JPS60206542A - セラミックス製回転体の軸部に対する金属軸部の接合方法 - Google Patents
セラミックス製回転体の軸部に対する金属軸部の接合方法Info
- Publication number
- JPS60206542A JPS60206542A JP6089184A JP6089184A JPS60206542A JP S60206542 A JPS60206542 A JP S60206542A JP 6089184 A JP6089184 A JP 6089184A JP 6089184 A JP6089184 A JP 6089184A JP S60206542 A JPS60206542 A JP S60206542A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shaft
- metallic sleeve
- shaft part
- ceramic
- metal sleeve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/025—Fixing blade carrying members on shafts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B37/00—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating
- C04B37/02—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles
- C04B37/021—Joining burned ceramic articles with other burned ceramic articles or other articles by heating with metallic articles in a direct manner, e.g. direct copper bonding [DCB]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Ceramic Products (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】
本発明は内燃機関用排気ターボ過給機の翼車などに適用
されるセラミックスからなる回転体の軸部に対する金属
軸部の接合方法に関するものである。
されるセラミックスからなる回転体の軸部に対する金属
軸部の接合方法に関するものである。
高温の排気に晒される翼単にセラミックス材料を用いれ
ばターボ過給機の軽量化と性能向上に役立つ。しかし、
セラミックス材料は固くて脆いために回転軸部の負荷ト
ルクに対する靭性が不足し破損する恐れがある。このた
め、例えば実開昭５８−４８７０１号公報に示すように
、セラミックス製翼車に対して金属軸を挿通支持し、か
つこの金属軸と翼車のボス部の双方に金属環を焼き嵌め
するものなどが提案されている。しかし、金属環を焼き
嵌めすることは非常に手数が掛るので、量産化が難しく
コストがかみ、また金属環が高温ガスに晒される翼車か
らの熱によって弛む恐れもある。
ばターボ過給機の軽量化と性能向上に役立つ。しかし、
セラミックス材料は固くて脆いために回転軸部の負荷ト
ルクに対する靭性が不足し破損する恐れがある。このた
め、例えば実開昭５８−４８７０１号公報に示すように
、セラミックス製翼車に対して金属軸を挿通支持し、か
つこの金属軸と翼車のボス部の双方に金属環を焼き嵌め
するものなどが提案されている。しかし、金属環を焼き
嵌めすることは非常に手数が掛るので、量産化が難しく
コストがかみ、また金属環が高温ガスに晒される翼車か
らの熱によって弛む恐れもある。
また、セラミックスと金属との間に微小な隙間を設け、
この隙間に銀ろうなどを封入するメタライズ方法や金属
嵌合穴にセラミックス材料を圧入するなどの方法も知ら
れている。しかし、メタライズ法では十分な接合強度が
得られず、特に高温での強度低下が著しい。また、セラ
ミックス材料圧入方法では金属とセラミックスの熱膨張
率が異なるために圧入部が弛むことがある。
この隙間に銀ろうなどを封入するメタライズ方法や金属
嵌合穴にセラミックス材料を圧入するなどの方法も知ら
れている。しかし、メタライズ法では十分な接合強度が
得られず、特に高温での強度低下が著しい。また、セラ
ミックス材料圧入方法では金属とセラミックスの熱膨張
率が異なるために圧入部が弛むことがある。
本発明の目的は簡単な設備で容易に実用化でき、低コス
トで量産が可能なセラミックスからなる回転体の軸部に
対する金属軸部の接合方法を提供することにある。
トで量産が可能なセラミックスからなる回転体の軸部に
対する金属軸部の接合方法を提供することにある。
このため、本発明の構成はセラミックスからなる回転体
の軸部に該軸部よりも僅かに長（セラミックスとほぼ同
等の熱膨張率を有する金属スリーブを外挿し、金属スリ
ーブを加熱軟化させ、前記軸部および前記金属スリーブ
を円筒形の下型の内部に挿入し、上型を前記金属スリー
ブの端縁に押し当てて変形させ、前記金属スリーブを前
記軸部に密着させるものである。
の軸部に該軸部よりも僅かに長（セラミックスとほぼ同
等の熱膨張率を有する金属スリーブを外挿し、金属スリ
ーブを加熱軟化させ、前記軸部および前記金属スリーブ
を円筒形の下型の内部に挿入し、上型を前記金属スリー
ブの端縁に押し当てて変形させ、前記金属スリーブを前
記軸部に密着させるものである。
本発明は窒化珪素または炭化珪素などのセラミックスか
らなる翼車に軸部を設け、この軸部にセラミックスとほ
ぼ同等の熱膨張率を有する金属スリーブを外挿し、金属
スリーブをプレス下型に嵌装し、高周波加熱コイルによ
って加熱軟化させる。
らなる翼車に軸部を設け、この軸部にセラミックスとほ
ぼ同等の熱膨張率を有する金属スリーブを外挿し、金属
スリーブをプレス下型に嵌装し、高周波加熱コイルによ
って加熱軟化させる。
プレス上型によって加圧変形させて金属スリーブを翼車
の軸部に圧接する。金属スリーブは加熱軟化されている
ために、セラミックス軸部の溝にセラミックスの接合表
面の組織破壊を起すことなく、円滑に食い込んで密接さ
れる。金属スリーブの温度が２００℃程度まで降下する
まで上型による加圧状態を維持する。このようにして、
セラミックス軸部に接合された金属軸部としての金属ス
リーブの端面に金属軸を蝮付けまたは摩擦圧着によって
接合する。
の軸部に圧接する。金属スリーブは加熱軟化されている
ために、セラミックス軸部の溝にセラミックスの接合表
面の組織破壊を起すことなく、円滑に食い込んで密接さ
れる。金属スリーブの温度が２００℃程度まで降下する
まで上型による加圧状態を維持する。このようにして、
セラミックス軸部に接合された金属軸部としての金属ス
リーブの端面に金属軸を蝮付けまたは摩擦圧着によって
接合する。
本発明を実施例に基づいて説明すると、第１図に示すよ
うに、セラミックスからなる翼車６には短い軸部４が一
体に形成され、基台１３の上に載置される。そして、こ
の軸部４に２０〜１００μ程の隙間を存してセラミック
スと同等の熱膨張率を有する金属、例えばコバールと称
されるニッケル・クロム鋼からなる金属スリーブ５を挿
通し、第２図に示すように、高周波電源２から金属スリ
ーブ５を囲む加熱コイル３に通電して所定の温度約６０
０℃まで加熱して金属スリーブ５を軟化させる。
うに、セラミックスからなる翼車６には短い軸部４が一
体に形成され、基台１３の上に載置される。そして、こ
の軸部４に２０〜１００μ程の隙間を存してセラミック
スと同等の熱膨張率を有する金属、例えばコバールと称
されるニッケル・クロム鋼からなる金属スリーブ５を挿
通し、第２図に示すように、高周波電源２から金属スリ
ーブ５を囲む加熱コイル３に通電して所定の温度約６０
０℃まで加熱して金属スリーブ５を軟化させる。
次いで、第３図に示すように、翼車６の上に金 ２属ス
リーブ５を囲む円筒形の下型８を載置し、上型７によっ
て金属スリーブ５に軸方向荷重を加える。これによって
、金属スリーブ５が軸部４と下型８との間に押し潰され
、軸部４に固く嵌合されることとなる。この場合、金属
スリーブ５は軸部４よりも僅かに長いものが用いられ、
また第３図に示すように、上型７には軸部４が当らない
ように円筒部９を設けておく。
リーブ５を囲む円筒形の下型８を載置し、上型７によっ
て金属スリーブ５に軸方向荷重を加える。これによって
、金属スリーブ５が軸部４と下型８との間に押し潰され
、軸部４に固く嵌合されることとなる。この場合、金属
スリーブ５は軸部４よりも僅かに長いものが用いられ、
また第３図に示すように、上型７には軸部４が当らない
ように円筒部９を設けておく。
さらに、軸部４と金属スリーブ５との緊密な嵌合が得ら
れるように、第４図に示すように、軸部４には予め軸方
向に延びる複数個の浅い溝１０を円周方向に間隔を存し
て設けておく。軸部４の溝１０については金属スリーブ
５の滑り力によってセラミックス組織が破壊されないよ
うな形状とすることが重要であり、具体的には溝１０の
深さを０．３〜０，５ＩＩｌｌＩ１１溝の側壁の傾斜角
度を１５〜３０°とすることが好ましい。金属スリーブ
５の加熱軟化によりプレス成型時金属の流動が生じ、金
属表面の破壊が防止され、十分な接合強度が得られる。
れるように、第４図に示すように、軸部４には予め軸方
向に延びる複数個の浅い溝１０を円周方向に間隔を存し
て設けておく。軸部４の溝１０については金属スリーブ
５の滑り力によってセラミックス組織が破壊されないよ
うな形状とすることが重要であり、具体的には溝１０の
深さを０．３〜０，５ＩＩｌｌＩ１１溝の側壁の傾斜角
度を１５〜３０°とすることが好ましい。金属スリーブ
５の加熱軟化によりプレス成型時金属の流動が生じ、金
属表面の破壊が防止され、十分な接合強度が得られる。
本発明によれば、上述のように加熱軟化された金属スリ
ーブ５が押し潰され、軸部４の溝１０にまで密接される
から、翼車６の軸部４に対して金属スリーブ５からなる
軸部が一体的に接合される。
ーブ５が押し潰され、軸部４の溝１０にまで密接される
から、翼車６の軸部４に対して金属スリーブ５からなる
軸部が一体的に接合される。
この方法によれば、翼車６の軸部４には圧縮荷重が作用
するだけであるから割れる恐れもなく緊密な嵌合が得ら
れ、温度変化に対してもセラミックスとほぼ同等の熱膨
張率をもつニッケル・クロム鋼を用いているので、翼車
６の回転１〜ルクに対して十分な強度を得ることができ
る。そして、この金属スリーブ５の端面に摩擦溶接など
により金属軸を接合すればタービン翼車とブロアの翼車
とを結合し、排気ターボ過給機を構成することができる
。
するだけであるから割れる恐れもなく緊密な嵌合が得ら
れ、温度変化に対してもセラミックスとほぼ同等の熱膨
張率をもつニッケル・クロム鋼を用いているので、翼車
６の回転１〜ルクに対して十分な強度を得ることができ
る。そして、この金属スリーブ５の端面に摩擦溶接など
により金属軸を接合すればタービン翼車とブロアの翼車
とを結合し、排気ターボ過給機を構成することができる
。
本発明は上述のように、セラミックスからなる翼車６の
軸部４にセラミックスとほぼ同等の熱膨張率を有するニ
ッケル・クロム鋼からなる金属スリーブ５をプレス加工
によって密接に結合するものであるから、一般的な機械
設備で能率よく、翼車６と金属軸部との結合が得られ、
量産化によるコストの低減が容易である。
軸部４にセラミックスとほぼ同等の熱膨張率を有するニ
ッケル・クロム鋼からなる金属スリーブ５をプレス加工
によって密接に結合するものであるから、一般的な機械
設備で能率よく、翼車６と金属軸部との結合が得られ、
量産化によるコストの低減が容易である。
第を図、第２図および第３図は本発明に係るセラミック
スからなる回転体の軸部に対する金属軸部の接合方法を
達成するための工程を示す側面断面図、第４図はセラミ
ックス回転体の軸部についての平面図である。 ３：加熱コイル ４：軸部 ５二金属スリーブ６：翼車
７：上型 ８：下型 特許出願人 いすず自動車株式会社 代理人 弁理士 山本俊夫 ｆｉｌ 図 第３図
スからなる回転体の軸部に対する金属軸部の接合方法を
達成するための工程を示す側面断面図、第４図はセラミ
ックス回転体の軸部についての平面図である。 ３：加熱コイル ４：軸部 ５二金属スリーブ６：翼車
７：上型 ８：下型 特許出願人 いすず自動車株式会社 代理人 弁理士 山本俊夫 ｆｉｌ 図 第３図
Claims (1)
- セラミックスからなる回転体の軸部に該軸部よりも僅か
に長くセラミックスとほぼ同等の熱膨張率を有する金属
スリーブを外挿し、金属スリーブを加熱軟化させ、前記
軸部および前記金属スリーブを円筒形の下型の内部に挿
入し、上型を前記金属スリーブの端縁に押し当てて変形
させ、前記金属スリーブを前記軸部に密着させることを
特徴とするセラミックス回転体の軸部に対する金属軸部
の接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6089184A JPS60206542A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | セラミックス製回転体の軸部に対する金属軸部の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6089184A JPS60206542A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | セラミックス製回転体の軸部に対する金属軸部の接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60206542A true JPS60206542A (ja) | 1985-10-18 |
| JPH0362491B2 JPH0362491B2 (ja) | 1991-09-26 |
Family
ID=13155431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6089184A Granted JPS60206542A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | セラミックス製回転体の軸部に対する金属軸部の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60206542A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| JP2002361356A (ja) * | 2001-06-07 | 2002-12-17 | Dai Ichi High Frequency Co Ltd | ロールの補修方法及び補修ロール |
-
1984
- 1984-03-30 JP JP6089184A patent/JPS60206542A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| JP2002361356A (ja) * | 2001-06-07 | 2002-12-17 | Dai Ichi High Frequency Co Ltd | ロールの補修方法及び補修ロール |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0362491B2 (ja) | 1991-09-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9068464B2 (en) | Method of joining ceramic parts and articles so formed | |
| JPS6224603B2 (ja) | ||
| JPH0415361B2 (ja) | ||
| JPH0248514B2 (ja) | ||
| JPS60101201A (ja) | タ−ビン軸の接合構造 | |
| US20100047072A1 (en) | Turbocharger | |
| JPS61219767A (ja) | 金属・セラミツクス結合体 | |
| JP2531708Y2 (ja) | セラミックス・金属結合体 | |
| JPH0329031B2 (ja) | ||
| JPH03279277A (ja) | タービンロータの接合構造 | |
| JPH0362491B2 (ja) | ||
| JPS60204902A (ja) | セラミツクスからなる回転体の軸部に対する金属軸部の接合方法 | |
| JPH0352962Y2 (ja) | ||
| JPH09272021A (ja) | タービンロータの製造方法 | |
| JPH018641Y2 (ja) | ||
| JPS58214018A (ja) | 動力伝達方法 | |
| JPH0240031B2 (ja) | ||
| JPS6092025A (ja) | セラミクス軸と金属軸との結合構造 | |
| JP2508823B2 (ja) | セラミックス製回転体と金属軸の結合方法 | |
| JPH02149479A (ja) | セラミックス部材と金属部材の結合方法 | |
| JPS606726B2 (ja) | 接合法 | |
| JPH0410198Y2 (ja) | ||
| JPH046676B2 (ja) | ||
| JPH0218243Y2 (ja) | ||
| JPS61283703A (ja) | セラミツクロ−タ |