焊接方法的设计方法、焊接方法以及焊接接合体技术

本发明专利技术提供一种焊接方法的设计方法、焊接方法以及焊接接合体，该焊接方法通过选择满足一定条件的金属玻璃以及晶态金属得到具有足够强度的接合体。本发明专利技术的焊接方法，对使金属玻璃和晶态金属进行接触的界面或该界面附近的所述金属玻璃施加能量，加热所述金属玻璃形成熔融的熔融层进行焊接，所述金属玻璃和所述晶态金属接合后的所述熔融层具有玻璃形成能力，所述金属玻璃具有再加热所述金属玻璃的固体时的TTT曲线的鼻尖时间为0.2秒以上的玻璃形成能力，所述金属玻璃以及所述晶态金属由满足以下条件的材料构成，即，使未熔融的所述晶态金属和熔融的所述金属玻璃的润湿率为25％以上的所述金属玻璃的温度与所述晶态金属的熔点的温度范围为100K以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种焊接方法的设计方法，焊接方法以及焊接接合体等，更详细而言涉及通过选择满足一定条件的金属玻璃以及晶态金属得到具有足够强度的接合体的焊接方法的设计方法以及焊接方法以及焊接接合体等，另外还涉及通过焊接将金属玻璃和晶态金属进行接合，得到具有足够强度的接合体的焊接接合体等。
技术介绍
由纳米晶金属或非晶态金属构成的金属玻璃具有强度、硬度、耐磨损性、耐腐蚀性等方面优良的特性，期待在多个领域中利用。但是，虽然金属玻璃具有这样优良的特性，但也存在难加工性、难焊接性的缺点。 为了扩大其应用领域，虽然金属玻璃间的焊接接合技术也很重要，但为了制作实际的机器部件等，金属玻璃和具有结晶结构的晶态金属(实用金属材料)的接合技术也是必要的。作为该目的的接合手段，适用爆炸法，摩擦压接法或焊接法的例子已有报道。然而，适用熔融接合部的焊接法作为接合手段时，由于在对接面上形成的熔融部中金属玻璃和晶态金属相互熔合，玻璃形成能力降低，因此形成脆弱的金属间化合物，大部分时候不能得到具有足够焊接强度的接合体。由此，非专利文献1报道了适用以下焊接法的例子，在使用可形成尖锐溶入形状， 适于局部急速加热和急速冷却的电子束或激光束的高能束作为焊接用加热源的焊接中，由于在使焊接部的两接合部件的相互熔合减少的同时，可达成急速加热和急速冷却，所以对金属玻璃和晶态金属的对接面扫描高能束的焊接法。先行技术文献非专利文献非专利文献1 =Materials Transactions, Vol. 42. No. 12 (2001)，p. 2649-2651根据具体的金属玻璃和晶态金属的组合不同，使用上述焊接法，即使花费再多的工夫，有时也不能得到具有足够强度的接合体。换句话说，通过选择满足一定条件的金属玻璃以及晶态金属，可得到具有足够强度的接合体。
技术实现思路
本专利技术考虑上述情况而为，本专利技术的一个形态以提供通过选择满足一定条件的金属玻璃以及晶态金属得到具有足够强度的接合体的焊接方法的设计方法以及焊接方法以及焊接接合体为课题。另外，本专利技术的其他的形态为提供一种通过焊接将金属玻璃和晶态金属进行接合，得到具有足够强度的接合体的焊接接合体。本专利技术的一个形态涉及的一种焊接方法的设计方法，所述方法为设计焊接由纳米晶金属或非晶态金属构成的金属玻璃和具有结晶结构的晶态金属的焊接方法的设计方法，所述焊接方法为对所述金属玻璃和所述晶态金属进行接触的界面或该界面附近的所述金属玻璃施加能量，加热所述金属玻璃形成熔融的熔融层，使所述金属玻璃和所述晶态金属接合的方法，所述金属玻璃和所述晶态金属接合后的所述熔融层具有玻璃形成能力，所述设计方法通过选择满足以下条件的金属玻璃以及晶态金属，设计焊接方法， 具有再加热所述金属玻璃的固体时的TTT曲线的鼻尖时间为0. 2秒以上的玻璃形成能力， 且使未熔融的所述晶态金属和熔融的所述金属玻璃的润湿率为25%以上的所述金属玻璃的温度与所述晶态金属熔点的温度范围为100K以上。另外，在本专利技术的一个形态涉及的焊接方法的设计方法中，通过选择满足使所述设计方法中的所述润湿率为25%以上的所述金属玻璃的温度与所述晶态金属熔点的温度范围为450K以上，更优选为800K以上的金属玻璃以及晶态金属，设计焊接方法。本专利技术的一个形态涉及的一种焊接方法的设计方法，所述方法为设计焊接由纳米晶金属或非晶态金属构成的金属玻璃和具有结晶结构的晶态金属的焊接方法的设计方法，所述焊接方法为对所述金属玻璃和所述晶态金属进行接触的界面或该界面附近的所述金属玻璃施加能量，加热所述金属玻璃形成熔融的熔融层，使所述金属玻璃和所述晶态金属接合的方法，所述金属玻璃和所述晶态金属接合后的所述熔融层具有玻璃形成能力，所述设计方法通过选择满足以下条件的金属玻璃以及晶态金属，设计焊接方法， 具有再加热所述金属玻璃的固体时的TTT曲线的鼻尖时间为0. 2秒以上的玻璃形成能力， 且使未熔融的所述晶态金属和熔融的所述金属玻璃的润湿率为25%以上的所述金属玻璃的温度与所述晶态金属熔点的温度范围为所述金属玻璃熔点的9. 7%以上。另外，在本专利技术的一个形态涉及的焊接方法的设计方法中，所述金属玻璃和所述晶态金属接合后的所述熔融层具有与所述界面相接且位于所述界面的所述金属玻璃侧的乳头状突起。由此，能够得到足够的接合强度。另外，在本专利技术的一个形态涉及的焊接方法的设计方法中，所述焊接方法为使焊接时加热所述界面时的最高到达温度为所述晶态金属熔点的95%以下的方法。由此，可抑制所述乳头状突起从所述界面游离。本专利技术的一个形态涉及的焊接方法，所述焊接方法为对由纳米晶金属或非晶态金属构成的金属玻璃和具有结晶结构的晶态金属进行接触的界面或该界面附近的所述金属玻璃施加能量，加热所述金属玻璃形成熔融的熔融层，使所述金属玻璃和所述晶态金属接合的焊接方法，所述金属玻璃和所述晶态金属接合后的所述熔融层具有玻璃形成能力，所述金属玻璃具有再加热所述金属玻璃的固体时的TTT曲线的鼻尖时间为0. 2秒以上的玻璃形成能力，所述金属玻璃以及所述晶态金属由满足以下条件的材料构成，使未熔融的所述晶态金属和熔融的所述金属玻璃的润湿率为25%以上的所述金属玻璃的温度与所述晶态金属熔点的温度范围为500K以上。在本专利技术的一个形态涉及的焊接方法中，所述焊接方法为对由纳米晶金属或非晶态金属构成的金属玻璃和具有结晶结构的晶态金属进行接触的界面或该界面附近的所述金属玻璃施加能量，加热所述金属玻璃形成熔融的熔融层，使所述金属玻璃和所述晶态金属接合的焊接方法，所述金属玻璃和所述晶态金属接合后的所述熔融层具有玻璃形成能力，所述金属玻璃具有再加热所述金属玻璃的固体时的TTT曲线的鼻尖时间为0. 2秒以上的玻璃形成能力，所述金属玻璃以及所述晶态金属由满足以下条件的材料构成，使未熔融的所述晶态金属和熔融的所述金属玻璃的润湿率为25%以上的所述金属玻璃的温度与所述晶态金属熔点的温度范围为所述金属玻璃熔点的48%以上。另外，在本专利技术的一个形态涉及的焊接方法中，所述焊接方法是在焊接时加热所述界面时的最高到达温度为所述晶态金属熔点的95%以下的方法。另外，在本专利技术的一个形态涉及的焊接方法中，所述金属玻璃和所述晶态金属接合后的所述熔融层具有与所述界面相接且位于所述界面的所述金属玻璃侧的乳头状突起。另外，在本专利技术的一个形态涉及的焊接方法中，对所述界面或该界面附近的所述金属玻璃施加的能量优选为由激光，电子束或脉冲通电产生的能量。本专利技术的一个形态涉及的一种焊接接合体，所述焊接接合体为通过焊接将由纳米晶金属或非晶态金属构成的金属玻璃和具有结晶结构的晶态金属接合的焊接接合体，通过所述焊接在所述金属玻璃和所述晶态金属接合的界面上形成熔融层，所述熔融层具有与所述界面相接且位于所述界面的所述金属玻璃侧的乳头状突起，所述熔融层具有玻璃形成能力。另外，在本专利技术的一个形态涉及的一种焊接接合体中，优选所述乳头状突起高度 Slym以下且纵横比为1以上2以下。另外，在本专利技术的一个形态涉及的一种焊接接合体中，所述金属玻璃具有再加热所述金属玻璃的固体时的TTT曲线的鼻尖时间为0. 2秒以上的玻璃形成能力，所述金属玻璃以及所述晶态金属由满足以下条件的材料构成，使未熔融的所述晶态金属和熔融的所述金属玻璃的润湿率为25%以本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种焊接方法的设计方法，是对将由纳米晶金属或非晶态金属构成的金属玻璃和具有结晶结构的晶态金属焊接的焊接方法进行设计的设计方法，其特征在于，所述焊接方法是对使所述金属玻璃和所述晶态金属接触的界面或该界面附近的所述金属玻璃施加能量，加热所述金属玻璃形成熔融的熔融层，而使所述金属玻璃和所述晶态金属接合的方法，所述金属玻璃和所述晶态金属接合后的所述熔融层具有玻璃形成能力，所述设计方法通过选择满足以下条件的金属玻璃以及晶态金属来设计焊接方法，即，具有对所述金属玻璃的固体进行再加热时的ＴＴＴ曲线的鼻尖时间为０．２秒以上的玻璃形成能力，且使未熔融的所述晶态金属和熔融的所述金属玻璃的润湿率为２５％以上的所述金属玻璃的温度与所述晶态金属的熔点的温度范围为１００Ｋ以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：河村能人，金钟铉，黑木博宪，柳田裕二，泽井直久，宫岛雅史，
申请(专利权)人：国立大学法人熊本大学，株式会社黑木工业所，博世株式会社，
类型：发明
国别省市：JP