JPS61155268A - 拡散接合方法 - Google Patents
拡散接合方法Info
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- JPS61155268A JPS61155268A JP27905684A JP27905684A JPS61155268A JP S61155268 A JPS61155268 A JP S61155268A JP 27905684 A JP27905684 A JP 27905684A JP 27905684 A JP27905684 A JP 27905684A JP S61155268 A JPS61155268 A JP S61155268A
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- Pending
Links
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Landscapes
- 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】
（産業上の利用分野）
本発明はセラミックスと鉄系金属との接合において、接
合部及びその付近に発生する割れを防止する拡散接合、
方法に関するもので、自動車部品のターボチャージャな
どの溶接部品の利用されるものである。
合部及びその付近に発生する割れを防止する拡散接合、
方法に関するもので、自動車部品のターボチャージャな
どの溶接部品の利用されるものである。
（従来の技術）
セラミックスと鉄系金属との拡散接合については、特開
昭５８−９５６７０号「窒化珪素セラミックスと金属と
の接合方法」の公報がある。
昭５８−９５６７０号「窒化珪素セラミックスと金属と
の接合方法」の公報がある。
このものはＣｒ−Ｎｉ−Ｆｅ−Ｍｏ−３ｉ系合金と窒化
珪素セラミックスを接合する直接接合方法で、両者は共
に、濡れ性が良く融着時にセラミックス表面に前記合金
系の珪素化合物を生成しセラミックスと金属とを接合す
る旨開示されている。
珪素セラミックスを接合する直接接合方法で、両者は共
に、濡れ性が良く融着時にセラミックス表面に前記合金
系の珪素化合物を生成しセラミックスと金属とを接合す
る旨開示されている。
（発明が解決しようとする問題点）
然し前記セラミックスと金属との接合のような直接接合
の場合には引張り強度が約１５〜２０’ｋｇ／龍であり
、静的な荷重がかかる部品については使用可能であるが
、摩擦熱のため高温となりトルクのかかる状態で使用さ
れる回転軸においては熱膨張係数の相違により内部応力
によって接合面より破損し易く、また高温時に接合力が
２０〜３０％低下し信頼性に欠けるという問題点がある
。
の場合には引張り強度が約１５〜２０’ｋｇ／龍であり
、静的な荷重がかかる部品については使用可能であるが
、摩擦熱のため高温となりトルクのかかる状態で使用さ
れる回転軸においては熱膨張係数の相違により内部応力
によって接合面より破損し易く、また高温時に接合力が
２０〜３０％低下し信頼性に欠けるという問題点がある
。
そこで本発明はセラミックスと鉄系金属との接合におい
て、自動車用ターボの回転軸として使用しても、長期間
にわたって使用出来、少なくとも引張強度が１５〜２０
ｋｇ／ ｖｓ＃以上で更に、熱膨張係数の差があって
も内部応力により接合部から破損することなく、摩擦熱
により回転軸が高温となっても接合力が低下しない接合
方法を提供することを目的とするものである。
て、自動車用ターボの回転軸として使用しても、長期間
にわたって使用出来、少なくとも引張強度が１５〜２０
ｋｇ／ ｖｓ＃以上で更に、熱膨張係数の差があって
も内部応力により接合部から破損することなく、摩擦熱
により回転軸が高温となっても接合力が低下しない接合
方法を提供することを目的とするものである。
（問題点を解決するための手段）
上記技術的課題を解決するために講じた技術的手段は、
窒化珪素系セラミックスと鉄系金属の拡散接合において
、接合すべき両部材の間に、ニッケル、チタン、又はモ
リブデンよりなる薄箔をインサート材として挿入して接
合する拡散接合方法であり、また両部材の接合において
、セラミックス部材の端面を円錐形状とし金属部材の端
面をカップ状とし、前記インサート材をカップ状として
両部材の間に挿入接合するものである。
窒化珪素系セラミックスと鉄系金属の拡散接合において
、接合すべき両部材の間に、ニッケル、チタン、又はモ
リブデンよりなる薄箔をインサート材として挿入して接
合する拡散接合方法であり、また両部材の接合において
、セラミックス部材の端面を円錐形状とし金属部材の端
面をカップ状とし、前記インサート材をカップ状として
両部材の間に挿入接合するものである。
（作用）
上記手段は次のように作用する。すなわち、被接合部材
の端面に挿入した、インサート材の熱膨張係数は、セラ
ミックスと鉄系金属とのほぼ中間にあるため、拡散接合
装置において接合すれば、積極的に接合反応がおこり、
インサート材がセラミックスと鉄系金属の原子間に拡散
し強力に接合することにより、引張強度が１５〜２０ｋ
ｇ／ｍで、かつ回転軸が回転摩擦により温度」二昇して
熱膨張係数の差があってもインサー１［が両部材の緩衝
材としての作用を行い、接合面のワレ、破損がなく引張
り強度の低下がまったく無いものである。
の端面に挿入した、インサート材の熱膨張係数は、セラ
ミックスと鉄系金属とのほぼ中間にあるため、拡散接合
装置において接合すれば、積極的に接合反応がおこり、
インサート材がセラミックスと鉄系金属の原子間に拡散
し強力に接合することにより、引張強度が１５〜２０ｋ
ｇ／ｍで、かつ回転軸が回転摩擦により温度」二昇して
熱膨張係数の差があってもインサー１［が両部材の緩衝
材としての作用を行い、接合面のワレ、破損がなく引張
り強度の低下がまったく無いものである。
また接合端面を一方をテーパー状とし、他方をカップ状
とし、カップ状のインサート材を挿入接合した接合材は
接合面積が多くなり、両部材のセンターも正確に合致し
接合強度も更に大きくなるものである。
とし、カップ状のインサート材を挿入接合した接合材は
接合面積が多くなり、両部材のセンターも正確に合致し
接合強度も更に大きくなるものである。
（実施例）
以下具体的な実施例について説明する。
■は拡散溶接装置で、２及び３は被接合体で、４はヒー
ター、５ａ及び５ｂは加圧ロッド、６ば加熱電源、７は
真空ポンプ、８はコンプレツサーで、９はシリンダーで
ある。被接合体２及び３はヒータ４により、ロッド５ａ
、５ｂによる加圧により拡散接合するものである。
ター、５ａ及び５ｂは加圧ロッド、６ば加熱電源、７は
真空ポンプ、８はコンプレツサーで、９はシリンダーで
ある。被接合体２及び３はヒータ４により、ロッド５ａ
、５ｂによる加圧により拡散接合するものである。
被接合材の２は窒化珪素セラミックスで、３ばニッケル
・クローム・モリブデン鋼の鉄系金属で、１０ａ、１０
ｂはニッケル、チタン、モリブデンよりなるインサート
材で１０ａは平板、１０ｂはカップ状である。
・クローム・モリブデン鋼の鉄系金属で、１０ａ、１０
ｂはニッケル、チタン、モリブデンよりなるインサート
材で１０ａは平板、１０ｂはカップ状である。
接合方法としては拡散接合装置Ｉ内にて、接合材２及び
３の端部にインサート材１０ａを挿入し接合を行い接合
材１１を得るものである。
３の端部にインサート材１０ａを挿入し接合を行い接合
材１１を得るものである。
またセラミック材１２及び鉄系金属材１３との接合にお
いて、テーパ一部１２ａ、カップ部１３ａを形成しカッ
プ状インサート１０ｂを挿入、拡散接合装置１により接
合し接合材１４を製造するものである。
いて、テーパ一部１２ａ、カップ部１３ａを形成しカッ
プ状インサート１０ｂを挿入、拡散接合装置１により接
合し接合材１４を製造するものである。
実施例−１（インサート材、Ｎｉ箔とする）テストピー
スとしては第２図の１０２に示す平板形状のものを使用
し、被接合材として窒化珪素セラミックス（Ｓｉ、７Ｎ
、ｆ）とＮｉ−Ｃｒ−Ｍ。
スとしては第２図の１０２に示す平板形状のものを使用
し、被接合材として窒化珪素セラミックス（Ｓｉ、７Ｎ
、ｆ）とＮｉ−Ｃｒ−Ｍ。
鋼（ＳＮＣＭ≠Ｑ）箔で、簡単なアセトン脱脂による前
処理を行ない、約１０−４′Ｔｏｒｒの真空中で接合温
度約１１００℃接合圧力、約ｌ ｋｇ ／ Ｉｌｍで６
０分間拡散接合を行った。次に数個のテストピースの引
張試験の結果引張強度は１５〜２０ｋｇ／ｉｎでいずれ
もＳ ｉ ３ ％とＮｉ界面において破壊が発生した。
処理を行ない、約１０−４′Ｔｏｒｒの真空中で接合温
度約１１００℃接合圧力、約ｌ ｋｇ ／ Ｉｌｍで６
０分間拡散接合を行った。次に数個のテストピースの引
張試験の結果引張強度は１５〜２０ｋｇ／ｉｎでいずれ
もＳ ｉ ３ ％とＮｉ界面において破壊が発生した。
次に前記接合材を約９００℃の温度にて毎分２０万回転
にて５時間の連続高温耐久テストを実施したが接合部に
異状は見受けられなかった。
にて５時間の連続高温耐久テストを実施したが接合部に
異状は見受けられなかった。
実施例−２（インサートカップ材、Ｔｉ箔とする）テス
トピースは０．１ ｎの板厚のＴｉ箔よりなるインサー
ト材で、他の条件は実施例−１と同じである。数個の引
張試験の結果、引張強度は１６〜２０ｋｇ／璽曹でＳｉ
、Ｎ、とＴｉ界面にて破壊が発生した。
トピースは０．１ ｎの板厚のＴｉ箔よりなるインサー
ト材で、他の条件は実施例−１と同じである。数個の引
張試験の結果、引張強度は１６〜２０ｋｇ／璽曹でＳｉ
、Ｎ、とＴｉ界面にて破壊が発生した。
実施例−３（インサート材、Ｍｏ箔）
テストピースは０．１ Ｉｌｌの板厚よりなるインサー
ト材で、他の条件は実施例−１と同じである。
ト材で、他の条件は実施例−１と同じである。
引張強度は１８〜２１ｋｇ／ｍで、数個の引張状験の結
果Ｓ ｉａ ＮｙとＭｏ界面において破壊が発生した。
果Ｓ ｉａ ＮｙとＭｏ界面において破壊が発生した。
本発明は次の特有の効果を有する。すなわち、直接接合
に対して、インサート材を使用する間接接合は、接合部
分が高温になってもインサート材が異種材間の緩衝材の
作用に行って、熱膨張係数の差を調整し、引張強度の低
下がなく、高温下の回転軸に使用出来、バラツキも少な
く極めて信頼性のあるものである。
に対して、インサート材を使用する間接接合は、接合部
分が高温になってもインサート材が異種材間の緩衝材の
作用に行って、熱膨張係数の差を調整し、引張強度の低
下がなく、高温下の回転軸に使用出来、バラツキも少な
く極めて信頼性のあるものである。
第１図は拡散接合装置の説明図であり、第２図はインサ
ート材で、（イ）は平板、（ロ）はカップ状の断面図で
ある。第３図は丸棒形状の接合エム 程図で（イ）は接合前、（ロ）は接合中、（・）は接合
後の断面図である。 第４図は端面がテーパー状及びカップ状の接合部材の接
合工程図で、（イ）は準備工程、（ロ）は接合前、（ハ
）は接合中、（ニ）は接合後を示す断面図である。 ■・・・拡散接合装置、２・・・セラミックス。 ３・・・鉄系金属、１０ａ、１０ｂ・・・インサート部
材
ート材で、（イ）は平板、（ロ）はカップ状の断面図で
ある。第３図は丸棒形状の接合エム 程図で（イ）は接合前、（ロ）は接合中、（・）は接合
後の断面図である。 第４図は端面がテーパー状及びカップ状の接合部材の接
合工程図で、（イ）は準備工程、（ロ）は接合前、（ハ
）は接合中、（ニ）は接合後を示す断面図である。 ■・・・拡散接合装置、２・・・セラミックス。 ３・・・鉄系金属、１０ａ、１０ｂ・・・インサート部
材
Claims (2)
- （１）拡散溶接装置によりセラミックスと鉄系の金属と
を拡散溶接により接合する方法において、前記拡散接合
材の間に、ニッケル、チタン、又はモリブデンの薄箔よ
りなるインサート材を挿入して接合する拡散接合方法。 - （２）前記セラミックスは窒素化珪素系セラミックス（
Ｓｉ＿３Ｎ＿４）で、前記金属は鉄系金属のニッケル・
クローム・モリブデン鋼（ＳＮＣＭ４０）よりなる、特
許請求の範囲第１項記載の拡散接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27905684A JPS61155268A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 拡散接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27905684A JPS61155268A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 拡散接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61155268A true JPS61155268A (ja) | 1986-07-14 |
Family
ID=17605782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27905684A Pending JPS61155268A (ja) | 1984-12-27 | 1984-12-27 | 拡散接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61155268A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5042872A (en) * | 1988-07-30 | 1991-08-27 | Mazda Motor Corporation | Pillar structure for front body portion of automobile |
| CN109317810A (zh) * | 2018-09-11 | 2019-02-12 | 南京航空航天大学 | 一种提高Si3N4陶瓷与钛合金焊接性能的表面处理方法 |
-
1984
- 1984-12-27 JP JP27905684A patent/JPS61155268A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5042872A (en) * | 1988-07-30 | 1991-08-27 | Mazda Motor Corporation | Pillar structure for front body portion of automobile |
| CN109317810A (zh) * | 2018-09-11 | 2019-02-12 | 南京航空航天大学 | 一种提高Si3N4陶瓷与钛合金焊接性能的表面处理方法 |
| CN109317810B (zh) * | 2018-09-11 | 2019-11-12 | 南京航空航天大学 | 一种提高Si3N4陶瓷与钛合金焊接性能的表面处理方法 |
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