JPS58141880A - 超硬合金の接合方法 - Google Patents
超硬合金の接合方法Info
- Publication number
- JPS58141880A JPS58141880A JP57024082A JP2408282A JPS58141880A JP S58141880 A JPS58141880 A JP S58141880A JP 57024082 A JP57024082 A JP 57024082A JP 2408282 A JP2408282 A JP 2408282A JP S58141880 A JPS58141880 A JP S58141880A
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- Japan
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- cemented carbide
- sintered hard
- hard alloy
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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
- B23K15/00—Electron-beam welding or cutting
- B23K15/0046—Welding
- B23K15/0093—Welding characterised by the properties of the materials to be welded
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (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】
本発明は複数個の超硬合金部材を完全に接合して大型部
品や複雑形状の超硬合金部材を製造する方法に関する。
品や複雑形状の超硬合金部材を製造する方法に関する。
超硬合金は高硬度、耐摩耗性が高く種々の工業用途に利
用されている。用途が広がるにつれて大型部品や複雑な
形状の部品の要求が高まっているが、通常の粉末冶金技
術のみではこの要求を満足することができず、この場合
は２個以上の超硬合金を予め製作しておき、これを接合
することが行ｃｈａｐる。しかしながらこの超硬合金の
接合は超硬合金の融点が高く硬度が高いために非常に困
難であり、−例として超硬合金同志の当接面を１８００
〜１５００℃の温度に加熱して圧力をかけて接合面で相
互拡散を行わせて接合する方法がある。
用されている。用途が広がるにつれて大型部品や複雑な
形状の部品の要求が高まっているが、通常の粉末冶金技
術のみではこの要求を満足することができず、この場合
は２個以上の超硬合金を予め製作しておき、これを接合
することが行ｃｈａｐる。しかしながらこの超硬合金の
接合は超硬合金の融点が高く硬度が高いために非常に困
難であり、−例として超硬合金同志の当接面を１８００
〜１５００℃の温度に加熱して圧力をかけて接合面で相
互拡散を行わせて接合する方法がある。
しかしこの場合、高温下で全体を加圧するため超硬合金
自体が変形したり、拡散不充分だったりして完全な接合
を行うことが困難である。又大型の製品を製作する場合
には加圧装置が大型化する問題があった。
自体が変形したり、拡散不充分だったりして完全な接合
を行うことが困難である。又大型の製品を製作する場合
には加圧装置が大型化する問題があった。
本発明者らはこの様な問題を解決し、前述の大型化、複
雑形状の要望に対応すべく鋭意研究を進めた結果本発明
の方法が極めて有効であることを見出した。
雑形状の要望に対応すべく鋭意研究を進めた結果本発明
の方法が極めて有効であることを見出した。
本発明の特徴は第１図に示す如く超硬合金部材ｌと２の
当接面１’１２’の間に金属薄板３を挿入密着せしめ、
この金属板に電子ビーム又はレーザービームの如き高エ
ネルギービームＡを照射して溶融せしめることによって
溶接接合した後、真空中あるいは不活性ガス中で１８５
０°〜１５００℃の温度に加熱して接合面に介在する金
属を超硬合金中に拡散させることである。又、本発明の
もう一つの方法は、上述の如く溶接接合した接合超硬合
金部材を作製したのち、熱間静水圧加圧装置（ＨＩＰ）
の中で１０００−２０００Ｋｐ／ｃ！１１”の圧力下に
Ｃ１３５０°Ｃ〜１５００℃の温度で拡散接合を行わし
めて完全に一体化した超硬合金部材を得る方法である。
当接面１’１２’の間に金属薄板３を挿入密着せしめ、
この金属板に電子ビーム又はレーザービームの如き高エ
ネルギービームＡを照射して溶融せしめることによって
溶接接合した後、真空中あるいは不活性ガス中で１８５
０°〜１５００℃の温度に加熱して接合面に介在する金
属を超硬合金中に拡散させることである。又、本発明の
もう一つの方法は、上述の如く溶接接合した接合超硬合
金部材を作製したのち、熱間静水圧加圧装置（ＨＩＰ）
の中で１０００−２０００Ｋｐ／ｃ！１１”の圧力下に
Ｃ１３５０°Ｃ〜１５００℃の温度で拡散接合を行わし
めて完全に一体化した超硬合金部材を得る方法である。
接合面に挿入する金属板は厚みが０．１〜ＩＩｕＩＬ
のＮｌ ＊ Ｃｏ 等の薄板を用いる。厚み０．１１
ＪＥ 以下では接合後の拡散が不充分であり、超硬合金
が損傷され、ＩＢ以上では拡散距離が長くな９接合部の
硬度、強度が超硬合金に較べて不充分である。
のＮｌ ＊ Ｃｏ 等の薄板を用いる。厚み０．１１
ＪＥ 以下では接合後の拡散が不充分であり、超硬合金
が損傷され、ＩＢ以上では拡散距離が長くな９接合部の
硬度、強度が超硬合金に較べて不充分である。
第２図は溶接接合後の加熱処理で起る拡散の状況を説明
するための接合部の模式断面図であり、４はＷＣ等の硬
質相、５はＧｏ などの結合相であり、８が挿入金属
板であり、加熱又は加圧加熱によって超硬合金中のＷＣ
、Ｃｏ が接合部へ、又接合部のＮｉ などが超硬合
金の結合相に相互に拡散する。温度１８５０℃〜１５０
０℃ の温度では超硬合金中に液相が生成し、ＷＣが結
合金属であるＣｏ 相に溶解しＮｉ ＠ｔｉｃ拡散し
、同時に接合部のＮｉ は超硬合金中に拡散して接合
部８は消滅し、完全な接合体とすることができる。
するための接合部の模式断面図であり、４はＷＣ等の硬
質相、５はＧｏ などの結合相であり、８が挿入金属
板であり、加熱又は加圧加熱によって超硬合金中のＷＣ
、Ｃｏ が接合部へ、又接合部のＮｉ などが超硬合
金の結合相に相互に拡散する。温度１８５０℃〜１５０
０℃ の温度では超硬合金中に液相が生成し、ＷＣが結
合金属であるＣｏ 相に溶解しＮｉ ＠ｔｉｃ拡散し
、同時に接合部のＮｉ は超硬合金中に拡散して接合
部８は消滅し、完全な接合体とすることができる。
本発明の方法で用いる高エネルギービームは電子ビーム
あるいはレーザービームのようにビーム径の細い方が望
ましい。何故ならビームが接合部に深く浸透して超硬合
金本体を損傷することなく接合することができる。
あるいはレーザービームのようにビーム径の細い方が望
ましい。何故ならビームが接合部に深く浸透して超硬合
金本体を損傷することなく接合することができる。
又、高エネルギービームで溶接する場合、接合部の全面
を溶解する必要はなく当接面の外周部のみを溶接しても
良い。第８図はその一例を示すものであり、第８図の接
合部断面にお％ｚて７シよ超硬合金同志の当接面であり
、外周部６が金属薄部を挿入密着して電子ビーム等を照
射溶融せしめて溶接する溶接面である。このような状態
で溶接し、１４００℃以上の温度で加熱することによっ
て；Ｃ０ＷＣ及びＮｉが相互に拡散することによって充
分目的をはたすことができる。
を溶解する必要はなく当接面の外周部のみを溶接しても
良い。第８図はその一例を示すものであり、第８図の接
合部断面にお％ｚて７シよ超硬合金同志の当接面であり
、外周部６が金属薄部を挿入密着して電子ビーム等を照
射溶融せしめて溶接する溶接面である。このような状態
で溶接し、１４００℃以上の温度で加熱することによっ
て；Ｃ０ＷＣ及びＮｉが相互に拡散することによって充
分目的をはたすことができる。
溶接後の加熱は１３２０℃から１５００℃の温度範囲が
望ましい。１８２０℃以下では十分な液相力；生成せず
、しかも拡散が進みにくい。又１５００℃以上では超硬
合金が変形したり、雰囲気中のガスを吸収したり浸炭し
たりして良好な超硬合金の性質を維持することが困難で
ある。
望ましい。１８２０℃以下では十分な液相力；生成せず
、しかも拡散が進みにくい。又１５００℃以上では超硬
合金が変形したり、雰囲気中のガスを吸収したり浸炭し
たりして良好な超硬合金の性質を維持することが困難で
ある。
次に実施例について説明する。
実施例１゜
ＷＣ−２０％ＣＯの超硬合金リング（外径（ｌＱＱｊｒ
ｍ。
ｍ。
内径５ＱＱａｕａ＊１厚み３０ＪＩＸ） の大型品を
製作するに当り、最終形状の４分割した形状（第４図９
．９′、０＃、０＃／）の超硬合金を製作した。その当
接面８．８′、８＃、８ｆＩｋ研摩した後、円環状に組
合せ、各当接面に０．５ＢのＣＯ薄板を挿入し、これに
１５０ＫＶ、 ８０ｆｆｌＡの条件で電子ビームを照
射し、ビート深さ１５ｍで上下面溶接した。そのあと真
空中（１０−’ Ｔｏｒｒ ） にて１４５０℃、１
時間加熱を行った。得られた超硬合金は完全接合され強
度は溶接なしで製作したものと同じ強度が得られた。
製作するに当り、最終形状の４分割した形状（第４図９
．９′、０＃、０＃／）の超硬合金を製作した。その当
接面８．８′、８＃、８ｆＩｋ研摩した後、円環状に組
合せ、各当接面に０．５ＢのＣＯ薄板を挿入し、これに
１５０ＫＶ、 ８０ｆｆｌＡの条件で電子ビームを照
射し、ビート深さ１５ｍで上下面溶接した。そのあと真
空中（１０−’ Ｔｏｒｒ ） にて１４５０℃、１
時間加熱を行った。得られた超硬合金は完全接合され強
度は溶接なしで製作したものと同じ強度が得られた。
実施例２゜
第５図に示す如く、円柱状超硬合金部材１０と短形板の
超硬合金部材１１とを予め製作し、両者の当接面を研摩
した後、その当接面１２に０．２１１厚のＮｉ 薄板
を挿入密着せしめ、実施例１で示した電子ビームで当接
面を溶接した。この接合部材を、熱間静水圧プレスによ
って１８５０℃、１時間Ａｒガス圧１０００ Ｋｐ／ｃ
ｍ”の中で加圧加熱して相互拡散せしめた。接合面は完
全に一体化し、ブローホール、キレンの全くない接合超
硬合金部材が得られた。
超硬合金部材１１とを予め製作し、両者の当接面を研摩
した後、その当接面１２に０．２１１厚のＮｉ 薄板
を挿入密着せしめ、実施例１で示した電子ビームで当接
面を溶接した。この接合部材を、熱間静水圧プレスによ
って１８５０℃、１時間Ａｒガス圧１０００ Ｋｐ／ｃ
ｍ”の中で加圧加熱して相互拡散せしめた。接合面は完
全に一体化し、ブローホール、キレンの全くない接合超
硬合金部材が得られた。
第１図は本発明の方法の原理を説明するための断面図、
第２図は接合部の拡大断面図、第８図は本発明の他の実
施例を示す接合部の断面図、第４図、第５図は本発明の
方法による異形状の超硬合金の実施例を示す上面と断面
図である。 １．２．９．１Ｏ１ｌｌ；超硬合金部材、８；金属薄板
、４；硬質相、５；結合相、６；溶接面、１’、 ２’
１７．８’１１２；接合面。 ″’＊３図
第２図は接合部の拡大断面図、第８図は本発明の他の実
施例を示す接合部の断面図、第４図、第５図は本発明の
方法による異形状の超硬合金の実施例を示す上面と断面
図である。 １．２．９．１Ｏ１ｌｌ；超硬合金部材、８；金属薄板
、４；硬質相、５；結合相、６；溶接面、１’、 ２’
１７．８’１１２；接合面。 ″’＊３図
Claims (4)
- （１）複数個の超硬合金部材の当接面に金属薄板を挿入
密着せしめ、該金属板に高エネルギービームを照射して
該金属板を溶融せしめると共に、超硬合金の液相生成温
度（ｉａ２ｏ℃）以上に加熱して、該金属板の金属相と
超硬合金との間に相互拡散させ、しかるのちに凝固せし
める事を特徴とする超硬合金の接合方法。 - （２）複数個の超硬合金部材の当接面に金属板を挿入密
着せしめ、該金属板に高エネルギービームを照射して該
挿入金属板を溶解凝固させて予備的に接合し、この接合
超硬合金部材を超硬合金の液相生成温度（１ａ２ｏ℃）
以上にて熱間静水圧装置で加圧下で加熱して接合部金属
と超硬合金との間に相互拡散させることを特徴とする超
硬合金の接合方法。 - （３）特許請求の範囲第（１）項、第（２）項において
、高エネルギービームが電子ビーム又はレーザービーム
であることを特徴とする超硬合金の接合方法。 - （４）特許請求の範囲第（１）項、第（２）項において
、当接面に挿入する金属板の厚みがＱ、ｌ’−１１３Ｌ
であることを特徴とする超硬合金の接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57024082A JPS58141880A (ja) | 1982-02-16 | 1982-02-16 | 超硬合金の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57024082A JPS58141880A (ja) | 1982-02-16 | 1982-02-16 | 超硬合金の接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58141880A true JPS58141880A (ja) | 1983-08-23 |
| JPH028833B2 JPH028833B2 (ja) | 1990-02-27 |
Family
ID=12128481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57024082A Granted JPS58141880A (ja) | 1982-02-16 | 1982-02-16 | 超硬合金の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58141880A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63126686A (ja) * | 1986-11-07 | 1988-05-30 | ユナイテッド・テクノロジーズ・コーポレイション | 複数の金属材料よりなる物品の製造方法 |
| JP2007268647A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Mitsubishi Materials Kobe Tools Corp | エンドミル |
| JP2008132539A (ja) * | 2006-10-31 | 2008-06-12 | Nippon Tungsten Co Ltd | 塗布工具用先端部材とそれを具備する塗布工具 |
| JP2011115829A (ja) * | 2009-12-04 | 2011-06-16 | Nippon Steel Corp | 耐疲労特性に優れた大型溶接鋼管とその高能率製造方法 |
| US8138577B2 (en) | 2008-03-27 | 2012-03-20 | Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co., Ltd. | Pulse-laser bonding method for through-silicon-via based stacking of electronic components |
| JP2013163218A (ja) * | 2012-02-13 | 2013-08-22 | Toyohashi Univ Of Technology | 超硬合金の拡散接合方法および超硬合金の拡散接合体 |
| CN103273205A (zh) * | 2013-04-24 | 2013-09-04 | 哈尔滨工业大学 | 一种电子束复合瞬时液相扩散连接gh4169高温合金的方法 |
| CN103302345A (zh) * | 2012-03-06 | 2013-09-18 | 三菱综合材料株式会社 | 超高压烧结体制切削工具 |
-
1982
- 1982-02-16 JP JP57024082A patent/JPS58141880A/ja active Granted
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63126686A (ja) * | 1986-11-07 | 1988-05-30 | ユナイテッド・テクノロジーズ・コーポレイション | 複数の金属材料よりなる物品の製造方法 |
| JP2007268647A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Mitsubishi Materials Kobe Tools Corp | エンドミル |
| JP2008132539A (ja) * | 2006-10-31 | 2008-06-12 | Nippon Tungsten Co Ltd | 塗布工具用先端部材とそれを具備する塗布工具 |
| US8138577B2 (en) | 2008-03-27 | 2012-03-20 | Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co., Ltd. | Pulse-laser bonding method for through-silicon-via based stacking of electronic components |
| JP2011115829A (ja) * | 2009-12-04 | 2011-06-16 | Nippon Steel Corp | 耐疲労特性に優れた大型溶接鋼管とその高能率製造方法 |
| JP2013163218A (ja) * | 2012-02-13 | 2013-08-22 | Toyohashi Univ Of Technology | 超硬合金の拡散接合方法および超硬合金の拡散接合体 |
| CN103302345A (zh) * | 2012-03-06 | 2013-09-18 | 三菱综合材料株式会社 | 超高压烧结体制切削工具 |
| CN103302345B (zh) * | 2012-03-06 | 2016-05-11 | 三菱综合材料株式会社 | 超高压烧结体制切削工具 |
| CN103273205A (zh) * | 2013-04-24 | 2013-09-04 | 哈尔滨工业大学 | 一种电子束复合瞬时液相扩散连接gh4169高温合金的方法 |
| CN103273205B (zh) * | 2013-04-24 | 2015-08-19 | 哈尔滨工业大学 | 一种电子束复合瞬时液相扩散连接gh4169高温合金的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH028833B2 (ja) | 1990-02-27 |
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