JPH06198458A - 異種金属の接合方法 - Google Patents
異種金属の接合方法Info
- Publication number
- JPH06198458A JPH06198458A JP31079292A JP31079292A JPH06198458A JP H06198458 A JPH06198458 A JP H06198458A JP 31079292 A JP31079292 A JP 31079292A JP 31079292 A JP31079292 A JP 31079292A JP H06198458 A JPH06198458 A JP H06198458A
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- JP
- Japan
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- titanium
- joining
- aluminum
- stainless steel
- joined
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- Pending
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- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】接合するステンレス鋼の接合面にチタンをイオ
ンプレーティグしこの面とアルミニウムの接合面を合体
したものをＨＩＰ処理によりこれらを固着させる異種金
属の接合方法 【効果】この発明は、簡便な方法であり、強度が均一に
分布した軽量の接合体が得られる。
ンプレーティグしこの面とアルミニウムの接合面を合体
したものをＨＩＰ処理によりこれらを固着させる異種金
属の接合方法 【効果】この発明は、簡便な方法であり、強度が均一に
分布した軽量の接合体が得られる。
Description
【０００１】
【０００１】
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は、異種金属を接合する方
法に関する。さらに詳しくは、異種金属の成型体同士を
ＨＩＰ処理により拡散接合する方法に関する。
法に関する。さらに詳しくは、異種金属の成型体同士を
ＨＩＰ処理により拡散接合する方法に関する。
【０００３】
【０００２】
【０００４】
【従来の技術】近年、産業分野の拡大と共に過酷な条件
に耐えられる素材、材料成型体が求められている。この
様な条件を満足する材料として異種金属の接合体は古く
から知られている。
に耐えられる素材、材料成型体が求められている。この
様な条件を満足する材料として異種金属の接合体は古く
から知られている。
【０００５】
【０００３】この様な接合体の製造は種々の方法が提案
されている。例えば実用的な方法として爆着法がある。
この方法は、接合する材料同士を瞬間的な爆発力により
圧着する方法で、得られたクラッド材から目的とする形
状の素材に加工する方法である。しかし、この方法は爆
発力の不均一性により接合面の信頼性に問題があり、製
造コスト等の経済的な面でも必ずしも適当な方法ではな
い。
されている。例えば実用的な方法として爆着法がある。
この方法は、接合する材料同士を瞬間的な爆発力により
圧着する方法で、得られたクラッド材から目的とする形
状の素材に加工する方法である。しかし、この方法は爆
発力の不均一性により接合面の信頼性に問題があり、製
造コスト等の経済的な面でも必ずしも適当な方法ではな
い。
【０００６】
【０００４】又、材料の接合面を高速回転させて擦り合
わせるなどして摩擦熱を発生させ高温状態でお互いを接
合させる方法がある。この方法においても材料の大き
さ、形状に制限があり、比較的小型の素材しか製造でき
ず同様に必ずしも適当な方法ではない。
わせるなどして摩擦熱を発生させ高温状態でお互いを接
合させる方法がある。この方法においても材料の大き
さ、形状に制限があり、比較的小型の素材しか製造でき
ず同様に必ずしも適当な方法ではない。
【０００７】
【０００５】本発明者らは、従来から異種金属の接合方
法に関し種々の検討を行い、ステンレス鋼とアルミニウ
ム合金との接合方法に関して新規な方法を見出だし先に
特許出願した（特開平３−２３４３４７号公報参照）。
この方法は、ステンレス鋼のパイプの接合面にある種の
金属をメッキし、その面を中心にアルミニウムを鋳込ん
だ成型体をＨＩＰ処理して接合パイプを製造する方法で
ある。
法に関し種々の検討を行い、ステンレス鋼とアルミニウ
ム合金との接合方法に関して新規な方法を見出だし先に
特許出願した（特開平３−２３４３４７号公報参照）。
この方法は、ステンレス鋼のパイプの接合面にある種の
金属をメッキし、その面を中心にアルミニウムを鋳込ん
だ成型体をＨＩＰ処理して接合パイプを製造する方法で
ある。
【０００８】
【０００６】この方法で得られた接合パイプは、母材同
士が強固に接合されており、極高真空機器の材料として
信頼性に富んだものである。
士が強固に接合されており、極高真空機器の材料として
信頼性に富んだものである。
【０００９】
【０００７】
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、異種金
属の接合方法について更に簡便で低コストな方法を提供
することを目的に検討を重ねた結果、異種金属、特にス
テンレス鋼とアルミニウムの成型体同士をある条件の下
にＨＩＰ処理することにより強固な接合材を得ることを
見出だし本発明を完成させた。
属の接合方法について更に簡便で低コストな方法を提供
することを目的に検討を重ねた結果、異種金属、特にス
テンレス鋼とアルミニウムの成型体同士をある条件の下
にＨＩＰ処理することにより強固な接合材を得ることを
見出だし本発明を完成させた。
【００１１】
【０００８】
【００１２】
【課題を解決するための手段】即ち本発明は、ステンレ
ス鋼とアルミニウム又はアルミニウム合金とを接合する
方法において、これら成型体の接合面にチタン及び／又
はチタン化合物を介在させたものをＨＩＰ処理により固
着させることを特徴とする金属の接合方法に関するもの
である。次に本発明を更に詳細に説明する。
ス鋼とアルミニウム又はアルミニウム合金とを接合する
方法において、これら成型体の接合面にチタン及び／又
はチタン化合物を介在させたものをＨＩＰ処理により固
着させることを特徴とする金属の接合方法に関するもの
である。次に本発明を更に詳細に説明する。
【００１３】
【０００９】本発明で接合の対象となる異種金属は、ス
テンレス鋼とアルミニウム又はアルミニウム合金であ
る。本発明ではこれらの成型体同士を接合の母材とす
る。ここで用いるステンレス鋼は、通常のオーステナイ
ト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼、及び鋼
である。又、アルミニウムは、純アルミニウム又はアル
ミニウム合金、ＳｉＣ等で強化した純アルミニウムなど
との合金で、目的によってその組成は適宜決めることが
できる。
テンレス鋼とアルミニウム又はアルミニウム合金であ
る。本発明ではこれらの成型体同士を接合の母材とす
る。ここで用いるステンレス鋼は、通常のオーステナイ
ト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼、及び鋼
である。又、アルミニウムは、純アルミニウム又はアル
ミニウム合金、ＳｉＣ等で強化した純アルミニウムなど
との合金で、目的によってその組成は適宜決めることが
できる。
【００１４】
【００１０】本発明では、上記した接合母材の接合表面
の少なくとも一方の表面にチタン及び／又はチタン化合
物を介在させることが特徴である。これらの介在物を接
合表面に装着させる方法は、特に制限されるものではな
いが、通常はイオンプレーティング法により、金属表面
に１μｍ以上、好ましくは３μｍ〜１０μｍの厚さに装
着する。この厚さが必要以上に厚くなると製造コストの
面で好ましくなく、又、逆に薄すぎても効果が少ない。
上記したイオンプレーティング法以外の方法としては、
上記した厚さのチタン及び／又はチタン化合物の板を介
在させることもできる。ここで用いるチタン化合物は、
窒化チタン、水素化チタン等である。
の少なくとも一方の表面にチタン及び／又はチタン化合
物を介在させることが特徴である。これらの介在物を接
合表面に装着させる方法は、特に制限されるものではな
いが、通常はイオンプレーティング法により、金属表面
に１μｍ以上、好ましくは３μｍ〜１０μｍの厚さに装
着する。この厚さが必要以上に厚くなると製造コストの
面で好ましくなく、又、逆に薄すぎても効果が少ない。
上記したイオンプレーティング法以外の方法としては、
上記した厚さのチタン及び／又はチタン化合物の板を介
在させることもできる。ここで用いるチタン化合物は、
窒化チタン、水素化チタン等である。
【００１５】
【００１１】金属間の接合においては、例えば金属酸化
物などがその接合面に不必要に存在すると接合強度の劣
化の原因となるので、予めその表面を硝酸、フッ酸など
の酸により洗浄し後の接合処理に供することが好まし
い。又、ステンレス鋼の場合は真空炉などで一定時間
（１〜２時間）加熱（約１０００℃）するなどしてその
表面に形成している酸化膜を除去したのち上記したチタ
ンなどの装着を行うと好ましい結果が得られる。
物などがその接合面に不必要に存在すると接合強度の劣
化の原因となるので、予めその表面を硝酸、フッ酸など
の酸により洗浄し後の接合処理に供することが好まし
い。又、ステンレス鋼の場合は真空炉などで一定時間
（１〜２時間）加熱（約１０００℃）するなどしてその
表面に形成している酸化膜を除去したのち上記したチタ
ンなどの装着を行うと好ましい結果が得られる。
【００１６】
【００１２】このようにしてチタン等を装着した接合母
材は、その面を接合面として合体しＨＩＰ処理を行う。
この際のＨＩＰ処理の条件は６００〜１２００気圧、４
５０〜５５０℃、０．５〜３時間程度で、容器は１０
−５ｔｏｒｒ以下である。
材は、その面を接合面として合体しＨＩＰ処理を行う。
この際のＨＩＰ処理の条件は６００〜１２００気圧、４
５０〜５５０℃、０．５〜３時間程度で、容器は１０
−５ｔｏｒｒ以下である。
【００１７】
【００１３】この様にして得られた接合体は必要に応じ
て整形し厳しい条件下に晒される機器の材料として用い
られる。
て整形し厳しい条件下に晒される機器の材料として用い
られる。
【００１８】
【００１４】次に実施例で本発明を更に詳述する。
【００１９】
【００１５】
【００２０】
実施例１ ２０ｍｍφ×５０ｍｍの円筒形ステンレス鋼（ＳＵＳ３
０４）、同形状の純アルミニウム成型体を用いた。ステ
ンレス鋼は有機溶剤（トリクロルエチレン）で洗浄した
後真空炉で１０５０〜１１００℃で１時間加熱し脱酸化
膜処理をし、円形の表面（接合面）を３００℃、Ａｒガ
スを４０ｍｌ／分で流しながら１０−４ｔｏｒｒの条件
でＴｉをコーティングした（厚さ約３μ）。ついで酸溶
液（硝酸３０％、フッ酸５％）で５分間洗浄した。一方
純アルミニウム成型体は、同じく有機溶剤で洗浄したの
ち酸溶液（硝酸１０％、フッ酸１％）で５分間洗浄し
た。
０４）、同形状の純アルミニウム成型体を用いた。ステ
ンレス鋼は有機溶剤（トリクロルエチレン）で洗浄した
後真空炉で１０５０〜１１００℃で１時間加熱し脱酸化
膜処理をし、円形の表面（接合面）を３００℃、Ａｒガ
スを４０ｍｌ／分で流しながら１０−４ｔｏｒｒの条件
でＴｉをコーティングした（厚さ約３μ）。ついで酸溶
液（硝酸３０％、フッ酸５％）で５分間洗浄した。一方
純アルミニウム成型体は、同じく有機溶剤で洗浄したの
ち酸溶液（硝酸１０％、フッ酸１％）で５分間洗浄し
た。
【００２１】
【００１６】両者は、同形状のアルミニウム缶に接合面
を合体して挿入し、４００℃に加熱してで１×１０−５
ｔｏｒｒ以下まで脱気して封止し、５３０℃、１００ｋ
ｇｆ／ｃｍ２で２時間ＨＩＰ処理を施した。アルミニウ
ム缶より取り出した接合体は断面形状２００／ｍｍ２の
引張り試験用の試験片に成型し、引張り強さの強度試験
に供した。結果を以下に示す。いづれの試験片も純アル
ミニウム側で破断した。
を合体して挿入し、４００℃に加熱してで１×１０−５
ｔｏｒｒ以下まで脱気して封止し、５３０℃、１００ｋ
ｇｆ／ｃｍ２で２時間ＨＩＰ処理を施した。アルミニウ
ム缶より取り出した接合体は断面形状２００／ｍｍ２の
引張り試験用の試験片に成型し、引張り強さの強度試験
に供した。結果を以下に示す。いづれの試験片も純アル
ミニウム側で破断した。
【００２２】 試験片Ｎｏ． 破断荷重（ｋｇ） 引張り強さ（ｋｇ／ｍｍ２） Ｎｏ．１ １８１０ ９．１ Ｎｏ．２ １８００ ９．０ Ｎｏ．３ １８６０ ９．３ 実施例２ ３００ｍｍφ×２０ｍｍの円板状のアルミニウム合金
（Ａ３００３）と３００ｍｍφ×１５ｍｍの円板状ステ
ンレス（ＳＵＳ３０４）を用い、Ｔｉをこの接合面に厚
さ約２μｍにコーティングしたものを用いた以外は実施
例１と同様にして接合体を得た。このもののを断面形状
１９．６／ｍｍ２の引張り試験用の試験片に成型し強度
試験を行った。結果を以下に示す。
（Ａ３００３）と３００ｍｍφ×１５ｍｍの円板状ステ
ンレス（ＳＵＳ３０４）を用い、Ｔｉをこの接合面に厚
さ約２μｍにコーティングしたものを用いた以外は実施
例１と同様にして接合体を得た。このもののを断面形状
１９．６／ｍｍ２の引張り試験用の試験片に成型し強度
試験を行った。結果を以下に示す。
【００２３】
【００１７】 試験片 破断荷重（ｋｇ） 引張り強さ（ｋｇ／ｍｍ２） Ｎｏ．４ ２２９．５ １１．７ Ｎｏ．５ ２２１．９ １１．３ Ｎｏ．６ ２２６．５ １１．５ Ｎｏ．７ ２２５．５ １１．４ Ｎｏ．８ ２２５．０ １１．５
【００２４】
【００１８】
【００２５】
【発明の効果】本発明は比較的簡便な方法であり、目的
とする接合体にＨＩＰによる均一な圧着が可能であるの
で強度が均一に分布した軽量の接合体が得られる。又、
操作が容易で接合条件の調整が容易である。
とする接合体にＨＩＰによる均一な圧着が可能であるの
で強度が均一に分布した軽量の接合体が得られる。又、
操作が容易で接合条件の調整が容易である。
Claims (2)
- 【請求項１】ステンレス鋼とアルミニウム又はアルミニ
ウム合金とを接合する方法において、これら成型体の接
合面にチタン及び／又はチタン化合物を介在させたもの
をＨＩＰ処理により固着させることを特徴とする金属の
接合方法。 - 【請求項２】少なくとも一方の成型体の接合面にイオン
プレーティング法によりチタン及び／又はチタン化合物
を装着したものを用いる請求項１記載の接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31079292A JPH06198458A (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | 異種金属の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31079292A JPH06198458A (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | 異種金属の接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06198458A true JPH06198458A (ja) | 1994-07-19 |
Family
ID=18009512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31079292A Pending JPH06198458A (ja) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | 異種金属の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06198458A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008205415A (ja) * | 2007-02-16 | 2008-09-04 | Creative Technology:Kk | 静電チャック |
| US7700198B2 (en) | 2004-06-11 | 2010-04-20 | Kobe Steel, Ltd. | Dissimilar material weld joint formed by joining iron type material and aluminum type material, and weld joining method |
| US9682446B2 (en) | 2006-02-17 | 2017-06-20 | Kobe Steel, Ltd. | Flux-cored wire for different-material bonding and method of bonding different materials |
-
1992
- 1992-10-27 JP JP31079292A patent/JPH06198458A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7700198B2 (en) | 2004-06-11 | 2010-04-20 | Kobe Steel, Ltd. | Dissimilar material weld joint formed by joining iron type material and aluminum type material, and weld joining method |
| US9682446B2 (en) | 2006-02-17 | 2017-06-20 | Kobe Steel, Ltd. | Flux-cored wire for different-material bonding and method of bonding different materials |
| JP2008205415A (ja) * | 2007-02-16 | 2008-09-04 | Creative Technology:Kk | 静電チャック |
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