JPH0437658A - 複合材とその製造方法 - 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〕 本発明は、インサート材として金属間化合物を利用する
複合材とその製造方法に関する。

［従来の技術］ 金属間化合物は耐熱性１耐酸化性、耐摩耗性等に優れし
かも軽量に構成でき、また、超電導等の機能性を有する
などの優れた性質をもつため、各種用途に使われる素材
としてきわめて有望視されている。

金属間化合物の例として、Ｔｉ−Ａｌ系、　Ｎｉ−Ａｌ
系。

Ｎ１−Ｔｌ系、　Ｃｏ−Ｔｌ系、　Ｐｃ−Ａｌ系、　Ｎ
ｏ−Ａｌ系。

Ｎｏ−８ｊ系、１−ｂ−＾１系、　Ｔｉ−３ｔ系等の２
元系や、Ｆｅ−Ａ　Ｉ　−３ｉ系、　Ａｌ−Ｇａ−Ａｓ
系等の多元系が知られている。具体的には、構造材とし
て、Ｔｉ＾ｌ、　Ｔｉｉ　Ａｔ。

＾Ｌ　Ｔｉ、　Ｃｏ３　Ｔｉ、　Ｎｉｉ＾ｌ、　Ｎｉ＾
ｌ、　Ｆｅ＾３８０３　Ａ１８　。

ＭＯ３Ｉ２　、　Ｎｂ３　Ａｌ、　Ｔｉ、Ｓ］３等か知
られている。また形状記憶効果を有するＴ１Ｎｉ、　Ｃ
ｕＺｎ等や、超電導材料としてＮｂａ　Ｓｎ、　　Ｖ３
　Ｇａ、　　Ｎｂｉ　Ｇａ、　Ｎｂｘ　Ｇｅ等、磁性材
料としてＦｅ、　　（Ａｌ５ｉ）　、５ＩＩＩＣｏ、　
、、半導体及びその他の機能性材料として１ｎｓｂ、　
ＧａＡｓ。

Ｂ１□Ｔｅ＋　、　Ｚｎ５ｅ等、その他にも多くのもの
がある。

金属間化合物を利用する製品例としては、高温で使用さ
れる外壁材や、タービン部材、ピストンやバルブシステ
ム等のエンジン部品、弾性部材、あるいは超電導等の各
種金属間化合物に固有の優れた性質を生かした機能部品
などが考えられる。

［発明が解決しようとする課題］ 金属間化合物は上記のように優れた性質を有する反面、
接合に困難を伴う。例えば、電子ビーム溶接法によって
接合を行なう場合、溶接部において結晶粒の粗大化を生
じたり、実用上無視できない程大きな欠陥か生じること
がある。ろう付けや接着剤による接合も考えられるが、
接合部の耐熱性や機械的性質や固有の機能性等が母材よ
りも劣る。

また、接合部を加圧しつつ加熱することによって高温下
で接合させることも考えられるか、接合部が軟化する温
度まで加熱されると所定の形状を維持することが困難と
なる。

従って本発明の目的は、金属間化合物や高融点金属のよ
うに耐熱性を有する部材同志または！！３電導等の機能
部品を高品質かつ安価に接合でき、接合時の加熱温度か
比較的低くてすみ、接合部か母材に劣らない性能を発揮
できるような接合部の組織、欠陥等の制御がなされた複
合材とその製造方法を提供することにある。

口課題を解決するための手段〕 上記目的を果たすために開発された本発明の複合材は、
例えば金属間化合物や合金あるいは高融点金属、半導体
、セラミックスのように耐熱性や機能性を有する第１の
部材と第２の部材とがインサート材を介して互いに接合
された複合材であって、上記インサート材に金属間化合
物を用いたものである。

上記複合材を得るための本発明方法は、第１の部材と第
２の部材とをインサート材を介して互いに接合する場合
に、上記インサート材の材料に金属間化合物を形成可能
な刊成比で混合された複数元素を含有する混合体を用い
、このインサート材を第１の部材と第２の部材とにわた
って位置させかつ金属間化合物が形成される温度で熱処
理することにより、金属間化合物形成時の発熱によって
上記第１の部材と第２の部材を互いに接合させることを
特徴とする。

第１図に本発明方法による複合材製造工程の概略を示し
ている。

上記熱処理において、ＨＰ、ＨＩＰ等の適宜の方法で加
圧するとよい場合がある。その際に一部ブレスあるいは
二輪プレス等によって接合部を特定の方向から部材の自
重以上に加圧することにより、金属間化合物形成時のイ
ンサート材に剪断応力を伴う流動を生じさせると、更に
好ましい結果が得られることがある。

上記インサート材に使われる混合体の原料は、少なくと
も一部が金属間化合物形成前の金属材料から構成されて
いる必要があるが、一部に金属間化合物を含んでいても
よい。また、接合後の複合材の諸特性を改善する目的、
あるいは所望の部品形状への成形の容易化を図る目的で
、適宜の元素や酸化物、窒化物、炭化物等の化合物が含
まれていてもよい。上記原料は純金属の塊である必要は
なく、固溶体であってもよいし、めっき等によってつく
られた複合体であってもよい。混合前の原料の形態の例
は、粉末１　フレーク状、線材、箔等である。

上記混合体を構成する原料の混合方法ないし圧着方法は
、ｊ５；１料か粉末あるいはフレーク状である場合、■
型混合機、ボールミル、ミキサ等によって混合したもの
を押出すか、金型プレスあるいはホットプレスまたはＣ
ＡＰ　（冷間等方圧プレス成形）もしくはＨＩＰによっ
て圧着させる。また、混合された上記力；ミ料を金属バ
イブに詰めるなとして、スェージングマシンによって所
定の外径にデよるまで鍛造するようにしてもよい。

線状原料の場合には、原料の線を束ねるかまたは撚り合
わせたのち、伸線機あるいはスェージングマシン、押出
し機等を使って線同志を圧着させる。箔状原料の場合に
は、箔を厚み方向に積層するかあるいは積層後に巻いた
状態で、圧延装置あるいはスェージングマシン、押出し
機により圧着させる。

上記混合圧着体の成形工程は冷間で行ってもよいか、成
形時の変形抵抗を減少させるために温間て行ってもよい
。温間で成形する場合、金属間化合物か形成される温度
以下であることが好ましいか、組織の一部に金属間化合
物を生じる程度の短時間で成形か終了するなら、金属間
化合物が形成される温度以上の温間て成形を行ってもよ
い。

また上記成形工程は、適宜の方法により、大気中もしく
は真空中、不活性ガスあるいは酸化還元雰囲気ガス等、
あるいはこれら雰囲気を組合わせて行われてもよい。

なお上記混合体は、第１の部材あるいは第２の部材のい
ずれか一方の接合予定部に、めっきゃ溶射、蒸着等によ
って被着させてもよい。あるいは、第１の部材と第２の
部材の双方の接合予定部に、それぞれ上記混合体を構成
する異種原料の被膜を形成しておき、これらを互いに密
接させることによって、実質的に混合体からなるインサ
ート材がつくり出されるようにしてもよい。

［作用］ 所望の形状に加工された金属間化合物形成前のインサー
ト材は、第１の部材と第２の部材とにわたって設けられ
、金属間化合物が形成される温度まで加熱される。この
熱処理によって拡散または自己燃焼焼結を生し、金属間
化合物が形成されると同時に、金属間化合物形成時の発
熱もしくは自己燃焼反応熱により、第１の部材と第２の
部材とが接合される。自己発熱による温度は加熱温度よ
りも高くなる。なお、熱処理時の変形を小さくする上で
は、加熱温度を金属間化合物の同相線以下の温度域にす
るとよい。金属間化合物の形成を終わらせるには、上記
温度を一定時間維持する必要のある場合がある。温度が
低いと時間が長くかかる。

本発明によるインサート材を用いた接合のメカニズムは
、金属間化合物形成時の上記自己発熱によって不純物の
除去・拡散、あるいは接合部界面の酸化被膜が破壊され
ることや接合部界面が軟化もしくは一部か溶融して界面
の微細な凹凸が潰れ、双方か完全に密着することによる
分子間力ないし金属結合的な力、そして拡散によると考
えられる。

従って、接合部に溶融・凝固組織か形成されることの防
止ないし軽減などの接合部の組織や欠陥の制御か容易に
なる。

［実施例］ 以下に本発明の実施例について、第２図ないし第５図を
参照して説明する。第３図に示された複合材Ａの一例は
、金属間化合物（ＴｉＡｌ＋Ｔ１３Ａｌ）からなる第１
の部材］］と、同しく金属間化合物（Ｔｉ式１＋Ｔｉ、
　ＡＩ）からなる第２の部材１２とを、金属間化合物（
ＴｉＡｌ＋Ｔｉ３＾１）からなるイノサト材１３によっ
て接合したものである。

第２図に示す製造工程の一例は、上記インサト材１３の
材料である混合圧着体の原料を混合する工程２０と、混
合された原料を圧着して形状を付与する必要に応して行
われる混合圧管体製造工程２１と、成形前熱処理工程２
２と、成形工程２３と、第１の部材１１を製造する工程
２５と、第２の部材１２を製造する工程２６と、第１の
部材１１および第２の部材１２にインサート材１３を仮
止めする工程３０と、金属間化合物の形成温度まで加熱
する熱処理工程３１と、必要に応じて実施される熱処理
後の加工工程３２と、金属間化合物形成後の熱処理工程
３３および仕上げ工程３４を含んでいる。

インサート材１３の原料を混合する工程２０においては
、−例としてガスアトマイズ法により作製した　３５０
メツシユ以ＦのＡＩ粉末と、　３５０メツシユ以Ｆのス
ポンジＴ１粉末を重量分率でＴｉ　：　Ａｌ　−Ｇ４９
ｏ　：　３Ｂ９６の割合で、Ａ「ガス置換された乾式ボ
ールミルを用いて混合する。この混合圧着体は、後述す
る熱処理工程３〕を経て、ＴｉＡｌ＋Ｔｉ、＋＾１の金
属間化合物となる。

なお、この混合圧着体にＴｉ　：　Ａｌ−３７，１７９
ｏ　：６２．８３％の割合で混合したものを用いた場合
には、下記熱処理工程３］を経ることにより、Ａｌ３Ｔ
ｊの金属間化合物からなるインサート材］３が得られる
。

また、この混合圧着体にＴｉ　：　ＡＩ”＝　６８．４
２６　：　３１．６％の割合で混合したものを用いた場
合には、下記熱処理工程３１を経ることにより、ＴｉＡ
ｌ＋Ｔｉｉ　Ａｌの金属間化合物からなるインサート材
１３か得られる。

必要に応じて行われる混合圧着体の製造工程２１におい
ては、金型プレスを用いて、所望形状の混合圧着体（こ
の場合、圧粉体）を得る。なお、金型プレスの代りに、
上記混合原料をパイプに詰め、ロータリスェージング等
によって各種形状に圧着させるようにしてもよい。

上記工程２１が終了したのち、必要に応じて例えば真空
中で行われる焼鈍等の成形前熱処理工程２２を実施する
ことにより、前記工程２１て混合圧着体を製造した時の
加工歪を除去し、変形抵抗を減少させる。また、混合圧
着体の圧着面を拡散によって強固なものとし、強度を向
上させる。

成形前熱処理工程２２は、混合体もしくは混合圧着体の
不純物成分を拡散または除去する効果もある。この熱処
理工程２２は、大気中もしくは真空中、不活性ガスある
いは酸化還元界１２Ｉ］気カス等、あるいはこれら雰囲
気を絹合わせて行われてもよい。処理温度は金属間化合
物が形成される温度以下か一般的であるか、圧着面の一
部に金属間化合物かできる程度の短時間の加熱であるな
ら金属間化合物が形成される温度以上であってもかまわ
ない。特にＴｉ−Ａｌ系の場合は２００℃〜６００℃の
範囲がよい。

上記工程２１によって得られた混合圧着体に、成形工程
２３によって鍛造あるいは機械加工等を行ってもよい。

但し、前記工程２１によって所望の形状か得られる場合
は、上記熱処理工程２２および成形工程２３を省略して
もよい。

第１の部材１１の製造工程２５においては、例としてガ
スアトマイズ法により作製した３５０メツシユ以下のＡ
１粉末と　３５０メツシユ以下のスポンジＴｉ粉末を、
型皿分率てＴｉ　：　ＡＩ−６８，４％　：　３１．６
°０ノ割合で、Ａｒガス置換された乾式ボールミルを用
いて混合する。そののち、金型プレスあるいはパイプに
詰めてスェージング加工するなとして、所望形状の混合
圧着体を得る。なお、この混合圧着体をインサート材１
３の場合と同様の工程によって成形するようにしてもよ
い。この混合圧着体を熱処理することによって、金属間
化合物（ＴｉＡｌ　＋Ｔ１３Ａｌ）からなる第１の部材
１１か得られる。

第２の部材１２の製造工程２６においても、第１の部材
１１の製造工程２５と同様のプロセスを経ることにより
、金属間化合物（ＴｉＡＩ＋Ｔ１３Ａｌ）からなる第２
の部材１２を得る。

なお製造工程２５．２６における製造方法は、上記方法
以外に、粉末焼結、鋳造、鍛造１機械加工等やこれらを
組合わせた方法のいずれてもよく、製造方法は限定され
ない。

上記工程を経て得られた金属間化合物からなる第１の部
材１１と第２の部材１２との間に、金属間化合物形成前
のインサート材（混合圧着体）１３を位置させ、互いに
密接させた状態で仮止めするとよい場合がある。仮＋ｈ
め方法としては、線材で縛ったり、凹凸嵌合、圧接、摩
擦圧接、接着剤、ろう付け、ボルト止め笠か採用される
。

上記部材１１．１２とインサート材１３は、図示しない
加熱装置によって、例えば真空雰囲気中で金属間化合物
か形成される温度まで加熱されるとともに、例えば図示
矢印方向に７００ｋｇｒ／ｃｍ２の圧力で加圧する。

この熱処理工程３１において、インサート材１３として
の前記混合圧着体は自己燃焼焼結により金属間化合物を
形成すると同時に発熱し、第１の部材】１と第２の部材
］２との接合界面において拡散結合することなとにより
一体化する。

熱処理工程３１において、インサート材１３がＴｉ−Ａ
ｌ系の場合は、５０ｋｇｆ　／’　ｃｍ　２以上に加圧
するとよい。これ以下の圧力では、複合材の強度が極端
に低下する。さらに高強度な複合材を得るためには、２
００　ｋｇｆ　／　ｃｍ　２以上に加圧するとよい。

Ｔｉ−Ａｌ系の場合の熱処理上程３］における熱処理温
度は４００℃以上かよい。４００℃以下では、処理時間
か長くかかる。また、Ｔｊ−Ａｌ系の場合の雰囲気は、
高強度な複合材をｊｌｌるｔ：めには、真空中で行なう
のか特によい。大気中で行なうと酸化か進行し、強度か
低下する場合がある。

ＴｉＡｌの標準生成熱はΔＨ２９８＝　　７５ＫＪ／　
ｍｏｌであり、金属間化合物形成時に発生する熱量か外
部に逃げない場合の複合体の温度は、ＴｉＡｌの融点以
上になり、十分な発熱か得られる。なおΔＨ２９８は一
４０ＫＪ／ｍｏｌ以下であると効果か大きい。

またＴｉ−Ａｌ系の場合は、上記熱処理温度までの昇温
スピードを１０℃／ｍｉｎ以上にするとよい。この昇温
スピードでは、急激な反応が起こるので、複合体の温度
上昇か十分なものとなる。

加熱は、炉を用いて全体を加熱してもよいが、接合部を
局部的に加熱する方が簡便であり、部材１１．１２の変
形を抑制する上でも有利である。

局部的な加熱方法としては、燃焼ガスあるいはヒータ等
による外部の熱源を用いる方法や、アク、電気抵抗加熱
、高周波誘導加熱、摩擦発熱等のように部材自身を発熱
させる方法もある。金属間化合物を形成する前記混合体
は、その端部を加熱するたけて自己燃焼焼結か伝播する
場合があるので、その時の自己発熱を利用することもて
きる。

この熱処理工程３１は、大気中で行ってもよいか、不活
性ガスあるいは真空雰囲気や酸化還元雰囲気等のガス中
で行えば更に好ましい結果が得られることがある。また
、これらの雰囲気を組合わせてもよい。特に局部的に加
熱する場合は、ガスアーク１金属被覆アーク溶接等の通
常の溶接に用いられる雰囲気制御が有効である。また、
ろう付は等に用いられる溶剤やフラックス等を用いても
よい。

なお、材料によっては加圧しない状態でこの熱処理工程
３１を実施してもよい。

複合材Ａの接合部の接触面積は、熱処理工程３１におい
て加圧を伴う場合、複合材への形状を保持したり良好な
接合強度を得るためには０．００１　ｍｍ２以上が望ま
しく、更には０．０１ｍｍ２以上が望ましい。またこの
接触面積の上限は、部材１１と部材１２の端部から熱処
理工程３］を連続して行うことにより、制限を受けない
。

なお、必要があれば上記熱処理工程３１の終了後に、鍛
造等の適宜の加工工程３２を実施することにより、ｆ′
ｆ祠と接合部の欠陥、偏析の改善、不純物の分散等を図
ってもよい。

また、上記熱処理工程３１によって金属間化合物の形成
と接合かなされた後、必要に応じて上記圧力と真空雰囲
気を維持した状態で複合材Ａを例えば１１００℃に保持
し、３時間の熱処理工程３３を行う。処理温度は、金属
間化合物の同相線以下の温度域か望ましい。特に、イン
サート材］３がＴｉ−Ａｌ系の場合は７００℃以上が望
ましい。これ以下のａ度では、十分な拡散か進行しない
。この熱処理工程３３は、人気中で行ってもよいか、不
活性ガスあるいは酸化還元雰囲気等のガス中で行えば史
に好ましい結果か得られることがある。また、材料によ
っては加圧しない状態でこの熱処理工程３Ｂを実施して
もよい。

金属間化ご物形成後の熱処理工程３Ｂを行うことによっ
て、慢コ材Ａに含まれる空孔を更に減少させることがで
きるとともに、組織の゛均一化が促進され、接合歪の除
去、更には不純物の拡散もしくは不純物の除去か図れる
。この熱処理工程３３の実施によって、結晶粒の大きさ
や金属間化合物組織または析出物の調整をすることも可
能である。

上記一連の工程によって、インサート材１３を介して第
１の部材１１と第２の部材］２が一体化された複合材Ａ
か得られた。この複合材Ａは、母材および接合部がいず
れも金属間化合物（ＴｊＡＩ＋Ｔｈ　Ａｌ）からなる。

第４図および第５図は上記複合材Ａの接合部を示す顕微
鏡写真である。第４図において中央部、第５図において
右十分がインサート材１Ｂである。

インサート材１３を含む接合部に欠陥か局在することが
なく、実質的に１１材と連続であり、母材および接合部
はＪｌｊに優れた耐熱性と耐酸化性を発揮し、しかも接
合強度がきわめて大きい。前記インサート材１３を含む
接合部に見られた空孔や割れ等の欠陥は１００μｍ以下
であり、１０μｍ以下のものや　１μｍ以下のものもあ
った。また、気孔率は３％以下のものか８晶に得られ、
特に−軸プレスを用い、インサート材にせん断力を加え
たものは、欠陥が１μｍ以下で気孔率が１％以下のもの
が得られた。

実用上は欠陥が１０００μｍ以下で、気孔率か１０９６
以下であればよい場合が多いから、本実施例によって得
られた前記インサート材１３を含む接合部には実用上問
題になるような欠陥か存在せず、接合欠陥が制御され、
良好な接合強度を有している。

また前記接合部の結晶粒は母材の結晶粒に対して最大で
も　５倍以下であり、母相の結晶粒よりも細かいものも
多数認められた。実用上は前記インサート材１３を含む
接合部の結晶粒か母材の結晶粒の１０倍以下であればよ
いから、本実施例によって得られる前記インサート材１
３を含む接合部には実用上問題になるような粗大な結晶
粒は存在せず、接合部組織が制御された良質な接合部組
織が得られている。

上記熱処理工程３３の終了後に仕上げ工程３４を行って
もよい。例えばバレル加工等によって複合材Ａの表面を
滑らかなものにする。あるいは機械加工等によって表面
の研磨を行うとが、表面傷。

表面層等の除去あるいは切断、１］削加工等により形状
の修正、追加を行ったり、前記インサート材のはみ出し
た箇所を除去する。また、ショットピニング等を行うこ
とにより、複合材Ａの表層部に圧縮残留応力を生じさせ
れば、複合材Ａの耐久性を更に高めることができる。

なお、第６図と第７図の顕微鏡写真はインサト材１３に
Ｔ！　：　ＡＩ＝　６４？ｏ：　３６９０の混合圧着体
を用いた場合の接合部を示している。同図において、右
半分がインサート部材１３である。この実施例における
第１の部材１１と第２の部材１２は、前記実施例と同様
にそれぞれ金属間化合物（Ｔｉ　＋　ＡＩ＝　６４％　
６３％）を用い　前記実施例と同様の製造工程を経て接
合を行なった。但し、第６図は熱処理工程３１における
圧力を５００ｋｇ　ｆ　／Ｃｍ２、加熱を９００℃×１
時間としたもの。第７図は金属間化合物形成後の熱処理
工程３Ｂにおいて、５００ｋｇ　ｆ　／　Ｃｍ２て９０
０℃×１時間の熱処理を行なった後、必要に応じて行う
１１００℃で３時間の熱処理を行なったものである。こ
の実施例においても、金属間化合物（ＴｉＡｌ＋Ｔｊ３
ＡＩ）からなるインサト材１３を介して第１の部材１１
と第２の部材１２（いずれもＴｊＡＩ＋Ｔｉ、　ＡＩ）
か接合された複合材が得られた。特に第７図に示された
例では、インサート材の組成・組織が母材と同一で、接
合部に欠陥か局在することなく、全く均一な複合材が得
られた。

なお、上記各実施例では第１の部材１１と第２の部材１
２かいずれも接合前に既に金属間化合物を形成している
が、これら両部材１１．１２は、インサート材１３と同
様、接合時に金属間化合物が形成されるように、金属間
化合物形成前の混合圧着体を重合させた状態て熱処理工
程３１を行なってもよい。

また、本発明における第１の部材１１と第２の部材１２
は、いずれも、Ｎｉ、　Ｎｉ合金、インコネル等のＮｉ
基耐熱合金、　Ｔｉ、　Ｔｉ合金１＾１．＾１合金、Ｎ
ｂ、　Ｔａ等の高融点金属、Ｓｉ等の半金属、あるいは
前記実施例以外の金属間化合物（Ａｈ　Ｔｉ等）　アル
ミナ、窒化けい素５炭化けい素等のセラミックス等の無
機材料でもよいし、耐熱プラスチック等の有機材料でも
適用できる場合かある。第１の部材１１と第２の部材１
２およびインサート材１３に、１つ以上の」１９通元素
か含まれていればなおよい。

第８図ないし第１９図に、複合材の種々の、態様をンＪ
＜　している。

第８図に示された複合材は、インサート材］３の厚み方
向両面に凸部４０を設け、この凸部４０を第１の部材］
］と第２の部材〕２の凹部４］に嵌合させた状態て接合
している。

第９図に示される例は、互いに凹凸嵌合可能な形状の第
コの部材〕］と第２の部材１２を、粉末圧延により作製
したシート状のインサート材］３を間に挟んで、図示矢
印方向に加圧した状態で加熱することにより、第１０図
にゴくず複合材を得るようにしている。

第１１図および第１２図にボされた複ａ祠においては、
第１の部材１］と第２の部子」］２に貫通孔４４．４５
を設け、これら貫通孔４４．４５にノヘソト状のインサ
ート材１３を挿通させたのち、第１２図に示されるよう
に型５０，５］によってプレスするとともに、熱処理を
行なうことによって、塑性加工と金属間化合物形成およ
び拡散接合を同時に行なうようにしている。

第１３図に示された複合材は、第１の部材１］と第２の
部材１２に導通する電極５５．５６を介して、インサー
ト材１３の通電加熱を行なう。

第１４図に示された例は、インサート材１３の端部を発
火手段６０によって直接着火させ、金属間化合物の自己
燃焼焼結と拡散による接合を伝播させるようにしている
。

第１５図および第１６図に示された複合材は、対のイン
サート＋４’１３，１３を介して、第１の部材１１と第
２の部＋３１２をプレス型６１．６２等により２軸方向
から加圧しつつ加熱して、金属間化合物の形成と接合を
同時に行なうようにした例である。

第１７図に示された複合材は、円板状の第１の部材］１
を、ピストンヘット状の第２の部材１２の端面にインサ
ート材１３を介して接合した例である。

第１８図は、２種類のインサート材１３ａ。

１３ｂを厚み方向に重ねた状態で、 （ＴｊＡｌ＋Ｔｉ３ＡＩ）からなる第１の部材１１とＡ
１．　Ｔｉを主体とする第２の部材１２を接合した例で
ある。

一方のインサート材１３ａは、ガスアトマイズ法により
作製した３５０メツシユ以下のＡＩ粉末と、３５０メツ
シユ以下のスポンジＴｉ粉末を重量分率てＴｉ　：　Ａ
ｌ＝’６４％　：　３Ｂ％の割合で、Ａｒガス置換され
た乾式ホールミルを用いて混合し、所定の形状に圧着し
たのち、必要に応して更に成形される。この混合圧着体
は、前記熱処理工程３１によって、（ＴｉＡＩ＋Ｔ１３
Ａｌ）の金属間化合物になる。

他方のインサート材１３ｂは、ガスアトマイズ法により
作製した３５０メツシユ以下のＡ１粉末と、３５０メツ
シユ以下のスポンジＴ１粉末を重量分率でＴｉ　：　Ａ
ｌ−３７，１７９ｏ　：　６２．８３％の割合で、Ａｒ
ガス置換された乾式ボールミルを用いて混合し、所定の
形状に圧着したのち、必要に応して更に成形される。こ
の混合圧着体は、前記熱処理工程３１によってＡｌｑ　
Ｔｉの金属間化合物になる。

第１９図に示した複音材のように、第１の部キイ］１と
第２の部材１２を」二記２種類のインサート材１３ａ、
１３ｂを介して接合するとともに、インサート月１′３
ｂと同種の混合圧着体１３　ｃを重合して金属間化劇物
を形成させるようにしてもよい。またこの際に、第１も
しくは第２の部材とインサート材との間、またはインサ
ート材１３ａ１”３ｂ間に、無機繊維を位置させて接合
部ないし複音材の強度を向上させるようにしてもよい。

また本発明は、前記夫施例で示したちのに限らす、ＴＩ
−Ａ！系の他の組成についても適用できる。

特に、インサート材１３に用いる前記混合原料の組成比
を、型皿？ｏて八ｌか１４−［１３９ａ、　Ｔｉか８６
〜３７０゜の範囲にしたインサート材かＴｉ−Ａｌ系金
属間化合物からなる複合材においては、金属間化合物形
成時の大きな発熱により、インサート材を含む接合部の
気孔率か３００以下で最大欠陥が１００μｍ以下である
高強度な複合材が得られた。また本発明は、他の金属間
化合物を形成する系についても適用できる。

［発明の効果］ 本発明によれば、金属間化合物形成時に発生する大きな
自己発熱を、インサート材と第１の部材および第２の部
材の接合部に作用させることにより、接合界面における
欠陥発生の防止および接合に８廿な拡散を進行させる効
果かあり、加熱温度か比較的低くても自己発熱によって
良好な接合部か短時間で容易に得られる。

また、金属間化合物の融点に比べてかなり低い温度で金
属間化ご物の）１〕成と接合かなされるため、接合温度
か低いにもかかわらすそのインサート材を含む接合部は
母材と同等以上の耐熱性や機能性を発揮できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を示す工程説明図、第２図は本発明
の一実施例を示す工程説明図、第３図は複合材の一例を
示す断面図、第４図は第３図に示された複合材の接合部
の金属組織を１００倍に拡大して示す顕微鏡写真、第５
図は第３図に示されたの例を示す金属組織を２００倍に
拡大した顕微鏡写真、第８図はホ≠ホ≠複合材の例を示
す断面図、第９図は各部材とインサート材の形状例を示
す断面図、第１０図は第９図に示されたインサート材を
用いた複合材の斜視図、第１１図はリベット状のインサ
ート材を用いた例を示す断面図、第１２図は第１１図に
示されたインサート材を用いた複合材の断面図、第１３
図ないし第１５図はそれぞれ互いに異なる複合材の例を
示す断面図、第１６図は第１５図に示された複合材の斜
視図、第１７図および第１８図は互いに異なる複合材の
例を示す断面図、第１９図は複合材の例を一部断面で示
す斜視図である。 １１・・・第１の部材、１２・・・第２の部材、１３゜
１３ａ、１３ｂ・・・インサート材。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第２ 図 第３図 仲）８・ ｉｉ１曲て １川■川 （ｘ　１００　） 第４ 男Ｉの冴味〆 接合部 ！　　インサート材イ パ−ごへＪシ、６′ （ｘ６００） 第 図 接合部 第 図 ｉ１２ 図 第１３ 図 加圧 第１４ 図 憩１５図 ３９８図 ｊ！１０ 図 第１６図 加圧 篇９ 図 第１１ 図 ３ｃ ｊ［１９ 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の部材と第２の部材とがインサート材を介し
   て互いに接合された複合材であって、上記インサート材
   が主として金属間化合物からなることを特徴とする複合
   材。
2. （２）第１の部材と第２の部材とをインサート材を介し
   て互いに接合する場合、上記インサート材の材料に金属
   間化合物を形成可能な組成比で混合された複数元素を含
   有する混合体を用い、このインサート材を第１の部材と
   第２の部材とにわたって位置させかつ金属間化合物が形
   成される温度で熱処理することにより、金属間化合物形
   成時に生じる発熱によって上記第１の部材と第２の部材
   を互いに接合させることを特徴とする複合材の製造方法
   。