JPH02182805A - 金属粉末等の圧縮成形方法 - Google Patents
金属粉末等の圧縮成形方法Info
- Publication number
- JPH02182805A JPH02182805A JP42089A JP42089A JPH02182805A JP H02182805 A JPH02182805 A JP H02182805A JP 42089 A JP42089 A JP 42089A JP 42089 A JP42089 A JP 42089A JP H02182805 A JPH02182805 A JP H02182805A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- powder
- degassing
- metal
- pipe
- filter
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
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）
本発明は粉末冶金における圧縮成形方法に関する。
（従来の技術）
粉末冶金法は本来金属などの粉末を金型にいれて圧縮成
形し、これを溶融温度以下の温度で焼結する方法である
が、この方法は焼結体に微小な空隙が残存し靭性などに
劣るためその用途は超硬合金やタングステン線などの難
加工材料または高融点材料などの粉末冶金法でないと製
造が困難なものに限られていた。
形し、これを溶融温度以下の温度で焼結する方法である
が、この方法は焼結体に微小な空隙が残存し靭性などに
劣るためその用途は超硬合金やタングステン線などの難
加工材料または高融点材料などの粉末冶金法でないと製
造が困難なものに限られていた。
しかし、近年金属などの粉末な冷間圧縮した後これを金
属容器にいれて真空排気して密封し金属容器ごと熱間加
工する方法が開発され、これにより空隙のないｍ密な組
織が得られるようになり、真密度焼結合金と称されて各
方面で使用されつつある。
属容器にいれて真空排気して密封し金属容器ごと熱間加
工する方法が開発され、これにより空隙のないｍ密な組
織が得られるようになり、真密度焼結合金と称されて各
方面で使用されつつある。
上述の金属製容器を用いる方法は、特にアルミニウム合
金などの酸化し易い合金では有効である。すなわちアル
ミニウム合金などの酸化し易い合金では、一般に粉末表
面に酸化皮膜が存在するため各粉末間の接触部での金属
原子及びガス拡散が起こりにくい、したがって真空状態
で加工し粉末表面の酸化皮膜を破壊して焼結する先述の
方法が特に有効である０例えばアルミニウム合金粉末に
ＳｉＣ，ＡＭ ＯまたはＡ１４Ｃ３等の微粒子を分散
させた複合材は、耐摩耗性、耐熱性などに優れており自
動車などの部品として開発が進められている。
金などの酸化し易い合金では有効である。すなわちアル
ミニウム合金などの酸化し易い合金では、一般に粉末表
面に酸化皮膜が存在するため各粉末間の接触部での金属
原子及びガス拡散が起こりにくい、したがって真空状態
で加工し粉末表面の酸化皮膜を破壊して焼結する先述の
方法が特に有効である０例えばアルミニウム合金粉末に
ＳｉＣ，ＡＭ ＯまたはＡ１４Ｃ３等の微粒子を分散
させた複合材は、耐摩耗性、耐熱性などに優れており自
動車などの部品として開発が進められている。
（発明が解決しようとする課題）
上記の真密度焼結合金の製造方法においては、粉末な冷
間圧１１を形した後に真空排気し、粉末間の空隙の空気
および粉末表面に吸着しているガス、水分などを除去す
る必要がある。このとき冷間圧縮成形を高い密度比まで
行なうと粉末粒子間にガスの気泡が孤立し易くなり、こ
の状態のものを熱開成形するとその空隙は圧着されてな
くなったかのように見える。しかし、その後溶体化処理
等の熱処理を行うとガスが膨張、凝集しふくれや割れな
どの欠陥を生じる。よって、冷間圧１１成形は内部の空
気が排出され易いようにある程度低めの密度比に成形さ
れるが、このため冷間圧縮成形体を金型から取り出す際
またはこれを金属容器へ挿入する際に割れたり崩れたり
しないように冷開成形を行なわなければならない。
間圧１１を形した後に真空排気し、粉末間の空隙の空気
および粉末表面に吸着しているガス、水分などを除去す
る必要がある。このとき冷間圧縮成形を高い密度比まで
行なうと粉末粒子間にガスの気泡が孤立し易くなり、こ
の状態のものを熱開成形するとその空隙は圧着されてな
くなったかのように見える。しかし、その後溶体化処理
等の熱処理を行うとガスが膨張、凝集しふくれや割れな
どの欠陥を生じる。よって、冷間圧１１成形は内部の空
気が排出され易いようにある程度低めの密度比に成形さ
れるが、このため冷間圧縮成形体を金型から取り出す際
またはこれを金属容器へ挿入する際に割れたり崩れたり
しないように冷開成形を行なわなければならない。
したがって上記冷間圧縮成形工程およびこれに引き続く
冷間圧縮成形体を金属容器へ挿入する工程は種々の難点
を有していた。
冷間圧縮成形体を金属容器へ挿入する工程は種々の難点
を有していた。
そこで、このような難点の回避の意味からも、前記冷間
圧縮成形工程の省略ができれば最も望ましい、しかし、
粉末を冷開成形せずに金属容器に充填した場合、粉末が
十分固化されていないために、ハンドリング時に容器の
外へ粉末が流出したり、上蓋及び脱ガス管を溶接によっ
て取り付ける際に粉末が飛散して粉塵爆発を生じる危険
性があることや、脱ガスの際金属容器内部の空気と共に
粉末が真空装置にもたらされ真空装置の故障の原因とな
るなどの問題を生じる。
圧縮成形工程の省略ができれば最も望ましい、しかし、
粉末を冷開成形せずに金属容器に充填した場合、粉末が
十分固化されていないために、ハンドリング時に容器の
外へ粉末が流出したり、上蓋及び脱ガス管を溶接によっ
て取り付ける際に粉末が飛散して粉塵爆発を生じる危険
性があることや、脱ガスの際金属容器内部の空気と共に
粉末が真空装置にもたらされ真空装置の故障の原因とな
るなどの問題を生じる。
さらに、脱ガス性を考慮して冷開成形を低い密度で行っ
た場合あるいはプレス機の能力の関係で高い密度まで冷
間成形できない場合も粉末が十分に固化されていないた
めに同様の問題が生じる。
た場合あるいはプレス機の能力の関係で高い密度まで冷
間成形できない場合も粉末が十分に固化されていないた
めに同様の問題が生じる。
本発明はかかる問題に鑑みなされたもので、真密度粉末
冶金材料製造工程における冷間圧縮成形工程を省略ある
いは低い密度で行なった場合においても上述の問題を生
じることなく脱ガスが行なえ、製造コストの低減ができ
る粉末の圧縮成形方法を提供することを目的とするもの
である。
冶金材料製造工程における冷間圧縮成形工程を省略ある
いは低い密度で行なった場合においても上述の問題を生
じることなく脱ガスが行なえ、製造コストの低減ができ
る粉末の圧縮成形方法を提供することを目的とするもの
である。
（課題を解決するための手段）
本発明は金属粉末または金属とセラミックスの混合粉末
を金属製脱ガス容器に充填したのち、脱ガス管を取り付
けた部分の脱ガス容器と粉末との間にフィルターを配設
して脱ガスを行なう脱ガス処理工程を有していることを
特徴とする粉末の圧縮成形方法を提供するものである。
を金属製脱ガス容器に充填したのち、脱ガス管を取り付
けた部分の脱ガス容器と粉末との間にフィルターを配設
して脱ガスを行なう脱ガス処理工程を有していることを
特徴とする粉末の圧縮成形方法を提供するものである。
次に本発明方法を図面に従って説明する。
まず本発明方法において粉末の充填は第１図に示す金属
製脱ガス容器を用いて行なうことができ、充填抜脱ガス
を行なう。
製脱ガス容器を用いて行なうことができ、充填抜脱ガス
を行なう。
図中１は金属製脱ガス容器、２は金属パイプ、３は粉末
、４はフィルター、５は上蓋、６は脱ガス管である。ま
た２ａは金属バイブ下端開口部に溶接した底蓋である。
、４はフィルター、５は上蓋、６は脱ガス管である。ま
た２ａは金属バイブ下端開口部に溶接した底蓋である。
金属製容器ｌに粉末３を充填した後、この粉末３の上面
にフィルター４を載置し、このフィルター４を覆って脱
ガス管６付きの上蓋５を金属パイプ２上端開口に溶接等
により接続し、上記脱ガス管６に連結した真空装Ｍ（図
示せず）により脱ガスする。
にフィルター４を載置し、このフィルター４を覆って脱
ガス管６付きの上蓋５を金属パイプ２上端開口に溶接等
により接続し、上記脱ガス管６に連結した真空装Ｍ（図
示せず）により脱ガスする。
金属製脱ガス容器ｌの形状（断面形状）は従来のものと
同じでよく、特に限定するものではない。
同じでよく、特に限定するものではない。
本発明に使用される金属粉末はＡｎのほかにＣｕ、Ｆｅ
、Ｃｏ、Ｗ、Ｍｏ等の金属及びその合金からなる粉末の
いずれでもよく、その製造方法もガスアトマイズ法、円
心噴霧法、回転カップ法、回転電極法など任意の方法で
製造されたものでよい。
、Ｃｏ、Ｗ、Ｍｏ等の金属及びその合金からなる粉末の
いずれでもよく、その製造方法もガスアトマイズ法、円
心噴霧法、回転カップ法、回転電極法など任意の方法で
製造されたものでよい。
またそれらの粒径も従来使用されるものと同等のもので
よく、特に限定するものではない。
よく、特に限定するものではない。
セラミックス粉末としてはＳｉＣ，ＷＣ，Ｂ４Ｃ等の炭
化物系、Ｓｉ３Ｎ４．Ａ又Ｎ、ＢＮ、ＴｉＮなどの窒化
物系、ＡＪＩ Ｏ、Ｚｒ０ｚ 。
化物系、Ｓｉ３Ｎ４．Ａ又Ｎ、ＢＮ、ＴｉＮなどの窒化
物系、ＡＪＩ Ｏ、Ｚｒ０ｚ 。
２コ
ＭｇＯ１ＳｉＯ２，ＢｅＯなどの酸化物系または上記の
複合化合物などが適用される。セラミックス粉末の形状
は粒状に限らず長繊維、短繊維など任意のものでよくま
たウィスカーなどを用いてもよい。
複合化合物などが適用される。セラミックス粉末の形状
は粒状に限らず長繊維、短繊維など任意のものでよくま
たウィスカーなどを用いてもよい。
さらにセラミックス粉末の金属粉末への混合比率は５０
容量％程度までが好ましく、必要によりこの範囲以上含
有させてもよい。
容量％程度までが好ましく、必要によりこの範囲以上含
有させてもよい。
本発明に使用されるフィルタ＝は、スチールウール、ス
テンレスウールなどの金属繊維製のものの他、グラスフ
ァイバーウール、セラミックファイバーウール、炭素ｔ
ａ維ウールなど、脱ガス時の加熱によってその組織が分
解せず有害なガス放出を生じないものならばいずれでも
使用できる。
テンレスウールなどの金属繊維製のものの他、グラスフ
ァイバーウール、セラミックファイバーウール、炭素ｔ
ａ維ウールなど、脱ガス時の加熱によってその組織が分
解せず有害なガス放出を生じないものならばいずれでも
使用できる。
また脱ガス管６に連結する真空装置としてはロータリー
ポンプ等が挙げられ、脱ガスは従来と同等の条件で行な
えばよい。
ポンプ等が挙げられ、脱ガスは従来と同等の条件で行な
えばよい。
なお、第２図、第３図は、本発明の他の態様を示す脱ガ
ス容器の説明図である。第２図は脱ガス容器ｌの底板２
ａに脱ガス管取り付は用の孔７を予め設けてあり、その
上にフィルター４を挿入してから粉末３を充填し、さら
に粉末上端面をフィルターで覆ってから上蓋５を取り付
けるものである。第３図は脱ガス容器ｌの２カ所に脱ガ
ス管６を取り付けた場合のものである。この場合脱ガス
容器内に還元性ガスまたは不活性ガスなどを流しながら
脱ガスを行なうこともてきる。
ス容器の説明図である。第２図は脱ガス容器ｌの底板２
ａに脱ガス管取り付は用の孔７を予め設けてあり、その
上にフィルター４を挿入してから粉末３を充填し、さら
に粉末上端面をフィルターで覆ってから上蓋５を取り付
けるものである。第３図は脱ガス容器ｌの２カ所に脱ガ
ス管６を取り付けた場合のものである。この場合脱ガス
容器内に還元性ガスまたは不活性ガスなどを流しながら
脱ガスを行なうこともてきる。
本発明法によって脱ガスされた粉末はこの後金属容器ご
と加熱され、油圧プレスまたは熱間静水圧成形などによ
り熱間圧縮され緻密化される。この圧１ｉ！＃、形は常
法と同様に行なうことができる。
と加熱され、油圧プレスまたは熱間静水圧成形などによ
り熱間圧縮され緻密化される。この圧１ｉ！＃、形は常
法と同様に行なうことができる。
（実施例）
以下に本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明する
。
。
第１図に示す金属パイプ２を純アルミ製とし、同じく純
アルミ製の底蓋２ａを金属パイプ２下端に溶接した。こ
の一端を閉じた金属バイブの寸法は外径２００ｍｍ、肉
厚５ｍｍ、高さ６２５ｍｍて、底蓋２ａの肉厚は３ｍｍ
である。実験に使用した粉末３は、粒子径１１０５ＩＬ
以下の７０９１Ａｎ合金粉末、およびこのＡｉ粒粉末１
５１Ｌｍ以下のＳｉＣ粉末をｌＯ容容量板添加た混合粉
末の２種類である。
アルミ製の底蓋２ａを金属パイプ２下端に溶接した。こ
の一端を閉じた金属バイブの寸法は外径２００ｍｍ、肉
厚５ｍｍ、高さ６２５ｍｍて、底蓋２ａの肉厚は３ｍｍ
である。実験に使用した粉末３は、粒子径１１０５ＩＬ
以下の７０９１Ａｎ合金粉末、およびこのＡｉ粒粉末１
５１Ｌｍ以下のＳｉＣ粉末をｌＯ容容量板添加た混合粉
末の２種類である。
上記の混合粉末３を純アルミ製の金属パイプ２に真密度
にした場合３００ｍｍの高さとなる量の粉末を充填した
。この時の粉末の充填密度は約５０％であった。次に粉
末上端面を厚さ２０ｍｍのスチールウール製フィルター
４で覆った後、純アルミ製の上蓋５を金属パイプ２上端
に溶接により取り付けた。この上蓋５にはあらかじめ孔
を穿設しておき、この孔に連通ずるように純アルミ製の
脱ガス管６を溶接により上蓋５に取り付けた。
にした場合３００ｍｍの高さとなる量の粉末を充填した
。この時の粉末の充填密度は約５０％であった。次に粉
末上端面を厚さ２０ｍｍのスチールウール製フィルター
４で覆った後、純アルミ製の上蓋５を金属パイプ２上端
に溶接により取り付けた。この上蓋５にはあらかじめ孔
を穿設しておき、この孔に連通ずるように純アルミ製の
脱ガス管６を溶接により上蓋５に取り付けた。
次に脱ガス管６から４００°Ｃに加熱しながら金属パイ
プ２内をロータリーポンプを用いてｌｘ １０−”Ｔｏ
ｒｒまで真空排気して密封した。このような成形体を１
０個作製し、これらを４００℃で熱間成形プレスして１
００％密度とした後、外周部の金属製脱ガス容器及びフ
ィルタ一部を切削除去して直径１７５ｍｍ、長さ２８０
ｍｍのビレットとした。
プ２内をロータリーポンプを用いてｌｘ １０−”Ｔｏ
ｒｒまで真空排気して密封した。このような成形体を１
０個作製し、これらを４００℃で熱間成形プレスして１
００％密度とした後、外周部の金属製脱ガス容器及びフ
ィルタ一部を切削除去して直径１７５ｍｍ、長さ２８０
ｍｍのビレットとした。
比較のため、従来の方法により混合粉末の冷間成形体を
作製した。すなわち上記の混合粉末を内径１９０ｍｍの
金型に直接充填し相対密度が８５％になるように冷間圧
縮成形し、これを金型から取り出して前記と同じ純アル
ミ製の金属パイプに挿入しこれを４００℃に加熱しなが
らｌＸｌ０−２Ｔｏｒｒに排気し密封した。この成形体
を１０個作製し、これらを４００℃で熱間成形プレスし
て１００％密度とした後、外周部の金属製脱ガス容器を
切削除去して直径１７５ｍｍ、長さ２８０ｍｍのビレッ
トとした。
作製した。すなわち上記の混合粉末を内径１９０ｍｍの
金型に直接充填し相対密度が８５％になるように冷間圧
縮成形し、これを金型から取り出して前記と同じ純アル
ミ製の金属パイプに挿入しこれを４００℃に加熱しなが
らｌＸｌ０−２Ｔｏｒｒに排気し密封した。この成形体
を１０個作製し、これらを４００℃で熱間成形プレスし
て１００％密度とした後、外周部の金属製脱ガス容器を
切削除去して直径１７５ｍｍ、長さ２８０ｍｍのビレッ
トとした。
Ａ１合金粉末についても上記の混合粉末と同じ条件で冷
開成形した後、熱間圧縮成形してビレットに加工した。
開成形した後、熱間圧縮成形してビレットに加工した。
これらのビレットを４２０℃の温度で直径７０ｍｍに押
出加工した。この押出材を４８８℃で１時間溶体化処理
した後水冷し、さらに１２０’（：Ｘ２４時間のＴ６時
効処理をほどこした後、押出材表面のふくれの有無を観
察し、押出材の強度を測定した。溶体化処理後のふくれ
の有無およびＴ６本発明法ではプレスを用いた冷間圧１
１成形を行っていないにもかかわらず、脱ガスを行う際
に粉末充填後のハンドリング時に粉末が流出したり。
出加工した。この押出材を４８８℃で１時間溶体化処理
した後水冷し、さらに１２０’（：Ｘ２４時間のＴ６時
効処理をほどこした後、押出材表面のふくれの有無を観
察し、押出材の強度を測定した。溶体化処理後のふくれ
の有無およびＴ６本発明法ではプレスを用いた冷間圧１
１成形を行っていないにもかかわらず、脱ガスを行う際
に粉末充填後のハンドリング時に粉末が流出したり。
上蓋及び脱ガス管溶接時に粉末の飛散や、脱ガス時に粉
末が真空装置に持ち込まれるなどの問題は生じなかった
。さらに第１表により明らかなように、溶体化処理でふ
くれを生じることなくまた強度も従来法で製造された粉
末冶金材料と同等であり、製造工程を簡略化したことに
よる悪影響は生じていないことがわかる。
末が真空装置に持ち込まれるなどの問題は生じなかった
。さらに第１表により明らかなように、溶体化処理でふ
くれを生じることなくまた強度も従来法で製造された粉
末冶金材料と同等であり、製造工程を簡略化したことに
よる悪影響は生じていないことがわかる。
（発明の効果）
本発明によれば真密度焼結材料製造工程のうち冷間圧縮
成形工程を省略しても粉末状態で従来のような問題を生
じることなく脱ガスが可能であるから、製造コストの低
減に顕著な効果を奏する。
成形工程を省略しても粉末状態で従来のような問題を生
じることなく脱ガスが可能であるから、製造コストの低
減に顕著な効果を奏する。
さらに冷間圧縮成形を低い密度で行った場合においても
問題なく脱ガスを行うことができる。
問題なく脱ガスを行うことができる。
第１図は本発明の一態様を示す斜視図、第２図及び第３
図はその他の態様を示す斜視図である。 ｌ・・・金属製脱ガス容器、２・・・金属パイプ、３・
・・粉末、２ａ・・・底蓋、４・・・フィルター、５・
・・上蓋、６・・・脱ガス管、７・・・孔 第 図 第 図
図はその他の態様を示す斜視図である。 ｌ・・・金属製脱ガス容器、２・・・金属パイプ、３・
・・粉末、２ａ・・・底蓋、４・・・フィルター、５・
・・上蓋、６・・・脱ガス管、７・・・孔 第 図 第 図
Claims (1)
- 金属粉末または金属とセラミックスの混合粉末を金属製
脱ガス容器に充填したのち、脱ガス管を取り付けた部分
の脱ガス容器と粉末との間にフィルターを配設して脱ガ
スを行なう脱ガス処理工程を有していることを特徴とす
る粉末の圧縮成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP42089A JPH02182805A (ja) | 1989-01-06 | 1989-01-06 | 金属粉末等の圧縮成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP42089A JPH02182805A (ja) | 1989-01-06 | 1989-01-06 | 金属粉末等の圧縮成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02182805A true JPH02182805A (ja) | 1990-07-17 |
Family
ID=11473312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP42089A Pending JPH02182805A (ja) | 1989-01-06 | 1989-01-06 | 金属粉末等の圧縮成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02182805A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2549785A (en) * | 2016-04-29 | 2017-11-01 | Advanced Interactive Mat Science Ltd | Methods and apparatus for hot isostatic pressing |
-
1989
- 1989-01-06 JP JP42089A patent/JPH02182805A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2549785A (en) * | 2016-04-29 | 2017-11-01 | Advanced Interactive Mat Science Ltd | Methods and apparatus for hot isostatic pressing |
| US11278961B2 (en) | 2016-04-29 | 2022-03-22 | Sagittite Limited | Containment for hot isostatic pressing and vacuum degassing apparatus |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2376247B1 (en) | Process for manufactirung multilevel parts from agglomerated spherical metal powder | |
| RU2329122C2 (ru) | Способ получения изделий из металлических сплавов без плавления | |
| KR100886111B1 (ko) | 분말 금속 스크롤 | |
| US5119729A (en) | Process for producing a hollow charge with a metallic lining | |
| CN1031723C (zh) | 形成电触头用的压块的方法 | |
| RU2633418C2 (ru) | Способ изготовления металлического изделия без плавления | |
| EP1160860A1 (en) | Heat sink material and method of manufacturing the heat sink material | |
| US5445787A (en) | Method of extruding refractory metals and alloys and an extruded product made thereby | |
| JPH056780B2 (ja) | ||
| US6080341A (en) | Process for making an indium-tin-oxide shaped body | |
| US8329093B2 (en) | Method for preparing metal-matrix composite and device for implementing said method | |
| EP0741194B1 (en) | Pneumatic isostatic compaction of sintered compacts | |
| US3359095A (en) | Sintering of loose particulate aluminum metal | |
| US4178178A (en) | Method of sealing hot isostatic containers | |
| EP0380973A1 (en) | Reinforced materials | |
| JPH1068004A (ja) | チタン合金の粉末成形法 | |
| JPH02182806A (ja) | 粉末冶金材料の押出方法 | |
| US3798740A (en) | Method of extruding a porous compacted mass of metal powder having a sealed outer surface | |
| JPS62109903A (ja) | 粉末のプレス充填法 | |
| JPS63118003A (ja) | 粉末の圧縮成形方法 | |
| JPH02149604A (ja) | 粉末の圧縮成形体の製造方法 | |
| JPH0348253B2 (ja) | ||
| JPS63282201A (ja) | 粉末冶金材料の鍛造法 | |
| JPH0140082B2 (ja) | ||
| JPS6229782A (ja) | 摺動材 |