JPH0257617A - 真空焼結用器具 - 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〉 本発明は真空焼結法による焼結体の製造方法において、
真空炉内に用いる容器に関する。

〈従来技術〉 近年、粉末冶金法における焼結材質の強度向上に伴ない
、合金元素にＭ還元性元素であるＣｒ、Ｍｎ、Ｓｔ等が
用いられるようになって、従来の還元霊囲気炉による焼
結から、Ｃの通光作用を利用した真空焼結法が採用され
つつある。　さらに真空炉の技術水準も向上し、高真空
度高温焼結が可能になってきた。

ところが、通常、真空炉内の容器には、黒鉛製のものを
使用するので、直接鉄系材料と容器が接し、浸炭され、
高温においては、製品の部が溶融し、冷却後には変形す
るという問題がある。

そこで、黒鉛るつぼと製品が直接接触しないように、鉄
系材料と反応しない耐火物上に製品を置き、焼結する方
法が用いられる。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、耐火物の組成によっては、減圧下で黒鉛と反応
することによって、還元反応による耐火材の分解が生じ
る。　その結果、蒸発・分解した後、室温で製品表面が
汚染され、不良品が多数生じることになる。

したがって、このような黒鉛と反応し、分解するような
材質を採用することは回避されなければならない。

さらに、耐火物の表面の気孔が５過ると製品表面の欠陥
を生じやすいことも本発明者らの実験によって確められ
ている。　即ち、耐火物の気孔率も極力小さくすること
が必要である。

本発明は、これらの問題点の解決を目的とし、具体的に
は、成形体を保持する器具の材質の蒸気圧が成形体の焼
結温度で１×１０−４Ｔｏｒｒ以下で、高純度かつ、低
気孔率の耐火物を用いることによって、清浄な表面をも
つ製品が得られる真空焼結用器具を提供するものである
。

〈課題を解決するための手段〉 そこで本発明者は、種々の検討を行なった結果本発明に
至った。

すなわち、本発明は金属粉末を原料とする成形体を真空
焼結する工程において、真空炉内で該成形体を保持する
器具の材質の蒸気圧が該成形体の焼結温度でＩｘｆＯ−
４Ｔｏｒｒ以下て、純度９５％以上、かつ、その器具の
気孔率が５％以下であることを特徴とする真空焼結用器
具をｔ是イ共する。

また前記保持する器具の主材質は、 Ａｌ１２０３、ＢＮ、またはＳｉＣのいずれかを含有す
るのがよい。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明は真空炉内で焼結する時に、焼結成形体を保持す
るのに用いる焼結器具である。　通常ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｉ
等の難還元性元素を真空通光によって焼結させる場合、
成形体の焼結温度で真空度は１×１０−３Ｔｏｒｒ以上
で充分である。

さらに、工業的に用いられる真空炉においては、真空度
１ｘｌＯ”４Ｔｏｒｒ以下に維持することは、真空装置
が複雑、かつ、高価となり、低生産性となるため真空度
は１×１０−４Ｔｏｒｒ以上で蒸発しない材質が必要で
ある。

次に前記真空焼結用器具の主材質の純度か９５％以上で
あることを要するということについて説明する。

通常用いられる耐火物は、２〜３組成の複合組成を有し
ており、それらはバインダを使用しで製造されることが
多い。　　しかし、バインタが揮発し炉内を汚染するこ
とが多々あるために、できるだけ高純度の耐火物を用い
る必要がある。

そこで、本発明に於いて検討したところ、真空焼結器具
の耐火物における主材質の組成が全構成成分の９５％以
上であれば、不純物による揮発および汚染はほとんど成
形体に影響のないことがわかった。

また前記真空焼結用器具の耐火物の気孔率は５％以下と
するのがよい。　気孔率が５％を越えると、気孔が外部
と連結した開気孔となっているために耐火物内に炉内ガ
スが入り、内部と反応し、そのガスが製品と直接接した
部分をアタックし、表面性状を損ねるためである。

また前記真空焼結用器具の耐火物の主材質として、Ａｌ
１．２０３　、ＢＮ、Ｓ　ｉ　Ｃを用いると清浄な表面
をした製品が製造可能である。

く実　施　例〉 以下に本実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。

（実施例１） 原料金属粉末としてステンレス（ＳＵＳ３１６）組成の
水アトマイズ鋼粉を用い、これに結合剤を９＝１の比で
混合し、射出成形機で成形後、脱活合剤処理した成形体
を１２００℃、０．ＩＴｏｒｒでもって真空焼結後、続
いて常圧のＡｒガス７囲気中で１３００℃まで加熱保持
した。

その際、真空炉内に成形体を保持する容器の材質および
その気孔率を変えて行なった。

常温まで冷却後、焼結体表面を調べ、汚染された試料に
ついてはＥＰＭＡ分析で汚染僚も調べた。

その結果を第１表に示す。

第　　１ 表 本発明例は、いずれも、焼結体の表面はメタリックの銀
色で清浄であった。

しかし、比較例１はムライトレンガを用いたもので、焼
結体表面は黒色に変色していた。

Ｅ　ＰＭＡ分析の結果、Ｓｔが表面全体を覆っており、
ムライト中の５ｉｎ２のｃ４元によって生じたものと考
えられる。

比較例２は、ＢＮの純度が低く、また、Ｂ、０３か５．
５％も含んでいるため、焼結体表面が黒ずんで、清浄な
表面が得られなかった。　ＥＰＭＡ分析の結果、焼結体
表面の酸素量が多く、Ｂ２Ｏ３に原因があるものと考え
られる。

比較例３は高純度の八ρ２０３であるが、気孔率が１０
％と多孔質のものを用いたため表面が溶融した跡がみら
れ、表面の欠陥が多く不良品であった。　さらに、表面
の凹凸が試料表面に転写されており、表面欠陥の一種と
考えられる。

なった。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属粉末を原料とする成形体を真空焼結する工程
   において、真空炉内で該成形体を保持する器具の材質の
   蒸気圧が該成形体の焼結温度で１×１０＾−＾４Ｔｏｒ
   ｒ以下で、純度９５％以上、かつ、その器具の気孔率が
   ５％以下であることを特徴とする真空焼結用器具。
2. （２）前記保持する器具の主材質が、 Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＢＮ、またはＳｉＣのいずれかを含有
   する請求項１に記載の真空焼結器具。