Wettability and Interaction of Silver-base Brazing Alloy Melts to Spheroidal Graphite Cast Iron

Abstract

フェライ ト球状黒鉛鋳鉄 は鋼 に匹敵 する強度を持 ち, また靱性 に も優れ るため産業用機械 や自動車部 品な どに 幅広 く利 用されてい る.こ の鋳鉄を鋼等の異種材料 と接 合する ときアー クな どを用い る融接法で は,鋳 鉄 の再溶 解部 のチル化 に よる脆化が問題 とな る.ま た鋳鉄 を共 析変態点以上 に加熱すると,基 地が オーステナイ ト化 し 冷却過程でパーライ ト及びマルテンサイ ト変態 して靱性 を劣化 させ る可能性 がある. ろう材 の中で銀 ろうは比較 的融点が低 く接合強度 も大 きいため,鋼 をはじめ高強度合金の接合に幅広 く利用 さ れている.フ ェライ ト鋳鉄用の銀ろうとしては融点が共 析温度以下のJIS.BAg1~3が あるが,こ れ らはCdを 含有 し有害なCdヒ ューム を発生す る.Cdヒ ューム発生 量 は温度 の上 昇 とともに増加 し,適 正 ろ う付温 度の100 K以 上 になる と,溶 接作業管理基準(WES9007)に おけ るCdの 管理濃度 を大 き く越 え る.Cdを 含有 しない低 融点の銀 ろう としてRA。Hardingは49Ag-16Cu-23Zn -4.5Ni-7.5Mn合 金 を開発 し,フ ェライ ト球状黒鉛鋳鉄 との接合実験 を行 い,母 材 に匹敵する接合強度 を得てい る.ろ う付 において確実 で健全な接合 を得 るためには, ろうが継手 間隙 に流入 し十分広がる必要があ り,母 材 に 対 するろうのぬれ性の良い ことが重要である.フ ェライ ト球状黒鉛鋳鉄 はフェライ ト基地中に黒鉛が分散 した複 合組織であるため,ろ うとのぬれ性 は黒鉛一銀 ろう,フ エライ トー銀 ろう間のぬれの平均的 なものになる と予測 され る.ま た,界 面では合金層や拡散層の ような反応層 の形成,母 材 の溶 け出 しな ど複雑な反応 が生 じ,ぬ れや 接合強 度な ど界面に依存 した性質 に影響 する もの と考え られるが,上 記 のNi,Mn含 有銀 ろうは じめ,ろ うと鋳 鉄 との接合過程の詳細 に関す る研 究 は少 ない.そ こで本 研究 で は,フ ェライ ト球状黒鉛鋳鉄に対 する銀 ろうのぬ れ挙動 及び両者の界面反応 について,銀 ろうの化学組成, 雰囲気 及び温度 との関係で研究 した.