JPS5825553B2 - 鉄基材料の拡散溶接法 - Google Patents
鉄基材料の拡散溶接法Info
- Publication number
- JPS5825553B2 JPS5825553B2 JP52013680A JP1368077A JPS5825553B2 JP S5825553 B2 JPS5825553 B2 JP S5825553B2 JP 52013680 A JP52013680 A JP 52013680A JP 1368077 A JP1368077 A JP 1368077A JP S5825553 B2 JPS5825553 B2 JP S5825553B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bonding
- temperature
- diffusion
- diffusion welding
- iron
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- Expired
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- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
拡散溶接は大気、不活性ガス、真空中等で接合材をその
再結晶温度付近以上に昇温し、適当な加圧を行なって接
合するものであり、その接合機構は一般に次の如く考え
られる。
再結晶温度付近以上に昇温し、適当な加圧を行なって接
合するものであり、その接合機構は一般に次の如く考え
られる。
まず接合面の表面凹凸が温度上昇、加圧の効果を受けて
、降伏、クリープ現象を起こし、部分的に金属接触をお
こす。
、降伏、クリープ現象を起こし、部分的に金属接触をお
こす。
この金属接触を起こした部分がＰＬＡＮＡＲＧＲＡＩＮ
ＢＯＵＮＤＡＲＹとなり、接合が進み始める。
ＢＯＵＮＤＡＲＹとなり、接合が進み始める。
一方接触しない部分は空げきとなるが、加熱、加圧を続
けると、この空げきは原子の粒界拡散、粒内拡散でだん
だん収縮していき、ある時間経過すると消滅して接合が
完了する。
けると、この空げきは原子の粒界拡散、粒内拡散でだん
だん収縮していき、ある時間経過すると消滅して接合が
完了する。
したがってその接合サイクルは、この接合機構に合致し
た降伏、クリープによる金属接触促進のための加圧と原
子拡散を促進させるための高温加熱保持からなる第１図
の接合サイクルが一般に使われる。
た降伏、クリープによる金属接触促進のための加圧と原
子拡散を促進させるための高温加熱保持からなる第１図
の接合サイクルが一般に使われる。
またある場合には原子拡散を十分性なわせるべく、後熱
過程を設けた第２図の接合サイクルを設いることもある
。
過程を設けた第２図の接合サイクルを設いることもある
。
いずれにしても、従来の接合サイクルは原子拡散を行な
わせるのに長時間の高温加熱を行なう点に特徴があり、
これが工業的に実用する場合、エネルギ損失、生産性低
下を招き、実用化のネックとなることが多い。
わせるのに長時間の高温加熱を行なう点に特徴があり、
これが工業的に実用する場合、エネルギ損失、生産性低
下を招き、実用化のネックとなることが多い。
本発明は、このような欠点を解消した新しい拡散溶接法
を提供するものであり、その特徴とするところは、鉄基
材料を拡散溶接するにあたり、接合材の表面凹凸が降伏
、クリープを起こし部分的に金属接触を生じる加熱と加
圧を短時間行ない、その後接合材のＡ３．Ａ、変態点の
上下を１〜数回の降温、昇温を繰返し接合を行なうこと
にある。
を提供するものであり、その特徴とするところは、鉄基
材料を拡散溶接するにあたり、接合材の表面凹凸が降伏
、クリープを起こし部分的に金属接触を生じる加熱と加
圧を短時間行ない、その後接合材のＡ３．Ａ、変態点の
上下を１〜数回の降温、昇温を繰返し接合を行なうこと
にある。
本発明方法は、接合材を従来の加熱温度、加圧力で短時
間保持したあと、接合材の変態点の上下を１〜数回の高
温、昇温を繰返し、接合を行なわしめるものであり、即
ち接合材表面の金属接触は従来通りに行なうが、原子拡
散は接合材の変態時に起こる激しい原子拡散を使用し、
少い熱エネルギで短時間に接合を完遂させ、よって本方
法によれば少エネルギ損失、高生産性ですぐれた溶接継
手を得ることができる。
間保持したあと、接合材の変態点の上下を１〜数回の高
温、昇温を繰返し、接合を行なわしめるものであり、即
ち接合材表面の金属接触は従来通りに行なうが、原子拡
散は接合材の変態時に起こる激しい原子拡散を使用し、
少い熱エネルギで短時間に接合を完遂させ、よって本方
法によれば少エネルギ損失、高生産性ですぐれた溶接継
手を得ることができる。
本発明拡散溶接法の接合サイクルの原理を第３図、およ
びそれを従来サイクルと比較した第４図について説明す
る。
びそれを従来サイクルと比較した第４図について説明す
る。
第３図において、ａの過程は接合材が温度上昇、加圧の
効果を受けて接合表面凹凸が降伏、クリープ現象を起こ
し、部分的に金属接触を起こす過程で温度、加圧力の値
は従来方法と変わりない。
効果を受けて接合表面凹凸が降伏、クリープ現象を起こ
し、部分的に金属接触を起こす過程で温度、加圧力の値
は従来方法と変わりない。
しかし、第４図で判るように従来方法がこの温度、加圧
を長く保持して接合を成就するのに対し、本願方法は次
のｂの過程で原子拡散を強力に行なわしめるため、ａの
時間はごく短時間である。
を長く保持して接合を成就するのに対し、本願方法は次
のｂの過程で原子拡散を強力に行なわしめるため、ａの
時間はごく短時間である。
ｂの過程は接合材のＡ３変態点より約５０〜１００℃上
とＡ、変態点より約５０〜１００℃下の温度間を、１〜
数回、降温、昇温を繰返し、従来方法にはない動的温度
サイクルを与える過程である。
とＡ、変態点より約５０〜１００℃下の温度間を、１〜
数回、降温、昇温を繰返し、従来方法にはない動的温度
サイクルを与える過程である。
またｂの過程も降温、昇温だけで温度保持がないため、
時間が短かく、合計の接合時間は従来方法に比べ著しく
短かいものとなる。
時間が短かく、合計の接合時間は従来方法に比べ著しく
短かいものとなる。
しかしてこの本発明方法において、ａの過程は接合材表
面の凹凸が降伏、クリープ現象を起こし、部分的に金属
接触を起こす過程で従来方法の効果と変わりないが、次
のｂの過程がこの方法の根底をなすもので、接合材の変
態点の上下を降温、昇温させるものであるが、これによ
り次の変態が促進される。
面の凹凸が降伏、クリープ現象を起こし、部分的に金属
接触を起こす過程で従来方法の効果と変わりないが、次
のｂの過程がこの方法の根底をなすもので、接合材の変
態点の上下を降温、昇温させるものであるが、これによ
り次の変態が促進される。
Ａ３変態 オースアナイト フェライト＋オーステナイ
ト０− 。
ト０− 。
Ａ、変態 フェライト＋オースアナイト フェライト
＋〈− ノ（−ライト この相変態は金相掌上、原子の拡散変態によるもので、
原子の拡散移動により金属相の相変化を起こすものであ
る。
＋〈− ノ（−ライト この相変態は金相掌上、原子の拡散変態によるもので、
原子の拡散移動により金属相の相変化を起こすものであ
る。
したがって、ａの過程で金属接触したＰＬＡＮＲＧＲＡ
ＩＮ ＢＯＵＮＤＡＲＹはこの変態による原子拡散で短
時間に強力に接合を進行し、また空げきの消滅について
も、この原子拡散が粒界拡散、粒内拡散を促進して短時
間に接合を完遂させることになる。
ＩＮ ＢＯＵＮＤＡＲＹはこの変態による原子拡散で短
時間に強力に接合を進行し、また空げきの消滅について
も、この原子拡散が粒界拡散、粒内拡散を促進して短時
間に接合を完遂させることになる。
なお加圧については歪速度制御等の必要はなく、通常の
加圧を行なえば良い。
加圧を行なえば良い。
このように従来方法では原子拡散が高温加熱保持による
のに対し、本発明方法では相変化の際の原子拡散を用い
ることで短時間内に強力な接合を推進でき、第４図に示
す温度、時間の比較から判るごとく、少ないエネルギで
短時間の溶接を可能にする。
のに対し、本発明方法では相変化の際の原子拡散を用い
ることで短時間内に強力な接合を推進でき、第４図に示
す温度、時間の比較から判るごとく、少ないエネルギで
短時間の溶接を可能にする。
本発明方法の実施例を以下説明する。
（１）軟鋼の溶接
５８４１材を第５図の接合サイクルで真空中（１０”Ｔ
ｏｒｒ）で接合試験した。
ｏｒｒ）で接合試験した。
接合後、継手部の引張試験を行なったところ、３８〜４
４ｋｇ／−の継手強度が得られ、破断部は母材であった
。
４ｋｇ／−の継手強度が得られ、破断部は母材であった
。
一方、従来接合サイクルで同一接合時間の比較試験を行
なった。
なった。
即ち接合温度９５０℃、接合時間３５分、加圧力２ｋｇ
／ｌｆＬ？Ｌの接合試験を行なったが、継手強度は２０
〜３５ｋｇ／７Ｉ！ｉでバラツキが多く値も低かった。
／ｌｆＬ？Ｌの接合試験を行なったが、継手強度は２０
〜３５ｋｇ／７Ｉ！ｉでバラツキが多く値も低かった。
これより本発明方法がすぐれた方法であることが判った
。
。
（２）低合金鋼の溶接
ＳＮＣＭＳ材を第６図の接合サイクルで真空中（１０’
Ｔｏｒｒ）で接合試験した。
Ｔｏｒｒ）で接合試験した。
接合後、８６０℃油冷、６５０℃空冷の焼入れ、焼戻し
の熱処理をして継手部の引張試験を行なったところ、１
００〜１１０ｋｇ／ｍ４の継手強度が得られ、破断部は
母材であった。
の熱処理をして継手部の引張試験を行なったところ、１
００〜１１０ｋｇ／ｍ４の継手強度が得られ、破断部は
母材であった。
一方、従来接合サイクルで同一接合時間の比較試験を行
なった。
なった。
即ち接合温度９５０℃、接合時間３０分、加圧力２ｋｇ
／−の接合試験を行ない、そのあと、８６０℃油４．６
５０℃空冷の焼入れ、焼戻しの熱処理をして継手部の引
張試験を行なったが、継手強度は５０〜７０ｋｙ、２ｍ
４でバラツキが多く値も低かった。
／−の接合試験を行ない、そのあと、８６０℃油４．６
５０℃空冷の焼入れ、焼戻しの熱処理をして継手部の引
張試験を行なったが、継手強度は５０〜７０ｋｙ、２ｍ
４でバラツキが多く値も低かった。
これより本発明方法がすぐれた方法であることが判った
。
。
（３）１３％Ｃｒ鋼の溶接
ＳＵＳ ４１０材を第７図の接合サイクルで真空中（１
０’Ｔｏｒｒ）で接合試験した。
０’Ｔｏｒｒ）で接合試験した。
接合後、９８０℃油冷、５９０℃空冷の焼入れ、焼戻し
の熱処理をして、継手部の引張試験を行なったところ、
８５〜９５ｋｇ／−の継手強度が得られ、破断部は母材
であった。
の熱処理をして、継手部の引張試験を行なったところ、
８５〜９５ｋｇ／−の継手強度が得られ、破断部は母材
であった。
一方、従来接合サイクルで、同一接合時間の比較試験を
行なった。
行なった。
即ち、接合温度１０５０℃接合時間４０分、加圧力２ｋ
ｇ／−の接合試験を行ない、そのあと９８０℃油冷、５
９０℃空冷の焼入れ、焼戻しの熱処理をして、継手部の
引張試験を行なったが、継手強度は１０〜５０ｋｇ／ｍ
ｔ？ｔでバラツキが多く値も低かった。
ｇ／−の接合試験を行ない、そのあと９８０℃油冷、５
９０℃空冷の焼入れ、焼戻しの熱処理をして、継手部の
引張試験を行なったが、継手強度は１０〜５０ｋｇ／ｍ
ｔ？ｔでバラツキが多く値も低かった。
これより本発明方法がすぐれた方法であることが判った
。
。
第１図および第２図は従来の拡散溶接法の接合サイクル
を示す図表、第３図は本発明拡散溶接法の接合サイクル
を示す図表、第４図は第１図〜第３図の接合サイクルの
比較を示す図表、第５図〜第７図は本発明拡散溶接法の
実施例における接合サイクルの図表である。
を示す図表、第３図は本発明拡散溶接法の接合サイクル
を示す図表、第４図は第１図〜第３図の接合サイクルの
比較を示す図表、第５図〜第７図は本発明拡散溶接法の
実施例における接合サイクルの図表である。
Claims (1)
- １ 鉄基材料を拡散溶接するにあたり、接合材の表面凹
凸が降伏、クリープを起こし部分的に金属接触を生じる
加熱と加圧を短時間行ない、その後接合材のＡａ 、Ａ
Ｉ変態点の上下を１〜数回の降温、昇温を繰返し接合を
行なうことを特徴とする鉄基材料の拡散溶接法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52013680A JPS5825553B2 (ja) | 1977-02-10 | 1977-02-10 | 鉄基材料の拡散溶接法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52013680A JPS5825553B2 (ja) | 1977-02-10 | 1977-02-10 | 鉄基材料の拡散溶接法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5399054A JPS5399054A (en) | 1978-08-30 |
| JPS5825553B2 true JPS5825553B2 (ja) | 1983-05-27 |
Family
ID=11839891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52013680A Expired JPS5825553B2 (ja) | 1977-02-10 | 1977-02-10 | 鉄基材料の拡散溶接法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5825553B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4899923A (en) * | 1988-01-14 | 1990-02-13 | Electric Power Research Institute, Inc. | High pressure bonding process |
| JP5745789B2 (ja) * | 2010-07-09 | 2015-07-08 | トヨタ自動車株式会社 | ダイカスト金型材の固相拡散接合方法 |
| DE102012109782A1 (de) * | 2012-10-15 | 2014-04-17 | Karlsruher Institut für Technologie | Schichtverbund |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4998750A (ja) * | 1973-01-30 | 1974-09-18 |
-
1977
- 1977-02-10 JP JP52013680A patent/JPS5825553B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4998750A (ja) * | 1973-01-30 | 1974-09-18 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5399054A (en) | 1978-08-30 |
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