技術チーム · Kintek Solution

高温ろう付けは、通常450°C以上の高温で材料を接合するために使用される特殊な接合プロセスである。このプロセスでは、構造的完全性を維持し、強力な接合を形成しながら、極度の熱に耐える材料が必要とされる。高温ろう付けに使用される材料には、母材、ろう材、フラックスまたは保護雰囲気が含まれる。母材は接合される材料で、ステンレス鋼、ニッケル合金、セラミックなどがある。母材金属よりも低い温度で溶融するフィラー金属は、接合を形成するために重要であり、多くの場合、ニッケル、銀、金ベースの組成物のような合金が含まれます。フラックスや保護雰囲気は、酸化を防ぎ、接合のための清浄な表面を確保するために使用される。材料の選択は、具体的な用途、温度要件、接合に求められる特性によって異なります。

重要ポイントの説明

1. 高温ろう付けにおける卑金属:

   • 母材は、高温ろう付けの際に接合される主要材料である。一般的な母材には以下が含まれる：
     • ステンレス鋼:耐食性と強度で知られるステンレス鋼は、航空宇宙や発電などの高温用途に広く使用されている。
     • ニッケル合金:これらの合金は、極端な温度や腐食性環境に耐える能力があり、ガスタービンや化学処理装置に最適です。
     • チタン合金:軽量で強靭なチタン合金は、高い強度対重量比が重要な航空宇宙や医療用途で使用されています。
     • セラミックス:アドバンストセラミックスは、非常に高い温度と過酷な環境に耐えることができるため、特殊な用途に使用されています。

2. 高温ろう付け用フィラーメタル:

   • フィラーメタルは、ベースメタル同士の結合に不可欠である。母材よりも融点は低いが、高温環境での耐久性を確保するために十分な融点を持つ必要があります。一般的なフィラーメタルには以下が含まれる：
     • ニッケル基合金:高温での優れた強度と耐酸化性により、高温ろう付けに最も広く使用されているろう材である。例えば、ニッケル-クロム合金、ニッケル-リン合金、ニッケル-ホウ素合金などがある。
     • 銀系合金:銀系フィラーは、高い熱伝導性と電気伝導性が要求される場合に使用される。電子・電気用途によく使用されます。
     • 金ベース合金:金ベースのフィラーは、高い信頼性と耐食性が重要な航空宇宙や医療機器などの特殊な用途に使用されます。
     • 銅ベース合金:高い熱伝導性と適度な強度を必要とする用途に使用される。

3. フラックスと保護雰囲気:

   • ろう付けのための清浄で酸化のない表面を確保するために、フラックスまたは保護雰囲気が使用される：
     • フラックス:酸化物を除去し、ろう付けプロセス中の酸化物の生成を防ぐために、接合部に塗布される化学化合物。高温ろう付け用のフラックスは通常、ホウ酸塩系またはフッ化物系である。
     • 保護雰囲気:アルゴンや窒素のような不活性ガス、または水素のような還元性ガスを使用し、酸素のない環境を作り出す。真空ろう付けも、酸化を防ぐために真空チャンバー内で行う方法である。

4. 高温ろう付けの用途:

   • 高温ろう付けは、部品が過酷な条件に耐えなければならない産業で使用される：
     • 航空宇宙:タービンブレード、熱交換器、その他の重要部品の接合
     • 発電:ガスタービン、熱交換器、原子炉部品の製造。
     • 自動車:エキゾーストシステムとターボチャージャーの製造
     • 医療機器:高い精度と信頼性が要求されるインプラントや手術器具の製造。

5. 材料選択に影響を与える要因:

   • 高温ろう付け用の材料の選択は、いくつかの要因によって決まる：
     • 使用温度:材料は用途の最高温度に耐えなければならない。
     • 機械的特性:強度、延性、耐疲労性は、ジョイントの性能にとって非常に重要である。
     • 耐食性:化学処理や海洋用途のような過酷な環境では特に重要。
     • 熱膨張適合性:母材とろう材は、応力と割れを防止するため、熱膨張係数が類似している必要がある。

母材、ろう材、保護手段を慎重に選択することで、高温ろう付けは過酷な条件にも耐えうる強靭で信頼性の高い接合部を作り出すことができる。このプロセスは、性能と耐久性が最優先される産業における高度な製造に不可欠である。

総括表

材料タイプ	例	主要特性
卑金属	ステンレス鋼、ニッケル合金、チタン、セラミックス	耐食性、強度、軽量、高温耐性
フィラーメタル	ニッケル系、銀系、金系、銅系	卑金属より低い融点、強度、耐酸化性、導電性
フラックス/雰囲気	ホウ酸系フラックス、アルゴン、水素、真空	酸化を防ぎ、きれいな接合面を確保

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