JPH1177372A - ブレイズ接合法、及びその方法に用いる粉末状ニッケルベースブレイズフィラー合金 - Google Patents
ブレイズ接合法、及びその方法に用いる粉末状ニッケルベースブレイズフィラー合金Info
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- JPH1177372A JPH1177372A JP10161376A JP16137698A JPH1177372A JP H1177372 A JPH1177372 A JP H1177372A JP 10161376 A JP10161376 A JP 10161376A JP 16137698 A JP16137698 A JP 16137698A JP H1177372 A JPH1177372 A JP H1177372A
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- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550°C
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23K35/0222—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering or brazing
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- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数の金属または合金パーツをブレイズ接合
部の不都合な組成の相違を排除してブレイズ接合させる
改良ブレイズ接合法を提供すること。 【解決手段】 複数の金属または合金パーツ（例えば触
媒性コンバータパーツ）が、ホウ素を０．２重量％以下
含む均質なニッケルベースのブレイズフィラー合金を溶
解させることでブレイズ接合される。溶融合金は均質組
成の粉末に粉末化される。この粉末はブレイズフィラー
合金として使用され、金属または合金パーツを別な金属
または合金パーツと接合させる。典型的にはこれらパー
ツは比較的に多いアルミ含有量のステンレススチール製
である。
部の不都合な組成の相違を排除してブレイズ接合させる
改良ブレイズ接合法を提供すること。 【解決手段】 複数の金属または合金パーツ（例えば触
媒性コンバータパーツ）が、ホウ素を０．２重量％以下
含む均質なニッケルベースのブレイズフィラー合金を溶
解させることでブレイズ接合される。溶融合金は均質組
成の粉末に粉末化される。この粉末はブレイズフィラー
合金として使用され、金属または合金パーツを別な金属
または合金パーツと接合させる。典型的にはこれらパー
ツは比較的に多いアルミ含有量のステンレススチール製
である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は複数の金属または合
金パーツ（parts）のブレイズ接合法（methodof brazin
g）及びその方法に用いる粉末状ニッケルベースブレイ
ズフィラー合金に関する。
金パーツ（parts）のブレイズ接合法（methodof brazin
g）及びその方法に用いる粉末状ニッケルベースブレイ
ズフィラー合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】ブレイズ接合（brazing）とは、低溶解
温度範囲の金属または合金を使用して高溶解温度範囲の
合金または金属で成るパーツを接合（join）させる技術
である。ニッケルベースのブレイズフィラー合金（nick
el-based brazing filler alloys）は周知であり、ステ
ンレススチールから、例えばニモニックス（Nimonics）
やインコネル（Inconels）等のさらに溶解困難な合金で
成る合金パーツの接合に使用される。これらブレイズフ
ィラー合金は一般的に粉末として供給される。それらは
一般的に８８０℃から１２００℃で溶解し、個々の合金
成分は、リン（phosphorus）、ホウ素（boron）及びケ
イ素（silicon）のごとき融点抑制剤または降下剤（mel
ting point depressants）によって決定される固相線−
液相線範囲（solidus-liquidus range）を有している。
ホウ素とケイ素との組み合わせは、ＢＳ１８４５ ＨＴ
Ｎ１、ＨＴＮ２等のごとき幾種類かの合金に利用されて
いる。このホウ素成分の含有率は比較的に高く、１重量
％を越える。これらは望む最終組成成分を有した物質を
溶炉に投入することで確実に製造され、溶解されたとき
には、噴霧または粉化処理によって直接的に粉末化され
て粉末のブレンドを介さずに適当な溶解特性を提供す
る。
温度範囲の金属または合金を使用して高溶解温度範囲の
合金または金属で成るパーツを接合（join）させる技術
である。ニッケルベースのブレイズフィラー合金（nick
el-based brazing filler alloys）は周知であり、ステ
ンレススチールから、例えばニモニックス（Nimonics）
やインコネル（Inconels）等のさらに溶解困難な合金で
成る合金パーツの接合に使用される。これらブレイズフ
ィラー合金は一般的に粉末として供給される。それらは
一般的に８８０℃から１２００℃で溶解し、個々の合金
成分は、リン（phosphorus）、ホウ素（boron）及びケ
イ素（silicon）のごとき融点抑制剤または降下剤（mel
ting point depressants）によって決定される固相線−
液相線範囲（solidus-liquidus range）を有している。
ホウ素とケイ素との組み合わせは、ＢＳ１８４５ ＨＴ
Ｎ１、ＨＴＮ２等のごとき幾種類かの合金に利用されて
いる。このホウ素成分の含有率は比較的に高く、１重量
％を越える。これらは望む最終組成成分を有した物質を
溶炉に投入することで確実に製造され、溶解されたとき
には、噴霧または粉化処理によって直接的に粉末化され
て粉末のブレンドを介さずに適当な溶解特性を提供す
る。
【０００３】ＧＢ-A-1547117号は、例えば炭素鋼、ニッ
ケルベース合金、銅合金、ステンレススチール等の金属
あるいは合金の接合部のブレイズ接合または拡散接合
（diffusion welding）に使用されるニッケルベースの
ブレイズ合金を開示している。開示されたブレイズ合金
は０．６重量％から１．８重量％のホウ素を含んでい
る。
ケルベース合金、銅合金、ステンレススチール等の金属
あるいは合金の接合部のブレイズ接合または拡散接合
（diffusion welding）に使用されるニッケルベースの
ブレイズ合金を開示している。開示されたブレイズ合金
は０．６重量％から１．８重量％のホウ素を含んでい
る。
【０００４】この英国特許出願第１５４７１１７号のブ
レイズ合金がステンレススチールの薄箔あるいはフォイ
ルのブレイズ接合を目的に使用されると仮定すれば、そ
の接合部は侵食（erosion）されるでろう。
レイズ合金がステンレススチールの薄箔あるいはフォイ
ルのブレイズ接合を目的に使用されると仮定すれば、そ
の接合部は侵食（erosion）されるでろう。
【０００５】ＧＢ-A-2279363は、銅ベース合金の基材表
面の高温腐食（corrosion）及び侵食の防止に使用され
る金属コーティング物質を開示している。しかしながら
この特許出願文献は、金属または合金パーツを別の金属
または合金パーツとブレイズ接合させる目的でのブレイ
ズフィラー（brazing filler）としてのその金属物質の
使用を教示も暗示もしていない。いずれにしろ前述した
理由で、含まれる多量（０．５重量％から４．０重量
％）のホウ素のためにその物質はステンレススチールの
薄箔パーツのブレイズ接合には不適当である。
面の高温腐食（corrosion）及び侵食の防止に使用され
る金属コーティング物質を開示している。しかしながら
この特許出願文献は、金属または合金パーツを別の金属
または合金パーツとブレイズ接合させる目的でのブレイ
ズフィラー（brazing filler）としてのその金属物質の
使用を教示も暗示もしていない。いずれにしろ前述した
理由で、含まれる多量（０．５重量％から４．０重量
％）のホウ素のためにその物質はステンレススチールの
薄箔パーツのブレイズ接合には不適当である。
【０００６】最も高い溶解温度のニッケルベースのブレ
イズフィラー合金は、融点降下剤としてケイ素のみを使
用した、例えばＢＳ１８４５ ＨＴＮ５等であり、中央
範囲値で１９重量％のクロム、１０．５重量％のケイ
素、そして残りをニッケルとした組成を有したものであ
る。これら合金は非常に高温でのパーツのブレイズ接合
において特に有益な特性を提供することができる。しか
し、それらに固有な高ブレイズ接合温度は親金属（pare
nt metal）や成分デザインの選択のための最良のブレイ
ズ接合条件の選択範囲を狭め、溶炉保守費用を増加させ
る。
イズフィラー合金は、融点降下剤としてケイ素のみを使
用した、例えばＢＳ１８４５ ＨＴＮ５等であり、中央
範囲値で１９重量％のクロム、１０．５重量％のケイ
素、そして残りをニッケルとした組成を有したものであ
る。これら合金は非常に高温でのパーツのブレイズ接合
において特に有益な特性を提供することができる。しか
し、それらに固有な高ブレイズ接合温度は親金属（pare
nt metal）や成分デザインの選択のための最良のブレイ
ズ接合条件の選択範囲を狭め、溶炉保守費用を増加させ
る。
【０００７】この問題を解決するため、これら合金に１
０重量％までの低温溶解範囲のニッケルベースのブレイ
ズフィラー合金をブレンドしてブレイズ接合の開始温度
を低下させる技術が存在する。この技術は特にブレイズ
合金フロ（flow）が非常に耐熱特性が高い表面を有した
親金属基材上に提供される場合に利用される。このよう
な基材は、例えば自動車の金属触媒支持体の製造や、ガ
スタービンのハニカムシール（honeycomb seal）に使用
されるようなクロムとアルミニウムを含有した鉄系合金
でよい。
０重量％までの低温溶解範囲のニッケルベースのブレイ
ズフィラー合金をブレンドしてブレイズ接合の開始温度
を低下させる技術が存在する。この技術は特にブレイズ
合金フロ（flow）が非常に耐熱特性が高い表面を有した
親金属基材上に提供される場合に利用される。このよう
な基材は、例えば自動車の金属触媒支持体の製造や、ガ
スタービンのハニカムシール（honeycomb seal）に使用
されるようなクロムとアルミニウムを含有した鉄系合金
でよい。
【０００８】好適には、この低温溶解範囲のブレイズフ
ィラー合金は少なくとも１種の融点降下剤としてホウ素
を含む。低温でのブレイズフローを促した後にそのホウ
素は基材内に拡散し、ブレイズフィラー合金の最終的再
溶解温度（re-melt temperature）をホウ素の存在によ
って引き起こされる溶解温度のさらなる降下とは無縁と
する。この低溶解温度範囲の合金内のホウ素の好適な含
有量は１重量％である。なぜなら、これで得られるブレ
ンドの０．１重量％となるからである。そのような低ホ
ウ素含有率を提供するブレンドルート（blend route）
は幾つかの理由により通常方法として既に認められてい
る。
ィラー合金は少なくとも１種の融点降下剤としてホウ素
を含む。低温でのブレイズフローを促した後にそのホウ
素は基材内に拡散し、ブレイズフィラー合金の最終的再
溶解温度（re-melt temperature）をホウ素の存在によ
って引き起こされる溶解温度のさらなる降下とは無縁と
する。この低溶解温度範囲の合金内のホウ素の好適な含
有量は１重量％である。なぜなら、これで得られるブレ
ンドの０．１重量％となるからである。そのような低ホ
ウ素含有率を提供するブレンドルート（blend route）
は幾つかの理由により通常方法として既に認められてい
る。
【０００９】それらには平常製造工程の最終段階での標
準粉末の単純な改質が含まれている。本件の場合はＢＳ
１８４５ ＨＴＮ５への改質であり、ブレンド処理によ
って比較的に少量の特殊グレード合金を提供する。さら
には、１重量％のホウ素を含有する合金粉末を所定の許
容誤差範囲内で生産するのに要する製造制御条件は、
０．１重量％のものを提供する直接的な溶解ルートより
も緩和されている。実際にはブレンドの組成はブレンド
処理以前に化学的に分析され、製造時の通常誤差に対処
するようにブレンド比は修正される。例えば、もしその
低温溶解性粉末が１重量％ではなくて０．９重量％のホ
ウ素を含有していることを知れば、そのブレンド比は１
０重量％から１１重量％に修正が可能であり、最終的に
は含有率０．１重量％のホウ素含有量を達成させる。そ
の低温溶解範囲の粉末組成物は他の目的、例えば他の組
成の粉末との混合や、当初からその目的で製造するブレ
イズ硬化肉盛（hardfacing）処理のための製品として製
造することが可能である。
準粉末の単純な改質が含まれている。本件の場合はＢＳ
１８４５ ＨＴＮ５への改質であり、ブレンド処理によ
って比較的に少量の特殊グレード合金を提供する。さら
には、１重量％のホウ素を含有する合金粉末を所定の許
容誤差範囲内で生産するのに要する製造制御条件は、
０．１重量％のものを提供する直接的な溶解ルートより
も緩和されている。実際にはブレンドの組成はブレンド
処理以前に化学的に分析され、製造時の通常誤差に対処
するようにブレンド比は修正される。例えば、もしその
低温溶解性粉末が１重量％ではなくて０．９重量％のホ
ウ素を含有していることを知れば、そのブレンド比は１
０重量％から１１重量％に修正が可能であり、最終的に
は含有率０．１重量％のホウ素含有量を達成させる。そ
の低温溶解範囲の粉末組成物は他の目的、例えば他の組
成の粉末との混合や、当初からその目的で製造するブレ
イズ硬化肉盛（hardfacing）処理のための製品として製
造することが可能である。
【００１０】これら様々な理由によって、ブレイズフィ
ラー合金をブレンド処理によって、典型的には０．０５
重量％から０．１５重量％の範囲である低含有率のホウ
素を含ませて製造することが標準的な産業基準となって
いる。
ラー合金をブレンド処理によって、典型的には０．０５
重量％から０．１５重量％の範囲である低含有率のホウ
素を含ませて製造することが標準的な産業基準となって
いる。
【００１１】しかし、異なる組成の２種類のニッケルベ
ースのブレイズフィラー金属粉をブレンドすることの弱
点は、適用技術の種類によっては局所的な組成の相違が
溶解後にも継続することである。特にこの影響はブレイ
ズフィラー金属が極端に薄く広げられる場合に発生し得
る。例えばその結果、粉末粒子の本質的モノレイヤー
（essentially monolayer）作用が関与することになろ
う。このような場合には、均質性の小スケールでの統計
的な変動が、（この場合にはホウ素密度である）組成の
相当なる局所的変動をもたらす。フィルム状溶融フィラ
ー金属は溶解直後に非常に薄くなり、その混合を前述の
組成的相違を排除する程度に実施することは不可能であ
る。このことでブレイズ接合が不安定となり、ブレイズ
接合条件とその結果が安定しない。
ースのブレイズフィラー金属粉をブレンドすることの弱
点は、適用技術の種類によっては局所的な組成の相違が
溶解後にも継続することである。特にこの影響はブレイ
ズフィラー金属が極端に薄く広げられる場合に発生し得
る。例えばその結果、粉末粒子の本質的モノレイヤー
（essentially monolayer）作用が関与することになろ
う。このような場合には、均質性の小スケールでの統計
的な変動が、（この場合にはホウ素密度である）組成の
相当なる局所的変動をもたらす。フィルム状溶融フィラ
ー金属は溶解直後に非常に薄くなり、その混合を前述の
組成的相違を排除する程度に実施することは不可能であ
る。このことでブレイズ接合が不安定となり、ブレイズ
接合条件とその結果が安定しない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、複数の金属または合金パーツをブレイズ接合部の不
都合な組成の相違を排除してブレイズ接合させる改良ブ
レイズ接合法の提供である。
は、複数の金属または合金パーツをブレイズ接合部の不
都合な組成の相違を排除してブレイズ接合させる改良ブ
レイズ接合法の提供である。
【００１３】本発明の別な目的は、薄いステンレススチ
ールパーツを効果的にブレイズ接合することができる比
較的に低いホウ素含有率の均質なブレイズフィラー合金
を提供することである。
ールパーツを効果的にブレイズ接合することができる比
較的に低いホウ素含有率の均質なブレイズフィラー合金
を提供することである。
【００１４】複数の金属または合金パーツの公知なブレ
イズ接合法（例えば、前記のＧＢ-A-1547117の方法）は
一般的には以下のステップを含んでいる。 (a)ホウ素を含んだ均質な溶融ニッケルベースのブレイ
ズフィラー合金の提供等を目的とした含有成分の溶解ス
テップ； (b)その溶融合金の粉末化ステップ；及び (c)その粉末を使用して金属または合金パーツと別金属
または合金パーツとをブレイズ接合するステップ。
イズ接合法（例えば、前記のＧＢ-A-1547117の方法）は
一般的には以下のステップを含んでいる。 (a)ホウ素を含んだ均質な溶融ニッケルベースのブレイ
ズフィラー合金の提供等を目的とした含有成分の溶解ス
テップ； (b)その溶融合金の粉末化ステップ；及び (c)その粉末を使用して金属または合金パーツと別金属
または合金パーツとをブレイズ接合するステップ。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、このホ
ウ素は溶融ブレイズフィラー合金内すなわちブレイズフ
ィラー合金として使用される粉末内に０．２重量％を越
えない範囲で存在する。その粉末化された合金は均質な
組成である。
ウ素は溶融ブレイズフィラー合金内すなわちブレイズフ
ィラー合金として使用される粉末内に０．２重量％を越
えない範囲で存在する。その粉末化された合金は均質な
組成である。
【００１６】典型的には、このブレイズフィラー合金は
１または複数のステンレススチールパーツの、比較的に
高いアルミニウム含有率のもの（例えば約１０重量％ま
でのアルミ、２０重量％までのクロム、残りは鉄や随意
成分や不純物である合金）との接合に使用される。この
ような合金は現在、例えば自動車の金属触媒支持体（me
tallic catalyst support）等として使用されている。
１または複数のステンレススチールパーツの、比較的に
高いアルミニウム含有率のもの（例えば約１０重量％ま
でのアルミ、２０重量％までのクロム、残りは鉄や随意
成分や不純物である合金）との接合に使用される。この
ような合金は現在、例えば自動車の金属触媒支持体（me
tallic catalyst support）等として使用されている。
【００１７】ブレイズ接合される金属や合金内の多いア
ルミ含有量はブレイズフィラー合金フローを規制するこ
とができる。なぜなら、真空内での加熱処理中に安定し
た表面酸化物層が形成されるからであり、ブレイズ接合
処理の阻害要因となる。０．２重量％を越えないホウ素
密度でこの表面酸化物との化学反応並びにその実質的分
解に充分である。この量のホウ素はそのような酸化物の
存在下でもフローを支援する。
ルミ含有量はブレイズフィラー合金フローを規制するこ
とができる。なぜなら、真空内での加熱処理中に安定し
た表面酸化物層が形成されるからであり、ブレイズ接合
処理の阻害要因となる。０．２重量％を越えないホウ素
密度でこの表面酸化物との化学反応並びにその実質的分
解に充分である。この量のホウ素はそのような酸化物の
存在下でもフローを支援する。
【００１８】余分なホウ素の使用は不利である。なぜな
ら、余剰分は金属や合金のフォイルのブレイズ処理を妨
害するからである。その結果、ブレイズ接合されたパー
ツの接合部が不均等で脆弱となる。この理由によりホウ
素の存在量は約０．２重量％を越えない。ホウ素量が
０．１５重量％を越えないことはさらに好適である。
ら、余剰分は金属や合金のフォイルのブレイズ処理を妨
害するからである。その結果、ブレイズ接合されたパー
ツの接合部が不均等で脆弱となる。この理由によりホウ
素の存在量は約０．２重量％を越えない。ホウ素量が
０．１５重量％を越えないことはさらに好適である。
【００１９】好適には、ブレイズフィラー合金は１２重
量％から２０重量％（典型的には約１７重量％）のクロ
ム及び／又は８重量％から１２重量％（典型的には約
９．７重量％）のケイ素と、残りのホウ素、ニッケル、
随意成分並びに不純物を含む。好適にはブレイズフィラ
ー合金は銅及び／又はマンガンを実質的に含まない。す
なわち、銅の含有量は０．２重量％未満であり、マンガ
ンの含有量は０．４重量％未満であることが好ましい。
量％から２０重量％（典型的には約１７重量％）のクロ
ム及び／又は８重量％から１２重量％（典型的には約
９．７重量％）のケイ素と、残りのホウ素、ニッケル、
随意成分並びに不純物を含む。好適にはブレイズフィラ
ー合金は銅及び／又はマンガンを実質的に含まない。す
なわち、銅の含有量は０．２重量％未満であり、マンガ
ンの含有量は０．４重量％未満であることが好ましい。
【００２０】好適には、このブレイズフィラー合金は従
来式ガス粉化処理を含む粉化工程で粉末化される（本発
明の方法のステップ(b））。
来式ガス粉化処理を含む粉化工程で粉末化される（本発
明の方法のステップ(b））。
【００２１】このようなブレイズフィラー合金粉のマク
ロな溶解及び固化特性（macro melting and solidifica
tion behaviour）はブレンドされた粉末のものとさほど
異ならないが、そのミクロな組成均質性、すなわちミク
ロな溶解及び固化特性は大きく改善されている。例え
ば、このブレイズフィラー合金が金属フォイルまたは合
金フォイルの別な金属または合金パーツとの実質的に線
状の接合に使用されるとき（典型的にはブレイズされる
パーツの１ｍｍ当たり約０．１ｍｇ）、得られるブレイ
ズ接合部は従来の“ブレンド”工程よりもさらに均質と
なる。この“フォイル”とは１００ミクロン（mu）以下
（典型的には約５０ミクロン以下）の厚みを有した薄箔
のことである。
ロな溶解及び固化特性（macro melting and solidifica
tion behaviour）はブレンドされた粉末のものとさほど
異ならないが、そのミクロな組成均質性、すなわちミク
ロな溶解及び固化特性は大きく改善されている。例え
ば、このブレイズフィラー合金が金属フォイルまたは合
金フォイルの別な金属または合金パーツとの実質的に線
状の接合に使用されるとき（典型的にはブレイズされる
パーツの１ｍｍ当たり約０．１ｍｇ）、得られるブレイ
ズ接合部は従来の“ブレンド”工程よりもさらに均質と
なる。この“フォイル”とは１００ミクロン（mu）以下
（典型的には約５０ミクロン以下）の厚みを有した薄箔
のことである。
【００２２】
【実施例】本発明の方法の例示的実施例を添付図面を利
用して説明する。図１に示す触媒性コンバータ（cataly
tic convertor）の一部を形成する要素１aと１bとは、
前述のステップ（a）と（b）とに従って準備された薄層
の粉末３をブレイズフィラーとして使用して金属曲面２
にブレイズ接合されている。このブレイズフィラーは、
成分がブレイズ処理中に混合される従来式処理工程と区
別するために以降は“プレメルトフィラー”と呼称す
る。
用して説明する。図１に示す触媒性コンバータ（cataly
tic convertor）の一部を形成する要素１aと１bとは、
前述のステップ（a）と（b）とに従って準備された薄層
の粉末３をブレイズフィラーとして使用して金属曲面２
にブレイズ接合されている。このブレイズフィラーは、
成分がブレイズ処理中に混合される従来式処理工程と区
別するために以降は“プレメルトフィラー”と呼称す
る。
【００２３】図１はブレイズフィラー合金の薄層内のホ
ウ素の均等性の望ましさを示している。本発明を以下の
例示的実施例を基に説明する（図２と図３とをさらに詳
細に説明する）。親金属が選択された。その上ではブレ
イズフィラー合金フローはフィラー合金組成の変動に敏
感である。例えば、５０ミクロン厚である約１２重量％
のクロムと、６重量％のアルミと、残りが鉄で成る親金
属フォイルが選択された。この比較的に多いアルミ含有
量でブレイズフィラー合金フローは大きく規制される。
なぜなら、安定した表層酸化物が真空ブレイズ処理中に
形成され、ウェット作用（wetting）を阻害するからで
ある。そのフローを促進させる量のホウ素が存在した。
ウ素の均等性の望ましさを示している。本発明を以下の
例示的実施例を基に説明する（図２と図３とをさらに詳
細に説明する）。親金属が選択された。その上ではブレ
イズフィラー合金フローはフィラー合金組成の変動に敏
感である。例えば、５０ミクロン厚である約１２重量％
のクロムと、６重量％のアルミと、残りが鉄で成る親金
属フォイルが選択された。この比較的に多いアルミ含有
量でブレイズフィラー合金フローは大きく規制される。
なぜなら、安定した表層酸化物が真空ブレイズ処理中に
形成され、ウェット作用（wetting）を阻害するからで
ある。そのフローを促進させる量のホウ素が存在した。
【００２４】これらテストに使用されたフォイルサンプ
ルはロール方向（rolling direction）に関してマーク
が入れられ、脱脂（degraded）及び４００メッシュのシ
リコンカーバイド紙で縦方向に研磨（abraded）され、
クリーンな表面状態が提供された。このフォイルは３０
ｍｍ平方に裁断された。
ルはロール方向（rolling direction）に関してマーク
が入れられ、脱脂（degraded）及び４００メッシュのシ
リコンカーバイド紙で縦方向に研磨（abraded）され、
クリーンな表面状態が提供された。このフォイルは３０
ｍｍ平方に裁断された。
【００２５】この選択されたブレイズフィラー合金は１
７重量％のクロムと、９．７重量％のケイ素と、０．１
重量％のホウ素と、残りのニッケルとで組成された。第
１のブレイズフィラー合金は、１９重量％のクロムと１
０．５重量％のケイ素とを含んだ９０重量％の粉末状の
ニッケルベース合金と、２．５重量％のケイ素と１重量
％のホウ素とを含んだ１０重量％の粉末状のニッケルベ
ース合金とを混合することで提供された。２０ｇのサン
プルがこの実験に使用された。これら２成分の均質ブレ
ンドを得るのに要する撹拌時間は３分であった。
７重量％のクロムと、９．７重量％のケイ素と、０．１
重量％のホウ素と、残りのニッケルとで組成された。第
１のブレイズフィラー合金は、１９重量％のクロムと１
０．５重量％のケイ素とを含んだ９０重量％の粉末状の
ニッケルベース合金と、２．５重量％のケイ素と１重量
％のホウ素とを含んだ１０重量％の粉末状のニッケルベ
ース合金とを混合することで提供された。２０ｇのサン
プルがこの実験に使用された。これら２成分の均質ブレ
ンドを得るのに要する撹拌時間は３分であった。
【００２６】第２のブレイズフィラー合金は溶炉内で全
成分を予備溶解またはプレメルトし、１７重量％のクロ
ムと、９．７重量％のケイ素と、０．１重量％のホウ素
との組成を直接的に達成させることで準備された。
成分を予備溶解またはプレメルトし、１７重量％のクロ
ムと、９．７重量％のケイ素と、０．１重量％のホウ素
との組成を直接的に達成させることで準備された。
【００２７】両方の場合とも、それら組成物の残り部分
はニッケルと少量の通常不純物であった。全粉末は従来
式ガス粉化処理によって液体溶解物から得られた。その
粉末はスクリーン処理され、４５ミクロンから１０６ミ
クロンまでの粒子サイズのものが準備された。
はニッケルと少量の通常不純物であった。全粉末は従来
式ガス粉化処理によって液体溶解物から得られた。その
粉末はスクリーン処理され、４５ミクロンから１０６ミ
クロンまでの粒子サイズのものが準備された。
【００２８】産業においては典型的な非常に少量のブレ
イズフィラー合金付着物を模擬するためには、このブレ
イズフィラー合金粉の適当な提供法を開発することが必
要であった。調整式ペン先を有した製図用ペンを使用し
て適当な接着剤の細線を親金属フォイル上に引けること
が発見された。このブレイズフィラー合金粉はこの接着
線上に注意深く提供され、余剰分は排除された。フォイ
ル上には接着状態のブレイズフィラー合金粒子の線が提
供された。その接着剤が乾燥するとブレイズフィラー合
金粉付着物はブレイズ処理が可能となった。ブレイズフ
ィラー合金の線方向はロール方向であり、フォイルが準
備されたときの研磨方向とは平行である。
イズフィラー合金付着物を模擬するためには、このブレ
イズフィラー合金粉の適当な提供法を開発することが必
要であった。調整式ペン先を有した製図用ペンを使用し
て適当な接着剤の細線を親金属フォイル上に引けること
が発見された。このブレイズフィラー合金粉はこの接着
線上に注意深く提供され、余剰分は排除された。フォイ
ル上には接着状態のブレイズフィラー合金粒子の線が提
供された。その接着剤が乾燥するとブレイズフィラー合
金粉付着物はブレイズ処理が可能となった。ブレイズフ
ィラー合金の線方向はロール方向であり、フォイルが準
備されたときの研磨方向とは平行である。
【００２９】粉末の使用量が位置及び接着剤の量によっ
て規定される２段階工程で成るこの技術は本業界では
“ペパーポット法（pepperpotting ）”として知られて
いる。粉末粒子の本質的モノレイヤーを達成させるため
には慎重にバインダー特性を選択しなければならない。
遅乾燥溶剤 （slow drying solvent） （乳酸エチル：e
thyl lactate）内の専売樹脂（proprietary resin）の
溶液は８００ｃｐｓの粘度に調整され、使用するペンタ
イプに適合された。この樹脂には充分に揮発性であるも
のが選出された。即ち、引き続く真空ブレイズサイクル
の初期段階で真空内で加熱されたときに完全に揮発発散
し、小粒子と基材との間に存在すると考えられる弱い結
合力によって粉末粒子をその場に結合させるものが選択
された。乾燥の進行中に粒子を基材と密着状態に引きつ
けるためには長時間乾燥溶剤（long drying solvent）
が必要であった。
て規定される２段階工程で成るこの技術は本業界では
“ペパーポット法（pepperpotting ）”として知られて
いる。粉末粒子の本質的モノレイヤーを達成させるため
には慎重にバインダー特性を選択しなければならない。
遅乾燥溶剤 （slow drying solvent） （乳酸エチル：e
thyl lactate）内の専売樹脂（proprietary resin）の
溶液は８００ｃｐｓの粘度に調整され、使用するペンタ
イプに適合された。この樹脂には充分に揮発性であるも
のが選出された。即ち、引き続く真空ブレイズサイクル
の初期段階で真空内で加熱されたときに完全に揮発発散
し、小粒子と基材との間に存在すると考えられる弱い結
合力によって粉末粒子をその場に結合させるものが選択
された。乾燥の進行中に粒子を基材と密着状態に引きつ
けるためには長時間乾燥溶剤（long drying solvent）
が必要であった。
【００３０】過去の研究によって、真空内での加熱中に
温度がブレイズフィラー合金の溶解温度範囲に到達して
越えるときにフィラー合金に基材に対して最終的にウェ
ット作用を及ぼさせるにはこの密着が必要であることが
知られている。サンプルが乾燥しているときの平衡錘重
量測定、再測定及び付着されたブレイズフィラー合金の
線長の測定によって、その付着量は約０．１ｍｇ／ｍｍ
であることが知られた。ブレンド粉末とプレメルト粉末
との２種類の比較サンプルを準備するため、その付着工
程は２種のサンプルが得られるまで反復され、それらの
付着物重量／ｍｍは相互間で１０重量％以内の差であっ
た。
温度がブレイズフィラー合金の溶解温度範囲に到達して
越えるときにフィラー合金に基材に対して最終的にウェ
ット作用を及ぼさせるにはこの密着が必要であることが
知られている。サンプルが乾燥しているときの平衡錘重
量測定、再測定及び付着されたブレイズフィラー合金の
線長の測定によって、その付着量は約０．１ｍｇ／ｍｍ
であることが知られた。ブレンド粉末とプレメルト粉末
との２種類の比較サンプルを準備するため、その付着工
程は２種のサンプルが得られるまで反復され、それらの
付着物重量／ｍｍは相互間で１０重量％以内の差であっ
た。
【００３１】これらサンプルは以下の従来式真空ブレイ
ズサイクルに従ってブレイズ接合された。１ｘ１０-4mb
ar以内の真空度にする；１５℃／分の割合で１０００℃
まで加熱する；１０００℃を１０分間維持する；１０℃
／分の割合で１１７０℃まで加熱する；その温度を５分
間維持する；真空内で９００℃まで冷却する；及び不活
性ガスで１００℃まで冷却して放出させる。
ズサイクルに従ってブレイズ接合された。１ｘ１０-4mb
ar以内の真空度にする；１５℃／分の割合で１０００℃
まで加熱する；１０００℃を１０分間維持する；１０℃
／分の割合で１１７０℃まで加熱する；その温度を５分
間維持する；真空内で９００℃まで冷却する；及び不活
性ガスで１００℃まで冷却して放出させる。
【００３２】使用された真空ブレイズ炉は、本分野の専
門家には理解されようが、親金属に対するウェット作用
が困難な状態に維持されるタイプであり、特に内部のク
リーン度とリーク（in-leakage）の厳格な条件を満たす
ように高温加熱によって専用に準備されたものである。
門家には理解されようが、親金属に対するウェット作用
が困難な状態に維持されるタイプであり、特に内部のク
リーン度とリーク（in-leakage）の厳格な条件を満たす
ように高温加熱によって専用に準備されたものである。
【００３３】サンプルのブレイズ処理後にマクロな写真
が７５倍の倍率で撮影された。図２は、ホウ素含有率の
ランダムな変動の予測統計変動のスケールに対応した不
規則なフィラー金属の状態を示している。全長の約１０
％は大きく規制されたフロー状態を有している。
が７５倍の倍率で撮影された。図２は、ホウ素含有率の
ランダムな変動の予測統計変動のスケールに対応した不
規則なフィラー金属の状態を示している。全長の約１０
％は大きく規制されたフロー状態を有している。
【００３４】図３はこのような変動のないものを示して
いる。図２のものと図３のものとの唯一の相違がホウ素
の集合状態、すなわちブレンドとプレメルトとの状態で
あるため、これはフローの均質性の相違によって発生す
ることが確認された。
いる。図２のものと図３のものとの唯一の相違がホウ素
の集合状態、すなわちブレンドとプレメルトとの状態で
あるため、これはフローの均質性の相違によって発生す
ることが確認された。
【００３５】サンプル準備に使用されたペパーポット技
術では付着量は０．１ｍｇ／ｍｍ以下にはならなかった
が、関連産業技術の発展によってさらに少量の付着量と
することが可能であり、ブレイズフィラー合金を使用す
る際の経済性を高めることができよう。そのような少量
の付着量においてはブレンドされたブレイズフィラー合
金粉のデポジット内のホウ素含有量のランダムな変動が
さらに大きくなることを統計分析は示している。プレメ
ルトブレイズフィラー合金粉の使用はこのよう変動を排
除し、そのような産業的な工程の改善から最大の利益を
受けさせるであろう。
術では付着量は０．１ｍｇ／ｍｍ以下にはならなかった
が、関連産業技術の発展によってさらに少量の付着量と
することが可能であり、ブレイズフィラー合金を使用す
る際の経済性を高めることができよう。そのような少量
の付着量においてはブレンドされたブレイズフィラー合
金粉のデポジット内のホウ素含有量のランダムな変動が
さらに大きくなることを統計分析は示している。プレメ
ルトブレイズフィラー合金粉の使用はこのよう変動を排
除し、そのような産業的な工程の改善から最大の利益を
受けさせるであろう。
【図１】 図１は本発明に従った金属パーツの接合状態
を示す概略図である。
を示す概略図である。
【図２】 図２は従来技術によるブレンドされた粉末ブ
レイズの付着物またはデポジジットの状態（金属組織の
状態）を示す顕微鏡写真である。
レイズの付着物またはデポジジットの状態（金属組織の
状態）を示す顕微鏡写真である。
【図３】 図３は本発明に従った予備溶解またはプレメ
ルト（pre-melted）されているブレイズのデポジットの
状態（金属組織の状態）を示す顕微鏡写真である。
ルト（pre-melted）されているブレイズのデポジットの
状態（金属組織の状態）を示す顕微鏡写真である。
Claims (10)
- 【請求項１】 複数の金属または合金パーツのブレイズ
接合法であって、 (a)ホウ素を含んだ均質な溶融ニッケルベースブレイズ
フィラー合金を提供するように成分を溶解させるステッ
プと、 (b)その溶融合金を粉末にするステップと、 (c)その粉末を使用して金属または合金パーツを別の金
属または合金パーツとブレイズ接合させるステップと、 を含んでおり、前記ホウ素は前記溶融ブレイズフィラー
合金内に０．２重量％以下で存在し、前記粉末は均質な
組成を有しており、前記量のホウ素を含んでいることを
特徴とするブレイズ接合法。 - 【請求項２】 前記溶融ブレイズフィラー合金は０．０
５重量％から０．１５重量％のホウ素を含んでいること
を特徴とする請求項１記載のブレイズ接合法。 - 【請求項３】 前記ブレイズフィラー合金は１２重量％
から２０重量％のクロムを含んでいることを特徴とする
請求項１または２に記載のブレイズ接合法。 - 【請求項４】 前記ブレイズフィラー合金は８重量％か
ら１２重量％のケイ素を含んでいることを特徴とする請
求項１から３のいずれかに記載のブレイズ接合法。 - 【請求項５】 前記ブレイズフィラー合金は実質的に銅
及び／又はマンガンを含んでいないことを特徴とする請
求項１から４のいずれかに記載のブレイズ接合法。 - 【請求項６】 前記金属あるいは合金パーツの少なくと
も１つは１００ミクロン未満の厚みであることを特徴と
する請求項１から５のいずれかに記載のブレイズ接合
法。 - 【請求項７】 前記ブレイズ接合は前記ブレイズフィラ
ー合金を０．１ｍｇ／ｍｍ以下の割合で前記パーツの少
なくとも１つの表面上の領域に提供することで実行され
ることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の
ブレイズ接合法。 - 【請求項８】 前記パーツの少なくとも１つはアルミニ
ウムを含んだステンレススチールであることを特徴とす
る請求項１から７のいずれかに記載のブレイズ接合法。 - 【請求項９】 前記ステンレススチールパーツは２０重
量％までのクロムを含んでおり、該パーツは触媒性コン
バータの要素を含んでいることを特徴とする請求項８記
載のブレイズ接合法。 - 【請求項１０】 実質的に均質な組成状態の粉末状ニッ
ケルベースブレイズフィラー合金であって、 (a)０．０５重量％から０．２重量％を越えない量のホ
ウ素と、 (b)１２重量％から２０重量％のクロムと、 (c)８重量％から１２重量％のケイ素と、 を含み、 (d)銅と、 (e)マンガンと、 を実質的に含まず、 (f)残り部分はニッケルと、随意な成分と、不純物とで
ある、 ことを特徴とする合金。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GBGB9710711.4A GB9710711D0 (en) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | Brazing method |
| GB9710711/4 | 1998-03-06 | ||
| GB9804763/2 | 1998-03-06 | ||
| GB9804763A GB2325430A (en) | 1997-05-23 | 1998-03-06 | Brazing method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1177372A true JPH1177372A (ja) | 1999-03-23 |
Family
ID=26311583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10161376A Pending JPH1177372A (ja) | 1997-05-23 | 1998-05-25 | ブレイズ接合法、及びその方法に用いる粉末状ニッケルベースブレイズフィラー合金 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6193930B1 (ja) |
| EP (1) | EP0879668B1 (ja) |
| JP (1) | JPH1177372A (ja) |
| AT (1) | ATE219986T1 (ja) |
| DE (1) | DE69806310T2 (ja) |
| ES (1) | ES2178809T3 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003525749A (ja) * | 2000-03-08 | 2003-09-02 | エミテック ゲゼルシヤフト フユア エミツシオンス テクノロギー ミツト ベシユレンクテル ハフツング | ろう材を含む金属箔複合体 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6210812B1 (en) * | 1999-05-03 | 2001-04-03 | General Electric Company | Thermal barrier coating system |
| US7389834B1 (en) | 2003-09-29 | 2008-06-24 | Smith International, Inc. | Braze alloys |
| US7775414B2 (en) * | 2003-10-04 | 2010-08-17 | Siemens Energy, Inc. | Consumable insert and method of using the same |
| EP2815840A1 (de) * | 2013-06-17 | 2014-12-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Löten von Stählen und Bauteil |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3914867A (en) * | 1974-05-23 | 1975-10-28 | Dentsply Res & Dev | Dental alloy |
| JPS63174798A (ja) * | 1987-01-14 | 1988-07-19 | Toyota Motor Corp | 肉盛溶接用耐食合金 |
| JPS6452050A (en) * | 1987-08-19 | 1989-02-28 | Kobe Steel Ltd | Alloy powder for thermal spraying |
| DE4008091A1 (de) * | 1989-05-20 | 1990-11-22 | Durum Verschleissschutz Gmbh | Verfahren zum aufbringen einer verschleissschutzschicht und verbrauchende elektroden fuer die durchfuehrung des verfahrens |
-
1998
- 1998-05-22 DE DE69806310T patent/DE69806310T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-05-22 EP EP98304089A patent/EP0879668B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-05-22 AT AT98304089T patent/ATE219986T1/de active
- 1998-05-22 ES ES98304089T patent/ES2178809T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1998-05-25 JP JP10161376A patent/JPH1177372A/ja active Pending
- 1998-05-26 US US09/084,660 patent/US6193930B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003525749A (ja) * | 2000-03-08 | 2003-09-02 | エミテック ゲゼルシヤフト フユア エミツシオンス テクノロギー ミツト ベシユレンクテル ハフツング | ろう材を含む金属箔複合体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6193930B1 (en) | 2001-02-27 |
| DE69806310D1 (de) | 2002-08-08 |
| EP0879668A1 (en) | 1998-11-25 |
| DE69806310T2 (de) | 2002-10-17 |
| EP0879668B1 (en) | 2002-07-03 |
| ES2178809T3 (es) | 2003-01-01 |
| ATE219986T1 (de) | 2002-07-15 |
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