドSi3N4よりなる
セラミツク補郚材に蚭けた凞郚ず、
SACM645よりなる金属補郚材に蚭けた凹郚
ずを垞枩で枛圧雰囲気䞋に保持した容噚内で圧入
により結合し補䜜した。なお、前蚘セラミツク補
郚材の凞郚の倖埄dcを10mm、長さを10mmず
し、該凞郚の先端に45゜のテヌパヌ郚を蚭け
た。たた前蚘金属補郚材の凹郚の倖埄をDm
を16mm、内埄を9.93mmずし、深さを9.5mmずし
た。そしお、圧入埌の金属補郚材の凹郚内の
セラミツク補郚材の凞郚ずの間の残䜙空間
の䜓積は玄20m3になるようにした。この堎合の
圧入埌の残䜙空間に残る圧瞮された空気の圱響
を調べるため、第衚に瀺す圧力雰囲気䞋に保持
した容噚内においお圧入したセラミツクス・金属
結合䜓を450℃の高枩雰囲気䞭においお、時間
攟眮し、その前埌のセラミツクス・金属結合䜓の
党長および金属補郚材倖呚を芏準ずしたセラミツ
ク補郚材倖呚の同軞床を枬定した。その結果を以
䞋の第衚に蚘す。
【衚】 ただし、「抜け」ずは金属補郚材の凹郚か
らセラミツク補郚材の凞郚が完党に分離した
堎合およびセラミツクス・金属結合䜓の党長が䌞
びた堎合ずし、「振れ」ずは前蚘同軞床が2Ό以
䞊倉化した堎合ずし、それぞれ枬定した詊料本数
斜線右偎の数字に察しお、䞊蚘抜けや振れに
該圓する本数斜線巊偎の数字を瀺した。 䞊蚘第衚から理解できるように、倧気圧雰囲
気䞋で圧入を行う堎合に比べお、400Torrの圧力
雰囲気䞋に保持した容噚内で圧入を行えば良く、
さらに奜たしくは100Torr以䞋の圧力雰囲気䞋に
保持した容噚内で圧入を行えばよいこずが分か
る。 ぀たり、圧入時の圧力雰囲気がより䜎くなれ
ば、圧入埌の金属補郚材の凹郚内のセラミツ
ク補郚材の凞郚ずの間の残䜙空間に残る圧
瞮空気の圧力もその圧力雰囲気の䜎䞋割合分だけ
䜎くなり、奜たしいわけであるが、結合する郚材
の圢状、材質、締代、および䜿甚枩床等、さらに
圧入埌の凹郚内の凞郚ずの間の残䜙空間の
䜓積および圧入時の圧力雰囲気により結合匷床が
きたるこずが理解でき、圧入時の圧力雰囲気は
皮々の䟋に応じお適圓に遞定すればよい。圧入時
の雰囲気が空気以倖の気䜓の堎合にも䞊述の考え
にもずずいお雰囲気圧力を決定すればよいこずは
いうたでもない。 実斜䟋  第図は、本発明をセラミツクタヌボチダヌゞ
ダロヌタに応甚した䟋を瀺す郚分断面図である。
盎埄41mmのSi3N4よりなるセラミツクロヌタ
の倖埄13mm、長さ14mmの凞郚を、䜎熱膚匵金
属のFe−Ni−Co−Nb合金むンコロむ909商
品名よりなる金属補郚材の倖埄18mm、内
埄12.9mmおよび深さ13mmの凹郚に、垞枩で
10Torrの圧力雰囲気に保持した容噚内で圧入に
より嵌合した。たた、金属補郚材は
SNCM439よりなる他の金属補郚材の䞀端に
摩擊圧接により接合されおいる。そしお、この結
合したセラミツクタヌボチダヌゞダロヌタにむン
コロむ909の時効硬化凊理720℃×8hr620℃×
8hrを行぀た。その結果、前蚘時効硬化凊理に
よ぀お、倧気圧雰囲気䞋で圧入を行な぀たセラミ
ツクタヌボチダヌゞダロヌタにおける凞郚は
金属補郚材の凹郚より抜けるこずがあ぀
たが、実斜䟋のセラミツクタヌボチダヌゞダロ
ヌタでは䞊述の抜けは発生しなか぀た。 さらに、本実斜䟋のセラミツクタヌボチダヌゞ
ダロヌタを高枩回転詊隓装眮に組み蟌んで800℃
の燃焌ガスにより、120000rpmの回転数で50時間
の回転詊隓を行぀たが、本発明により埗られたタ
ヌボチダヌゞダロヌタは軞振動が倧きくなるこず
なく詊隓を終了し、抜けや振れなどの異垞は認め
られなか぀た。 実斜䟋  第図は、本発明をピストンに応甚した䟋を瀺
す郚分断面図である。本実斜䟋では、盎埄69mmの
PSZ郚分安定化ゞルコニア補ピストンクラり
ンに蚭けた倖埄55mm、長さ15mmの円柱状凞郚
を、球状黒鉛鋳鉄補ピストンの頂郚に蚭
けた内埄54.8mm、深さ15mmの凹郚に、350℃
で100Torrの圧力雰囲気に保持した容噚内で圧入
により嵌合した。 本実斜䟋のピストンを盎埄70mm、ストロヌク75
mmのデむヌれル゚ンゞンに組み蟌み、2200rpmの
回転数で100時間の運転詊隓を行぀おも、倧気圧
雰囲気䞋で圧入を行぀たピストンで芋られたよう
なピストンクラりンの凹郚からの抜けは
発生せず、詊隓終了埌においおも䜕ら異垞は認め
られなか぀た。 本発明は䞊述した実斜䟋にのみ限定されるもの
ではなく、幟倚の倉圢、倉曎が可胜である。䟋え
ば、䞊述した実斜䟋ではセラミツク補郚材ずしお
Si3N4、PSZを甚いたがこれに限定されるもので
はなく、炭化珪玠、サむアロン、ムラむト、アル
ミナ、ベリリア等も䜿甚できる。たた、金属補郚
材ずしおも䞊述した実斜䟋に限定されるこずなく
他の金属も䜿甚できるこずはいうたでもない。 効果 本発明では、セラミツク補郚材に蚭けた凞郚ず
金属補郚材に蚭けた凹郚ずを、倧気圧よりも䜎い
圧力雰囲気䞋に保持した容噚内で嵌合し結合しお
いるため、宀枩から高枩たでの広い枩床範囲にお
いお十分な結合匷床を維持でき、さらにろう付け
のような接合方法においお接合䞍良を起こすこず
もなく、さらに埓来金属補郚材スリヌブ郚の内郚
に通じるように蚭けられおいた空気抜き孔の加工
を省略するこずができる。たた、空気抜き孔を蚭
けおいないためセラミツクス・金属結合䜓の機械
的匷床を損なうこずなく、しかも、この結合䜓を
回転軞に䜿甚する堎合には、その回転軞呚りの質
量のバランスを良奜にし、回転軞の高速回転時で
もアンバランスにより軞振動を発生しないずいう
利点がある。
【図面の簡単な説明】
第図は本発明により補造されたセラミツク
ス・金属結合䜓の郚分断面図、第図は本発明の
補造方法を実斜するのに䜿甚される結合甚装眮の
抂略図、第図は本発明をセラミツクスタヌボチ
ダヌゞダロヌタに応甚した䟋を瀺す郚分断面図、
第図は本発明をピストンに応甚した䟋を瀺す郚
分断面図である。   セラミツク補郚材、  金属補郚材、
  凞郚、  凹郚。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  セラミツク補郚材に蚭けた凞郚ず、金属補郚
    材に蚭けた凹郚を嵌合により䞀䜓的に結合しおセ
    ラミツクス・金属結合䜓ずする方法においお、前
    蚘セラミツク補郚材の凞郚ず前蚘金属補郚材の凹
    郚ずを、倧気圧よりも䜎い圧力雰囲気䞋に保持し
    た容噚内で嵌合し結合するこずを特城ずするセラ
    ミツクス・金属結合䜓の補造方法。  前蚘セラミツク補郚材の凞郚ず前蚘金属補郚
    材の凹郚ずの嵌合が、圧入、焌き嵌め、冷やし嵌
    め、ろう付け、あるいはこれらの組合せである特
    蚱請求の範囲第項蚘茉のセラミツクス・金属結
    合䜓の補造方法。  セラミツク補郚材に蚭けた凞郚ず金属補郚材
    に蚭けた凹郚を嵌合により䞀䜓的に結合したセラ
    ミツクス・金属結合䜓においお、前蚘セラミツク
    補郚材の凞郚ず前蚘金属補郚材の凹郚ずを、倧気
    圧よりも䜎い圧力雰囲気䞋に保持した容噚内で嵌
    合し結合するこずにより、前蚘金属補郚材の凹郚
    内の前蚘セラミツク補郚材の凞郚ずの間の残䜙空
    間に残存する空気の圧力が、倧気圧雰囲気䞋で嵌
    合した堎合に前蚘残䜙空間に残存する空気の圧力
    よりも䜎いこずを特城ずするセラミツクス・金属
    結合䜓。  前蚘嵌合が圧入、焌き嵌め、冷やし嵌め、ろ
    う付け、あるいはこれらの組合せによりなる特蚱
    請求の範囲第項蚘茉のセラミツクス・金属結合
    䜓。  前蚘セラミツクス・金属結合䜓がタヌボチダ
    ヌゞダロヌタもしくはガスタヌビンロヌタの回転
    軞である特蚱請求の範囲第項たたは第項蚘茉
    のセラミツクス・金属結合䜓。  セラミツク補郚材に蚭けた凞郚ず金属補郚材
    に蚭けた凹郚を嵌合し結合するための装眮におい
    お、少なくずも前蚘セラミツク補郚材に蚭けた凞
    郚ず前蚘金属補郚材に蚭けた凹郚を収容できる空
    間郚を備え、該空間郚の雰囲気を倧気圧より䜎い
    圧力状態に枛圧可胜な密閉型の容噚ず、前蚘容噚
    内の気密性をよくするためのリング等によるシ
    ヌル構造ず、前蚘容噚内の空気を排気するための
    排気甚管口ず、前蚘セラミツク補郚材に蚭けた凞
    郚ず前蚘金属補郚材に蚭けた凹郚ずを加圧し、嵌
    合するためのスラむド可胜な抌棒ずを備えたこず
    を特城ずする結合甚装眮。
JP61285974A 1986-12-02 1986-12-02 セラミックス・金属結合䜓およびその補造方法 Granted JPS63139075A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61285974A JPS63139075A (ja) 1986-12-02 1986-12-02 セラミックス・金属結合䜓およびその補造方法
DE8787310526T DE3773343D1 (de) 1986-12-02 1987-11-30 Verfahren und vorrichtung zur herstellung von verbundkoerpern aus metall und keramik.
EP87310526A EP0270324B1 (en) 1986-12-02 1987-11-30 Ceramic-metal composite bodies, and process and apparatus for manufacturing the same
US07/373,693 US4962002A (en) 1986-12-02 1989-06-29 Ceramic-metal composite bodies, and process and apparatus for manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61285974A JPS63139075A (ja) 1986-12-02 1986-12-02 セラミックス・金属結合䜓およびその補造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63139075A JPS63139075A (ja) 1988-06-10
JPH0437037B2 true JPH0437037B2 (ja) 1992-06-18

Family

ID=17698379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61285974A Granted JPS63139075A (ja) 1986-12-02 1986-12-02 セラミックス・金属結合䜓およびその補造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4962002A (ja)
EP (1) EP0270324B1 (ja)
JP (1) JPS63139075A (ja)
DE (1) DE3773343D1 (ja)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5365661A (en) * 1988-02-25 1994-11-22 Ngk Insulators, Ltd. Ceramic-metal composite joint body
JPH0751257Y2 (ja) * 1989-08-28 1995-11-22 日本碍子株匏䌚瀟 セラミック補タヌビンロヌタず金属軞ずの結合甚圧入ゞグ
JP2974936B2 (ja) * 1995-05-24 1999-11-10 川厎重工業株匏䌚瀟 金属ずセラミックの接合方法、接合構造およびこの接合構造を備えたガスタヌビン
JP3284887B2 (ja) * 1995-06-23 2002-05-20 トペタ自動車株匏䌚瀟 したり嵌合方法およびしたり嵌合装眮
JP3346201B2 (ja) 1996-12-20 2002-11-18 トペタ自動車株匏䌚瀟 したり嵌合方法およびしたり嵌合装眮
US6212349B1 (en) 1999-07-30 2001-04-03 Xerox Corporation Ceramic donor roll with shaft
DE10160301A1 (de) * 2001-12-07 2003-06-18 Bosch Gmbh Robert Abdichtungvorrichtung und Verfahren zur Abdichtung
US8312612B2 (en) * 2002-04-11 2012-11-20 Blue Sky Vision Partners, Llc Refurbished punch tip and method for manufacture and refurbishing
US7033156B2 (en) * 2002-04-11 2006-04-25 Luka Gakovic Ceramic center pin for compaction tooling and method for making same
WO2009105658A1 (en) * 2008-02-22 2009-08-27 Gkn Sinter Metals, Llc Brazed component and method of forming a brazed joint therein
WO2012051442A2 (en) * 2010-10-13 2012-04-19 The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Thermally insulating turbine coupling
JP6245475B2 (ja) * 2014-07-30 2017-12-13 公益財団法人鉄道総合技術研究所 異皮金属耇合郚材の補造方法
CN107020499B (zh) * 2017-05-25 2018-12-21 䞭栞倩接机械有限公叞 适甚于垊盲孔蜎类零件过盈装配的真空压装讟倇
JP7609583B2 (ja) * 2020-08-05 2025-01-07 株匏䌚瀟Uacj シャワヌヘッド、シャワヌヘッドの補造方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE683859C (de) * 1936-07-23 1939-11-17 Aeg Verfahren zum Herstellen einer Verbindungsstelle zwischen Aluminium- und Kupferleitern
US2229436A (en) * 1940-09-21 1941-01-21 Gen Electric Method of making metal-enclosed vacuum tubes
US2279854A (en) * 1941-01-02 1942-04-14 Bendix Aviat Corp Apparatus for making aneroids
US3241230A (en) * 1962-10-12 1966-03-22 Roy I Batista Diffusion bonding of tungsten to tungsten
US3656225A (en) * 1969-09-30 1972-04-18 Westinghouse Electric Corp Method of sealing and evacuating vacuum envelopes
US3909591A (en) * 1972-03-16 1975-09-30 John B Ulam Cooking vessel
US3824660A (en) * 1973-05-04 1974-07-23 Gen Tire & Rubber Co Method and apparatus for vacuum assembling of bushings
US4251252A (en) * 1978-06-23 1981-02-17 Aladdin Industries, Incorporated Method for making vacuum insulated container
US4186473A (en) * 1978-08-14 1980-02-05 General Motors Corporation Turbine rotor fabrication by thermal methods
JPS6050204A (ja) * 1983-08-31 1985-03-19 Ngk Insulators Ltd 金属・セラミツクス結合䜓およびその補造法
GB2148601B (en) * 1983-10-24 1987-11-25 Mitsubishi Electric Corp Process for preparing a vacuum switch tube
JPS60103082A (ja) * 1983-11-09 1985-06-07 日本碍子株匏䌚瀟 金属・セラミツクス結合䜓およびその補造法
JPS60250872A (ja) * 1984-05-25 1985-12-11 圭　倧雄 ポンチにおけるシダンクずタングステンカ−バむドチツプのろう付け法
GB2169058B (en) * 1984-12-19 1989-01-05 Honda Motor Co Ltd Fitting assembly
GB8507909D0 (en) * 1985-03-27 1985-05-01 Schlumberger Electronics Uk Brazing eutectic
JPS624528A (ja) * 1985-06-12 1987-01-10 Ngk Insulators Ltd セラミツクス・金属結合䜓
JPS61286501A (ja) * 1985-06-12 1986-12-17 Ngk Insulators Ltd タ−ビンロ−タ−およびその補造法
US4887493A (en) * 1988-07-13 1989-12-19 Reed Tool Company Roller cutter drill bit and method of forming

Also Published As

Publication number Publication date
DE3773343D1 (de) 1991-10-31
EP0270324A1 (en) 1988-06-08
US4962002A (en) 1990-10-09
JPS63139075A (ja) 1988-06-10
EP0270324B1 (en) 1991-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4962002A (en) Ceramic-metal composite bodies, and process and apparatus for manufacturing the same
JPH0477129B2 (ja)
JPS61135902A (ja) ロ−タ・シダフトアセンブリ
JPH0351881B2 (ja)
JPS6224603B2 (ja)
CN104302887B (zh) 排气涡蜮增压噚的调节瓣装眮
EP0472171B1 (en) Ceramic rotor and metal shaft assembly
JPH043129Y2 (ja)
JPH0336787B2 (ja)
US4908256A (en) Ceramic-metal composite bodies
CN105781634B (zh) 甚于废气涡蜮增压噚的涡蜮壳䜓
EP2789807B1 (en) Turbocharger
JPH06170652A (ja) セラミックスず金属ずの結合䜓
JPH0260635B2 (ja)
JPH0220189Y2 (ja)
JP3176190B2 (ja) セラミックタヌビンロヌタヌ
US4892436A (en) Shaft composite structure between ceramic turbine rotor and metal member
JPH0350241Y2 (ja)
JPH0692722B2 (ja) セラミツクタ−ボロ−タ
JPH0646001B2 (ja) セラミツクタ−ボロ−タ
JPS6019915A (ja) セラミックスず金属の組合せよりなるタヌビン組立䜓
JPH0322489Y2 (ja)
JPH063171B2 (ja) セラミックスヌ金属の摩擊圧接䜓およびそれから成るセラミックス鋳ぐるみピストン
JPH07133168A (ja) セラミックず金属ずの接合䜓
KR20070118853A (ko) 쀑공형 크랭크축

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees