JPH0852590A - 金属部材用接合材 - Google Patents
金属部材用接合材Info
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- JPH0852590A JPH0852590A JP6258453A JP25845394A JPH0852590A JP H0852590 A JPH0852590 A JP H0852590A JP 6258453 A JP6258453 A JP 6258453A JP 25845394 A JP25845394 A JP 25845394A JP H0852590 A JPH0852590 A JP H0852590A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 二つの金属部材を強固に接合することのでき
る接合材を提供する。 【構成】 接合材２は、加熱下で液相状態または固液共
存状態の一方の状態となって二つの金属部材１，３を接
合する。その接合材２は希土類元素系合金より構成さ
れ、その希土類元素系合金は、合金元素ＡＥとしてＣ
ｕ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｍ
ｎ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｃｄおよび
Ｉｎから選択される少なくとも一種を５原子％≦ＡＥ≦
５０原子％含有する。希土類元素を主成分とする前記合
金より生じた液相は各種材質の金属部材１，３に対して
優れた濡れ性を発揮する。
る接合材を提供する。 【構成】 接合材２は、加熱下で液相状態または固液共
存状態の一方の状態となって二つの金属部材１，３を接
合する。その接合材２は希土類元素系合金より構成さ
れ、その希土類元素系合金は、合金元素ＡＥとしてＣ
ｕ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｍ
ｎ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｃｄおよび
Ｉｎから選択される少なくとも一種を５原子％≦ＡＥ≦
５０原子％含有する。希土類元素を主成分とする前記合
金より生じた液相は各種材質の金属部材１，３に対して
優れた濡れ性を発揮する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は金属部材用接合材、特
に、加熱下で液相状態または固液共存状態の一方の状態
となって二つの金属部材を接合する接合材に関する。
に、加熱下で液相状態または固液共存状態の一方の状態
となって二つの金属部材を接合する接合材に関する。
【０００２】
【従来の技術】希土類元素を含む永久磁石は、非常に脆
いため機械加工性が悪く、また高温下に曝されると、金
属組織が変化するためそれに伴い磁気特性が低下する、
といった性質を有する。
いため機械加工性が悪く、また高温下に曝されると、金
属組織が変化するためそれに伴い磁気特性が低下する、
といった性質を有する。
【０００３】そのため、例えば永久磁石をモータの金属
製ロータに取付ける場合、あり差し構造、ねじ止め、溶
接等の取付手段を採用することができないので、従来は
接着剤が用いられている。
製ロータに取付ける場合、あり差し構造、ねじ止め、溶
接等の取付手段を採用することができないので、従来は
接着剤が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、接着剤
を用いると、永久磁石の濡れ性が悪いため接着強度が低
く、また温度上昇に伴いその接着強度が著しく低下す
る、といった問題を生ずる。このような状況下ではモー
タの高速回転化の要請に到底対応することはできない。
を用いると、永久磁石の濡れ性が悪いため接着強度が低
く、また温度上昇に伴いその接着強度が著しく低下す
る、といった問題を生ずる。このような状況下ではモー
タの高速回転化の要請に到底対応することはできない。
【０００５】本発明は前記に鑑み、二つの金属部材を強
固に接合することが可能な合金系接合材を提供すること
を目的とする。
固に接合することが可能な合金系接合材を提供すること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、加熱下で液相
状態または固液共存状態の一方の状態となって二つの金
属部材を接合する接合材であって、希土類元素系合金よ
り構成され、その希土類元素系合金は、合金元素ＡＥと
してＣｕ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａ
ｕ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｃｄ
およびＩｎから選択される少なくとも一種を５原子％≦
ＡＥ≦５０原子％含有することを特徴とする。
状態または固液共存状態の一方の状態となって二つの金
属部材を接合する接合材であって、希土類元素系合金よ
り構成され、その希土類元素系合金は、合金元素ＡＥと
してＣｕ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａ
ｕ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｃｄ
およびＩｎから選択される少なくとも一種を５原子％≦
ＡＥ≦５０原子％含有することを特徴とする。
【０００７】
【作用】接合材を構成する希土類元素系合金において、
前記のように特定された合金元素ＡＥを特定量含有させ
ると、加熱下において希土類元素と合金元素ＡＥとが共
晶反応を生じるため、接合材が液相状態または固液共存
状態となる温度は比較的低くなる。これにより、接合時
における両金属部材の特性変化を回避することができ
る。
前記のように特定された合金元素ＡＥを特定量含有させ
ると、加熱下において希土類元素と合金元素ＡＥとが共
晶反応を生じるため、接合材が液相状態または固液共存
状態となる温度は比較的低くなる。これにより、接合時
における両金属部材の特性変化を回避することができ
る。
【０００８】また希土類元素を主成分とする接合材より
生じた液相は高活性であって、種々の材質の金属部材に
対して優れた濡れ性を発揮する。このような接合材を用
いることによって両金属部材を強固に接合することがで
きる。
生じた液相は高活性であって、種々の材質の金属部材に
対して優れた濡れ性を発揮する。このような接合材を用
いることによって両金属部材を強固に接合することがで
きる。
【０００９】ただし、希土類元素系合金において、合金
元素ＡＥの含有量がＡＥ＜５原子％であるか、またはＡ
Ｅ＞５０原子％であると、固液共存状態における液相の
体積分率Ｖｆが低くなるため接合強度が低下する。この
ことから、合金元素ＡＥの含有量は、希土類元素との関
係において共晶組成またはそれに近い組成となるように
設定するのが望ましい。
元素ＡＥの含有量がＡＥ＜５原子％であるか、またはＡ
Ｅ＞５０原子％であると、固液共存状態における液相の
体積分率Ｖｆが低くなるため接合強度が低下する。この
ことから、合金元素ＡＥの含有量は、希土類元素との関
係において共晶組成またはそれに近い組成となるように
設定するのが望ましい。
【００１０】なお、二種以上の合金元素ＡＥを含有する
場合には、それらの合計含有量が５原子％≦ＡＥ≦５０
原子％となる。
場合には、それらの合計含有量が５原子％≦ＡＥ≦５０
原子％となる。
【００１１】
【実施例】接合材を構成する希土類元素系合金は、基本
的には主成分である希土類元素と、その希土類元素と共
晶反応を行う合金元素ＡＥとから構成される。希土類元
素は、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇ
ｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｍｍ（ミッ
シュメタル）およびＬｕから選択される少なくとも一種
である。また合金元素ＡＥは、Ｃｕ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃ
ｏ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ｓ
ｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｂｉ、ＣｄおよびＩｎから選択される
少なくとも一種である。その合金元素ＡＥの含有量は５
原子％≦ＡＥ≦５０原子％に設定される。
的には主成分である希土類元素と、その希土類元素と共
晶反応を行う合金元素ＡＥとから構成される。希土類元
素は、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇ
ｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｍｍ（ミッ
シュメタル）およびＬｕから選択される少なくとも一種
である。また合金元素ＡＥは、Ｃｕ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃ
ｏ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ｓ
ｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｂｉ、ＣｄおよびＩｎから選択される
少なくとも一種である。その合金元素ＡＥの含有量は５
原子％≦ＡＥ≦５０原子％に設定される。
【００１２】一方の金属部材が、例えばＮｄＦｅＢ系永
久磁石である場合、その永久磁石は殆ど伸びを示さず、
縦弾性係数ＥはＥ≒１６０００kgｆ／mm2 であり、また
図１に示すように、その熱膨脹率は約３４０℃にて逆転
する、という特性を有する。
久磁石である場合、その永久磁石は殆ど伸びを示さず、
縦弾性係数ＥはＥ≒１６０００kgｆ／mm2 であり、また
図１に示すように、その熱膨脹率は約３４０℃にて逆転
する、という特性を有する。
【００１３】このようなＮｄＦｅＢ系永久磁石を、高い
縦弾性係数Ｅを有する接合材により加熱接合すると、接
合後室温下における永久磁石内部の熱応力によりその永
久磁石が破壊するおそれがある。
縦弾性係数Ｅを有する接合材により加熱接合すると、接
合後室温下における永久磁石内部の熱応力によりその永
久磁石が破壊するおそれがある。
【００１４】前記のような脆性を持つ金属部材を考慮す
ると、接合材、したがって希土類元素系合金の縦弾性係
数ＥはＥ≦１００００kgｆ／mm2 であることが望まし
い。
ると、接合材、したがって希土類元素系合金の縦弾性係
数ＥはＥ≦１００００kgｆ／mm2 であることが望まし
い。
【００１５】希土類元素系合金における共晶合金を例示
すれば表１，２の通りである。
すれば表１，２の通りである。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【表２】 また希土類元素系合金における亜、過共晶合金としては
以下のものを挙げることができる。各化学式において数
値の単位は原子％であり、これは以下同じである。Ｅは
縦弾性係数を意味する。Ｎｄ60Ｃｕ40合金（Ｅ＝４５０
０kgｆ／mm2 ）、Ｎｄ80Ｃｕ20合金（Ｅ＝３９５０kgｆ
／mm2 ）、Ｎｄ50Ｃｕ50合金（Ｅ＝９０００kgｆ／m
m2 ）、Ｎｄ90Ａｌ10合金（Ｅ＝３８５０kgｆ／m
m2 ）、Ｎｄ80Ｃｏ 20合金（Ｅ＝４０００kgｆ／m
m2 ）、Ｓｍ75Ｃｕ25合金（Ｅ＝４０００kgｆ／m
m 2 ）、Ｓｍ65Ｃｕ35合金（Ｅ＝４３００kgｆ／m
m2 ）、Ｌａ85Ｇａ15合金（Ｅ＝４０００kgｆ／m
m2 ）。さらに三元素合金としては、Ｎｄ65Ｆｅ5 Ｃｕ
30合金（液相発生温度５１０℃、Ｅ＝４２００kgｆ／mm
2 ）およびＮｄ70Ｃｕ25Ａｌ5 合金（液相発生温度５１
７℃、Ｅ＝４０００kgｆ／mm2 ）を挙げることができ
る。
以下のものを挙げることができる。各化学式において数
値の単位は原子％であり、これは以下同じである。Ｅは
縦弾性係数を意味する。Ｎｄ60Ｃｕ40合金（Ｅ＝４５０
０kgｆ／mm2 ）、Ｎｄ80Ｃｕ20合金（Ｅ＝３９５０kgｆ
／mm2 ）、Ｎｄ50Ｃｕ50合金（Ｅ＝９０００kgｆ／m
m2 ）、Ｎｄ90Ａｌ10合金（Ｅ＝３８５０kgｆ／m
m2 ）、Ｎｄ80Ｃｏ 20合金（Ｅ＝４０００kgｆ／m
m2 ）、Ｓｍ75Ｃｕ25合金（Ｅ＝４０００kgｆ／m
m 2 ）、Ｓｍ65Ｃｕ35合金（Ｅ＝４３００kgｆ／m
m2 ）、Ｌａ85Ｇａ15合金（Ｅ＝４０００kgｆ／m
m2 ）。さらに三元素合金としては、Ｎｄ65Ｆｅ5 Ｃｕ
30合金（液相発生温度５１０℃、Ｅ＝４２００kgｆ／mm
2 ）およびＮｄ70Ｃｕ25Ａｌ5 合金（液相発生温度５１
７℃、Ｅ＝４０００kgｆ／mm2 ）を挙げることができ
る。
【００１８】二つの金属部材の接合に当っては、両金属
部材を薄板状接合材を介して重ね合せ、次いでその積層
物を真空加熱炉内に設置して、加熱下で接合材を液相状
態または固液共存状態にし、その後炉冷する、といった
方法が採用される。
部材を薄板状接合材を介して重ね合せ、次いでその積層
物を真空加熱炉内に設置して、加熱下で接合材を液相状
態または固液共存状態にし、その後炉冷する、といった
方法が採用される。
【００１９】この場合、加熱温度Ｔは接合材の組成によ
って異なるが、前記組成の各種希土類元素系合金は比較
的低い加熱温度Ｔにて液相状態または固液共存状態とな
るので各種金属部材の特性を変化させるようなことはな
い。
って異なるが、前記組成の各種希土類元素系合金は比較
的低い加熱温度Ｔにて液相状態または固液共存状態とな
るので各種金属部材の特性を変化させるようなことはな
い。
【００２０】また希土類元素を主成分とする接合材より
生じた液相は高活性であって、種々の材質の金属部材、
例えば鋼製部材、ＮｄＦｅＢ系永久磁石等の希土類元素
を含む永久磁石（接着剤やろう材に対して非常に濡れ性
が悪い）等に対して優れた濡れ性を発揮する。このよう
な接合材を用いることによって各種金属部材を強固に接
合することができる。
生じた液相は高活性であって、種々の材質の金属部材、
例えば鋼製部材、ＮｄＦｅＢ系永久磁石等の希土類元素
を含む永久磁石（接着剤やろう材に対して非常に濡れ性
が悪い）等に対して優れた濡れ性を発揮する。このよう
な接合材を用いることによって各種金属部材を強固に接
合することができる。
【００２１】さらに接合材の縦弾性係数Ｅを前記のよう
に設定することによって脆性金属部材、例えば、ＮｄＦ
ｅＢ系永久磁石の接合後における破壊を回避することが
できる。
に設定することによって脆性金属部材、例えば、ＮｄＦ
ｅＢ系永久磁石の接合後における破壊を回避することが
できる。
【００２２】加熱時間ｔは、それが長過ぎる場合には金
属部材の特性変化を招来するので、ｔ≦１０時間である
ことが望ましく、生産性向上の観点からはｔ≦１時間で
ある。
属部材の特性変化を招来するので、ｔ≦１０時間である
ことが望ましく、生産性向上の観点からはｔ≦１時間で
ある。
【００２３】〔実施例１〕純度９９．９％のＮｄと純度
９９．９％のＣｕとを、共晶組成を有するＮｄ70Ｃｕ30
合金が得られるように秤量し、次いでその秤量物を真空
溶解炉を用いて溶解し、その後、縦１０mm、横１０mm、
長さ５０mmのインゴットを鋳造した。このインゴットに
マイクロカッタによる切断加工を施して、Ｎｄ70Ｃｕ30
合金よりなり、且つ縦１０mm、横１０mm、厚さ０．５mm
の薄板状接合材を得た。図２に示すように、Ｎｄ70Ｃｕ
30合金の共晶点は５２０℃である。
９９．９％のＣｕとを、共晶組成を有するＮｄ70Ｃｕ30
合金が得られるように秤量し、次いでその秤量物を真空
溶解炉を用いて溶解し、その後、縦１０mm、横１０mm、
長さ５０mmのインゴットを鋳造した。このインゴットに
マイクロカッタによる切断加工を施して、Ｎｄ70Ｃｕ30
合金よりなり、且つ縦１０mm、横１０mm、厚さ０．５mm
の薄板状接合材を得た。図２に示すように、Ｎｄ70Ｃｕ
30合金の共晶点は５２０℃である。
【００２４】一方の金属部材として、縦１０mm、横１０
mm、厚さ３mmのＮｄＦｅＢ系永久磁石（住友特殊金属社
製、商品名ＮＥＯＭＡＸ−２８ＵＨ）を選定し、また他
方の金属部材として、炭素鋼（ＪＩＳ Ｓ２５Ｃ）より
なり、且つ縦１０mm、横１０mm、長さ１５mmの短柱体を
選定した。
mm、厚さ３mmのＮｄＦｅＢ系永久磁石（住友特殊金属社
製、商品名ＮＥＯＭＡＸ−２８ＵＨ）を選定し、また他
方の金属部材として、炭素鋼（ＪＩＳ Ｓ２５Ｃ）より
なり、且つ縦１０mm、横１０mm、長さ１５mmの短柱体を
選定した。
【００２５】図３に示すように、１つの短柱体１の上に
１つの接合材２を、また接合材２の上に永久磁石３を、
さらに永久磁石３の上にもう１つの接合材２を、さらに
また接合材２の上にもう１つの短柱体１をそれぞれ重ね
合せて重ね合せ物を作製し、同様の手順で合計２０個の
重ね合せ物を作製した。次いで、これら重ね合せ物を真
空加熱炉内に設置して、加熱温度Ｔ＝５３０℃、加熱時
間ｔ＝３０分間の加熱工程、それに次ぐ炉冷よりなる接
合処理を行って、図４に示すように２つの短柱体１によ
り永久磁石３を挟むようにそれら１，３を接合材２を介
して接合した２０個の接合体４を得た。この接合処理に
おいては、加熱温度ＴがＴ＝５３０℃であって、図２に
示す共晶点５２０℃を超えているので、接合材２は共晶
組成を有することから液相状態となる。この場合、接合
材２、したがってＮｄ70Ｃｕ30合金の縦弾性係数Ｅは、
表１に示すようにＥ＝４０４０kgｆ／mm2 であって、Ｅ
≦１００００kgｆ／mm2 であることから永久磁石３に破
壊は全然生じていなかった。
１つの接合材２を、また接合材２の上に永久磁石３を、
さらに永久磁石３の上にもう１つの接合材２を、さらに
また接合材２の上にもう１つの短柱体１をそれぞれ重ね
合せて重ね合せ物を作製し、同様の手順で合計２０個の
重ね合せ物を作製した。次いで、これら重ね合せ物を真
空加熱炉内に設置して、加熱温度Ｔ＝５３０℃、加熱時
間ｔ＝３０分間の加熱工程、それに次ぐ炉冷よりなる接
合処理を行って、図４に示すように２つの短柱体１によ
り永久磁石３を挟むようにそれら１，３を接合材２を介
して接合した２０個の接合体４を得た。この接合処理に
おいては、加熱温度ＴがＴ＝５３０℃であって、図２に
示す共晶点５２０℃を超えているので、接合材２は共晶
組成を有することから液相状態となる。この場合、接合
材２、したがってＮｄ70Ｃｕ30合金の縦弾性係数Ｅは、
表１に示すようにＥ＝４０４０kgｆ／mm2 であって、Ｅ
≦１００００kgｆ／mm2 であることから永久磁石３に破
壊は全然生じていなかった。
【００２６】比較のため、前記同様の永久磁石３と前記
同様の２つの短柱体１とをエポキシ樹脂系接着剤（日本
チバガイギ社製、商品名アラルダイト）を介し重ね合せ
て前記同様の重ね合せ物を作製し、同様の手順で合計２
０個の重ね合せ物を作製した。次いで、これら重ね合せ
物を乾燥炉内に設置して、加熱温度２００℃、加熱時間
６０分間の加熱工程、それに次ぐ炉冷よりなる接合処理
を行って、２つの短柱体１と永久磁石３とをエポキシ樹
脂系接着剤を介して接合した前記同様の２０個の接合体
を得た。
同様の２つの短柱体１とをエポキシ樹脂系接着剤（日本
チバガイギ社製、商品名アラルダイト）を介し重ね合せ
て前記同様の重ね合せ物を作製し、同様の手順で合計２
０個の重ね合せ物を作製した。次いで、これら重ね合せ
物を乾燥炉内に設置して、加熱温度２００℃、加熱時間
６０分間の加熱工程、それに次ぐ炉冷よりなる接合処理
を行って、２つの短柱体１と永久磁石３とをエポキシ樹
脂系接着剤を介して接合した前記同様の２０個の接合体
を得た。
【００２７】接合材２を用いた各接合体４から引張り試
験用試験片Ａを作製し、またエポキシ樹脂系接着剤を用
いた各接合体から同様の引張り試験用試験片Ｂを作製し
た。次いで、各１０個の試験片Ａ，Ｂについて室温下で
引張り試験を行い、また残りの各１０個の試験片Ａ，Ｂ
について１５０℃の加熱下で引張り試験を行ったとこ
ろ、表３の結果を得た。
験用試験片Ａを作製し、またエポキシ樹脂系接着剤を用
いた各接合体から同様の引張り試験用試験片Ｂを作製し
た。次いで、各１０個の試験片Ａ，Ｂについて室温下で
引張り試験を行い、また残りの各１０個の試験片Ａ，Ｂ
について１５０℃の加熱下で引張り試験を行ったとこ
ろ、表３の結果を得た。
【００２８】
【表３】 表３から明らかなように、接合材２を用いた試験片Ａ
は、室温下および１５０℃の加熱下において、エポキシ
樹脂系接着剤を用いた試験片Ｂに比べて接合強度が高
く、その接合強度は両環境下において殆ど変わらず、ま
たそのばらつきも小さい。試験片Ｂは室温下における接
合強度が低い上にそのばらつきが大きく、また１５０℃
の加熱下ではその接合強度が室温下のそれの３分の１に
低下する。
は、室温下および１５０℃の加熱下において、エポキシ
樹脂系接着剤を用いた試験片Ｂに比べて接合強度が高
く、その接合強度は両環境下において殆ど変わらず、ま
たそのばらつきも小さい。試験片Ｂは室温下における接
合強度が低い上にそのばらつきが大きく、また１５０℃
の加熱下ではその接合強度が室温下のそれの３分の１に
低下する。
【００２９】ＮｄＦｅＢ系永久磁石、ＳｍＣｏ系永久磁
石等の希土類元素を含む永久磁石３は、接合処理時の加
熱温度ＴがＴ＞６５０℃になると、その磁気特性、特に
保磁力 IＨC （磁化の強さＩ＝０）が低下傾向となる。
ただし、残留磁束密度Ｂｒおよび保磁力 BＨC （磁束密
度Ｂ＝０）は殆ど変わらず、したがって最大磁気エネル
ギ積（ＢＨ）ｍａｘは略一定である。前記接合材２を用
いた接合処理において、その加熱温度ＴはＴ＝５３０℃
であってＴ≦６５０℃であるから、永久磁石３の磁気特
性を変化させるようなことはない。
石等の希土類元素を含む永久磁石３は、接合処理時の加
熱温度ＴがＴ＞６５０℃になると、その磁気特性、特に
保磁力 IＨC （磁化の強さＩ＝０）が低下傾向となる。
ただし、残留磁束密度Ｂｒおよび保磁力 BＨC （磁束密
度Ｂ＝０）は殆ど変わらず、したがって最大磁気エネル
ギ積（ＢＨ）ｍａｘは略一定である。前記接合材２を用
いた接合処理において、その加熱温度ＴはＴ＝５３０℃
であってＴ≦６５０℃であるから、永久磁石３の磁気特
性を変化させるようなことはない。
【００３０】また前記永久磁石３の濡れ性の悪さは、そ
の結晶粒界に希土類元素濃度、この実施例ではＮｄ濃度
の高い相が存在していることに起因する。前記接合材２
を用いた接合処理において、その接合材２は液相状態と
なっており、Ｎｄを主成分とするＮｄ70Ｃｕ30合金より
生じた液相は、高活性であると共に前記結晶粒界に存す
るＮｄ濃度の高い相と主成分を共通にすることから永久
磁石３に対して優れた濡れ性を発揮し、また前記高活性
化に伴い炭素鋼よりなる短柱体１に対する濡れ性も極め
て良好である。
の結晶粒界に希土類元素濃度、この実施例ではＮｄ濃度
の高い相が存在していることに起因する。前記接合材２
を用いた接合処理において、その接合材２は液相状態と
なっており、Ｎｄを主成分とするＮｄ70Ｃｕ30合金より
生じた液相は、高活性であると共に前記結晶粒界に存す
るＮｄ濃度の高い相と主成分を共通にすることから永久
磁石３に対して優れた濡れ性を発揮し、また前記高活性
化に伴い炭素鋼よりなる短柱体１に対する濡れ性も極め
て良好である。
【００３１】したがって、前記のような接合材２を用い
ることによって、永久磁石３の磁気特性を損うことな
く、その永久磁石３と短柱体１とを強固に接合すること
ができる。この接合技術は、モータ用ロータに対する永
久磁石の接合に適用され、回転数が１００００rpm 以上
である高速回転モータの実現を可能にするものである。
ることによって、永久磁石３の磁気特性を損うことな
く、その永久磁石３と短柱体１とを強固に接合すること
ができる。この接合技術は、モータ用ロータに対する永
久磁石の接合に適用され、回転数が１００００rpm 以上
である高速回転モータの実現を可能にするものである。
【００３２】〔実施例２〕純度９９．９％のＮｄと純度
９９．９％のＣｕとを、亜共晶組成を有するＮｄ 60Ｃｕ
40合金が得られるように秤量し、次いでその秤量物を真
空溶解炉を用いて溶解し、その後、縦１０mm、横１０m
m、長さ５０mmのインゴットを鋳造した。このインゴッ
トにマイクロカッタによる切断加工を施して、Ｎｄ60Ｃ
ｕ40合金よりなり、且つ縦１０mm、横１０mm、厚さ０．
５mmの薄板状接合材２を得た。
９９．９％のＣｕとを、亜共晶組成を有するＮｄ 60Ｃｕ
40合金が得られるように秤量し、次いでその秤量物を真
空溶解炉を用いて溶解し、その後、縦１０mm、横１０m
m、長さ５０mmのインゴットを鋳造した。このインゴッ
トにマイクロカッタによる切断加工を施して、Ｎｄ60Ｃ
ｕ40合金よりなり、且つ縦１０mm、横１０mm、厚さ０．
５mmの薄板状接合材２を得た。
【００３３】一方の金属部材として、縦１０mm、横１０
mm、厚さ５mmのＮｄＦｅＢ系永久磁石（住友特殊金属社
製、商品名ＮＥＯＭＡＸ−２８ＵＨ）３を選定し、また
他方の金属部材として、ケイ素鋼板（ＪＩＳ ＭＥＳ−
３Ｆ）より切出され、且つ縦１０mm、横１０mm、長さ１
５mmの短柱体１を選定した。
mm、厚さ５mmのＮｄＦｅＢ系永久磁石（住友特殊金属社
製、商品名ＮＥＯＭＡＸ−２８ＵＨ）３を選定し、また
他方の金属部材として、ケイ素鋼板（ＪＩＳ ＭＥＳ−
３Ｆ）より切出され、且つ縦１０mm、横１０mm、長さ１
５mmの短柱体１を選定した。
【００３４】それら短柱体１、接合材２および永久磁石
３を用い、実施例１と同様の方法（図３参照）で合計２
０個の重ね合せ物を作製し、次いで、これら重ね合せ物
を真空加熱炉内に設置して、加熱温度Ｔ＝５６０℃、加
熱時間ｔ＝３０分間の加熱工程、それに次ぐ炉冷よりな
る接合処理を行って、実施例１と同様に２つの短柱体１
により永久磁石３を挟むようにそれら１，３を接合材２
を介して接合した２０個の接合体４を得た（図４参
照）。この接合処理においては加熱温度ＴがＴ＝５６０
℃であって、図２に示す共晶点５２０℃と液相線ａとの
間の温度領域に存するので、接合材２は固液共存状態と
なる。この場合、接合材２、したがってＮｄ 60Ｃｕ40合
金の縦弾性係数Ｅは、前記のようにＥ＝４５００kgｆ／
mm2 であって、Ｅ≦１００００kgｆ／mm2 であることか
ら永久磁石３に破壊は全然生じていなかった。
３を用い、実施例１と同様の方法（図３参照）で合計２
０個の重ね合せ物を作製し、次いで、これら重ね合せ物
を真空加熱炉内に設置して、加熱温度Ｔ＝５６０℃、加
熱時間ｔ＝３０分間の加熱工程、それに次ぐ炉冷よりな
る接合処理を行って、実施例１と同様に２つの短柱体１
により永久磁石３を挟むようにそれら１，３を接合材２
を介して接合した２０個の接合体４を得た（図４参
照）。この接合処理においては加熱温度ＴがＴ＝５６０
℃であって、図２に示す共晶点５２０℃と液相線ａとの
間の温度領域に存するので、接合材２は固液共存状態と
なる。この場合、接合材２、したがってＮｄ 60Ｃｕ40合
金の縦弾性係数Ｅは、前記のようにＥ＝４５００kgｆ／
mm2 であって、Ｅ≦１００００kgｆ／mm2 であることか
ら永久磁石３に破壊は全然生じていなかった。
【００３５】各接合体４から引張り試験用試験片Ａを作
製し、次いで、各１０個の試験片Ａについて室温下で引
張り試験を行い、また残りの各１０個の試験片Ａについ
て１５０℃の加熱下で引張り試験を行ったところ、表４
の結果を得た。比較のため、表４には実施例１の試験片
Ｂに関する測定値も示されている。
製し、次いで、各１０個の試験片Ａについて室温下で引
張り試験を行い、また残りの各１０個の試験片Ａについ
て１５０℃の加熱下で引張り試験を行ったところ、表４
の結果を得た。比較のため、表４には実施例１の試験片
Ｂに関する測定値も示されている。
【００３６】
【表４】 表４から明らかなように、接合材２を用いた試験片Ａ
は、室温下および１５０℃の加熱下において、エポキシ
樹脂系接着剤を用いた試験片Ｂに比べて接合強度が高
く、その接合強度は両環境下において全然変わらず、ま
たそのばらつきも小さい。
は、室温下および１５０℃の加熱下において、エポキシ
樹脂系接着剤を用いた試験片Ｂに比べて接合強度が高
く、その接合強度は両環境下において全然変わらず、ま
たそのばらつきも小さい。
【００３７】前記接合処理において、その加熱温度Ｔは
Ｔ＝５６０℃であってＴ≦６５０℃であるから、永久磁
石３の磁気特性を変化させるようなことはない。
Ｔ＝５６０℃であってＴ≦６５０℃であるから、永久磁
石３の磁気特性を変化させるようなことはない。
【００３８】その上、前記接合処理において、その接合
材２は固液共存状態となっており、Ｎｄを主成分とする
Ｎｄ60Ｃｕ40合金より生じた液相は高活性であると共に
永久磁石３の結晶粒界に存するＮｄ濃度の高い相と主成
分を共通にすることから永久磁石３に対して優れた濡れ
性を発揮し、また前記高活性化に伴いケイ素鋼板よりな
る短柱体１に対する濡れ性も極めて良好である。
材２は固液共存状態となっており、Ｎｄを主成分とする
Ｎｄ60Ｃｕ40合金より生じた液相は高活性であると共に
永久磁石３の結晶粒界に存するＮｄ濃度の高い相と主成
分を共通にすることから永久磁石３に対して優れた濡れ
性を発揮し、また前記高活性化に伴いケイ素鋼板よりな
る短柱体１に対する濡れ性も極めて良好である。
【００３９】したがって、前記のような接合材２を用い
ることによって、永久磁石３の磁気特性を損うことな
く、その永久磁石３と短柱体１とを強固に接合すること
ができる。 〔実施例３〕純度９９．９％のＮｄ、純度９９．９％の
Ｃｕおよび純度９９．９％のＡｌをＮｄ70Ｃｕ25Ａｌ5
合金が得られるように秤量し、次いでその秤量物を真空
溶解炉を用いて溶解し、その後、縦１０mm、横１０mm、
長さ５０mmのインゴットを鋳造した。このインゴット
に、マイクロカッタによる切断加工を施して、Ｎｄ70Ｃ
ｕ25Ａｌ5 合金よりなり、且つ縦１０mm、横１０mm、厚
さ０．３mmの薄板状接合材を得た。
ることによって、永久磁石３の磁気特性を損うことな
く、その永久磁石３と短柱体１とを強固に接合すること
ができる。 〔実施例３〕純度９９．９％のＮｄ、純度９９．９％の
Ｃｕおよび純度９９．９％のＡｌをＮｄ70Ｃｕ25Ａｌ5
合金が得られるように秤量し、次いでその秤量物を真空
溶解炉を用いて溶解し、その後、縦１０mm、横１０mm、
長さ５０mmのインゴットを鋳造した。このインゴット
に、マイクロカッタによる切断加工を施して、Ｎｄ70Ｃ
ｕ25Ａｌ5 合金よりなり、且つ縦１０mm、横１０mm、厚
さ０．３mmの薄板状接合材を得た。
【００４０】一方の金属部材として、縦１０mm、横１０
mm、厚さ３mmのＮｄＦｅＢ系永久磁石（住友特殊金属社
製、商品名ＮＥＯＭＡＸ−２８ＵＨ）を選定し、また他
方の金属部材として、厚さ０．４mmの冷間圧延鋼板を積
層してなり、且つ縦１０mm、横１０mm、長さ１５mmの直
方体状の積層体を選定した。
mm、厚さ３mmのＮｄＦｅＢ系永久磁石（住友特殊金属社
製、商品名ＮＥＯＭＡＸ−２８ＵＨ）を選定し、また他
方の金属部材として、厚さ０．４mmの冷間圧延鋼板を積
層してなり、且つ縦１０mm、横１０mm、長さ１５mmの直
方体状の積層体を選定した。
【００４１】図５に示すように、積層体５における各冷
間圧延鋼板６の端面によって形成された接合面上に接合
材２を、またその接合材２の上に永久磁石３をそれぞれ
重ね合せ、その重ね合せ物を真空加熱炉内に設置して、
加熱温度Ｔ＝５２０℃、加熱時間ｔ＝５分間の加熱工
程、それに次ぐ炉冷よりなる冷却工程を行って、永久磁
石３と積層体５とを接合材２により接合した接合体４を
得た。この加熱接合処理においては、加熱温度ＴがＴ＝
５２０℃であって、前記液相発生温度５１７℃を超えて
いるので、接合材２は液相状態となる。なお、積層体５
において、各冷間圧延鋼板６の接合にはかしめ手段７を
用いた。
間圧延鋼板６の端面によって形成された接合面上に接合
材２を、またその接合材２の上に永久磁石３をそれぞれ
重ね合せ、その重ね合せ物を真空加熱炉内に設置して、
加熱温度Ｔ＝５２０℃、加熱時間ｔ＝５分間の加熱工
程、それに次ぐ炉冷よりなる冷却工程を行って、永久磁
石３と積層体５とを接合材２により接合した接合体４を
得た。この加熱接合処理においては、加熱温度ＴがＴ＝
５２０℃であって、前記液相発生温度５１７℃を超えて
いるので、接合材２は液相状態となる。なお、積層体５
において、各冷間圧延鋼板６の接合にはかしめ手段７を
用いた。
【００４２】比較のため、各種接合材２を製造し、それ
ら接合材２を用いて前記同様に永久磁石３と積層体５と
を加熱接合して各種接合体４を得た。
ら接合材２を用いて前記同様に永久磁石３と積層体５と
を加熱接合して各種接合体４を得た。
【００４３】そして、各接合体４における永久磁石３の
破壊の有無を調べたところ、表５の結果を得た。
破壊の有無を調べたところ、表５の結果を得た。
【００４４】
【表５】 表５から明らかなように、接合材２として縦弾性係数Ｅ
がＥ≦１００００kgｆ／mm2 のものを用いると永久磁石
３の破壊を回避し得るが、Ｅ＞１００００kgｆ／mm2 の
接合材２を用いると永久磁石３に破壊が発生することが
判る。
がＥ≦１００００kgｆ／mm2 のものを用いると永久磁石
３の破壊を回避し得るが、Ｅ＞１００００kgｆ／mm2 の
接合材２を用いると永久磁石３に破壊が発生することが
判る。
【００４５】永久磁石と異種金属部材との接合におい
て、その接合強度向上の観点からは、前記実施例のよう
に永久磁石に含まれる希土類元素と接合材の主成分であ
る希土類元素とを一致させるのが望ましいが、例えば、
実施例３で示したようにＮｄを含む永久磁石の接合に当
り、Ｌａを主成分とする接合材を用いたり、またＳｍを
含む永久磁石の接合に当り、Ｓｍを主成分とする接合材
の外にＬａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｒ等を主成分とする接合材
を用いても前記と略同等の接合強度を得ることができ
る。
て、その接合強度向上の観点からは、前記実施例のよう
に永久磁石に含まれる希土類元素と接合材の主成分であ
る希土類元素とを一致させるのが望ましいが、例えば、
実施例３で示したようにＮｄを含む永久磁石の接合に当
り、Ｌａを主成分とする接合材を用いたり、またＳｍを
含む永久磁石の接合に当り、Ｓｍを主成分とする接合材
の外にＬａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｒ等を主成分とする接合材
を用いても前記と略同等の接合強度を得ることができ
る。
【００４６】なお、前記接合材は前記永久磁石以外の金
属部材と他の金属部材との接合にも用いられる。
属部材と他の金属部材との接合にも用いられる。
【００４７】
【発明の効果】本発明によれば、前記のように特定され
た組成を具備させることにより、比較的低温域にて液相
を生じて二つの金属部材を強固に接合することが可能な
接合材を提供することができる。
た組成を具備させることにより、比較的低温域にて液相
を生じて二つの金属部材を強固に接合することが可能な
接合材を提供することができる。
【００４８】特に、この接合材は、希土類元素を含む永
久磁石と異種金属部材との接合において、永久磁石の磁
気特性を損うことなく接合強度を高め得る、といった利
点を有する。
久磁石と異種金属部材との接合において、永久磁石の磁
気特性を損うことなく接合強度を高め得る、といった利
点を有する。
【図１】温度と熱膨脹率との関係を示すグラフである。
【図２】Ｃｕ−Ｎｄ系状態図の要部を示す。
【図３】金属部材と接合材との重ね合せ関係を示す斜視
図である。
図である。
【図４】接合体の一例を示す斜視図である。
【図５】接合体の他例を示す斜視図である。
１ 短柱体（金属部材） ２ 接合材 ３ 永久磁石（金属部材） ４ 接合体 ５ 積層体（金属部材） ６ 冷間圧延鋼板 ７ かしめ手段
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年２月２８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】
【表２】 また希土類元素系合金における亜、過共晶合金としては
以下のものを挙げることができる。各化学式において数
値の単位は原子％であり、これは以下同じである。Ｅは
縦弾性係数を意味する。Ｎｄ60Ｃｕ40合金（Ｅ＝４５０
０kgｆ／mm2 ）、Ｎｄ80Ｃｕ20合金（Ｅ＝３９５０kgｆ
／mm2 ）、Ｎｄ50Ｃｕ50合金（Ｅ＝９０００kgｆ／m
m2 ）、Ｎｄ90Ａｌ10合金（Ｅ＝３８５０kgｆ／m
m2 ）、Ｎｄ80Ｃｏ 20合金（Ｅ＝４０００kgｆ／m
m2 ）、Ｓｍ75Ｃｕ25合金（Ｅ＝４０００kgｆ／m
m 2 ）、Ｓｍ65Ｃｕ35合金（Ｅ＝４３００kgｆ／m
m2 ）、Ｌａ85Ｇａ15合金（Ｅ＝４０００kgｆ／m
m2 ）。さらに三元素合金としては、Ｎｄ65Ｆｅ5 Ｃｕ
30合金（液相発生温度５０１℃、Ｅ＝４２００kgｆ／mm
2 ）およびＮｄ70Ｃｕ25Ａｌ5 合金（液相発生温度４７
４℃、Ｅ＝４０００kgｆ／mm2 ）を挙げることができ
る。
以下のものを挙げることができる。各化学式において数
値の単位は原子％であり、これは以下同じである。Ｅは
縦弾性係数を意味する。Ｎｄ60Ｃｕ40合金（Ｅ＝４５０
０kgｆ／mm2 ）、Ｎｄ80Ｃｕ20合金（Ｅ＝３９５０kgｆ
／mm2 ）、Ｎｄ50Ｃｕ50合金（Ｅ＝９０００kgｆ／m
m2 ）、Ｎｄ90Ａｌ10合金（Ｅ＝３８５０kgｆ／m
m2 ）、Ｎｄ80Ｃｏ 20合金（Ｅ＝４０００kgｆ／m
m2 ）、Ｓｍ75Ｃｕ25合金（Ｅ＝４０００kgｆ／m
m 2 ）、Ｓｍ65Ｃｕ35合金（Ｅ＝４３００kgｆ／m
m2 ）、Ｌａ85Ｇａ15合金（Ｅ＝４０００kgｆ／m
m2 ）。さらに三元素合金としては、Ｎｄ65Ｆｅ5 Ｃｕ
30合金（液相発生温度５０１℃、Ｅ＝４２００kgｆ／mm
2 ）およびＮｄ70Ｃｕ25Ａｌ5 合金（液相発生温度４７
４℃、Ｅ＝４０００kgｆ／mm2 ）を挙げることができ
る。
Claims (4)
- 【請求項１】 加熱下で液相状態または固液共存状態の
一方の状態となって二つの金属部材を接合する接合材で
あって、希土類元素系合金より構成され、その希土類元
素系合金は、合金元素ＡＥとしてＣｕ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃ
ｏ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ｓ
ｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｂｉ、ＣｄおよびＩｎから選択される
少なくとも一種を５原子％≦ＡＥ≦５０原子％含有する
ことを特徴とする金属部材用接合材。 - 【請求項２】 液相状態または固液共存状態の一方の状
態となる温度ＴがＴ≦６５０℃である、請求項１記載の
金属部材用接合材。 - 【請求項３】 縦弾性係数ＥがＥ≦１００００kgｆ／mm
2 である、請求項１または２記載の金属部材用接合材。 - 【請求項４】 前記両金属部材の一方が希土類元素を含
む永久磁石であり、他方が異種金属部材である、請求項
２または３記載の金属部材用接合材。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25845394A JP3382383B2 (ja) | 1994-06-09 | 1994-10-24 | 金属部材用接合材 |
| EP95108943A EP0691175B1 (en) | 1994-06-09 | 1995-06-09 | Article made by joining two members together, and a brazing filler metal |
| DE69522390T DE69522390T2 (de) | 1994-06-09 | 1995-06-09 | Gegenstand hergestelt durch Verbinden von zwei Bauteilen und Hartlotzusatzmetall |
| US08/480,269 US5830585A (en) | 1994-06-09 | 1995-06-17 | Article made by joining two members together, and a brazing filler metal |
| US09/063,531 US6214480B1 (en) | 1994-06-09 | 1998-04-21 | Article made by joining two members together, and a brazing filler metal |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6-127804 | 1994-06-09 | ||
| JP12780494 | 1994-06-09 | ||
| JP25845394A JP3382383B2 (ja) | 1994-06-09 | 1994-10-24 | 金属部材用接合材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0852590A true JPH0852590A (ja) | 1996-02-27 |
| JP3382383B2 JP3382383B2 (ja) | 2003-03-04 |
Family
ID=26463667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25845394A Expired - Fee Related JP3382383B2 (ja) | 1994-06-09 | 1994-10-24 | 金属部材用接合材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3382383B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1026424C2 (nl) * | 2004-06-15 | 2005-12-19 | Siemens Ind Turbomachinery B V | Rotor voor elektromotor, compressoreenheid voorzien van rotor, werkwijze voor het vervaardigen van een rotor voor een elektromotor. |
| FR2949696A1 (fr) * | 2009-09-08 | 2011-03-11 | Commissariat Energie Atomique | Procede d'assemblage de pieces en materiaux a base de sic par brasage non-reactif, compositions de brasure, et joint et assemblage obtenus par ce procede. |
-
1994
- 1994-10-24 JP JP25845394A patent/JP3382383B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1026424C2 (nl) * | 2004-06-15 | 2005-12-19 | Siemens Ind Turbomachinery B V | Rotor voor elektromotor, compressoreenheid voorzien van rotor, werkwijze voor het vervaardigen van een rotor voor een elektromotor. |
| WO2005124973A1 (en) | 2004-06-15 | 2005-12-29 | Siemens Industrial Turbomachinery B.V. | Rotor for electric motor, compressor unit provided with rotor, method for producing a rotor for an electric motor |
| EP2403116A1 (en) * | 2004-06-15 | 2012-01-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Rotor for electric motor, compressor unit provided with rotor, method for producing a rotor for an electric motor |
| NO341566B1 (no) * | 2004-06-15 | 2017-12-04 | Siemens Ag | Rotor for elektrisk motor, kompressorenhet med rotor, fremgangsmåte for fremstilling av en elektrisk motor |
| FR2949696A1 (fr) * | 2009-09-08 | 2011-03-11 | Commissariat Energie Atomique | Procede d'assemblage de pieces en materiaux a base de sic par brasage non-reactif, compositions de brasure, et joint et assemblage obtenus par ce procede. |
| WO2011029785A1 (fr) * | 2009-09-08 | 2011-03-17 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Procede d' assemblage de pieces en materiaux a base de sic par brasage non-reactif, compositions de brasure, et joint et assemblage obtenus par ce procede |
| US8763883B2 (en) | 2009-09-08 | 2014-07-01 | Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives | Method for assembling parts made of SiC materials by non-reactive brazing, brazing compositions, and joint and assembly obtained by said method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3382383B2 (ja) | 2003-03-04 |
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