JP2003164991A - 鉄系ろう材及び鉄系ろう材を使用したろう付け方法 - Google Patents
鉄系ろう材及び鉄系ろう材を使用したろう付け方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 鉄系低合金を素材にした高強度及び高靭性を
有する鉄系ろう材及びこの鉄系ろう材を用いたろう付け
方法を提供する。 【解決手段】 本発明の鉄系ろう材はＮｉ及びＣｒを含
有する鉄系低合金に０．５〜１．５ｗｔ％のＢ、１．５
〜３．０ｗｔ％のＳｉ及び１．０〜３．５ｗｔ％のＣを
含有し、Ｎｉ及びＣｒを含有する鉄系低合金が１．５〜
３．５ｗｔ％のＮｉ及び０．５〜１．０ｗｔ％のＣｒを
含有する。さらに、上記鉄系ろう材は、Ｎｉ、Ｃｒ及び
Ｍｏを含有する鉄系低合金に０．５〜１．５ｗｔ％の
Ｂ、１．５〜３．０ｗｔ％のＳｉ及び１．０〜３．５ｗ
ｔ％のＣを含有し、Ｎｉ、Ｃｒ及びＭｏを含有する鉄系
低合金が１．５〜３．５ｗｔのＮｉ、０．５〜１．０ｗ
ｔ％のＣｒ及び０．２〜０．３ｗｔ％のＭｏを含有す
る。本発明の方法は上記ろう材を用いて接合される母材
をろう付けした後、接合された母材を熱処理する。
有する鉄系ろう材及びこの鉄系ろう材を用いたろう付け
方法を提供する。 【解決手段】 本発明の鉄系ろう材はＮｉ及びＣｒを含
有する鉄系低合金に０．５〜１．５ｗｔ％のＢ、１．５
〜３．０ｗｔ％のＳｉ及び１．０〜３．５ｗｔ％のＣを
含有し、Ｎｉ及びＣｒを含有する鉄系低合金が１．５〜
３．５ｗｔ％のＮｉ及び０．５〜１．０ｗｔ％のＣｒを
含有する。さらに、上記鉄系ろう材は、Ｎｉ、Ｃｒ及び
Ｍｏを含有する鉄系低合金に０．５〜１．５ｗｔ％の
Ｂ、１．５〜３．０ｗｔ％のＳｉ及び１．０〜３．５ｗ
ｔ％のＣを含有し、Ｎｉ、Ｃｒ及びＭｏを含有する鉄系
低合金が１．５〜３．５ｗｔのＮｉ、０．５〜１．０ｗ
ｔ％のＣｒ及び０．２〜０．３ｗｔ％のＭｏを含有す
る。本発明の方法は上記ろう材を用いて接合される母材
をろう付けした後、接合された母材を熱処理する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄系低合金を素材
にした鉄系ろう材に関し、さらに具体的にはろうずけ接
合した後ろうずけ接合した母材を熱処理することによっ
て、高強度及び高靭性を備えることができる鉄系ろう
材、及びこの鉄系ろう材を用いたろう付け方法に関す
る。
にした鉄系ろう材に関し、さらに具体的にはろうずけ接
合した後ろうずけ接合した母材を熱処理することによっ
て、高強度及び高靭性を備えることができる鉄系ろう
材、及びこの鉄系ろう材を用いたろう付け方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、鉄鋼材料のろう付けにはＮｉ系ろ
う材が用いられてきたが、しかしながらこのＮｉ系ろう
材は接合された鉄鋼材料のろう材部を高強度にすること
はことはできるが、そのろう材部に高靭性を備えること
ができなかった。
う材が用いられてきたが、しかしながらこのＮｉ系ろう
材は接合された鉄鋼材料のろう材部を高強度にすること
はことはできるが、そのろう材部に高靭性を備えること
ができなかった。
【０００３】また、鉄鋼材料のろう付けに金系ろう材を
用いた場合、ろう材部は鉄鋼材料により変形が拘束され
るので、ろう材部自体の強度を確保することがきるが、
Ｎｉ系ろう材と同様にろう材部に高靭性を備えることは
できなかった。
用いた場合、ろう材部は鉄鋼材料により変形が拘束され
るので、ろう材部自体の強度を確保することがきるが、
Ｎｉ系ろう材と同様にろう材部に高靭性を備えることは
できなかった。
【０００４】また、特開平６−１５４７９号公報には、
Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ含有合金鋼をろう材素材とし、且つ、
０．５ｗｔ％≦Ｃ≦２．０ｗｔ％、３．０ｗｔ％≦Ｂ≦
３．５ｗｔ％、及び４．０ｗｔ％≦Ｓｉ≦４．３ｗｔ％
を添加することによって、１０５０℃〜１０６０℃程度
の低融点でろう付けが可能である鉄系ろう付け材が開示
されている。しかしながら、上記ろう材を構造用鋼と使
用する鉄鋼材料のろう付け接合に用いた場合、課題とな
るろう材部の衝撃値向上に関してはなんら言及をしてい
ない。
Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ含有合金鋼をろう材素材とし、且つ、
０．５ｗｔ％≦Ｃ≦２．０ｗｔ％、３．０ｗｔ％≦Ｂ≦
３．５ｗｔ％、及び４．０ｗｔ％≦Ｓｉ≦４．３ｗｔ％
を添加することによって、１０５０℃〜１０６０℃程度
の低融点でろう付けが可能である鉄系ろう付け材が開示
されている。しかしながら、上記ろう材を構造用鋼と使
用する鉄鋼材料のろう付け接合に用いた場合、課題とな
るろう材部の衝撃値向上に関してはなんら言及をしてい
ない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記状況を鑑み、本発
明者は、鉄鋼材料をより低温度でろう付けすることによ
り、並びにろう付け後に種々の熱処理をろう付けした材
料に施すことによって高強度及び鋼靭性を材料に付与す
ることができることに着目した。本発明の鉄系ろう材
は、構造用鋼として使用する鉄鋼材料を１２００℃以下
の低い温度でろう付けすることを可能にし、且つ接合さ
れたろう材部に種々の熱処理を行ない高強度及び高靭性
を付与することが可能とすることを目的とする。
明者は、鉄鋼材料をより低温度でろう付けすることによ
り、並びにろう付け後に種々の熱処理をろう付けした材
料に施すことによって高強度及び鋼靭性を材料に付与す
ることができることに着目した。本発明の鉄系ろう材
は、構造用鋼として使用する鉄鋼材料を１２００℃以下
の低い温度でろう付けすることを可能にし、且つ接合さ
れたろう材部に種々の熱処理を行ない高強度及び高靭性
を付与することが可能とすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題は、本発明の下
記の鉄系ろう材及びこの鉄系ろう付け材を用いたろう付
け方法によって達成することができる。
記の鉄系ろう材及びこの鉄系ろう付け材を用いたろう付
け方法によって達成することができる。
【０００７】本発明の鉄系ろう材は、鉄系低合金に、
０．５〜１．５ｗｔ％のＢ、１．５〜３．０ｗｔ％のＳ
ｉ及び１．０〜３．５ｗｔ％のＣを含有するものであ
る。また、鉄系低合金が、１．５〜３．５ｗｔ％のＮｉ
及び０．５〜１．０ｗｔ％のＣｒを含有する材料である
場合、ろう付け後にさらに熱処理を施すことによって衝
撃値を改善する効果が著しい。
０．５〜１．５ｗｔ％のＢ、１．５〜３．０ｗｔ％のＳ
ｉ及び１．０〜３．５ｗｔ％のＣを含有するものであ
る。また、鉄系低合金が、１．５〜３．５ｗｔ％のＮｉ
及び０．５〜１．０ｗｔ％のＣｒを含有する材料である
場合、ろう付け後にさらに熱処理を施すことによって衝
撃値を改善する効果が著しい。
【０００８】さらに、鉄系低合金が、１．５〜３．５ｗ
ｔのＮｉ、０．５〜１．０ｗｔ％のＣｒ及び０．１〜
０．３ｗｔ％のＭｏを含有する材料である場合、ろう付
け後にさらに熱処理を施すことによってさらに衝撃値を
改善する効果が得られる。
ｔのＮｉ、０．５〜１．０ｗｔ％のＣｒ及び０．１〜
０．３ｗｔ％のＭｏを含有する材料である場合、ろう付
け後にさらに熱処理を施すことによってさらに衝撃値を
改善する効果が得られる。
【０００９】また、本発明のろう付け方法は、上記ろう
材を用いて接合される母材同士をろう付けした後、接合
された母材を熱処理する。さらに、本発明のろう付け方
法は、上記熱処理が、焼入れ焼き戻し熱処理であること
を特徴とする。さらに、本発明のろう付け方法は、上記
熱処理が、焼ならし焼き戻し熱処理であることを特徴と
する。
材を用いて接合される母材同士をろう付けした後、接合
された母材を熱処理する。さらに、本発明のろう付け方
法は、上記熱処理が、焼入れ焼き戻し熱処理であること
を特徴とする。さらに、本発明のろう付け方法は、上記
熱処理が、焼ならし焼き戻し熱処理であることを特徴と
する。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の鉄系ろう材は、鉄系低合
金をろう材の基本材とし、これらの合金に０．５〜１．
５ｗｔ％のＢ、１．５〜３．０ｗｔ％のＳｉ及び１．０
〜３．５ｗｔの％Ｃを添加したろう材であって、この鉄
系ろう材の融点は１０００℃から１２００℃の範囲に存
在する。また、本発明の鉄系ろう材は、上記Ｂ、Ｓｉ及
びＣを含有する材料を溶融急冷法により製作する。な
お、本発明の好ましいろう材の基本となる合金はＮｉ−
Ｃｒ系であって１．５〜３．５ｗｔ％のＮｉ及び０．５
〜１．０ｗｔ％のＣｒを含有する合金であり、さらに
０．５〜１．５ｗｔ％のＢ、１．５〜３．０ｗｔ％のＳ
ｉ及び１．０〜３．５ｗｔ％のＣを添加した合金であ
る。
金をろう材の基本材とし、これらの合金に０．５〜１．
５ｗｔ％のＢ、１．５〜３．０ｗｔ％のＳｉ及び１．０
〜３．５ｗｔの％Ｃを添加したろう材であって、この鉄
系ろう材の融点は１０００℃から１２００℃の範囲に存
在する。また、本発明の鉄系ろう材は、上記Ｂ、Ｓｉ及
びＣを含有する材料を溶融急冷法により製作する。な
お、本発明の好ましいろう材の基本となる合金はＮｉ−
Ｃｒ系であって１．５〜３．５ｗｔ％のＮｉ及び０．５
〜１．０ｗｔ％のＣｒを含有する合金であり、さらに
０．５〜１．５ｗｔ％のＢ、１．５〜３．０ｗｔ％のＳ
ｉ及び１．０〜３．５ｗｔ％のＣを添加した合金であ
る。
【００１１】本発明のろう付け接合においては、Ｎｉ−
Ｃｒ−Ｍｏ鋼（ＳＮＣＭ鋼）、炭素鋼及び低合金鋼をろ
う付け接合する母材とし、このろう付け接合される鋼材
試料は、接合面となる面を所定の平面加工を行なう。用
意したろう付け接合鋼材試料は、互いの加工平面の間に
例えば総厚さ１００ミクロンの鉄系ろう材をはさみ、自
重程度の圧力を加えて、６．７×１０-2Ｐａ（５×１０
-4Ｔｏｒｒ）以下の真空中でろう付け作業を行なう。そ
れによって、ろう材とろう付け接合鋼材試料との接合面
は、良好な濡れ性を示してろう付け接合することができ
る。互いのろう付け接合鋼材試料との間に形成されるろ
う材部は、この鋼材試料より高含有量のろう材中の成分
すなわちＢ、Ｓｉ及びＣが、鋼材試料中に拡散浸透し
て、ろう材とろう付け接合される鋼材試料とはほぼ同等
の化学組成となる。しかし、ろう材中のＳｉはろう付け
接合される鋼材試料への拡散速度が遅いために、ろう材
のＳｉ添加量はろう付け接合される鋼材試料より過度に
多くならないように調整する必要がある。ろう付け接合
される鋼材試料の間にろう材によって形成されるろう材
部の組成は、ろう付け後の焼入れ時の加熱によってろう
材中の高濃度成分がさらにろう付け接合される鋼材試料
中へと拡散浸透して、ろう材部はろう付け接合される鋼
材試料と同等の化学組成となる。通常の炭素鋼の場合
は、ろう材中への拡散速度が遅く且つ多量に含有される
と衝撃値に悪影響を及ぼすＳｉを１．５〜３ｗｔ％と低
くしているので、従来のろう材の比べて衝撃値が改善さ
れる。熱処理を行うと衝撃値がさらに改善される。
Ｃｒ−Ｍｏ鋼（ＳＮＣＭ鋼）、炭素鋼及び低合金鋼をろ
う付け接合する母材とし、このろう付け接合される鋼材
試料は、接合面となる面を所定の平面加工を行なう。用
意したろう付け接合鋼材試料は、互いの加工平面の間に
例えば総厚さ１００ミクロンの鉄系ろう材をはさみ、自
重程度の圧力を加えて、６．７×１０-2Ｐａ（５×１０
-4Ｔｏｒｒ）以下の真空中でろう付け作業を行なう。そ
れによって、ろう材とろう付け接合鋼材試料との接合面
は、良好な濡れ性を示してろう付け接合することができ
る。互いのろう付け接合鋼材試料との間に形成されるろ
う材部は、この鋼材試料より高含有量のろう材中の成分
すなわちＢ、Ｓｉ及びＣが、鋼材試料中に拡散浸透し
て、ろう材とろう付け接合される鋼材試料とはほぼ同等
の化学組成となる。しかし、ろう材中のＳｉはろう付け
接合される鋼材試料への拡散速度が遅いために、ろう材
のＳｉ添加量はろう付け接合される鋼材試料より過度に
多くならないように調整する必要がある。ろう付け接合
される鋼材試料の間にろう材によって形成されるろう材
部の組成は、ろう付け後の焼入れ時の加熱によってろう
材中の高濃度成分がさらにろう付け接合される鋼材試料
中へと拡散浸透して、ろう材部はろう付け接合される鋼
材試料と同等の化学組成となる。通常の炭素鋼の場合
は、ろう材中への拡散速度が遅く且つ多量に含有される
と衝撃値に悪影響を及ぼすＳｉを１．５〜３ｗｔ％と低
くしているので、従来のろう材の比べて衝撃値が改善さ
れる。熱処理を行うと衝撃値がさらに改善される。
【００１２】そして、ろう材中に１．５〜３．５ｗｔ％
のＮｉ、０．５〜１．５ｗｔ％のＣｒ及び０．５〜１．
５ｗｔ％のＢ、１．５〜３．０ｗｔ％のＳｉ、１．０〜
３．５ｗｔ％のＣを含有し、被接合材がＳＮＣＭ４３１
のような材料の場合は、ろう付け接合されたろう付け部
は、その後の焼入れ焼き戻し熱処理により、ろう付け接
合される鋼材試料と同等の焼き戻しマルテンサイト組織
となる。ろう付け接合される鋼材試料と同等の焼き戻し
マルテンサイト組織となったろう材部は、９０ｋｇｆ／
ｍｍ2以上の引張強さの強度が達成されるとともに、２
ｖＥ０値（２ｍｍＶノッチシャルピー衝撃値）が２１Ｊ
以上の衝撃値を達成することができる。さらに、本発明
においてろう材の成分範囲を特定の範囲とした場合、２
ｖＥ０値が２７Ｊ以上の衝撃値を達成することができ
る。
のＮｉ、０．５〜１．５ｗｔ％のＣｒ及び０．５〜１．
５ｗｔ％のＢ、１．５〜３．０ｗｔ％のＳｉ、１．０〜
３．５ｗｔ％のＣを含有し、被接合材がＳＮＣＭ４３１
のような材料の場合は、ろう付け接合されたろう付け部
は、その後の焼入れ焼き戻し熱処理により、ろう付け接
合される鋼材試料と同等の焼き戻しマルテンサイト組織
となる。ろう付け接合される鋼材試料と同等の焼き戻し
マルテンサイト組織となったろう材部は、９０ｋｇｆ／
ｍｍ2以上の引張強さの強度が達成されるとともに、２
ｖＥ０値（２ｍｍＶノッチシャルピー衝撃値）が２１Ｊ
以上の衝撃値を達成することができる。さらに、本発明
においてろう材の成分範囲を特定の範囲とした場合、２
ｖＥ０値が２７Ｊ以上の衝撃値を達成することができ
る。
【００１３】また、焼きならし及び焼き戻し熱処理によ
り焼き戻しマルテンサイト組織となったろう材部は、８
０ｋｇｆ／ｍｍ2以上の引張強さの強度が達成されると
ともに、２ｖＥ０値が２１Ｊ以上の衝撃値を達成するこ
とができる。本実施例では２９Ｊを達成した。
り焼き戻しマルテンサイト組織となったろう材部は、８
０ｋｇｆ／ｍｍ2以上の引張強さの強度が達成されると
ともに、２ｖＥ０値が２１Ｊ以上の衝撃値を達成するこ
とができる。本実施例では２９Ｊを達成した。
【００１４】
【実施例】実施例１
本発明の表１に示す各成分組成のろう材を用いて、ＳＮ
ＣＭ４３１鋼のろう付け接合母材をろう付けをした。１
１８０℃または１２００℃の温度でろう付けしてその後
８５７℃で焼入れを施しその後さらに６００℃で焼き戻
した熱処理を施した試料を表１にＱ＆Ｔで示す。また、
１１８０℃または１２００℃の温度でろう付け後さらに
８５７℃で焼きならし及び６００℃で焼き戻し熱処理を
施した試料を表３にＮ及びＴで示す。これらの条件でろ
う付け後各熱処理を施した各試料の、シャルピー衝撃値
を表２及び表４に示す。
ＣＭ４３１鋼のろう付け接合母材をろう付けをした。１
１８０℃または１２００℃の温度でろう付けしてその後
８５７℃で焼入れを施しその後さらに６００℃で焼き戻
した熱処理を施した試料を表１にＱ＆Ｔで示す。また、
１１８０℃または１２００℃の温度でろう付け後さらに
８５７℃で焼きならし及び６００℃で焼き戻し熱処理を
施した試料を表３にＮ及びＴで示す。これらの条件でろ
う付け後各熱処理を施した各試料の、シャルピー衝撃値
を表２及び表４に示す。
【００１５】
表１ ろう付け試験結果
No 区分 ろう材 接合 熱 備考 温度 処理
1 本 Fe-1.7Ni-0.7Cr-2Si-1B-3C 1180℃ Q&T 代表値
2 発 Fe-2Ni-0.5Cr-3Si-0.5B-1C 1200℃ Q&T Si上限B,C下限
3 明 Fe-2Ni-0.5Cr-3Si-0.5B-3.5C 1180℃ Q&T C,Si上限B下限
4 〃 Fe-2Ni-0.5Cr-3Si-1.5B-1C 1200℃ Q&T Si,B上限C下限
5 〃 Fe-2Ni-0.5Cr-3Si-1.5B-1C 1200℃ Q&T Si,B,C 上限
6 〃 Fe-2Ni-0.5Cr-1.5Si-1.5B-1C 1200℃ Q&T B上限Si,C下限
7 〃 Fe-2Ni-0.5Cr-1.5Si-0.5B-3.5C 1200℃ Q&T C上限Si,B下限
8 〃 Fe-2Ni-0.5Cr-1.5Si-1.5B-3.5C 1200℃ Q&T B,C上限Si下限
9 〃 Fe-2Ni-0.5Cr-1.5Si-0.5B-1C 1200℃ Q&T Si,B,C 上限
10 〃 Fe-3.5Ni-0.5Cr-0.2Mo-1.5Si-0.5B-1C 1200℃ Q&T Ni高 Cr低
11 〃 Fe-3.5Ni-15Cr-0.1Mo-1.5Si-1.5B-3.5C 1200℃ Q&T Ni,Cr高Mo低
12 〃 Fe-3.5Ni-1Cr-0.3Mo-1.5Si-0.5B-1C 1200℃ Q&T Ni,Cr,Mo高
13 〃 Fe-2Ni-1Cr-0.1Mo-1.5Si-1.5B-3.5C 1200℃ Q&T Cr高Mo低
14 〃 Fe-2Ni-0.5Cr-0.3Mo-3Si-1.5B-3.5C 1200℃ Q&T Mo高Cr低
15 〃 Fe-1.6Ni-0.5Cr-0.1Mo-3Si-1.5B-3.5C 1200℃ Q&T Ni,Cr,Mo低
16 〃 Fe-1.6Ni-1Cr-0.1Mo-3Si-1.5B-3.5C 1200℃ Q&T Cr高Ni,Mo低
17 〃 Fe-1.6Ni-0.5Cr-0.3Mo-3Si-1.5B-3.5C 1200℃ Q&T Mo高Ni,Cr低
18 〃 Fe-2.0Ni-1.5Cr-3Si-0.5B-2.3C 1200℃ Q&T Cr特定範囲
上限外
19 〃 Fe-2.0Ni-1.5Cr-0.5Mo-3Si-0.5B-2.3C 1200℃ Q&T Cr特定範囲
下限外
20 〃 Fe-2.0Ni-0.2Cr-0.5Mo-3Si-0.5B-2.3C 1200℃ Q&T Cr特定範囲
上限外
21 〃 Fe-1.2Ni-0.5Cr-3Si-0.5B-3.0C 1200℃ Q&T Ni特定範囲
下限外
22 〃 Fe-4.0Ni-1.0Cr-3Si-0.5B-2.3C 1200℃ Q&T Ni特定範囲
上限外
23 〃 Fe-4Ni-1.5Cr-1Si-1.5B-3C 1200℃ Q&T Ni,Cr特定範囲
上限外 24 〃 Fe-1Mn-1.2Cr-1Si-1.5B-3C 1200℃ Q&T Ni,Mo含まず
25 本 Fe-2Ni-0.5Cr-2Si-1B-3C 1200℃ ろう付 熱処理範囲外
26 発 Fe-1.7Ni-1Cr-0.2Mo-5Si-2.3C 1200℃ Q&T Si範囲上限外
27 明 Fe-2Ni-0.7Cr-2.0Si-0.3B-2C 1200℃ Q&T B範囲上限外
28 外 Fe-2Ni-0.5Cr-2Si-1B-4C 1200℃ Q&T C範囲上限外
29 〃 Fe-1.2Ni-0.7Cr-0.3Mo-2.0Si-3B-2.3C 1200℃ Q&T B範囲上限外
30 〃 Fe-2Ni-0.5Cr-2Si-1B-0.5C 1200℃ Q&T B範囲下限外31 〃 Fe-2Ni-0.7Cr-1.0Si-1B-2C 1200℃ Q&T Si範囲下限外
本発明の鉄系ろう材を用いてろう付け接合された母材
は、焼入れ焼き戻し熱処理、または焼きならし焼き戻し
熱処理を施すことによって、表２及び表４に示すように
有用な強度レベルのシャルピー衝撃値を得ることができ
た。本発明の鉄系ろう材は、鉄系低合金鋼にＢを０．５
〜１．５ｗｔ％、Ｓｉを１、５〜３．０ｗｔ％、Ｃを
１．０〜３．５ｗｔ％を添加することを特徴とする。
は、焼入れ焼き戻し熱処理、または焼きならし焼き戻し
熱処理を施すことによって、表２及び表４に示すように
有用な強度レベルのシャルピー衝撃値を得ることができ
た。本発明の鉄系ろう材は、鉄系低合金鋼にＢを０．５
〜１．５ｗｔ％、Ｓｉを１、５〜３．０ｗｔ％、Ｃを
１．０〜３．５ｗｔ％を添加することを特徴とする。
【００１６】
表２ ろう付け試験結果No. 区分 引張強さ (kgf/mm2） シャルピー衝撃値、０℃（Ｊ）
１ 本 １０５ ５５
２ 発 〃 ３５
３ 明 〃 ４５
４ 〃 〃 ３２
５ 〃 〃 ３９
６ 〃 〃 ４５
７ 〃 〃 ４８
８ 〃 〃 ４８
９ 〃 〃 ４５
１０ 〃 〃 ４６
１１ 〃 〃 ４０
１２ 〃 〃 ３８
１３ 〃 〃 ４５
１４ 〃 〃 ４２
１５ 〃 〃 ４０
１６ 〃 〃 ２８
１７ 〃 〃 ２９
１８ 〃 １０６ ２６
１９ 〃 １０５ ２９
２０ 〃 ８９ ２８
２１ 〃 ８５ ２１
２２ 〃 １０５ ２５
２３ 〃 １０５ ２４ ２４ 〃 ９１ ２９
２５ 本 ９０ １０
２６ 発 ９８ ２０
２７ 明 ろう付け不良 ろう付け不良
２８ 外 １０５ ２０
２９ 〃 ８８ １９
３０ 〃 ろう付け不良 ろう付け不良 ３１ 〃 ろう付け不良 ろうずけ不良
Ｂはろう材の融点を低下させるとともに、ろう付け後に
接合される試料母材へと拡散することにより、ろう付け
部のＢ含有量が低減することによりシャルピー衝撃値の
向上が図れるので、本発明のろう材にはＢが添加され
る。１．５ｗｔ％以上のＢを添加すると、ろう付け部に
残存するＢが多くなり、ろう材部付近が脆くなる傾向を
もたらす。また、０．５ｗｔ％以下のＢ添加量では、ろ
う材の融点が上昇するのでろう付け温度が上昇し１２０
０℃以上となり通常のろう付け炉では施工が困難とな
る。したがって、本発明のろう材のＢ含有量は０．５ｗ
ｔ％〜１、５ｗｔ％の範囲とする。
接合される試料母材へと拡散することにより、ろう付け
部のＢ含有量が低減することによりシャルピー衝撃値の
向上が図れるので、本発明のろう材にはＢが添加され
る。１．５ｗｔ％以上のＢを添加すると、ろう付け部に
残存するＢが多くなり、ろう材部付近が脆くなる傾向を
もたらす。また、０．５ｗｔ％以下のＢ添加量では、ろ
う材の融点が上昇するのでろう付け温度が上昇し１２０
０℃以上となり通常のろう付け炉では施工が困難とな
る。したがって、本発明のろう材のＢ含有量は０．５ｗ
ｔ％〜１、５ｗｔ％の範囲とする。
【００１７】Ｓｉはろう材の融点を低下させるので、Ｓ
ｉの含有量は１．５ｗｔ％以上とする。しかしながら、
Ｓｉはろう材及びろう付け接合母材中への拡散速度が遅
く、且つ３ｗｔ％以上を含有すると、図２の組織模式図
に示すように、ろう材部が焼き戻しマルテンサイトに変
態することなくフェライト相が生じることになり、シャ
ルピー衝撃値が向上しなくなる。したがって、本発明の
ろう材は、Ｓｉの含有量を１．５ｗｔ％〜３ｗｔ％の範
囲とするのが好ましい。ＣもＢと同様にろう材の融点の
低下をもたらし且つろう付け接合母材へと拡散すること
によってろう付け部のシャルピー衝撃値を改善するの
で、ろう材に１．０ｗｔ％以上のＣを含有させる。しか
しながら、Ｃの含有量が３．５ｗｔ％を越えるとシャル
ピー衝撃値が向上しなくなる。したがって、本発明のろ
う材は、Ｃの含有量を１．０〜３．５ｗｔ％の範囲とす
る。以上のように鉄系低合金に０．５〜１．５ｗｔ％の
Ｂ、１．５〜３ｗｔ％のＳｉ、１．０〜３．５ｗｔ％の
Ｃを含むろう材であることを基本とする。
ｉの含有量は１．５ｗｔ％以上とする。しかしながら、
Ｓｉはろう材及びろう付け接合母材中への拡散速度が遅
く、且つ３ｗｔ％以上を含有すると、図２の組織模式図
に示すように、ろう材部が焼き戻しマルテンサイトに変
態することなくフェライト相が生じることになり、シャ
ルピー衝撃値が向上しなくなる。したがって、本発明の
ろう材は、Ｓｉの含有量を１．５ｗｔ％〜３ｗｔ％の範
囲とするのが好ましい。ＣもＢと同様にろう材の融点の
低下をもたらし且つろう付け接合母材へと拡散すること
によってろう付け部のシャルピー衝撃値を改善するの
で、ろう材に１．０ｗｔ％以上のＣを含有させる。しか
しながら、Ｃの含有量が３．５ｗｔ％を越えるとシャル
ピー衝撃値が向上しなくなる。したがって、本発明のろ
う材は、Ｃの含有量を１．０〜３．５ｗｔ％の範囲とす
る。以上のように鉄系低合金に０．５〜１．５ｗｔ％の
Ｂ、１．５〜３ｗｔ％のＳｉ、１．０〜３．５ｗｔ％の
Ｃを含むろう材であることを基本とする。
【００１８】図１には、本発明の効果を高める材料とし
てＳＮＣＭ４３１銅に２ｗｔ％Ｓｉ−１ｗｔ％Ｂ−３ｗ
ｔ％Ｃを含有するろう材で、ろう付け接合する母材がＮ
ｉ−Ｃｒ−Ｍｏ鋼（ＳＮＣＭ鋼）である継手を接合した
断面組織の模式図である。この断面組織の模式図におい
ては、ろう付け接合母材とろう材部とがともに細かい焼
き戻しマルテンサイト組織となっていることが示されて
いる。
てＳＮＣＭ４３１銅に２ｗｔ％Ｓｉ−１ｗｔ％Ｂ−３ｗ
ｔ％Ｃを含有するろう材で、ろう付け接合する母材がＮ
ｉ−Ｃｒ−Ｍｏ鋼（ＳＮＣＭ鋼）である継手を接合した
断面組織の模式図である。この断面組織の模式図におい
ては、ろう付け接合母材とろう材部とがともに細かい焼
き戻しマルテンサイト組織となっていることが示されて
いる。
【００１９】この材料のろう付け部は、ろう付け部に焼
き戻しマルテンサイトを得ることにより衝撃値を著しく
改善する効果を有する。
き戻しマルテンサイトを得ることにより衝撃値を著しく
改善する効果を有する。
【００２０】
表３ ろう付け試験結果No. 区分 ろう材 接合温度 熱処理
32 本発明 Fe-2Ni-0.5Cr-0.1Mo-2Si-1B-3C 1200℃ Ｎ及びＴ33 本発明 Fe-3.5Ni-0.5Cr-2Si-1.5B-2.5C 1200℃ Ｎ及びＴ
表４ ろう付け試験結果No. 区分 引張強さ(kgf/mm2） シャルピー衝撃値、０℃（Ｊ）
32 本発明 ８５ ２９ 33 〃 ８７ ３５
実施例２
また、接合される継手に高強度及び高靭性が必要な場合
は、本発明のろう材の素材である鉄系低合金に含有され
るＮｉを１．５〜３．５ｗｔ％、Ｃｒを０．５〜１．０
ｗｔ％とし、この鉄系低合金にＢを０．５〜１．５ｗｔ
％、Ｓｉを１、５〜３．０ｗｔ％、Ｃを１．０〜３．５
ｗｔ％を添加すればよい（表１：Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１７
参照）。
は、本発明のろう材の素材である鉄系低合金に含有され
るＮｉを１．５〜３．５ｗｔ％、Ｃｒを０．５〜１．０
ｗｔ％とし、この鉄系低合金にＢを０．５〜１．５ｗｔ
％、Ｓｉを１、５〜３．０ｗｔ％、Ｃを１．０〜３．５
ｗｔ％を添加すればよい（表１：Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１７
参照）。
【００２１】さらに好ましくは、本発明のろう材の素材
である鉄系低合金に含有されるＮｉを１．５〜３．５ｗ
ｔ％、Ｃｒを０．５〜１．０ｗｔ％、Ｍｏを０．１〜
０．３ｗｔ％とし、この鉄系低合金にＢを０．５〜１．
５ｗｔ％、Ｓｉを１、５〜３．０ｗｔ％、Ｃを１．０〜
３．５ｗｔ％を添加する（表１：Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１７
参照）。
である鉄系低合金に含有されるＮｉを１．５〜３．５ｗ
ｔ％、Ｃｒを０．５〜１．０ｗｔ％、Ｍｏを０．１〜
０．３ｗｔ％とし、この鉄系低合金にＢを０．５〜１．
５ｗｔ％、Ｓｉを１、５〜３．０ｗｔ％、Ｃを１．０〜
３．５ｗｔ％を添加する（表１：Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１７
参照）。
【００２２】上記のように本発明のろう材の素材である
鉄系低合金のＮｉ、Ｃｒ、さらにＭｏの添加量を限定す
ることによって、焼入れ性の増加とともに焼き戻し脆化
の低減とを達成できる。
鉄系低合金のＮｉ、Ｃｒ、さらにＭｏの添加量を限定す
ることによって、焼入れ性の増加とともに焼き戻し脆化
の低減とを達成できる。
【００２３】Ｎｉの添加量が１．５ｗｔ％より少ないと
焼入れ時或いは焼きならし時に冷却速度が遅くなった場
合に、ろう材部は十分な量のマルテンサイト組織に変態
せず、高強度が得られなくなる。また、Ｎｉの添加量が
３．５ｗｔ％を越えると焼き戻し脆化が著しくなり、高
いシャルピー衝撃値が得られなくなる。したがって、本
発明のろう材の素材である鉄系低合金のＮｉ添加量は、
１．５〜３．５ｗｔ％の範囲とするとより好ましい。
焼入れ時或いは焼きならし時に冷却速度が遅くなった場
合に、ろう材部は十分な量のマルテンサイト組織に変態
せず、高強度が得られなくなる。また、Ｎｉの添加量が
３．５ｗｔ％を越えると焼き戻し脆化が著しくなり、高
いシャルピー衝撃値が得られなくなる。したがって、本
発明のろう材の素材である鉄系低合金のＮｉ添加量は、
１．５〜３．５ｗｔ％の範囲とするとより好ましい。
【００２４】Ｃｒを０．５ｗｔ％以上添加すると焼入れ
性の向上に効果があるが、１．０ｗｔ％を越えるとシャ
ルピー衝撃値の向上に効果が期待できなくなる。したが
って、本発明のろう材の素材である鉄系低合金のＣｒ添
加量は、０．５〜１．０ｗｔ％の範囲とするとより好ま
しい。
性の向上に効果があるが、１．０ｗｔ％を越えるとシャ
ルピー衝撃値の向上に効果が期待できなくなる。したが
って、本発明のろう材の素材である鉄系低合金のＣｒ添
加量は、０．５〜１．０ｗｔ％の範囲とするとより好ま
しい。
【００２５】ＭｏもＣｒと同様に焼き入れ性の改善に効
果があるが、Ｍｏ含有量が０．１ｗｔ％以下では焼入れ
性の改善に効果を示さない。Ｍｏは高価であるうえに、
Ｍｏ含有量が０．３ｗｔ％を越えると熱処理温度が変化
した場合に焼き戻し硬化を生じて、熱処理温度と引張強
さ、シャルピー衝撃値とが対応しにくくなる。したがっ
て、本発明のろう材の素材である鉄系低合金のＭｏ添加
量は、０．１〜０．３ｗｔ％の範囲とするとより好まし
い。
果があるが、Ｍｏ含有量が０．１ｗｔ％以下では焼入れ
性の改善に効果を示さない。Ｍｏは高価であるうえに、
Ｍｏ含有量が０．３ｗｔ％を越えると熱処理温度が変化
した場合に焼き戻し硬化を生じて、熱処理温度と引張強
さ、シャルピー衝撃値とが対応しにくくなる。したがっ
て、本発明のろう材の素材である鉄系低合金のＭｏ添加
量は、０．１〜０．３ｗｔ％の範囲とするとより好まし
い。
【００２６】
【発明の効果】上記のように、本発明のろう材は、鉄系
低合金にＢ、Ｓｉ及びＣを添加することによって、融点
を低下させてろう付けを可能にすることができる。さら
に、鉄系低定合金のＮｉ、ＣｒまたはＭｏを適正範囲に
規定することによって、焼入れ性を向上させ、焼き戻し
脆化を緩和することができる。すなわち、標準状態では
構造用合金と同様のフェライト−パーライト系組織であ
りながら、構造用合金と同様に焼入れ後或いは焼きなら
し処理後の焼き戻し処理により、焼き戻しマルテンサイ
ト組織を得ることができ、シャルピー衝撃値を向上する
ことが可能となった。
低合金にＢ、Ｓｉ及びＣを添加することによって、融点
を低下させてろう付けを可能にすることができる。さら
に、鉄系低定合金のＮｉ、ＣｒまたはＭｏを適正範囲に
規定することによって、焼入れ性を向上させ、焼き戻し
脆化を緩和することができる。すなわち、標準状態では
構造用合金と同様のフェライト−パーライト系組織であ
りながら、構造用合金と同様に焼入れ後或いは焼きなら
し処理後の焼き戻し処理により、焼き戻しマルテンサイ
ト組織を得ることができ、シャルピー衝撃値を向上する
ことが可能となった。
【図１】図１は、本発明のろう付け材を用いて接合した
母材とろう材部との断面組織を示す模式図である。
母材とろう材部との断面組織を示す模式図である。
【図２】図２は、従来技術のろう付け材を用いて接合し
た母材とろう材部との断面組織を示す模式図である。
た母材とろう材部との断面組織を示す模式図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 銭谷 哲
広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号
三菱重工業株式会社広島研究所内
(72)発明者 田中 喜三郎
広島県広島市西区観音新町一丁目20番24号
菱明技研株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 鉄系低合金に、０．５〜１．５ｗｔ％の
Ｂ、１．５〜３．０ｗｔ％のＳｉ及び１．０〜３．５ｗ
ｔ％のＣを含有する鉄系ろう材。 - 【請求項２】 前記鉄系低合金が、１．５〜３．５ｗｔ
％のＮｉ及び０．５〜１．０ｗｔ％のＣｒを含有するこ
とを特徴とする請求項１記載の鉄系ろう材。 - 【請求項３】 前記鉄系低合金が、１．５〜３．５ｗｔ
のＮｉ、０．５〜１．０ｗｔ％のＣｒ及び０．１〜０．
３ｗｔ％のＭｏを含有することを特徴とする請求項１記
載の鉄系ろう材。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載する
鉄系ろう材を用いて接合される母材同士を互いにろう付
けした後、接合された母材を熱処理することを特徴とす
るろう付け方法。 - 【請求項５】 前記熱処理が、焼入れ及び焼き戻し熱処
理であることを特徴とする請求項４記載の方法。 - 【請求項６】 前記熱処理が、焼ならし及び焼き戻し熱
処理であることを特徴とする請求項４記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001366978A JP3848871B2 (ja) | 2001-11-30 | 2001-11-30 | 鉄系ろう材及び鉄系ろう材を使用したろう付け方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001366978A JP3848871B2 (ja) | 2001-11-30 | 2001-11-30 | 鉄系ろう材及び鉄系ろう材を使用したろう付け方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003164991A true JP2003164991A (ja) | 2003-06-10 |
| JP3848871B2 JP3848871B2 (ja) | 2006-11-22 |
Family
ID=19176801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001366978A Expired - Lifetime JP3848871B2 (ja) | 2001-11-30 | 2001-11-30 | 鉄系ろう材及び鉄系ろう材を使用したろう付け方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3848871B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008542030A (ja) * | 2005-05-26 | 2008-11-27 | アルファ ラヴァル コーポレイト アクチボラゲット | ステンレス鋼の物品をろう付けする方法 |
| WO2010041461A1 (ja) * | 2008-10-10 | 2010-04-15 | パナソニック株式会社 | 蓄電装置と、蓄電装置を備えた蓄電装置ユニット、及び蓄電装置の製造方法 |
| JP2015039753A (ja) * | 2013-08-23 | 2015-03-02 | 株式会社日研工作所 | 油圧チャック構造およびその製造方法 |
-
2001
- 2001-11-30 JP JP2001366978A patent/JP3848871B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008542030A (ja) * | 2005-05-26 | 2008-11-27 | アルファ ラヴァル コーポレイト アクチボラゲット | ステンレス鋼の物品をろう付けする方法 |
| WO2010041461A1 (ja) * | 2008-10-10 | 2010-04-15 | パナソニック株式会社 | 蓄電装置と、蓄電装置を備えた蓄電装置ユニット、及び蓄電装置の製造方法 |
| JP2015039753A (ja) * | 2013-08-23 | 2015-03-02 | 株式会社日研工作所 | 油圧チャック構造およびその製造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3848871B2 (ja) | 2006-11-22 |
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| A977 | Report on retrieval |
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|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
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