JPH0575507B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 この発明は、軽量にして、冷却効果が高く、例
えば炭酸ガスレーザーの反射鏡や、真空炉の内壁
材などとして用いるのに適した複合ろう付け部材
の製造法に関するものである。 〔従来の技術〕 従来、一般に、例えば炭酸ガスの反射鏡として
は、表面を鏡面仕上げした純Cu製のものや、さ
らにその鏡面にAuめつきを施した純Cu製のもの
などが知られている。 しかしながら、これらの純Cu製反射鏡では、
レーザー照射時間が長くなると、表面に加工材か
ら発生した金属や非金属の蒸気が付着し、その反
射率が低下するようになるばかりでなく、表面が
レーザーのエネルギーを吸収して溶融し、反射鏡
を破損してしまうなどの事故が発生している。 このような事故を防止するためには、定期的に
表面の蒸着物を除去しなければならないが、反射
鏡を構成する純CuやAuめつきは非常に軟らかい
ために、ふき取るとき、鏡面やめつき面を傷つけ
易く、この結果反射特性が損なわれるようになる
ものである。 このようなことから、近年、炭酸ガスレーザー
の反射鏡の材料として、純Cuに代つて硬質の純
Moを使用することが定着しつつある。この純
Mo製反射鏡としては、特に単結晶のものや、微
細な結晶粒の多結晶のものが均一な反射率を有す
る面を研摩によつて得やすく、さらに蒸発物の付
着も少なく、すぐれた性能を発揮するものであ
る。 〔発明が解決しようとする問題点〕 一方、炭酸ガスレーザー装置は、地上設備ばか
りでなく、宇宙ステーシヨンにも設置されるもの
であるため、装置目体の軽量化が要求されるよう
になつており、これに伴つて、比重の大きい（重
質の）純Mo製あるいは純Ｗ製の反射鏡の重量軽
減が強く望まれている。 〔問題点を解決するための手段〕 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、炭酸ガスレーザーの反射鏡、さらに真空炉の
内壁材などを構成する純Mo製部材のほか、同様
に重質のMo合金、純Ｗ、あるいはＷ合金で構成
された各種の部材に着目し、これの軽量化をはか
るべく研究を行なつた結果、純Mo、Mo合金、
純Ｗ、およびＷ合金のうちのいずれかで構成され
た重質部材の一部を、軽量の（比重の小さい）純
TiまたはTi合金の軽量材で構成すれば、それだ
け軽量化されることになるが、例えば純Moおよ
び純Ｗの比重が10.2ｇ／cm³および19.3ｇ／cm³であ
るに対して、純Tiの比重は4.5ｇ／cm³であり、ま
た純Moおよび純Ｗの熱膨張率が5.1×10^-6／℃お
よび4.5×10^-6／℃であるのに対して、純Tiのそ
れは8.9×10^-6／℃であるように、これらの重質
材と軽量材とは種々の点で特性を異にすることに
原因し、これら両部材を高い接合強度でろう付け
することは困難であり、軽量化をはかることが不
可能であつたものを、これら両部材のろう付け面
のそれぞれに、イオンプレーテイング法により平
均層厚で0.01〜50μｍのCu層を固着形成した状態
で、Si：0.5〜14重量％を含有するAl合金のろう
材を用いて真空ろう付けを行なうと、これら両部
材は強固に接合するようになり、高い接合強度で
ろう付けされた複合ろう付け部材が得られるよう
になるという知見を得たのである。 この発明は、上記知見にもとづいてなされたも
のであつて、純Mo、Mo合金、純Ｗ、およびＷ
合金のうちのいずれかで構成された重質部材のろ
う付け面、および純TiまたはTi合金で構成され
た軽質部材のろう付け面のそれぞれに、イオンプ
レーテイング法により平均層厚で0.01〜50μｍの
Cu層を固着形成し、ついで、これら両部材を、
Si：0.5〜14重量％を含有するAl合金のろう材を
用いて真空ろう付けする複合ろう付け部材の製造
法に特徴を有するものである。 なお、この発明の方法において、Cu層の平均
層厚を0.01〜50μｍに限定したのは、その平均層
厚が0.01μｍ未満ではろう材とのぬれ性が不十分
で所望の強固な接合強度を確保することができ
ず、一方その平均層厚が50μｍを越えると、Cu層
形成時に内部歪が残留するようになつて、ろう付
け時にCu層に剥離が発生するようになるばかり
でなく、ろう材中のCu濃度が、特に部材のろう
付け面近傍で高くなり、この結果ろう材強度が低
下するようになるという理由にもとづくものであ
る。また、同じくろう材のSi含有量については、
その含有量が0.5重量％未満では、ろう付け接合
面に形成されるけい化物層の形成が不十分で、十
分な接合強度を確保することができず、一方その
含有量が14重量％を越えると、ろう付け接合面が
脆化するようになつて、複合ろう付け部材に熱歪
が生じた場合に、接合部に剥離が発生し易くなる
ことから、その含有量を0.5〜14重量％と定めた。
さらに、上記の両部材、特に軽質部材の表面に
は、ろう材のぬれ性を低下させる酸化皮膜が存在
するが、イオンプレーテイング法によれば、この
酸化皮膜を除去しながら、Cu層を形成すること
が可能となり、この結果ろう材のぬれ性が著しく
向上するようになることから、イオンプレーテイ
ング法によるCu層形成は不可欠であり、特にろ
う付けが面接合になる場合には一段とその必要性
を増すものである。 〔実施例〕 つぎに、この発明の方法を実施例により具体的
に説明する。 重質部材として、それぞれ第１表に示される組
成を有し、かつ直径：100mm×厚さ：２mmの寸法
をもつた各種部材を用意し、また軽質部材とし
て、同じく第１表に示される組成を有し、かつ直
径：100mm×厚さ：18mmの寸法をもつた各種部材
を用意し、ついで、これら部材のろう付け面とな
る片側面に、イオンプレーテイング装置を用い、
通常の条件にて、イオンクリーニングした後、同
じく第１表に示される平均層厚のCu層を固着形
成し、引続いて、同じく第１表に示される組成を
有する厚さ：0.3mmのろう材を、両部材のろう付
け面間にはさんだ状態で、重質部材を下側にして
重ね合わせ、この上に20Kgの重りを置き、通常の
条件、すなわち圧力：１×10^-4torrの真空中、温
度：620℃に15分間保持の条件で真空ろう付けを
行なうことによつて、本発明法１〜４および比較
法１〜４をそれぞれ実施した。 なお、比較法１〜４は、いずれかの条件（第１

〔発明の効果〕

第１表に示される結果から、本発明法１〜４に
より製造された複合ろう付け部材においては、い
ずれも従来ろう付け接合がきわめて困難であると
されていた純Mo、Mo合金、純Ｗ、および合金
のうちのいずれかからなる重質部材、純Tiまた
はTi合金からなる軽質部材とが強固な接合強度
でろう付けされていることが明らかである。 これに対して、比較法１〜４に見られるよう
に、条件のうちのいずれかの条件でもこの発明の
範囲から外れると強固な接合強度でろう付けする
ことがないのである。 上述のように、この発明の方法によれば、純
Mo、Mo合金、純Ｗ、およびＷ合金のうちのい
ずれかで構成された重質部材と、純TiまたはTi
合金で構成された軽質部材とを強固な接合強度で
ろう付けすることができるので、前記重質部材の
一部を前記軽質部材で置換することが可能とな
り、それだけ軽量化した複合ろう付け部材を製造
することができるようになるほか、前記軽質部材
は、高強度およびすぐれた冷却効果をもつので、
例えば炭酸ガスレーザー用反射鏡や真空炉の内壁
材などの製造に用いた場合には、この結果得られ
た複合ろう付は部材が熱サイクルに対してすぐれ
た耐久性をもつことと合まつて、すぐれた性能を
長期に亘つて発揮するようになるなど工業上有用
な効果がもたらされるのである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 純Mo、Mo合金、純Ｗ、およびＷ合金のう
   ちのいずれかで構成された重質部材のろう付け
   面、並びに純TiまたはTi合金で構成された軽質
   部材のろう付け面のそれぞれに、イオンプレーテ
   イング法により、平均層厚で0.01〜50μｍのCu層
   を固着形成し、 ついで、これら両部材を、Si：0.5〜14重量％
   を含有するAl合金からなるろう材を用いて真空
   ろう付けすることを特徴とする複合ろう付け部材
   の製造法。