JPS59205406A - セラミツクスと金属との接合体の製造法 - Google Patents
セラミツクスと金属との接合体の製造法Info
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- JPS59205406A JPS59205406A JP7983283A JP7983283A JPS59205406A JP S59205406 A JPS59205406 A JP S59205406A JP 7983283 A JP7983283 A JP 7983283A JP 7983283 A JP7983283 A JP 7983283A JP S59205406 A JPS59205406 A JP S59205406A
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- sintered
- sintering
- ceramic
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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】
本発明はセラミックスを金属で焼バメし、補強する方法
に係り、更に詳しくは金属粉末成形体の焼結時と同時に
焼バメ又は融着も行うセラミ・ノクスと金属との接合体
の製造法に関するものである。
に係り、更に詳しくは金属粉末成形体の焼結時と同時に
焼バメ又は融着も行うセラミ・ノクスと金属との接合体
の製造法に関するものである。
セラミックスは一般に優れた耐熱性、高温時の機械的強
度、耐摩耗性あるいは高絶縁性を有するために厳しい条
件下で使用される部材として好適なものである。しかし
セラミックスの強度は一般的に圧縮強度に比較し引張り
強度が弱いものであり、そのために機械部品などに装着
して使用する場合には、セラミックスを金属で焼バメた
り又は圧入等の手段で一体接合して補強する方法が採ら
れている。
度、耐摩耗性あるいは高絶縁性を有するために厳しい条
件下で使用される部材として好適なものである。しかし
セラミックスの強度は一般的に圧縮強度に比較し引張り
強度が弱いものであり、そのために機械部品などに装着
して使用する場合には、セラミックスを金属で焼バメた
り又は圧入等の手段で一体接合して補強する方法が採ら
れている。
これらの方法では、接合する物品が大物である場合には
作業性や歩留も割合に良好な結果が得られるが、小さな
物品の焼バメ又は圧入では、物品の焼バメ代が小さく、
かつ位置決め等の操作が困難なため作業性や歩留が悪く
量産に適さなかった。
作業性や歩留も割合に良好な結果が得られるが、小さな
物品の焼バメ又は圧入では、物品の焼バメ代が小さく、
かつ位置決め等の操作が困難なため作業性や歩留が悪く
量産に適さなかった。
また熱膨張係数が室温〜800℃で11.4X10−6
/℃の様に大きなz r o2 セラミックスや熱伝導
率が0.065Cal/(、・sec ・’Cの様に
よいAI、O,セラミックス等は焼バメ方法による接合
化では切裂や離脱発生のため不向きであった。
/℃の様に大きなz r o2 セラミックスや熱伝導
率が0.065Cal/(、・sec ・’Cの様に
よいAI、O,セラミックス等は焼バメ方法による接合
化では切裂や離脱発生のため不向きであった。
本発明は以上の様な問題点を解決するために鋭意研究の
結果、見い出したものであり、その要旨は円筒形状また
は球頭円筒形状のセラミックス焼結体と金属との接合体
の製造法において、該金属粉末成形体の焼結時に焼バメ
又は融着も同時に行7、てイ!ラミノクスに圧縮力を加
えた接合体とすることを特徴とするものである。
結果、見い出したものであり、その要旨は円筒形状また
は球頭円筒形状のセラミックス焼結体と金属との接合体
の製造法において、該金属粉末成形体の焼結時に焼バメ
又は融着も同時に行7、てイ!ラミノクスに圧縮力を加
えた接合体とすることを特徴とするものである。
本発明の接合体の製造法は、例えば円筒状のセラミック
ス外周!5二、若王の隙間を見込んだ寸法で金属粉末を
リング伏にチ備成形したものを緩嵌する。次に炉の温度
を上昇して金属の焼結を行・う。
ス外周!5二、若王の隙間を見込んだ寸法で金属粉末を
リング伏にチ備成形したものを緩嵌する。次に炉の温度
を上昇して金属の焼結を行・う。
金属は焼結が進むにつれて密度が増加し、また熱膨張を
起こすため、セラミックスと金属との隙間は焼結最高温
度に余るまで維持される。この様に焼結が完了した高温
状態でナラミックス外壁と焼結金属との間に適当な隙間
が残る様にすることにより、金属は満足できる焼結状態
が得られる。この冷却過程途中において金属は収縮しセ
ラミックスに密着して、順次に締め付け、セラミックス
に圧縮力が加わることになる。
起こすため、セラミックスと金属との隙間は焼結最高温
度に余るまで維持される。この様に焼結が完了した高温
状態でナラミックス外壁と焼結金属との間に適当な隙間
が残る様にすることにより、金属は満足できる焼結状態
が得られる。この冷却過程途中において金属は収縮しセ
ラミックスに密着して、順次に締め付け、セラミックス
に圧縮力が加わることになる。
また別の方法占L2てセラミックスの外周に、金属粉末
を予備成形したものを緩嵌して、その外周を耐火斗4料
の型で囲め、温度を金属融点まで上昇し5、セラミック
ス外周と型との間に金属を溶融し−C冷却後、圧縮力が
加わった接合体を得ることができる。
を予備成形したものを緩嵌して、その外周を耐火斗4料
の型で囲め、温度を金属融点まで上昇し5、セラミック
ス外周と型との間に金属を溶融し−C冷却後、圧縮力が
加わった接合体を得ることができる。
これらの接合体の製造法は、セラミックスの熱膨張係数
より使用金属の熱膨張係数が大きい組合わせであれば良
好なものが得られ、例えば熱膨張係数が室温〜800℃
で2.9 XIO/”Cの313N牛や8.4 xlO
=/℃のAt、、03等のセラミックスに対してば15
X10 /”cのFeや10.5XlO−’/’Cの
5LIS403.430ステン1/ス等の金属が適用出
来、また庄4 X 10=/ ’CのZ「02セラミツ
クスに対しては18xlO/”cのオースデナイi−系
ステンレスや23 x 10 ””/ ’cのA1等の
金属が適用出来るものである。
より使用金属の熱膨張係数が大きい組合わせであれば良
好なものが得られ、例えば熱膨張係数が室温〜800℃
で2.9 XIO/”Cの313N牛や8.4 xlO
=/℃のAt、、03等のセラミックスに対してば15
X10 /”cのFeや10.5XlO−’/’Cの
5LIS403.430ステン1/ス等の金属が適用出
来、また庄4 X 10=/ ’CのZ「02セラミツ
クスに対しては18xlO/”cのオースデナイi−系
ステンレスや23 x 10 ””/ ’cのA1等の
金属が適用出来るものである。
以上にて作成される本発明の接合体は、人物部品や小物
部品でも圧縮力が均一・に作用して良好に密着した焼バ
メ又は融着品が得られた。また小物iB品においCもセ
ラミックスと金属粉末成形体との所望隙間は成形金型寸
法を選定するだけで容易に達成され、かつ位置決め等の
操作も割合やりやすい作業性であり、量産に好適なもの
であった。
部品でも圧縮力が均一・に作用して良好に密着した焼バ
メ又は融着品が得られた。また小物iB品においCもセ
ラミックスと金属粉末成形体との所望隙間は成形金型寸
法を選定するだけで容易に達成され、かつ位置決め等の
操作も割合やりやすい作業性であり、量産に好適なもの
であった。
また本発明の方法では、金属粉末成形体の焼結時に焼バ
メ又は融着も同時に行うため、セラミソ・クスの急加熱
や急冷却が行われず熱衝撃による損(島が発生しない歩
留の良好なもので、かつ接合体使用中での接合部分のゆ
るみも見られなくなった。
メ又は融着も同時に行うため、セラミソ・クスの急加熱
や急冷却が行われず熱衝撃による損(島が発生しない歩
留の良好なもので、かつ接合体使用中での接合部分のゆ
るみも見られなくなった。
尚、本発明の接合体の製造法は、円筒形状や球頭円筒形
状のセフミックス焼結体を金属で焼ハメ又は融着し−C
使用するエンジン機関関係や機械回転関係やその他、厳
しい条件Fで使用する部品に好適である。
状のセフミックス焼結体を金属で焼ハメ又は融着し−C
使用するエンジン機関関係や機械回転関係やその他、厳
しい条件Fで使用する部品に好適である。
以F、図面に従って本発明の実施例を述べるが、本発明
の要旨を越えない範囲内において、これに限定されない
。
の要旨を越えない範囲内において、これに限定されない
。
実施例1
第1図は円筒形状セラミックスの外壁を金属粉末成形体
の焼結時と同時に焼バメも行・う斜視図であり、A図は
焼結ij、?B図は焼結冷却後の焼ハメ状独を示”4−
0 外1−¥304’ amで内1条24Φ鰭のA 120
3 セフミックス焼結体lの外壁に鉄−炭素−銅糸焼結
金属(C0,8%以下、Cu5%以下、その他1%以下
で残りドe)粉末の成形体2を焼結して、外径36φ龍
の接合体を作成する場合について述べる。
の焼結時と同時に焼バメも行・う斜視図であり、A図は
焼結ij、?B図は焼結冷却後の焼ハメ状独を示”4−
0 外1−¥304’ amで内1条24Φ鰭のA 120
3 セフミックス焼結体lの外壁に鉄−炭素−銅糸焼結
金属(C0,8%以下、Cu5%以下、その他1%以下
で残りドe)粉末の成形体2を焼結して、外径36φ龍
の接合体を作成する場合について述べる。
密度6.11g /cJ(17)上記鉄−炭素−銅系の
〆金属粉末の成形体を1150’cで焼結すると長さ2
%収縮して密度6.6g/cdのものが得られる。また
A1zo3セラミックスの熱膨張率は8.4 xiO’
/’cで上記焼結金属は15XIO/”Cであり、熱膨
張量の差は0.22龍である。
〆金属粉末の成形体を1150’cで焼結すると長さ2
%収縮して密度6.6g/cdのものが得られる。また
A1zo3セラミックスの熱膨張率は8.4 xiO’
/’cで上記焼結金属は15XIO/”Cであり、熱膨
張量の差は0.22龍である。
そこで外径36.7Φ關で内径30.54Φ龍高さ21
.0鶴寸法のものを上記鉄−炭素−銅糸金属粉末で加部
に0.27電の隙間3をとゲζ設置し、昇温300 ’
c/ 11+rにて1150℃の水素雰囲気中で焼結し
た。ll50℃の焼結完了時に間隙は0.075 鶴と
なり、その冷却過程で間隙寸法は順次減少して約 35
0 ”Cにおいては、間隙寸法は0となり、以後の冷却
過程で焼結金属はAl Oセラミックスを締めあげ3 圧縮力をかげる。室温まで冷却すると焼ハメ代0.o7
富謳に相当する収縮で、焼バメを行ったと同し効果があ
った。図中1はA1□O,セラミックスで、その外壁を
締め付は密着した焼結金属12との接合体が完成した。
.0鶴寸法のものを上記鉄−炭素−銅糸金属粉末で加部
に0.27電の隙間3をとゲζ設置し、昇温300 ’
c/ 11+rにて1150℃の水素雰囲気中で焼結し
た。ll50℃の焼結完了時に間隙は0.075 鶴と
なり、その冷却過程で間隙寸法は順次減少して約 35
0 ”Cにおいては、間隙寸法は0となり、以後の冷却
過程で焼結金属はAl Oセラミックスを締めあげ3 圧縮力をかげる。室温まで冷却すると焼ハメ代0.o7
富謳に相当する収縮で、焼バメを行ったと同し効果があ
った。図中1はA1□O,セラミックスで、その外壁を
締め付は密着した焼結金属12との接合体が完成した。
実施例2
第2図は球頭円筒形状セラミックスの外壁を金属の焼結
時と同時に焼ハメも行なう断面図を示し、A図は焼結前
、B図は焼結、冷却後の焼バメ状態を示す。底面外径3
0Φ111で内径24Φ額高さ40m5のZrO□セラ
ミックス焼結体21の外壁にオーステナイト系ステンレ
ス粉末の成形体22を焼結して、外径38Φ+uで高さ
44mmの接合体を作成するについて述べる。
時と同時に焼ハメも行なう断面図を示し、A図は焼結前
、B図は焼結、冷却後の焼バメ状態を示す。底面外径3
0Φ111で内径24Φ額高さ40m5のZrO□セラ
ミックス焼結体21の外壁にオーステナイト系ステンレ
ス粉末の成形体22を焼結して、外径38Φ+uで高さ
44mmの接合体を作成するについて述べる。
密度5.93g /c+ITのオーステナイト系ステン
レス第5〕末の成形体を1150℃で焼結すると長さで
2%収縮して密度6.4g/aI+のものとなる。また
ZrOセラミックスの熱膨張量の差は0.20mである
。
レス第5〕末の成形体を1150℃で焼結すると長さで
2%収縮して密度6.4g/aI+のものとなる。また
ZrOセラミックスの熱膨張量の差は0.20mである
。
底面外径38.7Φ鰭で内径30.54Φ鶴、高さ44
.8鰭で内部高さ40.6mm寸法のものをオーステナ
イト系ステンレス粉末で加圧力6000 kg / c
alでプレス成形した。
.8鰭で内部高さ40.6mm寸法のものをオーステナ
イト系ステンレス粉末で加圧力6000 kg / c
alでプレス成形した。
この予備成形体22をZrO□セラミックス21の外壁
部に0.27mmの隙間13をとって設置し、栃24を
使用し、昇温300℃/IHrにて1150℃の水素雰
囲気中で焼結した。焼結後自然冷却して室温まで下げて
、B図断面図に示す様なZrC)□セラミックス21の
外壁を締め付けて密着した焼結金属オーステナイト系ス
テンレス32との接合体を完成した。
部に0.27mmの隙間13をとって設置し、栃24を
使用し、昇温300℃/IHrにて1150℃の水素雰
囲気中で焼結した。焼結後自然冷却して室温まで下げて
、B図断面図に示す様なZrC)□セラミックス21の
外壁を締め付けて密着した焼結金属オーステナイト系ス
テンレス32との接合体を完成した。
実施例3
第3図は円筒形状セラミックスの外壁を金属の溶融にて
融着した断面図を示し、A図は焼結前、B図は融着後冷
却し脱型した状態を示す。
融着した断面図を示し、A図は焼結前、B図は融着後冷
却し脱型した状態を示す。
外壁34Φ鶴で内径26Φl、高さ20mmのZ r
O,セラミックス焼結体41外周に、Cu−Ni合金の
粉末を6000 kg / ctlで加圧成形した外A
440.6Φ顛、内径34.6Φ皿高さ2(lnのもの
の円筒−物42を0.3 mの隙間23をとって設置し
た。また合金成形体の外周に0.2鶴の隙間33をとっ
て耐火栃45を設置して、次に水素雰囲気中で1250
℃に昇温しで合金を溶融した後、自然冷却して室温まで
下げ耐火栃45より脱型し、ZrO2セラミックス41
と融着したCu−Ni合金52との接合体を得た。この
合金は焼ハメ代0.06amに相当する収縮でセラミッ
クスに圧縮力をかけている事が判った。
O,セラミックス焼結体41外周に、Cu−Ni合金の
粉末を6000 kg / ctlで加圧成形した外A
440.6Φ顛、内径34.6Φ皿高さ2(lnのもの
の円筒−物42を0.3 mの隙間23をとって設置し
た。また合金成形体の外周に0.2鶴の隙間33をとっ
て耐火栃45を設置して、次に水素雰囲気中で1250
℃に昇温しで合金を溶融した後、自然冷却して室温まで
下げ耐火栃45より脱型し、ZrO2セラミックス41
と融着したCu−Ni合金52との接合体を得た。この
合金は焼ハメ代0.06amに相当する収縮でセラミッ
クスに圧縮力をかけている事が判った。
焼結前、B図は焼結後冷却した状態である。第2図は別
の実施例断面図であり、A図は焼結前、B図は焼結後冷
却した状態である。第2図は別の実施例断面図であり、
A図は焼結前、B図は焼結後冷却した状態である。第3
図はその他の実施例断面図であり、A図は焼結前、B図
は溶融後冷却し脱型した状態である。
の実施例断面図であり、A図は焼結前、B図は焼結後冷
却した状態である。第2図は別の実施例断面図であり、
A図は焼結前、B図は焼結後冷却した状態である。第3
図はその他の実施例断面図であり、A図は焼結前、B図
は溶融後冷却し脱型した状態である。
1.21.41・・・・・・セラミックス焼結体、2.
22.42・・・・・・金属粉末成形体、3.13,2
3.33・・・・・・隙間、12,32゜52・・・・
・・焼結金属、24.45・・・・・・栃31 ζλ11−ノー A 蔀 【 第2目 A υ 32゜ ?、ノー 第3図 A B 手続補正書(自発) 昭和58年 6月101] 特許庁長官 若杉和人殿 1、事件の表示 昭和58年 特許層 第79832号 2、発明の名称 セラミックスと金属との接合体の製造法3、補正をする
者 事件との関係 特許出願人 住 所 郵便番号 467−91 名占屋市瑞穂区高辻町14番18号 4、補正の対象 明細書中、特許請求の範囲の欄及び発明のi+Y細な説
明の欄。
22.42・・・・・・金属粉末成形体、3.13,2
3.33・・・・・・隙間、12,32゜52・・・・
・・焼結金属、24.45・・・・・・栃31 ζλ11−ノー A 蔀 【 第2目 A υ 32゜ ?、ノー 第3図 A B 手続補正書(自発) 昭和58年 6月101] 特許庁長官 若杉和人殿 1、事件の表示 昭和58年 特許層 第79832号 2、発明の名称 セラミックスと金属との接合体の製造法3、補正をする
者 事件との関係 特許出願人 住 所 郵便番号 467−91 名占屋市瑞穂区高辻町14番18号 4、補正の対象 明細書中、特許請求の範囲の欄及び発明のi+Y細な説
明の欄。
1、明細書第1頁、特許請求の範囲を下記に訂正します
。
。
「 略円筒形状または略球殻状のセラミ、クス焼結体の
外壁を金属で焼ハメして構成したセラミックスと金属と
の接合体の製造法において、該金属粉末成形体の焼結時
に焼ハメ又は融着も同時に行ってセラミックスに圧縮力
を加えた接合体とすることを特徴とするセラミックスと
金属との接合体の製造法。」 2、同第2頁、第14行目〜15行目中、[切裂や離脱
発生のため不向きであった。−1を「瞬時に焼バメを行
わないと、熱膨張のため焼バメができなかった。」に訂
正しまず。
外壁を金属で焼ハメして構成したセラミックスと金属と
の接合体の製造法において、該金属粉末成形体の焼結時
に焼ハメ又は融着も同時に行ってセラミックスに圧縮力
を加えた接合体とすることを特徴とするセラミックスと
金属との接合体の製造法。」 2、同第2頁、第14行目〜15行目中、[切裂や離脱
発生のため不向きであった。−1を「瞬時に焼バメを行
わないと、熱膨張のため焼バメができなかった。」に訂
正しまず。
3、同第2頁、下から第3行目中、
「円筒形状または球頭円筒形状」を[−隙円筒形状また
は略球殻状1に訂正しまず。
は略球殻状1に訂正しまず。
4、同第5頁、第5行目〜ら行目甲、
「円筒形状や球頭円筒形状」を「略円筒形状や略球殻状
」に訂正します。
」に訂正します。
以Jニ
Claims (1)
- 円筒形状または球頭円筒形状のセラミ・ノクス焼結体の
外壁を金属で焼バメして構成したセラミ・ノクスと金属
との接合体の製造法において、該金属粉末成形体の焼結
時に焼バメ又は融着も同時に行ってセラミックスに圧縮
力を加えた接合体とすることを特徴とするセラミックス
と金属との接合体の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7983283A JPS59205406A (ja) | 1983-05-07 | 1983-05-07 | セラミツクスと金属との接合体の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7983283A JPS59205406A (ja) | 1983-05-07 | 1983-05-07 | セラミツクスと金属との接合体の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59205406A true JPS59205406A (ja) | 1984-11-21 |
Family
ID=13701176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7983283A Pending JPS59205406A (ja) | 1983-05-07 | 1983-05-07 | セラミツクスと金属との接合体の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59205406A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6256501A (ja) * | 1985-09-05 | 1987-03-12 | Silver Roi:Kk | セラミツクスと粉末金属の複合焼結体 |
| JPS6246630U (ja) * | 1985-09-07 | 1987-03-23 | ||
| JPS62170405A (ja) * | 1986-01-24 | 1987-07-27 | Nhk Spring Co Ltd | 金属とセラミツク類からなる複合材の製造方法 |
| US4857411A (en) * | 1985-02-26 | 1989-08-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Composite body and method of manufacturing the same |
| EP2056985A4 (en) * | 2006-07-28 | 2012-03-07 | Univ California | ASSOCIATED CONCENTRIC TUBES |
| CN111791018A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-10-20 | 陈辉 | 一种盾构刀盘中心套内外筒体自动组装设备 |
-
1983
- 1983-05-07 JP JP7983283A patent/JPS59205406A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4857411A (en) * | 1985-02-26 | 1989-08-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Composite body and method of manufacturing the same |
| JPS6256501A (ja) * | 1985-09-05 | 1987-03-12 | Silver Roi:Kk | セラミツクスと粉末金属の複合焼結体 |
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| JPS62170405A (ja) * | 1986-01-24 | 1987-07-27 | Nhk Spring Co Ltd | 金属とセラミツク類からなる複合材の製造方法 |
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| CN111791018A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-10-20 | 陈辉 | 一种盾构刀盘中心套内外筒体自动组装设备 |
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