JPH03291352A - 高密度エリンバー型Ｆｅ基焼結合金の製造法 - 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〕 この発明は、良く知られているエリンバ−型Ｆｅ基溶解
合金に匹敵する特性を有するエリンバ−型Ｆｅ基焼結合
金を通常の真空焼結法を用いて製造する方法に関するも
のである。

〔従来の技術〕

従来、一般に音叉やメカニカルフィルター、さらに磁歪
振動子やトルク計などの精密機器の構造部材などの製造
に、各種のエリンバ−型合金、すなわち弾性率（ヤング
率）の温度による変化の小さい合金が広く用いられてお
り、またこれらエリンバ−型合金の１つとして、例えば
特開昭５７−１４９４４１号公報および特開昭６０−５
９０５０号公報に記載される通り、重量％で（以下％は
重量％を示す）Ｎｉ：４５〜７０％、　Ｃｒ：０．０１
〜１５％、Ｔｉ：５％以下、 を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成をも
ったＦｅ基合金が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のＦｅ　−Ｎｉ　　−Ｃｒ　−Ｔｉ系のＦｅ基合金
を含め、従来エリンバ−型合金は、溶解法により製造さ
れるものであるために、所定形状の最終製品とするには
、所定成分組成に調製した溶湯をインゴットあるいは合
金粉末とし、前記インゴットは直接、合金粉末は粉末冶
金法にて焼結インゴットとした状態で、これに圧延や引
抜きなどの塑性加工、さらに打抜きや切削などの機械加
工などの多くの工程を施す必要があり、生産性および製
造コストの面で問題がある。

一方、これら所定形状をもったエリンバ−型合金を、生
産性および製造コストの面で有利な粉末冶金法により直
接製造する試みがなされ、例えば上記のＦｅ　−Ｎｉ　
　−Ｃｒ−Ｔｉ系の合金を、原料粉末として、Ｆｅ−Ｔ
ｉ合金粉末、Ｆｅ−Ｃｒ合金粉末、Ｆｅ　−Ｃｒ−Ｎｉ
合金粉末、Ｎｉ粉末、およびカーボニル鉄粉を用い、こ
れら原料粉末を所定の配合組成に配合し、通常の条件で
、混合し、圧粉体にプレス成形した後、焼結し、さらに
ホットプレスを施すことにより製造する試みもなされた
が、上記の通りホットプレス付加によっても高密度化は
不可能であるために、上記の従来エリンバ−型溶解合金
のもつ特性に比して著しく劣る特性しか示さず、実用化
は困難であるという結果しか得られていない。

〔課題を解決するための手段〕

そこで、本発明者等は、上述のような観点から、エリン
バ−型焼結合金の高密度化をはかるべく、特に上記のＦ
ｅ　−Ｎｉ　−Ｃｒ　−Ｔｉ系のＦｅ基焼結合金に着目
し研究を行なった結果、原料粉末のうちのＴ１成分供給
用原料粉末として水素化チタン（以下、ＴｉＨで示す）
粉末を用いると、このＴｉＨ粉末は、きわめて高い反応
性を有し、焼結時に金属Ｔｉと水素に分解し、この結果
分解水素は他の原料粉末の表面に付着する酸化物などと
反応し、これを除去して表面活性化に作用し、一方金属
ＴＩ自体も活性なＴｊとなって前記表面活性化した粉末
と反応するようになることから、焼結性のきわめて良好
な状態となるので、製造された焼結体は理論密度比で９
８％以上の高密度をもつようになり、このように高密度
化、した焼結体は、溶解合金と同等のエリンバ−特性を
もつほか、機械的性質にもすぐれたものになるという研
究結果を得たのである。

この発明は、上記研究結果にもとづいてなされたもので
あって、原料粉末として、ＴｉＨ粉末、Ｆｅ−Ｃｒ合金
粉末、Ｆｅ　−Ｃｒ−Ｎｉ合金粉末、Ｎｉ粉末、アトマ
イズ鉄粉および／またはカーボニル鉄粉を用い、これら
原料粉末を、 Ｎｉ　　：３５〜４５％、　　Ｃｒ：１〜１０％、Ｔｉ
：０．１〜５％、 を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成に配
合し、通常の条件で、混合し、圧粉体に成形した後、真
空焼結することにより高密度エリンバ−型Ｆｅ基焼結合
金を製造する方法に特徴を有するものである。

なお、この発明の方法における配合組成は以下の理由で
定められている。

（ａ）　　Ｎｊ Ｎｊ成分には、弾性率の温度による変化を抑制する作用
があるが、その配合割合が３５％未満でも、また４５％
を越えても弾性率の温度変化が急激に増大するようにな
るので、その配合割合を３５〜４５％と定めた。

（ｂ）　　Ｃｒ Ｃｒ成分には、合金の耐食性および耐熱性を向上させる
作用があるが、その配合割合が１％未満では前記作用に
所望の効果が得られず、一方その配合割合が１０％を越
えると弾性率の温度変化が増大するようになることから
、その配合割合を１〜１．１％と定めた。

（ｃ）　　Ｔｉ Ｔｉ成分は、上記の通り焼結性を向上させる目的でＴｉ
Ｈの形で配合されるが、その配合割合が０．１％未満で
は実質的にＴｉＨの割合が少なすぎて、所望の良好な焼
結性を確保することかできず、またＴｉ成分には合金成
分として含有して結晶微細化に寄与し、合金強度を向上
させる作用があり、所望の強度向上のためにも０．１％
以上の配合は必要であり、一方その配合割合が５％を越
えると、合金の靭性が低下するようになるという理由で
、その配合割合を０．１〜５％と定めたのである。

Ｃ実　施　例〕 つぎに、この発明の方法を実施例により具体的に説明す
る。

原料粉末として、いずれもｌＯ〜１５０−の範囲内の所
定の平均粒径を有するＴ、；ｉＨｘ粉末、Ｆｅ　−Ｃｒ
合金（Ｃｒ：１３％含有）粉末、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ合金
（Ｃｒ：１Ｂ％、Ｎｉ：８％含有）粉末、Ｎｉ粉末、ア
トマイズ鉄粉、およびカーボニル鉄粉を用い、これら原
料粉末をそれぞれ第１表に示される配合組成に配合し、
ボールミルにて７２時間混合し、５ｔｏｎ／ｃシの圧力
で圧粉体にプレス成形した後、１Ｏ−４ｔｏｒｒの真空
中、１３００〜１５００℃の範囲内の所定温度に２時間
保持後、Ａｒガス吹付冷却の条件で焼結することにより
本発明焼結製造法を実施し、２ｍｍＸ５＋ｎｍＸ４０ｍ
＋＊の寸法をもち、かっ配合組成と実質的に同一の成分
組成をもった本発明Ｆｅ基焼結合金１〜６をそれぞれ製
造した。

また、比較の目的で、通常の高周波誘導炉を用いて、第
１表に示される成分組成をもった溶湯を調製し、鋳造し
、通常の条件で、熱間鍛造および熱間圧延を施すことに
より従来溶解製造法を行ない、従来Ｆｅ基溶解合金を製
造した。

ついで、この結果得られたエリンバ−型の本発明Ｆｅ基
焼結合金１〜６および従来Ｆｅ基溶解合金について、温
度ニー３０℃、２５℃、および１００℃におけるヤング
率を測定し、さらに引張強さを測定した。これらの測定
結果を第１表に示した。また、第１表にはＦｅ基焼結合
金の理論密度比も示した。

〔発明の効果〕

第１表に示される結果から、本発明焼結製造法で製造さ
れた本発明Ｆｅｉ焼結合金１〜６は、いずれも理論密度
比で９８％以上の高密度を有し、この結果従来溶解製造
法により製造された従来Ｆｅ基溶解合金に比してやや劣
るが、はぼ同等のエリンバ−特性を示し、かつより高い
強度をもつようになることが明らかである。

上述のように、この発明の方法によれば、原料粉末とし
てＴｉＥ　　粉末を用いることにより、通常の真空焼結
法にて、従来Ｆｅ基溶解合金と同等のエリンバ−特性お
よび機械的性質をもったエリンバ−型Ｆｅ基焼結合金を
製造することができ、これによって生産性および製造コ
ストは大幅に改善されるようになるなど工業上有用な効
果がもたらされるのである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）原料粉末として、水素化チタン粉末、Ｆｅ−Ｃｒ
   合金粉末、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ合金粉末、Ｎｉ粉末、アト
   マイズ鉄粉および／またはカーボニル鉄粉を用い、これ
   ら原料粉末を、 Ｎｉ：３５〜４５％、Ｃｒ：１〜１０％、 Ｔｉ：０．１〜５％、 を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成（以
   上重量％）に配合し、通常の条件で、混合し、圧粉体に
   成形した後、真空焼結し、この真空焼結における焼結性
   を原料粉末として用いた上記水素化チタン粉末のもつ高
   い活性化作用で向上させ、高密度化をはかることを特徴
   とする高密度エリンバー型Ｆｅ基焼結合金の製造法。