JPH0240030B2 - Seramitsukuzaitosaametsutozaitonosetsugohoho - Google Patents
SeramitsukuzaitosaametsutozaitonosetsugohohoInfo
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- JPH0240030B2 JPH0240030B2 JP17066985A JP17066985A JPH0240030B2 JP H0240030 B2 JPH0240030 B2 JP H0240030B2 JP 17066985 A JP17066985 A JP 17066985A JP 17066985 A JP17066985 A JP 17066985A JP H0240030 B2 JPH0240030 B2 JP H0240030B2
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- Japan
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- tic
- cermet
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- chromium carbide
- ceramic
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- Expired - Lifetime
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Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Description
＜産業上の利用分野＞
本発明は、耐熱、耐摩性等に優れた炭化クロム
セラミツクを各種用途に用いるに際し、その靭性
不足を補う為にサーメツトと組合わせて使用する
場合の両者の接合方法に関するものである。 ＜従来の技術＞ 従来からのセラミツク材とサーメツト材の接合
は主として次の如き方法である。即ち、 (a) 焼嵌め、圧入等により機械的に接合する方法 (b) ロー剤等接着剤を用いる方法 (c) 両者間に荷重又はガス圧をかけた状態で高温
加熱する方法 であつた。 ＜発明が解決しようとする問題点＞ 上記従来方法である(a)は、セラミツクとサーメ
ツトとの熱膨張率の差がある為に、使用可能な温
度領域が狭い範囲に限られるという問題があり、
又(b)の方法は適当な熱膨張率を有する接着剤の選
定の困難さ、及び高温域では使用不可能という問
題があり、更に(c)の方法では、加熱処理中に大き
な機械的荷重あるいは高いガス圧をかけなければ
ならない為に、作業が煩雑あるいは大規模な装置
を必要とする等の問題があつた。 ＜問題点を解決する為の手段＞ 本発明では上述の諸問題を解決し、簡単な方法
によりセラミツク材とサーメツト材とを強固に接
合する為に両者の組成をある範囲に限定したもの
であつて、その要旨は炭化クロムから成るセラミ
ツク材と、TiC0.5〜48重量％、Ni5〜40重量℃、
残部が炭化クロムより成り、しかもTiCとNiの
重量比TiC／Ni≦1.2である様なサーメツト材と
を当接状態下、即ち、面合わせ後何ら荷重をかけ
ることなく加熱することを特徴とするセラミツク
材とサーメツト材との接合方法である。 なお、上記本発明方法に於いて、加熱時の雰囲
気は、酸化を防止する為に10-2torr.以下の真空
中、水素ガス中あるいはアルゴンガス中等の非酸
化性雰囲気とする様にし、加熱は通常1250〜1350
℃の温度で60分間位行なうものとする。又セラミ
ツク材とサーメツト材との両接合面はRmax.3.0μ
ｍ以下程度に仕上げておくものとする。 本発明方法での炭化ロム材は、Cr3C2、Cr7C3、
Cr23C6等であり、それらのいずれか１種又は二種
以上の組合わせでもよい。又サーメツト材の一成
分としての炭化クロムも同様である。 ＜実施例及び作用＞ 以下本発明方法についての実施例並びに比較例
につきその諸性質を挙げ乍ら本発明方法を詳述す
る。 セラミツク材としては、純度99.9％以上、平均
粒径5μｍの炭化クロム粉末100重量部に対し、パ
ラフイン３重量部を添加混合した原料を、成形圧
1.5トン／cm2で、20×20×５（mm）に成形し、780
℃、10分間真空中にて予備焼結をし、次いで真空
中で1450℃、60分間本焼結を行つて得た焼結体を
用いた。 又サーメツト材としては、純度99.9％以上、平
均粒径5μｍの炭化クロム（Cr3C2）粒末と、同じ
く純度99.9％以上、平均粒径5μｍの炭化チタン
（TiC）粉末及びNi粉末とを下表に示す割合で混
合した粉末100重量部に対し、パラフイン３重量
部を添加し、均一に混練した後、成形圧1.5ト
ン／cm2で、20×20×５（mm）に成形し、780℃、10
分間真空中にて予備焼結をし、次いで真空中で
1350℃、60分間本焼結を行つて得た焼結体を用い
た。 上述の如くして得たセラミツク材とサーメツト
材とのそれぞれの接合面をRmax.3.0μｍ以下とな
る様に面仕上げをなし、両者を無負荷の接合状態
で10-2torr.以下の真空中1250〜1350℃で60分間加
熱処理を行つた。 この様にして接合されたセラミツク材とサーメ
ツト材との接合強度と接合後のクラツクの有無を
下表に示す。クラツクの有無とは、接合後にセラ
ミツク材側に入る割れを観察したもので〇は割れ
なし、×は割れが入つた事を示す。 なお下表中にはサーメツト材の熱膨張係数αを
も併記した。下表についてはNi、TiC，Cr3C2に
ついての単位は重量％、接合強度の単位はKg／
mm2、又αは1000℃に於ける熱膨張係数を示しその
単位は、℃-1×10-6である。
セラミツクを各種用途に用いるに際し、その靭性
不足を補う為にサーメツトと組合わせて使用する
場合の両者の接合方法に関するものである。 ＜従来の技術＞ 従来からのセラミツク材とサーメツト材の接合
は主として次の如き方法である。即ち、 (a) 焼嵌め、圧入等により機械的に接合する方法 (b) ロー剤等接着剤を用いる方法 (c) 両者間に荷重又はガス圧をかけた状態で高温
加熱する方法 であつた。 ＜発明が解決しようとする問題点＞ 上記従来方法である(a)は、セラミツクとサーメ
ツトとの熱膨張率の差がある為に、使用可能な温
度領域が狭い範囲に限られるという問題があり、
又(b)の方法は適当な熱膨張率を有する接着剤の選
定の困難さ、及び高温域では使用不可能という問
題があり、更に(c)の方法では、加熱処理中に大き
な機械的荷重あるいは高いガス圧をかけなければ
ならない為に、作業が煩雑あるいは大規模な装置
を必要とする等の問題があつた。 ＜問題点を解決する為の手段＞ 本発明では上述の諸問題を解決し、簡単な方法
によりセラミツク材とサーメツト材とを強固に接
合する為に両者の組成をある範囲に限定したもの
であつて、その要旨は炭化クロムから成るセラミ
ツク材と、TiC0.5〜48重量％、Ni5〜40重量℃、
残部が炭化クロムより成り、しかもTiCとNiの
重量比TiC／Ni≦1.2である様なサーメツト材と
を当接状態下、即ち、面合わせ後何ら荷重をかけ
ることなく加熱することを特徴とするセラミツク
材とサーメツト材との接合方法である。 なお、上記本発明方法に於いて、加熱時の雰囲
気は、酸化を防止する為に10-2torr.以下の真空
中、水素ガス中あるいはアルゴンガス中等の非酸
化性雰囲気とする様にし、加熱は通常1250〜1350
℃の温度で60分間位行なうものとする。又セラミ
ツク材とサーメツト材との両接合面はRmax.3.0μ
ｍ以下程度に仕上げておくものとする。 本発明方法での炭化ロム材は、Cr3C2、Cr7C3、
Cr23C6等であり、それらのいずれか１種又は二種
以上の組合わせでもよい。又サーメツト材の一成
分としての炭化クロムも同様である。 ＜実施例及び作用＞ 以下本発明方法についての実施例並びに比較例
につきその諸性質を挙げ乍ら本発明方法を詳述す
る。 セラミツク材としては、純度99.9％以上、平均
粒径5μｍの炭化クロム粉末100重量部に対し、パ
ラフイン３重量部を添加混合した原料を、成形圧
1.5トン／cm2で、20×20×５（mm）に成形し、780
℃、10分間真空中にて予備焼結をし、次いで真空
中で1450℃、60分間本焼結を行つて得た焼結体を
用いた。 又サーメツト材としては、純度99.9％以上、平
均粒径5μｍの炭化クロム（Cr3C2）粒末と、同じ
く純度99.9％以上、平均粒径5μｍの炭化チタン
（TiC）粉末及びNi粉末とを下表に示す割合で混
合した粉末100重量部に対し、パラフイン３重量
部を添加し、均一に混練した後、成形圧1.5ト
ン／cm2で、20×20×５（mm）に成形し、780℃、10
分間真空中にて予備焼結をし、次いで真空中で
1350℃、60分間本焼結を行つて得た焼結体を用い
た。 上述の如くして得たセラミツク材とサーメツト
材とのそれぞれの接合面をRmax.3.0μｍ以下とな
る様に面仕上げをなし、両者を無負荷の接合状態
で10-2torr.以下の真空中1250〜1350℃で60分間加
熱処理を行つた。 この様にして接合されたセラミツク材とサーメ
ツト材との接合強度と接合後のクラツクの有無を
下表に示す。クラツクの有無とは、接合後にセラ
ミツク材側に入る割れを観察したもので〇は割れ
なし、×は割れが入つた事を示す。 なお下表中にはサーメツト材の熱膨張係数αを
も併記した。下表についてはNi、TiC，Cr3C2に
ついての単位は重量％、接合強度の単位はKg／
mm2、又αは1000℃に於ける熱膨張係数を示しその
単位は、℃-1×10-6である。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
上述の表に示す結果から次の事が判明する。即
ちサーメツト材の組成によりセラミツク材との接
合強度に大きな変化があり、炭化クロム100％か
ら成るセラミツク材に対しては次の様な組成のサ
ーメツトが望ましい。まずTiCの量については、
Ni量が同じであればTiCが０の場合と、TiCが10
重量％未満の場合でその接合強度は殆んど変わら
ない、しかしサーメツト材の抗折強度を維持する
為にはTiCは最少でも0.5重量％は添加する必要
がある。一方TiCそれ自体ではCr3C2との接合性
は良くはなくTiCを増せばバインダー的役割の
Niをも増加する必要があり、その様にTiCとNi
とをあまり増せばサーメツト中のCr3C2の量が少
なくなり相手材たるCr3C2との整合性が悪くなる
と共に、Ni増加に起因して液相の発生が増え、
界面に於けるCr3C2の粒成長を促進させるという
問題がある。 この様な理由からTiCの上限は48重量％（試料
No.71参照）とし、Niは十分な接合強度を発現す
るに要な液相を生ずる為に最少５重量％とし、逆
に40重量％を越えると液相の発生が多くなりすぎ
てCr3C2の粒成長に伴ないクラツクが発生し易く
なる（試料No.73〜76、78参照）と共に、熱膨張係
数αが相手材たるCr3C2の11.6×10-6℃-1から大
きく離れすぎるので40重量％以下とする。更に上
述した如くTiCの量とNiの量との間にはある一
定の関係を持たせるべきであり、上表で接合強度
が10Kg／mm2以上となる組合わせとしてTiC／Ni
≦1.2とした。 ＜発明の効果＞ 以上述べて来た如く、本発明方法によればセラ
ミツク材とサーメツト材とが、それらを無負荷で
単に当接させた状態で加熱するという簡単な操作
により、十分の接合強度を持つて接合される。従
つて炭化クロムが有する耐熱性、耐食性等にセラ
ミツクとしての利点を活かしつゝ、靭性に乏しい
という欠点にサーメツト材で補強し各種の幅広い
用途に用いる事が出来るものである。
ちサーメツト材の組成によりセラミツク材との接
合強度に大きな変化があり、炭化クロム100％か
ら成るセラミツク材に対しては次の様な組成のサ
ーメツトが望ましい。まずTiCの量については、
Ni量が同じであればTiCが０の場合と、TiCが10
重量％未満の場合でその接合強度は殆んど変わら
ない、しかしサーメツト材の抗折強度を維持する
為にはTiCは最少でも0.5重量％は添加する必要
がある。一方TiCそれ自体ではCr3C2との接合性
は良くはなくTiCを増せばバインダー的役割の
Niをも増加する必要があり、その様にTiCとNi
とをあまり増せばサーメツト中のCr3C2の量が少
なくなり相手材たるCr3C2との整合性が悪くなる
と共に、Ni増加に起因して液相の発生が増え、
界面に於けるCr3C2の粒成長を促進させるという
問題がある。 この様な理由からTiCの上限は48重量％（試料
No.71参照）とし、Niは十分な接合強度を発現す
るに要な液相を生ずる為に最少５重量％とし、逆
に40重量％を越えると液相の発生が多くなりすぎ
てCr3C2の粒成長に伴ないクラツクが発生し易く
なる（試料No.73〜76、78参照）と共に、熱膨張係
数αが相手材たるCr3C2の11.6×10-6℃-1から大
きく離れすぎるので40重量％以下とする。更に上
述した如くTiCの量とNiの量との間にはある一
定の関係を持たせるべきであり、上表で接合強度
が10Kg／mm2以上となる組合わせとしてTiC／Ni
≦1.2とした。 ＜発明の効果＞ 以上述べて来た如く、本発明方法によればセラ
ミツク材とサーメツト材とが、それらを無負荷で
単に当接させた状態で加熱するという簡単な操作
により、十分の接合強度を持つて接合される。従
つて炭化クロムが有する耐熱性、耐食性等にセラ
ミツクとしての利点を活かしつゝ、靭性に乏しい
という欠点にサーメツト材で補強し各種の幅広い
用途に用いる事が出来るものである。
Claims (1)
- １ 炭化クロムから成るセラミツク材と、
TiC0.5〜48重量％、Ni5〜40重量％、残部が炭化
クロムより成り、しかもTiCとNiの重量比TiC／
Ni≦1.2である様なサーメツト材とを当接状態下
で加熱することを特徴とするセラミツク材とサー
メツト材との接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17066985A JPH0240030B2 (ja) | 1985-08-01 | 1985-08-01 | Seramitsukuzaitosaametsutozaitonosetsugohoho |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17066985A JPH0240030B2 (ja) | 1985-08-01 | 1985-08-01 | Seramitsukuzaitosaametsutozaitonosetsugohoho |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6230674A JPS6230674A (ja) | 1987-02-09 |
| JPH0240030B2 true JPH0240030B2 (ja) | 1990-09-10 |
Family
ID=15909179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17066985A Expired - Lifetime JPH0240030B2 (ja) | 1985-08-01 | 1985-08-01 | Seramitsukuzaitosaametsutozaitonosetsugohoho |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0240030B2 (ja) |
-
1985
- 1985-08-01 JP JP17066985A patent/JPH0240030B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6230674A (ja) | 1987-02-09 |
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