JPS6228065A - 焼結質部材と金属部材の接合方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は焼結質部材と金属部材の接合方法に関する。

従来の技術 例えばシールド掘進機のカッタヘッドには多数のカッタ
ビットが取付けられているが、このカッタビットの材質
として、耐摩耗性の点で優れているサーメットが最近使
用されている。従来、このカッタビットは、第４図に示
すように、サーメットから成るビット本体（１）と、こ
のビット本体（１）ヲろう付けによシ保持すると共にカ
ッタヘッド側に取付けるための炭素鋼よ構成る保持体（
２）とから構成されると共に、保持体（２）の摩耗をで
きるだけ少なくするために、ビット本体（１）の一部が
保持体（２）より突出するように、即ち保持体（２）に
形成された挿入用の溝部（３）の深さ−がビット本体（
１）の上記溝部（３）内側面と平行な側面長さくハ）よ
りも短かくされていた。

発明が解決しようとする問題点 上記従来の構成によると、ビット本体（１）と保持体（
２）とをろう付した場合、ビット本体（１）の溝部（３
）内側面と平行な面で、ろう付置とそうでない面との境
界部（第４図中矢印（４）で示す）からビット本体（１
）内部に向って割れ（４）が発生するという問題があっ
た。なお、この割れの原因としてろう付温度よシ室温ま
での冷却過程で、炭素鋼（保持体）の熱膨張率（熱収縮
率も同じ）がサーメット（ビット本体）のそれよりも大
きいために、炭素鋼がすメットよ多大きく縮もうとして
発生する引張の熱応力が考えられる。ちなみに、第５図
において、有限要素法により計算すると、図中の破線で
示すようになる。図中、ｘ−Ｘ線よシ右側に行くほど引
張応力が高くなることを示しており、境界部において、
引張応力がピークになっていることがよくわかる。

そこで、本発明は上記問題を解消し得る焼結置部材と金
属部材の接合方法を提供することを目的とする。

問題を解決するための手段 上記問題を解決するため、本発明の焼結置部材と金属部
材の接合方法は、焼結置部材を、該焼結置部材よυ大き
い熱膨張率を有する材料から成る金属部材の溝部に挿入
してろう付け固定する際に、金属部材の溝部深さが、焼
結置部材の溝部側面と平行な側面長さよりも大きくなる
ようにしてろう付けを行なう接合方法である。

実施例 以下、本発明の一実施例を第１図に基づき説明する。ま
ず、炭素鋼から成る保持体（金属部材の一例）αυに所
定深さくｌ）の溝部（６）を形成しておく。

次に、サーメットから成るビット本体（焼結置部材の一
例）側の溝部＠内側面と平行な外側面の長さくノ）を、
溝部＠内側面の長さく／）よりも小さくしておき、そし
てこのビット本体（至）を保持体（ロ）の溝部（財）内
に挿入して両側面同志をろう付けして互いに接合する。

ここで、本発明の接合方法と従来の接合方法とを比較し
た実験例を、第２図に基づき説明する。

（（イ）は従来による場合を示し、断面コの字形の保持
体（２）に、断面長方形で且つその長さ−が保持体（２
）の溝部（３）長さ−よりも大きくされたビット本体（
１）をろう付けしたものである。（ロ）は本発明による
場合を示し、断面コの字形の保持体（ロ）に、断面長方
形で且つその長さくノ）が保持体（６）の溝部（２）長
さく１りよシも小さくされたビット本体μｓをろう付け
したものである。ところで、ビット本体（１）（６）に
はＴｉｃ−Ｎｉ系のサーメットを使用し、またろう付け
はＡｇ系のろう材を使用して真空中で８５０℃にて１０
分間加熱して行なった。なお、加熱は徐々に昇温させ、
冷却は炉冷によシ行なった。

上記の実験例の結果を第３図に示す。（イ）は従来の場
合を示し、ビット本体（１）に境界部より割れ（４）が
生じていた。これに対して、（ロ）は本発明の場合を示
しており、このビット本体（２）には割れは見られなか
った。これは本発明の場合ろう付け温度から室温までの
冷却過程で炭素鋼（保持体）がサーメット（ビット本体
）より大きく収縮しても、サーメットのろう付け部近傍
のろう付け面と平行な方向には圧縮応力が発生し、引張
応力が発生しないためである。

なお、ビット本体を保持体よシ突出した形にする必要が
あれば、接合後、保持体を加工してその形にすればよい
。また、このカッタビットをシーμド掘進機用に製作し
た場合には、使用中に保持体がビット本体よりも先に摩
耗して、自然にビット本体が保持体よシ突出した形状に
なる。

ところで、上記実施例においては、ビット本体にサーメ
ットを使用したが、例えば炭素鋼よシ熱膨張率が小さく
延性に乏しい超硬質合金、ジルコニア質系、窒化けい素
質素、炭化けい素質系などのセラミックスを使用した場
合にも、本発明の接合方法は適用し得る。なお、セラミ
ックスを用いる場合、セラミック質のビットのろう付面
をろう付可能とすべく予めメタワイジング処理などの表
面処理を施しておくとよい。

発明の効果 上記本発明の焼結置部材と金属部材の接合方法によると
、ろう付け時に、金属部材の溝部深さの方が焼結置部材
の側面長さよりも大きくなるようにしているので、ろう
付け時の熱によって生じる境界部における熱応力は圧縮
応力となるため、ろう付面と平行な方向の焼結置部材に
は割れが生じないと共に、焼結質部材内部に生じる引張
応力の減少につながシ、従って焼結置部材の耐久性が向
上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の側面図、第２図及び第３図
は従来の方法と本発明の方法の比較実験例を示す斜視図
及び側面図、第４図は従来例の方法を示す側面図、第５
図は第４図のＡ部における応力分布図でおる。 αυ・・・保持体（金属部材）、（６）・・・溝部、α
１・・・ビット本体（焼結質部材） 代理人　　　森　　本　　義　　弘 第１図 第２図 （４）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　（専第Ｓ 丙 （１７〕 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、焼結質部材を、該焼結質 部材より大きい熱膨張率を有する材料から成る金属部材
   の溝部に挿入してろう付け固定する際に、金属部材の溝
   部深さが、焼結質部材の溝部側面と平行な側面長さより
   も大きくなるようにしてろう付けを行なうことを特徴と
   する焼結質部材と金属部材の接合方法。