(57)【要約】  ろう付け部の欠陥の発生が抑制され、被接合部の接合強度の向上が可能な、ろう付け用合金粉末を提供し、ろう付けされた被接合部の接合強度が高い接合部品を提供する。  Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏから選ばれた少なくとも１種の元素を５５質量％以上含む粒子を用いて構成され、アモルファス相を含む合金粒子を１０％以上含むとともに、レーザー回折散乱法による積算体積分布曲線において９０％を示す粒径をｄ９０とするとき、ｄ９０≦６０μｍである、ろう付け用合金粉末とする。該ろう付け用合金粉末を用いて構成されたろう材により、複数の部材が接合されて形成されている、接合部品とする。
2016139860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏから選ばれた少なくとも１種の元素を５５質量％以上含む粒子を用いて構成された合金粉末であって、
前記合金粉末は、アモルファス相を含む合金粒子を１０％以上含むとともに、レーザー回折散乱法による積算体積分布曲線において９０％を示す粒径をｄ９０とするとき、ｄ９０≦６０μｍである、ろう付け用合金粉末。
【請求項２】
前記合金粉末は、アモルファス相を含む合金粒子を４０％以上含む、請求項１に記載のろう付け用合金粉末。
【請求項３】
前記合金粉末は、レーザー回折散乱法による積算体積分布曲線において１０％、５０％、および９０％を示す粒径をそれぞれｄ１０、ｄ５０、およびｄ９０とするとき、（ｄ９０−ｄ１０）／ｄ５０≦１．５である、請求項１または２に記載のろう付け用合金粉末。
【請求項４】
前記合金粉末の成分は、組成式：Ｍ１００−ｘ−ｙ−ｚＣｒｘＱｙＳｉｚ（質量％）で表され、前記ＭはＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏから選ばれた少なくとも１種の元素であり、前記ＱはＢ、Ｐから選ばれた少なくとも１種の元素であり、前記ｘは１５≦ｘ≦３０を満たし、前記ｙは１≦ｙ≦１２を満たし、前記ｚは０≦ｚ≦８を満たし、かつ、７≦ｙ＋ｚ≦１５を満たす、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のろう付け用合金粉末。
【請求項５】
前記Ｍの一部が、５質量％以下のＭｏに置換されている、請求項４に記載のろう付け用合金粉末。
【請求項６】
前記Ｍの一部が、２質量％以下のＣｕに置換されている、請求項４に記載のろう付け用合金粉末。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のろう付け用合金粉末を用いて構成されたろう材により、複数の部材が接合されて形成されている、接合部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ろう付け用合金粉末および接合部品に関する。
なお、本明細書では、１つの粒を「粒子」といい、その粒子の集合体を「粉末」という。また、アモルファス相を含む合金粒子を「アモルファス合金粒子」といい、そのアモルファス合金粒子を１０体積％以上含むように構成された合金粒子の集合体である合金粉末を「アモルファス合金粉末」という。また、実質的にアモルファス相を含まない結晶相により構成された合金粒子を「結晶合金粒子」といい、その結晶合金粒子の集合体である合金粉末を「結晶合金粉末」という。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種のステンレス鋼を用いて構成された自動車の排気ガス再循環装置（ＥＧＲ：Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）の熱交換器（ＥＧＲクーラ）や、各種の耐熱合金を用いて構成されたガスタービンやスチームタービンなどの分野では、各種鉄系合金製の部材や部品のろう付け（ろう接合）が行われる。特に、排気ガス、燃焼ガス、スチームなどの腐食性の高い環境で使用するろう接合部品は、耐食性を高める効果を有するＣｒを含むＮｉ基合金粉末を用いたろう材の使用が一般的である。また、ろう付け（ろう接合）温度を下げる目的で、融点を下げる効果を有するＢやＰを含むろう材も使用される。【０００３】
代表的なＮｉ合金系のろう材は、例えば、ＪＩＳ規格やＡＷＳ規格で規格化されているＢを含むＢＮｉ−２およびＢＮｉ−５や、Ｐを含むＢＮｉ−７などが挙げられる。これらのろう材は、圧延などの塑性加工が困難なほど脆く、一般的に合金粉末の形態で使用されている。また、特許文献１、２に記載のＮｉ合金系耐熱ろう材は、ＣｒとＰとＳｉ（珪素）などを含み、ぬれ性や塩水耐食性が良く、１０５０℃程度のろう付けができるとされている（特許文献１）。さらに、Ａｌ（アルミニウム）、Ｃａ（カルシウム）、Ｙ（イットリウム）、ミッシュメタルのうちの１種以上を含むことにより、機械的強度が高く、硫酸等に対する耐食性が良く、ろう付け時にスラグ発生がないとされている（特許文献２）。これらのろう材は、通常のアトマイズ法で作製される粉末や箔や棒などの形態で使用できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２２５６７９号公報
【特許文献２】特開２００２−１４４０８０号公報（特許第３３５４９２２号公報）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したろう材は、適度な融点を備えている。従来のろう材を用いてろう付け（ろう接）を行う場合、例えば上述した組成を有する粉末を作製し、その粉末に対して適量のバインダを混合してペーストを作製し、そのペースト（以下、「粉末ろう材」という。）を被接合部に塗布して加熱する方法が一般的である。しかし、従来の粉末ろう材は、ろう付け部（ろう接部）に欠陥が発生しやすい。また、用途によっては被接合部の接合強度（ろう付け強度、ろう接強度）に不満があり、さらなる接合強度の向上が望まれている。
本発明の目的の１つは、ろう付け部の欠陥の発生が抑制され、被接合部の接合強度の向上が可能な、ろう付け用合金粉末を提供することである。また、もう１つの目的は、本発明のろう付け用合金粉末を用いてろう付けされた、被接合部の接合強度が高い接合部品を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、アモルファス相を含む粒子を所定の割合で含み、かつ、特定の粒度分布を有する粉末を適用することにより、上述した課題が解決できることを見出し、本発明に想到した。
すなわち本発明のろう付け用合金粉末は、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏから選ばれた少なくとも１種の元素を５５質量％以上含む粒子を用いて構成された合金粉末であって、前記合金粉末は、アモルファス相を含む合金粒子を１０％以上含むとともに、レーザー回折散乱法による積算体積分布曲線において９０％を示す粒径をｄ９０とするとき、ｄ９０≦６０μｍである。【０００７】
また、前記合金粉末は、アモルファス相を含む合金粒子を４０％以上含むことが好ましい。
また、前記合金粉末は、レーザー回折散乱法による積算体積分布曲線において１０％、５０％、および９０％を示す粒径をそれぞれｄ１０、ｄ５０、およびｄ９０とするとき、（ｄ９０−ｄ１０）／ｄ５０≦１．５であることが好ましい。【０００８】
また、前記合金粉末の成分は、組成式：Ｍ１００−ｘ−ｙ−ｚＣｒｘＱｙＳｉｚ（質量％）で表され、前記ＭはＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏから選ばれた少なくとも１種の元素であり、前記ＱはＢ、Ｐから選ばれた少なくとも１種の元素であり、前記ｘは１５≦ｘ≦３０を満たし、前記ｙは１≦ｙ≦１２を満たし、前記ｚは０≦ｚ≦８を満たし、かつ、７≦ｙ＋ｚ≦１５を満たすことが好ましい。
また、前記Ｍの一部が、５質量％以下のＭｏに置換されていてもよい。
また、前記Ｍの一部が、２質量％以下のＣｕに置換されていてもよい。【０００９】
また、本発明のろう付け用合金粉末を用いて構成されたろう材により、複数の部材が接合されて形成されている、接合部品を得ることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のろう付け用合金粉末は、ろう付け部（ろう接部）に欠陥が発生し難いため、被接合部の接合強度の向上に寄与できる。
また、本発明のろう付け用合金粉末を用いて構成されたろう材を、複数の部材のろう付け（ろう接）に適用することにより、被接合部の接合強度が高い接合部品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のろう付け用合金粉末の実施形態であって、合金粉末のＳＥＭ観察の一例を示す図（写真）である。
【図２】図１に示す合金粉末のレーザー回折散乱法による積算体積分布曲線（累積分布）の一例を示す図である。
【図３】図１に示す合金粉末のレーザー回折散乱法（体積基準）による頻度分布の一例を示す図である。
【図４】無作為に選んだ図１に示す合金粉末を樹脂中に分散し、固化し、表面の研磨およびエッチングを行った後の断面組織の一例を示す図（写真）である。
【図５】図４に示す断面組織の一部を拡大して示す図（写真）である。
【図６】本発明のろう付け用合金粉末のＸ線回折パタ−ンの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明のろう付け用合金粉末は、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏから選ばれた少なくとも１種の元素を５５質量％以上含む粒子（合金粒子）を用いて構成された合金粉末である。なお、当該合金粒子を構成する元素については後述する。
【００１３】
本発明に係るろう付け用合金粉末においては、粒子数の割合でアモルファス合金粒子を１０％以上含むとともに、レーザー回折散乱法による積算体積分布曲線（以下、「累積分布」という。）におけるｄ９０が６０μｍ以下であることが重要である。このような、アモルファス相を含むアモルファス合金粒子を所定の割合で含み、かつ、特定の粒度分布を有する合金粉末に構成することにより、その合金粉末を用いたろう付け部の欠陥の発生が抑制され、被接合部の接合強度の向上が可能になる。
【００１４】
アモルファス合金粒子は、結晶合金粒子に比べ、粒子の表面が平滑に形成される。そのため、アモルファス合金粒子は、同一粒径であれば、結晶合金粒子よりも表面積（全表面積）が小さくなり、粒子の表面に形成される酸化物層の量（体積値）が小さくなる。従って、アモルファス合金粒子に含まれる酸素含有量は、同一粒径であれば結晶合金粒子よりも少なくなる。また、アモルファス合金粒子は、粒子相互の化学成分が結晶合金粒子よりも均質で、かつ、ばらつきが小さい。そのため、アモルファス合金粒子が加熱により結晶化した場合であっても、その組織は、結晶合金粒子が同様に加熱された後の組織に比べ、均質になる傾向があるとともに、ばらつきも小さくなる傾向がある。
【００１５】
従来、ろう付け用合金粉末は、酸化物層の量（体積値）が多い場合や、加熱後の組織の均一性が低いとともに成分ばらつきが大きい場合には、加熱により溶融して液状になったろう材（以下、「ろう」という。）の濡れ性が低下する傾向が確認されている。従って、結晶合金粉末をろう付け用材料（ろう材）に用いると、加熱により溶融して液状になったろうが、被接合面上に濡れ拡がる際に気泡の巻き込みが発生しやすい。
【００１６】
これに対し、上述したアモルファス合金粒子を１０％以上含むように構成されたアモルファス合金粉末は、加熱により溶融して液状になると、被接合物（基材）に対して良好な濡れ性を示す傾向がある。そのため、こうしたアモルファス合金粉末をろう材に用いると、被接合面上にろうが滑らかに濡れ拡がり、被接合部のろう層部分への気泡の巻き込みが抑制される。よって、アモルファス合金粉末を用いたろう材は、被接合部のろう層部分において残留気泡に起因する欠陥の発生が抑制され、被接合部の機械的強度の低下が防止され、被接合部の接合強度が高い接合部品を得ることができる。
【００１７】
以上述べたように、本発明のろう付け用合金粉末（アモルファス合金粉末）は、アモルファス相を含む合金粒子（アモルファス合金粒子）を１０％以上含むことが重要である。アモルファス合金粒子の含有割合が１０％未満であると、上述した濡れ性の向上効果がほとんど期待できないため、ろう付け後の被接合部の接合強度の向上効果がほとんど得られない。上述した濡れ性の向上効果を得る観点では、アモルファス相を含む合金粒子を４０％以上含むことが好ましく、前記接合強度がより向上される。より好ましくは、アモルファス相を含む合金粒子を８０％以上含むことであり、前記接合強度がより一層向上される。
【００１８】
本発明のろう付け用合金粉末は、アモルファス合金粒子を含む合金粒子の集合体である。本発明では、前記ろう付け用合金粉末におけるアモルファス合金粒子の含有割合（粒子数割合）を、組織観察によって求めるものとする。具体的には、まず、前記ろう付け用合金粉末から無作為に選んだ複数の粒子（以下、「粉末」という。）を樹脂に埋め込み、平坦面が形成されるように研磨し、さらにマーブル液を用いてエッチングすることにより、粉末の断面を含む観察面を作製する。次いで、光学顕微鏡により適切な倍率で観察される観察面において、０．５ｍｍ角の範囲に存在するアモルファス合金粒子の数（粒子数ＮＡ）と合金粒子の総数（総粒子数Ｎ）をカウントする。
【００１９】
前記カウントを行う場合、図４に示すように、焦点が合う（周囲の輪郭がはっきりしている）部分がある粒子の断面において、デンドライトなどの結晶組織が観察されない粒子（図４中と図５中に示す白色断面の粒子）をアモルファス合金粒子と判定し、結晶組織が観察される粉末粒子を結晶合金粒子と判定する。
【００２０】
なお、上述した結晶組織が観察されない合金粒子は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）による電子線回折によって表面構造を調べた結果、アモルファス状態であることを確認している。また、上述した結晶組織が観察されない合金粒子と結晶組織が観察される粒子の混合により構成されている粉末は、Ｘ線回折パターンを調べると、図６に示すように、アモルファス合金粒子１に対応するアモルファス相を示すハローパターン４、および結晶合金粒子２に対応する結晶ピーク３を確認することができる。
【００２１】
また、本発明のろう付け用合金粉末は、レーザー回折散乱法による積算体積分布曲線（累積分布）において９０％を示す粒径をｄ９０とするとき、ｄ９０≦６０μｍである。ｄ９０値が小さい合金粉末は、粉末層内の粗粒の含有割合が小さいことに起因し、粒子間の空隙容積が小さくなる傾向がある。このような合金粉末をペースト状のろう材としてろう接合に使用した場合であっても、被接合面に配置されたろう材層内においては粒子間の空隙に加熱により蒸発しやすい水分などが存在する。しかし、ｄ９０値がより小さい合金粉末を用いた場合、粒子間の空隙容積がより小さくなる分だけ、上述した水分などに起因して発生する気泡量を低減することができる。従って、加熱により溶融して液状になったろう中の気泡の総量が低減され、ろう付け接合部における気泡に起因する欠陥が発生し難くなる。こうした観点から、本発明のろう付け用合金粉末は、ｄ９０≦６０μｍとする。ろう中の気泡の総量をより低減させるためには、ｄ９０≦４５μｍが好ましい。この場合、合金粉末の成分組成の影響はあるが、ろう付け接合の強度向上が期待できる、なお、ろう付け対象にもよるが、合金粉末の製造コストなどの実用性の観点からはｄ９０≧２０μｍ程度でよいと考えられる。
【００２２】
また、本発明のろう付け用合金粉末は、レーザー回折散乱法による積算体積分布曲線において１０％、５０％、および９０％を示す粒径をそれぞれｄ１０、ｄ５０、およびｄ９０とするとき、（ｄ９０−ｄ１０）／ｄ５０≦１．５を満足することが好ましい。（ｄ９０−ｄ１０）／ｄ５０値は、粒径が多用な粒子を含む粉末の粒度分布がシャープである程度を表す指標（ｓｈａｒｐｎｅｓｓ）と考えてよく、その値が小さいほど粉末の粒度分布がシャープであることを表す。粒度分布がシャープである粉末は、さらに篩い分けるなどの作業を要しないなど、一般に取り扱いが容易で好まれる。従って、ろう付け用合金粉末の（ｄ９０−ｄ１０）／ｄ５０値は、実用的には小さい方が好ましいため、例えば１．３５以下であることが好ましい。
【００２３】
アモルファス合金粉末を用いてｄ９０≦６０μｍの範囲で狙いのｄ９０値を有するろう付け用合金粉末を配合する場合、（ｄ９０−ｄ１０）／ｄ５０≦１．５を満足させることによって粒度分布がシャープになるため、所定の粒径の範囲に存在する粒子の含有割合（頻度％）が高く、一般にシャープで粒が揃っていると称される合金粉末を得ることができる。そのようなアモルファス合金粉末であれば、そのｄ９０値およびメジアン径ｄ５０に対応する適切なろう付け作業を行うことにより、ろうの濡れ性がより一層好ましいものになるとともに、ろう内の気泡がより一層抑制される傾向があるため、適切な接合強度を有するろう付け部品（接合部品）を容易に作製することができる。
【００２４】
次に、本発明のろう付け用合金粉末を構成するアモルファス合金粒子の構成元素について、好ましい成分組成を含めて説明する。
上述したように、本発明のろう付け用合金粉末は、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏから選ばれた少なくとも１種の元素を５５質量％以上含む粒子（合金粒子）を用いて構成されている。この場合、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏが単独で５５質量％以上含まれていてもよいし、５５質量％以上のＮｉに対してＦｅやＣｏを含む場合や、５５質量％以上のＦｅに対してＮｉやＣｏを含む場合や、５５質量％以上のＣｏに対してＮｉやＦｅを含む場合があってもよい。
【００２５】
ろう材にＮｉを５５質量％以上含む場合、例えばステンレス鋼、炭素鋼、純ＮｉやＮｉ基合金、純ＣｏやＣｏ基合金などを用いてなる部材のろう付けに好適であり、例えばＥＧＲクーラや一般の熱交換器の他、金属触媒、食料ハンドリング部品、医療デバイス、船舶や自動車のアプリケーションなどのろう付けに使用できる。
【００２６】
また、ろう材にＦｅを５５質量％以上含む場合も、基本的には主成分がＮｉである場合と概ね同様な有用性がある。こうしたＦｅ基合金粉末を用いたろう材は、自動車のＥＧＲクーラや産業用・家庭用の熱交換器やメタルハニカム触媒などのろう付けに使用される。なお、Ｆｅを含むことにより、ろう材の液相線温度が上昇してろう付け温度が高くなる傾向があるが、ＮｉやＣｏよりも安価であるためろう材の製造コスト（原料費）が低減できる利点もある。
【００２７】
また、ろう材にＣｏを５５質量％以上含む場合も、基本的には主成分がＮｉである場合と概ね同様な有用性がある。こうしたＣｏ基合金粉末を用いたろう材は、タービンなどの耐熱合金のろう付などに使用される。また、Ｃｏを含むことにより、ろう付け接合部品のより一層の耐熱性向上が期待できる。
【００２８】
本発明のろう付け用合金粉末の構成元素としては、耐腐食性、耐酸化性、耐熱性、低融点化などの目的や用途に応じて、Ｎｉ（ニッケル）やＦｅ（鉄）やＣｏ（コバルト）に対し、複数の元素を組み合せることができる。例えば、耐食性の向上などに係るＣｒ（クロム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｃｕ（銅）、Ｖ（バナジウム）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｔａ（タンタル）、Ｃ（炭素）、Ｎ（窒素）などや、アモルファス化の促進などに係るＢ（ボロン）、Ｐ（リン）、Ｓｉ（珪素）などである。
【００２９】
本発明のろう付け用合金粉末として好ましくは、組成式：Ｍ１００−ｘ−ｙ−ｚＣｒｘＱｙＳｉｚ（質量％）で表され、前記ＭはＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏから選ばれた少なくとも１種の元素であり、前記ＱはＢ、Ｐから選ばれた少なくとも１種の元素であり、前記ｘは１５≦ｘ≦３０を満たし、前記ｙは１≦ｙ≦１２を満たし、前記ｚは０≦ｚ≦８を満たし、かつ、７≦ｙ＋ｚ≦１５を満たすことである。特に前記Ｍが、Ｎｉ≧５５質量％である場合や、Ｎｉ≧（Ｆｅ＋Ｃｏ）かつ（Ｎｉ＋Ｆｅ＋Ｃｏ）≧５５質量％である場合は、耐食性や耐熱性が一層良好になる。こうした組成式で表されるろう付け用合金粉末は、特に耐熱性が要求される例えば自動車用ＥＧＲクーラやタービン用の各種部品などのろう付けに好適である。
【００３０】
Ｃｒｘ：１５≦ｘ≦３０
Ｃｒは、耐食性の向上効果を有する。よって、ろう材に、１５≦ｘ≦３０（１５質量％以上３０質量％以下）を満足する範囲で、Ｃｒを含有することが好ましい。こうしたろう材を用いた場合、ろう付け接合部の耐食性の向上効果が顕著に表れる。なお、Ｃｒが１５質量％未満であると、顕著というほどの耐食性の向上効果が期待できない。また、Ｃｒが３０質量％を超えると、脆化傾向が強まるため、ろう付け後の被接合部の機械的強度が低下することがある。
【００３１】
Ｑｙ：１≦ｙ≦１２
前記Ｑは、ＢまたはＰから選ばれた少なくとも１種の元素である。ＢやＰは、アモルファス形成能を有する。よって、アモルファス相を形成する場合、ＢやＰを含有することが好ましい。また、Ｐには合金粉末の融点の低減効果も期待できる。ＢまたはＰから選ばれた少なくとも１種をろう材に含む場合、１≦ｙ≦１２（１質量％以上１２質量％以下）を満足する範囲が好ましい。こうしたろう材を用いた場合、ろうの濡れ拡がり性が向上する傾向があるため、被接合部の機械的強度の向上効果が期待できる。なお、前記Ｑが１質量％未満であると、アモルファス相の形成が不安定になる。また、前記Ｑが１２質量％を超えると、ろう付け後の被接合部やその近傍の耐食性が低下することがある。
【００３２】
Ｓｉｚ：０≦ｚ≦８（０を含む）
Ｓｉは、ＢやＰによるアモルファス化の助勢効果を有する。よって、アモルファス相を形成する場合、Ｓｉを加えることが好ましいが、必須の含有元素ではない。Ｓｉをろう材に含む場合、０≦ｚ≦８（８質量％以下で０を含む）を満足する範囲、かつ、前記ＱとＳｉの合計（ｙ＋ｚ）が７≦ｙ＋ｚ≦１５（７質量％以上１５質量％以下）を満足する範囲であることが好ましい。こうしたろう材を用いた場合、ろうの濡れ拡がり性が向上する傾向があるため、被接合部の機械的強度の向上効果が期待できる。なお、Ｓｉが８質量％を超えると脆化傾向が強まるため、あるいは（ｙ＋ｚ）が１５質量％を超えると脆化傾向や耐食性の低下傾向が強まるため、ろう付け後の被接合部の機械的強度が低下することがある。
【００３３】
また、本発明のろう付け用合金粉末は、前記Ｍの一部を、５質量％以下のＭｏに置換してもよい。Ｍｏは、耐食性や耐熱性の向上効果に加え、アモルファス形成能の向上効果を有する。こうしたろう材に用いた場合、ろう付け後の被接合部の耐食性、特に塩素イオンに対する耐食性の向上効果が期待できる。
【００３４】
また、本発明のろう付け用合金粉末は、前記Ｍの一部を、２質量％以下のＣｕに置換してもよい。Ｃｕは、耐食性の向上効果を有する。こうしたろう材を用いた場合、ろう付け後の被接合部の耐食性、特に硫酸に対する耐食性が向上効果が期待できる。
【００３５】
上述した本発明のろう付け用合金粉末は、例えば、水アトマイズ法、ガスアトマイズ法、回転水流アトマイズ法（Ｓｐｉｎｎｉｎｇ  Ｗａｔｅｒ  Ａｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｃｅｓｓ）などの急冷粉末製造法を用いて作製することができる。これらの急冷粉末製造法は、溶融プロセス法とも称され、アモルファス形成能を有する元素を必要量含む溶融金属（溶湯）を連続的に滴下して粒状化し、その粒状の溶融金属（溶湯粒子）を急激に冷却して凝固し、その凝固組織をアモルファス化する方法である。
【００３６】
こうした方法では、滴下ノズル径、滴下から凝固までの圧力、温度、雰囲気などの製造条件を変化させると、作製されたアモルファス合金粒子の形状や粒径などを変化させることができる。よって、これらの製造条件を目的や用途に応じて所定に制御することにより、例えばｄ９０≦６０μｍを満足する累積分布や（ｄ９０−ｄ１０）／ｄ５０≦１．５を満足する粒度分布を有するアモルファス合金粉末が作製できる。また、篩い分けなどの分級処理を行って、所望の累積分布や粒度分布を有するアモルファス合金粉末を得ることもできる。
【００３７】
なお、アモルファス合金粒子の含有割合が１０％以上であるアモルファス合金粉末を作製する場合は、溶湯粒子および該溶湯粒子が凝固した合金粒子の冷却速度を、結晶合金粉末の製造方法において一般的に設定される冷却速度よりも相応に大きく設定する。また、アモルファス合金粒子を５０体積％以上含むアモルファス合金粉末を作製する場合は、溶湯粒子の成分組成の影響が大きいことを考慮する。
【００３８】
次に、本発明のろう付け用合金粉末を用いて構成されたろう材により、複数の部材が接合されて形成されている、本発明の接合部品について説明する。
本発明の接合部品は、本発明のろう付け用合金粉末を用いてろう付けされているため、従来の結晶合金粉末を用いて接合された接合部品よりも高い接合強度を有することができる。こうした本発明の接合部品は、例えば、１箇所の被接合部を有して２つの被接合部材（以下、「基材」という。）が接合された構成や、１つの基材に対して各々被接合部を有して２つの基材が接合された構成など、複数の基材が対応する被接合部を有して接合された構成を有してなる。
【００３９】
上述したろう材層（被接合部）を介する接合部品は、本発明のろう付け用合金粉末を被接合面に配置し、加熱して溶融ろうとし、該溶融ろうを被接合面に濡れ拡がった後に冷却して凝固させる方法により作製することができる。こうしたプロセスにおいて、合金粉末の被接合面への配置は、バインダと合金粉末を振り撒く方法や、バインダと合金粉末を混合してペースト状にしたろう材を塗布する方法などが使用できる。上述した加熱から凝固のプロセスは、真空雰囲気中、減圧を伴うアルゴンや窒素の不活性ガス雰囲気中、高純度の乾燥水素ガス雰囲気中で実施することが好ましい。特に、強還元性の水素ガス雰囲気中や真空雰囲気中は好ましく、被接合部の酸化防止や気泡残留防止に高い効果が期待できる。また、溶融ろうを冷却して凝固させる過程において、被接合部に圧力が加わるように基材に対して圧力を加えることが好ましく、被接合部の接合強度の向上効果が期待できる。
【実施例】
【００４０】
本発明について具体的に実施例を挙げて詳細に説明するが、本発明の範囲はここに挙げた実施例に限定されない。なお、含有を意図しない元素、原料や製造装置などに由来する含有が不可避的な元素、除滓などの目的で使用して残存した元素を「微量元素」という。【００４１】
（実施例１）
質量％で、Ｃｒを２９．４％、Ｐを６．３％、Ｓｉを４．１％、残部Ｎｉおよび微量元素により構成されたアモルファス合金粉末（本発明例Ａ）を、ガスアトマイズ法を用いて作製した。この場合、Ｎｉと微量元素の合計は６０．２質量％になり、５５質量％以上のＮｉを含んでいる。作製した中から任意に選んだアモルファス合金粉末を対象として調べた、ＳＥＭによる観察像の一例を図１に、日機装株式会社製のレーザー回折・散乱式の粒径分布測定装置（Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ（登録商標）ＡＳＶＲ）を用いた体積基準による累積分布の一例を図２に、頻度分布の一例を図３に、それぞれ示す。図２より、このアモルファス合金粉末のｄ９０値が４６．３μｍであり、６０μｍ以下の範囲内であることが確認された。また、図３より、このアモルファス合金粉末のｄ５０値が２７．３μｍであるとともに、粒度分布がシャープであることが確認された。なお、このアモルファス合金粉末の場合、（ｄ９０−ｄ１０）／ｄ５０値が１．３（小数点下第２位を四捨五入）であることが確認された。【００４２】
また、アモルファス合金粉末（本発明例Ａ）から適量を任意に選び、樹脂に埋め込み、平坦面が形成されるように研磨し、さらにマーブル液を用いてエッチングすることにより、粉末の断面を含む観察面を作製した。その観察面の光学顕微鏡による観察像の一例を図４に、その観察像の一部の領域を拡大した観察像の一例を図５に示す。ＳＥＭによる電子線回折によって表面構造を調べた結果、観察された断面が白色の粒子がアモルファス相であり、断面にデンドライト状の組織が観察された粒子が結晶組織であることが確認された。また、アモルファス合金粉末（本発明例Ａ）から適量を任意に選び、Ｘ線回折（線源：Ｃｏ−Ｋα、範囲：０．５ｍｍ角）を行ったところ、図６に示すＸ線回折パターンが確認された。図６には、アモルファス相に対応するハローパターン４と、結晶組織に対応する結晶ピーク３が認められ、Ｘ線回折によってもアモルファス相を含む合金粉末と結晶組織を含む合金粉末とが混合する合金粉末であることが確認された。【００４３】
また、光学顕微鏡により適切な倍率で観察される観察面において、０．５ｍｍ角の範囲に存在するアモルファス合金粒子の数（粒子数ＮＡ）と合金粒子の総数（総粒子数Ｎ）をカウントした。このとき、図４に示すように、焦点が合う（周囲の輪郭がはっきりしている）部分がある粒子の断面において、観察された断面が白色の粒子の数（粒子数ＮＡ）とそれ以外を含めた合金粒子の総数（総粒子数Ｎ）を求めた。そして、粒子数ＮＡと総粒子数Ｎからアモルファス合金粒子の含有割合を示す［ＮＡ／Ｎ×１００］値を求めたところ、８３．３％であることが確認された。【００４４】
次に、オーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製のブロック状の２つの基材（被接合部材）を準備し、任意に選んだ適量のアモルファス合金粉末（本発明例Ａ）に対して適量のバインダを混合してペースト状のろう材を作製した。該ろう材を一方の基材の被接合面に塗布し、その上に他方の基材を載置し、真空熱処理炉内において１０８０℃まで加熱し、３時間保持した後に冷却し、２つの前記基材をろう付け（ろう接合）して複数の接合部品（ろう付け継手）を作製した。また、実施例Ａとの比較のために、実質的に実施例Ａと同じ成分組成により構成された結晶合金粉末（比較例Ａ）を作製し、実施例Ａと材質および形状が同じ基材を用いて同様にろう付け（ろう接合）して複数の接合部品（ろう付け継手）を作製した。【００４５】
次いで、ろう付け後の接合強度を評価するために、本発明例Ａに対応する複数の接合部品から被接合部を含む試験片をそれぞれ切り出し、引張試験により引張強さを測定した。その結果、５つの試験片の引張強さの平均値が２８２ＭＰａであることが確認された。同様に、比較例Ａに対応する複数の接合部品を用い、実施例Ａと同様に測定した５つの試験片の引張強さの平均値は２３１ＭＰａであった。よって、本発明のろう付け用合金粉末（本発明例Ａ）をろう材として用いた接合部品は、実質的にアモルファス合金粒子を含まない結晶合金粉末（比較例Ａ）をろう材として用いた接合部品よりも、ろう付け（ろう接合）の接合強度が高いことが確認された。【００４６】
（実施例２）
表１に示す成分組成を有するアモルファス合金粉末（本発明例のＮｏ．１〜１５）と結晶合金粉末（比較例のＮｏ．１６〜２０）を、ガスアトマイズ法を用いて作製した。作製した中から任意に選んだそれぞれの合金粉末を対象として調べた、レーザー回折散乱法（体積基準）による累積分布から求めたｄ９０と、組織観察により求めたアモルファス合金粒子の含有割合（［ＮＡ／Ｎ×１００］値）を、表１に併記する。【００４７】
【表１】
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【００４８】
次に、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）製のブロック状の２つの基材（被接合部材）を準備し、任意に選んだ適量の合金粉末に対して適量のバインダを混合してペースト状のろう材を作製した。該ろう材を一方の基材の被接合面に塗布し、その上に他方の基材を載置し、真空熱処理炉内において１１００℃まで加熱し、３０分保持した後に冷却し、２つの前記基材をろう付け（ろう接合）して複数の接合部品（ろう付け継手）を作製した。こうした接合部品を、それぞれの合金粉末を用いて作製したろう材により作製した。【００４９】
それぞれの合金粉末を用いて作製したろう材を用いた接合部品の接合強度を、上述した実施例１の場合と同様にして試験片を作製して調べた。それぞれの引張強さの平均値を表１に併記する。この結果、本発明のろう付け用合金粉末（本発明例Ｎｏ．１〜１５）をろう材として用いた接合部品のいずれもが、本発明の範囲外のろう付け用合金粉末（比較例Ｎｏ．１６〜２０）をろう材として用いた接合部品のいずれよりも、ろう付け（ろう接合）の接合強度が高いことが確認された。なお、本発明例Ｎｏ．１〜１５の中でも、アモルファス合金粒子の含有割合が４０体積％未満である本発明例Ｎｏ．１４、１５よりも、４０体積％以上である本発明例Ｎｏ．１〜１３のいずれもが接合強度が大きいことが確認された。【００５０】
（実施例３）
実施例１と同様に、ガスアトマイズ法により、質量％で、Ｃｒを２８．９％、Ｐを６．２％、Ｓｉを３．２％、Ｆｅを０．１％含み、残部がＮｉおよび微量元素からなる、本発明のろう付け用合金粉末と、本発明の範囲外である合金粉末とを製作した。また、実施例１と同様な方法により、それぞれの合金粉末に含まれるアモルファス相の粒子の割合と、その合金粉末の粒度分布とを求めた。その結果、本発明のろう付け用合金粉末は、９２．５％がアモルファス相の粒子で、ｄ９０が４３．２μｍであり、本発明の範囲外である合金粉末は、６．５％がアモルファス相の粒子で、ｄ９０が６９．５μｍであった。また、両者の合金粒子について、示差熱分析（ＤＴＡ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）により、昇温速度を５℃／ｍｉｎ、１０℃／ｍｉｎ、２０℃／ｍｉｎと変えて、それぞれの吸熱ピークから融点を測定し、液相線温度ＴＬを昇温速度を０℃／ｍｉｎに外挿して求めた。液相線温度ＴＬは、本発明の範囲外である合金粉末は１００６℃であったが、本発明のろう付け用合金粉末は９９６℃で１０℃だけ低かった。この点に関しては、アモルファス相でない結晶質の粒子が比較的粗大であって融点の高い相が存在しているため、完全に溶融する温度が高くなったと推察される。これに対し、アモルファス相の粒子は、実質的な偏析が存在せず、加熱によって結晶化した後の組織が微細かつ均質になるため、完全に溶融する温度が低くなったと推察される。
【符号の説明】
【００５１】
１．アモルファス合金粒子
２．結晶合金粒子
３．結晶ピーク
４．ハローパターン（アモルファス相）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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