JPS60255678A - セラミツク製回転体と金属製回転軸との接合方法 - Google Patents
セラミツク製回転体と金属製回転軸との接合方法Info
- Publication number
- JPS60255678A JPS60255678A JP59108313A JP10831384A JPS60255678A JP S60255678 A JPS60255678 A JP S60255678A JP 59108313 A JP59108313 A JP 59108313A JP 10831384 A JP10831384 A JP 10831384A JP S60255678 A JPS60255678 A JP S60255678A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fitting hole
- boss
- rotating body
- rotating shaft
- metal rotating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Ceramic Products (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】
〔発明の利用分野〕
本発明はセラミック製回転体と金属製回転軸との接合方
法に係り、特に回転体と回転軸との接合部に高い強度が
要求される場合に適用して好適なセラミック製回転体と
金属製回転軸との接合方法に関する。
法に係り、特に回転体と回転軸との接合部に高い強度が
要求される場合に適用して好適なセラミック製回転体と
金属製回転軸との接合方法に関する。
〔発明の背景］
セラミックと金属との接合方法は種々あるが、機械的締
結法および接着法（無機あるいは有機接着剤を使用する
）以外は、高温下においてセラミツと金属とを接合する
ため、接合後の常温ではセラミックと金属との熱膨張差
に起因して接合部に熱応力が残留する。従って、その接
合部の強度は低い。一方、機械的締結法および接着法で
は、接合部に熱応力は残留しないが、高温下では接合部
強度が低下する。また機械的締結法の例として、特開昭
５５−１４０７７１号公報で開示されているように。
結法および接着法（無機あるいは有機接着剤を使用する
）以外は、高温下においてセラミツと金属とを接合する
ため、接合後の常温ではセラミックと金属との熱膨張差
に起因して接合部に熱応力が残留する。従って、その接
合部の強度は低い。一方、機械的締結法および接着法で
は、接合部に熱応力は残留しないが、高温下では接合部
強度が低下する。また機械的締結法の例として、特開昭
５５−１４０７７１号公報で開示されているように。
セラミック製回転体と金属製回転軸とを、両者の熱膨張
差による焼ばめにて接合する方法があるが。
差による焼ばめにて接合する方法があるが。
しかしこの接合方法でも、接合強度が低く、高温下での
使用は困難である。
使用は困難である。
本発明の目的は、常温および高温でも高い接合強度が得
られるセラミック製回転体と金属製回転軸との接合方法
を提供することにある。
られるセラミック製回転体と金属製回転軸との接合方法
を提供することにある。
本発明は、回転軸心と同心のボスを突設したセラミック
製回転体と、前記ボス部の直径より小さい径の嵌合穴を
有する金属製回転軸とを非酸化雰囲気中にて加熱して、
ボス部を嵌合穴に挿入し、その後ボス部端面と嵌合穴底
面とを接触させ等温加圧保持して固相接合したものであ
る。即ち、常温では、セラミック製回転体と金属製回転
軸とは焼ばめされているので１機械的にセラミック側に
圧縮応力がかかるようになる。一方、高温下では、焼ば
めによる機械的締結力はなくなるが、ボス部端面が嵌合
穴底面に冶金的に接合（同相接合）されており、その接
合強度は常温時よりも高くなる。
製回転体と、前記ボス部の直径より小さい径の嵌合穴を
有する金属製回転軸とを非酸化雰囲気中にて加熱して、
ボス部を嵌合穴に挿入し、その後ボス部端面と嵌合穴底
面とを接触させ等温加圧保持して固相接合したものであ
る。即ち、常温では、セラミック製回転体と金属製回転
軸とは焼ばめされているので１機械的にセラミック側に
圧縮応力がかかるようになる。一方、高温下では、焼ば
めによる機械的締結力はなくなるが、ボス部端面が嵌合
穴底面に冶金的に接合（同相接合）されており、その接
合強度は常温時よりも高くなる。
つまり、常温時では熱応力のため接合強度は低下してい
るが、接合部の残留応力（熱応力）は接合温度に近づく
につれ小さくなり、その結果として接合強度が向上する
。以上の原理、にて本発明の接合方法は、常温から高温
まで幅広い温度域で高い接合強度が得られる。
るが、接合部の残留応力（熱応力）は接合温度に近づく
につれ小さくなり、その結果として接合強度が向上する
。以上の原理、にて本発明の接合方法は、常温から高温
まで幅広い温度域で高い接合強度が得られる。
以下、本発明の一実施例を第１図番；従って説明する。
Ｓｉ３ Ｎ、で作られ、かつ回転軸心と同心のボス（直
径１０ｍ）２を突設した回転翼車１と、Ｃｒ −Ｍ ｏ
鋼で作られ、かつ前記ボス２の直径より２０μｍ小さい
嵌合穴４を有する回転軸３とを、１０→Ｔｏｒｒ真空雰
囲気中で１０５０℃に加熱し、Ｓｉ３ Ｎ、とＣｒ−Ｍ
ｏ銅との熱膨張差を利用してボス２を嵌合穴４に挿入す
る。その後、軸方向より接合面積１ｍｏ”当り２ ｋｇ
ｂ ／ ｍ ”の圧力を４時間かけ、ボス２の端面２
ａと嵌合穴４の底面４ａとを固相接合する。接合後、１
０５０℃より常温まで冷゛却すると、Ｓｉ３ Ｎ、より
熱膨張係数の大きいＣｒ−Ｍｏ銅回転軸３の嵌合穴４は
収縮する、つまり回転翼車１と回転軸３とが焼ばめされ
る。この時、ボス端面２ａと嵌合穴底面４ａとの接合部
には、熱応力が残留している。
径１０ｍ）２を突設した回転翼車１と、Ｃｒ −Ｍ ｏ
鋼で作られ、かつ前記ボス２の直径より２０μｍ小さい
嵌合穴４を有する回転軸３とを、１０→Ｔｏｒｒ真空雰
囲気中で１０５０℃に加熱し、Ｓｉ３ Ｎ、とＣｒ−Ｍ
ｏ銅との熱膨張差を利用してボス２を嵌合穴４に挿入す
る。その後、軸方向より接合面積１ｍｏ”当り２ ｋｇ
ｂ ／ ｍ ”の圧力を４時間かけ、ボス２の端面２
ａと嵌合穴４の底面４ａとを固相接合する。接合後、１
０５０℃より常温まで冷゛却すると、Ｓｉ３ Ｎ、より
熱膨張係数の大きいＣｒ−Ｍｏ銅回転軸３の嵌合穴４は
収縮する、つまり回転翼車１と回転軸３とが焼ばめされ
る。この時、ボス端面２ａと嵌合穴底面４ａとの接合部
には、熱応力が残留している。
この実施例において、常温では、回転翼車１のボス２が
回転軸３に機械的に締結された状態にあす、その接合強
度はＳｉ３ Ｎ４母材の強度に近い。
回転軸３に機械的に締結された状態にあす、その接合強
度はＳｉ３ Ｎ４母材の強度に近い。
また高温に加熱された場合は、嵌合穴４が熱膨張で大き
くなり機械的な締結力はなくなるが、ボス端面２ａと嵌
合穴底面４ａとの接合部に残留していた熱応力は小さく
なる。その結果、接合部の強度は向上する。
くなり機械的な締結力はなくなるが、ボス端面２ａと嵌
合穴底面４ａとの接合部に残留していた熱応力は小さく
なる。その結果、接合部の強度は向上する。
また、本発明において、第２図に示すようにボス端面２
ａと嵌合穴底面４ａとの間に、低熱膨張材料そあるＷｃ
−６％Ｇｏ合金プレート５を挿入すれば、常温下での接
合部の強度はより一層向上する。尚、この実施例では、
Ｗｃ−６％Ｇｏ合金プレート５とボス端面２ａとの間に
ステンレス板（厚さ０．３ ■）６を、かつ前記プレー
ト５と嵌合穴底面４ａとの間にコバール板（厚さ０．５
ｍｍ）７をそれぞれ挿入している。これはＳｉ３ Ｎ、
とＷｃ−６％Ｇｏ合金およびＷｃ−６％Ｇｏ合金とＣｒ
−Ｍ ｏ鋼の接合のために挿入したものである。
ａと嵌合穴底面４ａとの間に、低熱膨張材料そあるＷｃ
−６％Ｇｏ合金プレート５を挿入すれば、常温下での接
合部の強度はより一層向上する。尚、この実施例では、
Ｗｃ−６％Ｇｏ合金プレート５とボス端面２ａとの間に
ステンレス板（厚さ０．３ ■）６を、かつ前記プレー
ト５と嵌合穴底面４ａとの間にコバール板（厚さ０．５
ｍｍ）７をそれぞれ挿入している。これはＳｉ３ Ｎ、
とＷｃ−６％Ｇｏ合金およびＷｃ−６％Ｇｏ合金とＣｒ
−Ｍ ｏ鋼の接合のために挿入したものである。
以上説明したように、本発明によれば、次のような効果
が得られる。
が得られる。
（１）常温から高温まで高い接合強度を有する金属製回
転軸付のセラミック製回転体を提供できる。
転軸付のセラミック製回転体を提供できる。
（２）セラミック製ボスを金属製嵌合穴に嵌合させてい
るため、軸受、オイルリング用溝加工等が容易となる。
るため、軸受、オイルリング用溝加工等が容易となる。
第１図は本発明の接合方法の一実施例を示し、′Ｓｉ３
Ｎ４製回転翼車とＣｒ −Ｍ ｏ鋼製回転軸との゛接
合部の断面図、第２図は本発明の他の実施例を示し、Ｓ
ｉ３ Ｎ、製回転翼車とＣｒ −Ｍ ｏ鋼製回転軸との
接合部の断面図である。 １・・・Ｓｉ３ Ｎ、製回転翼車、２・・・ボス、２ａ
・・・ボス端面、３・・・Ｃｒ−Ｍｏ鋼製回転軸、４・
・・嵌合穴、４ａ・・・嵌合穴底面、５・・・Ｗｅ−６
％Ｇｏ合金のプ猶 ｌ 図 ￥３Ｚ図
Ｎ４製回転翼車とＣｒ −Ｍ ｏ鋼製回転軸との゛接
合部の断面図、第２図は本発明の他の実施例を示し、Ｓ
ｉ３ Ｎ、製回転翼車とＣｒ −Ｍ ｏ鋼製回転軸との
接合部の断面図である。 １・・・Ｓｉ３ Ｎ、製回転翼車、２・・・ボス、２ａ
・・・ボス端面、３・・・Ｃｒ−Ｍｏ鋼製回転軸、４・
・・嵌合穴、４ａ・・・嵌合穴底面、５・・・Ｗｅ−６
％Ｇｏ合金のプ猶 ｌ 図 ￥３Ｚ図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、回転軸心と同心のボスを突設したセラミック製回転
体と、前記ボス部の直径より小さい径の嵌合穴を有する
金属製回転軸とを非酸化雰囲気中にて加熱して、ボス部
を嵌合穴に挿入し、その後ボス部端面と嵌合穴底面とを
接触させ等温加圧保持して固相接合することを特徴とす
るセラミック製回転体と金属製回転軸との接合方法。 ２、前記ボス部端面と前記嵌合穴底面との間に低熱膨張
材料を挿入することを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のセラミック製回転体と金属製回転軸との接合方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59108313A JPS60255678A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | セラミツク製回転体と金属製回転軸との接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59108313A JPS60255678A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | セラミツク製回転体と金属製回転軸との接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60255678A true JPS60255678A (ja) | 1985-12-17 |
Family
ID=14481539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59108313A Pending JPS60255678A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | セラミツク製回転体と金属製回転軸との接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60255678A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6256621A (ja) * | 1985-09-04 | 1987-03-12 | Ngk Spark Plug Co Ltd | セラミツク軸と金属軸の接合構造 |
-
1984
- 1984-05-30 JP JP59108313A patent/JPS60255678A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6256621A (ja) * | 1985-09-04 | 1987-03-12 | Ngk Spark Plug Co Ltd | セラミツク軸と金属軸の接合構造 |
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