JPS6115799B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、炭化タングステンや炭化チタン等
の金属炭化物を主成分として含有する超硬合金の
銀ろう付に使用するのに適したフラツクスに関す
るものである。 一般に、金属炭化物を主成分として含有する超
硬合金は、きわめて高い融点および硬さをもつこ
とから、このような特性が要求される切削工具
や、岩石穿孔用ビツト等の耐摩耗工具などの製造
に使用されているが、これら工具全体を超硬合金
で製造することは技術的価格的に不利であること
から、これら超硬合金で製造されたチツプを適当
な鋼製台金に接着した状態で使用することが行な
われている。接着の方法としては、ろう付、機械
的保持、有機接着剤使用等の方法が採用されてお
り、このうち、ろう付法がもつとも一般的であ
る。そして、ろう付法による場合には、ろう付技
術の適否がろう付作業およびろう付後の研摩作業
に直接影響するばかりでなく、超硬工具自体の性
能や寿命にまで影響をあたえるものであり、例え
ばろう付強度が不足した場合には、超硬合金チツ
プの脱落、チツプ寿命の減少をきたし、また台金
材と超硬合金の熱膨張の差により発生するひずみ
のためにチツプ側にわれを発生するなどの問題を
生ずる場合もある。ところで、超硬合金は銀ろう
に代表される硬ろうによつて容易にろう付され、
そのろう付作業も簡単であるとされているが、実
際には、金属炭化物基超硬合金の銀ろう付に際し
ては、銀ろうのぬれ性が悪く、ろう付部に欠陥が
多数発生するため、良好な結果を得ることが困難
であつた。すなわち、銀ろうを被ろう付物上で適
当なフラツクスを用いて溶融させても、その銀ろ
うがわずかしか拡がらず、ろう付作業が困難なだ
けでなく、ろう付部に欠陥が多数発生することが
避けられなかつた。そのため、金属炭化物基超硬
合金を銀ろうを使用してろう付して製造した、例
えば岩石穿孔用ビツトなどでは、使用中に、ろう
付欠陥が原因でろう付部からチツプ、すなわち超
硬合金部分が剥離するという問題も、現実に生じ
ている。 従来、このような金属炭化物基超硬合金に対す
る銀ろうのぬれ性を改善して上述のような問題点
を解決するために、銀ろうの構成成分として銀ろ
う自身のぬれ性を増す元素を添加含有させたり、
また、使用するフラツクス中にNiやCoの塩化物
を添加する方法が試みられているが、前者の場合
には銀ろう自身の性質が損われたり、銀ろうの製
造にあたつて歩留りが極度に低下するといつた不
都合が生じ、また後者の場合には銀ろうの二次拡
がりのみが改良されるのみであり、その一次拡が
りが改善されないばかりか、ろうの表面状態が悪
くなり、欠陥がかえつて多く発生するという事態
を生じて、何ら解決策とはなつていなかつた。 本発明者等は、上述のような観点から、金属炭
化物基超硬合金の銀ろう付において、銀ろうのぬ
れ性を著しく増加せしめる手段を講じ、ろう付作
業性を改善するとともにろう付部に生ずる欠陥を
防止すべく、特に銀ろう付用フラツクスに着目し
て種々研究を行なつた結果、銀ろう付作業におい
て普通に採用されている硼砂と硼酸の混合フラツ
クスに、さらに酸性弗化カリウム（弗化水素カリ
ウム）、硼弗化カリウム（テトラフルオロ硼酸カ
リウム）、および炭酸水素カリウムの適量をそれ
ぞれ配合したフラツクスを適用すると、金属炭化
物基超硬合金表面上において、銀ろうが極めてす
ぐれたぬれ性を発揮することを見出したのであ
る。 したがつて、この発明は上記知見にもとづいて
なされたもので、硼砂：５〜30％、硼酸：15〜50
％、酸性弗化カリウム：20〜55％、硼弗化カリウ
ム：５〜20％、および炭酸水素カリウム：１〜15
％（以上重量％、以下％はすべて重量％を意味す
る）からなる配合組成を有し、金属炭化物基超硬
合金に対する銀ろうのぬれ性を著しく改善するろ
う付用フラツクスに特徴を有するものである。 ついで、この発明の銀ろう付用フラツクスにお
いて、硼砂、硼酸、酸性弗化カリウム、硼弗化カ
リウム、および炭酸水素カリウムの各成分の配合
割合を上述の通りに限定した理由を説明する。 (a) 硼砂 硼砂成分は、ろうおよび母材の表面を被覆
し、かつ他の構成成分である硼酸のもつ酸化防
止機能を助長する作用をもつが、硼砂が５％未
満では、ろう表面の酸化防止をはかることがで
きず、一方、30％を越えてた場合にはフラツク
スの粘性が下がり、表面被覆作用が低下するよ
うになることから、その配合量を５〜30％と限
定した。 (b) 硼酸 硼酸成分は、フラツクスの重要な機能である
酸化防止および還元作用の役割を果たすもので
あるが、その配合量が15％未満では、表面被覆
作用が低下し、一方50％を越えるとフラツクス
の融点が高くなりすぎることから、その配合量
を15〜50％と限定した。 (c) 酸性弗化カリウム 酸性弗化カリウム成分は、硼酸のもつ機能で
ある酸化物の溶解還元作用をさらに強くすると
ともに、フラツクスの融点を下げる働きがあ
る。しかし、その配合量が20％未満では所望の
酸化物溶解還元作用を得ることができず、一方
55％を越えるとフラツクスの有効温度が低くな
り、60％を越えると実際上の有効性がほとんど
失われるので、その配合量を20〜55％と限定し
た。 (d) 硼弗化カリウム 硼弗化カリウム成分には、ろうの良好な流れ
を妨げる不純物を洗い流して母材表面を清浄に
し、かつ、ろうの拡がりを助長する作用がある
が、その配合量が５％未満では前記作用に所望
の効果が現われず、ろうの拡がりが悪くなり、
一方20％を越えるとフラツクスの有効温度が低
くなることから、その配合量を５〜20％と限定
した。 (e) 炭酸水素カリウム 炭酸水素カリウム成分は、高温での粘性の低
下を防ぎ、かつ高温での被覆作用を改善すると
ともに、酸性弗化カリウムや硼弗化カリウムと
ともに炭化物とのぬれ性を向上させる作用を有
するが、その配合量が１％未満では所望のぬれ
性改善効果を得ることができず、一方15％を越
えるとフラツクスの粘性が高くなりすぎること
から、その配合量を１〜15％と限定した。 なお、この発明のフラツクスは、例えば、まず
硼砂と硼酸とを撹拌・混合し、ついでこれに酸性
弗化カリウム、硼弗化カリウム、および炭酸水素
カリウム、さらに、総量の1/10程度の水を加えて
から、さらに撹拌・混合することによつて調製で
き、この結果ペースト状の使いやすいフラツクス
が得られるのである。 つぎに、この発明を実施例により比較例と対比
しながな説明する。 まず、第１表に示される配合組成をもつた本発
明フラツクス１〜６と比較フラツクス１〜10を調
製すると共に、従来フラツクス１〜３として市販
フラツクスを用意した。ついで、前記の各フラツ
クスのそれぞれを用いて硬ろうの拡がり試験を行
なうと共に、実際に岩石穿孔用ビツトを製造し
た。なお、硬ろうの拡がり試験はJISZ 3191の規
定にもとづいて行ない、硬ろうの拡がり面積を測
定した。また岩石穿孔用ビツトの製造は、鋼製台
金に炭化タングステン基超硬合金金チツプ
（Co：10％含有）をBAg−３の銀ろうを用いて
800℃にてろう付けすることにより行なつた。ま
た、この結果得られた岩石穿孔用ビツトについて
は、実際に各使用フラツクス毎に10本づつ使用
し、ろう付部からのチツプ剥離が原因で寿命に至
つた

【表】 ものの数をチエツクした。これらの結果を第１表
に合せて示した。 第１表に示される結果から明らかなように、配
合組成がこの発明の範囲から外れた比較フラツク
ス１〜10、および従来フラツクス１〜３において
は、いずれもろうのぬれ性が悪く、しかも健全な
ろう付部が得られないために、チツプの剥離割合
が極めて高いのに対して、本発明フラツクス１〜
10を使用した場合には、銀ろうのぬれ性が良好で
あるため欠陥の極めて少ないろう付部を形成する
ことができることから、ろう付欠陥が原因のチツ
プ剥離が激減あるいは皆無となるのである。 上述のように、この発明の銀ろう付用フラツク
スによれば、金属炭化物基超硬合金を、ろう付作
業性よく、しかもろう付欠陥のない状態でろう付
することができるので、金属炭化物基超硬合金を
ろう付することによつて製造される切削工具や耐
摩耗工具などの寿命の延命化がはかれるなど工業
上有用な効果がもたらされるのである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 硼砂：５〜30％、 硼酸：15〜50％、 酸性弗化カリウム：20〜55％、 硼弗カリウム：５〜20％、 炭酸水素カリウム：１〜15％、 （以上重量％）からなる配合組成を有することを
   特徴とする金属炭化物基超硬合金の銀ろう付用フ
   ラツクス。