JP5073554B2 - 鉄系焼結部材接合用ろう材および鉄系焼結部材の接合方法 - Google Patents
鉄系焼結部材接合用ろう材および鉄系焼結部材の接合方法 Download PDFInfo
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また、前記のろう材が、所定量の原料粉末を計量し、粉末または圧粉体の状態で、融点以上に加熱して液相焼結もしくは溶融させた後、冷却して凝固させることにより、内部に連続気孔を有さない状態にすることを特徴とする。
ここで、被接合部材の材質、密度や炉内雰囲気等に応じて粘度、融点の調整が必要な場合には、前記組成のろう材に対して、さらにFeを15質量%以下加えても良い。Feを添加すると、融点が上昇し溶融粘度が増加するので、気孔の多い低密度部材の接合を行う場合には、ろう材が気孔内に吸収されることを防止できる。
Feの添加量が15質量%を超えると、ろう材の溶融粘度が高くなり過ぎて接合界面に十分に濡れ拡がらなくなり、良好な接合ができなくなる。
ろう材の比表面積は、ガス吸着法のBET法により測定した。
比較例1、2および実施例1から7で使用した鉄系焼結部品の圧粉体は、鉄粉に銅粉末1.5質量%と黒鉛粉末1.0質量%を添加した混合粉末を7.0Mg/m3の密度に圧粉成形したものを用いた。
また、比較例1のろう材は、Cuが40質量%、Mnが16質量%、残部がNiおよび不可避不純物であるろう材粉末、比較例2のろう材および実施例1から7のろう材は、前記ろう材粉末を、1ケ当たりの焼結体が0.05gになるように所望量を秤量して圧粉成形し、分解アンモニアガス雰囲気中で焼結した。なお、焼結は水素、真空、窒素ガスなどの非酸化性雰囲気中でも同様に行うことができる。なお、実施例7で使用したろう材は、さらにSiO2系の耐熱性無機接着剤でコーティングしたものである。
ろう材粉末は、焼結温度の上昇に伴ない、焼結時の液相発生量が増加して焼結体内部の気孔量が減少し、比表面積が小さくなる。1100℃において全体が溶融状態となり、内部の気孔がほぼ無くなり球状になる。圧粉体の重量を大きくして、溶融させて凝固させると、比表面積はさらに小さくなる。
次に、図2に示す形状の圧粉体2の穴3(φ8mm×10mm)に、上記のろう材4(図3)を装入し、図1に示す形状の圧粉体1の柱部5を、ろう材を装填した穴3の上に載置し、ずれ防止のために、各圧粉体の中心部のφ10mmの穴にAl2O3で被覆したFe棒6(図3)を通して、図3に示すように連結した。その組合せ体を上下反転して、1130℃の還元性の分解アンモニアガス雰囲気中で圧粉体を焼結するとともに、ろう付け接合を実施した。但し、実施例6および7の試料の圧粉体の焼結およびろう付け接合は、窒素ガス雰囲気中で行った。
なお、実施例6および7における鉄系焼結部材の焼結およびろう付け接合は非還元性の窒素ガス雰囲気中で行ったので、コーティングしていないろう材を用いた実施例6では雰囲気からの酸化の影響を若干受けていることが認められるが、SiO2系の耐熱性無機接着剤でろう材をコーティングすることにより、雰囲気の影響を受け難くし、接合の安定性を向上させることができた。
2 ろう付け接合を行う他方の鉄系焼結部品
3 穴
4 ろう材
5 柱部
6 Fe棒
Claims (7)
- Cu:35〜48質量%、Mn:12〜20質量%、残部がNiおよび不可避不純物からなり、酸素量が0.1質量%以下の組成であり、
所定量の原料粉末を計量し、粉末または圧粉体の状態で加熱して液相焼結もしくは溶融した後、冷却して一体に凝固させたことを特徴とする鉄系焼結部材接合用ろう材。 - 前記請求項1に記載のろう材に、さらに15質量%以下のFeを添加してなることを特徴とする鉄系焼結部材接合用ろう材。
- 融点が900〜1100℃であることを特徴とする請求項1または2に記載の鉄系焼結部材接合用ろう材。
- 比表面積が500cm2/g以下であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の鉄系焼結部材接合用ろう材。
- 所定量の原料粉末を計量して圧粉成形し、得られた圧粉体を950℃以上の温度で焼結したことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の鉄系焼結部材接合用ろう材。
- 金属、耐熱性無機塗料または耐熱性無機接着剤により表面を被覆したことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の鉄系焼結部材接合用ろう材。
- ろう付け接合される複数の部材の内、少なくとも1つが鉄系の圧粉体、仮焼結体あるいは焼結体のいずれかからなる部材を互いに接合するにあたり、請求項1から6のいずれかに記載の鉄系焼結部材接合用ろう材を用いることを特徴とする鉄系焼結部材の接合方法。
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