JPS6310088A - チタン材とオ−ステナイトステンレス鋼の接合方法 - Google Patents
チタン材とオ−ステナイトステンレス鋼の接合方法Info
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- JPS6310088A JPS6310088A JP15220986A JP15220986A JPS6310088A JP S6310088 A JPS6310088 A JP S6310088A JP 15220986 A JP15220986 A JP 15220986A JP 15220986 A JP15220986 A JP 15220986A JP S6310088 A JPS6310088 A JP S6310088A
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Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (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、接合強度の高いチタン材とオーステナイトス
テンレス鋼の接合方法に関するものである。
テンレス鋼の接合方法に関するものである。
近年、化学装置等を中心としてオーステナイトステンレ
ス鋼が使用されているが、オーステナイトステンレス鋼
のみでは耐蝕性が不充分である場合は、チタン材が用い
られている。ところが、全ての装置をチタン材で製造す
ると、高価になるので、必要な部分のみをチタン材によ
って構成し、その他の部分は比較的廉価な通常のオース
テナイトステンレス鋼を使用して装置を造ることが行わ
れている。
ス鋼が使用されているが、オーステナイトステンレス鋼
のみでは耐蝕性が不充分である場合は、チタン材が用い
られている。ところが、全ての装置をチタン材で製造す
ると、高価になるので、必要な部分のみをチタン材によ
って構成し、その他の部分は比較的廉価な通常のオース
テナイトステンレス鋼を使用して装置を造ることが行わ
れている。
従って、チタン材とオーステナイトステンレス鋼との接
合が必要となるが、従来のチタン材とオーステナイトス
テンレス鋼との接合方法としては、接合しようとするチ
タン材とオーステナイトステンレス鋼を爆着室内に配設
し、爆薬を爆発させてその衝撃によって該金属を接合す
る爆着法が採用されていた。
合が必要となるが、従来のチタン材とオーステナイトス
テンレス鋼との接合方法としては、接合しようとするチ
タン材とオーステナイトステンレス鋼を爆着室内に配設
し、爆薬を爆発させてその衝撃によって該金属を接合す
る爆着法が採用されていた。
ところが、上記従来例に係る接合方法においては、爆薬
を使用しているので、接合した物の寸法精度が悪く、ま
た薄い部材には不向きであるという問題点があった。
を使用しているので、接合した物の寸法精度が悪く、ま
た薄い部材には不向きであるという問題点があった。
更には、製品が大きいものについては、上記爆着法によ
って接合することは困難であるという問題点があった。
って接合することは困難であるという問題点があった。
一方、チタン材とステンレス材の接合に関連する発明と
して特開昭６０−１２４４８３号公報記載のチタンクラ
ッド材の製造方法があり、この発明はチタンクラッド材
の製造方法において、インサートメタルにフェライト系
ステンレス鋼またはマルテンサイト系ステンレス鋼を使
用することを要旨としているが、実施例に詳細に記載さ
れている如く、オーステナイト系ステンレス鋼をインサ
ートメタルとした場合は、十分な接合性が得られ。
して特開昭６０−１２４４８３号公報記載のチタンクラ
ッド材の製造方法があり、この発明はチタンクラッド材
の製造方法において、インサートメタルにフェライト系
ステンレス鋼またはマルテンサイト系ステンレス鋼を使
用することを要旨としているが、実施例に詳細に記載さ
れている如く、オーステナイト系ステンレス鋼をインサ
ートメタルとした場合は、十分な接合性が得られ。
ていない。
そこで、本発明者も上記公報記載の条件において、チタ
ン材とオーステナイトステンレス鋼との拡散接合を行っ
た結果、外見上は接合するが、剪断強度がＬ Ｏｋｇ／
＋１１１１”以下と低く、上記化学装置等の構造物に
は適用できないという問題点があった。
ン材とオーステナイトステンレス鋼との拡散接合を行っ
た結果、外見上は接合するが、剪断強度がＬ Ｏｋｇ／
＋１１１１”以下と低く、上記化学装置等の構造物に
は適用できないという問題点があった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、製品
寸法において制限がなく低コストにて接合できる拡散接
合によって、チタン材とオーステナイトステンレス鋼と
を所定の強度を有して接合できるチタン材とオーステナ
イトステンレス鋼の接合方法を提供することを目的とす
る。
寸法において制限がなく低コストにて接合できる拡散接
合によって、チタン材とオーステナイトステンレス鋼と
を所定の強度を有して接合できるチタン材とオーステナ
イトステンレス鋼の接合方法を提供することを目的とす
る。
上記目的に沿う本発明に係るチタン材とオーステナイト
ステンレス鋼の接合方法は、接合しようとするチタン材
及びオーステナイト系ステンレス鋼の接合面を清浄化し
て当接させた後、高真空あるいは不活性雰囲気にて、温
度８５０℃〜９００℃、加圧力０．５〜１．５ｋｇ／−
一翼にて少な（とも１０分以上保持することによって構
成されている。
ステンレス鋼の接合方法は、接合しようとするチタン材
及びオーステナイト系ステンレス鋼の接合面を清浄化し
て当接させた後、高真空あるいは不活性雰囲気にて、温
度８５０℃〜９００℃、加圧力０．５〜１．５ｋｇ／−
一翼にて少な（とも１０分以上保持することによって構
成されている。
ここで、高真空度とは５ Ｘ １０−”Ｔｏｒｒ以上の
真空度をいい、不活性雰囲気とはＡｒ、 Ｎｅ等のガス
を充満した雰囲気をいう。
真空度をいい、不活性雰囲気とはＡｒ、 Ｎｅ等のガス
を充満した雰囲気をいう。
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化し
た一実施例につき説明する。
た一実施例につき説明する。
ここに、第１図は本発明の一実施例を適用したチタン材
とステンレス材の接合方法を示す側面図、第２図、第３
図、第４図及び第５図は上記実施例において種々の条件
のおける剪断強さを示すグラフであり、第６図、第７図
は本発明を応用した他の実施例に係る接合材料の側面図
である。
とステンレス材の接合方法を示す側面図、第２図、第３
図、第４図及び第５図は上記実施例において種々の条件
のおける剪断強さを示すグラフであり、第６図、第７図
は本発明を応用した他の実施例に係る接合材料の側面図
である。
第１図に示すように寸法が５ｓｍＸ ６０ａｓＸ ２０
０ＩＩｌ１１１で、ＪＩＳ規格の純チタン材１０の上に
同一寸法のオーステナイトステンレスａｌｌ（ＳＵＳ３
１６、Ｎｉ：１２〜１５％、Ｃｒ：１６〜１８％、Ｍｏ
：２〜３％、Ｃ：０．０３％以下）を用意し、これらの
金属の接合面は表面粗度１２．５Ｓ程度に仕上げた後、
アセトンによって脱脂し清浄化しておいた。なお、各接
合面の表面粗さは粗過ぎると加圧力が必要となり、しか
も製品の接合強度が落ちるので、少なくとも１２．５ｓ
以上に滑らかに仕上げておく必要がある。
０ＩＩｌ１１１で、ＪＩＳ規格の純チタン材１０の上に
同一寸法のオーステナイトステンレスａｌｌ（ＳＵＳ３
１６、Ｎｉ：１２〜１５％、Ｃｒ：１６〜１８％、Ｍｏ
：２〜３％、Ｃ：０．０３％以下）を用意し、これらの
金属の接合面は表面粗度１２．５Ｓ程度に仕上げた後、
アセトンによって脱脂し清浄化しておいた。なお、各接
合面の表面粗さは粗過ぎると加圧力が必要となり、しか
も製品の接合強度が落ちるので、少なくとも１２．５ｓ
以上に滑らかに仕上げておく必要がある。
次に、これらの金属板を加熱炉の中に挿入し、内部の空
気を抜いて高真空にした後、電熱で該金属板を加熱する
と共に、上部からプレスロッドによって加圧して所定時
間保持した。
気を抜いて高真空にした後、電熱で該金属板を加熱する
と共に、上部からプレスロッドによって加圧して所定時
間保持した。
第２図、第３図に、第４図及び第５図に種々の条件にお
いて、上記接合したチタン材１０とオーステナイトステ
ンレス鋼１１の剪断強度を示したグラフを記載するが、
第２図においては、加熱温 。
いて、上記接合したチタン材１０とオーステナイトステ
ンレス鋼１１の剪断強度を示したグラフを記載するが、
第２図においては、加熱温 。
度８５０℃、加圧力１ｋｇ／ ｍｓ” 、時間３０分で
真空度を変化させて剪断強さの変化を示すものである。
真空度を変化させて剪断強さの変化を示すものである。
この図から真空度は５ Ｘ １０−”Ｔｏｒｒ以上必要
であることが分かる。
であることが分かる。
第３図は加熱温度８５０℃、真空度１０−’Ｔｏｒｒ、
時間３０分で加圧力を変化させた場合の剪断強度の変化
を示したものであり、図に示すように加圧力は０．５
ｋｇ／＋ｗｍ”以上あれば十分であるが、余り大きくす
ることはチタンが変形するので好ましくない。
時間３０分で加圧力を変化させた場合の剪断強度の変化
を示したものであり、図に示すように加圧力は０．５
ｋｇ／＋ｗｍ”以上あれば十分であるが、余り大きくす
ることはチタンが変形するので好ましくない。
第４図は真空度１０−’Ｔｏｒｒ、時間３０分、加圧力
１ ｋｇ／ｍｍにおいて温度を変化させた場合の剪断力
の変化を示す０図に示すように温度が低くなると剪断強
度の変化の割合を示す０図に示すように温度が低くなる
と強度が落ち、温度を上げると接合しようとするチタン
材が軟化するので、８５０℃〜９００℃程度が好ましい
。
１ ｋｇ／ｍｍにおいて温度を変化させた場合の剪断力
の変化を示す０図に示すように温度が低くなると剪断強
度の変化の割合を示す０図に示すように温度が低くなる
と強度が落ち、温度を上げると接合しようとするチタン
材が軟化するので、８５０℃〜９００℃程度が好ましい
。
従って、以上の結果からチタン材とオーステナイトステ
ンレス鋼の拡散接合においては、温度８５０℃〜９００
℃、加圧力０．５〜１．５ｋｇ／論ｉにて少なくとも１
０分以上保持するのが最も最適の条件であると考えられ
る。
ンレス鋼の拡散接合においては、温度８５０℃〜９００
℃、加圧力０．５〜１．５ｋｇ／論ｉにて少なくとも１
０分以上保持するのが最も最適の条件であると考えられ
る。
次に、本発明を適用した応用例について説明すると、チ
タン材１２と普通ｗ４１３を拡散接合する場合にインサ
ートメタルとしてオーステナイトステンレス鋼１４を使
用する。このオーステナイトステンレス鋼１４は厚みは
０．１ｓｎ程度としておき、条件は上記条件と略同−条
件にて行うが、詳しくは下記第１表に示す、この場合、
オーステナイトステンレス鋼と普通鋼の接合条件は広い
ので、これにより従来困難であったチタン材１２と普通
鋼１３との拡散接合が可能となる。
タン材１２と普通ｗ４１３を拡散接合する場合にインサ
ートメタルとしてオーステナイトステンレス鋼１４を使
用する。このオーステナイトステンレス鋼１４は厚みは
０．１ｓｎ程度としておき、条件は上記条件と略同−条
件にて行うが、詳しくは下記第１表に示す、この場合、
オーステナイトステンレス鋼と普通鋼の接合条件は広い
ので、これにより従来困難であったチタン材１２と普通
鋼１３との拡散接合が可能となる。
続いて、第７図に示すチタン材１５と鋼材（または銅合
金） １６との接合方法について説明すると、この場合
はインサートメタルとしてチタン材に接合するオーステ
ナイトステンレス＃１１７と銅材に接合するニッケル材
１８を使用する。そして、上記オーステナイトステンレ
ス１１１１７及びニッケル材１８の厚みは共に０．１ｍ
ｍ程度としておき、加圧力は余り高いと鋼材１６が変形
するので、０゜５〜０．８ ｋｇ／ｍ＠”程度としてお
く、これによって十分な強度を宵する拡散接合材が得ら
れる。
金） １６との接合方法について説明すると、この場合
はインサートメタルとしてチタン材に接合するオーステ
ナイトステンレス＃１１７と銅材に接合するニッケル材
１８を使用する。そして、上記オーステナイトステンレ
ス１１１１７及びニッケル材１８の厚みは共に０．１ｍ
ｍ程度としておき、加圧力は余り高いと鋼材１６が変形
するので、０゜５〜０．８ ｋｇ／ｍ＠”程度としてお
く、これによって十分な強度を宵する拡散接合材が得ら
れる。
第１表に条件及び剪断強度を示す。
第１表
ここで、Ａはチタン材と普通鋼の拡散接合（第６図示）
、Ｂはチタン材と鋼材の拡散接合（第７図示） 〔発明の効果〕 本発明に係るチタン材とオーステナイトステンレス鋼の
接合方法は以上の説明からも明らかなように、従来行わ
れている接合方法より加圧力を大きくして、従来困難で
あった確実な接合強度を有するチタン材とオーステナイ
トステンレス鋼の接合方法が提供できることとなった。
、Ｂはチタン材と鋼材の拡散接合（第７図示） 〔発明の効果〕 本発明に係るチタン材とオーステナイトステンレス鋼の
接合方法は以上の説明からも明らかなように、従来行わ
れている接合方法より加圧力を大きくして、従来困難で
あった確実な接合強度を有するチタン材とオーステナイ
トステンレス鋼の接合方法が提供できることとなった。
従って、チタン材と他の金属を接合する場合に該発明を
応用しチタン材に接合するインサートメタルにオーステ
ナイトステンレス鋼を使用するによって更に幅広い拡散
接合を行えることとなったまた、拡散接合によってチタ
ン材とオーステナイトステンレス鋼を接合しているので
、製品精度が良く、しかも大型の製品を十分な接合強度
を有して製造できることとなった。
応用しチタン材に接合するインサートメタルにオーステ
ナイトステンレス鋼を使用するによって更に幅広い拡散
接合を行えることとなったまた、拡散接合によってチタ
ン材とオーステナイトステンレス鋼を接合しているので
、製品精度が良く、しかも大型の製品を十分な接合強度
を有して製造できることとなった。
第１図は本発明の一実施例を適用したチタン材とステン
レス材の接合方法を示す側面図、第２図、第３図、第４
図及び第５図は上記実施例において種々の条件のおける
剪断強さを示すグラフであり、第６図、第７図は本発明
を応用した他の実施例に係る接合材料の側面図である。 〔符号の説明〕
レス材の接合方法を示す側面図、第２図、第３図、第４
図及び第５図は上記実施例において種々の条件のおける
剪断強さを示すグラフであり、第６図、第７図は本発明
を応用した他の実施例に係る接合材料の側面図である。 〔符号の説明〕
Claims (2)
- （１）接合しようとするチタン材及びオーステナイトス
テンレス鋼の接合面を清浄化して当接させた後、高真空
あるいは不活性雰囲気にて、温度８５０℃〜９００℃、
加圧力０．５〜１．５ｋｇ／ｍｍ＾２にて少なくとも１
０分以上保持することを特徴とするチタン材とオーステ
ナイトステンレス鋼の接合方法。 - （２）オーステナイトステンレス鋼の成分は、Ｎｉ：１
２〜１５％、Ｃｒ：１６〜１８％、Ｍｏ：２〜３％、Ｃ
：０．０３％以下である特許請求の範囲第１項記載のチ
タン材とオーステナイトステンレス鋼の接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15220986A JPS6310088A (ja) | 1986-06-28 | 1986-06-28 | チタン材とオ−ステナイトステンレス鋼の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15220986A JPS6310088A (ja) | 1986-06-28 | 1986-06-28 | チタン材とオ−ステナイトステンレス鋼の接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6310088A true JPS6310088A (ja) | 1988-01-16 |
Family
ID=15535451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15220986A Pending JPS6310088A (ja) | 1986-06-28 | 1986-06-28 | チタン材とオ−ステナイトステンレス鋼の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6310088A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8906002B2 (en) | 2010-09-30 | 2014-12-09 | Olympus Corporation | Bending joint mechanism, surgical instrument having this bending joint mechanism, and manipulator having this bending joint mechanism |
| CN104439678A (zh) * | 2014-11-24 | 2015-03-25 | 中国核动力研究设计院 | 一种clf-1钢扩散焊接的方法 |
| CN111299796A (zh) * | 2020-03-09 | 2020-06-19 | 西南交通大学 | Tc4钛合金与316l不锈钢的异种金属真空扩散焊接方法 |
-
1986
- 1986-06-28 JP JP15220986A patent/JPS6310088A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8906002B2 (en) | 2010-09-30 | 2014-12-09 | Olympus Corporation | Bending joint mechanism, surgical instrument having this bending joint mechanism, and manipulator having this bending joint mechanism |
| CN104439678A (zh) * | 2014-11-24 | 2015-03-25 | 中国核动力研究设计院 | 一种clf-1钢扩散焊接的方法 |
| CN111299796A (zh) * | 2020-03-09 | 2020-06-19 | 西南交通大学 | Tc4钛合金与316l不锈钢的异种金属真空扩散焊接方法 |
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