JPH0121842B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0121842B2 JPH0121842B2 JP59220271A JP22027184A JPH0121842B2 JP H0121842 B2 JPH0121842 B2 JP H0121842B2 JP 59220271 A JP59220271 A JP 59220271A JP 22027184 A JP22027184 A JP 22027184A JP H0121842 B2 JPH0121842 B2 JP H0121842B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- container
- molded product
- medium
- press
- pressure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/12—Both compacting and sintering
- B22F3/14—Both compacting and sintering simultaneously
- B22F3/15—Hot isostatic pressing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B5/00—Presses characterised by the use of pressing means other than those mentioned in the preceding groups
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は粉末成形品を圧縮焼成するための熱間
静水圧圧縮焼成法に関する。
静水圧圧縮焼成法に関する。
従来の技術
粉末を圧縮焼成して製造される粉末合金は組織
が緻密であること、種々の粉末を分散複合させる
ことができるなどの理由で、溶融合金製造法に比
べて高強度、高靭性が期待でき、新合金の開発を
担うものと考えられている。また高靭性を有する
ニユーセラミツクも同様に粉末圧縮焼成法で製造
される。しかし、いずれも、より緻密で欠陥のな
い複雑な形状の製品を製造するためには、高温高
圧の静圧下で圧縮焼成を計る、いわゆるHIP法に
よらなければならない。そのHIP法の一例として
第2図に示す外熱式粉末静水圧(パウダービーク
ル)法がある。すなわち図において、1は型、2
は該型1に上下から挿入された押し棒、3は断熱
充填材、4は誘導コイル、5は粉末媒体、6は粉
末成形品である。かかる構成において、型1内に
予め成形された粉末成形品6と粉末媒体5を入
れ、押し棒2によりその粉末媒体5を介して粉末
成形品6を加圧し、これと同時に誘導コイル4に
より粉末成形品6を誘導加熱するものである。ま
た他の一例として第3図に示す内熱式ガス−溶融
浴圧縮法がある。すなわち図において、8は高圧
容器、9は該高圧容器8の上端開口部にはめ込ま
れた高圧ガス導入口10付き蓋、11はるつぼ、
12はヒータ、13は溶融ガラス、14は粉末成
形品である。かかる構成において、ヒータ12に
より加熱し、高圧ガス導入口10から高圧容器8
内に高圧ガスを注入して加圧するものである。
が緻密であること、種々の粉末を分散複合させる
ことができるなどの理由で、溶融合金製造法に比
べて高強度、高靭性が期待でき、新合金の開発を
担うものと考えられている。また高靭性を有する
ニユーセラミツクも同様に粉末圧縮焼成法で製造
される。しかし、いずれも、より緻密で欠陥のな
い複雑な形状の製品を製造するためには、高温高
圧の静圧下で圧縮焼成を計る、いわゆるHIP法に
よらなければならない。そのHIP法の一例として
第2図に示す外熱式粉末静水圧(パウダービーク
ル)法がある。すなわち図において、1は型、2
は該型1に上下から挿入された押し棒、3は断熱
充填材、4は誘導コイル、5は粉末媒体、6は粉
末成形品である。かかる構成において、型1内に
予め成形された粉末成形品6と粉末媒体5を入
れ、押し棒2によりその粉末媒体5を介して粉末
成形品6を加圧し、これと同時に誘導コイル4に
より粉末成形品6を誘導加熱するものである。ま
た他の一例として第3図に示す内熱式ガス−溶融
浴圧縮法がある。すなわち図において、8は高圧
容器、9は該高圧容器8の上端開口部にはめ込ま
れた高圧ガス導入口10付き蓋、11はるつぼ、
12はヒータ、13は溶融ガラス、14は粉末成
形品である。かかる構成において、ヒータ12に
より加熱し、高圧ガス導入口10から高圧容器8
内に高圧ガスを注入して加圧するものである。
発明が解決しようとする課題
前記外熱式粉末静水圧法によれば次のような欠
点がある。
点がある。
圧力媒体が粉末5であるため、成形品6への
均一な静水圧が得にくい。
均一な静水圧が得にくい。
外部加熱法であるため、焼成温度を高めたい
場合、型1が焼成温度より高温となり、型1が
厚肉となつて、その設計が困難となる。
場合、型1が焼成温度より高温となり、型1が
厚肉となつて、その設計が困難となる。
粉末媒体5および成形品6を所定温度まで加
熱するのに要する時間が長くなり、生産性が劣
る。
熱するのに要する時間が長くなり、生産性が劣
る。
前記内燃式ガス−溶融浴圧縮法によれば、上記
の欠点は解消されるが、次のような欠点があ
る。
の欠点は解消されるが、次のような欠点があ
る。
○イ 圧力媒体としてガスを用いるため、プレス成
形が困難となり、シール性のよい蓋9が必要と
なり、その蓋9の固定が容易でない。
形が困難となり、シール性のよい蓋9が必要と
なり、その蓋9の固定が容易でない。
○ロ 数千気圧のガス圧を必要とする場合、大規模
のコンプレツサを必要とし、かつ加圧時間が長
くなる。ガスの昇温による圧力を付与する場合
も、ヒータ12の加熱→冷却の熱サイクルを必
要とする。
のコンプレツサを必要とし、かつ加圧時間が長
くなる。ガスの昇温による圧力を付与する場合
も、ヒータ12の加熱→冷却の熱サイクルを必
要とする。
○ハ 上記○イと○ロの欠点はいずれも生産性を著しく
損うものである。
損うものである。
○ニ やや大型の成形品14を製造する場合、装は
高圧ガス取締法に基づく第1種高圧ガス製造設
備となり、その保全管理が煩雑となる。
高圧ガス取締法に基づく第1種高圧ガス製造設
備となり、その保全管理が煩雑となる。
問題を解決するための手段
上記問題を解決するため、本発明の熱間静水圧
圧縮焼成法は、予め所定温度まで加熱された粉末
成形品を、プレス台に昇降自在に外嵌する加圧用
コンテナ内に挿入して前記プレス台上に支持具を
介して載置し、このコンテナ内に加熱溶融された
溶融媒体を注入し、前記コンテナおよびプレス台
に形成した冷却通路に冷却媒体を供給してコンテ
ナ内の溶融媒体を冷却し、この溶融媒体を外周部
および底部から凝固させて凝固殻を形成すると同
時に、プレスでコンテナ内の溶融媒体を上方から
加圧し、次に加圧解消後、コンテナを下降してコ
ンテナ内から、溶融媒体とともに圧縮焼成された
粉末成形品が収容された凝固殻を取出し、その凝
固殻内から粉末成形品を取出すものである。
圧縮焼成法は、予め所定温度まで加熱された粉末
成形品を、プレス台に昇降自在に外嵌する加圧用
コンテナ内に挿入して前記プレス台上に支持具を
介して載置し、このコンテナ内に加熱溶融された
溶融媒体を注入し、前記コンテナおよびプレス台
に形成した冷却通路に冷却媒体を供給してコンテ
ナ内の溶融媒体を冷却し、この溶融媒体を外周部
および底部から凝固させて凝固殻を形成すると同
時に、プレスでコンテナ内の溶融媒体を上方から
加圧し、次に加圧解消後、コンテナを下降してコ
ンテナ内から、溶融媒体とともに圧縮焼成された
粉末成形品が収容された凝固殻を取出し、その凝
固殻内から粉末成形品を取出すものである。
作 用
上記構成において、溶融媒体を外周部および底
部から冷却して凝固殻を形成することにより、コ
ンテナとプレスまたはプレス台との〓間からの溶
融媒体の漏れを防止できるとともに、凝固殻を上
面が開口する容器状に形成して、加圧解消後にコ
ンテナを下降することにより、凝固殻を容易にコ
ンテナ内から取出すことができ、たとえばその凝
固殻を格子上で傾むけることにより、粉末成形品
を溶融媒体と共に排出して容易かつ短時間で取出
すことができ、圧縮焼成時間を大幅に短縮するこ
とができ、連続的に量産が可能となる。
部から冷却して凝固殻を形成することにより、コ
ンテナとプレスまたはプレス台との〓間からの溶
融媒体の漏れを防止できるとともに、凝固殻を上
面が開口する容器状に形成して、加圧解消後にコ
ンテナを下降することにより、凝固殻を容易にコ
ンテナ内から取出すことができ、たとえばその凝
固殻を格子上で傾むけることにより、粉末成形品
を溶融媒体と共に排出して容易かつ短時間で取出
すことができ、圧縮焼成時間を大幅に短縮するこ
とができ、連続的に量産が可能となる。
実施例
以下、本発明の一実施例を第1図に基づいて説
明する。16は予め成形された粉末成形品17を
所定温度に加熱するための成形品用加熱炉、18
はるつぼ19内に入れたガラスを加熱して溶解す
るためのガラス用加熱炉、20は基盤21上に載
置されたプレス台であつて、その上部20Aと下
部20Bとの間には冷却通路22を形成してあ
る。23,24はその冷却通路22に接続された
冷却水供給路と冷却水排出路、25はプレス台2
0に昇降自在に外嵌するコンテナであつて、その
内周部25Aと外周部25Bとの間には冷却通路
26を形成してある。27,28はその冷却通路
26に接続された冷却水供給路と冷却水排出路、
29はコンテナ25内に昇降自在に嵌入するプレ
ス、30は格子、31は取鍋である。
明する。16は予め成形された粉末成形品17を
所定温度に加熱するための成形品用加熱炉、18
はるつぼ19内に入れたガラスを加熱して溶解す
るためのガラス用加熱炉、20は基盤21上に載
置されたプレス台であつて、その上部20Aと下
部20Bとの間には冷却通路22を形成してあ
る。23,24はその冷却通路22に接続された
冷却水供給路と冷却水排出路、25はプレス台2
0に昇降自在に外嵌するコンテナであつて、その
内周部25Aと外周部25Bとの間には冷却通路
26を形成してある。27,28はその冷却通路
26に接続された冷却水供給路と冷却水排出路、
29はコンテナ25内に昇降自在に嵌入するプレ
ス、30は格子、31は取鍋である。
以下、上記構成に基づいて熱間静水圧圧縮焼成
法を説明する。まず(a)に示すごとく加熱炉16で
予め成形されている粉末成形品17を所定温度ま
で加熱する。また(b)に示すごとく加熱炉18でる
つぼ19内のガラスを溶解する。次にコンテナ2
5を下げ、プレス29を上げた状態においてプレ
ス台20上の鋼線からなるコイル状支持治具32
に加熱炉16から取出した粉末成形品17を載置
すると共にまきつけて固定し、次にコンテナ25
を上昇させ、加熱炉18からるつぼ19を取出
し、その中の溶融ガラス33を注入する。次に(c)
に示すごとく、プレス29を降下させて溶融ガラ
ス33を加圧する。これによつて粉末成形品17
が圧縮される。また上記のように溶融ガラス33
を注入すると、コンテナ25の内周面およびプレ
ス台20の上面が冷却通路22,26を流れる冷
却水により冷却されていることからも、溶融ガラ
ス33の外周部および底部がただちに冷却され、
凝固殻34が形成される。したがつて強制冷却さ
れるコンテナ25とプレス29またはプレス台2
0の〓間にも凝固殻34が形成されて溶融ガラス
33の漏れが防止され、さらにプレス29による
加圧後、すぐにプレス29を上昇させ、コンテナ
25を降下させる。するとプレス台20上に、内
部に溶融ガラス33と圧縮焼成された粉末成形品
17が収容された凝固殻34が露出する。上面が
開口した容器状のこの凝固殻34をつかんで取り
出し、(d)に示すごとく格子30上で傾ける。これ
によつて凝固殻34内の溶融ガラス33が流出
し、格子30を通つて取鍋31に集められ、圧縮
焼成された粉末成形品17は格子30上に残る。
なお取鍋31内の溶融ガラス33および凝固殻3
4は加熱して再利用する。もし成形された高温の
粉末成形品17が急冷により割れるようならば、
加熱炉16内で徐冷すればよい。
法を説明する。まず(a)に示すごとく加熱炉16で
予め成形されている粉末成形品17を所定温度ま
で加熱する。また(b)に示すごとく加熱炉18でる
つぼ19内のガラスを溶解する。次にコンテナ2
5を下げ、プレス29を上げた状態においてプレ
ス台20上の鋼線からなるコイル状支持治具32
に加熱炉16から取出した粉末成形品17を載置
すると共にまきつけて固定し、次にコンテナ25
を上昇させ、加熱炉18からるつぼ19を取出
し、その中の溶融ガラス33を注入する。次に(c)
に示すごとく、プレス29を降下させて溶融ガラ
ス33を加圧する。これによつて粉末成形品17
が圧縮される。また上記のように溶融ガラス33
を注入すると、コンテナ25の内周面およびプレ
ス台20の上面が冷却通路22,26を流れる冷
却水により冷却されていることからも、溶融ガラ
ス33の外周部および底部がただちに冷却され、
凝固殻34が形成される。したがつて強制冷却さ
れるコンテナ25とプレス29またはプレス台2
0の〓間にも凝固殻34が形成されて溶融ガラス
33の漏れが防止され、さらにプレス29による
加圧後、すぐにプレス29を上昇させ、コンテナ
25を降下させる。するとプレス台20上に、内
部に溶融ガラス33と圧縮焼成された粉末成形品
17が収容された凝固殻34が露出する。上面が
開口した容器状のこの凝固殻34をつかんで取り
出し、(d)に示すごとく格子30上で傾ける。これ
によつて凝固殻34内の溶融ガラス33が流出
し、格子30を通つて取鍋31に集められ、圧縮
焼成された粉末成形品17は格子30上に残る。
なお取鍋31内の溶融ガラス33および凝固殻3
4は加熱して再利用する。もし成形された高温の
粉末成形品17が急冷により割れるようならば、
加熱炉16内で徐冷すればよい。
発明の効果
以上述べたごとく本発明によれば次のような効
果を得ることができる。
果を得ることができる。
() 外周部と底部が凝固された凝固殻をコンテ
ナを下降して取り出すことにより、圧縮焼成さ
れた粉末成形品および溶融媒体を短時間で容易
に取り出せ、成形時間が極めて短かく量産がで
きる。従来法では成形品押込みから取出しまで
に5〜10時間かかるのに対して、本発明によれ
ば2〜7分ですむ。
ナを下降して取り出すことにより、圧縮焼成さ
れた粉末成形品および溶融媒体を短時間で容易
に取り出せ、成形時間が極めて短かく量産がで
きる。従来法では成形品押込みから取出しまで
に5〜10時間かかるのに対して、本発明によれ
ば2〜7分ですむ。
() 粉末成形品および溶融媒体の加熱は成形設
備とは異なる別の炉でおこなうため、コンテナ
の設計が容易になり(消費電力も少なく)、連
続的に生産できる。
備とは異なる別の炉でおこなうため、コンテナ
の設計が容易になり(消費電力も少なく)、連
続的に生産できる。
() プレス能力の向上により、成形圧力を容易
に高めることができる。ガス圧法では2〜3千
気圧が限界とされているが、本発明によれば、
5千〜1万気圧まで容易に高めることができ
る。成形圧力を高めると、製品品質が向上する
のみならず、成形困難とされていた粉末も容易
に成形できるようになり、また必要に応じて成
形温度を低下させることができる。
に高めることができる。ガス圧法では2〜3千
気圧が限界とされているが、本発明によれば、
5千〜1万気圧まで容易に高めることができ
る。成形圧力を高めると、製品品質が向上する
のみならず、成形困難とされていた粉末も容易
に成形できるようになり、また必要に応じて成
形温度を低下させることができる。
() 溶融媒体を用いているため、高圧となつて
も、複雑形状に対する静水圧の均一性は粉末媒
体を用いた場合に比べて損われず、ガス圧法と
ほぼ同程度である。またガス圧法で問題となる
成形品への媒体の侵入も防止される。
も、複雑形状に対する静水圧の均一性は粉末媒
体を用いた場合に比べて損われず、ガス圧法と
ほぼ同程度である。またガス圧法で問題となる
成形品への媒体の侵入も防止される。
() 成形時間が極めて短かいことにより、また
必要に応じて成形温度を下げることにより、結
晶成長を阻止することができ、超微細結晶の緻
密な成形品を得ることができる。
必要に応じて成形温度を下げることにより、結
晶成長を阻止することができ、超微細結晶の緻
密な成形品を得ることができる。
() 冷却媒体により溶融媒体が外周部と底部か
ら冷却されて凝固されるので、コンテナとプレ
ス、コンテナとプレス台の間〓にも凝固殻が形
成され、溶融媒体の漏れを確実に防止すること
ができ、効率よく圧縮焼成することができる。
ら冷却されて凝固されるので、コンテナとプレ
ス、コンテナとプレス台の間〓にも凝固殻が形
成され、溶融媒体の漏れを確実に防止すること
ができ、効率よく圧縮焼成することができる。
第1図は本発明の一実施例を示す工程図、第2
図および第3図は従来例を示す縦断面図である。 16……成形品用加熱炉、17……粉末成形
品、18……ガラス用加熱炉、20……プレス
台、22……冷却通路、25……コンテナ、26
……冷却通路、29……プレス、30……格子、
33……溶融ガラス、34……凝固殻。
図および第3図は従来例を示す縦断面図である。 16……成形品用加熱炉、17……粉末成形
品、18……ガラス用加熱炉、20……プレス
台、22……冷却通路、25……コンテナ、26
……冷却通路、29……プレス、30……格子、
33……溶融ガラス、34……凝固殻。
Claims (1)
- 1 予め所定温度まで加熱された粉末成形品を、
プレス台に昇降自在に外嵌する加圧用コンテナ内
に挿入して前記プレス台上に支持具を介して載置
し、そのコンテナ内に加熱溶融された溶融媒体を
注入し、前記コンテナおよびプレス台に形成した
冷却通路に冷却媒体を供給してコンテナ内の溶融
媒体を冷却し、この溶融媒体を外周部および底部
から凝固させて凝固殻を形成すると同時に、プレ
スでコンテナ内の溶融媒体を上方から加圧し、次
に加圧解消後、コンテナを下降してコンテナ内か
ら、溶融媒体とともに圧縮焼成された粉末成形品
が収容された凝固殻を取出し、その凝固殻内から
粉末成形品を取出すことを特徴とする熱間静水圧
圧縮焼成法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59220271A JPS6199605A (ja) | 1984-10-18 | 1984-10-18 | 熱間静水圧圧縮焼成法 |
| GB08518520A GB2165862B (en) | 1984-10-18 | 1985-07-23 | Press sintering process for green compacts and apparatus therefor |
| US06/758,130 US4601877A (en) | 1984-10-18 | 1985-07-23 | Press sintering process for green compacts and apparatus therefor |
| FR858511668A FR2571992B1 (fr) | 1984-10-18 | 1985-07-31 | Procede de frittage par compression pour des ebauches de compacts, et installation pour la mise en oeuvre dudit procede |
| DE19853531003 DE3531003A1 (de) | 1984-10-18 | 1985-08-30 | Drucksinterverfahren fuer gruenlinge und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
| SE8504830A SE466240B (sv) | 1984-10-18 | 1985-10-16 | Foerfarande vid pressintring med ett smaelt tryckmedium och pressintringsapparat |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59220271A JPS6199605A (ja) | 1984-10-18 | 1984-10-18 | 熱間静水圧圧縮焼成法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6199605A JPS6199605A (ja) | 1986-05-17 |
| JPH0121842B2 true JPH0121842B2 (ja) | 1989-04-24 |
Family
ID=16748557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59220271A Granted JPS6199605A (ja) | 1984-10-18 | 1984-10-18 | 熱間静水圧圧縮焼成法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4601877A (ja) |
| JP (1) | JPS6199605A (ja) |
| DE (1) | DE3531003A1 (ja) |
| FR (1) | FR2571992B1 (ja) |
| GB (1) | GB2165862B (ja) |
| SE (1) | SE466240B (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| SE455276B (sv) * | 1986-03-21 | 1988-07-04 | Uddeholm Tooling Ab | Sett att pulvermetallurgiskt framstella ett foremal genom varmpressning av pulver i en keramikform medelst ett smelt tryckmedium |
| US4704252A (en) * | 1986-11-03 | 1987-11-03 | Tocco, Inc. | Isostatic hot forming of powder metal material |
| US4744943A (en) * | 1986-12-08 | 1988-05-17 | The Dow Chemical Company | Process for the densification of material preforms |
| US4756752A (en) * | 1987-11-04 | 1988-07-12 | Star Cutter Company | Compacted powder article and method for making same |
| SE460025B (sv) * | 1987-12-18 | 1989-09-04 | Asea Cerama Ab | Saett att framstaella foeremaal av pulverformi gt material genom varm isostatisk pressning i en glasomslutning |
| EP0331286A3 (en) * | 1988-03-03 | 1989-11-02 | General Motors Corporation | Rapid compaction of rare earth-transition metal alloys in a fluid-filled die |
| IL91547A0 (en) * | 1988-09-09 | 1990-04-29 | Dow Chemical Co | Novel method for producing ceramic bodies |
| US5049329A (en) * | 1989-10-30 | 1991-09-17 | Corning Incorporated | Process for forming ceramic matrix composites |
| US5770136A (en) * | 1995-08-07 | 1998-06-23 | Huang; Xiaodi | Method for consolidating powdered materials to near net shape and full density |
| US5816090A (en) * | 1995-12-11 | 1998-10-06 | Ametek Specialty Metal Products Division | Method for pneumatic isostatic processing of a workpiece |
| US6042780A (en) * | 1998-12-15 | 2000-03-28 | Huang; Xiaodi | Method for manufacturing high performance components |
| RU2166409C1 (ru) | 2000-11-08 | 2001-05-10 | Губенко Лев Анатольевич | Силовой модуль автоклава |
| CN120790937B (zh) * | 2025-09-10 | 2025-11-28 | 中国科学院金属研究所 | 一种内含夹杂缺陷的粉末冶金构件的制备方法 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3664008A (en) * | 1969-06-12 | 1972-05-23 | Federal Mogul Corp | Method of producing elongated highly densified powdered metal articles |
| BE758306A (fr) * | 1969-11-12 | 1971-04-01 | Federal Mogul Corp | Procede de production de produits extrudes sensiblement massifsa partird'un metal en poudre |
| JPS5135362A (ja) * | 1974-09-20 | 1976-03-25 | Kenichi Tsuneyoshi | Biryokeikakukenshitsujidoseigyo oyobi jidoshatsutaasochi |
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