JP3086950B2 - 金属部材を一緒に接合する方法 - Google Patents
金属部材を一緒に接合する方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属材料、特に超
合金物品を接合あるいは結合するための方法に関するも
のである。本発明の方法は、特に、ブレード、中空ディ
スクの製造、およびドラムモータやディスクハブの修理
において特に有用である。
合金物品を接合あるいは結合するための方法に関するも
のである。本発明の方法は、特に、ブレード、中空ディ
スクの製造、およびドラムモータやディスクハブの修理
において特に有用である。
【０００２】
【従来の技術】現在および開発中のガスタービンエンジ
ンにおいて性能および動作効率を増大させるためには、
従来のデザイン、材料、および製造プロセスから離脱す
る必要がある。エンジンの動作環境は、温度および回転
速度の点で益々より不利になっており、性能の獲得を具
体化する場合には、構造的な荷重の経路、幾何学的形
状、プロセス、およびサポート性（修理性を含む）の検
討を含むシステムの研究方法を採らなければならない。
異常な熱勾配、振動の配慮、慣性により生じるストレス
あるいは撓み（あるいは変形）制御の必要性のために、
構成要素のデザインにおいては、二重特性材料（dual p
roperty material）、多相材料（multi-phase materia
l）材料（例えば、鍛練および単結晶合金）、および材
料の接合性が必要となる場合が多くある。これらの材料
あるいはプロセスを使用することは、構造的および機能
的な性能を確保するために極めて重要である。これらの
属性の中で、設計者が各材料をその全ての可能性まで利
用できることに加えて、特異な荷重経路によってより多
くの荷重容量を許容する革新的な幾何学的形状を設計者
が開発するより多くの機会を提供することから、接合性
は最大の可能性を提供するものである。幾つかの例とし
て、（１）ロータ重量を低減し耐久性を高めるために一
体にブレードされたロータ（Integrally Bladed Rotor
s；ＩＢＲｓ）、（２）ＡＮ２能力および耐久性を高め
るための中空ディスク（hollow disk ）、（３）縁内の
クリープ能力およびボア内の強度を高めるために最大限
に材料を利用するための二重ディスク（dual disk ）あ
るいは二重特性ディスク（dual property disk）、およ
び（４）サポート性を改善しライフサイクルのコストを
低減するためのＩＢＲｓおよびドラムロータのための修
理、などが含まれる。
ンにおいて性能および動作効率を増大させるためには、
従来のデザイン、材料、および製造プロセスから離脱す
る必要がある。エンジンの動作環境は、温度および回転
速度の点で益々より不利になっており、性能の獲得を具
体化する場合には、構造的な荷重の経路、幾何学的形
状、プロセス、およびサポート性（修理性を含む）の検
討を含むシステムの研究方法を採らなければならない。
異常な熱勾配、振動の配慮、慣性により生じるストレス
あるいは撓み（あるいは変形）制御の必要性のために、
構成要素のデザインにおいては、二重特性材料（dual p
roperty material）、多相材料（multi-phase materia
l）材料（例えば、鍛練および単結晶合金）、および材
料の接合性が必要となる場合が多くある。これらの材料
あるいはプロセスを使用することは、構造的および機能
的な性能を確保するために極めて重要である。これらの
属性の中で、設計者が各材料をその全ての可能性まで利
用できることに加えて、特異な荷重経路によってより多
くの荷重容量を許容する革新的な幾何学的形状を設計者
が開発するより多くの機会を提供することから、接合性
は最大の可能性を提供するものである。幾つかの例とし
て、（１）ロータ重量を低減し耐久性を高めるために一
体にブレードされたロータ（Integrally Bladed Rotor
s；ＩＢＲｓ）、（２）ＡＮ２能力および耐久性を高め
るための中空ディスク（hollow disk ）、（３）縁内の
クリープ能力およびボア内の強度を高めるために最大限
に材料を利用するための二重ディスク（dual disk ）あ
るいは二重特性ディスク（dual property disk）、およ
び（４）サポート性を改善しライフサイクルのコストを
低減するためのＩＢＲｓおよびドラムロータのための修
理、などが含まれる。
【０００３】高強度での接合、特に欠陥がなく、接合さ
れる物品に匹敵する強度を有するものとできる結合技術
を使用することが、高温の物品の製造における目標であ
った。物品を一緒に接合するために使用されている１つ
のプロセスは、過渡的液相結合（transient liquid pha
se bonding：ＴＬＰ）として知られている。このプロセ
スにおいては、ホウ素ニッケルフォイルが結合すべき物
品の間に置かれる。物品とフォイルの組立品は、一緒に
押し付けられ、また、層間フォイルのホウ素化された部
分は溶融するが接合される物品は溶融しない温度まで加
熱される。組立品が所要時間だけ本質的に一定温度で保
持されるときにボロンが組立品の未溶融部分内に拡散
し、局部的なホウ素含量が拡散により十分に低減したと
きに結果的に高い温度で凝固（結晶化）が生じる。ＴＬ
Ｐ結合の一つの形態が米国特許第３、６７８、５７０号
に例示されている。ホウ素を含む多重フォイルを利用す
る、他の形態は、米国特許第４、７００、８８１号に例
示されている。
れる物品に匹敵する強度を有するものとできる結合技術
を使用することが、高温の物品の製造における目標であ
った。物品を一緒に接合するために使用されている１つ
のプロセスは、過渡的液相結合（transient liquid pha
se bonding：ＴＬＰ）として知られている。このプロセ
スにおいては、ホウ素ニッケルフォイルが結合すべき物
品の間に置かれる。物品とフォイルの組立品は、一緒に
押し付けられ、また、層間フォイルのホウ素化された部
分は溶融するが接合される物品は溶融しない温度まで加
熱される。組立品が所要時間だけ本質的に一定温度で保
持されるときにボロンが組立品の未溶融部分内に拡散
し、局部的なホウ素含量が拡散により十分に低減したと
きに結果的に高い温度で凝固（結晶化）が生じる。ＴＬ
Ｐ結合の一つの形態が米国特許第３、６７８、５７０号
に例示されている。ホウ素を含む多重フォイルを利用す
る、他の形態は、米国特許第４、７００、８８１号に例
示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＴＬＰの１つの問題
は、長時間のプロセスであり、熱を何時間も加える必要
があることである。この結果、層間フォイル内のホウ素
あるいは他の融点降下剤が母材内に早期に拡散する。層
間フォイルから外部に比較的大量のホウ素が拡散した場
合、部分的な溶融だけが生じる。最悪の場合、溶融が全
く生じない。この問題に対処するため、大量のホウ素が
層間フォイル内に加えて接合部を溶融するために十分な
量が存在することを確保している。しかしながら、温度
において時間ととともに接合部から出るホウ素拡散は累
積されるので（したがって、接合部が温度において等温
的に凝固するので）、フォイル内にこの元素を大量に添
加することは結果的にベース材料の劣化が生じる。さら
に別の問題は、ＴＬＰプロセスは、関連した大量の治工
具、固定具、および構成要素の等温的な加熱および冷却
を緩やかな速度で行う必要があることから、多くの構成
要素に対して高強度で、母金属に近い特性を作り出すこ
とができないことである。
は、長時間のプロセスであり、熱を何時間も加える必要
があることである。この結果、層間フォイル内のホウ素
あるいは他の融点降下剤が母材内に早期に拡散する。層
間フォイルから外部に比較的大量のホウ素が拡散した場
合、部分的な溶融だけが生じる。最悪の場合、溶融が全
く生じない。この問題に対処するため、大量のホウ素が
層間フォイル内に加えて接合部を溶融するために十分な
量が存在することを確保している。しかしながら、温度
において時間ととともに接合部から出るホウ素拡散は累
積されるので（したがって、接合部が温度において等温
的に凝固するので）、フォイル内にこの元素を大量に添
加することは結果的にベース材料の劣化が生じる。さら
に別の問題は、ＴＬＰプロセスは、関連した大量の治工
具、固定具、および構成要素の等温的な加熱および冷却
を緩やかな速度で行う必要があることから、多くの構成
要素に対して高強度で、母金属に近い特性を作り出すこ
とができないことである。
【０００５】金属材料を一緒に接合するための他のプロ
セスは、鍛造接合（forge joining）である。鍛造接合
プロセスは、接合すべき２つの金属材料を互いに近接し
て配置し、両合金の溶体化温度の範囲内の温度まで境界
面を局部的に加熱し、界面において金属材料の一方にお
いて変形を生じさせるのに十分な荷重を加えて金属材料
間で固体状態の結合を形成し、結合力を取り去り、また
結合された組立体を局部的あるいは等温的な熱処理に晒
して歪みを最小限にし、特性を最適化し、また結合され
た組立体の応力除去を行う、ことを含んでいる。米国特
許第５、２７２、８０９号にはこのタイプの結合プロセ
スが例示されている。
セスは、鍛造接合（forge joining）である。鍛造接合
プロセスは、接合すべき２つの金属材料を互いに近接し
て配置し、両合金の溶体化温度の範囲内の温度まで境界
面を局部的に加熱し、界面において金属材料の一方にお
いて変形を生じさせるのに十分な荷重を加えて金属材料
間で固体状態の結合を形成し、結合力を取り去り、また
結合された組立体を局部的あるいは等温的な熱処理に晒
して歪みを最小限にし、特性を最適化し、また結合され
た組立体の応力除去を行う、ことを含んでいる。米国特
許第５、２７２、８０９号にはこのタイプの結合プロセ
スが例示されている。
【０００６】上記した接合プロセスは、酸化物フィルム
が破られて結合面の間に接触が開始されることを確保す
るために結合線においてかなりの鍛造アプセット（forg
e-upset ）を必要とするという欠点を有している。この
ことは、結合後の状態において寸法公差が必要とされる
場合には、仕上げ機械加工あるいはニアネットシェイプ
の構成要素の接合を試みる際に問題となる。つまり、鍛
造接合は高強度特性を生成するが、構成要素の境界面に
おいて大きな変形が必要となり、これにより、中空ディ
スク製造およびドラムロータのステージ間の交換に対す
る正確な配置のための要求事項が犠牲になってしまう。
が破られて結合面の間に接触が開始されることを確保す
るために結合線においてかなりの鍛造アプセット（forg
e-upset ）を必要とするという欠点を有している。この
ことは、結合後の状態において寸法公差が必要とされる
場合には、仕上げ機械加工あるいはニアネットシェイプ
の構成要素の接合を試みる際に問題となる。つまり、鍛
造接合は高強度特性を生成するが、構成要素の境界面に
おいて大きな変形が必要となり、これにより、中空ディ
スク製造およびドラムロータのステージ間の交換に対す
る正確な配置のための要求事項が犠牲になってしまう。
【０００７】使用される他の結合プロセスは、拡散結合
技術として知られている。米国特許第５、１４５、１０
５号には、このタイプの結合プロセスが例示されてい
る。
技術として知られている。米国特許第５、１４５、１０
５号には、このタイプの結合プロセスが例示されてい
る。
【０００８】よって、接合される材料のものに類似した
強度特性を有する高強度の接合が行える、金属材料を一
緒に結合するためのプロセスに対する必要性がある。ま
た、上記した従来技術の結合方法の問題を回避できる、
結合プロセスに対する必要性もある。
強度特性を有する高強度の接合が行える、金属材料を一
緒に結合するためのプロセスに対する必要性がある。ま
た、上記した従来技術の結合方法の問題を回避できる、
結合プロセスに対する必要性もある。
【０００９】したがって、本発明の目的は、接合部の構
造的な挙動を改良することができる、金属材料を結合す
るためのプロセスを提供することにある。
造的な挙動を改良することができる、金属材料を結合す
るためのプロセスを提供することにある。
【００１０】本発明の別の目的は、接合部を通る理想的
な微細構造、改善された寸法制御、および統合化され、
生産に適した、結合／加熱処理サイクルを提供するため
の、上記プロセスを提供することにある。
な微細構造、改善された寸法制御、および統合化され、
生産に適した、結合／加熱処理サイクルを提供するため
の、上記プロセスを提供することにある。
【００１１】全体的に母金属に近い特性を備えたニアネ
ットシェイプの構成要素を生産することができる、上記
のプロセスを提供することにある。
ットシェイプの構成要素を生産することができる、上記
のプロセスを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の各目的は、本発明
のプロセスにより達成することができる。本発明による
２つの金属材料を一緒に結合するためのプロセスは、概
括的には、接合される２つの母金属部材およびその組成
内に融点降下剤が含まれた予め合金化された層間フォイ
ルを用意するステップを含み、一緒に接合される前記２
つの母金属部材の２つの離間した表面の間に前記層間フ
ォイルを配置することにより接合境界面を生成するステ
ップを含み、前記接合境界面を実質的に横断し前記表面
の変形を生じさせない荷重を加えるステップを含み、フ
ォイルの溶融前に金属材料を形成する材料内に前記融点
降下剤の拡散が実質的にない前記２つの母金属部材の接
合を生じさせると共に、母金属の微細構造的あるいは機
械的な特性の劣化を生じさせことなく、および金属部材
の縁部（rim portion ）における粒子の粗大化を生じさ
せて耐クリープ性の縁部を形成するために十分な温度で
前記接合境界面の領域内で局部的に、急速に加熱を施す
ステップを含んでなる。本発明のプロセスは超合金材料
の結合において特に有用である。
のプロセスにより達成することができる。本発明による
２つの金属材料を一緒に結合するためのプロセスは、概
括的には、接合される２つの母金属部材およびその組成
内に融点降下剤が含まれた予め合金化された層間フォイ
ルを用意するステップを含み、一緒に接合される前記２
つの母金属部材の２つの離間した表面の間に前記層間フ
ォイルを配置することにより接合境界面を生成するステ
ップを含み、前記接合境界面を実質的に横断し前記表面
の変形を生じさせない荷重を加えるステップを含み、フ
ォイルの溶融前に金属材料を形成する材料内に前記融点
降下剤の拡散が実質的にない前記２つの母金属部材の接
合を生じさせると共に、母金属の微細構造的あるいは機
械的な特性の劣化を生じさせことなく、および金属部材
の縁部（rim portion ）における粒子の粗大化を生じさ
せて耐クリープ性の縁部を形成するために十分な温度で
前記接合境界面の領域内で局部的に、急速に加熱を施す
ステップを含んでなる。本発明のプロセスは超合金材料
の結合において特に有用である。
【００１３】本発明のプロセスの他の細部、および他の
目的および特長は、以下の詳細な説明および添付図面に
記載されている。
目的および特長は、以下の詳細な説明および添付図面に
記載されている。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を説
明する。なお、添付図面において、同じ符号は同じ構成
要素を表している。
明する。なお、添付図面において、同じ符号は同じ構成
要素を表している。
【００１５】図１は、一緒に接合される２つの金属部材
あるいは構成要素１２および１４を例示したものであ
る。各金属部材は、いずれかの中実あるいは中空の構成
要素から構成され、またチタンベースあるいはニッケル
ベースの超合金のような当業分野において公知であるい
ずれかの適切な金属材料から形成される。各金属部材
は、例えば、ＩＮ１００のニッケルベースの合金から形
成することができる。
あるいは構成要素１２および１４を例示したものであ
る。各金属部材は、いずれかの中実あるいは中空の構成
要素から構成され、またチタンベースあるいはニッケル
ベースの超合金のような当業分野において公知であるい
ずれかの適切な金属材料から形成される。各金属部材
は、例えば、ＩＮ１００のニッケルベースの合金から形
成することができる。
【００１６】本発明の結合プロセスを開始する前に、金
属部材１２および１４の表面１８および２０は、実質的
に平行に機械加工される。各接触面が３２ ＡＡミクロ
ンあるいはそれより良い仕上げ加工がされていることが
好ましいことが見出だされている。表面を機械加工する
ためには当業分野において公知の適切な手段が使用可能
である。機械加工の後、一緒に接合される表面１８およ
び２０は、洗浄溶液内に浸漬される。有害物質および他
の汚染物質を表面１８および２０から除去するために、
当業分野において公知の洗浄溶液が使用できる。
属部材１２および１４の表面１８および２０は、実質的
に平行に機械加工される。各接触面が３２ ＡＡミクロ
ンあるいはそれより良い仕上げ加工がされていることが
好ましいことが見出だされている。表面を機械加工する
ためには当業分野において公知の適切な手段が使用可能
である。機械加工の後、一緒に接合される表面１８およ
び２０は、洗浄溶液内に浸漬される。有害物質および他
の汚染物質を表面１８および２０から除去するために、
当業分野において公知の洗浄溶液が使用できる。
【００１７】図１に示したように、層間フォイル１６の
断片が２つの金属部材の間に配置されて、接合境界面が
形成される。層間フォイル１６は、好ましくは、その厚
さ方向にわたって共融あるいは共融に近い組成を有す
る、低融点の、予め合金化されたフォイルから構成され
る。層間フォイル１６は、フォイルを形成する材料の融
点を降下させる、ホウ素あるいはケイ素のような、成分
を含む組成を有しており、これにより、局部的な溶融、
および続く接合部の等温の凝固を行うことができる。ニ
ッケルベースの合金から形成された金属部材を結合する
ときに層間フォイル１６のために有用であることが見出
だされた１つの組成は、１５ｗｔ％のクロム、３ｗｔ％
のホウ素、および残部の必須的なニッケルの公称の組成
を有する予め合金化されたフォイルである。このフォイ
ルの組成は強度や延性のような機械的な特性が優れた接
合部を生成するために良好であることが見出された。
断片が２つの金属部材の間に配置されて、接合境界面が
形成される。層間フォイル１６は、好ましくは、その厚
さ方向にわたって共融あるいは共融に近い組成を有す
る、低融点の、予め合金化されたフォイルから構成され
る。層間フォイル１６は、フォイルを形成する材料の融
点を降下させる、ホウ素あるいはケイ素のような、成分
を含む組成を有しており、これにより、局部的な溶融、
および続く接合部の等温の凝固を行うことができる。ニ
ッケルベースの合金から形成された金属部材を結合する
ときに層間フォイル１６のために有用であることが見出
だされた１つの組成は、１５ｗｔ％のクロム、３ｗｔ％
のホウ素、および残部の必須的なニッケルの公称の組成
を有する予め合金化されたフォイルである。このフォイ
ルの組成は強度や延性のような機械的な特性が優れた接
合部を生成するために良好であることが見出された。
【００１８】金属部材１２および１４内の母金属のもの
と同様な強度特性を有する接合部の製造を容易化するた
めに、層間フォイル１６の厚さが比較的小さいことが好
ましい。約０．０１２７ｍｍ（０．０００５インチ）か
ら約０．１２７ｍｍ（０．００５インチ）の範囲の厚さ
を有するフォイルが最も有用であることが見出された。
好ましくは、フォイルは、約０．０５０８ｍｍ（０．０
０２インチ）から約０．１０１６ｍｍ（０．００４イン
チ）の範囲の厚さを有する。より好ましくは、フォイル
は、約０．０５０８ｍｍ（０．００２インチ）から約
０．０７６２ｍｍ（０．００３インチ）の範囲の厚さを
有する。フォイルの厚さが０．０１２７ｍｍ（０．００
５インチ）より大きい場合、接合部の機械的な特性が急
激に低下することが見出された。
と同様な強度特性を有する接合部の製造を容易化するた
めに、層間フォイル１６の厚さが比較的小さいことが好
ましい。約０．０１２７ｍｍ（０．０００５インチ）か
ら約０．１２７ｍｍ（０．００５インチ）の範囲の厚さ
を有するフォイルが最も有用であることが見出された。
好ましくは、フォイルは、約０．０５０８ｍｍ（０．０
０２インチ）から約０．１０１６ｍｍ（０．００４イン
チ）の範囲の厚さを有する。より好ましくは、フォイル
は、約０．０５０８ｍｍ（０．００２インチ）から約
０．０７６２ｍｍ（０．００３インチ）の範囲の厚さを
有する。フォイルの厚さが０．０１２７ｍｍ（０．００
５インチ）より大きい場合、接合部の機械的な特性が急
激に低下することが見出された。
【００１９】本発明の結合プロセスの間においては、金
属部材１２および１４を一緒に接合するために、接合境
界面に実質的に横断して荷重が加えられる。荷重は、静
荷重（重力）、液圧シリンダ、あるいは熱膨張差のいず
れかによって加えられる。なお、熱膨張差は、正確な制
御が困難であることから、上記した他の２つの技術のと
同じ程度に好ましいものではない。結合作業の間におい
て加えられる荷重は、表面１８および２０内で著しい塑
性変形が起きることがない程度の大きさとされる。塑性
変形は、数百分の１インチ程度のオーダー内に規制され
る。約０．７０３０６９ｋｇ／ｃｍ 2 （０．０１ｋｓ
ｉ）から約３５１．５３４５ｋｇ／ｃｍ 2 （５．０ｋｓ
ｉ）、好ましくは約４．２１８４ｋｇ／ｃｍ 2 （０．０
６ｋｓｉ）から約３５１．５３４５ｋｇ／ｃｍ 2 （５．
０ｋｓｉ）の範囲の荷重が本発明のプロセスにおいては
極めて有用であることが見出された。
属部材１２および１４を一緒に接合するために、接合境
界面に実質的に横断して荷重が加えられる。荷重は、静
荷重（重力）、液圧シリンダ、あるいは熱膨張差のいず
れかによって加えられる。なお、熱膨張差は、正確な制
御が困難であることから、上記した他の２つの技術のと
同じ程度に好ましいものではない。結合作業の間におい
て加えられる荷重は、表面１８および２０内で著しい塑
性変形が起きることがない程度の大きさとされる。塑性
変形は、数百分の１インチ程度のオーダー内に規制され
る。約０．７０３０６９ｋｇ／ｃｍ 2 （０．０１ｋｓ
ｉ）から約３５１．５３４５ｋｇ／ｃｍ 2 （５．０ｋｓ
ｉ）、好ましくは約４．２１８４ｋｇ／ｃｍ 2 （０．０
６ｋｓｉ）から約３５１．５３４５ｋｇ／ｃｍ 2 （５．
０ｋｓｉ）の範囲の荷重が本発明のプロセスにおいては
極めて有用であることが見出された。
【００２０】本発明のプロセスは、非常に望ましい性質
および特性を有する接合部を形成するために接合境界面
において局部的で、急速な加熱を使用することにより、
従来技術に関連した問題を回避している。局部的な加熱
は、全ての部分を加熱する全体的な加熱と比べると、接
合境界面だけの優先的な加熱であると規定される。局部
的な加熱は、好ましくは１時間から２時間の時間だけ加
えられ、これにより層間フォイルが溶融し、境界面にお
いて液相が形成される。加熱温度は、フォイルおよび特
定の他の目的物の溶融を行うために選択される。例え
ば、加えられる温度は、母金属の縁部が粒子の粗大化を
受け、また粗い粒子の縁構造が達成される程度のものと
される。この方法においては、縁において耐クリープ性
の耐損傷性の材料が生成される。さらに、上記の温度
は、母合金の十分な溶体化熱処理が行える程度のものと
される。母金属の融点に近接した温度、つまり母金属の
融点よりも１０℃（５０°Ｆ）から１５．５６℃（６０
°Ｆ）だけ低い範囲の温度が、これらの結果を達成でき
ることが見出だされた。この温度においては、母材料も
同様に実質的に均質化される。ＩＮ１００のようなニッ
ケルベースの合金から形成された母金属の場合、約１１
６２．７８℃（２１２５°Ｆ）から約１２０４．４５℃
（２２００°Ｆ）の範囲の温度が有用である。この局所
的な加熱によって、本発明のプロセスは、接合される金
属部材の全体の厚さに渡って熱が加えられる過渡的液相
結合のような他の接合あるいは結合プロセスと区別され
る。局部的な加熱は誘導あるいは抵抗加熱により加えら
れる。例えば、誘導コイル２２が接合境界面の付近を局
部的に加熱するために使用される。
および特性を有する接合部を形成するために接合境界面
において局部的で、急速な加熱を使用することにより、
従来技術に関連した問題を回避している。局部的な加熱
は、全ての部分を加熱する全体的な加熱と比べると、接
合境界面だけの優先的な加熱であると規定される。局部
的な加熱は、好ましくは１時間から２時間の時間だけ加
えられ、これにより層間フォイルが溶融し、境界面にお
いて液相が形成される。加熱温度は、フォイルおよび特
定の他の目的物の溶融を行うために選択される。例え
ば、加えられる温度は、母金属の縁部が粒子の粗大化を
受け、また粗い粒子の縁構造が達成される程度のものと
される。この方法においては、縁において耐クリープ性
の耐損傷性の材料が生成される。さらに、上記の温度
は、母合金の十分な溶体化熱処理が行える程度のものと
される。母金属の融点に近接した温度、つまり母金属の
融点よりも１０℃（５０°Ｆ）から１５．５６℃（６０
°Ｆ）だけ低い範囲の温度が、これらの結果を達成でき
ることが見出だされた。この温度においては、母材料も
同様に実質的に均質化される。ＩＮ１００のようなニッ
ケルベースの合金から形成された母金属の場合、約１１
６２．７８℃（２１２５°Ｆ）から約１２０４．４５℃
（２２００°Ｆ）の範囲の温度が有用である。この局所
的な加熱によって、本発明のプロセスは、接合される金
属部材の全体の厚さに渡って熱が加えられる過渡的液相
結合のような他の接合あるいは結合プロセスと区別され
る。局部的な加熱は誘導あるいは抵抗加熱により加えら
れる。例えば、誘導コイル２２が接合境界面の付近を局
部的に加熱するために使用される。
【００２１】本発明のプロセスはさらに、高強度を助長
するために、接合境界面において局部的な、制御された
速度で、急速な冷却を利用している。局部的な冷却は、
約３７．７８℃（１００°Ｆ）／分から約４６２．６７
℃（８００°Ｆ）／分、好ましくは約９３．４℃（２０
０°Ｆ）／分の速度で行われる。冷却を有効とするため
に、誘導コイルあるいは抵抗ヒータが止められ、また接
合部はヘリウムのような急冷媒体に晒される。
するために、接合境界面において局部的な、制御された
速度で、急速な冷却を利用している。局部的な冷却は、
約３７．７８℃（１００°Ｆ）／分から約４６２．６７
℃（８００°Ｆ）／分、好ましくは約９３．４℃（２０
０°Ｆ）／分の速度で行われる。冷却を有効とするため
に、誘導コイルあるいは抵抗ヒータが止められ、また接
合部はヘリウムのような急冷媒体に晒される。
【００２２】本発明の結合プロセスは、真空あるいは不
活性雰囲気内で行われる。真空は、当業分野において公
知であるいずれかの適切な手段を使用して、結合プロセ
スの間だけ実施される。同様に、不活性雰囲気が使用さ
れる場合、不活性雰囲気は、当業分野において公知であ
る適切な態様で作り出される。
活性雰囲気内で行われる。真空は、当業分野において公
知であるいずれかの適切な手段を使用して、結合プロセ
スの間だけ実施される。同様に、不活性雰囲気が使用さ
れる場合、不活性雰囲気は、当業分野において公知であ
る適切な態様で作り出される。
【００２３】本発明のプロセスにおいて使用される局部
的な急速な加熱の間においては、フォイル内の降下剤は
表面１８および２０に向かって外に拡散する。最小量、
および好ましくは実質的にゼロの降下剤が、表面１８お
よび２０において金属材料内に拡散する。フォイルの溶
融に続いて、融点降下剤の拡散が起こり、また接合部が
等温的に、つまり結合温度において凝固する。加熱サイ
クルの完了の際に、局部的に加熱された接合部は、母金
属材料を形成する材料の特性と類似した、接合部におけ
る高強度特性を助長するために、先に説明したように急
速に冷却される。局部的な加熱は、これにより金属部材
１２および１４の未加熱部分が接合領域を急速に誘導冷
却するためにヒートシンクとして機能することから、本
発明の重要事項である。
的な急速な加熱の間においては、フォイル内の降下剤は
表面１８および２０に向かって外に拡散する。最小量、
および好ましくは実質的にゼロの降下剤が、表面１８お
よび２０において金属材料内に拡散する。フォイルの溶
融に続いて、融点降下剤の拡散が起こり、また接合部が
等温的に、つまり結合温度において凝固する。加熱サイ
クルの完了の際に、局部的に加熱された接合部は、母金
属材料を形成する材料の特性と類似した、接合部におけ
る高強度特性を助長するために、先に説明したように急
速に冷却される。局部的な加熱は、これにより金属部材
１２および１４の未加熱部分が接合領域を急速に誘導冷
却するためにヒートシンクとして機能することから、本
発明の重要事項である。
【００２４】接合部が冷却した後、接合された金属部材
１２および１４は等温的に応力除去され、またエージン
グされる。応力除去は、９８２．２℃（１８００°Ｆ）
の温度で、１時間まで、好ましくは４５分間だけ炉内で
行われる。エージング処理は同様に、炉内部で約７３
２．２℃（１３５０°Ｆ）の温度で８時間の間だけ行わ
れる。応力除去およびエージングの各ステップを実行す
ることで、全体の組立品を高温で再溶体化熱処理するこ
とが回避できる。
１２および１４は等温的に応力除去され、またエージン
グされる。応力除去は、９８２．２℃（１８００°Ｆ）
の温度で、１時間まで、好ましくは４５分間だけ炉内で
行われる。エージング処理は同様に、炉内部で約７３
２．２℃（１３５０°Ｆ）の温度で８時間の間だけ行わ
れる。応力除去およびエージングの各ステップを実行す
ることで、全体の組立品を高温で再溶体化熱処理するこ
とが回避できる。
【００２５】本発明の結合プロセスは、従来の過渡的液
相結合（ＴＬＰ）に比べて明確な特長を提供するもので
ある。一例として９０．７２ｋｇ（２００ポンド）のも
のを使用すると、局部的な手法を使用した場合での全体
で２時間に比べて、ＴＬＰは典型的な炉加熱処理の場合
で全体で４時間を要する。これにより、全体のプロセス
時間を短くすることによるプロセス節約を高める一方
で、急速加熱の真の価値は、予め合金化された層間フォ
イル１６から金属部材１２および１４を形成する金属材
料内へ早期に拡散（prematurely diffusing ）する予め
合金化されたホウ素あるいは他の融点降下剤を除去でき
ることにある。加熱の間においては、目的の融点に達す
る前に、融点降下剤の一定の量がフォイルの外部に不可
避的に拡散する。等温的に加熱されるＴＬＰプロセスの
場合のように、緩慢な加熱の間においては、これに比例
して大量のホウ素がフォイルの外に拡散し、これによ
り、溶融は部分的だけしか起こらないか、あるいは全く
起こらない。従来のＴＬＰプロセスでは、これに対抗す
るために、大量のホウ素を加えて接合部が溶融を生じる
ために十分な量が存在することを確保している。しかし
ながら、ホウ素の濃度が高いと、多くの合金の機械的な
特性が低下し、またホウ素を母材料内に拡散させること
が意図されていることから、ホウ素は最も低い可能なレ
ベルに維持される。対称的に、本発明のプロセスのよう
に局部的な、急速な加熱を用いることで、融点降下剤の
含量が低い結合用フォイルの使用が可能になり、これに
より、金属部材１２および１４を形成する金属材料内へ
拡散する元素の量が最小限になる。
相結合（ＴＬＰ）に比べて明確な特長を提供するもので
ある。一例として９０．７２ｋｇ（２００ポンド）のも
のを使用すると、局部的な手法を使用した場合での全体
で２時間に比べて、ＴＬＰは典型的な炉加熱処理の場合
で全体で４時間を要する。これにより、全体のプロセス
時間を短くすることによるプロセス節約を高める一方
で、急速加熱の真の価値は、予め合金化された層間フォ
イル１６から金属部材１２および１４を形成する金属材
料内へ早期に拡散（prematurely diffusing ）する予め
合金化されたホウ素あるいは他の融点降下剤を除去でき
ることにある。加熱の間においては、目的の融点に達す
る前に、融点降下剤の一定の量がフォイルの外部に不可
避的に拡散する。等温的に加熱されるＴＬＰプロセスの
場合のように、緩慢な加熱の間においては、これに比例
して大量のホウ素がフォイルの外に拡散し、これによ
り、溶融は部分的だけしか起こらないか、あるいは全く
起こらない。従来のＴＬＰプロセスでは、これに対抗す
るために、大量のホウ素を加えて接合部が溶融を生じる
ために十分な量が存在することを確保している。しかし
ながら、ホウ素の濃度が高いと、多くの合金の機械的な
特性が低下し、またホウ素を母材料内に拡散させること
が意図されていることから、ホウ素は最も低い可能なレ
ベルに維持される。対称的に、本発明のプロセスのよう
に局部的な、急速な加熱を用いることで、融点降下剤の
含量が低い結合用フォイルの使用が可能になり、これに
より、金属部材１２および１４を形成する金属材料内へ
拡散する元素の量が最小限になる。
【００２６】本発明のプロセスの局部的な加熱および急
速な冷却の特徴は、接合部の機械的な特性を保存しまた
構成要素の寸法を制御する観点から有利である。例え
ば、従来の結合方法は、全体の構成要素の等温的な加熱
を必要とする、伸び差用治工具をしばしば採用してい
る。この技術によれば、治工具、固定具および実際のハ
ードウェアの総合的な質量によって冷却速度が極度に緩
慢になり、引張りおよび疲労性能などの機械的な特性が
低下してしまう。構成要素および治工具の等温的な加熱
を使用するＴＬＰタイプのプロセスではシステムの質量
のために、急速な加熱および冷却を行うことはできな
い。これらの特性は再加熱処理により一般的には回復で
きるが、これによって、中空ディスク、ドラムロータお
よびＩＢＲブレードの修理品のような、最終機械加工あ
るいは最終に近い機械加工されたハードウェアの寸法制
御が犠牲となる。
速な冷却の特徴は、接合部の機械的な特性を保存しまた
構成要素の寸法を制御する観点から有利である。例え
ば、従来の結合方法は、全体の構成要素の等温的な加熱
を必要とする、伸び差用治工具をしばしば採用してい
る。この技術によれば、治工具、固定具および実際のハ
ードウェアの総合的な質量によって冷却速度が極度に緩
慢になり、引張りおよび疲労性能などの機械的な特性が
低下してしまう。構成要素および治工具の等温的な加熱
を使用するＴＬＰタイプのプロセスではシステムの質量
のために、急速な加熱および冷却を行うことはできな
い。これらの特性は再加熱処理により一般的には回復で
きるが、これによって、中空ディスク、ドラムロータお
よびＩＢＲブレードの修理品のような、最終機械加工あ
るいは最終に近い機械加工されたハードウェアの寸法制
御が犠牲となる。
【００２７】本発明のプロセスの他の顕著な特徴は、精
度が良く、プロセスにより引き起こされる変形が低いこ
とである。仕上げ加工され、ないしニアネットシェイプ
の構成要素を接合する際の重要な考慮点は、接合後の状
態において必要な寸法公差である。中空ディスクハー
フ、ドラムロータの各ステージ、およびＩＢＲ交換ブレ
ードのような鍛造接合する構成要素は、酸化物フィルム
が破られて結合面の間に接触が開始されることを確保す
るために、結合線においてかなりの鍛造アプセットを必
要とする。本発明の方法は、他方において、結合される
表面が十分に接近し、溶融された層間材料が表面の***
やギャップを詰めることだけが必要である。このため、
本プロセスにおける結合荷重は非常に小さくなり、これ
により、構成要素の変形が最小限になり、また中空ディ
スクセグメントのような表面の正確な位置付けが助長さ
れる。機械加工された結合面は最小の荷重を加えて線接
触（line-on-line contact）され、層間フォイルの厚さ
は完全な金属結合を確保するために必要な最小限に減じ
ることができる。このことは、後述するように、層間フ
ォイルの厚さが薄い程、続いて拡散により均質化されな
ければならない溶融領域が薄くなることから、重要なこ
とである。また、これにより、完全な接合を行うために
必要な時間が減じられ、コスト効率の良いプロセスとで
きる。図４に示したように種々のドラムセクション４
０、４２および４４を一緒に結合しなければならない場
合においてドラムロータステージを正確に配置するため
には、また図５に示したように交換ブレード５０をロー
タ５２に結合することによりＩＢＲブレードを修理する
ためには、変形が小さいことが重要である。
度が良く、プロセスにより引き起こされる変形が低いこ
とである。仕上げ加工され、ないしニアネットシェイプ
の構成要素を接合する際の重要な考慮点は、接合後の状
態において必要な寸法公差である。中空ディスクハー
フ、ドラムロータの各ステージ、およびＩＢＲ交換ブレ
ードのような鍛造接合する構成要素は、酸化物フィルム
が破られて結合面の間に接触が開始されることを確保す
るために、結合線においてかなりの鍛造アプセットを必
要とする。本発明の方法は、他方において、結合される
表面が十分に接近し、溶融された層間材料が表面の***
やギャップを詰めることだけが必要である。このため、
本プロセスにおける結合荷重は非常に小さくなり、これ
により、構成要素の変形が最小限になり、また中空ディ
スクセグメントのような表面の正確な位置付けが助長さ
れる。機械加工された結合面は最小の荷重を加えて線接
触（line-on-line contact）され、層間フォイルの厚さ
は完全な金属結合を確保するために必要な最小限に減じ
ることができる。このことは、後述するように、層間フ
ォイルの厚さが薄い程、続いて拡散により均質化されな
ければならない溶融領域が薄くなることから、重要なこ
とである。また、これにより、完全な接合を行うために
必要な時間が減じられ、コスト効率の良いプロセスとで
きる。図４に示したように種々のドラムセクション４
０、４２および４４を一緒に結合しなければならない場
合においてドラムロータステージを正確に配置するため
には、また図５に示したように交換ブレード５０をロー
タ５２に結合することによりＩＢＲブレードを修理する
ためには、変形が小さいことが重要である。
【００２８】本発明のプロセスにおいて予め合金化され
た層間フォイルを使用することは、同様に非常に重要な
ことである。予め合金化された層間フォイルは、ニッケ
ルベースの合金を結合するために使用された場合には、
融点降下剤としてのホウ素を含んでいる。理想的な状況
では、結合接合部が非常に急速に加熱された場合には、
溶融した時に、溶融領域内におけるホウ素の濃度は、溶
融されたフォイルの厚さに亘って均一である。時間の進
行とともに、ホウ素は、公知の拡散の法則にしたがって
基体内に移動し始め、濃度勾配が生じる。ホウ素の最も
高い濃度は溶融された接合部の中心に残り、また基体と
溶融物の間の境界面に向かって減少する。ホウ素の濃度
が臨界値に達したときには、凝固が始まる。ホウ素の濃
度は境界面において最も小さいことから、凝固はそこで
開始し、内方に（反対側のインターフェースに向かっ
て）進む。この状況では、凝固が境界面において発生さ
れることから、凝固はエピタキシャル的に内方に成長す
る。つまり、凝固は原子面の成長（ある原子面の上段へ
の他の原子面の成長）により生じ、凝固された領域内で
母金属の微細構造が複製される。これが、本発明のプロ
セスが用いられたときにおいて結合接合部の機械的な特
性が接合される金属部材の特性に理論的に合致すること
の理由である。上記した理想的な状況を確保するため
に、結合サイクルの間において、急速な加熱速度を生成
することが必要である。図２および図３は、本発明のプ
ロセスおよびＮＩ−１５ｗｔ％ Ｃｒ−３ｗｔ％ Ｂの
公称組成を有する予め合金化された層間フォイルを使用
して一緒に接合されるＩＮ１００のニッケルベースの合
金部材に対する得られた微細構造を示したものである。
ここで、物理的な結合線が完全になくて、接合境界面を
通る完全な粒子成長が達成される。さらに、ＴＬＰプロ
セスを使用して形成された接合部内に典型的に観察され
る、連続的な炭化物相あるいはホウ化物相はなかった。
た層間フォイルを使用することは、同様に非常に重要な
ことである。予め合金化された層間フォイルは、ニッケ
ルベースの合金を結合するために使用された場合には、
融点降下剤としてのホウ素を含んでいる。理想的な状況
では、結合接合部が非常に急速に加熱された場合には、
溶融した時に、溶融領域内におけるホウ素の濃度は、溶
融されたフォイルの厚さに亘って均一である。時間の進
行とともに、ホウ素は、公知の拡散の法則にしたがって
基体内に移動し始め、濃度勾配が生じる。ホウ素の最も
高い濃度は溶融された接合部の中心に残り、また基体と
溶融物の間の境界面に向かって減少する。ホウ素の濃度
が臨界値に達したときには、凝固が始まる。ホウ素の濃
度は境界面において最も小さいことから、凝固はそこで
開始し、内方に（反対側のインターフェースに向かっ
て）進む。この状況では、凝固が境界面において発生さ
れることから、凝固はエピタキシャル的に内方に成長す
る。つまり、凝固は原子面の成長（ある原子面の上段へ
の他の原子面の成長）により生じ、凝固された領域内で
母金属の微細構造が複製される。これが、本発明のプロ
セスが用いられたときにおいて結合接合部の機械的な特
性が接合される金属部材の特性に理論的に合致すること
の理由である。上記した理想的な状況を確保するため
に、結合サイクルの間において、急速な加熱速度を生成
することが必要である。図２および図３は、本発明のプ
ロセスおよびＮＩ−１５ｗｔ％ Ｃｒ−３ｗｔ％ Ｂの
公称組成を有する予め合金化された層間フォイルを使用
して一緒に接合されるＩＮ１００のニッケルベースの合
金部材に対する得られた微細構造を示したものである。
ここで、物理的な結合線が完全になくて、接合境界面を
通る完全な粒子成長が達成される。さらに、ＴＬＰプロ
セスを使用して形成された接合部内に典型的に観察され
る、連続的な炭化物相あるいはホウ化物相はなかった。
【００２９】以上、本発明を同じ組成を有する２つの金
属部材を一緒に接合する内容について説明したが、本発
明のプロセスは異なる組成を有する２つの金属部材を接
合するために使用することもできる。
属部材を一緒に接合する内容について説明したが、本発
明のプロセスは異なる組成を有する２つの金属部材を接
合するために使用することもできる。
【００３０】接合される２つの金属部材がチタンベース
の合金である場合、層間フォイルは降下剤成分を有する
チタンベースの合金から形成することができる。
の合金である場合、層間フォイルは降下剤成分を有する
チタンベースの合金から形成することができる。
【００３１】接合される金属部材の間に単一片の層間フ
ォイルを使用することが好ましいが、本発明のプロセス
は接合境界面において多数のフォイル層を設けて行うこ
ともできる。
ォイルを使用することが好ましいが、本発明のプロセス
は接合境界面において多数のフォイル層を設けて行うこ
ともできる。
【図１】２つの金属部材が一緒に接合される態様を現し
た図式的な説明図である。
た図式的な説明図である。
【図２】本発明のプロセスを使用して形成された接合部
の微細構造の１００倍の顕微鏡写真である。
の微細構造の１００倍の顕微鏡写真である。
【図３】本発明のプロセスを使用して形成された接合部
の微細構造の２００倍の顕微鏡写真である。
の微細構造の２００倍の顕微鏡写真である。
【図４】本発明のプロセスを使用して接合できる部品の
説明図である。
説明図である。
【図５】本発明のプロセスを使用して接合できる他の部
品の説明図である。
品の説明図である。
１２、１４ 金属部材 １６ 層間フォイル １８、２０ 表面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン エム． ロバートソン アメリカ合衆国，フロリダ 33469，テ クエスタ，チェストナット トレイル 33 (72)発明者 ジェイ． カーター バローン アメリカ合衆国，フロリダ 33410，パ ーム ビーチ ガーデンズ，イースター リィ アベニュー 12159 (72)発明者 デニス シー． スチュワート アメリカ合衆国，フロリダ 34990，パ ーム シティ，エスダブリュ ヒドン リバー アベニュー 618 (56)参考文献 特開 昭62−34685（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−69159（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−114485（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−115984（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−169280（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−15982（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−3987（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−57389（ＪＰ，Ａ) 米国特許4919323（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 20/00 - 20/16
Claims (14)
- 【請求項１】 ２つの金属材料を一緒に接合するための
方法において、 接合される２つの母金属部材および融点降下剤を含む組
成を有し予め合金化された層間フォイルを用意するステ
ップを含み、 一緒に接合される前記２つの母金属部材の２つの離間し
た表面の間に前記層間フォイルを配置することにより接
合境界面を生成するステップを含み、 前記接合境界面を実質的に通り前記表面の変形を生じさ
せない荷重を加えるステップを含み、および前記２つの
母金属部材の結合を生じさせると共に、母金属の微細構
造的あるいは機械的な特性の劣化を生じさせることなく
および前記金属部材の縁部における粒子の粗大化を生じ
させて耐クリープ性の縁部を形成する温度で１時間から
２時間の時間だけ前記接合境界面の領域内で局部的に、
急速に加熱を施すことで、母金属部材の縁部に耐クリー
プ性で、耐損傷性の材料を生成するステップを含んでな
り、 前記２つの母金属部材がそれぞれチタンベースあるいは
ニッケルベースの超合金から形成されており、また前記
温度がチタンベースまたはニッケルベースの超合金の融
点よりも１０℃（５０°Ｆ）から１５．５６℃（６０°
Ｆ）だけ低い範囲の温度であ る、方法。 - 【請求項２】 前記加熱ステップがさらに、接合される
前記２つの表面が溶融物と接触する場所において前記降
下剤の濃度が最も低い溶融物を生成するため、および前
記表面のそれぞれから内側への前記接合の凝固を助長す
るために前記局部的に、急速に加熱を施すことをさらに
含んでなる、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 前記２つの母金属部材と前記層間フォイ
ルを位置合わせするステップをさらに含んでなり、およ
び 前記荷重を加えるステップがさらに、前記２つの母金
属部材と前記層間フォイルの位置合わせを妨げない荷重
を加えるステップをさらに含んでなる、請求項１記載の
方法。 - 【請求項４】 前記予め合金化された層間フォイルを用
意するステップが、０．０１２７ｍｍ（０．０００５イ
ンチ）から０．１２７ｍｍ（０．００５イン チ）の範囲
の厚さを有するフォイルの断片を用意することを含んで
なる、請求項１記載の方法。 - 【請求項５】 前記予め合金化された層間フォイルを用
意するステップが、融点降下剤としてホウ素を有するニ
ッケル合金のフォイル材料を用意することを含んでな
る、請求項１記載の方法。 - 【請求項６】 前記予め合金化された層間フォイルを用
意するステップが、１５ｗｔ％のクロム、３ｗｔ％のホ
ウ素、および残部の必須的なニッケルを必須的に含んで
なる組成を有するフォイルを提供することを含んでな
る、請求項１記載の方法。 - 【請求項７】 前記加熱ステップが、前記接合境界面に
おいて熱を急速に発生するために前記接合境界面の付近
で誘導加熱あるいは抵抗加熱により加熱することを含ん
でなる、請求項１記載の方法。 - 【請求項８】 真空あるいは不活性雰囲気中で前記２つ
の金属部材を一緒に結合し、また高強度特性を助長する
ために３７．７８℃（１００°Ｆ）／分から４６２．６
７℃（８００°Ｆ）／分の範囲の速度で局所的な方法で
前記接合境界面を急速に冷却するステップをさらに含ん
でなる、請求項１記載の方法。 - 【請求項９】 前記接合された金属部材を応力除去し、
その後に前記接合された金属部材をエージングするステ
ップをさらに含んでなる、請求項１記載の方法。 - 【請求項１０】 前記母金属部材を用意するステップ
が、タービン用途に使用され一緒に接合される２つの中
空の金属構成要素を用意することを含んでなる、請求項
１記載の方法。 - 【請求項１１】 前記加熱ステップが、 予め合金化されたフォイルが溶融し、融点降下剤の最も
高い濃度が溶融された接合の中心部に残留し且つ溶融物
と各金属構成要素の間の各境界面に向かって減少するよ
うに前記予め合金化されたフォイル内の前記溶融点降下
剤が濃度勾配を形成することを生じさせ、また各金属／
金属構成要素の境界面において凝固が開始し内側に進ん
で金属構成要素の微細構造が凝固領域において再現され
ることを生じさせるために十分な前記温度で、前記接合
の付近で局部的に、急速に熱を加 えることを含む 、請求
項１記載の方法。 - 【請求項１２】 前記金属構成要素におけるアプセット
を生じることなしに前記接合境界面を実質的に横断する
０．７０３０６９ｋｇ／ｃｍ 2 （０．０１ｋｓｉ）から
３５１．５３４５ｋｇ／ｃｍ 2 （５．０ｋｓｉ）の範囲
で荷重を加えることをさらに含んでなる、請求項１記載
の方法。 - 【請求項１３】 一緒に結合される前記２つの金属構成
要素の表面を、溶融状態の層間フォイルの材料が表面の
***やギャップを詰めることができるのに十分な程度
に、接近して置くことをさらに含んでなる、請求項１記
載の方法。 - 【請求項１４】 チタンベースあるいはニッケルベース
の超合金からそれぞれ形成された２つの部材を結合する
ための方法において、 チタンベースあるいはニッケルベースの超合金から形成
され接合される２つの金属部材を用意するステップ、 前記２つの金属部材の間に融点降下剤を含む共融あるい
は共融に近い組成を有する予め合金化された層間フォイ
ルを置くステップ、および 物理的な結合線がなく、また
接合境界面を通る実質的に完全な粒子の成長で、接合境
界面内の連続的な炭化物相およびホウ化物相がなく、お
よび前記２つの金属部材の縁部における粒子サイズの粗
大化を生じさせて、前記２つの金属部材の間の接合を形
成するために、前記２つの金属部材を形成するチタンベ
ースあるいはニッケルベースの合金の融点の１０℃（５
０°Ｆ）から１５．５６℃（６０°Ｆ）だけ低い範囲の
温度で、１から２時間だけ、前記接合境界面の領域内で
局部的に急速に加熱を施すステップを含んでなる、方
法。
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