JPH0196302A - 粉末冶金方法 - Google Patents
粉末冶金方法Info
- Publication number
- JPH0196302A JPH0196302A JP25137687A JP25137687A JPH0196302A JP H0196302 A JPH0196302 A JP H0196302A JP 25137687 A JP25137687 A JP 25137687A JP 25137687 A JP25137687 A JP 25137687A JP H0196302 A JPH0196302 A JP H0196302A
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- metal
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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。
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〕
この発明は、粉末冶金法により金属材または金属と非金
属との複合材料を得る方法に関する。
属との複合材料を得る方法に関する。
最も一般的な金属製造加工技術は、溶解−鋳造一圧延一
製品加工（切削、鍛造、等による部品加工）であるが、
このような手段によっては製造ができない材料、あるい
は、このような手段によっては目的とする高品質が得ら
れない材料等の場合は、これら材料の粉末を製造し、こ
れを各種の処理により１部品、製品に加工する粉末冶金
技術が用いられる。本発明も粉末冶金技術に関し１本発
明に最も近い公知技術としては、粉末をシリンダ型プレ
スに入れて高温で圧縮し円柱形製品又は中間加工品を得
るいわゆるホットプレス法、あるいは、粉末を金属のカ
プセルに封入し、加熱して熱間押出プレスで押し出して
棒材または管材を得る方法がある。
製品加工（切削、鍛造、等による部品加工）であるが、
このような手段によっては製造ができない材料、あるい
は、このような手段によっては目的とする高品質が得ら
れない材料等の場合は、これら材料の粉末を製造し、こ
れを各種の処理により１部品、製品に加工する粉末冶金
技術が用いられる。本発明も粉末冶金技術に関し１本発
明に最も近い公知技術としては、粉末をシリンダ型プレ
スに入れて高温で圧縮し円柱形製品又は中間加工品を得
るいわゆるホットプレス法、あるいは、粉末を金属のカ
プセルに封入し、加熱して熱間押出プレスで押し出して
棒材または管材を得る方法がある。
従来のシリンダによる熱間プレス方法は、シリンダ内に
粉末を直接充填して圧縮するのであるが、シリンダ壁と
粉末との摩擦によって特に中心部には十分な圧力が加わ
らないために、空隙が残り易い。この中心部の空隙は、
後から鍛造、圧延などの一般的に行われている方法で加
工を加えても、特に中心部に生ずる引張応力のために、
空隙は消失することなく残存し１品質に悪影響を及ぼす
。
粉末を直接充填して圧縮するのであるが、シリンダ壁と
粉末との摩擦によって特に中心部には十分な圧力が加わ
らないために、空隙が残り易い。この中心部の空隙は、
後から鍛造、圧延などの一般的に行われている方法で加
工を加えても、特に中心部に生ずる引張応力のために、
空隙は消失することなく残存し１品質に悪影響を及ぼす
。
熱間押出しは、真密度の材料を得る方法として優れてい
るが、押出された材料と押出し前のビレットとの断面積
比が２乃至３以上でなければならないために、大径の材
料を得るのに不便である。
るが、押出された材料と押出し前のビレットとの断面積
比が２乃至３以上でなければならないために、大径の材
料を得るのに不便である。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明は、金属粉末または金属と非・金属との混合粉
末を可鍛性容器内に封入した上で、これを加熱し、シリ
ンダ内で加圧して圧縮し、製品または中間加工品を得る
ものである。中間加工品は。
末を可鍛性容器内に封入した上で、これを加熱し、シリ
ンダ内で加圧して圧縮し、製品または中間加工品を得る
ものである。中間加工品は。
必要に応じて更に鍛造または圧延する。この発明は、特
に上記容器をシリンダに挿入する際にシリンダ内壁と容
器との間に十分な大きさの間隙が存在する点に特徴があ
る。
に上記容器をシリンダに挿入する際にシリンダ内壁と容
器との間に十分な大きさの間隙が存在する点に特徴があ
る。
この隙間は、容器をシリンダ内に円滑に挿入するために
設けた隙間や、容器の寸法公差に基いて成る場合に顕著
に現われる隙間に較べて、十分大きいのが特徴である。
設けた隙間や、容器の寸法公差に基いて成る場合に顕著
に現われる隙間に較べて、十分大きいのが特徴である。
即ち、上述のような通常の隙間は、如何なる場合にもシ
リンダ内径の５％を越えることは起らないが、この発明
における隙間は、シリンダ内径の６％以上に選ばれる。
リンダ内径の５％を越えることは起らないが、この発明
における隙間は、シリンダ内径の６％以上に選ばれる。
この隙間の上限値は捉えていないが、容器の材質や肉厚
を適切に選べば、シリンダ内径の５０％に達する場合で
も、圧縮工程の実施が可能である。しかし。
を適切に選べば、シリンダ内径の５０％に達する場合で
も、圧縮工程の実施が可能である。しかし。
このように不必要に隙間を大きく選ぶことは１作業能率
の面で好ましいことではない。
の面で好ましいことではない。
粉末を封入した容器は、加熱及び圧縮に先立って可及的
に圧縮しておくのが、熱伝導その他の面で好ましく、そ
の手段としては、冷間静水圧プレスが良好な形状を維持
できるために有利である。
に圧縮しておくのが、熱伝導その他の面で好ましく、そ
の手段としては、冷間静水圧プレスが良好な形状を維持
できるために有利である。
容器に封入された粉末を熱間圧縮するためのシリンダ装
置としては、熱間押出機を利用し、その押出口を閉塞し
て使用することもできる。
置としては、熱間押出機を利用し、その押出口を閉塞し
て使用することもできる。
この発明においては、粉末原料は容器に収容され、かつ
シリンダ内壁と容器との間には十分な隙間が存在してい
る。従ってこれをステムによって押圧すると、内部の粉
末はシリンダ軸に平行な方向に圧縮されながら移動し塑
性変形を起こして真密度に到達する。その間、従来のシ
リンダによる熱間プレスの場合のような、粉末とシリン
ダ内壁との摩擦が無いために、ステムによる圧力は粉末
の中心部にまでほぼ均等に伝わり、内部に空隙を残さな
い。そして、真密度での圧縮状態を暫らく保持すること
により、焼結及び再結晶が進行して。
シリンダ内壁と容器との間には十分な隙間が存在してい
る。従ってこれをステムによって押圧すると、内部の粉
末はシリンダ軸に平行な方向に圧縮されながら移動し塑
性変形を起こして真密度に到達する。その間、従来のシ
リンダによる熱間プレスの場合のような、粉末とシリン
ダ内壁との摩擦が無いために、ステムによる圧力は粉末
の中心部にまでほぼ均等に伝わり、内部に空隙を残さな
い。そして、真密度での圧縮状態を暫らく保持すること
により、焼結及び再結晶が進行して。
初期の粉末粒界は消失する。
このようにして得た圧縮物は、そのまま切削加工用の素
材として用いることができるが、多くの場合は、更に熱
間圧延や熱間鍛造を行って小寸法に加工してから、切削
加工用などに用いる。いずれの場合も、十分な機械的性
質を備えている。
材として用いることができるが、多くの場合は、更に熱
間圧延や熱間鍛造を行って小寸法に加工してから、切削
加工用などに用いる。いずれの場合も、十分な機械的性
質を備えている。
外径１５５ｆｌ、長さ３５０顛１周壁肉厚１．６關、端
壁肉厚１．０ ｍｇの軟鋼製円筒形容器内に、 ５ＵＳ
３０４Ｌ材のガス・アトマイズ法による粉末（平均粒径
ｉｏｏμ、最大粒径１５０μ）を充填し、内部を１０−
１トールまで真空排気して封止した。これを、冷間静水
圧プレスにより４０００ Ｋ９ ｆ／ＣＭ？で加圧、１
分間保持することにより、容器寸法は外径が平均１４５
．５問、長さ約３３４鱈に縮小し、容器内の充填密度は
真密度の６９％から８７％に上昇した。
壁肉厚１．０ ｍｇの軟鋼製円筒形容器内に、 ５ＵＳ
３０４Ｌ材のガス・アトマイズ法による粉末（平均粒径
ｉｏｏμ、最大粒径１５０μ）を充填し、内部を１０−
１トールまで真空排気して封止した。これを、冷間静水
圧プレスにより４０００ Ｋ９ ｆ／ＣＭ？で加圧、１
分間保持することにより、容器寸法は外径が平均１４５
．５問、長さ約３３４鱈に縮小し、容器内の充填密度は
真密度の６９％から８７％に上昇した。
図は熱間押出装置を示し、１はコンテナ、即ちシリンダ
、２はダイス、３は押出０．４はステムであり、コンテ
ナ１内の押出口端には閉塞板５が挿入されて、押出口３
を閉塞している。コンテナ１の内径は１５５顛である。
、２はダイス、３は押出０．４はステムであり、コンテ
ナ１内の押出口端には閉塞板５が挿入されて、押出口３
を閉塞している。コンテナ１の内径は１５５顛である。
前述の冷間静水圧プレスを行った容器６は、同図（ａ）
のようにシリンダ１内へ挿入されるが、７は容器内の粉
末、８はコンテナ内壁と容器外壁との間に生ずる隙間で
ある。この時の隙間８の寸法は平均９．５羽で、コンテ
ナ内径の６．１％に相当する。
のようにシリンダ１内へ挿入されるが、７は容器内の粉
末、８はコンテナ内壁と容器外壁との間に生ずる隙間で
ある。この時の隙間８の寸法は平均９．５羽で、コンテ
ナ内径の６．１％に相当する。
次に、ステム４を前進させて容器６を圧縮すると、同図
（ｂ）のように容器６はコンテナｌの内面に密着し、か
つ粉末７は圧縮される。更にステム４の押圧力を２００
０ ｔ Ｉｃまで上げ、１０秒間保持すると、同図（ｃ
）のように粉末の粒界が消失して、充実金属９に変化す
る。
（ｂ）のように容器６はコンテナｌの内面に密着し、か
つ粉末７は圧縮される。更にステム４の押圧力を２００
０ ｔ Ｉｃまで上げ、１０秒間保持すると、同図（ｃ
）のように粉末の粒界が消失して、充実金属９に変化す
る。
上述の金属９を容器６ごと取出し、機械加工により容器
６を除去したものは、顕微鏡検査により゛完全な充実金
属で、全く空隙が存在しないことが確められた。この金
属９を１１５０℃で直径３０萌の丸棒に鍛伸したものは
、比重が７．９０１〜７．９０２ 、 引張り強さが６
０．７〜６４．６に９７屑ＴＭ２１伸びが５３．２〜６
０．０％と１通常の製法による同種の材料と変シが無か
った。
６を除去したものは、顕微鏡検査により゛完全な充実金
属で、全く空隙が存在しないことが確められた。この金
属９を１１５０℃で直径３０萌の丸棒に鍛伸したものは
、比重が７．９０１〜７．９０２ 、 引張り強さが６
０．７〜６４．６に９７屑ＴＭ２１伸びが５３．２〜６
０．０％と１通常の製法による同種の材料と変シが無か
った。
また、コンテナ１の内径と隙間８との関係を知るために
１次の試験を行った。
１次の試験を行った。
長さ３５０ｍｍ、固壁肉厚１．６囮、端壁肉厚１．０ｆ
ｆｌｌ＋で、外径が各種の円筒形容器を軟鋼で作り、こ
れに前述の５ＵＳ３０４Ｌ材粉末を充填し、同様に内部
を真空排気して封止した後、 ４ｏｏｏＫｇｔ７ｔｙｒ
？で冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）により圧縮した。これ
らを４通りの内径のコンテナ内で２０００ ｔで熱間圧
縮して製品を得、この製品の中心部、中層部及び外層部
の組織を顕微鏡で観察し、空隙の有無を調べた。
ｆｌｌ＋で、外径が各種の円筒形容器を軟鋼で作り、こ
れに前述の５ＵＳ３０４Ｌ材粉末を充填し、同様に内部
を真空排気して封止した後、 ４ｏｏｏＫｇｔ７ｔｙｒ
？で冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）により圧縮した。これ
らを４通りの内径のコンテナ内で２０００ ｔで熱間圧
縮して製品を得、この製品の中心部、中層部及び外層部
の組織を顕微鏡で観察し、空隙の有無を調べた。
第１表は内径１５５Ｈのコンテナを用いた場合、第２表
は内径１７５間のコンテナを用いた場合、第３表は内径
１９０朋のコンテナを用いた場合、第４表は内径２１５
ｆｆｌｌのコンテナを用いた場合をそれぞれ示す。６表
とも、冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）前後の容器外径平均
値（ａ）と、コンテナ内径に対する隙間の大きさ（Ｘ）
と、製品金部の顕微鏡による検査結果（○印：空隙なし
、×印：空隙あシ）を示す。
は内径１７５間のコンテナを用いた場合、第３表は内径
１９０朋のコンテナを用いた場合、第４表は内径２１５
ｆｆｌｌのコンテナを用いた場合をそれぞれ示す。６表
とも、冷間静水圧プレス（ＣＩＰ）前後の容器外径平均
値（ａ）と、コンテナ内径に対する隙間の大きさ（Ｘ）
と、製品金部の顕微鏡による検査結果（○印：空隙なし
、×印：空隙あシ）を示す。
第１表 コンテナ内径 １５５ ｆｌ
第２表 コンテナ内径 １７５朋
第３表 コンテナ内径 １９０ｍ
第４表 コンテナ内径 ２１５闘
上記６表の試験結果から、原料粉末を充填した容器を冷
間静水圧プレスし、これをコンテナ（シリンダ）に挿入
した際に、コンテナ内面と容器との間に生ずる隙間を、
コンテナ内径の６％以上に選べば、熱間圧縮によって得
られた製品が、内部に空隙を包蔵しない完全な充実体に
なることが判明した。
間静水圧プレスし、これをコンテナ（シリンダ）に挿入
した際に、コンテナ内面と容器との間に生ずる隙間を、
コンテナ内径の６％以上に選べば、熱間圧縮によって得
られた製品が、内部に空隙を包蔵しない完全な充実体に
なることが判明した。
第２図（ａ）に示すように、冷間静水圧プレス後の容器
６の外径ｄが、コンテナ内径りに較べて大幅に小さい場
合には、熱間圧縮に際して容器６は第２図（ｂ）に示す
ように変形する。即ち、周壁６ａに部分６ｄ％６ｅで溶
接されている底板６ｂ及び蓋６ｃは殆ど変形しないが、
周壁６ａは断面がコ字形に変形し、これによって容積が
減少する。このように容器６が円滑に変形するために、
隙間８がかなシ大きくても粉末の熱間圧縮は支障なく行
われ、コンテナ内径の５０％に近い場合でも良好に圧縮
が行われることも、上記６表の試験結果から判明した。
６の外径ｄが、コンテナ内径りに較べて大幅に小さい場
合には、熱間圧縮に際して容器６は第２図（ｂ）に示す
ように変形する。即ち、周壁６ａに部分６ｄ％６ｅで溶
接されている底板６ｂ及び蓋６ｃは殆ど変形しないが、
周壁６ａは断面がコ字形に変形し、これによって容積が
減少する。このように容器６が円滑に変形するために、
隙間８がかなシ大きくても粉末の熱間圧縮は支障なく行
われ、コンテナ内径の５０％に近い場合でも良好に圧縮
が行われることも、上記６表の試験結果から判明した。
以上のように、この発明によるときは１組織が密実な金
属または金属と非金属との複合材料を、従来の熱間静水
圧プレス法よりも能率よく安価に、かつ、従来のシリン
ダによる熱間プレス法のように製品内部に空隙を残すこ
となく製造でき、しかも熱間押出法番こよる製品よりも
大径の製品を容易に製造することができる。
属または金属と非金属との複合材料を、従来の熱間静水
圧プレス法よりも能率よく安価に、かつ、従来のシリン
ダによる熱間プレス法のように製品内部に空隙を残すこ
となく製造でき、しかも熱間押出法番こよる製品よりも
大径の製品を容易に製造することができる。
第１図はこの発明の実施例における熱間圧縮工程の動作
過程を示す断面図、第２図は熱間圧縮工程前後の容器の
断面図である。 １・・・シリンダ、４・・・ステム、６・・・容器。 ７・・・粉末、８・・・隙間。 特許出願人 山陽特殊製鋼株式会社
過程を示す断面図、第２図は熱間圧縮工程前後の容器の
断面図である。 １・・・シリンダ、４・・・ステム、６・・・容器。 ７・・・粉末、８・・・隙間。 特許出願人 山陽特殊製鋼株式会社
Claims (4)
- （１）金属粉末または金属と非金属との混合粉末を可鍛
性金属容器に充填し封止する工程と、この容器に封入さ
れた粉末を加熱する工程と、この加熱を経た容器をシリ
ンダに挿入しステムにより押圧して圧縮する工程とより
なり、上記のシリンダに容器を挿入した際に上記容器と
上記シリンダ内壁との間に、上記粉末粒子が相互間に空
隙を残さない状態にまで移動するに十分な大きさの隙間
が存在することを特徴とする粉末冶金方法。 - （２）上記の粉末を封入した容器を、加熱に先立つて冷
間静水圧プレスにより理論密度の７５％以上に予備圧縮
成形することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
粉末冶金方法。 - （３）上記容器の外径は、これを挿入する上記シリンダ
の内径の９４％以下の寸法であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の粉末冶金方法。 - （４）上記シリンダは、押出口を閉塞した熱間押出機の
コンテナであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の粉末冶金方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25137687A JPH0196302A (ja) | 1987-10-05 | 1987-10-05 | 粉末冶金方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25137687A JPH0196302A (ja) | 1987-10-05 | 1987-10-05 | 粉末冶金方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0196302A true JPH0196302A (ja) | 1989-04-14 |
| JPH0377841B2 JPH0377841B2 (ja) | 1991-12-11 |
Family
ID=17221915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25137687A Granted JPH0196302A (ja) | 1987-10-05 | 1987-10-05 | 粉末冶金方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0196302A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4825853A (ja) * | 1971-08-10 | 1973-04-04 | ||
| JPS5510643A (en) * | 1978-07-10 | 1980-01-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Chinese character input device |
-
1987
- 1987-10-05 JP JP25137687A patent/JPH0196302A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4825853A (ja) * | 1971-08-10 | 1973-04-04 | ||
| JPS5510643A (en) * | 1978-07-10 | 1980-01-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Chinese character input device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0377841B2 (ja) | 1991-12-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |