JPH0394003A - 粉末材料から物体を製造する方法 - Google Patents
粉末材料から物体を製造する方法Info
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- JPH0394003A JPH0394003A JP2160077A JP16007790A JPH0394003A JP H0394003 A JPH0394003 A JP H0394003A JP 2160077 A JP2160077 A JP 2160077A JP 16007790 A JP16007790 A JP 16007790A JP H0394003 A JPH0394003 A JP H0394003A
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- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/12—Both compacting and sintering
- B22F3/14—Both compacting and sintering simultaneously
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- B22F3/12—Both compacting and sintering
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
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- B22F3/15—Hot isostatic pressing
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/64—Burning or sintering processes
- C04B35/645—Pressure sintering
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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】
Ｌ匙Ｌ立旦旦１厘
本発明は、粉末材料から予備形戚された物体のアイソス
タティックプレスにより、粉末材料の物体を＠造する方
法に係る。
タティックプレスにより、粉末材料の物体を＠造する方
法に係る。
来技術、および発明が解決しようとする課題予備成形さ
れた粉末物体を焼結温度の下でアイソスタティックプレ
ス加工する際、望ましい圧密焼結物体を得るために、プ
レス作業中、多備成形６ 物体はケーシング内に別人しておかれる。一般的に圧力
媒体にはガスが使用され、クーシングによって粉末物体
内に圧力媒体が侵入するのを防いでいる。シーリングを
行なう葡段階において、通例ではケーシングとその内容
物から好ましくないガスが抜き取られる。ケーシングの
製作には様々な方法が知られている。ある周知の方法で
は、予備成形されたガラス製カプセルをケーシングとし
て利用している。この方法については、例えば、スウェ
ーデン国特許明細書７４１４１０２−９（日本国特許１
３９３５８１）および７５０７６９９２に記載されてい
る。他の周知の方法によれば、予備成形された粉末物体
をガラス粒子の溜りに漬けるか、あるいは他の何らかの
方法を用いてそうしたノＪラス粒子の複数層を物体の周
囲に付着させ、これを真空状態の下でガラス粒子が物体
の周囲に気密ケーシングを形成する温度まで加熱する方
法を川い現場で製作されている。こうしたガラス層が２
層からなる場合、できるだ（プ溶融点の異なるガラスが
使川ざれる。予備成形された物体の周囲にガラス製の気
密ケーシングまたは気密ラップを形成するその他の周知
の方法によれば、チ備成形された物体は耐熱容器内に入
れたガラス粒子に埋設され、その後にガラス粒ｒ全体が
溶融状態となる。ガスを用いてアイソスタティックプレ
スに必要な圧力をこの溶融ガラスに加える際、予備成形
物体は溶融ガラスの表面より下側に位欝するようにされ
ている。この方法は、例えば、スウェーデン国特許明細
書７８１３０１８−４ （日本国特ｔ’ｒ出願７９／６
２８７０）に記載されている。
れた粉末物体を焼結温度の下でアイソスタティックプレ
ス加工する際、望ましい圧密焼結物体を得るために、プ
レス作業中、多備成形６ 物体はケーシング内に別人しておかれる。一般的に圧力
媒体にはガスが使用され、クーシングによって粉末物体
内に圧力媒体が侵入するのを防いでいる。シーリングを
行なう葡段階において、通例ではケーシングとその内容
物から好ましくないガスが抜き取られる。ケーシングの
製作には様々な方法が知られている。ある周知の方法で
は、予備成形されたガラス製カプセルをケーシングとし
て利用している。この方法については、例えば、スウェ
ーデン国特許明細書７４１４１０２−９（日本国特許１
３９３５８１）および７５０７６９９２に記載されてい
る。他の周知の方法によれば、予備成形された粉末物体
をガラス粒子の溜りに漬けるか、あるいは他の何らかの
方法を用いてそうしたノＪラス粒子の複数層を物体の周
囲に付着させ、これを真空状態の下でガラス粒子が物体
の周囲に気密ケーシングを形成する温度まで加熱する方
法を川い現場で製作されている。こうしたガラス層が２
層からなる場合、できるだ（プ溶融点の異なるガラスが
使川ざれる。予備成形された物体の周囲にガラス製の気
密ケーシングまたは気密ラップを形成するその他の周知
の方法によれば、チ備成形された物体は耐熱容器内に入
れたガラス粒子に埋設され、その後にガラス粒ｒ全体が
溶融状態となる。ガスを用いてアイソスタティックプレ
スに必要な圧力をこの溶融ガラスに加える際、予備成形
物体は溶融ガラスの表面より下側に位欝するようにされ
ている。この方法は、例えば、スウェーデン国特許明細
書７８１３０１８−４ （日本国特ｔ’ｒ出願７９／６
２８７０）に記載されている。
前述したスウェーデン国特許明細自７５０７６９９−２
からは、アイソスタティックプレス後に圧力を大幅に下
げられるが、ガラスは変形可能な高温に保たれているこ
とが明らかである。この方法により、アイソスタティッ
クプレス中に使用され且つガラスケーシング内に閉じ込
められている圧力媒体は膨張し、ガラス中に気泡を形成
する。
からは、アイソスタティックプレス後に圧力を大幅に下
げられるが、ガラスは変形可能な高温に保たれているこ
とが明らかである。この方法により、アイソスタティッ
クプレス中に使用され且つガラスケーシング内に閉じ込
められている圧力媒体は膨張し、ガラス中に気泡を形成
する。
室温まで冷却した後、出来上がった焼結物体からガラス
ケーシングは取り除かれる。尚、ガラスケーシングは先
に説明したように多孔質となるため、容器から簡単に取
り出すことができる。ガラス内に気泡が形成されるため
、ガラスの割れる心配がない。こうしたガラスケーシン
グ内に形成される割れは、製造された物品にまで及ぶこ
とがある。しかしながら、多備成形された物体とこの物
体の周囲を取り囲むケーシングを耐熱容器内に収める場
合には、前述した方法によったのでは、室温まで冷却し
た後、ガラスとこのガラスに埋設した物体が容器内に囚
看してしまい、ガラスの取り出しに大変な手間を要し、
容器からの取出しが大幅なコストアップ要因となる欠点
がある。本発明によれば、こうした欠点は完全に解消さ
れるかまたは大幅に改善することができる。
ケーシングは取り除かれる。尚、ガラスケーシングは先
に説明したように多孔質となるため、容器から簡単に取
り出すことができる。ガラス内に気泡が形成されるため
、ガラスの割れる心配がない。こうしたガラスケーシン
グ内に形成される割れは、製造された物品にまで及ぶこ
とがある。しかしながら、多備成形された物体とこの物
体の周囲を取り囲むケーシングを耐熱容器内に収める場
合には、前述した方法によったのでは、室温まで冷却し
た後、ガラスとこのガラスに埋設した物体が容器内に囚
看してしまい、ガラスの取り出しに大変な手間を要し、
容器からの取出しが大幅なコストアップ要因となる欠点
がある。本発明によれば、こうした欠点は完全に解消さ
れるかまたは大幅に改善することができる。
課題を解決するための一
本発明は、粉末材料の焼結に必敗な温度で、且つ圧密さ
れた焼結製品を作るのに必要な圧力の下で、ガス状圧力
媒体を用いて粉末材料から予備成形された物体のアイソ
スタティックプレスを行なうことにより、粉末材料から
物体を製造する方法に係る。予備成形された物体は溶融
ガラスのケー９ シング内に収容ざれ、しかもこの予備成形された物体と
ガラスケーシングは耐熱容器内に配誼されており、圧縮
を終えた後、容器周囲の温度をこの容器のガラス収容物
が変形するこどのできる温度に保ち、引き続き行なわれ
る処理過程で、ガラス内に閉じ込められた圧力媒体にま
りケーシング内に気泡を形成しながら温度および圧力を
下げていく方法において、ケーシング内に気泡を形成し
た後、容器周囲の温度をこの容器のガラス収容物が変形
することのできる温度に保ちながら圧力を上げていく一
方で、ケーシングの外側寸法を減少させるものの、少な
くとも含有気泡は事実上そのままに保ち、冷却を終えて
ガラスが変形しなくなった時期に容器から周囲をケーシ
ングが取り囲んでいる焼結物体を取り外し易くしたこと
を特徴としている。ケーシング内に気泡を形成した後、
容器とこの容器の収容物の周囲の温度を下げてから、圧
力を上げながらケーシングの外側寸法を減少させれば、
再現可能な好結果が得られる。圧力を上げる以加に温度
を下げることで、ガラスの粘度が１０ 高まるためガラスの含有気泡に影響の及ぶことがない。
れた焼結製品を作るのに必要な圧力の下で、ガス状圧力
媒体を用いて粉末材料から予備成形された物体のアイソ
スタティックプレスを行なうことにより、粉末材料から
物体を製造する方法に係る。予備成形された物体は溶融
ガラスのケー９ シング内に収容ざれ、しかもこの予備成形された物体と
ガラスケーシングは耐熱容器内に配誼されており、圧縮
を終えた後、容器周囲の温度をこの容器のガラス収容物
が変形するこどのできる温度に保ち、引き続き行なわれ
る処理過程で、ガラス内に閉じ込められた圧力媒体にま
りケーシング内に気泡を形成しながら温度および圧力を
下げていく方法において、ケーシング内に気泡を形成し
た後、容器周囲の温度をこの容器のガラス収容物が変形
することのできる温度に保ちながら圧力を上げていく一
方で、ケーシングの外側寸法を減少させるものの、少な
くとも含有気泡は事実上そのままに保ち、冷却を終えて
ガラスが変形しなくなった時期に容器から周囲をケーシ
ングが取り囲んでいる焼結物体を取り外し易くしたこと
を特徴としている。ケーシング内に気泡を形成した後、
容器とこの容器の収容物の周囲の温度を下げてから、圧
力を上げながらケーシングの外側寸法を減少させれば、
再現可能な好結果が得られる。圧力を上げる以加に温度
を下げることで、ガラスの粘度が１０ 高まるためガラスの含有気泡に影響の及ぶことがない。
このガラス粘度の増加ど共に、圧力が上昇する場合には
ガラスケーシングは幾分圧縮されるようになる。このた
めガラスケーシングが室温まで冷却してしまえば、ガラ
スヶーシングは容器内にはあるものの容器には付着して
いイｒい。ガラスケーシングと圧縮焼結物体は、耐熱容
器を逆転させればこの容器から簡単に取り外すことがで
きる。
ガラスケーシングは幾分圧縮されるようになる。このた
めガラスケーシングが室温まで冷却してしまえば、ガラ
スヶーシングは容器内にはあるものの容器には付着して
いイｒい。ガラスケーシングと圧縮焼結物体は、耐熱容
器を逆転させればこの容器から簡単に取り外すことがで
きる。
ガラスケーシング内に気泡を形成する際、容器周囲は、
ガラスの持つ粘度が１０”゜０〜１０ ８゜０ボアズと
なる温度、とりわ４：Ｊ １ ０ ”−０〜１０８０の
粘度となる湿度に保つことが好ましく、またケーシング
の外側寸法の減少に伴い、ガラスの持８０ つ粘度が１０ 〜１ｏ ９．５ボノ・ズどなる温度、
８５ とりわ（ノ１０ 〜１０９゜５ボアズとなる温度に保
つことが好ましい。
ガラスの持つ粘度が１０”゜０〜１０ ８゜０ボアズと
なる温度、とりわ４：Ｊ １ ０ ”−０〜１０８０の
粘度となる湿度に保つことが好ましく、またケーシング
の外側寸法の減少に伴い、ガラスの持８０ つ粘度が１０ 〜１ｏ ９．５ボノ・ズどなる温度、
８５ とりわ（ノ１０ 〜１０９゜５ボアズとなる温度に保
つことが好ましい。
セラミック材利またはメタリック材料のアイソスタティ
ックプレス焼結法を実施するにあたり、圧力および温度
は材料の秤類によって変えられることは勿論である。通
例では圧力は少なくとも５１１ ＯＭＰａ，好ましくは２Ｏ０〜３００ＭＰａに設定する
必聾がある。またｔｌＪ度（よ少なくとも１０００℃ど
される。気泡の形成に伴い、容器とこの容器の内容物の
周囲は０．０５〜５ ＭＰａの適当な圧力に、好ましく
は０．１〜３ ＭＰａの圧力に保たれている。
ックプレス焼結法を実施するにあたり、圧力および温度
は材料の秤類によって変えられることは勿論である。通
例では圧力は少なくとも５１１ ＯＭＰａ，好ましくは２Ｏ０〜３００ＭＰａに設定する
必聾がある。またｔｌＪ度（よ少なくとも１０００℃ど
される。気泡の形成に伴い、容器とこの容器の内容物の
周囲は０．０５〜５ ＭＰａの適当な圧力に、好ましく
は０．１〜３ ＭＰａの圧力に保たれている。
ケーシング内に気泡が形成された後、ケーシングの外側
寸法を減少さけるために、０．０３へ・３ＭＰａ、好ま
しくは０ ． ０ ３ 〜０ ． １ ８Ｐａの適当
な量にわたり圧力を上品させる。
寸法を減少さけるために、０．０３へ・３ＭＰａ、好ま
しくは０ ． ０ ３ 〜０ ． １ ８Ｐａの適当
な量にわたり圧力を上品させる。
ガス状圧力媒体（よ、アルゴンガス、ヘリウム万スまた
は窒素ガスであるど都合がよい。耐熱容器はグラフン７
イトから構成し゛（おくのが好ましく、窒化ホウ素やモ
リブデン等のその他のＵ Ｆｉｔを使用するこどもでき
る。
は窒素ガスであるど都合がよい。耐熱容器はグラフン７
イトから構成し゛（おくのが好ましく、窒化ホウ素やモ
リブデン等のその他のＵ Ｆｉｔを使用するこどもでき
る。
粉末材料には、ヒラミック材料やメタリック月料を使用
することが好ましい，，本発明の適用可能なヒラミック
材料には、窒化シリコン、酸化シリコンアルミニウム窒
化物、窒化アルミニウム、窒化チタン、窒化ジルコニウ
ム、窒化クＬ＋ １＼、窒化ホウ素等の窒化物、または
酸化アルミニウム、酸１２ 化ジルコニウム（両者は完全に固定されているかまたは
部分的に固定されている）、酸化マグネシウム等の金属
酸化物、また炭化シリコン、炭化チタニウム、炭化ホウ
素等の炭化物、あるいはホウ酸化チタニウム、ホウ酸化
ジルコニウム等のホウ酸化物、さらにそうした材料の混
合物がある。
することが好ましい，，本発明の適用可能なヒラミック
材料には、窒化シリコン、酸化シリコンアルミニウム窒
化物、窒化アルミニウム、窒化チタン、窒化ジルコニウ
ム、窒化クＬ＋ １＼、窒化ホウ素等の窒化物、または
酸化アルミニウム、酸１２ 化ジルコニウム（両者は完全に固定されているかまたは
部分的に固定されている）、酸化マグネシウム等の金属
酸化物、また炭化シリコン、炭化チタニウム、炭化ホウ
素等の炭化物、あるいはホウ酸化チタニウム、ホウ酸化
ジルコニウム等のホウ酸化物、さらにそうした材料の混
合物がある。
メタリック材料の例として挙げられるものには、とりわ
０１スヂールや鉄系合金がある。この鉄系合金には、例
えば、Ｏ。３３％Ｇ，０．３０％Ｓｌ１０．／ＩＯ％Ｍ
ｎ，０．０１％Ｐ，０．０１％Ｓ，２．８％Ｃｒ，０．
６％Ｍ Ｏ ＳＪ５よび残部の鉄を含有する３％Ｃ ｒ
− Ｍ ｏスチール；または０．１８％Ｇ，０．２５
％Ｓ＋、０．６０％Ｍｎ，０．０１％Ｐ，０．０１％Ｓ
，１１．５％Ｃｒ，０．０５％Ｎ ！ ，Ｏ．ｂ％Ｍｏ
、０．３０％Ｖ、０．２５％Ｎｂ，および残部の鉄を含
もする１２％Ｃｒ−ＭＯ−Ｖ−Ｎｂスチールがある。あ
るいは、１．２７％Ｃ，０．３％Ｓ；，Ｏ．３％ｌｙｊ
ｎ，６．４％Ｗ，５．０％ＭＯ、３．１％Ｖ，４．２％
Ｃｒ、および残部の鉄を含右づ゛る合金；あるい１３ はニッケル系合金がある。ニッケル系合金の例としては
、０．３％Ｇ，１５％Ｃｒ，１７％ｃｏ１５％ＭＯ，３
．５％Ｔｉ，／ｌ．／ｌ％Ａ１、０．０３％Ｂ１および
残部のＮ１を含有する合金；あるいは０．０６％Ｃ１１
２％Ｃｒ，１７％Ｃｏ，３％Ｍｏ，０．０６％Ｚ「、４
．７％１゛５．３％ＡＩ、０．０１４％Ｂ，１．０％Ｖ
１残部のＮｉを含有している合金がある。以上の説明に
おいて、また以下の記載においても、バーセン１〜は重
量パーセン１−を意味している。
０１スヂールや鉄系合金がある。この鉄系合金には、例
えば、Ｏ。３３％Ｇ，０．３０％Ｓｌ１０．／ＩＯ％Ｍ
ｎ，０．０１％Ｐ，０．０１％Ｓ，２．８％Ｃｒ，０．
６％Ｍ Ｏ ＳＪ５よび残部の鉄を含有する３％Ｃ ｒ
− Ｍ ｏスチール；または０．１８％Ｇ，０．２５
％Ｓ＋、０．６０％Ｍｎ，０．０１％Ｐ，０．０１％Ｓ
，１１．５％Ｃｒ，０．０５％Ｎ ！ ，Ｏ．ｂ％Ｍｏ
、０．３０％Ｖ、０．２５％Ｎｂ，および残部の鉄を含
もする１２％Ｃｒ−ＭＯ−Ｖ−Ｎｂスチールがある。あ
るいは、１．２７％Ｃ，０．３％Ｓ；，Ｏ．３％ｌｙｊ
ｎ，６．４％Ｗ，５．０％ＭＯ、３．１％Ｖ，４．２％
Ｃｒ、および残部の鉄を含右づ゛る合金；あるい１３ はニッケル系合金がある。ニッケル系合金の例としては
、０．３％Ｇ，１５％Ｃｒ，１７％ｃｏ１５％ＭＯ，３
．５％Ｔｉ，／ｌ．／ｌ％Ａ１、０．０３％Ｂ１および
残部のＮ１を含有する合金；あるいは０．０６％Ｃ１１
２％Ｃｒ，１７％Ｃｏ，３％Ｍｏ，０．０６％Ｚ「、４
．７％１゛５．３％ＡＩ、０．０１４％Ｂ，１．０％Ｖ
１残部のＮｉを含有している合金がある。以上の説明に
おいて、また以下の記載においても、バーセン１〜は重
量パーセン１−を意味している。
ケーシング用ガラスに適した｛Ａ料の例には、８０．３
重量パーセン１〜のｓ＋ｏ２、１２．２重量パーセント
の８ ０ ，２．８ｔｆ＋ｔパーセント２３ のＡ ＋２Ｏ３、４．０＠ｆｆｉパーセントのＮａ２Ｏ
、０．４重量パーセントのＫ２Ｏおよび０．３重量パー
セントのＣａＯ （登録商標： ｔ＋ｕｒａｎ ， ｐ
ｙｒｃｘ ）を含有するガラス；５８重貫パーヒントの
ＳｉＯ 、９重量パーセントのＢＯ 、２Ｏ重２
２ ３ 世バーヒン１〜のＡ ｌ２Ｏ３、５生ｆｆｉバーセン１
〜のＣ ａ Ｏおよび８重量パーヒン１−のＭｇＯを含
イ４づ１４ るガラス；９６．７重吊バーセン１〜のＳｉＯ２、２．
９重量パーセントのＢ２Ｏ３および０．４重量パーセン
ｌ−のＡｌ２Ｏ３ （登録商標： Ｖｖｃｏｒ ）を含
イーするガラス；４６〜ｂＯ 重ｆｆｉパーセントのＳ
ｉ０ ，４８＆５２重量パーセントのＢ２Ｏ３２ および１．５〜２．５重パーセントの Ａｌ２Ｏ３を含有するガラス；あるいは３８重量パーセ
ン１〜のＳｉＯ２、６０重量パーセントのＢＯ およ
び２重量パーセントのＡｌ２Ｏ３を２３ 含有するガラスのような、少なくとも５０重量バーセン
１〜のＢ２Ｏ３を含／υでいるその他のガラスがある。
重量パーセン１〜のｓ＋ｏ２、１２．２重量パーセント
の８ ０ ，２．８ｔｆ＋ｔパーセント２３ のＡ ＋２Ｏ３、４．０＠ｆｆｉパーセントのＮａ２Ｏ
、０．４重量パーセントのＫ２Ｏおよび０．３重量パー
セントのＣａＯ （登録商標： ｔ＋ｕｒａｎ ， ｐ
ｙｒｃｘ ）を含有するガラス；５８重貫パーヒントの
ＳｉＯ 、９重量パーセントのＢＯ 、２Ｏ重２
２ ３ 世バーヒン１〜のＡ ｌ２Ｏ３、５生ｆｆｉバーセン１
〜のＣ ａ Ｏおよび８重量パーヒン１−のＭｇＯを含
イ４づ１４ るガラス；９６．７重吊バーセン１〜のＳｉＯ２、２．
９重量パーセントのＢ２Ｏ３および０．４重量パーセン
ｌ−のＡｌ２Ｏ３ （登録商標： Ｖｖｃｏｒ ）を含
イーするガラス；４６〜ｂＯ 重ｆｆｉパーセントのＳ
ｉ０ ，４８＆５２重量パーセントのＢ２Ｏ３２ および１．５〜２．５重パーセントの Ａｌ２Ｏ３を含有するガラス；あるいは３８重量パーセ
ン１〜のＳｉＯ２、６０重量パーセントのＢＯ およ
び２重量パーセントのＡｌ２Ｏ３を２３ 含有するガラスのような、少なくとも５０重量バーセン
１〜のＢ２Ｏ３を含／υでいるその他のガラスがある。
本発明を具体化した好ましい方法によれば、物体（ま次
のＪ：うにしーＣ粉末材利から作られる。予備成形した
物体をガラス中に埋設し、物体はこのガラスと共に開口
容器内に収められる。間口容器は粉末材料の焼結の行な
われる温度に対し耐熱性を備えており、またノＪラスケ
ーシングはガス状圧力媒体に対し不可人性を倫えている
。ケーシングは溶融し、容器内にあって露出而を形成し
ている。
のＪ：うにしーＣ粉末材利から作られる。予備成形した
物体をガラス中に埋設し、物体はこのガラスと共に開口
容器内に収められる。間口容器は粉末材料の焼結の行な
われる温度に対し耐熱性を備えており、またノＪラスケ
ーシングはガス状圧力媒体に対し不可人性を倫えている
。ケーシングは溶融し、容器内にあって露出而を形成し
ている。
１５
圧力媒体を用いてアイソスタディックプレスに必聾な圧
力をこの溶融ガラスに加える際、予備成形物体は溶融ガ
ラスの表面よりＦ側に位謬するようにされている。
力をこの溶融ガラスに加える際、予備成形物体は溶融ガ
ラスの表面よりＦ側に位謬するようにされている。
以下、添付図面に沿って本発明の実施例につき詳細に説
明する。
明する。
実施例
第１図は、粉末材ｒＩ１から予備成形された物体を示し
ている。この物体はガスタービン七一夕用のタービンホ
イールの形態をしている。第２図は同じ物の軸方向断面
を示している。第３図は、銅熱容器内にあってガラス塊
に即設された物体を示している。このガラス塊は、圧力
媒体に対し不可人性のある予備成形物用ケーシングを形
成している、，粒径が５ミクロン未満でしかｂ約０．５
！ｉ｝パーセントの遊離シリコンと約１重量パーセント
の酸化イットリウムを含有した窒化シリ〕ン粉末が、例
えば軟質ポリ塩化ビニル等のプラスチックからなるカプ
セル、またはゴム製のカプセル内に入れられている。こ
のカブセノレはＩｆｌしようとじ１６ ている予倫成形粉未物体の形とばぼ同じ形をしている。
ている。この物体はガスタービン七一夕用のタービンホ
イールの形態をしている。第２図は同じ物の軸方向断面
を示している。第３図は、銅熱容器内にあってガラス塊
に即設された物体を示している。このガラス塊は、圧力
媒体に対し不可人性のある予備成形物用ケーシングを形
成している、，粒径が５ミクロン未満でしかｂ約０．５
！ｉ｝パーセントの遊離シリコンと約１重量パーセント
の酸化イットリウムを含有した窒化シリ〕ン粉末が、例
えば軟質ポリ塩化ビニル等のプラスチックからなるカプ
セル、またはゴム製のカプセル内に入れられている。こ
のカブセノレはＩｆｌしようとじ１６ ている予倫成形粉未物体の形とばぼ同じ形をしている。
後でカプセルは密封ざれ、５分間にわたり５ Ｑ Ｑ
ＭＰａで圧密される。比密を終えてからカプセルは取り
外され、できあがった粉末物体は所望の形状に機械加工
される。粉末物体の持つ密度は理論密度の約６０バーセ
ントである。
ＭＰａで圧密される。比密を終えてからカプセルは取り
外され、できあがった粉末物体は所望の形状に機械加工
される。粉末物体の持つ密度は理論密度の約６０バーセ
ントである。
第１図および第２図に示す予備成形された粉末物体１０
は、ハブ１１、ウエブ１２、エツジ１３およびブレード
１４を備えたタービンホイールを構或している。
は、ハブ１１、ウエブ１２、エツジ１３およびブレード
１４を備えたタービンホイールを構或している。
第３図から明らかなように、粉末物体はグラノアイ１〜
製の上部の開口した容器１５西に配置され、さらにガラ
ス粉永１６内に埋設されている。
製の上部の開口した容器１５西に配置され、さらにガラ
ス粉永１６内に埋設されている。
このガラス粉末は、１２．３重パーセントの１３２Ｏ３
、８０．３重格パーヒントのＳ ｉ ０ ２、２．８重
量パーヒントのへ１２Ｏ３、４．０重量パーセントのＮ
ａ２ｏ，ｏ．４重量パーセントのＫ２Ｏおよび０．３重
量パーセントのＣａＯ （登録商標： Ｐｙｒｅｘ ）
を含有している。容器は内部に窒化ホウ素の離型層１７
を備えている。容器の底１７ は気密状態どなっでＪ３らず、ｌｌＩｔ型ｈｔｉｌ７を
恥着する以荊に、底には気密グラファイト、気密窒化ホ
ウ素あるいはモリブデンのプレー１〜が敷かれる。
、８０．３重格パーヒントのＳ ｉ ０ ２、２．８重
量パーヒントのへ１２Ｏ３、４．０重量パーセントのＮ
ａ２ｏ，ｏ．４重量パーセントのＫ２Ｏおよび０．３重
量パーセントのＣａＯ （登録商標： Ｐｙｒｅｘ ）
を含有している。容器は内部に窒化ホウ素の離型層１７
を備えている。容器の底１７ は気密状態どなっでＪ３らず、ｌｌＩｔ型ｈｔｉｌ７を
恥着する以荊に、底には気密グラファイト、気密窒化ホ
ウ素あるいはモリブデンのプレー１〜が敷かれる。
１つまたはそれ以上の容器１５が周知形式の高圧炉内に
配置される。この高圧炉は、容器Ｊ３よび容器収容物の
ガス抜きを行なうガス通過用の８Ｉ管を備えている。ガ
スを供給すれば、アイソスタティックプレスを行なうの
に必要な圧力を作り出すことができる。供給されるガス
には、アルゴンガス、ヘリウムガスあるいは窒素ガスが
適している。また、前記導管は炉加熱用の手段を備えて
いる。高圧炉の場合には、周囲をガラス粉末１６が取り
囲む予備成形物休１０は、ほぼ高圧炉内で２時間にわた
り室温の下でガス抜きされる。ガス抜きを行なっている
間に温度は約６ ０ ０ ’Ｃまで＋けられる。温度上
昇はゆっくり行なわれ、圧力は常時０．１１−ルを越え
ないようにざれる。ガス扱きを行なっている間、温度は
概ね１時間にわたってほぼ６ ０ ０ ’Ｃに保たれる
。最後にガス抜きが行なわれる。このガス抜きの後、ア
ルゴンガス、ヘリ１８ ウムガスあるいは窒素ガスが供給される。圧力は０．１
ＭＰａとなり、温度は１１５０℃まで上昇し、１時間に
わたりこの温度が維持される。こうしてノＪラス粉末は
粉末物体１０を完全に取り囲む比較的低粘度の溶融物と
なる。さらに同じ温度条件により、最終的な焼結温度の
下で２Ｏ０〜３００ＭＰａの圧力となる圧力レベルでア
ルゴンガス、ヘリウムガスまたは窒素ガスが供給ざれる
。引き続き温度は１ ７００〜１ ８００℃まで、すな
わち１時間にわたる窒化シリコンの焼結処理に適した温
度まで上げられる。同時に圧力も上青していく。
配置される。この高圧炉は、容器Ｊ３よび容器収容物の
ガス抜きを行なうガス通過用の８Ｉ管を備えている。ガ
スを供給すれば、アイソスタティックプレスを行なうの
に必要な圧力を作り出すことができる。供給されるガス
には、アルゴンガス、ヘリウムガスあるいは窒素ガスが
適している。また、前記導管は炉加熱用の手段を備えて
いる。高圧炉の場合には、周囲をガラス粉末１６が取り
囲む予備成形物休１０は、ほぼ高圧炉内で２時間にわた
り室温の下でガス抜きされる。ガス抜きを行なっている
間に温度は約６ ０ ０ ’Ｃまで＋けられる。温度上
昇はゆっくり行なわれ、圧力は常時０．１１−ルを越え
ないようにざれる。ガス扱きを行なっている間、温度は
概ね１時間にわたってほぼ６ ０ ０ ’Ｃに保たれる
。最後にガス抜きが行なわれる。このガス抜きの後、ア
ルゴンガス、ヘリ１８ ウムガスあるいは窒素ガスが供給される。圧力は０．１
ＭＰａとなり、温度は１１５０℃まで上昇し、１時間に
わたりこの温度が維持される。こうしてノＪラス粉末は
粉末物体１０を完全に取り囲む比較的低粘度の溶融物と
なる。さらに同じ温度条件により、最終的な焼結温度の
下で２Ｏ０〜３００ＭＰａの圧力となる圧力レベルでア
ルゴンガス、ヘリウムガスまたは窒素ガスが供給ざれる
。引き続き温度は１ ７００〜１ ８００℃まで、すな
わち１時間にわたる窒化シリコンの焼結処理に適した温
度まで上げられる。同時に圧力も上青していく。
尚、先に指摘した条件のＦで焼結を行なうのに適した時
間は少なくとも２時間である。焼結を終えた後、圧力を
そのまま維持した状態で炉は９００℃まで冷却される。
間は少なくとも２時間である。焼結を終えた後、圧力を
そのまま維持した状態で炉は９００℃まで冷却される。
湿度を９００℃に保ち、圧力はほぼ大気圧の０．１１８
Ｐａまで減圧される。圧力低下に伴い、ガラスに含まれ
るガスは膨張してガラス内に気泡が形成される。引き続
き炉の玲却が行なわれ、７００℃で圧力を０．１５ＭＰ
ａまで上青さ仕る。引き続き冷却を行なっている際、少
１９ なくとｂ５００℃までの冷却期間中、ずなわらガラスの
転換点以下の湿度まで冷却している間、圧力は一定に保
たれている。７００゜Ｃで圧力は上青し、その結果溶融
ガラスに含まれる含有気泡はそのままの状態で幾分圧縮
され、焼結製品を収容したガラスケーシングはグラファ
イト容器内にあって容器に付着することがない。したが
って、グラファイト容器を逆転させれば簡単に取り出づ
ことができる。ガラスの粘度は９００℃で１０７ボアズ
であり、７００℃では１０９ボアズ、また５００℃では
１０１３ボアズよりも大きな値を示す。気泡を含むガラ
スケーシングは、プラスティング処理や状況によっては
タンブリン処理を加えて物体から除去される。こうして
製造された焼結物体は、理論的には９９．５パーセント
を上回る密麿を備えている。
Ｐａまで減圧される。圧力低下に伴い、ガラスに含まれ
るガスは膨張してガラス内に気泡が形成される。引き続
き炉の玲却が行なわれ、７００℃で圧力を０．１５ＭＰ
ａまで上青さ仕る。引き続き冷却を行なっている際、少
１９ なくとｂ５００℃までの冷却期間中、ずなわらガラスの
転換点以下の湿度まで冷却している間、圧力は一定に保
たれている。７００゜Ｃで圧力は上青し、その結果溶融
ガラスに含まれる含有気泡はそのままの状態で幾分圧縮
され、焼結製品を収容したガラスケーシングはグラファ
イト容器内にあって容器に付着することがない。したが
って、グラファイト容器を逆転させれば簡単に取り出づ
ことができる。ガラスの粘度は９００℃で１０７ボアズ
であり、７００℃では１０９ボアズ、また５００℃では
１０１３ボアズよりも大きな値を示す。気泡を含むガラ
スケーシングは、プラスティング処理や状況によっては
タンブリン処理を加えて物体から除去される。こうして
製造された焼結物体は、理論的には９９．５パーセント
を上回る密麿を備えている。
９６．７重量パーセントのＳｉＯ 、２．９重２
昂バーセントの１３２Ｏ３および０．４重パーセントの
八ｌ２Ｏ３ （登録商標： Ｖｙｃｏｒ ）を含有する
ガラスのケーシングを用いて、粉末材利から物２Ｏ 体のアナログ製造法を実施するにあたり、ガラス約１０
８ボアズの粘度があれば約１４００℃でガラスケーシン
グ内に気泡が形成されるようになり、またガラスに約１
０９ボアズの粘度があれば約１２５０℃で気泡が生じ、
ガラスケーシングは僅かに圧縮される。前述した実施例
の何れの温度の場合でも、圧力は同じＩＩ１ｌ．−Ｊ−
なわちそれぞれが０．１１ＭＰａおよび０．１５ＭＰａ
の値を備えテイる。
八ｌ２Ｏ３ （登録商標： Ｖｙｃｏｒ ）を含有する
ガラスのケーシングを用いて、粉末材利から物２Ｏ 体のアナログ製造法を実施するにあたり、ガラス約１０
８ボアズの粘度があれば約１４００℃でガラスケーシン
グ内に気泡が形成されるようになり、またガラスに約１
０９ボアズの粘度があれば約１２５０℃で気泡が生じ、
ガラスケーシングは僅かに圧縮される。前述した実施例
の何れの温度の場合でも、圧力は同じＩＩ１ｌ．−Ｊ−
なわちそれぞれが０．１１ＭＰａおよび０．１５ＭＰａ
の値を備えテイる。
４８．９重量パーセントのＳ ｉ ０２ 、４ ８ ．
８重パーセントのＢ２Ｏ３および２．３重量パーセン
トのＡｌ２Ｏ３を含右ずるガラスを使用する場合、先の
実施例に用いた条件では、ガラスの粘度が約１０６ポア
ズであれば約８５０℃でガラスケーシング内に気泡が形
成されるようになり、またガラスの粘度が１ｏ８．５ボ
アズであれば約６００℃で僅かにガラスケーシングは圧
縮されるようになる。
８重パーセントのＢ２Ｏ３および２．３重量パーセン
トのＡｌ２Ｏ３を含右ずるガラスを使用する場合、先の
実施例に用いた条件では、ガラスの粘度が約１０６ポア
ズであれば約８５０℃でガラスケーシング内に気泡が形
成されるようになり、またガラスの粘度が１ｏ８．５ボ
アズであれば約６００℃で僅かにガラスケーシングは圧
縮されるようになる。
３８重パーセントのＳｉＯ２、６０重パーセントの６２
Ｏ３および２重パーセントのＡｌ２Ｏ３を含有するガラ
スを使用する場合、先の実施例に用いノこ条件では、ガ
ラスの粘度が約１０５ボアズであると約７５０℃でガラ
スケーシング内に気泡が形成されるようになり、またガ
ラスの粘度が１０８゜５ボアズであると約５００℃で僅
かなガラスケーシングの圧縮が生じる。
Ｏ３および２重パーセントのＡｌ２Ｏ３を含有するガラ
スを使用する場合、先の実施例に用いノこ条件では、ガ
ラスの粘度が約１０５ボアズであると約７５０℃でガラ
スケーシング内に気泡が形成されるようになり、またガ
ラスの粘度が１０８゜５ボアズであると約５００℃で僅
かなガラスケーシングの圧縮が生じる。
第１図は、ガスタービンモータ用のタービンホイールの
形態をした粉末材料から予備成形された物体を示す平面
図である。第２図は、この物体の軸方向断面を示す断面
説明図である。第３図は、耐熱容器内にあってガラス塊
に埋設されている物体を示す説明図である。 １０：粉末物体、１１：ハブ、１２：ウエブ、１ ３
： ］：ツジ、１４：ブレード、１５：グラファイト製
の耐熱容器、１６：ガラス粉末、１７：［型層。
形態をした粉末材料から予備成形された物体を示す平面
図である。第２図は、この物体の軸方向断面を示す断面
説明図である。第３図は、耐熱容器内にあってガラス塊
に埋設されている物体を示す説明図である。 １０：粉末物体、１１：ハブ、１２：ウエブ、１ ３
： ］：ツジ、１４：ブレード、１５：グラファイト製
の耐熱容器、１６：ガラス粉末、１７：［型層。
Claims (12)
- （１）粉末材料の焼結に必要な湿度で、且つ圧密された
焼結製品を得るのに必要な圧力の下で、ガス状圧力媒体
を用いて、粉末材料から予備成形された物体（１０）の
アイソスタティックプレスを行なうことにより、粉末材
料から物体を製造する方法にして、予備成形された物体
は溶融ガラスのケーシング（１６）内に収容され、しか
もこの予備成形された物体とガラスケーシングは耐熱容
器（１５）内に配置されており、圧縮を終えた後、容器
周囲の温度をこの容器のガラス収容物が変形することの
できる温度に保ち、引き続き行なわれる処理過程で、ガ
ラス内に閉じ込められた圧力媒体によりケーシング内に
気泡を形成しながら温度および圧力を下げていく方法に
おいて、ケーシング内に気泡を形成した後、容器周囲の
温度をこの容器のガラス収容物が変形することのできる
温度に保ちながら圧力を上げていく一方で、ケーシング
の外側寸法を減少させるものの、少なくとも含有気泡は
事実上そのままに保ち、冷却を終えてガラスが変形しな
くなった時期に容器から周囲をケーシングが取り囲んで
いる焼結物体を取り外し易くしたことを特徴とする、粉
末材料から物体を製造する方法。 - （２）請求項１に記載された粉末材料から物体を製造す
る方法において、ケーシング（１６）内に気泡を形成し
た後、容器（１５）とこの容器の収容物（１０，１６）
の周囲の温度を下げてから、圧力を上げながらケーシン
グの外側寸法を減少させることを特徴とする、粉末材料
から物体を製造する方法。 - （３）請求項１または２に記載された粉末材料から物体
を製造する方法において、ケーシング（１６）内での気
泡の形成に伴い、容器（１５）とこの容器の内容物（１
０，１６）の周囲は、ガラスの持つ粘度が１０＾５＾．
＾０〜１０＾８＾．＾０ポアズとなる温度に保たれ、ま
たケーシングの外側寸法の減少に伴い、ガラスの持つ粘
度が１０＾８＾．＾０〜１０＾９＾．＾５ポアズとなる
温度に保たれることを特徴とする、粉末材料から物体を
製造する方法。 - （４）請求項１から３の何れか一つの項に記載された粉
末材料から物体を製造する方法において、アイソスタテ
ィックプレスは少なくとも５０ＭＰａの圧力の下で行な
われ、容器（１５）とこの容器の内容物（１０，１６）
の周囲は、ケーシング（１６）内に気泡が形成されてい
る際に０．０５〜５ＭＰａの圧力に保たれていることを
特徴とする、粉末材料から物体を製造する方法。 - （５）請求項１から４の何れか一つの項に記載された粉
末材料から物体を製造する方法において、アイソスタテ
ィックプレスは少なくとも５０ＭＰａの圧力の下で行な
われ、容器（１５）とこの容器の内容物（１０，１６）
の周囲は、ケーシング（１６）内に気泡が形成されてい
る際に０．１〜３ＭＰａの圧力に保たれていることを特
徴とする、粉末材料から物体を製造する方法。 - （６）請求項１から５の何れか一つの項に記載された粉
末材料から物体を製造する方法において、アイソスタテ
ィックプレスは少なくとも５０ＭＰａの圧力の下で行な
われ、ケーシング（１６）内に気泡が形成されこのケー
シングの外側寸法が減少した後、圧力を０．０３〜３Ｍ
Ｐａにわたり上昇させることを特徴とする、粉末材料か
ら物体を製造する方法。 - （７）請求項１から６の何れか一つの項に記載された粉
末材料から物体を製造する方法において、アイソスタテ
ィックプレスは少なくとも５０ＭＰａの圧力の下で行な
われ、ケーシング（１６）内に気泡が形成されこのケー
シングの外側寸法が減少した後、圧力を０．０３〜０．
１ＭＰａにわたり上昇させることを特徴とする、粉末材
料から物体を製造する方法。 - （８）請求項１から７の何れか一つの項に記載された粉
末材料から物体を製造する方法において、前記ケーシン
グには、約８０．３重量パーセントのＳｉＯ＿２と、約
１２．２重後パーセントのＢ＿２Ｏ＿３と、約２．８重
量パーセントのＡｌ＿２Ｏ＿３と、約４．０重量パーセ
ントのＮａ＿２Ｏと、約０．４重量パーセントのＫ＿２
Ｏと、約０．３重量パーセントのＣａＯとを含有するガ
ラスが用いられることを特徴とする、粉末材料から物体
を製造する方法。 - （９）請求項８に記載された粉末材料から物体を製造す
る方法において、ケーシング内に気泡が形成されている
際には圧力容器内は約９００℃の温度に保たれ、またケ
ーシングの外側寸法が減少している際には約７００℃の
温度に保たれることを特徴とする、粉末材料から物体を
製造する方法。 - （１０）請求項１から７の何れか一つの項に記載された
粉末材料から物体を製造する方法において、前記ケーシ
ングには、約９６．７重量パーセントのＳｉＯ＿２と、
約２．９重量パーセントのＢ＿２Ｏ＿３と、約０．４重
パーセントの Ａｌ＿２Ｏ＿３とを含有するガラスが用いられることを
特徴とする、粉末材料から物体を製造する方法。 - （１１）請求項１から７の何れか一つの項に記載された
粉末材料から物体を製造する方法において、前記ケーシ
ングには、４６〜５０重量パーセントのＳｉＯ＿２と、
４８〜５２重量パーセントのＢ＿２Ｏ＿３と、１．５〜
２．５重量パーセントのＡｌ＿２Ｏ＿３とを含有するガ
ラスが用いられることを特徴とする、粉末材料から物体
を製造する方法。 - （１２）請求項１から７の何れか一つの項に記載された
粉末材料から物体を製造する方法において、前記ケーシ
ングには、少なくとも５０重量パーセントのＢ＿２Ｏ＿
３を含有するガラスが用いられていることを特徴とする
、粉末材料から物体を製造する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE8902285-9 | 1989-06-22 | ||
| SE8902285A SE463961B (sv) | 1989-06-22 | 1989-06-22 | Saett att framstaella ett foeremaal av ett pulverformigt material genom isostatisk pressning i ett hoelje av smaelt glas |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0394003A true JPH0394003A (ja) | 1991-04-18 |
| JP2909152B2 JP2909152B2 (ja) | 1999-06-23 |
Family
ID=20376374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2160077A Expired - Lifetime JP2909152B2 (ja) | 1989-06-22 | 1990-06-20 | 粉末材料から物体を製造する方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2909152B2 (ja) |
| KR (1) | KR910000547A (ja) |
| SE (1) | SE463961B (ja) |
-
1989
- 1989-06-22 SE SE8902285A patent/SE463961B/sv not_active IP Right Cessation
-
1990
- 1990-06-20 JP JP2160077A patent/JP2909152B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1990-06-20 KR KR1019900009076A patent/KR910000547A/ko not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE463961B (sv) | 1991-02-18 |
| SE8902285D0 (sv) | 1989-06-22 |
| SE8902285L (sv) | 1990-12-23 |
| KR910000547A (ko) | 1991-01-29 |
| JP2909152B2 (ja) | 1999-06-23 |
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