JPH091383A - 被接合部材の接合方法およびろう材 - Google Patents
被接合部材の接合方法およびろう材Info
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Abstract
せ、次いでろう材8を加熱して両被接合部材2,5を接
合する。ろう材8は、希土類元素REの含有量が33.
3原子%<RE<50原子%であり、また他の成分元素
EL の含有量が50原子%≦EL ≦66.3原子%であ
る合金よりなる。成分元素EL はCu、Co、Feおよ
びNiから選択される少なくとも一種である。ろう材8
は前記加熱下で固液共存状態となる。ろう材8より生じ
た液相は、種々の材質の被接合部材2,5に対して優れ
た濡れ性を発揮する。
Description
特に、両被接合部材間にろう材を介在させ、次いでその
ろう材を加熱して両被接合部材を接合する接合方法の改
良およびろう材にに関する。
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影
響を受ける、といった性質を有する。
ロータ本体に永久磁石を取付ける場合、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(例えば、特公昭
61−33339号公報参照)。
を用いると、永久磁石の濡れ性が悪いため接合強度が低
く、また温度上昇に伴いその接合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。
に接合し、且つ後処理を不要にし得る前記接合方法およ
びろう材を提供することを目的とする。
間にろう材を介在させ、次いで前記ろう材を加熱して両
被接合部材を接合するに当り、前記ろう材は、希土類元
素REの含有量が33.3原子%<RE<50原子%で
あり、また他の成分元素EL の含有量が50原子%≦E
L ≦66.7原子%である合金よりなり、前記成分元素
EL はCu、Co、FeおよびNiから選択される少な
くとも一種であり、前記加熱下で前記ろう材を固液共存
状態にすることを特徴とする。
含有量が33.3原子%<RE<50原子%であり、ま
た他の成分元素EL の含有量が50原子%≦EL ≦6
6.7原子%である合金よりなり、前記成分元素EL は
Cu、Co、FeおよびNiから選択される少なくとも
一種であることを特徴とする。
熱下で固相と液相とが共存する固液共存状態にすると、
希土類元素REを含む液相が高活性であることから、種
種の材質の被接合部材に対して優れた濡れ性を発揮し、
またろう材が優れた耐酸化性を有することもあって、ろ
う材よりなる接合層を介して両被接合部材が強固に接合
される。この場合、各被接合部材と接合層との間には相
互拡散が生じている。また前記組成のろう材は比較的低
い加熱温度で固液共存状態になるので、加熱による両被
接合部材の特性への影響は回避される。
態にあって高粘度であるから、両被接合部材間から食出
すことがなく、これにより、食出し部分または食出して
垂下がった部分をグラインダ等を用いて除去する、とい
った後処理は不要となる。
被接合部材間から食出したろう材が前記一方の被接合部
材の外面に玉状になって付着すると、その一方の被接合
部材にはろう材付着部を起点として割れが生じるが、こ
の問題は、前記のようにろう材の食出しが防止されるこ
とから回避される。
の含有量がRE<33.3原子%では、ろう材の液相発
生温度が高くなりすぎるため好ましくなく、一方、RE
>50原子%では、保管時および接合処理時ならびに接
合処理後において、ろう材およびそのろう材よりなる接
合層が酸化することがあるので好ましくない。その上、
高価な希土類元素REの含有量が多くなるので、ろう材
の製造コストの上昇を招く。
子%であるか、EL >66.7原子%であると、33.
3原子%<RE<50原子%の要件を満足することがで
きない。
うに設定する理由は既述の通りである。したがって、こ
のろう材は優れた濡れ性と耐酸化性を有する。
石等の希土類元素を含む永久磁石の濡れ性の悪さは、そ
の結晶粒界に希土類元素濃度の高い相が存在しているこ
とに起因する。前記ろう材より生じた液相は、高活性で
あると共に前記結晶粒界に存する希土類元素濃度の高い
相と同種の成分REを含有することから永久磁石に対し
て優れた濡れ性を発揮する。したがって、前記ろう材
は、希土類元素を含む永久磁石の接合に好適である。
合部材が、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2であり、他方の被接合
部材が、冷間圧延鋼板3を積層してかしめ手段4により
一体化した2つの積層体5である。
を経て形成された接合層6が存在する。各接合層6はろ
う材を前記加熱工程で固液共存状態にすることにより形
成される。なお、各積層体5に存する貫通孔7は引張り
試験においてチャックとの連結に用いられる。
3.3原子%<RE<50原子%であり、また他の成分
元素EL の含有量が50原子%≦EL ≦66.7原子%
である合金よりなる。
r、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、E
r、Tm、YbおよびLuから選択される少なくとも一
種が該当し、それらは単体、または混合物であるMm
(ミッシュメタル)、Di(ジジミウム)の形態で用い
られる。また成分元素EL には、Cu、Co、Feおよ
びNiから選択される少なくとも一種が該当する。
包晶組織および共晶組織の一方を有していてもよく、ま
たその組織には少なくとも一種の金属間化合物が含まれ
ていてもよい。
液相発生温度Tmおよび液相発生反応を示す。両表中、
「L」は液相を意味し、これは以下同じである。
おいて、Nd含有量が40原子%であるものはCo3 N
d2 単相組織を有する。
量が33.3原子%<Nd<50原子%であるNd−C
u系合金よりなるものを挙げることができる。この場合
の液相発生温度TmはTm=675℃であり、また液相
発生反応は、CuNd→Cu 2 Nd+L(包晶タイプ)
である。
造し、次いでそのインゴットから薄板状ろう材を切出す
方法、液体急冷法である単ロール法を適用して薄帯を製
造し、次いでその薄帯から箔状ろう材を切出す方法等が
適用される。ろう材の生産性向上の観点からは単ロール
法が優れている。この単ロール法によれば、耐酸化性の
良好な非晶質ろう材を得ることが可能であるが、前記組
成のろう材は、もともと優れた耐酸化性を有するので、
非晶質である必要はない。
は、図2に示すように、1つの積層体5の上向きの接合
面b上に1つのろう材8を、またろう材8の上に一方の
接合面aを下向きにした永久磁石2を、さらに永久磁石
2の上向きの他方の接合面a上にもう1つのろう材8
を、さらにまたろう材8の上にもう1つの積層体5を、
その接合面bを下向きにしてそれぞれ重ね合せて重ね合
せ物を作製し、次いで、その重ね合せ物を真空加熱炉内
に設置して、加熱下でろう材8を固液共存状態にし、そ
の後炉冷する、といった方法が採用される。
8を加熱下で固液共存状態にすると、希土類元素REを
含む液相が高活性であることから、永久磁石2および各
積層体5に対して優れた濡れ性を発揮し、またろう材8
が優れた耐酸化性を有することもあって、ろう材8より
なる接合層6を介して永久磁石2と各積層体5とが強固
に接合される。この場合、永久磁石2および各積層体5
と、接合層6との間には相互拡散が生じている。
石等の希土類元素を含む永久磁石2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、着磁後の保磁力 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 B
HC (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。表
1,2に示したろう材8はその液相発生温度TmがTm
≦650℃であって加熱温度T≦650℃で液相を発生
して固液共存状態になるので、接合処理時において永久
磁石2の磁気特性に影響を及ぼすことはない。これは積
層体5の特性についても同様である。
にあって高粘度であるから、永久磁石2および各積層体
5間から食出すことがなく、これにより、食出し部分ま
たは食出して垂下がった部分をグラインダ等を用いて除
去する、といった後処理は不要となり、またろう材8の
食出しに起因した永久磁石2の割れ発生を回避すること
ができる。
過ぎる場合には永久磁石2等の特性に影響を与えるの
で、h≦10時間であることが望ましく、生産性向上の
観点からはh≦1時間である。
接合処理後に行われる。 〔実施例1〕純度99.9%のCeと純度99.9%の
Cuとを、Ce40Cu60合金(数値の単位は原子%、こ
れは、ろう材組成において以下同じである。)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、Ce40Cu60合金よりな
り、且つ縦10mm、横10mm、厚さ0.5mmの薄板状ろ
う材8を得た。図3に示すように、Ce40Cu60合金は
包晶組織を備え、その包晶組織はCu2 Ce相をCuC
e相で包んだ形態を有する。この場合、包晶点は516
℃である。このろう材8は、大気中に放置しても変色せ
ず、したがって優れた耐酸化性を有する。
0mm、厚さ3mmのNdFeB系永久磁石(住友特殊金属
社製、商品名NEOMAX−28UH、キュリー点31
0℃)2を選定し、また他方の被接合部材として、厚さ
0.3mmの冷間圧延鋼板3を積層してなり、且つ縦10
mm、横10mm、長さ15mmの積層体5を選定した。
2つの積層体5と、2つのろう材8とを重ね合せて重ね
合せ物を作製し、同様の方法で合計20個の重ね合せ物
を作製した。
-5Torrの真空加熱炉内に設置して、加熱温度T=5
30℃、加熱時間h=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1に示すように各積
層体5と永久磁石2とをそれぞれ接合層6を介して接合
した20個の接合体1を得た。これらの接合体1を例1
とする。
=530℃であって、図3に示す包晶点(液相発生温度
Tm)516℃を超えているので、ろう材8は液相発生
反応、即ち、表1に示したように、CuCe→Cu2 C
e+Lを生じて固液共存状態となる。
液相との割合は、図3に示すようにCu2 Ce:L=
d:cであり、また液相の組成はCe59Cu41であっ
て、Ce濃度が高いことから高活性である。
積層体5間からのろう材8の食出しは生じていなかっ
た。また接合体1を大気中に放置しても接合層6の変
色、したがって酸化は認められなかった。
用いた場合、図3に示すように包晶点516℃で液相を
生じるので、加熱温度TをT≧516℃に設定すること
により、永久磁石2と各積層体5との接合が可能であ
る。このときの液相の組成はCe60Cu40である。
えば加熱温度Tの上限値であるT=650℃では液相量
は全ろう材量の略3分の1となる。このときの液相の組
成はCe52Cu48である。
系永久磁石2と、前記同様の2つの積層体5と、2層の
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)とよりなる前記同様の重ね合せ物を合計1
0個作製した。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、各積
層体5と永久磁石2とをそれぞれエポキシ樹脂系接着剤
を介して接合した前記同様の10個の接合体を得た。こ
れらの接合体を例2とする。
の各10個について室温下で引張り試験を行い、また接
合処理から1ケ月経過後において、接合体の例1の残り
の10個について室温下で引張り試験を行ったところ、
表3の結果を得た。なお、表3の引張強さは平均値であ
り、これは以下同じである。
た例1は、エポキシ樹脂系接着剤を用いた例2に比べて
接合強度が高く、その接合強度は150℃の加熱下にお
いても殆ど変わらず、またそのばらつきも小さかった。
例2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に低下することが判明した。
も、その接合強度に変化は見られない。これは接合層
6、したがってろう材8が優れた耐酸化性を有すること
に起因する。
度を10-1Torrに設定した以外は前記と同様の方法
で、前記接合体の例1に対応する接合体1の例1aを得
た。例1aの総数は10個である。
について室温下で引張り試験を行ったところ、その引張
強さは2.7kgf/mm2 であって、例1aは表3の例1
に示した、真空度10-5Torrの場合と略同等の接合
強度を有することが判明した。これは、ろう材8が優れ
た耐酸化性を有することに起因する。 〔実施例2〕純度99.9%のCeと純度99.9%の
Coとを、Ce40Co60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、Ce40Co60合金よりなり、且つ縦10m
m、横10mm、厚さ0.5mmの薄板状ろう材8を得た。
図4に示すように、Ce40Co60合金は共晶組織を有
し、その共晶組織はCo2 Ce相とCoCe3 相とより
なる。この場合、共晶点は440℃である。このろう材
8は、大気中に放置しても変色せず、したがって優れた
耐酸化性を有する。
0mm、厚さ3mmのNdFeB系永久磁石(住友特殊金属
社製、商品名NEOMAX−28UH、キュリー点31
0℃)2を選定し、また他方の被接合部材として、厚さ
0.3mmの冷間圧延鋼板3を積層してなり、且つ縦10
mm、横10mm、長さ15mmの積層体5を選定した。
2つの積層体5と、2つのろう材8とを重ね合せて重ね
合せ物を作製し、同様の方法で合計20個の重ね合せ物
を作製した。
-5Torrの真空加熱炉内に設置して、加熱温度T=4
60℃、加熱時間h=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1に示すように各積
層体5と永久磁石2とをそれぞれ接合層6を介して接合
した20個の接合体1を得た。これらの接合体1を例1
とする。
=460℃であって、図4に示す共晶点(液相発生温度
Tm)440℃を超えているので、ろう材8は液相発生
反応、即ち、表2に示したようにCo2 Ce+CoCe
3 →Lを生じて固液共存状態となる。
液相との割合は、図4に示すようにCo2 Ce:L=
d:cであり、また液相の組成はCe67Co33であっ
て、Ce濃度が高いことから高活性である。
積層体5間からのろう材8の食出しは生じていなかっ
た。また接合体1を大気中に放置しても接合層6の変
色、したがって酸化は認められなかった。
用いた場合、図4に示すように共晶点440℃で液相を
生じるので、加熱温度TをT≧440℃に設定すること
により永久磁石2と各積層体5との接合が可能である。
このときの液相の組成はCe 68Co32である。
えば加熱温度Tの上限値であるT=650℃は液相量は
全ろう材量の略4分の1となる。このときの液相の組成
はCe59Co41である。
0個について室温下で引張り試験を行い、また接合処理
から1ケ月経過後において、残りの10個について室温
下で引張り試験を行ったところ、表4の結果を得た。
の接合強度は接合処理直後と略同じである。これは接合
層6、したがってろう材8が優れた耐酸化性を有するこ
とに起因する。
度を10-1Torrに設定した以外は前記と同様の方法
で、前記接合体1の例1に対応する接合体1の例1aを
得た。例1aの総数は10個である。
について室温下で引張り試験を行ったところ、その引張
強さは2.8kgf/mm2 であって、例1aは表4の例1
に示した、真空度10-5Torrの場合に近似する接合
強度を有することが判明した。これは、ろう材8が優れ
た耐酸化性を有することに起因する。
タを示す。このロータ1は、成層鉄心よりなるロータ本
体(被接合部材)9に、Ce40Cu60合金製ろう材を用
いて複数のNdFeB系永久磁石2を接合したものであ
る。回転軸10のスプライン軸部11はロータ本体9の
スプライン孔12に圧入され、そのロータ本体9の一端
部が回転軸10に溶接部13を介して接合される。
0rpm 以上で高速回転してもロータ本体9からの永久磁
石2の脱落は皆無であった。
石相互の接合にも適用される。
組成および接合処理時におけるろう材の状態を前記のよ
うに特定することによって、両被接合部材を強固に接合
することができる。また両被接合部材間からろう材が食
出すことがないので、食出し部分等の除去、といった後
処理は不要である。さらに、例えば一方の被接合部材が
脆い場合、前記食出し部分がその部材に付着することに
起因したその部材の割れ発生、といった不具合も回避す
ることができる。
を含む永久磁石の接合に好適なろう材を提供することが
できる。
を示す斜視図である。
面図に相当する。
Claims (6)
- 【請求項1】 両被接合部材(2,5)間にろう材
(8)を介在させ、次いで前記ろう材(8)を加熱して
両被接合部材(2,5)を接合するに当り、前記ろう材
(8)は、希土類元素REの含有量が33.3原子%<
RE<50原子%であり、また他の成分元素EL の含有
量が50原子%≦EL ≦66.7原子%である合金より
なり、前記成分元素EL はCu、Co、FeおよびNi
から選択される少なくとも一種であり、前記加熱下で前
記ろう材(8)を固液共存状態にすることを特徴とす
る、被接合部材の接合方法。 - 【請求項2】 前記両被接合部材(2,5)の少なくと
も一方が希土類元素を含む永久磁石である、請求項1記
載の被接合部材の接合方法。 - 【請求項3】 接合処理時の加熱温度TがT≦650℃
である、請求項1または2記載の被接合部材の接合方
法。 - 【請求項4】 希土類元素REの含有量が33.3原子
%<RE<50原子%であり、また他の成分元素EL の
含有量が50原子%≦EL ≦66.7原子%である合金
よりなり、前記成分元素EL はCu、Co、Feおよび
Niから選択される少なくとも一種であることを特徴と
するろう材。 - 【請求項5】 包晶組織および共晶組織の一方の金属組
織を有し、その金属組織は少なくとも一種の金属間化合
物を有する、請求項4記載のろう材。 - 【請求項6】 液相発生温度TmがTm≦650℃であ
る、請求項4または5記載のろう材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14483095A JP3759198B2 (ja) | 1995-06-12 | 1995-06-12 | 被接合部材の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14483095A JP3759198B2 (ja) | 1995-06-12 | 1995-06-12 | 被接合部材の接合方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH091383A true JPH091383A (ja) | 1997-01-07 |
JP3759198B2 JP3759198B2 (ja) | 2006-03-22 |
Family
ID=15371440
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14483095A Expired - Fee Related JP3759198B2 (ja) | 1995-06-12 | 1995-06-12 | 被接合部材の接合方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3759198B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014222751A (ja) * | 2014-05-07 | 2014-11-27 | アギア システムズ エルエルシーAgere Systems LLC | Sn膜におけるウイスカの軽減 |
CN105057918A (zh) * | 2015-09-09 | 2015-11-18 | 钢铁研究总院 | 一种稀土铁基永磁体用带状钎焊料及其制备方法 |
-
1995
- 1995-06-12 JP JP14483095A patent/JP3759198B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014222751A (ja) * | 2014-05-07 | 2014-11-27 | アギア システムズ エルエルシーAgere Systems LLC | Sn膜におけるウイスカの軽減 |
CN105057918A (zh) * | 2015-09-09 | 2015-11-18 | 钢铁研究总院 | 一种稀土铁基永磁体用带状钎焊料及其制备方法 |
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JP3759198B2 (ja) | 2006-03-22 |
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