平成6年虔 研究報告 大分県産業科学技術センター

且 特殊金属材料の精密ろう紺技術の研究−Tiとステンレス鋼及びT宣とAlとの異材ろう付−材料開発部 清 高 稔 勝
要 旨
チタンについて、シート状ろう材を用いてアルミニウムとステンレス鋼のろう付性を組織及び継手強度から検討した。その結果チタンーアルミニウム問では、アルミニウム基のろう材によりアルミニウムとほぼ同程度の強度がえられた。一方チタンーステンレス鋼では、チタン基のろう材が銀系ろうより強度は上がったが、両ろう材とも反応層が数穫額形成しており、母材並の強度は得られなかった。

巨 はじめにろう付は、接合対象材料間に接合対象材料よりも融点mm、チタソ系アモルファスろうが◎6mmとした。
母材接合面は、エメリー研磨紙で♯400まで仕上げた。の低い材料（ろう材）を挟み、ろう材の融点以上に加熱

ろう付は、真空抵抗加熱炉を使用し、接合時の雰囲気して、接合対象材料とのぬれや流れをもって接合する方は真空中1．3×102〜10「3p aであった。ろう付温度は、法である。よって継手形状が限定されている他の接合方

プレージソグシート605〜625℃、Ti系アモルファスろ法に比較Lて、簡便に形状の複栗な材料を接合すること

う900℃、銀系ろう870℃で行った。ろう付温度までの昇が可能である。

温時間は、1時間一定とした。

前年度は、N王墓のシート状ろう材を用いてステンレス鋼についてろう付性を検討した。今年度は、軽量化やまたろう何時に試験片ずれを防く小ために、0．7kgfの重りを試験片に載せた。

耐食性の観点から近年各種楼械器具及び構造物で部材として使用されるようになってきたチタソについてステソ

3一 葉験結果レス鋼及びアルミニウムとのろう付性を検討した。

3由1 ろう付部断面組織及び硬さ
写真−1（a）は、チタンーアルミニウムろう付継手部

望．実験方法

接合用材料ほ、チタンにTP35C、ステソレス鋼にの断面組織写真である。ろう材でほ、皮相と心材が明瞭に識別できる。またろう材がアルミニウム基であるため

SUS304、アルミニウムにÅヱ050を使用した。また供母材のアルミニウム側との界面は、光学顕微鏡で識別で試ろう材は、市販のプレージソグシm卜（BÅS241P、きない部分が認められた。一方ろう材とチタンと界面は、皮相4005、心材3003、厚さ150がm）とチタソ系アモル反応層が認められ、ろう付時間に比例して成長していた。

ファスろう（T圭一25Z r50Cし鼠、厚さ50がm）及びまた継手破断面のⅩ線回折から金属問化合物のTiAi。の鍍系ろう（Ag−26Cu2Ti、厚さ100堪m）を使っピークが認められたが、先のろう材】チタン間の反応層た。

がTiÅ1。だと考えられる。囲1（a）は、チタンー

プレ帽ジングシートはチタンとアルミニウムろう付に、アルミニウムろう付継手部断面の硬さ分布を示す。ろうまたチタン系アモルファスろうと銀糸ろうはチタンとス付部アルミニウム間では硬さの変化が乗られない。

テンレス鋼のろう付に使用Lた。

しかしろう付部チタン問では、母材部分の硬さのばら各母材の形状は、◎12×50mmで、継手形状はろう材を産合面中央に挟んだ突合せ継手とした。接合面に挟むろう材形状は、プレージングシ【卜と銀系ろうが◎8つきはあるが、チタソ側ろう付部で硬さの漸進的な変化が認められ、この部分がT亘A13層と思われる。
写真1（b）と（c）は、チタンステンレス鋼継手部【 75一

平成6年度 研究報告 大分県産業科学技術センター（b）Ti∬SUS304（c）T圭一SUS304（チタン系アモルファスろう）（銀糸ろう）（a）Ti−Å1

写真1 ろう曹鮭手の断面組撼

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媚むト＝…一−、、0 00∴←竺−＼も風疹舶竺⑬竺悔ゃ 70 50 100 150 200 250 300 350
踵離（卯m）（c）Ti−SUS304継手（銀系ろう）
図1 ろう西経手断面の硬さ分布−76∬

完築き触藤島警

SびS3⑬4 ろう紺（b）

Ti地SUS詔0量103050

ろう何時間（min〉（c）

図2 ろう相継手の引張強度平成6年度 研究報告 大分県産業科学技術センター（a）TiⅣÅ1（b）Ti−SUS304（c）Ti【SUS304（チタン系アモルファスろう）（銀糸ろう）

写真望 経手引張断面写真の断面組織写真である

ろう付部反応層問にポイドがあるものもあり、この部分

チタン系アモルファスろうによる継手では、ろう材とが強度低下の原索となっていると考えられる。またチタ

チタソ側との明瞭な界面は見られない、ろう材からチタ系材料問についてば、チタン系アモルファスろうと鎮系ン側に対して針状に反応層が成長しているが解り、そのろうを使った報告があり、母材強度に匹敵する継手強度

厚さはろう付時間に応じて増している。

を得ているが、一方チタソと異種材料ろう付の場合反応一方ステンレス鏑側とは、界面で薄い反応層が認めらが復籍であり、幾つも反応層ができている。これら生成れる。また図1【（b）のろう背部断面の硬さ分布が示す層が、チタン同種間ろう付に比較して、強度低下の原因ようにろう材部分の硬さが上がっている。となっていると思われる。

写真プ（こ）ば、さ男系ろうを常用したチタンステソ

写真2ほ、破断面の写真である。チタンアルミニウ

レス1鋼継手部の断面絶縁写真であるが、教種額の反応層

ムろう付継手では、ディンプル状と一部脆性状破面が見が観察される。図1−（c）ほ∴、その断面硬さ分布である

られる、またチタソステンレス鋼継手では、チタン系が、ろう何部の反応層の一部に他の反応層より低い場所アモルファスろうでやや延性的、また銀系ろうで脆性的が認められる。

な破面となっている。

3と 2 ろう付部の引渡強度

j▲ まご・吏「囲2はも チタン】−−7ルミニウムろう付紐手及びチタン（1）プレージンダシーートを使用Lたチタン】∴アルミニウ

ステンレス鋼≠経手（チタン系アモルファスろうと祭系

ム問ろう付でほ、破断強度が最大で約鋸MpÅあり、アろう）のろう付時間と引張強震の関係を示したものであ

ルミニウム母材強度に匹吉敷する継手を得られたが、鎮台る。

圧力の有無によって強度にはばらつきがあった。

チタン7ルミニウムろう付継手では・，ろう付時試（2）チタン】∵ステソレス鋼ろう付では、チタン系アモルminで少し強度が下がっている。破断した継手部の断面ファスで最大約2Ⅸ投ふP aと錠系ろうで最大約70MP a

組織を調べたが、破断箇所は、な ろう好アルミニウム界であった。また破断ほ、チタンステンレス銅界面に形面で破断しており、強度による破断箇所の違いはなかっ成する反応層から生じていた。

た。
チタソーステンレス鋼継手については、チタン系アモルファスろうと袋系ろうとも、ろう付時間に比例Lて強度が増している。しかL破断強度は、チタソ系アモルファ

参考文献
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スろうを使用Lた方が強かった。また破断箇所は、両ろ

2）恩沢他：Ti系アモルファスろうによるCPTi及う材ともにろう付部とステンレス鋼界面部の生成した反びT∵iM6Alm4￣Vろう継手の組織と機械的性質、応層部分であった。特に銀糸ろうを使用した継手では、溶接学会論文集、No5、（1987）】 77

平成6年度 研究報告 大分県産業科学技術センター

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ミクロ組織、溶接学会論文集、No7、（1989）

会誌、No46、（1977）

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一78−6）伊藤他：イオンプレーティソグを利用した拡散接合、
三重県工業技術センター研究報告、No16、（1992）