JPS5868489A - 被接合体およびその接合方法 - Google Patents
被接合体およびその接合方法Info
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- JPS5868489A JPS5868489A JP16710281A JP16710281A JPS5868489A JP S5868489 A JPS5868489 A JP S5868489A JP 16710281 A JP16710281 A JP 16710281A JP 16710281 A JP16710281 A JP 16710281A JP S5868489 A JPS5868489 A JP S5868489A
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- joining
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/14—Preventing or minimising gas access, or using protective gases or vacuum during welding
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Laminated Bodies (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Ni基、Co基またはFe基合金の被接合体お
よびその接合法に係り、特に接合部における接合不良を
著しく少なくすることができ、かつ複雑形状の接合部を
接合するのに好適な被接合体およびその接合法に関する
。
よびその接合法に係り、特に接合部における接合不良を
著しく少なくすることができ、かつ複雑形状の接合部を
接合するのに好適な被接合体およびその接合法に関する
。
Ni基、Co基及びFe基合金はガスタービン。
ジェットエンジン等の高温部分にしばしば使用される。
近年これらガスタービン、ジェットエンジンでは燃焼ガ
ス温度を上昇させ、燃焼効率を増加させることが行なわ
れている。しかしながら、材料面から見ると、かならず
しも高温で十分使用に耐える材料の開発が先行していな
い。その為、高温部分で使用される部材に対しては時に
より空気導入による冷却が行なわれている。ブレードの
場合の冷却を例に取ると対流冷却、インピージメント冷
却、膜冷却及び浸出冷却などがあり、これらを単独又は
複数組合せて冷却効果を高めている。そのため冷却空気
の流路である冷却孔は非常に複雑となる。故にブレード
を複数に分割して精鋳後、分割された鋳造品を接合して
1本のブレードを製造することが行なわれる。
ス温度を上昇させ、燃焼効率を増加させることが行なわ
れている。しかしながら、材料面から見ると、かならず
しも高温で十分使用に耐える材料の開発が先行していな
い。その為、高温部分で使用される部材に対しては時に
より空気導入による冷却が行なわれている。ブレードの
場合の冷却を例に取ると対流冷却、インピージメント冷
却、膜冷却及び浸出冷却などがあり、これらを単独又は
複数組合せて冷却効果を高めている。そのため冷却空気
の流路である冷却孔は非常に複雑となる。故にブレード
を複数に分割して精鋳後、分割された鋳造品を接合して
1本のブレードを製造することが行なわれる。
従来、各種合金の接合法として、被接合面に合金箔また
は合金粉末を挾み込み、これら加熱して接合面に相互に
拡散させる方法、被接合面に合金箔または合金粉末を挾
み込み、これらを溶融させて接合する方法がある。
は合金粉末を挾み込み、これら加熱して接合面に相互に
拡散させる方法、被接合面に合金箔または合金粉末を挾
み込み、これらを溶融させて接合する方法がある。
しかし、前者の方法は高温、長時間の加熱が必要であり
、また接合強度を高めるためには大きな荷重を加えなけ
ればならない。後者の方法では合金箔または合金粉末を
接合面に密着させることが必要であり、このために大き
な荷重を加えなければならない。両者の方法のなかで特
に合金粉末を用いる方法では、被接合面に合金粉末を均
一に載置することが困難なため、予め合金粉末とアクリ
ル接着剤でプレフォームを作り被接合面に載置している
が、均一な層を形成するには十分でない。
、また接合強度を高めるためには大きな荷重を加えなけ
ればならない。後者の方法では合金箔または合金粉末を
接合面に密着させることが必要であり、このために大き
な荷重を加えなければならない。両者の方法のなかで特
に合金粉末を用いる方法では、被接合面に合金粉末を均
一に載置することが困難なため、予め合金粉末とアクリ
ル接着剤でプレフォームを作り被接合面に載置している
が、均一な層を形成するには十分でない。
さらに両者の方法に共通な点は、接合面が複雑な形状に
なると、中間層としての合金箔、または合金粉末とアク
リル接着剤とのプレフォームを接合面に対応して挾み込
むことが困難であるという欠点がある。
なると、中間層としての合金箔、または合金粉末とアク
リル接着剤とのプレフォームを接合面に対応して挾み込
むことが困難であるという欠点がある。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなりシ、接
合面が複雑な形状であっても十分接合することができ、
また接合不良が極めて少ない合金の接合法とこの接合法
に用いるのに好適な被接合材を提供することにある。
合面が複雑な形状であっても十分接合することができ、
また接合不良が極めて少ない合金の接合法とこの接合法
に用いるのに好適な被接合材を提供することにある。
本発明者らは接合部における接合不良の極めて少ない良
好な接合面を得るための被接合材として、Ni基合金の
場合はNi2B、co基合金の場合はCo2B、Fe基
合金の場合はFe、Hの金属間化合物を表面に形成させ
ることが著るしく効果的であることを見出した。
好な接合面を得るための被接合材として、Ni基合金の
場合はNi2B、co基合金の場合はCo2B、Fe基
合金の場合はFe、Hの金属間化合物を表面に形成させ
ることが著るしく効果的であることを見出した。
本発明は、上記知見に基づいてなされたものであって、
Ni基、Co基またはFe基の合金表面にそれぞれNi
、CoまたはFeとBとの金属間化合物層を形成させた
被接合材、およびこのような金属間化合物層を形成した
被接合材同志、または金属間化合物層を形成した被接合
材と金属間化合物層を形成していない被接合材とを接合
する方法である。
Ni基、Co基またはFe基の合金表面にそれぞれNi
、CoまたはFeとBとの金属間化合物層を形成させた
被接合材、およびこのような金属間化合物層を形成した
被接合材同志、または金属間化合物層を形成した被接合
材と金属間化合物層を形成していない被接合材とを接合
する方法である。
本発明において、Ni基、Co基またけFe基合金に金
属間化合物を形成するほう化処理は、上記合金を溶融塩
中に漬ける浸漬法、ガスを用いる気相法、合金を粉末中
に埋めて加熱する固体法、スパッタ法、蒸着法などその
手段を問わない。
属間化合物を形成するほう化処理は、上記合金を溶融塩
中に漬ける浸漬法、ガスを用いる気相法、合金を粉末中
に埋めて加熱する固体法、スパッタ法、蒸着法などその
手段を問わない。
合金の表面に形成される金属間化合物層としてM2B(
Ni2B、 Co2El、 Fe、 B )が好ましく
、その厚さは4〜100μm1好ましくは30〜40μ
mとすることが望ましい。M2B層が厚すぎると過乗の
Bが接合界面に含有されるので接合部の機械的性質が劣
化するなどの悪影響を及ぼし、またM2B層が薄すぎる
と接合強度が不十分となる。
Ni2B、 Co2El、 Fe、 B )が好ましく
、その厚さは4〜100μm1好ましくは30〜40μ
mとすることが望ましい。M2B層が厚すぎると過乗の
Bが接合界面に含有されるので接合部の機械的性質が劣
化するなどの悪影響を及ぼし、またM2B層が薄すぎる
と接合強度が不十分となる。
本発明の接合方法は、上記のような金属間化合物層が表
面に形成された合金を、金属間化合物層を挾持する形で
接触加熱して接合するものである。
面に形成された合金を、金属間化合物層を挾持する形で
接触加熱して接合するものである。
すなわち合金の被接合面は少なくとも一方に金属間化合
物層が形成されていればよい。
物層が形成されていればよい。
接合時の加熱は、Ni基合金の場合、NiとNi3Bの
共晶点以上、Ni合金の融点よシ低い温度範囲とし、C
o基合金の場合、CoとCo3Bの共晶点以上、Co基
合金の融点より低い温度範囲とし、Fe基合金の場合、
FeとFe5Bとの共晶意思上、Fe基合金の融点よシ
低い温度範囲とすることが望ましい。
共晶点以上、Ni合金の融点よシ低い温度範囲とし、C
o基合金の場合、CoとCo3Bの共晶点以上、Co基
合金の融点より低い温度範囲とし、Fe基合金の場合、
FeとFe5Bとの共晶意思上、Fe基合金の融点よシ
低い温度範囲とすることが望ましい。
接合時の加熱雰囲気は、被接合材の酸化を防止するため
に非酸化性雰囲気で行なうことが必要であるが、真空中
に限らすArガスでも十分な効果がある。
に非酸化性雰囲気で行なうことが必要であるが、真空中
に限らすArガスでも十分な効果がある。
上記の加熱条件下では、被接合材表面が溶融し。
溶融後ViNi、CoまたはFeに対するBの親和力が
大きく、また相互の濡れ性も良好なため接合不良の少な
い良好な接合部が得られる。また接合面全域にNi、
B、 Co□B tたはFe2Bが存在し、加熱により
接合面全域が溶融するため、接合時に荷重を加えなくと
も十分接合する。もつとも荷重を加えることによって、
より効果的に接合されることは言うまでもなく、この場
合0.3 k g/cm2以下の僅かの荷重で十分であ
る。
大きく、また相互の濡れ性も良好なため接合不良の少な
い良好な接合部が得られる。また接合面全域にNi、
B、 Co□B tたはFe2Bが存在し、加熱により
接合面全域が溶融するため、接合時に荷重を加えなくと
も十分接合する。もつとも荷重を加えることによって、
より効果的に接合されることは言うまでもなく、この場
合0.3 k g/cm2以下の僅かの荷重で十分であ
る。
以下本発明の詳細を実施例を示して説明する。
実験に用いた材料はNi基合金のlN−738LCで第
1表に化学組成を示した。
1表に化学組成を示した。
第1表
被接合材には巾9mm、長さ13 rrfn、厚さ5+
aの試験片を用いた。Ni2Bを形成させる方法として
、粉末中に被接合材を埋めて加熱する固体法を利用した
。すなわち、1w10B−2,5w10NH4C1−残
At20゜の混合粉末中に被接合材を埋め650〜95
0Cで3.5時間Ar雰囲気で加熱処理を行なった。処
理後X線回析で表面の形成物を同定し、また被接合材断
面から表面の形成物の厚さを測定した。その結果、表面
形成物は明らかにNi2Bであシ、加熱処理温度とNi
2B層の厚さとの関係は第1図のようであった。
aの試験片を用いた。Ni2Bを形成させる方法として
、粉末中に被接合材を埋めて加熱する固体法を利用した
。すなわち、1w10B−2,5w10NH4C1−残
At20゜の混合粉末中に被接合材を埋め650〜95
0Cで3.5時間Ar雰囲気で加熱処理を行なった。処
理後X線回析で表面の形成物を同定し、また被接合材断
面から表面の形成物の厚さを測定した。その結果、表面
形成物は明らかにNi2Bであシ、加熱処理温度とNi
2B層の厚さとの関係は第1図のようであった。
次にこれらの試料を用いて接合を行なった。接合に先立
って試料表面を耐水エメリー紙の1000番で軽く研摩
した。接合における加熱条件は温度1200Cで1時間
保持である。接合雰囲気は真空(4X10=’l’or
r)又はArガス中である。接合後試料を切断して、パ
フ研摩し、光学顕微鏡にて未接合部長さを測定し、接合
率(%)を算出した。
って試料表面を耐水エメリー紙の1000番で軽く研摩
した。接合における加熱条件は温度1200Cで1時間
保持である。接合雰囲気は真空(4X10=’l’or
r)又はArガス中である。接合後試料を切断して、パ
フ研摩し、光学顕微鏡にて未接合部長さを測定し、接合
率(%)を算出した。
第2表にそれらの結果をまとめて示した。なお、第1図
に示したNi2B層の厚さと第2表で具体的に示した接
合試料のNi、 33層の厚さが異るのは、上述したよ
うに接合に先立ってNi2B層を耐水エメリー紙で研摩
したためである。なおNiとNi3Bとの共晶点け10
80t:’である。
に示したNi2B層の厚さと第2表で具体的に示した接
合試料のNi、 33層の厚さが異るのは、上述したよ
うに接合に先立ってNi2B層を耐水エメリー紙で研摩
したためである。なおNiとNi3Bとの共晶点け10
80t:’である。
第2表より明らかなように被接合材表面にNi2Bを形
成させておくと、極めて良好な接合状態を示した。一方
、接合率に及ぼす接合雰囲気の影響は真空中とArガス
中で賦香a、bを比較すると大差がなかったが、賦香f
、g、hのArガス雰囲気で接合したものは98〜99
%の接合率を示している。
成させておくと、極めて良好な接合状態を示した。一方
、接合率に及ぼす接合雰囲気の影響は真空中とArガス
中で賦香a、bを比較すると大差がなかったが、賦香f
、g、hのArガス雰囲気で接合したものは98〜99
%の接合率を示している。
また、接合率に及ぼす荷重の影響についてけbとCある
いHdとeとの比較から知られるように荷重を加えたb
及びdの場合に接合率が向上していることが解る。しか
し、荷重を0.3 k g/cm2以上加えても接合率
は改善されず、また、被接合材の変形をまねくのセ、0
.3kgZ肩2以上の荷重を力lえることは好ましくな
い。
いHdとeとの比較から知られるように荷重を加えたb
及びdの場合に接合率が向上していることが解る。しか
し、荷重を0.3 k g/cm2以上加えても接合率
は改善されず、また、被接合材の変形をまねくのセ、0
.3kgZ肩2以上の荷重を力lえることは好ましくな
い。
以上のように本発明によれば、被接合材の被接合面に予
めNi2Bなどの金属間化合物M2 Bが形成され、ま
たこれらの被接材を合せて加熱するので特に複雑な形状
の合金の接合に有効であり、しかも接合不良の少ない接
合部を得ることができる。
めNi2Bなどの金属間化合物M2 Bが形成され、ま
たこれらの被接材を合せて加熱するので特に複雑な形状
の合金の接合に有効であり、しかも接合不良の少ない接
合部を得ることができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、Ni基、Co基またはFe基の合金表面にそれぞれ
Ni、CoまたはFeとBとの金属間化合物層を形成さ
せたことを特徴とする被接合体。 2、前記金属間化合物層はM、 B (Ni2B、 c
o、13゜FetB)である特許請求の範囲第1項記載
の被接合体。 3、金属間化合物層が、4〜100μmであることを特
徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項記載の被接合
体。 4、Ni基、Co基またはFe基の合金同志を接合する
方法において、前記合金の少なくとも一方の被接合面V
cNi、(::oまたはFeとBとの金属間化合物層を
形成させた後、両方の合金の被接合面を接触させて加熱
し、接合することを特徴とする接合法。 5、金属間化合物層が、4〜100μmである特許請求
の範囲第4項記載の接合法。 6、両方の合金の接合が、非酸化性雰囲気中で行なわれ
る特許請求の範囲第4項記載の接合法。 7、両方の合金の加熱時に、0.3 kg/crn2以
下の圧力を加える特許請求の範囲第4項記載の接合法。 8、Ni基合金の接合時の加熱温度を、Niと前記金属
間化合物との共晶点以上、Ni基合金の融点より低い温
度範囲とする特許請求の範囲第4項記載の接合法。 9、 CO基合金の接合時の加熱温度を、Coと前記金
属間化合物との共晶点以上、CO基合金の融点より低い
温度範囲とする特許請求の範囲第4項記載の接合法。 10、Fe基合金の接合時の加熱温度を、Feと前記金
属間化合物との共晶点以上、Fe基合金の融点より低い
温度範囲とする特許請求の範囲第4項記載の接合法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16710281A JPS5868489A (ja) | 1981-10-21 | 1981-10-21 | 被接合体およびその接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16710281A JPS5868489A (ja) | 1981-10-21 | 1981-10-21 | 被接合体およびその接合方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5868489A true JPS5868489A (ja) | 1983-04-23 |
JPH0147277B2 JPH0147277B2 (ja) | 1989-10-13 |
Family
ID=15843460
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16710281A Granted JPS5868489A (ja) | 1981-10-21 | 1981-10-21 | 被接合体およびその接合方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5868489A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58154476A (ja) * | 1982-03-10 | 1983-09-13 | Hitachi Ltd | 拡散接合法 |
US4494287A (en) * | 1983-02-14 | 1985-01-22 | Williams International Corporation | Method of manufacturing a turbine rotor |
JPS60166183A (ja) * | 1984-02-06 | 1985-08-29 | Taiho Kogyo Co Ltd | 摺動材料とその製造方法 |
JPS6464840A (en) * | 1987-09-04 | 1989-03-10 | Taiho Kogyo Co Ltd | Sliding member |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102560332B (zh) * | 2012-03-14 | 2013-07-17 | 陈唯明 | 在低碳钢磨段表面形成渗硼共晶层的渗硼剂及其处理工艺 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3678570A (en) * | 1971-04-01 | 1972-07-25 | United Aircraft Corp | Diffusion bonding utilizing transient liquid phase |
JPS4913060A (ja) * | 1972-03-20 | 1974-02-05 | ||
JPS5277854A (en) * | 1975-12-19 | 1977-06-30 | United Technologies Corp | Construct made by diffusion joining |
JPS5813487A (ja) * | 1981-07-13 | 1983-01-25 | Hitachi Ltd | 拡散接合法 |
-
1981
- 1981-10-21 JP JP16710281A patent/JPS5868489A/ja active Granted
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH0147278B2 (ja) * | 1982-03-10 | 1989-10-13 | Hitachi Ltd | |
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JPS6464840A (en) * | 1987-09-04 | 1989-03-10 | Taiho Kogyo Co Ltd | Sliding member |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0147277B2 (ja) | 1989-10-13 |
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