(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
爆発エネルギーを用い合わせ材を母材に衝突させることにより接合せしめる爆着の方法において、金属からなる基盤の表面に形成した凹部に、前記母材を少なくとも１つ以上隙間なく嵌め込み配置すると共に前記母材及び基盤に合わせ材を対向させ、更に、該合わせ材の外側に爆薬を配置し、少なくとも合わせ材と母材とを爆着接合させることを特徴とする爆着方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、爆着材料（母材）の割れを防止し、母材と合せ材の接合率を向上させる爆着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
爆着では、延性のない材料、例えば焼結金属を合せ材又は、母材に用いた場合、爆発エネルギーによる材料の変形や延びを原因とした割れが生じる問題と、延性がある材料であっても、爆着は外周部に非接合部が生じることから、例えば金等のように高価な金属では材料のロスが大きくなる問題があった。
【０００３】
この対策として、材料の改質及び爆着方法の検討がなされてきたが十分な成果が得られず、解決には至っていなかった。これらの問題を解決するため本発明者は、爆着方法の製造技術に関し鋭意検討を行ったものである。凹部に材料をはめ込んで爆着を行う方法としては、特開昭５８−５５１８４に、低融点金属を充填した角パイプを溝部にはめ込んで爆着を行う方法が開示されているが、この方法は、母材に中空部を有する金属複合板の製造を目的とするものであり、母材自体の割れ防止に関しては全く効果がないものである。
【０００４】
また、ベニヤ板、土、砂等の土台上に母材を単に配置する従来の爆着方法では、合せ材の衝突応力等による変形や延びで生じた外周部のダレ、及び、非接合を製品から除去する必要があり、材料ロスによる大幅なコストアップも避けられない技術とされていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、爆着材料（母材）の割れの発生を防止し、爆着外周部まで高い接合率を得ることの出来る爆着方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記課題を解決するため、母材を堅固な金属からなる被接合面側の基盤表面に形成された凹部に配置することで、爆着時の延びや曲がり等の変形を阻止し、割れ防止と製品外周部までダレがなく安定して接合する爆着方法を見出し、本発明をなすに至った。
【０００７】
即ち、本発明は母材と合せ材に一定の間隙をもうけ、爆発エネルギーを用い合せ材を母材に衝突させることにより接合せしめる爆着の方法において、図１に示すように金属からなる基盤１の表面に形成した凹部２に、前記母材３を少なくとも１つ以上嵌め込み配置すると共に前記母材及び基盤に合わせ材を対向させ、更に、該合わせ材の外側に爆薬を配置し、図２に示すように少なくとも合せ材５と母材とを爆着接合させることを特徴とする爆発圧着の方法を提供するものである。
【０００８】
ここでいう合せ材は、従来からの爆着で使用されている一般の金属材料であり、特に限定されることはない。母材は、一般の金属材料であり、特に従来の爆着方法で割れが発生していた延性のない、例えば焼結金属材料、また、プラチナ、金、銀等の高価な材料や寸法の小さな材料を用いるときにも大きな効果を得ることができる。また、母材には、一般の金属材料の他にセラミックス等にも適用可能である。
【０００９】
基盤に用いる材料は、凹部に配置する母材が爆着時に生じる延びや変形を防止することができる堅固な金属材料であれば何でも良いが価格、加工性、強度の面から鋼を用いることが最も好ましい。凹部は、合せ材と向かい合う基盤表面に機械加工等により一体物で形成又は、いくつかの別体で作成したものを単に組み合わせるか、溶接等で固定し組立てて形成するが、図３及び図４の凹部２で示すように、その表面形状、断面形状、個数及び位置は任意に設計して良い。また、その凹部の深さは、少なくとも母材板厚の±１ｍｍ以内が好ましく、更に好ましくは、母材の被接合面と基盤の被接合面の高さが等しくなるように形成する。
【００１０】
母材を凹部に配置する際の基盤との間隔は、爆着時の母材の延びを防止するためできる限り小さく隙間なくする。また、母材を複数枚配置するときも、同様の理由で、母材間の間隔は、小さく隙間なくする。凹部に母材を配置する際の固定は、挿入したままでも良いが、母材と基盤の継ぎ目、あるいは複数枚の母材を配置した際には母材同士の継ぎ目を溶接しても良い。
【００１１】
基盤の凹部下部における厚さは、爆着時のエネルギーにより変形が生じない程度に設定すればよく例えば、基盤が鋼の場合、少なくとも３０ｍｍ以上、好ましくは、５０ｍｍ以上に設定するのが良い。基盤被接合面側凹部外の基盤表面は、合せ材と必ずしも接合させる必要はないため、その凹部外の基盤表面の被接合面を非金属の例えば粘着テープ等で被覆しておいても良く、あるいは、基盤が鋼材であれば酸化スケールを有したままでも良いが、好ましくは、接合させるため研磨等で仕上げておくのが良い。
【００１２】
以上の要領で基盤凹部に母材を配置し図２の様に合せ材を配置し爆着を行い、合せ材と母材及び基盤凹部外の被接合面部をともに接合させた場合は、のこ切断等により合せ材側から板厚、幅、長さ方向に切り出しを行い、合せ材と母材のみの接合部を取り出し、また、合せ材を基盤凹部外の被接合面と接合させず母材のみと接合させた場合は、基盤凹部より合せ材と母材の接合部を取り出し余長の合せ材をのこ切断等で取り除き接合部分の爆着クラッドを得るものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
【００１４】
【実施例１】
図１及び図２を参照にして本発明の実施例１を説明する。図１は、板厚１００ｍｍ、寸法３５０×５００ｍｍの鋼板の被接合面側の酸化スケールを予めグラインダーにより除去し研磨仕上げ加工した基盤１に、機械加工により形成した、深さ１５ｍｍ、幅２００ｍｍ、長さ５００ｍｍの凹部２に、板厚１５ｍｍ、寸法２００×２００ｍｍのタングステン粉末を焼結し銅を溶浸させた銅タングステン合金の母材３を中央に隙間無く２枚隣接して配置し、その両端に、別体で作成した板厚１５ｍｍ、寸法５０×２００ｍｍの鋼板の別体基盤４を更に配置したものである。図２は、図１の被接合面側に、爆着に必要な間隙を保ち、板厚１５ｍｍ、寸法４７０×５４０ｍｍの鋼板の合せ材５をセットした断面図であり、電気雷管６により爆薬７を爆発させ合せ材５と基盤１及び母材３の表面を接合させた。接合後、母材寸法２００×２００ｍｍの形状に沿って、のこ切断により板厚、幅、長さ方向に切り出しを行い、厚さ（１５＋１５）ｍｍ、寸法２００×２００ｍｍの２枚の爆着クラッドを得た。
【００１５】
結果は、母材３銅タングステン合金接合上の合せ材５鋼板のダレもなく、また、母材変形や寸法の延びもなく母材寸法の２００×２００ｍｍ全面が１００％接合し、かつ、母材３銅タングステン合金に割れもなく良好な爆着クラッドを２枚とも得ることができ、有効な爆着方法であることを確認出来た。
【００１６】
【比較例１】
実施例１と同材質の板厚１５ｍｍ、寸法２００×２００ｍｍの母材銅タングステン合金を土台である同寸法のベニヤ板の上にセットし、母材銅タングステン合金の被接合面側に板厚１５ｍｍ、寸法２５０×２５０ｍｍの鋼板を合せ材とし爆着し、厚さ（１５＋１５）ｍｍ、寸法約２００×２００ｍｍの爆着クラッドを得た。
【００１７】
結果は、母材銅タングステン合金上の合せ材鋼板にダレを生じ、また、母材の変形が皿状に７ｍｍあり、寸法も２００×２００ｍｍが２００×２１０ｍｍに延びており、かつ、外周の片側２５ｍｍ幅の非接合を確認し有効寸法は１５０×１６０ｍｍしかなく、実施例１に比べると著しく歩留まりが悪く、更には、母材銅タングステン合金に爆着方向と直角に５カ所の割れを生じていた。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、延性のない材料が割れることなく、また、母材と合せ材の接合率が向上する爆着法を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態を示す基盤凹部に母材を配置した斜視図である。
【図２】  本発明の爆着前の一実施例断面図である。
【図３】  本発明の基盤に形成する凹部に母材を配置した状態の一実施例斜視図である。
【図４】  本発明の基盤に形成する凹部形状の一実施例断面図である。
【符号の説明】
１                      基盤
２                      凹部
３                      母材
４                      別体基盤
５                      合せ材
６                      電気雷管
７                      爆薬
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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