JPS58167086A - 拡散接合方法 - Google Patents
拡散接合方法Info
- Publication number
- JPS58167086A JPS58167086A JP4741982A JP4741982A JPS58167086A JP S58167086 A JPS58167086 A JP S58167086A JP 4741982 A JP4741982 A JP 4741982A JP 4741982 A JP4741982 A JP 4741982A JP S58167086 A JPS58167086 A JP S58167086A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bonding
- melting point
- alloy layer
- diffusion bonding
- diffusion
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/16—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating with interposition of special material to facilitate connection of the parts, e.g. material for absorbing or producing gas
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は拡散接合方法に係り、特に耐熱合金の拡散接合
に好適な接合方法に関する。
に好適な接合方法に関する。
従来、耐熱合金の接合方法としては、溶接又はろう接が
あるが、溶接１は、溶接部が脆弱かつ割れやすく、まｔ
ろう接では接合強度が低く、接合部が低融点であるなど
の問題があり、これらはいずれも十分なものとは君先な
かつ友、従って、耐熱合金の接合にあっては、このよう
な背景から、現在、高品質の接合部を得る九めに主に拡
散接合法が適用されている。
あるが、溶接１は、溶接部が脆弱かつ割れやすく、まｔ
ろう接では接合強度が低く、接合部が低融点であるなど
の問題があり、これらはいずれも十分なものとは君先な
かつ友、従って、耐熱合金の接合にあっては、このよう
な背景から、現在、高品質の接合部を得る九めに主に拡
散接合法が適用されている。
拡散接合法は、同相拡散接合法と液相拡散接合法の二種
類に分類される。同相拡散接合は、接合温度において比
較的高い単位圧力を加えなければならず、脆弱な部品中
高精度な部品などの場合、その高加圧力の危め変形音生
じやすく使用範囲が制限されるという欠点がある。液相
拡散接合は被接合材料間に低融点の薄い層（箔、粉末等
）を挿入し、これ含分して接合する方法である。しかる
に箔や粉末をインサートする方法では、接合面が複雑形
状になった場合や大型化し九場合、箔中粉末が接合面か
らずれたり、はがれｔりして、接合不良を起こし中すく
信頼性が劣るという間臘点がある・ 本発明者らは、固相拡散接合に比べて高加圧力を必要と
しない液相拡散接合の利点を生かし、より確実に接合を
行なうことができる方法を開発すべく検討した結果、接
合面の一方に低融点の合金層を設けることにより、良好
な拡散接合が行なえることを見い出し、本発明に到達し
た・本発明の目的は、接合部に発生する欠陥（接合不良
、ボイド、介在物等）が極めて少なく、曳好な接合部を
得ることを可能ＫＬ、かつ低圧力で、拡散処理時間も少
ない拡散接合方法を提供することにある。
類に分類される。同相拡散接合は、接合温度において比
較的高い単位圧力を加えなければならず、脆弱な部品中
高精度な部品などの場合、その高加圧力の危め変形音生
じやすく使用範囲が制限されるという欠点がある。液相
拡散接合は被接合材料間に低融点の薄い層（箔、粉末等
）を挿入し、これ含分して接合する方法である。しかる
に箔や粉末をインサートする方法では、接合面が複雑形
状になった場合や大型化し九場合、箔中粉末が接合面か
らずれたり、はがれｔりして、接合不良を起こし中すく
信頼性が劣るという間臘点がある・ 本発明者らは、固相拡散接合に比べて高加圧力を必要と
しない液相拡散接合の利点を生かし、より確実に接合を
行なうことができる方法を開発すべく検討した結果、接
合面の一方に低融点の合金層を設けることにより、良好
な拡散接合が行なえることを見い出し、本発明に到達し
た・本発明の目的は、接合部に発生する欠陥（接合不良
、ボイド、介在物等）が極めて少なく、曳好な接合部を
得ることを可能ＫＬ、かつ低圧力で、拡散処理時間も少
ない拡散接合方法を提供することにある。
しかして、この目的は、被接合部材の接合面を拡散接合
によ秒接合する方法において、一方の接合面に該線接合
部材よりも低融点の合金層を設けて、他方の接合面と対
面させ、拡散接合を行なうことを特徴とする拡散接合方
法により、容馬に４成される。
によ秒接合する方法において、一方の接合面に該線接合
部材よりも低融点の合金層を設けて、他方の接合面と対
面させ、拡散接合を行なうことを特徴とする拡散接合方
法により、容馬に４成される。
以下に本発明の詳細な説明するｅ
本発明の方法は、座接合部材の一方Ｏｆａ合面に該部材
よりも低融点の合金層を設けて接合を行なうこと以外は
、従来の拡散接合方法と全く同様に行なうことができる
。
よりも低融点の合金層を設けて接合を行なうこと以外は
、従来の拡散接合方法と全く同様に行なうことができる
。
本発明において、被接合部材の接合面に設ける該部材よ
りも低融点の合金（以下、「低融点合金」という）は、
被接合部材の母材が金属又は合金の場合には、該母材と
同一の金属又は合金を基礎とする合金が最も好オしい。
りも低融点の合金（以下、「低融点合金」という）は、
被接合部材の母材が金属又は合金の場合には、該母材と
同一の金属又は合金を基礎とする合金が最も好オしい。
例えば、被接合部材がＮ１基合金である場合には、Ｎｉ
基合金にさらに融点降下元素としてＢやＳｌ等を含有す
る低融点の合金の層を設けるのが有利である。特に、こ
の場合、Ｂは固体内での拡散速度が速いｔめ、Ｂの存在
は、拡散により接合部の均質化を良好にするので好適で
ある。
基合金にさらに融点降下元素としてＢやＳｌ等を含有す
る低融点の合金の層を設けるのが有利である。特に、こ
の場合、Ｂは固体内での拡散速度が速いｔめ、Ｂの存在
は、拡散により接合部の均質化を良好にするので好適で
ある。
本発明の、被接合部材〇一方に誉接合部材より低融点合
金層を設けることは、従来法の箔や粉末をインサートし
て接合する方法で生起する箔中粉末の接合面からのズレ
やハガレなどによる接合不良を防止することができる。
金層を設けることは、従来法の箔や粉末をインサートし
て接合する方法で生起する箔中粉末の接合面からのズレ
やハガレなどによる接合不良を防止することができる。
さらに低融点合金層を設は危たわ、接合時間も短く、接
合時に必要な圧力は、小さくてよ１４（Ｄで接合時の高
加圧力によ秒発生する変形を防止することができる。
合時に必要な圧力は、小さくてよ１４（Ｄで接合時の高
加圧力によ秒発生する変形を防止することができる。
ｉた低融点合金層が被接合部材の母材の構成元素を含む
場合には、さらに拡散処理時間が短縮され、極めて有利
である。
場合には、さらに拡散処理時間が短縮され、極めて有利
である。
本発明の接合面に低融点合金層管設けた被接合部材と被
接合部材とを対面させて接合（合金層と母材との接合）
することは、接合面に低融点合金層を設けた被接合部材
同士の接合（合金層同士の接合）又は箔をインサートす
る接合に比べ接合部の均質化が促進し、拡散処理時間が
短縮される。
接合部材とを対面させて接合（合金層と母材との接合）
することは、接合面に低融点合金層を設けた被接合部材
同士の接合（合金層同士の接合）又は箔をインサートす
る接合に比べ接合部の均質化が促進し、拡散処理時間が
短縮される。
これは、接合面の一方を母材としｆ＃：、ため、接合部
の融点降下元素が拡散され、被接合母材Ｏ構成元素が接
合部に拡散されやすくなるためである。しかもこれによ
り１接合部の金属間化合物の生成量も非常に少なく、本
発明による接合は、合金層同士の接合に比べ接合不良や
ボイド等の欠陥の発生が少なく接合率が向上する。
の融点降下元素が拡散され、被接合母材Ｏ構成元素が接
合部に拡散されやすくなるためである。しかもこれによ
り１接合部の金属間化合物の生成量も非常に少なく、本
発明による接合は、合金層同士の接合に比べ接合不良や
ボイド等の欠陥の発生が少なく接合率が向上する。
次に本発明を実施例管挙げてさらに具体的に説明するが
、本＠明はその要旨を越えない＠動、以下の実施例に限
定されるものではない・実施例 １ 供試材は、Ｎｉ基合金としてｌＮ−７３８ＬＣを用いた
。供試材の接合面に低融点合金層を形成する友めにＮ１
−ｎｔＢ：ｓ＊）粉末（粒径７Ｉｓ〜１００μｍ）ｔ−
ｚ用しｆｃユ 低融点合金層の形成法は、ｌＮ−７３８ＬＣの接合面に
上記したＮ１−Ｂ粉末をバインダー剤（アクリル樹脂）
で固着させ、レーザ照射して合金層管形成した。形成し
九合金層の融点は約１０５（１〜１１０（ｌであり、合
金層ｖｌＩＩは約２５０ μｍ−３００μｍである。
、本＠明はその要旨を越えない＠動、以下の実施例に限
定されるものではない・実施例 １ 供試材は、Ｎｉ基合金としてｌＮ−７３８ＬＣを用いた
。供試材の接合面に低融点合金層を形成する友めにＮ１
−ｎｔＢ：ｓ＊）粉末（粒径７Ｉｓ〜１００μｍ）ｔ−
ｚ用しｆｃユ 低融点合金層の形成法は、ｌＮ−７３８ＬＣの接合面に
上記したＮ１−Ｂ粉末をバインダー剤（アクリル樹脂）
で固着させ、レーザ照射して合金層管形成した。形成し
九合金層の融点は約１０５（１〜１１０（ｌであり、合
金層ｖｌＩＩは約２５０ μｍ−３００μｍである。
このようにして低融点合金層を一方の接合面にのみ形成
させ次場合（本発明方法、第１図（３）参照）、及び、
低融点合金層を両方の接合面に形成させ几場合（比較例
、第１図（２）参照）について、第１表に示す如自接合
秦件で拡散接合を行なった。得らよ抄求め几・その結果
、本発明方法による接合部の接合率は９９ＩＩＩであり
、低融点合金層同士の接合部の接合率が６５チであるこ
とから、本発明方法によれば極めて高い接合率が得られ
ることが立証され友、また、これらの接合部の金属組織
の顕微鏡写真′ｆｒ第２図に示すが、第２図よ抄、本発
明方法によれば（８２図（ｂ）参照）接合部が均一で、
合金層同士の接合部（第２図（ａ）参照）に比べて。
させ次場合（本発明方法、第１図（３）参照）、及び、
低融点合金層を両方の接合面に形成させ几場合（比較例
、第１図（２）参照）について、第１表に示す如自接合
秦件で拡散接合を行なった。得らよ抄求め几・その結果
、本発明方法による接合部の接合率は９９ＩＩＩであり
、低融点合金層同士の接合部の接合率が６５チであるこ
とから、本発明方法によれば極めて高い接合率が得られ
ることが立証され友、また、これらの接合部の金属組織
の顕微鏡写真′ｆｒ第２図に示すが、第２図よ抄、本発
明方法によれば（８２図（ｂ）参照）接合部が均一で、
合金層同士の接合部（第２図（ａ）参照）に比べて。
接合不良中ボイド等の欠陥が大幅に改善されていること
が明らかである。
が明らかである。
第１表
実施例 ２
接合温度、加圧力及び雰囲気を実施例１と同一に設定し
て、実施例１と同一の供試材について、被接合部材の接
合面にＪＩＳ規格ＢＮｉ−２ろう材をインサートして拡
散接合し友場合（比較例、第１図（１）参照）、接合面
に低融点合金層（形成方法は実施例１と同様）′ｔ−有
する被接合部材同士を拡散接合した場合（比較例、第１
図（２）参照）、及び、一方の接合面にのみ低融点合金
層（形成方法は実施例１と同様）を有する拡散接合の場
合ｃ本発明方法、第１図（３）参照）の接合部が均質に
なるまでに要する処理時間を求めた。結果を第２表に示
す。
て、実施例１と同一の供試材について、被接合部材の接
合面にＪＩＳ規格ＢＮｉ−２ろう材をインサートして拡
散接合し友場合（比較例、第１図（１）参照）、接合面
に低融点合金層（形成方法は実施例１と同様）′ｔ−有
する被接合部材同士を拡散接合した場合（比較例、第１
図（２）参照）、及び、一方の接合面にのみ低融点合金
層（形成方法は実施例１と同様）を有する拡散接合の場
合ｃ本発明方法、第１図（３）参照）の接合部が均質に
なるまでに要する処理時間を求めた。結果を第２表に示
す。
第２表
第２表より、本発明の接合方法によれば、他の方法に比
べて大幅に拡散処理時間を短縮できることがわかる。ま
ｔ＊実施例において、本発明の方法は、金属間化合物の
生成４、他の方法に比べて少ないことが確認され九〇 実施例 ３ 供試材は、ＮＩ基台ＩＤｌＮ−７３８ＬＣｔ用い友、接
合面に低融点合金層を形成する方法はほう化処理法で行
なり友、第３表にほう化処理条件を示す、第３表に示す
条件で形成し交合金層の融点は約１１３５ｔ″紡後であ
り、合金層の厚さは約２０μｍである。
べて大幅に拡散処理時間を短縮できることがわかる。ま
ｔ＊実施例において、本発明の方法は、金属間化合物の
生成４、他の方法に比べて少ないことが確認され九〇 実施例 ３ 供試材は、ＮＩ基台ＩＤｌＮ−７３８ＬＣｔ用い友、接
合面に低融点合金層を形成する方法はほう化処理法で行
なり友、第３表にほう化処理条件を示す、第３表に示す
条件で形成し交合金層の融点は約１１３５ｔ″紡後であ
り、合金層の厚さは約２０μｍである。
第３表
このようにして低融点合金層を一方の接合面にのみ形成
させて、合金層と母材の拡散接合ｔ６なつ友場合ｃ本発
明方法）及び低融点合金属を両方の接合面に形成させて
、合金層同士の拡散接合を行なつ九場合（比較例）につ
いて、実施例１と同様に接合率を求めた。その結果、本
発明方法の接合率は９８チで、比較例の接合率８５−に
比べて極めて優れていることが判明した。
させて、合金層と母材の拡散接合ｔ６なつ友場合ｃ本発
明方法）及び低融点合金属を両方の接合面に形成させて
、合金層同士の拡散接合を行なつ九場合（比較例）につ
いて、実施例１と同様に接合率を求めた。その結果、本
発明方法の接合率は９８チで、比較例の接合率８５−に
比べて極めて優れていることが判明した。
ま友、両接合部の金属組織の顕微鏡写真を示す第３図か
ら、明らかなように、合金層同士の拡散接合部（第３図
（ａ）参照）はボイド状の欠陥の発生が多い。従って、
接合率が約ＳＳ＊と悪く、金属間化合物の生成も多い。
ら、明らかなように、合金層同士の拡散接合部（第３図
（ａ）参照）はボイド状の欠陥の発生が多い。従って、
接合率が約ＳＳ＊と悪く、金属間化合物の生成も多い。
これに対して、本発明の合金層と母材との拡散接合部（
第３図（ロ）参照）は、ボイド状欠陥の発生もなく、従
って接合率が約９８チと非常に良く、金属間化合物の生
成も非常に少ない。
第３図（ロ）参照）は、ボイド状欠陥の発生もなく、従
って接合率が約９８チと非常に良く、金属間化合物の生
成も非常に少ない。
実施例 ４
実施例３におけると同様の低融点合金層の形成方法を採
用し九以外は実施例２と全く同様にして、各種の拡散接
合方法における拡散処理時間を求めた。結果を第４表に
示す。
用し九以外は実施例２と全く同様にして、各種の拡散接
合方法における拡散処理時間を求めた。結果を第４表に
示す。
第４表
第４表よ抄、本発明方法によれば、拡散逃珊時間が大幅
に短縮できることが明らかである。
に短縮できることが明らかである。
本発明によれば、接合面に低融点合金層を有する被接合
部材とこれを有しない被接合部材とを対面させて接合す
ることにより、接合不良中ボイド等の欠陥を防止すると
ともに接合後に必要な拡散処理工程を大幅に短縮するこ
とができる。
部材とこれを有しない被接合部材とを対面させて接合す
ることにより、接合不良中ボイド等の欠陥を防止すると
ともに接合後に必要な拡散処理工程を大幅に短縮するこ
とができる。
第１図は各種拡散接合方法の概略を説明する断面図であ
り、（１）は箔インサート拡散接合、（２）は合金層同
士の拡散接合、（３）は合金層と母材との拡散接合ｃ本
発明方法）をそれぞれ示すものである。 第２図及び第３図は各々実施例１及び実施例３における
接合部の比較を示し、第２図（ａ）及び第３図（ａ）Ｆ
ｉ、比較例に係る接合部の金属組織の顕微鏡写真であり
、第２図φ）及び第３図（ｂ）は、本発明方法に係る接
合部の金属組織の顕微鏡写真である。 １・・・母材、２・・・インサート箔、３・・・低融点
合金層筒 １ 図 （＋） ／２）
（３）ｖｌ Ｚ 回
り、（１）は箔インサート拡散接合、（２）は合金層同
士の拡散接合、（３）は合金層と母材との拡散接合ｃ本
発明方法）をそれぞれ示すものである。 第２図及び第３図は各々実施例１及び実施例３における
接合部の比較を示し、第２図（ａ）及び第３図（ａ）Ｆ
ｉ、比較例に係る接合部の金属組織の顕微鏡写真であり
、第２図φ）及び第３図（ｂ）は、本発明方法に係る接
合部の金属組織の顕微鏡写真である。 １・・・母材、２・・・インサート箔、３・・・低融点
合金層筒 １ 図 （＋） ／２）
（３）ｖｌ Ｚ 回
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、被接合部材の接合面を拡散接合により接合する方法
において、一方の接合面に該被接合部材よりも低融点の
合金層を設けて、他方の接合面と対面させ、拡散接合を
行なうことを特徴とする拡散接合方法。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の拡散接合方法におい
て、該合金層が、被接合部材の母材０構成元素を含むこ
とを特徴とする方法。 １ ％許請求の範囲第１項又は第２項に記載の拡散接合
方法において、肢被接合部材が耐熱合金であることを特
徴とする方法・ 表 特許請求の範囲１１３項に記載の拡散接合方法にお
いて、該被接合部材に設ける低融点の合金層が、該耐熱
合金に融点降下元素管添加し九合金からなることｔ特徴
とする方法−
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4741982A JPS58167086A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | 拡散接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4741982A JPS58167086A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | 拡散接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58167086A true JPS58167086A (ja) | 1983-10-03 |
Family
ID=12774630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4741982A Pending JPS58167086A (ja) | 1982-03-26 | 1982-03-26 | 拡散接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58167086A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4736400A (en) * | 1986-01-09 | 1988-04-05 | The Machlett Laboratories, Inc. | Diffusion bonded x-ray target |
| US4811892A (en) * | 1986-03-08 | 1989-03-14 | Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh | Method for diffusion welding under isostatic pressure |
-
1982
- 1982-03-26 JP JP4741982A patent/JPS58167086A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4736400A (en) * | 1986-01-09 | 1988-04-05 | The Machlett Laboratories, Inc. | Diffusion bonded x-ray target |
| US4811892A (en) * | 1986-03-08 | 1989-03-14 | Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh | Method for diffusion welding under isostatic pressure |
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