JPH01287205A - 粉末冶金による物体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、物体、特に、棒、型材、管などのような物体
を粉末冶金により製造するための方法であって、粉末が
、高硬度の金属及び（又は）合金の粉末、特に、工具鋼
、又は、高速度鋼の粉末が、薄壁のカプセルの中に充て
んされ、カプセルが引き続いて気密に閉鎖され、加熱さ
れ、素材の製造の下に恒温で圧縮され、この素材が、そ
れから、最終製品に熱成形、特に、押し出しされるよう
になっている製造方法に関するものである。

従漣Ｊと（支）逝− このような方法は、例えば、Ｄε−Ｃ−３５３０７４１
から公知となっている。この公知の方法により、工具鋼
、又は、高速度鋼粉末の使用の際に、何らの欠点も無い
、特に、割れ目の無い最終製品を得るという試みが、示
された。これは、通常の低温恒温圧縮の下において、使
用された、理論的密度の約７５２の粉末密度が達成され
る金属粉末の小さな成形性によるものである。ここに使
用される金属粉末の硬度のために、特に、恒温圧縮の際
に、カプセル材料と、境界されている金属粉末との間の
何らの緊密な結合も、達成されることが無く、この結果
、押し出しの際に、比較的軟らかなカプセル材料が、ひ
だ、ないしは、「シわ」の形成となる。この現象は、最
終製品における表面の割れ目の結果となるが、この割れ
目は、カプセル材料の除去の後に出現する。

上述の問題の知見において、ＳＥ−八−４４２４８６の
中に、高速度鋼の粉末を、まず、８５０℃〜９００℃の
温度に加熱し、しかも、非酸化性雰囲気内において加熱
することが、提案されている。続いて、その場合に維持
された［粉末ケーキ１が、機械的に再び粉末にされ、す
なわち、かき回される。それから、粉末の８５０″Ｃ〜
９００℃の温度への新たな加熱か行われる、。

それから、成形工具により、このように、あらかしめ処
理された粉末が、素材に圧縮される。、この素材は、続
イテ、ｉ、１５０℃〜１．２５０℃の温度ニオイー０：
Ｑ結され、しかも、圧縮素材の中に、いわゆる、「連通
ずるすきま」が解消されるまで、すなわら、すきまを閉
鎖された圧縮素材が得られるまで、長く焼結される。そ
れから、恒温の最終圧縮が、実際的に１００χの密度な
いしは理論的密度に、行われる１、これらの粉末冶金的
物体に対する公知の方法においては、長く延ばされてい
る物体の製造に対しては、無論、適していない比較的複
雑な過程を取り扱っていることは、明白なところて゛あ
る。

ΔＴ−八−へ７７７１８は、工具鋼粉木製の製品の製造
方法を記載しているが、この場合、粉末は、カプセルの
中に充てんされ、このカプセルは、気密に閉鎖され、加
熱され、続いて、この粉末を充てんされたカプセルは、
押し出され、この場合、気密に閉鎖されたカプセルは、
７００°Ｃ〜１＝ＯＯＯ°Ｃの温度に加熱され、カプセ
ルの中への空気の進入が、再び解放され、カプセルは、
それに続いて、１．０５０′Ｃ〜１．２００℃に加熱さ
れる。無論、この公知の方法においては、押し。

出し圧縮された棒は、それが、まず、段階的に低温度に
、それから、制御されること無しに空気により再び冷却
するために、多くの時間の間、加熱することが必要であ
る。この方法も、また、比較的複雑であり、この場合、
カプセルを、それから、より高温度に加熱するために、
カプセルを７００℃〜１、ＯＯＯ℃の温度への加熱の後
に、再び開放することは、危険と思われる。この方法は
、向上された酸化の危険を有しており、従って、この方
法の実施の可能性は、全く疑わしいようになる。

介−叫−か□０しようと−る課題 本発明は、簡ｍな方法で、欠陥ないしは割れ目の無い物
体、特に、長く延ばされた物体を、高硬度の金属及び（
又は）合金、特に、工具鋼、又は、高速度鋼から成る粉
末の使用の下に製造される頭書に述べられた種類の方法
を得るという課題に、基礎を置くものである。

課」［炎」４１（すｊ２力３ｑ！し毛羽しこの課題は、
特許請求の範囲第１項の特徴項の記載及び同第９項の特
徴項の記載により解決される。。

本発明による手段により、カプセルの熱成形、特に、そ
の押し出しの前に、理論的密度の７５％以上の粉末密度
が達成される。この低い密度にもかかわらず、本発明に
よる他の手段により、割れ目の無い最終製品か得られる
。比較的硬い粉末は、本発明による手段により、熱成形
のために、最もＥ柔軟［とされる。驚くべきことには、
本発明方法により、使用される粉末が、２５重量％まて
の炭素を含有している金属及び（又は）合金から成り立
っている時ですらも、確実な最終製品が得られる。

特許請求の範囲第１項記載の方法においては、冷却時間
が、十分な加熱時間並びにカプセルが高温度に保持され
る時間よりも、著しくより長い時に、有利となる。好適
には、カプセルの冷却時間は、約＝８− ３〜５時間である。カプセルの冷却は、カプセルが中に
おいて加熱され且つ高温度に保持される炉の中において
、周囲温度において行われることができる。これにより
、最大限の「清潔な」冷却、すなわち、悪影響無しに、
比較的小さな冷却速度が達成される。

カプセルの低温恒温圧縮が、約４．５００〜５．５００
バールの圧力において行われることが、目的にがなって
いる。熱的な予備処理により、既に、比較的柔軟にされ
た金属粉末は、この圧力において、引き続く熱成形の際
に、欠陥の無い製品を得るために、十分に高密度化を受
りる。

効果のある実験が、少なくとも、０５〜０．８５重量２
、特に、１．１重量％、好適には、％、５重量２の炭素
含有量を有する金属及び（又は）合金から成る粉末によ
り、行われた。６００μ〜８００μの最大粒子大きさで
、平均粒子大きさは、ほぼ１２５μである。粉末を充て
んされたカプセルの長さと直径との比は、約（４〜５）
＝１てあり、この場合、使用されたカプセルは、６０（
１−１，１１００ＩＩの長さ及び１２０ｍｍ〜２３６ｍ
ｍの直径であった。

課題の解決のための特許請求の範囲第９項記載の方法は
、圧縮素材を熱成形の前に冷却することを、もはや、必
要としない。良結果が、圧縮素材の１．０００℃以上の
高温度に保持の直後に、熱成形が導入される時にも、達
成される。

特許請求の範囲第９項記載の変形方法においては、特許
請求の範囲第１項記載の方法に比べ、圧縮素材が、より
長い時間の間、より高温度に保持されるべきであり、し
かも、好適には、４〜５時間の間、保持されるべきであ
る。

夾−」Ｌ」」 以下、本発明方法を、その実施例に基づいて、詳細に説
明をする。

１．４−九丸 丸１」↓ 次ぎの成分（重量＄）、すなわち Ｃ−０，８５；　ｔ＋＝ｅ、ｏ；　Ｍｏ＝５．Ｏ；　Ｃ
ｒ：４．Ｏ；■・％、０；　Ｆｅ・残部 を有する工具鋼粉米製の長く延ばされた型材が、本発明
により、次ぎのように製造された。

平均粒子大きさ１２５μ、最大粒子大きさ約６００μを
有する工具鋼粉末が、１２０ｍｍの直径及び約６００ｍ
ｍの長さないしは高さを有する炭素量の少ない鋼から成
る薄壁のカプセルの中に充てんされた。続いて、カプセ
ルは閉鎖され、低温恒温圧縮され、しかも、約５．００
０バールの圧力において行われた。この場合、理論密度
の約７５％の粉末密度が達成された。次いで、圧縮素材
の熱成形温度への加熱が行われた。それから、素材は、
押し出しをされた。最終製品は、不確実な割れ目を現し
、排除と評価された。

また、低温恒温圧縮の際におけるより高い圧力の使用も
、何らの良結果をも、もたらさなかった。

実施例２ 実施例１による工具鋼粉末が、カプセルの中に、同様に
、実施例１に対応して充てんされた。続いて、カプセル
は、気密に閉鎖された。それから、カプセルの１４５０
°Ｃへの加熱が、しかも、カプセルが例外無くこの温度
を有するまでの時間、加熱された。

約１時間の間、カプセルは、この温度に保持された。

それから、ゆっくりした冷却が、しかも、炉冷が行われ
た。周囲温度への冷却が、４時間以上に及んだ。

その後、カプセルは、低温恒温圧縮され、押し出しをさ
れた。低温恒温圧縮により、理論的密度の約８（Ｈの粉
末密度が維持された。より高い密度は、比較的高い変形
抵抗を、低温だけでは無く、より高い温度においても、
有している工具鋼粉末の使用にもかかわらず、必要では
無かった。使用された金属粉末のこの特性にもかかわら
ず、最終製品においては、理論的密度を保持していた。

更に、最終製品は、何らの欠陥、すなわち、何らの割れ
目も有していなかった。

ここで、更に、全体の実験において、粉末粒子が、ほぼ
球状を有していることを、述べて置く。さもなければ、
金属粉末は、」−述の方法では、加工不能であったに違
い無い。

実施例１による工具鋼粉末を充てんされたカプセルが、
気密な閉鎖の後、低温恒温圧縮され、しかも、理論的密
度の約７５％の粉末密度の達成の下に圧縮された。この
圧縮素材は、次いで、１．１５０℃に加熱された。完全
な加熱の後、圧縮素材は、約１時間この温度に保持され
た。それから、ゆっくりした冷却が行われた。冷却時間
は、炉内において、約３時間であった。この処理の後、
粉末密度は、理論的密度の約８０％であった。続いて、
圧縮素材の押し出しが行われた。最終製品は、理論的密
度を有しており、また、何らの欠陥、特に、割れ目をも
有していなかった。

両方の製造方法においては、それ故、押し出し、又は、
他の加熱成形の前に、欠陥の無い粉末冶金により製造さ
れた、実際的に１０ｏｚの密度、ないしは、理論的密度
を有する最終製品を得るために、理論的密度の８０％よ
りも、より大きな粉末密度を与えることは、必要では無
い。

最後に、粉末粒子が小さければ小さい程、あるいは、細
かければ細かい程、益々良い結果が達成されることを、
述べて置く。更に、前述の方法の使用の際には、金属粒
子の炭素含有量は、特別に、きわどいものでは無く、ず
なわＩら、高い炭素含有量を右する金属粉末も、また、
粉末冶金方法により、確実な最終製品に加工されること
を、強調して置く。

」吸へ珈１ 本発明は、上記の実施例からも分かるように、粉末冶金
法により、高硬度の金属及び（又は）合金粉末、特に、
工具鋼あるいは高速度鋼粉末がち、欠陥の無い、あるい
は、割れ目の無い物体、特に、長く延はされた物体を簡
単に製造することを可能とする新規ん製造方法を、提供
するものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、物体、特に、棒、型材、管などのような物体を粉末
   冶金により製造するための方法であって、粉末が、高硬
   度の金属及び（又は）合金の粉末、特に、工具鋼又は高
   速度鋼の粉末が、薄壁のカプセルの中に充てんされ、カ
   プセルが引き続いて気密に閉鎖され、加熱され、素材の
   製造の下に恒温で圧縮され、この素材が、それから、最
   終製品に熱成形、特に、押し出しされるようになってい
   る製造方法において、カプセルの気密な閉鎖後の方法段
   階が ａ）気密に閉鎖されたカプセルが、１、０００℃以上の
   温度、特に、１、１００℃〜１、２００℃の温度に加熱
   されることと ｂ）カプセルの十分な加熱の後、カプセルの加熱に至る
   までに経過した時間よりも、より長い、ある定められた
   時間の間、１、０００℃以上の高温度に、カプセルが保
   持されることと ｃ）次に、カプセルが、最終成形の前に、ゆっくりと冷
   却されることと ｄ）それから、理論的密度の７５％、特に、約７８％〜
   ８５％、好適には、約８０％の粉末密度の達成の下に、
   低温恒温で圧縮されることと から成り立っていることを特徴とする製造方法。 ２、冷却時間が、恒温加熱時間並びにカプセルが高温度
   に保持される時間よりも、著しくより長く、特に、ほぼ
   、両方の上記の時間の合計の４倍までの時間である請求
   項１記載の製造方法。 ３、十分に加熱されたカプセルが、少なくとも１時間、
   特に、１〜２時間の間、１、０００℃以上の高温に保持
   され、また、冷却時間が、３〜５時間、特に、約４時間
   である請求項１又は２記載の製造方法。 ４、カプセルの冷却が、カプセルが中において加熱され
   且つ高温度に保持される炉の中において周囲温度におい
   て行われる請求項１、２又は３記載の製造方法。 ５、低温恒温圧縮が、約４、５００〜５、５００バール
   の圧力において行われる請求項１記載の製造方法。 ６、少なくとも０．５〜０．８５重量％、特に、１．１
   重量％、好適には、２．５重量％の炭素含有量を有する
   金属及び（又は）合金から成る粉末が、加工される請求
   項１〜５のいずれかに記載の製造方法。 ７、平均粒子大きさが、ほぼ１２５μであり、この場合
   、最大の粒子大きさが、６００〜８００μを超過しない
   金属及び（又は）合金から成る粉末が加工される請求項
   １〜６のいずれかに記載の製造方法。 ８、粉末が、長さと直径との比が、約（４〜５）：１で
   あるカプセルの中に充てんされる請求項１記載の製造方
   法。 ９、物体、特に、棒、型材、管などのような物体を粉末
   冶金により製造するための方法であって、粉末が、高硬
   度の金属及び（又は）合金の粉末、特に、工具鋼又は高
   速度鋼の粉末が、薄壁のカプセルの中に充てんされ、カ
   プセルが引き続いて気密に閉鎖され、加熱され、素材の
   製造の下に恒温で圧縮され、この素材が、それから、最
   終製品に熱成形、特に、押し出されるようになっている
   製造方法において、カプセルの気密な閉鎖の後の方法段
   階が ａ）気密に閉鎖されたカプセルが、理論密度の約７０〜
   ７５％の粉末密度の達成の下に低温恒温で圧縮されるこ
   とと ｂ）圧縮素材が、引き続いて、１、０００℃以上の温度
   、特に、１、１００℃〜１、２００℃の温度に加熱され
   ることと ｃ）圧縮素材の十分な加熱の後に、この圧縮素材が、カ
   プセルの十分な加熱までの時間よりも、より長い、ある
   予定された時間の間、１、０００℃以上の高温度に保持
   されることと ｄ）引き続いて、圧縮素材が、即座に、すなわち、冷却
   無しに成形、特に、押し出しされるか、又は、熱成形の
   前に、低温度、特に、周囲温度に冷却されるかすること
   と から成り立っていることを特徴とする製造方法。 １０、低温恒温圧縮が、約４、５００〜５、５００バー
   ルの圧力において実施される請求項９記載の製造方法。 １１、十分に加熱された圧縮素材が、少なくとも、１時
   間、特に、約４時間まで、１、０００℃以上の温度に保
   持される請求項９又は１０記載の製造方法。 １２、少なくとも０．５〜０．８５重量％、特に、１．
   １重量％、好適には、２．５重量％の炭素含有量を有す
   る金属及び（又は）合金から成る粉末が、加工される請
   求項９、１０又は１１記載の製造方法。 １３、平均粒子大きさが、ほぼ１２５μである金属及び
   （又は）合金から成る粉末が加工され、この場合、最大
   の粒子大きさが、６００〜８００μを超過しない請求項
   ９記載の製造方法。 １４、粉末が、長さと直径との比が、約（４〜５）：１
   であるカプセルの中に充てんされる請求項９記載の製造
   方法。