(57)【要約】  第１の金属部品（１１）を第２の金属部品（１２）と接合させる方法であって、前記金属部品（１１、１２）は１０００℃より上の固相線温度を有している。その方法は、第１の金属部品（１１）の表面（１５）上に融点降下組成物（１４）を塗布するステップであって、融点降下組成物（１４）は、第１の金属部品（１１）の溶融温度を低下させるためのリン及びケイ素を含む融点降下要素を含む、ステップと、前記表面（１５）上の接触点（１６）で、第２の金属部品（１２）を融点降下組成物（１４）に接触させるステップと、１０００℃より上の温度で第１及び第２の金属部品（１１、１２）を加熱するステップと、及び接触点（１６）でジョイント（２５）が得られるように第１の金属部品（１１）の溶融金属層（２１０）を凝固させるステップと、を含む。融点降下組成物及び関連する製品も同様に述べられる。
2016536144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の金属部品（１１）を第２の金属部品（１２）と接合させる方法であって、前記金属部品（１１、１２）は１０００℃より上の固相線温度を有しており、前記方法は、
−前記第１の金属部品（１１）の表面（１５）上に融点降下組成物（１４）を塗布するステップ（２０１）であって、前記融点降下組成物（１４）は、
・前記第１の金属部品（１１）の溶融温度を低下させるためのリン及びケイ素を含む融点降下要素と、
・任意的な、前記表面（１５）上への前記融点降下組成物（１４）の前記塗布するステップ（２０１）を容易にさせるためのバインダー要素と、
を含む、塗布するステップと、
−前記表面（１５）上の接触点（１６）で、前記第２の金属部品（１２）を前記融点降下組成物（１４）に接触させるステップ（２０２）と、
−１０００℃より上の温度で前記第１及び第２の金属部品（１１、１２）を加熱するステップ（２０３）であって、それによって、前記第１の金属部品（１１）の表面層（２１）が溶融し、且つ前記融点降下要素と共に、前記接触点（１６）で前記第２の金属部品（１２）と接触する溶融金属層（２１０）を形成するように、前記第１の金属部品（１１）の前記表面（１５）が溶融する、加熱するステップと、
−前記溶融金属層（２１０）を凝固させ、前記接触点（１６）でジョイント（２５）を形成させるステップ（２０４）であって、前記ジョイント（２５）は、前記加熱するステップ（２０３）の前に、前記第１の金属部品（１１）及び前記第２の金属部品（１２）のいずれかの一部であった金属を少なくとも５０ｗｔ％含む、ステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記リンは、以下の化合物：ＭｎｘＰｙ、ＦｅｘＰｙ及びＮｉｘＰｙの少なくともいずれかから選択されるリン化合物からもたらされる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ケイ素は、ケイ素元素、及び以下の化合物：炭化ケイ素、ホウ化ケイ素、及びフェロシリコンの少なくともいずれかから選択されるケイ素化合物のケイ素のいずれかからもたらされる、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記融点降下要素は、少なくとも２５ｗｔ％、少なくとも３５ｗｔ％、及び少なくとも５５ｗｔ％のリン及びケイ素のいずれかを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
リンは、前記融点降下化合物の前記リン及びケイ素含有量の少なくとも１０ｗｔ％を構成している請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
ケイ素は、前記融点降下化合物の前記リン及びケイ素含有量の少なくとも５５ｗｔ％を構成している、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記融点降下要素は５０ｗｔ％未満の金属元素を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記融点降下要素は１０ｗｔ％未満の金属元素を含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の金属部品は０．３から０．６ｍｍの厚さを含み、及び前記融点降下組成物（１４）の前記塗布するステップ（２０１）は、前記第１の金属部品（１１）の前記表面（１５）上に１ｍｍ２あたり平均０．０２から１．００ｍｇのリン及びケイ素を塗布することを含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の金属部品は０．６から１．０ｍｍの厚さを含み、及び前記融点降下組成物（１４）の前記塗布するステップ（２０１）は、前記第１の金属部品（１１）の前記表面（１５）上に１ｍｍ２あたり平均０．０２から２．０ｍｇのリン及びケイ素を塗布することを含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記表面（１５）は、ジョイント（２５）を形成させる前記ステップ（２０４）の時に、前記溶融金属層における金属（２１’）が前記接触点（１６）へと流れるように、前記表面（１５）上の前記接触点（１６）によって画定される領域（Ａ２）より大きい領域（Ａ１）を有している、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記表面（１５）の前記領域（Ａ１）は、前記接触点（１６）によって画定される前記領域（Ａ２）より少なくとも３倍大きい、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記表面（１５）の前記領域（Ａ１）は、前記ジョイント（２５）の断面領域（Ａ３）より少なくとも１０倍大きい、請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２の金属部品（１２）を前記表面（１５）に接触させるステップ（２０２）の時に、複数の接触点（１６、１１６）が前記表面（１５）上に形成されるように、前記第１の金属部品（１１）及び前記第２の金属部品（１２）のいずれかが、他方の金属部品の方へ延在する複数の突起（２８、２９）を含む、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の金属部品が、
・＞５０ｗｔ％のＦｅ、＜１３ｗｔ％のＣｒ、＜１ｗｔ％のＭｏ、＜１ｗｔ％のＮｉ、及び＜３ｗｔ％のＭｎ、
・＞９０ｗｔ％のＦｅ、
・＞６５ｗｔ％のＦｅ及び＞１３ｗｔ％のＣｒ、
・＞５０ｗｔ％のＦｅ、＞１５．５ｗｔ％のＣｒ、及び＞６ｗｔ％のＮｉ、
・＞５０ｗｔ％のＦｅ、＞１５．５ｗｔ％のＣｒ、１から１０ｗｔ％のＭｏ、及び＞８ｗｔ％のＮｉ、
・＞９７ｗｔ％のＮｉ、
・＞１０ｗｔ％のＣｒ及び＞６０ｗｔ％のＮｉ、
・＞１５ｗｔ％のＣｒ、＞１０ｗｔ％のＭｏ、及び＞５０重量％のＮｉ、
・＞７０ｗｔ％のＣｏ、
・＞８０％のＣｕ、及び
・＞１０ｗｔ％のＦｅ、０．１から３０ｗｔ％のＭｏ、０．１から３０ｗｔ％のＮｉ、及び＞５０ｗｔ％のＣｏ、
のうちの一つを含む、請求項１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
ジョイント（２５）によって第２の金属部品（１２）と接合した第１の金属部品（１１）を含む製品であって、前記金属部品（１１、１２）は１０００℃より上の固相線温度を有しており、前記ジョイント（２５）は、前記ジョイントを取り囲む領域（Ａ１）から引き込まれ、且つ前記第１の金属部品（１１）及び前記第２の金属部品（１２）のいずれかの一部であった金属元素の少なくとも５０ｗｔ％を含む、製品。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか一項の方法により第２の金属部品（１２）と接合した第１の金属部品（１１）を含む製品。
【請求項１８】
請求項１から１８のいずれか一項の方法により第１の金属部品（１１）を第２の金属部品（１２）と接合させるための融点降下組成物であって、前記融点降下組成物は、ｉ）溶融温度を低下させるためのリン及びケイ素を含む融点降下要素と、ｉｉ）任意的な、前記第１の金属部品（１１）上に前記融点降下組成物（１４）を塗布するステップ（２０１）を容易にさせるためのバインダー要素と、を含む融点降下組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、融点降下組成物を用いて第１の金属部品を第２の金属部品と接合させるための方法に関連している。本発明はまた、融点降下組成物、及び接合された金属部品を含む製品に関連している。
【背景技術】
【０００２】
今日、金属元素で作られた金属部品（金属体または金属加工品）を接合するための異なる接合方法があり、金属元素は様々な元素金属ならびに様々な金属合金を含む。問題の金属部品は、それらが作られる金属元素または合金に基づいて、少なくとも１０００℃の溶融温度を有しており、これは金属部品が純アルミニウムまたは様々なアルミニウム基合金で作ることができないことを意味している。いくつかの金属の例で、金属部品は一般的に鉄基、ニッケル基、及びコバルト基合金で作られ得る。
【０００３】
そのような金属部品を接合するための１つの共通の方法は溶接であり、これは追加の材料を有するか、または有さない金属部品中の金属が溶融される、すなわち、鋳造品が溶融及び再凝固によって形成される。
【０００４】
別の接合方法はブレイジングであり、これは、溶加材がまず接合される２つの金属部品のうちの少なくとも１つの上に塗布され、それから溶加材はその融点より上に加熱され、毛管作用により金属部品の間に分布する金属接合プロセスである。溶加材は一般的に、適切な雰囲気による保護の下、その溶融温度より上にもっていかれる。溶加材は、金属部品にわたって、接合を形成する接触点の方へ流れる。
【０００５】
一般的に、ブレイジングの際、溶加材は接合される金属部品間の間隙（ｇａｐ）または隙間（ｃｌｅａｒａｎｃｅ）に接触して塗布される。加熱プロセスの間に、溶加材は溶融し、接合される間隙を埋める。ブレイジングプロセスにおいて、第１のステージが物理的ステージと呼ばれるところの、三つの主要なステージがある。物理的ステージは、溶加材の湿潤及び流動を含む。第２のステージは通常、所定の接合温度で起こる。この段階の間に、実質的な質量移動と同時に起こる、固体−液体相互作用がある。液体溶加材に即座に接触する金属部品の少量は、この段階で溶加材に溶解またはそれと反応する。同時に、液相からの元素の少量は、固体金属部品内に浸透する。接合領域における構成要素のこの再分配は、溶加材組成への変化、及び時々、溶加材の凝固の開始をもたらす。第２と重複する最後のステージは、最終的な接合微細構造の形成、及び接合部の凝固及び冷却の間の工程によって特徴づけられる。液体溶加材に接触する金属部品の体積は非常に小さく、すなわち接合は溶加材による最大の範囲まで形成される。一般的に、ブレイジングの際、接合における金属の少なくとも９５％は溶加材からきている。
【０００６】
２つの金属部品（母材）を接合するための別の方法は液相拡散接合（ｔｒａｎｓｉｅｎｔ  ｌｉｑｕｉｄ  ｐｈａｓｅ  ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ  ｂｏｎｄｉｎｇ）（ＴＬＰ接合）であり、ここで拡散は、中間層からの融点降下元素が結合温度で金属部品の格子及び粒界へ移動するときにおこる。固体状態拡散プロセスはそれから、結合界面での組成の変化を引き起こし、異なる中間層は母材よりも低い温度で溶融する。このようにして、液体の薄層は、金属部品のどちらの融点よりも低い温度で接合を形成するように界面に沿って広がる。結合温度の低下は、溶融物の凝固を引き起こし、このフェーズは続いて、しばらくの間結合温度を維持することにより、金属部品内へ離れて拡散することができる。
【０００７】
溶接、ブレイジング、及びＴＬＰ接合のような接合方法は、金属部品をうまく接合する。しかしながら、溶接は、多数のジョイントがアクセスし難いときに、多数のジョイントを作り出すことが非常に高価であり得るか、または不可能でさえあり得るように、その制限を有している。ブレイジングはまた、例えば最も適切な溶加材を適切に塗布すること、または決定することさえ難しい場合があるという点で、制限を有している。ＴＬＰ接合は、異なる材料を接合することに関しては有利であるが、その制限を有している。例えば、適切な中間層を見つけるのはしばしば難しく、且つその方法は、比較的大きなジョイントが形成されるときに、大きな間隙が満たされるジョイントを作り出すのに実際に適切でない。
【０００８】
このようにして、特定の接合方法を選択するときに、多くの要因が含まれる。また、重要である要因は、コスト、生産性、安全性、工程速度、金属部品を接合する接合の特性、ならびに接合の後での金属部品それ自体の特性である。たとえ前記の方法がそれらの利点を有しているとしても、特にコスト、生産性、安全性、及び工程速度のような要因が考慮される場合、現在の方法を補うものとして使用されるべき接合方法に対する必要性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の技術及び従来技術を改善することが本発明の目的である。特に、シンプル且つ信頼性のある方法で金属部品（金属加工品、すなわち金属でできている加工品または物体）を接合すると同時に、金属部品の間に強固なジョイントを提供するための方法を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
これらの目的を解決するために、第１の金属部品を第２の金属部品と接合させるための方法が提供される。その方法は、１０００℃より上の固相線温度を有する金属部品に対して使用される。その方法は、
第１の金属部品の表面上に融点降下組成物を塗布するステップであって、融点降下組成物は、第１の金属部品の融点温度を低下させるためのリン及びケイ素を含む融点降下要素と、任意的に、表面上に融点降下組成物を塗布するステップを容易にさせるためのバインダー要素とを含む、塗布するステップと、
前記表面上の接触点で、第２の金属部品を融点降下組成物に接触させるステップと、
１０００℃より上の温度で第１及び第２の金属部品を加熱するステップであって、それによって、第１の金属部品の表面層が溶融し、且つ融点降下組成物と共に接触点で第２の金属部品と接触する溶融（融解した）金属層を形成するように、第１の金属部品の前記表面が溶融する、加熱するステップと、
接触点でジョイントが得られるように溶融金属層を凝固させるステップであって、ジョイントは、加熱するステップの前に、第１の金属部品及び第２の金属部品のいずれかの一部であった金属を少なくとも５０ｗｔ％含む、ステップと、
を含む。
【００１１】
一つの実施形態において、ジョイントは、加熱するステップの前に第１の金属部品及び第２の金属部品のいずれかの一部であった金属を少なくとも８５ｗｔ％含む。これは、金属部品の金属を接触点へと流し、且つジョイントを形成することにより達成される。ブレイジングによって形成されるジョイントは、そのようなジョイントが一般的に、ブレイジングより前に、ジョイントを形成するために使用されたブレイジング材料の溶加材の一部であった金属を少なくとも９０ｗｔ％含むので、この方法で形成されるジョイントと非常に異なっている。
【００１２】
一つの実施形態において、融点降下要素は少なくとも８ｗｔ％のリンを含み、別の実施形態において、融点降下要素は少なくとも１４ｗｔ％のリンを含む。融点降下組成物は、溶融点降下組成物とも称され得る。金属部品における金属は、それらが１０００℃より上の固相線温度を一般的に有しているような、例えば鉄基合金、ニッケル基合金、及びコバルト基合金の形態を有し得る。金属部品は、１０００℃より上の固相線温度を有していない純アルミニウムまたはアルミニウム基合金でなくてもよい。金属部品における金属または金属部品それ自身は、「母材金属」または「母材」と称され得る。この内容において、「鉄基」合金は、合金中の全ての元素において鉄が最も大きな重量パーセント（ｗｔ％）を有している合金である。対応する場面がまた、ニッケル基合金、コバルト基合金、クロム基合金、及びアルミニウム基合金に対して適用される。
【００１３】
示されるように、融点降下組成物は、融点降下要素である少なくとも１つの要素を含む。任意に、融点降下組成物は、バインダー要素を含む。少なくとも第１の金属部品の溶融温度を低下させることに寄与する融点降下組成物の全ての物質または一部は、融点降下要素の一部であると考えられる。少なくとも第１の金属部品の溶融温度を低下させることに含まれないが、代わりに、例えばペースト、ペイントまたはスラリーを形成するように融点降下組成物を「結合」させる、融点降下組成物の部分は、バインダー要素の一部であると考慮される。もちろん、融点降下要素は、少量の溶加材のような他の要素を含み得る。しかしながら、少なくとも２５ｗｔ％の融点降下要素はリン及びケイ素を含むので、そのような溶加材は７５ｗｔ％より上の融点降下要素を示さない。溶加材が融点降下組成物に含まれる場合、それは常に融点降下要素の一部である。
【００１４】
この内容において、「リン及びケイ素」は、ｗｔ％で計算されるように、融点降下要素におけるリン及びケイ素の合計を意味している。ここで、重量％は、質量分率に１００を掛けることにより定義される質量パーセンテージを意味している。周知のように、要素中の物質の質量分率は、要素の密度に対するその物質の質量濃度（要素中のその物質密度）の比である。このようにして、例えば、少なくとも２５ｗｔ％のリン及びケイ素は、リン及びケイ素の総重量が、１００ｇの融点降下要素のサンプルにおいて少なくとも２５ｇであることを意味している。明らかに、バインダー要素が融点降下要素に含まれる場合、融点降下組成物中のリン及びケイ素のｗｔ％は、２５ｗｔ％未満であり得る。しかしながら、少なくとも２５ｗｔ％のリン及びケイ素は、常に融点降下要素に存在し、示されるように、含まれ得るいかなる溶加材も含む、すなわち溶加材は常に融点降下組成物の一部として見られる。
【００１５】
「リン」は、リン元素並びにリン化合物中のリンを含む、融点降下要素中の全てのリンを含む。対応して、「ケイ素」は、ケイ素元素並びにケイ素化合物中のケイ素を含む、融点降下要素中の全てのケイ素を含む。このようにして、リン及びケイ素の両方は、融点降下要素において、様々なリン化合物及びケイ素化合物におけるリン及びケイ素によって示される。
【００１６】
明らかに、従来のブレイジング物質が、リン及びケイ素のような融点降下物質に対して多量の溶加材を有するので、融点降下組成物はブレイジング物質と非常に異なる。一般的に、ブレイジング物質は、少なくとも１８ｗｔ％未満のリン及びケイ素を有している。
【００１７】
その方法は、溶加材が減らされるか排除さえすることができ、且つ異なる材料で作られた金属部品に対して塗布され得るという点で有利である。それはまた、例えば、熱伝達プレート、またはそうでなければ例えば溶接または従来のブレイジングにより接合されるいかなる適切な金属物を接合することに対して、幅広い応用の範囲で使用され得る。
【００１８】
もちろん、融点降下組成物はまた、第２の金属部品上に同じように塗布され得る。
【００１９】
リンは、リン元素、及び以下の化合物：リン化マンガン、リン化鉄、及びリン化ニッケルの少なくともいずれかから選択されるリン化合物のリンのいずれかからもたらされ得る。ケイ素は、ケイ素元素、及び以下の化合物：炭化ケイ素、ホウ化ケイ素、及びフェロシリコンの少なくともいずれかから選択されるケイ素化合物のケイ素のいずれかからもたらされ得る。
【００２０】
融点降下要素は、少なくとも２５ｗｔ％、少なくとも３５ｗｔ％、及び少なくとも５５ｗｔ％のリン及びケイ素のいずれかを含み得る。これは、いかなる溶加材が存在する場合、それが７５ｗｔ％未満、６５ｗｔ％未満、それぞれ４５ｗｔ％未満の量で存在することを意味している。
【００２１】
リンは、融点降下要素のリン及びケイ素含有量の少なくとも１０ｗｔ％を構成し得る。これは、融点降下要素が少なくとも２５ｗｔ％のリン及びケイ素を含むとき、融点降下要素が少なくとも２．５ｗｔ％のリンを含むことを意味している。ケイ素は、融点降下化合物のリン及びケイ素含有量の少なくとも５５ｗｔ％を構成し得る。
【００２２】
融点降下要素は、５０ｗｔ％未満の金属元素または１０ｗｔ％未満の金属元素を含み得る。そのような金属元素は上述した「溶加材」に対応している。そのような少量の金属元素または溶加材は、それらが少なくとも６０ｗｔ％の金属元素を含むので、融点降下組成物を周知のブレイジング組成物と完全に区別する。ここで、「金属元素」は例えば、周期表の３から１２属を含む周期表のｄブロック内の元素であるすべての遷移金属を含む。これは例えば、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、クロミウム（Ｃｒ）、及びモリブデン（Ｍｏ）が「金属元素」であることを意味する。「金属元素」でない元素は、貴ガス、ハロゲン、及び以下の元素：ホウ素（Ｂ）、炭素（Ｃ）、ケイ素（Ｓｉ）、窒素（Ｎ）、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、酸素（Ｏ）、硫黄（Ｓ）、セレン（Ｓｅ）、及びテルル（Ｔｕ）である。例えば、リンが化合物のリン化マンガンから来る場合、この化合物のマンガン部分は、一つの実施形態においては５０ｗｔ％未満、及び他の実施形態においては１０ｗｔ％未満でなければならない、金属元素に含まれる金属元素である点に留意する必要がある。
【００２３】
第１の金属部品が０．３から０．６ｍｍの厚さを含んでいてもよく、且つ融点降下組成物の塗布は第１の金属部品の表面上に１ｍｍ２あたり平均０．０２から１．００ｍｇのリン及びケイ素を含み得る。第１の金属部品の表面上に１ｍｍ２あたり平均０．０２から１．００ｍｇのリン及びケイ素を塗布することは、例えば第２の金属部品を経由したいかなる二次的な塗布、例えば第２の金属部品から第１の金属部品へ移動されるリン及びケイ素を含む。このようにして、ここで参照されるリン及びケイ素は、それがまだ第１の金属部品の表面層の溶融に寄与する限り、必ずしも第１の金属部品上に直接適用されるべきではない。
【００２４】
第１の金属部品は０．６から１．０ｍｍの厚さを含んでいてもよく、融点降下組成物の塗布はそれから、第１の金属部品の表面上に１ｍｍ２あたり平均０．０２から１．０ｍｇのリン及びケイ素を塗布することを含み得る。前述の如く、その塗布はまた、第２の金属部品を経た二次的な「塗布」を含む。
【００２５】
第１の金属部品は１．０ｍｍより上の厚さを含んでいてもよく、融点降下組成物の塗布はそれから、第１の金属部品の表面上に１ｍｍ２あたり平均０．０２から５．０ｍｇのリン及びケイ素を塗布することを含み得る。
【００２６】
ジョイントを形成させるときに、溶融金属層における金属が接触点へと流れるように、表面は前記表面部分上の接触点によって画定される領域より大きな領域を有し得る。そのような流れは一般的に、毛管作用（ｃａｐｉｌｌａｒｙ  ａｃｔｉｏｎ）によって引き起こされる。
【００２７】
その表面の領域は、接触点によって画定される領域より少なくとも３倍大きくてもよい。表面の領域は、さらにより大きくてもよく、例えば接触点により画定される領域よりも少なくとも１０、２０、または３０倍大きい（または相対的により小さい接触点）。その表面の領域は、溶融金属がジョイントを形成するように流れるところから、その表面の領域を参照している。
【００２８】
その表面の領域は、ジョイントの断面領域より少なくとも３倍または少なくとも１０倍大きくてもよい。表面の領域は、さらにより大きくてもよく、例えばそれは接触点によって画定される領域より少なくとも６倍または１０倍大きい（または相対的により小さいジョイントの断面領域）。ジョイントの断面領域は、ジョイントがその最も小さな伸張（断面領域）を有する位置で、接触点が位置する表面に平行な平面をジョイントが有する断面領域として定義され得る。
【００２９】
第２の金属部品を前記表面と接触させるときに、複数の接触点が前記表面上に形成されるように、第１の金属部品及び第２の金属部品のいずれかが、他方の金属部品の方へ延在する複数の突起を含み得る。これは一般的に、金属部品が、熱交換器を形成するように積層及び接合される波形プレートの形状を有しているときの場合である。
【００３０】
第１の金属部品は、
ｉ）      ＞５０ｗｔ％のＦｅ、＜１３ｗｔ％のＣｒ、＜１ｗｔ％のＭｏ、＜１ｗｔ％のＮｉ、及び＜３ｗｔ％のＭｎ；
ｉｉ）    ＞９０ｗｔ％のＦｅ；
ｉｉｉ）  ＞６５ｗｔ％のＦｅ及び＞１３ｗｔ％のＣｒ；
ｉｖ）    ＞５０ｗｔ％のＦｅ、＞１５．５ｗｔ％のＣｒ、及び＞６ｗｔ％のＮｉ；
ｖ）      ＞５０ｗｔ％のＦｅ、＞１５．５ｗｔ％のＣｒ、１から１０ｗｔ％のＭｏ、及び＞８ｗｔ％のＮｉ；
ｖｉ）    ＞９７ｗｔ％のＮｉ；
ｖｉｉ）  ＞１０ｗｔ％のＣｒ及び＞６０ｗｔ％のＮｉ；
ｖｉｉｉ）＞１５ｗｔ％のＣｒ、＞１０ｗｔ％のＭｏ、及び＞５０ｗｔ％のＮｉ；
ｉｘ）    ＞７０ｗｔ％のＣｏ；及び
ｘ）      ＞１０ｗｔ％のＦｅ、０．１から３０ｗｔ％のＭｏ、０．１から３０ｗｔ％のＮｉ、及び＞５０ｗｔ％のＣｏ；
のいずれかを含み得る。
【００３１】
上記は、第１の金属部品、及び第２の金属部品も同様に、多数の異なる合金で作られ得ることを意味している。明らかに、上の実施例は、産業内で共通のように、他の金属または元素で調和される。
【００３２】
別の態様によると、ジョイントにより第２の金属部品と接合された第１の金属部品を含む製品が提供される。金属部品は１０００℃より上に固相線温度を有しており、ジョイントは、ジョイントを取り囲み、且つ第１の金属部品及び第２の金属部品のいずれかであった領域から流れる少なくとも５０ｗｔ％の金属元素を含む。
【００３３】
別の態様によると、上記の方法またはその実施形態のいずれかより、第２の金属部品で接合された第１の金属部品を含む製品が提供される。
【００３４】
もう一つの態様によると、融点降下組成物は、上述した方法またはその実施形態のいずれかにより第１の金属部品を第２の金属部品と接合させるために提供され、すなわち、特に展開され且つ構成され、その融点降下組成物は、ｉ）融点を下げるためのリン及びケイ素を含む融点降下要素と、ｉｉ）任意的に、第１の金属部品上に融点降下組成物を塗布するステップを容易にさせるためのバインダー要素と、を含む。
【００３５】
方法、製品、及び融点降下組成物の異なる目的、特徴、態様、及び利点が、以下の詳細な説明並びに図面から明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
本発明の実施形態は、例として、添付の図面を参照してここで説明される。
【００３７】
【図１】融点降下組成物が部品の中間に塗布された、第１及び第２の金属部品の断面図である。
【図２】加熱の間の図１の金属部品を示している。
【図３】接合が形成されるときの図１の金属部品を示している。
【図４】第２の金属部品が第１の金属部品に接するときの、融点降下組成物が部品の中間に塗布された第１及び第２の金属部品の断面図を示している。
【図５】加熱の間の図４の金属部品を示している。
【図６】接合が形成されるときの図４の金属部品を示している。
【図７】接合が形成されるとき、且つ接合を形成する間に部品が互いの方へ押圧されるところの金属部品を示している。
【図８】両金属部品からの材料が溶融され、且つ接合を形成した、図７に対応する図である。
【図９】図１に対応しており、金属部品間の接触点の分布を示している。
【図１０】金属部品間の接触点の領域を示している。
【図１１】図３に対応しており、金属部品間のジョイントの分布を示している。
【図１２】ジョイントの断面領域を示している。
【図１３】２つの金属部品がどのように接合され得るかを説明した、いくつかの例で使用されるプレスされたプレートを示している。
【図１４】図１３に示されたプレートと平坦なプレートとの間の接合の断面の写真である。
【図１５】測定されたジョイントの幅が融点降下組成物の塗布量の関数としてプロットされ、近似曲線を含む図表である。
【図１６】ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で調査された接合の断面及び電子走査の位置を示している。
【図１７】ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で調査された接合の断面及び電子走査の位置を示している。
【図１８】ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で調査された接合の断面及び電子走査の位置を示している。
【図１９】ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で調査された接合の断面及び電子走査の位置を示している。
【図２０】ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で調査された接合の断面及び電子走査の位置を示している。
【図２１】第１及び第２の金属部品を接合するための方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１は、融点降下組成物１４が第１の金属部品１１の表面１５に配置されているところの、第１の金属部品１１及び第２の金属部品１２を示している。第２の金属部品１２は、接触点１６で、表面１５上の融点降下組成物１４と接触している。図示された第２の金属部品１２に対して、第１の突起２８は接触点１６で融点降下組成物１４と接触しており、同時に第２の突起２９は別の接触点１１６で融点降下組成物１４と接触している。第１の金属部品１１は、鉄系合金のような金属元素で作られている。第１の金属部品１１が作られ得る適切な金属元素のより多くの例が以下で与えられる。第２の金属部品１２はまた、第１の金属部品１１が作られるものと同じ金属元素であり得る金属元素で作られ得る。図１において、第１の金属部品１１及び第２の金属部品１２は、まだ接合されていない。
【００３９】
５つの平面Ｐ１からＰ５は、第１の金属部品１１及び第２の金属部品１２がどのように接合されるかを説明するために使用される。第１の平面Ｐ１は、融点降下組成物１４の表面を画定している。第２の平面Ｐ２は、第１の金属部品１１の「上部」表面１５である、第１の金属部品１１の表面を画定している。これは、融点降下組成物１４が第１の平面Ｐ１と第２の平面Ｐ２（表面１５）との間の距離に一致する厚さを有していることを意味している。融点降下組成物１４の厚さは、図示された図面において大いに誇張されていることに留意する必要がある。実際の厚さ、すなわち表面１５上の融点降下組成物１４の量、並びに融点降下組成物１４の組成は、以下で詳細に議論される。
【００４０】
第３の平面Ｐ３は、第１の金属部品１１の表面層２１を画定しており、表面層２１は表面１５から、第１の金属部品１１に位置する第３の平面Ｐ３に広がっている。このようにして、表面層２１の厚さは、第２の平面Ｐ２（表面１５）と第３の平面Ｐ３との間の距離に一致している。第４の平面Ｐ４は、第１の金属部品１１の下面を画定している。第１の金属部品１１の厚さは、第２の平面Ｐ２と第４の平面Ｐ４との間の距離に一致している。第１の金属部品１１はまた、表面層２１を含まない第１の金属部品の一部であり、且つ第３の平面Ｐ３から第４の平面Ｐ４へ延在する下層２２を有している。第５の平面Ｐ５は、第２の金属部品１２のベースラインを画定しており、ここで、第１の突起２８及び第２の突起２９はベースラインから第１の金属部品１１の方へ突出している。
【００４１】
第１の金属部品１１及び第２の金属部品１２の図示された形状はまさに例示的な形状であり、その他の形状が均等に考えられる。例えば、金属部品１１、１２は、平面Ｐ１からＰ５が平坦な、二次元表面の形状を有さず、代わりに曲面の形状を有するように、曲面形状を有し得る。特に、平面Ｐ２及びＰ３は、かどばった線であってはならず、漸進的な移行を示し得る。
【００４２】
図２は、融点降下組成物１４が表面層２１を溶融し、溶融金属層２１０を形成するより上の温度でそれらが加熱されるときの、金属構成要素１１、１２を示している。温度はまだ、第１の金属部品１１及び第２の金属部品１２における材料の溶融温度より下にある。要するに、金属部品１１、１２を加熱するとき、融点降下組成物１４に含まれるリン及び任意のケイ素は、第１の金属部品１１に拡散しており、第１の金属部品１１中の（及び第２の金属部品１２中の）材料の溶融温度より低い温度でそれが溶融することを引き起こす。融点降下組成物１４は、表面層２１が溶融して、溶融金属層２１０を形成することを引き起こす量で、表面１５に塗布される。このようにして、融点降下組成物１４の量は、リンが表面層２１にだけ拡散するように選択される（多量のリンは第１の金属部品１１全体を溶融し得る）。融点降下組成物１４の適当な組成及び量は、以下の実施例において説明される。それから、溶融金属層２１０における金属はそれから、一般的に毛管作用によって接触点１６（及び、接触点１１６のような他の類似の接触点）の方へ流れる。
【００４３】
図３は、全ての融点降下組成物１４が第１の金属部品１１に拡散し、且つ溶融金属層２１０における金属が接触点１６の方へ流れたときに、ジョイント２５が形成されている金属構成要素１１、１２を示している。ジョイントはいま、以前第１の金属部品１１の一部であった金属を含む。見てわかるように、融点降下組成物１４は、第１の金属部品１１に、且つ一般的にある程度が第２の金属部品１２に拡散しているので、第１の金属部品１１の表面１５にはもはや存在していない。ジョイント２５が第１の金属部品１１の金属から形成されるので、第１の金属部品１１は加熱前よりも少なくとも局所的にわずかに薄い。見てわかるように、第１の金属部品１１は第２の平面Ｐ２に位置していない上面１５’を有している。代わりに、その上面はいま第４の平面Ｐ４により近い。一般的に、溶融金属層２１０中の全ての金属がジョイント２５を形成するために接触点１６の方へ流れるのではなく、いくらかは第１の金属部品１１の上面として残り、ジョイント２５の凝固と同時にそこで凝固する。融点降下組成物におけるリンは第１の金属部品１１の材料内へ次第に拡散し、それと混合するので、凝固は温度が低下するときだけでなく、例えば温度の低下に先立って起こる。第１の金属部品１１における金属の溶融の奥にある物理的プロセス並びに後続の凝結は、ブレイジングの間に起こる溶融及び凝結プロセスに類似している。しかしながら、従来のブレイジングと比較して、融点降下組成物１４が溶加材を全く含まないか極少量だけを含み、ジョイント２５を作り出すための溶加材を使用する代わりに、第１の金属部品１１からの金属がジョイント２５を作り出すために使用される点において、大きな相違がある。説明されるように、任意的に、第２の金属部品１２からの金属がジョイント２５を作り出すために使用され得る。
【００４４】
図４から６は、第２の金属部品１２が第１の金属部品１１と基本的に接触するか、または隣接するほどまでに融点降下組成物１４へ押圧されるという相違を有して、図１から３に一致している（融点降下組成物１４の少量は一般的にまだ金属部品１１と１２との間に存在する）。
【００４５】
図７は、ジョイント２５を形成する間に第１の金属部品１１及び第２の金属部品１２が互いに押圧されるという相違を有して、図３及び６に一致している。結果として、第２の金属部品１２は、ジョイント２５の位置で、第１の金属部品１１の溶融金属層２１０の中へ「沈んだ」。
【００４６】
図８は図７に一致しており、第１の金属部品１１及び第２の金属部品１２の両方からの材料が溶融して、ジョイント２５を形成した。実際のところこれは、特に第１の金属部品１１及び第２の金属部品１２が同じ材料で作られている場合に、第２の金属部品１２もまた融点降下組成物に接触しているので、ジョイント２５を形成する間に起こるものである。
【００４７】
加熱の前に、第２の金属部品１２は線Ｌ２によって画定されている外輪郭を有している。加熱の間に、第２の金属部品１２の表面層は溶融表面層を形成し、この層の金属は接触点１６へと流れ、ジョイント２５をそこで形成する。第２の金属部品１２の溶融表面層は線Ｌ２と線Ｌ１との間の層によって示されており、線Ｌ１は、第２の金属部品１２の金属が溶融していない境界線を画定している。
【００４８】
第１の金属部品１１及び第２の金属部品１２の金属間に、それぞれ溶融した、溶融していないはっきりした境界線がない点に留意する必要がある。代わりに、「溶融した」から「溶融していない」への漸進的な遷移がある。
【００４９】
図９は図１と一致しており、第１の金属部品１１と第２の金属部品１２との間の接触点１６の分布を示している。図１０は、上からの、且つ第１の平面Ｐ１における同一の金属部品１１、１２を示している。図９は、図１０中のＡ−Ａ線に沿って見られる断面図である。
【００５０】
見てわかるように、接触点１６は、表面１５上の融点降下組成物１４の分布よりも顕著に大きな、第１の金属部品１１上の融点降下組成物１４にわたった分布を有している。接触点１６の分布は、表面１５上の融点降下組成物１４の領域Ａ１より顕著に小さい領域Ａ２を有している。領域Ａ１は領域Ａ２を含む。領域Ａ１は、接触点１６のそれぞれの側面に位置する二つの線Ｌ３とＬ４との間に延在している。第１の金属部品１１の溶融金属が一般的に最も近い接触点の方へ流れるので、線Ｌ３は接触点１６と別の接触点１１６との間に位置している。融点降下組成物１４が塗布される表面１５の領域Ａ１は、接触点１６によって画定される領域Ａ２より少なくとも１０倍大きい。領域Ａ１は、融点降下組成物１４が塗布され、且つ領域Ａ１の金属がジョイント２５を形成するために引き込まれる表面１５の領域として画定され得る。領域Ａ２は、接触点１６の領域、すなわち融点降下組成物１４と第２の金属部品１２との間の接触の領域として画定され、任意的に接触点１６で第１の金属部品１１と第２の金属部品１２との間の接触の領域（もしあれば）を含み得る。領域Ａ１は一般的に、領域Ａ２より少なくとも１０倍大きい。
【００５１】
図１１は図３に一致しており、ジョイント２５の断面領域Ａ３を示している。融点降下組成物１４が塗布される表面１５の領域Ａ１は、ジョイント２５の断面領域Ａ３より少なくとも３倍大きい。図１２は、上からの、且つ第２の平面Ｐ２における同一の金属部品１１、１２を示している。図１１は、図１２におけるＡ−Ａ線に沿って見られる断面図である。
【００５２】
見てわかるように、ジョイント２５は、表面１５上の融点降下組成物１４の領域Ａ１より顕著に小さい断面領域Ａ３を有している。前述の如く、領域Ａ１は、融点降下組成物１４が塗布され、且つ領域Ａ１の金属がジョイント２５を形成するために引き込まれる表面１５の領域として画定され得る。ジョイント２５の断面領域Ａ３は、ジョイント２５が第１の金属部品１１と第２の金属部品１２との間に有する最も小さい領域として画定され得る。断面領域Ａ３は曲面の形状を有し得る。明らかに、第１の金属部品１１及び第２の金属部品１２のそれぞれの形状に応じて、領域Ａ１及びＡ２は曲面の形状を有し得る。
【００５３】
接合される金属部品の形状に応じて、融点降下組成物が塗布される領域はその後形成されるジョイントの領域に実質的に等しくてもよい。
【００５４】
多数の実験及び実施例は、第１の金属部品１１及び第２の金属部品１２に対する適当な材料、融点降下組成物１４の組成、使用すべき融点降下組成物１４の量、加熱に対する適切な温度、及び加熱がどれくらいなされるべきか等を説明するために示される。このようにして、第１の金属部品１１、第２の金属部品１２、融点降下組成物１４、接触点１６、ジョイント２５等のような前述した実体に対して使用される、すなわち、全ての前述した実体は、以下の実験及び実施例に関連して記述されるそれぞれの関連した特徴を組み込み得る。以下において、融点降下組成物は「ブレンド」と称される。金属部品は「母材金属」と称される。
【００５５】
多数の適切な融点降下組成物、すなわち融点温度降下組成物が試験された。融点降下組成物における活性要素は、リン（Ｐ）である。リンの化合物は、リンのソースとして選択される。その化合物はＦｅ３Ｐ、ＮｉＰ、及びＭｎ３Ｐ２を含み、ここでＭｎ３Ｐ２はＭｎＰとＭｎ２Ｐの混合物である。リンを含む他の化合物は、Ｆｅ３Ｐ、ＮｉＰ、及びＭｎ３Ｐ２に対してなされ、且つ以下で要点が述べられるのと類似の方法でまさに使用されてもよく、それらはそれらの有用性に関して、及びそれらが提供する結果に関して立証される必要だけがある。
【００５６】
リン化三鉄とも呼ばれるＦｅ３Ｐは、ＣＡＳ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ａｂｓｔｒａｃｔｓ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）ナンバー：１２０２３−５３−９及びＭＤＬ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｄｅｓｉｇｎ  Ｌｉｍｉｔｅｄ）ナンバー：ＭＦＣＤ００７９９７６２を有する、Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ社から得られる従来の化合物である。
【００５７】
リン化マンガンとも呼ばれるＭｎ３Ｐ２は、ＣＡＳナンバー：１２２６３−３３−１及びＭＤＬナンバー：ＭＦＣＤ０００６４７３６を有する、Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ社から得られる従来の化合物である。
【００５８】
リン化ニッケルとも呼ばれるＮｉＰは、接合される金属部品上にめっきされる従来の化合物である。接合される金属部品はまた、母材金属（ｂａｓｅ  ｍｅｔａｌ）または母材（ｂａｓｅ  ｍａｔｅｒｉａｌ）と称される。めっきは、例えば、スウェーデンのノルショーピンにおけるＢｒｉｎｋ  Ｆｏｒｎｉｃｋｌｉｎｇｓｆａｂｒｉｋｅｎ  ＡＢ社によってなされるような、従来のニッケル−リンめっき法によってなされた。
【００５９】
いくつかの実施例に対して、Ｓｉ、またはケイ素、が使用された。ケイ素は、ＣＡＳ：７４４０−２１−３及びＭＤＬ：ＭＦＣＤ０００８５３１１を有する、「シリコンパウダー、ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ、−３２５ｍｅｓｈ、９９．５％（ｍｅｔａｌｓ  ｂａｓｉｓ）」と称される、Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ社から得られる従来の化合物である。
【００６０】
化合物の原子組成を見るとき、原子量を適用することにより、且つ従来の計算技術を使用することにより、Ｆｅ３Ｐは１６ｗｔ％のＰ（リン）を含み、Ｍｎ３Ｐ２は２７ｗｔ％のＰを含む。ニッケルめっきのときは、およそ１１から１４ｗｔ％のＰがＮｉＰ層内に含まれる。
【００６１】
接合される金属部品上にＦｅ３Ｐ及びＭｎ３Ｐ２を塗布するためにバインダーが使用された。バインダー（重合体及び溶剤）は、Ｎｉｃｏｒｏｂｒａｚ  Ｓ−２０（Ｓ−２０）という名前の下、Ｗａｌｌ社で売られているバインダーである。バインダーのサンプルは、金属板上に置かれ、２４時間の間２２℃で乾燥された。サンプルの重さは、乾燥前に０．５６ｇであり、乾燥後に０．０２ｇであった。このようにして、バインダーの３．５７ｗｔ％は、乾燥後に残留する化学成分である。融点降下組成物は、Ｍｎ３Ｐ２及びＳｉが融点降下組成物（融点温度降下組成物）を形成し、且つバインダーＳ−２０がバインダー組成物を形成するところで準備される。Ｍｎ３Ｐ２をＳｉで最初に混合し、それからバインダーＳ−２０を加えて、且つ混合することによりその準備はなされた。表１で示されるようなＡ１  Ｍｎ３Ｐ２（Ａ１）及びＢ１  Ｍｎ３Ｐ２（Ｂ１）と称される、異なる量のＳｉを有する融点降下組成物の２つの変種が準備された。
【００６２】
【表１】
2016536144.tif 000003
【００６３】
組成物Ａ１及びＡ２は、直径４２ｍｍを有するステンレス鋼タイプ３１６Ｌ（ＳＡＥ鋼等級）の平坦な、円形のテストピース上に塗布された。
【００６４】
全てのテストピース上に、異なる材料である２５４  ＳＭＯ（ＳＡＥ鋼等級）の別のテストピースが置かれた。この別のピースは図１３で示され、直径４２ｍｍで、且つ０．４ｍｍの厚さを有している円形のプレスされたプレート１５０の形態を有している。プレスされたプレート１５０は、プレスされた２つのビームｖ及びｈを有しており、各々はおよそ２０ｍｍの長さを有している。ビームを有するピースが平坦なピース上に置かれたとき、ピース１５０のビームが別の平坦なピースに接する所で、接触点が形成された。
【００６５】
ピース、すなわち平坦な円形のピース及びプレスされたプレートは、サンプルと称され、いくつかのサンプルは、各々のサンプルに対して異なる温度で真空において２時間熱処理された。表２は、サンプルに対して組成物がどれほどの量で使用されたかを示している。
【００６６】
サンプルＡ１：１からＡ１：３及びサンプルＢ１：１からＢ１：３に対して、熱処理は、真空で２時間の間、１１２０℃の温度でサンプルを保持することを含む。
【００６７】
サンプルＡ１：４からＡ１：６及びサンプルＢ１：４からＢ１：６に対して、熱処理は、真空で２時間の間、１１４０℃の温度でサンプルを保持することを含む。
【００６８】
Ａ１は組成物Ａ１のＭｎ３Ｐ２を示すと同時に、Ｂ２は組成物Ｂ１のＭｎ３Ｐ２を示す。Ａ１及びＢ２の各々の後の番号は、表２で示されるように、異なるサンプルを示している。この表において、融点降下組成物の重さ及び乾燥したバインダー組成物の重さを含むサンプルの重さが示されている。
【００６９】
【表２】
2016536144.tif 000004
【００７０】
加熱処理の後に、サンプルは室温（２２℃）まで冷却してもよく、サンプルの２つピースが、プレスされたプレート１５０のビームの長さに沿って接合された、すなわち、サンプルがビームに沿ったジョイントを含むことが観察された。サンプルは２つのセクションでのジョイントに沿って切断され、各々のジョイントは、その最も幅広いセクションＸで測定され、これは図１４で図示されている。結果は表３で示され、図１５の図において図示され、ここでジョイントの幅は融点降下組成物の塗布された量に応じてプロットされている。
【００７１】
【表３】
2016536144.tif 000005
【００７２】
冶金学的研究がジョイントに対してなされた。これは、従来の且つ商用のＸ線探知器付き走査型電子顕微鏡である、いわゆるＳＥＭ−ＥＤＸでジョイントの切断面を分析することによってされた。図１６はサンプルＡ１−６に対する三つの測定の場所を図示しており、表４は測定結果を示している。
【００７３】
【表４】
2016536144.tif 000006
【００７４】
研究では、ジョイントが、加熱の前に第１の金属部品及び第２の金属部品のいずれか、すなわちサンプルのピースの一部であった金属を少なくとも９０ｗｔ％含むことを示している。Ｍｎ及びＰが共に２．２ｗｔ％未満を示しているので、これは容易に決定される。
【００７５】
類似の研究が、サンプルＢ１−６に対してもなされた。図１７はサンプルＢ１−６に対する三つの測定の位置を図示しており、表５は測定結果を示している。
【００７６】
【表５】
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【００７７】
研究では、ジョイントが、加熱の前に第１の金属部品及び第２の金属部品のいずれか、すなわちサンプルのピースの一部であった金属を少なくとも９０ｗｔ％含むことを示している。Ｍｎ及びＰが共に４．２ｗｔ％未満を示しているので、これは容易に決定される。
【００７８】
直径４２ｍｍを有する、３１６と称される、３１６ステンレス鋼タイプの次のテストピースにおいて、三つの異なる融点降下組成物（それぞれのピースに１つの組成物）が塗布された：ｉ）Ｍｎ３Ｐ２、ｉｉ）３１６上にめっきされたＮｉＰ、及びｉｉｉ）融点降下剤としてのＳｉを共に有する３１６上にめっきされたＮｉＰ。めっきされたＮｉＰの厚さは５０μｍである。０．１５ｇのＳｉが、従来のペイントによって塗布された。全てのピース上で、２５４  ＳＭＯタイプの図１３に類似するプレスされたピースが置かれた。ピースは、１１２０℃の真空で２時間の間、加熱処理されたサンプルを形成した。ジョイントがピースの間に形成された。
【００７９】
表６は、５０μｍのＮｉＰめっきを有するサンプルに対して、ＳＥＭ−ＥＤＸを使用することによるジョイントの切断面の分析を示している。結果から、ジョイントは、加熱の前にピース（第１の金属部品）または第２のピース（第２の金属部品）のいずれかの一部であった金属を少なくとも２０ｗｔ％含むことを示している。図１８は、ジョイントにおける測定の位置を示している。
【００８０】
【表６】
2016536144.tif 000008
【００８１】
表７は、約０．１５ｇの量のＳｉがめっきされた表面上に塗布（ペイント）された５０μｍのＮｉＰめっきを有するサンプルに対して、ＳＥＭ−ＥＤＸを使用することによるジョイントの切断面の分析を示している。結果から、ジョイントは、Ｓｉが使用されなかった試験と比較してより多くの金属を含むことを示している。より大きい量のＳｉは、テストピースから来る、ジョイントにおける金属の量をたいがい増大させる。図１９はジョイントにおける測定の位置を示している。
【００８２】
【表７】
2016536144.tif 000009
【００８３】
表８は、Ｍｎ３Ｐ２を有するサンプルに対して、ＳＥＭ−ＥＤＸを使用することによるジョイントの切断面の分析を示している。Ｍｎ３Ｐ２は、Ｓ−２０バインダーと５０ｗｔ：５０ｗｔで混合され、Ｓｉは使用されていない。（バインダー要素の乾燥後の）０．２ｇの量が塗布された。結果から、ジョイントは、接合の前に、接合された製品の一部であった金属を少なくとも８０ｗｔ％含むことがわかる。図２０は、ジョイントにおけるｓｐｅｃｔｒｕｍ１測定の位置を示している。
【００８４】
【表８】
2016536144.tif 000010
【００８５】
方法
図２１を参照して、第１及び第２の金属部品を接合するための方法のフローチャートが図示されている。金属部品は、上述したように異なる材料で作られ得る。
【００８６】
第１のステップ２０１において、融点降下組成物が、金属部品（ここでは、第１の金属部品）の１つの表面に塗布される。塗布それ自体は、従来の技術、例えば、融点降下組成物がバインダー要素を含む場合はスプレーまたはペイントにより、バインダー要素を含まない場合は、ＰＶＤまたはＣＶＤによりなされ得る。
【００８７】
次のステップ２０２において、第２の金属部品を表面上の接触点で融点降下組成物に接触させる。これは、従来の自動化製造システムを採用することにより、手動で、または自動で実施されることができる。
【００８８】
次のステップ３０３において、金属部品は、１０００℃を超える温度まで加熱される。上の実施例で正確な温度が見出され得る。加熱の間に、少なくとも第１の金属部品の表面が溶解し、融点降下組成物と共に、第１の金属部品と第２の金属部品との間の接触点で第２の金属部品と接触する溶融金属層を形成する。これが起こる時に、溶融金属層の金属は接触点の方へと流れる。
【００８９】
最後のステップ２０４において、ジョイントが接触点で得られるように、接触点へ流れた金属が凝固するように、溶融金属層が凝固される。凝固は一般的に、温度を通常の室温まで減少させることを含む。しかしながら、凝固は、温度が減少する前に、ジョイント領域における成分（リン及び任意のケイ素）の再分配の物理的プロセスの間にも起こる。
【００９０】
上の説明から、本発明の様々な実施例が説明され、示されてきたが、発明はそれらに制限されず、以下の特許請求の範囲において定義される主要な事項の範囲内で、他の方法でも実施され得る。様々な融点降下組成物が金属部品に対する様々な金属と結合され得る。
【符号の説明】
【００９１】
１１  第１の金属部品
１２  第２の金属部品
１４  融点降下組成物
１５  表面
１５’  上面
１６  接触点
２１  表面層
２２  下層
２５  ジョイント
２８  第１の突起
２９  第２の突起
１５０  プレスされたプレート
２１０  溶融金属層
Ａ１  領域
Ａ２  領域
Ａ３  断面領域
Ｐ１  第１の平面
Ｐ２  第２の平面
Ｐ３  第３の平面
Ｐ４  第４の平面
Ｐ５  第５の平面
【図１】
2016536144.tif 000011
【図２】
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【図３】
2016536144.tif 000013
【図４】
2016536144.tif 000014
【図５】
2016536144.tif 000015
【図６】
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【図７】
2016536144.tif 000017
【図８】
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【図９】
2016536144.tif 000019
【図１０】
2016536144.tif 000020
【図１１】
2016536144.tif 000021
【図１２】
2016536144.tif 000022
【図１３】
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【図１４】
2016536144.tif 000024
【図１５】
2016536144.tif 000025
【図１６】
2016536144.tif 000026
【図１７】
2016536144.tif 000027
【図１８】
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【図１９】
2016536144.tif 000029
【図２０】
2016536144.tif 000030
【図２１】
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【国際調査報告】
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